PL51314B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: C9.III.1961 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 15.IY.1966 51314 KI. 21 g, 10/01 MKP H 01 g 5|oO UDK I jBIBUOTEKA Wspóltwórcy wynalazku: Gerd Schubert, Karlheinz Reihardt l«*rt^"^5l Wlasciciel patentu: VEB Vakutronik, Drezno (Niemiecka Republika De¬ mokratyczna) Membranowy kondensator drgajacy z elektrodami plytkowymi Wynalazek dotyczy budowy malego kondensato¬ ra drgajacego.W praktyce sa stosowane kondensatory drgaja¬ ce z napedem elektromagnetycznym, w których odpowiedni jezyczek drgajacy membrana lub plyt¬ ka jest pobudzana do drgania przez elektrode umo¬ cowana naprzeciw na izolatorze. Granice zastoso¬ wania kondensatora drgajacego sa okreslone przez wahania potencjalu stykowego lezacych naprzeciw siebie elektrod, przez napiecia zaklócajace powsta¬ le na skutek rozproszenia w ukladzie wzbudzenia oraz przez zaklócenia pochodzace od izolatora.Poza tym wymaga sie jak najwiekszej stalosci sprawnosci, to znaczy stosunku wyjsciowego na¬ piecia zmiennego do wejsciowego napiecia stalego, na przyklad przy zmianach temperatury, jak rów¬ niez wymagana jest mala moc napedowa, male wy¬ miary i ciezar.W znanych kondensatorach drgajacych wlasno-, sci te osiaga sie tylko czesciowo i to przy duzym nakladzie srodków. Mozna wytwarzac kondensato¬ ry drgajace o stabilnej sprawnosci, jednakze budo¬ wa ich jest stosunkowo skomplikowana, a zapo¬ bieganie rozproszeniu jest bardzo utrudnione. W przypadku znanych kondensatorów z drgajaca membrana, znaczne trudnosci powoduje duza po¬ wierzchnia membrany, konieczna ze wzgledu na male zmiany potencjalu stykowego.Stosunkowo duze rozproszenie pochodzi od UKla- du napedowego. Do napedu sa stosowane uklady 10 20 25 30 wzbudzenia takie jak w sluchawce telefonicznej.Znane sa równiez uklady drgajace z elektrodami plytkowymi, które sa wykonane np. ze stali nie¬ rdzewnej, co przy odpowiednim ich wykonaniu umozliwia osiagniecie stosunkowo malych zmian potencjalu stykowego.Znane kondensatory drgajace, pracujace na tej zasadzie posiadaja skomplikowane uklady napedo¬ we, które ze wzgledu na koniecznosc poruszania duzych mas, umozliwiaja osiagniecie tylko stosun¬ kowo malych czestotliwosci roboczych. Duza jest równiez zaleznosc sprawnosci od temperatury, a to na skutek róznic w ogrzaniu tych czesci kondensa¬ tora, które okreslaja odstep obu plytek. Znane sa próby, aby te zaleznosc sprawnosci od temperatu¬ ry wyrównac na drodze mechanicznej kompensacji temperatury. Takie rozwiazanie bardzo kompliku¬ je budowe kondensatora drgajacego i jest niewy¬ starczajace, gdyz kompensacja przy elektrodzie izo¬ lowanej w wysokim stopniu elektrycznie i termicz¬ nie, zachodzi ze zbyt duza stala czasu. Czesto kon¬ densator sprzegajacy, konieczny do przylaczenia do nastepnego stopnia wzmacniacza pradu zmiennego, jest wbudowany do kondensatora drgajacego. Ta¬ kie rozwiazanie prowadzi- do skomplikowanej bu¬ dowy znanych kondensatorów i nie jest w pelni uzasadnione, gdyz sa w uzyciu male, stabilne kon¬ densatory odpowiadajace wymaganiom elektro¬ nicznym, które moga byc takze umieszczone poza wlasciwym kondensatorem drgajacym. 51314% 51314 3 4 Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie kon¬ densatora drgajacego, który nie posiada wymienio¬ nych wad i odznacza sie miedzy innymi nieskom¬ plikowana, przejrzysta budowa oraz prostym i la¬ two dostepnym wzorcowaniem.Wedlug wynalazku osiaga sie to w ten sposób, ze przy membranie posiadajacej specjalny, krzy¬ zowo nacinany pierscien i przycisnietej równo¬ miernie, umieszczona jest kotwica o duzej przeni- kalnosci oraz wlasciwa elektroda drgajaca. Naprze¬ ciw tej elektrody drgajacej znajduje sie najczesciej taka sama elektroda, która jest zamocowana w izo¬ latorze o wysokich wartosciach izolacyjnych,1 posia¬ dajacym mala srednice i znaczna grubosc. Izolator ten jest umocowany w obudowie napinanej przez co najmniej trzy specjalne sruby, a to w celu la¬ twego i dokladnego wzorcowania i kompensacji temperatury. Do napedu ukladu wedlug wynalaz¬ ku mozna zastosowac zwykly uklad sluchawki te¬ lefonicznej. Przy membranie jest umieszczona ko¬ twica wykonana z blachy o duzej przenikalnosci tak, ze strumien magnetyczny nie przechodzi przez membrane. Membrana celowo nie jest mocno na¬ pieta, azeby wyrównywaly sie róznice w rozsze¬ rzalnosci cieplnej obudowy i membrany. Material, z którego jest wykonana mebrana, posiada dobre wlasciwosci drgania oraz maly wspólczynnik, roz¬ szerzalnosci cieplnej (na przyklad stal, braz).Równomierny docisk membrany jest zapewniony przez pierscien nacinany krzyzowo, zaopatrzony w gwint, którym membrana jest przykrecona. Izo¬ lator, na którym jest umieszczona stala elektroda, ma mala srednice i duza grubosc i jest wykona¬ ny tak, ze nie powstaja w nim zadne napiecia za¬ klócajace (np. na skutek efektu piezoelektrycznego), jakie moglyby powstac od sily dzialajacej odpowie¬ dnio do drgan membrany w szczelinie powietrznej istniejacej pomiedzy obiema elektrodami: Wzorco¬ wanie odstepu elektrod nastepuje przez napinanie obudowy za pomoca wymienionych trzech srub, rozlozonych równomiernie na obwodzie, dzieki czemu unika sie koniecznosci stosowania czesci scisle pasowanych.Przy stosowaniu tego sposobu wzorcowania nie wystepuja zadne istotne zmiany odstepu miedzy elektrodami podczas zmian temperatury równiez w przypadku uzycia na obudowe materialów o du¬ zych wspólczynnikach rozszerzalnosci cieplnej.Uklad wzbudzajacy stanowi uklad elektromagne¬ tyczny zwyklej sluchawki telefonicznej i moze byc w prosty sposób wycechowany lub wymieniony w kazdej chwili, bez potrzeby zmian w czulym ukladzie elektrod. Zastosowane jednakowe elek¬ trody, odznaczaja sie szczególnie dobrym wypolero¬ waniem optycznym i równomierna powierzchnia tak, ze mozliwe jest doskonale wyczyszczenie tych powierzchni. Wlasciwy sposób starzenia to jest zmniejszania napiec w materiale i uwolnienia od chemicznych i czasteczkowych zanieczyszczen po¬ wierzchni elektrod niweluje napiecia mechaniczne szczególnie w izolatorze tak, ze po tym procesie praca .kondensatora jest mozliwa nawet w najnie¬ korzystniejszych warunkach temperaturowych.Na skutek tej prostej budowy kondensator po¬ siada niewielkie wymiary oraz maly ciezar i dobre warunki wzorcowania oraz dobre wlasciwosci elek¬ tromedyczne, gdyz wzgledem zastosowanego ma¬ terialu izolatora nie stawia sie wielkich wymagan mechanicznych. Wymienione wlasnosci umozliwia- 5 ja zastosowanie kondensatora drgajacego w apara¬ turze przenosnej, zwlaszcza, ze niewielka elektrycz¬ na moc napedowa jeszcze to ulatwia. ' Przyklad wykonania kondensatora wedlug wy¬ nalazku jest uwidoczniony na rysunku.Do membrany 1 jest przysrubowana kotwica 2 z blachy o duzej przenikalnosci. Membrana 1 jest przyciskana równomiernie przez krzyzowo nacina¬ ny pierscien 3, wkrecony w obudowe 4.Róznice w rozszerzalnosci cieplnej obudowy 4 i membrany 1 moga sie wyrównywac na skutek równomiernego, elastycznego nacisku. Obie jedna¬ kowe elektrody 5 i 6 posiadaja lacznik i gwinto¬ wany wypust.Nakretka 7 sluzaca do umocowania ruchomej elektrody 5 przy membranie 1, przytrzymuje jed¬ noczesnie kotwice 2 o duzej przenikalnosci, wyko¬ nana w ksztalcie talerza. Umocowana na stale przeciwlegla elektroda 6 jest wkrecona w metalo¬ wa tuleje gwintowana 8, która jest przysrubowana nakretka 10 w izolatorze 9 i tworzy polaczenie wiel- kooporowe. Izolator 9 ma duza opornosc wlasciwa i powierzchniowa. Moze byc on wykonany ze szkla hydrofobowego lub z teflonu. Azeby w izolatorze nie powstawaly napiecia zaklócajace (np. wskutek efektu piezoelektrycznego) wywolane sila, dziala¬ jaca poprzez warstwe powietrza pomiedzy elektro¬ dami 5 i 6, odpowiednio do drgan membrany, izo¬ lator 9 jest stosunkowo gruby i posiada niewielka srednice. Wzgledem opornosci izolacji nie stawia sie warunków maksymalnych, gdyz skuteczna opor¬ nosc, wejsciowa wzmacniacza zawierajacego kon¬ densator drgajacy, moze byc zwiekszona przez ujemne sprzezenie zwrotne. Izolator 9 laczy sie z obudowa tylko przez waskie powierzchnie, ko¬ nieczne do pewnego umocowania i na skutek odpo¬ wiedniej obudowy jest ekranowany mozliwie naj¬ lepiej wzgledem elektrody 6. Regulowanie odstepu elektrod .5 i 6 nastepuje przez równomierny obrót trzech srub 11 o malym skoku gwintu, które umoz¬ liwiaja napinanie obudowy dzieki wyzlobieniu 12 w obudowie, utworzonemu przez wytoczenie, wy¬ ciecie lub inny sposób obróbki.Wzgledem materialu, z jakiego wykonana jest obudowa, nie stawia sie zadnych wymagan z wy¬ jatkiem dostatecznej elastycznosci. Obudowa moze byc wykonana z mosiadzu, stopu aluminium lub ze #stali.Przy wysokich wymaganiach, sciany obudowy otaczajace elektrody i membrana 1, powinny byc odporne na korozje, a ponadto polerowane i bar¬ dzo czysto wykonane, aby zapewnic stabilny poten¬ cjal stykowy, który powinien byc mozliwie równy potencjalowi stykowemu materialu, z jakiego wy¬ konane sa elektrody.Dla zmniejszenia wplywu promieniowania radio¬ aktywnego dzialajacego z zewnatrz, czynna prze¬ strzen powietrzna jest zmniejszona przez ekranowa¬ nie wzgledem calej wewnetrznej przestrzeni elek¬ trody 6 o wysokiej izolacji za pomoca kryzy 13.Sruby 11, sluzace do nastawiania odstepu miedzy 15 35 40 45 50 55 '6051 314 5 6 elektrodami sa wykonane z materialu o malym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej tak, ze roz¬ szerzenie obudowy wplywajace na zmiane odleglo¬ sci miedzy plytkami, moze byc wyrównane przez * elastyczna konstrukcje obudowy. W Rachube wscho¬ dzi wiec tylko zmiana dlugosci uwarunkowana dlu¬ goscia i materialem srub. Stosujac odpowiedni ma¬ terial na sruby 11 mozna skompensowac kazda zmiane odleglosci plytek wywolana zmiana tempe¬ ratury. Elektrody 5 i 6 sa utrzymywane równolegle dzieki temu, ze po przysrubowaniu izolatora 9 gwintowanym pierscieniem 14, powierzchnia pod¬ pory membrany 1 i powierzchnia podpory elektro¬ dy 6 (gwintowana tuleja 8) sa toczone równoczes¬ nie w jednej operacji.Uklad wzbudzajacy 15 zwyklej sluchawki telefo¬ nicznej sluzacej do wzbudzania, jest przysrubowa¬ ny po przeciwnej stronie obudowy 4 i moze byc na¬ stawiony tak, ze równiez w przypadku drgania membrany 1, bieguny ukladu wzbudzajacego nie sa dotykane. Uklad wzbudzajacy 15 jest umocowany za pomoca gwintowanego pierscienia 16.Uklad posiada te zalete, ze pyloszczelnie zmon¬ towana para elektrod 5 i 6 jest zupelnie oddzielo¬ na od ukladu napedowego. W ten sposób, bez zmia¬ ny krytycznego nastawienia elektrod, mozliwa jest wymiana ukladu wzbudzajacego 15, np. jezeli za¬ chodzi koniecznosc dopasowania do innego genera¬ tora lub gdy ma byc wbudowany uklad niespolary- zowany. Na skutek zastosowanej Budowy osiaga sie równiez szczelnosc kondensatora drgajacego wzgle¬ dem otaczajacej z zewnatrz atmosfery, gdyz izola¬ tor 9 jest scisle wcisniety i zasrubowany, a uklad wzbudzajacy 15 lacznie z przewodami do zasilania jest szczelnie zalany materialem nieprzewodzacym np. zywica epoksydowa. Elektrody 5 i 6 moga byc wykonane jak zwykle z odpornej na korozje stali szlachetnej, a ich powierzchnie sa wypolerowane optycznie. Poniewaz czesto na skutek gruboziarni¬ stej struktury materialu dokladne wypolerowanie jest niemozliwe, a tym samym nie mozna uzyskac czystosci powierzchni koniecznej do wlasciwego funkcjonowania, elektrody sa wykonane z materia¬ lu o duzym ciezarze wlasciwym (np. z mosiadzu, miedzi, z nowego srebra), na którym znajduje sie warstwa naniesiona galwanicznie np. z chromu twardego, która jest optycznie wypolerowana.Jezeli wymagana jest duza odpornosc na korozje, to na te warstwe naklada sie cienka warstwe me¬ talu szlachetnego (np. platyna lub zloto).Na material podkladu moze byc równiez nanie¬ siona warstwa szklana (np. przez przyklejenie lub" przykitowanie przy uwzglednieniu wspólczynników rozszerzalnosci materialów), na która po wypolero¬ waniu optycznym zostaje naniesiona przewodzaca warstwa ze szlachetnego metalu.W celu usuniecia napiec mechanicznych, przede wszystkim w izolatorze 9, kondensator drgajacy zo- 5 staje poddany starzeniu przy zalaczonym wzbudze¬ niu i polaczeniu elektrycznym gwintowanej tulei 10 z obudowa 4, przy czym proces ten polega na wie¬ lokrotnej zmianie temperatury' otoczenia z okolo —20°C na +80°C. Osiaga sie przez to zmniejszenie, napiec zaklócajacych wywolanych na przyklad przez polaryzacje oraz stabilnosc wlasnosci mecha¬ nicznych, np. sprawnosci i czestotliwosci rezonan¬ su mechanicznego, co jest szczególnie potrzebne przy duzych zmianach temperatury. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 1. Membranowy kondensator drgajacy z elektro¬ dami plytkowymi znamienny tym, ze przy mem¬ branie (1), przycisnietej równomiernie pierscie¬ niem sprezynujacym (3), ponacinanym krzyzowo, jest umieszczona kotwica (2) z blachy o duzej przenikalnosci, oraz drgajaca elektroda (5) polo¬ zona naprzeciw podobnej elektrody (6), która jest umocowana w wykonanym ze' szkla hydrofobo¬ wego lub z teflonu izolatorze (9), o malej sredni¬ cy i duzej grubosci, przy czym izolator (9) dla prostszego i dokladniejszego wzorcowania i kom¬ pensacji temperatury jest umocowany na stale w obudowie (4), posiadajacej gleboki rowek z trzema srubami (11) z materialu o malym wspólczynniku rozszerzalnosci, sluzacymi do na¬ pinania obudowy. 2. Kondensator drgajacy wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze elektrody (5 i 6) sa wykonane z materialu o duzym ciezarze wlasciwym, np. z mosiadzu, miedzi lub z nowego srebra, z nanie¬ siona warstwa dajaca sie dobrze polerowac, np. z twardego chromu lub ze szkla, przy czym po¬ wierzchnia tej warstwy jest polerowana optycz- # nie, a kondensator jest sztucznie starzony, przez wielokrotna, szybka zmiane temperatury z —20°C na +80°C. 3. Kondensator drgajacy wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze elektrody (5 i 6) i membrana (1) sa pokryte polerowana warstwa odporna na ko¬ rozje, przy czym potencjal stykowy jest mozli¬ wie równy potencjalowi stykowemu materialu elektrod, wzglednie ich pokrycia, a czynna prze¬ strzen powietrzna jest zmniejszona przez 'od- ekranowanie dobrze izolowanej elektrody (6) od calej przestrzeni wewnetrznej, za pomoca Kry¬ zy (13). 15 20 25 30 35 40 45KI. 21 g,10/01 51314 MKPHOlg 11 U 1 3 15 16 12 €52 7 6\BU° TiKAi \ , i,,...

1.-"-"^ni Eltk B76/66 r. 410 egz. A4. PL