Pierwszenstwo: 30.VII.1965 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 30.VI.1969 57 579 KI. 21 g, 35 MKP H 01 v UKD Twórca wynalazku: Dipl. Phys. Wilfried Rentsch Wlasciciel patentu: Deutsche Post Institut fur Post- und Fernmeldewe- sen, Berlin (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania nosników dzwieku dla magnetostrykcyjnych linii opózniajacych, w szczególnosci do ukladów pamieciowych o duzej pojemnosci Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania nosni¬ ków akustycznych do magnetostrykcyjnych linii opózniajacych w czasie opózniania tv wiekszym od 1 ms, w szczególnosci do ukladów pamieciowych o duzej pojemnosci.Magnetostrykcyjne linie opózniajace sa juz od dawna znane. Dzialanie ich jest nastepujace: sygnal elektryczny jest przetwarzany za pomoca transduk- tora wejsciowego na fale mechaniczna, a mianowi¬ cie fale sprezysta. Fala po przebiegu przez odpo¬ wiedni osrodek — nosnik akustyczny — jest prze¬ twarzana znowu na sygnal elektryczny za pomoca transduktora wyjsciowego. Opóznienie powstale miedzy sygnalem wejsciowym i wyjsciowym jest funkcja odleglosci przebytej przez fale sprezysta miedzy transduktarem wejsciowym i wyjsciowym oraz predkosci rozchodzenia sie fali w nosniku akustycznym.W znanej konstrukcji linii opózniajacej nosnik akustyczny jest wykonany w postaci drutu metalo¬ wego zwinietego w ksztalcie spirali lub kola. Wazna jest rzecza nieprzekraczanie najmniejszej wielkosci wyznaczonej dla srednicy zwojów. Zmniejszenie srednicy zwoju powoduje odksztalcenie impulsu, co wplywa na obnizenie najwiekszej czestotliwosci ro¬ boczej i tym samym na zmniejszenie pojemnosci pamieci. Przyczyny znieksztalcania impulsów sa róznorakie.W materiale miekkim wystepuja trwale odksztal¬ cenia powodujace odbicia. W materiale twardym 10 20 25 30 rozklad naprezen w przekroju jest nierównomierny.Na krzywiznach wlókna zewnetrzne sa rozciagniete, a wewnatrz scisniete. Pojemnosc pamieci równiez jest ograniczona zaleznoscia zmiany czasu przebiegu w metalowym nosniku akustycznym od temperatu¬ ry, jezeli uklad nie jest umieszczony w termostacie.Stosujac znane dotychczas materialy jako nosniki akustyczne o wspólczynniku temperaturowym 1(H/°C, a mianowicie nikiel i stopy zelazowo-niklowe nie mozna otrzymac pamieci o pojemnosci powy¬ zej 103 bitów, które moglyby pracowac nieza¬ wodnie w wymaganym przedziale temperaturowym A# = 50°C.Wskutek tlumienia fali akustycznej wzdluz nos¬ nika akustycznego, przy czym to tlumienie jest zalezne od czestotliwosci, wystepuje obok oslabie¬ nia sygnalu wyjsciowego równiez znieksztalcenie, a zwlaszcza rozszerzenie impulsów, co znacznie za¬ weza pojemnosc pamieci. Z tego wzgledu dla dob¬ rego przenoszenia impulsów konieczne jest stoso¬ wanie materialu o wysokiej jakosci mechanicznej.Z drugiej jednak strony jest faktem fizycznym, ze materialy o wysokiej jakosci mechanicznej i naj¬ mniejszych wspólczynnikach temperaturowych maja slabe wlasnosci magnetostrykcyjne. Linia opóznia¬ jaca dla ukladów pamieciowych o duzej pojemnosci wymaga wiec dodatkowego stosowania wzmacnia¬ czy.Celem wynalazku jest unikniecie bledów i bra¬ ków obarczajacych znane konstrukcje, a mianowi- 57 5793 57 579 4 tue unikniecie zmniejszenia pojemnosci pamieci na skutek przekroczenia minimalnej srednicy zwojów nosnika akustycznego jak równiez na skutek zalez¬ nej od temperatury zmiany czasu tlumienia fali akustycznej wzdluz nosnika. Poza tym przy zasto¬ sowaniu materialów o wysokiej jakosci mechanicz¬ nej i minimalnych wspólczynnikach temperaturo¬ wych mozna pomimo slabych wlasnosci magneto¬ strykcyjnych uniknac stosowania dodatkowych ukla¬ dów wzmacniajacych.Wynalazek ma za zadanie opracowanie sposobu wytwarzania nosników akustycznych do magneto- strykcyjnych linii opózniajacych, w szczególnosci do ukladów pamieciowych o duzej pojemnosci ( 1000 bitów), które przy mozliwie malych wymiarach moga pracowac z maksymalna czestotliwoscia przenoszenia impulsów z dobrymi wlasnosciami przenoszenia, bez termostatu, w zadanym z góry zakresie temperatur A# = 50°C i" bez dodatkowych ukladów wzmacniajacych.Zadanie to rozwiazuje sie w ten sposób, ze we¬ dlug wynalazku material w wysokim stopniu od¬ ksztalcony na zimno nawija sie na korpusie nawo¬ jowym o srednicy, jaka pózniej bedzie miala linia opózniajaca, i przez obróbke cieplna poddaje sie ta¬ kiemu odprezeniu, ze w stanie ochlodzonym przy¬ biera ksztalt korpusu, przy czym jako temperature wyzarzania przyjmuje sie temperature, w której material uzyskuje najwyzsza jakosc mechaniczna, np. dzieki utwardzeniu dyspersyjnemu, a wspólczyn¬ nik temperaturowy ma wartosc równa zeru. Aby otrzymac najwieksza jakosc mechaniczna przez utwardzanie dyspersyjne stosuje sie material w po¬ staci stopu zawierajacego skladniki utwardzania dyspersyjnego, w szczególnosci tytan. Pozadane wlasnosci temperaturowe osiaga sie w ten sposób, ze zmienia sie zawartosc chromu w stopie. W dal¬ szym rozwinieciu wynalazku na koncach nosnika akustycznego przyspawa sie kawalki niklu o takim samym przekroju, który jest zarzony w obszarze cewki transduktora.W dalszym ciagu opisu podaje sie blizsze wyjas¬ nienie wynalazku. Rysunek przedstawia zaleznosc wspólczynnika temperatury Tw, od temperatury zarzenia Tz» Jako material nosnika akustycznego zastosowano stop zawierajacy jako istotne czesci skladowe nikiel, tytan, aluminium, zelazo, wegiel i chrom. Material ten zostaje nawiniety w postaci drutu lub tasmy na korpusie nawojowym o sred¬ nicy, jaka bedzie pózniej miala linia opózniajaca i przez obróbke cieplna poddaje sie takiemu odpre¬ zeniu, ze w stanie ochlodzenia przybiera ksztalt korpusu nawojowego.Temperature wyzarzania dobiera sie tak, zeby przez utwardzanie dyspersyjne uzyskac najwyzsza jakosc mechaniczna. Z rysunku widac, ze przy zwiekszeniu zawartosci chromu Cr w omawianym stopie przebieg krzywej wspólczynników tempera¬ turowych przesuwa sie ku dodatnim wartosciom czestotliwosci, a w pewnych przypadkach osiaga sie zerowy wspólczynnik temperaturowy.Ten fakt jest wykorzystany lacznie z wymieniona wyzej cecha wynalazku, przy czym procentowe za¬ wartosci stopu dobiera sie tak, ze w ustalonej tem¬ peraturze zarzenia stop uzyskuje najwyzsza jakosc mechaniczna i w tej temperaturze wspólczynnik temperaturowy ma wartosc równa zeru. Dzieki temu magnetostrykcyjna linia opózniajaca moze pracowac bez zarzutu w szerokim zakresie tempe¬ ratur.Dla zwiekszenia wlasnosci magnetostrykcyjnych nosnika akustycznego przyspawa sie na jego kon¬ cach kawalki niklu, które w obszarze cewek trans¬ duktora sa zarzone w znany sposób. Zamiast niklu mozna stosowac równiez inny material o dobrych wlasnosciach magnetostrykcyjnych, przy czym ten material jest lepszy, którego przewodnosc elektrycz¬ na jest mala ze wzgledu na zmniejszenie strat na prady wirowe. W ten sposób uzyskuje sie 40—50- -krotne zwiekszenie sygnalu wyjsciowego tak, iz staja sie zbyteczne dodatkowe uklady wzmacniaja¬ ce. Oprócz tego, wobec zwiekszenia odstepu miedzy zewnetrznym poziomem zaklócenia i poziomem uzy¬ tecznym, zwieksza sie pewnosc ruchu.Odbicia wystepujace na spojeniach o wartosci mniejszej od — 2 NP nie wywieraja zadnego wply¬ wu zaklócajacego na sygnal uzyteczny. PL