SE465748B - Ljudomvandlarsystem - Google Patents

Description

465 748 1. på anpassningen av ljudomvandlarsystemet till impedansen hos överföringsmediet, 2. på riktverkan hos ljudomvandlarsystemet vid sändning och vid mottagning av ljudvågorna.

De vid de kända ljudomvandlarsystemen använda böjsväng- plattorna tjänar för impedansanpassningen. Vid fylltillstånds- mätning är överföringsmediet för ljudvågorna gasformigt, t ex luft, och samma gäller även för många andra användningsområden.

De vanliga elektroakustiska omvandlarna, såsom piezoelektriska omvandlare, magnetostriktiva omvandlare, osv, har i regel en akustisk impedans, vilken mycket skiljer sig från den akus- tiska impedansen för luft eller andra gasformiga överförings- medier. De tjänar därför vid de kända ljudomvandlarsystemen blott för excitering av storytböjsvängplattor, som bildar den egentliga ljudstrålaren resp ljudmottagaren och uppvisar en god impedansanpassning till luft eller andra gasformiga över- föringsmedier.

Med avseende på den eftersträvande riktningsverkan är storytböjsvängplattan likaledes av fördel, eftersom såsom be- kant lobbredden för en strålningslob blir desto snävare ju större utsträckningen av strålningsytan är i förhållande till våglängden. Emellertid föreligger vid ljudomvandlarsystem med en i böjsvängningar av högre ordning försatt böjsväng- platta problemet att de omväxlande motfasigt svängande sväng- ningsbukzonerna också utstrålar motfasiga ljudvågor, vilka kan komma att interferera med varandra. Det därvid uppkommande strålningsdiagrammet har i den vinkelrätt mot böjsvängplattan stående axeln blott en förhållandevis ringa strålningsinten- sitet och koncentriskt relativt axeln liggande strâlningslober och ytterligare störande sidlober.

För att undvika detta ogynnsamma strålningsdiagram är det känt från tidskriften "The Journal of the Acoustical Society of America", volym 51, nr 3 (del 2), sid 953-959 att utforma de svängningsbukzonerna motsvarande områdena av böj- svängplattan omväxlande med olika tjocklek. Tjockleksskillna- den är så dimensionerad, att de av de tjockare områdena ut- strålade ljudvågorna bibringas en fasvridning av 1800. De av alla svängningsbukzonerna utstrålade ljudvågorna är därmed 465 748- likfasiga, så att strålningsdiagrammetfà:ett utpräglat strålningsmaximum i axelriktningen i form av en kraftigt hopträngd lob. Framställningen av en dylik böjsvängplatta är dock komplicerad och dyrbar. Vidare är det med en dylik böjsvängplatta utrustade ljudomvandlarsystemet mycket smal- bandigt, ty fasvridningen 1800 uppkommer, fastlagd genom strukturen av böjsvängplattan, blott för en helt bestämd frekvens. Det är därför icke lämpat för en impulsdrift.

Slutligen är det ej heller möjligt att anpassa böjsvängplattan till en annan driftsfrekvens.

Vid ett från EP-PS 0039986 känt ljudomvandlarsystem är de de omväxlande svängbukzonerna motsvarande områdena av böj- svängplattan likaledes så utformade, att de av varannan sväng- buk alstrade ljudvågorna bibringas en fasvridning 1800, så att de av alla svängbukzonerna utstrålade ljudvågorna väsent- ligen är likfasiga. För detta ändamål är på de ifrågavarande områdena av utstrålningsytan hos böjsvängplattan ett förlust- fattigt akustiskt utbredningsmaterial av sådan tjocklek påfört, att den önskade fasvridningen uppnås.

Såsom förlustfattigt akustiskt utbredningsmaterial för detta ändamål föreslås skummaterial med slutna celler eller oskummade elastomerer. Detta material måste utskäras i mot- svarighet till formen för svängbukzonerna och påklistras på böjsvängplattan. Därigenom uppkommer problem, då ljudomvandlar- systemet vid drift är utsatt för mekaniska påkänningar eller kemiska inverkningar, såsom särskilt är fallet vid fyllnivå- mätning. De påklistrade plastmaterialdelarna kan lätt skadas och uppvisar relativt många kemiskt aggressiva medier blott en ringa beständighet. Vidare ökar de faran för en funktions- förmågan påverkande avsättningsbildning av damm- eller pulver- formiga eller klisterartade fyllgods.

Från JP-OS 58-124398 är å andra sidan ett ljudomvand- larsystem känt, vid vilket framför en med en piezoelektrisk omvandlare förbunden vibrationsplatta en tunn platta med öppningar är anbragt. Dessutom är en hornstrålare anordnad.

För anordningen, antalet, storlek och formen för öppningarna i den tunna plattan anges talrika olika exempel. Vid detta 465 748 kända ljudomvandlarsystem är dock vibrationsplattan ingen böjsvängplatta. Istället säkerställes genom en konisk form av vibrationsplattan att den såsom helhet stelt svänger såsom en kolv. Därvid uppkommer på vibrationsplattan inga nodlinjer, mellan vilka omväxlande motfasigt svängande svängningsbuk- zoner ligger, och till följd därav är en tilldelning av öpp- ningarna i den tunna plattan till sådana svängningsbukzoner icke möjlig. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett ljud- omvandlarsystem av inledningsvis angivet slag med stor verk- ningsgrad och god utstrålningskarakteristik, vilket är lätt att tillverka, uppvisar en hög driftssäkerhet, är mycket bred- bandigt och på enkelt sätt kan anpassas till andra drifts- frekvenser.

För lösningen av denna uppgift får ljudomvandlarsyste- met enligt uppfinningen en ljudstrålformare med för ljudvågor ogenomsläppliga ljudvågsspärrar, vilka ligger på avstånd från böjsvängplattan och är akustiskt avkopplade från denna framför likfasigt relativt varandra svängande första svängningsbuk- zoner, och med ljudvåggenomsläppliga områden, vilka ligger mellan ljudvågsspärrarna framför de övriga mot de första sväng- ningsbukzonerna motfasigt svängande andra svängningsbukzonerna.

Då ljudomvandlarsystemet enligt uppfinningen användes såsom ljudsändare överföres blott likfasiga ljudvågor, medan de motfasiga ljudvågorna av ljudvågspärrarna undertryckes.

Vid användning såsom ljudmottagare kan de ankommande ljud- vågorna blott inverka på likfasigt svängande svängningsbuk- zoner hos böjsvängplattan. I båda fallen föreligger därmed samma goda impedansanpassning och riktverkan som vid de kända systemen. Detta uppnås dock genom en ljudstrålformare, vilken är fullständigt skild från böjsvängplattan, medan på själva böjsvängplattan inga förändringar företages. Undertryckandet av de icke önskade ljudvågorna sker genom reflektion och/eller absorption på ljudvågsspärrarna. Denna verkan är vittgående oberoende av materialet, av vilket ljudvågsspärrarna består.

Materialet för ljudstrålformaren kan därför å ena sidan väljas med hänsyn till anordningsbetingelserna för ljudomvandlarsyste- 465 748» met och å andra sidan med hänsyn till en enkel och rationell tillverkning. Speciellt kan ljudstrålformaren utformas så att den är mekaniskt robust och korrosionsfast. Genom lämpligt materialval kan också faran för en avsättningsbildning minskas.

Skulle trots detta en avsättningsbildning uppkomma kan systemet lätt rengöras och dessutom inträder också en självrengörings- effekt till följd av de relativt stora svängningsamplituderna för böjsvängplattan.

Ljudomvandlarsystemet enligt uppfinningen är mycket bredbandigt, eftersom undertryckningen av de icke önskade ljudvågorna beror på en för alla frekvenser lika spärrverkan, som är oberoende av innehållandet av bestämda fasförskjutningar.

Det verkar sålunda såsom akustiskt filter, ty i förbindelse med ljudstrålformaren tillåter det företrädesvis sådana ljud- frekvenser för mottagningen, vilka exciterar böjsvängplattan till dess önskade driftsfrekvens. Vidare kan systemet genom enkelt utbyte av ljudstrålformaren lätt anpassas till olika driftsfrekvenser.

Fördelaktiga utformningar och vidareutbildningar av uppfinningen karakteriseras i underpatentkraven.

Ytterligare kännetecken och fördelar för uppfinningen framgår av den efterföljande beskrivningen av utföringsexempel i samband med bifogade ritningar. På ritningarna visar: Éig. 1 en schematisk sektionsvy av ett ljudomvandlar- system enligt uppfinningen. Fig. 2 en ändvy av ljudomvandlar- systemet med ljudstrålformaren, i fig. 1 sedd underifrån.

Fig. 3 en schematisk representation för att beskriva funk- tionssättet för böjsvängplattan hos ljudomvandlarsystemet i fig. 1. Fig. 4 en schematisk representation för att beskriva funktionssättet för ljudstrålformaren i ljudomvandlarsystemet enligt fig. 1. Fig. 5 en modifierad utföringsform av ljudvågs- spärrarna hos ljudstrålformaren. Fig. 6 en ytterligare modifi- kation av ljudvågsspärrarna hos ljudvågstrålformaren. Fig. 7 - fig. 12 olika tvärsnittsformer för ljudvågsspärrarna hos ljud- strålformaren, och Fig. 13 en delrepresentation av en ljud- stràlformare med vid ljudvågsspärrarna anordnade tätnings- läppar för att förhindra en avsättningsbildning. 465 748 Det i fig. 1 visade ljudomvandlarsystemet 10 har ett hus 11 med ett rörformigt avsnitt 12, som vid en ände är till- slutet genom en botten 13 och vid den motsatta öppna änden övergår i ett vidgat avsnitt 14, vilket har formen av en flack skål med en kant 15. I en öppning i bottnen 13 är en kabelgenom- föring 16 anordnad. Hela huset 11 är rotationssymmetriskt rela- tivt sin axel A-A, så att kanten 15 av det vidgade avsnittet 14 är cirkelrund, såsom framgår av fig. 2.

I det rörformiga avsnittet 12 är en elektroakustisk omvandlare 20 anordnad, vilken vid det visade utföringsexemp- let är en piezoelektrisk omvandlare. Den består av två piezo- skivor 21 och 22, vilka är sandwichartat anordnade under in- förande av en mittelektrod 23 mellan två ytterelektroder 24,25. och elektroderna 23,24,25 bestående sandwichblocket är inspänt mellan en stödmassa 26 och en Det av piezoskivorna 21,22 kopplingsmassa 27. De båda ytterelektroderna 24 och 25 är elektriskt förbundna med en gemensam anslutningsledare 28.

Mittelektroden 23 är förbunden med en andra anslutningsledare 29. Därvid är de båda piezoskivorna 21,22 elektriskt parallell- kopplade, under det att de ligger i serie mekaniskt.

I det vidgade flacka avsnittet 14 är en tunn cirkelrund böjsvängplatta 30 anordnad, vilken genom en stav 31 är mekaniskt förbunden med den elektroakustiska omvandlaren 20. Böjsväng- plattan 30 är i mitten mellan staven 31 och en på dess mot- satta sida anordnad hylsa 32 inspänd genom en skruv 33, som går igenom en mittöppning hos plattan 30 och är inskruvad i en axiell gängborrning i staven 31. Plattan 30 ligger på av- stånd från bottnen av det vidgade husavsnittet 14 och dess dia- meter är något mindre än innerdiametern för kanten 15. Kanten av plattan 30 är inbäddad i en eftergivande tätning 34, vilken förlöper runt om insidan av kanten 15. Tätningen 34, som exempelvis består av neoprenskumgummi, förhindrar inträngandet av icke önskade främmande ämnen i det inre av huset 11 runt om kanten av plattan 30 och tjänar väsentligen för kroppsljud- avkoppling mellan den svängande plattan 30 och huset 11.

Det inre av det rörformiga husavsnittet 12 kan vara fyllt med en gjutmassa 35, som dock lämnar kvar ett genomlopp för 465 748- Staven 31.

På ändsidan av kanten 15 är på avstånd från böjsväng- plattan 30 en ljudstrålformare 40 fäst med tre skruvar 41 (fig. 2). Formen och funktionen för ljudstrålformaren 40 skall senare ytterligare i detalj beskrivas.

Det i fig. 1 representerade ljudomvandlarsystemet 10 tjänar det ändamålet att omvandla elektriska svängningar till ljudvågor, vilka utsändes i riktningen för axeln A-A, dvs vinkelrätt mot planet för böjsvängplattan 30, eller omvandla ljudvågor, som kommer från denna riktning, till elektriska svängningar. Sändar- och mottagarriktningen ligger i fig. 1 vinkelrätt under ljudomvandlarsystemet, vilket mot- svarar det vanliga monteringssättet, då ljudomvandlarsystemet användes såsom ett ekolod för mätning av en fyllnivå. Vid detta användningsfall är ljudomvandlarsystemet monterat ovanför den högsta förekommande fyllnivån och ljudvågorna löper genom luf- ten nedåt, tills de träffar överytan av fyllgodset och där reflekteras. Från löptiden för ljudvågorna framkommer avstån- det mellan fyllgodsöverytan och ljudomvandlarsystemet och från detta avstånd kan fyllnivån beräknas. För löptidmätningen ut- sändes ljudvågorna vanligen i form av korta impulser och mätes tidsavståndet ända till inträffandet av ekoimpulsen. I detta fall kan det representerade ljudomvandlarsystemet omväxlande användas såsom ljudsändare och ljudmottagare.

För andra användningsändamål, exempelvis för avstånds- mätning, kan ljudomvandlarsystemet naturligtvis drivas i varje godtycklig annan riktning.

I alla fall skall för uppnåendet av stora räckvidder med möjligast goda verkningsgrad, alltså för mottagningen till- räckligt starka ekosignaler med möjligast ringa sändareffekt, två fordringar uppfyllas: 1. en god anpassning av ljudomvandlarsystemet till den akustiska impedansen för överföringsmediet, t ex luft, 2. en god riktverkan, dvs en möjligast tvär hoptryckning av ljudvågknippet (ljudstrålen) i den önskade överföringsrikt- ningen, dvs i riktningen för axeln A-A.

För uppfyllande av den första fordran användes böjsväng- plattan 30 såsom ljudutstrålare. Dess funktionssätt beskrives 465 748 i samband med fig. 3.

Om på elektroderna 22, 23, 24 över anslutningsledarna 28, 29 en elektrisk växelspänning anlägges, utför piezoskivorna 21, 22 tjocklekssvängningar, vilka överföres till staven 31, så att denna försättes i longitudinalsvängningar i riktningen för axeln A-A. Dessa longitudinalsvängningar antydes i fig. 3 genom dubbelpilen F. Systemdriftsfrekvensen, dvs frekvensen för de elektriska svängningarna och därmed frekvensen för de av den piezoelektriska omvandlaren alstrade mekaniska sväng- ningarna är väsentligt högre än böjsvängegenresonansfrekvensen för böjsvängplattan 30, så att böjsvängplattan 30 exciteras av staven 31 till böjsvängningar av högre ordning. Kanten av böj- svängplattan 30 är till följd av eftergivligheten hos materi- alet för tätningen 34 kroppljuddämpad. På böjsvängplattan 30 uppkommer därför det enligt fig. 3 i tvärsnitt visade systemet av stående vågor med flera i vila befintliga nodlinjer K1,K2,...

K7, mellan vilka befinner sig svängningsbukzoner B1,B2 . B6.

Det med staven 31 förbundna innanför nodlinjen K1 liggande centrala området av böjsvängplattan 30 är likaledes en sväng- ningsbukzon BO, vars svängning pàtvingas genom staven 31. Efter- som böjsvängplattan 30 är cirkelrund, är nodlinjerna K1,K2 ...

K7 koncentriska cirklar kring mittpunkten för böjsvängplattan 30.

I fig. 3 representeras svängningstillståndet för böj- svängplattan 30 vid maximal utlänkning av det centrala omrâdet B0 i den ena riktningen visat genom en heldragen linje och vid maximal utlänkning i den andra riktningen gämm en streckad linje. Svängningsamplituderna är för tydlighets skull överdri- vet uppritade. Av representationen framgår att två genom en nodlinje från varandra skilda svängningsbukzoner svänger mot- fasigt inbördes. Sålunda svänger de udda svängningsbukzonerna B1, B3, B5 likfasigt med varandra men motfasigt relativt de jämna svängningsbukzonerna B2, B4, B6.

Den i böjningssvängningar av högre ordning försatta storytböjsvängplattan 30 ger en god impedansanpassning till överföringsmediet luft eller ett annat gasformigt överförings- medium. Varje svängningsbukzon alstrar en ljudvåg, som utbre- der sig i angränsande överföringsmedium. Med avseende på den eftersträvade riktverkan föreligger dock problemet att de av 465 748- angränsande svängningsbukzoner alstrade ljudvågorna är mot- fasiga.ínbördes. I fig. 3 är dessa ljudvågor antydda genom pilar och faslägena för ljudvågorna är representerade genom de utmed pilarna förlöpande sinuslinjerna. Därmed framgår att de av svängningsbukzonerna B1, B3, B5 alstrade ljudvågorna är motfasiga relativt de från svängningsbukzonerna BO, B2, B4, B5 härstammande ljudvågorna. En dylik ljudvågfördelning ger som bekant ingen utpräglad riktverkan i den vinkelrätt mot böj- svängplattan 30 liggande axelriktningen. Istället har rikt- diagrammet kraftiga sidlober, vilka ligger koncentriskt till denna axelriktning och ytterligare svaga sidlober. Till följd av denna dåliga riktverkan går speciellt vid stora mätavstånd den största delen av den utsända ljudenergin förlorad utan att återvända till ljudomvandlarsystemet.

Samma ljudomvandlarsystem kan också användas såsom ljud- mottagare, varvid en infallande ljudvåg försätter böjsväng- plattan 30 i böjsvängningar, vilka genom staven 31 överföres till den piezoelektriska omvandlaren 20 och från denna omformas till en elektrisk signal med frekvensen för den infallande ljud- vågen. Ljudomvandlarsystemet har vid mottagningen samma rikt- diagram som vid sändningen.

Den på ändsidan av ljudomvandlarsystemet anordnade ljud- strålformaren 40 har till ändamål att förbättra riktverkan för ljudomvandlarsystemet 10. Funktionsprincipen för ljudstrålfor- maren visas i fig. 4. Fig. 4 visar på samma sätt som fig. 3 den i böjsvängningar av högre ordning försatta böjsvängplattan med nodlinjderna K1, K2 B6. Ljudstrålformaren 40 har ljudvågspärrar 42, dvs för ljud- K7 och svängbukzonerna BO, B1 vågor väsentligen ogenomsläppliga delar, vilka är anordnade på avstånd från varannan svängningsbukzon och harför ljudvågor genomsläppliga områden 43, vilka ligger framför de däremellan liggande svängningsbukzonerna. Vid det i fig. 4 representerade exemplet ligger ljudvågsspärrarna 42 framför de udda sväng- níngsbukzonerna B1, B3, B5 och de förhindrar genomgång av de från dessa svängningsbukzoner härstammande ljudvågorna. Däremot ligger framför de jämna svängningsbukzonerna B0, B2, B4, B6 ljudvâggenomsläppliga områden 43, vilka i enklaste fall, såsom 465 748 m 10 representeras i fig. 4, kan bildas av fria öppningar (mellan- rum, genombrbtt). Genom området 43 kan de av svängningsbukzoner- na BO, B2, B4, B6 alstrade ljudvågorna obehindrat passera. På andra sidan om ljudstrålformaren utbreder sig därför uteslu- tande likfasiga ljudvågor. Dessa likfasiga ljudvågor ger som bekant ett strålningsdiagram med en utpräglad lob i riktningen för den vinkelrätt mot planet för böjsvängplattan liggande strålningsaxeln, medan störande sidlober víttgående under- trycks. Öppningsvinkeln för loben är desto mindre ju större diametern för böjsvängplattan 30 är i förhållande till våg- längden för ljudvågorna i överföringsmediet.

Ljudvågsspärrarna 42 hos ljudstrålformaren 40 kan för- hindra genomgången av ljudvågorna antingen genom reflektion eller genom absorption eller också genom båda verkningarna samtidigt. Vid reflektion kan de spärrade ljudvågorna gå fram och tillbaka flera gånger mellan böjsvängplattan 30 och ljud- vågsspärrarna 42, tills de slutligen avklingat. Det är viktigt att ljudvågsspärrarna 42 är akustiskt väl avkopplade från böj- svängplattan 30 för att de icke själva skall råka i svängningar och utstrála ljudvågor. Denna akustiska avkoppling kan uppnås genom att ljudvågspärrarna är anordnade på ett tillräckligt avstånd från böjsvängplattan 30.

Vid det i fig. 2 visade utföringsexemplet är ljudstrål- formaren 40 framställd av en tunn cirkelrund metallplatta, som har cirkelbågformiga urtag 44, vilka tillsammans med ett cirkel- runt hål 45 i mitten bildar det ljudvåggenomsläppliga området 43. De mellan utskärningarna kvarstående cirkelringformiga av- snitten 46 av metallplattan bildar ljudvågsspärrarna 42. De sammanhålles genom radiella steg 47, vilka blir kvar mellan tvâ vinkelrätt relativt varandra liggande diametrar mellan urtagen 44. På tre ställen på omkretsen av ljudstrålformaren 40 är länkar 48 anordnade, vilka tjänar för fastsättningen av ändytan av kanten 15 vid huset 11 medelst skruvar 41.

Materialet, av vilket ljudstrålformaren 40 består, kan väljas allt efter de omständigheter under vilka ljudomvandlar- systemet arbetar. Speciellt inom området fyllnivåmätning kan ljudstrålformaren utsättas för kraftiga mekaniska påkänningar 11, 465 748 - eller kemiskt aggressiva medier. Vid kraftiga mekaniska på- känningar kan ljudstrålformaren bestå av stål, medan vid inverkan av kemiskt aggressiva medier företrädesvis korro- sionsbeständiga ämnen, såsom med överdrag försedda metaller eller ädelstål, användes. Naturligtvis kan ljudstrålformaren också framställas av plast.

Vid det visade utföringsexemplet är bredden för ljud- vågsspärrarna 42 och därmed också bredden för de däremellan liggande ljudvåggenomsläppliga områdena 43 lika med bredden för motsvarande svängningsbukzoner mellan två nodlinjer hos böjsvängplattan 30. Denna betingelse är ingalunda tvingande.

Ljudvågsspärrarna kan också vara bredare eller smalare än svängningsbukzonerna, varvid övertäckningsområdena kan variera utmed diametern för böjsvängplattan. Ljudutstràlningen på- verkas därigenom icke väsentligt, eftersom de i närheten av nodlinjerna liggande områdena av böjsvängplattan ty följd av sin ringa utlänkning blott föga bidrager till ljudintensiteten.

Av samma orsak uppvisar det med ljudstrålformaren utrustade ljudomvandlarsystemet en god bredbandighet. En ändring av rikt- frekvensen har till följd en förskjutning av nodlinjerna på böjsvängplattan, så att svängningsbukzonerna förskjutes rela- tivt ljudvågsspärrarna hos ljudstrålformaren. Upp till en viss grad av sådan förskjutning påverkas icke ljudutstrålningen därigenom väsentligen skadligt. Å andra sidan låter sig ljudomvandlarsystemet genom utbyte av hylsan 32 mycket lätt och snabbt anpassas till en annan driftsfrekvens. Det är därvid blott erforderligt att utbyta ljudstrålformaren mot en annan ljudstrålformare, vid vilken formen och läget för ljudvågsspärrarna är anpassade till förloppet av nodlinjerna, som inställer sig vid den andra driftsfrekvensen.

Om ljudomvandlarsystemet användes för fyllnivåmätning, uppkommer den ytterligare fördelen med en stor okänslighet mot avsättningsbildningar. Speciellt vid mätning av fyllnivån för dammformigt, pulverformigt eller klistrigt fyllgods före- ligger problemet att på ljudutstrålaren materialavsättningar uppkommer, vilka kan föra till en dämpning och/eller frekvens- 465 748 3,2 förskjutning, genom vilken funktionen för systemet störes.

Vid det beskrivna ljudomvandlarsystemet kan tendensen för avsättningsbildning reduceras genom ett lämpligt val av materialet för ljudstrålformaren. Vidare uppkommer en själv- reningseffekt därigenom att böjsvängplattan svänger med för- hållandevis stor amplitud. Om trots detta en materialavsätt- ning bildas kan ljudstrålformaren lätt avtagas för rengöring.

Slutligen är det också möjligt att täcka hela ljudstrålformaren eller åtminstone mellanrummen mellan ljudvågsspärrarna med ett för ljudvågor genomsläppligt material.

Den genom ljudstrålformaren uppnådda effekten är helt oberoende av den blott såsom exempel representerade utform- ningen av de övriga delarna av ljudomvandlarsystemet. Sålunda kan istället för den piezoelektriska omvandlaren även varje godtycklig annan elektroakustisk omvandlare förbindas med böjsvängplattan 30, exempelvis en magnetostriktiv, elektro- magnetisk eller elektrodynamisk omvandlare. Ävenledes är böj- svängplattans form godtycklig, Den kan exemplevis också ha olika längd- och tvärdimensioner för att alstra olika rikt- diagram i olika riktningar i rummet. Det är i varje fall blott erforderligt att bestämma förloppet av nodlinjerna vid drifts- frekvensen och forma ljudvågsspärrarna hos ljudstrålformaren i motsvarighet till detta nodlinjeförlopp.

Också ljudstrålformaren kan modifieras på många sätt.

Istället för att framställa denna i ett stycke såsom vid ut- föringsexemplet i fig. 2 kan ljudvågsspärrarna också vara skilda delar, vilka hålles i det riktiga läget av lämpliga bärare. Läget av ljudvågsspärrarna och de ljudvåggenomsläpp- liga områdena kan ombytas, så att i mitten istället för den centrala öppningen 45 en ljudvågspärr ligger. Vanligen är det dock fördelaktigare att anordna en central öppning i mitten, emedan där den största rörelsen föreligger, så att detta område bidrager särskilt mycket till den utstrålade ljudintensiteten. Vidare lämnar den centrala öppningen skruven 33 och hylsan 32 fria.

Fig. 5 visar schematiskt en modifierad utföringsform av ljudvågsspärrarna 42 vid utföringsexemplet i fig. 2. Modi- 13. 465 748- fikationen består däri att de mot böjsvängplattan 30 vända ytorna av metallringarna 46 har ett ljudabsorberande material 51 påfört. En i fig. 6 visad andra modifikation består i att hela ljudstrålformaren i avsikt att åstadkomma korrosions- skydd är försedd med ett skikt av ett korrosionsbeständigt material 52, såsom polytetrafluoreten, vilket dessutom ytter- ligare har egenskapen att absorbera ljudvågor.

Vidare är det icke erforderligt att ljudvågsspärrarna är plana. I fig. 7 - 12 visas olika möjliga tvärsnittsformer för ljudvågsspärrarna 42 beträffande deras läge relativt ett avsnitt av böjsvängplattan 30. I fig. 7 är tvärsnittsformen konkav, i fig. 8 konvex. I fig. 9 och 10 har ljudvågsspärrarna en rätvinklig U-profil, vilken i fig. 9 är vänd mot böjsväng- plattan 30 och i fig. 10 är öppen mot utstrålningsriktningen. 11 och 12 är profilen för ljudvågsspärrarna 42 tak- 11 är öppen mot böjsvängplattan 30 I fig. formig, varvid den i fig. 12 mot utstrålningsriktningen.

Fig. 13 visar en ytterligare åtgärd för att förhindra en avsättningsbildning mellan ljudvågsspärrarna 42 och böj- svängplattan 30. För detta ändamål är utmed kanterna av varje ljudvågsspärr 42 tätningsläppar 53 anordnade, vilka anligger mot böjsvängplattan 30 och därmed tillsluter hela mellanrummet mellan böjsvängplattan 30 och varje ljudvågspärr 42 utåt. Tät- ningsläpparna består av ett mycket eftergivande elastiskt material, så att varje mekanisk koppling mellan böjsvängplattan och ljudvågsspärrarna 42 undvikes. Eftersom de eftergivande och i fig. tätningsläpparna 53 anligger utmed nodlinjerna på böjsväng- plattan 30, påverkar de på intet sätt dennas svängningar.

Claims (13)

465 748 14 Patentkrav

1. Ljudomvandlarsystem med en elektroakustisk omvandlare, en böjsvängplatta, som är kopplad till den elektroakustiska omvandlaren och så utformad att den vid systemdriftsfrekvensen 5 exciteras till böjningssvängningar av högre ordning, vid vilka på böjsvängplattan nodlinjer utbildas, mellan vilka om- växlande motfasigt svängande svängningsbukzoner ligger, och med anordningar för påverkan av ljudutstrålningen från böj- svängplattan, k ä n n e t e c k n a t a v en ljudstrål- 10 formare (40) med för ljudvågor ogenomsläppliga ljudvågspärrar (42), vilka ligger på avstånd från böjsvängplattan (30) och är akustiskt avkopplade från denna framför likfasígt relativt varandra svängande första svängningsbukzoner (t ex B1, B3, B5), och med ljudvåggenomsläppliga områden (43), vilka ligger 15 mellan ljudvågsspärrarna (42) framför de övriga mot de första svängningsbukzonerna motfasigt svängande andra svängningsbuk- zonerna (t ex BO, B2, B4, B6).

2. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ljudvågsspärrarna (42) består av ett ljudvågor reflekte- 20 rande material.

3. System enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att ljudvågsspärrarna (42) består av metall.

4. System enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v att ljudvågsspärrarna (42) åtminstone på den mot böj- 25 svängplattan (30) vända sidan är täckta av ett ljudvågabsor- berande material (51, 52).

5. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ljudvågsspärrarna (42) består av ett ljudvågabsorberande material. 30

6. System enligt något av krav 1 - 5, k ä n n e t e c k - n a t a v att bredden för ljudvågsspärrarna (42) är väsent- ligen lika med bredden för de dessa tilldelade svängningsbuk- zonerna (t ex B1, B3, B5).

7. System enligt något av krav 1 - 5, k ä n n e t e c k - 35 n a t a v att bredden av ljudvâgsspärrarna (42) är mindre än bredden för de desamma tilldelade svängningsbukzonerna (t ex B1, B3, B5). 10 15 20 15. 465 748-

8. System enligt något av krav 1 - 5, n a t a v att bredden av ljudvågsspärrarna (42) är större än bredden för de desamma tilldelade svängningsbukzonerna (t ex B1, B3, B5).

9. System enligt krav 7 eller 8, n a t a v att skillnaden mellan bredderna för ljudvågs- spärrarna (42) och de desamma tilldelade svängningsbukzonerna k ä n n e t e c k - (t ex B1, B3, B5) är variabel utmed diametern för böjsväng- plattan (30).

10. n a t

11. System enligt krav 10, att ljudvågsspärrarna (42) är till ett stycke sammanhängande delar av en platta, som har urtagningar (44), vilka bildar de System enligt något av krav 1 - 9, k ä n n e t e c k a v att ljudvågsspärrarna (42) är plana. k ä n n e t e c k n a t a v ljudvåggenomsläppliga områdena (43).

12. System enligt något av krav 1 - 9, k ä n n e t e c k n a t a v att profilen för ljudvågsspärrarna (42) icke är plan.

13. System enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t att utmed kanterna av ljudvågsspärrarna (42) tätningsläppar (53) av eftergivande, elastiskt material aV är anordnade, vilka anligger mot böjsvängplattan (30), så att de utåt tillsluter mellanrummen mellan böjsvängplattan (30) och varje ljudvågsspärr (42). k ä n n e t e c k -