DE1462179C - Energieumwandler zur Umformung mechani scher Drucke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Energieumwandler zur Zwecke oder für das Studium von Explosionsdruck-Umsetzung mechanischer Drücke in elektrische Span- wellen verwendet werden kann, darüber hinaus jenungen oder umgekehrt, der nach Art eines Konden- doch sehr robust und weitgehend empfindlich satormikrophons mindestens zwei zueinander paral- gegen Beschädigung oder Zerstörung ist in der Grö-IeI angeordnete Platten aus elektrisch leitfähigem 5 ßenordnung von 1 qm und größer in brauchbarer Werkstoff hat, zwischen denen sich ein gleichförmiges Form verwirklicht werden kann.
Dielektrikum befindet und druckabhängig sowohl den Die gestellte Aufgabe läßt sich gemäß der Erfin-Abstand der beiden hochohmig an einer Gleichspan- dung dadurch lösen, daß das Dielektrikum aus einem nungsquelle angeschalteten Platten als auch deren kompressiblen, homogen schaumartigen Werkstoff elektrische Kapazität ändert. io besteht, der direkt oder mit einem Bindemittel gleich-Die bisher bekannten Kondensatormikrophone mäßig an den beiden Platten derart befestigt ist, daß haben entweder einen Druckausgleich des zwischen die Bindung zwischen den Platten und dem schaumden Elektroden eingeschlossenen Luftpolsters, wobei artigen Werkstoff frei von Hohlräumen ist. Der zu das Dielektrikum zwischen fester Elektrode und ' diesem Zweck als Dielektrikum vorgeschlagene und schwingender Membran teilweise aus festem Isolier- 15 entsprechend feinporige Schaumstoff erfüllt also zwei stoff besteht und auf der festen Elektrode aus Alu- verschiedene Aufgaben zugleich, er ist ausreichend minium durch aufgewachsenen Aluminiumoxyd dar- fest und stabil, um große und starke Metallplatten gestellt wird. Bei einer anderen Ausführung, die als im gleichmäßigen Abstand und spannungsfrei gegen-Hochton-Kondensatorlautsprecher besonders ein- einander zu halten, und er hat ausreichend große fächer Konstruktion gedacht ist, sind als Elektroden 20 Elastizität, um gleichzeitig auch die Aufgabe eines ein Lochblech und eine Schwingungsmembran an- Kondensatormikrophons erfüllen zu können. Das geordnet, die nur als Träger der aufmetallisierten geht schon aus rein baulichen Gründen mit den bisher Gegenelektrodenschicht dient und gegenüber dem bekannten Konstruktionen in keinem Falle und das wirksamen Dielektrikum Luft gegen Kurzschlüsse läßt sich auch nicht annähernd in ähnlicher Weise mit durch die Haare eines Filzpolsters abgestützt ist. Bei 25 einer dünnen Kunststoffmembran verwirklichen, die einem ebenfalls schon bekannten elektrostatischen für den angegebenen Zweck viel zu empfindlich Schallwandler mit Luft als Dielektrikum wird die wäre.

Membran mit den die Gegenelektroden tragenden Be- Insbesondere ist die vorgeschlagene Bindung zwilägen zwischen zwei kugelschalenförmigen Kunststoff- sehen den sich gegenüberstehenden Platten und dem teilen eingespannt, auf denen die gitterförmigen 30 vorgeschlagenen Dielektrikum ' sorgfältig frei von Elektroden angeordnet sind. Soweit Kunststoffe bei Hohlräumen zu halten, damit dieses Dielektrikum den bekannten Ausführungsformen sich auch zwi- auch tatsächlich in gleicher Weise von der gesamten sehen den Elektrodenflächen befinden, ist deren An- Plattenfläche erfaßt wird. Nur bei verhältnismäßig teil am Dielektrikum verhältnismäßig gering, das Di- niedrigen Übertragungsfrequenzen können Schaumelektrikum als keineswegs gleichförmig und infolge- 35 stoffe mit offenen Zellen Verwendung finden, jedoch dessen eine erhebliche Frequenzabhängigkeit durch besser und für höhere Frequenzen erforderlich sind die betreffenden Lufträume gegeben. geschlossene Zellenräume, aus denen keine Luftteil-Es ist auch bekannt, für meteorologische Zwecke chen entweichen. Das vorgeschlagene Dielektrikum über größere Bereiche frequenzunabhängig arbeitende ist also ausreichend stabil, jedoch keineswegs fest, Kondensatormikrophone herzustellen, die ein gleich- 40 sondern gleichförmig, und zwar ein Verbundpolster förmiges Dielektrikum für die elektroakustische Um- aus dem betreffenden Schaumstoff in Verbindung mit Wandlung aufweisen. Jedoch ist dieses Dielektrikum den eingeschlossenen Hohlräumen, die naturgemäß eine feste und außerordentlich dünne Kunststoff- so klein sind, daß nur im Bereich .höherer Ultra-Folie, einseitig mit Metall bedampft und notwendi- schallfrequenzen Resonanzen auftreten könnten, jegerweise auch elastisch, weil sonst der Kondensator- 45 doch infolge der statistischen Unregelmäßigkeit der effekt überhaupt nicht erzielbar wäre, aber so klein einzelnen Zellendurchmesser außerhalb des interes- und so dünn, daß man zusätzlich in der Fläche der sierenden Frequenzbandes liegen, im übrigen jedoch Gegenelektrode die bekannte Lochanordnung für die selbstverständlich die gleiche Grenzfrequenz darstelerforderlichen Luftpolster vorsehen muß. Um mög- len, wie sie auch bei dem schon bekannten Folienlichst hohe Frequenzbereiche erfassen zu können, 5° mikrophon durch die Durchmesser der Löcher in der sind die bekannten Ausnehmungen in der Gegen^ Gegenelektrode dargestellt wird. . * elektrode außerordentlich zahlreich und klein. Auch Überraschenderweise ist die elektrische Empfinddieses Dielektrikum ist also praktisch nur Luft, die in lichkeit des erfindungsgemäßen, sehr großflächigen einer großen Anzahl von sehr kleinen Einzelräumen und außerordentlich robusten Kondensatormikrovon einer Folie zusammengedrückt wird, deren.55 phons praktisch die gleiche, wie bei den extrem dün-Stärke ¹Z₁₀₀ mm beträgt. Die elektrische Empfindlich- nen Kunststoff-Folien über den Lufträumen der keit eines solchen Kondensatormikrophons ist zwar Gegenelektrode bei der bekannten Ausführung, die verhältnismäßig hoch, jedoch ebenso auch dessen sich nur für sehr begrenzte Abmessungen praktisch Empfindlichkeit gegen mechanische Beschädigungen. verwirklichen läßt. '".

und deshalb sind die brauchbaren Durchmesser der 6° Die beiden erfindungsgemäßen Kondensatorplatempfindlichen Membranfläche entsprechend begrenzt, ten, für deren konstruktive Ausführung in der Zeich- und das vorbekannte Mikrophon soll speziell einen nung verschiedenartige Beispiele dargestellt werden, Durchmesser von 14 mm haben. können also auch bei großen Abmessungen, beiAufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein für spielsweise bei Flächen von 900 · 1800 mm Seitendie elektroaktustische Umwandlung geeignetes Mikro- 65 länge ohne jede Einspannkraft vom vorgeschlagenen phon bzw. auch zur Schallerzeugung verwendbares Dielektrikum zusammengehalten werden. Für die Er-Lautsprechersystem zu schaffen, das in sehr weiten zielung einer möglichst guten Übertragungscharakte-Frequenzbereichen, insbesondere für meteorologische ristik ist dies wichtig, weil dadurch die sich gegen-

überstehenden Platten, mit Ausnahme der sehr geringen elektrostatischen Anziehungskraft der angelegten Gleichspannung, völlig spannungsfrei gehalten sind. Beim Ansprechen auf Druckveränderungen zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Schaumes, die über die Oberfläche der Platten gleichmäßig sind, bewegen sich die Platten zueinander hin und voneinander weg, wobei sie ihre parallele Lage beibehalten. Ein elektrischer Verstärker, der so angeordnet ist, daß er eine Ausgangsspannung erzeugt, die durch den Kondensator zwischen den Platten geregelt wird, kann dann zu den Platten parallel geschaltet werden und wird eine Ausgangsspannung erzeugen, die den einwirkenden Druck in einer im wesentlichen linearen Weise über einen Bereich von Frequenzen getreu wiedergibt, der sich von dem sehr niedrigen Unterschallbereich bis zu dem hohen Überschallbereich erstreckt. Der Umwandler kann aber auch durch eine veränderliche Spannung erregt werden, die parallel zu den Platten einwirkt, um dieselben in Schwingung zu versetzen und ein akustisches Ausgangssignal zu erzeugen. Während die Platten parallel sein müssen, brauchen sie aber nicht eben zu sein, sondern können in irgendeiner gewünschten Weise gekrümmt sein, um eine gewünschte Richtcharakteristik zu erzeugen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei Platten verwendet. Die äußeren Platten sind miteinander verbunden, um eine einzige Platte zu bilden, die auch zum Abschirmen der mittleren Platte dient. Die drei Platten werden in paralleler Lage gehalten durch Schichten aus zusammendrückbarem, nichtleitendem Schaum mit geschlossenen Zellen, die sich zwischen den Platten erstrecken und auf die gegenüberliegenden Oberflächen aufzementiert sind, wie nachstehend beschrieben wird. Zum Aufzementieren der Schichten wird gewöhnlich Zement, Leim oder ein anderes Bindemittel verwendet. Wenn jedoch ein geschlossene Zellen aufweisendes Schaummaterial verwendet wird, das anhaftende Oberächen oder Oberflächen aufweist, die durch Hitze oder ein entsprechendes Lösungsmittel zum Haften gebracht werden können, kann dasselbe mit den leitenden Platten ohne dazwischenliegendes Zementiermaterial verbunden werden. ·

Für Anwendungen bei verhältnismäßig hoher Frequenz oder wenn der Umwandler als eine Umwandlungsvorrichtung von Spannung in Druck verwendet werden soll, werden die Platten verhältnismäßig dünn gemacht und dicht nebeneinander angeordnet, während der Schaum so ausgewählt wird, daß er eine möglichst große Zusammendrückbarkeit aufweist. Andererseits gibt es zahlreiche Anwendungen für ein, kapazitives Mikrophon, bei welchen eine große physikalische Festigkeit erwünscht ist. Für diesen Zweck werden daher die Platten verhältnismäßig dick gemacht und durch eine ziemlich dicke Schaumschicht voneinander getrennt.

Die Art und Weise, wie der Umwandler gemäß der Erfindung am besten ausgebildet werden kann, seine Wirkungsweise und verschiedene Abänderungen, die an seiner Konstruktion für verschiedene Zwecke vorgenommen ' werden können, werden am besten aus der nachstehenden genaueren Beschreibung verständlich in Verbindung mit den Zeichnungen, welche verschiedene beispielsweise Ausführungsformen darstellen.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 schematisch mit Teilen im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen einen Umwandler gemäß der Erfindung, der als eine Mikrophon geschaltet ist, F i g. 2 im Querschnitt eine besondere Ausführungsform des Umwandlers gemäß der Erfindung,

F i g. 3 schematisch im Grundriß mit weggebrochenen Teilen den Umwandler gemäß F i g. 2,

F i g. 4 im Querschnitt eine zweite Ausführungsform, -

F i g. 5 im Querschnitt eine dritte Ausführungsform und

F i g. 6 schematisch eine vierte Ausführungsform des Umwandlers gemäß der' Erfindung.
F i g. 1 zeigt einen Umwandler, der allgemein mit 1 bezeichnet und mit einem Vorverstärker verbunden ist. Der Umwandler 1 besteht aus einem veränderlichen Kondensator, der eine innere leitende Platte 2 aus Metall od. dgl. und eine äußere Platte aufweist, welche aus zwei leitenden Platten 3 α und 3 b, ebenfalls aus Metall od. dgl., gebildet ist, die bei 4 leitend miteinander verbunden sind. Die Platten werden durch Zwischenschichten 5 und 6 aus nichtleitendem, zusammendrückbarem Schaum in paralleler Lage gehalten, wobei die Zwischenschichten mit den zugekehrten Seiten der Platten gleichmäßig verbunden sind. Zwecks optimaler Leistung bei sehr niedrigen Frequenzen soll der Schaum aus den nachstehend angegebenen Gründen geschlossene Zellen aufweisen.

Der Vorverstärker kann irgendeine gewünschte übliche Ausbildung aufweisen. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht derselbe aus einer Vakuumtriode T, die hinter die Platte geschaltet ist, wobei die Gitterspannung durch die Kapazität des Umwandlers 1 geregelt wird. Für äußerst niedrige Frequenzen und Nutzlautstärken muß das im Inneren erzeugte Geräusch auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Für diesen Zweck wird daher als Triode T vorzugsweise eine Nuvistor-Triode verwendet, wie z. B. 6 CW 4.

Bei der in Fig. 1 gezeigten besonderen Ausführungsform besteht jede der Platten 2, 3 α und 3 b aus Aluminium und hat eine Breite von 900 mm, eine Länge von 1800 mm und eine "Dicke von 0,4 mm. Die Schichten 5 und 6 bestehen aus natürlichem Kautschukschaum mit einer Dicke von 3,125 mm und sind mit den Platten durch ein übliches Klebemittel verbunden, das in einem Lösungsmittel aufgelöst ist und mit einer Bürste aufgetragen wird. Die statische Kapazität des auf diese Weise gebildeten Umwandlers beträgt 12 500 Mikromikrofarad, und der Ableitwiderstand beträgt 15 000 Megohm. Der nutzbare Frequenzbereich dieses Umwandlers reicht von etwa 0,001 Hz bis zu ungefähr 17 000 kHz. Der Vorverstärker besteht aus einer Triode 6 CW 4, aus einem Vorwiderstand R1 von 200 Megohm, einem Kondensator C1 von 0,1 Mikrofarad, einem Gitterwiderstand R 2 von 200 Megohm, ginem Plattenwiderstand R 3 von 30 000 Ohm mit einem elektrolytischen Querkondensator C 2 von 5 Mikrofarad, einem Kathodenwiderstand R 4 von 1000 Ohm mit einem elektrolytischen Querkondensator;G 4 von 1000 Mikrofarad und einem Ausgangskupplungskondensator C 3 von 0,68 Mikrofarad. Die Spannungen Bl+ und 52+ betragen relativ zur Erde 300 und 90 V. Diese Stromkreisbestandteile sind in der üblichen Weise für optimale Leistung im Frequenzbereich von 0,5 bis

5 Hz ausgewählt, in welchem die Spannungszunahme 30 db beträgt. Es wurde gefunden, daß der Umwandler 1 pro Volt von Bl + eine Empfindlichkeit von 0,2 Mikrovolt/Mikrobar aufweist. Wenn Bl + auf einer Spannung von 300 V gehalten wird, beträgt daher die durch ein einwirkendes Druckdifferential von 0,1 Mikrobar erzeugte Gitterspannungsänderung

6 Mikrovolt, während das in der Triode T erzeugte innere Geräusch weniger als 1 Mikrovolt beträgt.

Der Umwandler 1 kann in irgendeiner gewünschten Größe ausgebildet werden und ist insbesondere zur Verwendung geeignet, wenn extreme äußere Einflüsse von Hitze, Druck oder mechanischem Stoß die Verwendung der üblichen Umwandler ausschließen. Wenn der Umwandler in der beschriebenen Weise aus verhältnismäßig dicken Metallplatten besteht, ist derselbe äußerst kompakt und wird durch Gewitter, Explosionen od. dgl. erzeugten akustischen Stoßen Widerstand leisten oder solchen mechanischen Beanspruchungen, die z. B. durch über seine Oberfläche laufende Tiere entstehen.

Die Empfindlichkeit des Umwandlers 1 ist von der Größe der Platten unabhängig. Ein wichtiger Vorteil von Umwandlern mit großer Fläche von beispielsweise 9290 bis 18 580 cm² im Infraschallbereich besteht darin, daß die Wirkungen des Windgeräusches vermieden werden. In einem solchen Umwandler ist die durch Luftwirbel erzeugte örtliche Bewegung der Platten an verschiedenen Stellen der Oberfläche verschieden, so daß sich eine willkürliche Verteilung ergibt, die kein nutzbares Ausgangssignal erzeugt, wenn die Fläche zunimmt.

Das Material, aus dem die Schichten 5 und 6 bestehen, wird im Hinblick auf die Kosten, die Stabilität bei Temperaturveränderungen und während langer Zeiträume, die Zusammendrückbarkeit, die Gleichmäßigkeit, die Dielektrizitätskonstante und die Widerstandsfähigkeit ausgewählt. Geeignete Schäume haben eine Zusammendrückbarkeit von etwa zwei Zehntel der Zusammendrückbarkeit der Luft. Eine hohe Dielektrizitätskonstante ist wünschenswert, und eine sehr große Widerstandsfähigkeit ist erforderlich. Schäume mit offenen Zellen sind am meisten zusammendrückbar und werden für Frequenzen bevorzugt, die im oder oberhalb des hörbaren Bereichs liegen, sind jedoch ungeeignet, wenn ein gutes Ansprechen bei niedrigen Frequenzen gewünscht wird. Es wird angenommen, daß bei niedrigen Frequenzen ein Lecken von Luft durch die Poren von Schäumen mit offenen Zellen erfolgt, bevor sich die Platten bewegen können, so daß-ihr Ansprechen verhindert wird. Schäume mit geschlossenen Zellen sind etwas weniger zusammendrückbar, ermöglichen jedoch ein gutes Ansprechen bei sehr niedrigen Frequenzen. Geeignete Schäume mit geschlossenen Zellen sind natürlicher Kautschuk, Silikonkautschuk oder Neopren. Silikonschaum mit einer Dicke von 0,78 bis 3;125 mm wird für die Verwendung in der äußeren Umgebung bevorzugt, wenn eine kompakte Einheit gewünscht wird, die gegen Stöße und veränderliche Temperaturen widerstandsfähig ist. Es wurde-gefunden, daß sich die Empfindlichkeit eines aus Silikonschaum hergestellten Umwandlers von etwa —18 bis etwa 129° C nur um 20% verändert und daß der Umwandler in diesem Bereich kontinuierlich arbeitet, ohne abgenutzt zu werden.

Es ist wichtig, daß der ausgewählte Schaum homogen ist und daß die Bindung mit den Oberflächen der leitenden Platten gleichmäßig, d. h. frei von Hohlräumen ist. Eine Luftblase, die sich irgendwo an der Begrenzung des Schaumes und der Platten befindet, wird die Leistung des Umwandlers wesentlich herabsetzen. Das Aufzementieren des Schaumes auf die Flächen muß daher sorgfältig ausgeführt werden, so daß in der Bindung keine Falten oder Ritzen auftreten. Die Art und Weise, wie der Schaum auf die Platten zementiert wird, ist nicht kritisch, wenn nur

ίο eine gleichmäßige Bindung erzielt wird. Um den Schaum auf die Platten zu zementieren, wurden Epoxyharz-Klebemittel, abziehbare Papiere, Streifen mit druckempfindlichen Klebemitteln auf beiden Seiten sowie für Neopren eine Lösung von Neopren in einem entsprechenden Lösungsmittel verwendet.

Wie bereits erwähnt, kann bei dem Umwandler gemäß der Erfindung das Windgeräusch beseitigt werden, indem die Platten genügend groß gemacht j werden. Um eine getreue Wiedergabe von akustischen Signalen zu gewährleisten, ist es auch erforderlich, elektromagnetische Störfelder auszuschließen, wie sie gewöhnlich im 60-Hz-Feld auftreten. Zu diesem ·· Zweck kann der Umwandler gemäß der Erfindung \\ so ausgebildet werden, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist. Gemäß diesen Figuren ist die aus den Platten 3 α und 3 b bestehende äußere Platte größer als die innere Platte 2. Die Schaumschichten 5 und 6 sind ebenso groß wie die innere Platte 2 oder können sich über dieselbe hinaus erstrecken. Gewünschtenfalls kann zusätzliches nichtleitendes Material verwendet werden, um den verbleibenden Raum zwischen den Platten 3a und 3b auszufüllen. Die Platten 3 α und 3 b sind vorzugsweise sowohl elektrisch als auch mechanisch durch einen dazwischenliegenden Metallteil 3 c aus Aluminium, Kupfer od. dgl. verbunden, der durch Bolzen oder auf andere Weise befestigt ist. Der Teil 3 c kann aber auch aus dem bekannten und im Handel erhältlichen Epoxyharz bestehen, das zwischen den Platten 3 α und 3 b angeordnet wird.

Der Zwischenteil 3 c kann sich nur längs einer Kante erstrecken, derselbe kann aber auch auf mehr als einer Seite angeordnet werden. oder die innere Platte 2 gewünschtenfalls vollständig umschließen.

Wie aber auch die Platten 3 α und 3 b miteinander verbunden sind, muß die Platte 2 von der Verbindung oder den Verbindungen genügend weit entfernt angeordnet werden, damit die gegenüberliegenden Oberflächen der Platten 3 α und 3 b unter akustischer Beanspruchung so reagieren, als ob sie durch die Verbindung nicht behindert wären, so daß sie zur Platte 2 im wesentlichen parallel bleiben, wenn sie sich beim Ansprechen auf Druckunterschiede zwischen dem Inneren und Äußeren des Schaumes gegen die Platte 2 hin und von derselben weg bewegen. Bei der vorstehend beschriebenen besonderen Ausführungsform kann beispielsweise die mittlere Platte 2 mit einer Breite von 83 cm und einer Länge von 173 cm relativ zu den äußeren Platten in der Mitte und 2,5 cm vom Teil 3 c entfernt angeordnet werden. Diese Art der Ausbildung ist für die wirksamsten Ausführungsformen des Umwandlers gemäß der Erfindung charakteristisch und wesentlich.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, ist mit der inneren Platte 2 ein innerer Leiter 7 verbunden, der in üblicher (nicht dargestellter) Weise isoliert ist und der zwecks Verbindung mit dem Vorverstärker durch eine entsprechende Ausnehmung im Teil 3 c und

durch einen üblichen koaxialen Abschirmleiter 8 herausgeführt ist, welcher mit der äußeren Platte leitend verbunden ist.

Während die bisher beschriebenen Ausführungsformen des Umwandlers gemäß der Erfindung als Mikrophone betrieben wurden, ist es für den Fachmann verständlich, daß der Umwandler auch umkehrbar ist. Zwecks Verwendung als Lautsprecher wird'daher eine Quelle mit veränderlicher Spannung zwischen die äußeren und inneren Platten geschaltet, um eine akustische Schalleistung zu erzeugen.

Es ist nicht wesentlich, daß die äußere Platte des Umwandlers gemäß der Erfindung aus zwei getrennten Platten besteht, die miteinander verbunden sind. Wie F i g. 4 zeigt, kann der Umwandler aus einer inneren Platte 2 bestehen, um die eine äußere Platte 3 gewickelt ist, deren Enden gewünschtenfalls miteinander verbunden sind, um die Abschirmung der inneren Platte zu vervollkommnen. Der Raum zwischen der inneren und der äußeren Platte kann mit Schaum 9 ausgefüllt werden, indem entweder eine Schaumschicht um die Platte 2 gewickelt wird oder )) durch die üblichen Verfahren der Bildung des Schaumes an Ort und Stelle. Die einzigen Bedingungen sind, daß der Schaum auf den Oberflächen der inneden Platte 2 gleichmäßige Dicke aufweist, daß derselbe auf die Oberflächen der inneren und äußeren Platten gleichmäßig aufzementiert ist und daß die innere Platte zu den gegenüberliegenden Oberflächen der äußeren Platte parallel und von irgendwelchen Verbindungen oder Kanten in der äußeren Platte weit genug entfernt ist, so daß die inneren und äußeren Platten während des Betriebs parallel bleiben.

Der Umwandler gemäß der Erfindung kann im wesentlichen in jeder Form hergestellt werden, um die gewünschten Schalleistungscharakteristiken zu erzielen. Ein flacher Umwandler, in welchem die Platten kreisförmig sind und einen Durchmesser von 900 cm aufweisen, wird beispielsweise jedes Windgeräusch stark dämpfen und bei weniger als 10 Hz im wesentliehen ungerichet sein, während derselbe mehr und mehr gerichtet wird, wenn die Frequenz zunimmt. Ein flaches kreisförmiges Mikrophon dieser Art hat : die gleichen richtenden Eigenschaften wie ein parabolisches Mikrophon mit dem gleichen Durchmesser. Ein Umwandler, der aus Platten von 30 000 cm Länge und 30 cm Breite hergestellt wird, ist stark richtend. Umwandler von solcher Größe bestehen vorzugsweise aus einer Anzahl von kleineren Umwandlern, die elektrisch, aber nicht mechanisch parallel geschaltet sind. Für eine ungerichtete Schalleistung können die ■« Platten 2, 3 und die Schaumschicht 9 in Form von konzentrischen Kugeln ausgebildet werden, wie ·■: F i g. 5 zeigt. Um als ein Wandmikrophon zu dienen, das eine große Fläche erfaßt, wie z. B. eine Bühne od. dgl., können die Platten zwecks großer Richtwirkung gekrümmt werden, wie F i g. 6 zeigt. Während der Umwandler gemäß der Erfindung für Arbeiten im Freien ideal geeignet ist, um als Mikrophon, zum Studium von Explosionswellen od. dgl. zu dienen, ist derselbe auch für die Verwendung als Hydrophon geeignet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Energieumwandler zur Umsetzung mechanischer Drücke in elektrische Spannungen oder umgekehrt, der nach Art eines Kondensatormikrophons mindestens zwei zueinander parallel angeordnete Platten aus elektrisch¹ leitfähigem Werkstoff hat, zwischen denen sich ein gleichförmiges Dielektrikum befindet und druckabhängig sowohl den Abstand der beiden hochohmig an einer Gleichspannungsquelle angeschalteten Platten als auch deren elektrische Kapazität ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum aus einem kompressiblen, homogen schaumartigen Werkstoff besteht, der direkt oder mit einem Bindemittel gleichmäßig an den beiden Platten derart befestigt ist, daß die Bindung zwischen den Platten und dem schaumartigen Werkstoff frei von Hohlräumen ist.

2. Energieumwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein schaumartiger Werkstoff mit offenen Zellen ist.

3. Energieumwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein schaumartiger Werkstoff mit geschlossenen Zellen, wie Kautschuk, Silikonkautschuk, Polychloropren od. dgl., ist.

4. Energieumwandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Platten noch eine dritte, von den Platten durch das Dielektrikum getrennte Platte angeordnet ist und die beiden äußeren Platten elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

5. Energieumwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Dielektrikum eingeschlossene dritte Platte kleiner als die beiden, äußeren Platten und der restliche Raum zwischen diesen entsprechend durch zusätzliches Dielektrikum ausgefüllt ist.

6. Energieumwandler nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Platten einstückig um die innerhalb des

' Dielektrikums eingeschlossene Platte herumgeformt sind.

7. Energieumwandler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Platten zur Erzielung einer richtungsunabhängigen Charakteristik bei höheren Frequenzen kreisscheibenförmig und gegebenenfalls in Form von zwei sich gegenseitig umschließenden Kugeln ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 522/169