DE596438C

DE596438C - Schallwellensende- oder -empfangseinrichtung

Info

Publication number: DE596438C
Application number: DEP67768A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-02-11
Also published as: GB405620A; GB405613A; US2063949A; DE599830C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die sowohl zum Senden als auch zum Empfang von Schallwellen benutzt werden kann und bei der ein magnetostriktiver Körper vorgesehen ist, der mit einer Stromspule zusammenwirkt und longitudinale Kontraktions- und Expansionsschwingungen ausführt. Gemäß der Erfindung hat der magnetostriktive Körper die Gestalt eines Rohres, das die Stromspule umschließt. Durch diese Ausbildung der Einrichtung kann der magnetostriktive schwingende Körper außer seiner eigentlichen Funktion, Schallwellen auszusenden oder zu empfangen, noch die zusätzliche Funktion erfüllen, die Stromspule zu schützen, und zwar sowohl gegen Nässe, Feuchtigkeit und andere ähnliche schädliche Einflüsse physikalischer oder chemischer Natur als auch gegen elektromagnetische Fremdeinflüsse. Ferner ermöglicht der Erfindungsgegenstand eine weitaus gedrungenere bauliche Ausführung, als dies bisher bei den Einrichtungen der in Frage stehenden Art möglich war. Dieser Vorteil gewinnt namentlich dann an Bedeutung, wenn die Einrichtung durch eine Vielzahl von Stromspulen gebildet sein soll, von denen jeder ein eigener schwingender magnetostriktiver Körper zugeordnet ist.
Die Zeichnung gibt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder, und zwar ist Fig. ι das Schaltbild eines Empfängers,

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine Anordnung mit einer Vielzahl von Stromspulen und einer Vielzahl ihnen zugeordneter magnetostriktiver Körper,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Anordnung gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 das Schaltbild eines Senders.

Der Fig. 1 zufolge ist unterhalb eines Wasserspiegels ι ein Rohr 2 aus einem magnetostriktiven Baustoff angeordnet, in dem sich eine Stromspule 3 befindet. Das Rohr 2 schützt demnach die Spule 3 gegen schädliche Einflüsse jeder Art. Durch auf das Rohr 2 auftreffende Schallwellen wird dieses zum Schwingen gebracht. Infolgedessen entstehen in der Stromspule 3 den mechanischen Schwingungen des Rohres entsprechende EMKe. Die beiden Enden der Spule 3 sind an den abgestimmten Stromkreis 4 angeschlossen, in dem sich eine Vormagnetisierungsbatterie 5 für das Rohr 2 befindet und der einerseits an das Gitter und andererseits an den Glühfaden der Röhre 6 angeschlossen ist. An die Röhre 6 reiht sich eine Verstärkerkaskade mit den Röhren 7, 8 und 9 an. Im Ausgangskreis der Röhre 9 liegt der Lautsprecher 10.

Die Kopplung zwischen den Röhren 6, 7, 8 und 9 kann auf beliebige geeignete Art erfolgen und braucht daher nicht so ausgeführt sein, wie die Zeichnung dies zeigt.

Den Fig. 2 und 3 zufolge bilden eine Vielzahl

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von Rohren 2 aus magnetostriktivem Material, die Strornspulen 3 enthalten und deren Enden zum Senden und zum Empfang von Schallschwingungen dienen, ein zellenartiges Gefüge. Die Spulen 3 sind in Reihe, parallel oder in irgendeiner Reihenparallelschaltung geschaltet. Sie werden von einem Wechselstrom durchflossen, dem ein Gleichstrom zum Zweck der Vormagnetisierung der Rohre 2 überlagert ist. Die Rohre 2 sind an der Grundplatte 11 befestigt und ihre der Grundplatte 11 abgekehrten Enden dienen zum Senden bzw. zum Empfang von Schallwellen. Die der Grundplatte 11 abgekehrten Rohrenden können soig wohl unmittelbar als Sende- bzw. Empfangsfläche dienen, als auch mit einer zusätzlichen, hierzu dienenden Membran verbunden sein. Grundsätzlich ist die Gestalt der Rohre 2 beliebig. Indessen ist es vorteilhaft, die Rohre 2 rund auszubilden und benachbarte Rohrreihen gegenseitig zu versetzen, wie aus Fig. 3 hervorgeht.

Bisher bereitete es große Schwierigkeiten, einen auf der Erscheinung der Magnetostriktion beruhenden Sender bzw. Empfänger aus einer Vielzahl von magnetostriktiven Körpern und jedem von ihnen zugeordneten Stromspulen zusammenzusetzen. Einerseits wurden die Abmessungen einer solchen Einrichtung zu groß. Wenn die Einzelelemente nicht sehr eng aneinandergerückt werden können, so besteht überdies die Gefahr, daß eine mit ihnen zusammenwirkende Membran nicht an allen ihren Punkten in gleicher Phasenlage, d. h. möglichst kolbenartig schwingt, sondern daß zwischen den einzelnen Membranpunkten Phasendifferenzen auftreten. Die Anordnung gemäß den Fig. 2 und 3 beseitigt diese Schwierigkeiten.

Die Rohre 2 können außer durch die gerüstartige Grundplatte 11 noch an anderen Stellen, etwa an ihren Längsseiten miteinander verbunden sein.

Die Schwingungen der Rohre 2 sind in ihrer Längsrichtung am stärksten, aber es treten auch diametrale Ausdehnungen und Zusammenziehungen auf, die zur Erzeugung oder zum Empfang von Schallenergie beitragen können. Gemäß Fig. 5 werden die elektrischen Schwingungen zur Erregung des auf der Erscheinung der Magnetostriktion beruhenden Senders durch eine rückgekoppelte Röhre 12 erzeugt. Der Anoden- und der Gitterkreis dieser Röhre sind durch einen Transformator 13 gekoppelt, der aus zwei Spulen und einem sich über die Länge beider Spulen erstreckenden, auf der Erscheinung der Magnetostriktion beruhenden Vibrator besteht. Diese magnetomechanische Kopplung hat den Vorteil, daß die Frequenz des Schwingungserzeugers 12 genau konstant bleibt. An die Oszillatorröhre 12 reiht sich ein zweistufiger Leistungsverstärker 14 mit den beiden Röhren 15 und 16 an. Die beiden Verstärkerstufen sind durch den abgestimmten Transformator 17 miteinander gekoppelt. Indessen wäre auch eine andere Kopplungsart möglich. Der Ausgangsstromkreis des Verstärkers ist mit einem Stromkreis 18 gekoppelt, in dem die Spulen 3 liegen, die in den Rohren 2 aus magnetostriktivem Material untergebracht sind. Die Rohre 2 werden durch die Batterie 19 vormagnetisiert. Im Stromkreis 18 liegt ferner die Drosselspule 20.

Die Nachrichtenübermittlung mittels des Erfindungsgegenstandes erfolgt in der Regel mit Frequenzen, die übertonfrequent sind, bzw. mit Hochfrequenz. Dabei kann mit Trägerwellen gearbeitet werden.

Die Gestalt der zusätzlichen Membran, die mit den Rohren 2 verbunden werden kann, läßt sich jedem beliebigen Sonderzweck anpassen. Man könnte beispielsweise an ein Rohr 2 auch eine Konusmembran anschließen.

Claims

Patentansprüche:

1. Schallwellensende- oder -empfangseinrichtung, namentlich für Unterwasserschalhiachrichtenübermittlung, mit einem magnetostriktiven Körper, der mit einer Stromspule zusammenwirkt und longitudinale Kontraktions- und Expansionsschwingungen ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetostriktive Körper die Gestalt eines Rohres hat, das die Stromspule umschließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zellenartige Anordnung der Rohre aus magnetostriktivem Material, die Stromspulen enthalten und deren gleichliegende Enden zum Senden oder Empfang von Schallschwingungen dienen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre rund und benachbarte Rohrreihen gegenseitig versetzt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre an einer Seite an einer gemeinsamen Grundplatte aufliegen und ihre der Grundplatte abgekehrten Stirnflächen die Schallsendebzw. Empfangsfläche bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen