Es -ist bekannt, zur Erzeugung einer, konvergierenden, Schallstrahlungeine ebene piezoelektrische Kristallplatte mit einer plankonkaven Linse aus Metalloder einen anderen schwingungsfähigen Stoff zu verbinden. Beim Durchgang von Schallwellenbestimmter Frequenz durch planparallele Platten ist es, wie an: sich bekannt, zweckmäßig,die Stärke der Platte gleich einen ganzzahl.igen Vielfachen der halben Wellenlängeder zu übertragenden Schwingungen zu machen. Erfindungsgemäß läßt sich dies auchbei linsenförmigen Übertragungskörpern dadurch erreichen, daß wenigstens drei planparallele,sämtlich schalldurchläsisige Zonen vorgesehen sind, deren Dicken derart abgestuftsind, daß sie beim Durchgang von, der zentralen Zone bis zur Randzone an aufeinanderfolgemdenZonen im Sinn: einer konkaven Linse beständig sprunghaft zunehmen oder im Fall derdivergenten Strahlung im Sinn einer konvexen Linse beständig sprunghaft abnehmen.Zur optischen. Abbildung mit Fresnelschen Zonen. ist es zwar schon bekannt, mitplanparallelen: lichtdurchlässigen Zonen zu arbeiten, deren jede zweite von gleicherDicke ist, während sich zwei auf einanderfolgennde Zonen- in der Dicke um denselbenBetrag unterscheiden (Wood, Philosophical Magazine, 5. series" Bd. ¢5 [i89-8]).Auch ist bereits vorgeschlagen worden, die Fokussierung durch Fresnelsche Zonen.auf die Abbildung mit Ultraschall zu übertragen (P oh I-man, Zeitschrift für Physik,B,d. 113, [1939]). Es ist jedoch .nicht bekannt, hierbei von, einer in der gesamtenFläche schalldurchlässigen Stufenlinse Gebrauch zu machen.It is known to generate a converging sound radiationa flat piezoelectric crystal plate with a plano-concave lens made of metalor to connect another vibrating material. When sound waves pass throughof a certain frequency by plane-parallel plates, it is, as is known per se, expedient,the thickness of the plate is an integral multiple of half the wavelengthto make the vibrations to be transmitted. According to the invention, this can also be doneachieve with lens-shaped transmission bodies that at least three plane-parallel,all sound-permeable zones are provided, the thicknesses of which are graded in this wayare that when they pass from, the central zone to the edge zone on successiveZones in the sense: a concave lens steadily increasing by leaps and bounds, or in the case of thedivergent radiation in the sense of a convex lens steadily decrease by leaps and bounds.To the optical. Illustration with Fresnel zones. it is already known withplane-parallel: translucent zones to work, of which every second of the sameThickness is while two successive zones are around the same in thicknessDifferentiate amount (Wood, Philosophical Magazine, 5th series "Vol. ¢ 5 [i89-8]).It has also already been proposed to use Fresnel zones for focusing.to be transferred to the image with ultrasound (P oh I-man, Zeitschrift für Physik,B, d. 113, [1939]). However, it is .not known here of, one in the wholeMake use of the sound-permeable Fresnel lens.
Die Erfindung sei an. einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. DieAbbildung zeigt einer Anordnung mit einer ebenen Kristallplatte i und zwei terrassenförmiggestuften Platten a, 3 aus Stahl, die mit der Kristallplatte i zu einer Schwingungseinheitverbunden sind. Durch die Stufung der Stahlplatten werden, schalldurchlässige Zonengebildet, die sich der Form einer konkaven Linsen 4. anpassen. Die Strahlflächesetzt sich hierbei aus einer mittleren, kreisförmigen und ebenen Fläche 5 und vierterrassenförmig ansteigenden Ringflächen 6, 7, 8 find 9 zusammen.. Der mittlerekreisförmige Teil des Schwingers wird in seiner Grundschwingung erregt, währenddie daran sich anschließenden ringförmigen Teile in einer von. Stufe zu Stufe höherenOberwelle ihrer Grundschwingung erregt werden. Auf diese Weise läßt sich erreichen,daß alle Teile der Strahlfläche 5 bis 9 gleichphasig schwingen und infolge, ihrerder konkaven Fläche 4. angepaßten Raumlage eine Konvergenz der geneinsamen Schallstrahlungergeben. Die rückseitige Stahlplatte 3 kann durch einen Schallschirm io abgedecktsein oder aber so ausgebildet werden, daß sie an Luft angrenzt, während: die vordereStrahlfläche mit einem flüssigen. Medium, insbesondere Öl, zur Schallübertragungin, Verbindung steht.The invention is on. an embodiment illustrated. theThe figure shows an arrangement with one flat crystal plate i and two terracedstepped plates a, 3 made of steel, which form a vibration unit with the crystal plate iare connected. Due to the gradation of the steel plates, sound-permeable zonesformed, which adapt to the shape of a concave lens 4.. The beam surfaceis composed of a central, circular and flat surface 5 and fourterraced ring surfaces 6, 7, 8 find 9 together .. The middle onecircular part of the oscillator is excited while in its fundamental oscillationthe adjoining annular parts in one of. Level to level higherHarmonic of their fundamental oscillation are excited. In this way it can be achievedthat all parts of the beam surface 5 to 9 vibrate in phase and as a result, theirthe concave surface 4. adapted spatial position a convergence of the common sound radiationresult. The rear steel plate 3 can be covered by a sound screen iobe or be designed so that it borders on air, while: the frontJet surface with a liquid. Medium, especially oil, for sound transmissionin, connected.
Die Verwendung von, Stahl für, die Platten a, 3 hat den Vorteil, da,sich im Schwingungsgebilde eine mehrfach höhere Schallgeschwindigkeit als in demübertragenden flüssigen Medium ergibt, wodurch die konvergierende Wirkung der stufenförmigenStrahlfläche unterstützt wird. Je nach dem Grad der gewünschten Konvergenz oderDivergenz kann man auch andere schwingungsfähige Stoffe, z. B. Porzellan oder Glas,zur Herstellung der Platten a, 3 verwenden. Die zweite Platte auf der Rückseitedes Kristalls kann auch fehlen. Die einzelnen Stufenteile lassen sich aus getrenntenStücken gegebenenfalls verschiedenen Materials bilden,. Schließlich läßt sich dieErfindung sinngemäß auch-auf Schwingungsgebilde anderer Formgebung, z. B. solchemit streifenförmiger, nur einfach gekrümmter bzw. gestufter Strahlfläche anwenden..The use of, steel for, the plates a, 3 has the advantage that,The speed of sound in the oscillation structure is several times higher than in thattransferring liquid medium results, whereby the converging effect of the step-shapedBeam surface is supported. Depending on the degree of convergence desired orDivergence can also be used with other vibrating substances, e.g. B. porcelain or glass,use to make panels a, 3. The second plate on the backthe crystal can also be absent. The individual step parts can be made up of separateForm pieces of different material, if necessary. Finally, theInvention accordingly also-to vibration structures of a different shape, z. B. suchUse with a strip-shaped, only simply curved or stepped jet surface ..