Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11478
.pdf
противоположных сторон. Звуковая ячейка закрывается по открытым сторонам с помощью гибкого материала,
такого как ткань или бумага, приклеенного гибким клеем. Важно, чтобы гибкость сохранялась по всей длине,
поскольку без гибкости сопротивление деформации пьезоэлектрических кристаллических биморфных
элементов значительно возрастает, а чувствительность, соответственно, снижается.
Теперь обратимся к прилагаемым чертежам, на которых фиг. 1 и 2 соответственно иллюстрируют две
различные формы элементов биморфа 95. Фиг. 3 иллюстрирует элемент формы, показанной на фиг. 2, но на
более завершенной стадии изготовления.
На рис. 4 схематически показана одна из них.
Сборка элементов для использования в качестве микрофона. Предпочтительно, чтобы каждый из
кристаллических элементов представлял собой очень малые биморфные формы с изгибом, так что в случае
кристаллов соли Рошеля края этих кристаллических элементов расположены под углом 45° к осям b и c.
2
409,040 Отдельные элементы, из которых состоит элементарная звуковая ячейка, будут изгибаться
одновременно в двух направлениях. Рассмотрим один из элементов, составляющих элементарную звуковую
ячейку, в значительно преувеличенном масштабе (см. рис. 1) с указанными выше размерами «x 1». Очевидно,
что оси b и c кристалла будут образовывать диагонали этого квадрата. Когда такой правильно
сконструированный биморф (QRST) подвергается разности потенциалов между центральной фольгой и двумя
внешними фольгами, он в это время изменит положение Q' RI S'S T 1, что в действительности представляет
собой двойную кривизну.
Точки M и N считаются неподвижными. В качестве дальнейшего уточнения приведенного выше описания,
линия QR исходного биморфа изгиба становится вогнутой относительно нижней части листа (Q' RI), в то
время как исходная линия T Q становится выпуклой (T 1 Q') относительно нижней части листа (bl).
Разумеется, при изменении направления потенциала, приложенного к биморфу на рис. 1, кривизна элемента
биморфа становится прямо противоположной кривизне элемента с исходной полярностью. Другими словами,
линия Qa становится выпуклой относительно нижней границы листа, а линия TQ становится вогнутой
относительно нижней границы листа.
Когда два таких изгибающихся биморфа установлены лицом к лицу и разделены блоком на каждом конце, как
показано на сильно преувеличенном масштабе на рис. 2, становится очевидно, что при правильном
электрическом соединении, например, параллельном, объем, заключенный между двумя биморфами,
уменьшается при одной полярности электризации и увеличивается при противоположной полярности,
становясь таким образом чувствительным к изменениям давления, как звуковые волны.
Рассматривая рис. 2, становится совершенно очевидно, что материал по краям биморфов, герметизирующий
пространство между ними от внешнего воздуха, должен быть не только достаточно воздухонепроницаемым,
но и легко гибким (см. рис. 3). Также очевидно, что устройство, показанное в указанных размерах, может
использоваться не только для приема звукового излучения, но и для его излучения. Полуволна звука в
воздухе длиной 1 дюйм соответствует частоте около 12 000 в секунду.
На самом деле, можно ожидать, что устройство будет реагировать на несколько более высокие частоты, хотя
и с уменьшением чувствительности по мере увеличения частоты.
Отдельная элементарная ячейка описанного типа обладает чувствительностью примерно такой же, как у
обычного конденсаторного микрофона. Разумеется, её физический объём значительно уменьшен, и
устройство можно носить, например, как петличный микрофон.
В одном месте может быть установлено любое количество таких звуковых ячеек, вплоть до ста штук.
Если требуется получить микрофон с исключительной чувствительностью и очень низким импедансом без
увеличения занимаемого пространства по сравнению с широко используемыми в настоящее время
микрофонами (см. рис. 4), можно использовать один корпус, соединенный параллельно. Такой многоячеечный
блок может быть установлен на конце логарифмического рупора и служить источником звука до заданных
частот.
Хотя указанные выше размеры оказались вполне работоспособными, следует понимать, что они не являются
абсолютными и могут существенно изменяться, не выходя за рамки данного изобретения.
Датировано 1 ноября 1932 года.
Для Артутра Гарольда Стивенса, White, Langner, Stevens, Parry & Rollinson, дипломированных патентных
поверенных, 5-9, Quality Court, Chancery Lane, Лондон, WC 2, и по адресу: 17, John Street, Нью-Йорк, США.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования метода и пьезоэлектрического устройства для преобразования электрических
импульсов в акустические импульсы в окружающей жидкой среде и наоборот.
Я, Артур Гарольд Стивенс, бакалавр наук.
(Лондон), Ф. К. С., член Королевского института патентных поверенных; подданный короля Великобритании;
из фирмы Stevens, Langner, Parry & Rollinson, 5/9 Quality Court, Chancery Lane, London, WC 2,
дипломированные патентные поверенные, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о том,
каким образом оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующем
заявлении:
Изобретение относится к усовершенствованным методам и устройствам для эффективного преобразования
акустических импульсов жидкой среды в соответствующие электрические импульсы, а также для аналогичного
преобразования электрических импульсов акустических частот в механические импульсы жидкой среды.
Изобретение включает в себя использование пьезоэлектрических устройств для достижения этих целей.
Основные цели изобретения заключаются в осуществлении желаемого преобразования энергии с
использованием аппарата, который отличается простой и прочной конструкцией, надежностью в работе и
достаточной чувствительностью для точного преобразования одной формы энергии в другую.
Изобретение основано на открытии того, что если пьезоэлектрическое тело из подходящего материала,
такого как кристаллы сегнетовой соли, сделать достаточно тонким и надлежащим образом закрепить в жидкой
среде, то механические импульсы этой среды, действующие непосредственно на тело, будут изгибать его и
создавать в нем молекулярные напряжения, которые генерируют разность потенциалов на поверхностях Q2
тела, откуда могут передаваться электрические импульсы, точно соответствующие механическим импульсам,
и наоборот, электрические импульсы, приложенные к подходящим поверхностям пьезоэлектрического тела,
будут вызывать аналогичное изгибание с прямым излучением от тела в окружающую среду соответствующих
механических импульсов.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается усовершенствованный способ преобразования
акустических импульсов жидкой среды в соответствующие электрические импульсы или преобразования
электрических импульсов акустических частот в соответствующие механические импульсы жидкой среды,
который включает использование пластинчатого пьезоэлектрического тела, поверхность которого подвержена
прямому давлению жидкой среды, толщина которого по отношению к другим его размерам такова, что он
ограничен таким образом, чтобы изгибаться под действием прямой среды или электрических импульсов.
Вопреки ограничениям со стороны жидкой среды, происходит генерация электрических импульсов (или
излучение в жидкую среду колебаний, соответствующих электрическим импульсам) практически неселективно
в диапазоне частот до одной октавы и выше.
В соответствии с еще одной особенностью изобретения предлагается усовершенствованный
пьезоэлектрический аппарат для преобразования электрических импульсов в механические импульсы и
наоборот, включающий пластинчатый пьезоэлектрический корпус, способный путем изгиба преобразовывать
электрические импульсы в механические и наоборот, имеющий гибкую поверхность, способную
непосредственно излучать в жидкость или поглощать из жидкости акустические колебания практически
неселективно в диапазоне частот от одной октавы и выше.
Для того чтобы данное изобретение было ясно понято и легко осуществимо, оно будет более подробно
описано со ссылкой на чертежи, иллюстрирующие в качестве примера несколько вариантов осуществления
изобретения, в которых:
Рисунок 1 представляет собой фронтальный вид микрофона или динамика, воплощающего изобретение;
Рисунок 2 представляет собой разрез по линии 2-2 на Рисунке 1; Рисунок 3 представляет собой
перспективный вид кристалла сегнетовой соли с указанием кристаллических осей и точечно-пунктирными
линиями, показывающими положение в кристалле пластинчатого тела, которое может быть вырезано из него
для целей данного изобретения; Рисунок 4 представляет собой перспективный вид такой пластины,
вырезанной из кристалла, с точечно-пунктирными линиями, указывающими положение в пластине деталей,
которые могут быть вырезаны из нее для использования в целях изобретения; Рисунок 5 представляет собой
другой вид пластины, подобной показанной на Рисунке 4, показывающий ее отношение к кристаллическим
осям b-b и c-c и указывающий точечно-пунктирными линиями круглый диск, который может быть вырезан из
нее для использования в микрофоне, подобном показанному на Рисунке 1; Рисунок 6 представляет собой вид
спереди пьезоэлектрического диска, модифицированного по конструкции по сравнению с показанным на
рисунке 1; рисунок 7 представляет собой вид сбоку диска 100, показанного на рисунке 0, с достаточно
разнесенными частями структуры диска, чтобы показать конструкцию; рисунок 8 представляет собой
увеличенный вид диска, показанного на рисунке 6, с указанием одной из форм электрических соединений 105;
рисунок 9 представляет собой вид, аналогичный рисунку 8, показывающий модифицированную форму
фольгирования и электрических соединений; рисунок 10 представляет собой вид сверху модифицированной
формы пьезоэлектрического тела 11), предназначенного для функционирования путем изгиба способом,
упомянутым ранее; рисунок 11 представляет собой вид сбоку тела, показанного на рисунке 1-0, с достаточно
разнесенными частями 11-5, чтобы показать конструкцию; рисунок 129 представляет собой вид сверху
звуковой клетки, использующей пару пьезоэлектрических тел, подобных показанным на рисунках 10 и 11; 120
На рисунке 13 показан вид сбоку звуковой ячейки, изображенной на рисунке 12; на рисунке 14 — разрез по
линии 14-14 рисунка 12; на рисунке 15 — боковой вид микрофона, состоящего из сетчатой конструкции,
образованной множеством звуковых ячеек, как показано на рисунке 12, вместе со схемой одного из видов
электрического соединения, которое может: b) работать с таким микрофоном; 130 На рисунке 16 показан вид
сверху другого вида пьезоэлектрического устройства, воплощающего изобретение; на рисунке 17 — разрез по
линии 17-17 рисунка 16; на рисунке 18 — вид сверху, аналогичный рисунку 16, показывающий модификацию
конструкции; и на рисунке 19 — разрез по линии 19-19 рисунка 18.
Подробно рассматривая несколько вариантов конструкции, показанных на рисунках 1 и 2, следует отметить,
что изображенный на этих рисунках микрофон представляет собой круглую металлическую опору 1, в которой
установлен пьезоэлектрический диск, обозначенный целиком цифрой 2. Опора 1 имеет углубление с одной
стороны для размещения диска и обеспечения опорного выступа 3, к которому краевая часть диска крепится
каким-либо подходящим способом, например, с помощью цемента 4. Углубление в опоре 1 образует
пространство за диском, в котором расположен диск 4a из войлока или подобного материала, который может
быть заполнен подходящим материалом, таким как масло или вазелин, для цели, которая будет объяснена
позже. Небольшое отверстие 1 проходит через перемычку опоры 1 и обеспечивает связь между
пространством, занимаемым войлоком 4a, и атмосферой, окружающей устройство, и служит для
выравнивания давления на двух сторонах кристалла при различных барометрических условиях.
Пьезоэлектрический диск или корпус 2 в показанной конструкции включает двенадцать пар пластин или
листов секторной формы 5 51 из подходящего пьезоэлектрического материала. Две пластины секторной
формы 5 51 каждой пары могут быть склеены вместе таким образом, что две пластины образуют единое
целое. На внешней и внутренней поверхностях диска склеены круглые листы 6 и 7 из металлической фольги,
например, фольги, причем эти листы предпочтительно имеют отверстия 6a и 7a в своих центрах. Листы
фольги 6 и 7 образуют два электрода диска, и каждую фольгу можно рассматривать как состоящую из
множества электродов, каждый из которых соответствует одному из секторных элементов диска.
Ток r-layv может быть отведен от электрода 6 через подходящий проводник 8. Другой электрод 7 соединен с
помощью a.
Проводник 9 подключен к опоре 1, а к последней подсоединен соответствующий провод 10.
Работа микрофона зависит от природы пьезоэлектрического диска и составляющих его секторных элементов.
Характер диска будет понятен при рассмотрении используемого пьезоэлектрического кристаллического
материала. Кристалл сегнетовой соли, показанный на рисунке 3, имеет поперечную и продольную
кристаллические оси b-b и c-c в одной плоскости, а его электрическая ось a-a перпендикулярна указанной
плоскости. Кристаллическая пластина 11-70, показанная на рисунке 4, вырезана из кристалла, показанного на
рисунке 3, способом, указанным пунктирными линиями на рисунке 3, показывающими положение пластины в
теле кристалла параллельно осям b и c и перпендикулярно оси a.
На рисунке 4 также показано отношение пластины к осям b и c. Как известно, молекулярные напряжения в
кристалле соли Рошеля, которые создают разность потенциалов на поверхностях кристалла при его
расширении или сжатии, находятся в плоскостях, параллельных осям b и c кристалла, и на линиях под углом
10 градусов к каждой из указанных осей. Таким образом, если я вырежу две пластины секторной формы 5, 51
из пластины 11 способом, показанным пунктирными линиями на рисунке 4, и, перевернув одну пластину,
наложу и приклею ее к другой так, чтобы верхняя грань одной прилегала к верхней грани другой, я получу
пьезоэлектрический элемент, который будет создавать разность потенциалов на своих гранях, если элемент
будет согнут, поскольку одна из пластин 5, 51 в этом случае находится в растяжении, а другая в сжатии, и они
находятся в противоположных электростатических отношениях. И наоборот, если между двумя гранями
одного из секторных элементов устанавливается разность потенциалов, Будет согнут на 100 градусов под
воздействием электрических зарядов на его поверхностях. Пьезоэлектрическое тело, подобное описанному,
включающее две кристаллические пластины с подходящими электродами, ориентированные
электростатически и натянутые таким образом, что при изгибе тела на электродах устанавливается разность
потенциалов, или наоборот, я называю биморфом. Собрав двенадцать таких секторных элементов и приклеив
к ним 110 листов фольги, я закрепляю пьезоэлектрический диск 2 на рисунках 1 и 2. При такой конструкции,
когда диск изгибается, каждый сектор генерирует электрические импульсы на своих электродах, и эти
импульсы могут быть отведены проводниками 8, 9 и 10.
При работе микрофона звуковые волны в воздухе, ударяющиеся о диск 2, вызывают деформацию диска и, как
следствие, генерацию соответствующих электрических импульсов на поверхностях диска. Эти импульсы
могут передаваться по проводникам 8 и 10 и использоваться обычным или хорошо известным способом. При
работе устройства пропитанный маслом войлок 4а служит для гашения вибрационных движений диска, если
это необходимо.
Следует понимать, что устройство содержит 130 409 040 знаков плюс и минус.
Еще одно применение изобретения показано на рисунках с 10 по 15 включительно.
На рисунках 10 и 11 показано гибкое пьезоэлектрическое тело, представляющее собой биморф 70, состоящий
из двух пластинчатых элементов 14 и 115. На пластине 14 на внешней и внутренней поверхностях приклеены
металлические фольговые электроды 16 и 17, а на пластине 15 — электроды 18 и 19 75. Две пластины, таким
образом, склеены между собой, и выводы 20 и 21 выведены из внешнего и внутреннего электродов
соответственно. Пьезоэлектрическое тело 80, образованное таким образом, обозначено целиком цифрой 22.
Пластины 14 и 15 вырезаны из кристаллической пластины, такой как пластина 11 на рисунках 3 и 4, таким
образом, что их стороны 85 расположены под углом 45 градусов к осям b и c кристалла. На рисунке 4
прямоугольный контур 141, показанный пунктирными линиями, обозначает 45-градусное расположение
пластин относительно кристалла. На рисунках 112, 90, 13 и 14 изображена звуковая ячейка, в которой два
тела 22 установлены параллельно и на некотором расстоянии друг от друга в рамообразной опоре,
обозначенной в ее форме цифрой 23. Эта рамообразная опора предпочтительно выполнена из материала,
такого как бакелит, зарегистрированный под торговой маркой «бакелит», и снабжена двумя выступающими
внутрь выступами 23a, 23a для поддержки пьезоэлектрических тел 22, 100. 22 Рама может быть удобно
выполнена из трех частей, как показано на рисунке 14, путем штамповки из листового материала, при этом
средняя часть выполнена с выступами 23a. Каждый выступ покрыт резиновой прокладкой 23b, чтобы
пьезоэлектрическое тело поддерживалось без повреждений.
Два пьезоэлектрических элемента закреплены на месте листами 124, 24 из подходящего материала,
например, тонкой бумаги, которые приклеены к поверхностям пьезоэлектрических элементов, а также к
верхней и нижней поверхностям рамы или опоры 23. Каждая опора снабжена двумя или более отверстиями
25, 25, через которые могут проходить поддерживающие проволоки или стержни.
При работе звуковой ячейки, показанной на рисунках 12, 13 и 14, звуковые волны или другие механические
импульсы в окружающей среде, воздействующие на боковые поверхности ячейки, приводят к изгибу
биморфных тел с последующим возникновением электродвижущих сил на их электродах, и такие
электродвижущие силы могут быть...
Снятая пыль для активации громкоговорителей или 125 для выполнения других функций. Аналогично, ячейка
может работать как излучатель звуковых волн, если на ее электродах установлены различные разности
потенциалов bv coiadluctiii 7 электрических импульсов к ним. В 120 этот элемент может использоваться как
динамик, в этом случае электрические импульсы, передаваемые по проводникам 8 и 10 В к электродам 6 и 7,
служат для вибрации пьезоэлектрического диска.
Хотя пьезоэлектрический диск микрофона, показанного на рисунке 1, может быть сконструирован описанным
выше способом, на практике предпочтительнее использовать более простую конструкцию, показанную на
рисунках 6 и 7. Эта конструкция включает два диска 12 и 13, на каждом из которых на внешней и внутренней
поверхностях приклеены секторообразные фольги A, B, C и D, причем два таких диска с фольгой, в свою
очередь, склеиваются вместе, образуя круглый пластинчатый пьезоэлектрический корпус.
При изготовлении этого диска используются две кристаллические пластины, например, пластина 11,
показанная на рисунке 4. Одна из таких пластин показана на рисунке 5, где также показано расположение
кристаллических осей b-b и c-c относительно пластины и двух осей молекулярного напряжения,
расположенных под углом 45 градусов к кристаллическим осям и перпендикулярно друг другу.
Оси напряжений обозначены стрелками: одна ось направлена радиально наружу, а другая — радиально
внутрь, указывая направления одновременных напряжений, возникающих в пьезоэлектрическом материале
при создании разности потенциалов на поверхностях пластины 11. Для построения рисунков С и 7 пластины
11 располагаются так, чтобы нижняя часть одной примыкала к верхней части другой. Затем, после
приложения квадрантных электродов к пластинам 11 относительно кристаллических осей, указанных на
рисунке 6, и после склеивания двух пластин 11, полученная структура обрабатывается до круглой формы,
придавая ей форму диска, показанную на рисунке 6. Такой диск фактически состоит из четырех секторов,
имеющих тот же общий характер, что и секторы первого описанного диска, хотя секторы каждой пластины не
отделены друг от друга.
Диск такого типа может быть электрически соединен различными способами, то есть четыре секторных
элемента диска могут быть соединены последовательно, последовательно-параллельно или параллельно, в
зависимости от требуемых электрических характеристик.
На увеличенном изображении, показанном на рисунке 8, сектора соединены параллельно.
Рисунок 9 представляет собой аналогичное увеличенное изображение, показывающее
последовательно-параллельное соединение. В этом случае электроды A и C соединены вместе, будучи
цельными, и то же самое относится к внутренним электродам B и D. На чертежах полярность секторных
электродов A, B, C и D для одного направления отклонения диска обозначена цифрой 4 (9040). При работе
звуковой ячейки любым из этих двух способов бумажные диафрагмы, расположенные над биморфами и
приклеенные к ним, служат для некоторого увеличения эффективных поверхностей последних, что легко
понять.
Отдельная звуковая ячейка, подобная показанной на рисунках 12, 18 и 14, может использоваться в качестве
микрофона или динамика, даже если она очень мала по размеру. Фактически, на практике
пьезоэлектрический корпус 22, используемый при изготовлении звуковой ячейки, может быть сделан
размером всего x½ и толщиной всего 0,11 дюйма. Таким образом, ячейку 1,5 можно носить в качестве
микрофона на лацкане пиджака. Однако выгодно использовать несколько звуковых ячеек в микрофоне,
подобном показанному на рисунке (15). Здесь несколько таких звуковых ячеек 26, 26 расположены в виде
сетки одна над другой, с промежутками между ними, образованными разделительными блоками 127, 27, при
этом вся конструкция закреплена на подходящей подставке 2,5 или основании 28 с помощью тонких стержней
29, 29, которые проходят через основание, ячейки 26 и разделительные блоки 227.
Подходящий защитный корпус, обозначенный пунктирными линиями, может быть закреплен на стандартном
разъеме 28. Отдельные звуковые ячейки микрофона, таким образом, могут быть электрически соединены
различными способами для согласования импеданса электрической цепи, к которой он подключен. На рисунке
15 показано последовательно-параллельное соединение, при этом четыре верхние ячейки 26 соединены
параллельно друг другу, а четыре нижние ячейки соединены аналогичным образом, в то время как две группы
ячеек соединены последовательно.
Пьезоэлектрическое устройство, подобное показанному на рисунке 15, может использоваться как микрофон
или как динамик. При использовании в качестве микрофона оно, конечно же, может быть подключено к
электрическим цепям различными известными способами. В качестве примера на рисунке показан прибор,
подключенный к термоионному усилителю, который обозначен в целом цифрой 31 и представляет собой
устройство известной конструкции.
На рисунках 16 и 17 показано еще одно применение изобретения, в котором биморф 32 установлен в
экранирующем корпусе 33. Корпус имеет углубление и выполнен с опорными выступами 33a для биморфа,
который удерживается между этими выступами и полосками 34, которые крепятся к корпусу винтами 35. В
пространстве за биморфом Q расположен лист войлока или подобного материала 36, который может быть
смазан маслом или вазелином и который может служить для гашения вибраций биморфа. Биморф в этом
случае Q образован двумя пластинами 322, 3b bf rlcbeiie кристаллами соли, которые могут быть вырезаны из
пластины 11 на рисунке 4, как показано прямоугольником 141 из пунктирных линий на этом рисунке. Каждая из
двух пластин имеет фольговые электроды 32c, приклеенные к ее противоположным 70 граням, и два таким
образом образованных элемента склеиваются вместе, образуя Сборка биморфа осуществляется описанным
ранее способом. Два внешних электрода биморфа образуют один вывод 75, а внутренние электроды —
другой вывод устройства, которое может использоваться либо в качестве микрофона, либо в качестве
динамика. К внутреннему и внешнему электродам 80 могут быть подключены соответствующие проводники
(не показаны).
Принцип работы устройства, показанного на рисунках 16 и 17, легко понять из приведенных выше описаний
других типов устройств. Звуковые волны или другие механические импульсы окружающей среды вызывают
изгиб пьезоэлектрического тела биморфа, что приводит к генерации электрических импульсов на
поверхностях электродов биморфа, и эти импульсы могут отводиться с помощью соответствующих
электрических соединений. Аналогичным образом, устройство может служить излучателем механических
импульсов при возникновении изменяющихся электродвижущих сил на поверхностях электродов биморфа.
При реализации моего изобретения используемый гибкий пьезоэлектрический элемент не обязательно
должен быть.
обязательно состоит из биморфа. Можно использовать одну пластину из пьезоэлектрического материала,
если пластина соответствующим образом закреплена механическим креплением. На рисунках 18 и 19
показано устройство того же общего характера, что и на рисунках 16 и 17, но с заменой биморфа, показанного
на предыдущих рисунках, на одну пьезоэлектрическую пластину. В этой модифицированной конструкции
пьезоэлектрический корпус состоит из одной пьезоэлектрической пластины 37, которая установлена в корпусе
38, при этом ее торцевые кромки закреплены в корпусе, а боковые кромки свободно перемещаются
относительно корпуса. Пластина 87 имеет тот же характер, что и кристаллические пластины биморфа 32 на
рисунках 10 и 17, и снабжена металлическими фольговыми электродами 37a на двух своих гранях, как
указано. Концы пластины 37 могут быть закреплены различными способами, но в показанной конструкции это
достигается путем Изготовление пластины такой длины, чтобы она плотно прилегала к корпусу и
дополнительно фиксировалась клеем 39, 39. Предпочтительно пластина вдавливается в корпус, чтобы
обеспечить ей некоторую механическую нагрузку. 40 представляет собой пропитанный маслом войлок,
который служит для гашения движения пластины 37. В этом случае два элемента _lz C 7 aon'41 ute tli два
клеммы 1310 :-6 409,040 на ее концах или более коротких краях, а также центральная часть будут
перемещаться вперед и назад под действием воздушных потоков, создаваемых звуком, подобно
металлической фольге, используемой в известном ленточном микрофоне. В целом, чем меньше
экранирующий эффект, тем тоньше должны быть изготовлены пьезоэлектрические пластины. Что касается
экранирующего эффекта, обеспечиваемого в конкретных формах конструкции, показанных на чертеже 75, то
наблюдается, что в случае звуковых ячеек, показанных на рисунках 15, каждая Два биморфных тела служат
(вместе с опорной конструкцией) для экранирования другого. Мой усовершенствованный метод и устройство
обладают многочисленными преимуществами. Таким образом, такое устройство характеризуется
замечательной чувствительностью, поскольку механические колебания окружающей среды действуют
непосредственно на поверхность, вызывая изгиб, а элементы тела расположены таким образом, что очень
малая сила, вызывающая изгиб, приводит к большой деформации на единицу площади поперечного сечения
под прямым углом к направлению изгиба в пьезоэлектрическом материале.
Опять же, мой усовершенствованный прибор способен выдерживать широкий диапазон сил и частот. Очень
малая сила вызовет отклонение, достаточное для обеспечения работоспособного значения электродвижущей
силы, благодаря тонкости и гибкости конструкции, но сила, в несколько тысяч раз большая, не перегрузит и не
повредит прибор, поскольку благодаря тонкости и гибкости пьезоэлектрических элементов они способны
изгибаться на сравнительно большое расстояние без необратимой деформации или повреждения. Что
касается диапазона частот, размеры элементов могут быть значительно уменьшены во всех направлениях,
сохраняя при этом высокую чувствительность. Такие элементы могут быть спроектированы для широкого
диапазона собственных периодов, с характеристиками отклика, как по отдельности, так и в комбинации, в
соответствии с различными требованиями.
Прямое излучение или поглощение 115 из жидкой среды акустических колебаний моим методом или
устройством осуществляется практически неселективно в широком диапазоне частот. Такой эффективный
обмен акустической энергией между 1,20 кристаллом и окружающей средой в диапазоне частот в одну октаву
представляет собой весьма полезное достижение, например, в случае дополнительного высокочастотного
динамика, имеющего диапазон частот от 4000 до 8000 циклов в секунду, но диапазон, которого я фактически
достигаю, может фактически достигать значительного числа октав, как в случае микрофона, имеющего
диапазон от 13. К этим электродам устройства и соответствующим электрическим выводам (не показаны)
могут быть подключены соответствующие электрические провода (не показаны). Из рассмотрения
кристаллической ориентации пластины 37 видно, что изгиб пластины механическими импульсами,
воспринимаемыми из воздуха или другой окружающей среды, изменяет сжимающие напряжения,
возникающие в пластине под действием ее механического воздействия, и что это приводит к генерации
электрических импульсы на поверхностях электродов пластины. И наоборот, если на поверхностях
электродов пластины создаются разности потенциалов, последняя изгибается, так что устройство
функционирует как динамик или излучатель механических импульсов.
Последняя описанная форма аппарата функционирует как приемник или излучатель механических импульсов
примерно так же, как и устройство, показанное на рисунке 16, и принцип его работы будет понятен без
дальнейшего описания.
Из приведенного выше описания различных типов раскрытых устройств видно, что я предложил способ
преобразования механических импульсов в электрические и наоборот, который по существу включает
использование пластинчатых пьезоэлектрических тел, имеющих относительно большие размеры поверхности
по отношению к их толщине, так что они приспособлены для легкого изгиба под прямым воздействием
механических импульсов окружающей жидкой среды на их поверхности, при этом на электродах,
прилегающих к указанным поверхностям, генерируются электрические импульсы, точно соответствующие
указанным механическим импульсам, причем пластинчатые тела также приспособлены для аналогичного
изгиба под воздействием электрических импульсов на электроды.
Каждый из представленных на иллюстрации типов устройств работает по этому принципу.
Использование гибкого пьезоэлектрического элемента описанным способом для приема или передачи
механических импульсов целесообразно осуществлять, как в случаях с показанными конструкциями, путем
экранирования одной стороны пластинчатого пьезоэлектрического элемента, хотя такая гибкость не является
необходимой для существенной реализации преимуществ моего изобретения.
Максимальный экранирующий эффект может быть обеспечен использованием рупора с диафрагменной
камерой, в которой диафрагма состоит из тонких пластинчатых пьезоэлектрических секций, и экранирующий
эффект может варьироваться от такого максимума до полного отсутствия экранирования, при этом
пластинчатое пьезоэлектрическое тело должно быть как можно тоньше, чтобы при поддержке, например,
воздуха, частота дискретизации составляла от 409 040 до 14 000 циклов в секунду.
Прямое взаимодействие между гибким пьезоэлектрическим телом и окружающей жидкой средой, характерное
для моего изобретения, приводит к различным заметным преимуществам, связанным с устранением
механических частей, которые характерны для известных мне ранее устройств этого класса. Таким образом,
устранение механической диафрагмы в ранее известных устройствах устраняет искажения, вызванные
присущими диафрагме резонансными периодами, и исключает механические соединения или средства
передачи между ними.
1,5 Диафрагма и передающий элемент устраняют еще один источник искажений.
Очевидно, что устранение этих механических частей приводит к значительному упрощению конструкции и
соответствующему снижению себестоимости производства.
Опять же, малый размер пьезоэлектрического элемента, достигаемый за счет использования принципа
изгиба, делает этот тип аппарата пригодным для многих форм и разновидностей конструкций, где
ограничения по пространству являются определяющими. Кроме того, малые размеры пьезоэлектрического
элемента и, соответственно, малые размеры приемного или передающего прибора делают последний
акустически превосходящим, поскольку минимизируют искажение звукового поля.
В моем устройстве единственной подвижной частью является гибкий элемент или диафрагма, и поэтому
только эта часть когда-либо нуждается в механическом демпфировании, но она всегда легкодоступна, и при
необходимости демпфирование может быть применено непосредственно без каких-либо неудобств.
Даже при беглом осмотре представленного устройства становится очевидной его простота и прочность. В нем
отсутствуют посторонние движущиеся части, а вся конструкция настолько легкая и автономная, что способна
выдерживать сравнительно сильные удары.
Кроме того, внешние электрические или механические поля не требуются, поскольку эквивалентное им поле
обеспечивается самим кристаллом. Более того, в электрической цепи, подключенной к моему
усовершенствованному прибору, требуется минимальное количество оборудования, поскольку тот факт, что
пластины из сегнетовой соли -55 могут быть очень тонкими, в сочетании с присущей самой сегнетовой соли
высокой удельной индуктивной способностью позволяет достичь сравнительно высокого значения
электрической емкости между электродами каждой секции, и такие секции могут быть соединены
последовательно или параллельно для обеспечения.
Результирующая мощность прибора, которая наиболее точно соответствует доступной мощности
электрической цепи, что требует минимального количества оборудования, такого как понижающие или
повышающие трансформаторы и т. д.
Для наиболее эффективного согласования прибора с электрическими характеристиками имеющихся цепей,70
В биморфной конструкции, используемой в моем изобретении, характеристики соли Рухелле, такие как
влияние температуры и пределы насыщения, значительно улучшены, и использование 75 этой конструкции
обеспечивает устройство, исключительно свободное от этих недостатков и имеющее прямолинейную
характеристику между приложенными и результирующими колебаниями в очень широком диапазоне 80
температур и приложенных напряжений.
Из сказанного становится очевидно, что мой усовершенствованный метод может быть реализован
множеством различных способов. В практическом применении изобретения может использоваться большое
разнообразие форм устройств, а объем изобретения указан в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Подробно описав и определив характер моего изобретения и способ его осуществления (как мне сообщили
мои зарубежные корреспонденты), я заявляю.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_409041.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=409041&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB409041A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Мы, Ральф Эль Редерик И. Э. П. Арр, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Шраббери, Вуд
Грин, и Сэмюэл П. Арр Т. Лиммитед, компания, должным образом зарегистрированная в соответствии с
законами Южной Великобритании, проживающая по адресу: Кингс-Хилл Литейдери, оба в Уэднезбури,
графство Стаффордшир, настоящим заявляем, что характер данного изобретения следующий: В описании
наших писем...
В патенте Xo 277,179 мы описали изобретение, относящееся к подшипникам машин.
Указанное изобретение представляет собой средство для предотвращения загрязнения и удержания смазки в
подшипниках машин, включающее в себя уплотнительное кольцо с канавками по периферии, которое
предназначено для плотного обхвата вала и для установки на подшипник с выступом или кромкой на одном
или каждом конце. Настоящее изобретение касается усовершенствования изобретения, являющегося
предметом нашей вышеупомянутой патентной заявки, и это усовершенствование состоит из кожаного или
другого кольца, предназначенного для плотного обхвата вала, и металлических или других фланцев,
прикрепленных к внешним сторонам кольца и предназначенных для образования кольцевой канавки для
соединения с выступом или кромкой на подшипнике.
Для реализации усовершенствования мы изготавливаем кольцо, охватывающее вал, из кожи или другого
подходящего материала. Оно не обязательно должно быть шире, чем выступ или край подшипника, который
служит для удержания кольца в нужном положении. К двум противоположным сторонам кожаного или
подобного кольца крепится пара колец из листового металла или других материалов, которые могут быть
прикреплены заклепками или другими крепежными элементами. Внутренний диаметр колец больше
внутреннего диаметра кожаного кольца, а также внешние края металлических колец выступают за внешний
периферийный край кожаного кольца, образуя выемку, с которой может взаимодействовать неподвижный
выступ или край подшипника для удержания кожаного кольца в нужном положении.
Благодаря описанной выше конструкции мы можем обеспечить эффективное грязеотталкивающее и
маслоудерживающее действие на подшипники машин очень простым и удобным способом.
Дата: 2 ноября 1932 года.
МАРКС И КЛЕРК.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся подшипников в машиностроении.
Мы, RI 1 Arrii F Ei DERI Cx PLATT, подданные Великобритании, проживающие в Шраббери, Вуд-Грин, и SAM
Ur EL PL Ai T LIMITED, компания, должным образом зарегистрированная в соответствии с законами
Великобритании, расположенная в Кингс-Хилл-Лаутри, к северу от Уэднезбури, графство Стаффордшир,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
В техническом задании наших писем
В патенте № 277179 мы описали изобретение, относящееся к подшипникам машин.
Указанное изобретение представляет собой средство для предотвращения загрязнения и удержания смазки в
подшипниках машин, причем указанное средство включает в себя уплотнительное кольцо с канавками по
периферии, которое предназначено для плотного обхвата вала и для установки на подшипник и, таким
образом, удерживается на месте выступом или кромкой на одном или каждом конце подшипника.
Известно, что для предотвращения попадания песка или пыли в подшипники машин используется кольцо из
войлока, резины, асбеста или другого подобного материала, при этом кольцо предназначено для обхвата
вала и располагается в канавке, образованной на внутренней периферии или между направленными внутрь
фланцами воротника, имеющего направленные наружу фланцы для зацепления с выступом или кромкой на
корпусе подшипника.
Настоящее изобретение касается усовершенствования изобретения, имеющего форму заявки № 30,937/32.
Дата подачи заявки: 3 ноября 1932 г.
X (Дополнение к патенту № 277179 от 6 октября 1926 г.) Полный левый вариант: 1 ноября 1933 г.
Окончательная версия принята к публикации: 26 апреля 1934 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся подшипников в машиностроении.
y_ 1 'N предмет нашего вышеупомянутого патента, и усовершенствование состоит в кожаном или другом
кольце, предназначенном для плотного обхвата вала, и металлических или других фланцах, прикрепленных к
внешним сторонам кольца и предназначенных для образования с внешней периферией кольца кольцевой
канавки для зацепления с выступом или кромкой на подшипнике.
Соседние файлы в папке патенты