EP0838271B1 - Ultrasound transducer - Google Patents
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- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
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- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
- B06B1/0648—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element of rectangular shape
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
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- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
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- G10K11/32—Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source
Definitions
- the invention relates to an ultrasonic transducer a piezoelectric expanded in a longitudinal direction Body.
- EP 0 688 610 A2 describes a wide-beam test head for the Ultrasonic testing technology known to suppress this Amplitude increase in the area of its narrow sides with a Hole or a side incision is provided.
- the invention is based on the object of an ultrasonic transducer with one extended in a longitudinal direction Specify piezoelectric body in which an amplitude increase is largely suppressed at the oscillator ends.
- an ultrasonic transducer contains one piezoelectric body extended in a longitudinal direction, which is provided in the edge area with a recess whose Depth is smaller than the thickness of the piezoelectric Body, so that its cross-sectional area is perpendicular to this longitudinal direction is smaller in an edge area than in a central area.
- This measure is the active volume of the piezoelectric Body reduced in the area of the end faces, so that in an edge area the reception sensitivity and the of the electrical excitation generated across the entire width average vibration amplitude of the piezoelectric body is reduced.
- a recess preferably a groove
- an ultrasonic transducer contains one piezoelectric body extended in a longitudinal direction, the one on its flat sides, at least in its middle area each with a coherent electrically conductive Layer is provided on at least one of these flat sides the edge area adjacent to an end face Partial surface of the piezoelectric body covers. In this case, too, is in the edge area Reception sensitivity and that of electrical excitation generated on the entire width of the piezoelectric body related mean vibration amplitude reduced.
- the ultrasound transducers reproduced in the independent patent claims is based on the idea in the marginal area of a piezoelectric vibrator extended in the longitudinal direction occurring acoustic exaggeration effects reduce that from the amplitude of the electric field, that with the electrical excitation of the transducer in the volume of the piezoelectric body is generated via the entire cross-sectional area integral formed in the edge area of the piezoelectric body is smaller than in the central area.
- an ultrasonic transducer contains one in one Longitudinal direction 1 extended narrow piezoelectric body 2, preferably a piezoceramic body attached to its Flat sides with electrically conductive layers 6 and 8 is provided.
- the electrode 8 covers in the illustrated embodiment the entire flat side of the piezoelectric Body 2.
- the piezoelectric body 2 In the area of its perpendicular to the longitudinal direction 1 oriented end faces 10 and 12, i.e. in its edge area, is the piezoelectric body 2 each with one Provide recess. In the exemplary embodiment, this is a V-shaped Groove 14 and 16, respectively, in one of the two flat sides parallel to the end faces 10 and 12 of the piezoelectric Extend body 2.
- the grooves 14 and 16 can be produced, for example, by sawing become. For technical reasons, it is advantageous the grooves 14 and 16 in the piezoelectric body 2 to bring after this with the conductive layer 6th is provided so that the conductive layer 6 spatially in three and electrically separated areas 6a, 6b and 6c is divided.
- a cross-sectional area A R drawn in dashed lines perpendicular to the longitudinal direction 1 in the area of the groove 14 is smaller than a cross-sectional area A M also shown in dashed lines in the central area.
- the actively oscillating volume of the piezoelectric body 2 is smaller in the edge region than in the center region.
- This effect is reinforced by the fact that only the inner conductive layer 6b and the conductive layer 8 are activated as electrodes, so that when the piezoelectric body 2 is electrically excited, the amplitude of the electric field and thus also the vibration amplitude in the edge region is lower than in the central region ,
- a further embodiment is shown in a side view in FIG shown in which a groove 18 in one and a further groove 20 in the opposite flat side of a piezoelectric body 22 are arranged.
- the production the grooves 20, 18 preferably takes place after the Flat sides with electrically conductive layers 24 and 26 are coated.
- Layers 24 and 26 are each electrically in two divided areas 24a and 24b or 26a and 26b, each of which is the conductive layers 24a and 26a starting from an inner edge of the groove 20 or 18 extend to the edge of the piezoelectric body 22.
- a piezoelectric body 28 is provided, the one on a flat side in its edge area with a groove 30 and 32 provided with a rectangular cross section is.
- too Flat side three electrically and spatially separated electrically conductive layers 6a, 6b and 6c are formed.
- a piezoelectric Body 34 in its front edge areas each provided with a recess 36, starting from a dashed drawn basic body with rectangular flat sides for example by sawing off the corners is so that the piezoelectric body 34 is a hexagonal, honeycomb-like shape.
- FIG. 5 is an oval piezoelectric Body 38 shown, in which recesses 40th provided in the edge area, which are rounded.
- Such rounded Recesses 40 can by etching the corners of a also shown in dashed lines with a rectangular body Cross section can be produced.
- the removal takes place at already coated with an electrically conductive layer 45 piezoelectric body 42 only up to its surface, d. H. up to one of the layer thickness D of this layer 45, so that in this area the recess 44 only through a complete removal of the electrically conductive layer 45 is formed.
- an electrically conductive layer 45 piezoelectric body 42 only up to its surface, d. H. up to one of the layer thickness D of this layer 45, so that in this area the recess 44 only through a complete removal of the electrically conductive layer 45 is formed.
- a partial area of the end faces 102 and 122 adjacent edge region of the piezoelectric Body 42 of the electrically conductive layer 45 covered.
- a zone is formed that is not one of them electrically conductive layer is covered.
- an electrically conductive layer 48 on a flat side of a piezoelectric body 46 each in the edge area provided a groove 50 which is only up to the surface of the piezoelectric body 46 extends and the electrical conductive layer 48 in three electrically and spatially apart divides separate areas 48a, 48b and 48c.
- the middle electrically conductive layer 48b extends analogously for the exemplary embodiment according to FIG. 1 not up to the end faces 52, 54 and therefore does not cover the entire flat side of the piezoelectric body 46.
- the immediately below volumes located in the electrical layers 48a and 48c of the piezoelectric body 46 is thus both in the receiving as well as not or at least not immediately in the case of transmission active when the received signal comes about or involved in the transmitted ultrasonic wave.
- the curve a is the sensitivity of a Ultrasonic transducer according to that explained in more detail with reference to Figure 1 Embodiment against itself in its longitudinal direction extending coordinate x plotted.
- This Curve shape a is measured when the ultrasonic transducer successively over a stationary in a test object, echo generating interferer is moved away. If the ultrasound transducer with its edge on the narrow side the mistake Once reached, the level of the echo pulse begins to rise steeply, then reaches a plateau and falls in the area the opposite edge of the transducer steeply.
- a curve b is also entered for comparison, which with an ultrasonic transducer known from the prior art same dimensions. It can be spotted, that there is a dashed cant b, almost in the ultrasonic transducer according to the invention is completely eliminated.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallwandler mit einem in einer Längsrichtung ausgedehnten piezoelektrischen Körper.The invention relates to an ultrasonic transducer a piezoelectric expanded in a longitudinal direction Body.
Aus Krautkrämer, Werkstoffprüfung mit Ultraschall", 5. Auflage, 1986, Springer Verlag Berlin, Seiten 207 bis 209, ist es bekannt, zum Abtasten eines großen Prüflings sogenannte Breitstrahlprüfköpfe zu verwenden, mit denen eine Prüfbahn bis zu einer Breite von 100 mm auf einmal erfaßt werden kann. In einem solchen Breitstrahlprüfkopf ist ein langer und schmaler rechteckförmiger Ultraschallwandler eingebaut. Mit zunehmender Länge des Ultraschallwandlers, d.h. mit zunehmender Breite der Prüfbahn, wird es jedoch zunehmend schwieriger, eine homogene Schallfeldverteilung zu erzielen. Lange, schmale Ultraschallwandler erzeugen nämlich eine Schallcharakteristik, bei der an den schmalseitigen Schwingerenden bedingt durch Schallreflexion eine signifikante Amplitudenüberhöhung auftritt. Diese Amplitudenüberhöhung kann dabei mehrere Dezibel betragen.From Krautkrämer, material testing with ultrasound ", 5th edition, 1986, Springer Verlag Berlin, pages 207 to 209 it is known for scanning a large test piece Wide beam test heads to be used with which a test track can be detected up to a width of 100 mm at once. In such a wide beam test head there is a long and narrow rectangular ultrasonic transducer installed. With increasing length of the ultrasonic transducer, i.e. with increasing Width of the test lane, however, it becomes increasingly difficult to achieve a homogeneous sound field distribution. Long, namely narrow ultrasonic transducers produce a sound characteristic, at the on the narrow-sided swing ends a significant increase in amplitude due to sound reflection occurs. This increase in amplitude can be several decibels.
Aus der EP 0 688 610 A2 ist ein Breitstrahlprüfkopf für die
Ultraschallprüftechnik bekannt, der zur Unterdrückung dieser
Amplitudenüberhöhung im Bereich seiner Schmalseiten mit einem
Loch oder einem seitlichen Einschnitt versehen ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallwandler mit einem in einer Längsrichtung ausgedehnten piezoelektrischen Körper anzugeben, bei dem eine Amplitudenüberhöhung an den Schwingerenden weitgehend unterdrückt ist.The invention is based on the object of an ultrasonic transducer with one extended in a longitudinal direction Specify piezoelectric body in which an amplitude increase is largely suppressed at the oscillator ends.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Ultraschallwandler mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 6. The stated object is achieved according to the invention with a Ultrasonic transducer with the features of the claim 1 or claim 6.
Gemäß Patentanspruch 1 enthält ein Ultraschallwandler einen in einer Längsrichtung ausgedehnten piezoelektrischen Körper, der im Randbereich mit einer Ausnehmung versehen ist, deren Tiefe kleiner ist als die Dicke des piezoelektrischen Körpers, so dass dessen Querschnittsfläche senkrecht zu dieser Längsrichtung in einem Randbereich kleiner ist als in einem Mittenbereich. Durch diese Maßnahme ist das aktive Volumen des piezoelektrischen Körpers im Bereich der Stirnseiten verringert, so daß in einem Randbereich die Empfangsempfindlichkeit und die bei der elektrischen Anregung erzeugte, auf die gesamte Breite des piezoelektrischen Körpers bezogene mittlere Schwingungsamplitude verringert ist.According to claim 1, an ultrasonic transducer contains one piezoelectric body extended in a longitudinal direction, which is provided in the edge area with a recess whose Depth is smaller than the thickness of the piezoelectric Body, so that its cross-sectional area is perpendicular to this longitudinal direction is smaller in an edge area than in a central area. This measure is the active volume of the piezoelectric Body reduced in the area of the end faces, so that in an edge area the reception sensitivity and the of the electrical excitation generated across the entire width average vibration amplitude of the piezoelectric body is reduced.
Insbesondere ist im Randbereich des piezoelektrischen Körpers eine Ausnehmung, vorzugsweise eine Nut, vorgesehen.In particular, in the edge area of the piezoelectric body a recess, preferably a groove, is provided.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Nut auf einer Flachseite des piezoelektrischen Körpers angeordnet.In an advantageous embodiment of the invention Groove arranged on a flat side of the piezoelectric body.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausnehmung an den Ecken des piezoelektrischen Körpers vorgesehen.In a further advantageous embodiment of the invention is the recess at the corners of the piezoelectric body intended.
Gemäß Patentanspruch 6 enthält ein Ultraschallwandler einen in einer Längsrichtung ausgedehnten piezoelektrischen Körper, der an seinen Flachseiten zumindest in seinem Mittenbereich jeweils mit einer zusammenhängenden elektrisch leitfähigen Schicht versehen ist, die auf wenigstens einer dieser Flachseiten den einer Stirnfläche benachbarten Randbereich der Oberfläche des piezoelektrischen Körpers nur teilweise abdeckt. Auch in diesem Fall ist im Randbereich die Empfangsempfindlichkeit und die bei der elektrischen Anregung erzeugte, auf die gesamte Breite des piezoelektrischen Körpers bezogene mittlere Schwingungsamplitude verringert.According to claim 6, an ultrasonic transducer contains one piezoelectric body extended in a longitudinal direction, the one on its flat sides, at least in its middle area each with a coherent electrically conductive Layer is provided on at least one of these flat sides the edge area adjacent to an end face Partial surface of the piezoelectric body covers. In this case, too, is in the edge area Reception sensitivity and that of electrical excitation generated on the entire width of the piezoelectric body related mean vibration amplitude reduced.
Den in den unabhängigen Patentansprüchen wiedergegebenen Ultraschallwandlern liegt die Idee zugrunde, die im Randbereich eines in Längsrichtung ausgedehnten piezoelektrischen Schwingers auftretenden akustischen Überhöhungseffekte dadurch zu verringern, daß ein aus der Amplitude des elektrischen Feldes, das bei der elektrischen Anregung des Schwingers im Volumen des piezoelektrischen Körpers erzeugt wird, über die gesamte Querschnittsfläche gebildetes Integral im Randbereich des piezoelektrischen Körpers kleiner ist als im Mittenbereich.The ultrasound transducers reproduced in the independent patent claims is based on the idea in the marginal area of a piezoelectric vibrator extended in the longitudinal direction occurring acoustic exaggeration effects reduce that from the amplitude of the electric field, that with the electrical excitation of the transducer in the volume of the piezoelectric body is generated via the entire cross-sectional area integral formed in the edge area of the piezoelectric body is smaller than in the central area.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele
der Zeichnung verwiesen, in deren
Gemäß Figur 1 enthält ein Ultraschallwandler einen in einer
Längsrichtung 1 ausgedehnten schmalen piezoelektrischen Körper
2, vorzugsweise ein piezokeramischer Körper, der an seinen
Flachseiten mit elektrisch leitfähigen Schichten 6 und 8
versehen ist. Die Elektrode 8 überdeckt im dargestellten Ausführungsbeispiel
die gesamte Flachseite des piezoelektrischen
Körpers 2. Im Bereich seiner senkrecht zur Längsrichtung 1
orientierten Stirnseiten 10 und 12, d.h. in seinem Randbereich,
ist der piezoelektrische Körper 2 jeweils mit einer
Ausnehmung versehen. Im Ausführungsbeispiel ist dies eine v-förmige
Nut 14 bzw. 16 , die sich in einer der beiden Flachseiten
parallel zu den Stirnseiten 10 und 12 des piezoelektrischen
Körpers 2 erstrecken.According to FIG. 1, an ultrasonic transducer contains one in one
Longitudinal direction 1 extended narrow piezoelectric body
2, preferably a piezoceramic body attached to its
Flat sides with electrically conductive layers 6 and 8
is provided. The electrode 8 covers in the illustrated embodiment
the entire flat side of the piezoelectric
Body 2. In the area of its perpendicular to the longitudinal direction 1
oriented end faces 10 and 12, i.e. in its edge area,
is the piezoelectric body 2 each with one
Provide recess. In the exemplary embodiment, this is a V-
Die Nuten 14 und 16 können beispielsweise durch Sägen hergestellt
werden. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es vorteilhaft,
die Nuten 14 und 16 in den piezoelektrischen Körper
2 einzubringen, nachdem dieser mit der leitfähigen Schicht 6
versehen ist, so daß die leitfähigen Schicht 6 in drei räumlich
und elektrisch voneinander getrennte Bereiche 6a, 6b und
6c aufgeteilt ist.The
Die Tiefe t der Nuten 14 und 16 beträgt vorzugsweise wenigstens
50% der Dicke h des piezoelektrischen Körpers 2. Sie
sind vorzugsweise in einem Abstand d von der Schwingerkante
angeordnet, der wenigstens 0,1mm, insbesondere wenigstens
0,5mm beträgt. In einem konkreten Ausführungsbeispiel hat der
piezoelektrische Körper 2 eine Länge 1 = 20mm, eine Höhe h =
1mm und Breite b = 3mm. Die Nuten 4 befinden sich in einem
Abstand d = 1mm von der Schingerkante und haben eine Breite
von e = 0,1mm und eine Tiefe von t = 0,6mm.The depth t of the
In der Figur ist zu erkennen, daß eine gestrichelt gezeichnete
Querschnittsfläche AR senkrecht zur Längsrichtung 1 im
Bereich der Nut 14 kleiner ist als eine ebenfalls gestrichelt
gezeichnete Querschnittsfläche AM im Mittenbereich. Dadurch
ist im Randbereich das aktiv schwingende Volumen des piezoelektrischen
Körpers 2 kleiner als im Mittenbereich. Dieser
Effekt wird dadurch verstärkt, daß nur die innere leitfähige
Schicht 6b und die leitfähige Schicht 8 als Elektroden angesteuert
werden, so daß bei der elektrischen Anregung des piezoelektrischen
Körpers 2 die Amplitude des elektrischen Feldes
und damit auch die Schwingungsamplitude im Randbereich
niedriger ist als im Mittenbereich. In the figure it can be seen that a cross-sectional area A R drawn in dashed lines perpendicular to the longitudinal direction 1 in the area of the
In Figur 2 ist in einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform
dargestellt, in der eine Nut 18 in der einen und
eine weitere Nut 20 in der gegenüberliegenden Flachseite eines
piezoelektrischen Körpers 22 angeordnet sind. Die Herstellung
der Nuten 20, 18 erfolgt vorzugsweise, nachdem die
Flachseiten mit elektrisch leitfähigen Schichten 24 und 26
beschichtet sind. Durch die Nuten 18 und 20 werden diese
Schichten 24 und 26 jeweils in zwei elektrisch voneneinader
getrennte Bereiche 24a und 24b bzw 26a und 26b aufgeteilt,
von denen sich jeweils die leitfähigen Schichten 24a und 26a
ausgehend von einer innenliegenden Kante der Nut 20 bzw. 18
bis zum Rand des piezoelektrischen Körpers 22 erstrecken.A further embodiment is shown in a side view in FIG
shown in which a
Gemäß Figur 3 ist ein piezoelektrischer Körper 28 vorgesehen,
der auf einer Flachseite in seinem Randbereich jeweils mit
einer Nut 30 und 32 mit rechteckförmigem Querschnitt versehen
ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden auf einer
Flachseite drei elektrisch und räumlich voneinander getrennte
elektrisch leitfähige Schichten 6a, 6b und 6c gebildet.According to FIG. 3, a
In Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist ein piezoelektrischer
Körper 34 in seinen stirnseitigen Randbereichen jeweils
mit einer Ausnehmung 36 versehen, die ausgehend von einem gestrichelt
eingezeichneten Grundkörper mit rechteckigen Flachseiten
beispielsweise durch Absägen der Ecken hergestellt
ist, so daß der piezoelektrische Körper 34 eine sechseckige,
wabenähnliche Form erhält.In the embodiment shown in Figure 4 is a
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist ein ovaler piezoelektrischer
Körper 38 dargestellt, bei dem Ausnehmungen 40
im Randbereich vorgesehen, die abgerundet sind. Solche abgerundeten
Ausnehmungen 40 können durch Abätzen der Ecken eines
ebenfalls gestrichelt eingezeichneten Grundkörpers mit rechteckigem
Querschnitt hergestellt werden. In the embodiment shown in Figure 5 is an oval
In Anlehnung an die Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 4 und
5 sind im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 die Ecken eines
piezoelektrischen Körpers 42 nicht vollständig sondern nur
ausgehend von einer Flachseite bis zu einer Tiefe t abgetragen,
so daß die entstehenden dreieckförmigen oder abgerundeten
Ausnehmungen 44 einen Absatz bilden.Based on the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and
5 are the corners of a in the exemplary embodiment according to FIG
In einer vereinfachten Ausführungsform erfolgt der Abtrag bei
bereits mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 45 beschichteten
piezoelektrischen Körper 42 nur bis zu seiner Oberfläche,
d. h. bis zu einer der Schichtdicke D dieser Schicht 45,
so daß in diesem Bereich die Ausnehmung 44 lediglich durch
einen vollständigen Abtrag der elektrisch leitfähigen Schicht
45 gebildet ist. Somit ist nur ein Teilbereich des den Stirnflächen
102 und 122 benachbarten Randbereiches des piezoelektrischen
Körpers 42 von der elektrisch leitfähigen Schicht 45
abgedeckt. An den Ecken des piezoelektrischen Körpers 42 wird
auf diese Weise eine Zone gebildet, die nicht von einer daraufliegenden
elektrisch leitfähigen Schicht abgedeckt ist.
Auf diese Weise wird auch dann, wenn kein Material des piezoelektrischen
Körpers 42 abgetragen ist, beim Anlegen einer
elektrischen Spannung an die elektrisch leitfähigen Schichten
die elektrische Feldstärke im Randbereich des piezoelektrischen
Körpers 42 und damit die erzeugte mechanische
Schwingungsamplitude gegenüber seinem Mittenbereich reduziert.In a simplified embodiment, the removal takes place at
already coated with an electrically
In der weiter vereinfachten Ausführungsform gemäß Figur 7 ist
eine elektrisch leitfähige Schicht 48 auf einer Flachseite
eines piezoelektrischen Körpers 46 jeweils im Randbereich mit
einer Nut 50 versehen, die sich nur bis zur Oberfläche des
piezoelektrischen Körpers 46 erstreckt und die elektrisch
leitfähige Schicht 48 in drei elektrisch und räumlich voneinander
getrennte Bereiche 48a, 48b und 48c aufteilt. Die mittlere
elektrisch leitfähige Schicht 48b erstreckt sich analog
zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 nicht bis zu den Stirnseiten
52, 54 und deckt somit nicht die gesamte Flachseite
des piezoelektrischen Körpers 46 ab. Das unmittelbar unter
den elektrischen Schichten 48a und 48c befindliche Volumen
des piezoelektrischen Körpers 46 ist somit sowohl im Empfangs-
als auch im Sendefall nicht oder zumindest nicht unmittelbar
aktiv am Zustandekommen des Empfangssignals oder
der gesendeten Ultraschallwelle beteiligt.In the further simplified embodiment according to FIG
an electrically
In Figur 8 ist der Kurvenverlauf a der Empfindlichkeit eines Ultraschallwandlers gemäß dem anhand von Figur 1 näher erläuterten Ausführungsbeispiel gegen eine sich in seine Längsrichtung erstreckende Ortskoordinate x aufgetragen. Dieser Kurvenverlauf a wird gemessen, wenn der Ultraschallwandler sukzessive über einen ortsfest in einem Prüfling befindlichen, echoerzeugenden Störer hinweg bewegt wird. Wenn der Ultraschallwandler mit seiner Kante an der Schmalseite den Fehler erreicht beginnt die Höhe des Echoimpulses steil anzusteigen, erreicht dann ein Plateau und fällt bei im Bereich der gegenüberliegenden Schwingerkante steil ab. In der Figur ist zum Vergleich außerdem ein Kurvenverlauf b eingetragen, der sich mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Ultraschallwandler gleicher Abmessungen ergibt. Es ist zu erkennen, daß dort eine gestrichelt eingetragene Überhöhung b auftritt, die bei dem Ultraschallwandler gemäß der Erfindung nahezu vollständig eliminiert ist.In Figure 8, the curve a is the sensitivity of a Ultrasonic transducer according to that explained in more detail with reference to Figure 1 Embodiment against itself in its longitudinal direction extending coordinate x plotted. This Curve shape a is measured when the ultrasonic transducer successively over a stationary in a test object, echo generating interferer is moved away. If the ultrasound transducer with its edge on the narrow side the mistake Once reached, the level of the echo pulse begins to rise steeply, then reaches a plateau and falls in the area the opposite edge of the transducer steeply. In the figure a curve b is also entered for comparison, which with an ultrasonic transducer known from the prior art same dimensions. It can be spotted, that there is a dashed cant b, almost in the ultrasonic transducer according to the invention is completely eliminated.
Claims (5)
- Ultrasonic transducer having a piezoelectric body (2; 22; 28; 42) which is extended in a longitudinal direction (1) and, in the edge region, is provided with a recess (14, 16; 18, 20; 30, 32; 44) whose depth (t) is less than the thickness (h) of the piezoelectric body (2), so that the cross-sectional area (AR, AM) thereof perpendicular to the said longitudinal direction (1) is smaller in an edge region of the body than in a central region.
- Ultrasonic transducer according to Claim 1, in which a groove (14, 16; 18, 20; 30, 32) is provided as the recess.
- Ultrasonic transducer according to Claim 2, in which the groove (14, 16; 30, 32) is arranged on a flat side of the piezoelectric body (2; 28).
- Ultrasonic transducer according to Claim 1, in which the recess (36; 40; 44) is provided at the corners of the piezoelectric body (34; 38; 42).
- Ultrasonic transducer having a piezoelectric body (2; 22; 28; 42; 46) which is extended in a longitudinal direction (1) and, at its flat sides, at least in its central region, is provided in each case with a contiguous electrically conductive layer (6b; 24a, 24b; 45; 48b) which, on at least one of the said flat sides, only partially covers the edge region - adjacent to an end face (10; 12; 102; 122) - of the surface of the piezoelectric body (2; 22; 28; 42; 46).
Applications Claiming Priority (2)
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| DE19644762 | 1996-10-28 |
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