Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 22. 2 juni 1951 - Ultraljudgeneratorer, av Olle Lindström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
2 juni 1951
475
Alstring av ultraljud
De metoder, som praktiskt kan användas för
framställning av ljud med hög effekt, kan
uppdelas i två huvudgrupper. Den viktigaste av dessa
innefattar de metoder, vid vilka elektriska
svängningar på något sätt omvandlas i akustiska. Till
denna grupp hänförs piezoelektriska,
magneto-striktiva och elektromagnetiska förfaranden
samt en metod, vid vilken används svängare av
sintrat bariumtitanat, som bibringats
piezoelektriska egenskaper genom elektrisk polarisation.
Den andra gruppen innefattar övriga sätt att
framställa ljud med en relativt hög effekt. Hit
kan man räkna särskilt motordrivna sirener,
Hartmanns ljudgenerator och Pohlmanns vissla.
Det är berättigat att även omnämna ytterligare
en grupp, vid vilken visserligen ljud i strikt
bemärkelse ej åstadkommes men däremot väl
kavitation och en del ljudkemiska effekter.
Auer-bach1 har formulerat satsen: "Umgekehrt stellt
jede Kavitationsanordnung einen Schallsender
hoher Frequenzen und mehr oder weniger
gros-ser Intensität dar." Kavitation kan åstadkommas
med venturirör, snabbgående propellrar eller
direkt genom att ånga införes i kall vätska genom
kapillärer.
Piezoelektriska svängare
Vid den piezoelektriska metoden används som
svängare en kvartskristall, som slipats efter en
av de optiska axlarna. Högfrekvent ström med
samma svängningstal som kvartskristallens
egenfrekvens alstras i en radiofrekvensgenerator.
Ofta styrs radiofrekvensen direkt av
ultraljudkvartsen; vid mer påkostade konstruktioner
används en särskild styrkristall. Radiofrekvensen
upptransformeras i en teslatransformator,
kanske till 20—30 kV, varefter växelspänningen
lägges på de metalliserade sidorna av
svängarkvartsen.
Med piezoelektriska ultraljudgivare kan man nå
högre akustiska effekter än vid någon annan
metod, omkring 20 W/cm2 vid praktisk
tillämpning; effektvärden på upp till 50 W/cm2 har
dock rapporterats (fig. 2). De frekvenser, som
används, ligger oftast i intervallet 200—2 000
kp/s. För tekniska ändamål är ljudgivare med
kvartssvängare ej särskilt lämpliga.
Möjligheterna till missöden i driften är relativt stora,
överförandet av ljudet från svängaren till
behandlingsobjektet, ett av de mera besvärliga
konstruktiva problemen vid ultraljudanläggningar,
erbjuder större svårigheter vid kvartssvängare än
vid andra svängare. Stora kvartskristaller,
lämpliga för tekniska apparater är mycket dyrbara.
Magnetostriktiva apparater
Förmånligare ur teknisk synpunkt är de
magnetostriktiva ljudgivarna. Med magnetostriktion
menar inan den längdförändring, som uppträder
Fig. 2. Piezoelektrisk ultraljudgivare för 150 W akustisk
effekt (Société de Condensation et d’Applications
Mé-caniques).
i ferromagnetiska material under inverkan av ett
magnetiskt fält. Om ett periodiskt magnetfält
läggs parallellt med en stav av ett
ferromagne-tiskt material — i allmänhet används nickel eller
nickellegeringar — kommer staven att förlängas
och förkortas i takt med dubbla växelfrekvensen
i magnetspolen. Stavens längd bör givetvis
avpassas så, att dess egensvängning svarar mot det
pålagda magnetiska växelfältet. Magnetostriktiva
ljudgivare arbetar i frekvensområdet 15—60
kp/s, således vid betydligt lägre frekvenser än
de piezoelektriska apparaterna. Den akustiska
effekt, som man praktiskt uppnår, ligger vid
5—10 W/cm2. En fördel med magnetostriktiva
sändare är att några svårigheter med elektrisk
isolering ej är förhanden, eftersom man
använder måttliga spänningar.
Elektromagnetiska generatorer
Den elektromagnetiska generatorn är i
huvudsak konstruerad enligt samma princip som en
högtalare33. Metoden erinrar i mångt och mycket
om de magnetostriktiva sändarna. Enheter har
byggts för frekvenser upp till 20 kp/s. Metoden
har hittills prövats på gaser, men inga hinder
torde föreligga att även tillämpa den vid vätskor.
Svängare av bariumtitanat
Under år 1949 har i USA lanserats användandet
av sintrat bariumtitanat för elektromekaniska
ändamål28. Keramiska material med en
sammansättning motsvarande BaTiO:, visar ett
utomordentligt högt värde på dielektricitetskonstanten,
ca 1 000, och i övrigt en dielektrisk polarisation,
som i sitt temperatur- och spänningsberoende i
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
