DE614498C

DE614498C - Magnetostriktive Schwinganordnung

Info

Publication number: DE614498C
Application number: DES108833D
Authority: DE
Inventors: Otto Von Auwers
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-03-28
Filing date: 1933-03-28
Publication date: 1935-06-11

Description

Magnetostriktive Schwinganordnung Die Erfindung bezieht sich auf magnetostriktive Schwinganordnungen aller Art, wie sie z. B. für Schallsender oder für Frequenzmeßgeräte verwendet werden. Derartige Anordnungen lassen sich auf einfachere und billigere Weise herstellen als :die für ähnliche Verwendungszwecke bekanntgewordenen piezoelektrischen Anordnungen. Es ist aber festgestellt worden, daß der Elastizitätsmodul und damit die Frequenz der Schwingungsgebilde von der Feldstärke abhängt, mit der man den magnetostriktiven Körper erregt. Die Änderungen können bei manchen Legierungen einige Prozent ausmachen. Sie sind selbst bei besonders ausgewählten Legierungen größer als bei piezoelektrischen Schwingungserzeugern.
Nach der Erfindung lassen sich diese Fehler in weitem Maße vermindern bzw. praktisch vollkommen beseitigen, wenn man den magnetostriktiven Körper unter Vorspannung setzt. Das läßt sich besonders einfach erreichen, indem man den Körper an den Enden einspannt und ihn unter die Wirkung einer äußeren, auch in der Ruhelage wirkenden Druck- oder Zugkraft bringt. Es ist festgestellt worden, daß bei manchen Metallen schon eineVorspannung in der Größe von etwa i kg/mm2 ausreicht, um die Änderungen der Frequenzen in weiten Grenzen unabhängig von der Feldstärke zu machen. Auf der Zeichnung ist eine Anordnung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Das magnetostriktive Organ besteht aus einem . Rohr i. Es ist an beiden Enden mit Hilfe eines Bügels 2 fest eingespannt und durch die Einspannung unter Druck- oder Zugspannung gesetzt. Das Rohr ist von zwei Spulen .2 umgeben, die als Erreger- oder Kopplungsspule wirken. Beispielsweise kann eine der Spulen im Gitterkreis, die andere Spule im Anodenkreis einer Röhrenschaltung angeordnet sein, so daß man einen mit Hilfe des magnetostriktiven Körpers rückgekoppelten Schwingungserzeuger erhält.
Für die Verwirklichung der Erfindung sind auch anders geformte magnetostriktive Körper geeignet. DieVerwendung rohrförmigerQuerschnitte hat jedoch gegenüber Polstäben den Vorteil eines größeren Entmagnetisierungsfaktors und damit einer besseren Verteilung der Induktion über den magnetostriktiven Körper.
Es empfiehlt sich im allgemeinen, Legierungen zu verwenden, die eine nur geringe Magnetostriktion aufweisen, weil sich mit diesen Legierungen im allgemeinen eine bessere Unabhängigkeit der Frequenz von der Feldstärke erzielen läßt.
Die durch die Erfindung erstrebte Wirkung läßt sich auch dadurch erreichen oder unterstützen, daß man in dem magnetostriktiven Körper Spannungen von ausreichender Größe erzeugt. Infolgedessen empfiehlt es sich, möglichst härtbare Legierungen anzuwenden und durch Härtung starke innere Spannungen im maggnetostriktiven Organ zu erzeugen.
Derartig mit inneren Spannungen behaftete magnetostriktive Körper sind jedoch nur dann empfehlenswert, wenn sie auf einem Anwendungsgebiet benutzt werden, wo eine Gefügeänderung und Spannungsverminderung infolge thermischer oder mechanischer Einflüsse nicht zu befürchten ist. Im allgemeinen ist es daher vorteilhafter, den magnetostriktiven Körper aus einer Legierung mit möglichst stabilem Gefüge herzustellen und ihn einer äußeren Vorspannung zu unterwerfen.
Die Erfindung ist beispielsweise für abgestimmte Schallapparate, insbesondere für den Betrieb mit Ultrafrequenzen, von Vorteil. Ferner auch für Frequenznormale und andere Zwecke, bei denen es auf ,das Innehalten einer bestimmten Eigenfrequenz. ankommt. Die Anordnungen kommen bezüglich der Konstanz ihrer Frequenz den piezoelektrischen Anordnungen nahe, insbesondere wenn man auch noch die Einflüsse von Temperaturschwankungendurch die Anwendung von Legierungen mit niedrigen Temperaturkoeffi= zierten (z. B. Eisen-, Nickel-Chrom-Legierungen) oder durch Kompensationsmittel (z. B. Bimetall) ausschaltet. Sie sind dabei erheblich einfacher und billiger herstellbar und dabei für größere Leistungen geeignet. Gegebenenfalls kann man z. B. bei Schallsondern mehrere magnetostriktive Systeme nach der Erfindung auf eine gemeinsame Membran einwirken lassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Magnetostriktive Schwinganordnung (z.B. Schallsender, Frequenzmesser usw.), dadurch gekennzeichnet, daß der zu magn.etostriktiven Schwingungen erregte Körper unter Vorspannung gesetzt ist. a. Magnetostriktiver Schwinger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer oder mehreren Erreger-oder Kupplungsspulen umgebenes magnetostriktives Organ von langgestreckter Form an beiden Enden so eingespannt ist, daß .er im Ruhezustand auf Zug oder Druck beansprucht wird. 3. Magnetostriktiver Schwinger nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem einteiligen Rohr besteht. q.. Magnetostriktiver Schwinger nach Anspruch i, z oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetostriktive Organ aus einer härtbaren Legierung besteht und daß durch Härtung innere Spannungen in ihm erzeugt sind. 5. Magnetostriktiver Schwinger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den magnetostriktiven Körper wirkende äußere Vorspannung in der Größenordnung von i kg/mm@ liegt.