EP0025215A2 - Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler - Google Patents
Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler Download PDFInfo
- Publication number
- EP0025215A2 EP0025215A2 EP80105251A EP80105251A EP0025215A2 EP 0025215 A2 EP0025215 A2 EP 0025215A2 EP 80105251 A EP80105251 A EP 80105251A EP 80105251 A EP80105251 A EP 80105251A EP 0025215 A2 EP0025215 A2 EP 0025215A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- contact
- metallic coating
- attached
- foam sheet
- ultrasonic transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- 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
- B06B1/0662—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 with an electrode on the sensitive surface
- B06B1/0666—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 with an electrode on the sensitive surface used as a diaphragm
Definitions
- the invention relates to a contact for an ultrasonic transducer according to the patent (P 25 41 492), as specified in the preamble of claim 1.
- an ultrasonic transducer according to FIG. 1 is known, which consists of a piezo body 1, namely a disk made of piezoelectric ceramic, a foam plate 2 and a weighting ring 3 made of aluminum, for example.
- the piezo body 1 is provided on both of its disk surfaces with an electrode 10 and 11, which are applied as layers on the material of the piezo body 1. Burn-in silver is used in particular for this.
- the foam is e.g. Scotch-Ply XP241-36 from 3M was used.
- the foam sheet 2 is effective not only as an adaptation layer between the material of the piezo body 1 and the adjacent air into which the ultrasound radiation is to be emitted, but together with the weighting ring 3 there is a waveform of the entire transducer, which leads to a particularly small opening angle of the radiation source.
- the radiating surface 21 of the foam sheet 2 has a relatively substantial in-phase nature of the vibration.
- a certain problem with an ultrasonic transducer of the above type is contacting, i.e. the electrical connection of the electrodes 10 and 11, in particular the electrode 10, the entire surface of which is covered by the foam plate 2 firmly connected to this electrode 10.
- the foam sheet 2 is made of electrically non-conductive material and, as a rule, it has been connected to the piezo body 1 with the aid of an adhesive layer.
- One or more wires or wire grids have been inserted into this adhesive layer for the electrical connection of the electrode 10.
- Electrically conductive adhesives have also been used. As a rule, there is still a galvanic one. Connection between the electrode 10 and the weighting ring 3 made of aluminum, for example, has been provided, and the weighting ring has then been connected to a connecting line.
- connection surface between the piezo body 1 and the foam plate 2 but in particular the entire (lower in FIG. 1) surface of the foam plate 2, on which further parts of the ultrasound transducer are to be attached, with a metallic one Coating, especially by electroless nickel plating.
- this metallic coating can also be applied by applying further metal, e.g. through galvanization.
- the entire surface of the foam sheet is preferably nickel-plated in this way.
- FIG. 2 shows a converter corresponding to FIG. 1, but which is provided with a metallic coating 22 according to the invention.
- the thickness of this coating 22, which can be seen in FIG. 2, is shown in an exaggerated manner only for the sake of visibility.
- the thickness of metallic coatings made of electroless nickel plating is in the order of 1 to 5 ⁇ m
- connection 23 is an example of connecting an elek called trical feed line.
- An alternative connection option to the connection 23 is shown at 123.
- the connecting line 23 leads directly to the metallic coating 22.
- the metallic weighting ring 3 is contacted.
- the electrode 11 is contacted in a manner known per se, e.g. through a connecting line 24
- a foam sheet 2 provided with a metallic coating 22 according to the invention has on its surface, i.e. even on the surface on which the piezo body 1 and the weighting ring 3 are attached, the surface roughness is still so great that an adhesive layer 4 used to connect the foam plate 2 to the piezo body 1 and to the weighting ring 3 (shown in the figure as a thicker line) ) is pierced in so many places and so strongly that there is sufficient electrical contact between this metallic coating 22 of the foam sheet 2 and the electrode 10 on the one hand and the metal of the weighting ring 3 on the other. If necessary, care is taken to ensure that the surface of the foam has a surface roughness of the order of 10 ⁇ m.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Es wird eine Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler beschrieben, bei dem eine Schaumstoffplatte (2) an einen Piezokörper (1) geklebt ist und der eine innere Elektrode (10) aufweist, die einen Kontakt zu einem äußeren Anschluß hat. Es soll eine technisch möglichst einfache und auch zuverlässigere Kontaktierung für die innenliegende Elektrode (10) geschaffen werden. Dazu wird so vorgegangen, daß die Schaumstoffplatte (2) zumindest an derjenigen ihrer Flächen, an der der Piezokörper (1) und ein Beschwerungsring (3) anzubringen sind, mit einem metallischen Überzug (22) versehen wird. Die Erfindung findet Anwendung beispielsweise bei Saturn-Ultraschall-Wandlern.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler nach Patent (P 25 41 492), wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.
- Aus der DE-OS 25 41 492 ist ein Ultraschall-Wandler nach Fig.1 bekannt, der aus einem Piezokörper 1, nämlich einer Scheibe aus piezoelektrischer Keramik, einer Schaumstoffplatte 2 und einem Beschwerungsring 3 aus beispielsweise Aluminium besteht. Der Piezokörper 1 ist an seinen beiden Scheibenflächen mit je einer Elektrode 10 und 11 versehen, die als Schichten auf dem Material des Piezokörpers 1 aufgebracht sind. Hierfür ist insbesondere Einbrennsilber verwendet. Als Schaumstoff wird z.B. Scotch-Ply XP241-36 der Firma 3 M verwendet.
- Diese Bemessungen und der Aufbau des Ultraschall-Wandlers nach der DE-OS 25 41 492 sind so gewählt, daß die Schaumstoffplatte 2 nicht nur als Anpassungsschicht zwischen dem Material des Piezokörpers 1 und der angrenzenden Luft, in die die Ultraschall-Strahlung abzustrahlen ist, wirksam ist, sondern zusammen mit dem Beschwerungsring 3 ergibt sich eine Schwingungsform des ganzen Wandlers, die zu einem besonders geringen Öffnungswinkel der Strahlungsquelle führt. Die abstrahlende Oberfläche 21 der Schaumstoffplatte 2 weist im Prinzip eine relativ weitgehende Gleichphasigkeit der Schwingung auf.
- Ein gewisses Problem bei einem Ultraschall-Wandler obiger Art ist die Kontaktierung, d.h. der elektrische Anschluß der Elektroden 10 und 11, und zwar insbesondere der Elektrode 10, deren gesamte Fläche von der mit dieser Elektrode 10 fest verbundenen Schaumstoffplatte 2 bedeckt ist. Die Schaumstoffplate 2 besteht aus elektrisch nichtleitendem Material und sie ist bisher im Regelfall mit Hilfe einer Klebschicht mit dem Piezokörper 1 verbunden worden. In diese Klebschicht sind zum elektrischen Anschluß der Elektrode 10 ein oder mehrere Drähte oder Drahtgitter eingelegt worden. Es ist auch mit elektrisch leitfähigen Klebstoffen gearbeitet worden. Im Regelfall ist noch eine galvanische . Verbindung zwischen der Elektrode 10 und dem Beschwerungsring 3 aus beispielsweise Aluminium vorgesehen worden, und es ist dann der Beschwerungsring mit einer Anschlußleitung verbunden worden.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technisch möglichst einfache und auch zuverlässigere Kontaktierung für die innenliegende Elektrode 10 eines Ultraschall-Wandlers nach dem oben erörterten Stand der Technik zu finden.
- Diese Aufgabe wird mit einer Kontaktierung gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.
- Gemäß der Erfindung ist somit vorgesehen, zumindest die Verbindungsfläche zwischen dem Piezokörper 1 und der Schaumstoffplatte 2, insbesondere aber die ganze (in der Fig.1 untere) Fläche der Schaumstoffplatte 2, an der weitere Teile des Ultraschall-Wandlers anzubringen sind, mit einem metallischen Überzug, speziell durch stromloses Vernickeln, zu versehen. Gemäß einer Weiterbildung kann dieser metallische Überzug noch durch Aufbringung weiteren Metalls, z.B. durch Galvanisierung, verstärkt sein.
- Vorzugsweise wird die gesamte Oberfläche der Schaumstoffplatte, also auch die Abstrahlfläche 21, in dieser Weise vernickelt. Damit erhält das Material der Schaumstcffplatte 2 einen Überzug, der das Kunststoffmaterial z.B. gegen Dämpfe organischer Lösungsmittel schützt. Außerdem läßt sich damit eine elektrische Oberflächenbeladung des Kunststoffmaterials verhindern. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß solche Ultraschall-Wandler in der Luft frei aufgehängt werden und zumindest im Industriebereich stark verstauben.
- Fig.2 zeigt einen Wandler entsprechend der Fig.1, der jedoch gemäß der Erfindung mit einem metallischen Überzug 22 versehen ist. Die in der Fig.2 entnehmbare Dicke dieses Überzuges 22 ist lediglich der Erkennbarkeit halber übertrieben groß wiedergegeben. Die Dicken von metallischen Überzügen aus stromloser Vernickelung liegen etwa in der Größenordnung von 1 bis 5 µm
- Mit 23 ist ein Beispiel eines Anschlusses einer elektrischen Zuführungsleitung bezeichnet. Mit 123 ist eine zum Anschluß 23 alternative Anschlußmöglichkeit wiedergegeben..Im ersteren Falle führt die Anschlußleitung 23 direkt an den metallischen Überzug 22. Im zweiten Falle ist der metallische Beschwerungsring 3 kontaktiert.
- Die Kontaktierung der Elektrode 11 erfolgt in an sich bekannter Weise, z.B. durch eine Anschlußleitung 24
- Eine gemäß der Erfindung mit metallischem Überzug 22 versehene Schaumstoffplatte 2 weist an ihrer Oberfläche, d.h. auch an der Fläche, an der der Piezokörper 1 und der Beschwerungsring 3 angebracht sind, eine noch so große Oberflächenrauhigkeit auf, daß eine zur Verbindung der Schaumstoffplatte 2 mit dem Piezokörper 1 und mit demBeschwerungsring 3 verwendete Klebschicht 4 (in der Figur als dickere Linie dargestellt) an so vielen Stellen und so stark durchstoßen wird, daß ein ausreichender elektrischer Kontakt zwischen diesem metallischen Überzug 22 der Schaumstoffplatte 2 und der Elektrode 10 einerseits und dem Metall des Beschwerungsrings 3 andererseits auftritt. Gegebenenfalls wird darauf geachtet, daß die Oberfläche des Schaumstoffes eine Oberflächenrauhigkeit in der Größenordnung 10 µm hat.
Claims (6)
1. Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler nach Patent ....... (P 25 41 492) mit einer Schaumstoffplatte und einem an dieser durch eine Klebschicht befestigten Piezokörper, bei dem eine innere Elektrode einen Kontakt zu einem äußeren Anschluß hat, gekennzeichnet, daß die Schaumstoffplatte (2) zumindest an derjenigen ihrer Flächen, an der der Piezokörper (1) und der Beschwerungsring (3) anzubringen sind, mit einem metallischen Überzug (22) versehen ist.
2. Kontaktierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der metallische Überzug (22) eine stromlose Vernickelung ist.
3. Kontaktierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der metallische Überzug (22) die gesamte Oberfläche der Schaumstoffplatte (2) bedeckt.
4. Kontaktierung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß für die mit dem Überzug (22) zu versehende Fläche der Schaumstoffplatte (2) eine Oberflächenrauhigkeit in der Größenordnung von ca. 10 µm vorliegt.
5. Kontaktierung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere elektrische Anschluß (23) an diesem metallischen Überzug (22) angebracht ist.
6. Kontaktierung nach Aspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß der äußere Anschluß (123) an dem Beschwerungsring (3) angebracht ist.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2936672 | 1979-09-11 | ||
| DE19792936672 DE2936672C2 (de) | 1979-09-11 | 1979-09-11 | Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0025215A2 true EP0025215A2 (de) | 1981-03-18 |
| EP0025215A3 EP0025215A3 (de) | 1981-07-01 |
Family
ID=6080556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP80105251A Withdrawn EP0025215A3 (de) | 1979-09-11 | 1980-09-03 | Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0025215A3 (de) |
| DE (1) | DE2936672C2 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5093810A (en) * | 1988-09-29 | 1992-03-03 | British Gas Plc | Matching member |
| CN103341439A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-09 | 苏州科技学院 | 一种大功率空气耦合超声振动换能器 |
| DE102013022049A1 (de) * | 2013-12-23 | 2015-07-09 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultraschallsensor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006203563A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Nippon Soken Inc | 超音波センサ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5318893B2 (de) * | 1971-12-03 | 1978-06-17 | ||
| GB2047047A (en) * | 1979-04-04 | 1980-11-19 | Sgs Sonomatic Ltd | Ultrasonic transducer |
-
1979
- 1979-09-11 DE DE19792936672 patent/DE2936672C2/de not_active Expired
-
1980
- 1980-09-03 EP EP80105251A patent/EP0025215A3/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5093810A (en) * | 1988-09-29 | 1992-03-03 | British Gas Plc | Matching member |
| CN103341439A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-09 | 苏州科技学院 | 一种大功率空气耦合超声振动换能器 |
| CN103341439B (zh) * | 2013-07-24 | 2015-06-24 | 苏州科技学院 | 一种大功率空气耦合超声振动换能器 |
| DE102013022049A1 (de) * | 2013-12-23 | 2015-07-09 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultraschallsensor |
| US10302753B2 (en) | 2013-12-23 | 2019-05-28 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultrasonic sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2936672C2 (de) | 1982-06-03 |
| EP0025215A3 (de) | 1981-07-01 |
| DE2936672A1 (de) | 1981-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0069824B1 (de) | Verfahren zur Kontaktierung der klebstoffseitigen Elektrode eines elektrischen Bauteiles | |
| DE2700342C3 (de) | Piezoelektrischer Meßwandler | |
| EP0173800B1 (de) | Elektrochemische Messzelle mit Zusatzelektrode | |
| WO2019149418A1 (de) | Ultraschallwandler mit einer piezokeramik und verfahren zur herstellung eines solchen ultraschallwandlers | |
| DE3005773C2 (de) | Akustisches Oberflächenwellen-Bauelement | |
| EP0436809A2 (de) | Ultraschallwandler mit piezoelektrischen Wandlerelementen | |
| DE10158529B4 (de) | Temperaturfühler | |
| DE3437976A1 (de) | Stosswellensensor | |
| DE2936672C2 (de) | Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler. | |
| DE3532615A1 (de) | Anordnung in einem hydrophon | |
| CH662689A5 (de) | Akustisch-elektrischer wandler zum ueberwachen von gepanzerten raeumen. | |
| DE3313887C2 (de) | Schallwandler für einen Tonrufgeber | |
| DE3414722C2 (de) | ||
| DE2022652A1 (de) | Auf mechanische Beanspruchung ansprechender Halbleiterwandler | |
| DE102018105502A1 (de) | Ultraschallsensor-Baugruppe, Verfahren zum Zusammenbau einer Ultraschallsensor-Baugruppe und Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Ultraschallsensor-Baugruppe | |
| EP0040374A1 (de) | Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE873102C (de) | Koerner-Wandler akustisch-elektrischer Art | |
| DE3419256A1 (de) | Elektrisch-akustische wandlereinrichtung | |
| DE102018105501A1 (de) | Abschirmvorrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Ultraschallsensorvorrichtung | |
| DE69836235T2 (de) | Akustisches Oberflächenwellenssystem | |
| EP1598650A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Sensors oder Aktors sowie damit herstellbarer Sensor oder Aktor | |
| DE3146949C2 (de) | ||
| DE9204734U1 (de) | Ultraschallwandler | |
| DE60221296T2 (de) | Elektretwandler | |
| DE19743341C1 (de) | Anordnung mit vielen piezoelektrischen Wandlern sowie Satz mit mehreren solcher Anordnungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| AK | Designated contracting states |
Designated state(s): BE FR GB IT NL |
|
| PUAL | Search report despatched |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013 |
|
| AK | Designated contracting states |
Designated state(s): BE FR GB IT NL |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 19820612 |
|
| RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: ENGEL, HARTMUT |