Kontaktierung für einen Ultraschall-Wandler

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.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] Diese Aufgabe wird mit einer Kontaktierung gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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

[0010] 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.

[0011] Die Kontaktierung der Elektrode 11 erfolgt in an sich bekannter Weise, z.B. durch eine Anschlußleitung 24

[0012] 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung