EP0927987A2 - Sound transducer system - Google Patents

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EP0927987A2
EP0927987A2 EP98124257A EP98124257A EP0927987A2 EP 0927987 A2 EP0927987 A2 EP 0927987A2 EP 98124257 A EP98124257 A EP 98124257A EP 98124257 A EP98124257 A EP 98124257A EP 0927987 A2 EP0927987 A2 EP 0927987A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
plate
sound
transducer
transducer system
Prior art date
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EP98124257A
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German (de)
French (fr)
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EP0927987B1 (en
EP0927987A3 (en
Inventor
Helmut Pfeiffer
Karl Flögel
Gerold Dr. Klotz-Engmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0927987A2 publication Critical patent/EP0927987A2/en
Publication of EP0927987A3 publication Critical patent/EP0927987A3/en
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Publication of EP0927987B1 publication Critical patent/EP0927987B1/en
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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
    • G10K11/35—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams
    • 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
    • G10K13/00—Cones, diaphragms, or the like, for emitting or receiving sound in general
    • 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
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/13—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using electromagnetic driving means

Definitions

  • the invention relates to a sound transducer system an electromechanical transducer, a circular vibrating plate, the one with the electromechanical transducer coupled and designed to be at the system operating frequency excited to higher order bending vibrations will, which is on the vibrating plate Form node lines, between which alternate in phase vibrating first and second antinode zones lie so that the bending vibrator plate sound waves in one adjoining one side of the bending transducer plate Transmission medium emits or through the transmission medium incoming sound waves to bending vibrations is stimulated, and with means to influence the Sound radiation from the bending transducer plate
  • Sound transducer systems of this type are used in particular as Sound transmitter and / or sound receiver for distance measurement used according to the sonar principle.
  • the transit time is a measure of the distance to be measured.
  • the Frequency of the sound wave can be in the audible range or Ultrasound range. In most cases, this is done Distance measurement according to the pulse transit time method in which a short sound pulse is emitted and that is reflected on the object Echo pulse is received. In this case the same sound transducer system alternately as a sound transmitter and be used as a sound receiver.
  • a common application of this distance measurement with sound waves is the level measurement.
  • the Sound transducer system above the product to be measured above of the highest occurring level so that it emits a sound wave down onto the product and that reflected upwards on the surface of the filling material Echo wave receives.
  • the measured duration of the Sound wave then gives the distance between the product surface from the transducer system, and with a known installation height of the The level to be measured can be derived from the sound transducer system be calculated.
  • the used in the known transducer systems Bending transducer plates are used for impedance matching.
  • the transmission medium for the sound waves gaseous e.g. Air
  • the usual electromechanical Transducers such as piezoelectric transducers, magnetostrictive Transducers, etc., usually have an acoustic Impedance by the acoustic impedance of air or other gaseous transmission media is very different. They are therefore used in the known sound transducer systems only to excite the large-area bending vibrator plates, which are the actual sound emitters or sound receivers form and a good impedance matching to air or others result in gaseous transmission media.
  • the large-area bending transducer plates also an advantage, since it is known that the bundling of a radiation lobe is all the more is narrower, the greater the extent of the radiation area in the Ratio to wavelength. But that stands with the Sound transducer systems with a higher in bending vibrations Bending vibratory plate placed order the problem contrary to that the alternating oscillating in phase Radiate antinode waves emitting anti-phase sound waves, that come into interference with each other.
  • a sound transducer system known from EP-PS 0 039 986 are the alternating antinode zones corresponding areas of the bending vibrating plate also formed so that that of every second antinode zone generated sound waves a phase rotation of 180 ° is issued, so that of all vibration antinodes radiated sound waves essentially in phase are.
  • the relevant areas of Radiation surface of the bending vibratory plate is a low-loss acoustic propagation material of such thickness applied, that the desired phase shift is achieved low loss acoustic propagation material for this Purpose are closed-cell foam plastics or unfoamed elastomers proposed.
  • the impermeable to sound waves Has sound wave barriers that are spaced from the Bending transducer plate and acoustically decoupled from it in each case oscillating antinode zones oscillating in phase with one another lie, while in front of the others, to these Vibration antinodes in opposite phase vibrating antinodes areas permeable to sound waves.
  • the sound beam former gives the effect that of the Bending vibrating plate only emits in-phase sound waves while the sound waves are in phase opposition to it are suppressed by the sound wave barriers.
  • the object of the invention is to create a sound transducer system of the type specified at the beginning, which is a good directivity and at the same time very insensitive to noise, Pollution, build-up and exposure aggressive media.
  • this object is achieved in that in phase with each other and with the first Vibration antinodes vibrating in opposite phase to the second Vibration antinodes on the transmission medium facing away from the back of the bending transducer plate Massering ring concentric to the center of the vibrating plate is appropriate.
  • the result in the in-phase vibrating second antinode zones attached earth rings the effect that these anti-vibration zones swing with reduced amplitude while at the same time the vibration amplitude of the second one Vibration antinodes vibrating in opposite phases first Vibration belly zones is enlarged. That of alternating Vibration antinodes emitted sound waves that are related to each other are out of phase and with each other for interference come, therefore have very different amplitudes, so that the weaker sound waves are suppressed and only still in-phase sound waves of considerable intensity the main radiation direction perpendicular to the bending vibrating plate spread. This results in a radiation diagram with pronounced directivity in the main radiation direction.
  • the sound transducer system 10 shown in FIG. 1 has one Housing 11 with a tubular portion 12, the one End is closed by a bottom 13 and on the opposite open end in an expanded section 14 which changes to the shape of a flat bowl with an edge 15 has.
  • a cable bushing is in an opening in the base 13 16 attached.
  • the entire housing 11 is rotationally symmetrical to its axis A-A, so that the edge 15 of the extended section 14 is circular.
  • an electromechanical Transducer 20 arranged in the illustrated embodiment is a piezoelectric transducer. It exists of two piezo elements 21 and 22, which sandwich like under Insertion of a center electrode 23 between two outer electrodes 24, 25 are arranged. The one from the piezo elements 21, 22 and the electrodes 23, 24, 25 existing Sandwich block is between a support mass 26 and one Coupling mass 27 clamped. The two outer electrodes 24 and 25 are electrical with a common lead 28 connected. The center electrode 23 has a second one Connection conductor 29 connected. Thus, the two piezo elements 21, 22 electrically connected in parallel while they mechanically in series.
  • a thin one circular bending vibrating plate 30 arranged by a rod 31 with the electromechanical transducer 20 is mechanically connected.
  • the rod 31 protrudes into the axial Drilling one in the middle of the flexural vibration plate 30 attached socket 32, with which they are suitably fixed is connected, for example by screwing in, pressing in, Welding or soldering.
  • the bending transducer plate 30 is spaced from the bottom of the extended Housing section 14. Their diameter is slightly larger than the inner diameter of the rim 15 and slightly smaller than that Inner diameter of one at the front end of the rim 15 formed recess 33, in the edge of the flexural plate 30 by means of a retaining ring 34 between two O-rings 35 and 36 is clamped.
  • the retaining ring can be in attached to the rim 15 in any suitable manner be, for example by means of screws or welding, Soldering or gluing.
  • the O-rings 35 and 36 serve to isolate structure-borne noise between the flexure plate 30 and the housing 11, and they also prevent intrusion of undesirable foreign substances into the interior of the housing 11 all around the edge of the flexural vibration plate 30.
  • the front 30a of the flexural vibrating plate 30, which with the Transmission medium (e.g. air) is in contact in which Sound waves emitted or from which sound waves are received should be completely smooth and even.
  • the Transmission medium e.g. air
  • Bending vibrating plate 30, which is inside the extended Housing section 14 is circular concentric earth rings 40 attached, in Fig. 1 in section and in Fig. 2nd in plan view on the back 30b of the bending vibrating plate 30 can be seen.
  • the ground rings 40 can be on any suitably connected to the flexure plate 30 be. You can, as in the embodiment of Fig. 1st is shown, as is the central socket 32 in one Be made with the bending plate 30, for example in that it consists of a solid metal plate are milled out.
  • the earth rings 40 also exist in this case preferably made of metal.
  • the not from the socket 32 and the Masseringen 40 occupied portions of the back 30b of the Bending vibrating plate 30 are made with a foam 41 covered, the thickness of which is smaller than the height of the earth rings 40 is.
  • the entire remaining interior of the housing 11 is with a potting compound 42 made of a plastic with high damping filled into which also protruding from the foam 41 Portions of the earth rings 40 are embedded. Of the Foam 41 prevents the potting compound 42 with the Bending vibrating plate 30 comes into contact.
  • the foam 41 can consist of polyethylene or polybutadiene, for example.
  • the sealing compound 42 this can be done under the brand "Nafturan” well-known 2-component casting resin based on polyurethane or the silicone rubber known under the "Eccosil” brand be used.
  • the sound transducer system 10 shown in Fig. 1 serves the Purpose of converting electrical vibrations into sound waves, that in the direction of the axis A-A, i.e. perpendicular to the plane the bending vibrating plate 30 are emitted, or sound waves, that come from this direction, in electrical Implement vibrations.
  • the send and receive direction is perpendicular to the transducer system in Fig. 1 what the usual installation method if the sound transducer system like an echo sounder for measuring a level is used. In this use case it is Sound transducer system above the highest level mounted, and the sound waves run through the air down until they hit the surface of the product and be reflected there so that they become echo signals too return to the transducer system.
  • the distance between the product surface results from sound waves and the transducer system, and from this The fill level can be calculated at a distance.
  • the sound waves are usually in the form of short pulses are sent out, and there will be a time interval up to measured for the arrival of the echo pulses.
  • the sound transducer system shown alternately as a sound transmitter and be used as a sound receiver.
  • the flexible vibration plate is used to meet the first requirement 30 used as a sound radiator.
  • the piezo elements 21, 22 thickness vibrations that correspond to the elements 26, 27 tuned coupling vibrators for longitudinal resonance vibrations excite that transmit to the rod 31 be so that these in longitudinal vibrations in the Direction of the axis A-A is offset.
  • the system operating frequency i.e. the frequency of the alternating electrical voltage and thus the frequency of that from the piezoelectric transducer generated mechanical vibration, is much higher than the bending vibration natural resonance frequency of the bending vibrating plate 30, so that the bending vibratory plate 30 from the rod 31 excited to higher order bending vibrations becomes.
  • the placed in higher order bending vibrations large-area bending vibrating plate 30 results in a good one Impedance matching to the transmission medium air or a other gaseous transmission medium.
  • Fig. 3 shows schematically the vibration behavior of a Section of a higher order bending vibrations excited vibratory plate of conventional type that made a thin, flat metal plate on both sides uniform thickness.
  • the straight line M denotes the middle plane of the bending vibratory plate in the rest position. in the excited state form on the bending vibratory plate concentric node lines K made during the vibrations remain in the rest position on the middle plane M.
  • the Distances of the node lines K are due to the system operating frequency certainly; all node lines have the same distance ⁇ / 2, which is half the wavelength of the standing bending wave that corresponds to the system operating frequency forms on the bending vibratory plate 30.
  • All first Vibration belly zones B1 swing in phase with each other.
  • All second antinode zones B2 also vibrate in phase with each other, but in phase with the first Vibration belly zones B1.
  • 3 is the vibration state the antinode zones B1 and B2 at a time, that of the maximum deflection in one direction corresponds, represented by a full line, and the Vibration condition at a time that is the maximum Deflection in the opposite direction, i.e. after corresponds to a phase change of 180 ° is indicated by a dashed line shown.
  • the amplitudes of the excursions are for the antinode zones B1 and B2 same size; they are exaggerated for clarity shown.
  • Each antinode zone creates a sound wave that is itself spreads in the adjacent transmission medium.
  • the desired directionality exists Problem that that of neighboring anti-vibration zones generated sound waves are in phase opposition to each other, these alternating phase waves in the 3 is more conventional Kind of the same amplitudes, so that they are in the desired Direction of propagation perpendicular to the plane M of the Mutually compensate the vibrating plate.
  • Such Sound wave distribution does not produce a pronounced directivity in the direction of the axis perpendicular to the vibrating plate; rather, the directional diagram has strong radiation side lobes, which are concentric to this axis direction, and other weaker side lobes.
  • This bad Directionality is particularly important at longer measuring distances most of the transmitted sound energy lost without returning to the transducer system.
  • the sound transducer system has the same directional diagram when received like when sending.
  • FIG. 4 shows the vibration behavior of the flexural vibrating plate 30 of FIG. 1 provided with the mass rings 40.
  • the mass rings 40 are arranged in such a way that in the case of vibrations with the system operating frequency, a mass ring 40 lies in the middle of every second antinode zone B2, while the first antinode zones B1 are free of Masseringen 40.
  • the second antinode zones B2 vibrate with reduced amplitude about the central plane M of the flexible oscillator plate 30.
  • the consequence of this is that the first antinode zones B1 vibrate with a substantially greater amplitude than the second antinode zones B2 and accordingly the sound waves generated by the first antinode zones B1 have a substantially greater amplitude than the sound waves generated by the second antinode zones B2.
  • the mutually parallel antiphase sound waves can therefore no longer completely compensate each other; rather, the sound waves originating from the first antinode zones B1 are attenuated only slightly, while the sound waves originating from the second antinode zones B2 are completely suppressed.
  • the earth rings 40 must be arranged at equal intervals so that the intermediate annular membrane sections the first vibration antinodes B1 on the same Resonance frequency and swing in phase.
  • the resonance frequency can by the ring spacing and the plate thickness can be varied. It is also important to ensure that the Center distance of the antinode zones smaller than that Sound wave length in air is otherwise due to constructive Interference of the individual antinode zones originating sound waves additional secondary maxima in the Directional characteristics arise.
  • Membrane sections can the radial amplitude distribution and thus the directional characteristic to given requirements be adjusted.
  • the distribution for example to a Gaussian distribution or adapted to an Kaiser-Bessel distribution become.
  • the transducer system For distance measurement using the pulse echo sounder method becomes the transducer system, as previously explained alternately used as a transmitter and a receiver. As a result the ringing after the emission of each sound pulse the transducer cannot immediately work as a receiver, so that there is a dead time in which echo pulses from short-range targets cannot be received.
  • the shortest measurable Distance is called the block distance. To this block distance to shorten, it is necessary to reduce the ringing to keep it as short as possible, what by an appropriate Attenuation can be achieved. In the illustrated in Fig. 1 Sound transducer system, this damping is advantageous Way achieved that the on the back 30b of Bending vibrating plate 30 attached earth rings 40 partially are embedded in the potting compound 42 high damping. Thereby becomes the impulse behavior of the sound transducer system significantly improved and the ringing significantly reduced.
  • FIG. 5 is a modified embodiment of the sound transducer system shown by Fig. 1.
  • the electromechanical transducer 20 with the flexure plate 30 do not have one in the middle of the flexure plate 30 attached socket is coupled, but via the innermost massering 40.
  • the Rod 31 attached a coupling member 48 which with the Bending transducer plate 30 facing away from the innermost Masserings 40 is connected.
  • FIG Fig. 1 Another difference from the embodiment of FIG Fig. 1 in the embodiment of Fig. 5 is that on the back 30b of the flexure plate 30 in each A mass ring 50 is also attached to the first antinode zone is that in the central antinode zone too a ground disk 51 has shrunk.
  • the earth rings 50 and the mass disk 51 have a much smaller mass than each mass ring 40.
  • the sound transducer system stands out in that the exposed to the environmental influences Front of the sound transducer system only through the smooth and flat front side of the vibrating plate 30 is formed while all influencing devices the sound radiation on the against the environmental influences protected rear side of the bending transducer plate are.
  • the sound transducer system is therefore very insensitive against pollution, build-up and exposure aggressive media.

Abstract

At one end the housing (11) tubular section (12) is closed by a base (13) and at the opposite open end evolves into a widened section (14) which has the shape of a flat shell with an edge (15). In an opening in the base is a cable passage (16). The complete housing is rotation-symmetrical to its axis (A-A), so that the edge (15) of the widened section (14) is circular round. In the tubular section is an electro-mechanical converter (20) of the piezo-electrical type. In the widened flat section (14) is a thin circular-round bending vibration plate (30) which via a rod (31) is mechanically connected to the electro-mechanical converter. The front side (30a) of the bending vibration plate is in contact with the air in which the wound waves are radiated or from which they are received and is completely smooth and even.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schallwandlersystem mit einem elektromechanischen Wandler, einer kreisrunden Biegeschwingerplatte, die mit dem elektromechanischen Wandler gekoppelt und so ausgebildet ist, daß sie bei der Systembetriebsfrequenz zu Biegeschwingungen höherer Ordnung angeregt wird, bei denen sich auf der Biegeschwingerplatte Knotenlinien ausbilden, zwischen denen abwechselnd gegenphasig schwingende erste und zweite Schwingungsbauchzonen liegen, so daß die Biegeschwingerplatte Schallwellen in ein an die eine Seite der Biegeschwingerplatte angrenzendes Übertragungsmedium abstrahlt bzw. durch über das Übertragungsmedium ankommende Schallwellen zu Biegeschwingungen angeregt wird, und mit Einrichtungen zur Beeinflussung der Schallabstrahlung der BiegeschwingerplatteThe invention relates to a sound transducer system an electromechanical transducer, a circular vibrating plate, the one with the electromechanical transducer coupled and designed to be at the system operating frequency excited to higher order bending vibrations will, which is on the vibrating plate Form node lines, between which alternate in phase vibrating first and second antinode zones lie so that the bending vibrator plate sound waves in one adjoining one side of the bending transducer plate Transmission medium emits or through the transmission medium incoming sound waves to bending vibrations is stimulated, and with means to influence the Sound radiation from the bending transducer plate

Schallwandlersysteme dieser Art werden insbesondere als Schallsender und/oder Schallempfänger zur Entfernungsmessung nach dem Echolotprinzip verwendet. Hierbei wird die Laufzeit einer von einem Schallsender abgestrahlten Schallwelle bis zu einem reflektierenden Objekt und die Laufzeit der am Objekt reflektierten Echoschallwelle zurück zu einem Schallempfänger gemessen. Bei bekannter Schallgeschwindigkeit ist die Laufzeit ein Maß für die zu messende Entfernung. Die Frequenz der Schallwelle kann im hörbaren Bereich oder im Ultraschallbereich liegen. In den meisten Fällen erfolgt die Entfernungsmessung nach dem Impulslaufzeitverfahren, in dem ein kurzer Schallimpuls ausgesendet und der am Objekt reflektierte Echoimpuls empfangen wird. In diesem Fall kann das gleiche Schallwandlersystem abwechselnd als Schallsender und als Schallempfänger verwendet werden.Sound transducer systems of this type are used in particular as Sound transmitter and / or sound receiver for distance measurement used according to the sonar principle. Here, the term a sound wave emitted by a sound transmitter to a reflective object and the term of the am Object reflected echo sound wave back to a sound receiver measured. If the speed of sound is known the transit time is a measure of the distance to be measured. The Frequency of the sound wave can be in the audible range or Ultrasound range. In most cases, this is done Distance measurement according to the pulse transit time method in which a short sound pulse is emitted and that is reflected on the object Echo pulse is received. In this case the same sound transducer system alternately as a sound transmitter and be used as a sound receiver.

Ein verbreitetes Anwendungsgebiet dieser Entfernungsmessung mit Schallwellen ist die Füllstandsmessung. Hierzu wird das Schallwandlersystem über dem zu messenden Füllgut oberhalb des höchsten vorkommenden Füllstandes so angebracht, daß es eine Schallwelle nach unten auf das Füllgut abstrahlt und die an der Oberfläche des Füllguts nach oben reflektierte Echoschallwelle empfängt. Die gemessene Laufzeit der Schallwelle ergibt dann den Abstand der Füllgutoberfläche vom Schallwandlersystem, und bei bekannter Einbauhöhe des Schallwandlersystems kann daraus der zu messende Füllstand berechnet werden.A common application of this distance measurement with sound waves is the level measurement. For this, the Sound transducer system above the product to be measured above of the highest occurring level so that it emits a sound wave down onto the product and that reflected upwards on the surface of the filling material Echo wave receives. The measured duration of the Sound wave then gives the distance between the product surface from the transducer system, and with a known installation height of the The level to be measured can be derived from the sound transducer system be calculated.

Für die Erzielung großer Reichweiten bei der Entfernungsmessung mit Schallwellen werden leistungsstarke Schallwandlersysteme mit gutem Wirkungsgrad benötigt, damit das empfangene Echosignal noch eine für die Auswertung ausreichende Intensität hat. Der Wirkungsgrad hängt hauptsächlich von zwei Faktoren ab:

  • 1. von der Anpassung des Schallwandlersystems an die Impedanz des Übertragungsmediums;
  • 2. von der Richtwirkung des Schallwandlersystens beim Senden und beim Empfang der Schallwellen.
    • In order to achieve long ranges when measuring distance with sound waves, powerful sound transducer systems with good efficiency are required so that the received echo signal is still of sufficient intensity for evaluation. The efficiency mainly depends on two factors:
  • 1. from the adaptation of the transducer system to the impedance of the transmission medium;
  • 2. The directivity of the transducer system when sending and receiving the sound waves.

    • Die bei den bekannten Schallwandlersystemen verwendeten Biegeschwingerplatten dienen der Impedanzanpassung. Bei der Füllstandsmessung ist das Übertragungsmedium für die Schallwellen gasförmig, z.B. Luft, und das gleiche gilt auch für viele andere Anwendungsgebiete. Die üblichen elektromechanischen Wandler, wie piezoelektrische Wandler, magnetostriktive Wandler usw., haben in der Regel eine akustische Impedanz, die von der akustischen Impedanz von Luft oder anderen gasförmigen Übertragungsmedien sehr verschieden ist. Sie dienen deshalb bei den bekannten Schallwandlersystemen nur zur Anregung der großflächigen Biegeschwingerplatten, die die eigentlichen Schallstrahler bzw. Schallempfänger bilden und eine gute Impedanzanpassung an Luft oder andere gasförmige Übertragungsmedien ergeben.The used in the known transducer systems Bending transducer plates are used for impedance matching. In the Level measurement is the transmission medium for the sound waves gaseous, e.g. Air, and the same goes for many other areas of application. The usual electromechanical Transducers, such as piezoelectric transducers, magnetostrictive Transducers, etc., usually have an acoustic Impedance by the acoustic impedance of air or other gaseous transmission media is very different. They are therefore used in the known sound transducer systems only to excite the large-area bending vibrator plates, which are the actual sound emitters or sound receivers form and a good impedance matching to air or others result in gaseous transmission media.

    Hinsichtlich der angestrebten Richtwirkung erscheinen die großflächigen Biegeschwingerplatten ebenfalls von Vorteil, da bekanntlich die Bündelung einer Strahlungskeule um so enger ist, je größer die Ausdehnung der Strahlungsfläche im Verhältnis zur Wellenlänge ist. Dem steht aber bei den Schallwandlersystemen mit einer in Biegeschwingungen höherer Ordnung versetzten Biegeschwingerplatte das Problem entgegen, daß die abwechselnd gegenphasig schwingenden Schwingungsbauchzonen gegenphasige Schallwellen abstrahlen, die miteinander zur Interferenz kommen.With regard to the desired directionality, the large-area bending transducer plates also an advantage, since it is known that the bundling of a radiation lobe is all the more is narrower, the greater the extent of the radiation area in the Ratio to wavelength. But that stands with the Sound transducer systems with a higher in bending vibrations Bending vibratory plate placed order the problem contrary to that the alternating oscillating in phase Radiate antinode waves emitting anti-phase sound waves, that come into interference with each other.

    Zur Vermeidung dieses ungünstigen Strahlungsdiagramms ist es aus der Zeitschrift "The Journal of the Acoustical Society of America", Vol.51, No. 3 (Teil 2), S. 953 bis 959, bekannt, die den Schwingungsbauchzonen entsprechenden Bereiche der Biegeschwingerplatte abwechselnd mit unterschiedlicher Dicke auszubilden. Der Dickenunterschied ist so bemessen, daß den von den dickeren Bereichen abgestrahlten Schallwellen eine Phasendrehung um 180° erteilt wird. Die von allen Schwingungsbauchzonen abgestrahlten Schallwellen sind dann gleichphasig, so daß das Strahlungsdiagramm ein ausgeprägtes Strahlungsmaximum in der Achsrichtung in Form einer scharf gebündelten Keule aufweist. Die Herstellung einer solchen Biegeschwingerplatte ist jedoch kompliziert und teuer. Ferner ist das mit einer solchen Biegeschwingerplatte ausgestattete Schallwandlersystem sehr schmalbandig, denn die Phasendrehung um 180° tritt nur für eine ganz bestimmte, durch die Struktur der Biegeschwingerplatte festgelegte Frequenz ein. Es ist daher nicht für einen Impulsbetrieb geeignet.To avoid this unfavorable radiation pattern it is from the journal "The Journal of the Acoustical Society of America ", Vol.51, No. 3 (Part 2), pp. 953 to 959, known that correspond to the antinode zones Areas of the vibrating plate alternate with different thicknesses. The difference in thickness is dimensioned so that that of the thicker areas emitted sound waves a phase rotation of 180 ° is granted. That of all anti-vibration zones radiated sound waves are then in phase, so that the radiation diagram shows a pronounced radiation maximum in the axis direction in the form of a sharply bundled club having. The production of such a flexible vibrating plate however, is complicated and expensive. Furthermore, it is with a such transducer plate equipped transducer system very narrow band, because the phase shift by 180 ° occurs only for a very specific, through the structure of the Bending transducer plate set frequency. It is therefore not suitable for pulse operation.

    Bei einem aus der EP-PS 0 039 986 bekannten Schallwandlersystem sind die den abwechselnden Schwingungsbauchzonen entsprechenden Bereiche der Biegeschwingerplatte ebenfalls so ausgebildet, daß den von jeder zweiten Schwingungsbauchzone erzeugten Schallwellen eine Phasendrehung um 180° erteilt wird, so daß die von allen Schwingungsbauchzonen abgestrahlten Schallwellen im wesentlichen gleichphasig sind. Zu diesem Zweck ist auf die betreffenden Bereiche der Abstrahlfläche der Biegeschwingerplatte ein verlustarmes akustisches Ausbreitungsmaterial von solcher Dicke aufgebracht, daß die gewünschte Phasendrehung erzielt wird.Als verlustarmes akustisches Ausbreitungsmaterial für diesen Zweck werden geschlossenzellige Schaumkunststoffe oder ungeschäumte Elastomere vorgeschlagen. Dieses Material muß entsprechend der Form der Schwingungsbauchzonen ausgeschnitten und auf die Biegeschwingerplatte aufgeklebt werden. Dadurch ergeben sich Probleme, wenn das Schallwandlersystem im Betrieb mechanischen Beanspruchungen oder chemischen Einwirkungen ausgesetzt ist, wie es insbesondere bei der Füllstandsmessung der Fall ist. Die aufgeklebten Kunststoffteile sind leicht verletzbar und weisen gegenüber vielen chemisch aggressiven Medien nur eine geringe Beständigkeit auf. Ferner vergrößern sie die Gefahr einer die Funktionsfähigkeit beeinträchtigenden Ansatzbildung von staubförmigen, pulverförmigen oder klebrigen Füllgütern.In a sound transducer system known from EP-PS 0 039 986 are the alternating antinode zones corresponding areas of the bending vibrating plate also formed so that that of every second antinode zone generated sound waves a phase rotation of 180 ° is issued, so that of all vibration antinodes radiated sound waves essentially in phase are. For this purpose, the relevant areas of Radiation surface of the bending vibratory plate is a low-loss acoustic propagation material of such thickness applied, that the desired phase shift is achieved low loss acoustic propagation material for this Purpose are closed-cell foam plastics or unfoamed elastomers proposed. This material must cut out according to the shape of the antinode zones and glued to the bending transducer plate become. This creates problems when the transducer system in operation mechanical stress or exposed to chemical influences, in particular is the case with level measurement. The glued on Plastic parts are easily vulnerable and face many chemically aggressive media only have a low resistance on. Furthermore, they increase the risk of the Functionality impairing formation of dusty, powdery or sticky goods.

    Bei einem aus der DE-PS 36 02 351 bekannten Schallwandlersystem ist zur Beeinflussung der Schallabstrahlung ein Schallstrahlformer vorgesehen, der für Schallwellen undurchlässige Schallwellensperren aufweist, die im Abstand von der Biegeschwingerplatte und von dieser akustisch entkoppelt vor jeweils gleichphasig zueinander schwingenden Schwingungsbauchzonen liegen, während vor den übrigen, zu diesen Schwingungsbauchzonen gegenphasig schwingenden Schwingungsbauchzonen für Schallwellen durchlässige Bereiche liegen. Der Schallstrahlformer ergibt die Wirkung, daß von der Biegeschwingerplatte nur gleichphasige Schallwellen abgestrahlt werden, während die dazu gegenphasigen Schallwellen durch die Schallwellensperren unterdrückt werden.In a sound transducer system known from DE-PS 36 02 351 is to influence the sound radiation Sound beam former provided, the impermeable to sound waves Has sound wave barriers that are spaced from the Bending transducer plate and acoustically decoupled from it in each case oscillating antinode zones oscillating in phase with one another lie, while in front of the others, to these Vibration antinodes in opposite phase vibrating antinodes areas permeable to sound waves. The sound beam former gives the effect that of the Bending vibrating plate only emits in-phase sound waves while the sound waves are in phase opposition to it are suppressed by the sound wave barriers.

    Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schallwandlersystems der eingangs angegebenen Art, das eine gute Richtwirkung aufweist und zugleich sehr unempfindlich gegen Störgeräusche, Verschmutzung, Ansatzbildung und die Einwirkung aggressiver Medien ist.The object of the invention is to create a sound transducer system of the type specified at the beginning, which is a good directivity and at the same time very insensitive to noise, Pollution, build-up and exposure aggressive media.

    Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den zueinander gleichphasig und zu den ersten Schwingungsbauchzonen gegenphasig schwingenden zweiten Schwingungsbauchzonen auf der dem Übertragungsmedium abgewandten Rückseite der Biegeschwingerplatte jeweils ein Massering konzentrisch zum Mittelpunkt der Biegeschwingerplatte angebracht ist.According to the invention, this object is achieved in that in phase with each other and with the first Vibration antinodes vibrating in opposite phase to the second Vibration antinodes on the transmission medium facing away from the back of the bending transducer plate Massering ring concentric to the center of the vibrating plate is appropriate.

    Bei dem erfindungsgemäßen Schallwandlersystem ergeben die in den gleichphasig schwingenden zweiten Schwingungsbauchzonen angebrachten Masseringe die Wirkung, daß diese Schwingungsbauchzonen mit verringerter Amplitude schwingen, während zugleich die Schwingungsamplitude der zu diesen zweiten Schwingungsbauchzonen gegenphasig schwingenden ersten Schwingungsbauchzonen vergrößert wird. Die von abwechselnden Schwingungsbauchzonen abgestrahlten Schallwellen, die zueinander gegenphasig sind und miteinander zur Interferenz kommen, haben daher sehr unterschiedliche Amplituden, so daß die schwächeren Schallwellen unterdrückt werden und sich nur noch gleichphasige Schallwellen erheblicher Intensität in der Hauptstrahlungsrichtung senkrecht zur Biegeschwingerplatte ausbreiten. Dadurch ergibt sich ein Strahlungsdiagramm mit ausgeprägter Richtwirkung in der Hauptstrahlungsrichtung. Dabei ist die den Umgebungseinflüssen ausgesetzte Stirnseite des Schallwandlersystems ausschließlich durch die glatte und ebene Vorderseite der Biegeschwingerplatte gebildet, während alle Einrichtungen zur Beeinflussung der Schallabstrahlung auf der gegen die Umwelteinflüsse geschützten Rückseite der Biegeschwingerplatte angeordnet sind. Dadurch ergibt sich die große Unempfindlichkeit des Schallwandlersystems gegen Verschmutzung, Ansatzbildung und die Einwirkung aggressiver Medien. Das Schallwandlersystem eignet sich daher besonders gut für einen Einsatz unter rauhen Umgebungsbedingungen, wie sie insbesondere bei industriellen Anwendungen herrschen.In the sound transducer system according to the invention, the result in the in-phase vibrating second antinode zones attached earth rings the effect that these anti-vibration zones swing with reduced amplitude while at the same time the vibration amplitude of the second one Vibration antinodes vibrating in opposite phases first Vibration belly zones is enlarged. That of alternating Vibration antinodes emitted sound waves that are related to each other are out of phase and with each other for interference come, therefore have very different amplitudes, so that the weaker sound waves are suppressed and only still in-phase sound waves of considerable intensity the main radiation direction perpendicular to the bending vibrating plate spread. This results in a radiation diagram with pronounced directivity in the main radiation direction. It is exposed to environmental influences Front of the transducer system only due to the smooth and flat front of the bending transducer plate formed while all influencing facilities the sound radiation on the against the environmental influences protected back of the bending vibratory plate are arranged. This results in great insensitivity the transducer system against pollution, Formation and exposure to aggressive media. The Sound transducer system is therefore particularly suitable for use in harsh environmental conditions like the one below prevail especially in industrial applications.

    Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements and developments of Invention are characterized in the subclaims.

    Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

    Fig. 1
    eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlersystems nach der Erfindung,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die dem Übertragungsmedium abgewandte Rückseite der Biegeschwingerplatte des Schallwandlers von Fig. 1,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Biegeschwingerplatte eines Schallwandlersystems bekannter Art,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Biegeschwingerplatte des Schallwandlersystems von Fig. 1 und
    Fig. 5
    eine abgeänderte Ausführungsform des Schallwandlersystems von Fig. 1.
    Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments, which are shown in the drawing. The drawing shows:
    Fig. 1
    2 shows a schematic sectional view of a sound transducer system according to the invention,
    Fig. 2
    2 shows a plan view of the rear side of the flexible oscillating plate of the sound transducer from FIG. 1 facing away from the transmission medium,
    Fig. 3
    1 shows a schematic illustration to explain the mode of operation of the flexible oscillating plate of a known transducer system,
    Fig. 4
    is a schematic representation for explaining the operation of the flexural plate of the transducer system of Fig. 1 and
    Fig. 5
    1 shows a modified embodiment of the sound transducer system from FIG. 1.

    Das in Fig. 1 dargestellte Schallwandlersystem 10 hat ein Gehäuse 11 mit einem rohrförmigen Abschnitt 12, der am einen Ende durch einen Boden 13 verschlossen ist und am entgegengesetzten offenen Ende in einen erweiterten Abschnitt 14 übergeht, der die Form einer flachen Schale mit einem Rand 15 hat. In einer Öffnung des Bodens 13 ist eine Kabeldurchführung 16 angebracht. Das ganze Gehäuse 11 ist rotationssymmetrisch zu seiner Achse A-A, so daß der Rand 15 des erweiterten Abschnitts 14 kreisrund ist.The sound transducer system 10 shown in FIG. 1 has one Housing 11 with a tubular portion 12, the one End is closed by a bottom 13 and on the opposite open end in an expanded section 14 which changes to the shape of a flat bowl with an edge 15 has. A cable bushing is in an opening in the base 13 16 attached. The entire housing 11 is rotationally symmetrical to its axis A-A, so that the edge 15 of the extended section 14 is circular.

    Im rohrförmigen Abschnitt 12 ist ein elektromechanischer Wandler 20 angeordnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein piezoelektrischer Wandler ist. Er besteht aus zwei Piezoelementen 21 und 22, die sandwichartig unter Einfügung einer Mittelelektrode 23 zwischen zwei Außenelektroden 24, 25 angeordnet sind. Der aus den Piezoelementen 21, 22 und den Elektroden 23, 24, 25 bestehende Sandwichblock ist zwischen einer Stützmasse 26 und einer Koppelmasse 27 eingespannt. Die beiden Außenelektroden 24 und 25 sind elektrisch mit einem gemeinsamen Anschlußleiter 28 verbunden. Die Mittelelektrode 23 ist mit einem zweiten Anschlußleiter 29 verbunden. Somit sind die beiden Piezoelemente 21, 22 elektrisch parallel geschaltet, während sie mechanisch in Serie liegen.In the tubular section 12 is an electromechanical Transducer 20 arranged in the illustrated embodiment is a piezoelectric transducer. It exists of two piezo elements 21 and 22, which sandwich like under Insertion of a center electrode 23 between two outer electrodes 24, 25 are arranged. The one from the piezo elements 21, 22 and the electrodes 23, 24, 25 existing Sandwich block is between a support mass 26 and one Coupling mass 27 clamped. The two outer electrodes 24 and 25 are electrical with a common lead 28 connected. The center electrode 23 has a second one Connection conductor 29 connected. Thus, the two piezo elements 21, 22 electrically connected in parallel while they mechanically in series.

    In dem erweiterten flachen Abschnitt 14 ist eine dünne kreisrunde Biegeschwingerplatte 30 angeordnet, die durch eine Stange 31 mit dem elektromechanischen Wandler 20 mechanisch verbunden ist. Die Stange 31 ragt in die axiale Bohrung einer in der Mitte der Biegeschwingerplatte 30 angebrachten Buchse 32, mit der sie auf geeignete Weise fest verbunden ist, beispielsweise durch Einschrauben, Einpressen, Verschweißen oder Verlöten. Die Biegeschwingerplatte 30 liegt im Abstand vom Boden des erweiterten Gehäuseabschnitts 14. Ihr Durchmesser ist etwas größer als der Innendurchmesser des Randes 15 und etwas kleiner als der Innendurchmesser einer am stirnseitigen Ende des Randes 15 gebildeten Ausnehmung 33, in der der Rand der Biegeschwingerplatte 30 mittels eines Halterings 34 zwischen zwei O-Ringen 35 und 36 eingespannt ist. Der Haltering kann in einer beliebigen geeigneten Weise an dem Rand 15 befestigt sein, beispielsweise mittels Schrauben oder durch Schweißen, Löten oder Kleben. Die O-Ringe 35 und 36 dienen zur Körperschallentkopplung zwischen der Biegeschwingerplatte 30 und dem Gehäuse 11, und sie verhindern zugleich das Eindringen von unerwünschten Fremdstoffen in das Innere des Gehäuses 11 rings um den Rand der Biegeschwingerplatte 30.In the expanded flat section 14 is a thin one circular bending vibrating plate 30 arranged by a rod 31 with the electromechanical transducer 20 is mechanically connected. The rod 31 protrudes into the axial Drilling one in the middle of the flexural vibration plate 30 attached socket 32, with which they are suitably fixed is connected, for example by screwing in, pressing in, Welding or soldering. The bending transducer plate 30 is spaced from the bottom of the extended Housing section 14. Their diameter is slightly larger than the inner diameter of the rim 15 and slightly smaller than that Inner diameter of one at the front end of the rim 15 formed recess 33, in the edge of the flexural plate 30 by means of a retaining ring 34 between two O-rings 35 and 36 is clamped. The retaining ring can be in attached to the rim 15 in any suitable manner be, for example by means of screws or welding, Soldering or gluing. The O-rings 35 and 36 serve to isolate structure-borne noise between the flexure plate 30 and the housing 11, and they also prevent intrusion of undesirable foreign substances into the interior of the housing 11 all around the edge of the flexural vibration plate 30.

    Die Vorderseite 30a der Biegeschwingerplatte 30, die mit dem Übertragungsmedium (z. B. Luft) in Kontakt steht, in das Schallwellen abgestrahlt oder aus dem Schallwellen empfangen werden sollen, ist vollkommen glatt und eben. Dagegen sind auf der dem Übertragungsmedium abgewandten Rückseite 30b der Biegeschwingerplatte 30, die im Inneren des erweiterten Gehäuseabschnitts 14 liegt, kreisrunde konzentrische Masseringe 40 angebracht, die in Fig. 1 im Schnitt und in Fig. 2 in Draufsicht auf der Rückseite 30b der Biegeschwingerplatte 30 zu erkennen sind. Die Masseringe 40 können auf beliebige geeignete Weise mit der Biegeschwingerplatte 30 verbunden sein. Sie können, wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 dargestellt ist, ebenso wie die zentrale Buchse 32 in einem Stück mit der Biegeschwingerplatte 30 gefertigt sein, beispielsweise dadurch, daß sie aus einer massiven Metallplatte herausgefräst sind. Sie können aber auch als getrennte Teile hergestellt und dann auf der Biegeschwingerplatte 30 befestigt werden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben. Auch in diesem Fall bestehen die Masseringe 40 vorzugsweise aus Metall. Die nicht von der Buchse 32 und den Masseringen 40 besetzten Abschnitte der Rückseite 30b der Biegeschwingerplatte 30 sind mit einem Schaumstoff 41 bedeckt, dessen Dicke kleiner als die Höhe der Masseringe 40 ist. Der gesamte übrige Innenraum des Gehäuses 11 ist mit einer Vergußmasse 42 aus einem Kunststoff hoher Dämpfung gefüllt, in die auch die aus dem Schaumstoff 41 herausragenden Abschnitte der Masseringe 40 eingebettet sind. Der Schaumstoff 41 verhindert, daß die Vergußmasse 42 mit der Biegeschwingerplatte 30 in Kontakt kommt. Der Schaumstoff 41 kann beispielsweise aus Polyethylen oder Polybutadien bestehen. Für die Vergußmasse 42 kann das unter der Marke "Nafturan" bekannte 2-Komponenten-Gießharz auf Polyurethanbasis oder der unter der Marke "Eccosil" bekannte Silikon-Gummi verwendet werden.The front 30a of the flexural vibrating plate 30, which with the Transmission medium (e.g. air) is in contact in which Sound waves emitted or from which sound waves are received should be completely smooth and even. Are against on the rear side 30b facing away from the transmission medium Bending vibrating plate 30, which is inside the extended Housing section 14 is circular concentric earth rings 40 attached, in Fig. 1 in section and in Fig. 2nd in plan view on the back 30b of the bending vibrating plate 30 can be seen. The ground rings 40 can be on any suitably connected to the flexure plate 30 be. You can, as in the embodiment of Fig. 1st is shown, as is the central socket 32 in one Be made with the bending plate 30, for example in that it consists of a solid metal plate are milled out. But they can also be used as separate parts made and then attached to the flexure plate 30 be, for example by welding, soldering or Glue. The earth rings 40 also exist in this case preferably made of metal. The not from the socket 32 and the Masseringen 40 occupied portions of the back 30b of the Bending vibrating plate 30 are made with a foam 41 covered, the thickness of which is smaller than the height of the earth rings 40 is. The entire remaining interior of the housing 11 is with a potting compound 42 made of a plastic with high damping filled into which also protruding from the foam 41 Portions of the earth rings 40 are embedded. Of the Foam 41 prevents the potting compound 42 with the Bending vibrating plate 30 comes into contact. The foam 41 can consist of polyethylene or polybutadiene, for example. For the sealing compound 42, this can be done under the brand "Nafturan" well-known 2-component casting resin based on polyurethane or the silicone rubber known under the "Eccosil" brand be used.

    Das in Fig. 1 dargestellte Schallwandlersystem 10 dient dem Zweck, elektrische Schwingungen in Schallwellen umzusetzen, die in der Richtung der Achse A-A, also senkrecht zur Ebene der Biegeschwingerplatte 30 ausgesendet werden, oder Schallwellen, die aus dieser Richtung kommen, in elektrische Schwingungen umzusetzen. Die Sende- und Empfangsrichtung liegt in Fig. 1 senkrecht unter dem Schallwandlersystem, was der üblichen Einbauweise entspricht, wenn das Schallwandlersystem nach Art eines Echolotes zur Messung eines Füllstandes verwendet wird. In diesem Anwendungsfall ist das Schallwandlersystem oberhalb des höchsten vorkommenden Füllstandes montiert, und die Schallwellen laufen durch die Luft nach unten, bis sie auf die Oberfläche des Füllguts treffen und dort reflektiert werden, so daß sie als Echosignale zu dem Schallwandlersystem zurückkehren. Aus der Laufzeit der Schallwellen ergibt sich der Abstand zwischen der Füllgutoberfläche und dem Schallwandlersystem, und aus diesem Abstand kann der Füllstand berechnet werden. Zur Laufzeitmessung werden die Schallwellen gewöhnlich in Form von kurzen Impulsen ausgesendet, und es wird der Zeitabstand bis zum Eintreffen der Echoimpulse gemessen. In diesem Fall kann das dargestellte Schallwandlersystem abwechselnd als Schallsender und als Schallempfänger verwendet werden.The sound transducer system 10 shown in Fig. 1 serves the Purpose of converting electrical vibrations into sound waves, that in the direction of the axis A-A, i.e. perpendicular to the plane the bending vibrating plate 30 are emitted, or sound waves, that come from this direction, in electrical Implement vibrations. The send and receive direction is perpendicular to the transducer system in Fig. 1 what the usual installation method if the sound transducer system like an echo sounder for measuring a level is used. In this use case it is Sound transducer system above the highest level mounted, and the sound waves run through the air down until they hit the surface of the product and be reflected there so that they become echo signals too return to the transducer system. From the term of the The distance between the product surface results from sound waves and the transducer system, and from this The fill level can be calculated at a distance. For runtime measurement the sound waves are usually in the form of short pulses are sent out, and there will be a time interval up to measured for the arrival of the echo pulses. In this case the sound transducer system shown alternately as a sound transmitter and be used as a sound receiver.

    Für andere Anwendungszwecke, beispielsweise zur Entfernungsmessung, kann das Schallwandlersystem natürlich in jeder beliebigen anderen Richtung betrieben werden.For other applications, such as distance measurement, can of course the transducer system in everyone any other direction.

    In allen Fällen sind zur Erzielung großer Reichweiten mit möglichst gutem Wirkungsgrad, also für den Empfang ausreichend starker Echosignale mit möglichst geringer Sendeleistung, zwei Forderungen zu erfüllen:

  • 1. eine gute Anpassung des Schallwandlersystems an die akustische Impedanz des Übertragungsmediums, z.B. Luft;
  • 2. eine gute Richtwirkung, d.h. eine möglichst scharfe Bündelung des Schallwellenbündels (Schallstrahls) in der gewünschten Übertragungsrichtung, also in der Richtung der Achse A-A.
    • In all cases, two requirements must be met to achieve long ranges with the best possible efficiency, i.e. for the reception of sufficiently strong echo signals with the lowest possible transmission power:
  • 1. a good adaptation of the sound transducer system to the acoustic impedance of the transmission medium, eg air;
  • 2. a good directional effect, that is to say that the sound wave bundle (sound beam) is focused as sharply as possible in the desired transmission direction, that is to say in the direction of the axis AA.

    • Zur Erfüllung der ersten Forderung wird die Biegeschwingerplatte 30 als Schallstrahler verwendet. Wenn an die Elektroden 23, 24, 25 über die Anschlußleiter 28, 29 eine elektrische Wechselspannung angelegt wird, führen die Piezoelemente 21, 22 Dickenschwingungen aus, die den mit den Elementen 26, 27 abgestimmten Koppelschwinger zu longitudinalen Resonanzschwingungen anregen, die auf die Stange 31 übertragen werden, so daß diese in Longitudinalschwingungen in der Richtung der Achse A-A versetzt wird. Die Systembetriebsfrequenz, d.h. die Frequenz der elektrischen Wechselspannung und somit die Frequenz der vom piezoelektrischen Wandler erzeugten mechanischen Schwingung, ist wesentlich höher als die Biegeschwingungs-Eigenresonanzfrequenz der Biegeschwingerplatte 30, so daß die Biegeschwingerplatte 30 von der Stange 31 zu Biegeschwingungen höherer Ordnung angeregt wird. Die in Biegeschwingungen höherer Ordnung versetzte großflächige Biegeschwingerplatte 30 ergibt eine gute Impedanzanpassung an das Übertragungsmedium Luft oder ein anderes gasförmiges Übertragungsmedium.The flexible vibration plate is used to meet the first requirement 30 used as a sound radiator. When on the electrodes 23, 24, 25 an electrical via the connecting conductors 28, 29 AC voltage is applied, lead the piezo elements 21, 22 thickness vibrations that correspond to the elements 26, 27 tuned coupling vibrators for longitudinal resonance vibrations excite that transmit to the rod 31 be so that these in longitudinal vibrations in the Direction of the axis A-A is offset. The system operating frequency, i.e. the frequency of the alternating electrical voltage and thus the frequency of that from the piezoelectric transducer generated mechanical vibration, is much higher than the bending vibration natural resonance frequency of the bending vibrating plate 30, so that the bending vibratory plate 30 from the rod 31 excited to higher order bending vibrations becomes. The placed in higher order bending vibrations large-area bending vibrating plate 30 results in a good one Impedance matching to the transmission medium air or a other gaseous transmission medium.

    Der Erfüllung der zweiten Forderung dienen die auf der Rückseite 30b der Biegeschwingerplatte 30 angebrachten Masseringe 40. Die Funktion der Masseringe 40 und die dadurch erzielte Wirkung wird an Hand der Figuren 3 und 4 erläutert.Those on the Mounted rear side 30b of the bending oscillator plate 30 Earth rings 40. The function of the earth rings 40 and the the effect achieved thereby is shown in FIGS. 3 and 4 explained.

    Fig. 3 zeigt schematisch das Schwingungsverhalten eines Abschnitts einer zu Biegeschwingungen höherer Ordnung angeregten Biegeschwingerplatte herkömmlicher Art, die aus einer auf beiden Seiten glatten und ebenen dünnen Metallplatte gleichförmiger Dicke besteht. Die Gerade M bezeichnet die Mittelebene der Biegeschwingerplatte in der Ruhelage. Im angeregten Zustand bilden sich auf der Biegeschwingerplatte konzentrische Knotenlinien K aus, die während der Schwingungen in der Ruhelage auf der Mittelebene M bleiben. Die Abstände der Knotenlinien K sind durch die Systembetriebsfrequenz bestimmt; alle Knotenlinien haben voneinander den gleichen Abstand λ/2, der der halben Wellenlänge der stehenden Biegewelle entspricht, die sich bei der Systembetriebsfrequenz auf der Biegeschwingerplatte 30 ausbildet. Zwischen den Knotenlinien K liegen ringförmige Membranabschnitte, die abwechselnde erste Schwingungsbauchzonen B1 und zweite Schwingungsbauchzonen B2 bilden. Alle ersten Schwingungsbauchzonen B1 schwingen gleichphasig zueinander. Alle zweiten Schwingungsbauchzonen B2 schwingen ebenfalls gleichphasig zueinander, aber gegenphasig zu den ersten Schwingungsbauchzonen B1. In Fig. 3 ist der Schwingungszustand der Schwingungsbauchzonen B1 und B2 in einem Zeitpunkt, der der maximalen Auslenkung in einer Richtung entspricht, durch eine volle Linie dargestellt, und der Schwingungszustand in einem Zeitpunkt, der der maximalen Auslenkung in der entgegengesetzten Richtung, also nach einer Phasenänderung um 180° entspricht, ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Amplituden der Auslenkungen sind für die Schwingungsbauchzonen B1 und B2 gleich groß; sie sind zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt.Fig. 3 shows schematically the vibration behavior of a Section of a higher order bending vibrations excited vibratory plate of conventional type that made a thin, flat metal plate on both sides uniform thickness. The straight line M denotes the middle plane of the bending vibratory plate in the rest position. in the excited state form on the bending vibratory plate concentric node lines K made during the vibrations remain in the rest position on the middle plane M. The Distances of the node lines K are due to the system operating frequency certainly; all node lines have the same distance λ / 2, which is half the wavelength of the standing bending wave that corresponds to the system operating frequency forms on the bending vibratory plate 30. Between the node lines K there are ring-shaped membrane sections, the alternating first vibration antinodes B1 and form second antinode zones B2. All first Vibration belly zones B1 swing in phase with each other. All second antinode zones B2 also vibrate in phase with each other, but in phase with the first Vibration belly zones B1. 3 is the vibration state the antinode zones B1 and B2 at a time, that of the maximum deflection in one direction corresponds, represented by a full line, and the Vibration condition at a time that is the maximum Deflection in the opposite direction, i.e. after corresponds to a phase change of 180 ° is indicated by a dashed line shown. The amplitudes of the excursions are for the antinode zones B1 and B2 same size; they are exaggerated for clarity shown.

    Jede Schwingungsbauchzone erzeugt eine Schallwelle, die sich in dem angrenzenden Übertragungsmedium ausbreitet. Hinsichtlich der angestrebten Richtwirkung besteht jedoch das Problem, daß die von benachbarten Schwingungsbauchzonen erzeugten Schallwellen jeweils gegenphasig zueinander sind, wobei diese abwechselnd gegenphasigen Schallwellen bei dem in Fig. 3 dargestellten Schallwandlersystem herkömmlicher Art gleiche Amplituden haben, so daß sie sich in der gewünschten Ausbreitungsrichtung senkrecht zur Ebene M der Biegeschwingerplatte gegenseitig kompensieren. Eine solche Schallwellenverteilung ergibt keine ausgeprägte Richtwirkung in der senkrecht zur Biegeschwingerplatte liegenden Achsrichtung; vielmehr hat das Richtdiagramm starke Strahlungsnebenkeulen, die konzentrisch zu dieser Achsrichtung liegen, und weitere schwächere Nebenzipfel. Infolge dieser schlechten Richtwirkung geht insbesondere bei größeren Meßentfernungen der größte Teil der gesendeten Schallenergie verloren, ohne zum Schallwandlersystem zurückzukehren. Das Schallwandlersystem hat beim Empfang das gleiche Richtdiagramm wie beim Senden.Each antinode zone creates a sound wave that is itself spreads in the adjacent transmission medium. Regarding However, the desired directionality exists Problem that that of neighboring anti-vibration zones generated sound waves are in phase opposition to each other, these alternating phase waves in the 3 is more conventional Kind of the same amplitudes, so that they are in the desired Direction of propagation perpendicular to the plane M of the Mutually compensate the vibrating plate. Such Sound wave distribution does not produce a pronounced directivity in the direction of the axis perpendicular to the vibrating plate; rather, the directional diagram has strong radiation side lobes, which are concentric to this axis direction, and other weaker side lobes. As a result of this bad Directionality is particularly important at longer measuring distances most of the transmitted sound energy lost without returning to the transducer system. The The sound transducer system has the same directional diagram when received like when sending.

    Fig. 4 zeigt das Schwingungsverhalten der mit den Masseringen 40 versehenen Biegeschwingerplatte 30 von Fig. 1. Die Masseringe 40 sind so angeordnet, daß bei Schwingungen mit der Systembetriebsfrequenz jeweils ein Massering 40 in der Mitte jeder zweiten Schwingungsbauchzone B2 liegt, während die ersten Schwingungsbauchzonen B1 frei von Masseringen 40 sind. Infolge der zusätzlichen Masse schwingen die zweiten Schwingungsbauchzonen B2 mit verringerter Amplitude um die Mittelebene M der Biegeschwingerplatte 30. Der Abstand zwischen zwei Knotenlinien K, zwischen denen eine mit einem Massering 40 versehene zweite Schwingungsbauchzone B2 liegt, ist auf λ/2-Δ verringert, und der Abstand zwischen zwei Knotenlinien K, zwischen denen eine erste Schwingungsbauchzone B1 liegt, ist entsprechend auf λ/2+Δ vergrößert. Dies hat zur Folge, daß die ersten Schwingungsbauchzonen B1 mit einer wesentlich größeren Amplitude als die zweiten Schwingungsbauchzonen B2 schwingen und dementsprechend die von den ersten Schwingungsbauchzonen B1 erzeugten Schallwellen eine wesentlich größere Amplitude haben als die von den zweiten Schwingungsbauchzonen B2 erzeugten Schallwellen. Die zueinander parallelen gegenphasigen Schallwellen können sich daher nicht mehr vollständig gegenseitig kompensieren; vielmehr werden die von den ersten Schwingungsbauchzonen B1 stammenden Schallwellen nur geringfügig abgeschwächt, während die von den zweiten Schwingungsbauchzonen B2 stammenden Schallwellen vollständig unterdrückt werden. Dadurch ergibt sich für das Schallwandlersystem von Fig. 1 eine Schallabstrahlung mit ausgeprägter Richtwirkung in der Richtung der Achse A-A, also senkrecht zur Ebene der Biegeschwingerplatte 30.FIG. 4 shows the vibration behavior of the flexural vibrating plate 30 of FIG. 1 provided with the mass rings 40. The mass rings 40 are arranged in such a way that in the case of vibrations with the system operating frequency, a mass ring 40 lies in the middle of every second antinode zone B2, while the first antinode zones B1 are free of Masseringen 40. As a result of the additional mass, the second antinode zones B2 vibrate with reduced amplitude about the central plane M of the flexible oscillator plate 30. The distance between two node lines K, between which there is a second antinode zone B2 provided with a mass ring 40, is on λ / 2-Δ is reduced, and the distance between two node lines K, between which there is a first antinode zone B1, is correspondingly λ / 2 + Δ enlarged. The consequence of this is that the first antinode zones B1 vibrate with a substantially greater amplitude than the second antinode zones B2 and accordingly the sound waves generated by the first antinode zones B1 have a substantially greater amplitude than the sound waves generated by the second antinode zones B2. The mutually parallel antiphase sound waves can therefore no longer completely compensate each other; rather, the sound waves originating from the first antinode zones B1 are attenuated only slightly, while the sound waves originating from the second antinode zones B2 are completely suppressed. This results in sound radiation with a pronounced directional effect in the direction of the axis AA for the sound transducer system of FIG. 1, that is to say perpendicular to the plane of the flexural vibration plate 30.

    Die Masseringe 40 müssen in gleichen Abständen angeordnet sein, damit die dazwischen liegenden ringförmigen Membranabschnitte der ersten Schwingungsbauchzonen B1 auf gleicher Resonanzfrequenz und in Phase schwingen. Die Resonanzfrequenz kann durch den Ringabstand und die Plattendicke variiert werden. Weiterhin ist darauf zu achten, daß der Mittenabstand der Schwingungsbauchzonen kleiner als die Schallwellenlänge in Luft ist, da sonst durch konstruktive Interferenz der von den einzelnen Schwingungsbauchzonen stammenden Schallwellen zusätzliche Nebenmaxima in der Richtcharakteristik entstehen.The earth rings 40 must be arranged at equal intervals so that the intermediate annular membrane sections the first vibration antinodes B1 on the same Resonance frequency and swing in phase. The resonance frequency can by the ring spacing and the plate thickness can be varied. It is also important to ensure that the Center distance of the antinode zones smaller than that Sound wave length in air is otherwise due to constructive Interference of the individual antinode zones originating sound waves additional secondary maxima in the Directional characteristics arise.

    Durch geringfügiges Verstimmen einzelner ringförmiger Membranabschnitte kann die radiale Amplitudenverteilung und damit die Richtcharakteristik an gegebene Anforderungen angepaßt werden. Zur Reduktion der Nebenmaxima in der Richtcharakteristik kann die Verteilung beispielsweise an eine Gauß-Verteilung oder an eine Kaiser-Bessel-Verteilung angepaßt werden.By slightly detuning individual ring-shaped ones Membrane sections can the radial amplitude distribution and thus the directional characteristic to given requirements be adjusted. To reduce the secondary maxima in the directional characteristic can the distribution for example to a Gaussian distribution or adapted to an Kaiser-Bessel distribution become.

    Bei der Distanzmessung nach dem Impuls-Echolotverfahren wird, wie zuvor erläutert wurde, das Schallwandlersystem abwechselnd als Sender und als Empfänger verwendet. Infolge des Nachschwingens nach der Aussendung jedes Schallimpulses kann der Schallwandler nicht sofort als Empfänger arbeiten, so daß eine Totzeit besteht, in der Echoimpulse von Nahzielen nicht empfangen werden können. Die kürzeste meßbare Distanz wird als Blockdistanz bezeichnet. Um diese Blockdistanz zu verkürzen, ist es erforderlich, das Nachschwingen möglichst kurz zu halten, was durch eine entsprechende Dämpfung erreicht werden kann. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schallwandlersystem wird diese Dämpfung auf vorteilhafte Weise dadurch erreicht, daß die auf der Rückseite 30b der Biegeschwingerplatte 30 angebrachten Masseringe 40 teilweise in die Vergußmasse 42 hoher Dämpfung eingebettet sind. Dadurch wird das Impulsverhalten des Schallwandlersystems wesentlich verbessert und das Nachschwingen deutlich reduziert.For distance measurement using the pulse echo sounder method becomes the transducer system, as previously explained alternately used as a transmitter and a receiver. As a result the ringing after the emission of each sound pulse the transducer cannot immediately work as a receiver, so that there is a dead time in which echo pulses from short-range targets cannot be received. The shortest measurable Distance is called the block distance. To this block distance to shorten, it is necessary to reduce the ringing to keep it as short as possible, what by an appropriate Attenuation can be achieved. In the illustrated in Fig. 1 Sound transducer system, this damping is advantageous Way achieved that the on the back 30b of Bending vibrating plate 30 attached earth rings 40 partially are embedded in the potting compound 42 high damping. Thereby becomes the impulse behavior of the sound transducer system significantly improved and the ringing significantly reduced.

    In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Schallwandlersystems von Fig. 1 dargestellt. Gegenüber dem Schallwandlersystem von Fig. 1 besteht zunächst der Unterschied, daß der elektromechanische Wandler 20 mit der Biegeschwingerplatte 30 nicht über eine in der Mitte der Biegeschwingerplatte 30 angebrachte Buchse gekoppelt ist, sondern über den innersten Massering 40. Zu diesem Zweck ist am Ende der Stange 31 ein Kopplungsteil 48 angebracht, das mit der der Biegeschwingerplatte 30 abgewandten Stirnseite des innersten Masserings 40 verbunden ist. Somit erfolgt die Anregung der Schwingungen der Biegeschwingerplatte 30 in einer zweiten Schwingungsbauchzone B2 und nicht, wie bei der Ausführungsform von Fig. 1, in einer ersten Schwingungsbauchzone B1. Da die zweiten Schwingungsbauchzonen B2 mit einer geringeren Amplitude schwingen als die ersten Schwingungsbauchzonen B1, ergibt sich durch diese Art der Anregung automatisch eine Amplitudentransformation und damit ein höherer Wirkungsgrad des Schallwandlersystems. Da alle Masseringe 40 gleichphasig und mit gleicher Amplitude schwingen, ist es auch möglich, den elektromechanischen Wandler 20 über das Kopplungsteil 48 mit mehreren Masseringen 40 zu verbinden.5 is a modified embodiment of the sound transducer system shown by Fig. 1. Compared to the sound transducer system 1 there is first the difference that the electromechanical transducer 20 with the flexure plate 30 do not have one in the middle of the flexure plate 30 attached socket is coupled, but via the innermost massering 40. For this purpose, the Rod 31 attached a coupling member 48 which with the Bending transducer plate 30 facing away from the innermost Masserings 40 is connected. The excitation of the Vibrations of the bending vibratory plate 30 in a second Antinode zone B2 and not, as in the embodiment of Fig. 1, in a first antinode zone B1. There the second antinode zones B2 with a smaller one Amplitude vibrate as the first antinode zones B1, This type of excitation automatically results in a Amplitude transformation and thus higher efficiency of the sound transducer system. Since all earth rings 40 are in phase and swing with the same amplitude, it is also possible the electromechanical converter 20 via the coupling part 48 to connect with several earth rings 40.

    Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform von Fig. 1 besteht bei der Ausführungsform von Fig. 5 darin, daß auf der Rückseite 30b der Biegeschwingerplatte 30 in jeder ersten Schwingungsbauchzone ebenfalls ein Massering 50 angebracht ist, der in der zentralen Schwingungsbauchzone zu einer Massescheibe 51 geschrumpft ist. Die Masseringe 50 und die Massescheibe 51 haben eine sehr viel kleinere Masse als jeder Massering 40. Diese zusätzlichen kleinen Masseteile 50, 51 ermöglichen eine Abstimmung der Resonanzfrequenz der die ersten Schwingungsbauchzonen bildenden ringförmigen Membranabschnitte.Another difference from the embodiment of FIG Fig. 1 in the embodiment of Fig. 5 is that on the back 30b of the flexure plate 30 in each A mass ring 50 is also attached to the first antinode zone is that in the central antinode zone too a ground disk 51 has shrunk. The earth rings 50 and the mass disk 51 have a much smaller mass than each mass ring 40. These additional small mass parts 50, 51 allow a tuning of the resonance frequency of the ring-shaped forming the first anti-vibration zones Membrane sections.

    Die beiden Maßnahmen, durch die sich die Ausführungsform von Fig. 5 von der Ausführungsform von Fig. 1 unterscheidet, sind unabhängig voneinander; die Anregung der Biegeschwingerplatte 30 über die Masseringe 40 kann auch angewendet werden, wenn die Masseteile 50, 51 nicht vorhanden sind, und andererseits könnten Masseringe nach Art der Masseringe 50 auch bei der Ausführungsform von Fig. 1 angebracht werden.The two measures by which the embodiment of 5 differs from the embodiment of FIG. 1, are independent of each other; the excitation of the bending vibratory plate 30 over the ground rings 40 can also be applied if the mass parts 50, 51 are not present, and on the other hand, mass rings in the manner of mass rings 50 can also be attached in the embodiment of FIG. 1.

    In allen Fällen zeichnet sich das Schallwandlersystem dadurch aus, daß die den Umgebungseinflüssen ausgesetzte Stirnseite des Schallwandlersystems ausschließlich durch die glatte und ebene Vorderseite der Biegeschwingerplatte 30 gebildet ist, während alle Einrichtungen zur Beeinflussung der Schallabstrahlung auf der gegen die Umwelteinflüsse geschützten Rückseite der Biegeschwingerplatte angeordnet sind. Das Schallwandlersystem ist daher sehr unempfindlich gegen Verschmutzung, Ansatzbildung und die Einwirkung aggressiver Medien.In all cases, the sound transducer system stands out in that the exposed to the environmental influences Front of the sound transducer system only through the smooth and flat front side of the vibrating plate 30 is formed while all influencing devices the sound radiation on the against the environmental influences protected rear side of the bending transducer plate are. The sound transducer system is therefore very insensitive against pollution, build-up and exposure aggressive media.

    Claims (8)

    Schallwandlersystem mit einem elektromechanischen Wandler, einer kreisrunden Biegeschwingerplatte, die mit dem elektromechanischen Wandler gekoppelt und so ausgebildet ist, daß sie bei der Systembetriebsfrequenz zu Biegeschwingungen höherer Ordnung angeregt wird, bei denen sich auf der Biegeschwingerplatte Knotenlinien ausbilden, zwischen denen abwechselnd gegenphasig schwingende erste und zweite Schwingungsbauchzonen liegen, so daß die Biegeschwingerplatte Schallwellen in ein an die eine Seite der Biegeschwingerplatte angrenzendes Übertragungsmedium abstrahlt bzw. durch über das Übertragungsmedium ankommende Schallwellen zu Biegeschwingungen angeregt wird, und mit Einrichtungen zur Beeinflussung der Schallabstrahlung der Biegeschwingerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß in den zueinander gleichphasig und zu den ersten Schwingungsbauchzonen gegenphasig schwingenden zweiten Schwingungsbauchzonen auf der dem Übertragungsmedium abgewandten Rückseite der Biegeschwingerplatte jeweils ein Massering konzentrisch zum Mittelpunkt der Biegeschwingerplatte angebracht ist.Sound transducer system with an electromechanical transducer, a circular bending vibratory plate, which with the electromechanical Couplers coupled and designed so that bending vibrations at the system operating frequency higher order is excited, which is on the bending vibratory plate Form node lines, alternating between them first and second antinode zones vibrating in opposite phases lie so that the bending transducer plate Sound waves in one on one side of the bending vibratory plate adjacent transmission medium emits or through incoming sound waves via the transmission medium Bending vibrations is excited, and with facilities for Influencing the sound radiation of the bending vibrating plate, characterized in that in each other in phase and out of phase with the first vibration antinodes vibrating second antinode zones on the back of the bending transducer plate facing away from the transmission medium one earth ring each concentric to The center of the bending vibratory plate is attached. Schallwandlersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Schwingungsbauchzonen auf der dem Übertragungsmedium abgewandten Rückseite der Biegeschwingerplatte jeweils ein zum Mittelpunkt der Biegeschwingerplatte konzentrischer Massering angebracht ist, dessen Masse wesentlich kleiner als die Masse jedes in einer zweiten Schwingungsbauchzone angebrachten Masserings ist.Sound transducer system according to claim 1, characterized in that in the first anti-vibration zones on the Back of the flexible transducer plate facing away from the transmission medium one each to the center of the bending transducer plate concentric earth ring is attached, the mass much smaller than the mass of each in a second Vibration belly zone attached massaging is. Schallwandlersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseringe aus Metall bestehen. Sound transducer system according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the earth rings are made of metal. Schallwandlersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseringe einstückig mit der Biegeschwingerplatte ausgebildet sind.Sound transducer system according to claim 3, characterized in that the earth rings are made in one piece with the bending oscillator plate are trained. Schallwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an die Rückseite der Biegeschwingerplatte anschließende Raum mit einer Vergußmasse hoher Dämpfung gefüllt ist, in die die in den zweiten Schwingungsbauchzonen angebrachten Masseringe wenigstens teilweise eingebettet sind.Sound transducer system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the is at the back of the Bending vibration plate adjoining room with a potting compound high damping is filled, in which the in the second At least anti-vibration zones attached to the earth rings are partially embedded. Schallwandlersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht von den Masseringen bedeckten Abschnitte der Rückseite der Biegeschwingerplatte mit einem Schaumstoff bedeckt sind, dessen Dicke kleiner als die Höhe der Masseringe ist und der verhindert, daß die Vergußmasse mit der Biegeschwingerplatte in direkte Berührung kommt.Sound transducer system according to claim 5, characterized in that the sections not covered by the earth rings the back of the bending transducer plate with a foam are covered, the thickness of which is smaller than the height of the earth rings is and prevents the potting compound with the Bending vibrating plate comes into direct contact. Schallwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler direkt mit der Biegeschwingerplatte in deren Mitte gekoppelt ist.Sound transducer system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electromechanical transducer directly coupled to the bending transducer plate in the middle is. Schallwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler mit der Biegeschwingerplatte über wenigstens einen der Masseringe gekoppelt ist.Sound transducer system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electromechanical transducer with the bending vibratory plate over at least one of the Earth rings is coupled.
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