218
XV. Piezoelektrische Quarzkörper als Ultraschall-Sender
Schallenergie ungeschwächt abstrahlen kann. Dies ist bei den Stäben als
Strahlen einfach zu erfüllen, da bei ihnen die Anregung an den nicht
strahlenden FZ-Flächen erfolgt. Die Elektroden können in diesem Falle
Massivelektroden sein, die diesen Flächen nahezu anliegen, falls man es
nicht vorzieht, einen Metallniederschlag als Elektrodenbelag auf diesen
Flächen anzubringen.
Bei den Plattenstrahlern liegen die Verhältnisse etwas schwieriger,
da bei ihnen die FZ-Flächen gleichzeitig strahlende Flächen und An¬
regungsflächen sind. Man erreicht eine ungeschwächte Abstrahlung auch
in diesem Fall auf verschiedene Weise. 1. Man bringt statt massiver
Elektroden einen Elektrodenbelag auf den Quarzflächen an. Dadurch
wird die Dämpfung im allgemeinen etwas erhöht, was jedoch gegenstands¬
los ist. Der Metallniederschlag schwingt mit, die Frequenz wird kaum
beeinflußt. 2. Die Quarzplatte wird mit der einen FZ-Fläche auf einer
metallischen Unterlage, wofür vorteilhaft Blei verwendet wird, aufgelegt,
während die andere Elektrode als Ringflächenelektrode mit möglichst
großem Innendurchmesser der oberen Anregungsfläche in geringem Ab¬
stand gegenüber steht; der Schall kann durch das kreisförmige Loch der
Ringelektrode ungehindert hindurch strahlen. 3. Man verwendet massive,
mehrere cm dicke Metallelektroden, die durch Kitt oder ähnliche Mittel
mit den Anregungsoberflächen fest verbunden werden. In diesem Falle
bilden Quarzplatte und Anregungselektroden einen gemeinsamen Resona¬
tor, dessen Frequenz durch die Dicke der Elektroden, die ebenfalls von
dem elastischen Schwingungszustand mit ergriffen sind, wesentlich
bestimmt wird [Langevin (284), Sokoloff (285), Florisson (286), Boyle
(292)].
Die Quarzkörper strahlen im Schwingungszustand die Energie nach
zwei entgegengesetzten Richtungen ab. Dies ist in den meisten Fällen
unerwünscht, da dadurch nur der Wirkungsgrad der Anordnung herab¬
gesetzt wird. Gruetzmacher konzentriert daher die Schallenergie, indem
er der einen Quarzoberfläche eine brennspiegelähnliche Form gibt (287)
oder durch eine besondere Anordnung der Unterlage der Quarzplatte
die Schallabstrahlung nach der rückwärtigen Seite unterdrückt (288).
Die Anschaltung des Quarzkörpers an den erregenden Sender kann
in Oszillator- oder Resonatorschaltung erfolgen.
Für die Oszillatorschaltung wird die auf S. 206 näher beschriebene
P/m:e-Schaltung gewählt, der Quarzkörper wird als Steuerquarz zwischen
Gitter und Kathode gelegt. Die auf diese Weise erzeugte Schallenergie
ist im allgemeinen gering, man kann sie durch zusätzliche Rückkopplung,
wie Parallelschaltung eines Kondensators geeigneter Kapazität zwischen
Anode und Gitter, etwas verstärken. Dies versagt jedoch auch dann,
wenn der Steuerquarz in einer Flüssigkeit untergebracht ist, da in
diesem Fall die Dämpfung zu groß wird.
