Устройство для возбуждения пьезоэлектрических колебаний в кристаллах Советский патент 1930 года по МПК H03H3/02 

Как известно, для того, чтобы возбудить мощные колебания пьезоэлектрического кристалла, напр., кварца, пластинку из него обыкновенно помещают в переменное электрическое поле между двумя металлическими плоскими электродами так, чтобы направление этого поля по возможности совпадало с направлением электрической оси кристалла, т.-е. было перпендикулярно к наибольшим поверхностям пластинки. Такое устройство электродов дает хорошие результаты при возбуждении колебаний вдоль электрической оси („поперечные колебания) и при возбуждении колебаний, соответствующих основному и первым четным обертонам в направлении длины кристалла („продольные колебания), но мало пригодно для возбуждення высоких обертонов „продольных колебаний, так как распределение знака электрической поляризации в кристалле и пьезозарядов на его поверхности чередуется таким образом что действие внешнего однородного на всем протяжении пластинки поля, каким практически является поле между .электродами обычного типа, на каждые две смежные стоячие полуволны прямопротивоположно и взаимно уничтожается. Кроме этого, возбуждение нечетных обертонов оказывается

невозможным, ибо они дают четное число полуволн, четные же обертона возбуждаются сравнительно очень слабо, и при этом тем слабее, чем выше их порядок. Предлагаемым изобретением имеется в виду устранение указанных недостатков путем применения в качестве электродов нанесенных на активные поверхности кристалла проводящих слоев, имеющих форму полос, соединенных между собою через одну.

На чертеже фиг. 1 изображает распределение знака электрической поляризации в кристалле и пьезозарядов на его поверхности при возбуждении обертонов „продольных колебаний; фиг. 2 вид электрода предлагаемой формы и фиг. 3 и 4- вид кристаллической пластинки с электродами с двух сторон.

На активные поверхности пьезокристаллической пластинки либо гальванически, либо путем катодного или иного распыления наносятся проводящие слои, имеющие форму полос. Полосы, соединенные через одну (на фиг. 3-4 обозначены одинаковой штриховкой), изолированы друг от друга и присоединены к по.юсам источника переменного напряжения. Таким расположением полос достигается периодическая структура возбуждающего поля

(напр,, м.ежду полосами 2, 2 оно прямопротивопЪложно направлению поля между полосами 1, 1), вследствие чего имеется возможность возбудить мощные стоячие волны обертонов в пьезокристаллической пластинке, так как действие этого поля на каждую стоячую полуволну складывается в двух смежных участках. Для достижения наиболее благоприятных результатов в работе устройства необходимо кроме того, чтобы расстояние соответствующих точек полос находилось в точном или приблизительно точном рациональном отношении к длине волны стоячего колебания в кристалле. При возбуждении обертонов высокого порядка существенное значение имеет возможно точное

совпадание мест особенно сильного действия возбуждающего поля с пучностями стоячих волн возбуждаемого обертона.

Предмет патента.

Устройство для возбуждения пьезоэлектрических колебаний в кристаллах, характеризующееся применением в качестве электродов нанесенных на активные поверхности кристалла проводящих слоев 1 2, имеющих форму полос, соединенных между собой через одну, расстояние соответствующих точек, которых находится в т-очном или приблизительно точном рациональном отношении к длине волны стоячего колебания в кристалле.

фиг. I

-t t -1 - t -1.

- +

4фиг.2

. фиг.З

,..