JP2002262394A - 超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及び超音波流量計 - Google Patents
超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及び超音波流量計Info
- Publication number
- JP2002262394A JP2002262394A JP2001056051A JP2001056051A JP2002262394A JP 2002262394 A JP2002262394 A JP 2002262394A JP 2001056051 A JP2001056051 A JP 2001056051A JP 2001056051 A JP2001056051 A JP 2001056051A JP 2002262394 A JP2002262394 A JP 2002262394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- ultrasonic transducer
- acoustic matching
- matching layer
- piezoelectric body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/662—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49007—Indicating transducer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特性のバラツキを少なくして精度を安定化さ
せることができるとともに、耐久性の向上等を図ること
ができる超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及
び超音波流量計を提供する。 【解決手段】 圧電体２と音響整合層３を含む超音波送
受波器であって、音響整合層３が無機酸化物または有機
高分子の乾燥ゲルからなり、乾燥ゲルの固体骨格部が疎
水化されてなる構成とした。この構成によれば、疎水化
されている乾燥ゲルの固体骨格部により極めて軽量で音
響インピーダンスの小さな音響整合層３を有する超音波
送受波器が得られる。また、乾燥ゲルの均質性の高さか
ら特性バラツキが少ない安定した超音波送受波器が得ら
れる。
せることができるとともに、耐久性の向上等を図ること
ができる超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及
び超音波流量計を提供する。 【解決手段】 圧電体２と音響整合層３を含む超音波送
受波器であって、音響整合層３が無機酸化物または有機
高分子の乾燥ゲルからなり、乾燥ゲルの固体骨格部が疎
水化されてなる構成とした。この構成によれば、疎水化
されている乾燥ゲルの固体骨格部により極めて軽量で音
響インピーダンスの小さな音響整合層３を有する超音波
送受波器が得られる。また、乾燥ゲルの均質性の高さか
ら特性バラツキが少ない安定した超音波送受波器が得ら
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波の送受信を
行う超音波送受波器、並びに該超音波送受波器の製造方
法及び該超音波送受波器を使用した超音波流量計に関す
るものである。
行う超音波送受波器、並びに該超音波送受波器の製造方
法及び該超音波送受波器を使用した超音波流量計に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、超音波が伝搬路伝達する時間を計
測し、流体の移動速度を測定して流量を計測する超音波
流計がガスメータ等に利用されつつある。
測し、流体の移動速度を測定して流量を計測する超音波
流計がガスメータ等に利用されつつある。
【０００３】図１０は超音波流量計の測定原理を示した
ものである。図１０に示すように、管内には流体が速度
Ｖにて図に示す方向に流れている。管壁１０３には、一
対の超音波送受波器１０１、１０２が相対して設置され
ている。超音波送受波器１０１、１０２は、電気エネル
ギー／機械エネルギー変換素子として圧電セラミック等
の圧電振動子を用いて構成されていて、圧電ブザー、圧
電発振子と同様に共振特性を示す。ここでは超音波送受
波器１０１を超音波送波器として用い、超音波送受波器
１０２を超音波受波器として用いる。
ものである。図１０に示すように、管内には流体が速度
Ｖにて図に示す方向に流れている。管壁１０３には、一
対の超音波送受波器１０１、１０２が相対して設置され
ている。超音波送受波器１０１、１０２は、電気エネル
ギー／機械エネルギー変換素子として圧電セラミック等
の圧電振動子を用いて構成されていて、圧電ブザー、圧
電発振子と同様に共振特性を示す。ここでは超音波送受
波器１０１を超音波送波器として用い、超音波送受波器
１０２を超音波受波器として用いる。
【０００４】その動作は、超音波送波器１０１の共振周
波数近傍の周波数の交流電圧を圧電振動子に印加する
と、超音波送波器１０１は外部の流体中に同図中のＬ１
で示す伝搬経路に超音波を放射し、超音波受波器１０２
が伝搬してきた超音波を受けて電圧に変換する。続い
て、反対に超音波送受波器１０２を超音波送波器として
用い、超音波送受波器１０１を超音波受波器として用い
る。超音波送波器１０２の共振周波数近傍の周波数の交
流電圧を圧電振動子に印加することにより、超音波送波
器１０２は外部の流体中に同図中のＬ２で示す伝搬経路
に超音波を放射し、超音波受波器１０１は伝搬してきた
超音波を受けて電圧に変換する。このように、超音波送
波器１０１，１０２は、受波器としての役目と送波器と
しての役目を果たすので、一般に超音波送受波器と呼ば
れる。
波数近傍の周波数の交流電圧を圧電振動子に印加する
と、超音波送波器１０１は外部の流体中に同図中のＬ１
で示す伝搬経路に超音波を放射し、超音波受波器１０２
が伝搬してきた超音波を受けて電圧に変換する。続い
て、反対に超音波送受波器１０２を超音波送波器として
用い、超音波送受波器１０１を超音波受波器として用い
る。超音波送波器１０２の共振周波数近傍の周波数の交
流電圧を圧電振動子に印加することにより、超音波送波
器１０２は外部の流体中に同図中のＬ２で示す伝搬経路
に超音波を放射し、超音波受波器１０１は伝搬してきた
超音波を受けて電圧に変換する。このように、超音波送
波器１０１，１０２は、受波器としての役目と送波器と
しての役目を果たすので、一般に超音波送受波器と呼ば
れる。
【０００５】また、このような超音波流量計では、連続
的に交流電圧を印加すると超音波送受波器から連続的に
超音波が放射されて伝搬時間を測定することが困難にな
るので、通常はパルス信号を搬送波とするバースト電圧
信号を駆動電圧として用いる。以下、測定原理について
さらに詳細な説明を行う。駆動用のバースト電圧信号を
超音波送受波器１０１に印加して超音波送受波器１０１
から超音波バースト信号を放射すると、この超音波バー
スト信号は距離がＬの伝搬経路Ｌ１を伝搬してｔ時間後
に超音波送受波器１０２に到達する。超音波送受波器１
０２では伝達して来た超音波バースト信号のみを高いＳ
／Ｎ比で電気バースト信号に変換することができる。こ
の電気バースト信号を電気的に増幅して、再び超音波送
受波器１０１に印加して超音波バースト信号を放射す
る。この装置をシング・アラウンド装置と呼び、超音波
パルスが超音波送受波器１０１から放射され伝搬路を伝
搬して超音波送受波器１０２に到達するのに要する時間
をシング・アラウンド周期といい、その逆数をシング・
アラウンド周波数という。
的に交流電圧を印加すると超音波送受波器から連続的に
超音波が放射されて伝搬時間を測定することが困難にな
るので、通常はパルス信号を搬送波とするバースト電圧
信号を駆動電圧として用いる。以下、測定原理について
さらに詳細な説明を行う。駆動用のバースト電圧信号を
超音波送受波器１０１に印加して超音波送受波器１０１
から超音波バースト信号を放射すると、この超音波バー
スト信号は距離がＬの伝搬経路Ｌ１を伝搬してｔ時間後
に超音波送受波器１０２に到達する。超音波送受波器１
０２では伝達して来た超音波バースト信号のみを高いＳ
／Ｎ比で電気バースト信号に変換することができる。こ
の電気バースト信号を電気的に増幅して、再び超音波送
受波器１０１に印加して超音波バースト信号を放射す
る。この装置をシング・アラウンド装置と呼び、超音波
パルスが超音波送受波器１０１から放射され伝搬路を伝
搬して超音波送受波器１０２に到達するのに要する時間
をシング・アラウンド周期といい、その逆数をシング・
アラウンド周波数という。
【０００６】図１０において、管の中を流れる流体の流
速をＶ、流体中の超音波の速度をＣ、流体の流れる方向
と超音波パルスの伝搬方向の角度をθとする。超音波送
受波器１０１を送波器、超音波送受波器１０２を受波器
として用いたときに、超音波送受波器１０１から出た超
音波パルスが超音波送受波器１０２に到達する時間であ
るシング・アラウンド周期をｔ１、シング・アラウンド
周波数ｆ１とすれば、次式(１)が成立する。
速をＶ、流体中の超音波の速度をＣ、流体の流れる方向
と超音波パルスの伝搬方向の角度をθとする。超音波送
受波器１０１を送波器、超音波送受波器１０２を受波器
として用いたときに、超音波送受波器１０１から出た超
音波パルスが超音波送受波器１０２に到達する時間であ
るシング・アラウンド周期をｔ１、シング・アラウンド
周波数ｆ１とすれば、次式(１)が成立する。
【０００７】 ｆ１＝１／ｔ１＝（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ）／Ｌ ・・・（１）
【０００８】逆に、超音波送受波器１０２を送波器とし
て、超音波送受波器１０１を受波器として用いたときの
シング・アラウンド周期をｔ２、シング・アラウンド周
波数ｆ２とすれば、次式（２）の関係が成立する。
て、超音波送受波器１０１を受波器として用いたときの
シング・アラウンド周期をｔ２、シング・アラウンド周
波数ｆ２とすれば、次式（２）の関係が成立する。
【０００９】 ｆ２＝１／ｔ２＝（Ｃ−Ｖｃｏｓθ）／Ｌ ・・・（２）
【００１０】したがって、両シング・アラウンド周波数
の周波数差Δｆは、 次式（３）となり、超音波の伝搬
経路の距離Ｌと周波数差Δｆから流体の流速Ｖを求める
ことができる。 Δｆ＝ｆ１−ｆ２＝２Ｖｃｏｓθ／Ｌ ・・・（３）
の周波数差Δｆは、 次式（３）となり、超音波の伝搬
経路の距離Ｌと周波数差Δｆから流体の流速Ｖを求める
ことができる。 Δｆ＝ｆ１−ｆ２＝２Ｖｃｏｓθ／Ｌ ・・・（３）
【００１１】すなわち、超音波の伝搬経路の距離Ｌと周
波数差Δｆから流体の流速Ｖを求めることができ、その
流速Ｖから流量を調べることができる。
波数差Δｆから流体の流速Ｖを求めることができ、その
流速Ｖから流量を調べることができる。
【００１２】このような超音波流量計では、精度が要求
されるが、精度を向上させるためには、気体に超音波を
送波、または気体を伝搬して来た超音波を受波する超音
波送受波器を構成している圧電振動子における超音波の
送受波面に形成される整合層の音響インピーダンスが重
要となる。その超音波振動を発生する圧電振動子の音響
インピーダンスは約３０×１０６程度であり、空気の音
響インピーダンスは４００程度で、音響整合層の音響イ
ンピーダンスの理想値は、０．１１×１０６程度であ
る。また、音響インピーダンスは次式（４）で定義され
る。
されるが、精度を向上させるためには、気体に超音波を
送波、または気体を伝搬して来た超音波を受波する超音
波送受波器を構成している圧電振動子における超音波の
送受波面に形成される整合層の音響インピーダンスが重
要となる。その超音波振動を発生する圧電振動子の音響
インピーダンスは約３０×１０６程度であり、空気の音
響インピーダンスは４００程度で、音響整合層の音響イ
ンピーダンスの理想値は、０．１１×１０６程度であ
る。また、音響インピーダンスは次式（４）で定義され
る。
【００１３】音響インピーダンス=(密度)×(音速)
【００１４】したがって、音響インピーダンスを低く抑
えるのに音響整合層には密度が小さな材料、例えばガラ
スバルーンやプラスチックバルーンを樹脂材料で固めた
材料が使用されている。また、中空ガラス球を熱圧縮、
あるいは、溶融材料を発泡させる等の方法が採用されて
いた。これは、例えば特許第２５５９１４４号公報等で
知ることができる。
えるのに音響整合層には密度が小さな材料、例えばガラ
スバルーンやプラスチックバルーンを樹脂材料で固めた
材料が使用されている。また、中空ガラス球を熱圧縮、
あるいは、溶融材料を発泡させる等の方法が採用されて
いた。これは、例えば特許第２５５９１４４号公報等で
知ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、超音波
流量計に使用している従来の超音波送受波器に使用して
いる音響整合層は、上述したように中空ガラス球を熱圧
縮したり、溶融材料を発泡する等の方法が採られてい
た。このため、圧力によるガラス球の破損、圧力不足に
よる分離、剥離溶融材料の発泡等の原因によって媒質が
不均質になり易く、特性にバラツキが生じ、これが機器
精度のバラツキを発生させているという問題があった。
また、音響整合層が気体中に露出しているため、湿度で
表面が崩壊したり、化学活性物質による劣化が早く、耐
久性が悪いという問題等もあった。
流量計に使用している従来の超音波送受波器に使用して
いる音響整合層は、上述したように中空ガラス球を熱圧
縮したり、溶融材料を発泡する等の方法が採られてい
た。このため、圧力によるガラス球の破損、圧力不足に
よる分離、剥離溶融材料の発泡等の原因によって媒質が
不均質になり易く、特性にバラツキが生じ、これが機器
精度のバラツキを発生させているという問題があった。
また、音響整合層が気体中に露出しているため、湿度で
表面が崩壊したり、化学活性物質による劣化が早く、耐
久性が悪いという問題等もあった。
【００１６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、その目的は特性のバラツキを少なくし
て精度を安定化させることができるとともに、耐久性の
向上等を図ることができる高感度な超音波送受波器、超
音波送受波器の製造方法及び超音波流量計を提供するも
のである。
なされたもので、その目的は特性のバラツキを少なくし
て精度を安定化させることができるとともに、耐久性の
向上等を図ることができる高感度な超音波送受波器、超
音波送受波器の製造方法及び超音波流量計を提供するも
のである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波送受波器
は、圧電体と音響整合層を含む超音波送受波器であっ
て、前記音響整合層が無機酸化物または有機高分子の乾
燥ゲルからなり、前記乾燥ゲルの固体骨格部が疎水化さ
れてなる構成を有している。この構成によれば、疎水化
されている乾燥ゲルの固体骨格部により低音響インピー
ダンスの音響整合層を有する超音波送受波器が得られ
る。また、前記乾燥ゲルの均質性の高さから特性バラツ
キの少ないものとなる。
は、圧電体と音響整合層を含む超音波送受波器であっ
て、前記音響整合層が無機酸化物または有機高分子の乾
燥ゲルからなり、前記乾燥ゲルの固体骨格部が疎水化さ
れてなる構成を有している。この構成によれば、疎水化
されている乾燥ゲルの固体骨格部により低音響インピー
ダンスの音響整合層を有する超音波送受波器が得られ
る。また、前記乾燥ゲルの均質性の高さから特性バラツ
キの少ないものとなる。
【００１８】また、本発明の超音波送受波器は、次のよ
うにして具体化すると、より好ましい超音波送受波器が
得られる。 ・第１に、前記圧電体と前記音響整合層が化学結合した
構成にすること。 ・第２に、前記圧電体が密閉容器の内面に配置されてな
り、前記音響整合層が前記密閉容器の前記圧電体の配置
位置に対向した外面に配置されてなる構成にすること。 ・第３に、前記密閉容器が、前記圧電体の配置位置に対
向した外面の位置に超音波発振波長の４分の１深さの凹
形状の音響整合層配置部を有してなり、前記音響整合層
配置部に無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルが充填
されてなる構成にすること。 ・第４に、前記密閉容器と前記音響整合層が化学結合し
てなる構成にすること。 ・第５に、前記密閉容器が導電性材料である構成にする
こと。 ・第６に、前記導電性材料が金属材料である構成にする
こと。 ・第７に、前記音響整合層を構成する乾燥ゲルが、密度
が５００ｋｇ／ｍ3以下であり、平均細孔直径が１００
ｎｍ以下である構成にすること。 ・第８に、前記乾燥ゲルの固体骨格部が、少なくとも酸
化ケイ素または酸化アルミニウムを成分として有する構
成にすること。 ・第９に、前記音響整合層の表面に、密度８００ｋｇ／
ｍ3以上であり、厚みが１０μｍ以下の保護層が形成さ
れてなる構成すること。 ・第１０に、前記保護層が、金属材料、無機材料、高分子
材料のいずれかである構成にすること。 ・第１１に、前記保護層が、アルミニウム、酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、非晶質炭素、ポリパラキシレン
のいずれかである構成にすること。
うにして具体化すると、より好ましい超音波送受波器が
得られる。 ・第１に、前記圧電体と前記音響整合層が化学結合した
構成にすること。 ・第２に、前記圧電体が密閉容器の内面に配置されてな
り、前記音響整合層が前記密閉容器の前記圧電体の配置
位置に対向した外面に配置されてなる構成にすること。 ・第３に、前記密閉容器が、前記圧電体の配置位置に対
向した外面の位置に超音波発振波長の４分の１深さの凹
形状の音響整合層配置部を有してなり、前記音響整合層
配置部に無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルが充填
されてなる構成にすること。 ・第４に、前記密閉容器と前記音響整合層が化学結合し
てなる構成にすること。 ・第５に、前記密閉容器が導電性材料である構成にする
こと。 ・第６に、前記導電性材料が金属材料である構成にする
こと。 ・第７に、前記音響整合層を構成する乾燥ゲルが、密度
が５００ｋｇ／ｍ3以下であり、平均細孔直径が１００
ｎｍ以下である構成にすること。 ・第８に、前記乾燥ゲルの固体骨格部が、少なくとも酸
化ケイ素または酸化アルミニウムを成分として有する構
成にすること。 ・第９に、前記音響整合層の表面に、密度８００ｋｇ／
ｍ3以上であり、厚みが１０μｍ以下の保護層が形成さ
れてなる構成すること。 ・第１０に、前記保護層が、金属材料、無機材料、高分子
材料のいずれかである構成にすること。 ・第１１に、前記保護層が、アルミニウム、酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、非晶質炭素、ポリパラキシレン
のいずれかである構成にすること。
【００１９】本発明の超音波送受波器の製造方法は、固
体骨格部が疎水化された無機酸化物または有機高分子の
乾燥ゲルからなる音響整合層と圧電体とを含む超音波送
受波器の製造方法であって、前記圧電体または前記圧電
体を内面に配置した気体遮蔽性容器に前記乾燥ゲルをロ
ウ付けしてなるようにしたものである。この製造方法を
用いて得られる超音波送受波器は、低音響インピーダン
スの音響整合層により高感度化ならびに特性の安定化を
図ることができる。
体骨格部が疎水化された無機酸化物または有機高分子の
乾燥ゲルからなる音響整合層と圧電体とを含む超音波送
受波器の製造方法であって、前記圧電体または前記圧電
体を内面に配置した気体遮蔽性容器に前記乾燥ゲルをロ
ウ付けしてなるようにしたものである。この製造方法を
用いて得られる超音波送受波器は、低音響インピーダン
スの音響整合層により高感度化ならびに特性の安定化を
図ることができる。
【００２０】本発明の超音波送受波器の製造方法は、固
体骨格部が疎水化された無機酸化物または有機高分子の
乾燥ゲルからなる音響整合層と圧電体とを含む超音波送
受波器の製造方法であって、圧電体または前記圧電体を
内面に配置した気体遮蔽性容器にゲル原料液を塗布する
成膜工程、前記ゲル原料液より湿潤ゲルを得る固体化工
程、前記湿潤ゲル中の溶媒を除去して乾燥ゲルを得る乾
燥工程を含んで前記音響整合層を形成してなるようにし
たものである。この製造方法を用いて得られる超音波送
受波器は、低音響インピーダンスの音響整合層により高
感度化ならびに特性の安定化を図ることができる。
体骨格部が疎水化された無機酸化物または有機高分子の
乾燥ゲルからなる音響整合層と圧電体とを含む超音波送
受波器の製造方法であって、圧電体または前記圧電体を
内面に配置した気体遮蔽性容器にゲル原料液を塗布する
成膜工程、前記ゲル原料液より湿潤ゲルを得る固体化工
程、前記湿潤ゲル中の溶媒を除去して乾燥ゲルを得る乾
燥工程を含んで前記音響整合層を形成してなるようにし
たものである。この製造方法を用いて得られる超音波送
受波器は、低音響インピーダンスの音響整合層により高
感度化ならびに特性の安定化を図ることができる。
【００２１】また、本発明の超音波送受波器の製造方法
は、次のようにして具体化すると、より好ましい超音波
送受波器が得られる。 ・第１に、前記圧電体が密閉容器の内面に配置されてな
る超音波送受波器において、前記密閉容器の前記圧電体
の配置位置に対向した外面の位置に超音波発振波長の４
分の１深さの凹形状の音響整合層配置部を有しており、
前記音響整合層配置部にゲル原料液を塗布してなるよう
にすること。 ・第２に、前記音響整合層の表面に、保護層を乾式成膜
法で形成してなること。
は、次のようにして具体化すると、より好ましい超音波
送受波器が得られる。 ・第１に、前記圧電体が密閉容器の内面に配置されてな
る超音波送受波器において、前記密閉容器の前記圧電体
の配置位置に対向した外面の位置に超音波発振波長の４
分の１深さの凹形状の音響整合層配置部を有しており、
前記音響整合層配置部にゲル原料液を塗布してなるよう
にすること。 ・第２に、前記音響整合層の表面に、保護層を乾式成膜
法で形成してなること。
【００２２】また、本発明の超音波流量計は、被測定流
体が流れる流量測定部と、前記流量測定部に設けられ超
音波信号を送受信する一対の超音波送受波器と、前記超
音波送受波器間の超音波伝搬時間を計測する計測回路
と、前記計測回路からの信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段とを備えてなり、前記超音波送受波器が前
記測定流体と圧電体とを遮断した密閉容器で構成されて
なる構成としたものである。この超音波流量計は、前記
超音波送受波器が高感度および特性バラツキが少ないこ
とから流量計測の安定性の向上が図れる。
体が流れる流量測定部と、前記流量測定部に設けられ超
音波信号を送受信する一対の超音波送受波器と、前記超
音波送受波器間の超音波伝搬時間を計測する計測回路
と、前記計測回路からの信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段とを備えてなり、前記超音波送受波器が前
記測定流体と圧電体とを遮断した密閉容器で構成されて
なる構成としたものである。この超音波流量計は、前記
超音波送受波器が高感度および特性バラツキが少ないこ
とから流量計測の安定性の向上が図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態で、超音波流量計に用いる超音波
送受波器の圧電振動子の断面図である。図１において、
電気−超音波相互変換を行う圧電振動子１は、圧電体２
と音響整合層３で構成されている。圧電体２は、超音波
振動を発生するもので、圧電セラミックや圧電単結晶等
からなり、厚さ方向に分極され、上下面に電極を有して
いる。音響整合層３は、気体に超音波を送波、または気
体を伝搬して来た超音波を受波するためのもので、駆動
交流電圧により励振される圧電体２の機械的振動が外部
の媒体に超音波として効率よく出ていき、到来した超音
波が効率よく電圧に変換される役目を有し、圧電体２に
おける超音波の送受波面を形成する状態にして圧電体２
の片側に化学結合により貼り合わされている。また、音
響整合層３は無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルで
なり、乾燥ゲルの固体骨格部が疎水化され、その密度が
５００ｋｇ／ｍ３以下で、平均の細孔直径が１００ｎｍ
以下のナノ多孔体乾燥ゲル（ナノ多孔質乾燥ゲル）とし
て形成されている。なお、無機酸化物の乾燥ゲルの固体
骨格部は、少なくとも酸化ケイ素（シリカ）または酸化
アルミニウム（アルミナ）を成分としている。また、有
機高分子の乾燥ゲルの固体骨格部は、一般的な熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂により構成することができる。例え
ば、ポリウレタン、ポリウレア、フェノール硬化樹脂、
ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸メチルなどを適
用することができる。
明の第１の実施の形態で、超音波流量計に用いる超音波
送受波器の圧電振動子の断面図である。図１において、
電気−超音波相互変換を行う圧電振動子１は、圧電体２
と音響整合層３で構成されている。圧電体２は、超音波
振動を発生するもので、圧電セラミックや圧電単結晶等
からなり、厚さ方向に分極され、上下面に電極を有して
いる。音響整合層３は、気体に超音波を送波、または気
体を伝搬して来た超音波を受波するためのもので、駆動
交流電圧により励振される圧電体２の機械的振動が外部
の媒体に超音波として効率よく出ていき、到来した超音
波が効率よく電圧に変換される役目を有し、圧電体２に
おける超音波の送受波面を形成する状態にして圧電体２
の片側に化学結合により貼り合わされている。また、音
響整合層３は無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルで
なり、乾燥ゲルの固体骨格部が疎水化され、その密度が
５００ｋｇ／ｍ３以下で、平均の細孔直径が１００ｎｍ
以下のナノ多孔体乾燥ゲル（ナノ多孔質乾燥ゲル）とし
て形成されている。なお、無機酸化物の乾燥ゲルの固体
骨格部は、少なくとも酸化ケイ素（シリカ）または酸化
アルミニウム（アルミナ）を成分としている。また、有
機高分子の乾燥ゲルの固体骨格部は、一般的な熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂により構成することができる。例え
ば、ポリウレタン、ポリウレア、フェノール硬化樹脂、
ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸メチルなどを適
用することができる。
【００２４】（第２の実施の形態）図２は、本発明の第
２の実施の形態で、図１の圧電振動子１を用いた超音波
送受波器の断面図である。図２において図１と同一符号
を付したものは、図１と同一の材料で、また同じ役目を
持って形成されたものを示している。圧電振動子１は、
概略筒状をした導電材材料、例えば外部の流体に対して
信頼性が確保できる金属等の材料で作られているケース
４の内側に貼り付けられている。そのケース４の上面開
口は圧電振動子１における音響整合層３の上面と共に保
護層５で覆われ、外部流体と遮断された状態になってい
るとともに、下面は同じく金属等の導電材料で作られて
いる蓋板７で覆われて完全に封止され、ケース４は蓋板
７と共に気体遮蔽性容器として作られている。また、蓋
板７には駆動端子６ａ，６ｂが取り付けられている。２
つの駆動端子６ａ，６ｂのうち、一方の駆動端子６ａは
蓋板７及びケース４を介して圧電体２の上面電極に電気
的に接続されている。他方の駆動端子６ｂは、絶縁材８
で蓋板７と電気的に絶縁されているとともに、ケース４
内で圧電体２の下面電極に電気的に接続されている。
２の実施の形態で、図１の圧電振動子１を用いた超音波
送受波器の断面図である。図２において図１と同一符号
を付したものは、図１と同一の材料で、また同じ役目を
持って形成されたものを示している。圧電振動子１は、
概略筒状をした導電材材料、例えば外部の流体に対して
信頼性が確保できる金属等の材料で作られているケース
４の内側に貼り付けられている。そのケース４の上面開
口は圧電振動子１における音響整合層３の上面と共に保
護層５で覆われ、外部流体と遮断された状態になってい
るとともに、下面は同じく金属等の導電材料で作られて
いる蓋板７で覆われて完全に封止され、ケース４は蓋板
７と共に気体遮蔽性容器として作られている。また、蓋
板７には駆動端子６ａ，６ｂが取り付けられている。２
つの駆動端子６ａ，６ｂのうち、一方の駆動端子６ａは
蓋板７及びケース４を介して圧電体２の上面電極に電気
的に接続されている。他方の駆動端子６ｂは、絶縁材８
で蓋板７と電気的に絶縁されているとともに、ケース４
内で圧電体２の下面電極に電気的に接続されている。
【００２５】保護層５は、密度が８００ｋｇ／ｍ3 以
上、厚みが１０μｍ以下で、金属材料、無機材料、高分
子材料等を用いてなる層であり、具体的にはアルミニウ
ム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、低融点ガラス、非
晶質炭素、高分子（ポリパラキシレン、ポリイミド）等
の他に、コーティング樹脂、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂、
熱硬化樹脂等が使用される。また、アルミニウムを用い
た場合は蒸着あるいはスパッタ処理で設けられ、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウムを用いた場合は蒸着処理あるい
はスパッタ処理、ＣＶＤ( Chemical Vapor Deposition:
化学的気相成長法)処理等で設けられる。低融点ガラス
を用いた場合はコーティング処理で設けられ、非晶質炭
素を用いた場合はプラズマＣＶＤ処理で設けられ、高分
子（ポリパラキシレン、ポリイミド）を用いた場合は蒸
着重合処理等で設けられる。
上、厚みが１０μｍ以下で、金属材料、無機材料、高分
子材料等を用いてなる層であり、具体的にはアルミニウ
ム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、低融点ガラス、非
晶質炭素、高分子（ポリパラキシレン、ポリイミド）等
の他に、コーティング樹脂、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂、
熱硬化樹脂等が使用される。また、アルミニウムを用い
た場合は蒸着あるいはスパッタ処理で設けられ、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウムを用いた場合は蒸着処理あるい
はスパッタ処理、ＣＶＤ( Chemical Vapor Deposition:
化学的気相成長法)処理等で設けられる。低融点ガラス
を用いた場合はコーティング処理で設けられ、非晶質炭
素を用いた場合はプラズマＣＶＤ処理で設けられ、高分
子（ポリパラキシレン、ポリイミド）を用いた場合は蒸
着重合処理等で設けられる。
【００２６】このように構成されている超音波送受波器
では、駆動端子６ａ，６ｂに超音波送受波器の共振周波
数近傍の周波数の交流信号成分を持つバースト信号電圧
を印加すると、圧電振動子１は厚み振動モードで振動
し、気体または液体中等の流体中にバースト状の超音波
を放射することになる。
では、駆動端子６ａ，６ｂに超音波送受波器の共振周波
数近傍の周波数の交流信号成分を持つバースト信号電圧
を印加すると、圧電振動子１は厚み振動モードで振動
し、気体または液体中等の流体中にバースト状の超音波
を放射することになる。
【００２７】（第３の実施の態様）図３は、本発明の第
３の実施の形態で、図１の圧電振動子１に若干の変更を
加えて、その圧電振動子１をケース１４に組み込んだ超
音波送受波器の断面図である。図３において図１及び図
２と同一符号を付したものは、図１と同一の材料で、ま
た同じ役目を持って形成されているものであるので、そ
の重複説明は省略し、異なる点だけ説明する。ケース１
４は上面１４ａに音響整合層配置部としての凹所１５を
設けて上面１４ａの全体が閉じられ、概略筒状をしたケ
ースとして形成されているとともに、下面は蓋板７で閉
じられて、気体遮蔽性容器として形成されている。な
お、凹所１５の深さは、超音波発振波長の４分の１深さ
で形成されており、そのケース１４は第１の実施の形態
のケース４と同様に、導電材材料、例えば外部の流体に
対して信頼性が確保できる金属等の材料で作らている。
そして、圧電振動子１は、ケース１４の内部で上面１４
ａに圧電体２を貼り付け、外部の凹部１５内に音響整合
層３を貼り付けた構造になっている。このように構成さ
れている超音波送受波器でも、駆動端子６ａ，６ｂに超
音波送受波器の共振周波数近傍の周波数の交流信号成分
を持つバースト信号電圧を印加すると、圧電振動子１は
厚み振動モードで振動し、気体または液体中等の流体中
にバースト状の超音波を放射することになる。
３の実施の形態で、図１の圧電振動子１に若干の変更を
加えて、その圧電振動子１をケース１４に組み込んだ超
音波送受波器の断面図である。図３において図１及び図
２と同一符号を付したものは、図１と同一の材料で、ま
た同じ役目を持って形成されているものであるので、そ
の重複説明は省略し、異なる点だけ説明する。ケース１
４は上面１４ａに音響整合層配置部としての凹所１５を
設けて上面１４ａの全体が閉じられ、概略筒状をしたケ
ースとして形成されているとともに、下面は蓋板７で閉
じられて、気体遮蔽性容器として形成されている。な
お、凹所１５の深さは、超音波発振波長の４分の１深さ
で形成されており、そのケース１４は第１の実施の形態
のケース４と同様に、導電材材料、例えば外部の流体に
対して信頼性が確保できる金属等の材料で作らている。
そして、圧電振動子１は、ケース１４の内部で上面１４
ａに圧電体２を貼り付け、外部の凹部１５内に音響整合
層３を貼り付けた構造になっている。このように構成さ
れている超音波送受波器でも、駆動端子６ａ，６ｂに超
音波送受波器の共振周波数近傍の周波数の交流信号成分
を持つバースト信号電圧を印加すると、圧電振動子１は
厚み振動モードで振動し、気体または液体中等の流体中
にバースト状の超音波を放射することになる。
【００２８】（第４の実施の態様）図４は、本発明の第
４の実施の形態で、図３に示した超音波送受波器におけ
る音響整合層３の上面全体を覆った状態にして保護層５
を設け、音響整合層３を音響層配置部である凹所１５内
に封止した構造にしたもので、それ以外の構造は図３に
示した第３の実施の形態の超音波送受波器の構造と同じ
である。このように構成されている超音波送受波器で
も、駆動端子６ａ，６ｂに超音波送受波器の共振周波数
近傍の周波数の交流信号成分を持つバースト信号電圧を
印加すると、圧電振動子１は厚み振動モードで振動し、
気体または液体中等の流体中にバースト状の超音波を放
射することになる。
４の実施の形態で、図３に示した超音波送受波器におけ
る音響整合層３の上面全体を覆った状態にして保護層５
を設け、音響整合層３を音響層配置部である凹所１５内
に封止した構造にしたもので、それ以外の構造は図３に
示した第３の実施の形態の超音波送受波器の構造と同じ
である。このように構成されている超音波送受波器で
も、駆動端子６ａ，６ｂに超音波送受波器の共振周波数
近傍の周波数の交流信号成分を持つバースト信号電圧を
印加すると、圧電振動子１は厚み振動モードで振動し、
気体または液体中等の流体中にバースト状の超音波を放
射することになる。
【００２９】次に、図１乃至図４に示した音響整合層３
を製造し、それを圧電体２あるいはケース１４に貼り付
ける方法の実施例について説明する。 （実施例１）図５は第１の実施例で、音響整合層３を製
造し、それを圧電子２に貼り付ける方法を工程順に示し
ている説明図である。その第１の実施例を工程１〜工程
６の順に説明する。 ・工程１：ケイ酸ソーダの電気透析を行い、ｐＨ９〜１
０のケイ酸水溶液を作る。 ・工程２：ケイ酸水溶液のｐＨを５．５に調整し、それ
を型に流し込む（注型）。そうすると、ケイ酸水溶液が
時間と共にゲル化された水性湿潤ゲルブロックを得る。 ・工程３：ゲル化されたケイ酸水溶液をトリメチルクロ
ルシラン(ＴＭＳＣ)のアセトン溶液にて疎水化し、脱水
処理を行い、湿潤ゲルブロックを作る。 ・工程４：湿潤ゲルブロックを二酸化炭素を使用して超
臨界乾燥させ、シリカ乾燥ゲルブロックを作る。 ・工程５：シリカ乾燥ゲルブロックをλ／４の厚みにカ
ッティングし、所定の音響整合層３を形成する。 ・工程６：工程５でカッティングされた音響整合層３を
圧電体２の一面あるいはケース１４の上面１４ａに、銀
ロウ付けあるいは接着剤で貼り付けると圧電振動子１が
出来上がる。
を製造し、それを圧電体２あるいはケース１４に貼り付
ける方法の実施例について説明する。 （実施例１）図５は第１の実施例で、音響整合層３を製
造し、それを圧電子２に貼り付ける方法を工程順に示し
ている説明図である。その第１の実施例を工程１〜工程
６の順に説明する。 ・工程１：ケイ酸ソーダの電気透析を行い、ｐＨ９〜１
０のケイ酸水溶液を作る。 ・工程２：ケイ酸水溶液のｐＨを５．５に調整し、それ
を型に流し込む（注型）。そうすると、ケイ酸水溶液が
時間と共にゲル化された水性湿潤ゲルブロックを得る。 ・工程３：ゲル化されたケイ酸水溶液をトリメチルクロ
ルシラン(ＴＭＳＣ)のアセトン溶液にて疎水化し、脱水
処理を行い、湿潤ゲルブロックを作る。 ・工程４：湿潤ゲルブロックを二酸化炭素を使用して超
臨界乾燥させ、シリカ乾燥ゲルブロックを作る。 ・工程５：シリカ乾燥ゲルブロックをλ／４の厚みにカ
ッティングし、所定の音響整合層３を形成する。 ・工程６：工程５でカッティングされた音響整合層３を
圧電体２の一面あるいはケース１４の上面１４ａに、銀
ロウ付けあるいは接着剤で貼り付けると圧電振動子１が
出来上がる。
【００３０】（実施例２）図６は第２の実施例で、音響
整合層３を製造し、それを金属密封型のケース１４に貼
り付ける方法を工程順に示している説明図である。その
第２の実施例を工程１〜工程７の順に説明する。 ・工程１：テトラエトキシシランとアルミニウム−sec
−ブトキシド、エタノールからゾル溶液を形成する。 ・工程２：ゾル溶液にゲル化触媒、または酸または塩基
を加え、ケース１４に増粘状態で塗布するための、ゲル
化開始前の塗布原料液を作る。 ・工程３：ケース１４の塗布面に塗布原料液を塗布し、
ケース（密閉容器）１４との複合化を図る。 ・工程４：塗布原料液の塗布後、ゲル化されるときに、
ケース１４の表面のＯＨ基と原料のアルコキシ基が反応
して化学結合し、ケース１４の表面に湿潤ゲル膜を形成
する。 ・工程５：エタノールで洗浄し、洗浄後に超臨界乾燥し
た後に、トリメチルクロルシランの蒸気にて疎水処理し
て、ケース１４の表面にアルミノシリカ乾燥ゲル膜を形
成する。 ・工程６：ケース１４の表面に作られたアルミノシリカ
乾燥ゲル膜の上に、真空中で乾式の保護膜（保護層５）
を形成する。この保護膜５は、酸化ケイ素の蒸着、スパ
ッタリング、あるいはＣＶＤなどにより形成する。 ・工程７：その後、ケース１４に圧電体２、蓋板７、駆
動端子６ａ，６ｂ等を組み付けると圧電振動子１が出来
上がる。
整合層３を製造し、それを金属密封型のケース１４に貼
り付ける方法を工程順に示している説明図である。その
第２の実施例を工程１〜工程７の順に説明する。 ・工程１：テトラエトキシシランとアルミニウム−sec
−ブトキシド、エタノールからゾル溶液を形成する。 ・工程２：ゾル溶液にゲル化触媒、または酸または塩基
を加え、ケース１４に増粘状態で塗布するための、ゲル
化開始前の塗布原料液を作る。 ・工程３：ケース１４の塗布面に塗布原料液を塗布し、
ケース（密閉容器）１４との複合化を図る。 ・工程４：塗布原料液の塗布後、ゲル化されるときに、
ケース１４の表面のＯＨ基と原料のアルコキシ基が反応
して化学結合し、ケース１４の表面に湿潤ゲル膜を形成
する。 ・工程５：エタノールで洗浄し、洗浄後に超臨界乾燥し
た後に、トリメチルクロルシランの蒸気にて疎水処理し
て、ケース１４の表面にアルミノシリカ乾燥ゲル膜を形
成する。 ・工程６：ケース１４の表面に作られたアルミノシリカ
乾燥ゲル膜の上に、真空中で乾式の保護膜（保護層５）
を形成する。この保護膜５は、酸化ケイ素の蒸着、スパ
ッタリング、あるいはＣＶＤなどにより形成する。 ・工程７：その後、ケース１４に圧電体２、蓋板７、駆
動端子６ａ，６ｂ等を組み付けると圧電振動子１が出来
上がる。
【００３１】（実施例３）図７は第３の実施例で、音響
整合層３を製造し、それを金属密封型のケース１４、特
にそのケース１４をステンレス製のケースとした場合
に、そのケース１４に音響整合層３を貼り付ける方法を
工程順に示している説明図である。その第３の実施例を
工程１〜工程６の順に説明する。 ・工程１：ケイ酸ソーダの電気透析を行い、ｐＨ９〜１
０のケイ酸水溶液を作る。 ・工程２：ケイ酸水溶液のｐＨを５．５に調整し、それ
をケース１４上に滴下して塗布し、ケイ酸水溶液とケー
ス１４との複合化を図る。 ・工程３：塗布原料液の塗布後、その塗布原料液がゲル
化されるときに、ケース１４の表面のＯＨ基と原料のア
ルコキシ基が反応して化学結合し、ケース１４の表面に
湿潤ゲル膜が形成される。 ・工程４：ゲル化されたケイ酸水溶液をトリメチルクロ
ルシラン(ＴＭＳＣ)のアセトン溶液にて疎水化し、脱水
処理を行う。また、ヘキサンに溶媒置換後、１００℃に
維持した容器中で乾燥し、酸化ケイ素のシリカ乾燥ゲル
膜を形成する。 ・工程５：ケース１４の表面に作られたシリカ乾燥ゲル
膜の上に、高周波プラズマＣＶＤによる非結晶炭素（ダ
イヤモンドライクカーボン）膜の保護膜（保護層５）を
形成する。この保護膜５は、硬くて傷が付きにくく、耐
薬品性が高い。また、ガスバリア性に優れ、低収着性を
有して化学物質が付きにくい。 ・工程６：その後、ケース１４に圧電体２、蓋板７、駆
動端子６ａ，６ｂ等を組み付けると圧電振動子１が出来
上がる。
整合層３を製造し、それを金属密封型のケース１４、特
にそのケース１４をステンレス製のケースとした場合
に、そのケース１４に音響整合層３を貼り付ける方法を
工程順に示している説明図である。その第３の実施例を
工程１〜工程６の順に説明する。 ・工程１：ケイ酸ソーダの電気透析を行い、ｐＨ９〜１
０のケイ酸水溶液を作る。 ・工程２：ケイ酸水溶液のｐＨを５．５に調整し、それ
をケース１４上に滴下して塗布し、ケイ酸水溶液とケー
ス１４との複合化を図る。 ・工程３：塗布原料液の塗布後、その塗布原料液がゲル
化されるときに、ケース１４の表面のＯＨ基と原料のア
ルコキシ基が反応して化学結合し、ケース１４の表面に
湿潤ゲル膜が形成される。 ・工程４：ゲル化されたケイ酸水溶液をトリメチルクロ
ルシラン(ＴＭＳＣ)のアセトン溶液にて疎水化し、脱水
処理を行う。また、ヘキサンに溶媒置換後、１００℃に
維持した容器中で乾燥し、酸化ケイ素のシリカ乾燥ゲル
膜を形成する。 ・工程５：ケース１４の表面に作られたシリカ乾燥ゲル
膜の上に、高周波プラズマＣＶＤによる非結晶炭素（ダ
イヤモンドライクカーボン）膜の保護膜（保護層５）を
形成する。この保護膜５は、硬くて傷が付きにくく、耐
薬品性が高い。また、ガスバリア性に優れ、低収着性を
有して化学物質が付きにくい。 ・工程６：その後、ケース１４に圧電体２、蓋板７、駆
動端子６ａ，６ｂ等を組み付けると圧電振動子１が出来
上がる。
【００３２】（実施例４）図８は第４の実施例で、音響
整合層３を製造し、それを金属密封型のケース１４、特
にそのケース１４をアルミ製のケースとした場合に、そ
のケース１４に音響整合層３を貼り付ける方法を工程順
に示している説明図である。その第４の実施例を工程１
〜工程７の順に説明する。 ・工程１：トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とトル
エンジアミン（ＴＤＡ）をアセトンやテトラヒドロフラ
ン等の非プロトン系溶媒中で混合し、ポリウレア構造を
持つ水溶液を作る。この場合の溶媒は、原料と反応しな
い溶媒を用意することが重要である。 ・工程２：水溶液をケース１４上に滴下して塗布し、ケ
ース１４との複合化を図る。 ・工程３：塗布原料液の塗布後、その塗布原料液がゲル
化されるときに、ケース１４の表面のＯＨ基と原料が反
応して化学結合し、ケース１４の表面に湿潤ゲル膜が形
成される。 ・工程４：ゲル化された塗布原料液をターシャルプチル
アルコールに溶媒置換後、２５℃以下で凍結し、その
後、４１Ｔｏｒｒ以下に減圧状態で加熱して乾燥し、有
機乾燥ゲル膜を形成する。この有機乾燥ゲル膜は撥水性
を有する。 ・工程５：ケース１４の表面に作られた有機乾燥ゲル膜
の上にウレタン系紫外線（ＵＶ）硬化樹脂をコーティン
グして硬化し、保護膜（保護層５）を形成する。 ・工程６：その後、ケース１４に圧電体２、蓋板７、駆
動端子６ａ，６ｂ等を組み付けると圧電振動子１が出来
上がる。
整合層３を製造し、それを金属密封型のケース１４、特
にそのケース１４をアルミ製のケースとした場合に、そ
のケース１４に音響整合層３を貼り付ける方法を工程順
に示している説明図である。その第４の実施例を工程１
〜工程７の順に説明する。 ・工程１：トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とトル
エンジアミン（ＴＤＡ）をアセトンやテトラヒドロフラ
ン等の非プロトン系溶媒中で混合し、ポリウレア構造を
持つ水溶液を作る。この場合の溶媒は、原料と反応しな
い溶媒を用意することが重要である。 ・工程２：水溶液をケース１４上に滴下して塗布し、ケ
ース１４との複合化を図る。 ・工程３：塗布原料液の塗布後、その塗布原料液がゲル
化されるときに、ケース１４の表面のＯＨ基と原料が反
応して化学結合し、ケース１４の表面に湿潤ゲル膜が形
成される。 ・工程４：ゲル化された塗布原料液をターシャルプチル
アルコールに溶媒置換後、２５℃以下で凍結し、その
後、４１Ｔｏｒｒ以下に減圧状態で加熱して乾燥し、有
機乾燥ゲル膜を形成する。この有機乾燥ゲル膜は撥水性
を有する。 ・工程５：ケース１４の表面に作られた有機乾燥ゲル膜
の上にウレタン系紫外線（ＵＶ）硬化樹脂をコーティン
グして硬化し、保護膜（保護層５）を形成する。 ・工程６：その後、ケース１４に圧電体２、蓋板７、駆
動端子６ａ，６ｂ等を組み付けると圧電振動子１が出来
上がる。
【００３３】図９は、本発明の超音波送受波器を用いた
超音波流量計を示すブロック図である。図９における超
音波流量計は、流量測定部５１である管内を被測定流体
が速度Ｖにて図に示す方向に流れるようにして設置され
る。その流量測定部５１の管壁には、本発明の超音波送
受波器としての圧電振動子１（１ａ，１ｂ）が相対して
配置されている。ここでは、圧電振動子１ａを超音波送
波器（以下、「超音波送波器１ａ」という）として用
い、圧電振動子１ｂを超音波受波器（以下、「超音波受
波器１ｂ」という）として用いている。また、超音波送
波器１ａと超音波受波器１ｂには、これらの送受信を切
り替える切替回路５５を介して、超音波送受波器１ａ，
１ｂを駆動する駆動回路５４と、超音波パルスを検知す
る受信検知回路５６、超音波パルスの伝搬時間を計測す
るタイマ５７、該タイマ５７の出力より流量を演算する
演算部５８、駆動回路５４とタイマ５７に制御信号を出
力する制御部５９が接続されている。
超音波流量計を示すブロック図である。図９における超
音波流量計は、流量測定部５１である管内を被測定流体
が速度Ｖにて図に示す方向に流れるようにして設置され
る。その流量測定部５１の管壁には、本発明の超音波送
受波器としての圧電振動子１（１ａ，１ｂ）が相対して
配置されている。ここでは、圧電振動子１ａを超音波送
波器（以下、「超音波送波器１ａ」という）として用
い、圧電振動子１ｂを超音波受波器（以下、「超音波受
波器１ｂ」という）として用いている。また、超音波送
波器１ａと超音波受波器１ｂには、これらの送受信を切
り替える切替回路５５を介して、超音波送受波器１ａ，
１ｂを駆動する駆動回路５４と、超音波パルスを検知す
る受信検知回路５６、超音波パルスの伝搬時間を計測す
るタイマ５７、該タイマ５７の出力より流量を演算する
演算部５８、駆動回路５４とタイマ５７に制御信号を出
力する制御部５９が接続されている。
【００３４】このように構成された超音波流量計の動作
を次に説明する。非測定流体を例えばＬＰガス、超音波
送受波器１ａ，１ｂの駆動周波数を約５００ｋＨｚとす
る。制御部５９では駆動回路５４に送信開始信号を出力
すると同時に、タイマ７の時間計測を開始させる。駆動
回路５４は送信開始信号を受けると超音波送受波器１ａ
を駆動し、超音波パルスを送信する。送信された超音波パ
ルスは流量測定内を伝搬し、超音波送受波器１ｂで受信
される。受信された超音波パルスは超音波送受波器１ｂ
で電気信号に変換され、受信検知回路５６に出力される。
受信検知回路５６では受信信号の受信タイミングを決定
し、タイマ５７を停止させ、演算部５８で伝搬時間ｔ１
を演算する。
を次に説明する。非測定流体を例えばＬＰガス、超音波
送受波器１ａ，１ｂの駆動周波数を約５００ｋＨｚとす
る。制御部５９では駆動回路５４に送信開始信号を出力
すると同時に、タイマ７の時間計測を開始させる。駆動
回路５４は送信開始信号を受けると超音波送受波器１ａ
を駆動し、超音波パルスを送信する。送信された超音波パ
ルスは流量測定内を伝搬し、超音波送受波器１ｂで受信
される。受信された超音波パルスは超音波送受波器１ｂ
で電気信号に変換され、受信検知回路５６に出力される。
受信検知回路５６では受信信号の受信タイミングを決定
し、タイマ５７を停止させ、演算部５８で伝搬時間ｔ１
を演算する。
【００３５】引き続き切替回路５５で駆動部５４と受信
検知回路５６に接続する超音波送受波器１ａ，１ｂを切
り替え、再び制御部５９では駆動回路５４に送信開始信
号を出力すると同時に、タイマ５７の時間計測を開始さ
せる。伝搬時間ｔ１の測定と逆に、超音波送受波器１ｂ
で超音波パルスを送信し、超音渡送受波器１ａで受信し、
演算部５８で伝搬時間ｔ２を演算する。
検知回路５６に接続する超音波送受波器１ａ，１ｂを切
り替え、再び制御部５９では駆動回路５４に送信開始信
号を出力すると同時に、タイマ５７の時間計測を開始さ
せる。伝搬時間ｔ１の測定と逆に、超音波送受波器１ｂ
で超音波パルスを送信し、超音渡送受波器１ａで受信し、
演算部５８で伝搬時間ｔ２を演算する。
【００３６】ここで、超音波送受波器１ａと超音渡送受
波器１ｂの中心を結ぶ距離をＬ、ＬＰガスの無風状態で
の音速をＣ、流量測定部５１内での流速をＶ、非測定流
体の流れの方向と超音波送受波器１ａ，１ｂの中心を結
ぶ線との角度をθとすると、伝搬時間ｔ１，ｔ２はそれ
ぞれ求められる。また、距離Ｌは既知であるので時間ｔ
１とｔ２を測定すれば流速Ｖが求められ、その流速Ｖか
ら流量を調べることができることとなる。
波器１ｂの中心を結ぶ距離をＬ、ＬＰガスの無風状態で
の音速をＣ、流量測定部５１内での流速をＶ、非測定流
体の流れの方向と超音波送受波器１ａ，１ｂの中心を結
ぶ線との角度をθとすると、伝搬時間ｔ１，ｔ２はそれ
ぞれ求められる。また、距離Ｌは既知であるので時間ｔ
１とｔ２を測定すれば流速Ｖが求められ、その流速Ｖか
ら流量を調べることができることとなる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、音響整
合層が無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルからな
り、 乾燥ゲルの固体骨格部が疎水化されてなる構成を有
しているので、疎水化されている乾燥ゲルの固体骨格部
により極めて軽量で音響インピーダンスの小さな音響整
合層を有する超音波送受波器が得られる。また、乾燥ゲ
ルの均質性の高さから特性バラツキが少ない安定した超
音波送受波器が得られる。さらに、無機酸化物または有
機高分子の乾燥ゲル形成時に、圧電体表面または容器
（ケース）表面のＯＨ基と原料の成分が反応して化学的
に結合されて貼り付けられるので、接着層の無い、いわ
ゆる接着層レスの超音波送受波器が得られるという優れ
た効果も期待できる。
合層が無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルからな
り、 乾燥ゲルの固体骨格部が疎水化されてなる構成を有
しているので、疎水化されている乾燥ゲルの固体骨格部
により極めて軽量で音響インピーダンスの小さな音響整
合層を有する超音波送受波器が得られる。また、乾燥ゲ
ルの均質性の高さから特性バラツキが少ない安定した超
音波送受波器が得られる。さらに、無機酸化物または有
機高分子の乾燥ゲル形成時に、圧電体表面または容器
（ケース）表面のＯＨ基と原料の成分が反応して化学的
に結合されて貼り付けられるので、接着層の無い、いわ
ゆる接着層レスの超音波送受波器が得られるという優れ
た効果も期待できる。
【図１】本発明の第１の形態として示す超音波受波器の
断面図
断面図
【図２】本発明の第２の形態として示す超音波受波器の
断面図
断面図
【図３】本発明の第３の形態として示す超音波受波器の
断面図
断面図
【図４】本発明の第４の形態として示す超音波受波器の
断面図
断面図
【図５】本発明の超音波受波器における製造方法の第１
実施例を説明する工程図
実施例を説明する工程図
【図６】本発明の超音波受波器における製造方法の第２
実施例を説明する工程図
実施例を説明する工程図
【図７】本発明の超音波受波器における製造方法の第３
実施例を説明する工程図
実施例を説明する工程図
【図８】本発明の超音波受波器における製造方法の第３
実施例を説明する工程図
実施例を説明する工程図
【図９】本発明の超音波送受波器を用いた超音波流量計
を示すブロック図
を示すブロック図
【図１０】一般的な超音波流量計の測定原理を示す断面
図
図
１ 圧電振動子 ２ 圧電体 ３ 音響整合層 ４ ケース ５ 保護層 ６ａ，６ｂ 駆動端子 ７ 蓋板 １４ ケース １４ａ 上面 １５ 凹所（音響整合層配置部） ５１ 流量測定部 ５４ 駆動回路 ５５ 切替回路 ５６ 受信検知回路 ５７ タイマ（計測回路） ５８ 演算部 ５９ 制御部
フロントページの続き (72)発明者 橋本 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F035 DA16 DA23 5D019 AA18 GG01 HH03
Claims (17)
- 【請求項１】 圧電体と音響整合層を含む超音波送受波
器であって、前記音響整合層が無機酸化物または有機高
分子の乾燥ゲルからなり、前記乾燥ゲルの固体骨格部が
疎水化されてなることを特徴とする超音波送受波器。 - 【請求項２】 前記圧電体と前記音響整合層が化学結合
してなる請求項１記載の超音波送受波器。 - 【請求項３】 前記圧電体が密閉容器の内面に配置され
てなり、前記音響整合層が前記密閉容器の前記圧電体の
配置位置に対向した外面に配置されてなる請求項１記載
の超音波送受波器。 - 【請求項４】 前記密閉容器が、前記圧電体の配置位置
に対向した外面の位置に超音波発振波長の４分の１深さ
の凹形状の音響整合層配置部を有してなり、前記音響整
合層配置部に無機酸化物または有機高分子の乾燥ゲルが
充填されてなる請求項３記載の超音波送受波器。 - 【請求項５】 前記密閉容器と前記音響整合層が化学結
合してなる請求項３または４記載の超音波送受波器。 - 【請求項６】 前記密閉容器が導電性材料である請求項
３から５のいずれかに記載の超音波送受波器。 - 【請求項７】 前記導電性材料が金属材料である請求項
６記載の超音波送受波器。 - 【請求項８】 前記音響整合層を構成する前記乾燥ゲル
が、密度が５００ｋｇ／ｍ3以下であり、平均細孔直径
が１００ｎｍ以下である請求項１から７のいずれかに記
載の超音波送受波器。 - 【請求項９】 前記乾燥ゲルの固体骨格部が、少なくと
も酸化ケイ素または酸化アルミニウムを成分として有す
る請求項１から８のいずれかに記載の超音波送受波器。 - 【請求項１０】 前記音響整合層の表面に、密度８００
ｋｇ／ｍ3以上であり、厚みが１０μｍ以下の保護層が
形成されてなる請求項１から９のいずれかに記載の超音
波送受波器。 - 【請求項１１】 前記保護層が、金属材料、無機材料、高
分子材料のいずれかである請求項１０記載の超音波送受
波器。 - 【請求項１２】 前記保護層が、アルミニウム、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウム、非晶質炭素、ポリパラキシレ
ンのいずれかである請求項１１記載の超音波送受波器。 - 【請求項１３】 固体骨格部が疎水化された無機酸化物
または有機高分子の乾燥ゲルからなる音響整合層と圧電
体とを含む超音波送受波器の製造方法であって、前記圧
電体または前記圧電体を内面に配置した気体遮蔽性容器
に前記乾燥ゲルをロウ付けしてなることを特徴とする超
音波送受波器の製造方法。 - 【請求項１４】 固体骨格部が疎水化された無機酸化物
または有機高分子の乾燥ゲルからなる音響整合層と圧電
体とを含む超音波送受波器の製造方法であって、前記圧
電体または前記圧電体を内面に配置した気体遮蔽性容器
にゲル原料液を塗布する成膜工程、前記ゲル原料液より
湿潤ゲルを得る固体化工程、前記湿潤ゲル中の溶媒を除
去して乾燥ゲルを得る乾燥工程を含んで前記音響整合層
を形成してなることを特徴とする超音波送受波器の製造
方法。 - 【請求項１５】 前記圧電体が密閉容器の内面に配置さ
れてなる超音波送受波器において、前記密閉容器の前記
圧電体の配置位置に対向した外面の位置に超音波発振波
長の４分の１深さの凹形状の音響整合層配置部を有して
なり、前記音響整合層配置部にゲル原料液を塗布してな
る請求項１４記載の超音波送受波器の製造方法。 - 【請求項１６】 前記音響整合層の表面に、保護層を乾
式成膜法で形成してなる請求項１３から１５のいずれか
に記載の超音波送受波器の製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１から１２のいずれか記載され
た超音波送受波器を用いた超音波流量計であって、 被測定流体が流れる流量測定部と、 前記流量測定部に設けられ超音波信号を送受信する一対
の超音波送受波器と、 前記超音波送受波器間の超音波伝搬時間を計測する計測
回路と、 前記計測回路からの信号に基づいて流量を算出する流量
演算手段とを備えてなり、 前記超音波送受波器が前記測定流体と圧電体とを遮断し
た密閉容器で構成されてなることを特徴とする超音波流
量計。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001056051A JP3611796B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及び超音波流量計 |
| CNB021066760A CN1293371C (zh) | 2001-02-28 | 2002-02-28 | 超声波传感器、制造超声波传感器的方法及超声波流量计 |
| US10/084,249 US6776051B2 (en) | 2001-02-28 | 2002-02-28 | Ultrasonic transducer and ultrasonic flowmeter using same |
| EP02004663A EP1237148A3 (en) | 2001-02-28 | 2002-02-28 | Ultrasonic transducer, method of manufacture, and use in a ultrasonic flowmeter |
| KR1020020010904A KR20020070874A (ko) | 2001-02-28 | 2002-02-28 | 초음파 송수파기, 초음파 송수파기의 제조방법 및 초음파유량계 |
| US10/836,240 US7087264B2 (en) | 2001-02-28 | 2004-05-03 | Ultrasonic transducer, method for manufacturing ultrasonic transducer, and ultrasonic flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001056051A JP3611796B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及び超音波流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002262394A true JP2002262394A (ja) | 2002-09-13 |
| JP3611796B2 JP3611796B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=18916135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001056051A Expired - Lifetime JP3611796B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及び超音波流量計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6776051B2 (ja) |
| EP (1) | EP1237148A3 (ja) |
| JP (1) | JP3611796B2 (ja) |
| KR (1) | KR20020070874A (ja) |
| CN (1) | CN1293371C (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004057913A1 (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波送受波器およびその製造方法、ならびに超音波流量計 |
| WO2005068537A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 多孔体およびその製造方法 |
| JP2005218641A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波プローブ |
| WO2007102424A1 (ja) | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 音響整合体、超音波振動子、および超音波流量計 |
| JPWO2005020631A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2007-11-01 | 松下電器産業株式会社 | 音響整合体およびその製造方法、ならびに超音波センサおよび超音波送受信装置 |
| JP2008085413A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 超音波探触子及びその製造方法 |
| JP2008167147A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波送受波器および超音波流量計 |
| JP2008193539A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音響整合部材とそれを用いた超音波送受波器と超音波流速流量計 |
| JP2008263419A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音響整合体、超音波送受波器、および超音波流速流量計 |
| JP2009005383A (ja) * | 2008-08-04 | 2009-01-08 | Panasonic Corp | 超音波送受波器 |
| JP2009088827A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | 超音波送受波器とそれを使用した流体の流れ計測装置 |
| JP2009105709A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Panasonic Corp | 超音波送受波器とそれを使用した超音波流れ測定装置 |
| JP2009272924A (ja) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 有機圧電膜、それを用いた超音波振動子、その製造方法、超音波探触子及び超音波医用画像診断装置 |
| WO2011151994A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 信越ポリマー株式会社 | 超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブ |
| JP2015534051A (ja) * | 2012-09-04 | 2015-11-26 | ビーコ インストルメンツ インコーポレイテッド | 改良された音響変換のための装置および方法 |
| WO2016046810A3 (en) * | 2014-09-22 | 2016-05-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wearable audio device |
| CN107131653A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-05 | 广东万和新电气股份有限公司 | 燃气热水器的控制装置、燃气热水器及其水流量的计算方法 |
| JP2022505690A (ja) * | 2018-10-24 | 2022-01-14 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | 超音波シール装置 |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10133395A1 (de) * | 2001-07-13 | 2003-01-23 | Flowtec Ag | Messkopf für ein Ultraschall-Durchflussmessgerät |
| DK200101780A (da) * | 2001-11-30 | 2002-11-27 | Danfoss As | Ultralydstransducer |
| US7061163B2 (en) | 2002-01-28 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic transducer and ultrasonic flowmeter |
| KR20040086503A (ko) * | 2002-01-28 | 2004-10-11 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 음향 정합층, 초음파 송수파기 및 초음파 유량계 |
| JP3602112B2 (ja) * | 2002-06-04 | 2004-12-15 | 東京電力株式会社 | ドップラ式超音波流量計、ドップラ式超音波流量計を用いた流量計測方法および流量計測用プログラム |
| US7162930B2 (en) * | 2003-04-28 | 2007-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic sensor |
| US7062972B2 (en) * | 2003-07-21 | 2006-06-20 | Horiba Instruments, Inc. | Acoustic transducer |
| DE10356114A1 (de) * | 2003-11-27 | 2005-06-23 | Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- und/oder Massendurchflusses eines Messmediums |
| US6895825B1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-05-24 | The Boeing Company | Ultrasonic transducer assembly for monitoring a fluid flowing through a duct |
| EP1615203A1 (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-11 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Ultrasonic transducer system |
| JP4513596B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-07-28 | 株式会社デンソー | 超音波センサ |
| DE102005003398A1 (de) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- und/oder Massendurchflusses |
| DE102006062706B4 (de) * | 2006-03-30 | 2012-12-06 | Krohne Ag | Ultraschalldurchflußmeßgerät |
| EP1921600A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-14 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Ultrasonic transducer |
| US20080236286A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Clive Chemo Lam | Non-destructive tubular testing |
| JP4422205B2 (ja) * | 2007-05-30 | 2010-02-24 | パナソニック株式会社 | 超音波受波器 |
| US20110264012A1 (en) * | 2009-10-23 | 2011-10-27 | Frans Lautzenhiser | Compliant couplant with liquid reservoir for transducer |
| FR2977377B1 (fr) * | 2011-06-30 | 2015-04-24 | Commissariat Energie Atomique | Traducteur ultrasonore haute temperature utilisant un cristal de niobate de lithium brase avec de l'or et de l'indium |
| US8783099B2 (en) * | 2011-07-01 | 2014-07-22 | Baker Hughes Incorporated | Downhole sensors impregnated with hydrophobic material, tools including same, and related methods |
| DE102011120391A1 (de) * | 2011-12-06 | 2013-06-06 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors |
| US9170140B2 (en) * | 2012-05-04 | 2015-10-27 | Cameron International Corporation | Ultrasonic flowmeter with internal surface coating and method |
| DE102012108254A1 (de) | 2012-09-05 | 2014-03-06 | systec Controls Meß- und Regeltechnik GmbH | Ultraschall-Wandler und Verfahren zur Herstellung eines Ultraschall-Wandlers |
| EP2759807B1 (en) * | 2013-01-29 | 2020-01-15 | Itron Global SARL | Ultrasonic flow meter |
| DE112013006785T5 (de) * | 2013-03-06 | 2015-12-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Hinderniserkennungsvorrichtung |
| EP2982942A4 (en) * | 2013-03-25 | 2016-12-07 | Woojin Inc | HIGH TEMPERATURE ULTRASONIC SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| DE102013109349A1 (de) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Ultraschallwandler und Ultraschall-Durchflussmessgerät |
| CN103471633A (zh) * | 2013-09-30 | 2013-12-25 | 江苏德易普传感科技有限公司 | 一种带加热功能的超声波传感器 |
| CN103743423A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-23 | 常州波速传感器有限公司 | 一种新型高频率超声波传感器 |
| EP4091725A1 (en) | 2014-07-11 | 2022-11-23 | Microtech Medical Technologies Ltd. | Multi-cell transducer |
| DE112015003719T5 (de) * | 2014-08-11 | 2017-04-27 | Veeco Instruments Inc. | Verbessertes gehäuse für akustische gaskonzentrationssensorik und ablaufsteuerung |
| GB2528338B (en) * | 2014-11-28 | 2016-07-13 | 168 Ultrasound Pte Ltd | Ultrasound apparatus and method |
| US9506790B2 (en) * | 2015-03-24 | 2016-11-29 | Daniel Measurement And Control, Inc. | Transducer mini-horn array for ultrasonic flow meter |
| CA2895361C (en) * | 2015-06-19 | 2023-08-01 | Accutron Instruments Inc. | Method and system for ultrasonic airflow measurements |
| CN105047188A (zh) * | 2015-07-13 | 2015-11-11 | 北京信息科技大学 | 一种带匹配层的压电复合材料高频换能器 |
| CN105170436A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 无锡市博阳超声电器有限公司 | 一种新型超声波换能器 |
| KR101890300B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2018-09-28 | 공주대학교 산학협력단 | 직경변화 검출이 가능한 초음파 연료레벨 계측기 |
| WO2017212511A1 (ja) | 2016-06-09 | 2017-12-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 積層体、超音波送受波器および超音波流量計 |
| CN106092230B (zh) * | 2016-06-17 | 2022-04-08 | 济南新盛电子科技有限公司 | 一种双声程换能器超声波燃气表 |
| US10518293B2 (en) | 2016-12-09 | 2019-12-31 | Sensus USA, Inc. | Thickness-planar mode transducers and related devices |
| CA3050145A1 (en) * | 2017-02-24 | 2018-08-30 | Justin Rorke Buckland | Ultrasonic devices including acoustically matched regions therein |
| US10551406B2 (en) | 2017-04-20 | 2020-02-04 | Anemoment Llc | Acoustic structural reflection interference mitigation systems, methods, and devices |
| DE102017010727A1 (de) * | 2017-11-21 | 2019-05-23 | Diehl Metering Gmbh | Messeinrichtung zur Ermittlung eines Drucks in einem Messvolumen |
| CN107990924A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-04 | 广东奥迪威传感科技股份有限公司 | 一种超声波传感器 |
| USD851524S1 (en) | 2018-01-18 | 2019-06-18 | Norgas Metering Technologies, Inc. | Ultrasonic flow meter |
| DE102018206937A1 (de) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Impedanzanpassungsvorrichtung, Wandlervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Impedanzanpassungsvorrichtiung |
| EP4088122A4 (en) | 2020-01-11 | 2024-01-24 | Li Cor Inc | WIND SENSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS |
| CN113840668B (zh) * | 2020-04-14 | 2022-04-29 | 本多电子株式会社 | 测量设备用超声波振子 |
| CN114441028B (zh) * | 2020-10-30 | 2024-04-23 | 深圳富桂精密工业有限公司 | 冲压异常检测系统 |
| CN112414482A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-26 | 宁波智复物联科技有限公司 | 一种基于数字技术的超声流体计量换能器 |
| EP4056960B1 (de) * | 2021-03-11 | 2023-11-15 | SICK Engineering GmbH | Ultraschallwandler zum senden und/oder empfangen von ultraschallwellen |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3546012A (en) * | 1968-03-27 | 1970-12-08 | Atomic Energy Commission | Lithium sulphate ultrasonic transducer |
| US3487137A (en) * | 1968-04-30 | 1969-12-30 | Hewlett Packard Co | Method of producing ultrasonic energy absorbing material |
| SE451149B (sv) * | 1983-01-26 | 1987-09-07 | Mo Och Domsjoe Ab | Apparatur for kontinuerlig behandling av vatteninnehallande lignocellulosamaterial med kveveoxid och syre |
| EP0119855B2 (en) * | 1983-03-17 | 1992-06-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic transducers having improved acoustic impedance matching layers |
| EP0176030B1 (en) * | 1984-09-26 | 1992-04-29 | TERUMO KABUSHIKI KAISHA trading as TERUMO CORPORATION | Ultrasonic transducer and method of manufacturing same |
| JPS6449785A (en) | 1987-08-17 | 1989-02-27 | Takenaka Komuten Co | Displacement absorbing piping structure |
| JP2703295B2 (ja) | 1988-11-22 | 1998-01-26 | 株式会社東芝 | 画像信号処理装置 |
| JPH02141194U (ja) | 1989-04-27 | 1990-11-27 | ||
| FR2665699A1 (fr) * | 1990-08-07 | 1992-02-14 | Thomson Csf | Ceramique piezoelectrique a porosite controlee. |
| WO1992003378A1 (en) * | 1990-08-23 | 1992-03-05 | United States Department Of Energy | A METHOD FOR PRODUCING METAL OXIDE AEROGELS HAVING DENSITIES LESS THAN 0.02 g/cm?3¿ |
| US5437194A (en) * | 1991-03-18 | 1995-08-01 | Panametrics, Inc. | Ultrasonic transducer system with temporal crosstalk isolation |
| US5311095A (en) * | 1992-05-14 | 1994-05-10 | Duke University | Ultrasonic transducer array |
| US5434827A (en) * | 1993-06-15 | 1995-07-18 | Hewlett-Packard Company | Matching layer for front acoustic impedance matching of clinical ultrasonic tranducers |
| EP0640564A1 (de) * | 1993-08-19 | 1995-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines hydrophoben Aerogels |
| US6508133B1 (en) * | 1995-12-13 | 2003-01-21 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Ultrasonic flowmeter and ultrasonic generator/detector |
| JP3518268B2 (ja) * | 1997-08-20 | 2004-04-12 | 松下電器産業株式会社 | 超音波流量計 |
| US6280388B1 (en) * | 1997-11-19 | 2001-08-28 | Boston Scientific Technology, Inc. | Aerogel backed ultrasound transducer |
| US6106474A (en) * | 1997-11-19 | 2000-08-22 | Scimed Life Systems, Inc. | Aerogel backed ultrasound transducer |
| JP3533941B2 (ja) * | 1998-05-08 | 2004-06-07 | 松下電器産業株式会社 | 超音波流量計測装置 |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001056051A patent/JP3611796B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-28 US US10/084,249 patent/US6776051B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-28 CN CNB021066760A patent/CN1293371C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-28 EP EP02004663A patent/EP1237148A3/en not_active Withdrawn
- 2002-02-28 KR KR1020020010904A patent/KR20020070874A/ko not_active Application Discontinuation
-
2004
- 2004-05-03 US US10/836,240 patent/US7087264B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004057913A1 (ja) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波送受波器およびその製造方法、ならびに超音波流量計 |
| JP4717634B2 (ja) * | 2003-08-22 | 2011-07-06 | パナソニック株式会社 | 音響整合体およびその製造方法、ならびに超音波センサおよび超音波送受信装置 |
| JPWO2005020631A1 (ja) * | 2003-08-22 | 2007-11-01 | 松下電器産業株式会社 | 音響整合体およびその製造方法、ならびに超音波センサおよび超音波送受信装置 |
| WO2005068537A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 多孔体およびその製造方法 |
| JP2005218641A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波プローブ |
| WO2007102424A1 (ja) | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 音響整合体、超音波振動子、および超音波流量計 |
| JP2007243640A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波振動子 |
| JP2008085413A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 超音波探触子及びその製造方法 |
| JP2008167147A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波送受波器および超音波流量計 |
| JP2008193539A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音響整合部材とそれを用いた超音波送受波器と超音波流速流量計 |
| JP2008263419A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音響整合体、超音波送受波器、および超音波流速流量計 |
| JP2009088827A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Panasonic Corp | 超音波送受波器とそれを使用した流体の流れ計測装置 |
| JP4702345B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2011-06-15 | パナソニック株式会社 | 超音波送受波器とそれを使用した流体の流れ計測装置 |
| JP2009105709A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Panasonic Corp | 超音波送受波器とそれを使用した超音波流れ測定装置 |
| JP4702349B2 (ja) * | 2007-10-24 | 2011-06-15 | パナソニック株式会社 | 超音波送受波器とそれを使用した超音波流れ測定装置 |
| JP2009272924A (ja) * | 2008-05-08 | 2009-11-19 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 有機圧電膜、それを用いた超音波振動子、その製造方法、超音波探触子及び超音波医用画像診断装置 |
| JP2009005383A (ja) * | 2008-08-04 | 2009-01-08 | Panasonic Corp | 超音波送受波器 |
| WO2011151994A1 (ja) * | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 信越ポリマー株式会社 | 超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブ |
| JP4873673B1 (ja) * | 2010-05-31 | 2012-02-08 | 信越ポリマー株式会社 | 超音波診断装置用レンズ及び超音波診断装置用プローブ |
| JP2015534051A (ja) * | 2012-09-04 | 2015-11-26 | ビーコ インストルメンツ インコーポレイテッド | 改良された音響変換のための装置および方法 |
| WO2016046810A3 (en) * | 2014-09-22 | 2016-05-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wearable audio device |
| CN107131653A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-05 | 广东万和新电气股份有限公司 | 燃气热水器的控制装置、燃气热水器及其水流量的计算方法 |
| CN107131653B (zh) * | 2017-04-28 | 2020-05-19 | 广东万和新电气股份有限公司 | 燃气热水器的控制装置、燃气热水器及其水流量的计算方法 |
| JP2022505690A (ja) * | 2018-10-24 | 2022-01-14 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | 超音波シール装置 |
| US11724844B2 (en) | 2018-10-24 | 2023-08-15 | Tetra Laval Holdings & Finance S.A. | Ultrasonic sealing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1237148A3 (en) | 2013-03-06 |
| JP3611796B2 (ja) | 2005-01-19 |
| US7087264B2 (en) | 2006-08-08 |
| KR20020070874A (ko) | 2002-09-11 |
| EP1237148A2 (en) | 2002-09-04 |
| CN1373348A (zh) | 2002-10-09 |
| US20040200056A1 (en) | 2004-10-14 |
| US6776051B2 (en) | 2004-08-17 |
| US20020124662A1 (en) | 2002-09-12 |
| CN1293371C (zh) | 2007-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3611796B2 (ja) | 超音波送受波器、超音波送受波器の製造方法及び超音波流量計 | |
| US6788620B2 (en) | Acoustic matching member, ultrasound transducer, ultrasonic flowmeter and method for manufacturing the same | |
| JP3552054B2 (ja) | 音響整合層および超音波送受波器 | |
| JP3764162B2 (ja) | 超音波送受波器およびその製造方法、ならびに超音波流量計 | |
| WO2017212511A1 (ja) | 積層体、超音波送受波器および超音波流量計 | |
| US7565842B2 (en) | Ultrasonic receiver | |
| JP6032512B1 (ja) | 積層体、超音波送受波器および超音波流量計 | |
| JP4080374B2 (ja) | 音響整合部材、超音波送受波器、超音波流量計およびこれらの製造方法 | |
| JP4014940B2 (ja) | 音響整合部材、超音波送受波器、超音波流量計およびこれらの製造方法 | |
| JP2004029038A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH0894594A (ja) | 超音波湿度センサ及び超音波温湿度センサ | |
| JP4153796B2 (ja) | 超音波送受波器および超音波流量計 | |
| JP2003329501A (ja) | 音響整合部材、超音波送受波器および超音波流量計 | |
| JP6751898B2 (ja) | 積層体、超音波送受波器および超音波流量計 | |
| JP2006030142A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2004085579A (ja) | 超音波流量計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040916 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041019 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041020 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3611796 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101029 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111029 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121029 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |