JP2002296094A - 超音波液面計 - Google Patents
超音波液面計Info
- Publication number
- JP2002296094A JP2002296094A JP2001100481A JP2001100481A JP2002296094A JP 2002296094 A JP2002296094 A JP 2002296094A JP 2001100481 A JP2001100481 A JP 2001100481A JP 2001100481 A JP2001100481 A JP 2001100481A JP 2002296094 A JP2002296094 A JP 2002296094A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- ultrasonic sensor
- ultrasonic
- attached
- coupling material
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】負荷（タンク）の状態、取り付け方法により、
電気特性の変化しない超音波センサを提供する事を課題
とする。 【解決手段】超音波センサの超音波放出面を平面でなく
へこみを持った構造とする事で、一定の音響結合材の層
を作り、負荷（タンク）へ取り付け時、発生する超音波
センサの電気的特性の変化を無くする事ができる。
電気特性の変化しない超音波センサを提供する事を課題
とする。 【解決手段】超音波センサの超音波放出面を平面でなく
へこみを持った構造とする事で、一定の音響結合材の層
を作り、負荷（タンク）へ取り付け時、発生する超音波
センサの電気的特性の変化を無くする事ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号を超音波
信号に変換して放出、超音波信号を受け電気信号に変換
する超音波センサに関する。
信号に変換して放出、超音波信号を受け電気信号に変換
する超音波センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波センサは超音波放出面が平
面であり、例えばタンク等の液面計に使用する場合、タ
ンク底面にシリコングリス等の音響結合材を用いてとり
つけられている。
面であり、例えばタンク等の液面計に使用する場合、タ
ンク底面にシリコングリス等の音響結合材を用いてとり
つけられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の超音波
センサでは、共振周波数をセンサ駆動周波数に合わせて
作っても、タンクに取り付けてみると思った特性が得ら
れないことがあった。これについて本発明者が試験検討
した結果、センサを取り付けるタンク等負荷の状態、例
えば形状、タンク表面状態によって、センサ振動面が影
響を受け電気的特性が変化してしまうことが分かった。
またあるタンクに特定し、センサ取り付け時の変化量を
推測して特性をあわせる方法も検討したが、薄いタンク
の場合タンク液量によってタンクが微小な変形を起こ
し、センサ振動面にかかる力学的負荷が変化し、センサ
の電気的特性が大きく変化してしまい、結果タンク内の
液量によっては超音波を効率よくタンク内に放出、また
タンク内の液面から反射してきた超音波を効率よく受信
できなくなる問題があった。
センサでは、共振周波数をセンサ駆動周波数に合わせて
作っても、タンクに取り付けてみると思った特性が得ら
れないことがあった。これについて本発明者が試験検討
した結果、センサを取り付けるタンク等負荷の状態、例
えば形状、タンク表面状態によって、センサ振動面が影
響を受け電気的特性が変化してしまうことが分かった。
またあるタンクに特定し、センサ取り付け時の変化量を
推測して特性をあわせる方法も検討したが、薄いタンク
の場合タンク液量によってタンクが微小な変形を起こ
し、センサ振動面にかかる力学的負荷が変化し、センサ
の電気的特性が大きく変化してしまい、結果タンク内の
液量によっては超音波を効率よくタンク内に放出、また
タンク内の液面から反射してきた超音波を効率よく受信
できなくなる問題があった。
【０００４】本発明は、上記した実情に鑑みてなされた
ものであり、タンクの状態、取り付け方法により電気的
特性の変化しない超音波センサを提供することを課題と
する。
ものであり、タンクの状態、取り付け方法により電気的
特性の変化しない超音波センサを提供することを課題と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、保護板、保護ケース、または整
合層部の超音波放出面が平面ではなくへこみを持った構
造を備える。また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の超音波センサであって、へこみ部分の径Φ１が圧電素
子の径Φ２より大きいことを備える。
に、請求項１の発明は、保護板、保護ケース、または整
合層部の超音波放出面が平面ではなくへこみを持った構
造を備える。また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の超音波センサであって、へこみ部分の径Φ１が圧電素
子の径Φ２より大きいことを備える。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる超音波セ
ンサの実施形態について、図に基づいて詳細に説明す
る。
ンサの実施形態について、図に基づいて詳細に説明す
る。
【０００７】図１は、本発明の超音波センサであり、図
２は、本発明の超音波センサをタンク底面に音響結合材
６で取り付けた状態であり、図３は、従来の超音波セン
サ、図４は、従来の超音波センサを音響結合材６でタン
ク底面に取り付けた状態である。図３で示す従来の超音
波センサは共振周波数が１ＭＨｚとなるように圧電素子
を選び組み立てられていて、無負荷の状態つまりタンク
に取り付けられていないときの電気的特性は図５の点線
で示すように、共振周波数が１ＭＨｚのインピーダンス
特性を持つ。この超音波センサを図４で示すように音響
結合材６でタンク底面５に取り付けた時、図５のインピ
ーダンス特性は点線から実線の状態に大きく共振点が変
化してしまう。これでは実使用時センサとしての特性が
変化してしまうことになる。これは音響結合材６の層が
非常に薄く、超音波センサの振動面がタンク底面５の影
響を大きく受けていることを表している。そこで、図１
で示す本発明の超音波センサは、振動面であるタンクと
の結合面にへこみ部分１を設け、図２で示すようにタン
クに取り付けた状態で音響結合材の層の厚みを、タンク
形状にかかわらず一定に確保できるようにした。結果図
６の実線で示す負荷時（タンクに取り付けている状態）
のインピーダンス特性が点線で示すタンクに取り付けら
れていない状態と比較して、取り付けタンクの影響を受
けず、ほとんど変化することなく維持されている。ま
た、このへこみ部分１の径Φ１が圧電素子２の径Φ２よ
り大きくすることで、非常に薄い音響結合材６の層を介
してタンクに圧着される部分をセンサ表面のほとんど振
動しない部分とすることができ、タンク取り付け前と取
り付け後での超音波センサの電気的特性の変動をより小
さくすることができる。またタンク表面の形状、湾曲、
でこぼこ、液量によるタンクの変形等の影響を受けるこ
とも無くなる。
２は、本発明の超音波センサをタンク底面に音響結合材
６で取り付けた状態であり、図３は、従来の超音波セン
サ、図４は、従来の超音波センサを音響結合材６でタン
ク底面に取り付けた状態である。図３で示す従来の超音
波センサは共振周波数が１ＭＨｚとなるように圧電素子
を選び組み立てられていて、無負荷の状態つまりタンク
に取り付けられていないときの電気的特性は図５の点線
で示すように、共振周波数が１ＭＨｚのインピーダンス
特性を持つ。この超音波センサを図４で示すように音響
結合材６でタンク底面５に取り付けた時、図５のインピ
ーダンス特性は点線から実線の状態に大きく共振点が変
化してしまう。これでは実使用時センサとしての特性が
変化してしまうことになる。これは音響結合材６の層が
非常に薄く、超音波センサの振動面がタンク底面５の影
響を大きく受けていることを表している。そこで、図１
で示す本発明の超音波センサは、振動面であるタンクと
の結合面にへこみ部分１を設け、図２で示すようにタン
クに取り付けた状態で音響結合材の層の厚みを、タンク
形状にかかわらず一定に確保できるようにした。結果図
６の実線で示す負荷時（タンクに取り付けている状態）
のインピーダンス特性が点線で示すタンクに取り付けら
れていない状態と比較して、取り付けタンクの影響を受
けず、ほとんど変化することなく維持されている。ま
た、このへこみ部分１の径Φ１が圧電素子２の径Φ２よ
り大きくすることで、非常に薄い音響結合材６の層を介
してタンクに圧着される部分をセンサ表面のほとんど振
動しない部分とすることができ、タンク取り付け前と取
り付け後での超音波センサの電気的特性の変動をより小
さくすることができる。またタンク表面の形状、湾曲、
でこぼこ、液量によるタンクの変形等の影響を受けるこ
とも無くなる。
【０００８】
【発明の効果】請求項１及び請求項２に記載の超音波セ
ンサは負荷の状態にかかわらず、非常に安定したセンサ
特性を維持することが出来る。
ンサは負荷の状態にかかわらず、非常に安定したセンサ
特性を維持することが出来る。
【図１】本発明に係わる超音波センサの断面図である。
【図２】本発明に係わる超音波センサのタンクへの取り
付け実施例である。
付け実施例である。
【図３】従来の超音波センサの断面図である。
【図４】従来の超音波センサのタンクへの取り付け実施
例である。
例である。
【図５】従来の超音波センサをタンクへ取り付け前後で
の電気的特性図である。
の電気的特性図である。
【図６】本発明に係わる超音波センサをタンクへ取り付
け前後での電気的特製図である。
け前後での電気的特製図である。
１ 振動面のくぼみ部分 ２ 圧電素子 ３ 整合層をかねる保護ケース ４ 圧電素子と回路を電気的に接続するリード線 ５ タンク断面 ６ 音響結合材
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電素子を保護するための保護板、保護
ケース、又は音響インピーダンスの整合をとる為の整合
層をもつ超音波センサにおいて、その保護板、保護ケー
ス、整合層部の超音波放出面が平面ではなくへこみを持
った構造としたことを特徴とする超音波センサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の超音波センサであっ
て、へこみ部分の径Φ１が圧電素子の径Φ２より大きい
ことを特徴とする超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100481A JP2002296094A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 超音波液面計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100481A JP2002296094A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 超音波液面計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296094A true JP2002296094A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18953920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100481A Pending JP2002296094A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 超音波液面計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002296094A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529006A (ja) * | 2004-03-05 | 2007-10-18 | エンドレス ウント ハウザー ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | プロセス変量を決定及び／又は監視するための装置 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001100481A patent/JP2002296094A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529006A (ja) * | 2004-03-05 | 2007-10-18 | エンドレス ウント ハウザー ゲーエムベーハー ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | プロセス変量を決定及び／又は監視するための装置 |
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