JP2004264163A - 音圧測定用ゾンデ - Google Patents
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Abstract
【課題】音波パワーの測定法としては、電力計法やカロリーメーター法が知られているが、これらの方法はいずれも洗浄槽内の平均パワーを測定するものであり、測定に手間がかかり、現場での測定ができないという問題があり、又、細いパイプの先端にセンサ（超音波振動子）を付けたハイドロホンと呼ばれる測定方法も知られているが、この方法では、液体中に浸漬されるセンサ（超音波振動子）がキャビテーションにより損傷を受け易いという問題があった。
【解決手段】１は石英ガラス等のガラス素材の棒状体、２は圧電センサ、３はリード線、４は電圧計、５は超音波振動子、６は洗浄槽、７は液体であり、ガラス素材の棒状体１の周囲に他端１ｂを除いて超音波を遮断する遮断部材８が装着されている。
【選択図】 図２
【解決手段】１は石英ガラス等のガラス素材の棒状体、２は圧電センサ、３はリード線、４は電圧計、５は超音波振動子、６は洗浄槽、７は液体であり、ガラス素材の棒状体１の周囲に他端１ｂを除いて超音波を遮断する遮断部材８が装着されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、洗浄槽内の超音波エネルギーを測定するようにした音圧測定用ゾンデに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、超音波洗浄機は精密機械部品の洗浄ばかりでなく、液晶や半導体製造にも広く利用されているが、これに伴い、浸漬式洗浄機の洗浄槽内及び流水式洗浄機の流水内での洗浄ポイントや超音波の分布状態及び超音波の出力劣化状況等を定量的に評価するために、洗浄槽内及び流水内の超音波エネルギーを測定したいという要望が強く、この超音波エネルギーを測定して評価することは、常に洗浄機の最適な条件を見付け出すことが可能となり、洗浄効果を維持し、改善するために役立つが、この超音波洗浄機においては、洗浄槽内の超音波エネルギーは、液体深さ、液体温度、ワークや液体の種類などによって変化するので、液体中の超音波エネルギーを作業中に連続的に評価することは困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この超音波エネルギーの測定法としては、超音波振動子への電気入力を測定して、超音波エネルギーを測定する電力計法や液体中へ放射される超音波エネルギーにより生ずる熱量を測定して超音波エネルギーを推定するカロリーメータ法が知られているが、これらの方法はいずれも洗浄槽内の平均エネルギーを測定するものであり、測定に手間がかかり、現場での測定ができないという問題があり、又、細いパイプの先端にセンサ（超音波振動子）を付けたハイドロホンと呼ばれるものを液体中に入れて、放射される超音波をセンサで直接受信して超音波を測定するハイドロホン法と呼ばれる測定方法も知られているが、この方法では、液体超音波に浸漬されるセンサ（超音波振動子）がキャビテーションにより損傷を受け易いという問題があった。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体の一端に圧電センサを固着し、前記棒状体の他端を突出させて、前記棒状体の側部に超音波を遮断する遮断部材を装着しており、前記棒状体の他端を被測定液体に浸漬して、該被測定液体内の超音波を前記棒状他端の他端から前記圧電センサに伝達し、前記圧電センサで発生した電圧を電圧計で検出することにより、前記超音波エネルギーを測定するものであり、又、前記遮断部材は前記棒状体の周囲が中空になるように構成するものであり、さらに、前記遮断部材はフッソ樹脂等の樹脂素材からなるものであり、又、前記圧電センサはＬｉＮｂＯ３等の端結晶で構成されるものであり、又、前記圧電センサはＰＺＴ等のセラミックスなどの圧電素材で構成されるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体の一端に圧電センサを固着し、圧電センサに電圧計を接続し、又、棒状体の他端を突出させて、棒状体の周囲に超音波を遮断する遮断部材を装着した音圧測定用ゾンデを構成し、この音圧測定用ゾンデの遮断部材から突出した棒状体を洗浄槽の液体中に挿入して、棒状体を伝達して圧電センサに入力された超音波を、圧電センサで発生した電圧により検出することにより、洗浄槽内の液体中の超音波の音圧を簡単に測定することができる。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの原理を説明するための図で、石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体１の一端１ａに圧電センサ２が固着され、この圧電センサ２の両端に接続されたリード線３に電圧計４が接続され、又、棒状体１の他端１ｂを超音波振動子５が底部に接続された洗浄槽６の液体７に浸漬市、液体７内に発生している超音波が棒状体１の他端１ｂから一端１ａに伝達されて圧電センサ２を振動することによって、圧電センサ２で発生した電圧を電圧計３で検出することにより、棒状体１で受信した液体中に放射されている超音波の音圧を測定することができる。
【０００７】
しかしながら、この音圧測定用ゾンデでは、液体７中に放射されている超音波は棒状体１が液体７に浸漬されている部分全体から受信してしまうので、相対値の測定になってしまい、洗浄槽６内のポイントにおける超音波エネルギーを測定することができず、従って、洗浄槽６内の超音波の分布が測定できない。
【０００８】
図２は本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの側面図及び洗浄槽の断面図出、１は石英ガラス等のガラス素材の棒状体、２は圧電センサ、３はリード線、４は電圧計、５は超音波振動子、６は洗浄槽、７は液体であり、それらの構成は上記原理図と同じであるので、説明は省略するが、本実施例では、棒状体１の周囲に他端１ｂを除いて超音波を遮断する遮断部材８が装着されている。
【０００９】
このように構成された本実施例では、音圧測定用ゾンデの遮断部材とともに、棒状体１の他端１ｂを液体７に浸漬すると、棒状体１の側面は遮断部材８で覆われているため、遮断部材８で受けた超音波は棒状体１に伝わらないので、棒状体１の他端１ｂで受信した超音波のみが圧電センサ２に伝達され、この圧電センサ２で受信された超音波によって発生した電圧を電圧計４で測定することにより、洗浄槽６内の液体７中を周波数２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの広帯域において、ピンポイントで検出することができ、洗浄槽６内の液体７の音圧分布を検出することができる。
【００１０】
従って、このように洗浄槽６内の液体７中の超音波エネルギーの測定が可能になることにより、これまでアルミ箔などによる目視チェックをしていた洗浄効果を本実施例の音圧測定用超音波ゾンデで確実に検出することができるので、この洗浄効果の維持や管理をすることができ、又、超音波洗浄機のメンテナンスが容易となり、洗浄工程での不良を防ぐことができる。
【００１１】
図３は本発明の他の実施例の音圧測定用ゾンデの側面図及び洗浄槽の断面図で、１は石英ガラス等のガラス素材の棒状体、２は圧電センサ、３はリード線、４は電圧計、５は超音波振動子、６は洗浄槽、７は液体であり、これらの構成は上記実施例と同じであるので、説明は省略するが、本実施例では、棒状体１の周囲に他端１ｂを除いて超音波を遮断する遮断部材８を装着し、この遮断部材８に中空部分８ａを構成することにより、遮断部材８の中空部分８ａは棒状体１と接触しないように構成され、遮断部材８は中空部分８ａの上下部分８ｂのみが棒状体１と固着されている。
【００１２】
このように構成された本実施例では、遮断部材８に中空部分８ａを設けたので、棒状体１の周囲の遮断部材８から棒状体１で受信する超音波を完全に除去することができる。
【００１３】
なお、圧電センサ２としては、ＬｉＮｂＯ３等の単結晶やＰＺＴ等のセラミックスなどの圧電材料を使用することができ、又、遮断部材８としては、フッ素樹脂等の樹脂素材を使用することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の音圧測定用ゾンデサは、石英ガラスの棒状体の一端に圧電センサを固着し、圧電センサに電圧計を接続し、又、棒状体の他端を突出させて、棒状体の周囲に超音波を遮断する遮断部材を装着した音圧測定用ゾンデを構成し、この音圧測定用ゾンデの遮断部材から突出した棒状体を洗浄槽の液体中に挿入して、棒状体を伝達して圧電センサに入力された超音波を圧電センサで発生した電圧により検出することにより、洗浄槽内の液体中の超音波のエネルギーを簡単に測定することができるという利点があり、又、遮断部材を装着することにより、側面からの受信を防ぎ、本来の超音波エネルギーのみを測定することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの原理図である。
【図２】本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの構成図である。
【図３】本発明の他の実施例の音圧測定用ゾンデの構成図である。
【符号の説明】
１ 石英ガラスの棒状体
２ 圧電センサ
３ リード線
４ 電圧計
５ 超音波振動子
６ 洗浄槽
７ 液体
８ 本遮断部材
【発明が属する技術分野】
本発明は、洗浄槽内の超音波エネルギーを測定するようにした音圧測定用ゾンデに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、超音波洗浄機は精密機械部品の洗浄ばかりでなく、液晶や半導体製造にも広く利用されているが、これに伴い、浸漬式洗浄機の洗浄槽内及び流水式洗浄機の流水内での洗浄ポイントや超音波の分布状態及び超音波の出力劣化状況等を定量的に評価するために、洗浄槽内及び流水内の超音波エネルギーを測定したいという要望が強く、この超音波エネルギーを測定して評価することは、常に洗浄機の最適な条件を見付け出すことが可能となり、洗浄効果を維持し、改善するために役立つが、この超音波洗浄機においては、洗浄槽内の超音波エネルギーは、液体深さ、液体温度、ワークや液体の種類などによって変化するので、液体中の超音波エネルギーを作業中に連続的に評価することは困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この超音波エネルギーの測定法としては、超音波振動子への電気入力を測定して、超音波エネルギーを測定する電力計法や液体中へ放射される超音波エネルギーにより生ずる熱量を測定して超音波エネルギーを推定するカロリーメータ法が知られているが、これらの方法はいずれも洗浄槽内の平均エネルギーを測定するものであり、測定に手間がかかり、現場での測定ができないという問題があり、又、細いパイプの先端にセンサ（超音波振動子）を付けたハイドロホンと呼ばれるものを液体中に入れて、放射される超音波をセンサで直接受信して超音波を測定するハイドロホン法と呼ばれる測定方法も知られているが、この方法では、液体超音波に浸漬されるセンサ（超音波振動子）がキャビテーションにより損傷を受け易いという問題があった。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体の一端に圧電センサを固着し、前記棒状体の他端を突出させて、前記棒状体の側部に超音波を遮断する遮断部材を装着しており、前記棒状体の他端を被測定液体に浸漬して、該被測定液体内の超音波を前記棒状他端の他端から前記圧電センサに伝達し、前記圧電センサで発生した電圧を電圧計で検出することにより、前記超音波エネルギーを測定するものであり、又、前記遮断部材は前記棒状体の周囲が中空になるように構成するものであり、さらに、前記遮断部材はフッソ樹脂等の樹脂素材からなるものであり、又、前記圧電センサはＬｉＮｂＯ３等の端結晶で構成されるものであり、又、前記圧電センサはＰＺＴ等のセラミックスなどの圧電素材で構成されるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体の一端に圧電センサを固着し、圧電センサに電圧計を接続し、又、棒状体の他端を突出させて、棒状体の周囲に超音波を遮断する遮断部材を装着した音圧測定用ゾンデを構成し、この音圧測定用ゾンデの遮断部材から突出した棒状体を洗浄槽の液体中に挿入して、棒状体を伝達して圧電センサに入力された超音波を、圧電センサで発生した電圧により検出することにより、洗浄槽内の液体中の超音波の音圧を簡単に測定することができる。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの原理を説明するための図で、石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体１の一端１ａに圧電センサ２が固着され、この圧電センサ２の両端に接続されたリード線３に電圧計４が接続され、又、棒状体１の他端１ｂを超音波振動子５が底部に接続された洗浄槽６の液体７に浸漬市、液体７内に発生している超音波が棒状体１の他端１ｂから一端１ａに伝達されて圧電センサ２を振動することによって、圧電センサ２で発生した電圧を電圧計３で検出することにより、棒状体１で受信した液体中に放射されている超音波の音圧を測定することができる。
【０００７】
しかしながら、この音圧測定用ゾンデでは、液体７中に放射されている超音波は棒状体１が液体７に浸漬されている部分全体から受信してしまうので、相対値の測定になってしまい、洗浄槽６内のポイントにおける超音波エネルギーを測定することができず、従って、洗浄槽６内の超音波の分布が測定できない。
【０００８】
図２は本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの側面図及び洗浄槽の断面図出、１は石英ガラス等のガラス素材の棒状体、２は圧電センサ、３はリード線、４は電圧計、５は超音波振動子、６は洗浄槽、７は液体であり、それらの構成は上記原理図と同じであるので、説明は省略するが、本実施例では、棒状体１の周囲に他端１ｂを除いて超音波を遮断する遮断部材８が装着されている。
【０００９】
このように構成された本実施例では、音圧測定用ゾンデの遮断部材とともに、棒状体１の他端１ｂを液体７に浸漬すると、棒状体１の側面は遮断部材８で覆われているため、遮断部材８で受けた超音波は棒状体１に伝わらないので、棒状体１の他端１ｂで受信した超音波のみが圧電センサ２に伝達され、この圧電センサ２で受信された超音波によって発生した電圧を電圧計４で測定することにより、洗浄槽６内の液体７中を周波数２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの広帯域において、ピンポイントで検出することができ、洗浄槽６内の液体７の音圧分布を検出することができる。
【００１０】
従って、このように洗浄槽６内の液体７中の超音波エネルギーの測定が可能になることにより、これまでアルミ箔などによる目視チェックをしていた洗浄効果を本実施例の音圧測定用超音波ゾンデで確実に検出することができるので、この洗浄効果の維持や管理をすることができ、又、超音波洗浄機のメンテナンスが容易となり、洗浄工程での不良を防ぐことができる。
【００１１】
図３は本発明の他の実施例の音圧測定用ゾンデの側面図及び洗浄槽の断面図で、１は石英ガラス等のガラス素材の棒状体、２は圧電センサ、３はリード線、４は電圧計、５は超音波振動子、６は洗浄槽、７は液体であり、これらの構成は上記実施例と同じであるので、説明は省略するが、本実施例では、棒状体１の周囲に他端１ｂを除いて超音波を遮断する遮断部材８を装着し、この遮断部材８に中空部分８ａを構成することにより、遮断部材８の中空部分８ａは棒状体１と接触しないように構成され、遮断部材８は中空部分８ａの上下部分８ｂのみが棒状体１と固着されている。
【００１２】
このように構成された本実施例では、遮断部材８に中空部分８ａを設けたので、棒状体１の周囲の遮断部材８から棒状体１で受信する超音波を完全に除去することができる。
【００１３】
なお、圧電センサ２としては、ＬｉＮｂＯ３等の単結晶やＰＺＴ等のセラミックスなどの圧電材料を使用することができ、又、遮断部材８としては、フッ素樹脂等の樹脂素材を使用することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の音圧測定用ゾンデサは、石英ガラスの棒状体の一端に圧電センサを固着し、圧電センサに電圧計を接続し、又、棒状体の他端を突出させて、棒状体の周囲に超音波を遮断する遮断部材を装着した音圧測定用ゾンデを構成し、この音圧測定用ゾンデの遮断部材から突出した棒状体を洗浄槽の液体中に挿入して、棒状体を伝達して圧電センサに入力された超音波を圧電センサで発生した電圧により検出することにより、洗浄槽内の液体中の超音波のエネルギーを簡単に測定することができるという利点があり、又、遮断部材を装着することにより、側面からの受信を防ぎ、本来の超音波エネルギーのみを測定することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの原理図である。
【図２】本発明の実施例の音圧測定用ゾンデの構成図である。
【図３】本発明の他の実施例の音圧測定用ゾンデの構成図である。
【符号の説明】
１ 石英ガラスの棒状体
２ 圧電センサ
３ リード線
４ 電圧計
５ 超音波振動子
６ 洗浄槽
７ 液体
８ 本遮断部材
Claims (5)
- 石英ガラス等のガラス素材からなる棒状体の一端に圧電センサを固着し、前記棒状体の他端を突出させて、前記棒状体の側部に超音波を遮断する遮断部材を装着し、前記棒状体の他端を被測定液体に浸漬して、該被測定液体内の超音波を前記棒状他端の他端から前記圧電センサに伝達し、前記圧電センサで発生した電圧を電圧計で検出することにより、前記超音波エネルギーを測定することを特徴とする音圧測定用超音波ゾンデ。
- 前記遮断部材は前記棒状体の周囲が中空になるように構成することを特徴とする請求項１記載の音圧測定用ゾンデ。
- 前記遮断部材はフッ素樹脂等の樹脂素材からなることを特徴とする請求項１記載の音圧測定用ゾンデ。
- 前記圧電センサはＬｉＮｂＯ３等の端結晶で構成されることを特徴とする請求項１記載の音圧測定用ゾンデ。
- 前記圧電センサはＰＺＴ等のセラミックスなどの圧電素材で構成されることを特徴とする請求項１記載の音圧測定用ゾンデ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003055131A JP2004264163A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 音圧測定用ゾンデ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003055131A JP2004264163A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 音圧測定用ゾンデ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004264163A true JP2004264163A (ja) | 2004-09-24 |
Family
ID=33119221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003055131A Pending JP2004264163A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 音圧測定用ゾンデ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004264163A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100451576C (zh) * | 2006-07-26 | 2009-01-14 | 中北大学 | 共振隧穿仿生矢量水声传感器 |
| JP2011183300A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk | 超音波洗浄装置 |
| DE102010043316A1 (de) | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. | Einrichtung und Verfahren zur Erkennung und Quantifizierung von Kavitationsereignissen in Leistungsultraschall-Prozessanwendungen |
| CN105509865A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-20 | 中国船舶重工集团公司第七二六研究所 | 水听器用便携式测量杆及装置 |
-
2003
- 2003-03-03 JP JP2003055131A patent/JP2004264163A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100451576C (zh) * | 2006-07-26 | 2009-01-14 | 中北大学 | 共振隧穿仿生矢量水声传感器 |
| JP2011183300A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk | 超音波洗浄装置 |
| DE102010043316A1 (de) | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. | Einrichtung und Verfahren zur Erkennung und Quantifizierung von Kavitationsereignissen in Leistungsultraschall-Prozessanwendungen |
| CN105509865A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-04-20 | 中国船舶重工集团公司第七二六研究所 | 水听器用便携式测量杆及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070424 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20071002 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |