JP2009271051A - 音響インピーダンス整合層を用いた容器部内の圧力測定装置(Pressuremeasuringapparatusinsideavesselusingacousticimpedancematchinglayers) - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の圧力測定装置は、容器部10の外壁に密着された超音波加振部20と、超音波加振部20位置の容器部10の内壁に付着された音響インピーダンス整合層50aと、容器部10の外壁に密着された超音波受信部30と、超音波受信部30位置の容器部10の内壁に付着された第2の音響インピーダンス整合層50bと、超音波加振部20と連結されて超音波を制御する制御部22、及び、制御部22と連結されて超音波加振部20から出力される超音波と超音波受信部30で受信された超音波の信号とに基づいて、容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部60、を含む。
【選択図】図1
Description
(実施例1)
図1は、本発明の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置の第1の実施例である。図1に示されたように、超音波加振部20と超音波受信部30とは、容器部10の外壁に密着されている。超音波加振部20と超音波受信部30とは、圧電方式を用いる圧電振動子、分極現象を用いる電気変形振動子、磁気変形振動子、又は電磁気振動子などから構成された超音波変換器を使用することができる。
図2は、本発明である音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置の第2の実施例である。本発明である音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置は、図2に示されたように、超音波送受信部40と、音響インピーダンス整合層50と、圧力測定部60から構成される。
図3は、本発明である音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置の第3の実施例である。図3に示されたように、実施例2と同様に、パルス反射方式で超音波信号が受信される場合、容器部10の内部で超音波のエネルギーの減衰を減らすために、更に超音波送受信部40と近接した距離に反射板70を設置することが望ましい。
本発明である圧力測定装置を用いた容器部10の内部の圧力測定方法は、次の通りである。
超音波加振部20と超音波受信部30は容器部10の外壁に密着され、超音波加振部20、超音波受信部30、第1の音響インピーダンス整合層50a、第2の音響インピーダンス整合層50bは、図1に示されたように、同一軸(A−A′)線上に位置するようにする。
超音波送受信部40は、図2に示されたように、容器部10の外壁に密着され、超音波送受信部40と音響インピーダンス整合層50は、実施例1と同様に、同一軸(A−A′)線上に位置するのが望ましい。
実施例3の場合、圧力測定装置を設置する段階(S10)と、制御部22で超音波送受信部40を制御する段階(S20′′′)と、超音波が受信される段階(S40′′′)と圧力測定段階(S50′′′)は前の場合と同様であるので、詳しい説明は省略する。
本発明の他の実施例として、容器部10は、1〜10−5 Paの低真空状態の場合だけではなく、10−5 〜10−9 Paの高真空状態の場合でも適用可能である。また、高圧の大気圧以上の状態でも適用可能である。
20 超音波加振部
22 制御部
30 超音波受信部
40 超音波送受信部
50 音響インピーダンス整合層
50a 第1の音響インピーダンス整合層
50b 第2の音響インピーダンス整合層
60 圧力測定部
70 反射板
Claims (13)
- 超音波を用いて容器部10の内部圧力を測定する装置において、
前記容器部10の外壁に密着され、前記容器部10の内部へ超音波を出力する超音波加振部20と、
前記容器部10の内壁に付着されて、前記超音波加振部20から出力された超音波の伝達効率を増大させる第1の音響インピーダンス整合層50aと、
前記容器部10の外壁に密着されて、前記容器部10の内部を進行した超音波を受信する超音波受信部30と、
前記容器部10の内壁に付着され、前記超音波受信部30に受信される超音波の受信効率を増大させる第2の音響インピーダンス整合層50bと、
前記超音波加振部20と連結されて、前記容器部10の内部に出力される超音波を制御する制御部22と、及び、
前記制御部22と連結されて、前記超音波加振部20から前記容器部10の内部に出力される超音波と前記超音波受信部30から受信された超音波信号に基づいて、前記容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部60と、
を含むことを特徴とする音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。 - 前記超音波加振部20と前記超音波受信部30とは、同一軸線上に位置することを特徴とする請求項1に記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記第1の音響インピーダンス整合層50a、又は前記第2の音響インピーダンス整合層50bは、一個の層、又は音響インピーダンスが互いに違う数個の層から構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記第1の音響インピーダンス整合層50a、又は前記第2の音響インピーダンス整合層50bは、前記容器部10の音響インピーダンス値と前記容器部10の内部気体の音響インピーダンス値との間に該当する音響インピーダンス値を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記制御部22は、前記超音波加振部20から出力された超音波が前記第1の音響インピーダンス整合層50aと前記第2の音響インピーダンス整合層50bとの間で共振されるように、前記超音波加振部20を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記超音波加振部20と、前記超音波受信部30とは、圧電超音波変換器、磁気変形超音波変換器、電磁気超音波変換器、又は、電気変形超音波変換器であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 超音波を用いて容器部10の内部圧力を測定する装置において、
前記容器部10の外壁に密着されて、前記容器部10の内部に超音波を出力し、前記容器部10の内壁に反射されて戻る超音波を受信する超音波送受信部40と、
前記容器部10の内壁に付着されて、超音波が送信又は受信される場合に超音波の伝達効率を増大させる音響インピーダンス整合層50と、
前記超音波送受信部40に連結されて、前記容器部10の内部に出力される超音波を制御する制御部22と、
前記制御部22と連結され、前記容器部10の内部に出力される超音波と前記超音波送受信部40が受信した超音波信号に基づいて、前記容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部60と、
を含むことを特徴とする音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。 - 前記超音波送受信部40は、圧電超音波変換器、電気変形超音波変換器、磁気変形超音波変換器、又は、電磁気超音波変換器であることを特徴とする請求項7に記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記音響インピーダンス整合層50は、1個層、又は、音響インピーダンスが互いに異なる複数個の層から構成されたことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記音響インピーダンス整合層50は、前記容器部10の音響インピーダンス値と前記容器部10の内部気体の音響インピーダンス値との間に該当する音響インピーダンス値を有することを特徴とする請求項7乃至請求項9の何れかに記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記制御部22は、前記超音波送受信部40から出力される超音波が、前記超音波送受信部40と前記容器部10の内壁との間で共振を起きるように、前記超音波送受信部40を制御することを特徴とする請求項7乃至請求項10の何れかに記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記容器部10の内部には、超音波送受信部40から出力された超音波を反射させる反射板70をさらに含むことを特徴とする請求項7乃至請求項10の何れかに記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
- 前記制御部22は、前記超音波送受信部40から出力される超音波が、前記超音波送受信部40と前記反射板70との間で共振を起きるように、前記超音波送受信部40を制御することを特徴とする請求項12に記載の音響インピーダンス整合層を用いた圧力測定装置。
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