JP2020155919A - Ultrasonic sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波センサに関する。 The present invention relates to an ultrasonic sensor.
食品パッケージのヒートシール性の検査等のために超音波センサが用いられている。この超音波センサは、被検体を挟んで超音波発信器と対向して配置され、超音波発信器から発信され、被検体を透過した超音波を検出することでヒートシールの接着状態等を検査可能に構成される(特開2013−127400号公報参照)。 Ultrasonic sensors are used to inspect the heat sealability of food packages. This ultrasonic sensor is placed facing the ultrasonic transmitter with the subject in between, and inspects the adhesive state of the heat seal by detecting the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter and transmitted through the subject. It is configured to be possible (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-127400).
前記公報に記載の超音波センサは、超音波発信器と焦点が一致するよう配置される。この超音波センサは、焦点に合わせて被検体を配置することで、この被検体の接着状態等を高精度で検査できるとされている。 The ultrasonic sensor described in the above publication is arranged so as to be in focus with the ultrasonic transmitter. It is said that this ultrasonic sensor can inspect the adhesive state of the subject with high accuracy by arranging the subject in focus.
しかしながら、この超音波センサは、被検体の接着状態等を1箇所でしか検査することができない。そのため、この超音波センサは、被検体の接着状態等を広い範囲で検査するのに手間がかかる。 However, this ultrasonic sensor can inspect the adhesive state of the subject only at one place. Therefore, this ultrasonic sensor takes time and effort to inspect the adhesive state of the subject in a wide range.
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、本発明の課題は、検査精度が高く、かつ検査効率に優れる超音波センサを提供することにある。 The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic sensor having high inspection accuracy and excellent inspection efficiency.
前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る超音波センサは、複数の振動検出部を有する振動検出素子と、前記振動検出素子に積層される被覆層とを備え、前記被覆層が、前記複数の振動検出部と重なり合う複数の超音波透過部を有する。 The ultrasonic sensor according to one aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, includes a vibration detection element having a plurality of vibration detection units and a coating layer laminated on the vibration detection element, and the coating layer is provided. However, it has a plurality of ultrasonic wave transmitting units that overlap with the plurality of vibration detecting units.
前記超音波透過部が貫通孔であるとよい。 It is preferable that the ultrasonic wave transmitting portion is a through hole.
前記被覆層が可撓性を有する樹脂フィルムであるとよい。 It is preferable that the coating layer is a flexible resin film.
前記被覆層の前記振動検出素子に積層される領域における前記超音波透過部以外の部分の平均厚さとしては0.5mm以上5mm以下が好ましい。 The average thickness of the portion of the coating layer other than the ultrasonic wave transmitting portion in the region laminated on the vibration detection element is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less.
前記振動検出素子が、フィルム状の圧電体と、この圧電体の両面に積層される一対の電極とを有し、少なくとも一方の電極が前記複数の振動検出部と対応する複数の片に分断されており、前記被覆層がこの一方の電極側に積層されているとよい。 The vibration detection element has a film-shaped piezoelectric body and a pair of electrodes laminated on both surfaces of the piezoelectric body, and at least one of the electrodes is divided into a plurality of pieces corresponding to the plurality of vibration detection units. It is preferable that the coating layer is laminated on one of the electrode sides.
隣接する前記振動検出部間の平均間隔としては0.5mm以上2.0mm以下が好ましい。 The average distance between the adjacent vibration detection units is preferably 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.
前記複数の振動検出部が格子点状に配置されるとよい。 It is preferable that the plurality of vibration detection units are arranged in a grid pattern.
なお、本発明において、「平均厚さ」とは任意の10点の厚さの平均値をいう。「平均間隔」とは、任意の5点の間隔の平均値をいう。「複数の振動検出部が格子点状に配置される」とは、複数の振動検出部が格子点に対応する位置に配置されることをいう。 In the present invention, the "average thickness" means the average value of the thicknesses of any 10 points. The "average interval" means the average value of the intervals of any five points. "A plurality of vibration detection units are arranged in a grid point pattern" means that a plurality of vibration detection units are arranged at positions corresponding to the grid points.
本発明の一態様に係る超音波センサは、複数の振動検出部を有する振動検出素子を備えるので、被検体の複数箇所の検査を同時に行うことができる。また、当該超音波センサは、前記振動検出素子に積層される被覆層が複数の振動検出部と重なり合う複数の超音波透過部を有しており、これらの超音波透過部以外の領域における超音波の透過を抑制できる。そのため、当該超音波センサは、複数の振動検出部間のクロストークを抑制することができる。従って、当該超音波センサは、検査精度が高く、かつ検査効率に優れる。 Since the ultrasonic sensor according to one aspect of the present invention includes a vibration detection element having a plurality of vibration detection units, it is possible to simultaneously inspect a plurality of locations of a subject. Further, the ultrasonic sensor has a plurality of ultrasonic wave transmitting portions in which the coating layer laminated on the vibration detecting element overlaps with the plurality of vibration detecting portions, and ultrasonic waves in regions other than these ultrasonic transmitting portions. Permeation can be suppressed. Therefore, the ultrasonic sensor can suppress crosstalk between a plurality of vibration detection units. Therefore, the ultrasonic sensor has high inspection accuracy and excellent inspection efficiency.
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[第一実施形態]
<超音波センサ>
図1及び図2の超音波センサ1は、複数の振動検出部2aを有する振動検出素子2と、振動検出素子2に積層される被覆層3とを備える。被覆層3は、複数の振動検出部2aと重なり合う複数の超音波透過部3aを有する。当該超音波センサ1は、振動検出素子2の面内方向に複数の振動検出部2aが形成された2次元アレイセンサである。当該超音波センサ1は、例えば食品パッケージのヒートシール性、蓄電池や燃料電池の中の気泡の有無等を超音波によって検査するための検査装置に用いられる。当該超音波センサ1は、振動検出素子2の表面が、被検体を挟んで超音波発信器(不図示)と対向する超音波受信面を構成する。なお、以下の記載において「表面」とは、超音波受信側の面をいい、「裏面」とは、その反対側の面をいう。
[First Embodiment]
<Ultrasonic sensor>
The
(振動検出素子)
振動検出素子2は、フィルム状の圧電体11と、圧電体11の両面に積層される一対の電極(圧電体11の表面に積層される第1電極12a及び圧電体11の裏面に積層される第2電極12b)とを有する。振動検出素子2は、全体としてシート状である。
(Vibration detection element)
The
圧電体11を形成する圧電材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、ニオブ酸タンタル酸カリウム(K(Ta,Nb)O3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、水晶等の無機圧電材料が挙げられる。
Examples of the piezoelectric material forming the
また、前記圧電材料としては、可撓性を有する材料も好適に用いられる。これにより、圧電体11に可撓性を付与することができる。その結果、例えば圧電体11をアーチ状等に湾曲させることで、前記超音波発信器の超音波発信面と振動検出素子2の超音波受信面との焦点を合わせやすい。
Further, as the piezoelectric material, a material having flexibility is also preferably used. This makes it possible to impart flexibility to the
前記可撓性を有する材料としては、例えば高分子圧電材料が挙げられる。この高分子圧電材料としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン−3フッ化エチレン共重合体(P(VDF/TrFE))、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体(P(VDCN/VAc))等が挙げられる。また、これらの高分子圧電材料を多孔性フィルムとすることによって、より可撓性が大きくなり、振動検出素子2の湾曲性及び屈曲性を高めることができる。
Examples of the flexible material include polymer piezoelectric materials. Examples of the polymer piezoelectric material include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-3 ethylene fluoride copolymer (P (VDF / TrFE)), and vinylidene cyanide-vinyl acetate copolymer (P (VDCN /)). VAc)) and the like can be mentioned. Further, by using these polymer piezoelectric materials as a porous film, the flexibility can be further increased, and the curvature and flexibility of the
また、前記可撓性を有する材料としては、圧電特性を有しないポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂に多数の扁平な気孔を形成したうえ、コロナ放電等によってこれらの気孔の対向面を分極して帯電させることで圧電特性を付与したものを使用することもできる。 Further, as the flexible material, a large number of flat pores are formed in a synthetic resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (PE), or polyethylene terephthalate (PET) which does not have piezoelectric properties. It is also possible to use a material in which the facing surface of these pores is polarized and charged by corona discharge or the like to impart piezoelectric characteristics.
圧電体11が可撓性を有する場合、圧電体11の平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、50μmがより好ましい。一方、圧電体11が可撓性を有する場合、圧電体11の平均厚さの上限としては、500μmが好ましく、200μmがより好ましい。圧電体11の平均厚さが前記下限に満たないと、圧電体11の強度が不十分となるおそれがある。逆に、圧電体11の平均厚さが前記上限を超えると、所望の湾曲又は屈曲形状に形成し難くなるおそれがある。
When the
第1電極12a及び第2電極12bは薄膜状である。第1電極12a及び第2電極12bは圧電体11の表裏の電位差を検出するために用いられる。このため、第1電極12a及び第2電極12bは、不図示の検出回路に接続される。
The
第1電極12a及び第2電極12bの材質としては、導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、ニッケル等の金属や、カーボン等が挙げられる。
The material of the
第1電極12a及び第2電極12bの圧電体11への積層方法としては、特に限定されず、例えば金属の蒸着、カーボン導電インクの印刷、銀ペーストの塗布乾燥等が挙げられる。
The method of laminating the
第1電極12a及び第2電極12bの平均厚さとしては、積層方法にもよるが、例えば0.1μm以上30μm以下とすることができる。前記平均厚さが前記下限に満たないと、第1電極12a及び第2電極12bの強度が不十分となるおそれがある。逆に、前記平均厚さが前記上限を超えると、振動検出素子2を湾曲又は屈曲した状態での曲面形状への追従性が低下するおそれがある。
The average thickness of the
図3に示すように、第1電極12aは、複数のライン状の片(第1分断片12c)に分断されている。第1分断片12cは直線状である。複数の第1分断片12cは、並列に配置されている。また、第2電極12bは、平面視で複数の第1分断片12cと直交する複数のライン状の片(第2分断片12d)に分断されている。第2分断片12dは直線状である。複数の第2分断片12dは、並列に配置されている。複数の第1分断片12c及び複数の第2分断片12dは平面視で部分的に重なり合っている。振動検出素子2は、第1分断片12cと第2分断片12dとが平面視で重なり合った領域が振動検出部2aとして機能する。つまり、第1電極12aは、複数の振動検出部2aの各列に対応する第1分断片12cに分断されており、第2電極12bは、複数の振動検出部2aの各行に対応する第2分断片12dに分断されている。振動検出部2aは、複数の第1分断片12cと複数の第2分断片12dとが平面視で直交していることで、2次元アレイ状に形成される。そして、2次元アレイ状に形成された振動検出部2aは、それぞれ独立して超音波の強度の測定が可能である。
As shown in FIG. 3, the
隣接する振動検出部2a間の平均間隔Dの下限としては、0.5mmが好ましく、0.8mmがより好ましい。一方、前記平均間隔Dの上限としては、2.0mmが好ましく、1.5mmがより好ましい。前記平均間隔Dが前記下限に満たないと、隣接する振動検出部2a間のクロストークを十分に抑制することができないおそれがある。逆に、前記平均間隔Dが前記上限を超えると、隣接する振動検出部2a間の間隔が大きくなり過ぎて、検出効率を十分に高め難くなるおそれがある。
The lower limit of the average interval D between the adjacent
図2に示すように、複数の振動検出部2aは格子点状に配置されている。換言すると、複数の第1分断片12c及び複数の第2分断片12dは平面視で格子点状に重なり合っている。具体的には、複数の振動検出部2aは、四角形格子、より詳しくは正四角形格子の各格子点に配置されている。当該超音波センサ1は、複数の振動検出部2aが格子点状に配置されることで、隣接する振動検出部2a間のクロストークを抑制しつつ、複数の振動検出部2aを高密度で配置しやすい。その結果、当該超音波センサ1は、検査精度の低下を抑えつつ、検査効率を容易に高めることができる。
As shown in FIG. 2, the plurality of
(被覆層)
被覆層3は、複数の振動検出部2aと重なり合う複数の超音波透過部3aと、複数の振動検出部2a以外の領域と重なり合う超音波遮蔽部3bとを有する。被覆層3は、複数の超音波透過部3aによって厚さ方向に超音波を選択的に透過させる。超音波透過部3aの個数と振動検出部2aの個数とは一致していることが好ましい。つまり、超音波透過部3aは振動検出部2aと1対1対応で形成されることが好ましい。
(Coating layer)
The
被覆層3は、複数の超音波検出部2a間のクロストークを抑制する。そのため、被覆層3は、振動検出素子2の超音波受信面側に積層される。つまり、被覆層3は、振動検出素子2の第1電極12aの表面側(外面側)に積層される。前述のように本実施形態では、第1電極12aは、複数の振動検出部2aと対応する複数の第1分断片12cに分断されており、被覆層3は振動検出素子2のこの第1電極12a側に積層されている。被覆層3は、複数の第1分断片12cの表面側に積層されることで、複数の振動検出部2a以外の領域に照射される超音波を複数の第1分断片12cよりも超音波照射方向の上流側で遮蔽可能である。これにより、当該超音波センサ1は、複数の振動検出部2a以外の領域に照射される超音波による振動検出部2aへの干渉を抑制し、クロストークを十分に抑制することができる。
The
被覆層3は、例えば合成樹脂を主成分とする樹脂層である。前記合成樹脂としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン樹脂、ポリイミド等が挙げられる。なお、「主成分」とは、質量換算で最も含有量の大きい成分をいう。
The
被覆層3は可撓性を有する樹脂フィルムであることが好ましい。この構成によると、被覆層3に複数の超音波透過部3aを容易に形成することができる。また、圧電体11が可撓性のある材料である場合に振動検出素子2を湾曲又は屈曲させた際に、振動検出素子2の形状に被覆層3を容易に追従させることができる。
The
被覆層3が前述の樹脂フィルムである場合、被覆層3は、例えば接着剤、粘着剤等によって振動検出素子2に積層することができる。この構成によると、被覆層3と振動検出素子2との間には接着剤層又は粘着剤層が配置される。これらの層は、例えば複数の第1分断片12cの間の領域に充填され、被覆層3と振動検出素子2との密着強度を高める。
When the
図1及び図2に示すように、超音波透過部3aは貫通孔である。当該超音波センサ1は、超音波透過部3aが貫通孔であることによって、超音波発信器から照射される超音波を複数の第1分断片12cによって容易かつ高精度に受信することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic
前記貫通孔は矩形状とすることができる。図2及び図3に示すように、複数の第1分断片12cの幅方向にける前記貫通孔の幅W1は、複数の第1分断片12cの幅W2より大きくてもよい。また、複数の第2分断片12dの幅方向における前記貫通孔の幅W3は、複数の第2分断片12dの幅W4よりも大きくてもよい。この構成によると、目視にて超音波透過部3aを振動検出部2aに対応するよう位置合わせしやすい。
The through hole can be rectangular. As shown in FIGS. 2 and 3, the width W1 of the through hole in the width direction of the plurality of
前記貫通孔は、例えばパンチャーによって形成されてもよく、フォトレジストのパターニング後にエッチングすることで形成されてもよい。 The through hole may be formed by, for example, a puncher, or may be formed by etching after patterning the photoresist.
被覆層3の振動検出素子2に積層される領域における超音波透過部3a以外の部分(つまり、超音波遮蔽部3b)の平均厚さTの下限としては、0.5mmが好ましく、1mmがより好ましい。一方、前記平均厚さTの上限としては、5mmが好ましく、3mmがより好ましい。前記平均厚さTが前記下限に満たないと、超音波を十分に遮蔽することができないおそれがある。逆に、前記平均厚さTが前記上限を超えると、被覆層3の可撓性が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the average thickness T of the portion (that is, the
<利点>
当該超音波センサ1は、複数の振動検出部2aを有する振動検出素子2を備えるので、被検体の複数箇所の検査を同時に行うことができる。また、当該超音波センサ1は、振動検出素子2に積層される被覆層3が複数の振動検出部2aと重なり合う複数の超音波透過部3aを有しており、これらの超音波透過部3a以外の領域における超音波の透過を抑制することができる。そのため、当該超音波センサ1は、複数の振動検出部2a間のクロストークを抑制することができる。従って、当該超音波センサ1は、検査精度が高く、かつ検査効率に優れる。
<Advantage>
Since the
[第二実施形態]
<超音波センサ>
図4の超音波センサ21は、複数の振動検出部22aを有する振動検出素子22と、振動検出素子22に積層される被覆層23とを備える。被覆層23は、振動検出素子22の表面側に積層される。また、当該超音波センサ21は、振動検出素子22を裏面側から支持する基台24を備える。被覆層23は、複数の振動検出部22aと重なり合う複数の超音波透過部23aを有する。当該超音波センサ21は、振動検出素子22の面内方向に複数の振動検出部22aが形成されたアレイセンサである。当該超音波センサ21は、例えば食品パッケージのヒートシール性、蓄電池や燃料電池の中の気泡の有無等を超音波によって検査するための検査装置に用いられる。当該超音波センサ21は、振動検出素子22の表面が、被検体を挟んで超音波発信器(不図示)と対向する超音波受信面を構成する。
[Second Embodiment]
<Ultrasonic sensor>
The
(振動検出素子)
振動検出素子22は、フィルム状の圧電体31と、圧電体31の両面に積層される一対の電極(圧電体31の表面に積層される第1電極32a及び圧電体31の裏面に積層される第2電極32b)を有する。振動検出素子22は、全体としてシート状である。振動検出素子22は、裏面側が基台24によって支持されることでアーチ状に湾曲した状態で保持されている。
(Vibration detection element)
The
圧電体31を形成する圧電材料としては、可撓性を有する材料が用いられる。この可撓性を有する材料としては、前述の高分子圧電材料や、圧電特性を有しない合成樹脂に多数の扁平な気孔を形成し、この気孔の対向面を分極して帯電させたものが挙げられる。
As the piezoelectric material for forming the
第1電極32a及び第2電極32bは薄膜状である。第1電極32a及び第2電極32bの材質としては、図1の第1電極12a及び第2電極12bと同様とすることができる。
The
圧電体31の平均厚さ、並びに第1電極32a及び第2電極32bの平均厚さとしては、図1の超音波センサ1の振動検出素子2と同様とすることができる。
The average thickness of the
第1電極32aは、複数の片(第1分断片32c)に分断されている。一方、第2電極32bは、平面視で複数の第1分断片32cを含むよう、圧電体31の裏面に1枚の薄膜体として積層されている。振動検出素子22は、第1電極32aと第2電極32bが圧電体31の厚さ方向に重なり合った領域が振動検出部22aとして機能する。つまり、第1電極32aの第1分断片32cは、振動検出部22aと1体1で対応している。
The
振動検出部22a(つまり第1分断片32c)は直線状である。複数の振動検出部22aの長手方向は平行である。すなわち、複数の振動検出部22aは、ストライプ状に配置されている。より詳しくは、複数の振動検出部22aは、長手方向に沿ってアーチ状に湾曲した状態で、幅方向に並列に配置されている。隣接する振動検出部22a間の平均間隔としては、図1の超音波センサ1の隣接する振動検出部2a間の平均間隔Dと同様とすることができる。
The
(被覆層)
被覆層23は、複数の振動検出部22aと重なり合う複数の超音波透過部23aと、複数の振動検出部22a以外の領域と重なり合う超音波遮蔽部23bとを有する。超音波透過部23aは貫通孔である。超音波透過部23aの個数と振動検出部22aの個数とは一致していることが好ましい。つまり、超音波透過部23aは振動検出部22aと1対1対応で形成されることが好ましい。なお、超音波透過部23aを挟んで配置される超音波遮蔽部23b同士は、振動検出素子22に対する位置関係が固定されるよう部分的に連結されていてもよい。
(Coating layer)
The
被覆層23は、振動検出素子22の超音波受信面側に積層される。本実施形態では、第1電極32aが複数の振動検出部22aと対応する複数の第1分断片32cに分断されており、被覆層23はこの第1電極32a側に積層されている。
The
被覆層23の具体的構成としては、超音波透過部23aの形状が振動検出部22aに対応してストライプ状に形成される以外、図1の被覆層3と同様とすることができる。例えば被覆層23は可撓性を有する樹脂フィルムとすることができる。被覆層23の超音波遮蔽部23bの平均厚さとしては、図1の被覆層3と同様とすることができる。超音波遮蔽部23bは、圧電体31の側縁よりも外側まで形成されてもよい。これにより、振動検出素子22の裏面側への超音波の回り込みを抑制できる。また、この構成によると、超音波透過部23a同士の間に挟まれた超音波遮蔽部23bを圧電体31の外側で連結することで容易に一体的に保持することができる。
The specific configuration of the
(基台)
基台24は、振動検出素子22を保持する土台である。基台24の表面形状は、例えば超音波発信器の超音波発信面の形状に対応して形成される。本実施形態では、基台24の表面は中央部が窪んだアーチ状である。
(Base)
The
基台24の材質としては、金属等の導電性を有するものを用いることもできるが、絶縁性を有するものが好ましい。基台24が絶縁性を有する場合、基台24の主成分としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等の合成樹脂が挙げられる。
As the material of the
<利点>
当該超音波センサ21は、複数の振動検出部22aが長手方向に沿ってアーチ状に湾曲した状態で、幅方向に並列に配置されているので、振動検出素子22の超音波受信面の焦点と超音波発信器の超音波発信面の焦点とが一致する状態で超音波発信器から被検体に収束するように発せられた超音波を広い面積で受信することができる。これにより、当該超音波センサ21は、検査精度をさらに向上しやすい。
<Advantage>
Since the
[その他の実施形態]
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other Embodiments]
The embodiment does not limit the configuration of the present invention. Therefore, it is possible to omit, replace or add components of each part of the embodiment based on the description of the present specification and common general technical knowledge, and all of them are construed to belong to the scope of the present invention. Should be.
図5及び図6を参照して、前記被覆層の変形例について説明する。図5の被覆層43は、圧電体11の表面に直接材料をパターニングした樹脂フィルムである。この構成によると、圧電体11の表面全面を合成樹脂で被覆した後、フォトレジストによって振動検出部42aに合わせて貫通孔43a(超音波透過部)を容易に形成することができる。また、この被覆層43は、スクリーン印刷等の印刷法によって合成樹脂をパターニングして形成されたものであってもよい。この場合、貫通孔43aの深さ方向の断面は垂直にならず圧電体11側の端部を縮径させることができる(つまり、超音波遮蔽部43bの圧電体11側の端部に裾野を形成することができる)。被覆層43は、合成樹脂を主成分としており可撓性を有する。超音波遮蔽部43bは、第1電極44aに部分的に積層されてもよい。
A modified example of the coating layer will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The
図6の被覆層53は、超音波発信器側に向けて逆テーパー状に拡径された複数の貫通孔53a(超音波透過部)を有する。この構成によると、超音波入射側が広がっていることで、クロストークを防ぎつつ、超音波を効率よく測定することができる。
The
当該超音波センサは、振動検出素子に対して被覆層を容易に位置合わせできるようアライメントマークを形成してもよい。例えば当該超音波センサは、圧電体の4隅に第1電極によって平面視円形のパターンを形成し、被覆層のこれらのパターンに対応する位置にこれらのパターンよりも大径の貫通孔を形成してもよい。この構成によると、被覆層の貫通孔を介して前記パターンの位置を確認することで、振動検出素子と被覆層とを容易に位置合わせすることができる。また、当該超音波センサは、圧電体に貫通孔を形成可能な場合であれば、圧電体の4隅に貫通孔を形成し、被覆層にこれらの貫通孔に対応するアライメントマークを形成してもよい。なお、アライメントマークの配置、形状等は特に限定されるものではない。例えば前記パターンの平面視形状は、多角形状、十字状、X形状等であってもよい。 The ultrasonic sensor may form an alignment mark so that the coating layer can be easily aligned with the vibration detection element. For example, in the ultrasonic sensor, a circular pattern in a plan view is formed at four corners of the piezoelectric body by the first electrode, and through holes having a diameter larger than these patterns are formed at positions corresponding to these patterns in the coating layer. You may. According to this configuration, the vibration detection element and the coating layer can be easily aligned by confirming the position of the pattern through the through hole of the coating layer. Further, in the ultrasonic sensor, if through holes can be formed in the piezoelectric body, through holes are formed in the four corners of the piezoelectric body, and alignment marks corresponding to these through holes are formed in the coating layer. May be good. The arrangement, shape, etc. of the alignment mark are not particularly limited. For example, the plan view shape of the pattern may be a polygonal shape, a cross shape, an X shape, or the like.
前記超音波透過部としては、貫通孔以外の構成を採用することも可能である。例えば前記超音波透過部は、超音波遮蔽部よりも厚さが小さい薄肉部であってもよい。また、前記超音波透過部は、超音波遮蔽部よりも超音波透過率の大きい材質で形成されたものであってもよい。 As the ultrasonic wave transmitting portion, it is possible to adopt a configuration other than the through hole. For example, the ultrasonic wave transmitting portion may be a thin-walled portion having a thickness smaller than that of the ultrasonic shielding portion. Further, the ultrasonic wave transmitting portion may be made of a material having a higher ultrasonic wave transmittance than the ultrasonic shielding portion.
前記複数の振動検出部の配置は、使用目的等に応じて設定可能であり、前述の格子点状及びストライプ状に限定されるものではない。また、前記複数の振動検出部が格子点状に配置される場合でも、これらの振動検出部は、四角形格子以外の格子形状の格子点に対応する位置に配置されてもよい。 The arrangement of the plurality of vibration detection units can be set according to the purpose of use and the like, and is not limited to the above-mentioned lattice point shape and stripe shape. Further, even when the plurality of vibration detection units are arranged in a grid pattern, these vibration detection units may be arranged at positions corresponding to grid points having a grid shape other than a quadrangular grid.
以上説明したように、本発明の一態様に係る超音波センサは、検査精度が高く、かつ検査効率に優れるので、食品パッケージのヒートシール性等を検査するのに適している。 As described above, the ultrasonic sensor according to one aspect of the present invention has high inspection accuracy and excellent inspection efficiency, and is therefore suitable for inspecting the heat sealability of a food package.
1,21 超音波センサ
2,22 振動検出素子
2a,22a,42a 振動検出部
3,23,43,53 被覆層
3a,23a 超音波透過部
3b,23b,43b 超音波遮蔽部
11,31 圧電体
12a,32a,44a 第1電極
12b,32b 第2電極
12c,32c 第1分断片
12d 第2分断片
24 基台
43a,53a 貫通孔
1,21
Claims (7)
前記振動検出素子に積層される被覆層と
を備え、
前記被覆層が、前記複数の振動検出部と重なり合う複数の超音波透過部を有する超音波センサ。 A vibration detection element having multiple vibration detection units and
A coating layer laminated on the vibration detection element is provided.
An ultrasonic sensor having a plurality of ultrasonic wave transmitting portions in which the coating layer overlaps the plurality of vibration detecting portions.
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