JP3109007B2 - 束構造にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法 - Google Patents
束構造にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法Info
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- JP3109007B2 JP3109007B2 JP03231872A JP23187291A JP3109007B2 JP 3109007 B2 JP3109007 B2 JP 3109007B2 JP 03231872 A JP03231872 A JP 03231872A JP 23187291 A JP23187291 A JP 23187291A JP 3109007 B2 JP3109007 B2 JP 3109007B2
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、束構造にした石英ガラ
スロッドによる超音波の伝送方法に関し、特に、伝送段
階における減衰とノイズの発生を防止して、効率よく超
音波を伝送することができる束構造にした石英ガラスロ
ッドによる超音波の伝送方法に関する。
スロッドによる超音波の伝送方法に関し、特に、伝送段
階における減衰とノイズの発生を防止して、効率よく超
音波を伝送することができる束構造にした石英ガラスロ
ッドによる超音波の伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波とは、可聴周波数領域（１６Ｈｚ
〜２０ｋＨｚ）を越える周波数領域での振動であり、周
波数が高い程大きなエネルギーとなるが、その一方で高
周波（１ＭＨｚ以上）になるほど減衰が大きく、しかも
固体よりも液体、液体よりも気体というように、固体、
液体、気体の順で減衰が大きくなる。このため、従来に
おいては、高周波の超音波を伝送するには、固体の金属
ロッドを使用することが提案されている。
〜２０ｋＨｚ）を越える周波数領域での振動であり、周
波数が高い程大きなエネルギーとなるが、その一方で高
周波（１ＭＨｚ以上）になるほど減衰が大きく、しかも
固体よりも液体、液体よりも気体というように、固体、
液体、気体の順で減衰が大きくなる。このため、従来に
おいては、高周波の超音波を伝送するには、固体の金属
ロッドを使用することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の金属ロッドにあっては、縦波だけの超音波を入
射しても、金属ロッド内の伝送中に縦波ばかりでなく横
波も発生してしまうことと、反射が波長単位で行われな
いために二次波、三次波が重なることとによって、ノイ
ズが発生してしまい、信号として超音波を使用するとき
には好ましくないという問題点があった。
た従来の金属ロッドにあっては、縦波だけの超音波を入
射しても、金属ロッド内の伝送中に縦波ばかりでなく横
波も発生してしまうことと、反射が波長単位で行われな
いために二次波、三次波が重なることとによって、ノイ
ズが発生してしまい、信号として超音波を使用するとき
には好ましくないという問題点があった。
【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、超音波の伝送段階においての反射を制限し、ノ
イズの発生を極力防止した束構造にした石英ガラスロッ
ドによる超音波の伝送方法を提供しようとするものであ
る。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、超音波の伝送段階においての反射を制限し、ノ
イズの発生を極力防止した束構造にした石英ガラスロッ
ドによる超音波の伝送方法を提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における束構造にした石英ガラスロッドによ
る超音波の伝送方法は、振動子に固体のロッドを接続し
て、その固体のロッドにより超音波を伝送する超音波の
伝送方法であって、かかる振動子の振動により発生させ
る超音波がロッド内で波長単位で反射を繰り返すよう
に、ロッドの直径を、発生させる超音波の波長以下の大
きさとした石英ガラスロッドを複数本束ねた束構造とす
ることで、その束構造の石英ガラスロッドにより超音波
を伝送するようにしたものである。
に、本発明における束構造にした石英ガラスロッドによ
る超音波の伝送方法は、振動子に固体のロッドを接続し
て、その固体のロッドにより超音波を伝送する超音波の
伝送方法であって、かかる振動子の振動により発生させ
る超音波がロッド内で波長単位で反射を繰り返すよう
に、ロッドの直径を、発生させる超音波の波長以下の大
きさとした石英ガラスロッドを複数本束ねた束構造とす
ることで、その束構造の石英ガラスロッドにより超音波
を伝送するようにしたものである。
【０００６】
【作用】束構造を構成する各石英ガラスロッドの直径
を、発生された超音波がロッド内で波長単位で反射を繰
り返すように、その超音波の波長以下の大きさとしたこ
とで、超音波が石英ガラスロッド内で反射を繰り返すと
きに、その反射が波長単位内で行われる。このため、二
次波、三次波が重なることがなくなり、反射のノイズの
発生を押さえることが可能となる。
を、発生された超音波がロッド内で波長単位で反射を繰
り返すように、その超音波の波長以下の大きさとしたこ
とで、超音波が石英ガラスロッド内で反射を繰り返すと
きに、その反射が波長単位内で行われる。このため、二
次波、三次波が重なることがなくなり、反射のノイズの
発生を押さえることが可能となる。
【０００７】また、石英ガラスロッドを複数本束ねて束
構造としたので、超音波の入射面積を増加することがで
き、振動子からの超音波の入射が容易になる。
構造としたので、超音波の入射面積を増加することがで
き、振動子からの超音波の入射が容易になる。
【０００８】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による束構造
にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法の一実
施例を詳細に説明するものとする。
にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法の一実
施例を詳細に説明するものとする。
【０００９】図１は、本発明による束構造にした石英ガ
ラスロッドによる超音波の伝送方法の一実施例を示す概
略構成説明図であり、細径の石英ガラスロッド１０’を
複数本（本実施例においては７本である。）束ねて構成
された束構造の石英ガラスロッド１０の一方の端面１０
ａに、振動子１２を配設することにより、他方の端面１
０ｂへスポット的に超音波を伝送することができる。細
径の石英ガラスロッド１０’は、石英ガラスチューブあ
るいは熱収縮ＦＥＰチューブ等よりなる保護管１４で被
覆することにより束ねられており、各細径の石英ガラス
ロッド１０’の直径ｌは、振動子１２の波長以下の大き
さに設定されている。
ラスロッドによる超音波の伝送方法の一実施例を示す概
略構成説明図であり、細径の石英ガラスロッド１０’を
複数本（本実施例においては７本である。）束ねて構成
された束構造の石英ガラスロッド１０の一方の端面１０
ａに、振動子１２を配設することにより、他方の端面１
０ｂへスポット的に超音波を伝送することができる。細
径の石英ガラスロッド１０’は、石英ガラスチューブあ
るいは熱収縮ＦＥＰチューブ等よりなる保護管１４で被
覆することにより束ねられており、各細径の石英ガラス
ロッド１０’の直径ｌは、振動子１２の波長以下の大き
さに設定されている。
【００１０】細径の石英ガラスロッド１０’の直径ｌ
が、振動子１２の波長以下の大きさに設定されているこ
とで、石英ガラスロッド１０’内で反射を繰り返す時
に、その反射が波長単位で行われる。このため、二次
波、三次波が重なることがなくなり、反射によるノイズ
の発生がなくなる。また、石英ガラスロッド１０’が束
にされて束構造の石英ガラスロッド１０とされているの
で、単一の石英ガラスロッド１０’の端面１０’ａの面
積と比較すると、端面１０ａの面積が極めて大きくなる
ため、振動子１２から超音波を入射し易くなる。
が、振動子１２の波長以下の大きさに設定されているこ
とで、石英ガラスロッド１０’内で反射を繰り返す時
に、その反射が波長単位で行われる。このため、二次
波、三次波が重なることがなくなり、反射によるノイズ
の発生がなくなる。また、石英ガラスロッド１０’が束
にされて束構造の石英ガラスロッド１０とされているの
で、単一の石英ガラスロッド１０’の端面１０’ａの面
積と比較すると、端面１０ａの面積が極めて大きくなる
ため、振動子１２から超音波を入射し易くなる。
【００１１】図２は、本実施例による束構造の石英ガラ
スロッド及び直棒形状の石英ガラスロッドについて、出
射端側における波形を測定するための実験装置を示す。
なお、この実験におけるサンプル２０としては、以下の
ようなサンプルを使用した。即ち、本実施例の束構造の
石英ガラスロッドについては、直径が３ｍｍで全長が５
００ｍｍのロッドを７本使用し、図１に示すような形状
で束ねて全体で約１０ｍｍの直径とし、保護部材１４と
して熱収縮ＦＥＰチューブを使用した。また、直棒形状
の石英ガラスロッドについては、直径１０ｍｍで全長５
００ｍｍの石英ガラスロッドを使用した。
スロッド及び直棒形状の石英ガラスロッドについて、出
射端側における波形を測定するための実験装置を示す。
なお、この実験におけるサンプル２０としては、以下の
ようなサンプルを使用した。即ち、本実施例の束構造の
石英ガラスロッドについては、直径が３ｍｍで全長が５
００ｍｍのロッドを７本使用し、図１に示すような形状
で束ねて全体で約１０ｍｍの直径とし、保護部材１４と
して熱収縮ＦＥＰチューブを使用した。また、直棒形状
の石英ガラスロッドについては、直径１０ｍｍで全長５
００ｍｍの石英ガラスロッドを使用した。
【００１２】図２において、サンプル２０の一方の端部
２０ａには、発信子たる振動子２２が、また他方の端部
２０ｂには、受信子たる振動子２４が、サリチル酸フェ
ニールを使用して各々接着されている。振動子２２、２
４は、直径１２ｍｍの厚み振動タイプであり、２ＭＨｚ
〜６ＭＨｚの広帯域タイプのものである。
２０ａには、発信子たる振動子２２が、また他方の端部
２０ｂには、受信子たる振動子２４が、サリチル酸フェ
ニールを使用して各々接着されている。振動子２２、２
４は、直径１２ｍｍの厚み振動タイプであり、２ＭＨｚ
〜６ＭＨｚの広帯域タイプのものである。
【００１３】振動子２２には、接続線２６を介してゲー
ティド・アンプ２８が接続されている。このゲーティド
・アンプ２８は、ゲート幅が１０μｓｅｃであり、シー
ケンスインターバルが１００μｓｅｃのパルス波を発生
することができる。さらに、このゲーティド・アンプ２
８には、接続線２６を介して、ＲＦ信号を発生する周波
数発信器３０が接続されている。
ティド・アンプ２８が接続されている。このゲーティド
・アンプ２８は、ゲート幅が１０μｓｅｃであり、シー
ケンスインターバルが１００μｓｅｃのパルス波を発生
することができる。さらに、このゲーティド・アンプ２
８には、接続線２６を介して、ＲＦ信号を発生する周波
数発信器３０が接続されている。
【００１４】一方、振動子２４には、接続線２６を介し
てプレアンプ３２が接続され、このプレアンプ３２に
は、接続線２６を介してオシロスコープ３４が接続され
ている。
てプレアンプ３２が接続され、このプレアンプ３２に
は、接続線２６を介してオシロスコープ３４が接続され
ている。
【００１５】以上のような実験装置において、周波数発
信器３０から出力されたＲＦ信号を、ゲーティド・アン
プ２８に入力し、ゲート幅が１０μｓｅｃであり、シー
ケンスインターバルが１００μｓｅｃの超音波パルス波
を形成し、この超音波パルス波を振動子２２によって超
音波に変えて、端面２０ａからサンプル２０内に入射す
る。この入射された超音波を、出射端側の振動子２４に
よって受けて、それをプレアンプ３２で増幅して、オシ
ロスコープ３４で波形を読み取るようになされている。
なお、測定周波数は５ＭＨｚとし、温度条件は２２゜Ｃ
として、±０．１゜Ｃの恒温室内で測定した。なお、入
力波形は、図３（ａ）に示す形状である。
信器３０から出力されたＲＦ信号を、ゲーティド・アン
プ２８に入力し、ゲート幅が１０μｓｅｃであり、シー
ケンスインターバルが１００μｓｅｃの超音波パルス波
を形成し、この超音波パルス波を振動子２２によって超
音波に変えて、端面２０ａからサンプル２０内に入射す
る。この入射された超音波を、出射端側の振動子２４に
よって受けて、それをプレアンプ３２で増幅して、オシ
ロスコープ３４で波形を読み取るようになされている。
なお、測定周波数は５ＭＨｚとし、温度条件は２２゜Ｃ
として、±０．１゜Ｃの恒温室内で測定した。なお、入
力波形は、図３（ａ）に示す形状である。
【００１６】上記実験条件による測定結果に基づく各サ
ンプルの出射端側の波形が、図３に示されている。図３
（ｂ）から明らかなように、束構造の石英ガラスロッド
の波形は、入力波形と極めて近似したものとなってお
り、ノイズが発生していないことが判る。ところが、図
３（ｃ）に示す直棒形状の石英ガラスロッドの波形は、
二次波、三次波が重なっていて、反射によるノイズが発
生していることが判る。
ンプルの出射端側の波形が、図３に示されている。図３
（ｂ）から明らかなように、束構造の石英ガラスロッド
の波形は、入力波形と極めて近似したものとなってお
り、ノイズが発生していないことが判る。ところが、図
３（ｃ）に示す直棒形状の石英ガラスロッドの波形は、
二次波、三次波が重なっていて、反射によるノイズが発
生していることが判る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１８】単体の石英ガラスロッドの直径を、超音波
がロッド内で波長単位で反射を繰り返すように、その超
音波の波長以下の大きさとしたため、超音波が石英ガラ
スロッド内を伝送中に石英ガラスロッド内で反射を繰り
返すときに、その反射が波長単位で行われるので、二次
波、三次波が重なることがなくなり、ノイズの発生を極
力防止することができる。従って、石英ガラスロッドへ
の入力時と同様な波形を、出射時においても得ることが
できる。
がロッド内で波長単位で反射を繰り返すように、その超
音波の波長以下の大きさとしたため、超音波が石英ガラ
スロッド内を伝送中に石英ガラスロッド内で反射を繰り
返すときに、その反射が波長単位で行われるので、二次
波、三次波が重なることがなくなり、ノイズの発生を極
力防止することができる。従って、石英ガラスロッドへ
の入力時と同様な波形を、出射時においても得ることが
できる。
【００１９】また、直径が超音波の波長と略等しい大き
さの石英ガラスロッドを複数本束ねることにより、束構
造の石英ガラスロッドとしたので、超音波の入射面積を
増加することができるため、振動子からの石英ガラスロ
ッドへの超音波の入射が容易になる。
さの石英ガラスロッドを複数本束ねることにより、束構
造の石英ガラスロッドとしたので、超音波の入射面積を
増加することができるため、振動子からの石英ガラスロ
ッドへの超音波の入射が容易になる。
【図１】本発明による束構造にした石英ガラスロッドに
よる超音波の伝送方法を実施するための構造の一例を示
し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線による概略構成断面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
よる超音波の伝送方法を実施するための構造の一例を示
し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線による概略構成断面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図２】束構造にした石英ガラスロッド及び直棒状の石
英ガラスロッドの出射端側における波形を測定するため
の実験装置を示す構成説明図である。
英ガラスロッドの出射端側における波形を測定するため
の実験装置を示す構成説明図である。
【図３】図２の実験装置による実験結果を示し、（ａ）
は入力波形であり、（ｂ）は束構造にした石英ガラスロ
ッドの出射端側の波形であり、（ｃ）は直棒形状の石英
ガラスロッドの出射端側の波形である。
は入力波形であり、（ｂ）は束構造にした石英ガラスロ
ッドの出射端側の波形であり、（ｃ）は直棒形状の石英
ガラスロッドの出射端側の波形である。
１０ 石英ガラスロッド １０’ 細径の石英ガラスロッド １０ａ 端面 １０’ａ 端面 １０ｂ 端面 １２ 振動子 １４ 保護管 ２０ サンプル ２０ａ 端面 ２０ｂ 端面 ２２ 振動子 ２４ 振動子 ２６ 接続線 ２８ ゲーティッド・アンプ ３０ 周波数発信器 ３２ プレアンプ ３４ オシロスコープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10K 11/24 B06B 3/00 - 3/04 G01S 7/52 - 7/533 H04B 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】 振動子に固体のロッドを接続して、前記
固体のロッドにより超音波を信号として伝送する超音波
の伝送方式において、 前記固体は、超音波がロッド内で波長単位で反射を繰り
返すように、ロッドの直径を、発生させる超音波の波長
以下の大きさとした石英ガラスロッドを複数本束ねた構
造をなし、当該束構造の石英ガラスロッドにより超音波
を伝送することを特徴とする超音波の伝送方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03231872A JP3109007B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 束構造にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03231872A JP3109007B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 束構造にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0573079A JPH0573079A (ja) | 1993-03-26 |
| JP3109007B2 true JP3109007B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=16930348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03231872A Expired - Fee Related JP3109007B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 束構造にした石英ガラスロッドによる超音波の伝送方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109007B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2122868B1 (en) * | 2006-12-21 | 2015-08-26 | BAE Systems PLC | Data transfer |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP03231872A patent/JP3109007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573079A (ja) | 1993-03-26 |
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Legal Events
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