JP3349313B2 - 液中用音響測定子及びその製造方法 - Google Patents
液中用音響測定子及びその製造方法Info
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- JP3349313B2 JP3349313B2 JP30817295A JP30817295A JP3349313B2 JP 3349313 B2 JP3349313 B2 JP 3349313B2 JP 30817295 A JP30817295 A JP 30817295A JP 30817295 A JP30817295 A JP 30817295A JP 3349313 B2 JP3349313 B2 JP 3349313B2
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波洗浄装置な
どの液中に挿入し、検出端部で発生する出力電圧の大き
さから液中における各点の超音波強度及び音圧分布状態
を測定する液中用音響測定子及びその製造方法に関する
ものである。
どの液中に挿入し、検出端部で発生する出力電圧の大き
さから液中における各点の超音波強度及び音圧分布状態
を測定する液中用音響測定子及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種、液中用音響測定子として実開昭
54-51886号に開示されているように、絶縁ゴムよりなる
帯状リード部の一端部に、ゴムと圧電磁器粉末の複合物
圧電シートと正負電極シートによりバイモルフ状に構成
して検知素子を液密的に封入したものは公知である。
54-51886号に開示されているように、絶縁ゴムよりなる
帯状リード部の一端部に、ゴムと圧電磁器粉末の複合物
圧電シートと正負電極シートによりバイモルフ状に構成
して検知素子を液密的に封入したものは公知である。
【０００３】しかるに上述の従来構成にあっては検出端
部を保持する帯状リード部が可撓性を有するため、液体
の圧力又は抵抗を受けて帯状リード部が容易に湾曲し、
検出端部を液体の奥深く挿入できなかったり、また高速
で走査することができないと言う欠点があり、比較的深
度が低く、かつ固定して用いる場合にのみ有用性があっ
た。従って、上記構成にあってはその用途に限界を生じ
ていた。
部を保持する帯状リード部が可撓性を有するため、液体
の圧力又は抵抗を受けて帯状リード部が容易に湾曲し、
検出端部を液体の奥深く挿入できなかったり、また高速
で走査することができないと言う欠点があり、比較的深
度が低く、かつ固定して用いる場合にのみ有用性があっ
た。従って、上記構成にあってはその用途に限界を生じ
ていた。
【０００４】そこで、図５で示すように（実公平５−１
７８９号）、二枚の複合物圧電シート３１ａ，３１ｂの
積層面に正電極板３２ａを介在すると共に圧電シート３
１ａ，３１ｂの外面に負電極板３２ｂを貼着してなるバ
イモルフ状圧電型検知素子３１を、アース導体を兼ねる
細長い金属パイプ３０の一端面に形成したスリット３３
に挿入保持し、かつ前記検知素子３１を保持した金属パ
イプ３０の一端部を絶縁ゴムよりなる保護層３４で液密
的に被覆してなる液中用音響測定子が提案された。ここ
で金属パイプ３０は50〜100cm 程度の長さ寸法と 3〜5
φmmの外径寸法をもつ細長い金属よりなる。また前記正
電極板３２ａに突成した脚部には導線３５が半田付等に
より点接続される。
７８９号）、二枚の複合物圧電シート３１ａ，３１ｂの
積層面に正電極板３２ａを介在すると共に圧電シート３
１ａ，３１ｂの外面に負電極板３２ｂを貼着してなるバ
イモルフ状圧電型検知素子３１を、アース導体を兼ねる
細長い金属パイプ３０の一端面に形成したスリット３３
に挿入保持し、かつ前記検知素子３１を保持した金属パ
イプ３０の一端部を絶縁ゴムよりなる保護層３４で液密
的に被覆してなる液中用音響測定子が提案された。ここ
で金属パイプ３０は50〜100cm 程度の長さ寸法と 3〜5
φmmの外径寸法をもつ細長い金属よりなる。また前記正
電極板３２ａに突成した脚部には導線３５が半田付等に
より点接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上述の構成に
あっては、バイモルフ状圧電型検知素子３１を備えるも
のであるため、電圧がその厚み方向でのみ誘起され、こ
のため、該厚み方向に沿った指向性を有しており、超音
波洗浄装置などの液中に挿入し、液中における各点の超
音波強度及び音圧分布状態を測定する液中用音響測定子
の用途にあって、その測定値が、該検知素子の角度によ
り変化するという問題がある。このため、指向性の無い
検知素子の開発が求められていた。
あっては、バイモルフ状圧電型検知素子３１を備えるも
のであるため、電圧がその厚み方向でのみ誘起され、こ
のため、該厚み方向に沿った指向性を有しており、超音
波洗浄装置などの液中に挿入し、液中における各点の超
音波強度及び音圧分布状態を測定する液中用音響測定子
の用途にあって、その測定値が、該検知素子の角度によ
り変化するという問題がある。このため、指向性の無い
検知素子の開発が求められていた。
【０００６】また圧電シートを積層してなるバイモルフ
状圧電型検知素子３１を金属パイプ３０から突出し、さ
らにその検知素子３１を絶縁ゴムよりなる保護層３４に
より被覆するものであり、検出端部が大きくなり、しか
も金属パイプ３０の一端面で検出端部を保持するもので
あるから、検知素子３１の肉厚の影響で金属パイプ３０
が径大とならざるをえない。このため、その全体が大型
化するという欠点があった。
状圧電型検知素子３１を金属パイプ３０から突出し、さ
らにその検知素子３１を絶縁ゴムよりなる保護層３４に
より被覆するものであり、検出端部が大きくなり、しか
も金属パイプ３０の一端面で検出端部を保持するもので
あるから、検知素子３１の肉厚の影響で金属パイプ３０
が径大とならざるをえない。このため、その全体が大型
化するという欠点があった。
【０００７】さらには、圧電シートの積層面に介在させ
た正電極板３２ａに導線３５を半田付等により点接続す
るものであるから接続強度が低く、しかも、絶縁ゴム３
４をプレス加硫する必要があり、この際に200Kg/cm2 以
上の圧力がかかることとなり、導線を引張して断線させ
易い。本発明は、かかる従来欠点のない液中用音響測定
子の提供を目的とするものである。
た正電極板３２ａに導線３５を半田付等により点接続す
るものであるから接続強度が低く、しかも、絶縁ゴム３
４をプレス加硫する必要があり、この際に200Kg/cm2 以
上の圧力がかかることとなり、導線を引張して断線させ
易い。本発明は、かかる従来欠点のない液中用音響測定
子の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、導線の端部に
粒状電極を固着し、該粒状電極に圧電ゴム層を被覆し、
さらに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆してなる圧電
型検知素子を備えた液中用音響測定子である。
粒状電極を固着し、該粒状電極に圧電ゴム層を被覆し、
さらに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆してなる圧電
型検知素子を備えた液中用音響測定子である。
【０００９】この圧電型検知素子は、導線の端部に粒状
電極を固着した後、該粒状電極に圧電ゴム層を引上げ加
工によって被覆して、圧電ゴム層をオーブン加硫し、さ
らに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆して形成され
る。
電極を固着した後、該粒状電極に圧電ゴム層を引上げ加
工によって被覆して、圧電ゴム層をオーブン加硫し、さ
らに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆して形成され
る。
【００１０】かかる構成にあって、前記圧電ゴム層の中
心には粒状電極が、その表面には電極層が配設されてな
る圧電型検知素子が形成されることとなる。そしてこの
圧電型検知素子は、全体として粒形状となり、無指向性
を具備することとなって、全方位からの超音波及び音圧
の発生を捕捉することが可能となる。
心には粒状電極が、その表面には電極層が配設されてな
る圧電型検知素子が形成されることとなる。そしてこの
圧電型検知素子は、全体として粒形状となり、無指向性
を具備することとなって、全方位からの超音波及び音圧
の発生を捕捉することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に従って本発明の液中用音響
測定子の一実施例を説明する。この液中用音響測定子は
金属パイプ１の先端に、一端面に圧電型検知素子６を備
えた検出端部５が設けられてなるものである。ここで、
金属パイプ１は５〜５０cm程度の長さ寸法と約２mmφの
外径寸法をもつ銅パイプからなる。この金属パイプ１内
には、テフロンからなる絶縁パイプ２が、その外径を金
属パイプ１の内形とほぼ等しくして、密着状に挿入され
る。この絶縁パイプ２は金属パイプ１の一端から少し突
出させ、圧電型検知素子６の正電極と金属パイプ１との
電気的絶縁を確保するようにしている。そして該絶縁パ
イプ２内にスズメッキ銅線からなる導線３が挿通され、
該導線３の先端に前記圧電型検知素子６が形成される。
測定子の一実施例を説明する。この液中用音響測定子は
金属パイプ１の先端に、一端面に圧電型検知素子６を備
えた検出端部５が設けられてなるものである。ここで、
金属パイプ１は５〜５０cm程度の長さ寸法と約２mmφの
外径寸法をもつ銅パイプからなる。この金属パイプ１内
には、テフロンからなる絶縁パイプ２が、その外径を金
属パイプ１の内形とほぼ等しくして、密着状に挿入され
る。この絶縁パイプ２は金属パイプ１の一端から少し突
出させ、圧電型検知素子６の正電極と金属パイプ１との
電気的絶縁を確保するようにしている。そして該絶縁パ
イプ２内にスズメッキ銅線からなる導線３が挿通され、
該導線３の先端に前記圧電型検知素子６が形成される。
【００１２】この圧電型検知素子６の構成及び、その製
造方法につき説明する。前記導線３の先端には、正電極
となる粒状電極７が固着される。この粒状電極７は、図
２で示すように、銅棒を切り出した短尺銅２０（イ）
を、所定の形状に削り出して整形し（ロ）、かつ上端面
中央に盲孔２１を穿設し、その盲孔２１に導線３の一端
を挿入して（ハ）形成される。そしてこの後に、導線３
の外周に絶縁パイプ２及び金属パイプ１が順次被覆され
る。
造方法につき説明する。前記導線３の先端には、正電極
となる粒状電極７が固着される。この粒状電極７は、図
２で示すように、銅棒を切り出した短尺銅２０（イ）
を、所定の形状に削り出して整形し（ロ）、かつ上端面
中央に盲孔２１を穿設し、その盲孔２１に導線３の一端
を挿入して（ハ）形成される。そしてこの後に、導線３
の外周に絶縁パイプ２及び金属パイプ１が順次被覆され
る。
【００１３】この粒状電極７の他の形成手段としては、
図４で示すように、銅管を切り出した短尺銅筒２５内に
導線３を挿入し（イ）、該短尺銅筒２５をかしめてて短
尺銅筒２０の先端をほぼ球面状に削り加工する（ロ）こ
とにより形成しても良い。その他、高温溶融した金属
（例えば半田ロウ）に導線３の先端を浸漬して、引出す
ことにより、その表面張力で粒状となった金属ロウによ
り粒状電極７を構成するようにしても良い。
図４で示すように、銅管を切り出した短尺銅筒２５内に
導線３を挿入し（イ）、該短尺銅筒２５をかしめてて短
尺銅筒２０の先端をほぼ球面状に削り加工する（ロ）こ
とにより形成しても良い。その他、高温溶融した金属
（例えば半田ロウ）に導線３の先端を浸漬して、引出す
ことにより、その表面張力で粒状となった金属ロウによ
り粒状電極７を構成するようにしても良い。
【００１４】次に図３で示すように、外周に絶縁パイプ
２及び金属パイプ１を被覆してなる導線３の先端に設け
られた粒状電極７を、溶融した圧電ゴム材料３０に浸漬
し、引上げて（引上げ加工）、粒状電極７の表面に肉厚
状に圧電ゴム層８を形成する。
２及び金属パイプ１を被覆してなる導線３の先端に設け
られた粒状電極７を、溶融した圧電ゴム材料３０に浸漬
し、引上げて（引上げ加工）、粒状電極７の表面に肉厚
状に圧電ゴム層８を形成する。
【００１５】そしてこれを、炉中で高温雰囲気中に置く
ことにより、オーブン加硫する。
ことにより、オーブン加硫する。
【００１６】この後に、前記圧電ゴム層８の表面に、負
電極となる銀被膜からなる電極層９を被覆する。この電
極層９は、金属パイプ１の下部で、圧電ゴム層８のみな
らず、絶縁パイプ２を覆うように塗着され、これによっ
て、電極層９を金属パイプ１と電気的に接続する。すな
わち、金属パイプ１は、アース電極路となる。
電極となる銀被膜からなる電極層９を被覆する。この電
極層９は、金属パイプ１の下部で、圧電ゴム層８のみな
らず、絶縁パイプ２を覆うように塗着され、これによっ
て、電極層９を金属パイプ１と電気的に接続する。すな
わち、金属パイプ１は、アース電極路となる。
【００１７】而して、前記粒状電極７，圧電ゴム層８及
び電極層９により圧電型検知素子６が構成されることと
なる。そしてこのように、金属パイプ１の一端に圧電型
検知素子６を配設して後、パリレン樹脂等の絶縁材１０
により圧電型検知素子６をコーティングすることによ
り、金属パイプ１の先端に検出端部５が配設されること
となる。
び電極層９により圧電型検知素子６が構成されることと
なる。そしてこのように、金属パイプ１の一端に圧電型
検知素子６を配設して後、パリレン樹脂等の絶縁材１０
により圧電型検知素子６をコーティングすることによ
り、金属パイプ１の先端に検出端部５が配設されること
となる。
【００１８】そして前記パイプ１の他端面にはコネクタ
１１が装着され、該コネクタ１１に、レコーダ等の測定
装置から延長した信号搬送用コード（図示しない）が接
続される。
１１が装着され、該コネクタ１１に、レコーダ等の測定
装置から延長した信号搬送用コード（図示しない）が接
続される。
【００１９】かかる構成にあって、圧電型検知素子５
は、全体として粒形状となり、圧電型検知素子６が圧電
型検知素子６の中心に位置する中心電極構造となり、電
極層９のほぼ全周面にわたって、同様な構成条件となっ
て、指向性がなくなる。このため、液中で全方位からの
超音波及び音圧の発生を捕捉することが可能となり、よ
り正確な液中探査ができる。
は、全体として粒形状となり、圧電型検知素子６が圧電
型検知素子６の中心に位置する中心電極構造となり、電
極層９のほぼ全周面にわたって、同様な構成条件となっ
て、指向性がなくなる。このため、液中で全方位からの
超音波及び音圧の発生を捕捉することが可能となり、よ
り正確な液中探査ができる。
【００２０】また、検出端部５を粒状とするものである
から、板状と異なり、形状が整一で、小型化し得ること
となる。ちなみにかかる構成にあって、前記検出端部５
は高さ約６mm、径約２mmφの大きさに形成できた。これ
に比して、図５の従来構成では、検出端部５は高さ約１
３mm、径約５mmφ以上であるから、小型化されたことと
なる。
から、板状と異なり、形状が整一で、小型化し得ること
となる。ちなみにかかる構成にあって、前記検出端部５
は高さ約６mm、径約２mmφの大きさに形成できた。これ
に比して、図５の従来構成では、検出端部５は高さ約１
３mm、径約５mmφ以上であるから、小型化されたことと
なる。
【００２１】また導線３との接続は粒状電極７の中心で
カシメ等により堅固に接続され、接続強度が高いと共
に、圧電ゴム層８をオーブン加硫を施すことにより、加
硫時に機械応力が付与されず、導線３の接続不良がなく
なる。
カシメ等により堅固に接続され、接続強度が高いと共
に、圧電ゴム層８をオーブン加硫を施すことにより、加
硫時に機械応力が付与されず、導線３の接続不良がなく
なる。
【００２２】かかる構成にあって、上記構成からなる音
響測定子のコネクタ１１をレコーダ等の測定装置から延
設された信号搬送用コードに連結し、測定子のパイプ１
を把持してその下端に設けた検出端部５を、例えば超音
波洗浄装置の洗浄液中に挿入して所定の部位に位置決め
すると、その位置を通過する超音波の音圧により圧電型
検知素子６が等方的圧縮応力を受けて圧電ゴム層８に機
械的歪を生じさせ、前記音圧に比例した出力電圧を誘起
し、これを上記測定装置に入力し、その大きさを測定す
ることによって検出端部５の位置する超音波強度を知る
ことができる。また走査装置を用いて音響測定子の検出
端部５を洗浄液中にてＸ−Ｙ軸方向又はＸ−Ｙ−Ｚ軸方
向に走査することによって洗浄液中の音場分布状態も測
定することができる。
響測定子のコネクタ１１をレコーダ等の測定装置から延
設された信号搬送用コードに連結し、測定子のパイプ１
を把持してその下端に設けた検出端部５を、例えば超音
波洗浄装置の洗浄液中に挿入して所定の部位に位置決め
すると、その位置を通過する超音波の音圧により圧電型
検知素子６が等方的圧縮応力を受けて圧電ゴム層８に機
械的歪を生じさせ、前記音圧に比例した出力電圧を誘起
し、これを上記測定装置に入力し、その大きさを測定す
ることによって検出端部５の位置する超音波強度を知る
ことができる。また走査装置を用いて音響測定子の検出
端部５を洗浄液中にてＸ−Ｙ軸方向又はＸ−Ｙ−Ｚ軸方
向に走査することによって洗浄液中の音場分布状態も測
定することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の液中用音響測定子は、導線の端
部に粒状電極を固着し、該粒状電極に圧電ゴム層を被覆
し、さらに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆してなる
圧電型検知素子を備えた構成からなり、このため、圧電
型検知素子に指向性がなく、より正確な音響測定が可能
となる。また、圧電型検知素子を粒状とするものである
から、板状と異なり、検出端部の形状が整一となり、小
型化し得ることとなる。さらには、導線との接続は粒状
電極の中心で堅固に接続され、接続強度が高いと共に、
圧電ゴム層をオーブン加硫を施すことにより、加硫時に
機械的力を付与する必要がなく、導線の接続不良が抑止
され得る等の優れた効果がある。
部に粒状電極を固着し、該粒状電極に圧電ゴム層を被覆
し、さらに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆してなる
圧電型検知素子を備えた構成からなり、このため、圧電
型検知素子に指向性がなく、より正確な音響測定が可能
となる。また、圧電型検知素子を粒状とするものである
から、板状と異なり、検出端部の形状が整一となり、小
型化し得ることとなる。さらには、導線との接続は粒状
電極の中心で堅固に接続され、接続強度が高いと共に、
圧電ゴム層をオーブン加硫を施すことにより、加硫時に
機械的力を付与する必要がなく、導線の接続不良が抑止
され得る等の優れた効果がある。
【図１】本発明に係る音響測定子の要部を断面で示す正
面図である。
面図である。
【図２】粒状電極７の形成手段を示す工程図である。
【図３】圧電ゴム層８の形成手段を示す工程図である。
【図４】粒状電極７の他の形成手段を示す工程図であ
る。
る。
【図５】従来構成の音響測定子の縦断面図である。
１ 金属パイプ ３ 導線 ５ 検出端部 ６ 圧電型検知素子 ７ 粒状電極 ８ 圧電ゴム層 ９ 電極層 １０ 絶縁材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−28972（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−126799（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−163353（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−60526（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01H 11/08 G01H 3/00
Claims (3)
- 【請求項１】導線の端部に粒状電極を固着し、該粒状電
極に圧電ゴム層を被覆し、さらに該圧電ゴム層の表面に
電極層を被覆してなる圧電型検知素子を備えた液中用音
響測定子。 - 【請求項２】導線の端部に粒状電極を固着した後、該粒
状電極に圧電ゴム層を引上げ加工によって被覆して、圧
電ゴム層をオーブン加硫し、さらに該圧電ゴム層の表面
に電極層を被覆して、圧電型検知素子を形成したことを
特徴とする液中用音響測定子の製造方法。 - 【請求項３】金属製パイプ内を挿通させた導線の端部に
粒状電極を固着し、該粒状電極に圧電ゴム層を被覆し、
さらに該圧電ゴム層の表面に電極層を被覆して、導線の
端部に圧電型検知素子を形成すると共に、前記電極層に
絶縁材をコーティングしてなる検出端部を備えた液中用
音響測定子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30817295A JP3349313B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 液中用音響測定子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30817295A JP3349313B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 液中用音響測定子及びその製造方法 |
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| JPH09126874A JPH09126874A (ja) | 1997-05-16 |
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Family
ID=17977776
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP30817295A Expired - Fee Related JP3349313B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 液中用音響測定子及びその製造方法 |
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-
1995
- 1995-10-31 JP JP30817295A patent/JP3349313B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09126874A (ja) | 1997-05-16 |
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