JP6862398B2 - 超音波装置及び検査装置 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)〜図1(e)は、第1実施形態に係る超音波装置を例示する模式図である。 図1(a)は、図1(b)の矢印ARからみた平面図である。図1(b)は、図1(a)のA1−A2線断面図である。図1(c)は、図1(a)のB1−B2線断面図である。図1(d)は、図1(a)のC1−C2線断面図である。図1(e)は、図1(a)のD1−D2線断面図である。
図2は、第1素子11が振動したときの第2素子12における振動のシミュレーション結果である。このシミュレーションモデルにおいて、第1素子11及び第2素子12が設けられ、第3素子13が設けられない。シミュレーションモデルにおいて、第1層10L(第1部材領域11R及び第2部材領域12R)は、厚さ150μmのステンレス鋼の層である。圧電層10P(第1圧電層11P及び第2圧電層12P)は、厚さが150μmのPZTである。支持部15は、厚さが4mmのステンレス鋼のシートである。第1厚さt1は、第2厚さt2と同じである。
f0=4(5)1/2t/(3L2)×{Y/{ρ(1−ν2)}]1/2
Y=1/s11 E
ν=−s12 E/s11 E
上記において、「t」は、振動素子の厚さである。「L」は、振動素子の長さ(サイズ)である。「ρ」は、密度である。「Y」及び「ν」は、弾性に関する係数である。
図5(a)は、第1素子11における第1状態に対応する。図5(b)は、第1素子11における第2状態に対応する。第1状態は、第1素子11に供給される第1信号S1が正及び負の一方の時に対応する。第2状態は、第1素子11に供給される第1信号S1が正及び負の他方の時に対応する。図5(a)及び図5(b)に示すように、第1圧電層11Pは、たわみ振動可能である。例えば、第1圧電層11Pの第1方向(Z軸方向)の中心の位置は、第1電気信号E1に応じて、第1方向において変化する。
図6(a)は、第1電気信号E1に対応し、図6(b)は、第2電気信号E2に対応する。これらの図の横軸は、時間tmに対応する。縦軸は、電気信号の強度SSに対応する。
図7(a)は、図7(b)の矢印ARからみた平面図である。図7(b)は、図7(a)のE1−E2線断面図である。
本実施形態は、検査装置に係る。
図8に示すように、検査装置210は、超音波装置120と、搬送部30と、を含む。超音波装置120は、超音波送信部10Tと超音波受信部10Rとを含む。搬送部30は、超音波送信部10Tと超音波受信部10Rとの間を、被検査体80を移動させる。被検査体80は、例えば、紙幣などである。
Claims (6)
- 第1素子と、
第2素子と、
支持部と、
駆動部と、
を含む超音波送信部を備え、
前記第1素子は、
第1部材領域と、
第1電極と、
前記第1部材領域と前記第1電極との間に設けられた第1対向電極と、
前記第1電極と前記第1対向電極との間に設けられ前記支持部に支持された第1圧電層と、
を含み、
前記第2素子は、
第2部材領域と、
第2電極と、
前記第2部材領域と前記第2電極との間に設けられた第2対向電極と、
前記第2電極と前記第2対向電極との間に設けられ前記支持部に支持された第2圧電層と、
を含み、
前記駆動部は、前記第1電極と前記第1対向電極との間に第1電気信号を供給し、前記第2電極と前記第2対向電極との間に前記第1電気信号とは異なる第2電気信号を供給し、
前記第2素子は、第1長さとは異なる第2長さ、及び、第1厚さとは異なる第2厚さの少なくともいずれかを有し、
前記第1長さは、前記第1対向電極から前記第1電極への第1方向と交差する第2方向に沿う前記第1圧電層の長さであり、
前記第2長さは、前記第2方向に沿う前記第2圧電層の長さであり、
前記第1厚さは、前記第1方向に沿う前記第1部材領域の厚さであり、
前記第2厚さは、前記第1方向に沿う前記第2部材領域の厚さである、超音波装置。 - 前記第1電気信号は、第1周波数を有する第1信号を含み、
前記第2電気信号は、第2周波数を有する第2信号を含む、請求項1記載の超音波装置。 - 前記第1電気信号は、第1期間と、前記第1期間の後の第2期間と、を含み、
前記第1期間に前記第1信号が出力され、前記第2期間における前記第1電気信号の振幅は、前記第1信号の振幅よりも小さく、
前記第2電気信号は、第3期間と、前記第3期間の後の第4期間と、を含み、
前記第3期間に前記第2信号が出力され、前記第4期間における前記第2電気信号の振幅は、前記第2信号の振幅よりも小さい、請求項2記載の超音波装置。 - 前記第1信号は、前記第1周波数を有する複数の波を含み、
前記第2信号は、前記第2周波数を有する複数の波を含む、請求項3記載の超音波装置。 - 複数の前記第1素子が設けられ、
前記複数の第1素子は、前記第2方向に沿って並び、
前記第2素子の前記第2方向における位置は、前記複数の第1素子の1つの前記第2方向における位置と、前記複数の第1素子の別の1つの前記第2方向における位置と、の間にある、請求項1記載の超音波装置。 - 超音波装置と、
搬送部と、
を備え、
前記超音波装置は、
第1共振周波数でたわみ振動可能な第1素子と、
前記第1共振周波数とは異なる第2共振周波数でたわみ振動可能な第2素子と、
前記第1素子に前記第1共振周波数を有する第1信号を含む第1電気信号を供給し、前記第2素子に前記第2共振周波数を有する第2信号を含む第2電気信号を供給する駆動部と、
を含む超音波送信部と、
超音波受信部と、
を含み、
前記超音波受信部は、
第1受信素子と、
第2受信素子と、
前記第1受信素子及び前記第2受信素子から得られる電気信号を検出する検出部と、
を含み、
前記第1受信素子の共振周波数は、前記第2受信素子の共振周波数とは異なり、
前記搬送部は、前記超音波送信部と前記超音波受信部との間を、被検査体を移動させる、検査装置。
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