JPH01190100A - Aerial ultrasonic transducer - Google Patents
Aerial ultrasonic transducerInfo
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- JPH01190100A JPH01190100A JP1421388A JP1421388A JPH01190100A JP H01190100 A JPH01190100 A JP H01190100A JP 1421388 A JP1421388 A JP 1421388A JP 1421388 A JP1421388 A JP 1421388A JP H01190100 A JPH01190100 A JP H01190100A
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野〕
この発明は空中超音波トランスジューサに関し、特にた
とえば円板状の音響整合層に円板あるいはリング状の圧
電セラミックが固着され、その送波/受波タイミングに
よってたとえば物体までの距離を計測する、空中超音波
トランスジューサに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an airborne ultrasonic transducer, and in particular, for example, a disk-shaped or ring-shaped piezoelectric ceramic is fixed to a disk-shaped acoustic matching layer, and its wave transmission/reception. The present invention relates to an airborne ultrasonic transducer that measures the distance to, for example, an object by wave timing.
この種の空中超音波トランスジューサの一例が、たとえ
ば、昭和59年11月5日および昭和60年10月31
日付でそれぞれ出願公開された、実開昭り9−1643
98号および実開昭60−163899号公報などに開
示されている。Examples of this type of airborne ultrasonic transducer are, for example,
The application was published on the date of Utility Model Application No. 9-1643.
No. 98 and Japanese Utility Model Application Publication No. 60-163899.
従来技術のように超音波の送波および受波を同一の圧電
素子によって行うものでは、パルス(トーンバースト)
入力時に残響が生じ、もし受渡信号が残響に埋没すると
それらの区別がつきにくくなり、したがって距離計測が
不能になる。従来公知のものにおいては、そのような残
響時間が比較的長く、したがってより短い距離の計測な
いし検知ができないという問題点があった。Conventional technology that transmits and receives ultrasonic waves using the same piezoelectric element uses a pulse (tone burst)
Reverberation occurs during input, and if the transmitted signal is buried in the reverberation, it becomes difficult to distinguish between them, and distance measurement becomes impossible. Conventionally known devices have a problem in that such reverberation times are relatively long and therefore shorter distances cannot be measured or detected.
それゆえに、この発明の主たる目的は、より短い距離を
識別できる、空中超音波トランスジューサを提供するこ
とである。Therefore, a primary objective of this invention is to provide an airborne ultrasound transducer that can discriminate shorter distances.
この発明では、ケースの中にそのケースの長さよりやや
長い弾性変形可能な材料たとえばフェルトなどからなる
筒状体を圧電素子を囲むように配置し、その筒状体の一
端を音響整合層に当接させてその下端ないし他端を典型
的には端子板のような蓋部材に当接させた状態で圧入し
た、空中超音波トランスジューサである。In this invention, a cylindrical body made of an elastically deformable material such as felt, which is slightly longer than the length of the case, is placed in the case so as to surround the piezoelectric element, and one end of the cylindrical body is placed in contact with the acoustic matching layer. This is an airborne ultrasonic transducer that is press-fitted with its lower end or other end typically in contact with a lid member such as a terminal plate.
筒状体が蓋部材で圧入されると、その筒状体は弾性変形
を生じ、音響整合層を強く押しつける。When the cylindrical body is press-fitted with the lid member, the cylindrical body undergoes elastic deformation and strongly presses against the acoustic matching layer.
このため、音響整合層に適度な負荷がかかり、音響整合
層におけるスプリアス成分の発生が抑制される。なお、
筒状体には弾性があるため、圧電素子による超音波振動
それ自体が妨げられることはない。Therefore, an appropriate load is applied to the acoustic matching layer, and the generation of spurious components in the acoustic matching layer is suppressed. In addition,
Since the cylindrical body has elasticity, the ultrasonic vibration itself caused by the piezoelectric element is not hindered.
〔発明の効果〕
この発明によれば、音響整合層におけるスプリアスが抑
制されるので、従来のものに比べて、残響時間が短くな
り、したがってより短い距離の識別が可能になる。[Effects of the Invention] According to the present invention, since spurious in the acoustic matching layer is suppressed, the reverberation time becomes shorter than that of the conventional one, and thus it becomes possible to identify a shorter distance.
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。 FIG. 1 is an illustrative cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.
空中超音波トランスジューサ10は、この実施例では一
体的に樹脂成型された音響整合層12およびケース14
を含む。しかしながら、この音響整合J112とケース
14とは別体のものとして構成されて互いに接着されて
一体化されてもよいことは勿論である。In this embodiment, the aerial ultrasonic transducer 10 includes an acoustic matching layer 12 and a case 14 that are integrally molded with resin.
including. However, it goes without saying that the acoustic matching J112 and the case 14 may be configured as separate entities and then integrated by being glued together.
音響整合層12の内部には、所定の粒径たとえば10〜
200μmを有するガラス製マイクロバルーン16が分
散されている。この音響整合F!i12の音響インピー
ダンスは、空気中の音響インピーダンスと圧電素子18
の音響インピーダンスとの中間のものとなり、したがっ
て両者の音響インピーダンスを整合する作用を果たす。Inside the acoustic matching layer 12, there are particles having a predetermined particle size, for example, 10 to 10.
Glass microballoons 16 having a diameter of 200 μm are dispersed. This acoustic matching F! The acoustic impedance of i12 is determined by the acoustic impedance in the air and the piezoelectric element 18.
It has an intermediate acoustic impedance between the two, and thus serves to match the acoustic impedances of both.
音響整合層12の内面には、公知の円板状のあるいはリ
ング状の圧電素子18が接着ないし固着される。この圧
電素子18は、たとえばPZTなどのセラミックユニッ
トとその両生面上にそれぞれ形成された振動電極とを含
み、その振動電極のそれぞれは、リード20によって端
子板22に設けられた対応の外部端子24に接続される
。外部端子24によって圧電素子18にトーンバースト
波を印加すると圧電素子18から所定の超音波信号が送
波され、反射体から戻った超音波が圧電素子18によっ
て受波される。そして、その送受波タイミングのずれ時
間と音速とによって反射体までの距離がわかる。A known disk-shaped or ring-shaped piezoelectric element 18 is adhered or fixed to the inner surface of the acoustic matching layer 12. This piezoelectric element 18 includes a ceramic unit such as PZT, and vibrating electrodes formed on both surfaces thereof, and each of the vibrating electrodes is connected to a corresponding external terminal 24 provided on a terminal plate 22 by a lead 20. connected to. When a tone burst wave is applied to the piezoelectric element 18 through the external terminal 24, a predetermined ultrasonic signal is transmitted from the piezoelectric element 18, and the ultrasonic wave returned from the reflector is received by the piezoelectric element 18. Then, the distance to the reflector can be determined based on the time difference between the wave transmission and reception timing and the speed of sound.
注目すべきは、ケース14の内部に筒状体26が配置さ
れている点である。この筒状体26は、弾性変形可能な
材料、典型的にはフェルトで形成された円筒体であって
、その長さが、第2図からよくわかるように、ケース1
4の下端面すなわち端子板22の上端面より一定長さし
だけ長くされている。このような筒状体26は、圧電素
子18を取り囲み、その一端が音響整合Ji12に接触
するように配置されている。そして、第2図に示すよう
に、筒状体26の他端を端子板22によって押し上げて
、端子板22をケース14の下端面に固着することによ
って、筒状体26は第1図に示すように断面バレル状に
弾性変形した状態でケース14内に圧入される。What should be noted is that a cylindrical body 26 is disposed inside the case 14. This cylindrical body 26 is a cylindrical body formed of an elastically deformable material, typically felt, and its length is as large as the length of the case 26, as can be clearly seen from FIG.
4, that is, the upper end surface of the terminal plate 22, by a certain length. Such a cylindrical body 26 surrounds the piezoelectric element 18 and is arranged such that one end thereof contacts the acoustic matching Ji12. Then, as shown in FIG. 2, by pushing up the other end of the cylindrical body 26 with the terminal plate 22 and fixing the terminal plate 22 to the lower end surface of the case 14, the cylindrical body 26 as shown in FIG. It is press-fitted into the case 14 in a state where it is elastically deformed into a barrel-shaped cross section.
このようにして圧入された筒状体26の弾性によって、
音響整合層12の内面には、圧電素子18の周りにおい
て、比較的強い圧接力を受ける。Due to the elasticity of the cylindrical body 26 press-fitted in this way,
The inner surface of the acoustic matching layer 12 receives a relatively strong pressure force around the piezoelectric element 18 .
その圧接力によって音響整合層12に適度な負荷がかか
り、したがってその音響整合N12で生じることのある
スプリアス成分が抑圧される。そのため、音響整合層1
2に起因する全体の残響時間が比較的短(なる。The pressure contact force applies an appropriate load to the acoustic matching layer 12, thereby suppressing spurious components that may occur in the acoustic matching N12. Therefore, the acoustic matching layer 1
2, the overall reverberation time is relatively short.
発明者等の実験によれば、従来の空中超音波トランスジ
ユーサでは、残響時間は、この110kHzの場合、約
1ms e cであり、したがって識別可能な最小距離
は25cmであった。これに対して、この発明に従った
空中超音波トランスジェ−サでは、残響時間は0.6m
5ec程度に短くなり、したがってその識別可能最小距
離もまたたとえば15cmのように大幅に短くなった。According to experiments conducted by the inventors, in a conventional airborne ultrasonic transducer, the reverberation time is approximately 1 msec at 110 kHz, and therefore the minimum discernible distance is 25 cm. In contrast, the airborne ultrasonic transducer according to the present invention has a reverberation time of 0.6 m.
The distance has become shorter to about 5 ec, and therefore the minimum distinguishable distance has also become much shorter, for example to 15 cm.
なお、筒状体26の材料としては、上述のフェルトのよ
うに吸音機能を併有する材料たとえばグラスウールなど
が好ましいが、吸音機能を持たない異方性ゴムあるいは
等方性シリコンゴムなとも利用可能である。The material for the cylindrical body 26 is preferably a material that also has a sound absorbing function, such as glass wool, such as the above-mentioned felt, but it is also possible to use anisotropic rubber or isotropic silicone rubber that does not have a sound absorbing function. be.
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。
第2図はこの実施例の筒状体とケースとの長さの関係を
表す断面図解図である。
図において、10は空中超音波トランスジューサ、12
は音響整合層、14はケース、18は圧電素子、22は
端子板、26は筒状体を示す。
特許出願人 株式会社 村田製作所
代理人 弁理士 山 1) 義 人
事1図
第2図FIG. 1 is an illustrative cross-sectional view showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an illustrative cross-sectional view showing the relationship between the lengths of the cylindrical body and the case of this embodiment. In the figure, 10 is an airborne ultrasonic transducer, 12
14 is an acoustic matching layer, 14 is a case, 18 is a piezoelectric element, 22 is a terminal plate, and 26 is a cylindrical body. Patent Applicant Murata Manufacturing Co., Ltd. Representative Patent Attorney Yama 1) Yoshi Personnel Figure 1 Figure 2
Claims (1)
その固着面と同一面側に所定長さのケースが形成され、
ケースが蓋部材によって封止された空中超音波トランス
ジューサにおいて、 前記ケース内において前記圧電素子を囲むように配置さ
れた弾性変形可能な材料から成りかつその長さが前記ケ
ースの長さより長い筒状体を備え、前記筒状体はその一
端が前記音響整合層の前記固着面に接触しかつその他端
が前記蓋部材に当接して圧入されていることを特徴とす
る、空中超音波トランスジューサ。[Claims] A piezoelectric element is fixed to a plate-shaped acoustic matching layer, and a case of a predetermined length is formed on the same side as the fixed surface of the acoustic matching layer,
In an airborne ultrasonic transducer whose case is sealed by a lid member, a cylindrical body made of an elastically deformable material and whose length is longer than the length of the case is disposed in the case so as to surround the piezoelectric element. An airborne ultrasonic transducer, characterized in that the cylindrical body is press-fitted so that one end of the cylindrical body contacts the fixed surface of the acoustic matching layer and the other end abuts against the lid member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1421388A JPH01190100A (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Aerial ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1421388A JPH01190100A (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Aerial ultrasonic transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01190100A true JPH01190100A (en) | 1989-07-31 |
Family
ID=11854816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1421388A Pending JPH01190100A (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Aerial ultrasonic transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01190100A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101023804B1 (en) * | 2008-10-30 | 2011-03-21 | (주)동일기연 | ultrasonic piezoelectric transducers |
DE102017221618A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Continental Automotive Gmbh | Ultrasonic transducer with at least one piezoelectric oscillator |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP1421388A patent/JPH01190100A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101023804B1 (en) * | 2008-10-30 | 2011-03-21 | (주)동일기연 | ultrasonic piezoelectric transducers |
DE102017221618A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Continental Automotive Gmbh | Ultrasonic transducer with at least one piezoelectric oscillator |
US11786934B2 (en) | 2017-10-27 | 2023-10-17 | Continental Automotive Gmbh | Ultrasound transducer having at least one piezoelectric oscillator |
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