JPH0242898A - 超音波発振器 - Google Patents
超音波発振器Info
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- JPH0242898A JPH0242898A JP19321188A JP19321188A JPH0242898A JP H0242898 A JPH0242898 A JP H0242898A JP 19321188 A JP19321188 A JP 19321188A JP 19321188 A JP19321188 A JP 19321188A JP H0242898 A JPH0242898 A JP H0242898A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は超音波発振器に関する。
従来の技術と問題点
一般に超音波発振子として用いられる圧電素子は、円板
、短ｔＵｔ、リング等均一厚さの単純な形状のむのが多
い。
、短ｔＵｔ、リング等均一厚さの単純な形状のむのが多
い。
その使用も形状寸法で決まる共振周波数付近で使用さ°
れる事が多く単純形状の場合副共振は別として、２つな
いし３つの共振しかない。そのため周波数帯域が狭いの
で、パルス応答が悪く、超音波バースト波の波数を０．
５．１・・・等少なくできない。それ故距離分解能や波
形分析が困難である。
れる事が多く単純形状の場合副共振は別として、２つな
いし３つの共振しかない。そのため周波数帯域が狭いの
で、パルス応答が悪く、超音波バースト波の波数を０．
５．１・・・等少なくできない。それ故距離分解能や波
形分析が困難である。
１１１ｚや０，５ｔＩｚのバースト波を使用する超音波
素子の材料としてＰＶＤＦを用いると広帯域化は可能で
あるが感度が低く、一方セラミックは感度が高いが広帯
域化が困難であるという間顕があつ発明が解決しようと
する課題 したがってこの発明は周波数広帯域特性を有する超音波
発振子および圧電素子を提供することを目的とする。
素子の材料としてＰＶＤＦを用いると広帯域化は可能で
あるが感度が低く、一方セラミックは感度が高いが広帯
域化が困難であるという間顕があつ発明が解決しようと
する課題 したがってこの発明は周波数広帯域特性を有する超音波
発振子および圧電素子を提供することを目的とする。
さらにこの発明は広帯域特性を有し、高感度の超音波発
振子および圧電素子を提供することを目的とする。
振子および圧電素子を提供することを目的とする。
さらにこの発明は波数の少ないバースト波を用いろ超音
波発振に好適な超音波発振子を提供することを目的とす
る。
波発振に好適な超音波発振子を提供することを目的とす
る。
なお、たとえば特開昭６１２２０５９４号公報は超音波
発振器を開示しているが、ここに開示されている超音波
発振器は円錐管形の圧７ｒｉ索子の内、外画周面に電極
を設けて超音波送受波の指向性を改善した乙のであり、
本願発明のように広帯域化を図ったしのではない。
発振器を開示しているが、ここに開示されている超音波
発振器は円錐管形の圧７ｒｉ索子の内、外画周面に電極
を設けて超音波送受波の指向性を改善した乙のであり、
本願発明のように広帯域化を図ったしのではない。
課題を解決する手段と作用
この発明の超音波発振器は台形状もしくは錐形状の発振
子本体と、該発振子本体の底面に設けた第！の電極と、
発振子本体の斜面に設けた第２の電極とをａすることを
特徴とする。
子本体と、該発振子本体の底面に設けた第！の電極と、
発振子本体の斜面に設けた第２の電極とをａすることを
特徴とする。
上記の構成において、第１７１１極と第２電極に超音波
周波数の電気信号を印加ずろことにより、台形もしくは
錐形の底面から超音波を送信できる。
周波数の電気信号を印加ずろことにより、台形もしくは
錐形の底面から超音波を送信できる。
また底面にて超音波を受信できる。上記構成によれば、
送受信ともに周波数特性は広帯域であり、高感度で行え
る。周波数帯域幅が広いために、送受波ずろバースト信
号の波数を自由に設定でき、かつ高忠実度で送受波でき
る。
送受信ともに周波数特性は広帯域であり、高感度で行え
る。周波数帯域幅が広いために、送受波ずろバースト信
号の波数を自由に設定でき、かつ高忠実度で送受波でき
る。
さらに魚群探知器等に用いた場合には距離分解能が而」
ニジ、また波形分析ら容易になる。
ニジ、また波形分析ら容易になる。
実施例
以下にこの発明の実施例について図面ととらに１悦明す
る。
る。
なお以下の実施例において、同様の部分には同符号を付
した。
した。
第１図と第２図に示すように、発振子本体Ｉは円錐台形
に形成され、材料としてはセラミックたとえばＰＺＴ等
の電歪材料を用いた。発振子本体ｌの底面２は平坦状に
形成され、該底面２には、外周部分２Ｘを除きほぼ全面
に平坦な第１電極３か形成される。
に形成され、材料としてはセラミックたとえばＰＺＴ等
の電歪材料を用いた。発振子本体ｌの底面２は平坦状に
形成され、該底面２には、外周部分２Ｘを除きほぼ全面
に平坦な第１電極３か形成される。
また発振子本体ｌの台形の斜面４と上底面５とを覆う第
２Ｔｉ極６が形成される。
２Ｔｉ極６が形成される。
画電極３．６は数十ミクロンの厚さで銀、銅その他適宜
な導電材料を用いた。電極３．６はたとえば銀にてなる
導電ペーストを発振子本体１に塗布し、焼結生成した。
な導電材料を用いた。電極３．６はたとえば銀にてなる
導電ペーストを発振子本体１に塗布し、焼結生成した。
電極３．６は種々の導７１１ｉけ料を用いることができ
、またその形状方法ら随なのらのを選定できる。また底
面２と斜面４とのなずμｍθは随意である。
、またその形状方法ら随なのらのを選定できる。また底
面２と斜面４とのなずμｍθは随意である。
上記構成の超音波振動子の第１７１Ｘ極３と第２電極６
とに超音波周波数を有する電気信号を印加ずろことによ
って、圧電現象により底面２がら超音波を発振させるこ
とができる。また底面２にて超音波を受波することによ
り第１電極３と第２１１１極６との間に超音波電気信号
を得ることかできる。
とに超音波周波数を有する電気信号を印加ずろことによ
って、圧電現象により底面２がら超音波を発振させるこ
とができる。また底面２にて超音波を受波することによ
り第１電極３と第２１１１極６との間に超音波電気信号
を得ることかできる。
上記の超音波発振子に超音波電気信号を印加して、周波
数特性を測定した。表１に測定結果を示す。合わせて従
来の円板形状の超音波発振子についても周波数特性を測
定して表２に測定結果を示す。
数特性を測定した。表１に測定結果を示す。合わせて従
来の円板形状の超音波発振子についても周波数特性を測
定して表２に測定結果を示す。
表１
本発明
従来装置
表２
・（以下余白）
第１Ｏ図は第１図に示したこの発明の超音波発振器の周
波数特性の測定結果を示しており、図より明らかなよう
１こ、ｌ０ＫＩＩｚからｌ０ＩＯＫＩ−１ｚの間に従来
の超音波発振器よりも多数の共振点が存在し、広帯域化
が実現されていることが判る。
波数特性の測定結果を示しており、図より明らかなよう
１こ、ｌ０ＫＩＩｚからｌ０ＩＯＫＩ−１ｚの間に従来
の超音波発振器よりも多数の共振点が存在し、広帯域化
が実現されていることが判る。
第３図、第４図はこの発明の他の実施例を示すらので、
円錐台形の発振子本体ｌの中央部において、上面と底面
間に貫通孔１０を設けたものである。
円錐台形の発振子本体ｌの中央部において、上面と底面
間に貫通孔１０を設けたものである。
第５図と第６図は発振子本体ｌを円錐形に形成し、底面
と斜面に第１７ｔｌ極３と第２電極６とを設けたしので
ある。
と斜面に第１７ｔｌ極３と第２電極６とを設けたしので
ある。
なおこの発明の超音波発振子の形状は円錐形、円錐台形
に限らず、多面角錐体であってもよく、また第７図と第
８図に示すように斜面を曲面！■に形成してもよい。
に限らず、多面角錐体であってもよく、また第７図と第
８図に示すように斜面を曲面！■に形成してもよい。
上記のように構成された超音波発振器はそのままで、或
いはたとえば第１２図に示すように適宜な形状のゴムケ
ース２０内に収納され、該発振器の底面２を超音波放射
面２１に向けて固定される。
いはたとえば第１２図に示すように適宜な形状のゴムケ
ース２０内に収納され、該発振器の底面２を超音波放射
面２１に向けて固定される。
ゴムケース２０内にはプラスチック粉体２５を充填して
もよい。なお２６はケーブルの外被である。
もよい。なお２６はケーブルの外被である。
なお第１２図において２２．２３は第１？Ｉｉ極３、第
２電極６から導出されたリード線である。
２電極６から導出されたリード線である。
第１１図は本発明の超音波発振器を駆動する回路の一例
を示しており、送信器３０はたとえば１０ＫＩＩｚない
しＩ ＯＩ ＱＫＩＩｚのバースト信号を出力する。こ
のバースト信号はトラップ３１を介して発振器３２の電
極３．６（第１図参照）に印加され、発振器３２から超
音波か送波される。
を示しており、送信器３０はたとえば１０ＫＩＩｚない
しＩ ＯＩ ＱＫＩＩｚのバースト信号を出力する。こ
のバースト信号はトラップ３１を介して発振器３２の電
極３．６（第１図参照）に印加され、発振器３２から超
音波か送波される。
一方超音波発振器３２は反射波などを受波すると、電極
３．６から電気信号が得られ、この電気信号はトラップ
３！を介して受信′？：、３３に印加され、表示装置３
４に受波した反射波を表示する。
３．６から電気信号が得られ、この電気信号はトラップ
３！を介して受信′？：、３３に印加され、表示装置３
４に受波した反射波を表示する。
なお上述の実施例は超音波発振素子として説明したが、
この発明は圧電素子にし適用できる。
この発明は圧電素子にし適用できる。
発明の効果
以上詳述したように、この発明は圧電材料にてなる超音
波発振素子本体は錐体形状に形成して、錐体の底面と斜
面またはテーバ而とにそれぞれ電極を設けた構成とした
らのであり、周波数特性を広帯域化ずろことができ、１
ないし０．５サイクルのバースト信号に対しても高忠実
度の波形を有４゛る超音波信号を送受信することができ
るようになる。
波発振素子本体は錐体形状に形成して、錐体の底面と斜
面またはテーバ而とにそれぞれ電極を設けた構成とした
らのであり、周波数特性を広帯域化ずろことができ、１
ないし０．５サイクルのバースト信号に対しても高忠実
度の波形を有４゛る超音波信号を送受信することができ
るようになる。
また超音波素子本体をセラミックス系の圧７１！材料で
構成して広帯域周波数の超音波素子をつくることができ
、したがって、広帯域、高感度の超音波素子を提供する
ことができる。
構成して広帯域周波数の超音波素子をつくることができ
、したがって、広帯域、高感度の超音波素子を提供する
ことができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図の実施例の斜視図、第３図はこの発明の池の実施例
を示す断面図、第４図は第３図の実施例の斜視図、第５
図はこの発明のさらに他の実施例を示す断面図、第６図
は第５図の実施例の斜視図、第７図はこの発明のさらに
他の実施例を示す断面図、第８図は第７図の実施例の斜
視図、第９図はこの発明の超音波発振器の周波数特性を
示す図、第１０図は従来の超音波発振器の周波敗特性を
示す図、第１１図はこの発明の超音波発振器を駆動する
回路の一例を示す回路図、第１２図はこの発明の超音波
発振器を収納する具体的な態様を示す断面図である。 １・・・超音波発振素子本体、２・・・底面、３・・・
電極、４・・・斜面、６・・・電極。 第１１図
１図の実施例の斜視図、第３図はこの発明の池の実施例
を示す断面図、第４図は第３図の実施例の斜視図、第５
図はこの発明のさらに他の実施例を示す断面図、第６図
は第５図の実施例の斜視図、第７図はこの発明のさらに
他の実施例を示す断面図、第８図は第７図の実施例の斜
視図、第９図はこの発明の超音波発振器の周波数特性を
示す図、第１０図は従来の超音波発振器の周波敗特性を
示す図、第１１図はこの発明の超音波発振器を駆動する
回路の一例を示す回路図、第１２図はこの発明の超音波
発振器を収納する具体的な態様を示す断面図である。 １・・・超音波発振素子本体、２・・・底面、３・・・
電極、４・・・斜面、６・・・電極。 第１１図
Claims (6)
- （１）圧電材料にてなる超音波発振素子本体を錐形もし
くは台形形状とするとともに該超音波発振素子本体の錐
形もしくは台形の底面と傾斜面とに互いに独立した電極
を設けたことを特徴とする超音波発振器。 - （２）圧電材料はセラミックである請求（１）項記載の
超音波発振器。 - （３）超音波発振素子本体は円錐形である請求（１）ま
たは（２）項記載の超音波発振器。 - （４）超音波発振素子本体は円錐台形である請求（１）
または（２）項記載の超音波発振器。 - （５）超音波発振素子本体は円錐台形であり中央部に貫
通孔を有する請求（１）または（２）項記載の超音波発
振器。 - （６）圧電材料にてなる超音波発振素子本体を錐形もし
くは台形形状とするとともに該超音波発振素子本体の錐
形もしくは台形の底面と傾斜面とに互いに独立した電極
を設けたことを特徴とする圧電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19321188A JPH0242898A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 超音波発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19321188A JPH0242898A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 超音波発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0242898A true JPH0242898A (ja) | 1990-02-13 |
Family
ID=16304151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19321188A Pending JPH0242898A (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 超音波発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0242898A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7088203B2 (en) | 2004-04-27 | 2006-08-08 | M/A-Com, Inc. | Slotted dielectric resonators and circuits with slotted dielectric resonators |
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| US7456712B1 (en) | 2007-05-02 | 2008-11-25 | Cobham Defense Electronics Corporation | Cross coupling tuning apparatus for dielectric resonator circuit |
| US7583164B2 (en) | 2005-09-27 | 2009-09-01 | Kristi Dhimiter Pance | Dielectric resonators with axial gaps and circuits with such dielectric resonators |
| US7705694B2 (en) | 2006-01-12 | 2010-04-27 | Cobham Defense Electronic Systems Corporation | Rotatable elliptical dielectric resonators and circuits with such dielectric resonators |
| US7719391B2 (en) | 2006-06-21 | 2010-05-18 | Cobham Defense Electronic Systems Corporation | Dielectric resonator circuits |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913500A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 超音波送受波器 |
| JPS6190647A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-08 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
-
1988
- 1988-08-02 JP JP19321188A patent/JPH0242898A/ja active Pending
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