JPH0264487A - 水中送受波器 - Google Patents
水中送受波器Info
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- JPH0264487A JPH0264487A JP21496188A JP21496188A JPH0264487A JP H0264487 A JPH0264487 A JP H0264487A JP 21496188 A JP21496188 A JP 21496188A JP 21496188 A JP21496188 A JP 21496188A JP H0264487 A JPH0264487 A JP H0264487A
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- Japan
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- electrode
- piezoelectric composite
- piezoelectric
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- composite
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- Pending
Links
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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〕
本発明は、水中目標物の探知を行なう魚群探知器などの
電気／音響変換素子を応用した水中送受波器に係り、特
に、副極レベルを抑圧し指向性を高めた水中送受波器に
関する。
電気／音響変換素子を応用した水中送受波器に係り、特
に、副極レベルを抑圧し指向性を高めた水中送受波器に
関する。
水中送受波器の電気／音響変換素子として、近年、圧電
複合体が使用される様くなってきている。
複合体が使用される様くなってきている。
この圧電複合体は、例えば、ＰＺ’ｌ’系セラミック板
を焼成して必要な厚さに研磨加工した後、両面に電極を
焼き付ける等して形成し１分極処理する。
を焼成して必要な厚さに研磨加工した後、両面に電極を
焼き付ける等して形成し１分極処理する。
その後、適当な基板に載せ、ダイヤモンドカッターを用
い基盤の目の様に縦横に切り込んでダイス化し小角柱群
を形成する。そして、小角柱間の溝に、ウレタンゴム系
樹脂やエポキシ系樹脂等のＰＺＴ系セラミックよりも弾
性率の低い物質を充填して各小角柱間を弾性結合し、そ
の後に基板から分離して作る。このようにして得た圧電
複合体を使用して水中送受波器を構成した場合、その指
向性はあまりよくないという問題がある。
い基盤の目の様に縦横に切り込んでダイス化し小角柱群
を形成する。そして、小角柱間の溝に、ウレタンゴム系
樹脂やエポキシ系樹脂等のＰＺＴ系セラミックよりも弾
性率の低い物質を充填して各小角柱間を弾性結合し、そ
の後に基板から分離して作る。このようにして得た圧電
複合体を使用して水中送受波器を構成した場合、その指
向性はあまりよくないという問題がある。
尚、圧電複合体に関連するものとして、フェロエレクト
リックス１９８５ 、 Ｖｏｌ、 ００ （Ｆｅｒｒｏ
ｅｌｅｏｔｒｉｃｓ。
リックス１９８５ 、 Ｖｏｌ、 ００ （Ｆｅｒｒｏ
ｅｌｅｏｔｒｉｃｓ。
１９８５ 、 ｖｏｌ、 ＯＯ）、タケウチ ヒロシ、
ナカヤ チトセ発表のｒＰ Ｚ Ｔ／ポリマ コンポジ
ット フォーメディカル ウルトラソニック プロープ
（ｐｚしφＯＬＹＭＥＲＣ０ＭＰＯ３１’ＦＥＳ Ｆ’
ＯＪ’ｉ ＭＥＤＩＣＡＬ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＰＲ
ＯＢＢＳ） Ｊがある。
ナカヤ チトセ発表のｒＰ Ｚ Ｔ／ポリマ コンポジ
ット フォーメディカル ウルトラソニック プロープ
（ｐｚしφＯＬＹＭＥＲＣ０ＭＰＯ３１’ＦＥＳ Ｆ’
ＯＪ’ｉ ＭＥＤＩＣＡＬ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＰＲ
ＯＢＢＳ） Ｊがある。
また、電気／音響変換素子の指向性を向上させる従来技
術として、振動子の配列面積を周辺釦行くに従って少な
（する面積シェーディングの技術が、コロナ社発行、菊
地喜充著「磁歪振動と超音波」の第２９１頁〜第２９４
頁に記載されている。
術として、振動子の配列面積を周辺釦行くに従って少な
（する面積シェーディングの技術が、コロナ社発行、菊
地喜充著「磁歪振動と超音波」の第２９１頁〜第２９４
頁に記載されている。
上記従来技術に係る面積シュユーディングの手法をその
まま圧電複合体に適用することは、圧電複合体の製造工
程上、低コストで実現することは無理である。上述した
圧電複合体を水中送受波器に使用する場合、その副極レ
ベルを低減させて指向性を向上させるには、従来とは別
の新しい技術を開発する必要がある。
まま圧電複合体に適用することは、圧電複合体の製造工
程上、低コストで実現することは無理である。上述した
圧電複合体を水中送受波器に使用する場合、その副極レ
ベルを低減させて指向性を向上させるには、従来とは別
の新しい技術を開発する必要がある。
本発明の課題は、圧電複合体を使用ししかも指向性の優
れた水中送受波器を提供することにある。
れた水中送受波器を提供することにある。
上記課題は、小圧電素子を複数規則的に弾性結合して形
成した平面状の圧電複合体において、該圧電複合体の上
面あるいは下面の少なくとも一方に形成する電極の平面
形状を、中央部の面積を広く周辺部に行くに従って狭く
することで、達成される。
成した平面状の圧電複合体において、該圧電複合体の上
面あるいは下面の少なくとも一方に形成する電極の平面
形状を、中央部の面積を広く周辺部に行くに従って狭く
することで、達成される。
圧電複合体における振動子（小圧電素子）は、電極下に
あるもののみ、駆動時にピストン運動して電気／音響変
換を行なう、つまり、上述した圧電複合体においては、
ピストン運動する振動子の数は、中央部が多く、周辺部
に行くに従って少なくなる。これにより、副極レベルが
抑圧され、指向性が向上する。
あるもののみ、駆動時にピストン運動して電気／音響変
換を行なう、つまり、上述した圧電複合体においては、
ピストン運動する振動子の数は、中央部が多く、周辺部
に行くに従って少なくなる。これにより、副極レベルが
抑圧され、指向性が向上する。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の一実施例を適用した圧電複合体の斜
視図である。この圧電複合体１は、次の様にして作製さ
れる。例えば、ＰＺＴ系セラミック板を焼成して必要な
厚さ（板厚は、ＰＺＴ材質の１／２波長共振に合わせる
のが一般的）に研磨加工した後１両面に銀等の電極材料
を焼付形成し、分極処理する。その後、適当な基板に載
せ、ダイヤモンドカッターを用い基盤の目の様に縦横に
切り込んでダイス化し小圧電素子でなる小角柱群を形成
する。そして、各小角柱間の溝に、ウレタンゴム系樹脂
やエポキシ系樹脂等のＰＺＴ系セラオックよりも弾性率
の低い物質を充填して各小角柱間を弾性結合し、その後
に基板から分離する。この様にして作製された圧電複合
体１は、ダイス化されたＰＺＴ系セラｉツクの小角柱２
と、各小角柱２間を弾性結合する充填樹脂６かも成る。
視図である。この圧電複合体１は、次の様にして作製さ
れる。例えば、ＰＺＴ系セラミック板を焼成して必要な
厚さ（板厚は、ＰＺＴ材質の１／２波長共振に合わせる
のが一般的）に研磨加工した後１両面に銀等の電極材料
を焼付形成し、分極処理する。その後、適当な基板に載
せ、ダイヤモンドカッターを用い基盤の目の様に縦横に
切り込んでダイス化し小圧電素子でなる小角柱群を形成
する。そして、各小角柱間の溝に、ウレタンゴム系樹脂
やエポキシ系樹脂等のＰＺＴ系セラオックよりも弾性率
の低い物質を充填して各小角柱間を弾性結合し、その後
に基板から分離する。この様にして作製された圧電複合
体１は、ダイス化されたＰＺＴ系セラｉツクの小角柱２
と、各小角柱２間を弾性結合する充填樹脂６かも成る。
次に、圧電複合体１の表面（上面）及び裏面（下面）に
１例えば銀ペースト等を塗布する等して電極を形成する
。このとき、その電極の平面形状を以下の様にして面積
シューディングを施す。先ず、一方の面、例えば裏面に
は全面に銀ペーストを塗布する。これに対し、表面の電
極形状を第２図に示す様にする。つまり、中央部の電極
面５ａを広く、その両側の中間電極面３ｂ、５ｏをそれ
より狭く１両端の電極［３ｄ、３ｅを一番狭くする。
１例えば銀ペースト等を塗布する等して電極を形成する
。このとき、その電極の平面形状を以下の様にして面積
シューディングを施す。先ず、一方の面、例えば裏面に
は全面に銀ペーストを塗布する。これに対し、表面の電
極形状を第２図に示す様にする。つまり、中央部の電極
面５ａを広く、その両側の中間電極面３ｂ、５ｏをそれ
より狭く１両端の電極［３ｄ、３ｅを一番狭くする。
第３図は、上述の様にして形成した圧電複合体１の表裏
の電極間に駆動電圧を供給したときの指向性を示すグラ
フである。駆動電圧の供給によりピストン運動する撮動
子（圧電素子）２の数は、電極面ｓａ下のものが最も多
く、次に電極面３ｂ。
の電極間に駆動電圧を供給したときの指向性を示すグラ
フである。駆動電圧の供給によりピストン運動する撮動
子（圧電素子）２の数は、電極面ｓａ下のものが最も多
く、次に電極面３ｂ。
３０下のものが多く、電極面３ｄ、３θ下のものが最も
少ない構成となる。このため、指向性グラフにおいて、
副極４は主極５よりも抑圧され、第３図に示す例では２
８ｄＢ抑圧される。
少ない構成となる。このため、指向性グラフにおいて、
副極４は主極５よりも抑圧され、第３図に示す例では２
８ｄＢ抑圧される。
第４図は、振動子を１２個−列に配列した図である。こ
の−列の振動子に同一の駆動電圧を供給した場合に比べ
、駆動電圧に重み付けをすると、やはり副極レベルを抑
圧するととができる。例えば、４〜９番目の振動子に与
える駆動電圧の重みを１．０とし、３番目と１０番目の
振動子に与える駆動電圧の重みな（Ｌ８７５とし、２番
目と１１番目の振動子に与える駆動電圧の重みを（Ｌ７
５とし。
の−列の振動子に同一の駆動電圧を供給した場合に比べ
、駆動電圧に重み付けをすると、やはり副極レベルを抑
圧するととができる。例えば、４〜９番目の振動子に与
える駆動電圧の重みを１．０とし、３番目と１０番目の
振動子に与える駆動電圧の重みな（Ｌ８７５とし、２番
目と１１番目の振動子に与える駆動電圧の重みを（Ｌ７
５とし。
１番目と１２番目の振動子に与える駆動電圧の重みをＣ
ｌ３とする。このような電圧シュユーディングを施すと
、その指向特性における副極レベルは、第５図に示す様
に、電圧シューディングを施さない場合の破線ＡＫ比べ
、実線Ｂの如く抑圧される。
ｌ３とする。このような電圧シュユーディングを施すと
、その指向特性における副極レベルは、第５図に示す様
に、電圧シューディングを施さない場合の破線ＡＫ比べ
、実線Ｂの如く抑圧される。
上述した様に、電圧シニーディングを施すことで、副極
レベルが抑圧される。そこで、第２図で説明した面積シ
ューディングに電圧シェーディングを合わせて併用する
と、更に副極レベルを低減することができる。例えば、
電極５ｍ、５ｂ、５ｏ。
レベルが抑圧される。そこで、第２図で説明した面積シ
ューディングに電圧シェーディングを合わせて併用する
と、更に副極レベルを低減することができる。例えば、
電極５ｍ、５ｂ、５ｏ。
５ｄ、３ｅを連続して形成するのではなく、電気的に分
離し、電極３ａの重みを１．０とし、電極５ｂ。
離し、電極３ａの重みを１．０とし、電極５ｂ。
３Ｃの重みなα７５とし、電極３ｄ、３ａの重みを１５
とする等して駆動電圧の重み付けをすると、圧電複合体
１０指向性特性の副極レベルは、第３図の副極４より抑
圧される。
とする等して駆動電圧の重み付けをすると、圧電複合体
１０指向性特性の副極レベルは、第３図の副極４より抑
圧される。
尚、上述した実施例では、圧電複合体の裏面電極は全面
に施したが、これは電極塗布による面積シューディング
を表面のみく施せばよ（製造が容易な為である。しかし
、技術的に、表面の電極と同一形状とし、表裏の電極が
整合する。ように対向配置させることができれば、それ
でもよいことはいうまでもない、また、面積シューディ
ングの形状、比率や電圧シェーディングの重み付けの数
値は、本実施例に限定されるものでないことは勿論であ
る。
に施したが、これは電極塗布による面積シューディング
を表面のみく施せばよ（製造が容易な為である。しかし
、技術的に、表面の電極と同一形状とし、表裏の電極が
整合する。ように対向配置させることができれば、それ
でもよいことはいうまでもない、また、面積シューディ
ングの形状、比率や電圧シェーディングの重み付けの数
値は、本実施例に限定されるものでないことは勿論であ
る。
本発明によれば、圧電複合体を用いて水中送受波器を製
造した場合、副極レベルが抑圧でき、しかも、電極の平
面形状を変えるだけで、副極レベルの抑圧ができるとい
う効果がある。
造した場合、副極レベルが抑圧でき、しかも、電極の平
面形状を変えるだけで、副極レベルの抑圧ができるとい
う効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係る圧電複合体の斜視図、
第２図は圧電複合体の表面に係る面積シェーディングを
施したｔ他を塗布した上面図、第３図は第２図に示す圧
電複合体の指向性特性グラフ、第４図は一列に配列した
振動子の構成図、第５図は第４図の振動子に電圧シェー
ディングを施した時の指向性特性グラフである。 １・・・圧電複合体、 ２・・・小角柱（圧電素子） ３ａ、５ｂ、３ｃ、 ３ｄ、５ｅ−電極。 ４・・・副極レベル。 ５・・・主極レベル。 ６・・・充填材。 第１図 菓２０ 第３図
第２図は圧電複合体の表面に係る面積シェーディングを
施したｔ他を塗布した上面図、第３図は第２図に示す圧
電複合体の指向性特性グラフ、第４図は一列に配列した
振動子の構成図、第５図は第４図の振動子に電圧シェー
ディングを施した時の指向性特性グラフである。 １・・・圧電複合体、 ２・・・小角柱（圧電素子） ３ａ、５ｂ、３ｃ、 ３ｄ、５ｅ−電極。 ４・・・副極レベル。 ５・・・主極レベル。 ６・・・充填材。 第１図 菓２０ 第３図
Claims (2)
- １．小圧電素子を複数規則的に弾性結合して形成した平
面状の圧電複合体を用いた水中送受波器において、前記
圧電複合体の上面あるいは下面の少なくとも一方に形成
する電極の平面形状を、中央部の面積を広く周辺部に行
くに従って狭くしたことを特徴とする水中送受波器。 - ２．請求項１において、中央部の電極に対し周辺部の電
極に供給する駆動電圧の重みを１．０未満として電圧シ
ュユーディングを併用することを特徴とする水中送受波
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21496188A JPH0264487A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 水中送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21496188A JPH0264487A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 水中送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264487A true JPH0264487A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16664433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21496188A Pending JPH0264487A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 水中送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0264487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010071967A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Port & Airport Research Institute | 超音波送受波装置 |
| JP2010286269A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Port & Airport Research Institute | 水中映像取得装置 |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP21496188A patent/JPH0264487A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010071967A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Port & Airport Research Institute | 超音波送受波装置 |
| JP2010286269A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Port & Airport Research Institute | 水中映像取得装置 |
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