JPH0519825Y2 - - Google Patents

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JPH0519825Y2
JPH0519825Y2 JP1983140308U JP14030883U JPH0519825Y2 JP H0519825 Y2 JPH0519825 Y2 JP H0519825Y2 JP 1983140308 U JP1983140308 U JP 1983140308U JP 14030883 U JP14030883 U JP 14030883U JP H0519825 Y2 JPH0519825 Y2 JP H0519825Y2
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circuits
circuit
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vibrators
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水中の物体を探知する超音波エコー探
知機に適した超音波ビームの送受波装置に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic beam transmitting/receiving device suitable for an ultrasonic echo detector for detecting underwater objects.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

こうした送受波のための周波数(以下、周波数
を周波と略す)を複数にするため、振動子とし
て、複数の周波に共振する圧電素子を用いて形成
する手段については、実開昭57−46383号公報な
どにより開示されている。
In order to provide a plurality of frequencies for transmitting and receiving waves (hereinafter referred to as "frequency"), a method of forming a vibrator using a piezoelectric element that resonates at a plurality of frequencies is disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 57-46383. Disclosed in official gazettes, etc.

また、複数の振動子を間隔配置するとともに、
これに適宜の遅延回路を可変配列して超音波ビー
ムの指向方向を変化させ、または比較的近距離に
焦点を形成する手段については、特開昭57−
122373号公報・特開昭57−162591号公報・特開昭
55−151280号公報・特公昭55−22992号公報など
により開示されている。
In addition, by arranging multiple vibrators at intervals,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-119 discloses means for changing the directivity direction of the ultrasonic beam by variably arranging appropriate delay circuits, or for forming a focal point at a relatively short distance.
Publication No. 122373/Japanese Patent Publication No. 57-162591/Japanese Patent Publication No. 1987-162591
This is disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-151280, Japanese Patent Publication No. 55-22992, etc.

さらに、また、超音波ビームの指向方向によつ
て送信出力を変化することにより海底面などによ
る反射波強度を一様化する手段が特開昭54−
89766号公報などにより開示され、遅延回路によ
つて形成したビームを切換回路によつて平行方向
に移動走査する手段のものが特開昭56−63280号
公報などにより開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1987 discloses a means for making the intensity of reflected waves from the seabed surface uniform by changing the transmission output depending on the direction of the ultrasonic beam.
89766, etc., and Japanese Patent Laid-Open No. 56-63280 and others disclose means for moving and scanning a beam formed by a delay circuit in a parallel direction using a switching circuit.

ところで、本考案の目的とする水中送受波装置
の分野においては、 例えば魚群探知機のような超音波エコー探知機
は、10乃至400キロヘルツの超音波が賞用されて
いるが、上記周波の内の低い周波を用いると水中
透過力が優れるが、水中雑音の妨害を受け易い。
By the way, in the field of underwater transceiver devices, which is the object of the present invention, for example, ultrasonic echo detectors such as fish finders use ultrasonic waves of 10 to 400 kilohertz. If a low frequency is used, underwater penetration is excellent, but it is susceptible to interference from underwater noise.

また高い周波を用いると水中透過力が劣るが、
水中雑音の妨害が少い。また超音波の発射面積が
等しいときには、低い周波のビーム幅が高い周波
のビーム幅より広くなる。このような性質をもつ
た振動子を用いた探知機を漁船に装備したときに
は、深い水域の探知には低い周波の超音波が適
し、水中雑音が多い浅い水域の探知には高い周波
が適する。
Also, if a high frequency is used, the underwater penetration power will be poor;
Less interference from underwater noise. Further, when the emission areas of the ultrasonic waves are equal, the beam width of a low frequency wave is wider than the beam width of a high frequency wave. When a fishing boat is equipped with a detector that uses a transducer with these properties, low-frequency ultrasonic waves are suitable for detecting deep waters, and high-frequency waves are suitable for detecting shallow waters where there is a lot of underwater noise.

しかし、浅い水域においては振動子と水域の距
離が短かいために、振動子から発射される超音波
のビームが目標の物体にあたらないことが多く、
したがつて目標物体のエコーの探知が不能になる
ことが多い。
However, in shallow water, the distance between the transducer and the water body is short, so the ultrasonic beam emitted from the transducer often does not hit the target object.
Therefore, it is often impossible to detect the echo of the target object.

以上の理由から水中の物体を探知するための超
音波は、低い周波と高い周波および広いビーム幅
とせまいビーム幅を目標物体の予想水域に適する
組合せにて使用するのがのぞましい。
For the above reasons, it is preferable to use ultrasonic waves for detecting underwater objects in combinations of low and high frequencies, wide beam widths, and narrow beam widths that are suitable for the expected water area of the target object.

〔考案が解決しようとする課題〕[The problem that the idea aims to solve]

上記のように、探知が不能になる理由は、とく
に高い周波に共振する振動子を用いたものでは、
超音波ビームが極度に狭くなり過ぎてしまい、送
受波器を装備した船舶の揺れや水中の水流などに
よつてビームが目的方向から外れた方向に向けら
れてしまうためである。
As mentioned above, the reason why detection is impossible is because a vibrator that resonates at a high frequency is used.
This is because the ultrasonic beam becomes extremely narrow, and the beam is directed in a direction away from its intended direction due to the shaking of the ship equipped with the transducer or underwater water currents.

ところで、超音波による探知能力は、上記のほ
か、超音波の周波と探知対象となる物体の質との
関係によつても大きく左右され、例えば、プラン
クトン・エビなどの微小対象物やイカ・ヘドロな
どの軟弱体対象物の場合には高い周波がよく、サ
バ・岩底などの大型または硬質対象物の場合には
高い周波では上記のような微小・軟弱対象物のエ
コーに邪魔されるため、こうした邪魔なエコーが
現れない低い周波による方がよい。
By the way, in addition to the above, the detection ability of ultrasonic waves is also greatly influenced by the relationship between the frequency of the ultrasonic waves and the quality of the object to be detected. Higher frequencies are better for soft and weak objects such as mackerel and rock bottoms, but high frequencies are interfered with by the echoes of minute and soft objects such as those mentioned above when it comes to large or hard objects such as mackerel and rock bottoms. It is better to use a lower frequency where such disturbing echoes do not appear.

したがつて、周波としてはなるべく多くの周波
をもち、ビーム幅についても可変できるようにし
た構成の水中送受波装置の提供が望まれている。
Therefore, it is desired to provide an underwater transceiver device having as many frequencies as possible and having a variable beam width.

このため、上記のような従来の技術をさらに発
展させて、上記の目的にそうような簡便安価なも
のを提供し得るようにするという課題がある。
Therefore, there is a problem of further developing the above-mentioned conventional technology to provide something simple and inexpensive for the above-mentioned purpose.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この考案は、 複数の同一の振動子を配列し、この配列の中心
に対して対称位置に配置された振動子に接続され
るリード線を各対称位置ごとに1組にして接続し
た水中送受波器部分と、各1組に接続した各リー
ド線をケーブルにより延長し、各1組に対応する
各切換回路を介して各遅延回路に接続した遅延回
路部分とを設け、各遅延回路を切換えて各振動子
に対する遅延量を変化させることにより、送受波
する超音波のビーム幅を可変し得るようにした水
中送受波装置であつて、 上記の各振動子を複数の周波数に共振する振動
子によつて構成するとともに、各振動子の送受波
面を平面状に並べて間隔配置する複周波振動子平
面配列手段と、 上記の各切換回路により切換えられる回路のう
ちの1つの回路には遅延回路を介在させることな
く、すべて直接、送受波のための1つの入出力端
子に接続する接続回路を設けるとともに、この切
換えられる回路のうちの他の回路には振動子の配
置が中心に位置するものを除く他の各1組に各遅
延回路を介在させて前記入出力端子に接続する接
続回路を設ける入出力回路手段と、 上記の配列によつて得られる本来のビーム幅よ
りもビーム幅を広げるための手段であつて、上記
の各遅延回路に対応する振動子の配置が中心に対
して外側になるに従つて遅延量を順次に大きくし
た遅延回路を設ける遅延回路構成手段と を設けることにより、上記の課題を解決し得るよ
うにしたものである。
This idea is based on an underwater transceiver system in which a plurality of identical transducers are arranged, and lead wires connected to the transducers arranged at symmetrical positions with respect to the center of the arrangement are connected as one set for each symmetrical position. A delay circuit section is provided in which each lead wire connected to each set is extended by a cable and connected to each delay circuit through each switching circuit corresponding to each set, and each delay circuit is switched. An underwater transducer that can vary the beam width of transmitted and received ultrasonic waves by changing the amount of delay for each transducer, and each of the above transducers is used as a transducer that resonates at multiple frequencies. and a multi-frequency transducer planar arrangement means for arranging the transmitting and receiving wave surfaces of each transducer in a plane and arranging them at intervals, and a delay circuit interposed in one of the circuits switched by each of the switching circuits. In addition to providing a connection circuit that connects all directly to one input/output terminal for wave transmission and reception without having to input/output circuit means for providing connection circuits connected to the input/output terminals with respective delay circuits interposed in each of the other sets; The above-mentioned method can be achieved by providing a delay circuit configuring means for providing delay circuits in which the amount of delay is sequentially increased as the arrangement of the vibrators corresponding to each of the above-mentioned delay circuits moves outward from the center. It is designed to solve the following problems.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により実施例を説明する。 Examples will be described below with reference to the drawings.

第1図において、電歪素子1〜6は長さL、幅
W、高さHの矩形で、その材質は例えばチタン酸
バリウムである。
In FIG. 1, electrostrictive elements 1 to 6 are rectangular with length L, width W, and height H, and are made of barium titanate, for example.

これらの電歪素子の共振周波は、長さL、幅
W、高さHにほぼ反比例した値になり、その一例
は次の通りである。寸法の単位はミリメータ。
The resonance frequencies of these electrostrictive elements are approximately inversely proportional to the length L, width W, and height H, and an example thereof is as follows. Dimensions are in millimeters.

L=40…共振周波は約40キロヘルツ W=7…共振周波は約270キロヘルツ H=19…共振周波は約80キロヘルツ これらの電歪素子には何れかの対面に銀などの
メツキによる電極が設けてあり、その電極に上記
の周波の電力を供給すると電歪効果によつてその
周波の機械振動を発生する。
L=40...Resonance frequency is approximately 40 kHz W=7...Resonance frequency is approximately 270 kHz H=19...Resonance frequency is approximately 80 kHz These electrostrictive elements are provided with electrodes plated with silver or the like on either side. When power at the above frequency is supplied to the electrode, mechanical vibration at that frequency is generated due to the electrostrictive effect.

ただし、電歪素子の各辺の寸法によつては、上
記の機械振動が干渉しあつて振動が弱くなる周波
ができるが、各辺の寸法を調整することによつ
て、希望する周波に近い複数の共振周波をもつた
電歪素子が得られる。
However, depending on the dimensions of each side of the electrostrictive element, the mechanical vibrations mentioned above may interfere with each other, creating a frequency where the vibration becomes weaker. An electrostrictive element with multiple resonance frequencies can be obtained.

上記のようにした発生した機械振動は、電歪素
子の各辺の方向に起る。
The mechanical vibrations generated as described above occur in the directions of each side of the electrostrictive element.

電歪素子1〜6を図のように接着剤Gにて振動
板11に接着し、気泡を多量に含んだ充填剤15
にて音波的に隔離する。振動板11は音波の特性
が水に近い材質例えばネオプレーンを主材にして
加工したもので、電歪素子の振動をできるだけ損
失少なく振動板を通して水中に超音波を発射でき
るものとする。なお、電歪素子1〜6の外周には
充填剤15があるので、共振した機械振動はその
充填剤15にて反射されて振動の主勢力が振動板
11に集中し、超音波のビームを水中に発射す
る。
The electrostrictive elements 1 to 6 are bonded to the diaphragm 11 with adhesive G as shown in the figure, and a filler 15 containing a large amount of air bubbles is attached.
Sonically isolate. The diaphragm 11 is mainly made of a material, such as neoprene, whose sound wave characteristics are close to those of water, and is designed to emit ultrasonic waves into water through the diaphragm with as little loss as possible of the vibration of the electrostrictive element. Furthermore, since there is a filler 15 on the outer periphery of the electrostrictive elements 1 to 6, the resonant mechanical vibration is reflected by the filler 15, and the main force of the vibration is concentrated on the diaphragm 11, which causes the ultrasonic beam to be Fire into the water.

第1図と第2ず電歪素子の総数を6個にした場
合を例示してあるが、この総数を増加すると超音
波の発射面積が増加して超音波のビーム幅の可変
範囲が増加する。
Figures 1 and 2 show an example in which the total number of electrostrictive elements is six, but increasing this total increases the ultrasonic emission area and increases the variable range of the ultrasonic beam width. .

保護カバー13は本考案を外力から保護すると
ともに、電歪素子の周囲を水から絶縁する。第2
図に示したように電歪素子1〜6は所定の間隔に
て振動板11に接着、配置してある。電歪素子の
配置は超音波の水中における波長の2分の1ない
し2波長の間隔にするが、間隔をあけすぎると発
射ビームの特性に手のひらと指の形のようなビー
ムの分岐が起つてエコー探知野性能を劣化する。
The protective cover 13 protects the present invention from external forces and insulates the surroundings of the electrostrictive element from water.
As shown in the figure, the electrostrictive elements 1 to 6 are arranged at a specified interval by bonding them to the diaphragm 11. The electrostrictive elements are arranged at intervals of 1/2 to 2 wavelengths of the ultrasonic wave in water, but if the intervals are too large, the emitted beam will branch like a palm and fingers, degrading the echo detection field performance.

また上記の間隔を2分の1波長よりせまくする
ことは電歪素子の寸法が上記の例の場合には不可
能である。また第2図の電歪素子は幅Wの方向に
一列配置であるが、よりせまく、かつより強勢な
超音波ビームを発射するために、長さLの方向に
も何列かの電歪素子を配置すればよい。ただし、
上記の説明の目的で電歪素子の数を増加すると、
あつで説明するようにケーブル12のリード線、
遅延回路および切換リレーなどの数量が増加す
る。ケーブル12のリード線16,25および3
4は第2図に示したように、電歪素子1〜6にそ
れぞれ接続してある。
Further, it is impossible to make the above-mentioned interval narrower than 1/2 wavelength when the dimensions of the electrostrictive element are as in the above-mentioned example. Furthermore, although the electrostrictive elements in Figure 2 are arranged in one row in the direction of the width W, in order to emit a narrower and more powerful ultrasonic beam, several rows of electrostrictive elements are also arranged in the direction of the length L. All you have to do is place the . however,
Increasing the number of electrostrictive elements for the purpose of the above explanation,
The lead wire of cable 12 as described in At.
The quantity of delay circuits and switching relays will increase. Lead wires 16, 25 and 3 of cable 12
4 is connected to the electrostrictive elements 1 to 6, respectively, as shown in FIG.

本例における電歪素子の電極は長さLと幅Wの
対向する2面にある。従つて電極の1面は振動板
11に接着されていて、上記リード線は電極の接
着面とその対向面に接続してあり、各電歪素子の
電極は2本ずつのリード線によつて外部の回路に
伝送されるのであるが、第2図と第3図の説明に
は1本のリード線について代表させてある。
The electrodes of the electrostrictive element in this example are located on two opposing surfaces of length L and width W. Therefore, one surface of the electrode is bonded to the diaphragm 11, and the lead wires are connected to the bonded surface of the electrode and its opposing surface, and the electrodes of each electrostrictive element are connected to each other by two lead wires. Although the signal is transmitted to an external circuit, one lead wire is used as a representative in the explanation of FIGS. 2 and 3.

本例においては、超音波のビーム幅を最もせま
く調整するときには、電歪素子のすべてにほぼ同
一位相の超音波電力を与え、ビーム幅をより広く
調整したいときには、電歪素子1と6および2と
5に与える超音波電力の位相を電歪素子3と4の
位相より遅らせることによつて、振動板11の中
央部がみかけ上水中方向に盛り上つて、円弧形に
配列した電歪素子に近い特性になる。
In this example, when adjusting the ultrasonic beam width to the narrowest, ultrasonic power of approximately the same phase is applied to all electrostrictive elements, and when adjusting the beam width wider, electrostrictive elements 1, 6, and 2 are applied. By delaying the phase of the ultrasonic power applied to and 5 from the phase of electrostrictive elements 3 and 4, the central part of the diaphragm 11 appears to swell upward toward the water, and the electrostrictive elements are arranged in an arc shape. The characteristics are close to .

第3図においてリード線16が切換リレーK1
6の親接点に、その子接点が遅延回路D16に接
続してあり、リード線25が切換リレーK25の
親接点に、その子接点が遅延回路D25に接続し
てある。
In Fig. 3, the lead wire 16 is connected to the switching relay K1.
A lead wire 25 is connected to the master contact of switching relay K25, and its child contact is connected to the delay circuit D25.

本例においては、すでに説明したようにリード
線16に接続してある電歪素子1と6に供給する
超音波電力の位相を他の電歪素子の位置より遅ら
せるために、大きな遅延時間を作るための遅延回
路D16が用いてある。すなわち、切換リレーK
16が実線の接触の場合には、図に例示したよう
にインダクタンスとキヤパシタンスよりなる遅延
回路を介して送受信の入出力端子18から超音波
電力を供給するのである。
In this example, as already explained, a large delay time is created in order to delay the phase of the ultrasonic power supplied to the electrostrictive elements 1 and 6 connected to the lead wire 16 from the position of the other electrostrictive elements. A delay circuit D16 is used for this purpose. In other words, switching relay K
When 16 is a contact indicated by a solid line, ultrasonic power is supplied from the transmitting/receiving input/output terminal 18 via a delay circuit made up of inductance and capacitance, as illustrated in the figure.

同様にリード線25には切換リレーK25と遅
延回路D25を介して超音波電力を供給する。リ
ード線34には入出力端子18から直接に超音波
電力を供給する。
Similarly, ultrasonic power is supplied to the lead wire 25 via a switching relay K25 and a delay circuit D25. Ultrasonic power is directly supplied to the lead wire 34 from the input/output terminal 18.

上記の遅延回路の遅延時間は、超音波ビームを
発射する状態における電歪素子1〜6のみかけの
位置が希望するビーム幅になるように調整する。
従つて本考において超音波ビームの幅を変更する
場合には、遅延回路D16とD25の遅延時間を
調整することが必要であり、第3図はK16とK
25を点線の接触にしたときが、せまいビーム
幅、実線の接触にしたときが広いビーム幅の実施
例である。
The delay time of the above-mentioned delay circuit is adjusted so that the apparent positions of the electrostrictive elements 1 to 6 in the state of emitting the ultrasonic beam have a desired beam width.
Therefore, when changing the width of the ultrasonic beam in this discussion, it is necessary to adjust the delay time of delay circuits D16 and D25, and FIG.
When 25 is in contact as shown by the dotted line, the beam width is narrow, and when it is in contact as shown in the solid line, the beam width is wide.

要約して説明すると、第2図は、L・W・Hの
各辺がそれぞれ異なる複数の周波数に共振にする
各振動子1〜6を、その長手方向Lを平行にし
て、送受波面に対して、横並びに並べて配置した
水中送受波器部分を構成しており、振動子1〜6
に接続した各リード線16,25,34をもつケ
ーブル12により延長して複数の遅延回路D1
6,D25に接続した遅延回路部分を構成してい
るものである。
To summarize, in Fig. 2, each vibrator 1 to 6, whose L, W, and H sides resonate at a plurality of different frequencies, is set with its longitudinal direction L parallel to the transmitting and receiving wave surface. The transducers 1 to 6 constitute the underwater transducer section, which is arranged side by side.
A plurality of delay circuits D1 are extended by a cable 12 having respective leads 16, 25, 34 connected to the
6, which constitutes the delay circuit connected to D25.

この各振動子1〜6の配列に対する各リード
を、振動子1〜6による複数の列の中心に対して
対称位置に配置された列の振動子のリード線を各
対称位置ごとに1組にして送受波器部分の内部で
リード線16,25,34のように接続した後、
遅延回路部分に導くように構成してある。
The leads for each of the arrays of transducers 1 to 6 are arranged in such a way that the lead wires of the transducers in the rows arranged at symmetrical positions with respect to the centers of the plurality of rows of transducers 1 to 6 are set as one set for each symmetrical position. After connecting the lead wires 16, 25, and 34 inside the transducer part,
It is configured to lead to the delay circuit section.

そして、中心に配置された振動子3,4に対す
るリード線34は入出力端子18に直接接続し、
中心より外側に配置された各振動子に対するリー
ド線については、リード線25は切換リレーK2
5を介して図のように短い遅延回路D25、つま
り、小さい遅延量を与える回路に導いた後、入出
力端子18に接続し、リード線16は切換リレー
K16を介して図のように長い遅延回路D16、
つまり、大きい遅延量を与える回路に導いた後、
入出力端子18に接続するようにして、中心から
外側になるに従つて遅延量を順次に大きくした遅
延回路を設ける構成にしてある。
Lead wires 34 for the vibrators 3 and 4 placed in the center are directly connected to the input/output terminals 18,
Regarding the lead wires for each vibrator placed outside the center, the lead wire 25 is connected to the switching relay K2.
5 to a short delay circuit D25 as shown in the figure, that is, a circuit that provides a small amount of delay, and then connected to the input/output terminal 18, and the lead wire 16 is connected to a long delay circuit D25 as shown in the figure through a switching relay K16. circuit D16,
In other words, after leading to a circuit that provides a large amount of delay,
A delay circuit is provided so as to be connected to the input/output terminal 18, and the amount of delay is sequentially increased from the center to the outside.

また、各切換リレーK16,K25が点線側に
接続したときの一方の回路には各遅延回路D1
6,D25を介在させることなく、直後、前記送
受波のための入出力端子18に接続する接続回路
が形成され、各切換リレーK16,K25が実線
側に接続したときの他方の回路には各遅延回路D
16,D25を介在させて入出力18に接続する
接続回路が形成されるように構成してある。
In addition, when each switching relay K16, K25 is connected to the dotted line side, each delay circuit D1 is included in one circuit.
6, a connection circuit connected to the input/output terminal 18 for transmitting and receiving waves is formed immediately without intervening D25, and when each switching relay K16, K25 is connected to the solid line side, the other circuit has each Delay circuit D
16 and D25, a connection circuit is formed to connect to the input/output 18.

したがつて、超音波ビームの幅は、切換リレー
K16,K26が点線側に切換られているとき
は、各振動子1〜6を横並びに並べただけの配置
による幅の狭い指向性、つまり、各振動子1〜6
の送受波面を1つの平面状に形成した場合の鋭い
指向性を形成することができる。
Therefore, when the switching relays K16 and K26 are switched to the dotted line side, the width of the ultrasonic beam has narrow directivity due to the arrangement of the transducers 1 to 6 side by side, that is, Each vibrator 1 to 6
Sharp directivity can be achieved when the transmitting/receiving wave surfaces are formed into one planar shape.

また、この切換リレーK16,K26が実線側
に切換られているときは、各振動子1〜6を横並
びに並べただけの配置に比べ、中央部分の振動子
3,4に対して、その外側に位置する振動子2,
5には小さい遅延量が与えられ、さらに、その外
側に位置する振動子1,6には大きい遅延量が与
えられるように構成してある。
Also, when the switching relays K16 and K26 are switched to the solid line side, compared to the arrangement in which each of the vibrators 1 to 6 are simply arranged side by side, the outer side of the vibrator 3 and 4 in the center part is Oscillator 2 located at
5 is given a small delay amount, and furthermore, the vibrators 1 and 6 located outside of it are given a large delay amount.

このため、中央の振動子の送受波面に対して、
外側の振動子になるに従つて遅延量を大きくした
送受波面、つまり、位置を後退させたと同様の送
受波面が形成されることになり、あたかも、送受
波面が下側に盛り上がつた凸曲面状に形成した場
合と同様のビーム幅が広がつた鈍い指向性を形成
することができる。
For this reason, with respect to the transmitting and receiving wave surface of the central oscillator,
As the transducer goes to the outer side, the wave transmitting/receiving surface has a larger delay amount, that is, the same wave transmitting/receiving surface is formed when the position is moved backward, and it is as if the transmitting/receiving surface is a convex curved surface that rises downward. It is possible to form a blunt directivity with a wider beam width, similar to when the beam is formed in the shape of a shape.

つまり、上記のような振動子の配列によつて形
成される本来のビーム幅が、第4図のB1である
とすれば、切換リレーK16,26が点線側に切
換られているときは、このビーム幅B1のビーム
で送受波され、切換リレーK16,26が実線側
に切換られているときは、第4図のB2のよう
に、本来のビーム幅B1よりも広いビームB2の
ビームによつて送受波されるように動作するもの
である。
In other words, if the original beam width formed by the arrangement of the transducers as described above is B1 in FIG. When the wave is transmitted and received with a beam of beam width B1 and the switching relays K16 and 26 are switched to the solid line side, as shown in B2 in Fig. 4, the beam of beam width B1 is wider than the original beam width B1. It operates to transmit and receive waves.

本実施例が、超音波エコーの受波ビームの幅の
変更にも効果があることは説明するまでもない。
なお第3図に示した切換リレーK16およびK2
5と遅延回路D16およびD25は、超音波のビ
ーム幅を多段階に変更するときには、それらの回
路を上記の多段階に合せて設けることが必要であ
る。電歪素子に与える超音波の周波を変更すると
きには、その周波において所要の遅延時間と送受
波の伝送能率をできるだけ良好に保つために、い
わゆるインピーダンス整合を考慮した遅延回路を
用いるのがよい。
It goes without saying that this embodiment is also effective in changing the width of the receiving beam of ultrasonic echoes.
In addition, the switching relays K16 and K2 shown in Fig. 3
5 and delay circuits D16 and D25, when changing the ultrasonic beam width in multiple stages, it is necessary to provide these circuits in accordance with the above-mentioned multiple stages. When changing the frequency of the ultrasonic waves applied to the electrostrictive element, it is preferable to use a delay circuit that takes into account so-called impedance matching in order to maintain the required delay time and transmission efficiency of transmitted and received waves as good as possible at that frequency.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

この考案によれば、上記のように、複数の周波
数に共振する振動子を複数用いて列状に配置する
とともに、振動子の配列の中央のものに対して外
側のものほど遅延量を大きくすることにより本来
のビーム幅よりも広いビーム幅にするための切換
構造を設けてあるため、水中探知目的に適する随
意の周波数の超音波ビームを選択して使用できる
とともに、周波数の高い超音波ビームを選択せざ
るを得ない場合でも、ビームの極端な狭小化によ
る探知障害を切換回路の操作のみで簡単に回避し
得るものを、遅延回路群と切換回避群のみを付加
するだけの簡便・安価な構成によつて提供し得る
などの特長がある。
According to this idea, as described above, multiple oscillators that resonate at multiple frequencies are used and arranged in a row, and the amount of delay is increased as the outer side of the oscillator array increases with respect to the one in the center of the array. Since a switching structure is provided to make the beam width wider than the original beam width, it is possible to select and use an ultrasonic beam of any frequency suitable for underwater detection purposes, and it is also possible to use a high-frequency ultrasonic beam. Even if this option is unavoidable, it is possible to easily avoid detection failure due to extreme beam narrowing by simply operating the switching circuit. It has features such as being able to be provided depending on the configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は実施例を示し、第1図は送受波器部分の
縦断面図、第2図は送受波器部分のカバーを取り
除き振動子の配置とリード線の接続を主体に示し
た背面図、第3図は遅延回路部分の構成略図、第
4図はビーム幅の変化状態の縦断面図である。 1,2,3,4,5および6……電歪素子、1
1……振動板、12……接続ケーブル、13……
保護カバー、14……保護カバーの位置、15…
…充填物、16……電歪素子1と6のリード線、
25……電歪素子、2と5のリード線、34……
電歪素子3と4のリード線、G……接着剤、L…
…電歪素子の長さ、W……電歪素子の幅、H……
電歪素子の高さ、18……送受信の入出力端子、
D16……電歪素子1と6の遅延回路、D25…
…電歪素子2と5の遅延回路、K16…電歪素子
1と6の切換リレー、K25……電歪素子2と5
の切換リレー。
The drawings show an embodiment; Fig. 1 is a longitudinal sectional view of the transducer section, Fig. 2 is a rear view with the cover of the transducer section removed, mainly showing the arrangement of the transducer and the connection of the lead wires; FIG. 3 is a schematic diagram of the structure of the delay circuit portion, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of the beam width changing state. 1, 2, 3, 4, 5 and 6...electrostrictive element, 1
1...Diaphragm, 12...Connection cable, 13...
Protective cover, 14...Position of protective cover, 15...
...filling, 16...lead wires of electrostrictive elements 1 and 6,
25... Electrostrictive element, lead wires 2 and 5, 34...
Lead wires of electrostrictive elements 3 and 4, G...adhesive, L...
...Length of electrostrictive element, W...Width of electrostrictive element, H...
Height of electrostrictive element, 18... Input/output terminal for transmission and reception,
D16...Delay circuit for electrostrictive elements 1 and 6, D25...
...Delay circuit for electrostrictive elements 2 and 5, K16...Switching relay for electrostrictive elements 1 and 6, K25...Electrostrictive elements 2 and 5
switching relay.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 1 複数の同一の電歪素子の振動子を配列し、前
記配列の中心に対して対称位置に配置された前
記振動子に接続されるリード線を各前記対称位
置ごとに1組にして接続した水中送受波器部分
と、各前記1組に接続した各リード線をケーブ
ルにより延長し、各前記1組に対応する各切換
回路を介して各遅延回路に接続した遅延回路部
分とを設け、前記各遅延回路を切換えて各前記
振動子に対する遅延量を変化させることによ
り、送受波する超音波のビーム幅を可変し得る
ようにした水中送受波装置であつて、 a 各前記振動子を複数の周波数に共振する振
動子によつて構成するとともに、各前記振動
子の送受波面を平行かつ平面状に並べて間隔
配置する複周波振動子平面配列手段と、 b 各前記切換回路により切換えられる回路の
うちの1つの回路には前記遅延回路を介在さ
せることなく、すべて直接、前記送受波のた
めの1つの入出力端子に接続する接続回路を
設けるとともに、前記切換えられる回路のう
ちの他の回路には前記振動子の配置が中心に
位置するものを除く他の各前記1組に各前記
遅延回路を介在させて前記入出力端子に接続
する接続回路を設ける入出力回路手段と、 c 前記各遅延回路を通さないとき、前記配列
によつて得られるビーム幅よりもゲーム幅を
広げるための手段であつて、各前記遅延回路
に対応する前記振動子の配置が前記中心に対
して外側になるに従つて遅延量を順次に大き
くした遅延回路を設ける遅延回路構成手段と
を具備することを特徴とする装置。 2 実用新案登録請求範囲第1項記載の装置であ
つて、 a 各前記振動子を、各辺の寸法が異なる矩形
で形成され、前記各辺が異なる周波数に共振
する電歪素子で構成するとともに、前記各辺
のうちの最長の辺を平行にして前記配列を形
成する振動子形成手段と、 b 各前記1組にするリード線を前記水中送受
波器部分の内部で1つ接続した後、前記ケー
ブルの各リード線に導くリード線接続手段
と、 c 前記切換えのための切換接続を切換リレー
により構成する切換接続手段とを具備するこ
とを特徴とする装置。 3 実用新案登録請求範囲第1項記載の装置であ
つて、 a 前記入出力回路手段における前記他の回路
を複数組の回路にして構成する複数入出力構
成手段と、 b 前記ビーム幅を広げることを複数行わせる
ための手段であつて、前記複数入出力手段に
おける前記複数組の回路に対応して、前記遅
延回路構成手段における遅延量の大きさを異
ならせた各前記遅延回路を複数組設けて構成
した複数遅延構成手段とを を具備することを特徴とする装置。
[Claims for Utility Model Registration] 1. A plurality of identical electrostrictive element vibrators are arranged, and lead wires connected to the vibrators arranged at symmetrical positions with respect to the center of the array are connected to each of the symmetrical positions. The underwater transducer parts were connected as a set for each set, and each lead wire connected to each set was extended by a cable, and connected to each delay circuit via each switching circuit corresponding to each set. An underwater transceiver device is provided with a delay circuit portion, and is capable of varying the beam width of transmitted and received ultrasonic waves by changing the amount of delay for each of the transducers by switching each of the delay circuits, (a) a multi-frequency vibrator plane array means for arranging each of the vibrators with a vibrator that resonates at a plurality of frequencies, and arranging the wave transmitting/receiving surfaces of the vibrators parallel to each other in a plane, and (b) each of the vibrators as described above. One of the circuits to be switched by the switching circuit is provided with a connection circuit that connects directly to the one input/output terminal for transmitting and receiving waves without intervening the delay circuit, and the circuit to be switched is Input/output circuits including connection circuits connected to the input/output terminals with each of the delay circuits interposed in each of the other circuits other than those in which the vibrator is arranged at the center; c. means for widening the game width beyond the beam width obtained by the arrangement when the beam is not passed through each of the delay circuits, the arrangement of the transducers corresponding to each of the delay circuits being at the center; and a delay circuit configuration means for providing a delay circuit having a delay amount that is sequentially increased toward the outside. 2. The device according to claim 1 of the Utility Model Registration Claim, wherein: (a) each of the vibrators is formed of a rectangular shape with different dimensions on each side, and each side is composed of an electrostrictive element that resonates at a different frequency; , a transducer forming means forming the array with the longest side of each of the sides being parallel, b. After connecting one lead wire of each set into the underwater transducer part, An apparatus characterized by comprising: lead wire connection means leading to each lead wire of the cable; c. switching connection means for configuring the switching connection for the switching by a switching relay. 3. The device according to claim 1 of the utility model registration, which comprises: a) multiple input/output configuration means for configuring the other circuits in the input/output circuit means into multiple sets of circuits; and b) widening the beam width. The means for performing a plurality of sets of circuits in the plurality of input/output means includes a plurality of sets of delay circuits each having a different amount of delay in the delay circuit configuration means. and a plurality of delay configuring means.
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