JPH067714B2 - 円すい環状圧電磁器振動子を用いた水中送受波器 - Google Patents
円すい環状圧電磁器振動子を用いた水中送受波器Info
- Publication number
- JPH067714B2 JPH067714B2 JP6057785A JP6057785A JPH067714B2 JP H067714 B2 JPH067714 B2 JP H067714B2 JP 6057785 A JP6057785 A JP 6057785A JP 6057785 A JP6057785 A JP 6057785A JP H067714 B2 JPH067714 B2 JP H067714B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- frequency
- ceramic oscillator
- underwater
- underwater transducer
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は水中音波の送受波器に係り、特にトランスポン
ダーやピンガー等の海洋観測器材の送受波器に好適な圧
電磁器振動子を用いた水中送受波器に関する。
ダーやピンガー等の海洋観測器材の送受波器に好適な圧
電磁器振動子を用いた水中送受波器に関する。
従来のこの種の送受波器は、実開昭57-36086号公報に記
載のように、圧電磁器振動子は円筒型を用いていた。し
かし、この振動子は円筒の呼吸振動を基本共振とし、そ
れより高い周波数領域では円周面上に高次振動モードに
よる振動分布を生じ、これがために周波数特性ならびに
指向特性に周波数依存性が存在した。なお、従来のこの
種の送受波器に関しては、基本共振より高い周波数領域
での指向特性は言及されている例は見当らない。
載のように、圧電磁器振動子は円筒型を用いていた。し
かし、この振動子は円筒の呼吸振動を基本共振とし、そ
れより高い周波数領域では円周面上に高次振動モードに
よる振動分布を生じ、これがために周波数特性ならびに
指向特性に周波数依存性が存在した。なお、従来のこの
種の送受波器に関しては、基本共振より高い周波数領域
での指向特性は言及されている例は見当らない。
本発明の目的は、広帯域の送波特性を有し、かつ指向特
性もその領域において実用的に周波数依存性の少ない水
中送受波器を提供することにある。
性もその領域において実用的に周波数依存性の少ない水
中送受波器を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、円筒型圧電磁器振
動子を円すい環型圧電磁器振動子に形状とすることによ
り、中心径の最も大きいDc1が呼吸共振モードを有する
周波数においては中心径の最小値Dc2付近は振動しない
ため共振に対して抑制され、順次周波数を上げても、振
動の節が生じある周波数領域の間では高次振動モードの
分布が存在しないように動作し、これに、さらに水を負
荷として作用させることにより広帯域特性を有せしめる
ようにしたものである。
動子を円すい環型圧電磁器振動子に形状とすることによ
り、中心径の最も大きいDc1が呼吸共振モードを有する
周波数においては中心径の最小値Dc2付近は振動しない
ため共振に対して抑制され、順次周波数を上げても、振
動の節が生じある周波数領域の間では高次振動モードの
分布が存在しないように動作し、これに、さらに水を負
荷として作用させることにより広帯域特性を有せしめる
ようにしたものである。
以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図により説明
する。第１図に示すように圧電磁器振動子１の内外面に
＋電極２，−電極３を設けて分極し、この圧電磁器振動
子の使用材料の主な特性は下記の表に示すとおりであ
る。
する。第１図に示すように圧電磁器振動子１の内外面に
＋電極２，−電極３を設けて分極し、この圧電磁器振動
子の使用材料の主な特性は下記の表に示すとおりであ
る。
このような構成の圧電磁器振動子１を用いて、第２図に
示すように、アルミニウムベース９の上にゴム製絶縁シ
ート８を介して前記圧電磁器振動子１を設置し、ゴム製
絶縁シート４を介して押え金具５を用いてネジ６で前記
ベース９に固定する、＋リード線13および−リード線14
は各々ハーメチック端子７を通してアルミニウムベース
９の外側へ取り出す。次に第３図において、ゴムブーツ
10をアルミベース９に被せ、ステンレスバンド11で締め
付けて水密構造とし、内部にヒマシ油12を真空充填に用
いたアルミニウムベース９の穴は密栓をして油の漏れを
とめてある。
示すように、アルミニウムベース９の上にゴム製絶縁シ
ート８を介して前記圧電磁器振動子１を設置し、ゴム製
絶縁シート４を介して押え金具５を用いてネジ６で前記
ベース９に固定する、＋リード線13および−リード線14
は各々ハーメチック端子７を通してアルミニウムベース
９の外側へ取り出す。次に第３図において、ゴムブーツ
10をアルミベース９に被せ、ステンレスバンド11で締め
付けて水密構造とし、内部にヒマシ油12を真空充填に用
いたアルミニウムベース９の穴は密栓をして油の漏れを
とめてある。
本実施例によれば、第４図乃至第９図に例示するような
水中送波特性を得ることができ第10図に例示するような
用途に有効である。
水中送波特性を得ることができ第10図に例示するような
用途に有効である。
本発明による水中送受波器を水中において、ハーメチッ
ク端子７よりケーブルを用いて、この接続部に絶縁処理
を施し、ケーブル端末からアドミッタンスおよびその位
相角周波数特性を測定した結果を第４図に示す。ここで
＝0即ち／0＝１の点は第１図の中心径の最大値
Dc1の呼吸振動モードの共振周波数である。他の周波数
は、この0で正規化してある。また0付近のアドミッ
タンス特性の詳細は第５図に示すとおりである。
ク端子７よりケーブルを用いて、この接続部に絶縁処理
を施し、ケーブル端末からアドミッタンスおよびその位
相角周波数特性を測定した結果を第４図に示す。ここで
＝0即ち／0＝１の点は第１図の中心径の最大値
Dc1の呼吸振動モードの共振周波数である。他の周波数
は、この0で正規化してある。また0付近のアドミッ
タンス特性の詳細は第５図に示すとおりである。
このような状態において、水中へ送波した場合の送波電
圧感度周波数特性を第６図に示す。横軸に0で正規化
した周波数／0を示す。第６図より／0＝1.1〜
2.1付近まで、即ち約１オクターブに亘ってほぼ平担な
周波数特性を示していることがわかる。次に第７図に水
平指向特性を第８図に示す。水平指向特性（γ＝60°）
即ち圧電磁器振動子１の軸中心より60°の斜め方向の円
周上の指向特性を示す。それぞれ／0のいくつかに
ついて測定して示してある。第７図，第８図よりいずれ
の周波数においても、ほぼ無指向性であることがわか
る。
圧感度周波数特性を第６図に示す。横軸に0で正規化
した周波数／0を示す。第６図より／0＝1.1〜
2.1付近まで、即ち約１オクターブに亘ってほぼ平担な
周波数特性を示していることがわかる。次に第７図に水
平指向特性を第８図に示す。水平指向特性（γ＝60°）
即ち圧電磁器振動子１の軸中心より60°の斜め方向の円
周上の指向特性を示す。それぞれ／0のいくつかに
ついて測定して示してある。第７図，第８図よりいずれ
の周波数においても、ほぼ無指向性であることがわか
る。
次に垂直指向特性を第９図に示す。同図より／0＝
1.2〜2.1の領域では斜線で示すように、広い周波数帯域
に亘って、指向特性がほぼ一定している。
1.2〜2.1の領域では斜線で示すように、広い周波数帯域
に亘って、指向特性がほぼ一定している。
以上のように第１に第６図の送波電圧感度周波数特性が
／0＝1.1〜2.1の領域でほぼ平担となり、第２には
同周波数領域において第９図の垂直指向特性が／0
＝1.2〜2.1でほぼ安定で周波数依存性が少なく、γ＝30
〜80°の方向で指向特性が高い傾向を示している。この
斜め方向の指向性が高いことは、例えば第10図に水中計
測への応用例を示すように、水中計測を行なう場合は本
発明の水中送受波器Ａを取付けた計測盤15の直下のピン
ガ16は音波の伝搬距離が短いことから、伝搬減衰は少な
いが、斜目遠方にあるトランスポンダ17等は減衰が大き
く、従来は受信信号が減衰しS/Nが悪くなった。しかし
本発明によれば斜目方向の指向性が高いことから、いわ
ゆるスラントレンジの送受信距離が延伸する効果があ
る。
／0＝1.1〜2.1の領域でほぼ平担となり、第２には
同周波数領域において第９図の垂直指向特性が／0
＝1.2〜2.1でほぼ安定で周波数依存性が少なく、γ＝30
〜80°の方向で指向特性が高い傾向を示している。この
斜め方向の指向性が高いことは、例えば第10図に水中計
測への応用例を示すように、水中計測を行なう場合は本
発明の水中送受波器Ａを取付けた計測盤15の直下のピン
ガ16は音波の伝搬距離が短いことから、伝搬減衰は少な
いが、斜目遠方にあるトランスポンダ17等は減衰が大き
く、従来は受信信号が減衰しS/Nが悪くなった。しかし
本発明によれば斜目方向の指向性が高いことから、いわ
ゆるスラントレンジの送受信距離が延伸する効果があ
る。
また、第１図に示す圧電磁器振動子は、材料を金型を用
いてプレスすると外型，内型が必要であるが、ハイドロ
スタティックプレス法を用いると内型だけでプレス成型
でき、テーパーを変えたり寸法を変えたりする場合に極
めて有利である。
いてプレスすると外型，内型が必要であるが、ハイドロ
スタティックプレス法を用いると内型だけでプレス成型
でき、テーパーを変えたり寸法を変えたりする場合に極
めて有利である。
上記は、水中送波特性について述べたが、受波特性も可
逆効果を有することから、送波，受波とも利用すること
ができる。
逆効果を有することから、送波，受波とも利用すること
ができる。
また、第３図に示すような構造とすることにより水圧依
存性を大きく受ける部材を要しないために、深海におい
ても水深依存性の少ない実用的送受波器を提供すること
ができる。
存性を大きく受ける部材を要しないために、深海におい
ても水深依存性の少ない実用的送受波器を提供すること
ができる。
以上述べたように本発明によれば斜め方向の指向特性が
大きいため広範囲に亘っての水中送受信が可能であり、
構成も簡単で、振動子の成形もプレスにより容易である
等の効果を有する。
大きいため広範囲に亘っての水中送受信が可能であり、
構成も簡単で、振動子の成形もプレスにより容易である
等の効果を有する。
図はいずれも本発明の一実施例に関するもので、第１図
は圧電振動子の構成図、第２図は送受波器の一部を裁除
した側面図、第３図は水中送受波器の一部を裁除した側
面図、第４図乃至第９図はいずれも特性図、第10図は応
用例の構成図である。 １…圧電磁器振動子 ２…＋電極 ３…−電極 ４…ゴム絶縁シート ５…押え金具 ６…ネジ ７…ハーメチック端子 ８…ゴム絶縁シート ９…アルミニウムベース 10…ゴムブーツ 11…ステンレスバンド 12…ヒマシ油
は圧電振動子の構成図、第２図は送受波器の一部を裁除
した側面図、第３図は水中送受波器の一部を裁除した側
面図、第４図乃至第９図はいずれも特性図、第10図は応
用例の構成図である。 １…圧電磁器振動子 ２…＋電極 ３…−電極 ４…ゴム絶縁シート ５…押え金具 ６…ネジ ７…ハーメチック端子 ８…ゴム絶縁シート ９…アルミニウムベース 10…ゴムブーツ 11…ステンレスバンド 12…ヒマシ油
Claims (1)
- 【請求項１】円すい環状をした圧電磁器振動子を用いて
水中送受波器を構成し、最大中心径Dc1の呼吸振動基本
共振モードの共振周波数0および周波数/0＝１以
上の送受波特性の安定領域を用いて平担な周波数特性お
よび周波数依存性の少ない水平，垂直各指向特性が得ら
れるようにしたことを特徴とする円すい環状圧電磁器振
動子を用いた水中送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6057785A JPH067714B2 (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 円すい環状圧電磁器振動子を用いた水中送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6057785A JPH067714B2 (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 円すい環状圧電磁器振動子を用いた水中送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220594A JPS61220594A (ja) | 1986-09-30 |
| JPH067714B2 true JPH067714B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=13146239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6057785A Expired - Lifetime JPH067714B2 (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 円すい環状圧電磁器振動子を用いた水中送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067714B2 (ja) |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6057785A patent/JPH067714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61220594A (ja) | 1986-09-30 |
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