JPH07128106A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPH07128106A JPH07128106A JP5272891A JP27289193A JPH07128106A JP H07128106 A JPH07128106 A JP H07128106A JP 5272891 A JP5272891 A JP 5272891A JP 27289193 A JP27289193 A JP 27289193A JP H07128106 A JPH07128106 A JP H07128106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pedestal
- vibrator
- ultrasonic
- electrode plate
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高温時にも使用可能にし、かつ測定精度の向上
を図る。 【構成】台座2 は、エンジニアリングプラスチック成形
品を用い、その斜面に、逆Ｕ字形の枠7 を各脚部でネジ
によって固定する。台座2 の斜面に順に、音響的な整合
機能をもつアルミニウム材の電極板3 と、超音波振動子
1 と、通常の電極板4 と、超音波吸収用のバッキング材
5 と、絶縁性材料の押圧板6 と、一対の皿バネ12と、押
圧板11とを積層する。これら各部品はいずれも耐熱性を
もつ。バッキング材５は、押圧板6 と接する側に凹凸面
5aが形成され、かつ内部に多数の細かい中空部5bを含
み、振動子1 の後側に対する音響的制動を支援する。各
電極板3,4 は、振動子1 に対する電圧印加用である。枠
7 の上辺部にネジ込まれた小ネジ8 の先端部を押圧板11
の上面に接触させ、小ネジ8 を回すことによって台座2
の斜面に積層された各部品全体をネジ押圧し、ナット9
で緩み止めする。
を図る。 【構成】台座2 は、エンジニアリングプラスチック成形
品を用い、その斜面に、逆Ｕ字形の枠7 を各脚部でネジ
によって固定する。台座2 の斜面に順に、音響的な整合
機能をもつアルミニウム材の電極板3 と、超音波振動子
1 と、通常の電極板4 と、超音波吸収用のバッキング材
5 と、絶縁性材料の押圧板6 と、一対の皿バネ12と、押
圧板11とを積層する。これら各部品はいずれも耐熱性を
もつ。バッキング材５は、押圧板6 と接する側に凹凸面
5aが形成され、かつ内部に多数の細かい中空部5bを含
み、振動子1 の後側に対する音響的制動を支援する。各
電極板3,4 は、振動子1 に対する電圧印加用である。枠
7 の上辺部にネジ込まれた小ネジ8 の先端部を押圧板11
の上面に接触させ、小ネジ8 を回すことによって台座2
の斜面に積層された各部品全体をネジ押圧し、ナット9
で緩み止めする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波利用の測定装
置たとえば超音波流量計や超音波探傷装置、超音波診断
装置などに組み込まれ、とくに、高温時にも使用可能
で、かつ測定精度の向上が図れる超音波送受波器に関す
る。
置たとえば超音波流量計や超音波探傷装置、超音波診断
装置などに組み込まれ、とくに、高温時にも使用可能
で、かつ測定精度の向上が図れる超音波送受波器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来例について、その側面図である図４
を参照しながら説明する。この従来例は超音波流量測定
装置に組み込まれる。すなわち、この従来例の一対が、
流体が流れる導管の外壁表面に取り付けられ、一方から
の送波が導管内周面で反射し、他方で受波されるときの
到達時間の、流体の流れ方向に対する順方向と逆方向と
の時間差に基づいて、流体の流速を測定することができ
る。図４において、従来例は、超音波振動子（以下、振
動子という）1 が台座22の斜面に接着機能を兼備する整
合層20によって固着される。台座22は、アクリル樹脂や
エポキシ樹脂などからなり、くさび形に形成された部材
で、振動子1 の超音波振動を効率良く流体に伝播させる
ための音響カップリング材である。整合層20は、振動子
1 と台座22との間を接合する接着機能とともに、振動子
1 の台座22への超音波伝播効率を向上させるための音響
的な整合機能をもつ。
を参照しながら説明する。この従来例は超音波流量測定
装置に組み込まれる。すなわち、この従来例の一対が、
流体が流れる導管の外壁表面に取り付けられ、一方から
の送波が導管内周面で反射し、他方で受波されるときの
到達時間の、流体の流れ方向に対する順方向と逆方向と
の時間差に基づいて、流体の流速を測定することができ
る。図４において、従来例は、超音波振動子（以下、振
動子という）1 が台座22の斜面に接着機能を兼備する整
合層20によって固着される。台座22は、アクリル樹脂や
エポキシ樹脂などからなり、くさび形に形成された部材
で、振動子1 の超音波振動を効率良く流体に伝播させる
ための音響カップリング材である。整合層20は、振動子
1 と台座22との間を接合する接着機能とともに、振動子
1 の台座22への超音波伝播効率を向上させるための音響
的な整合機能をもつ。
【０００３】次に、振動子1 から見て台座22を前側とす
ると、振動子1 の後側に負荷がないときには、振動子1
から後側に放射される超音波は、図5 のような高い共振
特性を示す。超音波を利用して、たとえば流量測定する
ときのように、時間差の検出をする場合には、超音波の
波形は、図6 のような時間幅の狭いパルス状であること
が望ましい。そのため、図4 において、振動子1 の後側
にバッキング材25を接着して設け、振動子1 の後側に対
し音響的に制動をかける形で、放射される超音波を吸収
するようにする。
ると、振動子1 の後側に負荷がないときには、振動子1
から後側に放射される超音波は、図5 のような高い共振
特性を示す。超音波を利用して、たとえば流量測定する
ときのように、時間差の検出をする場合には、超音波の
波形は、図6 のような時間幅の狭いパルス状であること
が望ましい。そのため、図4 において、振動子1 の後側
にバッキング材25を接着して設け、振動子1 の後側に対
し音響的に制動をかける形で、放射される超音波を吸収
するようにする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例には次のような
欠点がある。第１には、台座22, バッキング材25がアク
リル樹脂やエポキシ樹脂などからなるため、耐熱性に劣
る。第２には、振動子1,台座22, 整合層20, バッキング
材25のそれぞれの熱膨張係数が異なるため、とくに測定
流体が高温度のとき、各部材間で剥離を起こす。第３に
は、バッキング材25の、振動子1 の後側に対する音響的
制動が不十分、つまり超音波の吸収が不十分で、前側に
放射される超音波の波形が、時間差の検出に十分な程度
にパルス状にならないおそれがある。言い換えれば、第
１の欠点は、高温時に使用できないことであり、第２，
第３の欠点は、測定精度を低下させることである。
欠点がある。第１には、台座22, バッキング材25がアク
リル樹脂やエポキシ樹脂などからなるため、耐熱性に劣
る。第２には、振動子1,台座22, 整合層20, バッキング
材25のそれぞれの熱膨張係数が異なるため、とくに測定
流体が高温度のとき、各部材間で剥離を起こす。第３に
は、バッキング材25の、振動子1 の後側に対する音響的
制動が不十分、つまり超音波の吸収が不十分で、前側に
放射される超音波の波形が、時間差の検出に十分な程度
にパルス状にならないおそれがある。言い換えれば、第
１の欠点は、高温時に使用できないことであり、第２，
第３の欠点は、測定精度を低下させることである。
【０００５】この発明が解決すべき課題は、従来の技術
がもつ以上の問題点を解消し、超音波利用の測定装置組
み込まれ、とくに、高温時にも使用可能で、かつ測定精
度の向上が図れる超音波送受波器を提供することにあ
る。
がもつ以上の問題点を解消し、超音波利用の測定装置組
み込まれ、とくに、高温時にも使用可能で、かつ測定精
度の向上が図れる超音波送受波器を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る超音波送
受波器は、音響カップリング材としての耐熱性台座の座
面に対し、整合層兼用の一方の耐熱性電極板と、耐熱性
超音波振動子と、他方の耐熱性電極板と、超音波吸収用
の耐熱性バッキング材とがこの順序に積層され、バネ部
材を介して加えられた押圧力によって固定されてなり、
そのバッキング材は、他方の電極板に接するのと逆側の
面に細かい凹凸が形成されるか、内部に多数の細かい中
空部が形成されるかの少なくともいずれかの構成であ
る。
受波器は、音響カップリング材としての耐熱性台座の座
面に対し、整合層兼用の一方の耐熱性電極板と、耐熱性
超音波振動子と、他方の耐熱性電極板と、超音波吸収用
の耐熱性バッキング材とがこの順序に積層され、バネ部
材を介して加えられた押圧力によって固定されてなり、
そのバッキング材は、他方の電極板に接するのと逆側の
面に細かい凹凸が形成されるか、内部に多数の細かい中
空部が形成されるかの少なくともいずれかの構成であ
る。
【０００７】
【作用】請求項１に係る超音波送受波器では、構成部材
が材料的に耐熱性であるから、高温時に使用できる。台
座に対する超音波振動子の固定がバネ部材を介しての押
圧力に基づくから、高温時に剥離する恐れがない。バッ
キング材の構造を、他方の電極板に接するのと逆側の面
に細かい凹凸を形成するか、内部に多数の細かい中空部
を形成するかの少なくともいずれかにすることによっ
て、超音波の散乱を促し、振動子の後側に対する音響的
制動を支援する、つまり超音波の吸収を支援し、前側に
放射される超音波の波形を、時間差の検出に十分な程度
に時間幅の狭いパルス状にすることができる。
が材料的に耐熱性であるから、高温時に使用できる。台
座に対する超音波振動子の固定がバネ部材を介しての押
圧力に基づくから、高温時に剥離する恐れがない。バッ
キング材の構造を、他方の電極板に接するのと逆側の面
に細かい凹凸を形成するか、内部に多数の細かい中空部
を形成するかの少なくともいずれかにすることによっ
て、超音波の散乱を促し、振動子の後側に対する音響的
制動を支援する、つまり超音波の吸収を支援し、前側に
放射される超音波の波形を、時間差の検出に十分な程度
に時間幅の狭いパルス状にすることができる。
【０００８】
【実施例】この発明に係る超音波送受波器の実施例につ
いて、以下に図を参照しながら説明する。図１は実施例
の側面図、図２は第１実施例の正面図である。これらの
図において、台座2 は、耐熱性をもつエンジニアリング
プラスチック成形品を用いる。この台座2 の斜面に（図
4 参照) 、逆Ｕ字形の枠7 を、その各脚部でネジによっ
て固定する。台座2 の斜面に順に、音響的な整合機能を
もつアルミニウム材の電極板3 と、振動子1 と、通常の
電極板4 と、バッキング材5 と、絶縁性材料の押圧板6
とを積層する。これら各部品はいずれも耐熱性をもつも
のとする。ここで各電極板3,4 は、振動子1 に対する電
圧印加用である。バッキング材5 は、超音波吸収用のエ
ンジニアリングプラスチック成形品であり、台座2 と逆
方向の送波は不要であるから、なるべく吸収し除去する
のが望ましく、そのために用いられる。次に、枠7 の上
辺部にネジ込まれた小ネジ8 の先端部を押圧板11の上面
に接触させ、小ネジ8 を回すことによって、押圧板11,
一対の皿バネ12, 押圧板6 を介して台座2 の斜面に積層
された各部品全体をネジ押圧し、ナット9 で緩み止めす
る。この皿バネ12を用いることで、押圧力の微細調整が
可能になる。なお、押圧板11は、別の押圧板6 が絶縁材
であるのに対して、絶縁材でも導電材でも差し支えな
い。
いて、以下に図を参照しながら説明する。図１は実施例
の側面図、図２は第１実施例の正面図である。これらの
図において、台座2 は、耐熱性をもつエンジニアリング
プラスチック成形品を用いる。この台座2 の斜面に（図
4 参照) 、逆Ｕ字形の枠7 を、その各脚部でネジによっ
て固定する。台座2 の斜面に順に、音響的な整合機能を
もつアルミニウム材の電極板3 と、振動子1 と、通常の
電極板4 と、バッキング材5 と、絶縁性材料の押圧板6
とを積層する。これら各部品はいずれも耐熱性をもつも
のとする。ここで各電極板3,4 は、振動子1 に対する電
圧印加用である。バッキング材5 は、超音波吸収用のエ
ンジニアリングプラスチック成形品であり、台座2 と逆
方向の送波は不要であるから、なるべく吸収し除去する
のが望ましく、そのために用いられる。次に、枠7 の上
辺部にネジ込まれた小ネジ8 の先端部を押圧板11の上面
に接触させ、小ネジ8 を回すことによって、押圧板11,
一対の皿バネ12, 押圧板6 を介して台座2 の斜面に積層
された各部品全体をネジ押圧し、ナット9 で緩み止めす
る。この皿バネ12を用いることで、押圧力の微細調整が
可能になる。なお、押圧板11は、別の押圧板6 が絶縁材
であるのに対して、絶縁材でも導電材でも差し支えな
い。
【０００９】ところで、バッキング材５は、押圧板6 と
接する側に凹凸面5aが形成され、しかも内部に多数の細
かい中空部5bを含んでいる。この凹凸面5a, 中空部5b
は、後側に放射される超音波の散乱を促す作用をし、実
施例におけるように、両方ともあれば更に良いが、いず
れか一方だけでも、振動子1 の後側に対する音響的制動
を支援する、つまり超音波の吸収を支援する。その結
果、前側に放射される超音波の波形を、図 6に示したよ
うに、時間差の検出に十分な程度に時間幅の狭いパルス
状にすることができる。
接する側に凹凸面5aが形成され、しかも内部に多数の細
かい中空部5bを含んでいる。この凹凸面5a, 中空部5b
は、後側に放射される超音波の散乱を促す作用をし、実
施例におけるように、両方ともあれば更に良いが、いず
れか一方だけでも、振動子1 の後側に対する音響的制動
を支援する、つまり超音波の吸収を支援する。その結
果、前側に放射される超音波の波形を、図 6に示したよ
うに、時間差の検出に十分な程度に時間幅の狭いパルス
状にすることができる。
【００１０】また、図３の斜視図に示すように、振動子
1 は、各電極板3,4 の平面部によって上下から挟持され
る。図1 に示すように、各電極板3,4 は、その端部で端
子金具10と接続される形で、それぞれ台座2 と押圧板6
とにネジ固定される。この各端子金具10を介して外部か
ら駆動用の交流電圧が印加され、振動子1 が駆動される
ことになる。
1 は、各電極板3,4 の平面部によって上下から挟持され
る。図1 に示すように、各電極板3,4 は、その端部で端
子金具10と接続される形で、それぞれ台座2 と押圧板6
とにネジ固定される。この各端子金具10を介して外部か
ら駆動用の交流電圧が印加され、振動子1 が駆動される
ことになる。
【００１１】
【発明の効果】請求項１に係る超音波送受波器では、構
成部材が材料的に耐熱性であるから、高温時に使用でき
る。台座に対する超音波振動子の固定がバネ部材を介し
ての押圧力に基づくから、高温時に剥離する恐れがな
い。バッキング材の構造を、他方の電極板に接するのと
逆側の面に細かい凹凸を形成するか、内部に多数の細か
い中空部を形成するかの少なくともいずれかにすること
によって、超音波の散乱を促し、振動子の後側に対する
音響的制動を支援する、つまり超音波の吸収を支援し、
前側に放射される超音波の波形を、時間差の検出に十分
な程度に時間幅の狭いパルス状にすることができる。し
たがって、次のような効果が得られる。(1)高温時の使
用が可能になり、組み込まれた超音波装置の利用範囲の
拡大が図れ、(2) 押圧力の微調整が可能になると共に、
振動子の交換が可能になり、保守，取扱い上便利にな
り、(3) 測定精度の向上が図れる。
成部材が材料的に耐熱性であるから、高温時に使用でき
る。台座に対する超音波振動子の固定がバネ部材を介し
ての押圧力に基づくから、高温時に剥離する恐れがな
い。バッキング材の構造を、他方の電極板に接するのと
逆側の面に細かい凹凸を形成するか、内部に多数の細か
い中空部を形成するかの少なくともいずれかにすること
によって、超音波の散乱を促し、振動子の後側に対する
音響的制動を支援する、つまり超音波の吸収を支援し、
前側に放射される超音波の波形を、時間差の検出に十分
な程度に時間幅の狭いパルス状にすることができる。し
たがって、次のような効果が得られる。(1)高温時の使
用が可能になり、組み込まれた超音波装置の利用範囲の
拡大が図れ、(2) 押圧力の微調整が可能になると共に、
振動子の交換が可能になり、保守，取扱い上便利にな
り、(3) 測定精度の向上が図れる。
【図１】この発明に係る実施例の側面図
【図２】実施例の正面図
【図３】主要部品の斜視図
【図４】従来例の側面図
【図５】振動子の後側に音響的制動のないときの超音波
の波形図
の波形図
【図６】振動子の後側に音響的制動をかけたときの超音
波の波形図
波の波形図
１ 振動子 ２ 台座 ３，４ 電極板 ５ バッキング材 ５ａ 凹凸面 ５ｂ 中空部 ６ 押圧板 ７ 枠 ８ 小ネジ ９ ナット １０ 端子金具 １１ 押圧板 １２ 皿バネ
Claims (1)
- 【請求項１】音響カップリング材としての耐熱性台座の
座面に対し、整合層兼用の一方の耐熱性電極板と、耐熱
性超音波振動子と、他方の耐熱性電極板と、超音波吸収
用の耐熱性バッキング材とがこの順序に積層され、バネ
部材を介して加えられた押圧力によって固定されてな
り、そのバッキング材は、他方の電極板に接するのと逆
側の面に細かい凹凸が形成されるか、内部に多数の細か
い中空部が形成されるかの少なくともいずれかの構成で
あることを特徴とする超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5272891A JPH07128106A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5272891A JPH07128106A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128106A true JPH07128106A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17520203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5272891A Pending JPH07128106A (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07128106A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007318742A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-12-06 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ |
| CN105259256A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-01-20 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 用于岩心纵横波测量的叠加波衰减探头 |
| CN105424813A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-03-23 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 用于岩心声波测量的叠加波衰减探头 |
| CN110487341A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-22 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 超声波流量计及其制造方法 |
| CN115790749A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-03-14 | 美卓伦仪表（常州）有限公司 | 一种换能器、制造方法及流量测量装置 |
-
1993
- 1993-11-01 JP JP5272891A patent/JPH07128106A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007318742A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-12-06 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波センサ |
| CN105259256A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-01-20 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 用于岩心纵横波测量的叠加波衰减探头 |
| CN105424813A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-03-23 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 用于岩心声波测量的叠加波衰减探头 |
| CN110487341A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-11-22 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 超声波流量计及其制造方法 |
| CN115790749A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-03-14 | 美卓伦仪表（常州）有限公司 | 一种换能器、制造方法及流量测量装置 |
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