JPH0726732U - 超音波センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】パルス応答性が良好でかつ低残響を有する超音
波センサーを提供する。 【構成】セラミックあるいは磁歪トランスデューサーに
音響整合層１が載置された超音波センサーにおいて、振
動系を内有するケース２の内部に該振動系の一部もしく
は全周を０．５〜１０¹⁰ｄｙｍ／ｃｍ²の弾性率を有す
る物質を被覆、充填した超音波センサー。 【効果】高分解能が要求される超音波計測に用いられる
超音波センサーは短いパルスの発生が可能でなければな
らない。このために、音響負荷状態での振動系のＱを低
くし広帯域な周波数特性を得る必要がある。本考案によ
れば、振動外周部を０．５〜１０¹⁰ｄｙｍ／ｃｍ²の弾
性率を有する部材を被覆、充填し、この部材の弾性率を
選択することにより任意の負荷Ｑを得ることができ周波
数帯域を拡大させることが可能となる。さらにこの部分
で生じやすい不要な振動を抑制し低残響を有する超音波
センサーを得ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、パルス応答性が良好でかつ低残響性を有する超音波センサーに関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

セラミックあるいは磁歪トランスデューサーの径振動モードあるいは厚み振動 モードによって超音波を発する超音波センサーとしては、セラミックあるいは磁 歪トランスデューサーの上に媒体とのインピーダンス整合を行うための音響整合 層を呼ばれる部材を載置したものが一般的なものとして知られている。 従来のこの種の超音波センサーの構造を図１に示す。 図において（ａ）は音響整合層の外周部を音響インピーダンスの異なるケースに 支持固定したもの。（ｂ）はトランスデューサーの背面にバッキング材とよばれ る音波吸収材を設けたものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし従来構造は、音響負荷状態での振動子のＱを低減させるために、該音響 整合層の層の厚みを大きな負荷がかかる様にλ／４波長としインピーダンス整合 をとる方法とか、振動子の背面にバッキング材とよばれる音波吸収材を設けたり はしているがいずれも、よりパルス応答性が優れかつ低残響性を必要とされる場 合必ずしも充分なものとはいえなかった。 本考案は、近年富みに高分解能が要求される超音波計測分野において、優れた パルス応答性と低残響性を有する超音波センサーを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するためための手段】

上記目的を達成するために本考案は、セラミックあるいは磁歪トランスデュー サーに音響整合層が載置された超音波センサーにおいて、前記振動系を内有する ケース内部に、該整合層外周部を含めた振動部の一部もしくは全体を、０．５〜 １０¹⁰ｄｙｍ／ｃｍ²の弾性率を有する振動負荷部材を被覆、充填したことを特 徴としている。

【０００５】

【作用】

上記構成によれば振動系の負荷材物質によって超音波センサーのＱを低下させ 周波数帯域の拡大と不要振動の抑制をはかることが可能となり又、負荷部材の弾 性率を適度に選ぶことにより超音波センサーとしてのＱを任意にコントロールす ることも可能となる。

【０００６】

【実施例】

以下本発明を実施例に基づき詳説する。図２は、本考案の一実施例として超音 波センサーの側断面図であって、圧電素子と該圧電素子に載置された音響整合層 と該振動系を内有するケースと該圧電素子の電極端子に接続される一対のリード 線、バッキング材、該振動系の負荷部材となる被覆、充填材、及び端子板からな る。上記負荷部材は、例えば、エポキシ系、ウレタン系、もしくはシリコン系等 の有機系接着剤で構成される。 振動系外周部に被覆、充填された該振動負荷部材により超音波センサーのＱを 低減させ周波数の広帯域化がはかれ、優れたパルス応答性が得られると共に、振 動部周辺で生じやすい不要な振動をも抑制することができ、低残響化をもはかる ことが可能となる。該負荷部材の弾性率を０．５〜１０¹⁰ｄｙｍ／ｃｍ²に選定 することにより振動部の振動吸収の程度を、いいかえると超音波センサーのＱを 任意にコントロールすることも又可能である。 図３は本実施例の立ち上がり特性と残響特性を示した図であり従来品に比べい ずれも大幅に短縮させることができる。

【０００７】

【考案の効果】

以上詳述した様に、本考案は音響整合層外周部を含む振動系の一部あるいは全体 を０．５〜１０¹⁰ｄｙｍ／ｃｍ²の弾性率を有する物質によって、それらを被覆 、充填し、これにより振動系のＱを低減させることができ、周波数帯域の拡大化 がはかれ優れたパルス応答性と低残響性を有する超音波センサーが得られる。

【０００８】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の超音波センサーを示す。

【図２】本考案の実施例を示す側断面図を示す。

【図３】センサーをそれぞれパルス駆動（パルス幅５μ
ｓ）した場合の特性を示す。（ａ）、（ｃ）は本考案の
実施例、（ｂ）、（ｄ）は従来例で（ａ）、（ｂ）は立
ち上がり及び残響特性図、（ｃ）、（ｄ）は周波数帯域
特性図を示す。

【０００９】

【符号の説明】

１．音響整合層 ２．ケース ３．圧電素子 ４．リード線 ５．端子板 ６．バッキング材 ７．パッキングリング ８．被覆、充填材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項】 セラミックあるいは磁歪トランスデューサ
   ーに媒体とのインピーダンス整合を行うための音響整合
   層が載置された超音波センサーにおいて、振動系を内有
   するケースの内部に該振動系の外周部つまり該整合層外
   周部を含めた振動部の一部もしくは全周部を０．５〜１
   ０¹⁰ｄｙｍ／ｃｍ²の弾性率を有する物質を被覆、充填
   しこの部材の弾性率を選択することにより任意の負荷Ｑ
   を得ることが可能な超音波センサー。