JPH0851404A - 管内水中音響通信用の円筒殻型送受波装置 - Google Patents
管内水中音響通信用の円筒殻型送受波装置Info
- Publication number
- JPH0851404A JPH0851404A JP20808994A JP20808994A JPH0851404A JP H0851404 A JPH0851404 A JP H0851404A JP 20808994 A JP20808994 A JP 20808994A JP 20808994 A JP20808994 A JP 20808994A JP H0851404 A JPH0851404 A JP H0851404A
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- Japan
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- pipe
- electric
- piezoelectric body
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- Withdrawn
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 雑音の発生及び送水管の圧力損失の増加を防
止する高性能の管内水中音響通信用の送受波装置を提供
する。 【構成】 送水管内で音波伝搬を利用して通信を行うシ
ステムにおいて、上記送水管と滑らかに接続する同一内
径を有する弾性的円筒殻１と、同円筒殻１の外周に等間
隔で貼着され、同円筒殻１の半径方向変位と電気信号を
相互に変換する複数の圧電体２−１とを具えたこと。ま
た、図３のように、圧電体としてその円筒殻の軸方向変
位と電気信号とを相互に変換する圧電体２−２を具えた
こと。さらに、同円筒殻の半径方向変位と電気信号とを
相互に変換する複数の圧電体２−１及び同円筒殻の軸方
向変位と電気信号とを相互に変換する複数の圧電体２−
２とを兼ね具えたこと。
止する高性能の管内水中音響通信用の送受波装置を提供
する。 【構成】 送水管内で音波伝搬を利用して通信を行うシ
ステムにおいて、上記送水管と滑らかに接続する同一内
径を有する弾性的円筒殻１と、同円筒殻１の外周に等間
隔で貼着され、同円筒殻１の半径方向変位と電気信号を
相互に変換する複数の圧電体２−１とを具えたこと。ま
た、図３のように、圧電体としてその円筒殻の軸方向変
位と電気信号とを相互に変換する圧電体２−２を具えた
こと。さらに、同円筒殻の半径方向変位と電気信号とを
相互に変換する複数の圧電体２−１及び同円筒殻の軸方
向変位と電気信号とを相互に変換する複数の圧電体２−
２とを兼ね具えたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管内水中音響通信用の
円筒殻型送受波装置に関する。
円筒殻型送受波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】送水管内にハイドロホンを挿入して、管
内水中超音波信号を伝送する技術については、最近種々
の研究論文、例えばウルトラソニック エレクトロニッ
クス（Ｐｒｏｃ．ｏｆ１４ｔｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
’９３ｐｐ１６１〜１６２）が発表されている。しか
しながら、ハイドロホンの設置手段に関する具体的記述
は見当たらず、送水管内の水中音波信号を伝送する実用
技術はまだ確立されていない。
内水中超音波信号を伝送する技術については、最近種々
の研究論文、例えばウルトラソニック エレクトロニッ
クス（Ｐｒｏｃ．ｏｆ１４ｔｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ
ｏｎ ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
’９３ｐｐ１６１〜１６２）が発表されている。しか
しながら、ハイドロホンの設置手段に関する具体的記述
は見当たらず、送水管内の水中音波信号を伝送する実用
技術はまだ確立されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、送水管内に
ハイドロホン等の送受波用素子を挿入した場合、送受波
素子に流れが当たることによって雑音が発生する，送水
管の圧力損失が増加する等の不具合が生ずる。
ハイドロホン等の送受波用素子を挿入した場合、送受波
素子に流れが当たることによって雑音が発生する，送水
管の圧力損失が増加する等の不具合が生ずる。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、雑音の発生及び送水管の圧力損失の増加を防
止する高性能の管内水中音響通信用の送受波装置を提供
することを目的とする。
たもので、雑音の発生及び送水管の圧力損失の増加を防
止する高性能の管内水中音響通信用の送受波装置を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために請求項１の発
明は、送水管内で音波伝搬を利用して通信を行うシステ
ムにおいて、上記送水管と滑らかに接続する同一内径を
有する弾性的円筒殻と、同円筒殻の外周に等間隔で貼着
され、同円筒殻の半径方向変位と電気信号を相互に変換
する複数の圧電体とを具えたことを特徴とする。
明は、送水管内で音波伝搬を利用して通信を行うシステ
ムにおいて、上記送水管と滑らかに接続する同一内径を
有する弾性的円筒殻と、同円筒殻の外周に等間隔で貼着
され、同円筒殻の半径方向変位と電気信号を相互に変換
する複数の圧電体とを具えたことを特徴とする。
【０００６】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、その圧電体としてその円筒殻の外周に等間隔で貼着
され、半径方向変位と電気信号を相互に変換する複数の
圧電体の代わりに軸方向変位と電気信号とを相互に変換
する複数の圧電体を具えたことを特徴とする。
て、その圧電体としてその円筒殻の外周に等間隔で貼着
され、半径方向変位と電気信号を相互に変換する複数の
圧電体の代わりに軸方向変位と電気信号とを相互に変換
する複数の圧電体を具えたことを特徴とする。
【０００７】さらに、請求項３の発明は、請求項１の圧
電体と請求項２の圧電体とを同一円筒殻の外周に兼ね具
えたことを特徴とする。
電体と請求項２の圧電体とを同一円筒殻の外周に兼ね具
えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】図３に示すように、両端を単純支持された半径
ａ，長さＬの弾性円筒殻が、半径方向０次モード（呼吸
モード），軸方向１次モードで正弦的に振動すると、円
筒殻の振動モードの腹の位置の最大速度に比例した圧力
振幅を有する進行波が管軸方向に発生する。逆に、同管
内を圧力波が伝搬すると、円筒殻はその圧力に比例した
速度で振動する。したがって、円筒殻の半径方向運動と
電気的信号の変換を行うことができるように、圧電体を
配置することにより、圧電体をアクチュエーターとして
使用すれば、音波を送波することが可能であり、またセ
ンサーとして使用すれば音波の受波を行うことができ
る。
ａ，長さＬの弾性円筒殻が、半径方向０次モード（呼吸
モード），軸方向１次モードで正弦的に振動すると、円
筒殻の振動モードの腹の位置の最大速度に比例した圧力
振幅を有する進行波が管軸方向に発生する。逆に、同管
内を圧力波が伝搬すると、円筒殻はその圧力に比例した
速度で振動する。したがって、円筒殻の半径方向運動と
電気的信号の変換を行うことができるように、圧電体を
配置することにより、圧電体をアクチュエーターとして
使用すれば、音波を送波することが可能であり、またセ
ンサーとして使用すれば音波の受波を行うことができ
る。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその原理説明図、図２は本発明の第１実施例であ
る円筒殻の半径方向変位利用型の送受波装置の一例を示
す縦断面図及び横断面図、図３は本発明の第２実施例で
ある円筒殻の軸方向変位利用型の送受波装置の一例を示
す縦断面図及び横断面図である。
図１はその原理説明図、図２は本発明の第１実施例であ
る円筒殻の半径方向変位利用型の送受波装置の一例を示
す縦断面図及び横断面図、図３は本発明の第２実施例で
ある円筒殻の軸方向変位利用型の送受波装置の一例を示
す縦断面図及び横断面図である。
【００１０】まず、図１において、本発明に係る送受波
装置の原理を説明する。同図に示すように、両端を単純
支持された半径ａ，長さＬの弾性円筒殻が、半径方向０
次モード（呼吸モード），軸方向１次モードで正弦的に
振動すると、円筒殻の振動モードの腹の位置の最大速度
に比例した圧力振幅を保つ進行波が管軸方向に発生す
る。逆に、同管内を圧力波が伝搬すると、円筒殻はその
圧力に比例した速度で振動する。したがって、円筒殻の
半径方向運動と電気的信号の変換を行うことができるよ
うに、圧電体を配置することにより、圧電体をアクチュ
エーターとして使用すれば、音波を送波することが可能
であり、またセンサーとして使用すれば音波の受波を行
うことができる。
装置の原理を説明する。同図に示すように、両端を単純
支持された半径ａ，長さＬの弾性円筒殻が、半径方向０
次モード（呼吸モード），軸方向１次モードで正弦的に
振動すると、円筒殻の振動モードの腹の位置の最大速度
に比例した圧力振幅を保つ進行波が管軸方向に発生す
る。逆に、同管内を圧力波が伝搬すると、円筒殻はその
圧力に比例した速度で振動する。したがって、円筒殻の
半径方向運動と電気的信号の変換を行うことができるよ
うに、圧電体を配置することにより、圧電体をアクチュ
エーターとして使用すれば、音波を送波することが可能
であり、またセンサーとして使用すれば音波の受波を行
うことができる。
【００１１】次に、図２に示す第１実施例においては、
円筒殻１の内径は送水管５の内径と等しく、両端には送
水管５に接続するためのフランジがそれぞれ取り付けら
れており、円筒殻１とフランジとの間には環状切欠き溝
が周設され、円筒殻１は両端単純支持に近い支持構造と
なっている。円筒殻１の外面には円筒殻１の半径方向に
伸縮する圧電体２−１が複数個配置され、さらにその外
側に十分剛性の大きい２分割構造の短筒状圧電体ホルダ
ー３が取り付けられている。
円筒殻１の内径は送水管５の内径と等しく、両端には送
水管５に接続するためのフランジがそれぞれ取り付けら
れており、円筒殻１とフランジとの間には環状切欠き溝
が周設され、円筒殻１は両端単純支持に近い支持構造と
なっている。円筒殻１の外面には円筒殻１の半径方向に
伸縮する圧電体２−１が複数個配置され、さらにその外
側に十分剛性の大きい２分割構造の短筒状圧電体ホルダ
ー３が取り付けられている。
【００１２】このような装置を送波器として用いる場合
には、すべての圧電体２−１に同位相で電圧を印加し、
円筒殻１の呼吸モードの振動を励起し、通信用音波を送
水管軸方向に送波する。
には、すべての圧電体２−１に同位相で電圧を印加し、
円筒殻１の呼吸モードの振動を励起し、通信用音波を送
水管軸方向に送波する。
【００１３】また、本装置を受波器として用いる場合に
は、通信用音波の伝搬によって発生した円筒殻１の呼吸
モードの振動及び圧電体２−１の伸縮運動の結果生ずる
圧電体電極間電圧を電気信号として受信するのである。
いずれの場合も、円筒殻１はその両端に創設された環状
切欠き溝の作用で、隣接送水管による強大な拘束力を受
けることなく容易に弾性変形することができ、送波器，
受波器としての変位〜電気信号の変換を行う。
は、通信用音波の伝搬によって発生した円筒殻１の呼吸
モードの振動及び圧電体２−１の伸縮運動の結果生ずる
圧電体電極間電圧を電気信号として受信するのである。
いずれの場合も、円筒殻１はその両端に創設された環状
切欠き溝の作用で、隣接送水管による強大な拘束力を受
けることなく容易に弾性変形することができ、送波器，
受波器としての変位〜電気信号の変換を行う。
【００１４】図３に示す第２実施例では、円筒殻１の半
径方向変位を圧電体２−２で受ける機能は第１実施例と
同一であるが、第１実施例の圧電体２−１が円筒殻１の
半径方向変位を利用しているのに対し、本第２実施例の
圧電体２−２は円筒殻１の半径方向変位と同時に生ずる
軸方向変位を利用するように貼付している。
径方向変位を圧電体２−２で受ける機能は第１実施例と
同一であるが、第１実施例の圧電体２−１が円筒殻１の
半径方向変位を利用しているのに対し、本第２実施例の
圧電体２−２は円筒殻１の半径方向変位と同時に生ずる
軸方向変位を利用するように貼付している。
【００１５】なお、第１実施例及び第２実施例を組み合
わせた同一円筒殻を使用することもできる。このような
構造によれば、水中音波の圧力と電気信号との相互変換
の精度が高まるので、送受波装置の忠実性が一段と向上
する。
わせた同一円筒殻を使用することもできる。このような
構造によれば、水中音波の圧力と電気信号との相互変換
の精度が高まるので、送受波装置の忠実性が一段と向上
する。
【００１６】
【発明の効果】このような実施例においては、いずれで
も、送水管と滑らかに接続する円筒殻の呼吸振動を送・
受波器として利用したことにより、送水管としての性能
を損なうことなく、送水管内音波伝搬を利用した送受信
ができる。その際、円筒殻とその両端フランジの間には
それぞれ環状ノッチ溝による薄肉部が周設されているの
で、電気信号とこれによる円筒殻の半径方向変位，軸方
向変位との相互変換が容易となるとともに、円筒殻は送
水管と同径であるから、円筒殻の挿入による雑音は発生
せず、送水管の抵抗増加は全くない。
も、送水管と滑らかに接続する円筒殻の呼吸振動を送・
受波器として利用したことにより、送水管としての性能
を損なうことなく、送水管内音波伝搬を利用した送受信
ができる。その際、円筒殻とその両端フランジの間には
それぞれ環状ノッチ溝による薄肉部が周設されているの
で、電気信号とこれによる円筒殻の半径方向変位，軸方
向変位との相互変換が容易となるとともに、円筒殻は送
水管と同径であるから、円筒殻の挿入による雑音は発生
せず、送水管の抵抗増加は全くない。
【００１７】要するに請求項１の発明によれば、送水管
内で音波伝搬を利用して通信を行うシステムにおいて、
上記送水管と滑らかに接続する同一内径を有する弾性的
円筒殻と、同円筒殻の外周に等間隔で貼着され、同円筒
殻の半径方向変位と電気信号を相互に変換する複数の圧
電体とを具えたことにより、雑音の発生及び送水管の圧
力損失の増加を防止する高性能の管内水中音響通信用の
送受波装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なも
のである。
内で音波伝搬を利用して通信を行うシステムにおいて、
上記送水管と滑らかに接続する同一内径を有する弾性的
円筒殻と、同円筒殻の外周に等間隔で貼着され、同円筒
殻の半径方向変位と電気信号を相互に変換する複数の圧
電体とを具えたことにより、雑音の発生及び送水管の圧
力損失の増加を防止する高性能の管内水中音響通信用の
送受波装置を得るから、本発明は産業上極めて有益なも
のである。
【００１８】請求項２の発明によれば、請求項１におい
て、その圧電体としてその円筒殻の外周に等間隔で貼着
され、半径方向変位と電気信号を相互に変換する複数の
圧電体の代わりに軸方向変位と電気信号とを相互に変換
する複数の圧電体を具えたことにより、雑音の発生及び
送水管の圧力損失の増加を防止する高性能の管内水中音
響通信用の送受波装置を得るから、本発明は産業上極め
て有益なものである。
て、その圧電体としてその円筒殻の外周に等間隔で貼着
され、半径方向変位と電気信号を相互に変換する複数の
圧電体の代わりに軸方向変位と電気信号とを相互に変換
する複数の圧電体を具えたことにより、雑音の発生及び
送水管の圧力損失の増加を防止する高性能の管内水中音
響通信用の送受波装置を得るから、本発明は産業上極め
て有益なものである。
【００１９】請求項３の発明によれば、請求項１の圧電
体と請求項２の圧電体とを同一円筒殻の外周に兼ね具え
たことにより、請求項１による効果のほか、精度及び信
頼性の高い管内水中音響通信用の送受波装置を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。
体と請求項２の圧電体とを同一円筒殻の外周に兼ね具え
たことにより、請求項１による効果のほか、精度及び信
頼性の高い管内水中音響通信用の送受波装置を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。
【図１】本発明の原理を示す送水管の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例である円筒殻の半径方向変
位利用型送受波装置を示す縦断面図及びその横断面図で
ある。
位利用型送受波装置を示す縦断面図及びその横断面図で
ある。
【図３】本発明の第２実施例である円筒殻軸方向変位利
用型の送受波装置を示す縦断面図及びその横断面図であ
る。
用型の送受波装置を示す縦断面図及びその横断面図であ
る。
１ 円筒殻 ２ 圧電体 ２−１ 圧電体 ２−２ 圧電体 ３ 圧電体ホルダー ４ 同軸的円筒殻 ５ 送水管 ａ 送水管の半径 Ｌ 圧電体の長さ
Claims (3)
- 【請求項１】 送水管内で音波伝搬を利用して通信を行
うシステムにおいて、上記送水管と滑らかに接続する同
一内径を有する弾性的円筒殻と、同円筒殻の外周に等間
隔で貼着され、同円筒殻の半径方向変位と電気信号を相
互に変換する複数の圧電体とを具えたことを特徴とする
管内水中音響通信用の円筒殻型送受波装置。 - 【請求項２】 請求項１において、その圧電体としてそ
の円筒殻の外周に等間隔で貼着され、半径方向変位と電
気信号を相互に変換する複数の圧電体の代わりに軸方向
変位と電気信号とを相互に変換する複数の圧電体を具え
たことを特徴とする管内水中音響通信用の円筒殻型送受
波装置。 - 【請求項３】 請求項１の圧電体と請求項２の圧電体と
を同一円筒殻の外周に兼ね具えたことを特徴とする管内
水中音響通信用の円筒殻型送受波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20808994A JPH0851404A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 管内水中音響通信用の円筒殻型送受波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20808994A JPH0851404A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 管内水中音響通信用の円筒殻型送受波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0851404A true JPH0851404A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16550460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20808994A Withdrawn JPH0851404A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 管内水中音響通信用の円筒殻型送受波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0851404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1077216C (zh) * | 1996-02-29 | 2002-01-02 | 三洋电机株式会社 | 气体压缩机或膨胀机 |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP20808994A patent/JPH0851404A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1077216C (zh) * | 1996-02-29 | 2002-01-02 | 三洋电机株式会社 | 气体压缩机或膨胀机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |