JPH11264750A - 超音波伝播装置 - Google Patents
超音波伝播装置Info
- Publication number
- JPH11264750A JPH11264750A JP10088032A JP8803298A JPH11264750A JP H11264750 A JPH11264750 A JP H11264750A JP 10088032 A JP10088032 A JP 10088032A JP 8803298 A JP8803298 A JP 8803298A JP H11264750 A JPH11264750 A JP H11264750A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- thin tube
- acoustic matching
- matching layer
- ultrasonic vibrator
- 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
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波振動子から発射された超音波が、細管
に効率よく入射できるようにすることにある。 【解決手段】 細管１と超音波振動子２から構成され、
該超音波振動子２が細管１を挟持し、超音波振動子２の
変位に伴って細管１が変位することにより、超音波振動
子２から発射された超音波Ｓが、細管１に入射する。
に効率よく入射できるようにすることにある。 【解決手段】 細管１と超音波振動子２から構成され、
該超音波振動子２が細管１を挟持し、超音波振動子２の
変位に伴って細管１が変位することにより、超音波振動
子２から発射された超音波Ｓが、細管１に入射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波伝播装置、特
に超音波振動子から発射された超音波が、細管に効率よ
く入射できるようにした超音波伝播装置に関する。
に超音波振動子から発射された超音波が、細管に効率よ
く入射できるようにした超音波伝播装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、超音波センサを用いた計測機
器としては、例えば図６に示す超音波流速計がある。
器としては、例えば図６に示す超音波流速計がある。
【０００３】この超音波流速計は、図示するように、配
管２０の外壁２１に、一組の超音波センサ２２、２３が
設置され、流体の流れＦｌｏｗの上流側の超音波センサ
２２と、下流側の超音波センサ２３は、それぞれ所定の
角度θを以て取り付けられている。
管２０の外壁２１に、一組の超音波センサ２２、２３が
設置され、流体の流れＦｌｏｗの上流側の超音波センサ
２２と、下流側の超音波センサ２３は、それぞれ所定の
角度θを以て取り付けられている。
【０００４】この構成により、流れＦｌｏｗに沿って上
流側センサ２２から下流側センサ２３へ発射される超音
波Ｓ１の伝播時間ｔ１と、流体の流れＦｌｏｗに逆らっ
て下流側センサ２３から上流側センサ２２へ発射される
超音波Ｓ２の伝播時間ｔ２を計測する。
流側センサ２２から下流側センサ２３へ発射される超音
波Ｓ１の伝播時間ｔ１と、流体の流れＦｌｏｗに逆らっ
て下流側センサ２３から上流側センサ２２へ発射される
超音波Ｓ２の伝播時間ｔ２を計測する。
【０００５】これにより、超音波センサ２２、２３間の
距離をＬとして、センサ２２、２３間の流体の平均流速
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓθ｛（１／ｔ１）−（１／ｔ２）｝が
求められることは、よく知られている。
距離をＬとして、センサ２２、２３間の流体の平均流速
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓθ｛（１／ｔ１）−（１／ｔ２）｝が
求められることは、よく知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術には、次のような課題がある。
術には、次のような課題がある。
【０００７】即ち、図６に示す従来の超音波流速計にお
いては、図示するように、配管２０の外壁２１上に超音
波センサ２２、２３が取り付けられている。
いては、図示するように、配管２０の外壁２１上に超音
波センサ２２、２３が取り付けられている。
【０００８】従って、配管２０の径が各超音波センサ２
２、２３の径より十分大きければ、上流側センサ２２か
ら発射された超音波Ｓ１と、下流側センサ２３から発射
された超音波Ｓ２がそれぞれ漏れなく配管２０内へ入射
して相手のセンサ２３、２２まで伝播し、上記伝播時間
ｔ１とｔ２は正確に計測され、このため、流体の平均流
速Ｖも正確に求められる。
２、２３の径より十分大きければ、上流側センサ２２か
ら発射された超音波Ｓ１と、下流側センサ２３から発射
された超音波Ｓ２がそれぞれ漏れなく配管２０内へ入射
して相手のセンサ２３、２２まで伝播し、上記伝播時間
ｔ１とｔ２は正確に計測され、このため、流体の平均流
速Ｖも正確に求められる。
【０００９】しかし、配管２０の径が、各超音波センサ
２２、２３の径より極めて小さい場合には、図６の超音
波流速計では、流体の平均流速Ｖを正確に求めることが
できないことがある。
２２、２３の径より極めて小さい場合には、図６の超音
波流速計では、流体の平均流速Ｖを正確に求めることが
できないことがある。
【００１０】例えば、配管２０の径を１ｍｍ、各超音波
センサ２２、２３を構成する振動子２６の径を８ｍｍと
した場合、この配管２０と振動子２６との配置関係を上
流側から見ると、図７に示すようになる。
センサ２２、２３を構成する振動子２６の径を８ｍｍと
した場合、この配管２０と振動子２６との配置関係を上
流側から見ると、図７に示すようになる。
【００１１】この場合、配管２０の外壁２１と、振動子
２６とは、図示するように一点Ｐにおいて接触している
に過ぎない。
２６とは、図示するように一点Ｐにおいて接触している
に過ぎない。
【００１２】従って、超音波振動子２から発射された超
音波Ｓは、大部分は外部に漏れてしまい、配管２０内へ
入射することは、困難である。
音波Ｓは、大部分は外部に漏れてしまい、配管２０内へ
入射することは、困難である。
【００１３】その結果、このような配管２０と超音波振
動子２６との関係を有する超音波流速計（図６）等の計
測機器では、正確な測定が不可能となる。
動子２６との関係を有する超音波流速計（図６）等の計
測機器では、正確な測定が不可能となる。
【００１４】本発明の目的は、超音波振動子から発射さ
れた超音波が、細管に効率よく入射できるようにするこ
とにある。
れた超音波が、細管に効率よく入射できるようにするこ
とにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、図１〜図３に示すように、細管１と超音
波振動子２から構成され、該超音波振動子２が細管１を
挟持し、超音波振動子２の変位に伴って細管１が変位す
ることにより、超音波振動子２から発射された超音波Ｓ
が、細管１に入射することを特徴とする超音波伝播装置
という技術的手段を講じている。
め、本発明は、図１〜図３に示すように、細管１と超音
波振動子２から構成され、該超音波振動子２が細管１を
挟持し、超音波振動子２の変位に伴って細管１が変位す
ることにより、超音波振動子２から発射された超音波Ｓ
が、細管１に入射することを特徴とする超音波伝播装置
という技術的手段を講じている。
【００１６】上記構成によれば、例えば半円形の第１超
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂにより形成され
た超音波振動子２の切欠部４Ａ、４Ｂにおいて（図
１）、細管１が挟持され、両者は面接触している。
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂにより形成され
た超音波振動子２の切欠部４Ａ、４Ｂにおいて（図
１）、細管１が挟持され、両者は面接触している。
【００１７】従って、超音波振動子２が径方向に振動す
ることにより変位すると（図１（Ｂ））、面接触してい
る切欠部４Ａ、４Ｂにおいて細管１もそれに伴って変位
し、超音波振動子２の振動エネルギが直接に細管１に伝
達され、該超音波振動子２から発射された超音波Ｓが、
細管１に効率よく入射し、細管１内を左右長手方向に均
一に伝播して行く。
ることにより変位すると（図１（Ｂ））、面接触してい
る切欠部４Ａ、４Ｂにおいて細管１もそれに伴って変位
し、超音波振動子２の振動エネルギが直接に細管１に伝
達され、該超音波振動子２から発射された超音波Ｓが、
細管１に効率よく入射し、細管１内を左右長手方向に均
一に伝播して行く。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施形態により
添付図面を参照して、説明する。図２は本発明の実施形
態を示す図、図３は本発明の作用説明図である。図２に
おいて、参照符号１は細管、２は超音波振動子、３は音
響整合層、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂは切欠部、６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂは電力ケーブルである。
添付図面を参照して、説明する。図２は本発明の実施形
態を示す図、図３は本発明の作用説明図である。図２に
おいて、参照符号１は細管、２は超音波振動子、３は音
響整合層、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂは切欠部、６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂは電力ケーブルである。
【００１９】（１）構成 図２に示す細管１は、例えばその径が１ｍｍ以下であ
り、図２（Ａ）に示すように、左右方向に長く延びてい
る。
り、図２（Ａ）に示すように、左右方向に長く延びてい
る。
【００２０】これに対して、超音波振動子２は、例えば
その径が８ｍｍである。
その径が８ｍｍである。
【００２１】この超音波振動子２には、電力ケーブル６
Ａ、７Ａ、６Ｂ、７Ｂが接続され、よく知られているよ
うに、例えば２７０ｋＨｚの高周波電力を供給すること
により、径方向に振動し、超音波Ｓが発射される（図１
（Ｂ）、図３）。
Ａ、７Ａ、６Ｂ、７Ｂが接続され、よく知られているよ
うに、例えば２７０ｋＨｚの高周波電力を供給すること
により、径方向に振動し、超音波Ｓが発射される（図１
（Ｂ）、図３）。
【００２２】超音波振動子２は、半円形の第１超音波振
動子２Ａと、同様に半円形の第２超音波振動子２Ｂによ
り形成されている。
動子２Ａと、同様に半円形の第２超音波振動子２Ｂによ
り形成されている。
【００２３】この第１超音波振動子２Ａと第２超音波振
動子２Ｂには、図２（Ｃ）に示すように、それぞれの中
央部に、半円形の切欠部４Ａ、４Ｂが形成されている。
動子２Ｂには、図２（Ｃ）に示すように、それぞれの中
央部に、半円形の切欠部４Ａ、４Ｂが形成されている。
【００２４】従って、第１超音波振動子２Ａと第２超音
波振動子２Ｂを、切欠部４Ａ、４Ｂどうし向かい合わせ
て、両者を張り付ければ、全体として円形の、例えば径
が８ｍｍの超音波振動子２が形成される。
波振動子２Ｂを、切欠部４Ａ、４Ｂどうし向かい合わせ
て、両者を張り付ければ、全体として円形の、例えば径
が８ｍｍの超音波振動子２が形成される。
【００２５】また、上記超音波振動子２には、８ｍｍよ
り若干大きな径の音響整合層３が接合している。
り若干大きな径の音響整合層３が接合している。
【００２６】この音響整合層３は、よく知られているよ
うに、超音波振動子２の変位を増大させる機能を有し
（図３）、例えばエポキシ樹脂にガラス玉を混入して形
成されている。
うに、超音波振動子２の変位を増大させる機能を有し
（図３）、例えばエポキシ樹脂にガラス玉を混入して形
成されている。
【００２７】音響整合層３は、半円形の第１音響整合層
３Ａと、同様に半円形の第２音響整合層３Ｂにより形成
されている。
３Ａと、同様に半円形の第２音響整合層３Ｂにより形成
されている。
【００２８】この第１音響整合層３Ａと第２音響整合層
３Ｂには、図２（Ｃ）に示すように、それぞれの中央部
に、半円形の切欠部５Ａ、５Ｂが形成されている。
３Ｂには、図２（Ｃ）に示すように、それぞれの中央部
に、半円形の切欠部５Ａ、５Ｂが形成されている。
【００２９】従って、第１音響整合層３Ａと第２音響整
合層３Ｂを、切欠部５Ａ、５Ｂどうし向かい合わせて、
両者を張り付ければ、全体として円形の音響整合層３が
形成される。
合層３Ｂを、切欠部５Ａ、５Ｂどうし向かい合わせて、
両者を張り付ければ、全体として円形の音響整合層３が
形成される。
【００３０】従って、図２に示す実施形態においては、
超音波振動子２に音響整合層３を接合したものを、図２
（Ａ）に示すように互いに向かい合わせて配置し、各切
欠部４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂにおいて、細管１を挟持す
る。
超音波振動子２に音響整合層３を接合したものを、図２
（Ａ）に示すように互いに向かい合わせて配置し、各切
欠部４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂにおいて、細管１を挟持す
る。
【００３１】この構成により、電力ケーブル６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂを介して、超音波振動子２に高周波電力
を供給すると、該超音波振動子２は径方向に振動し、音
響整合層３によりその変位が増大される（図３）。
Ａ、６Ｂ、７Ｂを介して、超音波振動子２に高周波電力
を供給すると、該超音波振動子２は径方向に振動し、音
響整合層３によりその変位が増大される（図３）。
【００３２】従って、超音波振動子２だけの場合（図
１）よりも一層大きな振動エネルギが得られ、超音波Ｓ
は確実に細管１内に入射されて伝播するようになる。
１）よりも一層大きな振動エネルギが得られ、超音波Ｓ
は確実に細管１内に入射されて伝播するようになる。
【００３３】このように、超音波振動子２と音響整合層
３をそれぞれ半円形のものを張り合わせる構造にしたの
は、以下に述べるように、製造上の理由と電力供給上の
理由による。
３をそれぞれ半円形のものを張り合わせる構造にしたの
は、以下に述べるように、製造上の理由と電力供給上の
理由による。
【００３４】Ａ．製造上の理由 Ａ−１ 切欠部４Ａ、４Ｂを形成し易い。即ち、１枚の
円形の超音波振動子２を使用し、その中央部に円形の穴
を形成し、この穴に細管１を通すことにより、図１
（Ａ）、図２（Ａ）のようにすることも可能である。
円形の超音波振動子２を使用し、その中央部に円形の穴
を形成し、この穴に細管１を通すことにより、図１
（Ａ）、図２（Ａ）のようにすることも可能である。
【００３５】しかし、一般に、セラミック製の１枚の超
音波振動子２に円形の穴４をあけことは難しく、しかも
セラミックは一般に脆く、中央部に穴をあける場合に円
形の超音波振動子２が壊れることがある。
音波振動子２に円形の穴４をあけことは難しく、しかも
セラミックは一般に脆く、中央部に穴をあける場合に円
形の超音波振動子２が壊れることがある。
【００３６】これに対して、別々の第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂに、それぞれ半円形の切欠部
４Ａ、４Ｂを形成することは、極めて容易であり、しか
もその場合に、第１超音波振動子２Ａと第２超音波振動
子２Ｂが壊れることも殆どない。
Ａと第２超音波振動子２Ｂに、それぞれ半円形の切欠部
４Ａ、４Ｂを形成することは、極めて容易であり、しか
もその場合に、第１超音波振動子２Ａと第２超音波振動
子２Ｂが壊れることも殆どない。
【００３７】このことは、音響整合層３の場合も同様で
あり、１枚の音響整合層３の中央部に円形の穴をあける
よりも、図２に示すように、第１音響整合層３Ａと第２
音響整合層３Ｂに分け、それぞれに半円形の切欠部５
Ａ、５Ｂを形成する方が容易である。
あり、１枚の音響整合層３の中央部に円形の穴をあける
よりも、図２に示すように、第１音響整合層３Ａと第２
音響整合層３Ｂに分け、それぞれに半円形の切欠部５
Ａ、５Ｂを形成する方が容易である。
【００３８】Ａ−２ いろいろな組立方法が考えられ
る。 超音波振動子２だけで細管１を挟持する場合。 この場合は、例えば、最初に、第１超音波振動子２Ａの
切欠部４Ａと、第２超音波振動子２Ｂの切欠部４Ｂによ
り、上下方向から細管１を挟持し、次に、第１超音波振
動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂを張り合わせる。
る。 超音波振動子２だけで細管１を挟持する場合。 この場合は、例えば、最初に、第１超音波振動子２Ａの
切欠部４Ａと、第２超音波振動子２Ｂの切欠部４Ｂによ
り、上下方向から細管１を挟持し、次に、第１超音波振
動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂを張り合わせる。
【００３９】これにより、図１（Ａ）に示す超音波伝播
装置を組み立てることができる。
装置を組み立てることができる。
【００４０】しかし、これとは反対に、最初に、第１超
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂとを張り合わせ
て円形の超音波振動子２を形成し、次に、これに細管１
を通し、該細管１を切欠部４Ａ、４Ｂにおいて挟持す
る。
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂとを張り合わせ
て円形の超音波振動子２を形成し、次に、これに細管１
を通し、該細管１を切欠部４Ａ、４Ｂにおいて挟持す
る。
【００４１】このようにしても、図１（Ａ）に示す超音
波伝播装置を組み立てることができる。
波伝播装置を組み立てることができる。
【００４２】超音波振動子２と音響整合層３により細
管１を挟持する場合。 この場合は、例えば、最初に、第１超音波振動子２Ａと
第１音響整合層３Ａ、第２超音波振動子２Ｂと第２音響
整合層３Ｂを接合しておいて（図２（Ｃ））、切欠部４
Ａ、５Ａと切欠部４Ｂ、５Ｂにより、上下方向から細管
１を挟持し、次に、第１超音波振動子２Ａと第２超音波
振動子２Ｂ、第１音響整合層３Ａと第２音響整合層３Ｂ
を張り合わせる。
管１を挟持する場合。 この場合は、例えば、最初に、第１超音波振動子２Ａと
第１音響整合層３Ａ、第２超音波振動子２Ｂと第２音響
整合層３Ｂを接合しておいて（図２（Ｃ））、切欠部４
Ａ、５Ａと切欠部４Ｂ、５Ｂにより、上下方向から細管
１を挟持し、次に、第１超音波振動子２Ａと第２超音波
振動子２Ｂ、第１音響整合層３Ａと第２音響整合層３Ｂ
を張り合わせる。
【００４３】これにより、図２（Ａ）に示す超音波伝播
装置を組み立てることができる。
装置を組み立てることができる。
【００４４】しかし、これとは反対に、最初に、第１超
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂとを張り合わせ
て円形の超音波振動子２を形成すると共に、第１音響整
合層３Ａと第２音響整合層３Ｂとを張り合わせて円形の
音響整合層３を形成し、その形成された互いに円形の超
音波振動子２と音響整合層３を接合する。
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂとを張り合わせ
て円形の超音波振動子２を形成すると共に、第１音響整
合層３Ａと第２音響整合層３Ｂとを張り合わせて円形の
音響整合層３を形成し、その形成された互いに円形の超
音波振動子２と音響整合層３を接合する。
【００４５】次に、円形の超音波振動子２と音響整合層
３を接合したものに、細管１を通し、該細管１を切欠部
４Ａ、５Ａと切欠部４Ｂ、５Ｂにおいて挟持する。
３を接合したものに、細管１を通し、該細管１を切欠部
４Ａ、５Ａと切欠部４Ｂ、５Ｂにおいて挟持する。
【００４６】このようにしても、図２（Ａ）に示す超音
波伝播装置を組み立てることができる。
波伝播装置を組み立てることができる。
【００４７】Ｂ．電力供給上の理由
【００４８】また、第１超音波振動子２Ａと第２超音波
振動子２Ｂには、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）
に示すように、それぞれ別個に電力ケーブル６Ａ、７Ａ
と電力ケーブル６Ｂ、７Ｂが接続され、高周波電力が無
駄なく供給されるようになっている。
振動子２Ｂには、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）
に示すように、それぞれ別個に電力ケーブル６Ａ、７Ａ
と電力ケーブル６Ｂ、７Ｂが接続され、高周波電力が無
駄なく供給されるようになっている。
【００４９】即ち、半円形の第１超音波振動子２Ａと第
２超音波振動子２Ｂの各インピーダンスは、円形の超音
波振動子２が１枚のセラミックで形成されている場合の
インピーダンスに比べて、それぞれ小さい。
２超音波振動子２Ｂの各インピーダンスは、円形の超音
波振動子２が１枚のセラミックで形成されている場合の
インピーダンスに比べて、それぞれ小さい。
【００５０】従って、電力ケーブル６Ａ、７Ａと電力ケ
ーブル６Ｂ、７Ｂを介して、それぞれ別々に半円形の第
１超音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂに電力を供
給した方が、消費電力が小さく無駄がなくなる。
ーブル６Ｂ、７Ｂを介して、それぞれ別々に半円形の第
１超音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂに電力を供
給した方が、消費電力が小さく無駄がなくなる。
【００５１】（２）作用 以下、上記構成を有する本発明の作用を説明する。
【００５２】（２）−Ａ 超音波Ｓの発生と入射（図
１、図３） 超音波振動子２だけで細管１を挟持している場合（図
１） 先ず、図１（Ｂ）に示すように、電力ケーブル６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂを介して、半円形の第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂに、それぞれ別々に高周波電
力（２７０ｋＨｚ）を供給すると、第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂを張り合わせた円形の超音波
振動子２は、全体として径方向に振動する。
１、図３） 超音波振動子２だけで細管１を挟持している場合（図
１） 先ず、図１（Ｂ）に示すように、電力ケーブル６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂを介して、半円形の第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂに、それぞれ別々に高周波電
力（２７０ｋＨｚ）を供給すると、第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂを張り合わせた円形の超音波
振動子２は、全体として径方向に振動する。
【００５３】この場合、超音波振動子２は、切欠部４
Ａ、４Ｂにおいて細管１を挟持し、該細管１と面接触し
ている。
Ａ、４Ｂにおいて細管１を挟持し、該細管１と面接触し
ている。
【００５４】従って、超音波振動子２が径方向に変位す
ると、細管１も、面接触している切欠部４Ａ、４Ｂにお
いて図示するように径方向に変位し、超音波振動子２の
振動エネルギが細管１に直接伝達される。
ると、細管１も、面接触している切欠部４Ａ、４Ｂにお
いて図示するように径方向に変位し、超音波振動子２の
振動エネルギが細管１に直接伝達される。
【００５５】このため、超音波振動子２から発射された
超音波Ｓが、細管１に効率よく入射し、細管１内を左右
長手方向に均一に伝播して行く。
超音波Ｓが、細管１に効率よく入射し、細管１内を左右
長手方向に均一に伝播して行く。
【００５６】超音波振動子２と音響整合層３により細
管１を挟持している場合（図２）。 この場合も、図３に示すように、電力ケーブル６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂを介して、半円形の第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂに、それぞれ別々に高周波電
力（２７０ｋＨｚ）を供給すると、第１超音波振動子２
Ａを第２超音波振動子２Ｂを張り合わせた円形の超音波
振動子２は、全体として径方向に振動する。
管１を挟持している場合（図２）。 この場合も、図３に示すように、電力ケーブル６Ａ、７
Ａ、６Ｂ、７Ｂを介して、半円形の第１超音波振動子２
Ａと第２超音波振動子２Ｂに、それぞれ別々に高周波電
力（２７０ｋＨｚ）を供給すると、第１超音波振動子２
Ａを第２超音波振動子２Ｂを張り合わせた円形の超音波
振動子２は、全体として径方向に振動する。
【００５７】しかし、この場合は、超音波振動子２に音
響整合層３が接合されているので、該超音波振動子２の
変位は、音響整合層３により増大される。
響整合層３が接合されているので、該超音波振動子２の
変位は、音響整合層３により増大される。
【００５８】しかも、超音波振動子２は切欠部４Ａ、４
Ｂにおいて、また音響整合層３は切欠部５Ａ、５Ｂにお
いて、細管１を挟持しそれぞれ面接触している。
Ｂにおいて、また音響整合層３は切欠部５Ａ、５Ｂにお
いて、細管１を挟持しそれぞれ面接触している。
【００５９】従って、超音波振動子２と音響整合層３が
径方向に変位すると、細管１も、面接触している切欠部
４Ａ、４Ｂと切欠部５Ａ、５Ｂにおいて、図示するよう
に径方向に変位し、超音波振動子２の振動エネルギが直
接に、また音響整合層３を介して細管１に伝達される。
径方向に変位すると、細管１も、面接触している切欠部
４Ａ、４Ｂと切欠部５Ａ、５Ｂにおいて、図示するよう
に径方向に変位し、超音波振動子２の振動エネルギが直
接に、また音響整合層３を介して細管１に伝達される。
【００６０】このため、超音波振動子２から発射された
超音波Ｓが、細管１に効率よく入射し、細管１内を長手
方向に均一に伝播して行く。
超音波Ｓが、細管１に効率よく入射し、細管１内を長手
方向に均一に伝播して行く。
【００６１】即ち、本発明によれば、細管１の径が超音
波振動子２の径に比べて極めて小さい場合であっても、
該超音波振動子２から発射された超音波Ｓは、細管１に
効率よく入射できるようになる。
波振動子２の径に比べて極めて小さい場合であっても、
該超音波振動子２から発射された超音波Ｓは、細管１に
効率よく入射できるようになる。
【００６２】（２）−Ｂ 細管通信ネットワークとして
の作用（図４） 図４は、上記細管１ａｂ〜１ｄａ、及び半円形の第１超
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂを張り合わせた
超音波振動子２ａ〜２ｄにより形成した細管通信ネット
ワークに、本発明を適用した例である。
の作用（図４） 図４は、上記細管１ａｂ〜１ｄａ、及び半円形の第１超
音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂを張り合わせた
超音波振動子２ａ〜２ｄにより形成した細管通信ネット
ワークに、本発明を適用した例である。
【００６３】即ち、図示するように、超音波振動子２ａ
と２ｂを細管１ａｂにより、超音波振動子２ｂと２ｃを
細管１ｂｃにより、超音波振動子２ｃと２ｄを細管１ｃ
ｄにより、超音波振動子２ｄと２ａを細管１ｄａにより
それぞれ接続する。
と２ｂを細管１ａｂにより、超音波振動子２ｂと２ｃを
細管１ｂｃにより、超音波振動子２ｃと２ｄを細管１ｃ
ｄにより、超音波振動子２ｄと２ａを細管１ｄａにより
それぞれ接続する。
【００６４】このように細管通信ネットワークを構成す
ることにより、図１（Ｂ）、図３と同じ作用により、情
報が細管１ａｂ〜１ｄａから漏洩することなく、下記の
ように同報通信を行うことができる。
ることにより、図１（Ｂ）、図３と同じ作用により、情
報が細管１ａｂ〜１ｄａから漏洩することなく、下記の
ように同報通信を行うことができる。
【００６５】例えば、超音波振動子２ａから発射される
超音波に情報をのせれば、該超音波振動子２ａから同時
に他の超音波振動子２ｂと２ｄに対して、同じ情報Ｊａ
を送信することができる。
超音波に情報をのせれば、該超音波振動子２ａから同時
に他の超音波振動子２ｂと２ｄに対して、同じ情報Ｊａ
を送信することができる。
【００６６】また、同様に、超音波振動子２ｃから発射
される超音波に情報をのせれば、該超音波振動子２ｃか
ら同時に他の超音波振動子２ｂと２ｄに対して、同じ情
報Ｊｃを送信することができる。
される超音波に情報をのせれば、該超音波振動子２ｃか
ら同時に他の超音波振動子２ｂと２ｄに対して、同じ情
報Ｊｃを送信することができる。
【００６７】（３）−Ｃ 超音波流速計としての作用
（図５） 図５は、１台の送波器Ｔと２台の受波器Ｒを、それぞれ
半円形の第１超音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂ
を張り合わせた超音波振動子２により形成し、細管１内
を流れる流体の流速Ｖを測定する超音波流速計に、本発
明を適用した例である。
（図５） 図５は、１台の送波器Ｔと２台の受波器Ｒを、それぞれ
半円形の第１超音波振動子２Ａと第２超音波振動子２Ｂ
を張り合わせた超音波振動子２により形成し、細管１内
を流れる流体の流速Ｖを測定する超音波流速計に、本発
明を適用した例である。
【００６８】この構成によれば、図１（Ｂ）、図３と同
じ作用により、送波器Ｔから発射された超音波Ｓ１、Ｓ
２は、細管１に入射し、図示するように、該細管１内を
左右に均一に伝播して行き、両受波器Ｒに到達する。
じ作用により、送波器Ｔから発射された超音波Ｓ１、Ｓ
２は、細管１に入射し、図示するように、該細管１内を
左右に均一に伝播して行き、両受波器Ｒに到達する。
【００６９】従って、流れＦｌｏｗに沿って送波器Ｔか
ら下流側受波器Ｒへ発射される超音波Ｓ１の伝播時間ｔ
１と、流体の流れＦｌｏｗに逆らって送波器Ｔから上流
側受波器Ｒへ発射される超音波Ｓ２の伝播時間ｔ２を計
測することにより、同一現象を同時に２箇所で測定でき
るという効果がある。
ら下流側受波器Ｒへ発射される超音波Ｓ１の伝播時間ｔ
１と、流体の流れＦｌｏｗに逆らって送波器Ｔから上流
側受波器Ｒへ発射される超音波Ｓ２の伝播時間ｔ２を計
測することにより、同一現象を同時に２箇所で測定でき
るという効果がある。
【００７０】送波器Ｔと各受波器Ｒ間の距離をＬとすれ
ば、よく知られているように、流体の平均流速Ｖ＝Ｌ／
２｛（１／ｔ１）−（１／ｔ２）｝が求められる。
ば、よく知られているように、流体の平均流速Ｖ＝Ｌ／
２｛（１／ｔ１）−（１／ｔ２）｝が求められる。
【００７１】尚、上記説明では、本発明が細管通信ネッ
トワーク（図４）と超音波流速計（図５）に適用される
場合について詳述したが、本発明はそれに限定されず、
超音波を用いた流量計、距離計、医療診断装置等の他の
計測装置にも適用されることにより、超音波振動子から
発射された超音波が、細管に効率よく入射でき、同様の
効果を奏することは勿論である。
トワーク（図４）と超音波流速計（図５）に適用される
場合について詳述したが、本発明はそれに限定されず、
超音波を用いた流量計、距離計、医療診断装置等の他の
計測装置にも適用されることにより、超音波振動子から
発射された超音波が、細管に効率よく入射でき、同様の
効果を奏することは勿論である。
【００７２】
【発明の効果】上記のとおり、本発明によれば、超音波
伝播装置を、細管と超音波振動子から構成され、該超音
波振動子が細管を挟持し、超音波振動子の変位に伴って
細管が変位することにより、超音波振動子から発射され
た超音波が、細管に入射するように構成したことによ
り、超音波振動子が細管を挟持し両者は面接触するよう
になったので、超音波振動子が径方向に振動することに
より変位すると、面接触している部分において細管もそ
れに伴って変位し、超音波振動子の振動エネルギが直接
に細管に伝達され、該超音波振動子から発射された超音
波が、細管に効率よく入射し、細管１内を左右長手方向
に均一に伝播して行く。
伝播装置を、細管と超音波振動子から構成され、該超音
波振動子が細管を挟持し、超音波振動子の変位に伴って
細管が変位することにより、超音波振動子から発射され
た超音波が、細管に入射するように構成したことによ
り、超音波振動子が細管を挟持し両者は面接触するよう
になったので、超音波振動子が径方向に振動することに
より変位すると、面接触している部分において細管もそ
れに伴って変位し、超音波振動子の振動エネルギが直接
に細管に伝達され、該超音波振動子から発射された超音
波が、細管に効率よく入射し、細管１内を左右長手方向
に均一に伝播して行く。
【００７３】このため、超音波振動子から発射された超
音波が、細管に効率よく入射できるという技術的効果を
奏することとなった。
音波が、細管に効率よく入射できるという技術的効果を
奏することとなった。
【００７４】また、超音波振動子を半円形の第１超音波
振動子と第２超音波振動子を張り合わせて形成すること
により、超音波伝播装置の製造が容易になり、各半円形
の第１超音波振動子と第２超音波振動子に別々に電力ケ
ーブルを接続することにより、電力が無駄なく供給され
るという効果もある。
振動子と第２超音波振動子を張り合わせて形成すること
により、超音波伝播装置の製造が容易になり、各半円形
の第１超音波振動子と第２超音波振動子に別々に電力ケ
ーブルを接続することにより、電力が無駄なく供給され
るという効果もある。
【００７５】更に、細管、及び半円形の第１超音波振動
子と第２超音波振動子から成る超音波振動子により細管
通信ネットワークを形成し、本発明をこの細管通信ネッ
トワークに適用すれば、超音波にのせられた情報が効率
よく伝達されるという効果もある。
子と第２超音波振動子から成る超音波振動子により細管
通信ネットワークを形成し、本発明をこの細管通信ネッ
トワークに適用すれば、超音波にのせられた情報が効率
よく伝達されるという効果もある。
【００７６】
【図１】本発明の原理を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の作用説明図である。
【図４】本発明を細管通信ネットワークに適用した図で
ある。
ある。
【図５】本発明を超音波流速計に適用した図である。
【図６】従来の超音波流速計の説明図である。
【図７】従来技術の課題説明図である。
１ 細管 ２ 超音波振動子 ２Ａ 第１超音波振動子 ２Ｂ 第２超音波振動子 ３ 音響整合層 ３Ａ 第１音響整合層 ３Ｂ 第２音響整合層 ４Ａ、４Ｂ 第１超音波振動子２Ａと第２超音波振動子
２Ｂの切欠部 ５Ａ、５Ｂ 第１音響整合層３Ａと第２音響整合層３Ｂ
の切欠部 ６Ａ、７Ａ 第１超音波振動子２Ａの電力ケーブル ６Ｂ、７Ｂ 第２超音波振動子２Ｂの電力ケーブル
２Ｂの切欠部 ５Ａ、５Ｂ 第１音響整合層３Ａと第２音響整合層３Ｂ
の切欠部 ６Ａ、７Ａ 第１超音波振動子２Ａの電力ケーブル ６Ｂ、７Ｂ 第２超音波振動子２Ｂの電力ケーブル
Claims (9)
- 【請求項１】 細管と超音波振動子から構成され、該超
音波振動子が細管を挟持し、超音波振動子の変位に伴っ
て細管が変位することにより、超音波振動子から発射さ
れた超音波が、細管に入射することを特徴とする超音波
伝播装置。 - 【請求項２】 上記超音波振動子が径方向に振動する請
求項１記載の超音波伝播装置。 - 【請求項３】 上記細管の径が１ｍｍ以下、超音波振動
子の径が８ｍｍである請求項１記載の超音波伝播装置。 - 【請求項４】 上記超音波振動子が半円形の第１超音波
振動子と第２超音波振動子により形成されていると共
に、該第１超音波振動子と第２超音波振動子にはそれぞ
れ半円形の切欠部が形成され、該切欠部において、上記
細管１が挟持されている請求項１記載の超音波伝播装
置。 - 【請求項５】 上記半円形の第１超音波振動子と第２超
音波振動子には、それぞれ別々の電力ケーブルが接続さ
れている請求項４記載の超音波伝播装置。 - 【請求項６】 上記超音波振動子に音響整合層が接合さ
れ、超音波振動子と音響整合層により上記細管が挟持さ
れている請求項１記載の超音波伝播装置。 - 【請求項７】 上記音響整合層が半円形の第１音響整合
層と第２音響整合層により形成されていると共に、該音
響整合層には、半円形の切欠部が形成され、該切欠部と
超音波振動子の切欠部において、上記細管が挟持されて
いる請求項４記載の超音波伝播装置。 - 【請求項８】 上記細管、及び半円形の第１超音波振動
子と第２超音波振動子から成る超音波振動子により形成
した細管通信ネットワークに適用した請求項１記載の超
音波伝播装置。 - 【請求項９】 １台の送波器と２台の受波器を、半円形
の第１超音波振動子と第２超音波振動子から成る超音波
振動子により形成し、細管内を流れる流体の流速を測定
する超音波流速計に適用した請求項１記載の超音波伝播
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10088032A JPH11264750A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 超音波伝播装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10088032A JPH11264750A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 超音波伝播装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264750A true JPH11264750A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13931495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10088032A Pending JPH11264750A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 超音波伝播装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264750A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349439A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Nippon Flow Cell Kk | 超音波流量計 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551533U (ja) * | 1978-10-02 | 1980-04-04 | ||
| JPH0947048A (ja) * | 1995-08-01 | 1997-02-14 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 超音波アクチュエータ用振動子 |
| JPH109914A (ja) * | 1996-04-22 | 1998-01-16 | Tokyo Keiso Co Ltd | 超音波流量計 |
| JPH1010143A (ja) * | 1996-06-27 | 1998-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流速測定装置 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP10088032A patent/JPH11264750A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551533U (ja) * | 1978-10-02 | 1980-04-04 | ||
| JPH0947048A (ja) * | 1995-08-01 | 1997-02-14 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 超音波アクチュエータ用振動子 |
| JPH109914A (ja) * | 1996-04-22 | 1998-01-16 | Tokyo Keiso Co Ltd | 超音波流量計 |
| JPH1010143A (ja) * | 1996-06-27 | 1998-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流速測定装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006349439A (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-28 | Nippon Flow Cell Kk | 超音波流量計 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0734344Y2 (ja) | クランプ留めタイプの超音波流量計 | |
| JP2002365106A (ja) | 流量測定装置及びクランプオン型超音波流量計 | |
| WO2004098234A1 (ja) | 超音波センサ | |
| JP2001041788A (ja) | 超音波流量計及びその製造方法 | |
| JP2005188974A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2002135894A (ja) | 超音波センサ及びそれを用いた電子装置 | |
| JPH11264750A (ja) | 超音波伝播装置 | |
| JP2000304581A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2000162003A (ja) | 超音波伝播装置 | |
| JP3949982B2 (ja) | クランプオン型超音波流量計 | |
| JP2004072461A (ja) | 超音波送受波器およびそれを用いた超音波流量計 | |
| JP2004144701A (ja) | 超音波流量計および超音波変換器 | |
| JP3584578B2 (ja) | 超音波流量計及び超音波送受信モジュール | |
| JPH11241933A (ja) | 超音波伝播装置 | |
| JP2003139591A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH08110376A (ja) | 超音波送受波器 | |
| JPH11242045A (ja) | 超音波伝播装置 | |
| JP2002221440A (ja) | 超音波流量計及びその製造方法 | |
| JP2013246065A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2000249581A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPH11118550A (ja) | 超音波振動子およびこれを用いた超音波流量計 | |
| JPH05296808A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP3680635B2 (ja) | 超音波センサ、超音波センシング装置および超音波流量計 | |
| JP2505647Y2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2023120485A (ja) | 振動伝搬部材、およびこれを用いた送受波器、流速計、流量計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031216 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040206 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040531 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050927 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051118 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060104 |