JPS58124398A - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPS58124398A JPS58124398A JP813382A JP813382A JPS58124398A JP S58124398 A JPS58124398 A JP S58124398A JP 813382 A JP813382 A JP 813382A JP 813382 A JP813382 A JP 813382A JP S58124398 A JPS58124398 A JP S58124398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- thin plate
- piezoelectric element
- ultrasonic transducer
- center
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/28—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using reflection, e.g. parabolic reflectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波送受波器にかかり、指向性か尖鋭で、パ
ルス特性の良好な超音波送受波器を提供しようとするも
のである。
ルス特性の良好な超音波送受波器を提供しようとするも
のである。
空気中で使用される超音へ波の送受波器においては、圧
電セラξクスの貼り合わせ素子が多く用いられており、
この貼り合わせ素子のたわみ振動の共振点１反共振点で
使用するように作られている。
電セラξクスの貼り合わせ素子が多く用いられており、
この貼り合わせ素子のたわみ振動の共振点１反共振点で
使用するように作られている。
壕だ、空気の機械的インピーダンスｄ圧電セラミクスの
それに比べていちぢるしく小さいため、貼り合わせ素子
を振動板と結合させて機械的インピーダンスの低下を図
っている。
それに比べていちぢるしく小さいため、貼り合わせ素子
を振動板と結合させて機械的インピーダンスの低下を図
っている。
従来の超音波送受波器の構造を第１図に示す。
図に示すように、こ才１は、貼り合わせ型圧電素子１の
中心部に結合軸２を貫通固定させ、かっこの結合軸２に
振動板３を取付けるとともに、貼り合わせ型圧電素子１
の振動の節部を支持台４の先端に弾性接着剤６をもって
固定するものである。
中心部に結合軸２を貫通固定させ、かっこの結合軸２に
振動板３を取付けるとともに、貼り合わせ型圧電素子１
の振動の節部を支持台４の先端に弾性接着剤６をもって
固定するものである。
なお、６，６′は端子、７は貼り合わせ型圧電素子１な
どを覆い保護するケース、８けケース７の上部に形成さ
れた透孔に取り付けられた保護用メツシー、９，９′は
貼り合わせ型圧電素子１の電極と端子６，６′ を電
気的に接続しているリード線である。
どを覆い保護するケース、８けケース７の上部に形成さ
れた透孔に取り付けられた保護用メツシー、９，９′は
貼り合わせ型圧電素子１の電極と端子６，６′ を電
気的に接続しているリード線である。
によって貼り合わせ型圧電素子１にそれに応じた出力電
圧が発生し、端子６，６′ 間から得ら扛る。
圧が発生し、端子６，６′ 間から得ら扛る。
第２図は、上記構造の超音波送受波器を複数個のパルス
で駆動したときの送信波形を示すもので、立上がり、立
下がりが遅く、その時間が２ミリ秒以上にも及ぶもので
あった。
で駆動したときの送信波形を示すもので、立上がり、立
下がりが遅く、その時間が２ミリ秒以上にも及ぶもので
あった。
このような従来の超音波送受波器を用いて、短い時間間
隔で測定情報を得る必要がある場合、受波器によって受
信された信号は、立上がりおよび立下がり時間が長いた
めに、立下がる前に次の信号が受信され、正確な測定情
報が得られなかった。
隔で測定情報を得る必要がある場合、受波器によって受
信された信号は、立上がりおよび立下がり時間が長いた
めに、立下がる前に次の信号が受信され、正確な測定情
報が得られなかった。
丑だ、送受波を単体の素子で行なわせる場合、送波させ
てただちに受信可能な状態にするに−１、かなりの時間
を要し、受信可能な状態になる丑での時間、測定情報は
得られなかった。
てただちに受信可能な状態にするに−１、かなりの時間
を要し、受信可能な状態になる丑での時間、測定情報は
得られなかった。
さらに圧電セラミクスを用いた超音波送受波器に尖鋭な
指向特性を要求すると、振動板、貼り合わせ型圧電素子
およびこれを支持するための支持台が著しく大きくなる
という欠点があった。たとえ大きな振動板を用いても、
振動板をピストン振動させることは困難で、音源を大き
くする割には指向特性が尖鋭にならなかった。
指向特性を要求すると、振動板、貼り合わせ型圧電素子
およびこれを支持するための支持台が著しく大きくなる
という欠点があった。たとえ大きな振動板を用いても、
振動板をピストン振動させることは困難で、音源を大き
くする割には指向特性が尖鋭にならなかった。
ホーンを用いて指向特性を尖鋭にしようとすると、機械
的Ｑを低下させてパルス特性を改善するということは容
易なことではなかった。
的Ｑを低下させてパルス特性を改善するということは容
易なことではなかった。
そこで、本発明は、貼り合わせ型圧電素子の中心部に振
動板を設け、機械的振動を抑制するように前記振動板の
周囲に弾性ゴム等の緩衝材を設けるとともに、開口部を
有する薄板およびポーンを付加して、尖鋭な指向特性か
つ良好なパルス特性を有する超音波送受波器を実現し、
上述のような問顆点を解決したものである。
動板を設け、機械的振動を抑制するように前記振動板の
周囲に弾性ゴム等の緩衝材を設けるとともに、開口部を
有する薄板およびポーンを付加して、尖鋭な指向特性か
つ良好なパルス特性を有する超音波送受波器を実現し、
上述のような問顆点を解決したものである。
以下、本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。第３図は本発明の一実施例の超音波送受波器の断面
図である。
る。第３図は本発明の一実施例の超音波送受波器の断面
図である。
円板型の貼り合わせ型圧電素子１１の中心部に貫通固定
された結合軸１２に金属あるいは樹脂よりなる円錐状の
振動板１３がその頂部で取り付けられている。振動板１
３の周辺部には、機械的振動を抑制するように弾性ゴム
等の緩衝材２０が設けられている。貼り合わせ型圧電素
子１１は、その振動の節部で支持台１４の先端に弾性接
着剤１６をもって弾性的に固定されている。１７は貼り
合せ型圧電素子１１等を覆うケースである。振動板１３
の前方には、結合軸１２を通過する直線上に中心を有す
る円状の開口部２１ならびに開口部２１と同心円周上に
設けられた他の開口部２１′を有する薄板２２が設置さ
れ、ケース１７と薄板２２とが放物面ホーン２３の喉部
に嵌入されている。
された結合軸１２に金属あるいは樹脂よりなる円錐状の
振動板１３がその頂部で取り付けられている。振動板１
３の周辺部には、機械的振動を抑制するように弾性ゴム
等の緩衝材２０が設けられている。貼り合わせ型圧電素
子１１は、その振動の節部で支持台１４の先端に弾性接
着剤１６をもって弾性的に固定されている。１７は貼り
合せ型圧電素子１１等を覆うケースである。振動板１３
の前方には、結合軸１２を通過する直線上に中心を有す
る円状の開口部２１ならびに開口部２１と同心円周上に
設けられた他の開口部２１′を有する薄板２２が設置さ
れ、ケース１７と薄板２２とが放物面ホーン２３の喉部
に嵌入されている。
１９ 、１９’は貼り合わせ型圧電素子１１の電極と端
子１６ 、 ｆ６’とを電気的に接続しているリード線
である。
子１６ 、 ｆ６’とを電気的に接続しているリード線
である。
上記薄板２２の開口部２１．２１’は、貼り合わせ型圧
電素子１１の大きさや厚さ、振動板１３の大きさや厚さ
、中心角、緩衝材２００大きさや重量等により、指向特
性が最良となる形状が変化するが、その代表的な形状を
第４〜１６図に示す。
電素子１１の大きさや厚さ、振動板１３の大きさや厚さ
、中心角、緩衝材２００大きさや重量等により、指向特
性が最良となる形状が変化するが、その代表的な形状を
第４〜１６図に示す。
なお、それらの図（へは平面図であり、図（Ｂ）は断面
図である。
図である。
次に上記実施例のパルス特性を第１７図に示す。
これらから明らかなように、パルスの立上がり・立下が
り時間は、０．３εり秒以下を示すようになった。
り時間は、０．３εり秒以下を示すようになった。
第１８図（へ、（Ｂ）はそれぞれ上記実施例と薄板を具
備していない比較例の指向性をそれぞれ示している。こ
ｎから明らかなように、振動板１３の前方に薄板２２を
設置することによって、音圧半減角が小さくなっただけ
でなく、サイドローブも著しく減少し、空間的たとえば
上下、左右にほぼ均一な指向特性が得られるようになっ
た。
備していない比較例の指向性をそれぞれ示している。こ
ｎから明らかなように、振動板１３の前方に薄板２２を
設置することによって、音圧半減角が小さくなっただけ
でなく、サイドローブも著しく減少し、空間的たとえば
上下、左右にほぼ均一な指向特性が得られるようになっ
た。
また、ケース１７と薄板２２を一体形成すると、空間的
に一層均一な指向特性が得られるようになるばかりでな
く、緒特性のばらつきも減少して、組立てが容易になり
、量産しやすくなった。
に一層均一な指向特性が得られるようになるばかりでな
く、緒特性のばらつきも減少して、組立てが容易になり
、量産しやすくなった。
さらに一体形成したケース１７と薄板２２とを導電性の
ものにしてアースに接続すると耐雑音性をより向上させ
ることができる。
ものにしてアースに接続すると耐雑音性をより向上させ
ることができる。
以上のように、本発明の超音波送受波器は、中心部に振
動板が結合されている貼り合わせ型圧電素子、この圧電
素子を封入するケース、振動板の周辺部に設けられてい
る緩衝材、振動板の前方に設置されている、開口部を有
する薄板、および、ケースと薄板とが取り付けら扛てい
るホーンを有するもので、振動板が弾性的に保持され、
かつ振動板の前方に薄板が配置され、かつホーンが付加
さ扛ているので、そのパルス特性が良好で、指向特性が
尖鋭であるという特長をもっている。したがって、短い
時間間隔で正確な測定情報を得る必要がある場合や、尖
鋭な指向特性が要求される超音波応用計測などに、本発
明の超音波送受波器は有用なものである。
動板が結合されている貼り合わせ型圧電素子、この圧電
素子を封入するケース、振動板の周辺部に設けられてい
る緩衝材、振動板の前方に設置されている、開口部を有
する薄板、および、ケースと薄板とが取り付けら扛てい
るホーンを有するもので、振動板が弾性的に保持され、
かつ振動板の前方に薄板が配置され、かつホーンが付加
さ扛ているので、そのパルス特性が良好で、指向特性が
尖鋭であるという特長をもっている。したがって、短い
時間間隔で正確な測定情報を得る必要がある場合や、尖
鋭な指向特性が要求される超音波応用計測などに、本発
明の超音波送受波器は有用なものである。
第１図は従来の超音波送受波器の一例を示す断面図、第
２図はそのパルス特性を示す図である。 第３図は本発明の超音波送受波器の一実施例を示す断面
図、第４〜１６図はこの実施例で使用される薄板の代表
的な例を示し、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は断面図、
第１７図はこの実施例のパルス特性を示す図、第１８同
人けその指向特性を示す図、同図（Ｂ）は比較例の指向
特性を示す図である。 １１・・・・・・貼り合わせ型圧電素子、１３０．、、
、。 振動板・１４・・・・・・支持台・１５・・・・・・弾
性接着剤、１７ 、、、、、、ケース、２０ 、、、、
、、緩衝拐、２１゜２１′・・・・・・開口部鬼２２・
・・・・・薄板）２３・・・・・・ホーン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 （７４１／Ｂｔ 第５図 （Ａン （Ｂ］第６図 ／Ａ）／β） 第 ７ 図 ＷＳｓ図 （Ａｌ ／βン第９図 （Ａ） ＩＢ）第１０図 （Ａ ） （Ｂｒ第１１図 （Ａ） （が 第１２図 （Ａｌ ｔＢ） 第１３図 □ｊ 第１７図 一−ノ （ミリ矛ン〕 第１８ｓ
２図はそのパルス特性を示す図である。 第３図は本発明の超音波送受波器の一実施例を示す断面
図、第４〜１６図はこの実施例で使用される薄板の代表
的な例を示し、図（Ａ）は平面図、図（Ｂ）は断面図、
第１７図はこの実施例のパルス特性を示す図、第１８同
人けその指向特性を示す図、同図（Ｂ）は比較例の指向
特性を示す図である。 １１・・・・・・貼り合わせ型圧電素子、１３０．、、
、。 振動板・１４・・・・・・支持台・１５・・・・・・弾
性接着剤、１７ 、、、、、、ケース、２０ 、、、、
、、緩衝拐、２１゜２１′・・・・・・開口部鬼２２・
・・・・・薄板）２３・・・・・・ホーン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 （７４１／Ｂｔ 第５図 （Ａン （Ｂ］第６図 ／Ａ）／β） 第 ７ 図 ＷＳｓ図 （Ａｌ ／βン第９図 （Ａ） ＩＢ）第１０図 （Ａ ） （Ｂｒ第１１図 （Ａ） （が 第１２図 （Ａｌ ｔＢ） 第１３図 □ｊ 第１７図 一−ノ （ミリ矛ン〕 第１８ｓ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）中心部に振動板が結合されている貼り合わせ型圧
電素子、この貼り合せ型圧電素子を封入するケース、前
記振動板の周辺部に設けられている緩衝拐、前記振動板
の前方に設置されている、開［１部を有する薄板、およ
び、前記ケースと前記薄板とが取り付けられているホー
ンを有することを特徴とする超音波送受波器。 （２）振動板が円錐状で、貼り合わせ型ａｔ電素子が円
板形であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の超音波送受波器。 （３）薄板が円板型であって、少なくともその中央部分
に開口部を有していることを特徴とする特許［請求の範
囲第１項記載の超音波送受波器。 ←）薄板とケースとが一体形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の超音波送受波器。、 （５）薄板とケースとが導電性を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP813382A JPS58124398A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP813382A JPS58124398A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 超音波送受波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58124398A true JPS58124398A (ja) | 1983-07-23 |
Family
ID=11684784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP813382A Pending JPS58124398A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58124398A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3602351C1 (de) | 1986-01-27 | 1986-12-11 | Endress + Hauser GmbH + Co., 79689 Maulburg | Schallwandlersystem |
-
1982
- 1982-01-20 JP JP813382A patent/JPS58124398A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3602351C1 (de) | 1986-01-27 | 1986-12-11 | Endress + Hauser GmbH + Co., 79689 Maulburg | Schallwandlersystem |
| FR2593660A1 (fr) * | 1986-01-27 | 1987-07-31 | Endress Hauser Gmbh Co | Systeme de convertisseur acoustique. |
| US4768615A (en) * | 1986-01-27 | 1988-09-06 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co. | Acoustic transducer system |
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