JPS60162974A - 超音波発生素子 - Google Patents
超音波発生素子Info
- Publication number
- JPS60162974A JPS60162974A JP1921284A JP1921284A JPS60162974A JP S60162974 A JPS60162974 A JP S60162974A JP 1921284 A JP1921284 A JP 1921284A JP 1921284 A JP1921284 A JP 1921284A JP S60162974 A JPS60162974 A JP S60162974A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- ultrasonic
- ultrasonic wave
- pulse
- width
- 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
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (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】
く技術分野〉
本発明は、反射波により対象物までの距離や対象物の形
状などを計測する装置等に用いる超音波発生素子に関す
る。いわゆる超音波パルス反射法と称せられる計測法は
、金属材料、レンガ、プラスチックなどの固体の一端面
から」二層超音波パルスを送り込み、他端面あるいは固
体内部の傷など音響インピーダンスの異なる部分から反
射波を受信して、その反射の生じた点までの距離を超音
波パルスの発−受信間の時間差としてとらえる、いわゆ
る超音波厚さ計、探傷機あるいは超音波診断器として、
あるいは、教本、気体などの媒質中に超音波パルスを送
出し、該媒質中にある固体など音響インピーダンスの異
る個所までの距離を測定するソーナーや超音波レベル８
１などとして広範な分野に利用されている。」二層各超
音波計測装置は、超音波パルスを発生するための超音波
発生素子とこれら反射波を受信するための電気−機械変
換素子と受信波を増巾、処理する信号処理回路とを備え
ている。本発明はこのうちの超音波発生素子に関する。
状などを計測する装置等に用いる超音波発生素子に関す
る。いわゆる超音波パルス反射法と称せられる計測法は
、金属材料、レンガ、プラスチックなどの固体の一端面
から」二層超音波パルスを送り込み、他端面あるいは固
体内部の傷など音響インピーダンスの異なる部分から反
射波を受信して、その反射の生じた点までの距離を超音
波パルスの発−受信間の時間差としてとらえる、いわゆ
る超音波厚さ計、探傷機あるいは超音波診断器として、
あるいは、教本、気体などの媒質中に超音波パルスを送
出し、該媒質中にある固体など音響インピーダンスの異
る個所までの距離を測定するソーナーや超音波レベル８
１などとして広範な分野に利用されている。」二層各超
音波計測装置は、超音波パルスを発生するための超音波
発生素子とこれら反射波を受信するための電気−機械変
換素子と受信波を増巾、処理する信号処理回路とを備え
ている。本発明はこのうちの超音波発生素子に関する。
く従来技術〉
従来、この種の超音波発生素子としては、第１図に示す
ようなものが知られている。１は例えばチタン酸、ジル
コン酸鉛などの圧電素子からなる電気−（幾械変換素子
、２は」二層電気−機械変換素子１の両端面に貼布され
た電極で、該電極には圧電素子１を駆動するインパルス
電圧が付加される。
ようなものが知られている。１は例えばチタン酸、ジル
コン酸鉛などの圧電素子からなる電気−（幾械変換素子
、２は」二層電気−機械変換素子１の両端面に貼布され
た電極で、該電極には圧電素子１を駆動するインパルス
電圧が付加される。
該駆動インパルス電圧により、−に記圧電素子１は主と
して厚さ方向に力が加わり、第１図中の矢印Ｘ方向に超
音波を放射する。３は保護材で、計測対象物と電極２と
のＩ旧こあってこれらの損傷を防止すると共に、計測対
象物へのに記超音波パルスの入射を容易にする特性を有
する。
して厚さ方向に力が加わり、第１図中の矢印Ｘ方向に超
音波を放射する。３は保護材で、計測対象物と電極２と
のＩ旧こあってこれらの損傷を防止すると共に、計測対
象物へのに記超音波パルスの入射を容易にする特性を有
する。
ところで、−に記圧電素子１には電気−機械変換効率の
高い材料を用い、そのため、必然的にそのＱ値（選択度
）が高くなる。しカル、このようなＱ値の高い材料は減
衰か少ない固有の質量とヤング率を持っているため、電
極２に印加される駆動インパルス電圧が第２図の（ａ）
の如く消滅した後にも、同図（）〕）に示す如く圧電素
子１の振動が持続する。そうすると、測定せんとする対
象物までの距離が短い場合にはパルス発信の直後に受信
波が返ってくる訳で、この反射波と送信波の持続振動が
重畳して両者の弁別か′困難になる。そこで、これを出
来るだけ速やかに抑制すべく、比較的内部損失の多い材
料をバッキング材４として圧電素子１の背面に配置する
と、主たる振動自体が抑圧されるという矛盾か生じる。
高い材料を用い、そのため、必然的にそのＱ値（選択度
）が高くなる。しカル、このようなＱ値の高い材料は減
衰か少ない固有の質量とヤング率を持っているため、電
極２に印加される駆動インパルス電圧が第２図の（ａ）
の如く消滅した後にも、同図（）〕）に示す如く圧電素
子１の振動が持続する。そうすると、測定せんとする対
象物までの距離が短い場合にはパルス発信の直後に受信
波が返ってくる訳で、この反射波と送信波の持続振動が
重畳して両者の弁別か′困難になる。そこで、これを出
来るだけ速やかに抑制すべく、比較的内部損失の多い材
料をバッキング材４として圧電素子１の背面に配置する
と、主たる振動自体が抑圧されるという矛盾か生じる。
即も、従来においては、電気−（幾械変換効率を１−ぼ
るために、０値の高い材料を用いると、その減衰が少な
いため持続振動が艮びぎ、一方、振動抑制のためのバン
キング材をちってこれを抑制せんとすると、主たる振動
そのものも抑圧されるという矛盾か生じ、効率の良い単
発超音波パルスを得ることは極めて困難であった。
るために、０値の高い材料を用いると、その減衰が少な
いため持続振動が艮びぎ、一方、振動抑制のためのバン
キング材をちってこれを抑制せんとすると、主たる振動
そのものも抑圧されるという矛盾か生じ、効率の良い単
発超音波パルスを得ることは極めて困難であった。
〈発明の目的〉
そこで、本発明の目的は、中か挾くがっリンギングの少
ない超音波パルスを出力して、被計測物までの距離が近
い場合でも粘度の高い計測かできる。ｌ音波発生素子−
を提供することにある。
ない超音波パルスを出力して、被計測物までの距離が近
い場合でも粘度の高い計測かできる。ｌ音波発生素子−
を提供することにある。
〈発明の構成〉
−）−記目的を達成するため、この発明の構成は、同時
あるいは時間をすらせて励振される複数個の電気−機械
変換素子を音波の進行方向に配置して、リンギングの少
ない超音波パルスを得るようにしたことを特徴とする。
あるいは時間をすらせて励振される複数個の電気−機械
変換素子を音波の進行方向に配置して、リンギングの少
ない超音波パルスを得るようにしたことを特徴とする。
〈実施例〉
以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明３−
する。
第３図において、１および５は矢印Ｘに沿って互いに間
隔をおいて配置され同一特性を有する圧電素子で、夫々
２枚の電ｉＭ２．２が矢印Ｘの方向の両側に貼布されて
いる。また、６は圧電素子１と５のＩ旧こ配設され圧電
素子１と５の出力の位相を互いに逆に合わせるための遅
延材である。また、３は図示しない対象物と圧電素子１
の電極２との開にあってこれらの損傷を防止すると共に
、超音波パルスが対象物に入射し易い特性を持っている
保護材である。また、４はバッキング材で、従来のよう
な厳密な特性を要求されない。
隔をおいて配置され同一特性を有する圧電素子で、夫々
２枚の電ｉＭ２．２が矢印Ｘの方向の両側に貼布されて
いる。また、６は圧電素子１と５のＩ旧こ配設され圧電
素子１と５の出力の位相を互いに逆に合わせるための遅
延材である。また、３は図示しない対象物と圧電素子１
の電極２との開にあってこれらの損傷を防止すると共に
、超音波パルスが対象物に入射し易い特性を持っている
保護材である。また、４はバッキング材で、従来のよう
な厳密な特性を要求されない。
いま、−に記圧電素子１と５に駆動インパルス電圧を同
時に印加したとする。そうすると、対象物あるいは媒質
内への音響の矢印Ｘ方向の放射は、第２図の（１））に
示す圧電素子１の出力と、第２図の（に）に示す圧電素
子５の出力の重なったものとなり、第２図の（１〕）の
影を施した部分のみが優勢となり残糸の部分は見掛け」
二相殺されることになり、パルス中の狭い強力な単発パ
ルスが得られる。
時に印加したとする。そうすると、対象物あるいは媒質
内への音響の矢印Ｘ方向の放射は、第２図の（１））に
示す圧電素子１の出力と、第２図の（に）に示す圧電素
子５の出力の重なったものとなり、第２図の（１〕）の
影を施した部分のみが優勢となり残糸の部分は見掛け」
二相殺されることになり、パルス中の狭い強力な単発パ
ルスが得られる。
−４＝
従って、被計測物までの距離が近い場合でも計測かでｂ
、かっ、反射波と送信波の弁別も容易で、精度の高い計
測を行なうことがでとる。上記遅延材６は、小さなスペ
ースでもって圧電素子５の出力の位相を圧電素子１の出
力の位相に対して１８０度遅延させる。
、かっ、反射波と送信波の弁別も容易で、精度の高い計
測を行なうことがでとる。上記遅延材６は、小さなスペ
ースでもって圧電素子５の出力の位相を圧電素子１の出
力の位相に対して１８０度遅延させる。
」二層実施例では、圧電素子１と５の間に遅延材６を設
けたか、これを省略して２枚の圧電素子１゜５を重ねて
使うこともできる。また、圧電素子１と５に印ｊノ＋け
る駆動インパルス電圧は、必らずしも同時でなくてよく
、時間差をもたせて、発生パルスの任意の部分のみを生
かすようにしてもよい。
けたか、これを省略して２枚の圧電素子１゜５を重ねて
使うこともできる。また、圧電素子１と５に印ｊノ＋け
る駆動インパルス電圧は、必らずしも同時でなくてよく
、時間差をもたせて、発生パルスの任意の部分のみを生
かすようにしてもよい。
〈発明の効果〉 □
以上の説明で明らかなように、本発明の超音波発生素子
は、前述の如く構成しているので、ｒｌか狭くかつリン
ギングの少ない単発超音波パルスを発生でき、近距離の
場合でも精度の高い計測を可能にすることかできる。
は、前述の如く構成しているので、ｒｌか狭くかつリン
ギングの少ない単発超音波パルスを発生でき、近距離の
場合でも精度の高い計測を可能にすることかできる。
第１図は従来の超音波発生素子を示す図、第２図は駆動
インパルス電圧の波形とそれに基づく圧電素子の振動の
時間的経過を示す図、第３図は本発明の−・実施例の超
音波発生素子の構造図である。 １・・・電気−機械変換素子、２・・・電極、３・・・
保護材、 ４・・・バッキング材、 ５・・・電気−機
械変換素子、６・・・遅延材。 特許出願人 川崎製鉄株式会社はが１名代理人弁理士
青 山 葆 ほか２名 ７− ÷−涜叫 顕−怜賢写 東製痣や寥苓
インパルス電圧の波形とそれに基づく圧電素子の振動の
時間的経過を示す図、第３図は本発明の−・実施例の超
音波発生素子の構造図である。 １・・・電気−機械変換素子、２・・・電極、３・・・
保護材、 ４・・・バッキング材、 ５・・・電気−機
械変換素子、６・・・遅延材。 特許出願人 川崎製鉄株式会社はが１名代理人弁理士
青 山 葆 ほか２名 ７− ÷−涜叫 顕−怜賢写 東製痣や寥苓
Claims (1)
- （１）圧電素子などの電気−機械変換素子を用いた超音
波発生素子において、 同時あるいは時間をずらせて励振される複数個の電気−
機械変換素子を音波の進行方向に配置して、リンギング
の少ない超音波パルスを得るようにしたことを特徴とす
る超音波発生素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1921284A JPS60162974A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 超音波発生素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1921284A JPS60162974A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 超音波発生素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60162974A true JPS60162974A (ja) | 1985-08-24 |
Family
ID=11993060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1921284A Pending JPS60162974A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 超音波発生素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60162974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021171608A1 (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | オリンパス株式会社 | 超音波探触子、及び超音波内視鏡 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149959A (en) * | 1982-02-01 | 1982-09-16 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe |
| JPS59178379A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探触子 |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP1921284A patent/JPS60162974A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149959A (en) * | 1982-02-01 | 1982-09-16 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe |
| JPS59178379A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探触子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021171608A1 (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | オリンパス株式会社 | 超音波探触子、及び超音波内視鏡 |
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