JPS6031429B2 - Damper for ultrasonic probe and ultrasonic probe using the damper - Google Patents

Damper for ultrasonic probe and ultrasonic probe using the damper

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JPS6031429B2
JPS6031429B2 JP18740680A JP18740680A JPS6031429B2 JP S6031429 B2 JPS6031429 B2 JP S6031429B2 JP 18740680 A JP18740680 A JP 18740680A JP 18740680 A JP18740680 A JP 18740680A JP S6031429 B2 JPS6031429 B2 JP S6031429B2
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Japan
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damper
ultrasonic probe
piezoelectric vibrator
specific gravity
particles
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正 小島
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Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
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    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods 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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波探触子用ダンパ−およびそのダンパーを
使用した超音波探触子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a damper for an ultrasonic probe and an ultrasonic probe using the damper.

医療分野など種々の分野で使用されている超音波探触子
は、圧電振動子の両面に設けられた電極に電気信号を印
加することにより超音波を発生させてこれを検査媒体中
に放射し、また、検査媒体から反射される超音波を圧電
振動子で受信し、これを電気信号に変換して電極より取
出し、この電気信号から検査媒体中の構造を探るもので
ある。
Ultrasonic probes, which are used in various fields such as the medical field, generate ultrasonic waves by applying electrical signals to electrodes provided on both sides of a piezoelectric vibrator, and emit them into the examination medium. In addition, the ultrasonic wave reflected from the test medium is received by a piezoelectric vibrator, converted into an electric signal, and extracted from an electrode, and the structure in the test medium is investigated from this electric signal.

第1図は従釆の超音波探触子を示す断側面図、第2図イ
,口は超音波探触子に使用される圧電振動子を示す断側
面図および平面図である。図中、1はPZTなどの圧電
物質からなる円板状の圧電振動子、2は表面電極、3は
裏面電極で、該裏面電極3と表面電極2間に電気信号、
特にパルス信号が印加され、これに応じて圧電振動子1
が振動し、超音波が発生する。また、表面電極2の‐一
部は裏面側に位置しリード線4,4の接続部2aとなる
ものである。5は前記圧電振動子1の裏面電極3上に接
着等により設けたダンパーで、ダンパー5はェポキシ樹
脂あるいはゴムなどに比重の大きい物質、例えばタング
ステン、鉄あるいはフェライトなどの粒状粉末を混合し
て固形化したもので、該ダンパー5により圧電振動子1
の背面である裏面電極3側から発生する超音波を吸収し
パルス特性、すなわち周波数特性を広帯域にするための
ものである。
FIG. 1 is a sectional side view showing a subordinate ultrasonic probe, and FIG. 2 A is a sectional side view and a plan view showing a piezoelectric vibrator used in the ultrasonic probe. In the figure, 1 is a disk-shaped piezoelectric vibrator made of a piezoelectric material such as PZT, 2 is a front electrode, and 3 is a back electrode. Electric signals are transmitted between the back electrode 3 and the front electrode 2.
In particular, when a pulse signal is applied, the piezoelectric vibrator 1
vibrates and generates ultrasonic waves. Further, a portion of the front surface electrode 2 is located on the back surface side and serves as a connecting portion 2a for the lead wires 4, 4. Reference numeral 5 denotes a damper provided on the back electrode 3 of the piezoelectric vibrator 1 by adhesive or the like. The damper 5 causes the piezoelectric vibrator 1 to
This is to absorb the ultrasonic waves generated from the back surface electrode 3 side, which is the back surface of the 3D device, and make the pulse characteristics, that is, the frequency characteristics, broadband.

6は前記圧電振動子1、ダンパ−5を収納するためのケ
ース、7はコネクター、8は圧電振動子1の表面電極2
側に設けたマッチング層である。ところで、近年、超音
波探触子はパルス特性の向上および小型、軽量化が要求
されるようになってきた。
6 is a case for housing the piezoelectric vibrator 1 and damper 5, 7 is a connector, and 8 is a surface electrode 2 of the piezoelectric vibrator 1.
This is a matching layer provided on the side. Incidentally, in recent years, ultrasonic probes have been required to have improved pulse characteristics and to be smaller and lighter.

しかしながら、前記した従来例の場合、パルス特性を向
上させるため、ダンパー5の占める割合が大きく、小型
、軽量化に適さず、4・型化のためダンパー5を小さく
すれば、圧電振動子からダンパー5内に入った超音波パ
ルスは充分減衰されないで再び圧電振動子1にダンパー
5側から反射してくるため、この反射した超音波が虚エ
コーとして受信され、正確な受信が阻外される等の欠点
があった。
However, in the case of the conventional example described above, in order to improve the pulse characteristics, the damper 5 occupies a large proportion, making it unsuitable for downsizing and weight reduction. Since the ultrasonic pulses that have entered the piezoelectric vibrator 1 are not sufficiently attenuated and are reflected back to the piezoelectric vibrator 1 from the damper 5 side, the reflected ultrasonic waves are received as false echoes, which prevents accurate reception. There was a drawback.

本発明は叙上の点に鑑み、小型、軽量に適した超音波探
触子用ダンパ−と、該ダンパーを使用することにより虚
エコーが発生しない超音波探触子を提供することを目的
とする。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a damper for an ultrasonic probe that is suitable for small size and light weight, and an ultrasonic probe that does not generate false echoes by using the damper. do.

以下、本発明の1実施例を図面に従って詳細に説明する
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第3図は本発明のダンパ−を使用した超音波探触子を示
す断側面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional side view showing an ultrasonic probe using the damper of the present invention.

なお、図中従来例と同一の部品あるいは同一の部分は同
一の符号とした。図において、1はPZTなどの圧電振
動子で、その両面には銀、アルミニューム等の金属を蒸
着により設けられ、表面電極2および表面電極3を構成
している。また、表面電極2の一部は裏面電極3側に位
置しリード線4,4の接続部2aとなるものである。そ
して、表面電極2と裏面電極3の間にリード線4,4を
介して電気信号、特にパルス信号が印加されると、これ
に応じて圧電振動子1が振動し、超音波が発生するもの
である。5は前記圧電振動子1の裏面電極3上に接着等
により設けたダンパ−で、該ダンパー5により圧電振動
子1の背面である裏面電極3側から発生する超音波を吸
収するためのものである。
In the drawings, parts or portions that are the same as those of the conventional example are designated by the same reference numerals. In the figure, reference numeral 1 denotes a piezoelectric vibrator made of PZT or the like, and metal such as silver or aluminum is provided on both sides by vapor deposition to form a surface electrode 2 and a surface electrode 3. Further, a part of the front electrode 2 is located on the back electrode 3 side and serves as a connecting portion 2a for the lead wires 4,4. When an electric signal, especially a pulse signal, is applied between the front electrode 2 and the back electrode 3 via the lead wires 4, 4, the piezoelectric vibrator 1 vibrates in response to this, and an ultrasonic wave is generated. It is. Reference numeral 5 denotes a damper provided by adhesive or the like on the back electrode 3 of the piezoelectric vibrator 1, and the damper 5 is used to absorb ultrasonic waves generated from the back electrode 3 side, which is the back surface of the piezoelectric vibrator 1. be.

なお、ダンパー5の材質および製造方法については後述
する。6は前記圧電振動子1、ダンパ−5等を収納する
ための金属ケースで、その先端部にはコネクター7が設
けてある。
Note that the material and manufacturing method of the damper 5 will be described later. Reference numeral 6 denotes a metal case for housing the piezoelectric vibrator 1, damper 5, etc., and a connector 7 is provided at the tip thereof.

8は圧電振動子1の表面電極2側に設けたマッチング層
である。
8 is a matching layer provided on the surface electrode 2 side of the piezoelectric vibrator 1.

そして、マッチング層8を検査媒体に接触させ、電極2
,3間に電気信号を印加すると、超音波が両電極方向に
発生するこの時、裏面電極3側の超音波はダンパー5に
吸収される。
Then, the matching layer 8 is brought into contact with the test medium, and the electrode 2
, 3, ultrasonic waves are generated in the direction of both electrodes, and at this time, the ultrasonic waves on the back electrode 3 side are absorbed by the damper 5.

また、表面電極2側の超音波は検査媒体内に放射され、
検査媒体から反射される超音波は圧電振動子1で受信し
、これを電気信号に変換して電極2,3より取出し、こ
の電気信号から検査媒体中の構造を探ることができる。
第4図イ,口は前記した超音波探触子に使用するダンパ
ー5の製造方法を示す断側面図である。
In addition, the ultrasonic waves on the surface electrode 2 side are radiated into the test medium,
Ultrasonic waves reflected from the test medium are received by the piezoelectric vibrator 1, converted into electrical signals, and extracted from the electrodes 2 and 3. The structure in the test medium can be investigated from this electrical signal.
FIG. 4A is a cross-sectional side view showing a method of manufacturing the damper 5 used in the ultrasonic probe described above.

このダンパ−5を製造するには、先ず、イ図に示すよう
にタングステン、鉄、フェライトなどの比重の大きい物
質の粒子または粉末10と、超音波の減衰を与える物質
、例えばコルク、ゴムなどの比重の小さい粒子または粉
末11と、ェポキシ樹脂などの硬化剤12またはゴムと
を混合する。そして混合後一定時間放置し、硬化させれ
ば、口図に示すように下方に比重の大きい粒子または粉
末10が沈澱し、また上方には比重の小さい粒子または
粉末11が集まるものである。そして、前記により製造
したダンパー5の比重の大きい粒子または粉末10に近
接して圧電振動子1の裏面電極3側を接着すればよい。
In order to manufacture this damper 5, first, as shown in Figure A, particles or powder 10 of a material with a high specific gravity such as tungsten, iron, ferrite, etc. and a material that attenuates ultrasonic waves, such as cork, rubber, etc. Particles or powder 11 having a small specific gravity and a curing agent 12 such as epoxy resin or rubber are mixed. After mixing, if the mixture is allowed to stand for a certain period of time and hardened, particles or powders 10 with a high specific gravity will precipitate at the bottom, and particles or powders 11 with a low specific gravity will gather at the top, as shown in the diagram. Then, the back electrode 3 side of the piezoelectric vibrator 1 may be bonded in close proximity to the particles or powder 10 having a large specific gravity of the damper 5 manufactured as described above.

叙上のようにして製造されダンパー5を備えた超音波探
触子は、ダンパ−5の音響インピーダンス(ZB)がタ
ングステン、鉄、フェライトなどの比重の大きい物質に
より圧電振動子1の音響インピーダンス(Zo)に近似
するかそれ以上大きくなるため、圧電振動子1の機械的
振動のQを小さくでき、その結果として、超音波探触子
のパルス特性がよくなると共に、圧電振動子1の裏面電
極3側からダンパー5内に入った超音波パルスは、コル
ク、ゴムなどの比重の小さい物質により減衰され再び圧
電振動子1に反射してくることはない。
In the ultrasonic probe manufactured as described above and equipped with a damper 5, the acoustic impedance (ZB) of the damper 5 is equal to the acoustic impedance (ZB) of the piezoelectric vibrator 1 due to a material with a high specific gravity such as tungsten, iron, or ferrite. Zo), the mechanical vibration Q of the piezoelectric vibrator 1 can be reduced, and as a result, the pulse characteristics of the ultrasonic probe are improved, and the back electrode 3 of the piezoelectric vibrator 1 Ultrasonic pulses entering the damper 5 from the side are attenuated by a material with low specific gravity such as cork or rubber, and are not reflected back to the piezoelectric vibrator 1.

以上詳細に説明したように、本発明によれば比重の異な
る2以上の物質の粒子または粉末10,11をェポキシ
樹脂等の硬化剤12またはゴムに混合して、その比重に
応じた沈澱層を形成したので、簡単に一方に比重の大き
い物質を集めることができ、該ダンパー5に圧電振動子
1を付着すれば、ダンパー5の音響インピーダンス(Z
B)は圧電振動子1の音響インピーダンス(Zo)と近
似もしくはそれ以上大きいので、圧電振動子1のQを小
さくできると共に、比重の小さい物質により超音波は完
全に減衰され、パルス物性が向上し、小型のダンパー材
で十分その効果を得ることができ、小型、軽量化に通し
た超音波探触子が提供できる等の効果がある。
As explained in detail above, according to the present invention, particles or powders 10 and 11 of two or more substances having different specific gravity are mixed with a curing agent 12 such as an epoxy resin or rubber, and a precipitate layer is formed according to the specific gravity. Since the damper 5 is formed, a substance with a large specific gravity can be easily collected on one side, and if the piezoelectric vibrator 1 is attached to the damper 5, the acoustic impedance of the damper 5 (Z
Since B) is close to or larger than the acoustic impedance (Zo) of the piezoelectric vibrator 1, the Q of the piezoelectric vibrator 1 can be reduced, and the ultrasonic wave is completely attenuated by the material with low specific gravity, improving the pulse properties. , the effect can be sufficiently obtained with a small damper material, and an ultrasonic probe that is small and lightweight can be provided.

また、混合する粒子または粉末の大きさ、量を種々変更
あるいは種類を3,4と増加することによって、簡単に
音響インピーダンス(Z8)を変えることができ、圧電
振動子1に通して音響インピーダンス(ZB)を備えた
ダンパー5を提供することもできるものである。
In addition, the acoustic impedance (Z8) can be easily changed by changing the size and amount of particles or powder to be mixed, or increasing the number of types to 3 or 4. It is also possible to provide a damper 5 equipped with ZB).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来例を示す断側面図、第2図イ,口は圧電振
動子1を示し、イ図は断側面図、口図は平面図、第3図
および第4図は本発明の1実施例を示し、第3図は断側
面図、第4図イ,口はダンパー5の製造工程を示す断側
面図である。 1・・・…圧電振動子、5・・・・・・ダソパー、10
・・・・・・比重の大きい物質の粒子または粉末、11
・・・・・・比重の小さい物質の粒子または粉末、12
・・・・・・硬化剤。 多〆図 多2図 多4図 多3図
FIG. 1 is a cross-sectional side view showing a conventional example, FIG. 2 A shows a piezoelectric vibrator 1, FIG. FIG. 3 is a cross-sectional side view, and FIG. 4 is a cross-sectional side view showing the manufacturing process of the damper 5. 1... Piezoelectric vibrator, 5... Dasopar, 10
...Particles or powder of substances with large specific gravity, 11
...Particles or powder of substances with low specific gravity, 12
・・・・・・Hardening agent. Multiple illustrations, multiple illustrations, multiple illustrations, multiple illustrations, 4 illustrations, and 3 illustrations.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 比重の異なる2以上の物質の粒子または粉末をエポ
キシ樹脂等の硬化剤またはゴムに混合してその比重に応
じた沈澱層を形成したことを特徴とする超音波探触子用
ダンパー。 2 比重の異なる2以上の物質の粒子または粉末をエポ
キシ樹脂等の硬化剤またはゴムに混合してその比重に応
じた沈澱層を形成したダンパーの一面に圧電振動子を付
着したことを特徴とする超音波探触子。 3 前記ダンパーの比重の大きい物質が沈澱した側に圧
電振動子を付着したことを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載の超音波探触子。 4 一方の物質がタングステン、鉄またはフエライトの
何れか1つないしはその組合せであると共に他方の物質
がコルク、ゴムの何れか1つないしはその組合せである
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の超音波探
触子。
[Claims] 1. An ultrasonic probe characterized in that particles or powder of two or more substances with different specific gravity are mixed with a curing agent such as an epoxy resin or rubber to form a precipitate layer according to the specific gravity. Damper for children. 2. A piezoelectric vibrator is attached to one surface of a damper in which particles or powder of two or more substances with different specific gravity are mixed with a curing agent such as epoxy resin or rubber to form a precipitated layer according to the specific gravity. Ultrasonic probe. 3. The ultrasonic probe according to claim 2, characterized in that a piezoelectric vibrator is attached to the side of the damper where a substance with a large specific gravity is precipitated. 4. Claim 1, characterized in that one material is tungsten, iron, or ferrite, or a combination thereof, and the other material is cork, rubber, or a combination thereof. The ultrasonic probe according to item 2.
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