JPS6036539A - 超音波伝播材 - Google Patents

超音波伝播材

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JPS6036539A
JPS6036539A JP14554783A JP14554783A JPS6036539A JP S6036539 A JPS6036539 A JP S6036539A JP 14554783 A JP14554783 A JP 14554783A JP 14554783 A JP14554783 A JP 14554783A JP S6036539 A JPS6036539 A JP S6036539A
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JP
Japan
Prior art keywords
resin
wave
ultrasonic
specific gravity
sound
Prior art date
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Pending
Application number
JP14554783A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Owada
大和田 博
Hirobumi Tono
東野 博文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、超音波流量i[の送受波器や超富波探但器
の探触子等に用いられる超音波伝播材の改良に関?Jる
〈従来技術−・ 以下(K来技術として超音波流量t1の送受波器に使用
される超音波伝播4A(以1・(°シコーー]という)
を説明Jる。
第1図は、超音波流量計の送受波器が被測定管体に取(
=IUられた状態を表わづ。1は超音波を光牛乃る振1
Fllrrあり、2はこの振動子1を取(lG〕るアク
リル樹脂’(y土ボキシ樹脂等から成るシコーであり、
これ等によっ(送受波2):が形成される。
3は被測定流体4が流れる管体である。
ところ(゛アクリル樹脂−Aゝ)j−ポキシ樹1j(7
笠C形成したシュー2は、そのth費ゼインピータンス
振動子1の盲胃インピーダンスど人さく異4することに
よる問題IjJをイi′丸する。、今シー1−2の合冑
インピ°−ダンスをZ+とし・、Ib’x 1FIJ子
1の:l、’′ir?インビーグンスをZoとしたどき
、賑り1子1がIうンt −2へ1i\播りる超音波の
大きさ【;(、 Z+ / (Zo +−1+ ) ・・・・・・・・・
・・・・・・(1)で表わされる。即し、71の111
1が人さい稈伝Jlli効率が大きいことが1つがる。
しかしながらJII!実には振動子1の447’iを1
)/Iとし、シュー2の材質をノアクリル樹脂どすると
、7゜中3(l x 1(1’ kす/■2・SZ +
 ′;2.8X 1013kQ/ III’・S・・・
・・・(2)であり、このIf−iを(1〉式に代入り
るど、Z+ / (7o−17+ ) = 0.09−
・” (3)と、かなり小さい1直となる。
更に、7Iの舶が小さいということは、7oと/1の間
に適当/、iニア″i費整合層を挿入しr lli昌波
の伝播り1?の向」−を図る場合に、音響整合層の材質
として適1.IJなものが児出せないという問題+i+
t し牛する。この問題点につい(次に詳細に説明りる
1′5費整含1台の11費インピータンスを)パ定−+
Jるjj法の一つに平均γノ、がある。即Iう、整合層
の71響インピーダンスをZ2どりるど、この/2を、
/ 2 − lバ ・ Z 、 ・・・ ・・・ ・・
 く 4 )よりめるノ)法ひdりる。10及び/1を
前記の値とづるど、/、は9,2x 1o6kq/ m
’・Sとなり、このよ・)4団1インピーダンスをイJ
Jる+47’fは容易に(、i t!?られない。 従
って、一般的に(,1丁ポキシ樹脂−9に例えばタンゲ
ステン粉末等の、密面が20X 1031(q/m3稈
I肛のΦ金属わ)末を混入し硬化さけることにJ、っ(
これを1!1でいるが、−1ストが高・(イ[る。(〕
かも、Z2= 9.2x 106にり/ m’・Sとい
う人さ4j名費インピータンスを4’lり出口る添加金
属粉末の゛うI〕で4;j 1llli格のr:X (
、クンゲスリン粉末が妥協でさる限界−(ある(タンゲ
ス)ン扮未−b高価であるが、他の白金B:の金属わ)
未(、Lぞれ以」二に高(lT[Iなちのになる)。 
また、金属粉末を況人させた場合には?え費−rンピ−
ダンス/=−ρc(ljll。
ρ−密度、0〜γ1)虫)に(13いて、畜亀ρは大幅
に一増加さ1!ることが(′さる6のの、音速Cは逆(
、二減少りることになり、結宋的にtよρCの増加には
限界があった。これ(よ、人さく1′合費インビータ゛
ンスを1qようとり−ると高idb <i金属わ)末を
非常に人fIlに使用しなt−Jればイpらイjいこと
らハ、味し1.:。
以上の諸点からいうと、シノー2の÷A′11は、j″
′1費−rノビ−ダンス/1の人さくrらの、例えば金
1iiiやヒラミック等が良いJ、うに考えられイ)が
、ご1を等金属やセラミック着は、RWlが速く、t″
′、−〇減〜(が小さいために、シz−2内におりる残
響がIC<なり、測定にお(JるS 、/Nが減少(]
(シまう1、また測定対象に斜入(4J ’r縦波を入
口・JさL)/こ場合、シノー−2内の音速が速いほど
被測定流体11中への屈折角は小さくなるか、この時流
ハ11,1どしくの測定精面も減少ηることになる。
以上)小べた問題点にくわえ、シーl−2を一1ポー1
シ樹脂等に金属粉末を混入さ+!(形成Jるど、中い金
属粉末を均一に混入しな(〕れぽなtう/、「いという
製造−1の勤しくきらあつI、:。
第2図は、シニt −2中の高速が近いことによつ(発
’I−!Iる問題+::Aを説明づるための図(゛ある
。この第2図は、ある曲率を右Jる管体3aに送受波器
を取イ;jG〕/、:場合を示1o 18の破線tよ被
測定流体4を透過した超合波(以上1透過波Iという)
Cあり、6の実線tit質休3体上に発生JJる表面波
である3、即ら、シニl−2の音速が辻Yいど表面波6
が光/1−シやす・(、特に+1径s o m m以1
・の小1−.1 径の管3a’rはこの表面波6がめる
透過波5)に対し−く雑音としc flJ+・(危険性
が大きいことを意味りる。
尚、7乃至8は第4図に対応して以1;−(’説明りる
第33図及び第4図はシュー2中の?1速か!Yいこと
にJ、り表面波6が測定上の障害どなることを示FJ図
(・ある。第4図は管体3aの展開図(縦軸を円周Iノ
向の距離1どし横軸を管軸り向のrli晴とりる)ぐあ
り、点7(,1超音波が入射する5気である。点8は表
面波6の振幅が最大どなる所である。点9は透過波5の
到達()“l置ひある。ψは表面波6の数量角度であり
、L’;i −1、+jX 8を用いlTめる。第3図
は管径を2!imm 、4(lnun 、!10mmと
l)/S 1易合のシL−2の角度く音速は窟00+1
1/Sど仮定)と表面波0の/i文(FJ /71麿φ
との関係を71−+ツ1−(〕たしのて゛ある。
第3図より解るJ、うに、表面d((6のb’l q−
1角度ψは管体3aの径に〕l−石(きれないn h’
−ッ(、(It 径2!1lnlnではシノー2の角1
αが小さいと、第4図(、l示り5j、(ε3ど点9の
距離が小さく<’にり、従・)C表面波Gが透過波5)
にノイズどじ(混入りることにイする。このことは、管
径が小さくなる稈、又シー1−2の角度が小さい稈顕へ
【こなる(水中へのIr1l折角を一定とした場合シュ
ー2を通過1Jる音速が7Yい稈くスネルの法則にJ、
す)シーt −2の角度は小ざ<<KすS 、/ N比
が劣下りることになる)5゜〈本発明の1」的・ このざト明のl’l的は、1)小の従来技11・sの問
題jj1を解決Jるために成され!、=〇のCあっ(、
iiH頁が人さく又音速が速いために超高波の入射角度
を人さくとれ、しかも安価に製作することのできるシフ
−を提供り−ることにある。
即1)、tThl 1lftの密度に近い密度をイjり
る微粉末の無機酸化物を樹11i目、−ill会合るこ
とに、1、り密度ρど音速Cを」((J増加さμ、結果
的に6費インピータンス/の大幅な増大をi′il能と
りることにある。
〈本発明の実施例ρ・ この穴明の実施例を以上説明りる。。
△:[均一1.Jニジ:r −2を製作づるための混合
物の条イ′1)粘1イ1係数μなる無限の拡がりをもつ
静止流体く比重1F1γ)中に、小球(Ei0径d 、
比重小γS)を落下させた時の終端速I身は、スト−ク
スのd1則より、 V−、d 2 (7S−7’>/18μm−−−−− 
(5>で′jえIうれる。 樹脂の粘瓜をμm 800
 mF)as 。
小球の直径7ad−i μm、比重を7−=−1,1!
i X 10”kQ/ rn” 、 1 s−2,2x
 +03 kg、’m’と仮定りれば終喘速1([V 
LJ、 7.IX 10+Ω m、、/Sとなる。こ1
0よ、同じ粒径のタングステン(比Φ吊19.4X [
+3 +tg/m3)の1/17の柊端速磨(゛ある。
実際のシノー−2の作成にあたっ′C(よ、粒子の流体
中にaIJる密度は高く、粒子間の相11作用も無視り
ることは′C,′さないが、沈降の1lllI向は前1
.t1スト−クスのン人則で′)かむことがでさ′る1
゜以上のことから、樹脂中に渭1合りる物は、比Φが 
2.0〜 3.O′c +17 r−i¥ 0.5 =
20μ nl の 71it fil 酌 化 1勿で
あればよいことがわかる。11体的には、シリカ粉末、
炭酸マグネシウム及び炭酸カルシウムM+7の粉末があ
げられる。
B:[混合物のfit ’] ■−ポキシ樹1111の
11)を−1(1F+とした時、粒径的5/1mの炭1
iftマグネシウムの川を75、15(1及ヒ225(
1) 比1’ −(” ffd 合シタ’A合の名’l
sj 11−ヲ第5図7’J至第7図に示1J1.第5
図は厚さ!i (l m mの前記試G)’i (1)
両側ニ対II) 振’JJJ了(ii’i ff’2(
1+nm 、r ミ共振周波数′1〜1l−17)を取
f−1−IJ、紅1合波を送受波した時の試験片を透過
りる音11の比を示し、第0図は試験j1のfl費〜r
ンビーダンスの1111、第7図は音速及び密度の値イ
・・;1、す。第0図及び第7図J、り音響−rンビー
ダンス + j’j速及び密度は、炭酸ングネシウl\
の況合量の増加にどもなつCそtlぞ4I増加している
ことがわかる1、特に第5図を見ると炭酸マグネシウム
の)11合により相ス・1透過盲L■−が3割前後増J
JII Lでいることがわかる。尚第5)図乃〒215
7図の抹11y、データの温度条件は20 ヘ−2!i
 TEぐある。
Jス十△及び+3に記載したように、1シJ酸マグネシ
ウム等の無機酸化物の粉末を適当イタ吊/どり樹脂に混
合さUることにJ、り音速及び密度を−」しに増加させ
ることが(さ、従つr: JI/i望の特(J+を(i
づるシノ−2をjlすることがて゛きる。
く本発明の効果上・ この光IすJの実ti+l!cr二J、す、(1)(第
り図、第(3図(J示り3J、うに)門費−rンビータ
ンスが高り4jるので振動子からの超音波を効率、J、
く伝播でさ、従って容易に六「4・きるガラス4)J雪
を振01了の最適7″1費整合層どしく使用りることが
C,−Σる。2例えば、第0図←二、13い(、rA費
インピータンスが(iX [1’ kg/ ll’・S
 (・/1〉をjjgぶど、/2シ・13,4x TO
’ kg/ y’・Sの月買を整合層としくjバ定り壜
]は良いことに4fる。、この72のhfjは、例えば
カラスの−(重くホウ9イ酸ガラス簀)に容易にりl’
i titづことが(゛きる。
(2)音速が〒くなるのCシノ−2の角度を人きくどる
ことがて゛さり)9.即15J(白波と透過波とのll
t、4離性が高くなる1、J、っ(小[■1径のものに
し適用ゴることがCさる。1例7t−ば、シト−2の音
速が2300111/Sの時のシー!−2の角度(人q
・1角度)(123,4乃至4(i、(11哀の範囲ぐ
あるが、こ41が28(10nr、、/s +、ニなる
と28.97’J至Fi I 、 01.!:(の範囲
にイ「る。即r−,、シ1−2の選定角度の「・iq 
IIJ+ (ま、?−゛1速が迷<4「る(−とにより
(人ぎいプノ(、−移動1することがスネルの法則にJ
、・)(訓粋される。も了)(、表面波のずL(1にス
=J L−(ら有利にllI+ < iと(J−なる。
く3)微細<r #!II I!I!酸化物を混合剤ど
じ−C用いるのぐ、金属わ)を119合剤と()C用い
る場合3j、りしシ1−の伺′?′1が1勺−ど<1′
イン。
等の効果をjrするごとが(・さる、。
ぐ木ざt明の応用:・ 以−1−は超γ1波の入用が測定夕・1象表向の?7.
わ;(〕)向に1.:いしくある角1qを(j Uるい
わゆる斜大用用のシノー2につい(のみ説明を、1.9
ご41ってさ1.:か、これに限定されることなく、人
q・1が法線力−向即ら超音波を重直人04さぜで秤々
の測定’tii’−jなう1段、例λは1ス療川(1す
るいは一1輩用のΦ11′1探([シ用探触了やj色男
イイ?ti ’+’スニIl・ン式探触f等のシL−と
じて(,1応用(さる(ごとiJいう、1、(bない5
【図面の簡単な説明】
第1図は超高波流行1i1の)ス受波器がn々測定体(
J取付GJられた状態を表わしに図(゛あり、;a2図
(J送受波器のシーl−−中の高速が匠いことによ)て
発生iJる問題点を説明1するための図Cあり、第3図
及び第71図はシノー中を通過りるγ1)虫が遅いこと
にJ、り表面波が測定上の障害となることを表すした図
でdりり、第5図乃〒第7図はIu4酸、・り6シウl
\をI−ボ1−シ樹11iH1,、112A b /、
: 時0) 8 ’l;i −1’l (L人t) L
ノ、、:図Lルンる、。 ′1・・・振動子、2・・・用γ4波伝拙祠(シー1−
)、a、3a・・・管体 、4・・・被測定流体 、1
5・・・肢11111定流体4を)入退した超高波く透
過音)、O・・・表向波。 、い!I! A tt 11、:L /I1.、! イ
s +Ui、)’第1図 第2図 ′jA5図 0 50 100 150 200 250炭酸マヂネ
シウム(5Pm)添10量 負へ 7 図 炭酸ヱクネシウAf5.um)添加量 尾6図 一藷 炭酸Yグネシワムi5.gml添加量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 樹脂に、比重が2乃至3で粒子(¥が()、5乃至20
    μmの無い酸化物を混合して形成し、7′〜速及び密度
    を増加さけたことを特徴とする超音波伝播材。
JP14554783A 1983-08-09 1983-08-09 超音波伝播材 Pending JPS6036539A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2028389A3 (en) * 2007-08-17 2009-03-04 GE Inspection Technologies, LP Composition for acoustic damping

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2028389A3 (en) * 2007-08-17 2009-03-04 GE Inspection Technologies, LP Composition for acoustic damping

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