JPS6127278Y2 - - Google Patents
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- JPS6127278Y2 JPS6127278Y2 JP12176084U JP12176084U JPS6127278Y2 JP S6127278 Y2 JPS6127278 Y2 JP S6127278Y2 JP 12176084 U JP12176084 U JP 12176084U JP 12176084 U JP12176084 U JP 12176084U JP S6127278 Y2 JPS6127278 Y2 JP S6127278Y2
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- piezoelectric vibrator
- piezoelectric
- vibrator
- impedance
- vibrators
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、圧電気振動子を用いた超音波送受
波器に関する。[Detailed Description of the Invention] This invention relates to an ultrasonic transducer using a piezoelectric vibrator.
圧電気振動子を用いて、高周波、高出力の超音
波を送波する場合、一般に、圧電気振動子のイン
ピーダンスが大きくて容量性のため、ケーブルの
影響を受ける。例えば、出力トランスから振動子
までのケーブルの長さにより、出力トランスから
見たインピーダンスが変わり、出力トランジスタ
の安全動作領域限界を超えて、トランジスタの破
損の可能性がある。この場合に、圧電気振動子側
のインピーダンスをケーブルにマツチングさせる
と、ケーブルの長さの影響を受けることはなくな
る。従つて、トランジスタの破損は起こらなくす
ることができる。 When transmitting high-frequency, high-power ultrasonic waves using a piezoelectric vibrator, the impedance of the piezoelectric vibrator is generally large and capacitive, so it is affected by the cable. For example, depending on the length of the cable from the output transformer to the vibrator, the impedance seen from the output transformer changes, which may exceed the limit of the safe operating area of the output transistor and cause damage to the transistor. In this case, if the impedance on the piezoelectric vibrator side is matched to the cable, it will not be affected by the length of the cable. Therefore, damage to the transistor can be prevented.
この考案は、ケーブルの長さを変えても、ケー
ブルの影響を受ける事のない超音波送受波器を提
供する。 This invention provides an ultrasonic transducer that is not affected by the cable even if the length of the cable is changed.
以下この考案の実施例について説明する。 Examples of this invention will be described below.
第１図において、１及び２は圧電気振動子で、
同図は、一対の圧電気振動子を励振する実施例を
示す。 In FIG. 1, 1 and 2 are piezoelectric vibrators,
This figure shows an embodiment for exciting a pair of piezoelectric vibrators.
圧電気振動子１と２は中心Ｎから見て互いに逆
極性に接続され、圧電気振動子１はトロイダル変
成器３に、又、圧電気振動子２はトロイダル変成
器４にそれぞれ接続される。 Piezoelectric vibrators 1 and 2 are connected with opposite polarities when viewed from the center N, piezoelectric vibrator 1 is connected to toroidal transformer 3, and piezoelectric vibrator 2 is connected to toroidal transformer 4, respectively.
トロイダル変成器３は、圧電気振動子１に対す
るインピーダンス整合及びローデイング作用を行
なうようにインダクタンスが設定される。この２
次側のインダクタンスＬは、
Ｌ＝１／ω・Ｒ２＋Ｘ２／Ｘ……(1)
で表わされる。但し、ωは角周波数、Ｒは圧電気
振動子１に含まれる抵抗分、又、ｘ＝１／ωＣでＣは
圧電気振動子１の容量分を示す。 The inductance of the toroidal transformer 3 is set so as to perform impedance matching and loading action on the piezoelectric vibrator 1. This 2
The inductance L on the next side is expressed as L=1/ω·R 2 +X 2 /X (1). However, ω is the angular frequency, R is the resistance included in the piezoelectric vibrator 1, and C is the capacitance of the piezoelectric vibrator 1 where x=1/ωC.
第１図の圧電気振動子１及び２のように、複数
個の圧電気振動子を用いて超音波を送波あるいは
受波する場合、角振動子の共振特性は同一特性で
はなく若干のバラツキを有するのが普通である。
従つて、(1)式における角周波数ωは、振動子個々
の共振周波数に設定されるのでなく、送波あるい
は受波する超音波周波数が与えられることは当然
である。従つて(1)式で決定されるインダクタンス
Ｌは、そのインダクタンスによつてそれぞれの圧
電気振動子のインピーダンス整合及びローデイン
グ作用を行わせることにより、複数個の振動子の
送波あるいは受波信号の位相特性が同一特性にさ
れる。 When transmitting or receiving ultrasonic waves using multiple piezoelectric vibrators, such as piezoelectric vibrators 1 and 2 in Fig. 1, the resonance characteristics of the angular vibrators are not the same and may vary slightly. It is normal to have
Therefore, it is natural that the angular frequency ω in equation (1) is not set to the resonance frequency of each vibrator, but is given the ultrasonic frequency to be transmitted or received. Therefore, the inductance L determined by equation (1) can be used to match the impedance of each piezoelectric vibrator and load it, thereby adjusting the transmission or reception signals of multiple vibrators. The phase characteristics are made the same.
又、トロイダル変成器３の１次側と２次側の巻
数比ｎは
ｎ＝ＲＺ０／Ｒ２＋Ｘ２……(2)
に設定される。但し、Z0は１次側のインピーダン
スを示し、Ｒ／Ｒ２＋Ｘ２は２次側のインピーダンスを
示す。従つて、１次側P1，P0間に励振電圧を印加
すると、その励動電圧がトロイダル変成器３の巻
数比だけ昇圧されて圧電気振動子１に印加され
る。 Further, the turns ratio n between the primary side and the secondary side of the toroidal transformer 3 is set as n=RZ 0 /R 2 +X 2 (2). However, Z 0 indicates the impedance on the primary side, and R/R 2 +X 2 indicates the impedance on the secondary side. Therefore, when an excitation voltage is applied between the primary sides P 1 and P 0 , the excitation voltage is boosted by the turns ratio of the toroidal transformer 3 and applied to the piezoelectric vibrator 1 .
他方、トロイダル変成器４もトロイダル変成器
３と同様に形成され、１次側端子P2，P0間に引加
された励振電圧を昇圧して圧電気振動子２に印加
する。 On the other hand, the toroidal transformer 4 is also formed similarly to the toroidal transformer 3, and boosts the excitation voltage applied between the primary side terminals P 2 and P 0 and applies it to the piezoelectric vibrator 2 .
上記において、圧電気振動子１及び２とトロイ
ダル変成器３及び４は一体化してモールドされて
いる。第２図はモールドした状態を示す。同図に
おいて、１及び２は圧電気振動子で薄型に形成さ
れている。圧電気振動子１及び２は薄型部の両側
面に励振電極が密着されている。そして、圧電気
振動子１，２の各々は、振動子巾Ｗ方向の振動が
励振周波数に共振するように設定され、矢印Ａ方
向に超音波を送受波する。３及び４はトロイダル
変成器で、第１図のように、それぞれの圧電気振
動子１，２に接続されている。 In the above, piezoelectric vibrators 1 and 2 and toroidal transformers 3 and 4 are integrally molded. FIG. 2 shows the molded state. In the figure, numerals 1 and 2 are piezoelectric vibrators formed thin. The piezoelectric vibrators 1 and 2 have excitation electrodes in close contact with both sides of the thin portion. Each of the piezoelectric vibrators 1 and 2 is set so that the vibration in the vibrator width W direction resonates with the excitation frequency, and transmits and receives ultrasonic waves in the direction of arrow A. 3 and 4 are toroidal transformers, which are connected to the piezoelectric vibrators 1 and 2, respectively, as shown in FIG.
上記において、圧電気振動子１及び２、トロイ
ダル変成器３及び４は、保持金具６に保持された
状態で、例えばウレタンゴムのような音波透過材
７によつて一体的にモールドされる。そして、ト
ロイダル変成器３，４の各１次巻線のみがモール
ド内から外部へ導かれる。 In the above, the piezoelectric vibrators 1 and 2 and the toroidal transformers 3 and 4 are integrally molded with a sound-transmitting material 7 such as urethane rubber while being held by a holding fitting 6. Then, only the primary windings of the toroidal transformers 3 and 4 are guided from inside the mold to the outside.
以上のように、この考案によると、圧電気振動
子のインピーダンスがケーブルにマツチングする
為に、ケーブルの長さの影響を受けることなく、
更に圧電気振動子の励振電圧をトロイダル変成器
で昇圧して励振を行ない、かつ、トロイダル変成
器と圧電気振動子は一体的にモールドされている
から、高電圧部の配線がモールド内に保持される
結果、配線の耐圧に対する影響が極めて少ない。
又、トロイダル変成は振動子に対してローデイン
グ作用を行なうように設定されているから、共振
時のインピーダンスを低くすることができ、結果
的にＳ／Ｎ比を向上させることが可能になる。
又、モールド材７内には一対の振動子が互いに逆
極性に接続されているから、外来雑音に対する影
響を極力小さくすることができる。さらに、振動
子は薄型の振動子がモールドされているから、広
範囲方向に多数の振動子を配列する場合に好適で
ある。 As described above, according to this invention, since the impedance of the piezoelectric vibrator is matched to the cable, it is not affected by the length of the cable.
Furthermore, the excitation voltage of the piezoelectric vibrator is boosted by a toroidal transformer for excitation, and since the toroidal transformer and piezoelectric vibrator are integrally molded, the wiring of the high voltage section is retained within the mold. As a result, the influence on the breakdown voltage of the wiring is extremely small.
Further, since the toroidal transformation is set to have a loading effect on the vibrator, the impedance during resonance can be lowered, and as a result, the S/N ratio can be improved.
Furthermore, since a pair of vibrators are connected in the molding material 7 with opposite polarities, the influence of external noise can be minimized. Furthermore, since the vibrator is a molded thin vibrator, it is suitable for arranging a large number of vibrators in a wide range of directions.
なお、上記実施例は超音波を送波する場合につ
いて説明したが受波の場合にも同様に実施し得る
ことはもちろんである。 Although the above embodiments have been described with reference to the case of transmitting ultrasonic waves, it goes without saying that the present invention can be similarly implemented in the case of receiving ultrasonic waves.
第１図はこの考案の実施例に係る回路図を示
し、第２図はその構成図を示す。
１，２……圧電気振動子、３，４……トロイダ
ル変成器、６……保持金具、７……モールド材。
FIG. 1 shows a circuit diagram according to an embodiment of this invention, and FIG. 2 shows its configuration diagram. 1, 2... Piezoelectric vibrator, 3, 4... Toroidal transformer, 6... Holding metal fitting, 7... Mold material.
Claims (1)
と該圧電気振動子の各々が接続されるインピーダ
ンス整合変成器とを一体化してモールドし、送波
あるいは受波すべき超音波の各周波数に対して該
変成器のインピーダンス分により圧電気振動子の
容量分を打消しローデイング作用を持たせるごと
く、インピーダンス整合用変成器と圧電気振動子
の各々とを接続してなる超音波送受波器。 A pair of piezoelectric vibrators connected with opposite polarities to each other and an impedance matching transformer to which each piezoelectric vibrator is connected are integrally molded, and each frequency of the ultrasonic wave to be transmitted or received is adjusted. On the other hand, an ultrasonic transducer includes an impedance matching transformer and a piezoelectric vibrator connected to each other so that the impedance of the transformer cancels out the capacitance of the piezoelectric vibrator to provide a loading effect.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12176084U JPS6052800U (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12176084U JPS6052800U (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Ultrasonic transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052800U JPS6052800U (en) | 1985-04-13 |
| JPS6127278Y2 true JPS6127278Y2 (en) | 1986-08-14 |
Family
ID=30278556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12176084U Granted JPS6052800U (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Ultrasonic transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052800U (en) |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP12176084U patent/JPS6052800U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6052800U (en) | 1985-04-13 |
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