JPS6133318B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6133318B2 JPS6133318B2 JP15883277A JP15883277A JPS6133318B2 JP S6133318 B2 JPS6133318 B2 JP S6133318B2 JP 15883277 A JP15883277 A JP 15883277A JP 15883277 A JP15883277 A JP 15883277A JP S6133318 B2 JPS6133318 B2 JP S6133318B2
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- JP
- Japan
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- vibrator
- wave
- transducer
- receiving
- transmitting
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- Expired
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水中音響探知装置において超音波を送
波及び受波する複合型送受波器に関する。
波及び受波する複合型送受波器に関する。
水中音響探知装置はパルス音を送波し、その音
波が目標物に当つて反響した音波を受波して目標
を探知する装置であつて、受波する時刻が送波し
た時刻よりどれだけ遅れたかを計測して目標まで
の距離を判断するものである。
波が目標物に当つて反響した音波を受波して目標
を探知する装置であつて、受波する時刻が送波し
た時刻よりどれだけ遅れたかを計測して目標まで
の距離を判断するものである。
従来、送受波器は前述のように送波時点と受波
時点が重複しない条件を生かして１個の振動子で
送波用と受波用を兼ねていた。しかし送波用振動
子は大きな電力を入れる目的から低インピーダン
スの方が印加電圧を低くとれて好ましいのに反
し、受波用振動子は高いインピーダンスの方が高
感度が得られて好ましいという矛盾があつた。即
ち構造的には兼用して１個分ですませる代りに電
気的には両者の性能に妥協を計らねばならない欠
点があつた。このことを第１図Ａ，Ｂにより具体
的に説明する。第１図Ａは使用周波数で共振する
振動子１を１個用いた送受波器の略断面図で振動
子を水中に入れるため、これをケース２と振動緩
衝材３，３′で覆い、＋電極４と−電極５からそれ
ぞれリード線６，７をケース外に引出した構造と
なつている。なお電極５の部分は輻射面となつて
いる。これを送波器として使用する場合、電気入
力ＰEと電極間電圧Eiの関係は ＰE＝｜〓ｉ｜２ｃｏｏθ／｜〓｜（但しθはインピ
ーダンスの 位相角）で表わされるから｜Ｚ〓｜を小さくするこ
とにより耐電圧性の設計が好ましいことがわか
る。そのため例えば第１図Ｂに示すように振動子
１を４等分した薄い振動子に分割し、各々同一極
性をつき合せ、上下対称に接着した１個の振動子
組立を作つて電気的に並列接続する。この場合第
１図Ａの振動子に比し薄い振動子１個のＺ〓は1/4
になり更に４個並列になるから全体として１／１６のＺ
〓 に下げることができる。即ち電圧Eiは1/4でよく
送波器に有利である。一方これを受波器として使
用する場合を考えると、ある音圧が輻射面５に加
わると振動子の電極間に電圧が発生するが、その
電圧はＺ〓に比例するから第１図Ｂの出力電圧は第
１図Ａのものにくらべ1/4しか取り出せないこと
になり不利であることがわかる。
時点が重複しない条件を生かして１個の振動子で
送波用と受波用を兼ねていた。しかし送波用振動
子は大きな電力を入れる目的から低インピーダン
スの方が印加電圧を低くとれて好ましいのに反
し、受波用振動子は高いインピーダンスの方が高
感度が得られて好ましいという矛盾があつた。即
ち構造的には兼用して１個分ですませる代りに電
気的には両者の性能に妥協を計らねばならない欠
点があつた。このことを第１図Ａ，Ｂにより具体
的に説明する。第１図Ａは使用周波数で共振する
振動子１を１個用いた送受波器の略断面図で振動
子を水中に入れるため、これをケース２と振動緩
衝材３，３′で覆い、＋電極４と−電極５からそれ
ぞれリード線６，７をケース外に引出した構造と
なつている。なお電極５の部分は輻射面となつて
いる。これを送波器として使用する場合、電気入
力ＰEと電極間電圧Eiの関係は ＰE＝｜〓ｉ｜２ｃｏｏθ／｜〓｜（但しθはインピ
ーダンスの 位相角）で表わされるから｜Ｚ〓｜を小さくするこ
とにより耐電圧性の設計が好ましいことがわか
る。そのため例えば第１図Ｂに示すように振動子
１を４等分した薄い振動子に分割し、各々同一極
性をつき合せ、上下対称に接着した１個の振動子
組立を作つて電気的に並列接続する。この場合第
１図Ａの振動子に比し薄い振動子１個のＺ〓は1/4
になり更に４個並列になるから全体として１／１６のＺ
〓 に下げることができる。即ち電圧Eiは1/4でよく
送波器に有利である。一方これを受波器として使
用する場合を考えると、ある音圧が輻射面５に加
わると振動子の電極間に電圧が発生するが、その
電圧はＺ〓に比例するから第１図Ｂの出力電圧は第
１図Ａのものにくらべ1/4しか取り出せないこと
になり不利であることがわかる。
本発明の目的は送波器用振動子と受波器用振動
子を構造的に一体とし、電気的には独立に取出
し、送波と受波それぞれに有利なインピーダンス
が容易に得られる送受波器の構造を提供すること
にある。
子を構造的に一体とし、電気的には独立に取出
し、送波と受波それぞれに有利なインピーダンス
が容易に得られる送受波器の構造を提供すること
にある。
本発明の構成は送波用振動子の中間部分に、こ
れとほぼ直角な方向に放射状に受波用振動子を形
成し、送受個々に端子を設けた構造で、音波の輻
射は送波用振動子の端面を使用する送受波器であ
る。
れとほぼ直角な方向に放射状に受波用振動子を形
成し、送受個々に端子を設けた構造で、音波の輻
射は送波用振動子の端面を使用する送受波器であ
る。
即ち本発明によれば、送波用振動子の中間部に
前記送波用振動子と略直角方向に受波用振動子を
放射状に設けたことを特徴とする複合型送受波器
が得られる。
前記送波用振動子と略直角方向に受波用振動子を
放射状に設けたことを特徴とする複合型送受波器
が得られる。
次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。第２図は第１の実施例で第２図Ａは断面
図であり、第２図Ｂは振動子部の斜視図である。
送波用振動子１′は電極を４組並列接続した場合
を示してある。受波用振動子１０は送波用振動子
１′の中心部に直角に、つば状に形成した円板振
動子で、電極１１，１２は円周状に取付けてあ
る。その周囲はケース２と振動緩衝材３からな
る。電気信号用リード線と端子は送波用のリード
線６，７と端子８，９及び受波用のリード線１
３，１４と端子１５，１６で構成される。次に作
動の原理を第３図で説明すると、送波用振動子は
一般に電気音響変換能率の良好な1/2入で縦共振
型振動子を用いるのが普通であり、ここでも同様
の共振型動子で説明する。端子８，９に共振周波
数の交流電源を接続すると振動子１′は高さ方向
に共振し両端面が腹で、中心部が節となる。
明する。第２図は第１の実施例で第２図Ａは断面
図であり、第２図Ｂは振動子部の斜視図である。
送波用振動子１′は電極を４組並列接続した場合
を示してある。受波用振動子１０は送波用振動子
１′の中心部に直角に、つば状に形成した円板振
動子で、電極１１，１２は円周状に取付けてあ
る。その周囲はケース２と振動緩衝材３からな
る。電気信号用リード線と端子は送波用のリード
線６，７と端子８，９及び受波用のリード線１
３，１４と端子１５，１６で構成される。次に作
動の原理を第３図で説明すると、送波用振動子は
一般に電気音響変換能率の良好な1/2入で縦共振
型振動子を用いるのが普通であり、ここでも同様
の共振型動子で説明する。端子８，９に共振周波
数の交流電源を接続すると振動子１′は高さ方向
に共振し両端面が腹で、中心部が節となる。
次に受波周振動子の作動を説明すると、受波用
振動子１０は半径方向に共振する円板であつて、
この共振周波数は送波用振動子１′の共振周波数
を一致させてある。いま共振周波数に相当する音
圧が振動子１′の端面５に加わると振動子１′は振
動し、中心部分の節の部分に最も大きな応力が発
生する。この部分は振動子１０の中心部分と共通
であるため、この応力は振動子１０を駆動する。
この振動方向の相対関係を示した説明図が第３図
である。即ち振動子１′が実線の矢印Ａ，A′の方
向に縮むと振動子１０は実線の矢印Ｂ，B′の方向
に伸る。逆に前者が破線Ａ，A′の方向に伸びる
と後者は破線Ｂ，B′の方向に縮む。振動子１０の
電極間隔は送波用振動子と無関係に充分大きくと
れること、径方向に共振していること並びに分極
を矢印Ｂの方向にできることから端子１５，１６
には大きな受波電圧を得ることができる。なお電
極４と１２は共用することが可能なこともあるの
は当然である。
振動子１０は半径方向に共振する円板であつて、
この共振周波数は送波用振動子１′の共振周波数
を一致させてある。いま共振周波数に相当する音
圧が振動子１′の端面５に加わると振動子１′は振
動し、中心部分の節の部分に最も大きな応力が発
生する。この部分は振動子１０の中心部分と共通
であるため、この応力は振動子１０を駆動する。
この振動方向の相対関係を示した説明図が第３図
である。即ち振動子１′が実線の矢印Ａ，A′の方
向に縮むと振動子１０は実線の矢印Ｂ，B′の方向
に伸る。逆に前者が破線Ａ，A′の方向に伸びる
と後者は破線Ｂ，B′の方向に縮む。振動子１０の
電極間隔は送波用振動子と無関係に充分大きくと
れること、径方向に共振していること並びに分極
を矢印Ｂの方向にできることから端子１５，１６
には大きな受波電圧を得ることができる。なお電
極４と１２は共用することが可能なこともあるの
は当然である。
この方法により従来の方式にくらべ100倍
（40dB）ぐらい大きな感度を得ることが容易であ
り前置増幅器の省略も可能になる。
（40dB）ぐらい大きな感度を得ることが容易であ
り前置増幅器の省略も可能になる。
第４図は第２の実施例の断面図で、受波用振動
子の外周にマスを取り付けた構造となつている。
この構造によれば受波用振動子の共振周波数が下
り機械的なθが高くなるから小型で良好な感度が
得られる。なお電極の付け方、ケースの構造につ
いては先に説明したので省略してある。
子の外周にマスを取り付けた構造となつている。
この構造によれば受波用振動子の共振周波数が下
り機械的なθが高くなるから小型で良好な感度が
得られる。なお電極の付け方、ケースの構造につ
いては先に説明したので省略してある。
第５図は第３の実施例の断面図で、輻射面を拡
げた送波用振動子と上記受波用振動子と組合せ、
かつ輻射面は上下両面とした構造のものである。
このような構造では水中における輻射インピーダ
ンスが大きく音響エネルギーの授受に有利なこと
が多い。
げた送波用振動子と上記受波用振動子と組合せ、
かつ輻射面は上下両面とした構造のものである。
このような構造では水中における輻射インピーダ
ンスが大きく音響エネルギーの授受に有利なこと
が多い。
以上受波用振動子１０を送波用振動子１′の中
心部に直角な方向に形成した場合を説明したが両
者の相対位置、相対角度は若干の感度低下を許す
なら厳密な寸法、角度である必要はない。また受
波用振動子に円板を用いた例で説明したが直方体
状の振動子を放射状に形成してもよい。
心部に直角な方向に形成した場合を説明したが両
者の相対位置、相対角度は若干の感度低下を許す
なら厳密な寸法、角度である必要はない。また受
波用振動子に円板を用いた例で説明したが直方体
状の振動子を放射状に形成してもよい。
以上説明したように本発明によれば送波用振動
子と受波用振動子を一体化することによりコンパ
クト性を失わず、かつそれぞれの要求性能をそこ
なうことなく高感度の送受波器を得ることができ
る。
子と受波用振動子を一体化することによりコンパ
クト性を失わず、かつそれぞれの要求性能をそこ
なうことなく高感度の送受波器を得ることができ
る。
第１図Ａ及びＢは従来の送受派器の略断面図及
び構成図、第２図Ａ及びＢは本発明による第１の
実施例の略断面図及び斜視図、第３図は作動原理
説明のための振動子の側面図、第４図は本発明に
よる第２の実施例を示す振動子構造図、第５図は
本発明による第３の実施例を示す振動子構造図で
ある。 １……送波用振動子、２……ケース、３……振
動緩衝材、４，５……電極、６，７，１３，１４
……リード線、８，９，１５，１６……端子、１
０……受波用振動子、１１，１２……電極。
び構成図、第２図Ａ及びＢは本発明による第１の
実施例の略断面図及び斜視図、第３図は作動原理
説明のための振動子の側面図、第４図は本発明に
よる第２の実施例を示す振動子構造図、第５図は
本発明による第３の実施例を示す振動子構造図で
ある。 １……送波用振動子、２……ケース、３……振
動緩衝材、４，５……電極、６，７，１３，１４
……リード線、８，９，１５，１６……端子、１
０……受波用振動子、１１，１２……電極。
Claims (1)
- １ 送波用振動子の中間部に前記送波用振動子と
略直角方向に受波用振動子を放射状に設けたこと
を特徴とする複合型送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15883277A JPS5489721A (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Compound type transmitter-receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15883277A JPS5489721A (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Compound type transmitter-receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5489721A JPS5489721A (en) | 1979-07-17 |
| JPS6133318B2 true JPS6133318B2 (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=15680358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15883277A Granted JPS5489721A (en) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | Compound type transmitter-receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5489721A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5991795A (ja) * | 1982-11-17 | 1984-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探触子 |
| FR2581821B1 (fr) * | 1985-05-10 | 1988-10-07 | France Etat Armement | Procede pour utiliser un transducteur piezo-electrique de type tonpilz alternativement comme emetteur et comme recepteur a large bande et transducteurs piezo-electriques |
| JPH04128500U (ja) * | 1991-05-14 | 1992-11-24 | 日本無線株式会社 | 超音波送受波器 |
-
1977
- 1977-12-27 JP JP15883277A patent/JPS5489721A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5489721A (en) | 1979-07-17 |
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