JPS62133899A - Ultrasonic sensor - Google Patents

Ultrasonic sensor

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JPS62133899A
JPS62133899A JP27442885A JP27442885A JPS62133899A JP S62133899 A JPS62133899 A JP S62133899A JP 27442885 A JP27442885 A JP 27442885A JP 27442885 A JP27442885 A JP 27442885A JP S62133899 A JPS62133899 A JP S62133899A
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vibrator
lead wire
back material
ultrasonic
backing material
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Hiroshi Watanabe
洋 渡辺
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the sticking of a foreign substance such as solder, etc., and to improve durability and productivity by using a composite conductive member made by hardening tungsten powder with epoxy resin for back material that fixes and holds a resonator and burying the lead wire of an electrode of the vibrator in the back material. CONSTITUTION:The main body case 10 of an ultrasonic sensor is made cylindrical and a connector 12 is attached to it, and at the same time, plural annular grooves for anti-slipping 10A are formed on the outer peripheral face. A metallic supporting member 13 is fixed at the inside of a case 10 and a disk plate 14, an ultrasonic resonator 15 and a back material 16 are arranged from the bottom to upward and fixed on the inside of the member 13. A composite conductive member made by coating epoxy resin diluted with acetone on tungsten powder and kneading proper quantity of inorganic powder is used for the back material 16. A lead wire 15A for the electrode of the resonator 15 is laid in the back material 16. Thus, the sticking of foreign substance such as solder, etc., and the peeling off of the lead wire 15A is prevented and the durability and the productivity are improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波センサに係り、とくに超音波振動子を
固着保持するための背面材(振動子保持体)を装備した
超音波センナに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic sensor, and particularly relates to an ultrasonic sensor equipped with a backing material (vibrator holder) for firmly holding an ultrasonic transducer. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

超音波探傷等に用いられる超音波センサとしての超音波
探触子は、超音波探傷器に接続使用されるものであり、
その多くは、被検査部材の内部欠陥の探知時における分
解能の向上を意図して、振動子を背面材に固着し、これ
を所定のケース内に収納するという構成のものが採用さ
れている。
Ultrasonic probes are used as ultrasonic sensors used in ultrasonic flaw detection, etc., and are connected to ultrasonic flaw detectors.
Most of them employ a structure in which a vibrator is fixed to a backing material and housed in a predetermined case, with the intention of improving resolution when detecting internal defects in a member to be inspected.

そして、前記背面材は、その機能として、一般に振動子
の励振時には当該励振を自由に行わせしめるとともに非
励振時には該振動子の自由振動を抑える性質、および振
動子から伝播してくる送信レベルの超音波を能率よく吸
収減衰せしめる性質等を備えていることが必要とされて
いる。即ち、この背面材に必要とされるこれらの性質は
、換言すると、(イ)音響インピーダンスが超音波振動
子の音響インピーダンスに近い値を有し、これによって
該振動子との間の音響的整合を図り得るものであること
、(ロ)超音波の吸収・減衰が大きい部材であること、
の二点に集約される。
The backing material generally has the property of allowing the vibrator to freely excite when it is excited, and suppressing the free vibration of the vibrator when it is not excited, and suppressing the transmission level that propagates from the vibrator. It is necessary to have properties that allow efficient absorption and attenuation of sound waves. In other words, these properties required for this backing material are as follows: (a) the acoustic impedance has a value close to the acoustic impedance of the ultrasonic transducer, thereby achieving acoustic matching with the ultrasonic transducer; (b) It must be a member that has high absorption and attenuation of ultrasonic waves;
It can be summarized in two points.

一方、かかる性質をすべて満足する部材を自然界で見い
出すのは困難であり、これがため、昨今においてはタン
グステン粉末をエポキシ樹脂で固めたもの等が比較的多
く使用されている。
On the other hand, it is difficult to find a member in nature that satisfies all of these properties, and for this reason, materials such as tungsten powder solidified with epoxy resin are relatively often used these days.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし゛ながら、かかる従来例においては、信号電圧を
振動子に印加するためのリード線が、例えば第3図に示
すように、背面材lの一部を切除することによって引き
出される構造となっていることから、その加工組立が面
倒であり、又振動子2の一方の面に付着形成される電極
面にはハンダ等によってリード線2Aを付着させなけれ
ばならず、従って振動子2の一部に振動状態を阻害する
異物が固着されることとなって当該振動子2の振動状態
が一部不規則となり、経時的には振動によってハンダ2
Bが電極面から離脱する等の不都合が生じていた。
However, in such a conventional example, the lead wire for applying a signal voltage to the vibrator is drawn out by cutting out a part of the backing material l, for example, as shown in FIG. Therefore, the processing and assembly is troublesome, and the lead wire 2A must be attached with solder or the like to the electrode surface that is attached to one side of the vibrator 2. Therefore, a part of the vibrator 2 is As a result, the vibration state of the vibrator 2 becomes partially irregular due to foreign matter that obstructs the vibration state, and over time, the vibration causes the solder 2
Problems such as B detaching from the electrode surface occurred.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善するとと
もに、とくに振動子の不規則な振動状態を排除して耐久
性の著しい向上を図り同時に生産性向上を図った超音波
センサを提供することを、その目的とする。
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic sensor that improves the disadvantages of the conventional example, particularly eliminates the irregular vibration state of the vibrator, significantly improves durability, and at the same time improves productivity. , its purpose.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明では、超音波振動子と該超音波振動子を
固着保持する背面材とを備えた超音波センサにおいて、
前記背面材を、タングステン粉末をエポキシ樹脂で固め
て成る複合導電性部材により構成するとともに、この背
面材に、前記超音波振動子の一方の電極用のリード線を
埋設装備するという構成を採り、これによって前記目的
を達成しようとするものである。
Therefore, in the present invention, in an ultrasonic sensor including an ultrasonic transducer and a backing material that firmly holds the ultrasonic transducer,
The backing material is constituted by a composite conductive member made of tungsten powder solidified with epoxy resin, and a lead wire for one electrode of the ultrasonic vibrator is embedded in the backing material, This aims to achieve the above objective.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を、超音波探傷用の探触子について実施し
た場合の一例を第1図ないし第2図に基づいて説明する
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which the present invention is applied to a probe for ultrasonic flaw detection will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

これらの図において、10は本体ケースを示し、12は
コネクターを示す。前記本体ケース10は、本実施例に
おいては下方が幾分太く形成された円筒状をなし、外周
面には滑り止め用の環状溝10Aが複数本形成されてい
る。
In these figures, 10 indicates a main body case, and 12 indicates a connector. In this embodiment, the main body case 10 has a cylindrical shape with a slightly thicker bottom, and a plurality of annular grooves 10A for preventing slippage are formed on the outer peripheral surface.

前記本体ケース10内には、同図の下方に幾分突出した
円筒状で金属製の支持部材13が固着されている。そし
て、この円筒状支持部材13の内側には、図に示す如く
下方から上方に向けて、ディスクプレート14.振動子
15および背面材16が順次配設され固着されている。
A cylindrical metal support member 13 is fixed within the main body case 10 and protrudes somewhat downward in the figure. Inside this cylindrical support member 13, a disk plate 14. A vibrator 15 and a backing material 16 are sequentially arranged and fixed.

この場合、前記振動子15は、背面材16の同図におけ
る下端面に固着され、同時に、前記筒状支持部材13の
内側に配設された絶縁材からなる筒状保持体18内に前
記背面材16とともに収納・固着されている。そして、
この筒状保持体18および前記振動子15の第1図にお
ける下端面を保護するようにして導電性部材から成る前
記ディスクプレート14が固着されている。
In this case, the vibrator 15 is fixed to the lower end surface of the back material 16 in the same figure, and at the same time, the vibrator 15 is attached to the back surface in a cylindrical holder 18 made of an insulating material disposed inside the cylindrical support member 13. It is stored and fixed together with the material 16. and,
The disk plate 14 made of a conductive member is fixed to protect the cylindrical holder 18 and the lower end surface of the vibrator 15 in FIG.

また、前記振動子15は、本実施例では円盤状で音響イ
ンピーダンス(ρc)=約21xlO”  (kg/I
′!?・sec〕のニオブ酸鉛系(PbNbzOa )
のものが、とくにいづれの面にも電極用の薄膜が付着さ
れない状態のまま使用されている。
In addition, the vibrator 15 has a disc shape in this embodiment, and has an acoustic impedance (ρc) of approximately 21×lO” (kg/I
′! ?・sec] lead niobate type (PbNbzOa)
In particular, some devices are used without a thin electrode film attached to either surface.

一方、前記背面材16は、前述した如く振動子15の非
励振時における自由振動を抑えるとともに、励振時に背
面材16側へ伝播してくる超音波を吸収減衰せしめる必
要上より、超音波の減衰が大で且つ音響インピーダンス
(ρC)が前記振動子15に近い値のものが選定される
。本実施例における背面材16は、その素材として、ア
セトンで希釈したエポキシ樹脂をタングステン粉末に塗
布するとともにこれに適当量の無機質の粉末を混入して
練り合わせて成る複合導電性部材を使用し、これを所定
の形状に加工成型したものが使用されている。
On the other hand, the backing material 16 suppresses the free vibration of the vibrator 15 when not excited as described above, and also absorbs and attenuates the ultrasonic waves propagating to the backing material 16 side during excitation, so that the backing material 16 attenuates the ultrasonic waves. A transducer having a large value and an acoustic impedance (ρC) close to that of the vibrator 15 is selected. The backing material 16 in this embodiment is made of a composite conductive material made by coating tungsten powder with an epoxy resin diluted with acetone and mixing it with an appropriate amount of inorganic powder. The material that is processed and molded into a predetermined shape is used.

ここで、前記タングステン粉末としては、本実施例では
主として平均粒度が5μmのものが使用され、これに平
均粒度1μm前後もしくはそれ以下のタングステン粉末
が少量投入したものが使用され、これによって、タング
ステン粉末相互間の密着性が向上され当該背面材16の
導電率が著しく大きく設定されたものとなっている。
Here, as the tungsten powder, in this example, one with an average particle size of 5 μm is mainly used, and a small amount of tungsten powder with an average particle size of around 1 μm or less is added to this, thereby making the tungsten powder The mutual adhesion is improved, and the electrical conductivity of the backing material 16 is set to be extremely high.

また、15Aは前記背面材16に埋設されたリード線を
示す。このリード線15Aは、前記振動子15に背面材
16を介して振動子励振用の信号電圧を印加するための
もので、具体的には、銀のより線からなる細線等が使用
され、前記背面材16が固形化する前に図の如く埋設さ
れる。
Further, 15A indicates a lead wire embedded in the backing material 16. This lead wire 15A is for applying a signal voltage for excitation of the vibrator to the vibrator 15 via the backing material 16, and specifically, a thin wire made of stranded silver wire or the like is used. Before the backing material 16 is solidified, it is buried as shown in the figure.

このため、当該リード線15Aの装着作業には何らの熟
練を要せず、極く容易になし得ることができ、従って、
かかる点においてリード線15Aの取付は作業の歩留り
が著しく向上されたものとなっている。
Therefore, the work of attaching the lead wire 15A does not require any skill and can be done very easily.
In this respect, the yield of work in attaching the lead wire 15A is significantly improved.

さらに、前記背面材16の上方にはエポキシ樹脂等の充
填材20が充填されている。
Furthermore, a filler 20 such as epoxy resin is filled above the backing material 16.

また、21はアース側リード線を示し、22は信号中継
用リード線を示す。前記アース側リード線21は、前記
ディスクプレート14の一端に固着された帯状の銀箔2
4を介して上方へ延設され、本体ケースを介して前記コ
ネクター12のアース側に接続されている。また、前記
信号中継用リード線22は、前記コネクター12の信号
伝達部12Bに接続されている。さらに、前記本体ケー
ス10の内面側の上端部周囲には、シールド用の銅箔2
6が装着されている。27は金属製の蓋を示す。
Further, 21 indicates a ground side lead wire, and 22 indicates a signal relay lead wire. The ground side lead wire 21 is a strip-shaped silver foil 2 fixed to one end of the disk plate 14.
4 and is connected to the ground side of the connector 12 via the main body case. Further, the signal relay lead wire 22 is connected to the signal transmission section 12B of the connector 12. Furthermore, a copper foil 2 for shielding is provided around the upper end of the inner surface of the main body case 10.
6 is installed. 27 indicates a metal lid.

そして、前記コネクタ12から振動子励振用の所定の信
号電圧が入力されると、この信号電圧は、前述したディ
スクプレート14のアース電極作用に対応して前述した
リード線15Aおよび背面材16を介して振動子15の
一方の面全域に均一に印加される。このため背面材16
が前記振動子15の信号印加側の電極面として機能し、
これによって振動子15は印加される信号電圧に励振さ
れ且つ同期して有効に振動を開始する。
When a predetermined signal voltage for excitation of the vibrator is input from the connector 12, this signal voltage is transmitted through the lead wire 15A and the backing material 16 in response to the earth electrode action of the disk plate 14. It is applied uniformly to the entire surface of one side of the vibrator 15. For this reason, the backing material 16
functions as an electrode surface on the signal application side of the vibrator 15,
As a result, the vibrator 15 is excited by the applied signal voltage and starts to vibrate effectively in synchronization with the applied signal voltage.

この場合、振動子15には、前述した従来例に示したよ
うなリード線用のハンダが付着されていないこと及び前
述したように励振用の信号電圧が振動子の両面に均一に
印加されることから、かかる点において従来例の有する
不都合が略完全に解消され、同時に耐久性が著しく増強
されたものとなっている。
In this case, the vibrator 15 does not have solder for the lead wires as shown in the conventional example described above, and the signal voltage for excitation is uniformly applied to both sides of the vibrator as described above. Therefore, in this respect, the disadvantages of the conventional example are almost completely eliminated, and at the same time, the durability is significantly enhanced.

なお、上記実施例において、タングステン粉末の粒度を
主に5μmのものを使用する場合を例示したが、本発明
は必ずしもこれに限定するものではない。又平均粒度1
μmのタングステン粉末の少量を混入することとしたが
、本発明は必ずしもこれに限定されず、例えば1μm以
下の他の異なった粒度のタングステン粉末もしくはその
他の異なった部材の微粉末を混入したものであっても良
い。また、無機質粉末については必要に応じて混入され
るものであり、特に混入しなくてもよい。
In addition, in the above-mentioned example, the case where the particle size of the tungsten powder is mainly used is 5 μm, but the present invention is not necessarily limited to this. Also, average particle size 1
Although a small amount of tungsten powder with a particle size of 1 μm is mixed in, the present invention is not necessarily limited to this. For example, tungsten powder with a different particle size of 1 μm or less or fine powder of other different materials may be mixed. It's okay to have one. Moreover, the inorganic powder is mixed in as needed, and does not need to be mixed in in particular.

更に、上記実施例では、リード線15Aを一本埋設する
場合を例示したが、所定の間隙をおいて複数本埋設する
とともに背面材16の第1図における上面側にてこれら
複数本のリード線をひとまとめとし、前述した信号中継
用リード線22を介してコネクター12へ接続してもよ
い。また、前記リード線15Aの埋設端部(第1図の下
端部)は振動子15に近接配置した場合のみを例示した
が、例えばこのリード線15Aの埋設端部には、水平方
向に比較的大きい間隔で張りめぐらした金属性微細線を
導通させてもよい。
Further, in the above embodiment, a case where one lead wire 15A is buried is illustrated, but a plurality of lead wires are buried with a predetermined gap and these multiple lead wires are buried on the upper surface side of the backing material 16 in FIG. may be grouped together and connected to the connector 12 via the signal relay lead wire 22 described above. In addition, although the buried end portion (lower end portion in FIG. 1) of the lead wire 15A has been illustrated only in the case where it is placed close to the vibrator 15, for example, the buried end portion of the lead wire 15A has a relatively Fine metal wires stretched at large intervals may be electrically conductive.

また、上記実施例では振動子15と背面材16との間に
特に接着剤を使用しない場合を例示したが、本発明は、
必ずしもこれに限定されず、例えば導電性接着剤を使用
して振動子15を背面材16に接着する構成としてもよ
い。
Further, in the above embodiment, a case where no adhesive is particularly used between the vibrator 15 and the backing material 16 is illustrated, but the present invention
The present invention is not necessarily limited to this, and the vibrator 15 may be bonded to the backing material 16 using a conductive adhesive, for example.

更に又、上記実施例は、とくに超音波探傷用の探触子に
ついて例示したが、本発明は必ずしもこれに限定されず
、例えば医療用の超音波診断装置あるいは魚群探知器等
にもそっくりそのまま適用し得るものである。
Furthermore, although the above embodiments are particularly exemplified with respect to a probe for ultrasonic flaw detection, the present invention is not necessarily limited to this, and can be applied as is to, for example, a medical ultrasonic diagnostic device or a fish finder. It is possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、振動子に励振用信号電圧を印加するためのリード
線の装備がいたって簡単となり、振動子にはハンダ等の
異物が全く付着されないことから当該振動子の振動が前
面にわたって正確に振動することとなり、且つハンダの
剥離事故に伴う感度低下もしくは送受信の不能等の不都
合が全くなくなり、従って、耐久性及び生産性が著しく
向上された従来にない優れた超音波センサを提供するこ
とができる。
Since the present invention is configured and functions as described above, it is very easy to equip the lead wire for applying the excitation signal voltage to the vibrator, and no foreign matter such as solder is attached to the vibrator. Therefore, the vibration of the vibrator is accurately vibrated across the front surface, and there are no problems such as decreased sensitivity or inability to transmit/receive due to solder peeling accidents, and therefore durability and productivity are significantly improved compared to the conventional method. We can provide an excellent ultrasonic sensor that is not available in other countries.

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

第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は第1
図の正面図、第3図は従来例を示す説明図である。 15・・・・・・超音波振動子、15A・・・・・・リ
ード線、16・・・・・・背面材。 特許出願人  株式会社 東 京 計 器第2図
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The front view of the figure and FIG. 3 are explanatory diagrams showing a conventional example. 15... Ultrasonic vibrator, 15A... Lead wire, 16... Back material. Patent applicant Tokyo Co., Ltd. Meter Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)超音波振動子と該超音波振動子を固着保持する背
面材とを備えた超音波センサにおいて、前記背面材を、
タングステン粉末をエポキシ樹脂で固めて成る複合導電
性部材により構成するとともに、 この背面材に、前記超音波振動子の一方の電極用のリー
ド線を埋設装備したことを特徴とする超音波センサ。
(1) In an ultrasonic sensor comprising an ultrasonic transducer and a backing material that firmly holds the ultrasonic transducer, the backing material:
An ultrasonic sensor comprising a composite conductive member made of tungsten powder hardened with an epoxy resin, and a lead wire for one electrode of the ultrasonic vibrator is embedded in the backing material.
JP27442885A 1985-12-06 1985-12-06 Ultrasonic sensor Granted JPS62133899A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27442885A JPS62133899A (en) 1985-12-06 1985-12-06 Ultrasonic sensor

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JP27442885A JPS62133899A (en) 1985-12-06 1985-12-06 Ultrasonic sensor

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JPH0446515B2 JPH0446515B2 (en) 1992-07-30

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128322A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 コニカミノルタエムジー株式会社 Sound damping member and method for producing sound damping member, ultrasonic probe, and ultrasonic diagnosis device

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JPS54155028A (en) * 1978-05-29 1979-12-06 Toshiba Corp Ultrasonic probe
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JPH0446515B2 (en) 1992-07-30

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