JPS63285484A - カ−ジオイド受波器 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はカージオイド指向特性を存する受波器の構成に
関するものである。

（従来の技術） カージオイド指向特性を有する受波器に関して、本出願
と同一出願人により、特願昭６１−１８８８３４号によ
って出願されたものがある。

第２図はそのカージオイド受波器の回路のブロック図で
ある。

同図において、１，２はそれぞれ無指向性の超音波の受
波器で、互いに独立の構成にするが２素子を一体に組合
わせて構成される。３，４は増幅器テ、増幅器３は、増
幅器４とのレベル差をＸＦＪａするために可変型にしで
ある。５は和回路で、増幅器３と４の各出力の和を演算
する。第３図は第２図の各部の信号の指向特性図で、和
回路５の出力は第３図のく２）に示すように、無指向性
出方となる。６は差回路で、増幅器３と４の各出力の相
互の差を演算する。差回路６の一出力は、第２図の受波
器１側から受波器２側に向って音波が進行したときの角
度をθ−０６として、角度θに応じたレベルｅは、ｅ−
Ｅ（ｅｏｓθ）（但しＥは受波器１または２の当該受信
点における最大受信レベル）となり、第３図の（１）に
示すようにダイポール指向特性となる。７は位相補償・
レベル調整回路で、和回路５の出力を９０°進相させて
差回路６の位相と一致させ、且つそのレベルを差回路６
の出力ｅの最大レベルｅｍと一致させるべく調整する。

その結果、第３図の（３）の特性となる。８は和回路で
、第３図の（３）の信号と（２）の信号の和を演算する
。その結果はｅａ＋ｅとなり、（１＋　ｃｏｓθ）Ｅと
なって、第３図の（４）に示すカージオイド特性の出力
が得られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら第２図の構成の受波回路においては、２本
の受波器で構成するか、または一体型で構成するとして
も２素子を要し、各素子相互の感度差を調整する調整回
路が必要であった。この感度調整が十分でない場合、あ
るいは２本の受波器で構成する場合には各受波器の間隔
がずれると、カージオイド特性が劣化するという問題点
があった。また和・差回路５．６を必要とし回路構成が
複雑であるという問題点があった。

本発明は各素子の感度差調整を不要にして、満足なカー
ジオイド特性が得られるようにしだカージオイド受波器
を提供することを第１の目的とする。また、和・差回路
を不要とするカージオイド受波器を提供する事を第２の
目的とする。

本発明は前記問題点を解決するために、円筒形の感圧素
子を円周に沿って４等分割し媒体中を伝搬する圧力信号
をその各分割部の円周面に受け該各分割部毎に圧力信号
を電気信号に変換する圧力信号検出部と、円筒中心を挾
んで互いに対向する前記圧力信号検出部の第１の分割部
と第２の分割部との各電気信号の出力端を互いに接続し
てそのその接続点から相互の和信号を取出す和信号出力
回路と、前記第１の分割部と第２の分割部との対向線と
直交する線上の第３の分割部と第４の分割部との各電気
信号の相互の差信号を取出す差信号出力回路と、前記和
信号出力回路と差信号出力回路の各出力信号の和を演算
してカージオイド特性の信号を取出すカージオイド特硅
出カ回路とを備えた。

（作用） 本発明によれば、円筒形の感圧素子を４等分割したこと
により、その各分割部からは互いに同等な特性の電気信
号が得られ、これら各分割部のうち、第１の分割部と第
２の分割部の出力端の接続点から相互の和信号による無
指向性の信号が取出され、第２の分割部と第３の分割部
との電気信号の相互の差信号によってダイポール特性の
信号が得られる。そしてこれら和信号と差信号との和が
演算されてカージオイド指向特性の信号が得られる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す圧力信号検出部の構成
図でる。

同図において、９は圧力信号検出部で、円筒形に焼結さ
れた圧電素子よりなる。圧力信号検出部９は、その円周
に沿って４等分割され、それぞれ円筒中心を挾んで対向
する第１の分割部１０と第２の分割部１１と、これら各
分割部１０．１１との対向線と直交する線上の第３の分
割部１２と第４の分割部１３よりなり、水中を伝搬する
音波による圧力信号をその円筒の外面と内面に受けて、
その挟圧に応じて各分割部１０，１１，１２゜１３の各
電極１４，１５，１６．１７からそれぞれ独立のプラス
の電位信号を取出すようにしている。１８は圧力信号検
出部９の外面に設けた共通のマイナスの電極である。

なお各分割部１０．１１，１２．１３は均等の特性が要
求されるが、その焼結の際に治具を用いて正確な寸法精
度をもって４等分されて得られるものであり、焼結材料
の成分は加圧条件なども均等になし得るので、相互に同
一の特性が得られる。

第４図は前記圧力検出部９の検出信号を用いた本発明の
一実施例を示すカージオイド受波器の回路のブロック図
である。

同図において、１９は和信号出力回路を構成する接続部
（接続点）で、第１の分割部１０と第２の分割部１１の
各電極（出力端）１４．１６を互いに接続していて、そ
の出力電位は第３図の（２）に示す和出力をなす。この
和出力は、分割部１０と１１との音響中心位置間隔を音
波波長λに対してほぼλ／４以下になるように設定する
ことによって実用に即した無指向性の信号になる。２０
は演算増幅器で、マイナス電極１８の電位（０レベル）
を基準として、電極１４．１６の接続部１９の電位に応
じた電気信号を出力する。

２１は差信号出力回路としての演算増幅器で、第３の分
割部１２と第４の分割部１３の各電極１５．１７の相互
の電位差に応じた電気信号を出力し、その出力電位は第
３図の（１）に示す差出力をなす。この差出力は分割部
１２と１３との各音響中心位置間隔が前記同様にλ／４
以下のとき、実用に即したダイポール特性の信号が得ら
れる。

２２は位相補償番レベル調整回路で、その基本動作は第
２図の位相補償・レベル調整回路７と同一であり、レベ
ル調整については第４図の回路に応じた調整を行って、
笹３図の（３）に示す特性の出力を得る。

２３は和回路で、演算増幅器２１と位相補償・レベル調
整回路２２の信号の和を演算して、第３図の（４）に示
すカージオイド特性の出力を得る。

このカージオイド特性を得るための音波波長λは、各分
割部１４．１６あるいは１５．１７の相互間隔に制約さ
れる。実用に即したカージオイド特性を得るために、前
記相互間隔が一般にλ／８０以上になるよう、該相互間
隔あるいは音波波長λが設定される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、圧力信号検出部は
構造上は一素子で形成し得るので、素子間の感度差が少
なくなり、よって感度差の調整用回路を必要としない。

また、−素子で形成するために音響中心間隔がずれる要
素がなく、安定したカージオイド特性が得られる。また
、入力段の和・差回路が不要となり回路構成が単純とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す圧力信号検出部の構成図
、第２図は従来のカージオイド受波器の回路のブロック
図、第３図は第２図の各部の指向特性図、第４図は本発
明の実施例を示すカージオイド受波器の回路のブロック
図である。 ９・・・圧力信号検出部 １０・・・第１の分割部 １１・・・第２の分割部 １２・・・第３の分割部 １３・・・第４の分割部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円筒形の感圧素子を円周に沿って４等分割し媒体中を伝
   搬する圧力信号をその各分割部の円周面に受け該各分割
   部毎に圧力信号を電気信号に変換する圧力信号検出部と
   、 円筒中心を挾んで互いに対向する前記圧力信号検出部の
   第１の分割部と第２の分割部との各電気信号の出力端を
   互いに接続してその接続点から相互の和信号を取出す和
   信号出力回路と、 前記第１の分割部と第２の分割部との対向線と直交する
   線上の第３の分割部と第４の分割部との各電気信号の相
   互の差信号を取出す差信号出力回路と、 前記和信号出力回路と差信号出力回路の各出力信号の和
   を演算してカージオイド特性の信号を取出すカージオイ
   ド特性出力回路とを備えた カージオイド受波器。