JPS6366427A - 超音波利用温度／圧力センサ - Google Patents
超音波利用温度／圧力センサInfo
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- JPS6366427A JPS6366427A JP61211888A JP21188886A JPS6366427A JP S6366427 A JPS6366427 A JP S6366427A JP 61211888 A JP61211888 A JP 61211888A JP 21188886 A JP21188886 A JP 21188886A JP S6366427 A JPS6366427 A JP S6366427A
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- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (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。
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）
本発明は温度或は圧カセンサ、殊に生体内の温度又は圧
力を超音波を信号伝送媒体として測定するに適した超音
波利用温度／圧力センサに関する。
力を超音波を信号伝送媒体として測定するに適した超音
波利用温度／圧力センサに関する。
（従来技術）
近年生物学、医学上の研究或は特にガンの治療等を目的
として生体内各部の温度或は圧力を測定する為長期間生
体内に埋込んだ無電源センサと生体外の測定器との間を
有線にて接続することなくシ゛て測定する方法が提案さ
れている。
として生体内各部の温度或は圧力を測定する為長期間生
体内に埋込んだ無電源センサと生体外の測定器との間を
有線にて接続することなくシ゛て測定する方法が提案さ
れている。
上述の如き測温又は圧力測定方法としてはアンテナ・コ
イルに水晶製動子と超音波トランスジューサとを接続し
たセンサを生体内の所望の位置に外科的に埋込み生体外
から所要周波数の電磁エネルギを照射し該エネルギを前
記アンチ−す・コイルを介して前記水晶振動子に与え該
振動子がこれに共振する際の電流によって前記超音波ト
ランスジユーサを制御することによって発生する超音波
を生体外から観測する方法がある（特願昭６０−０２１
５４２参照） この際使用する温度又は圧力センサ及び該センサから発
する超音波を生体外から検出するピックアップ装置とし
ては第２図（ａｔに示すものが一般的である。
イルに水晶製動子と超音波トランスジューサとを接続し
たセンサを生体内の所望の位置に外科的に埋込み生体外
から所要周波数の電磁エネルギを照射し該エネルギを前
記アンチ−す・コイルを介して前記水晶振動子に与え該
振動子がこれに共振する際の電流によって前記超音波ト
ランスジユーサを制御することによって発生する超音波
を生体外から観測する方法がある（特願昭６０−０２１
５４２参照） この際使用する温度又は圧力センサ及び該センサから発
する超音波を生体外から検出するピックアップ装置とし
ては第２図（ａｔに示すものが一般的である。
即ち同図に於いてＸは８Ｍ Ｈｚ近傍に直列共振点をも
つ水晶振動子であってこれと閉ループをなす如くアンテ
ナコイルＬ１と超音波トランスジューサＳＷを接続して
センサとし生体内の所要部に埋め込むと共に該センサに
最寄の生体表面にアンテナコイルＬ２を位置せしめこれ
に８ＭＨｚ 近傍の電磁波を発生する可変周波数発振
器１と周波数計２からなる送信部と超音波マイクロホン
３．高周波増幅器４及びレベルメータ６などからなる受
信部で測定系を構成する。
つ水晶振動子であってこれと閉ループをなす如くアンテ
ナコイルＬ１と超音波トランスジューサＳＷを接続して
センサとし生体内の所要部に埋め込むと共に該センサに
最寄の生体表面にアンテナコイルＬ２を位置せしめこれ
に８ＭＨｚ 近傍の電磁波を発生する可変周波数発振
器１と周波数計２からなる送信部と超音波マイクロホン
３．高周波増幅器４及びレベルメータ６などからなる受
信部で測定系を構成する。
測定にあたっては可変周波数発振器１の出力をこれに接
続したアンテナコイルＬ２を介して上述のセンナに照射
すると共に該センサが発振する前記超音波をマイクロホ
ン３によって受信しその電気信号を高周波アンプ４に於
いて所要レベルまで増幅したのちレベルメータ６により
て監視しつつ前記可変周波数発振器１の発振周波数を変
化せしめ前記レベルメータの読みが最大となる点で上述
のセ／すの水晶振動子の共振周波数を検出することがで
きる（第２図（ｃｌ参照）。
続したアンテナコイルＬ２を介して上述のセンナに照射
すると共に該センサが発振する前記超音波をマイクロホ
ン３によって受信しその電気信号を高周波アンプ４に於
いて所要レベルまで増幅したのちレベルメータ６により
て監視しつつ前記可変周波数発振器１の発振周波数を変
化せしめ前記レベルメータの読みが最大となる点で上述
のセ／すの水晶振動子の共振周波数を検出することがで
きる（第２図（ｃｌ参照）。
従って、上述のセンサに組込んだ水晶振動子Ｘの共振周
波数と温度又は圧力との関係が既知であれば生体内の温
度又は圧力を正確に測定することができる。
波数と温度又は圧力との関係が既知であれば生体内の温
度又は圧力を正確に測定することができる。
又、このような測定に用いる生体内埋込み用セｙすの構
成は、従来第２図（ｂｌに示すようなものが一般的であ
った。
成は、従来第２図（ｂｌに示すようなものが一般的であ
った。
しかしながらこの様な構成を有するセンサは、小型のア
ンテナコイルを使用するものであるからその受信感度を
高くすることが困難であるのみならず１部品点数も多く
小型化しえないという欠陥があった。
ンテナコイルを使用するものであるからその受信感度を
高くすることが困難であるのみならず１部品点数も多く
小型化しえないという欠陥があった。
更に電磁波を利用するものであるから他の電子機器との
間で悪影響を与えたり、妨害を受けたりすることが少な
くなかった。
間で悪影響を与えたり、妨害を受けたりすることが少な
くなかった。
（発明の目的）
本発明は上述した如き従来の超音波センサの欠陥を除去
するためになされたものであって。
するためになされたものであって。
温度又は圧力により共振周波数が変化する機能を持ち、
かつ超音波トランスジューサの機能を兼ねることを可能
とした圧電又は機械振動子を提供することを目的とする
。
かつ超音波トランスジューサの機能を兼ねることを可能
とした圧電又は機械振動子を提供することを目的とする
。
（発明の概要）
従来の水晶振動子に代表される機械振動体は共振尖鎖度
Ｑ値をできるだけ大きくする為、該Ｑ値の劣化の主たる
原因である支持部からの音響エネルギの漏洩を減らすべ
く振動変位の最も少ない部分を支持部に選ぶのが一般的
であったのに対し２本発明に係る振動子はその音響エネ
ルギの一部をその支持部を通して容器に伝えることによ
って超音波の受授を行なうようＫしたものである。
Ｑ値をできるだけ大きくする為、該Ｑ値の劣化の主たる
原因である支持部からの音響エネルギの漏洩を減らすべ
く振動変位の最も少ない部分を支持部に選ぶのが一般的
であったのに対し２本発明に係る振動子はその音響エネ
ルギの一部をその支持部を通して容器に伝えることによ
って超音波の受授を行なうようＫしたものである。
（発明の実施例）
以下本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明する
。第１図（ａ）は本発明の一実施例を示すセンサの構造
図である。同図において音叉型水晶振動子７０ペース高
（Ｈ）とペース底部（Ｄ）の比Ｈ／Ｄをおよそ３以下と
なるようにする。
。第１図（ａ）は本発明の一実施例を示すセンサの構造
図である。同図において音叉型水晶振動子７０ペース高
（Ｈ）とペース底部（Ｄ）の比Ｈ／Ｄをおよそ３以下と
なるようにする。
このようにすることによって音響エネルギーの一部を振
動子７の保持部８を経て容器９へと伝えることが可能と
なる。
動子７の保持部８を経て容器９へと伝えることが可能と
なる。
同図（ｂ）は前記Ｈ／Ｄと漏洩エネルギとの関係を示す
実験結果の図であって、第１図（ａｔに示したセンサの
振動子７に所要の励振Ｎ極を設は電気的に励振し、その
音響漏洩エネルギをマイクロホンで測定したものである
。
実験結果の図であって、第１図（ａｔに示したセンサの
振動子７に所要の励振Ｎ極を設は電気的に励振し、その
音響漏洩エネルギをマイクロホンで測定したものである
。
以上の実験結果から第１図（ａｔに示す様に構成したセ
ンサは外部から超音波エネルギを印加することによりて
振動子７を励振し、電極を介して電気信号を取り出すこ
とも可能であるし、又超音波を容器９な介して再放射さ
せることも可能でありこの場合前記振動子７に？ｔｆｆ
ｌを要しないことは自明であろう。
ンサは外部から超音波エネルギを印加することによりて
振動子７を励振し、電極を介して電気信号を取り出すこ
とも可能であるし、又超音波を容器９な介して再放射さ
せることも可能でありこの場合前記振動子７に？ｔｆｆ
ｌを要しないことは自明であろう。
以上説明した様なセ／すを用いた温度計測システムとし
ては第３図に示す如きものが考えられる。
ては第３図に示す如きものが考えられる。
第３図は前記第２図の測定系をそのまま使用しセンサの
みが第１図（ａ） Ｋ示す振動子７に電極を附した超音
波漏洩形のセンサ１０を適用したものである。
みが第１図（ａ） Ｋ示す振動子７に電極を附した超音
波漏洩形のセンサ１０を適用したものである。
斯くすることによって、超音波トランスジューサと温度
センサとが一体化され小型化が可能となる為、殊に生体
内温度を測定する植込み型センサに適している。
センサとが一体化され小型化が可能となる為、殊に生体
内温度を測定する植込み型センサに適している。
更に前記振動子７に電極を附することなく単なる機械振
動子として使用する場合には第４図に示す如く送受信兼
用超音波トランスジューサ１１からセンサ１２に対し超
音波を放射しその周波数が温度センサ１２の共振周波数
とはｙ 一致していれば強力に再放射される超音波エネ
ルギを前記送受信兼用超音波トランスジューサ１１でと
らえ、ゲート回路１３．ＲＦアンプ１４゜フィルタ１５
を介してレベルメータ１６にてその強さを測定し、その
強さが最大となる様に可変周波数発振器１７を調整する
とともに周波数カウンタ１８にてその周波数を測定する
。
動子として使用する場合には第４図に示す如く送受信兼
用超音波トランスジューサ１１からセンサ１２に対し超
音波を放射しその周波数が温度センサ１２の共振周波数
とはｙ 一致していれば強力に再放射される超音波エネ
ルギを前記送受信兼用超音波トランスジューサ１１でと
らえ、ゲート回路１３．ＲＦアンプ１４゜フィルタ１５
を介してレベルメータ１６にてその強さを測定し、その
強さが最大となる様に可変周波数発振器１７を調整する
とともに周波数カウンタ１８にてその周波数を測定する
。
前記可変周波数発振器１７の出力は他のゲート回路１９
を介して前記送受信兼用超音波トランスジ瓢−サ１１に
印加されその発振周波数を可変するので、前記周波数カ
ラ／り１８の値かとができる。
を介して前記送受信兼用超音波トランスジ瓢−サ１１に
印加されその発振周波数を可変するので、前記周波数カ
ラ／り１８の値かとができる。
伺、２０は制御回路であって、可変周波発振器１７の出
力をゲート回路１９を開閉することによって断続させる
とともに、その出力が直接前記ＲＦアンプ１４に入力し
ないようゲート回路１３を制御するものである。
力をゲート回路１９を開閉することによって断続させる
とともに、その出力が直接前記ＲＦアンプ１４に入力し
ないようゲート回路１３を制御するものである。
以上センサの振動子として音叉型水晶振動子についての
み説明をしたが本発明は他の形式の振動子を使うことも
可能である。
み説明をしたが本発明は他の形式の振動子を使うことも
可能である。
たとえば、第５図に示す如く縦振動水晶振動子２１を使
用し、振動子２１の両節部から一体的に延びる支持部２
２０等価長ｌをλ／４ Ｋならないよう選ぶことや、支
持部２２を含む左右のバランスを若干くずすことによっ
て所要の振動エネルギを保持部８を介して容器９から放
射させることができる。
用し、振動子２１の両節部から一体的に延びる支持部２
２０等価長ｌをλ／４ Ｋならないよう選ぶことや、支
持部２２を含む左右のバランスを若干くずすことによっ
て所要の振動エネルギを保持部８を介して容器９から放
射させることができる。
又、前記容器９の超音波ビームの形状を第６図（ａ）又
は（ｂｌの如く凸面２３レンズ状あるいは凹面状２４レ
ンズにすることによって超音波ビームの広がりを制御す
ることができる、 以上本発明に係るセンサを温度センサとして使用する場
合についてのみ説明したが９本発明はこれのみに限定さ
れるものでなく、容器をペロースやダイアフラムに換え
、振動子として両持構造のものを使用すれば、圧力セン
サとして使用可能である。
は（ｂｌの如く凸面２３レンズ状あるいは凹面状２４レ
ンズにすることによって超音波ビームの広がりを制御す
ることができる、 以上本発明に係るセンサを温度センサとして使用する場
合についてのみ説明したが９本発明はこれのみに限定さ
れるものでなく、容器をペロースやダイアフラムに換え
、振動子として両持構造のものを使用すれば、圧力セン
サとして使用可能である。
（発明の効果）
本発明は以上説明した如く構成するものであるから温度
又は圧力の情報を持つ水晶振動子が同時に超音波トラン
スジューサの機能をも兼ね備えるものであるのでセンサ
を小型化しうるのみならず殊に超音波の受授による測定
系に適用し九場合には小型のアンテナコイルを必要とし
ない為感度良好となり、更にこれを生体内植込み型温度
／圧力センサとして用いる場合にはセンサ容器をチタン
等の生体適合金属のみで形成すれば良くプラスチック等
でアンテナコイルの部分を包う必要のある従来のセンサ
に比べ体液の浸透による特性劣化の問題がなく長期間に
亘る使用忙耐えるのでガンの温熱療法等の温度測定系に
使用する上で著しい効果を発揮する。
又は圧力の情報を持つ水晶振動子が同時に超音波トラン
スジューサの機能をも兼ね備えるものであるのでセンサ
を小型化しうるのみならず殊に超音波の受授による測定
系に適用し九場合には小型のアンテナコイルを必要とし
ない為感度良好となり、更にこれを生体内植込み型温度
／圧力センサとして用いる場合にはセンサ容器をチタン
等の生体適合金属のみで形成すれば良くプラスチック等
でアンテナコイルの部分を包う必要のある従来のセンサ
に比べ体液の浸透による特性劣化の問題がなく長期間に
亘る使用忙耐えるのでガンの温熱療法等の温度測定系に
使用する上で著しい効果を発揮する。
第１図（ａ）は本発明に係るセ／すの′一実施例を示す
断面図、同図（ｂ）はそのエネルギ漏洩の程度を示す実
験結果の図、第２図（ａ）は従来の温度測定系の構成を
示すブロック図、同図（ｂｌはそのセ／すの構成を示す
模式図、同図（ｃｌはセンサの共 ゛振特性を示す図
、第３図及び第４図は本発明に係るセ／すを利用したそ
れぞれ異った温度測定系の実施例を示すブロック図、第
５図は本発明に係るセンサの他の実施例を示す断面図、
第６図（ａｌ 、 （ｂｌはそれぞれ本発明に係るセン
サ容器の異った実施例を示す外観図である。 ７．２１・・・・・・・・・圧電又は機械振動子。 ９・・・・・・・・・密封容器、 ２３，２４・
・・・・・・・・レンズ状断面。 特許出願人 東洋通信機株式会社 ヨ ＝１ｆ濠 三 第 り図 手続補正書
断面図、同図（ｂ）はそのエネルギ漏洩の程度を示す実
験結果の図、第２図（ａ）は従来の温度測定系の構成を
示すブロック図、同図（ｂｌはそのセ／すの構成を示す
模式図、同図（ｃｌはセンサの共 ゛振特性を示す図
、第３図及び第４図は本発明に係るセ／すを利用したそ
れぞれ異った温度測定系の実施例を示すブロック図、第
５図は本発明に係るセンサの他の実施例を示す断面図、
第６図（ａｌ 、 （ｂｌはそれぞれ本発明に係るセン
サ容器の異った実施例を示す外観図である。 ７．２１・・・・・・・・・圧電又は機械振動子。 ９・・・・・・・・・密封容器、 ２３，２４・
・・・・・・・・レンズ状断面。 特許出願人 東洋通信機株式会社 ヨ ＝１ｆ濠 三 第 り図 手続補正書
Claims (3)
- （１）温度又は圧力の変動に応じて共振周波数が変化す
る圧電又は機械振動子を密封容器に封入すると共に前記
圧電又は機械振動子の機械的振動エネルギの一部を前記
密封容器に伝搬せしめることによって前記密封容器を介
して超音波振動の送受を可能ならしめたことを特徴とす
る超音波利用温度／圧力センサ。 - （２）前記圧電振動子が無電極素子であることを特徴と
する特許請求の範囲（１）記載の超音波利用温度／圧力
センサ。 - （３）前記圧電又は機械振動子封入容器の一端面をレン
ズ状の断面形状としたことを特徴とする特許請求の範囲
（１）又は（２）記載の超音波利用温度／圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211888A JP2516747B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 超音波利用温度／圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211888A JP2516747B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 超音波利用温度／圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366427A true JPS6366427A (ja) | 1988-03-25 |
| JP2516747B2 JP2516747B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=16613296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61211888A Expired - Lifetime JP2516747B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 超音波利用温度／圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516747B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229382A (ja) * | 1999-03-11 | 2008-10-02 | Biosense Webster Inc | 超音波放射に基づく位置検出 |
| JP2011117983A (ja) * | 2004-09-17 | 2011-06-16 | Siemens Ag | 温度を決定するための測定装置およびこの測定装置の作動方法 |
| JP2014190713A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Katsumi Narasaki | においセンサ装置 |
| WO2024111261A1 (ja) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 温度計測装置および温度計測方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135429A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-12 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 温度変化量検出器 |
| JPS61126442A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-13 | Seiko Electronic Components Ltd | 圧力センサ |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61211888A patent/JP2516747B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135429A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-12 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 温度変化量検出器 |
| JPS61126442A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-13 | Seiko Electronic Components Ltd | 圧力センサ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229382A (ja) * | 1999-03-11 | 2008-10-02 | Biosense Webster Inc | 超音波放射に基づく位置検出 |
| JP2013033054A (ja) * | 1999-03-11 | 2013-02-14 | Biosense Webster Inc | 超音波放射に基づく位置検出 |
| JP2011117983A (ja) * | 2004-09-17 | 2011-06-16 | Siemens Ag | 温度を決定するための測定装置およびこの測定装置の作動方法 |
| JP2014190713A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Katsumi Narasaki | においセンサ装置 |
| WO2024111261A1 (ja) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 温度計測装置および温度計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2516747B2 (ja) | 1996-07-24 |
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