KR20030010560A - 압전 엘리먼트 및 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기 - Google Patents

압전 엘리먼트 및 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다공성 균일한 세라믹 몸체를 구비하고 상기 세라믹 몸체에 부착된 적어도 두 개의 전극을 구비하는, 압력 신호를 전기 신호로 변환하고 및 그 반대로 변환하기 위한 압전 엘리먼트에 관한 것이다. 다공성 세라믹 몸체는 개방 공극을 포함하고 바람직하게 탄성 코팅부로 전체 표면상에서 밀봉되어 있다. 더욱이 하우징 내에 수용된 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기가 제시된다. 압전 엘리먼트는 하우징의 베이스에 견고하게 결합된 일단부면을 구비한다. 다른 단부면은 진동을 감지하는 표면을 나타내고, 바람직하게 하우징에 의해 덮이지 않는다. 하우징의 체적은 주조 복합물로 충진되어 있으며, 압전 엘리먼트는 기계적으로 상기 주조 복합물로부터 감결합되어 있다.

Description

압전 엘리먼트 및 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기{A PIEZOELECTRIC ELEMENT AND AN OSCILLATION TRANSDUCER WITH A PIEZOELECTRIC ELEMENT}
본 발명은, 독립항의 전제부에 따라서, 압력 신호를 전기 신호로 변환하고 그 반대로 변환하기 위한 압전 엘리먼트 뿐만 아니라 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기에 관한 것이다.
DE 40 29 972로부터 초음파 변환기로서 설계되고 상호 위에 배열된 다공성 압전세라믹의 여러 층으로 구성되며, 이들 사이에 접속된 전극을 구비한 압전 엘리먼트가 개시되어 있다. 다공성 압전세라믹의 각각의 층은 펄 폴리머라이드(pearl polymeride)와 혼합된 세라믹 슬립을 포함하는 공급 용기를 통해 플라스틱 포일(foil)을 끌어당김으로써 제조된다. 포일 스택은 순차적으로 가압되고 소결된다. 각각의 층내에 공극률(porosity)과 관련한 다공성 압전세라믹은, 가장자리 표면상에서 전극들의 접촉을 개선하기 위한 최소 공극률이 존재하는, 기울기를 갖는다.
진동 변환기(oscillation transducer)는 다양한 분야에 사용되었으며, 이들은 마이크로폰, 특히 뉴스 전송용 접촉 마이크로폰, 가속 레코더, 청진(auscultative diagnosis)용 장치, 지진 조사 또는 이와 같은, 안전 신호 시스템 및 다른 예에 사용될 수 있다.
EP 0 515 521 B1으로부터, 내부에 중공이 형성되어 있고, 하우징의 2개 부분 사이에서 중공과 맞물린 압전 플레이트가 고정된, 박스형 2개 부분의 유리 또는 세라믹 하우징을 포함하는 압전세라믹 가속 레코더가 공지되어 있다. 압전세라믹 플레이트에는 하우징 절반부 사이에서 고정 기능을 하는 에지 코너 영역내에 전극을 가지며, 하우징 절반부는 접촉 연결 위치에서 전극을 전기 회로에 연결하기 위한 금속화 부분을 가진다.
본 발명의 목적은, 감도가 증가되고 동시에 충분한 기계적 안정성이 이루어지면서, 진동 변환기와 관련하여 증가된 감도가 특히 한 방향으로 설계되는, 압력 신호를 전기 신호로 및 그 반대로 변환하기 위한 압전 엘리먼트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서 이러한 목적은 독립항 및 종속항의 특징에 의해 이루어진다.
종속항에 개시하는 방법을 이용하여 추가의 유리한 개발 및 개선이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 엘리먼트의 단면도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 진동 변환기의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진동 변환기 추가 실시예의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 세라믹 몸체 2 : 전극
4 : 탄성 코팅부 8 : 하우징
10 : 변환기 22 : 압전 엘리먼트
다공성 압전세라믹은, 고형(solidified) 납 티타늄 지르코네이트 혼합물을 기반으로 하고, 압전 특성과 공극을 갖는 압전세라믹 물질로서 이해될 수 있다. 세라믹 몸체가 폐쇄, 즉 분리되었는지 또는 개방, 즉 공극이 소통되었는지에 따라, 다공성 압전세라믹은 3-0 또는 3-3 결합(bond)에 해당하는 압전합성물에 속한다.
매우 견고한 저공극 세라믹으로부터 높은 다공성 압전세라믹으로의 변화되면 감도의 측정 기준인 압전 전압 상수(gH)(공중 감도/압전세라믹 두께)가 현저히 증가하며, 특히 공극률이 30체적% 이상이 되면 세라믹의 탄성적 변형의 비선형 증가와 세라믹 공극률의 증가에 해당하는 프와송 수(Poisson number), 즉 횡단 수축 계수의 감소가 발생한다. 제 1 특성은 높은 감도를 보장하며 제 2 특성은 모든 측부에서 공간 효과를 갖는 기계적인 진동으로 인해, 압전 상수(gH)의 크기, 즉 감도가 분극 축에서 최대 범위로 남아 있지만, 고체 세라믹에 있어서는 주축, 즉 분극축의 신호 성분과 제 2 축의 반대-위상(counter-phased) 신호 성분의 중첩으로 인해 그 범위가 감소되고, 이로 인해 감도가 낮아진다.
이러한 효과는 개방 공극을 갖는 다공성 세라믹에서 가장 뚜렷하게 볼 수 있으나, 세라믹 몸체의 공극률 증가로 인해, 자체의 기계적 강도는 감소되어, 높은 다공성 세라믹은 일반적으로 사용되지 않는다. 개방 공극을 갖는 높은 다공성 압전세라믹의 기계적 안정성을 개선하기 위하여, 비록 동시에 체적측정의 압전 감도는 현저히 감소되지만, 공극 충진용 여러 폴리머 복합물을 사용하는 것이 공지되어 있다. 통상적인 충진재는 에폭시 수지 및 실리콘 고무이다.
본 발명에 따라 다공성 세라믹 몸체가 개방 공극을 포함하며 적어도 전극이 차지하지 않는 표면상에서 탄성 코팅부가 제공되는 사실에 의해, 압전 엘리먼트의 압전 전압 상수는 현저하게 증가되고, 탄성 코팅부는 세라믹 몸체의 기계적 강도를 개선시킨다. 동시에 세라믹 몸체는 전체 표면이 코팅으로 밀봉되어 덮이는 것이 특히 바람직하다.
이러한 수단에 의해 높은 공극률을 갖는 세라믹 몸체의 기계적 강도를 증가시키는 것 이외에 압력 신호를 전기 신호로 변환 및 그 반대로 변환하기 위한 압전 엘리먼트에서 사용가능하므로, 탄성 코팅부의 역할은 예컨대 음향파의 효과를 갖는 이러한 코팅부로 인해 압전 엘리먼트의 내부 체적과 주변 매체 사이의 압력 강하를 발생시키며, 상응하여 압전 엘리먼트의 증가된 변형성을 효율적으로 달성한다는 사실에 있다. 높은 다공성 압전세라믹의 낮은 프와송 수로 인해, 증가된 체적측량의 변형은 단일 축, 주로 직접 압전효과의 결과로서 압전 엘리먼트의 전극에서 전기적 충전을 활성화시키는 길이 방향으로 변형된다. 최종 결과에서 체적측량의 출력 신호는 다공성 세라믹의 압전 엘리먼트에 의해 적절히 높은 전기 신호로 변환된다.탄성 코팅부가 없기 때문에, 압전 엘리먼트의 변형은 압력 변화율(gradient)은 발생하지 않고 이로 인해 자체의 압전 전압 상수가 마찬가지로 낮아지기 때문에 현저히 작아진다.
바람직한 방식으로 전체 단부면 영역상의 다공성 세라믹 몸체는 서로 소통되는 개방 공극의 분포에 따라 균일해진다. 세라믹 몸체내의 압력 변화율이 증가되는 "호흡(breathing)"을 파괴되지 않도록 하기 위하여, 적정 외부 물질, 공극은 공기 또는 가스로만 충진되고 고체 충진물로 충진되지 않으며 다른 물질을 갖는 샌드위치 구조가 방지된다.
또한 10 내지 50 쇼어(Shore) 사이의 영역, 바람직하게는 10 내지 30 쇼어 사이의 영역내의 탄성을 갖는 탄성 코팅부의 두께가 변형이 억제되지 않도록 재료에 따라 선택될 것이다. 이러한 두께는 0.1 내지 1.5 mm, 바람직하게는 대략 0.1 내지 0.5 mm의 범위에 있다.
공극률은 가능한 높게 선택되는 것이 바람직하고, 필요한 강도, 원하는 감도 및 제조 방법에 의해 상한이 결정된다.
본 발명에 따른 진동 변환기가 개방 공극의 다공성 세라믹 몸체를 가지며, 일단부면이 하우징의 베이스에 견고하게 고정되고 압전 엘리먼트의 마주하는 단부면이 감지 표면을 나타내며 하우징 체적이 적어도 부분적으로 주조 복합물(casting compound)로 충진되고, 압전 엘리먼트가 주조 복합물로부터 기계적으로 감결합(減結合)되는, 압전 엘리먼트를 포함하는 사실을 이용하여, 우수한 신호대잡음 비를 갖는 진동 신호를 위한 진동 변환기의 높은 감도를 이룩하며 기계적 감결합을 이용하여 자체의 진폭-주파수 응답이 개선되고, 다공성 세라믹 몸체를 하우징의 베이스에 견고하게 결합함으로써 그리고 주변 주조 복합물로 인해 감도가 영향을 받는다.
하우징이 진동-흡수 물질의 프레임상에 놓여지고 이것에 결합되어, 즉 탄성적이며 진동-감쇠적으로 장착되는 것이 더욱 바람직한데, 이것은 이로 인해 외부 진동의 변환기 감도는 크게 감소되는 반면에 전방측부상에 영향을 미치는 진동과 관련하여 높은 감도를 유지하기 때문이고, 이러한 효과는 프레임이 하우징을 둘러싸는 슬리브와 베이스 플레이트로 구성되더라도 개선되며, 슬리브와 하우징 사이, 및 베이스 플레이트와 하우징 사이에 진동-감쇠 또는 진동-흡수 매체로 충진되는 중간 공간이 제공된다.
본 발명의 실시예가 도면에 도시되어 있고 이하 설명에서 상세하게 설명된다.
도 1에서, 개방 공극을 갖는, 실질적으로 다공성 균일한 세라믹 몸체가 참조번호 1로 지시되어 있으며, 공극이 차지하는 체적이 10%, 바람직하게는 30% 이상이고, 예컨대 공극률은 50 내지 70% 사이에 있다. 일반적으로 공극은 공기로 충진되어 있지만, 다른 가스를 포함할 수 있다. 세라믹 몸체(1)의 두 개의 마주하는 표면상에서 접속 와이어(3)에 접속된 두 개의 전극(2)이 부착되어 있다. 전극(2)이 차지하는 표면을 무시하고 적절한 위치인, 자체의 전체 외주상에, 예컨대 폴리우레탄, 실리콘 고무, 이소프렌 고무 등과 같은 폴리머인 밀봉된 탄성 코팅부(4)가 세라믹 몸체(1)에 제공된다. 탄성 코팅부는 너무 두꺼워서 세라믹 몸체의 변형가능성이 진동으로 인해 존재할 수 있다. 즉 변형이 방지되지 않으며, 이것은 동일한정도까지 코팅부의 탄성에 적용된다. 탄성은 예컨대 10 내지 50 쇼어, 바람직하게는 10 내지 30 쇼어의 범위에 있다. 탄성 코팅부의 층 두께는 사용된 물질에 따라서 0.1 내지 1.5 mm, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm 사이의 범위에 있을 수 있다. 특히 0.1 내지 0.5 mm 사이에서 유효한 결과가 얻어진다.
예
구체적인 실시예에 따라서 압전 엘리먼트는 12 mm의 직경과 5 mm의 높이를 갖는 디스크 형태로 체적의 62-63%의 공극률을 갖는 압전세라믹 물질(PTZ-36)로 제조된다. 디스크의 단부면상에 금속 층을 증착하고, 이러한 층에서 신호를 포착하기 위해(take) 와이어 상에 납땜하며 및 비교를 위해 세라믹 몸체를 극성화한 후에, 엘리먼트의 이러한 표면은, 폴리우레탄, 실리콘 고무 및 합성 고무와 같은, 다른 탄성 폴리머의 층으로 밀봉된다.
압전 전압 상수 gH는 하기의 공식에 따라 결정되며
gH=/ h
여기서는 mV/Pa 단위의 세라믹 몸체의 공기 음향 감도이며 h는 세라믹 몸체의 높이이며, 1000Hz의 주파수에서 약반사 공간(reflection-poor space)에서 측정된 것이다. 얻어진 결과는 표 1에 개시되어 있다.
[표 1]
번호 h=0.5 mm 파라미터 층 두께를 갖는 코팅 재료 gH[mV·m/N]
1 에폭시 수지 28
2 폴리메틸 메타크릴레이트 28
3 폴리우레탄 252
4 실리콘 고무 280
5 합성 이소프렌 고무 294
6 무코팅 14
개시된 데이터로부터 탄성 코팅부를 사용하여 개방 다공성 세라믹의 높은 압전 전압 상수를 유지할 수 있고, 코팅부가 없는 동일한 세라믹 몸체의 감도가 20 배 정도까지 초과된다. 마찬가지로 비탄성 코팅이 2 정도만 압전 전압 상수의 증가를 유도하는 것을 표 1로부터 추론할 수 있다.
압전 감도상의 탄성 코팅부의 긍정적인 영향은 넓은 주파수 대역폭에서 발생하며, 표 2에서 탄성 및 비탄성 코팅부에 대한 주파수에 따른 압전 전압 상수 gH(mV·m/N)가 개시되어 있다.
[표 2]
주파수(Hz) 10 100 1000 5000 10000 15000
탄성 코팅부의 gH230 250 280 230 250 265
비탄성 코팅부의 gH10 14 28 28 28 28
(개방 또는 폐쇄 공극의) 공극률 특성과 대조적으로 공극의 크기는 오로지 압전 감도에 다소 영향을 미친다. 표 3은 실리콘 고무 코팅부를 구비하며, 공극크기에 따라 동일한 개방 공극률을 갖는 압전 엘리먼트의 감도 값을 나타낸다.
[표 3]
공극 크기(㎛) gH[mV·m/N]
20-80 280
50-200 308
100-500 300
500-1000 280
표 4에 따른 추가 예에서 압전 감도는 추가의 무게 충격이 없고, 56%의 공극률을 갖는 코팅부 재료의 코팅 두께에 따라 표현된다.
[표 4]
층 두께[mm] 0.0 0.1 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
공중음 감도 0.02 0.7 0.7 0.7 0.45 0.33 0.21
(airborne sound sensitivity)[mV/Pa]
고체음 감도 1.2 25 27 20 15 11 7
(solid-borne sound sensitivity)[mV/g]
0.1 및 0.5 mm의 층 두께에서 가장 큰 감도를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
압전 엘리먼트로 인해 종래 상태에서 이룰 수 있던 것보다 훨씬 높은 압전-감도를 달성하며, 훨씬 간단한 구조를 갖는다. 고체 압전세라믹의 압전 엘리먼트와 비교하여 본 발명에 따른 압전 엘리먼트는 거의 2 크기 등급(size order) 높은 압전 전압 상수를 가지며 광대역(broad) 주파수 스펙트럼(10 Hz 내지 200 Hz) 및 가청 주파수 대역의 파동이 6dB을 초과하지 않는 균일한 진폭 주파수 응답의 특성을 갖는다.
도 2에서 상기 설명한 압전 엘리먼트를 사용한 진동 변환기가 도시되어 있다. 진동 변환기는 하우징(8)내에 수용된 압전 엘리먼트(22)를 포함하며, 압전 엘리먼트(22)는 하우징(8)을 충진하는 주조 복합물(5)에 의해 둘러싸여 있다. 도 2에서 하우징(8)은 포트-형상(pot-shape)으로 형성되어 있고 일측부에서 개방되고, 상부에서 개방되며, 압전 엘리먼트(22)는 주조 복합물(5)의 레벨 이상으로 다소 돌출되어 있으며 압전 엘리먼트(22)의 감지 센서 표면이 나타내져 있다. 하우징(8), 즉, 압전 엘리먼트(22) 및 주조 복합물(5)은 차폐 포일(6)로 덮여 있으며, 이러한 차폐 포일은 금속 포일 또는 정교한 와이어 구조 또는 금속화 플라스틱 포일 또는 전기적 도전 폴리머로 구성되어 있다. 하우징은 플랜지 링(7)에 의해 둘러싸여 있는 플랜지형 에지를 포함하며, 링(7)은 차폐 포일(6)과 하우징(8)의 에지상에서 걸려 있다(engage).
압전 엘리먼트(22)에는 추가의 전기 신호를 전송하기 위한 전극이 제공된다. 전극(2)은 임피던스 컨버터 회로(20)에 접속되어 있으며 이것을 경유하여 해당 전기적 순응(adaptation)이 구현된다. 상부 전극(2)은 접속부(16)를 경유하여 차폐 포일(6)에 접속되어 있지만, 하부 전극(2)은 리드(10)를 경유하여 임피던스 컨버터 회로(20)에 접속되어 있다. 접속 케이블(18)은 외부측으로 유도되어 있다.
다공성 세라믹 몸체(1)에 밀봉하여 자체의 전체 표면상에 세라믹 몸체(1)를 둘러싸는 탄성 코팅부(4)가 기계적인 안정화와 압력 변화율 증가를 위해 제공된다.
도 2에 따른 진동 변환기의 제조에 있어서, 탄성 폴리머 코팅부(4)가 제공된 다공성 세라믹 몸체(1)는 일단부면에서 견고한 접속부(19)를 경유하여 하우징 베이스상의 부착 층에 접속되어 있다. 탄성 코팅부(4)가 제공된 세라믹 몸체(1)는 견고하게 결합되지 않은 느슨한 커버(loose cover)(9)에 결합되어 있고, 예컨대 느슨한 커버(9)는 세라믹 몸체(1)를 뒤집어 엎는(push over) 실리콘 관으로서 형성되어 있다. 다음으로 하우징은 완전하게 또는 부분적으로 주조 복합물, 에폭시 수지 또는 다른 약한 탄성 복합물로 충진되어 있다. 이것으로 인해 커버(9)는 압전 엘리먼트(22)를 주조 복합물(5)로부터 분리하며 기계적인 감결합을 형성한다. 전극에 접속된 임피던스 컨버터 회로는 공통주조물(cocast)이며 주조 복합물(5)에 의해 둘러싸여 있다.
도 2에 따른 장치의 결과로서 세라믹 몸체의 후방측부는 하우징(8)의 비활성 중량으로 최대로 "부하를 받으며" 전방측부는 최대로 "경감되는데", 이것은 전방측부상에서 진동 변환기의 감도를 증가시키며 후방측부에서의 감도를 감소시킨다. 더욱이 커버 표면 또는 압전 엘리먼트 측면용 보호 커버(9)의 사용은 변환기 감도를 손상시키지 않으면서 하우징을 주조하기 위한 약한 탄성 엘리먼트의 사용을 가능하게 하며, 이것은 변환기의 자체-공진을 높은 주파수 영역으로 변환시킬 수 있으며 이로 인해 저주파수 영역내의 진폭 주파수 응답을 개선시킬 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 이러한 변환기는 접촉부 또는 임팩트 노이즈 마이크로폰으로서 사용될 수 있으며, 하우징(8)의 전방측부 이상으로 돌출된 압전 엘리먼트의 단부면만이 신호 소스의 표면과 접촉된다.
도 2에 도시된 변환기의 일 예는 5.8 mm의 높이와 21.5/18.0 mm의 직경 및 대략 7 g의 무게를 가지며, 임팩트 노이즈 전달 계수는 1500 mV/g이며 50 - 5000 Hz의 주파수 범위내의 진폭 주파수 응답은 6 dB 공차 내에 달하며 전방 및 후방측부의 감도 비율은 대략 20 dB의 값을 갖는다.
추가의 실시예가 도 3에 도시되어 있으며, 변환기는 10으로 지시되며 도 2에 따른 구조를 갖는다.
인식된 바와 같이, 자체의 에지(13)상에서 하우징(9)은 자체의 원주상에서 하우징(8)을 둘러싸는 탄성 흡음(吸音) 물질의 원주형 슬리브(11)에 의해 지지된다. 더욱이 다시 포트형 커버 캡(12)이 제공되며 그 안에서 실린더(11)를 구비한 하우징(8)이 배치되며, 흡음 물질의 실린더(11)는 한 편으로는 접속 위치(14)를 경유하여 플랜지형 에지(13)에 접속되며 다른 한 편으로는 커버 캡(12)의 베이스에 접속된다. 동시에 하우징(8)의 베이스와 카트리지(12)의 베이스 사이에서 진동 흡수 매체가 충진된 중간 공간(15)이 제공된다. 이것은 공기, 진공, 유체 또는 그 이외의 것이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 커버 캡이 사용되었지만 다른 구조가 또한 진동 변환기(10)가 외부 진동에 둔감하게 하기 위하여 제공될 수 있다. 그러나 변환기와 중간 공간의 탄성 흡음 서스펜션 기본 개념은 이중 베이스 방식에서도 적용된다.
이러한 장치로 인해 외부 진동에 대한 변환기의 감도를 크게 감소 또는 임의의 주파수동안 실제로 완전하게 억제하지만 변환기의 두께를 최소로 증가시키면서 전방측부로부터 변환기에 충격을 주는 진동 신호의 높은 감도를 유지한다. 실린더로서 형성될 수 있는, 변환기의 하우징을 둘러싸는 탄성 흡음 물질의 슬리브는 일측부가 하우징의 전방측부에 고정되며 다른 측부는 변환기 위로 밀어 올려진 커버 캡의 베이스에 고정되거나 또는 다른 외부 디스크에만 고정된다. 동시에 변환기의 하우징과 디스크 사이에서 또는 하우징과 커버 캡의 베이스 사이에서 가스, 진공, 유체 또는 다른 진동-흡수 매체로 충진될 수 있는 이중 베이스 형식으로 중간 공간이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시에 의해 감도가 증가되고 동시에 충분한 기계적 안정성을 달성하는 압전 엘리먼트 및 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기가 구현될 수 있다.

Claims (17)

  1. 다공성 세라믹 몸체 및 상기 세라믹 몸체상에 부착된 적어도 두 개의 전극을 구비하며, 압력 신호를 전기 신호로 변환하고 그 반대로 변환하기 위한 압전 엘리먼트로서,
    상기 다공성 세라믹 몸체(1)는 개방 공극을 포함하며 적어도 상기 전극(2)이 차지하지 않는 표면상에서 상기 세라믹 몸체내에 압력 변화율을 증가시키기 위한 탄성 코팅부(4)가 제공되는 압전 엘리먼트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 코팅부(4)는 밀봉되며 상기 세라믹 몸체(1)의 전체 표면을 전극으로 덮는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다공성 세라믹 몸체는 납 티타네이트 지르코네이트 혼합물로 제조되는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 공극률은 적어도 10%이며, 바람직하게는 30% 이상인 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 공극률은 바람직하게 50 내지 70% 사이에 있는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅부(4)는 실리콘 고무, 이소프렌 고무 또는 폴리우레탄 등으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅부의 두께는 0.1 내지 1.5 mm의 영역내에 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm의 영역, 더 바람직하게는 0.1 내지 0.5 mm의 영역내에 있는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅부의 탄성률은 10 내지 50 쇼어(Shore)의 범위내에, 바람직하게는 10 내지 30 쇼어 사이에 있는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방 공극을 구비한 상기 다공성 세라믹 몸체는 실질적으로 균일한 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 따른 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기로서, 상기 진동 변환기는 하우징내에 수용되며, 압전 엘리먼트의 일단부면이 상기 하우징의 베이스에 견고하게 결합되며 마주하는 단부면은 외부 공간으로부터의 진동을 감지하는 표면을 나타내며, 상기 하우징(8)내의 상기 압전 엘리먼트(22)는 주조 복합물(5)에 의해 둘러싸이며 상기 주조 복합물(5)로부터 기계적으로 감결합되는 진동 변환기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 압전 엘리먼트(22)의 측면 외주 표면은, 상기 주조 복합물(5)을 상기 압전 엘리먼트(22)로부터 분리시키는 기계적 감결합으로서, 상기 압전 엘리먼트(22)에 느슨하게 결합된 커버(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 변환기.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 압전 엘리먼트(22)의 전극(2)은 임피던스 컨버터 회로에 접속되며 상기 임피던스 커버터 회로는 상기 주조 복합물(5)로 주조되는 것을 특징으로 하는 진동 변환기.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 엘리먼트(22)의 감지 단부면은 상기 하우징(8) 이상으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지 단부면은 금속 포일, 와이어 구조, 금속화 플라스틱 포일 또는 전기적 도전 엘라스토머에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징(8)은 진동-흡수 물질의 프레임(11,12)상에 배치되고 상기 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 프레임은 상기 하우징(8)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 슬리브(11) 및 베이스 플레이트를 포함하며, 상기 슬리브(11)와 상기 하우징(8) 사이에서 진동-감쇠 매체로 충진된 중간 공간(15)이 제공되는 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 슬리브(11)는 상기 하우징(8)의 플랜지(13)상에 고정되고, 상기 베이스 플레이트는 상기 하우징(8)을 둘러싸는 커버 캡(12)의 구성 부분인 것을 특징으로 하는 압전 엘리먼트를 구비한 진동 변환기.
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