NL9401287A - Acoustic sensor device - Google Patents
Acoustic sensor device Download PDFInfo
- Publication number
- NL9401287A NL9401287A NL9401287A NL9401287A NL9401287A NL 9401287 A NL9401287 A NL 9401287A NL 9401287 A NL9401287 A NL 9401287A NL 9401287 A NL9401287 A NL 9401287A NL 9401287 A NL9401287 A NL 9401287A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- sensor device
- bodies
- metallized
- piezoelectric material
- acoustic
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 5
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 2
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 210000003238 esophagus Anatomy 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 210000003709 heart valve Anatomy 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/02—Microphones
Abstract
Description
Akoestische sensorinrichtingAcoustic sensor device
De uitvinding betreft een akoestische sensorinrichting.The invention relates to an acoustic sensor device.
Akoestische sensorinrichtingen zijn in de praktijk bekend. Zij worden gebruikt voor het omzetten van geluidstrillingen in elektrische signalen ten behoeve van onderzoek op uiteenlopende vakgebieden. Een bekende uitvoeringsvorm van een akoestische sensorinrichting is de con-tactmicrofoon, die in de medisch wetenschap wordt gebruikt bij sono-car-diologisch onderzoek. Door een dergelijke contactmicrofoon tegen de borst van de patiënt aan te leggen, kan het hartsignaal geregistreerd worden, waarbij de geregistreerde akoestische signalen van het hart worden omgezet in elektrische signalen. Een verdere bekende uitvoeringsvorm van de in de aanhef genoemde akoestische sensorinrichting is bijvoorbeeld de hydrofoon, die algemeen wordt gebruikt voor het registreren van geluidssignalen bij onderzoek in een vloeistofomgeving.Acoustic sensor devices are known in practice. They are used to convert sound vibrations into electrical signals for research in various fields. A known embodiment of an acoustic sensor device is the contact microphone, which is used in medical science for sono-cariological examination. By applying such a contact microphone to the patient's chest, the heart signal can be recorded, converting the recorded acoustic signals from the heart into electrical signals. A further known embodiment of the acoustic sensor device mentioned in the preamble is, for example, the hydrophone, which is generally used for recording sound signals during research in a liquid environment.
Bovengenoemde bekende akoestische sensorinrichtingen hebben het nadeel van een hoge gevoeligheid voor elektromagnetische stoorvelden.The above-mentioned known acoustic sensor devices have the drawback of a high sensitivity to electromagnetic interference fields.
De onderhavige uitvinding beoogt dit probleem te ondervangen.The present invention aims to overcome this problem.
De akoestische sensorinrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat de sensorinrichting als differentiaalsensorinrichting is uitgevoerd en is voorzien van tenminste twee gelijkvormige, aan hun oppervlakken gemetalliseerde, piëzo-elektrische lichamen, welke lichamen verbonden zijn met een differentiaalversterker, in welke sensorinrichting na omzetting van geregistreerde akoestische signalen naar elektrische signalen aanwezige stoorsignalen met gemeenschappelijke modus in hoofdzaak onderdrukt worden.To this end, the acoustic sensor device according to the invention is characterized in that the sensor device is designed as a differential sensor device and is provided with at least two uniform piezoelectric bodies metallized on their surfaces, which bodies are connected to a differential amplifier, in which sensor device after conversion of registered acoustic signals to electrical signals present interference signals with common mode are substantially suppressed.
De gevoeligheid voor elektromagnetische stoorvelden van bovengenoemde akoestische sensorinrichting neemt af naarmate de twee gelijkvormige sensorlichamen in hun afmetingen aan elkaar zijn aangepast zodat hun elektrische capaciteiten in hoofdzaak identiek zijn.The sensitivity to electromagnetic interference fields of the above acoustic sensor device decreases as the two uniform sensor bodies are sized to each other so that their electrical capacities are substantially identical.
De gevoeligheid van de sensorinrichting voor stoorsignalen kan verder verbeterd worden door deze af te schermen voor de altijd aanwezige stoorsignalen met een signaalfrequentie van 50 of 60 Hz. In een gunstige uitvoeringsvorm van bovengenoemde sensorinrichting zijn de gemetalliseerde oppervlakken van de genoemde lichamen derhalve aangesloten op de geaarde buitenmantel van twee om elkaar heen gedraaide aansluitkabels waarvan de binnenaders elk afzonderlijk verbonden zijn met het gemetalliseerde binnenoppervlak van één van de twee lichamen, waarbij de aansluitkabels aan hun andere uiteinden verbonden zijn met de differentiaalverster- ker.The sensitivity of the sensor device to interfering signals can be further improved by shielding it from the ever present interfering signals with a signal frequency of 50 or 60 Hz. In a favorable embodiment of the above-mentioned sensor device, the metallized surfaces of the said bodies are therefore connected to the grounded outer sheath of two twisted connection cables, the inner wires of which are each separately connected to the metallized inner surface of one of the two bodies, the connection cables to their other ends are connected to the differential amplifier.
Zowel bij sommige toepassingen in de medische akoestiek als in de seismiek en onderwaterakoestiek wordt een akoestische sensorinrichting regelmatig gebruikt bij aanwezigheid van elektromagnetische stoorvelden. Een voorbeeld hiervan is de werkwijze en inrichting voor het direct in vivo detecteren van de toestand van een hartklepprothese (beschreven in NL...)· waarbij een elektromagnetisch wisselveld de signaalregistratie van de daar gebruikte akoestische sensorinrichting nadelig kan beïnvloeden. Bij seismische toepassingen wordt de signaalregistratie van de sensorinrichting vaak beïnvloed door storende elektromagnetische velden afkomstig van bijvoorbeeld navigatie-apparatuur en aggregaten voor stroomvoorziening. Om nu te voorkomen dat elektromagnetische velden ongewenste kringstromen induceren in de akoestische sensorinrichting, is een verdere gunstige uitvoeringsvorm van deze sensorinrichting zodanig uitgevoerd dat de binnen- en buitenmetallisaties van de genoemde lichamen over de gehele lengte, bijvoorbeeld door middel van een zaagsnede, onderbroken zijn. Een verdergaande bescherming tegen elektromagnetische velden ontstaat door de lichamen over de gehele lengte volledig te onderbreken. De ontstane langsopening kan dan vervolgens opgevuld worden met een niet-geleidend materiaal, bijvoorbeeld een kunststof met een lage diëlektri-sche constante, ter bevordering van de duurzaamheid.In some applications in medical acoustics as well as in seismic and underwater acoustics, an acoustic sensor device is regularly used in the presence of electromagnetic interference fields. An example of this is the method and device for directly in vivo detection of the condition of a heart valve prosthesis (described in NL ...) · in which an electromagnetic alternating field can adversely affect the signal registration of the acoustic sensor device used there. In seismic applications, the signal registration of the sensor device is often affected by interfering electromagnetic fields from, for example, navigation equipment and power supply aggregates. In order now to prevent electromagnetic fields from inducing undesired circulating currents in the acoustic sensor device, a further favorable embodiment of this sensor device is designed such that the inner and outer metallizations of the said bodies are interrupted over the entire length, for example by means of a saw cut. More extensive protection against electromagnetic fields is achieved by completely interrupting the bodies over the entire length. The resulting longitudinal opening can then be filled with a non-conductive material, for example a plastic with a low dielectric constant, to promote durability.
De uitvinding zal aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin:The invention will be explained in more detail with reference to a few embodiments with reference to the drawings, in which:
Figuur 1 een opengewerkt zij-aanzicht van een eerste uitvoerings-voorbeeld van een akoestische sensorinrichting volgens de uitvinding toont;Figure 1 shows an exploded side view of a first exemplary embodiment of an acoustic sensor device according to the invention;
Figuur 2 een schematische voorstelling van een tweede uitvoerings-voorbeeld betreffende een deel van de sensorinrichting uit figuur 1 toont;Figure 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment concerning a part of the sensor device of Figure 1;
Figuur 3 een langsdoorsnede van een derde uitvoeringsvoorbeeld van een sensorinrichting volgens de uitvinding toont.Figure 3 shows a longitudinal section of a third exemplary embodiment of a sensor device according to the invention.
Figuur 1 toont een opengewerkt zij-aanzicht van het eerste uitvoe-ringsvoorbeeld van een akoestische sensorinrichting volgens de uitvinding, die tenminste is voorzien van twee cilinders van piëzo-elektrisch materiaal 1, die in de lengterichting op elkaar zijn geplaatst. Er zijn ook uitvoeringsvormen van deze sensorinrichting denkbaar die een veelvoud van twee cilinders piëzo-elektrisch materiaal omvatten. De cilinders zijn radiaal gepolariseerd in onderling tegengestelde richting (aangeduid m.b.v. pijlen), waardoor bij uniform uitgeoefende akoestische druk de cilinders een onderling tegengestelde spanning afgeven. Geschikte piëzo-elektrisch materialen zijn onder andere polymeren, bijvoorbeeld poly-vinylideen-fluoride (PVDF) en keramische materialen, bijvoorbeeld lood-zirconaat-titanaat (PZT). Het piëzo-elektrische materiaal is aan beide kanten gemetalliseerd met een bij voorkeur niet-magnetisch materiaal bijvoorbeeld met goud waarbij tevens een vergroting van de corrosie-bestendigheid van de sensorinrichting wordt verkregen.Figure 1 shows an exploded side view of the first exemplary embodiment of an acoustic sensor device according to the invention, which comprises at least two cylinders of piezoelectric material 1, which are placed longitudinally on top of each other. There are also conceivable embodiments of this sensor device comprising a plurality of two cylinders of piezoelectric material. The cylinders are radially polarized in mutually opposite directions (indicated by arrows), so that the cylinders deliver a mutually opposite tension when acoustically applied acoustic pressure. Suitable piezoelectric materials include polymers, for example polyvinylidene fluoride (PVDF) and ceramic materials, for example lead zirconate titanate (PZT). The piezoelectric material is metallized on both sides with a preferably non-magnetic material, for example with gold, while also increasing the corrosion resistance of the sensor device.
De gemetalliseerde buitenoppervlakken van de cilinders zijn elektrisch met elkaar verbonden en aangesloten op de gezamenlijke, geaarde buitenmantel 2 van twee om elkaar heen gedraaide aansluitkabels 3 en 4. Een dergelijke verbinding kan op triviale wijze tot stand gebracht worden en is derhalve niet getoond in de figuur. De binnenaders 5 en 6 van respectievelijk aansluitkabels 3 en 4 zijn elk afzonderlijk verbonden met het gemetalliseerde binnenoppervlak van de twee tegengesteld gepolariseerde cilinders. In geval van een piëzo-elektrisch polymeer komt deze verbinding bij voorkeur tot stand met behulp van een elektrisch geleidende lijm, bijvoorbeeld een metaalgevuld kunsthars zoals een epoxy- of een polyesterlijm. Bij toepassing van een keramisch materiaal kan de verbinding ook gesoldeerd worden. Voor afscherming tegen elektromagnetische signalen is het belangrijk dat de aansluitkabels zolang mogelijk om elkaar heen gedraaid blijven. Ter minimalisering van een eventuele elektrische onbalans in de sensorinrichting is de verbinding van de beide binnenaders aan het binnenoppervlak van de cilinders ondanks aansluiting op ongelijke hoogte zodanig dat de lengte van beide aders vanaf aansluiting tot versterker in hoofdzaak gelijk is. De andere uiteinden van de aansluitkabels zijn aangesloten op de differentiaalversterker (niet getoond) .The metallized outer surfaces of the cylinders are electrically connected to each other and connected to the joint, grounded outer sheath 2 of two twisted connection cables 3 and 4. Such a connection can be made in a trivial manner and is therefore not shown in the figure. . The inner cores 5 and 6 of connecting cables 3 and 4, respectively, are each individually connected to the metallized inner surface of the two oppositely polarized cylinders. In the case of a piezoelectric polymer, this connection is preferably effected by means of an electrically conductive adhesive, for example a metal-filled synthetic resin such as an epoxy or a polyester adhesive. When using a ceramic material, the connection can also be soldered. For shielding against electromagnetic signals, it is important that the connecting cables remain twisted around each other for as long as possible. In order to minimize any electrical imbalance in the sensor device, the connection of the two inner cores to the inner surface of the cylinders, despite connection at an unequal height, is such that the length of both cores from connection to amplifier is substantially the same. The other ends of the connecting cables are connected to the differential amplifier (not shown).
In de cilinder is een langsopening 7 aangebracht ter voorkoming van kringstromen ten gevolge van elektromagnetische velden. Deze langsopening kan óf alleen de oppervlaktemetallisatie onderbreken óf de gehele cilin-derwand van het piëzo-elektrische materiaal volledig onderbreken. Om de cilindervorm in het laatste geval om wille van mechanische duurzaamheid te herstellen kan de langsopening worden opgevuld met een niet-geleidend materiaal, bijvoorbeeld een kunststof met lage diëlektrische constante.A longitudinal opening 7 is arranged in the cylinder to prevent circulating currents as a result of electromagnetic fields. This longitudinal opening can either interrupt only the surface metallization or completely interrupt the entire cylinder wall of the piezoelectric material. In order to restore the cylindrical shape in the latter case for the sake of mechanical durability, the longitudinal opening can be filled with a non-conductive material, for example a plastic with a low dielectric constant.
In dit uitvoeringsvoorbeeld is een polyurethaan-rubber met een passende compliantiefactor toegepast om een verstevigende en beschermende laag 8 rond de sensorinrichting aan te brengen teneinde deze geschikt te maken voor bijvoorbeeld invasief medisch-akoestisch en seismisch onderzoek. De beschermlaag 8 maakt de sensorinrichting uitstekend geschikt voor deze toepassingen, omdat de specifieke akoestische impedantie van polyurethaan-rubber vrijwel gelijk is aan die van water en menselijk weefsel. Aangezien de rubberlaag gegoten wordt, is er voorzien in afdich-tingsringen 9» die eveneens van polyurethaan-rubber zijn gemaakt, om te voorkomen dat de cilinders tijdens het gietproces met rubber gevuld worden.In this exemplary embodiment, a polyurethane rubber with an appropriate compliance factor has been used to apply a reinforcing and protective layer 8 around the sensor device to make it suitable for, for example, invasive medical-acoustic and seismic research. The protective layer 8 makes the sensor device ideal for these applications, because the specific acoustic impedance of polyurethane rubber is almost equal to that of water and human tissue. Since the rubber layer is cast, sealing rings 9, which are also made of polyurethane rubber, are provided to prevent the cylinders from being filled with rubber during the casting process.
Figuur 2 toont een schematische voorstelling van een tweede uitvoe-ringsvoorbeeld van een deel van een sensorinrichting volgens de uitvinding. Hierin is schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm voor de in de lengterichting op elkaar geplaatste cilinders uit figuur 1 getoond. In plaats daarvan omvat deze tweede uitvoeringsvorm tenminste twee cilindrische delen 10 van een piëzo-elektrisch polymeer, die concentrisch ten opzichte van elkaar geplaatst zijn. Tussen de cilinders 10 is een flexibele afstandslaag 11 (met een lage diëlektrische constante) aangebracht die fungeert als drager en elektrische isolator.Figure 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a part of a sensor device according to the invention. This schematically shows an alternative embodiment for the longitudinally superposed cylinders of Figure 1. Rather, this second embodiment includes at least two cylindrical parts 10 of a piezoelectric polymer placed concentrically to each other. A flexible spacer layer 11 (with a low dielectric constant) is provided between the cylinders 10, which functions as a carrier and electrical insulator.
Elk cilindrisch deel 10 is aan zijn oppervlakken gemetalliseerd en beide delen 10 hebben een onderling tegengestelde polarisatie, waarvan de richting m.b.v. pijlen in figuur 2 is aangeduid. Toepassing van uni-axi-aal verstrekt materiaal resulteert in een sensorinrichting met grotere gevoeligheid dan toepassing van bi-axiaal verstrekt materiaal, maar beide uitvoeringsvormen zijn gunstig. Elke cilinder kan opgebouwd zijn uit meerdere lagen. Deze lagen worden elektrisch parallel geschakeld waardoor een lagere elektrische impedantie wordt verkregen, zodat de elektrische aanpassing naar de differentiaal versterkerelektronica wordt geoptimaliseerd. Een dergelijke constructie kan tevens worden verkregen door het piëzo-elektrische materiaal concentrisch te wikkelen, waarbij de gewikkelde lagen niet worden kortgesloten en elektrisch worden gescheiden door een tussenlaag met geringe diëlektrische constante, waardoor eveneens een lage elektrische impedantie wordt verkregen.Each cylindrical part 10 is metallized on its surfaces and both parts 10 have mutually opposite polarization, the direction of which is by means of arrows in figure 2. Use of uniaxially stretched material results in a sensor arrangement with greater sensitivity than use of biaxially stretched material, but both embodiments are beneficial. Each cylinder can be made up of several layers. These layers are electrically connected in parallel, resulting in a lower electrical impedance, so that the electrical adaptation to the differential amplifier electronics is optimized. Such a construction can also be obtained by concentrically winding the piezoelectric material, whereby the wound layers are not short-circuited and electrically separated by an intermediate layer with a low dielectric constant, which also results in a low electrical impedance.
Voor de aansluiting op de differentiaalversterker wordt gebruik gemaakt van soortgelijke aansluitkabels als in figuur 1, waarbij de bin-nenaders van deze aansluitkabels worden aangesloten op aansluitpunten 13 en 15· Het buitenoppervlak van de buitenste cilinder en het binnenopper-vlak van de binnenste cilinder zijn voorzien van respectievelijk aardaan-sluiting 14 en 12. De sensorinrichting is voorzien van langsopening 16 ter bescherming tegen elektromagnetische velden.For connection to the differential amplifier use is made of similar connection cables as in figure 1, whereby the inner wires of these connection cables are connected to connection points 13 and 15 · The outer surface of the outer cylinder and the inner surface of the inner cylinder are provided of earth terminal 14 and 12. The sensor device is provided with longitudinal opening 16 for protection against electromagnetic fields.
Figuur 3 toont een langsdoorsnede van een derde uitvoeringsvoorbeeld van een sensorinrichting volgens de uitvinding.Figure 3 shows a longitudinal section of a third exemplary embodiment of a sensor device according to the invention.
In dit derde uitvoeringsvoorbeeld is de akoestische sensorinrich- ting tenminste voorzien van twee lagen piëzo-elektrisch polymeer 20. Er zijn ook multimorfe uitvoeringsvormen van deze sensorinrichting denkbaar die een veelvoud van twee lagen piëzo-elektrisch materiaal omvatten. Tussen de lagen 20 bevindt zich een elektrisch isolerende afstandslaag 21. De sensorinrichting werkt als een verplaatsingssensorinrichting, waarbij een uit één richting afkomstig akoestisch signaal resulteert in een verplaatsing, die wordt omgezet in een elektrisch signaal. De gevoeligheid van de sensorinrichting wordt verkregen door de lagen 20 in gelijke richting te polariseren, wat m.b.v. pijlen in figuur 3 is aangeduid.In this third exemplary embodiment, the acoustic sensor device comprises at least two layers of piezoelectric polymer 20. It is also possible to envisage multimorphic embodiments of this sensor device comprising a plurality of two layers of piezoelectric material. Between the layers 20 is an electrically insulating spacer layer 21. The sensor device functions as a displacement sensor device, wherein an unidirectional acoustic signal results in a displacement which is converted into an electric signal. The sensitivity of the sensor device is obtained by polarizing the layers 20 in the same direction, using arrows in figure 3.
Het piëzo-elektrisch materiaal 20 is aan beide kanten gemetalliseerd. De gemetalliseerde buitenoppervlakken van de lagen zijn aangesloten op de geaarde buitenmantel 22 van twee om elkaar heen gedraaide aan-sluitkabels 23 en 24 (aansluiting niet getoond). De respectievelijke binnenaders 25 en 26 daarvan zijn elk afzonderlijk verbonden met het gemetalliseerde binnenoppervlak van één van de twee lagen 20. In figuur 3 is duidelijk te zien dat de aansluitkabels zolang mogelijk om elkaar heen gedraaid blijven. Vanwege de constructie van dit uitvoeringsvoorbeeld is het nu (evenals bij het tweede uitvoeringsvoorbeeld) eenvoudig mogelijk om de verbinding tussen de binnenaders 25 en 26 van de aansluitkabels 23 en 24 en de gemetalliseerde binnenoppervlakken op gelijke hoogte te leggen, waarmee een onbalans in de sensorinrichting wordt voorkomen. De andere uiteinden van de aansluitkabels zijn verbonden aan de differenti-aalversterker (niet getoond).The piezoelectric material 20 is metalized on both sides. The metallized outer surfaces of the layers are connected to the grounded outer sheath 22 of two twisted connection cables 23 and 24 (connection not shown). Their respective inner cores 25 and 26 are each individually connected to the metallized inner surface of one of the two layers 20. Figure 3 clearly shows that the connecting cables remain twisted around each other for as long as possible. Due to the construction of this exemplary embodiment, it is now (as with the second exemplary example) simply possible to make the connection between the inner cores 25 and 26 of the connecting cables 23 and 24 and the metallized inner surfaces at the same height, thereby creating an imbalance in the sensor device appearance. The other ends of the connecting cables are connected to the differential amplifier (not shown).
De kopse kanten van de lagen piëzo-elektrisch materiaal 20 zijn ter voorkoming van kortsluiting geïsoleerd met een daartoe geschikte flexibele lijm, bijvoorbeeld een soortgelijke lijm als die waarmee de lagen aan het kunststof 21 verbonden zijn. Tevens is er voorzien in een beschermende en verstevigende laag rubber 27·The ends of the layers of piezoelectric material 20 are insulated to prevent short circuits with a suitable flexible glue, for example a glue similar to that with which the layers are attached to the plastic 21. A protective and firming layer of rubber 27 is also provided.
De akoestische sensorinrichting volgens de uitvinding functioneert als een differentiaalsensorinrichting, waarin de elektrische signalen met verschillende modus worden versterkt, terwijl de elektrische signalen met gemeenschappelijke modus onderdrukt worden, waardoor de gevoeligheid van de sensorinrichting aeinzienlijk toeneemt.The acoustic sensor device according to the invention functions as a differential sensor device, in which the electric signals of different mode are amplified, while the electric signals of common mode are suppressed, thereby considerably increasing the sensitivity of the sensor device.
De sensorinrichting kan ten behoeve van sono-cardiologisch onderzoek bevestigd worden aan bijvoorbeeld een gastroscoop en met behulp daarvan in de slokdarm tegen de wand daarvan dichtbij het hart worden gepositioneerd. De sensorinrichting volgens figuur 1 en 2 kan voor dit doel voorzien worden van een condoom gevuld met ultrageluidsgel, waardoor een optimale aankoppeling voor akoestische signalen wordt verkregen. Het positioneren van de sensorinrichting wordt mogelijk door op de gastro-scoop voorzieningen aan te brengen waarmee de sensorinrichting in één vlak bewogen kan worden over een hoek van minimaal 30 graden, waardoor een goed contact met de slokdarmwand wordt verkregen. In de gewenste positie zal de sensorinrichting meetrillen met het weefsel dat door het hart of een hartklepprothese in beweging wordt gebracht. Dankzij de lage specifieke akoestische impedantie vein de gebruikte materialen, die nagenoeg evengroot is als de specifieke akoestische impedantie van menselijk weefsel, zal de sensorinrichting de beweging van het weefsel niet tegenwerken, waardoor de gevoeligheid van de registratie optimaal is.The sensor device can be attached to, for example, a gastroscope for the purpose of sono-cardiological examination, and with the aid of this can be positioned in the esophagus against its wall close to the heart. The sensor device according to Figures 1 and 2 can for this purpose be provided with a condom filled with ultrasound gel, whereby an optimum coupling for acoustic signals is obtained. Positioning the sensor device is made possible by arranging on the gastroscope provisions that allow the sensor device to be moved in one plane over an angle of at least 30 degrees, so that a good contact with the esophagus wall is obtained. In the desired position, the sensor device will vibrate along with the tissue moved by the heart or a prosthetic heart valve. Due to the low specific acoustic impedance of the materials used, which is approximately the same size as the specific acoustic impedance of human tissue, the sensor device will not counteract the movement of the tissue, thus optimizing the sensitivity of the recording.
Daarnaast kan de sensorinrichting volgens figuur 1 en 2 worden voorzien van middelen ter bevestiging aan seismische apparatuur.In addition, the sensor device of Figures 1 and 2 can be provided with means for attachment to seismic equipment.
Het zal duidelijk zijn dat de toepassingsmogelijkheden van de a-koestische sensorinrichting volgens de uitvinding geenszins beperkt zijn tot de hierbovengenoemde toepassingsgebieden, maar zich uitstrekken tot alle mogelijke toepassingen, waarbij geluidstrillingen worden omgezet in elektrische signalen.It will be clear that the application possibilities of the acoustical sensor device according to the invention are in no way limited to the above mentioned application areas, but extend to all possible applications, whereby sound vibrations are converted into electrical signals.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9401287A NL9401287A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Acoustic sensor device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9401287 | 1994-08-08 | ||
| NL9401287A NL9401287A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Acoustic sensor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9401287A true NL9401287A (en) | 1996-03-01 |
Family
ID=19864507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9401287A NL9401287A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Acoustic sensor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL9401287A (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2094298A5 (en) * | 1970-06-16 | 1972-02-04 | Labo Cl Ind Electr | |
| CA1065046A (en) * | 1976-01-30 | 1979-10-23 | Bryce L. Fanning | Acceleration balanced hydrophone |
| US4228532A (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-14 | Sims Claude C | Piezoelectric transducer |
| EP0216326A2 (en) * | 1985-09-20 | 1987-04-01 | Colin Electronics Co., Ltd. | Electroacoustic transducer |
| US5335282A (en) * | 1992-07-22 | 1994-08-02 | Cardas George F | Signal summing non-microphonic differential microphone |
-
1994
- 1994-08-08 NL NL9401287A patent/NL9401287A/en active Search and Examination
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2094298A5 (en) * | 1970-06-16 | 1972-02-04 | Labo Cl Ind Electr | |
| CA1065046A (en) * | 1976-01-30 | 1979-10-23 | Bryce L. Fanning | Acceleration balanced hydrophone |
| US4228532A (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-14 | Sims Claude C | Piezoelectric transducer |
| EP0216326A2 (en) * | 1985-09-20 | 1987-04-01 | Colin Electronics Co., Ltd. | Electroacoustic transducer |
| US5335282A (en) * | 1992-07-22 | 1994-08-02 | Cardas George F | Signal summing non-microphonic differential microphone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3969927A (en) | Vibration measuring and the apparatus therefor | |
| US6937736B2 (en) | Acoustic sensor using curved piezoelectric film | |
| US4635484A (en) | Ultrasonic transducer system | |
| JPS5856320B2 (en) | ultrasonic transducer | |
| US6614143B2 (en) | Class V flextensional transducer with directional beam patterns | |
| US5638822A (en) | Hybrid piezoelectric for ultrasonic probes | |
| JPS62154900A (en) | Manufacture of ultrasonic sensor and polymer foil employed for it | |
| JPH0453117Y2 (en) | ||
| JPH0446517B2 (en) | ||
| Butler | Triply resonant broadband transducers | |
| US5608692A (en) | Multi-layer polymer electroacoustic transducer assembly | |
| NL9401287A (en) | Acoustic sensor device | |
| Tressler et al. | Capped ceramic hydrophones | |
| Cheng et al. | Design, fabrication, and performance of a flextensional transducer based on electrostrictive polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer | |
| Sanchez et al. | Flexible piezoelectric sensors for miniaturized sonomyography | |
| JPS6313498A (en) | Nondirectional underwater ultrasonic transducer | |
| JPH0479263B2 (en) | ||
| GB2120902A (en) | Underwater acoustic devices | |
| JP2526066B2 (en) | Underwater piezoelectric cable | |
| Fiorillo | Layered PVDF transducers for in-air US applications | |
| JPH0811002Y2 (en) | Underwater piezoelectric cable | |
| Cerezo Sanchez et al. | Flexible Piezoelectric Sensors for Miniaturized Sonomyography | |
| Moffett et al. | A bimorph flexural‐disk accelerometer for underwater use | |
| Gentilman et al. | Piezocomposite SmartPanels for active control of underwater vibration and noise | |
| JPH0436324B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1C | A request for examination has been filed | ||
| BN | A decision not to publish the application has become irrevocable |