JPH0355872Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、超音波の出力を測定する超音波出
力測定装置に関する。

［従来技術］ 周知のごとく、超音波の出力の測定方法には、
熱量的測定方法や力学的測定方法などがある。

熱量的測定方法は、液中に配置した超音波発生
器から放射される超音波放射エネルギーを同液中
に配置した超音波吸収体に吸収させて熱に変換
し、その熱から超音波放射エネルギーの絶対値を
測定する方法である。

一方、力学的測定方法は、超音波放射エネルギ
ーの放射圧を放射圧計やレーリー（Rayleigh）
板によつて測定し、この測定結果から超音波放射
エネルギーに換算する方法である。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上述した力学的測定方法が放射圧か
ら超音波放射エネルギーを換算する相対的な測定
方法であるのに対して、熱量的測定方法は絶対値
測定であるため測定の信頼性が高い。しかしなが
ら、熱量的測定方法では、超音波発生器の損失熱
が超音波吸収体に吸収される場合に測定誤差が生
じるので、この超音波発生器の熱損失と超音波放
射エネルギーの分離が必要である。そこで、超音
波発生器の熱損失と超音波放射エネルギーを分離
して測定するための規格として、日本電子工業規
格AH−５（超音波洗浄器の超音波出力測定方法）
がある。この規格では、実験的に超音波の放射時
間を120秒以上とした場合に、超音波発生器の熱
損失が液中に流入することから超音波の放射時間
を60秒に決めている。

ところで、上述した日本電子機械工業会規格
AH−５に基づいた熱量的測定方法にあつては次
のような欠点がある。

上述したように超音波放射時間が60秒と限定
されており、超音波を長時間に亘つて放射しな
がら超音波放射エネルギーの測定ができない。
例えば、60秒以上に亘つて超音波を放射続けた
後における超音波吸収体の温度が一定値に落ち
着いた時の超音波放射エネルギーを測定するこ
とができない。

液の温度が初期状態（例えば室温）となるま
では測定を開始することができない。このた
め、測定対象（超音波発生器）を変えて繰り返
し測定を行なう場合に、各測定毎の測定間隔が
非常に長くなる。

以上のように、従来の熱量的測定方法にあつて
は、超音波発生器の熱損失の影響により測定誤差
が生じ、また、日本電子機械工業会規格AH−５
に基づいた熱量的測定方法であつては、超音波吸
収体に熱損失の影響が及ぶ前に測定するようにし
た方法であることから、その制限により上記，
項に示した欠点が生じる。

この考案は上述した事情に鑑みてなされたもの
で、超音波発生器の熱損失が超音波吸収体に及ば
ないようにすることで、正確な超音波放射エネル
ギーの測定ができる超音波出力測定装置を提供す
ることを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この考案は、液中に配置され、超音波放射エネ
ルギーを熱に変換する超音波吸収体と、この超音
波吸収体により変換された熱を検出する温度検出
手段とを具備した超音波出力測定装置において、
前記超音波吸収体と前記液中に配置される超音波
発生器との間の超音波導入路を該超音波発生器か
ら放熱される熱が該超音波吸収体側へ対流によつ
て移動しないように該超音波吸収体側で狭くした
ことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、超音波発生器側の超音波導
入路内の液のみを対流させるようにすることで、
超音波発生器の損失熱が攪拌され、この損失熱の
ほぼ全てが液面および液を収納している容器を介
して大気中へ放出される。したがつて、超音波吸
収体に超音波発生器の損失熱がほとんど吸収され
ない。

［実施例］ 以下図面を参照してこの考案の一実施例につい
て説明する。

図は、この考案の一実施例の構成を示す断面図
である。この図において、１は上端が開口した中
空円柱の容器であり、熱伝導性の良好な金属によ
り形成されている。この容器１の中央部から底部
にかけて断熱部材（例えば発泡スチロール）２が
同容器１の内壁に密着して設けられている。この
断熱部材２には、その中心軸を軸心とした貫通口
２ａが形成されている。この貫通孔２ａは、その
中央部より下側が大きく形成されており、この下
側には、その内壁に密着して上端が開口した中空
円柱の容器３が設けられている。この容器３の材
質として熱伝導性の良好な金属が使用されてい
る。４は容器３内に設けられた超音波吸収体であ
り、ポリエチレンにより形成されている。

上述した断熱部材２を容器１内に設けることに
より、同断熱部材２の上端より上側には超音波導
入路Ｌ１が、同断熱部材２の貫通口２ａには超音
波導入路Ｌ２が形成される。５は脱気水（水中に
とけた空気などの気体を除いた水）、６は熱伝導
率が脱気水５より十分大きな熱抵抗体（例えば石
英ガラス）であり、容器３の外径と同経で円板状
に形成されている。この熱抵抗体６は、容器３の
下面と容器１の底面との間に密着して設けられて
いる。７は温度検出素子（熱電体）であり、T₂，
T₃が冷接点、T₁が測温接点である。冷接点T₂，
T₃は容器１の底面に接触しており、測温接点T₁
は熱抵抗体６の上端に接触している。８は温度検
出回路であり、温度検出素子７からの検出信号St
を温度データに変換して表示器９へ出力する。表
示器９は温度データを表示するものである。

このように構成された超音波出力測定装置にお
いて、超音波発生器USOから超音波が放射され
ると、超音波導入路Ｌ１内では、超音波発生器
USOから放熱される損失熱によつて図示のごと
く矢印ＡおよびＢ方向に脱気水２の対流が生じ
る。そして、超音波放射エネルギーは超音波導入
路Ｌ１，Ｌ２を介して超音波吸収体４に吸収さ
れ、熱に変換される。次いで、超音波吸収体４か
ら発生した熱は、容器３の底部を伝わつた後に熱
抵抗体６に伝わると、温度検出素子７により検出
される。この場合、温度検出素子７の冷接点T₂，
T₃と測温接点T₁との間の温度差が超音波放射エ
ネルギーに比例するので、冷接点T₂とT₃の間の
起電力を測定することにより連続して超音波発生
器USOの超音波放射エネルギーの測定を行うこ
とができる。次いで、温度検出素子７により検出
された検出信号Stは温度検出回路８へ出力され、
この回路にて温度データに変換された後、表示器
９にて温度が表示される。そして、熱抵抗体６に
伝わつた後、熱は容器１の底部を介して大気中に
放出される。ここで、先に述べたように熱抵抗体
６の熱伝導率が脱気水５の熱伝導率に比較して十
分大きな値にしていることと、容器３の回りを断
熱部材２が覆つているので、超音波吸収体４から
発生した熱は、ほぼ全て大気中に放出される。一
方、超音波発生器USOの損失熱により超音波導
入路Ｌ１内で脱気水５が対流し、これにより同損
失熱が攪拌され脱気水５の表面および脱気水５か
ら容器１を介して大気中へ放熱される。これによ
り、超音波発生器USO自体から放熱される損失
熱は、超音波吸収体４に吸収されない。

このように、上記実施例によれば、超音波吸収
体４側に超音波発生器USOの損失熱によつて超
音波導入路Ｌ１内でのみ脱気水５が対流するよう
にしたので、超音波導入路Ｌ２内には損失熱が移
動しない。したがつて、超音波吸収体５は超音波
発生器USOの損失熱の影響をほとんど受けなく
なるので、超音波を長時間に亘つて放射しても正
確な超音波放射エネルギーの測定ができる。ま
た、測定対象を変えて繰り返し測定を行う場合に
も、超音波吸収体の温度が一定の値に落ち着いた
時の超音波放射エネルギーを測定すればよいの
で、各測定毎の測定間隔が短くなる。

なお、上記実施例において、容器１および３の
材質として熱伝導性の良い金属を使用したが、こ
の代わりに熱伝導性の良いセラミツク材を使用し
ても良い。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案によれば、液中に
配置され、超音波放射エネルギーを熱に変換する
超音波吸収体と、この超音波吸収体により変換さ
れた熱を検出する温度検出手段とを具備した超音
波出力測定装置において、前記超音波吸収体と前
記液中に配置される超音波発生器との間の超音波
導入路を該超音波発生器から放熱される熱が該超
音波吸収体側へ対流によつて移動しないように該
超音波吸収体側で狭くしたので、超音波発生器の
熱損失が超音波吸収体に及ばない。したがつて、
熱損失による測定誤差が生じないので、超音波の
放射を長時間に亘つて放射しても正確な超音波放
射エネルギーの測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の一実施例の構成を示す断面図で
ある。 ４……超音波吸収体、５……液（脱気水）、７
……熱電対、８……温度検出回路、９……表示器
（７，８，９は温度検出手段）、Ｌ１，Ｌ２……超
音波導入路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液中に配置され、超音波放射エネルギーを熱に
   変換する超音波吸収体と、この超音波吸収体によ
   り変換された熱を検出する温度検出手段とを具備
   した超音波出力測定装置において、前記超音波吸
   収体と前記液中に配置される超音波発生器との間
   の超音波導入路を該超音波発生器から放熱される
   熱が該超音波吸収体側へ対流によつて移動しない
   ように該超音波吸収体側で狭くしたことを特徴と
   する超音波出力測定装置。