JPH0463347B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0463347B2 JPH0463347B2 JP62106948A JP10694887A JPH0463347B2 JP H0463347 B2 JPH0463347 B2 JP H0463347B2 JP 62106948 A JP62106948 A JP 62106948A JP 10694887 A JP10694887 A JP 10694887A JP H0463347 B2 JPH0463347 B2 JP H0463347B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holder
- piezoelectric film
- polymer piezoelectric
- polymer
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、超音波を空中に送受信する超音波距
離計の送受波器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a transducer for an ultrasonic distance meter that transmits and receives ultrasonic waves in the air.
更に詳述すれば、本発明は超音波距離計の送受
波器の特性の向上に関するものである。 More specifically, the present invention relates to improving the characteristics of a transducer for an ultrasonic distance meter.
(従来の技術)
第11図は従来より一般に使用されている従来
例の構成説明図である。(Prior Art) FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a conventional example that has been commonly used.
図において、1aはセラミツクス系よりなる円
筒状の圧電振動子である。2aは音響マツチング
層を兼ねたプラスチツク製のケースである。3a
は圧電振動子1aの制動のためのダンピング材で
ある。4aは圧電振動子1aより超音波の送・受
信音の方向変換を行い指向性をもたすための反射
傘である。 In the figure, 1a is a cylindrical piezoelectric vibrator made of ceramics. 2a is a plastic case that also serves as an acoustic matching layer. 3a
is a damping material for damping the piezoelectric vibrator 1a. Reference numeral 4a denotes a reflecting umbrella for changing the direction of ultrasonic waves transmitted and received by the piezoelectric vibrator 1a to provide directivity.
以上の構成において、
(1) 超音波の送信の場合
圧電振動子1aに電気パルスを印加すると、圧
電振動子1aは半径方向に呼吸振動を起し、外周
部の法線方向の空気中に向つて超音圧を発生す
る。この超音波は、反射傘4aにより進行方向を
変換され第12図に示すようなドーナツ状のビー
ムとなつて第11図の下方に進行する。 In the above configuration, (1) When transmitting ultrasonic waves When an electric pulse is applied to the piezoelectric vibrator 1a, the piezoelectric vibrator 1a causes breathing vibration in the radial direction and is directed into the air in the normal direction of the outer periphery. It generates supersonic pressure. This ultrasonic wave is changed in its traveling direction by the reflector 4a, becomes a donut-shaped beam as shown in FIG. 12, and travels downward in FIG. 11.
(2) 超音波の受信の場合
第11図の下方から入射してきた超音波は、反
射傘4aにより収束されて、ケース2aを通過し
て、圧電振動子1aの外周部に応力を与える。圧
電振動子1aは、加えられた応力に応じて、電極
間に電界を発生する。(2) In the case of receiving ultrasonic waves The ultrasonic waves incident from below in FIG. 11 are converged by the reflecting umbrella 4a, pass through the case 2a, and apply stress to the outer circumference of the piezoelectric vibrator 1a. The piezoelectric vibrator 1a generates an electric field between electrodes in response to applied stress.
(発明が解決しようとする問題点)
このような原理に基づく超音波送受信器の具体
的用途として、距離計あるいはレベル計等があ
る。このようなものにおいては、以下の特性が要
求される。(Problems to be Solved by the Invention) Specific applications of ultrasonic transceivers based on such a principle include distance meters and level meters. In such a device, the following characteristics are required.
(1) 高ダンピング特性
超音波距離計は対象に向かつて超音波を放射
し、反射して帰つてくるまでの時間tを測定する
ことにより対象までの距離Lを求める計器であ
る。ここに、
L=1/2ct (1)
c;伝搬媒体中の音速
しかし、セラミツクス系の圧電振動子1aは、
一般に大きな慣性を持つため、第13図Aに示す
電気駆動パルスaがなくなつたあとにも、第13
図Bに示すように、減衰性の振動bが続く、これ
を、残留振動bと言うことにすると、測定対象ま
での距離が短い場合には、第13図Cに示す如
く、残留振動bが残つている間に、反射波cが到
達してしまい、両者の分離・判別が不可能になる
ことがある。すなわち、至近距離の測定が困難と
なる。(1) High damping characteristics An ultrasonic distance meter is an instrument that determines the distance L to an object by emitting ultrasonic waves toward the object and measuring the time t it takes for the ultrasonic wave to be reflected and returned. Here, L=1/2ct (1) c: Speed of sound in the propagation medium However, the ceramic piezoelectric vibrator 1a is
Generally, it has a large inertia, so even after the electric drive pulse a shown in FIG. 13A disappears, the 13th
As shown in Figure B, the damping vibration b continues, which is referred to as residual vibration b.If the distance to the measurement object is short, the residual vibration b continues as shown in Figure 13C. While the light remains, the reflected wave c may arrive, making it impossible to separate and distinguish between the two. That is, it becomes difficult to measure at close range.
逆に、測定対象までの距離が長い場合には、第
13図Dに示す如く、反射波振幅が、きわめて小
さくなるので、受信電圧を電気的に大きく増幅す
る必要が生ずる。この際、同時に残留振動bによ
る起電力も増幅するため、残留振動bの方をまち
がつて検出しないためには、残留振動bの振幅
が、反射波cの振幅よりも小さくなる時点まで、
反射波cの検出禁止領域(不感帯)eを、第13
図Eに示す如く、設けておく必要がある。 Conversely, when the distance to the measurement target is long, the reflected wave amplitude becomes extremely small, as shown in FIG. 13D, and it becomes necessary to electrically amplify the received voltage to a large extent. At this time, the electromotive force caused by the residual vibration b is also amplified, so in order to avoid mistakenly detecting the residual vibration b, until the amplitude of the residual vibration b becomes smaller than the amplitude of the reflected wave c,
The detection prohibited area (dead zone) e of the reflected wave c is determined by the thirteenth
It is necessary to provide it as shown in Figure E.
以上の事から、遠距離を測定しようとすれば、
近距離の測定が不可能になり、一方、近距離まで
測定できるようにする(不感帯を短くする)と、
反射の小さい遠距離の測定が困難になるという問
題が生ずる。 From the above, if you want to measure long distances,
On the other hand, making it possible to measure short distances (shortening the dead zone) makes it impossible to measure short distances.
A problem arises in that it becomes difficult to measure long distances where reflection is small.
この事態を避けるために、一般には、第11図
に示すダンピング材3aにより、圧電振動子1a
に制動をかける方法がとられているが、この方法
には、次の2つの問題が存在している。 In order to avoid this situation, the piezoelectric vibrator 1a is generally damped by a damping material 3a shown in FIG.
However, this method has the following two problems.
広い温度範囲において、満足すべき、あるい
は適切な制動効果を有するダンピング材の選定
がきわめて難かしい。すなわち、多くの粘性物
質は、温度によりその物性が大きく変化するた
め、現実には、低温から高温まで必要十分な制
動特性の得られるダンピング材がなかなか見出
せない。 It is extremely difficult to select a damping material that has a satisfactory or appropriate damping effect over a wide temperature range. That is, since the physical properties of many viscous substances change greatly depending on temperature, in reality, it is difficult to find a damping material that provides necessary and sufficient damping characteristics from low to high temperatures.
ダンピング材により制動を加えることは、振
動を抑制することを意味し、送信時の発生音圧
の減少につながる。 Applying damping with a damping material means suppressing vibration, which leads to a reduction in the sound pressure generated during transmission.
(2) 高い効率の送受信特性
省エネルギー、安全性等の面から低電力で音の
送受信を行えることが望ましい。(2) Highly efficient transmission and reception characteristics It is desirable to be able to transmit and receive sound with low power from the standpoint of energy conservation and safety.
しかし、第11図従来例に示す送受波器は、以
下2つの問題を有する。 However, the transducer shown in the conventional example in FIG. 11 has the following two problems.
ダンピング材3aにより制動を加えているた
め、所望の振動子振動振幅を得るためには、圧
電振動子1a単体の場合よりかなり大きな駆動
電力、たとえば10倍、電圧で表現すると1kV程
度を与える必要がある。 Since damping is applied by the damping material 3a, in order to obtain the desired vibration amplitude of the vibrator, it is necessary to apply considerably larger driving power, for example, 10 times that of the piezoelectric vibrator 1a alone, or approximately 1 kV when expressed in voltage. be.
圧電振動子1aの音響インピーダンス(ρc:
ρ:密度、c:音速)は空気の音響インピーダ
ンスより約5桁大きいため、圧電振動子1aが
振動しても、空気中に伝わるエネルギーはきわ
めてわずかである。これを改善するために、音
響マツチング層として圧電振動子1aより音響
的に軟らかい(音響インピーダンスρcの小さ
い)プラスチツクよりなるケース2aを介して
空気中に音を放出することが行われている。ま
た、このプラスチツク層2aの厚さは1/4波長
の時が、エネルギーの伝搬効率が最大となる。
しかし、温度変化によりプラスチツクの音速が
変化すると、等価的なプラスチツク層厚さが1/
4波長からずれることになり、音の伝搬効率が
悪化する。結局、マツチング層2aの存在は、
送受信特性の温度変化となつてあらわれる。 Acoustic impedance (ρc:
ρ: density, c: sound speed) is about five orders of magnitude larger than the acoustic impedance of air, so even if the piezoelectric vibrator 1a vibrates, the energy transmitted to the air is extremely small. In order to improve this, sound is emitted into the air through a case 2a made of plastic which is acoustically softer (having a smaller acoustic impedance ρc) than the piezoelectric vibrator 1a as an acoustic matching layer. Furthermore, the energy propagation efficiency is maximized when the thickness of the plastic layer 2a is 1/4 wavelength.
However, if the sound speed in plastic changes due to temperature changes, the equivalent plastic layer thickness will decrease by 1/1.
This results in a deviation from the four wavelengths, and the sound propagation efficiency deteriorates. In the end, the existence of the matching layer 2a
This appears as a temperature change in the transmission and reception characteristics.
(2) シンプルな構造
以上述べたように、第11図従来例の送受波器
は、その特性を理想的なものに近づけるために、
圧電振動子1a以外に、ダンピング材3a、音響
マツチング層2aというような付随する要素を必
要とし、その結果、逆に、温度変化等に対してこ
れらの要素により特性が大きく影響を受ける結果
となつている。(2) Simple structure As mentioned above, the conventional transducer shown in Fig. 11 has the following characteristics in order to bring its characteristics closer to ideal ones:
In addition to the piezoelectric vibrator 1a, additional elements such as a damping material 3a and an acoustic matching layer 2a are required, and as a result, the characteristics are significantly affected by temperature changes etc. ing.
理想的には、これらの余分な要素はないことが
望ましい。 Ideally, these extra elements would not be present.
本発明は、これらの問題点を解決するものであ
る。 The present invention solves these problems.
本発明の目的は、シンプルな構造で、高ダンピ
ング特性を有し、効率が良好で、堅牢で信頼性の
高い超音波送受波器を提供するにある。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer that has a simple structure, high damping characteristics, good efficiency, robustness, and high reliability.
(問題点を解決するための手段)
この目的を達成するために、本発明は、円柱体
の保持体と、該保持体の軸方向に互いに分離して
存在しそれぞれが該保持体の周面の周方向の全周
にわたつてリング状に設けられた少なくとも2個
以上の凹部と、前記保持体の外周面を覆つて設け
られ前記凹部が形成された部分以外の該保持体の
周面に接する部分が固定され該凹部に対向する部
分が該凹部とリング状の室を構成する筒状の高分
子圧電膜と、高分子圧電膜の外周面と内周面とに
それぞれ設けられた電極板と、前記保持体の一端
に頭部側が取り付けられ送受信する超音波に前記
保持体の軸方向の指向性を付与する円錐状の反射
傘と、前記保持体に設けられ一端が前記室に開口
し他端が外部に開口する均圧孔とを具備してなる
超音波距離計の送受波器を構成した。(Means for solving the problem) In order to achieve this object, the present invention includes a cylindrical holder, and a cylindrical holder, which is separated from each other in the axial direction of the holder, and each of which is arranged on the circumferential surface of the holder. at least two or more recesses provided in a ring shape over the entire circumferential circumference of the holder, and a peripheral surface of the holder other than the portion where the recesses are formed and provided to cover the outer peripheral surface of the holder. A cylindrical polymer piezoelectric film whose contacting part is fixed and whose part facing the recess forms a ring-shaped chamber with the recess, and an electrode plate provided on the outer and inner peripheral surfaces of the polymer piezoelectric film, respectively. a conical reflector whose head side is attached to one end of the holder and which imparts directivity in the axial direction of the holder to the transmitted and received ultrasonic waves; and a conical reflector which is provided on the holder and has one end opening into the chamber. A transducer for an ultrasonic rangefinder was constructed which included a pressure equalizing hole whose other end opened to the outside.
(作用)
以上の構成において、高分子圧電膜に電気パル
スを印加すると、高分子圧電膜は、半径方向に呼
吸振動を起す。この呼吸振動によつて発生された
超音波は、反射傘により進行方向を変換され、ド
ーナツ状のビームとなつて進行する。(Function) In the above configuration, when an electric pulse is applied to the polymer piezoelectric film, the polymer piezoelectric film causes respiratory vibration in the radial direction. The ultrasonic waves generated by this respiratory vibration have their traveling direction changed by a reflecting umbrella, and travel as a donut-shaped beam.
一方、高分子圧電膜に外部から圧力が加われ
ば、高分子圧電膜1の伸縮が生じ、電極間に電圧
を発生する。 On the other hand, if pressure is applied to the polymer piezoelectric membrane from the outside, the polymer piezoelectric membrane 1 will expand and contract, generating a voltage between the electrodes.
而して、高分子圧電膜は保持体に分割して固定
されているので、高分子圧電膜に亀裂が発生して
も亀裂の進行を防止することができる。 Since the polymer piezoelectric film is divided and fixed to the holder, even if a crack occurs in the polymer piezoelectric film, the crack can be prevented from progressing.
以下、実施例に基ずき、詳細に説明する。 Hereinafter, it will be explained in detail based on Examples.
(実施例)
第1図は、本発明の一実施例の構成説明図であ
る。(Embodiment) FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an embodiment of the present invention.
図において、1は円筒状の高分子圧電膜であ
る。高分子圧電膜1は、第3図に示す如く、円周
方向αに延伸した後、第4図に示す如く、円筒状
に形成される。この場合は、ポリフツ化ビニリデ
ン(PVDF)が用いられている。11,12は高
分子圧電膜1の両面に設けられた電極である。1
11,121は電極11,12にそれぞれ一端が
取付けられたリード線である。2は高分子圧電膜
1を、その呼吸振動をできるだけ阻害しないよう
に、保持する円柱状の保持体である。保持体2
は、耐候性等に優れたプラスチツク、例えば、テ
フロン、塩化ビニール等が用いられている。21
は保持体2の周面に沿つて軸方向に平行にリング
状にそれぞれ設けられた少なくとも2個以上の凹
部である。この場合は、2個の凹部が設けられて
いる。凹部21は高分子圧電膜1と室3を構成す
る。4は高分子圧電膜1の一端に頭部側が取付け
られ、送受信する超音波に指向性を付与する円錐
状の反射傘である。5は保持体2に設けられ室3
と外部とを連通する均圧孔である。 In the figure, 1 is a cylindrical polymer piezoelectric film. The polymer piezoelectric film 1 is stretched in the circumferential direction α as shown in FIG. 3, and then formed into a cylindrical shape as shown in FIG. In this case, polyvinylidene fluoride (PVDF) is used. 11 and 12 are electrodes provided on both sides of the polymer piezoelectric film 1. 1
Lead wires 11 and 121 have one end attached to the electrodes 11 and 12, respectively. Reference numeral 2 denotes a cylindrical holder that holds the polymer piezoelectric membrane 1 so as not to inhibit its respiratory vibration as much as possible. Holder 2
Plastics with excellent weather resistance, such as Teflon and vinyl chloride, are used. 21
are at least two or more recesses each provided in a ring shape along the circumferential surface of the holder 2 in parallel to the axial direction. In this case, two recesses are provided. The recess 21 forms a chamber 3 with the polymer piezoelectric film 1 . Reference numeral 4 denotes a conical reflector whose head side is attached to one end of the polymer piezoelectric film 1, and which imparts directivity to transmitted and received ultrasonic waves. 5 is a chamber 3 provided in the holding body 2;
This is a pressure equalization hole that communicates between the inside and the outside.
以上の構成において、高分子圧電膜1に電気パ
ルスを印加すると、高分子圧電膜1は延伸方向α
に伸縮するが、高分子圧電膜1は円筒状に形成さ
れているので、半径方向の呼吸振動に変換され
る。この呼吸振動によつて発生された超音波は、
反射傘4により進行方向を変換され、ドーナツ状
のビームとなつて第1図の下方に進行する。 In the above configuration, when an electric pulse is applied to the polymer piezoelectric film 1, the polymer piezoelectric film 1 stretches in the stretching direction α
However, since the polymer piezoelectric film 1 is formed in a cylindrical shape, this is converted into a radial breathing vibration. The ultrasound generated by this respiratory vibration is
The direction of travel is changed by the reflector 4, and the beam becomes a doughnut-shaped beam that travels downward in FIG.
一方、高分子圧電膜1に外部から圧力が加われ
ば、高分子圧電膜1の伸縮が生じ、電極11,1
2間に電圧を発生する。 On the other hand, if pressure is applied to the polymer piezoelectric film 1 from the outside, the polymer piezoelectric film 1 will expand and contract, causing the electrodes 11, 1
A voltage is generated between the two.
すなわち、第1図に示した送受波器は、第11
図従来例と同様の動作を行う。 That is, the transducer shown in FIG.
The same operation as in the conventional example shown in the figure is performed.
高分子圧電膜1は、
(1) 音響インピーダンスが小さく、水、空気等と
のマツチングがとりやすい。 The polymer piezoelectric film 1 has: (1) low acoustic impedance and easy matching with water, air, etc.;
(2) 内部でのエネルギー減衰が大きく、継続時間
の短いパルスの送受信ができる。(2) The internal energy attenuation is large, allowing the transmission and reception of short-duration pulses.
(3) 可撓性があるため薄膜への製造・加工が容易
である。(3) Due to its flexibility, it is easy to manufacture and process into thin films.
という特徴を有する。It has the following characteristics.
これらの特徴を生かし、第1図に示したよう
に、膜の長さ方向の振動を半径方向の振動に変換
して使用する。 By taking advantage of these characteristics, as shown in FIG. 1, vibrations in the longitudinal direction of the membrane are converted into vibrations in the radial direction.
この時の膜の共振周波数f0は、膜の曲率半径を
R、弾性率をCE、密度をρで示せば、(2)式とな
る。 The resonant frequency f 0 of the membrane at this time is expressed by equation (2), where R is the radius of curvature of the membrane, C E is the elastic modulus, and ρ is the density.
よつて、今仮に、CE=11.3×109(N/m2)、ρ=
1.8×103(Kg/m3)とすれば、第1図において、
保持体2の半径を10mmとすることにより、約40k
Hzの超音波の送受信が可能となる。 Therefore, hypothetically, C E =11.3×10 9 (N/m 2 ), ρ=
If it is 1.8×10 3 (Kg/m 3 ), then in Figure 1,
Approximately 40k by setting the radius of holder 2 to 10mm
It becomes possible to transmit and receive Hz ultrasonic waves.
以下、高分子圧電膜1利用による利点を、セラ
ミツクス系の圧電振動子との比較において具体的
に説明する。 Hereinafter, the advantages of using the polymer piezoelectric film 1 will be specifically explained in comparison with a ceramic piezoelectric vibrator.
(1) 送信の場合
空気中に放射される音圧の絶対値は、振動源
の周波数および放射面積が同一なら振動源の速
度vに比例する。この速度vは、周波数一定な
ら振度源の変位にxに比例するから、高分子圧
電膜1に加える電圧Vと変位Xの変換効率につ
いて考えてみる。(1) For transmission The absolute value of the sound pressure radiated into the air is proportional to the velocity v of the vibration source if the frequency and radiation area of the vibration source are the same. Since this velocity v is proportional to the displacement x of the vibration source if the frequency is constant, let us consider the conversion efficiency between the voltage V applied to the polymer piezoelectric film 1 and the displacement X.
高分子圧電膜1の両側に設けられた電極1
1,12間にVなる電圧を加えたとすると、高
分子圧電膜1の延伸方向すなわち円筒の外周の
伸びΔlは次式により算出できる。 Electrodes 1 provided on both sides of the polymer piezoelectric film 1
Assuming that a voltage of V is applied between 1 and 12, the extension Δl of the polymer piezoelectric film 1 in the stretching direction, that is, the outer circumference of the cylinder, can be calculated by the following equation.
―Δl/l―=―S―=d31E=d・V/t (3)
ここに、lは高分子圧電膜1の長さ(=
2πr:r=半径)、tは高分子圧電膜1の厚さ、
d31は圧電歪定数である。-Δl/l-=-S-=d 31 E=d・V/t (3) Here, l is the length of the polymer piezoelectric film 1 (=
2πr: r = radius), t is the thickness of the polymer piezoelectric film 1,
d 31 is the piezoelectric strain constant.
(3)式より、Δlは、圧電歪定数d31が大きい程、
厚さtが小さい程、大きな値となることがわか
る。Δlが大きい程、高分子圧電膜1の呼吸振
動の振幅Xも大きくなる。 From equation (3), Δl becomes larger as the piezoelectric strain constant d 31 becomes larger.
It can be seen that the smaller the thickness t, the larger the value. The larger Δl is, the larger the amplitude X of the respiratory vibration of the polymer piezoelectric membrane 1 is.
高分子圧電膜1の圧電歪定数d31の値は、一
般に、セラミツクス系の圧電振動子1a、たと
えば、PZTの圧電歪定数d31より一桁程小さい
が、逆に板厚tは、きわめて小さなものを作る
ことが可能である。結局、総合的に、PZTよ
りも数倍効率よく、大きなΔl/lを得ること
ができる。 The value of the piezoelectric strain constant d 31 of the polymer piezoelectric film 1 is generally about an order of magnitude smaller than the piezoelectric strain constant d 31 of a ceramic piezoelectric vibrator 1a, for example, PZT, but on the contrary, the plate thickness t is extremely small. It is possible to make things. In the end, it is possible to obtain a large Δl/l several times more efficiently than PZT.
一例をあげると、高分子圧電膜1の圧電歪定
数d31=10×10-12(C/N)、厚さt=4μm,
PZTの圧電歪定数d31=100×10-12(C/N)、
厚さt=2mmとすると、Δl/lの値は(圧電
膜/PZT)=5となる。 To give an example, the piezoelectric strain constant d 31 of the polymer piezoelectric film 1 = 10×10 -12 (C/N), the thickness t = 4 μm,
Piezoelectric strain constant d 31 of PZT = 100×10 -12 (C/N),
When the thickness t=2 mm, the value of Δl/l is (piezoelectric film/PZT)=5.
すなわち、セラミツクス系の圧電振動子は衝
撃に弱い所から、10μmオーダーの厚さの円筒
膜を作ることは不可能であるのに対して、高分
子圧電膜1は、きわめて薄くすることができる
ので、圧電歪定数d31が小さいことを補償する
ことができる。 In other words, it is impossible to make a cylindrical film with a thickness on the order of 10 μm since ceramic piezoelectric vibrators are susceptible to shock, whereas the polymer piezoelectric film 1 can be made extremely thin. , it is possible to compensate for the small piezoelectric strain constant d 31 .
高分子圧電膜1は、高分子であるために、内
部におけるエネルギーの減衰が大きい。これは
振動の高ダンピング効果となつてあらわれ、従
来例の超音波送受波器のように、特別なダンピ
ング材3aにより制動を加える必要がない。 Since the polymer piezoelectric film 1 is made of a polymer, internal energy attenuation is large. This appears as a high vibration damping effect, and unlike the conventional ultrasonic transducer, there is no need to apply damping using a special damping material 3a.
このことは、さらに、ダンピング材3aによ
る振動振幅の減少(従来例では、たとえば約1/
10以下に減少していた。)を避けることができ
る。前記項における効率の差を考え合わせる
と、同じ電圧Vを印加した場合に得られる振幅
Xの値は、従来例の数10倍〜数100倍もの大き
さに達する。 This further reduces the vibration amplitude due to the damping material 3a (in the conventional example, for example, about 1/
It had decreased to less than 10. ) can be avoided. Considering the difference in efficiency in the above terms, the value of amplitude X obtained when the same voltage V is applied reaches several tens to hundreds of times as large as that of the conventional example.
一方、振動子から空気中へのエネルギーの透
過率Tは
T=4Z1Z2/(Z1+Z2)2 (4)
Z1;振動子の音響インピーダンス
Z2;空気の音響インピーダンス
で示される。 On the other hand, the transmittance T of energy from the vibrator to the air is expressed as T = 4Z 1 Z 2 / (Z 1 + Z 2 ) 2 (4) Z 1 ; Acoustic impedance of the vibrator Z 2 ; Acoustic impedance of the air .
高分子圧電膜のZ13×106(NS/m3)、PZT
のZ130×106(NS/m3)、空気のZ2400
(NS/m3)をあてはめると、
T1/T2=0.53×10-3/0.053×10-3=10
T1;高分子圧電膜と空気との透過率
T2;PZTと空気との透過率
PZTを使用する従来例では、この透過率の
低さを改善するために、音響マツチング層2a
を使用しているが、高分子圧電膜1では、特に
そのような手段を用いなくても、比較的良い効
率で伝搬が可能となる。 Polymer piezoelectric film Z 1 3×10 6 (NS/m 3 ), PZT
Z 1 30×10 6 (NS/m 3 ), Z 2 400 of air
(NS/m 3 ) is applied, T 1 /T 2 =0.53×10 -3 /0.053×10 -3 = 10 T 1 ; Transmittance between the polymer piezoelectric film and air T 2 ; Transmittance between PZT and air In the conventional example using PZT, the acoustic matching layer 2a is used to improve the low transmittance.
However, the polymer piezoelectric film 1 allows propagation with relatively good efficiency even without using such means.
(2) 受信の場合
受信時に外部から加わつた力F(方向は高
分子圧電膜1の延伸方向)により、高分子圧電
膜1の両面間に発生する開放端電圧Vは、次式
により示される。(2) In the case of reception The open end voltage V generated between both surfaces of the polymer piezoelectric film 1 due to the force F (direction is the stretching direction of the polymer piezoelectric film 1) applied from the outside during reception is expressed by the following equation. .
―E―=―V/t―=g31・σ=g31・F/
l・t
∴ ―V―=g31・F/l (5)
σ;応力
g31;電圧出力定数
高分子圧電膜1の電圧出力定数g31の値は、
セラミツクス系、たとえば、PZTの電圧出力
定数g31の約10〜200倍の値を持つから、同じ力
Fでも、大きな―V―が得られる。 -E-=-V/t-=g 31・σ=g 31・F/
l・t ∴ −V−=g 31・F/l (5) σ; Stress g 31 ; Voltage output constant The value of the voltage output constant g 31 of the polymer piezoelectric film 1 is:
Since the voltage output constant g31 of ceramics, for example, PZT, is approximately 10 to 200 times larger, a large -V- can be obtained with the same force F.
送信の場合の項で述べたダンピング材有無の
効果は、受信時にも成立するから、総合的に受
信時にも 数10〜20倍以上の効率アツプが可能
となる。 The effect of the presence or absence of damping material mentioned in the section on transmission also holds true during reception, so overall it is possible to increase efficiency by several tens to twenty times during reception as well.
以上の結果、本発明装置によれば従来のセラミ
ツクス系振動子を使用した方法と同等以上の機能
および送受信効率を、1/1000以下の消費パワーで
実現できる。 As a result of the above, according to the device of the present invention, it is possible to achieve functions and transmission/reception efficiency equivalent to or higher than those of the conventional method using a ceramic vibrator, while consuming less than 1/1000 of the power.
次に、試作した送受波器の特性を具体例をあげ
て説明する。 Next, the characteristics of the prototype transducer will be explained using a specific example.
保持体2の半径を10mm、高さを30mmとして、
50μmの厚さの高分子圧電膜1が上端下端部をそ
れぞれ2mm幅で保持体2に貼り合せ支持された装
置において、反射傘4の前面800mmの距離におけ
る送信および受信感度は以下の値が得られた。 Assuming that the radius of the holding body 2 is 10 mm and the height is 30 mm,
In a device in which a polymeric piezoelectric film 1 with a thickness of 50 μm is supported by bonding its upper and lower ends to a holder 2 with a width of 2 mm, the following values are obtained for the transmission and reception sensitivities at a distance of 800 mm in front of the reflector 4. It was done.
送信;120dB(0dB=2×10-4μbar)
受信;−30dB(0dB=1V/μbar)
これは、第11図従来例の送受波器と比較し
て、送受信合計で500〜1000倍の特性向上を示す
ものである。 Transmission: 120dB (0dB = 2 x 10 -4 μbar) Reception: -30dB (0dB = 1V/μbar) This is 500 to 1000 times the total transmission and reception characteristics compared to the conventional transducer shown in Figure 11. It shows improvement.
なお、送信感度の測定においては、駆動回路の
駆動電圧を10Vp−pとし、高分子圧電膜1のキ
ヤパシタンス成分による無効成分を消すために、
適切なインダクタンスで、両者の整合をとつてい
る。 In the measurement of the transmission sensitivity, the drive voltage of the drive circuit was set to 10Vp-p, and in order to eliminate the invalid component due to the capacitance component of the polymer piezoelectric film 1,
The two are matched with appropriate inductance.
また、高分子圧電膜1の厚さは、上記具体例で
は、50μmとしたが、この厚さがあまり薄いと、
円筒状にした場合、送受信に必要な自己の張力を
維持できない。また、製作も困難となる等の問題
が生じ、一方、あまり厚いと、前記(3)式により、
送信感度が減少するという問題が生じる。 In addition, the thickness of the polymer piezoelectric film 1 was 50 μm in the above specific example, but if this thickness is too thin,
If it is made into a cylindrical shape, it will not be able to maintain its own tension necessary for transmission and reception. In addition, problems arise such as making it difficult to manufacture.On the other hand, if it is too thick, according to equation (3) above,
The problem arises that the transmission sensitivity is reduced.
使用可能な現実的な値としては、25〜100μmが
適切である。 As a practical value that can be used, 25 to 100 μm is suitable.
また、第1図実施例において、高分子圧電膜1
の固定を、上下端面のみとしたのは、高分子圧電
膜1の呼吸振動を、できるだけ束縛しないように
考慮したためであつて、他の個所に束縛点(固定
点)を設けると、送受信感度が急激に減少する。
すなわち、たとえば、第4図に示す如く、高分子
圧電膜1の側面の一部13を束縛するのみで、送
受信感度は、それぞれ、
送信;115dB
受信;−35dB
に減少する。 In addition, in the embodiment of FIG. 1, the polymer piezoelectric film 1
The reason for fixing only the upper and lower end surfaces is to avoid constraining the breathing vibration of the polymer piezoelectric membrane 1 as much as possible.If constraint points (fixed points) are provided at other locations, the transmitting and receiving sensitivity will be reduced. Decrease rapidly.
That is, for example, as shown in FIG. 4, by only restricting a portion 13 of the side surface of the piezoelectric polymer film 1, the transmitting and receiving sensitivities are reduced to 115 dB for transmitting and -35 dB for receiving, respectively.
すなわち、高分子圧電膜1の上下端のみを保持
体2に固定する事により感度の高いものが得られ
る。 That is, by fixing only the upper and lower ends of the polymer piezoelectric film 1 to the holder 2, a highly sensitive film can be obtained.
第6図は第1図の構成において、均圧孔5の有
無による送受信総合感度の比較を行つたグラフで
ある。は均圧孔5がない場合、は均圧孔5が
ある場合を示す。 FIG. 6 is a graph comparing the total transmitting and receiving sensitivity with and without the pressure equalizing hole 5 in the configuration of FIG. 1. indicates the case where there is no pressure equalizing hole 5, and indicates the case where there is the pressure equalizing hole 5.
周囲圧力の変化により、圧力が増大した場合、
均圧孔5がない場合には、圧力の増加に伴つて感
度が急激に減少するのに対し、均圧孔5がある場
合には、感度の減少は生じていない。 If the pressure increases due to changes in ambient pressure,
When there is no pressure equalizing hole 5, the sensitivity rapidly decreases as the pressure increases, whereas when there is a pressure equalizing hole 5, no decrease in sensitivity occurs.
第7図は、送受波器の前方3mにおける反射傘
4からの反射音の大きさを示した指向性をあらわ
す。 FIG. 7 shows the directivity indicating the magnitude of the reflected sound from the reflector 4 at a distance of 3 m in front of the transducer.
反射傘4の効果により、半減角4°以内の鋭い指
向性が得られ、距離計、あるいはレベル計として
理想的な特性を実現できる。 Due to the effect of the reflector 4, sharp directivity with a half angle of less than 4° can be obtained, making it possible to achieve ideal characteristics as a distance meter or a level meter.
而して、高分子圧電膜1を使用した超音波距離
計の送受波器の欠点は、高分子圧電膜1自体の機
械的強度が小さいことにある。 The drawback of the transducer of an ultrasonic distance meter using the polymer piezoelectric film 1 is that the mechanical strength of the polymer piezoelectric film 1 itself is low.
過酷な条件を考慮しなければならない工業用セ
ンサに使用する場合には、特に、問題となる。こ
の場合、高分子圧電膜1の1ケ所に発生した亀裂
が進行し、高分子圧電膜1全体に及んで致命傷に
なることを防止する必要がある。 This is particularly problematic when used in industrial sensors where harsh conditions must be considered. In this case, it is necessary to prevent a crack that has occurred at one location in the piezoelectric polymer film 1 from progressing to the entire piezopolymer film 1 and causing a fatal injury.
本発明においては、高分子圧電膜1を、2個の
凹部21を設けて、保持体2に分割固定するよう
にしたので、亀裂が発生しても、亀裂の進行を止
めることができ、亀裂による致命傷の発生を防止
することができる。 In the present invention, the polymer piezoelectric film 1 is divided and fixed to the holder 2 by providing two recesses 21, so that even if a crack occurs, the progress of the crack can be stopped and the crack can be prevented. It is possible to prevent fatal injuries caused by
この場合、距離計としては受信感度の低下とな
るが、機能的には問題ない。すなわち、距離計に
おいては、受信レベルは通常、大幅に変化する。
このため、受信回路は、これに対応できるように
構成されている。 In this case, the reception sensitivity of the distance meter will be reduced, but there will be no functional problem. That is, in a rangefinder, the reception level typically varies significantly.
Therefore, the receiving circuit is configured to cope with this.
この結果
(1) 高分子圧電膜1自身の内部減衰が大きいた
め、ダンピング材を使用しなくても、高ダンピ
ング特性の超音波の送受信が可能となる。 As a result (1) Since the internal attenuation of the polymer piezoelectric film 1 itself is large, it becomes possible to transmit and receive ultrasonic waves with high damping characteristics without using a damping material.
(2) ダンピング材を使用しないため、それによる
エネルギー損失がなく、高い効率の送受信が可
能となる。(2) Since no damping material is used, there is no energy loss and highly efficient transmission and reception is possible.
(3) 高分子圧電膜1の音響インピーダンスは、セ
ラミツクス系振動子の音響インピーダンスより
一桁小さいので、空気中への音の送受信効率が
良い。(3) The acoustic impedance of the polymer piezoelectric film 1 is one order of magnitude smaller than the acoustic impedance of the ceramic vibrator, so the efficiency of transmitting and receiving sound into the air is good.
(4) 高分子圧電膜1の厚さは、薄くすることがで
きるので、送信時には電界強度を大きくでき、
送信効率(高分子圧電膜1の変位量)が増大で
きる。(4) Since the thickness of the polymer piezoelectric film 1 can be made thinner, the electric field strength can be increased during transmission.
The transmission efficiency (the amount of displacement of the polymer piezoelectric film 1) can be increased.
また、受信時には、この薄さは出力に影響を
及ぼさない。一方、高分子圧電膜1自身の有す
る高い電圧出力定数g31によつて、高い開放端
電圧が得られる。 Also, during reception, this thinness does not affect the output. On the other hand, due to the high voltage output constant g 31 of the polymer piezoelectric film 1 itself, a high open circuit voltage can be obtained.
すなわち、送受信効率とも、大きな向上が可
能となる。 That is, it is possible to greatly improve both transmission and reception efficiency.
(5) ダンピング材、音響マツチング層等を用いる
必要がないため、これらの物性変化に起因する
温度特性の変化を避けることができる。(5) Since there is no need to use damping materials, acoustic matching layers, etc., changes in temperature characteristics caused by changes in these physical properties can be avoided.
(6) したがつて、第11図従来例に比して、高性
能をきわめて低消費パワーで実現可能である。(6) Therefore, compared to the conventional example shown in FIG. 11, high performance can be achieved with extremely low power consumption.
(7) 高分子圧電膜1の固定を上下端面のみに限定
したため、束縛のない、自由な呼吸振動が得ら
れ、その結果、大きな送受信感度が得られる。(7) Since the polymeric piezoelectric film 1 is fixed only to the upper and lower end surfaces, unrestricted and free breathing vibrations can be obtained, and as a result, high transmitting and receiving sensitivity can be obtained.
(8) 均圧孔5を有することにより、感度が周囲圧
力の影響を受けない送受波器を実現できる。(8) By having the pressure equalizing hole 5, it is possible to realize a transducer whose sensitivity is not affected by ambient pressure.
(9) 反射傘4を使用することにより、距離計用と
して最適な良好な指向性をもつた送受波器を実
現できる。(9) By using the reflector 4, it is possible to realize a transducer with good directivity, which is suitable for use in a rangefinder.
(10) 保持体2に2個の凹部21を設けて、高分子
圧電膜1を分割固定するようにしたので、高分
子圧電膜1に亀裂が発生しても、亀裂の進行を
止めることができ、亀裂による致命傷の発生を
防止することができる。(10) Since two recesses 21 are provided in the holder 2 and the polymer piezoelectric film 1 is divided and fixed, even if a crack occurs in the polymer piezoelectric film 1, the progress of the crack can be stopped. This can prevent fatal injuries caused by cracks.
第8図は本発明の他の実施例の要部構成説明図
である。 FIG. 8 is an explanatory diagram of the main part configuration of another embodiment of the present invention.
本実施例においては凹部21を4個、保持体2
0に設けたものである。高分子圧電膜1の亀裂の
進行をより少い範囲で防止しようとするもので、
計器の信頼性をより高めることができる。 In this embodiment, there are four recesses 21 and a holding body 2.
It is set to 0. This is intended to prevent the progression of cracks in the polymer piezoelectric film 1 to a smaller extent.
The reliability of the instrument can be further improved.
第9図、第10図は、本発明の他の実施例の構
成説明図である。 FIG. 9 and FIG. 10 are configuration explanatory diagrams of other embodiments of the present invention.
本実施例において、6は反射傘4の開口部の中
央部分に保持体2の軸に直交し、超音波信号の進
路を妨害しないように配置された保護板である。
7は保護板6と反射傘4の開口縁とを結び超音波
を透過すすリング状のネツトである。ネツト7は
超音波の反射が無視できる程度の線径及び密集度
を有している。 In this embodiment, a protection plate 6 is disposed at the center of the opening of the reflector 4, perpendicular to the axis of the holder 2, so as not to obstruct the path of the ultrasonic signal.
Reference numeral 7 denotes a soot ring-shaped net that connects the protective plate 6 and the opening edge of the reflector 4 and transmits ultrasonic waves. The net 7 has a wire diameter and density such that reflection of ultrasonic waves can be ignored.
本実施例においては、高分子圧電膜1に直接加
わる力、たとえば、手で強くさわるとか、鋭利な
ものが触れるとか等から、保護できるようにした
ものである。 In this embodiment, it is possible to protect the polymer piezoelectric film 1 from forces directly applied to it, such as from being touched strongly by hand or from being touched by a sharp object.
なお、前述の実施例において、保持体2はプラ
スチツク材よりなると説明したが、ステンレス等
の金属とし、これを高分子圧電膜1の内側電極か
らの電極引き出し部(リード部)として兼用して
もよいことは勿論である。 In the above embodiment, the holder 2 was described as being made of plastic material, but it may also be made of metal such as stainless steel and used also as the electrode extension part (lead part) from the inner electrode of the polymer piezoelectric film 1. Of course it's a good thing.
また、保持体2の材質を、アルミナ等のセラミ
ツクスとすれば複雑な形状を一体焼成することが
可能で追加工を最小限におさえることができて、
製造原価を下げることができる。 In addition, if the material of the holder 2 is made of ceramics such as alumina, it is possible to integrally fire a complex shape, and additional machining can be kept to a minimum.
Manufacturing costs can be reduced.
また、セラミツクスは、耐候、耐薬品性にすぐ
れているという特徴も有している。 Ceramics also have excellent weather resistance and chemical resistance.
また、セラミツクス表面に金属コーテイング
(メタライジング)を施せば、これを内側電極の
引き出し部として利用できるという利点を付加で
きる。 Furthermore, if a metal coating (metallizing) is applied to the ceramic surface, an additional advantage can be added that this can be used as a lead-out portion of the inner electrode.
なお、前述の実施例においては、高分子圧電膜
1はポリフツ化ビニリデン(PVDE)からなると
説明したが、これに限ることはなく、たとえば、
フツ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重
合体(P(VDF−TrFE))、フツ化ビニリデンと
テトラフルオロエチレンの共重合体(P(VDF−
TeFE))、または、シアノビニリデンと酢酸ビニ
ルの交互共重合体(P(VDCN−VAc))でもよ
く、要するに、良好な圧電性を示すものであれば
よい。これらの材料においては、延伸操作は必ら
ずしも必要ではなく、高電圧印加による分極操作
のみでもよい。 In addition, in the above-mentioned embodiment, it was explained that the polymer piezoelectric film 1 is made of polyvinylidene fluoride (PVDE), but it is not limited to this, and for example,
Copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)), copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene (P(VDF-TrFE))
TeFE)) or an alternating copolymer of cyanovinylidene and vinyl acetate (P(VDCN-VAc)) may be used, as long as it exhibits good piezoelectricity. These materials do not necessarily require a stretching operation, and only a polarization operation by applying a high voltage may be sufficient.
また、前述の実施例においては、凹部21は2
個あるいは4個設けると説明したが、これに限る
ことはないことは勿論である。 Further, in the above-mentioned embodiment, the recess 21 has two
Although it has been explained that two or four are provided, it is needless to say that the number is not limited to this.
(発明の効果)
以上説明したように、本発明は、円柱体の保持
体と、該保持体の軸方向に互いに分離して存在し
それぞれが該保持体の周面の周方向の全周にわた
つてリング状に設けられた少なくとも2個以上の
凹部と、前記保持体の外周面を覆つて設けられ前
記凹部が形成された部分以外の該保持体の周面に
接する部分が固定され該凹部に対向する部分が該
凹部とリング状の室を構成する筒状の高分子圧電
膜と、高分子圧電膜の外周面と内周面とにそれぞ
れ設けられた電極板と、前記保持体の一端に頭部
側が取り付けられ送受信する超音波に前記保持体
の軸方向の指向性を付与する円錐状の反射傘と、
前記保持体に設けられ一端が前記室に開口し他端
が外部に開口する均圧孔とを具備してなる超音波
距離計の送受波器を構成した。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention includes a cylindrical holder, which is separated from each other in the axial direction of the holder, and each of which covers the entire circumference of the circumferential surface of the holder. At least two or more recesses provided in a ring shape across the holder, and a portion provided to cover the outer peripheral surface of the holder and in contact with the peripheral surface of the holder other than the portion where the recess is formed is fixed, and the recess a cylindrical polymer piezoelectric film whose portion facing the concave portion forms a ring-shaped chamber; an electrode plate provided on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the polymer piezoelectric film, respectively; and one end of the holder. a conical reflecting umbrella that is attached to the head side of the holding body and imparts directivity in the axial direction of the holding body to the transmitted and received ultrasonic waves;
A transducer for an ultrasonic distance meter was constructed, which included a pressure equalizing hole provided in the holder and having one end open to the chamber and the other end open to the outside.
この結果、(1)高分子圧電膜自身の内部減衰が大
きいため、ダンピング材を使用しなくても、高ダ
ンピング特性の超音波の送受信が可能となる。(2)
ダンピング材を使用しないため、それによるエネ
ルギー損失がなく、高い効率の送受信が可能とな
る。(3)高分子圧電膜の音響インピーダンスは、セ
ラミツクス系振動子の音響インピーダンスより一
桁小さいので、空気中への音の送受信効率が良
い。(4)高分子圧電膜の厚さは、薄くすることがで
きるので、送信時には電界強度を大きくでき、送
信効率(高分子圧電膜の変位量)が増大できる。
また、受信時には、この薄さは出力に影響を及ぼ
さない。一方、高分子圧電膜自身の有する高い電
圧出力定数g31によつて、高い開放端電圧が得ら
れる。すなわち、送受信効率とも、大きな向上が
可能となる。(5)ダンピング材、音響マツチング層
等を用いる必要がないため、これらの物性変化に
起因する温度特性の変化を避けることができる。
(6)したがつて、従来例に比して、高性能をきわめ
て低消費パワーで実現可能である。(7)高分子圧電
膜の固定を上下端面のみに限定したため、束縛の
ない、自由な呼吸振動が得られ、その結果、大き
な送受信感度が得られる。(8)均圧孔を有すること
により、感度が周囲圧力の影響を受けない送受波
器を実現できる。(9)反射傘を使用することによ
り、距離計用として最適な良好な指方性をもつた
送受波器を実現できる。(10)保持体に2個の凹部を
設けて、高分子圧電膜を分割固定するようにした
ので、高分子圧電膜に亀裂が発生しても、亀裂の
進行を止めることができ、亀裂による致命傷の発
生を防止することができる。 As a result, (1) since the internal attenuation of the polymer piezoelectric film itself is large, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves with high damping characteristics without using a damping material. (2)
Since no damping material is used, there is no energy loss and highly efficient transmission and reception is possible. (3) The acoustic impedance of the polymer piezoelectric film is one order of magnitude smaller than that of the ceramic vibrator, so it transmits and receives sound into the air with good efficiency. (4) Since the thickness of the polymer piezoelectric film can be reduced, the electric field strength can be increased during transmission, and the transmission efficiency (the amount of displacement of the polymer piezoelectric film) can be increased.
Also, during reception, this thinness does not affect the output. On the other hand, a high open circuit voltage can be obtained due to the high voltage output constant g 31 of the polymer piezoelectric film itself. That is, it is possible to greatly improve both transmission and reception efficiency. (5) Since there is no need to use damping materials, acoustic matching layers, etc., changes in temperature characteristics caused by changes in these physical properties can be avoided.
(6) Therefore, compared to the conventional example, high performance can be achieved with extremely low power consumption. (7) Since the polymer piezoelectric membrane is fixed only to the upper and lower end faces, unrestricted and free breathing vibrations can be obtained, and as a result, high transmitting and receiving sensitivity can be obtained. (8) By having a pressure equalizing hole, it is possible to realize a transducer whose sensitivity is not affected by ambient pressure. (9) By using a reflector, it is possible to realize a transducer with good directivity, which is ideal for use in distance meters. (10) Since two recesses are provided in the holder to divide and fix the polymer piezoelectric film, even if a crack occurs in the polymer piezoelectric film, the crack can be stopped from progressing. This can prevent fatal injuries.
したがつて、本発明によれば、シンプルな構造
で、高ダンピング特性を有し、効率が良好で堅牢
な信頼性の高い超音波送受波器を実現することが
できる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic transducer with a simple structure, high damping characteristics, good efficiency, robustness, and high reliability.
第1図は本発明の一実施例の構成説明図、第2
図は第1図の平面図、第3図は第1図の部品説明
図、第4図から第7図は第1図の動作説明図、第
8図は本発明の他の実施例の構成説明図、第9図
は本発明の別の実施例の構成説明図、第10図は
第9図の平面図、第11図は従来より一般に使用
されている従来例の構成説明図、第12図は第1
1図の平面図、第13図は第11図の動作説明図
である。
1……高分子圧電膜、11,12……電極、1
11,121……リード線、2,20……保持
体、21……凹部、3……室、4……反射傘、5
……均圧孔、6……保護板、61……吸音板、7
……ネツト。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of parts of FIG. 1, FIGS. 4 to 7 are explanatory diagrams of operation of FIG. 1, and FIG. 8 is a configuration of another embodiment of the present invention. Explanatory drawings, FIG. 9 is a configuration explanatory diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a plan view of FIG. 9, FIG. 11 is a configuration explanatory diagram of a conventional example commonly used, and FIG. The figure is the first
1 is a plan view, and FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 11. 1... Polymer piezoelectric film, 11, 12... Electrode, 1
11, 121... Lead wire, 2, 20... Holder, 21... Recess, 3... Chamber, 4... Reflector, 5
...Pressure equalization hole, 6...Protection plate, 61...Sound absorption plate, 7
...net.
Claims (1)
ぞれが該保持体の周面の周方向の全周にわたつて
リング状に設けられた少なくとも2個以上の凹部
と、 前記保持体の外周面を覆つて設けられ前記凹部
が形成された部分以外の該保持体の周面に接する
部分が固定され該凹部に対向する部分が該凹部と
リング状の室を構成する筒状の高分子圧電膜と、 高分子圧電膜の外周面と内周面とにそれぞれ設
けられた電極板と、 前記保持体の一端に頭部側が取り付けられ送受
信する超音波に前記保持体の軸方向の指向性を付
与する円錐状の反射傘と、 前記保持体に設けられ一端が前記室に開口し他
端が外部に開口する均圧孔と を具備してなる超音波距離計の送受波器。[Scope of Claims] 1. A cylindrical holder, each of which is provided in a ring shape over the entire circumferential circumference of the holder, which are separated from each other in the axial direction of the holder. At least two or more recesses, a portion provided to cover the outer peripheral surface of the holder, a portion in contact with the peripheral surface of the holder other than the portion where the recess is formed is fixed, and a portion facing the recess is the recess. A cylindrical polymer piezoelectric film forming a ring-shaped chamber, electrode plates provided on the outer and inner peripheral surfaces of the polymer piezoelectric film, and a head side attached to one end of the holder for transmitting and receiving. A conical reflecting umbrella that imparts directivity in the axial direction of the holding body to the ultrasonic waves; and a pressure equalizing hole provided in the holding body and having one end opening into the chamber and the other end opening outside. A transducer for an ultrasonic distance meter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10694887A JPS63273080A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Transmitter/receiver for ultrasonic range finder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10694887A JPS63273080A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Transmitter/receiver for ultrasonic range finder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63273080A JPS63273080A (en) | 1988-11-10 |
| JPH0463347B2 true JPH0463347B2 (en) | 1992-10-09 |
Family
ID=14446594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10694887A Granted JPS63273080A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Transmitter/receiver for ultrasonic range finder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63273080A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0811002Y2 (en) * | 1988-12-06 | 1996-03-29 | 日本特殊陶業株式会社 | Underwater piezoelectric cable |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53158227U (en) * | 1977-05-18 | 1978-12-12 | ||
| JPS5515112A (en) * | 1978-07-15 | 1980-02-02 | Takao Nakamura | Focus matching device of reflex camera |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP10694887A patent/JPS63273080A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63273080A (en) | 1988-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4825116A (en) | Transmitter-receiver of ultrasonic distance measuring device | |
| IL296792B2 (en) | Micromachined ultrasonic transducer and imaging device including a plurality thereof | |
| US20020089262A1 (en) | Cylindrical transducer apparatus | |
| US4528853A (en) | Ultrasonic sensor | |
| WO2004098234A1 (en) | Ultrasonic sensor | |
| Toda | Cylindrical PVDF film transmitters and receivers for air ultrasound | |
| Toda et al. | Theory of curved, clamped, piezoelectric film, air-borne transducers | |
| JP6939414B2 (en) | Ultrasonic device and ultrasonic measuring device | |
| Toda et al. | PVDF corrugated transducer for ultrasonic ranging sensor | |
| CN102205311B (en) | Short range ultrasonic device with broadbeam ultrasonic transducers | |
| Kharat et al. | Polymeric piezoelectric transducers for hydrophone applications | |
| JP4494493B2 (en) | Ultrasonic sensor | |
| JPH0463347B2 (en) | ||
| KR101955787B1 (en) | Focusing ultrasonic transducer to applying needle type hydrophone and method for controlling the focusing ultrasonic transducer | |
| JP2021524042A (en) | 1D ultrasonic converter unit | |
| JPH0463348B2 (en) | ||
| JP7183386B2 (en) | 1D ultrasound transducer unit for area surveillance | |
| Martins et al. | Performance evaluation of a PVDF hydrophone for deep sea applications | |
| JP4111236B2 (en) | Driving method of ultrasonic transducer | |
| JPH0463349B2 (en) | ||
| JPH07111458B2 (en) | Ultrasonic rangefinder | |
| JPH0217483A (en) | Ultrasonic distance meter | |
| JPH03276084A (en) | Ultrasonic range finder | |
| JPH0524228Y2 (en) | ||
| JPH0222584A (en) | Ultrasonic distance meter |