JPH0560320B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0560320B2 JPH0560320B2 JP57152472A JP15247282A JPH0560320B2 JP H0560320 B2 JPH0560320 B2 JP H0560320B2 JP 57152472 A JP57152472 A JP 57152472A JP 15247282 A JP15247282 A JP 15247282A JP H0560320 B2 JPH0560320 B2 JP H0560320B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- pair
- piezoelectric
- frequencies
- pairs
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0611—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
- B06B1/0614—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile for generating several frequencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、複数対の圧電素子を駆動するマルチ
周波超音波送受波器に関するものである。 近年は、殆どの漁船が魚群探知機を装備してい
るが、探知する魚種によつて使用する周波数が異
なり、又漁場に漁船が密集操業する時は、同一周
波数のものでは、混信を伴なつて魚群探知機が本
来の性能を発揮出来ず、マルチ周波数の魚群探知
機が要望されていた。 これらの問題を解決するために、周波数の異な
る複数個の送受波器を装備したり、複数個の周波
数の異なる振動子を収納した送受波器が用いられ
ているが、これらの魚群探知方式では、送受波器
が大型化して近海漁業の小型船には、不適であ
り、また価格が大幅に高くなるという欠点があつ
た。 又、他の魚群探知機として、円盤形圧電振動子
の厚み振動と径方向振動、あるいは角板形圧電振
動子の厚み振動と、短辺方向の振動及び長辺方向
の振動の共振周波数を用いた送受波器も知られて
いるが、入力電力や指向特性の関係で、実用的に
は円盤形圧電振動子の円板の径や、角板形圧電振
動子の角板の一辺の長さが規制されるために、使
用周波数が大幅に飛び離れた２つ又は３つの周波
数のものしか得られないという欠点を有してい
る。 本発明は、上記従来例の欠点を解決するため
に、１つの振動子で駆動点を変えるだけて、複数
の周波数の超音波を任意に入出力することができ
ることを特徴とし、その目的は装置が小型にな
り、混信を全く生じさせないマルチ周波超音波送
受波器を提供するものである。以下、図面により
本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は、本発明の一実施例のマルチ周波超音
波送受波器の側面図を示したもので、１，２，３
はそれぞれ接面間に引き出し端子４，５，６を持
つ電極を設けた対の圧電素子、７，８，９，１０
は１対の圧電振動子１，２，３の両側にそれぞれ
配置された金属ブロツクであり、これらの圧電振
動子１，２，３及び金属ブロツク７，８，９，１
０を通るボルト（図示せず）によつてねじ止めさ
れ、また、対の圧電振動子１，２，３の引き出し
端子４，５，６と金属ブロツク７，８，９と対の
圧電振動子１，２，３の間から引き出された共通
端子は切換え発振駆動手段１１に接続され、圧電
素子１，２，３の２対または３対を切換え発振駆
動する。なお、それぞれ１対の圧電素子１，２，
３は分極方向が互いに同極となるように対抗させ
て、振動子全長に対してそれぞれ１端面から
0.125、0.25及び0.5にその中心が位置するように
構成されている。 今、１実施例として、１個のPZT圧電素子の
厚みを５mmとして、１対の圧電素子を構成し、そ
れぞれ１対の圧電素子１，２及び３の中心が振動
子の端面から72mm、36mm及び18mmに位置し、全長
が144mmになるようにアルミニウム（Al）でなる
金属ブロツク７，８，９及び１０を設けて、振動
子を構成する。なお、振動子の径は25mmである。 このように構成された本実施例のマルチ周波超
音波送受波器において、まず、第１図に示す切換
え発振駆動手段１１によつて引き出し端子４を選
択し、対の圧電素子１を駆動すると、第２図に示
したように周波数f1、f3、f5及びf9に大きな共振
が得られ、その共振周波数及び共振インピーダン
スは第１表の駆動端４の記録に見られるように、
f3（14.43KHz、740Ω）、f3（45.44KHz、340Ω）、f5
（70.46KHz、170Ω）及びf9（195.9KHz、50Ω）の
値が得られる。 次に、第１図に示す切換え発振駆動手段１１で
引き出し端子５を選択して、対の圧電素子２を駆
動すると、第３図に示したように、f1、f2、f3、
f5及びf6に大きな共振が得られ、その共振周波数
及び共振インピーダンスとして、第１表の駆動端
５の記録値が得られる。 また、引き出し端子６を切換え発振駆動手段１
１で選択して対の圧電素子３を駆動すると、第４
図の共振周波数f2、f3、f4、f5及びf8で大きな共
振が得られ、この共振周波数及び共振インピーダ
ンスとして、第１表の駆動端６の記録値が得られ
る。
周波超音波送受波器に関するものである。 近年は、殆どの漁船が魚群探知機を装備してい
るが、探知する魚種によつて使用する周波数が異
なり、又漁場に漁船が密集操業する時は、同一周
波数のものでは、混信を伴なつて魚群探知機が本
来の性能を発揮出来ず、マルチ周波数の魚群探知
機が要望されていた。 これらの問題を解決するために、周波数の異な
る複数個の送受波器を装備したり、複数個の周波
数の異なる振動子を収納した送受波器が用いられ
ているが、これらの魚群探知方式では、送受波器
が大型化して近海漁業の小型船には、不適であ
り、また価格が大幅に高くなるという欠点があつ
た。 又、他の魚群探知機として、円盤形圧電振動子
の厚み振動と径方向振動、あるいは角板形圧電振
動子の厚み振動と、短辺方向の振動及び長辺方向
の振動の共振周波数を用いた送受波器も知られて
いるが、入力電力や指向特性の関係で、実用的に
は円盤形圧電振動子の円板の径や、角板形圧電振
動子の角板の一辺の長さが規制されるために、使
用周波数が大幅に飛び離れた２つ又は３つの周波
数のものしか得られないという欠点を有してい
る。 本発明は、上記従来例の欠点を解決するため
に、１つの振動子で駆動点を変えるだけて、複数
の周波数の超音波を任意に入出力することができ
ることを特徴とし、その目的は装置が小型にな
り、混信を全く生じさせないマルチ周波超音波送
受波器を提供するものである。以下、図面により
本発明の実施例を詳細に説明する。 第１図は、本発明の一実施例のマルチ周波超音
波送受波器の側面図を示したもので、１，２，３
はそれぞれ接面間に引き出し端子４，５，６を持
つ電極を設けた対の圧電素子、７，８，９，１０
は１対の圧電振動子１，２，３の両側にそれぞれ
配置された金属ブロツクであり、これらの圧電振
動子１，２，３及び金属ブロツク７，８，９，１
０を通るボルト（図示せず）によつてねじ止めさ
れ、また、対の圧電振動子１，２，３の引き出し
端子４，５，６と金属ブロツク７，８，９と対の
圧電振動子１，２，３の間から引き出された共通
端子は切換え発振駆動手段１１に接続され、圧電
素子１，２，３の２対または３対を切換え発振駆
動する。なお、それぞれ１対の圧電素子１，２，
３は分極方向が互いに同極となるように対抗させ
て、振動子全長に対してそれぞれ１端面から
0.125、0.25及び0.5にその中心が位置するように
構成されている。 今、１実施例として、１個のPZT圧電素子の
厚みを５mmとして、１対の圧電素子を構成し、そ
れぞれ１対の圧電素子１，２及び３の中心が振動
子の端面から72mm、36mm及び18mmに位置し、全長
が144mmになるようにアルミニウム（Al）でなる
金属ブロツク７，８，９及び１０を設けて、振動
子を構成する。なお、振動子の径は25mmである。 このように構成された本実施例のマルチ周波超
音波送受波器において、まず、第１図に示す切換
え発振駆動手段１１によつて引き出し端子４を選
択し、対の圧電素子１を駆動すると、第２図に示
したように周波数f1、f3、f5及びf9に大きな共振
が得られ、その共振周波数及び共振インピーダン
スは第１表の駆動端４の記録に見られるように、
f3（14.43KHz、740Ω）、f3（45.44KHz、340Ω）、f5
（70.46KHz、170Ω）及びf9（195.9KHz、50Ω）の
値が得られる。 次に、第１図に示す切換え発振駆動手段１１で
引き出し端子５を選択して、対の圧電素子２を駆
動すると、第３図に示したように、f1、f2、f3、
f5及びf6に大きな共振が得られ、その共振周波数
及び共振インピーダンスとして、第１表の駆動端
５の記録値が得られる。 また、引き出し端子６を切換え発振駆動手段１
１で選択して対の圧電素子３を駆動すると、第４
図の共振周波数f2、f3、f4、f5及びf8で大きな共
振が得られ、この共振周波数及び共振インピーダ
ンスとして、第１表の駆動端６の記録値が得られ
る。
【表】
次に、引き出し端子４，５を第１図の切換え発
振駆動手段１１で選択して対の圧電素子１，２を
駆動すると、第５図に見られるように、周波数
f1、f2、f5及びf7に大きな共振が得られ、夫々の
共振周波数及び共振インピーダンスとして第１表
の駆動端４−５の記録値が得られる。 次に、第１図に切換え発振駆動手段１１で引き
出し端子４，６を選択して対の圧電素子１，３を
駆動すると、第６図の周波数f1、f4、f5及びf6に
共振が得られ、第１表の駆動端４−65の記録値が
得られる。 更に、第１図の切換え発振駆動手段１１で引き
出し端子５，６を選択して対の圧電素子２，３を
駆動すると、第７図の周波数f1、f2、f3及びf5に
共振が得られ、第１表の駆動端５−６の記録値が
得られる。 次に、第１図の切換え発振駆動手段１１で引き
出し端子４，５，６を選択して対の圧電素子１，
２，３を駆動すると、第８図の周波数f1、f2、
f3、f4及びf5に大きな共振が得られ、夫々の共振
周波数及び共振インピーダンスとして、第１表の
駆動端４−５−６のf1（14.18KHz、198Ω）、f2
（29.14KHz、260Ω）、f3（43.46KHz、340Ω）、f4
（55.07KHz、215Ω）及びf5（72.2KHz、157Ω）の
値が得られる。 上記測定データから明らかなように、第１図に
構成されたボルト締め圧電振動子の引き出し切換
え発振駆動手段１１で選択して励振することによ
つて、基本周波数及びこれの奇数倍又は偶数倍の
周波数において、実用に供しうる９つの共振周波
数を得ることができる。 これを水中超音波送受波器として使用するた
め、第１図の構造の圧電振動子８個を２列に近接
させて、ローシーゴムでなるハウジングに収納し
て、水中において送受波感度を測定すると、第２
表に見られるような駆動端子を用いた時に、夫々
の周波数において最も感度の優れた送受波器が得
られた。
振駆動手段１１で選択して対の圧電素子１，２を
駆動すると、第５図に見られるように、周波数
f1、f2、f5及びf7に大きな共振が得られ、夫々の
共振周波数及び共振インピーダンスとして第１表
の駆動端４−５の記録値が得られる。 次に、第１図に切換え発振駆動手段１１で引き
出し端子４，６を選択して対の圧電素子１，３を
駆動すると、第６図の周波数f1、f4、f5及びf6に
共振が得られ、第１表の駆動端４−65の記録値が
得られる。 更に、第１図の切換え発振駆動手段１１で引き
出し端子５，６を選択して対の圧電素子２，３を
駆動すると、第７図の周波数f1、f2、f3及びf5に
共振が得られ、第１表の駆動端５−６の記録値が
得られる。 次に、第１図の切換え発振駆動手段１１で引き
出し端子４，５，６を選択して対の圧電素子１，
２，３を駆動すると、第８図の周波数f1、f2、
f3、f4及びf5に大きな共振が得られ、夫々の共振
周波数及び共振インピーダンスとして、第１表の
駆動端４−５−６のf1（14.18KHz、198Ω）、f2
（29.14KHz、260Ω）、f3（43.46KHz、340Ω）、f4
（55.07KHz、215Ω）及びf5（72.2KHz、157Ω）の
値が得られる。 上記測定データから明らかなように、第１図に
構成されたボルト締め圧電振動子の引き出し切換
え発振駆動手段１１で選択して励振することによ
つて、基本周波数及びこれの奇数倍又は偶数倍の
周波数において、実用に供しうる９つの共振周波
数を得ることができる。 これを水中超音波送受波器として使用するた
め、第１図の構造の圧電振動子８個を２列に近接
させて、ローシーゴムでなるハウジングに収納し
て、水中において送受波感度を測定すると、第２
表に見られるような駆動端子を用いた時に、夫々
の周波数において最も感度の優れた送受波器が得
られた。
【表】
【表】
以上説明したように、本発明によれば、振動子
の全長に対して、0.125、0.25及び0.5に位置する
ように金属ブロツクの間に対の圧電素子をそれぞ
れ挟持して対の圧電素子から引き出し端子を引き
出し、金属ブロツクをボルトでねじ止めしたボル
ト締め圧電振動子において、切換え発振駆動手段
で２つまたは３つの引き出し端子を選択し、２個
または３個の対の圧電素子を励振することによつ
て、異なつた複数の周波数の超音波を１個の振動
子で出力することができ、それら重複する複数の
周波数のうち、最も効率の良い駆動端子を用いる
ことによつて、マルチ周波超音波送受波器を構成
できる。
の全長に対して、0.125、0.25及び0.5に位置する
ように金属ブロツクの間に対の圧電素子をそれぞ
れ挟持して対の圧電素子から引き出し端子を引き
出し、金属ブロツクをボルトでねじ止めしたボル
ト締め圧電振動子において、切換え発振駆動手段
で２つまたは３つの引き出し端子を選択し、２個
または３個の対の圧電素子を励振することによつ
て、異なつた複数の周波数の超音波を１個の振動
子で出力することができ、それら重複する複数の
周波数のうち、最も効率の良い駆動端子を用いる
ことによつて、マルチ周波超音波送受波器を構成
できる。
第１図は、本発明の一実施例のマルチ周波超音
波送受波器の側面図、第２図乃至第８図は、第１
図の動作説明図である。 １，２，３……１対の圧電素子、７，８，９…
…金属端子、４，５，６……引き出し端子。
波送受波器の側面図、第２図乃至第８図は、第１
図の動作説明図である。 １，２，３……１対の圧電素子、７，８，９…
…金属端子、４，５，６……引き出し端子。
Claims (1)
- １ １対の圧電素子の接面間に引き出し端子を設
け、前記１対の圧電素子の他の面に金属ブロツク
を設けて、前記１対の圧電素子及び金属ブロツク
を一体にねじ止めしたボルト締め圧電振動子の全
長に対して、前記金属ブロツクの１端面から約
0.125、0.25、0.5の位置にそれぞれ前記１対の圧
電素子を配置したマルチ周波超音波送受波器にお
いて、前記１対の圧電素子の２個の引き出し端子
または３個の引き出し端子を電気的に並列接続し
て、前記２対の圧電素子または３対の圧電素子を
切換え駆動する切換え発振駆動手段を設け、前記
ボルト締め圧電素子から複数の共振周波数を得る
ことを特徴とするマルチ周波超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15247282A JPS5942000A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | マルチ周波超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15247282A JPS5942000A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | マルチ周波超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5942000A JPS5942000A (ja) | 1984-03-08 |
| JPH0560320B2 true JPH0560320B2 (ja) | 1993-09-02 |
Family
ID=15541259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15247282A Granted JPS5942000A (ja) | 1982-09-01 | 1982-09-01 | マルチ周波超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942000A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2802286B2 (ja) * | 1987-12-30 | 1998-09-24 | 本多電子株式会社 | 漁網探知装置 |
| US20140259618A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Hadal, Inc. | Systems and methods for improved pressure vessels |
-
1982
- 1982-09-01 JP JP15247282A patent/JPS5942000A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5942000A (ja) | 1984-03-08 |
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