JPH06101879B2 - 空中超音波トランスジューサ - Google Patents
空中超音波トランスジューサInfo
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- JPH06101879B2 JPH06101879B2 JP1421488A JP1421488A JPH06101879B2 JP H06101879 B2 JPH06101879 B2 JP H06101879B2 JP 1421488 A JP1421488 A JP 1421488A JP 1421488 A JP1421488 A JP 1421488A JP H06101879 B2 JPH06101879 B2 JP H06101879B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
- G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/18—Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
- G10K9/22—Mountings; Casings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は空中超音波トランスジューサに関し、特にた
とえば円板状の音響整合層に円板あるいはリング状の圧
電素子が固着され、その圧電素子が樹脂ケースに封入さ
れている、空中超音波トランスジューサに関する。
とえば円板状の音響整合層に円板あるいはリング状の圧
電素子が固着され、その圧電素子が樹脂ケースに封入さ
れている、空中超音波トランスジューサに関する。
〔従来技術〕 この種の空中超音波トランスジューサの一例が、たとえ
ば、昭和59年11月５日および昭和60年10月31日付でそれ
ぞれ出願公開された、実開昭59−164398号および実開昭
60−163899号公報などに開示されている。
ば、昭和59年11月５日および昭和60年10月31日付でそれ
ぞれ出願公開された、実開昭59−164398号および実開昭
60−163899号公報などに開示されている。
従来技術においては、熱膨張係数が極端に異なる圧電素
子と音響整合層とを接着ないし固着しているので、環境
温度が変化して、特に高温になると、熱応力によって圧
電素子が剥離したりクラックを生じたり、温度特性が悪
いという問題点があった。
子と音響整合層とを接着ないし固着しているので、環境
温度が変化して、特に高温になると、熱応力によって圧
電素子が剥離したりクラックを生じたり、温度特性が悪
いという問題点があった。
それゆえに、この発明の主たる目的は、温度特性のよ
い、空中超音波トランスジューサを提供することであ
る。
い、空中超音波トランスジューサを提供することであ
る。
この発明は、音響整合層と圧電素子との中間の熱膨張係
数を有する部材を、音響整合層および樹脂ケースの少な
くとも一方と一体的に設けた、空中超音波トランスジュ
ーサである。
数を有する部材を、音響整合層および樹脂ケースの少な
くとも一方と一体的に設けた、空中超音波トランスジュ
ーサである。
上述の部材によって音響整合層および／または樹脂ケー
スと圧電素子との熱膨張係数の極端な相違が緩和され
る。
スと圧電素子との熱膨張係数の極端な相違が緩和され
る。
この発明によれば、音響整合層および／または樹脂ケー
スとの熱膨張係数の差が緩和されるので、従来のものに
比べて、環境温度の変化による特性劣化が生じにくく、
したがってより高い温度、たとえば120〜150℃の高温環
境下でも十分使用できる。
スとの熱膨張係数の差が緩和されるので、従来のものに
比べて、環境温度の変化による特性劣化が生じにくく、
したがってより高い温度、たとえば120〜150℃の高温環
境下でも十分使用できる。
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。
空中超音波トランスジューサ10は、この実施例では一体
的に樹脂成型された、音響整合層12およびケース14を含
む。しかしながら、この音響整合層12とケース14とは別
体のものとして構成されて、互いに接着されて一体化さ
れてもよいことは勿論である。
空中超音波トランスジューサ10は、この実施例では一体
的に樹脂成型された、音響整合層12およびケース14を含
む。しかしながら、この音響整合層12とケース14とは別
体のものとして構成されて、互いに接着されて一体化さ
れてもよいことは勿論である。
音響整合層12の内部には、所定の粒径たとえば10〜200
μｍを有するガラス製マイクロバルーン16が分散されて
いる。この音響整合層12の音響インピーダンスは、空気
中の音響インピーダンスと圧電素子18を音響インピーダ
ンスとの中間のものとなり、したがって両者の音響イン
ピーダンスを整合する作用を果たす。
μｍを有するガラス製マイクロバルーン16が分散されて
いる。この音響整合層12の音響インピーダンスは、空気
中の音響インピーダンスと圧電素子18を音響インピーダ
ンスとの中間のものとなり、したがって両者の音響イン
ピーダンスを整合する作用を果たす。
音響整合層12の内面には、公知の円板状のあるいはリン
グ状の圧電素子18が接着される。この圧電素子18は、た
とえばPZTなどのセラミックユニットとその両主面上に
それぞれ形成された振動電極とを含み、その振動電極の
それぞれは、リード20によって端子板22に設けられた対
応の外部端子24に接続される。外部端子24によって圧電
素子18にトーンバースト波を印加すると圧電素子18から
所定の超音波信号が送波され、反射体から戻った超音波
が圧電素子18によって受波される。そして、その送受波
タイミングのずれ時間と音速とによって反射体までの距
離がわかる。
グ状の圧電素子18が接着される。この圧電素子18は、た
とえばPZTなどのセラミックユニットとその両主面上に
それぞれ形成された振動電極とを含み、その振動電極の
それぞれは、リード20によって端子板22に設けられた対
応の外部端子24に接続される。外部端子24によって圧電
素子18にトーンバースト波を印加すると圧電素子18から
所定の超音波信号が送波され、反射体から戻った超音波
が圧電素子18によって受波される。そして、その送受波
タイミングのずれ時間と音速とによって反射体までの距
離がわかる。
注目すべきは、音響整合層12とケース14とにまたがって
筒状体26が配置されている点である。この筒状体26は、
音響整合層12と圧電素子18との中間の熱膨張係数を有す
る材料、典型的には金属や樹脂で形成された円筒体であ
る。このような筒状体26は、予め型の中に位置決めされ
た後樹脂を型内に注入する樹脂モールディング技術によ
って、音響整合層12およびケース14と一体的に挿入され
得る。
筒状体26が配置されている点である。この筒状体26は、
音響整合層12と圧電素子18との中間の熱膨張係数を有す
る材料、典型的には金属や樹脂で形成された円筒体であ
る。このような筒状体26は、予め型の中に位置決めされ
た後樹脂を型内に注入する樹脂モールディング技術によ
って、音響整合層12およびケース14と一体的に挿入され
得る。
このようにして挿入された筒状体26の熱膨張係数によっ
て、音響整合層12およびケース14と圧電素子18との熱膨
張係数との間の熱膨張係数との差が緩和される。すなわ
ち、筒状体26は音響整合層12と圧電素子18との中間の熱
膨張係数を有するので、その筒状体26が音響整合層12お
よびケース14内に挿入ないし没入されていると、それら
一体物全体としての熱膨張係数は音響整合層12の固有の
熱膨張係数より小さくなり、圧電素子18の小さい熱膨張
係数により接近する。したがって、空中超音波トランス
ジューサ10が同じような高温環境下で使用されても、音
響整合層12全体の膨張率は従来のものに比べて小さく、
そのために熱応力による圧電素子18の剥離やクラックを
生じる可能性が少ない。したがって、従来のものに比べ
て、温度特性特に高温温度特性が大幅に改善され、従来
の金属ケースのものと同程度、たとえば120〜150℃程度
の高温環境下においても安定に動作する。
て、音響整合層12およびケース14と圧電素子18との熱膨
張係数との間の熱膨張係数との差が緩和される。すなわ
ち、筒状体26は音響整合層12と圧電素子18との中間の熱
膨張係数を有するので、その筒状体26が音響整合層12お
よびケース14内に挿入ないし没入されていると、それら
一体物全体としての熱膨張係数は音響整合層12の固有の
熱膨張係数より小さくなり、圧電素子18の小さい熱膨張
係数により接近する。したがって、空中超音波トランス
ジューサ10が同じような高温環境下で使用されても、音
響整合層12全体の膨張率は従来のものに比べて小さく、
そのために熱応力による圧電素子18の剥離やクラックを
生じる可能性が少ない。したがって、従来のものに比べ
て、温度特性特に高温温度特性が大幅に改善され、従来
の金属ケースのものと同程度、たとえば120〜150℃程度
の高温環境下においても安定に動作する。
第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図解図であ
る。先の実施例では筒状体26が音響整合層12およびケー
ス14内に埋め込まれていたのに対し、この実施例では、
筒状体26はそれらに対して一体的に付着されている。詳
しく述べれば、筒状体26はケース14内の内壁面に接着剤
28によって接着ないし固着されている。このとき、筒状
体16は、好ましくは、ケース14のみならず音響整合層12
とも接触するように配置される。しかしながら、この実
施例においては、先の実施例においても同様であるが、
筒状体26は音響整合層12およびケース14の少なくとも一
方にのみ一体的に設けられて熱結合していればよく、必
ずしも両方に接触している必要はない。そして、第２図
実施例においても、第１図実施例と同じように、熱膨張
係数の差の緩和による温度特性の向上が期待できる。
る。先の実施例では筒状体26が音響整合層12およびケー
ス14内に埋め込まれていたのに対し、この実施例では、
筒状体26はそれらに対して一体的に付着されている。詳
しく述べれば、筒状体26はケース14内の内壁面に接着剤
28によって接着ないし固着されている。このとき、筒状
体16は、好ましくは、ケース14のみならず音響整合層12
とも接触するように配置される。しかしながら、この実
施例においては、先の実施例においても同様であるが、
筒状体26は音響整合層12およびケース14の少なくとも一
方にのみ一体的に設けられて熱結合していればよく、必
ずしも両方に接触している必要はない。そして、第２図
実施例においても、第１図実施例と同じように、熱膨張
係数の差の緩和による温度特性の向上が期待できる。
なお、筒状体26の材料としては、金属であればアルミニ
ウム，銅，鉄などが、また樹脂であればベークライトな
どが利用可能である。
ウム，銅，鉄などが、また樹脂であればベークライトな
どが利用可能である。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。 第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図解図であ
る。 図において、10は空中超音波トランスジューサ、12は音
響整合層、14はケース、18は圧電素子、22は端子板、26
は筒状体を示す。
る。 図において、10は空中超音波トランスジューサ、12は音
響整合層、14はケース、18は圧電素子、22は端子板、26
は筒状体を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】板状の音響整合層に圧電素子が固着され、
音響整合層のその固着面と同一面側に樹脂ケースが形成
された空中超音波トランスジューサにおいて、 前記音響整合層と前記圧電素子との中間の熱膨張係数を
有する部材を前記音響整合層および前記樹脂ケースの少
なくとも一方と一体的に設けたことを特徴とする、空中
超音波トランスジューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1421488A JPH06101879B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 空中超音波トランスジューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1421488A JPH06101879B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 空中超音波トランスジューサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01190098A JPH01190098A (ja) | 1989-07-31 |
| JPH06101879B2 true JPH06101879B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=11854841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1421488A Expired - Fee Related JPH06101879B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 空中超音波トランスジューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101879B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215143A (ja) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Ricoh Elemex Corp | 超音波計測装置 |
| JP3944052B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2007-07-11 | 株式会社デンソー | 超音波送受波器及びこれを用いた超音波クリアランスソナー |
| US6993967B2 (en) * | 2002-07-12 | 2006-02-07 | Ti Group Automotive Systems, L.L.C. | Fluid level sensor |
| KR100789764B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2007-12-28 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 초음파 송수파기 |
| DE10344741A1 (de) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Schall- oder Ultraschallwandler |
| DE102008055126A1 (de) | 2008-12-23 | 2010-07-01 | Robert Bosch Gmbh | Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium |
| DE102008055123B3 (de) * | 2008-12-23 | 2010-07-22 | Robert Bosch Gmbh | Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium |
| DE102014110163A1 (de) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums |
| DE102023104657A1 (de) * | 2023-02-25 | 2024-08-29 | Ifm Electronic Gmbh | Ultraschallsensor für die Automatisierungstechnik und Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors für die Automatisierungstechnik |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP1421488A patent/JPH06101879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01190098A (ja) | 1989-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |