JPH10206530A - 水中探査機器 - Google Patents
水中探査機器Info
- Publication number
- JPH10206530A JPH10206530A JP3965997A JP3965997A JPH10206530A JP H10206530 A JPH10206530 A JP H10206530A JP 3965997 A JP3965997 A JP 3965997A JP 3965997 A JP3965997 A JP 3965997A JP H10206530 A JPH10206530 A JP H10206530A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- ultrasonic
- resonance
- fundamental frequency
- underwater
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- Pending
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課 題】水中探査機はセラミック振動子の効率が非常
に低いために最高の効率を追及するあまり単独周波数を
発射する探査機が最も多く開発されている。従って海水
中あるいは水中での様々の様子を知るためにはそれぞれ
の周波数の異なった超音波探査機を数多く用意しなけれ
ばならず台数のみ多くなり場所もとり不経済である。こ
の点を解決する。 【解決手段】従来から使用されているセラミック振動子
には超音波の共振点は１個のみでなく複数箇所存在す
る、しかもその共振点は最高共振点の１／ｎ×Ｎ倍の所
に点在しておりその周波数は従来から使用されている水
中探査機の周波数とほぼ同様である。そこでこの周波数
を利用して一台の超音波探査機でありながら一個のセラ
ミック振動子を使用して複数の周波の超音波を発射する
超音波探査機を完成したものである。
に低いために最高の効率を追及するあまり単独周波数を
発射する探査機が最も多く開発されている。従って海水
中あるいは水中での様々の様子を知るためにはそれぞれ
の周波数の異なった超音波探査機を数多く用意しなけれ
ばならず台数のみ多くなり場所もとり不経済である。こ
の点を解決する。 【解決手段】従来から使用されているセラミック振動子
には超音波の共振点は１個のみでなく複数箇所存在す
る、しかもその共振点は最高共振点の１／ｎ×Ｎ倍の所
に点在しておりその周波数は従来から使用されている水
中探査機の周波数とほぼ同様である。そこでこの周波数
を利用して一台の超音波探査機でありながら一個のセラ
ミック振動子を使用して複数の周波の超音波を発射する
超音波探査機を完成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は海水中あるいは水
中で使用される超音波測深器あるいは魚群探知器に関す
るもので、詳しくは圧電素子と呼ばれるセラミック振動
子を使用した超音波探査装置に関するものである。
中で使用される超音波測深器あるいは魚群探知器に関す
るもので、詳しくは圧電素子と呼ばれるセラミック振動
子を使用した超音波探査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からこの種超音波探査装置すなわち
魚群探知機あるいは超音波測深機などにおいてはその効
率の良さを重んずる余りセラミック振動子の最良の共振
点のみに着目し単独周波数を発射する超音波発射機器と
することにのみ専念していた。従って従来は複数の共振
点の周波数を発射する装置を得るためにはその超音波の
周波数それぞれを発射する装置をその数台ぶん用意しな
ければなならなかった。また超音波を発射する発振装置
は一台で共通使用するようにしたとしても超音波の送波
装置は複数個用意するのが一般であった。
魚群探知機あるいは超音波測深機などにおいてはその効
率の良さを重んずる余りセラミック振動子の最良の共振
点のみに着目し単独周波数を発射する超音波発射機器と
することにのみ専念していた。従って従来は複数の共振
点の周波数を発射する装置を得るためにはその超音波の
周波数それぞれを発射する装置をその数台ぶん用意しな
ければなならなかった。また超音波を発射する発振装置
は一台で共通使用するようにしたとしても超音波の送波
装置は複数個用意するのが一般であった。
【０００３】しかし出願者は先に現在使用するセラミッ
ク振動子の送波装置よりも遥に効率の良い超音波を発射
する送波装置の開発に成功した、、そのため現在使用さ
れている振動子の最良共振点よりも若干効率の落ちる第
２．第３．の共振点であつても十分測深や探知に使用す
ることが可能であることが分かつた。またそれに関連し
てセラミック振動子には複数の超音波の共振点が存在
し、しかもその共振点は基本の周波数に対して１／ｎ×
Ｎ倍の関係にあり現在使用されている超音波の周波数に
非常に近い周波数であることも解った。これを
ク振動子の送波装置よりも遥に効率の良い超音波を発射
する送波装置の開発に成功した、、そのため現在使用さ
れている振動子の最良共振点よりも若干効率の落ちる第
２．第３．の共振点であつても十分測深や探知に使用す
ることが可能であることが分かつた。またそれに関連し
てセラミック振動子には複数の超音波の共振点が存在
し、しかもその共振点は基本の周波数に対して１／ｎ×
Ｎ倍の関係にあり現在使用されている超音波の周波数に
非常に近い周波数であることも解った。これを
【図３】を使って具体的に説明すれば
【図３】に示す振動子は２００ＫＨＺセラミック振動子
の共振インピーダンスを縦軸に電気的Ｘ。インピーダン
スとしてまた横軸には周波数をパラメータとしてそのイ
ンピーダンスを示すものであるが図中Ｉ，ＩＩ，ＩＩ
Ｉ，ＩＶ，Ｖ，はそれぞれ電気的Ｘ。インピーダンスの
低下している箇所を示すものでＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，Ｉ
Ｖ，Ｖ，のそれぞれに共振点が存在することを示してい
る。ちなみにその周波数を提示すれば３２ＫＨＺ・７６
ＫＨＺ・１０２ＫＨＺ・１５０ＫＨＺ・２００ＫＨＺで
ほぼ現在使用している周波数に非常に近いことが解る。
またこれら周波数での超音波の発射効率は基本波に対し
て若干低下するが余り差のないことも確認できた。そこ
で出願者はこれを利用して１個の送波装置から複数の超
音波を発射させる超音波発射機器すなわち超音波探査機
を出願することを思いついたものである。
の共振インピーダンスを縦軸に電気的Ｘ。インピーダン
スとしてまた横軸には周波数をパラメータとしてそのイ
ンピーダンスを示すものであるが図中Ｉ，ＩＩ，ＩＩ
Ｉ，ＩＶ，Ｖ，はそれぞれ電気的Ｘ。インピーダンスの
低下している箇所を示すものでＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，Ｉ
Ｖ，Ｖ，のそれぞれに共振点が存在することを示してい
る。ちなみにその周波数を提示すれば３２ＫＨＺ・７６
ＫＨＺ・１０２ＫＨＺ・１５０ＫＨＺ・２００ＫＨＺで
ほぼ現在使用している周波数に非常に近いことが解る。
またこれら周波数での超音波の発射効率は基本波に対し
て若干低下するが余り差のないことも確認できた。そこ
で出願者はこれを利用して１個の送波装置から複数の超
音波を発射させる超音波発射機器すなわち超音波探査機
を出願することを思いついたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】魚群の探知あるいは海
底の測深などにあたつて複数の超音波の周波数を発射す
る装置を多く持つ理由は水中に発射する超音波は周波数
によつてそれぞれ分解能や到達距離が異なるためで低い
周波数は分解能は劣るが到達距離が大であり高い周波数
はその逆で到達距離は短いがその分解能は大である。従
ってこれら周波数の異なる超音波発射器を数多く持つこ
とは魚群の探知においては大きな魚群の集団のみの探知
に止まらず個々の魚体の探知をも可能にするものであ
り、また海底などを測深する測深機においては単なる海
底の位置の探査に留まらずヘドロの厚さやその付近の地
底の構造に及んでまで探査を可能とするものである。
底の測深などにあたつて複数の超音波の周波数を発射す
る装置を多く持つ理由は水中に発射する超音波は周波数
によつてそれぞれ分解能や到達距離が異なるためで低い
周波数は分解能は劣るが到達距離が大であり高い周波数
はその逆で到達距離は短いがその分解能は大である。従
ってこれら周波数の異なる超音波発射器を数多く持つこ
とは魚群の探知においては大きな魚群の集団のみの探知
に止まらず個々の魚体の探知をも可能にするものであ
り、また海底などを測深する測深機においては単なる海
底の位置の探査に留まらずヘドロの厚さやその付近の地
底の構造に及んでまで探査を可能とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従来から使用されている
測深機や探知機に使用されている超音波の周波数は２０
０ＫＨＺ・１５０ＫＨＺ・１００ＫＨＺ・７５ＫＨＺ・
５０ＫＨＺなどその周波数は互いにどれか１つの周波数
の整数倍あるいは整数分の１の周波数であるものが多か
つた。これに対して１個のセラミック振動子に存在する
複数の共振点での周波数もまた基本周波数のほぼ整数倍
あるいは整数分の１であるものが殆どなので其の周波数
はそのまま測深機用あるいは探知機用として使用すこと
ができるものである。従って若干の効率の悪いのを無視
すれば充分実用になるものであることが理解できる。
測深機や探知機に使用されている超音波の周波数は２０
０ＫＨＺ・１５０ＫＨＺ・１００ＫＨＺ・７５ＫＨＺ・
５０ＫＨＺなどその周波数は互いにどれか１つの周波数
の整数倍あるいは整数分の１の周波数であるものが多か
つた。これに対して１個のセラミック振動子に存在する
複数の共振点での周波数もまた基本周波数のほぼ整数倍
あるいは整数分の１であるものが殆どなので其の周波数
はそのまま測深機用あるいは探知機用として使用すこと
ができるものである。従って若干の効率の悪いのを無視
すれば充分実用になるものであることが理解できる。
【０００６】具体的手段としては１個の測深機あるいは
探知機において送波装置は従来と同様１個とし超音波発
振器のみ複数用意するか或いは連続発振が可能なスイー
プ型発振機として連続して超音波を発振するようにすれ
ば他の装置は総て１個の測深機あるいは探知機の装置が
そのまま使用できて装置全体が非常に経済的であると同
時に取り扱い上も非常に便利である。また超音波の発振
器をスイープ型とするとコストは一個の発振器を造るよ
り若干高くなるが複数の発振器を数多く設けるよりはる
かに経済的であり、かつそれぞれの共振周波数を調整す
る手数がはぶけ、更には連続して周波数を発振している
ため測定物体に対して最適共振周波数を知る手掛かりに
もなるなど数々のメリットがある。
探知機において送波装置は従来と同様１個とし超音波発
振器のみ複数用意するか或いは連続発振が可能なスイー
プ型発振機として連続して超音波を発振するようにすれ
ば他の装置は総て１個の測深機あるいは探知機の装置が
そのまま使用できて装置全体が非常に経済的であると同
時に取り扱い上も非常に便利である。また超音波の発振
器をスイープ型とするとコストは一個の発振器を造るよ
り若干高くなるが複数の発振器を数多く設けるよりはる
かに経済的であり、かつそれぞれの共振周波数を調整す
る手数がはぶけ、更には連続して周波数を発振している
ため測定物体に対して最適共振周波数を知る手掛かりに
もなるなど数々のメリットがある。
【０００７】
【図１】に示す第１実施例は
【請求項１】に示す内容のもので本発明の基本的内容を
示すものであつて
示すものであつて
【図１】において（１）は超音波送波装置で比較的周波
数の高い２００ＫＨＺあるいは１５０ＫＨＺなどのセラ
ミック振動子を使用した送波装置である。基本周波数を
高く設定した理由は基本周波数のほぼ１／ｎあいは１／
ｎ×Ｎ倍のところにそれぞれ第２．第３の共振点が存在
するからである。発振装置部分は（２ａ）（２ｂ）（２
ｃ）で示されるごとく基本周波数を発振する基本波発振
装置（２ａ）の他にほぼ基本周波数の１／ｎあるいは１
／ｎ×Ｎ倍のところに他の共振点が存在するため、それ
に共振するような発振装置（２ｂ）（２ｃ）を設けたも
のである。また第２．第３の発振器は２個に限らず３個
でも４個でも必要に応じまた共振点の数に応じて適当に
設置すればよい。
数の高い２００ＫＨＺあるいは１５０ＫＨＺなどのセラ
ミック振動子を使用した送波装置である。基本周波数を
高く設定した理由は基本周波数のほぼ１／ｎあいは１／
ｎ×Ｎ倍のところにそれぞれ第２．第３の共振点が存在
するからである。発振装置部分は（２ａ）（２ｂ）（２
ｃ）で示されるごとく基本周波数を発振する基本波発振
装置（２ａ）の他にほぼ基本周波数の１／ｎあるいは１
／ｎ×Ｎ倍のところに他の共振点が存在するため、それ
に共振するような発振装置（２ｂ）（２ｃ）を設けたも
のである。また第２．第３の発振器は２個に限らず３個
でも４個でも必要に応じまた共振点の数に応じて適当に
設置すればよい。
【０００８】これに対して受信装置（４）は基本周波数
の他にそれぞれの共振周波数に調整された受信装置（４
ａ）（４ｂ）（４ｃ）もつものであつてもよいが、全体
の周波数をカバーする周波数帯をもつ受信機（４）であ
つてもよい。更にはまた受信装置（４）は内部にフイル
ターを設けこれにより必要周波数を選択するようにして
もよい。このように受信装置に関しては種々方法が考え
られるため特に今回は構造上の規定はもうけない。以上
が従来の水中超音波探査装置と今回出願になる水中超音
波探査装置との基本的相違箇所を示したものである。他
のタイミング発生装置や表示装置（６）等はすべて従来
のものがその侭使用できる。作用効果について述べれ
ば、本装置の特徴は前にも記した通り１個の送波装置で
ありながら複数の周波数の超音波を発射せしめて、それ
ぞれの周波数に対するエコー波を受信せしめて一台の超
音波発射装置でありながら複数個の超音波発射装置を設
けたと同様の効果を狙つたものである。
の他にそれぞれの共振周波数に調整された受信装置（４
ａ）（４ｂ）（４ｃ）もつものであつてもよいが、全体
の周波数をカバーする周波数帯をもつ受信機（４）であ
つてもよい。更にはまた受信装置（４）は内部にフイル
ターを設けこれにより必要周波数を選択するようにして
もよい。このように受信装置に関しては種々方法が考え
られるため特に今回は構造上の規定はもうけない。以上
が従来の水中超音波探査装置と今回出願になる水中超音
波探査装置との基本的相違箇所を示したものである。他
のタイミング発生装置や表示装置（６）等はすべて従来
のものがその侭使用できる。作用効果について述べれ
ば、本装置の特徴は前にも記した通り１個の送波装置で
ありながら複数の周波数の超音波を発射せしめて、それ
ぞれの周波数に対するエコー波を受信せしめて一台の超
音波発射装置でありながら複数個の超音波発射装置を設
けたと同様の効果を狙つたものである。
【０００９】第２実施例は
【請求項２】に示すもので
【図２】に示すごとく基本的構想は第１実施例と殆ど同
様であるが第１実施例と異なる所は超音波の発振装置
（２）の部分を個々の周波数を発振する単一周波数の発
振器とせず、スイープ型の連続して周波数を発振する発
振器としたことであり、これにより発振装置は単一の発
振装置を複数個設ける必要がなく、かつそれぞれの共振
周波数を調整するなどの面倒な手続きが一切はぶけ更に
は測定物体に対する最適共振周波数がいずれにあるか等
の手掛かりをつかむことができるなど数々の特徴を有す
るものである。更に発振装置をスイープ型としたことの
特徴は超音波の送波装置の共振点が何れの箇所にあつて
も無関係にしたことで、場合によっては共振点以外の箇
所の超音波であつても発射できるようにしたことにあ
る。従ってこの場合の受信装置（４）は発振装置同様に
連続周波数の受信が可能な広帯域受信装置とする必要が
ある。
様であるが第１実施例と異なる所は超音波の発振装置
（２）の部分を個々の周波数を発振する単一周波数の発
振器とせず、スイープ型の連続して周波数を発振する発
振器としたことであり、これにより発振装置は単一の発
振装置を複数個設ける必要がなく、かつそれぞれの共振
周波数を調整するなどの面倒な手続きが一切はぶけ更に
は測定物体に対する最適共振周波数がいずれにあるか等
の手掛かりをつかむことができるなど数々の特徴を有す
るものである。更に発振装置をスイープ型としたことの
特徴は超音波の送波装置の共振点が何れの箇所にあつて
も無関係にしたことで、場合によっては共振点以外の箇
所の超音波であつても発射できるようにしたことにあ
る。従ってこの場合の受信装置（４）は発振装置同様に
連続周波数の受信が可能な広帯域受信装置とする必要が
ある。
【００１０】この場合の特徴とする作用及び効果は上に
も記した通り超音の波発射周波数を連続する発振装置と
したことで、これにより従来なかなか把握することので
きなかった魚群に対する最適反射エコー周波数の把握や
海底ちかくに沈殿するヘドロの最適反射エコー周波数の
把握を可能とするものである。また上に示したセラミッ
ク振動子の共振周波数以外の箇所の周波数における超音
波の発射効率は非常に悪くなるが出願者は先に従来の超
音波発射装置に対しではるかに効率の良い超音波送波装
置を開発しているのでこれを利用すれば完全な共振点以
外での発振や受信も可能とするものである。
も記した通り超音の波発射周波数を連続する発振装置と
したことで、これにより従来なかなか把握することので
きなかった魚群に対する最適反射エコー周波数の把握や
海底ちかくに沈殿するヘドロの最適反射エコー周波数の
把握を可能とするものである。また上に示したセラミッ
ク振動子の共振周波数以外の箇所の周波数における超音
波の発射効率は非常に悪くなるが出願者は先に従来の超
音波発射装置に対しではるかに効率の良い超音波送波装
置を開発しているのでこれを利用すれば完全な共振点以
外での発振や受信も可能とするものである。
【００１１】
【発明の効果】本出願になる発明の効果は上にも記した
通り１個の送波装置でありながら複数の周波数の超音波
を発射することを可能としたもので、これにより従来多
数の超音波発射装置を用意する必要があつたものが１台
の超音波発射装置を用意するだけで殆どの周波数を網羅
する超音波発射装置をえたと同様の効果を有するもので
ある。更にはまた従来測定物に対して最適の超音波周波
数を把握することがなかなか難しかつたが、今回のこの
超音波発射装置を使用することにより測定物に対する最
適周波数の把握も容易にするものである。
通り１個の送波装置でありながら複数の周波数の超音波
を発射することを可能としたもので、これにより従来多
数の超音波発射装置を用意する必要があつたものが１台
の超音波発射装置を用意するだけで殆どの周波数を網羅
する超音波発射装置をえたと同様の効果を有するもので
ある。更にはまた従来測定物に対して最適の超音波周波
数を把握することがなかなか難しかつたが、今回のこの
超音波発射装置を使用することにより測定物に対する最
適周波数の把握も容易にするものである。
【図１】本発明になる超音波探査装置の第１実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本発明になる超音波探査装置の第２実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
（１）送波装置 （２）（２ａ）
（２ｂ）（２ｃ）発振装置 （４）受信装置・広帯域受信装置 （３）（５）増幅
装置 （６）表示装置
（２ｂ）（２ｃ）発振装置 （４）受信装置・広帯域受信装置 （３）（５）増幅
装置 （６）表示装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる超音波探査装置の第１実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本発明になる超音波探査装置の第２実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】本発明に使用されるセラミック振動子の音響イ
ンピーダンスと周波数の関係を示す特性曲線図である。
ンピーダンスと周波数の関係を示す特性曲線図である。
【符号の説明】 （１）送波装置 （２）（２ａ）（２ｂ）（２ｃ）発振装置 （４）受信装置・広帯域受信装置 （３）（５）増幅装
置 （６）表示装置 （ｆｏ）超音波周波
数 （ｘｏ）セラミック振動子の電気インビーダンス
置 （６）表示装置 （ｆｏ）超音波周波
数 （ｘｏ）セラミック振動子の電気インビーダンス
Claims (2)
- 【請求項１】海水中あるいは水中で使用される水中超音
波探査機器なかでもセラミック振動子を使用する魚群探
知機あるいは測深機においで１個の振動子でありながら
その振動子のもつ複数の超音波の共振点を利用して複数
の超音波の周波数を発射するようにしたことを特徴とす
る水中超音探査射機器。 - 【請求項２】海水中あるいは水中で使用される水中超音
波探査機器なかでもセラミック振動子を使用する魚群探
知機あるいは測深機において１個の振動子に連続した周
波数を加えて魚群の探知あるいは水中測深を行わせるよ
うにしたことを特徴とする水中超音波探査機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3965997A JPH10206530A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 水中探査機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3965997A JPH10206530A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 水中探査機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206530A true JPH10206530A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=12559223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3965997A Pending JPH10206530A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 水中探査機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066637A (ko) * | 2001-02-13 | 2002-08-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 초음파 신호 발생시스템의 주파수 쉬프트 장치 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP3965997A patent/JPH10206530A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020066637A (ko) * | 2001-02-13 | 2002-08-21 | 엘지이노텍 주식회사 | 초음파 신호 발생시스템의 주파수 쉬프트 장치 |
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