JPS58182396A - 水中用送受波器 - Google Patents
水中用送受波器Info
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- JPS58182396A JPS58182396A JP6503482A JP6503482A JPS58182396A JP S58182396 A JPS58182396 A JP S58182396A JP 6503482 A JP6503482 A JP 6503482A JP 6503482 A JP6503482 A JP 6503482A JP S58182396 A JPS58182396 A JP S58182396A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- sheet
- electrodes
- sheets
- vibrators
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- 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
- B06B1/0688—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 with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF
- B06B1/0696—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 with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF with a plurality of electrodes on both sides
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水中超音波を送受波する送受波器に関し、＊に
圧電振動子（４歪振動子を含む）′ｆ層状に重ねて形成
した水中用送受波器に関する。
圧電振動子（４歪振動子を含む）′ｆ層状に重ねて形成
した水中用送受波器に関する。
第１図葎）は従来の水中用送受波器の平面図、同図（ｂ
）はその縦断面図である。但し、圧電磁器振動子２、振
動子２Ｋｔｍを供給する導線及び水密ケーブル３は外部
からは見えないが、本図（ａ）では実線で描いである〔
以下、第２図（ａ） 、 ’１８３図（ａ）ＫＴｈいて
も同じ〕。圧電磁器振動子２Ｆｉジルコン酸チタン酸鉛
系磁器材料等からなる。この圧電磁器振動子２Ｆｉ、一
つの面に正電極を他方の面に負電極管それぞれ備え、水
密性保持のため音波透過性のよい音響ゴム、合成樹脂等
の絶縁性モールド材１でモールドされている。この従来
の水中用送受波器において２ビ一ム以上の指向性ビーム
は、複数の圧電磁気振動子２の選択２組合せによシ得て
いた。この際特に指向性の副極大を抑制する必要がああ
場合及び成る圧電磁気振動子２？２以上のビームに共用
して指向性ビーＡ？合成する場合ＫＦｉ各圧電圧電磁器
振動子出力をシェーディングし。
）はその縦断面図である。但し、圧電磁器振動子２、振
動子２Ｋｔｍを供給する導線及び水密ケーブル３は外部
からは見えないが、本図（ａ）では実線で描いである〔
以下、第２図（ａ） 、 ’１８３図（ａ）ＫＴｈいて
も同じ〕。圧電磁器振動子２Ｆｉジルコン酸チタン酸鉛
系磁器材料等からなる。この圧電磁器振動子２Ｆｉ、一
つの面に正電極を他方の面に負電極管それぞれ備え、水
密性保持のため音波透過性のよい音響ゴム、合成樹脂等
の絶縁性モールド材１でモールドされている。この従来
の水中用送受波器において２ビ一ム以上の指向性ビーム
は、複数の圧電磁気振動子２の選択２組合せによシ得て
いた。この際特に指向性の副極大を抑制する必要がああ
場合及び成る圧電磁気振動子２？２以上のビームに共用
して指向性ビーＡ？合成する場合ＫＦｉ各圧電圧電磁器
振動子出力をシェーディングし。
加算する指向性合成１路管付加していた。第１図の例に
おいては本発明の実施例との比較管容易にするため、従
来技術による圧電磁器振動子２ｆ音圧傾度型（振動子の
＃面と後面との音圧差を利用する方式）として使用した
送受波器の場合について示してああ。
おいては本発明の実施例との比較管容易にするため、従
来技術による圧電磁器振動子２ｆ音圧傾度型（振動子の
＃面と後面との音圧差を利用する方式）として使用した
送受波器の場合について示してああ。
このような送受波器で用いる圧電磁器撮動子２は磁器で
あるから、固有音響インピーダンスが約２５ Ｘ １０
’＊Ａｌ−５ｅｃであり、水の値約１．５Ｘ１０’ｒ
Ｐ／ａ／−５ｅｃと比較して非常に大きく一音波が透過
しない。そこで、圧電磁器振動子２はビーム方向に重ね
て配列できない。したがって、多数の振動子全配列して
複数の指向性ビーム管形成するＫは振動子群４全複数個
同一平面上に別々に配列しなければならなかった。第２
図は２つの振動子群４゜５を備えるこの従来の送受波器
を示し、本図（ａ）は平面図、 （ｂ）Ｆｉ本図偵）の
Ｂ −Ｂ’面断面図、（Ｃ）は本図（３１）のｃ −ｃ
’面断面図である。この従来方式では各指向性ビームの
音響中心位置がずれ、斜方向の音波の放射又は入射の場
合、位相差１生じこれ全補正する電子回路が必要であっ
た。又寸法９重量が大きくなるとともに製造価格が高く
なってしまう欠点があった。
あるから、固有音響インピーダンスが約２５ Ｘ １０
’＊Ａｌ−５ｅｃであり、水の値約１．５Ｘ１０’ｒ
Ｐ／ａ／−５ｅｃと比較して非常に大きく一音波が透過
しない。そこで、圧電磁器振動子２はビーム方向に重ね
て配列できない。したがって、多数の振動子全配列して
複数の指向性ビーム管形成するＫは振動子群４全複数個
同一平面上に別々に配列しなければならなかった。第２
図は２つの振動子群４゜５を備えるこの従来の送受波器
を示し、本図（ａ）は平面図、 （ｂ）Ｆｉ本図偵）の
Ｂ −Ｂ’面断面図、（Ｃ）は本図（３１）のｃ −ｃ
’面断面図である。この従来方式では各指向性ビームの
音響中心位置がずれ、斜方向の音波の放射又は入射の場
合、位相差１生じこれ全補正する電子回路が必要であっ
た。又寸法９重量が大きくなるとともに製造価格が高く
なってしまう欠点があった。
本発明の目的は、高分子圧電材料等の振電子の音波透過
性が非常に良好である特性を利用して。
性が非常に良好である特性を利用して。
振動子を２層以上に重ね合せることにより、２つ以上の
指向性ビーム管位相差なしに合成でき、小形、軽量で製
造費の低摩か水中用送受波器ｔ−提供すゐにある。
指向性ビーム管位相差なしに合成でき、小形、軽量で製
造費の低摩か水中用送受波器ｔ−提供すゐにある。
本発Ｆ！ＡＫよる水中用送受波器の構成は、固有音響イ
ンピーダンスが水に近似する圧電シートと、この圧電シ
ートの表および裏にそれぞれ設けである少なくとも２個
の正および負の電極と、この電極に電圧を加える導体と
からなる層状部材管絶縁薄層を介して少なくとも２個積
層してなることと￥ｒｌ！／＃黴とする。
ンピーダンスが水に近似する圧電シートと、この圧電シ
ートの表および裏にそれぞれ設けである少なくとも２個
の正および負の電極と、この電極に電圧を加える導体と
からなる層状部材管絶縁薄層を介して少なくとも２個積
層してなることと￥ｒｌ！／＃黴とする。
次に図面全参照して本発明の詳細な説明する。
第３図（ａ）は本発明の一実施例一管示す平面図、同図
伽）はその断面図である。ポリ７ツ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）、ポリメチルゲルタート（ＰＭＧ）等の高分子圧
電材料からなる圧電シート６．７の表裏両面に正と負で
封管なす電極８，９ｔそれぞれ設ける。これら対電１１
８，９の形状寸法、配列間隔及び配列個数は形成する指
向性ビームによｐ定まる。
伽）はその断面図である。ポリ７ツ化ビニリデン（ＰＶ
ＤＦ）、ポリメチルゲルタート（ＰＭＧ）等の高分子圧
電材料からなる圧電シート６．７の表裏両面に正と負で
封管なす電極８，９ｔそれぞれ設ける。これら対電１１
８，９の形状寸法、配列間隔及び配列個数は形成する指
向性ビームによｐ定まる。
この圧電シートを正電極８及び負電極９にそれぞれ極性
を合せて分極すゐと、圧電シー）６．７には所要の形状
９寸法、配列間隔及び配列個数の圧電振動子が形成され
る０本実施例では、圧電シード６には６個、圧電シート
７には５個の圧電振動子が形成されている。各振動子の
正電極８及び負電極９からは電気端子が、圧電シート６
．７の表裏両面上をパターン又はリード線にて取り出さ
れる。
を合せて分極すゐと、圧電シー）６．７には所要の形状
９寸法、配列間隔及び配列個数の圧電振動子が形成され
る０本実施例では、圧電シード６には６個、圧電シート
７には５個の圧電振動子が形成されている。各振動子の
正電極８及び負電極９からは電気端子が、圧電シート６
．７の表裏両面上をパターン又はリード線にて取り出さ
れる。
この場合パターンにて取り出すことが正負の対電極と同
じ厚みにできる点で望ましい、各圧電振動子からの電気
端子は各々独立して取り出すことも、圧電シート上で並
列接続して共通電気端子として取や出すことも可能であ
る。これらは形成しようとする指向性ビームにより決定
される。電気端子は圧電シート６．７の端部からまとめ
て取り出される。本実施例では、圧電シート６．７から
共通電気端子１０．１１及び１２．１３としてそれぞれ
取り出した場合について示しである０通常の方法で製造
される圧電シート６．７の厚みはｌＯ〜３０μｍ′ｅあ
るが、感度を高くしたい場合は、特殊な方法で圧電シー
ト６．７の厚みを数１００μ岬程度まで厚くするか、１
０〜３０μ陶の同一圧電シートを所要の厚みとなる枚数
積層し電気的に直列接続すればよい。
じ厚みにできる点で望ましい、各圧電振動子からの電気
端子は各々独立して取り出すことも、圧電シート上で並
列接続して共通電気端子として取や出すことも可能であ
る。これらは形成しようとする指向性ビームにより決定
される。電気端子は圧電シート６．７の端部からまとめ
て取り出される。本実施例では、圧電シート６．７から
共通電気端子１０．１１及び１２．１３としてそれぞれ
取り出した場合について示しである０通常の方法で製造
される圧電シート６．７の厚みはｌＯ〜３０μｍ′ｅあ
るが、感度を高くしたい場合は、特殊な方法で圧電シー
ト６．７の厚みを数１００μ岬程度まで厚くするか、１
０〜３０μ陶の同一圧電シートを所要の厚みとなる枚数
積層し電気的に直列接続すればよい。
圧電シート６と、これに設けた電極８，９と。
これら電極を相互に接続する導線と、端子１０ ｔｌｌ
とで＠１の層状部材１４を構成し、圧電シート６とこれ
に設けた電極８，９等とから第２の層状部材１５ｔ−構
成する０両層状部材は絶縁薄層１６〜１９で覆われて層
状に重ねられる。絶縁薄層１６〜１９けマイラシート、
高分子圧電シート等の絶縁シートを接着すゐか、又は絶
縁コーテイング材等管塗布して形成される。この場合絶
縁薄層１７゜１８Ｆ！いずれか一方を省略して−もよい
、電気端子１０．１１及び１２．１３Ｆｉ水密ケーブル
３に接続される。さらＫ、電気端子１０−１３と水密ケ
ーブル３との電気的接続部の絶縁処置及び層状部材１４
．１５の機械的強度、耐候性の向上のため、音波の透過
性の良好な音響ゴム、合成樹脂等の絶縁モールド材ｌで
モールドサレル。
とで＠１の層状部材１４を構成し、圧電シート６とこれ
に設けた電極８，９等とから第２の層状部材１５ｔ−構
成する０両層状部材は絶縁薄層１６〜１９で覆われて層
状に重ねられる。絶縁薄層１６〜１９けマイラシート、
高分子圧電シート等の絶縁シートを接着すゐか、又は絶
縁コーテイング材等管塗布して形成される。この場合絶
縁薄層１７゜１８Ｆ！いずれか一方を省略して−もよい
、電気端子１０．１１及び１２．１３Ｆｉ水密ケーブル
３に接続される。さらＫ、電気端子１０−１３と水密ケ
ーブル３との電気的接続部の絶縁処置及び層状部材１４
．１５の機械的強度、耐候性の向上のため、音波の透過
性の良好な音響ゴム、合成樹脂等の絶縁モールド材ｌで
モールドサレル。
このような構造の送受波器は、圧電シート會構成する高
分子圧電材料の固有音響インピーダンスが２．３ Ｘ
１０ 即／ｄ−Ｓ ｅｃ （ＰＶＤＦ） テ水の値約１
．５Ｘ１０ 勢９・ｓｅｅに非常に近い値であるなめ、
音波＃ｉはとんど損失々く透過する。固有音響インピー
ダンスが水に近似する圧電シー）Ｈ高分子材料と圧電磁
器材料の微粉末との複合圧電材でも構成でき、この圧電
材の固有音響インピーダンスが約４Ｘ １０’ｒｅ／ｄ
−ｓｅｃ程度のものも得られており、高分子圧電材料よ
シは透過損失が増加するが、夾角における圧電シートの
厚みでは透過損失は実際上問題なくすることができる。
分子圧電材料の固有音響インピーダンスが２．３ Ｘ
１０ 即／ｄ−Ｓ ｅｃ （ＰＶＤＦ） テ水の値約１
．５Ｘ１０ 勢９・ｓｅｅに非常に近い値であるなめ、
音波＃ｉはとんど損失々く透過する。固有音響インピー
ダンスが水に近似する圧電シー）Ｈ高分子材料と圧電磁
器材料の微粉末との複合圧電材でも構成でき、この圧電
材の固有音響インピーダンスが約４Ｘ １０’ｒｅ／ｄ
−ｓｅｃ程度のものも得られており、高分子圧電材料よ
シは透過損失が増加するが、夾角における圧電シートの
厚みでは透過損失は実際上問題なくすることができる。
（従来圧電磁器振動子や材料として一般に使用されてい
るジルコン酸チタン酸鉛系磁器では固有音響インピーダ
ンスが約２５ Ｘ １０’Ｗｌ／ｄ” Ｓｅｃで高分子
圧電材料の約１０倍の値である。）また、電極８．９は
銀電極ｔ−焼付けた場合数オフロン程度の厚さに形成で
きるから、音波透過上はとんど障害とならなり、このた
め音波は層状部材１４，１５１はとんど損失なく透過し
、層状部材１４．１５それぞれの表裏両面に圧電シート
６．７の厚み寸法と使用周波数における音波の波長によ
り定する音圧差が生じる。この音圧差にょ夛圧電シート
６．７？ｃ歪が発生し各圧電振動子の正電極８と負電極
９の間に電気出力が発生する（昭和５３年特杵願第１０
３５２４号には一層詳し込紀載がある）。
るジルコン酸チタン酸鉛系磁器では固有音響インピーダ
ンスが約２５ Ｘ １０’Ｗｌ／ｄ” Ｓｅｃで高分子
圧電材料の約１０倍の値である。）また、電極８．９は
銀電極ｔ−焼付けた場合数オフロン程度の厚さに形成で
きるから、音波透過上はとんど障害とならなり、このた
め音波は層状部材１４，１５１はとんど損失なく透過し
、層状部材１４．１５それぞれの表裏両面に圧電シート
６．７の厚み寸法と使用周波数における音波の波長によ
り定する音圧差が生じる。この音圧差にょ夛圧電シート
６．７？ｃ歪が発生し各圧電振動子の正電極８と負電極
９の間に電気出力が発生する（昭和５３年特杵願第１０
３５２４号には一層詳し込紀載がある）。
このようにして圧電シー）６．７に平面配列した圧電振
動子の形状２寸法、配列間隔及び配列数により定まる指
向性ビームが層状部＃１４．１５それぞれで合成される
１本実施例では圧電シート６に配列された圧電振動子の
配列寸法が圧電シート７の場合よシも大きいから、層状
部材１４０指向性は層状部材１５のそれよシもビーＡ＠
におりて鋭くなる。このように本発明による送受波器は
積層される層状部材の種類散型たけそれ以上の指向性ビ
ームを形成することができ、しか４各層状Ｓ＃は極く近
接してｂるから形成された指向性ビーム間ＫＦｉ実買上
位相差は壜い。
動子の形状２寸法、配列間隔及び配列数により定まる指
向性ビームが層状部＃１４．１５それぞれで合成される
１本実施例では圧電シート６に配列された圧電振動子の
配列寸法が圧電シート７の場合よシも大きいから、層状
部材１４０指向性は層状部材１５のそれよシもビーＡ＠
におりて鋭くなる。このように本発明による送受波器は
積層される層状部材の種類散型たけそれ以上の指向性ビ
ームを形成することができ、しか４各層状Ｓ＃は極く近
接してｂるから形成された指向性ビーム間ＫＦｉ実買上
位相差は壜い。
本発明によれば、以上説明したところから明らかなよう
に１相互に位相差がない複数の指向性ビームを形成でき
、小形で製造費の低摩な水中用送受波ｌＩを得ることが
できる。さらに、圧電振動子が重ならなければ合成でき
ないような指向往管容易に得ることができるという効果
もある。また、高分子圧電材料又は複合圧電材料からな
る圧電シートは、従来使用されていた圧１磁器振動子に
比較して比重が小さく所要の厚み寸法での成形加工及び
多積層することが容易であるから、軽量で、かつ任意の
送受波感度を得ることが容易である。
に１相互に位相差がない複数の指向性ビームを形成でき
、小形で製造費の低摩な水中用送受波ｌＩを得ることが
できる。さらに、圧電振動子が重ならなければ合成でき
ないような指向往管容易に得ることができるという効果
もある。また、高分子圧電材料又は複合圧電材料からな
る圧電シートは、従来使用されていた圧１磁器振動子に
比較して比重が小さく所要の厚み寸法での成形加工及び
多積層することが容易であるから、軽量で、かつ任意の
送受波感度を得ることが容易である。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）Ｆｉ従来の水中用送受波器の平面図、同図
−）はその人−に面断面図、第２図（ａ）は従来の他の
水中用送受波器管示す平面図、同図（ｂ）及び（Ｃ１け
そ（ＤＢ−Ｂ’面及びｃ−ｃ’面の断面図、ｌｌｌａ図
（ａ）Ｉｔｉ本発明の一実施例を示す平面図、同図（ｂ
）ＦｉそのＤ−ｙ面断面図である。 １・・・・・・絶縁性モールド材、２・・・・・・圧電
磁器振動子、３・・・・・・水密ケーブル、４．５・・
・・・・振動子群、６．７・・・・・・圧電シート％８
・・・・・・正電極、９・・・・・・負電極、１０＃１
１．１２．１３・・・・・・電気゛出力端子、１４゜１
５・・・・・・層状部材、１６．１？、１８．１９・・
・・・・絶縁薄層。
−）はその人−に面断面図、第２図（ａ）は従来の他の
水中用送受波器管示す平面図、同図（ｂ）及び（Ｃ１け
そ（ＤＢ−Ｂ’面及びｃ−ｃ’面の断面図、ｌｌｌａ図
（ａ）Ｉｔｉ本発明の一実施例を示す平面図、同図（ｂ
）ＦｉそのＤ−ｙ面断面図である。 １・・・・・・絶縁性モールド材、２・・・・・・圧電
磁器振動子、３・・・・・・水密ケーブル、４．５・・
・・・・振動子群、６．７・・・・・・圧電シート％８
・・・・・・正電極、９・・・・・・負電極、１０＃１
１．１２．１３・・・・・・電気゛出力端子、１４゜１
５・・・・・・層状部材、１６．１？、１８．１９・・
・・・・絶縁薄層。
Claims (1)
- 固有音響インピーダンスが水に近似する圧電シートと、
この圧電シートの表および裏にそれぞれ設けである少々
くとも２個の正および負の成極と、この電極に電圧を加
える導体とからなる層状部材を絶縁薄層を介して少なく
とも２Ｍ積層してなることと？特徴とする水中用送受波
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6503482A JPS58182396A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 水中用送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6503482A JPS58182396A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 水中用送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58182396A true JPS58182396A (ja) | 1983-10-25 |
| JPH0124476B2 JPH0124476B2 (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=13275285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6503482A Granted JPS58182396A (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 水中用送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58182396A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6265596A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-24 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波送受波器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841348A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-10 | Fujitsu Ltd | 超音波探触子 |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP6503482A patent/JPS58182396A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5841348A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-10 | Fujitsu Ltd | 超音波探触子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6265596A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-24 | Furuno Electric Co Ltd | 超音波送受波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0124476B2 (ja) | 1989-05-11 |
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