JPS5890816A - 超音波固体遅延線 - Google Patents
超音波固体遅延線Info
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- JPS5890816A JPS5890816A JP18863581A JP18863581A JPS5890816A JP S5890816 A JPS5890816 A JP S5890816A JP 18863581 A JP18863581 A JP 18863581A JP 18863581 A JP18863581 A JP 18863581A JP S5890816 A JPS5890816 A JP S5890816A
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- delay medium
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/30—Time-delay networks
- H03H9/36—Time-delay networks with non-adjustable delay time
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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】
（発明の技術分ＩＦ）
本発明は、ガラス等の一体遅延媒体中に超音波信号を伝
播させて遅延信号を得る超音波固体遅延線に関する。
播させて遅延信号を得る超音波固体遅延線に関する。
（従来技術）
近都、カラーテレビジ曹ン、ビデオディスク、ビデオテ
ープレコーダー◆に多用されているガテス遅延線は、次
のような構造をしている。＃１Ｍは従来のガラス遅延線
の一例を示す。
ープレコーダー◆に多用されているガテス遅延線は、次
のような構造をしている。＃１Ｍは従来のガラス遅延線
の一例を示す。
第１図において、２つの平行な主＃１．２とこの主面と
交差する５つの端面３．４．５，６．７とを有する遅延
媒体りの中には、その端面３に貼着された人カドランス
ジューサ８から矢印の反射経路を雌り出力トランスジュ
ーサ９へ超音波が伝播される。人カドランスジューサ８
は、電気信号を超音波信号に変換してｉｌｌ！延媒体り
の主面１．２に平行に分極し、シェアーモードの超音波
信号を送す出す。出カドランスジュー−ｆ９はその逆に
端ｄＩＪ４に到来したシェアーモードの超−ＷＩ波信号
を電気信号に変換する。
交差する５つの端面３．４．５，６．７とを有する遅延
媒体りの中には、その端面３に貼着された人カドランス
ジューサ８から矢印の反射経路を雌り出力トランスジュ
ーサ９へ超音波が伝播される。人カドランスジューサ８
は、電気信号を超音波信号に変換してｉｌｌ！延媒体り
の主面１．２に平行に分極し、シェアーモードの超音波
信号を送す出す。出カドランスジュー−ｆ９はその逆に
端ｄＩＪ４に到来したシェアーモードの超−ＷＩ波信号
を電気信号に変換する。
このような構造の遅延線は、量産性に、優れていること
やスプリアス処理のし易さが特徴とされている。そして
、非分散モード（ゼロモード）の超音波信号のみを伝播
させるために、遅延媒体と同一厚さのトランスジューす
を用いることが必須の要件とされている。換言すれば、
入力および出力トランスジューサ８．１１は、＃１１図
の遅延媒体りの２つの主面１，２と一致する境＃面１０
、１１゜１２．１３を有している。さらに、このゼロ
モードのみの伝播のためには、遅延媒体の厚さがその中
を伝播する超音波の波長の５倍以下、好ましくは２分の
１以下であることも必須の要件とされている。
やスプリアス処理のし易さが特徴とされている。そして
、非分散モード（ゼロモード）の超音波信号のみを伝播
させるために、遅延媒体と同一厚さのトランスジューす
を用いることが必須の要件とされている。換言すれば、
入力および出力トランスジューサ８．１１は、＃１１図
の遅延媒体りの２つの主面１，２と一致する境＃面１０
、１１゜１２．１３を有している。さらに、このゼロ
モードのみの伝播のためには、遅延媒体の厚さがその中
を伝播する超音波の波長の５倍以下、好ましくは２分の
１以下であることも必須の要件とされている。
これらの理勅は、ＨえばＩＲＩ ＴＲＡＮ８ＡＯＴＩＯ
１１ｔ８の１９６０年７月号３５頁から４３頁に記載さ
瓢また遅延線の量産性については０８Ｆ３５８１２４７
号に、スプリアス除央については持久ａＢ４７ −２７
５７４号公報にそれぞれ記載されている。そして、特に
このうち量産性に関する０８Ｆ３５８１２４７号に記載
された、ガラスブーツタにトランスジューサを貼った後
スティシングして第１図のような遅延線を一挙に多数生
産する技術は、製造コストを下げる効果が大きいため、
世界の主要メーカーに採用されるに・至った。そして、
このガラスの厚さはその強度上伝播波長の約２倍相度に
選定されているのが一般的である。
１１ｔ８の１９６０年７月号３５頁から４３頁に記載さ
瓢また遅延線の量産性については０８Ｆ３５８１２４７
号に、スプリアス除央については持久ａＢ４７ −２７
５７４号公報にそれぞれ記載されている。そして、特に
このうち量産性に関する０８Ｆ３５８１２４７号に記載
された、ガラスブーツタにトランスジューサを貼った後
スティシングして第１図のような遅延線を一挙に多数生
産する技術は、製造コストを下げる効果が大きいため、
世界の主要メーカーに採用されるに・至った。そして、
このガラスの厚さはその強度上伝播波長の約２倍相度に
選定されているのが一般的である。
（発明の背景）
サテ、上記ＩＲＩ ’Ｉ’ＲＡＮ８ＡＯ’ｌ’ｌ０Ｎ８
において、ゼロモードのみを伝播させるための要件
が、伝播波長に坩して遅延媒体の厚みが２分の１以下で
なければならないとされているにもかかわらず、何故第
１図のような遅延線で、波長の数倍の厚さでもゼロモー
ドのみの伝播が可能なのかという点についてａ！劇的に
説明を加えた文献は見あたらなしｂ杢発明書等は、この
事実を次のように解析しムまず、Ｍｌｍｌｌから先に述
べると、第１図に示すような遅延線は遅延媒体の厚さが
λ／２以上のときは従来のｓｅａす、一定の規則にした
がって皺数のモードの通路が存在する。ただし、人、出
カドランスジューサが０モード以外の発信、受信の不可
能な楕成になっているのである。その榊戚上のポイント
はトランスジューサの境！＃圓を遅延媒体の主面に正確
に一致させた事によるものである。それならば、トラン
スジューサの境界向と遅延媒体の主面を正確に一致させ
ると、なぜ０モード以外のモードを発信、賃信出米ない
かを以下に説明する。
において、ゼロモードのみを伝播させるための要件
が、伝播波長に坩して遅延媒体の厚みが２分の１以下で
なければならないとされているにもかかわらず、何故第
１図のような遅延線で、波長の数倍の厚さでもゼロモー
ドのみの伝播が可能なのかという点についてａ！劇的に
説明を加えた文献は見あたらなしｂ杢発明書等は、この
事実を次のように解析しムまず、Ｍｌｍｌｌから先に述
べると、第１図に示すような遅延線は遅延媒体の厚さが
λ／２以上のときは従来のｓｅａす、一定の規則にした
がって皺数のモードの通路が存在する。ただし、人、出
カドランスジューサが０モード以外の発信、受信の不可
能な楕成になっているのである。その榊戚上のポイント
はトランスジューサの境！＃圓を遅延媒体の主面に正確
に一致させた事によるものである。それならば、トラン
スジューサの境界向と遅延媒体の主面を正確に一致させ
ると、なぜ０モード以外のモードを発信、賃信出米ない
かを以下に説明する。
第３図は、−例としてｎ −３のモード波が媒体り中を
伝播する様子を記したものである。図中、波動ＷＩ、Ｗ
ｌは、 い−。、 ｅｊ（ｋｙ＋γｘ）、。１ｗｔ０９０００１
００．■■ でありその合成波動Ｗｌは となる。これが萎−３のモード波である。
伝播する様子を記したものである。図中、波動ＷＩ、Ｗ
ｌは、 い−。、 ｅｊ（ｋｙ＋γｘ）、。１ｗｔ０９０００１
００．■■ でありその合成波動Ｗｌは となる。これが萎−３のモード波である。
なお、図の上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向、紙面
に垂直な方向を２方向とし、波杉はすべて２方向の変位
量を示す。媒体平向は１，２、トランスジューサ境界面
は１２．１３である。■°式を変形すれば次のようにな
る。
に垂直な方向を２方向とし、波杉はすべて２方向の変位
量を示す。媒体平向は１，２、トランスジューサ境界面
は１２．１３である。■°式を変形すれば次のようにな
る。
Ｗｌ−０’ｃｏｓ ｋｙ−ｅ−ｊ（ｒ” ”’）、曲
曲■したがって、波動ｌはＹ方向にＱ’ｅ ｏ ｓ −
ｙ なるｂ 定在波を形成しつつＸ方向に６−ｊ（ｒｘ−ｗｔ）なる
振動をしながら進むモード波であることがゎかムさて、
区８ａにおけるＹ方向の定在波の発生のようすを＃４図
に示す。今かりに遅延媒体のＸ −Ｌｆ！６点にム−Ｂ
−０−Ｄなるトランスジューすを接着したとする。■の
波動Ｗｌはトランスジューサの境界面がｊ！延媒体の主
面に一致しているのでトランスジューサ中をそのまま進
行しＸ−Ｌの点で反射することになる。よって、トラン
スジューサ中の波動Ｗｙは下式のようになる０Ｗｙ−０
’ ＣＯｌ−ツー、ｅ−３（ｙｘ−ｗｔ） ＋ここ １シで、簡単のために、ｒは遅延媒体中の値に等しいと
仮定する。
曲■したがって、波動ｌはＹ方向にＱ’ｅ ｏ ｓ −
ｙ なるｂ 定在波を形成しつつＸ方向に６−ｊ（ｒｘ−ｗｔ）なる
振動をしながら進むモード波であることがゎかムさて、
区８ａにおけるＹ方向の定在波の発生のようすを＃４図
に示す。今かりに遅延媒体のＸ −Ｌｆ！６点にム−Ｂ
−０−Ｄなるトランスジューすを接着したとする。■の
波動Ｗｌはトランスジューサの境界面がｊ！延媒体の主
面に一致しているのでトランスジューサ中をそのまま進
行しＸ−Ｌの点で反射することになる。よって、トラン
スジューサ中の波動Ｗｙは下式のようになる０Ｗｙ−０
’ ＣＯｌ−ツー、ｅ−３（ｙｘ−ｗｔ） ＋ここ １シで、簡単のために、ｒは遅延媒体中の値に等しいと
仮定する。
からＸ−Ｌ−Ｔの点ではｒ（Ｌ−’Ｉ’）−πとなもし
たがって０式からトランスジューサ中ではＹ方向に＃！
６図のように、そしてＸ方向に第５ｂ！Ｊのような定在
波が発生する。この定在波の形から、トランスジューサ
の外部はそれぞれ振動している臥全体として起電力が打
ち消し合い、出力トランスジューサから出力がとり出さ
れることはない。言葉をかえれば、トランスジューサの
境界面（ム−Ｂ、０−Ｄ）を遅延媒体の主面に一致させ
た遅延線は、分散モード（ディスパーシブモード）によ
って動作しない、と云う事になる。ただし遅延媒体を厚
くすると、即ち、ｔｌｈ４図なる定在波が数λ以上（実
験的には５Ｊ以上）になると効果的な定在波を得ること
が＃！ＭＩＩｌになり分散モードでも動作し始める。
たがって０式からトランスジューサ中ではＹ方向に＃！
６図のように、そしてＸ方向に第５ｂ！Ｊのような定在
波が発生する。この定在波の形から、トランスジューサ
の外部はそれぞれ振動している臥全体として起電力が打
ち消し合い、出力トランスジューサから出力がとり出さ
れることはない。言葉をかえれば、トランスジューサの
境界面（ム−Ｂ、０−Ｄ）を遅延媒体の主面に一致させ
た遅延線は、分散モード（ディスパーシブモード）によ
って動作しない、と云う事になる。ただし遅延媒体を厚
くすると、即ち、ｔｌｈ４図なる定在波が数λ以上（実
験的には５Ｊ以上）になると効果的な定在波を得ること
が＃！ＭＩＩｌになり分散モードでも動作し始める。
次に第３′Ｆｊ４に於て、Ａ／ ｎ／ Ｏｆ Ｄ
／なるトランスジューサを接着したとすると、媒体中を
進行しず、Ｙ方向への定在波の発生はありえず、＃１５
図のＸ方向への定在波のみ発生する。つまり、この遅延
線は分散モードで動作しうる。同様にしてム−Ａ’−０
’−Ｄなるトランスジューすでも同じ事がいえる・ 又、トランスシューサムＩ ＢＪＦ ０１ Ｄの
場合は説明するまでもなく分散モードによってよく動作
する事が分る。そして、ム’−ｆ−０−Ｄなるトランス
ジューサもシェアモード用として実用となることは特開
昭５０−１３４３５０号公報に開示されているが、これ
が分散モードで動作しないことは上記理論によって初め
て明確に裏付けることができる。
／なるトランスジューサを接着したとすると、媒体中を
進行しず、Ｙ方向への定在波の発生はありえず、＃１５
図のＸ方向への定在波のみ発生する。つまり、この遅延
線は分散モードで動作しうる。同様にしてム−Ａ’−０
’−Ｄなるトランスジューすでも同じ事がいえる・ 又、トランスシューサムＩ ＢＪＦ ０１ Ｄの
場合は説明するまでもなく分散モードによってよく動作
する事が分る。そして、ム’−ｆ−０−Ｄなるトランス
ジューサもシェアモード用として実用となることは特開
昭５０−１３４３５０号公報に開示されているが、これ
が分散モードで動作しないことは上記理論によって初め
て明確に裏付けることができる。
（従来技術の問題点）
さて、前述の各公報に記載された従来技術によれば、遅
延媒体の厚みがその中を伝播する超音波信号の波長の５
倍以下でなければならないとさ瓢実用的な固体遅延線を
得るには２倍程度が好ましいことが実験的に良く知られ
ている。実際に、現在最も多用されているカラーテレビ
ジョン用のものは、中心周波数が約３．６ Ｍ Ｈｚで
、ガラス遅延媒体の厚さはｌ■から１．２閣程度に選定
されている。この遅延媒体内の超音波信号の波長は０．
６１１１１程度であるから、媒体の厚みは波長の１．５
から２倍程度に選定されているわけである。
延媒体の厚みがその中を伝播する超音波信号の波長の５
倍以下でなければならないとさ瓢実用的な固体遅延線を
得るには２倍程度が好ましいことが実験的に良く知られ
ている。実際に、現在最も多用されているカラーテレビ
ジョン用のものは、中心周波数が約３．６ Ｍ Ｈｚで
、ガラス遅延媒体の厚さはｌ■から１．２閣程度に選定
されている。この遅延媒体内の超音波信号の波長は０．
６１１１１程度であるから、媒体の厚みは波長の１．５
から２倍程度に選定されているわけである。
このような中心周波数のガラス遅延線は、伝送帯域を２
ＭＨｚ程度にとることができるが、ビデ才力メツや放送
機器等に用いられるガラス遅延線は、伝送帯域を５Ｗｙ
１からＩＯＭＨ寞とできるだけ広くとることが要求され
、これに伴って中心周波数を１０ＭＨｚから３０ＭＨ！
と高く選定せざるを得ない。
ＭＨｚ程度にとることができるが、ビデ才力メツや放送
機器等に用いられるガラス遅延線は、伝送帯域を５Ｗｙ
１からＩＯＭＨ寞とできるだけ広くとることが要求され
、これに伴って中心周波数を１０ＭＨｚから３０ＭＨ！
と高く選定せざるを得ない。
ところが、このように中心・周波数を高くすると、媒体
中の信号の波長が短くなり、例えば３０ＭＨｇのものは
媒体の犀みを最大０．３−程度に連室しなければならな
い。これは、実際上ガラス遅延媒体を用いた場合、破損
し易く実用性が無い。そして、波長の５倍もしくけそれ
以上の厚みの媒体を用いると、従来法で製造したものは
スプリアスが多くて特性が十分でない。
中の信号の波長が短くなり、例えば３０ＭＨｇのものは
媒体の犀みを最大０．３−程度に連室しなければならな
い。これは、実際上ガラス遅延媒体を用いた場合、破損
し易く実用性が無い。そして、波長の５倍もしくけそれ
以上の厚みの媒体を用いると、従来法で製造したものは
スプリアスが多くて特性が十分でない。
従って、従来はこのような高い周波数の遅延線は、５５
ｗ５ｇ度の厚肉のガラス遅延媒体に、方形あるいは円形
のトランスジューサを貼り付けたバルタ波を用いた方式
のものに限られていた。ところ臥このような遅延線は、
材料費もさることながら、先に示したようなスライシン
グによる大量生産の手法が採用できないために、きわめ
てコスト高になることと、製品の重量や大きさが小さく
ならないという欠点があった。
ｗ５ｇ度の厚肉のガラス遅延媒体に、方形あるいは円形
のトランスジューサを貼り付けたバルタ波を用いた方式
のものに限られていた。ところ臥このような遅延線は、
材料費もさることながら、先に示したようなスライシン
グによる大量生産の手法が採用できないために、きわめ
てコスト高になることと、製品の重量や大きさが小さく
ならないという欠点があった。
（発明の目的）
本発明は以上の点に着目してなされたもので、実用上十
分に分散モードを抑制したシェアーモードの遅ｉｔｉ、
ｓを提供することを目的とする◎本発明はさらに、伝播
波長が比較的高い周波数の場合に、その媒体内の波長の
数倍以上の厚さをもつ遅延媒体を使用しても、分散モー
ドを十分抑制することのできる遅延線を提供することを
目的とする。
分に分散モードを抑制したシェアーモードの遅ｉｔｉ、
ｓを提供することを目的とする◎本発明はさらに、伝播
波長が比較的高い周波数の場合に、その媒体内の波長の
数倍以上の厚さをもつ遅延媒体を使用しても、分散モー
ドを十分抑制することのできる遅延線を提供することを
目的とする。
（発明の構成）
本発明は、第１図に示したような遅延媒体の主面と、こ
れに連なるトランスジューサの境界内の表面粗さを、そ
の媒体中の超音波の伝播波長の２０分の１以下に研摩す
ることによって、媒体の厚さを波長の２０倍程度まで実
用可能にしたものであるＯ また本発明は、媒体の伝播信号を挾む主面間距離のばら
つきを上記波長の２０分の１以下にし、分散モードの発
生を防止したものである。
れに連なるトランスジューサの境界内の表面粗さを、そ
の媒体中の超音波の伝播波長の２０分の１以下に研摩す
ることによって、媒体の厚さを波長の２０倍程度まで実
用可能にしたものであるＯ また本発明は、媒体の伝播信号を挾む主面間距離のばら
つきを上記波長の２０分の１以下にし、分散モードの発
生を防止したものである。
さらに本発明は、Ｆランスジューサ内の超音波の伝播波
長が、遅延媒体内のそれよりも長いようにトランスジ１
ユーサの材料を選定して、トランスジューサの境゛昇面
゛と媒体の主面とを同時に同一条件で研摩しても、トラ
ンスジ１−サ内に分散モードが発生し難いようにしたも
のである。
長が、遅延媒体内のそれよりも長いようにトランスジ１
ユーサの材料を選定して、トランスジューサの境゛昇面
゛と媒体の主面とを同時に同一条件で研摩しても、トラ
ンスジ１−サ内に分散モードが発生し難いようにしたも
のである。
ここで、向粗さとは第２図に示したように、面の凹凸の
頂上１４．１５間の長さ■をいうものとする。
頂上１４．１５間の長さ■をいうものとする。
（発明の実施例）
イ）実施例１
まず、伝播信号速度が２４００１ｉ／秒のガラス遅延媒
体の主面間距離を０．８謡とし、中心周波数２０ＭＨｚ
でトランスジューサを駆動させたところ、媒体主面の表
両粗さによって下褒のように分散モードの減衰量が変化
した。なお、この信号の媒体内の波長は１２０Ｘ１０−
・−である。また、トランスジュー？けりチウムナイオ
ペー）（Ｌｉ）ｊｂｏ、）を使用した◎ 以下余白 比較鍔１，２においては分散モードが十分抑制できない
が、媒体表面の面粗さを小さくしていくき、実施例のよ
うに分散モードが減少する。
体の主面間距離を０．８謡とし、中心周波数２０ＭＨｚ
でトランスジューサを駆動させたところ、媒体主面の表
両粗さによって下褒のように分散モードの減衰量が変化
した。なお、この信号の媒体内の波長は１２０Ｘ１０−
・−である。また、トランスジュー？けりチウムナイオ
ペー）（Ｌｉ）ｊｂｏ、）を使用した◎ 以下余白 比較鍔１，２においては分散モードが十分抑制できない
が、媒体表面の面粗さを小さくしていくき、実施例のよ
うに分散モードが減少する。
分散モードの減衰量は２６ｄＢ以上なければ実用性が無
いので、上表から媒体の主面の面粗さが波長の約２０分
の１以下でなければならないことがわかる。
いので、上表から媒体の主面の面粗さが波長の約２０分
の１以下でなければならないことがわかる。
また、媒体の主面の一方、あるいは伝播信号麿路を挾む
主面の一部の面粗さを大きくしても比較例１．２と同様
分散モードの減衰量が不足した。
主面の一部の面粗さを大きくしても比較例１．２と同様
分散モードの減衰量が不足した。
さらに、加工精度と生産性の面から、媒体の肉厚は波長
の２０倍が限度で１５倍以下が好ましい。
の２０倍が限度で１５倍以下が好ましい。
口） 実施例２
一方本発明の実施例として遅延媒体の主面および同時に
研摩するトランスジューサの境界面の面粗さを３．９Ｘ
１Ｇ”’１ｍとし、トランスジューサの材質を変えて１
０ＭＨｚの周波数の信号を入力したところ下表の結果を
得た。
研摩するトランスジューサの境界面の面粗さを３．９Ｘ
１Ｇ”’１ｍとし、トランスジューサの材質を変えて１
０ＭＨｚの周波数の信号を入力したところ下表の結果を
得た。
上記のいずれの場合も、トランスジューサの信号発射あ
るいは受信方向の肉厚はトランスジューサ内の信号の波
長の２分の１とすることは舊うまでもない。
るいは受信方向の肉厚はトランスジューサ内の信号の波
長の２分の１とすることは舊うまでもない。
この例から、トランスジューサ中の信号伝播波りも長く
、ＰＺ’Ｉ’糸の場合は媒体のそれより市短いことから
、分散モード発生の様子が異なっているＯ そして、リチウムナイオベートのトランスジューサを用
いたものの方がはるかに優れた特性を有していることも
この表かられかる。
、ＰＺ’Ｉ’糸の場合は媒体のそれより市短いことから
、分散モード発生の様子が異なっているＯ そして、リチウムナイオベートのトランスジューサを用
いたものの方がはるかに優れた特性を有していることも
この表かられかる。
ここで実施例２について若干説明を加える◎第７図に於
て、遅延媒体中の波動Ｗ１ 、ＷＨはトランスジニーす
ではＷ（、Ｗｙとなる。
て、遅延媒体中の波動Ｗ１ 、ＷＨはトランスジニーす
ではＷ（、Ｗｙとなる。
Ｗ １’−０−６１（’Ｙ ＋７’Ｘ ） 、ｅ ３
ｗ ｔｗ（−０、＊ −’ （”Ｙ −１” ） 、
ｅ ｊ ｗ ｔｗ７−σ・ｃｏぼｙ、Ｃ−ｊ（ｒ’ｘ−
ｗｔ）なお、ｋと１はトランスジニーす中でに′ｒ′と
変更されており、媒体中の伝播速度Ｖ、。
ｗ ｔｗ（−０、＊ −’ （”Ｙ −１” ） 、
ｅ ｊ ｗ ｔｗ７−σ・ｃｏぼｙ、Ｃ−ｊ（ｒ’ｘ−
ｗｔ）なお、ｋと１はトランスジニーす中でに′ｒ′と
変更されており、媒体中の伝播速度Ｖ、。
よりもトランスジューサ中の伝播速度”ｓ。
が大きくなっている。
１１１７ｍより明らかなように、ｖ′３゜＞Ｖｓ。であ
るからこの１１−３モード波を最も効率良く受信するト
ランスジューサの肉厚！は、媒体内の伝播波長の２分の
ｌよりも大きくなっている。そして、この状態で境界条
件を正しくとれば、Ｙ方向の定在波が生じ、トランスジ
ューサの外部に出力をとり出すことができなくなること
は前述のとおりである。
るからこの１１−３モード波を最も効率良く受信するト
ランスジューサの肉厚！は、媒体内の伝播波長の２分の
ｌよりも大きくなっている。そして、この状態で境界条
件を正しくとれば、Ｙ方向の定在波が生じ、トランスジ
ューサの外部に出力をとり出すことができなくなること
は前述のとおりである。
一方、Ｏモードの信号は、Ｗ・に示すように伝播し、こ
の２分の１波長の厚さであるＴ′の厚さのトランスジュ
ーサによって最大効率で受信できる。
の２分の１波長の厚さであるＴ′の厚さのトランスジュ
ーサによって最大効率で受信できる。
従って実際の遅延線の出カドランスジュー賃の厚みはＴ
′に遁走する◎ここでこの厚さのトランスジューサは先
のｎ−３モード波を最大効率で受信することはできない
が、定在波が発生することにはかわりなく、この定在波
により生じるトランスジニー量の振動は厚みが！のとき
よりも小さくなる。
′に遁走する◎ここでこの厚さのトランスジューサは先
のｎ−３モード波を最大効率で受信することはできない
が、定在波が発生することにはかわりなく、この定在波
により生じるトランスジニー量の振動は厚みが！のとき
よりも小さくなる。
従ってますます分散モードを受信し難くなるのである。
これに対して、＃１８図のように媒体中よりもトランス
ジニーす中の信号伝播速度が遅いと、ＴとＴ′との差が
４・さくなり、もし境界条件の乱れが発生した場合分散
モードを最大効率で受信する条件に近くなってしまう。
ジニーす中の信号伝播速度が遅いと、ＴとＴ′との差が
４・さくなり、もし境界条件の乱れが発生した場合分散
モードを最大効率で受信する条件に近くなってしまう。
なお、トランスジューサ中のＹ方向定在波は伝播定数が
蛮われば次のようになる。トランスシュこの値からトラ
ンスジューサの音速には全く関係なく同じように定在波
が形成される事が分る。
蛮われば次のようになる。トランスシュこの値からトラ
ンスジューサの音速には全く関係なく同じように定在波
が形成される事が分る。
従って、ＶＢ２ ＞ Ｖｓにすることによって、遅延媒
体の主面とトランスジューすの境界面を同一面粗さにし
ても伝播波長との比はトランスジューサの方が大きくな
り、最も定在波の乱れ易いトランスジューサ部分の条件
をより有利にすることができるのである。
体の主面とトランスジューすの境界面を同一面粗さにし
ても伝播波長との比はトランスジューサの方が大きくな
り、最も定在波の乱れ易いトランスジューサ部分の条件
をより有利にすることができるのである。
（発明の効果）
以上説明したように、遅延媒体中を伝播して〈る信号を
最も効率良く受信するトランスジューサの肉厚は、シラ
ンスジエーサ内の信号波長の２分の１に等しい値である
。そしてこの厚みよりも厚くても瀞（ても出カドランス
ジニー量の出力は小さくなる・ 一方、第３図で説明したように、たとえ最大効率で伝播
信号を受信できるようにトランスジニーｔの肉厚を設定
しても、媒体の主面とトランスジューサのｍ昇爾の一致
するシェアーモード遅延線では、０モード以外の信号は
トランスジューサ表面で互いに電荷の発生を打消し合う
定在波となり出力として出てこない。
最も効率良く受信するトランスジューサの肉厚は、シラ
ンスジエーサ内の信号波長の２分の１に等しい値である
。そしてこの厚みよりも厚くても瀞（ても出カドランス
ジニー量の出力は小さくなる・ 一方、第３図で説明したように、たとえ最大効率で伝播
信号を受信できるようにトランスジニーｔの肉厚を設定
しても、媒体の主面とトランスジューサのｍ昇爾の一致
するシェアーモード遅延線では、０モード以外の信号は
トランスジューサ表面で互いに電荷の発生を打消し合う
定在波となり出力として出てこない。
本発明は、媒体の主面から伝播波長に比べて大きな凹凸
を排除し、かつ、長手方向の媒体の肉厚を高精度に保っ
て上記定在波が安定に生じるようにしている。しかも、
第７図の遅延線は、超音波連路の両端にあって最も定在
波の乱れの生じ易いトランスジューすにおいて、その材
料を透電することにより見かけ上の表面粗さを媒体のそ
れよりも小さくすることができる。
を排除し、かつ、長手方向の媒体の肉厚を高精度に保っ
て上記定在波が安定に生じるようにしている。しかも、
第７図の遅延線は、超音波連路の両端にあって最も定在
波の乱れの生じ易いトランスジューすにおいて、その材
料を透電することにより見かけ上の表面粗さを媒体のそ
れよりも小さくすることができる。
また、第７図の遅延線は、分散モードを最も受信し易い
トランスジューサの厚さと、ゼリモードの信号の受信用
トランスジューサの最適厚さとの間に差をつけることが
できるので、一層特性を向上させることができる・ そして、以上の構成によって従来特性上使用不能であっ
た媒体内の伝播波長の５倍以上２０程度度の厚さの媒体
を用いても十分分散モードの抑制がされた超音波固体遅
延線が得られる。
トランスジューサの厚さと、ゼリモードの信号の受信用
トランスジューサの最適厚さとの間に差をつけることが
できるので、一層特性を向上させることができる・ そして、以上の構成によって従来特性上使用不能であっ
た媒体内の伝播波長の５倍以上２０程度度の厚さの媒体
を用いても十分分散モードの抑制がされた超音波固体遅
延線が得られる。
第１１！ｌは本発明の実施に好適する従来の超音波固体
遅延線の斜視図、第２ＷＪは表面粗さの定義説引回、ｔ
ｓ３乃至ｌＷＪはシェアーモード遅延線の媒体中の波動
の説明図、第７．８図は本発明のｉ！１延線の実施例の
媒体中波鋤説明図である。 Ｄ −−−−−−−−−−ｍ−遅延媒体１ 、２ −
−−−−−−一遅延媒体の主面３．４，５，８，７−一
−−遅勉媒体の端面８ −−−−−−−−−−一・入カ
ドランスジューサＳ −−−−−−−−−−−一出力
シランスジニーす１０．１１．１２．１３・−トランス
ジューすの境界面Ｈ−−−−−−−−−−−一表面粗さ １７Ｅ ρ １ＩＩｉ２Ｗｉ ４ 第７１Ｅｌ 第８図
遅延線の斜視図、第２ＷＪは表面粗さの定義説引回、ｔ
ｓ３乃至ｌＷＪはシェアーモード遅延線の媒体中の波動
の説明図、第７．８図は本発明のｉ！１延線の実施例の
媒体中波鋤説明図である。 Ｄ −−−−−−−−−−ｍ−遅延媒体１ 、２ −
−−−−−−一遅延媒体の主面３．４，５，８，７−一
−−遅勉媒体の端面８ −−−−−−−−−−一・入カ
ドランスジューサＳ −−−−−−−−−−−一出力
シランスジニーす１０．１１．１２．１３・−トランス
ジューすの境界面Ｈ−−−−−−−−−−−一表面粗さ １７Ｅ ρ １ＩＩｉ２Ｗｉ ４ 第７１Ｅｌ 第８図
Claims (1)
- １．２つの平行な主面とこの主面と交差する３つ以上の
端面を有する遅延媒体と、前記端面のいずれか一つに貼
着され前記主面に平行な方向に分極して遅延媒体中にシ
ェアーモードの超音波信号を人力する人カシランスジュ
ーサと、前記いずれかの端面に貼着され遅延媒体中を伝
播した前記超音波信号を電気信号に変換する出カドラン
スジューサとを有するものにおいて、前記入力および出
カドランスジューサは前記遅延媒体の２つの主面と一致
する境界面を有し、前記主面と前記境界面とは共に遅延
媒体中の超音波の伝播波長の２０分の１以下の面粗さの
研摩面とされかつ前記遅延媒体の伝播信号継路を挾む主
面間距離の−ばらつきが遅延媒体内の超音波の伝播波長
の２０分のｌ以下であることを特徴とする超音波固体遅
延線。 ２、遅延媒体の主面間距離が遅延媒体内の超音波の伝播
波長の１倍以上２０倍以下好ましくは５倍以上１５惰以
下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
超音波固体遅延線。 ３、遅延媒体がガラスから成ることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または２項記載の超音波固体遅延線。 ４、トランスジューサ内の超音波の伝播波長が遅延媒体
内のそれよりも良いことを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至３項記載の超音波固体遅延線。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18863581A JPS5890816A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 超音波固体遅延線 |
| US06/424,494 US4467295A (en) | 1981-11-25 | 1982-09-27 | Solid ultrasonic delay line |
| EP82110464A EP0080131B1 (en) | 1981-11-25 | 1982-11-12 | Solid ultrasonic delay line |
| DE8282110464T DE3278555D1 (en) | 1981-11-25 | 1982-11-12 | Solid ultrasonic delay line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18863581A JPS5890816A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 超音波固体遅延線 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25973690A Division JPH03228417A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 超音波固体遅延線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5890816A true JPS5890816A (ja) | 1983-05-30 |
| JPH0155610B2 JPH0155610B2 (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=16227147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18863581A Granted JPS5890816A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 超音波固体遅延線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5890816A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107617U (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-22 | キンセキ株式会社 | 超音波固体遅延子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4889652A (ja) * | 1972-02-23 | 1973-11-22 | ||
| JPS50134350A (ja) * | 1974-04-10 | 1975-10-24 | ||
| JPS535522Y2 (ja) * | 1972-06-20 | 1978-02-13 |
-
1981
- 1981-11-25 JP JP18863581A patent/JPS5890816A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4889652A (ja) * | 1972-02-23 | 1973-11-22 | ||
| JPS535522Y2 (ja) * | 1972-06-20 | 1978-02-13 | ||
| JPS50134350A (ja) * | 1974-04-10 | 1975-10-24 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58107617U (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-22 | キンセキ株式会社 | 超音波固体遅延子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0155610B2 (ja) | 1989-11-27 |
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