JPS5894300A - 超音波ドプラ式速度計測装置用送波器 - Google Patents
超音波ドプラ式速度計測装置用送波器Info
- Publication number
- JPS5894300A JPS5894300A JP19197581A JP19197581A JPS5894300A JP S5894300 A JPS5894300 A JP S5894300A JP 19197581 A JP19197581 A JP 19197581A JP 19197581 A JP19197581 A JP 19197581A JP S5894300 A JPS5894300 A JP S5894300A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- transmitter
- piezoelectric bimorph
- sound pressure
- measuring device
- Prior art date
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- Pending
Links
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 2
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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
- B06B1/0603—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 a piezoelectric bender, e.g. bimorph
Landscapes
- 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】
この発明は、例えば車両などの移動物体の速度を計測す
るための超音波ドプラ式速度計測装置用送波器に関する
ものである。
るための超音波ドプラ式速度計測装置用送波器に関する
ものである。
超音波ドプラ式速度計測装置は、ある一定の周波数を有
する連続した超音波を空中に輻射し、ある速度で移動す
る物体からの反射波がその速度に依存した周波数を有す
ることを利用して、移動物体の速度を測定するものであ
る。そして、同装置で用いられる送波器に望まれる条件
は、一定の周波数で連続駆動したときに、」分な音圧を
安定して出力できることである。
する連続した超音波を空中に輻射し、ある速度で移動す
る物体からの反射波がその速度に依存した周波数を有す
ることを利用して、移動物体の速度を測定するものであ
る。そして、同装置で用いられる送波器に望まれる条件
は、一定の周波数で連続駆動したときに、」分な音圧を
安定して出力できることである。
送波器に用いられる超音波振動子には、動電形と電歪形
の２種あるが、電歪形の一つである圧電バイモルフ形振
動子ｒｉ′ｉ、他の電歪形や動電形のものに比し、音圧
を能率良く得ることができる利点を有することが知られ
ている。しかし。
の２種あるが、電歪形の一つである圧電バイモルフ形振
動子ｒｉ′ｉ、他の電歪形や動電形のものに比し、音圧
を能率良く得ることができる利点を有することが知られ
ている。しかし。
圧電バイモルフ形振動子は、反面、第１図に例示されて
いるように、音圧−周波数特性が非常に鋭いこと、連続
送信に伴って内部消費電力が大きくなると内部発熱によ
り破壊されるおそれがあることなどの欠点を有しており
、何ら工夫も施さずに送波器の振動子として用いると、
次のような問題を生じる。
いるように、音圧−周波数特性が非常に鋭いこと、連続
送信に伴って内部消費電力が大きくなると内部発熱によ
り破壊されるおそれがあることなどの欠点を有しており
、何ら工夫も施さずに送波器の振動子として用いると、
次のような問題を生じる。
すなわち、超音波送波器の送信周波数は一定であるが、
圧電バイモルフ形振動子の寸法や材料組成などの製作上
のバラツキ及び温度変化等によって共振周波数が変化す
るため、得られる音圧も大きく変化する。第１図の（ａ
） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）は。
圧電バイモルフ形振動子の寸法や材料組成などの製作上
のバラツキ及び温度変化等によって共振周波数が変化す
るため、得られる音圧も大きく変化する。第１図の（ａ
） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）は。
同一仕様に基いて製作された三つの圧電バイモルフ形振
動子の音圧−周波数特性を示すものであるが、各圧電バ
イモルフ形振動子の共振周波数は、製作上のバラツキや
流度の違いなどによりそれぞれ２５．３ ＫＨｚ 、２
５．０ ＫＨｚ及び２４７ＫＴ（Ｚとなっている。同図
によれば、２５Ｋｆ（Ｚの周波数で送波を行なった場合
は、振動子のバラツキにより音圧レベルが１０ ｄＢ以
トも変動することがわかる。従って、各送波器で一定の
出力を得るためには１個々の超音波振動子について駆動
電圧を調整しなければならない。そして。
動子の音圧−周波数特性を示すものであるが、各圧電バ
イモルフ形振動子の共振周波数は、製作上のバラツキや
流度の違いなどによりそれぞれ２５．３ ＫＨｚ 、２
５．０ ＫＨｚ及び２４７ＫＴ（Ｚとなっている。同図
によれば、２５Ｋｆ（Ｚの周波数で送波を行なった場合
は、振動子のバラツキにより音圧レベルが１０ ｄＢ以
トも変動することがわかる。従って、各送波器で一定の
出力を得るためには１個々の超音波振動子について駆動
電圧を調整しなければならない。そして。
大電圧で長時間連続駆動させることは、前述したように
、振動子が熱的に破壊されるおそれがある。
、振動子が熱的に破壊されるおそれがある。
この発明は上記の点に鑑み、小さな消費電力で安定した
、かつ、１分な音圧レベルを有する送信を行なうことが
できる超肝波送波器を提供することを目的とす−る。
、かつ、１分な音圧レベルを有する送信を行なうことが
できる超肝波送波器を提供することを目的とす−る。
次に、この発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説
明する。
明する。
この発明は、第２図に示すように、超音波振動子として
圧電バイモルフ形振動子ｌを用いることを特徴の第１点
とし、前記超音波振動子ｌに抵抗素子２を直列に接続し
たことを特徴の第２点としている。
圧電バイモルフ形振動子ｌを用いることを特徴の第１点
とし、前記超音波振動子ｌに抵抗素子２を直列に接続し
たことを特徴の第２点としている。
圧電バイモルフ形振動子１け、上述のように。
小形安価であり、かつ、音圧を能率良く得ることができ
る利点を有する。また、圧電バイモルフ形振動子１に抵
抗素子２を直列に接続して駆動した場合は、第３図に示
すような音圧−周波数特性が得られる。第３図のａ ｔ
ｂ ＋ ｃｒｄそれぞれ第１図の音圧−周波数特性ａ
、ｂ、ｃを示したものと同一の圧電バイモルフ形振動子
に抵抗素子を接続した場合のものである。第３図のもの
を、振動子に抵抗素子を接続しなかった場合の第１図の
ものと比較すると、第３図のものは、感度の鋭さくすな
わちＱ）が小さくなっていることがわかる。
る利点を有する。また、圧電バイモルフ形振動子１に抵
抗素子２を直列に接続して駆動した場合は、第３図に示
すような音圧−周波数特性が得られる。第３図のａ ｔ
ｂ ＋ ｃｒｄそれぞれ第１図の音圧−周波数特性ａ
、ｂ、ｃを示したものと同一の圧電バイモルフ形振動子
に抵抗素子を接続した場合のものである。第３図のもの
を、振動子に抵抗素子を接続しなかった場合の第１図の
ものと比較すると、第３図のものは、感度の鋭さくすな
わちＱ）が小さくなっていることがわかる。
第３図は駆動電圧が１■のときのものであるが、同一構
成のものを１例えばＪｏｏｖｐ−ｐの大電圧で駆動した
場合は、第４図のような音圧−周波数特性となる。第４
図より、振動子のバラツキが一般的な値である＋０３Ｆ
Ｊ（Ｚであっても、音ＩＦ、レベルのバラツキは］ｄＢ
程度であって、常に安定したしかも１分な音圧か得られ
ていることかわかる。また、］００Ｖｐ−ｒ）の′屯１
＋で駆動した場合でも、撮動イで消費される電力は、最
大０．３ Ｗ程度であり、前記抵抗素子２が振動子ｌの
保護抵抗としての役割をも果してい乙ことか認められる
。なお、駆動電ＩＦ、が１００ｖｐ−ｐのときの消費電
力は、振動子ｌのイノピータンスが前記抵抗に等Ｌ〈な
つたときに最大となり、第２図の抵抗素子２の抵抗値を
１ｋＯとした場合の値は、１００Ｖｐ−ｐ ＝ ３５．
３６ ＶＲＭＳ（３５，３６）２： （２Ｘ ｌ０３ｘ
！／２ ） ＝０．３１３千〇、３（Ｗ）である。こ
れに７・１シて、電士形のもう−っである円筒形振動ｆ
−１又は動電形で、ｌｊｊ記ｉＩ：、電バイモルフ形振
動ｆと同り音圧レベルを得ようとする場合は、５〜ＩＯ
Ｗ程度のミノＪが・必要となることが実験により確認さ
れている。
成のものを１例えばＪｏｏｖｐ−ｐの大電圧で駆動した
場合は、第４図のような音圧−周波数特性となる。第４
図より、振動子のバラツキが一般的な値である＋０３Ｆ
Ｊ（Ｚであっても、音ＩＦ、レベルのバラツキは］ｄＢ
程度であって、常に安定したしかも１分な音圧か得られ
ていることかわかる。また、］００Ｖｐ−ｒ）の′屯１
＋で駆動した場合でも、撮動イで消費される電力は、最
大０．３ Ｗ程度であり、前記抵抗素子２が振動子ｌの
保護抵抗としての役割をも果してい乙ことか認められる
。なお、駆動電ＩＦ、が１００ｖｐ−ｐのときの消費電
力は、振動子ｌのイノピータンスが前記抵抗に等Ｌ〈な
つたときに最大となり、第２図の抵抗素子２の抵抗値を
１ｋＯとした場合の値は、１００Ｖｐ−ｐ ＝ ３５．
３６ ＶＲＭＳ（３５，３６）２： （２Ｘ ｌ０３ｘ
！／２ ） ＝０．３１３千〇、３（Ｗ）である。こ
れに７・１シて、電士形のもう−っである円筒形振動ｆ
−１又は動電形で、ｌｊｊ記ｉＩ：、電バイモルフ形振
動ｆと同り音圧レベルを得ようとする場合は、５〜ＩＯ
Ｗ程度のミノＪが・必要となることが実験により確認さ
れている。
以−りのように、この発明による送波器は、圧電バイモ
ルフ形振動子に抵抗素子を１μ列に接続した構成とする
ことにより、個々の振動子の音圧レベルのバラツキを無
視できるほど小びくなり、常に安定した。しかも十分な
音圧を得ることができるようになった。従って、個々の
送波器についての駆動電圧の調整も不要である。また、
大電圧で駆動した場合も消費電力が小はいので、長時間
連続駆動させても内部発熱により振動子が破壊される心
配も要らない。
ルフ形振動子に抵抗素子を１μ列に接続した構成とする
ことにより、個々の振動子の音圧レベルのバラツキを無
視できるほど小びくなり、常に安定した。しかも十分な
音圧を得ることができるようになった。従って、個々の
送波器についての駆動電圧の調整も不要である。また、
大電圧で駆動した場合も消費電力が小はいので、長時間
連続駆動させても内部発熱により振動子が破壊される心
配も要らない。
第１図は従来の圧電バイモルフ形振動子のみを用いる送
波器の音圧三周波数特性を示す図、第２図はこの発明に
係る送波器の構成を示す回路図、第３図はこの発明に係
る送波器の駆動電圧をＩ ＶＲＭＳとした場合の音圧−
周波数特性を示す図、第４図は同しく駆動電圧を１ｏｏ
ｖｐ−ｐとした場合のび圧−周波数特性を示す図である
。 ■・・・圧電バイモルフ形振動子 ２・・・抵抗素子
波器の音圧三周波数特性を示す図、第２図はこの発明に
係る送波器の構成を示す回路図、第３図はこの発明に係
る送波器の駆動電圧をＩ ＶＲＭＳとした場合の音圧−
周波数特性を示す図、第４図は同しく駆動電圧を１ｏｏ
ｖｐ−ｐとした場合のび圧−周波数特性を示す図である
。 ■・・・圧電バイモルフ形振動子 ２・・・抵抗素子
Claims (1)
- 電気信号を超音波に変換してこれを空中に輻射する圧電
バイモルフ形振動子と、この圧電バイモルフ形振動子に
直列に接続された抵抗素子とを備えた超音波ドプラ式速
度計測装置用送波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19197581A JPS5894300A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 超音波ドプラ式速度計測装置用送波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19197581A JPS5894300A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 超音波ドプラ式速度計測装置用送波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894300A true JPS5894300A (ja) | 1983-06-04 |
Family
ID=16283545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19197581A Pending JPS5894300A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 超音波ドプラ式速度計測装置用送波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894300A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153097U (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-12 | 岩崎通信機株式会社 | 圧電形電気音響変換器 |
| US5321761A (en) * | 1990-05-26 | 1994-06-14 | Kyocera Corporation | Piezoelectric sound generator and method of its manufacture |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728500A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-16 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Ultrasonic wave transducer |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19197581A patent/JPS5894300A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5728500A (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-16 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Ultrasonic wave transducer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153097U (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-12 | 岩崎通信機株式会社 | 圧電形電気音響変換器 |
| US5321761A (en) * | 1990-05-26 | 1994-06-14 | Kyocera Corporation | Piezoelectric sound generator and method of its manufacture |
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