JPS5928364Y2 - 差動型圧電トランスジユ−サ− - Google Patents
差動型圧電トランスジユ−サ−Info
- Publication number
- JPS5928364Y2 JPS5928364Y2 JP12363378U JP12363378U JPS5928364Y2 JP S5928364 Y2 JPS5928364 Y2 JP S5928364Y2 JP 12363378 U JP12363378 U JP 12363378U JP 12363378 U JP12363378 U JP 12363378U JP S5928364 Y2 JPS5928364 Y2 JP S5928364Y2
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- Japan
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- piezoelectric element
- differential
- transducer
- electrodes
- piezoelectric
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Links
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は超音波、特に固体材料が応力の集中により塑性
変形をしあるいは破壊するときに放出される超音波を検
出する装置に関する。
変形をしあるいは破壊するときに放出される超音波を検
出する装置に関する。
かかる超音波の放出現象はアコースティック・エミッシ
ョン（ＡＥ）と呼ばれ、ＡＥの検出は高圧容器の破壊予
知、稼動中の監視、溶接割れ、疲労割れ、応力腐食割れ
等の各種の割れを検出するのに役立つ。
ョン（ＡＥ）と呼ばれ、ＡＥの検出は高圧容器の破壊予
知、稼動中の監視、溶接割れ、疲労割れ、応力腐食割れ
等の各種の割れを検出するのに役立つ。
しかしながら放出される超音波は微少であるため、周囲
の環境雑音、例えば機械的振動雑音や放送電波、モータ
ーブラシ等による放電雑音等の電気的雑音の影響を受は
易く、正確な超音波信号の検出が困難であった。
の環境雑音、例えば機械的振動雑音や放送電波、モータ
ーブラシ等による放電雑音等の電気的雑音の影響を受は
易く、正確な超音波信号の検出が困難であった。
特に機械的振動雑音の周波数成分は比較的低域であり、
アコースティック・エミッション信号との分離はフィル
ター等の使用により容易であるが、電気的雑音は超音波
信号の周波数帯域に重複し、雑音と信号を分離すること
は困難で゛ある。
アコースティック・エミッション信号との分離はフィル
ター等の使用により容易であるが、電気的雑音は超音波
信号の周波数帯域に重複し、雑音と信号を分離すること
は困難で゛ある。
かかる電気的雑音を分離する方法として、差動出力型ト
ランスジューサーを使用し、信号／雑音比を同上させる
ことが知られている。
ランスジューサーを使用し、信号／雑音比を同上させる
ことが知られている。
差動型トランスジューサーは逆方向に分極した圧電素子
を２個含有している。
を２個含有している。
しかしながら、超音波強度の分布が起った場合、各々の
圧電素子は異った振動をし、同電位逆位相の出力電荷が
得にくい。
圧電素子は異った振動をし、同電位逆位相の出力電荷が
得にくい。
本考案はかかる欠点を克服した超音波検出用差・動型ト
ランスジューサーを提供することを目的とする。
ランスジューサーを提供することを目的とする。
本考案の差動型トランスジューサーは、１個の圧電素子
の電極が偶数個に分割され、各電極下の圧電素子部分が
交互に逆方向に分極されていることを特徴とするもので
ある。
の電極が偶数個に分割され、各電極下の圧電素子部分が
交互に逆方向に分極されていることを特徴とするもので
ある。
本考案を添付図面を参照して説明する。
第１図は従来の差動型トランスジューサーを示す。
圧電素子１及び２は相互に離隔しかつ逆方向に分極して
いる。
いる。
第２図は本考案の差動型トランスジューサーの一実施例
を示す。
を示す。
圧電素子３は円板状に成形したチタン酸バリウム又はジ
ルコン酸チタン酸鉛系等の圧電セラミックスからなる。
ルコン酸チタン酸鉛系等の圧電セラミックスからなる。
圧電素子３の前面及び背面には２等分された金属膜から
戒る電極４．４’、５及び５′が施され、各電極４と５
及び４′と５′の間の圧電素子部分はそれぞれ分極方向
が逆方向となるように分極されている。
戒る電極４．４’、５及び５′が施され、各電極４と５
及び４′と５′の間の圧電素子部分はそれぞれ分極方向
が逆方向となるように分極されている。
第２図において分極方向はそれぞれ矢印で示されている
。
。
分極処理は一方の電極間、例えば４と５との間に背面電
極４にプラスが加わるように直流高電圧を印加し、次ぎ
に他方の電極４’、５’間に背面電極４′にマイナスが
加わるように直流高電圧を印加することにより施すこと
ができる。
極４にプラスが加わるように直流高電圧を印加し、次ぎ
に他方の電極４’、５’間に背面電極４′にマイナスが
加わるように直流高電圧を印加することにより施すこと
ができる。
圧電素子３は電気的にシールドされた金属ケース６内に
収容され、圧電素子３の前面電極５，５′は受音板７の
導体部８に接合されている。
収容され、圧電素子３の前面電極５，５′は受音板７の
導体部８に接合されている。
前面電極５，５′は導体部８及びケース６を介して２芯
シールド線９のシールド線部に電気的に接線されている
。
シールド線９のシールド線部に電気的に接線されている
。
一方背面電極４，４′は各々絶縁されており、各々の出
力端は２芯シールド線９の芯線に接続されている。
力端は２芯シールド線９の芯線に接続されている。
本実施例の差動型トランスジューサーの等価回路を第３
図に示す。
図に示す。
被測定物に取り付けられた差動型トランスジューサーは
被測定物から放出された超音波を受音板７で受け、それ
により圧縮の場合、圧電素子３は共通極であるケース６
に対し、一方の背面電極４にプラス電荷を、また他方の
背面電極４′にはマイナス電荷を発生させる。
被測定物から放出された超音波を受音板７で受け、それ
により圧縮の場合、圧電素子３は共通極であるケース６
に対し、一方の背面電極４にプラス電荷を、また他方の
背面電極４′にはマイナス電荷を発生させる。
圧電素子３が伸張されるときは電荷の符号は逆となる。
結局同電位で逆位相の出力が得られることになる。
本考案の差動型圧電トランスジューサーは、特に複数の
圧電素子を使用せずに一個の圧電素子に複数の分極個所
を形成したことを特徴とするものであるが、かかる構成
の利点は以下の通りである。
圧電素子を使用せずに一個の圧電素子に複数の分極個所
を形成したことを特徴とするものであるが、かかる構成
の利点は以下の通りである。
（イ）従来の差動型圧電トランスジューサーにおいては
、２個の圧電素子は受音板に別々に取り着けられている
ので、超音波強度の分布が起った場合、各々の圧電素子
は異る振動をし、同電位逆位相の出力電荷が得にくいが
ミ本考案の差動型トランスジューサーは圧電素子が一個
であるだめに振動分布が起ったとしても平均化され、出
力として同電位逆位相の電荷が得られる。
、２個の圧電素子は受音板に別々に取り着けられている
ので、超音波強度の分布が起った場合、各々の圧電素子
は異る振動をし、同電位逆位相の出力電荷が得にくいが
ミ本考案の差動型トランスジューサーは圧電素子が一個
であるだめに振動分布が起ったとしても平均化され、出
力として同電位逆位相の電荷が得られる。
（ロ）従来のトランスジューサーと比較して本考案のト
ランスジューサーは部品点数が少なく、従来行っていた
圧電素子の組合せによる選別が不要である。
ランスジューサーは部品点数が少なく、従来行っていた
圧電素子の組合せによる選別が不要である。
さらに組立上位置設定が容易である。従って、安価で均
一の差動型トランスジューサーが得られる。
一の差動型トランスジューサーが得られる。
本考案の差動型圧電トランスジューサーによる圧電素子
の電極は種々の構造とすることができる。
の電極は種々の構造とすることができる。
例えば第４図に示す電極パターンは同心円状である。
この構造によると、超音波の方向にかかわらず無指向型
のトランスジューサーとすることができ、実装上一層正
確な測定をすることができる。
のトランスジューサーとすることができ、実装上一層正
確な測定をすることができる。
また第５図に示すように多数の電極を中心に対して点対
称に設けることもできる。
称に設けることもできる。
電極数を多くすることにより一層平均化した同電位逆位
相の出力電圧が得られる。
相の出力電圧が得られる。
一般に電極を２ｎ個に分割し、配線した場合の等価回路
を第６図に示す。
を第６図に示す。
本考案の差動型圧電トランスジューサーを特にアコース
ティック・エミッション検出用として説明したが、種々
の超音波の検出に使用し得るのは明らかである。
ティック・エミッション検出用として説明したが、種々
の超音波の検出に使用し得るのは明らかである。
第１図は従来の差動型圧電トランスジューサーの要部の
断面図を示し、第２図は本考案の差動型圧電トランスジ
ューサーの具体的実施例の断面略図を示し、第３図は電
極が２分割の場合の本考案の差動型圧電トランスジュー
サーの等価図を示し、第４図及び第５図は本考案に使用
する圧電素子の電極パターンの具体例を示し、第６図は
電極が２ｎ個の場合の等価図を示す。 １．２．３・・・・・・圧電素子、４．４′・・・・・
・背面電極、５．５′・・・・・・前面電極、６・・・
・・・金属ケース、７・・・・・・受音板、８・・・・
・・受音板の導電体、９・・・・・・２芯シールド線。
断面図を示し、第２図は本考案の差動型圧電トランスジ
ューサーの具体的実施例の断面略図を示し、第３図は電
極が２分割の場合の本考案の差動型圧電トランスジュー
サーの等価図を示し、第４図及び第５図は本考案に使用
する圧電素子の電極パターンの具体例を示し、第６図は
電極が２ｎ個の場合の等価図を示す。 １．２．３・・・・・・圧電素子、４．４′・・・・・
・背面電極、５．５′・・・・・・前面電極、６・・・
・・・金属ケース、７・・・・・・受音板、８・・・・
・・受音板の導電体、９・・・・・・２芯シールド線。
Claims (1)
- １個の圧電素子の電極が偶数個に分割され、各電極下の
圧電素子部分が交互に逆方向に分極されていることを特
徴とする超音波検出用差動型圧電トランスジューサー
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12363378U JPS5928364Y2 (ja) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | 差動型圧電トランスジユ−サ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12363378U JPS5928364Y2 (ja) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | 差動型圧電トランスジユ−サ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5540371U JPS5540371U (ja) | 1980-03-15 |
| JPS5928364Y2 true JPS5928364Y2 (ja) | 1984-08-16 |
Family
ID=29082917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12363378U Expired JPS5928364Y2 (ja) | 1978-09-11 | 1978-09-11 | 差動型圧電トランスジユ−サ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928364Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010053032A1 (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-14 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 音響振動子及び画像生成装置 |
| JP6287737B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-03-07 | 沖電気工業株式会社 | 振動センサ及びそれを備えた水中音響センサ |
| JP2019114955A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | アイシン精機株式会社 | 超音波トランスデューサ |
-
1978
- 1978-09-11 JP JP12363378U patent/JPS5928364Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5540371U (ja) | 1980-03-15 |
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