JPS5940800A - 電気・音響変換器 - Google Patents
電気・音響変換器Info
- Publication number
- JPS5940800A JPS5940800A JP15091282A JP15091282A JPS5940800A JP S5940800 A JPS5940800 A JP S5940800A JP 15091282 A JP15091282 A JP 15091282A JP 15091282 A JP15091282 A JP 15091282A JP S5940800 A JPS5940800 A JP S5940800A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interval
- interdigital electrodes
- wave
- electric
- interdigital
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は超背波探触子、ＡＥ波の検出器等に用いられる
電気・音―変換器３二関する。
電気・音―変換器３二関する。
〔発明の技術的背景とそのｆｌ＋ｉ８点〕一般Ｃ二超音
波深傷装置の探触子Ｃ二は知′気伯号を趙ｆ波に変換し
て検査すべき拐料内に発振し、捷だその反射波を受働し
て′巾′気信号に変換する電気・首曽変換器が用いられ
ている。また、材料中ζ二生じる応力Ｃ二よって材料が
変形したり、また材料中の微小部分が破珈キれたりする
際に生じるアコースティックエミッション波すなわちＡ
Ｆｉ波を検出して材料の疲労等を監視するため（二個用
されるＡＨ波検出器にはＡＨ波を電気信号に変換する電
気・金紗変換器が用いられている。このような電気・音
響変換器は圧電素子、電φ累子．磁仝累子等の音曽変換
累子を用いてＴｈ’気４ｇ号を音波（二変換し、また音
波を電気信号Ｃ二変換するものであって、たとえば第１
図≦二示す如く構成ざれている。すなわち、１はケース
であって，このケース１内Ｃ′−はたとえばセラミック
等の圧電材料からなる圧電素子２が設けられている。そ
して、この圧電素子２の両面（Ｚ＃′ｉそれぞれ電極板
３．４が貼り付けられており、これら電極板３，４はリ
ード線５，６を介して端子７Ｃ二接続されている。そし
て、第２図に示す如くこれら電極板３，４間Ｃ二電圧Ｖ
を加えるとこの圧ｔＸ子２が変形し、１たこの圧電素子
２が変形すると電極＆３，４間（二電圧Ｖが発生する。
波深傷装置の探触子Ｃ二は知′気伯号を趙ｆ波に変換し
て検査すべき拐料内に発振し、捷だその反射波を受働し
て′巾′気信号に変換する電気・首曽変換器が用いられ
ている。また、材料中ζ二生じる応力Ｃ二よって材料が
変形したり、また材料中の微小部分が破珈キれたりする
際に生じるアコースティックエミッション波すなわちＡ
Ｆｉ波を検出して材料の疲労等を監視するため（二個用
されるＡＨ波検出器にはＡＨ波を電気信号に変換する電
気・金紗変換器が用いられている。このような電気・音
響変換器は圧電素子、電φ累子．磁仝累子等の音曽変換
累子を用いてＴｈ’気４ｇ号を音波（二変換し、また音
波を電気信号Ｃ二変換するものであって、たとえば第１
図≦二示す如く構成ざれている。すなわち、１はケース
であって，このケース１内Ｃ′−はたとえばセラミック
等の圧電材料からなる圧電素子２が設けられている。そ
して、この圧電素子２の両面（Ｚ＃′ｉそれぞれ電極板
３．４が貼り付けられており、これら電極板３，４はリ
ード線５，６を介して端子７Ｃ二接続されている。そし
て、第２図に示す如くこれら電極板３，４間Ｃ二電圧Ｖ
を加えるとこの圧ｔＸ子２が変形し、１たこの圧電素子
２が変形すると電極＆３，４間（二電圧Ｖが発生する。
よってＭｔ電極板、４に筒周波宿気伯号を加えるとこの
圧電素子２が振動して音波を発振１〜、また音波が加え
られると圧電素子２が振動し、電極板３．４に電気信号
がグ６生する。ところで、このトＦ笥素子２の振動数は
その厚さｔに上って定まる固有振動数あるいはこの固存
振動数に近い振動ｔダである。したがって、この上うな
電気・音響変換器で変換１２得る音波あるいは′電気信
号の周波数帯域は第３図（二示す如く圧電素子２の固有
の周波数ｆ０（一対してｆ。土 Δｆの狭い周波数帯域
に限定されてしまう。
圧電素子２が振動して音波を発振１〜、また音波が加え
られると圧電素子２が振動し、電極板３．４に電気信号
がグ６生する。ところで、このトＦ笥素子２の振動数は
その厚さｔに上って定まる固有振動数あるいはこの固存
振動数に近い振動ｔダである。したがって、この上うな
電気・音響変換器で変換１２得る音波あるいは′電気信
号の周波数帯域は第３図（二示す如く圧電素子２の固有
の周波数ｆ０（一対してｆ。土 Δｆの狭い周波数帯域
に限定されてしまう。
このような電気・音響変換器を紹背−波操触子として使
用した場合（＝は、電極板３，４Ｃニパルス状の発信信
号を印加して第４図に示す如きパルス状の発信波８を発
生させ、この発信波８が材料中の欠陥で反射された反射
波９を受信してこれを電気信号（二変換する。この場合
１発信波８および反射波９のパルス幅ｔ。ｔま小さな程
解像力が同上する。しかし、パルス幅ｔ。を／トさくす
ると波形がインパルス状となり、このインパルス状の波
形には広い帯域の周波数成分が含まれている。したがっ
て狭い周波数帯域の電気首曽変換器を用いると変換の効
率が悪（なり、このためパルス幅ｔ。をあまり小ざくで
きない不具合があった。
用した場合（＝は、電極板３，４Ｃニパルス状の発信信
号を印加して第４図に示す如きパルス状の発信波８を発
生させ、この発信波８が材料中の欠陥で反射された反射
波９を受信してこれを電気信号（二変換する。この場合
１発信波８および反射波９のパルス幅ｔ。ｔま小さな程
解像力が同上する。しかし、パルス幅ｔ。を／トさくす
ると波形がインパルス状となり、このインパルス状の波
形には広い帯域の周波数成分が含まれている。したがっ
て狭い周波数帯域の電気首曽変換器を用いると変換の効
率が悪（なり、このためパルス幅ｔ。をあまり小ざくで
きない不具合があった。
盪た、このような電気・音響変換器をＡＥ波の検出器と
して用いる場合、このＡＥ波は広い帯域の周波数成分を
含んでいるため検出精度カー低ドする不具合かあった。
して用いる場合、このＡＥ波は広い帯域の周波数成分を
含んでいるため検出精度カー低ドする不具合かあった。
このため、広い周波数帯域にわたって電気信号と首〃ｕ
とを変換し得る電気・首讐変換器の開発が艷まれていた
。
とを変換し得る電気・首讐変換器の開発が艷まれていた
。
本発明は広い周波数帯域（二わたって電気信号と音波と
を相互に変換し得る電気・音響変換器を提供すること１
目、的とするものである。
を相互に変換し得る電気・音響変換器を提供すること１
目、的とするものである。
、〔発明の概要〕
本発明は圧電素子等の晋Ｖ変換素子上に一対の交差指電
極を設け、この交差指電極間の間隔を連続的′または段
階的（二変化させたものである。
極を設け、この交差指電極間の間隔を連続的′または段
階的（二変化させたものである。
そして、このような交差指電極を（１１ｈえたものでｔ
丁ｔｄ−他ｊ１」１の１１８隔によって変換される周波
数帯域が痔るので、この交差指電極の間隔を連続的ある
い１ま段階的Ｃニル〕えることにより多くの周波数帯域
を含む広い周波数帯域で疵換をなすことができるもので
ある。
丁ｔｄ−他ｊ１」１の１１８隔によって変換される周波
数帯域が痔るので、この交差指電極の間隔を連続的ある
い１ま段階的Ｃニル〕えることにより多くの周波数帯域
を含む広い周波数帯域で疵換をなすことができるもので
ある。
以下本発明の一実ＩＪ１！１例を、第５図ないし第７図
を参照Ｉ−て説明する。図中１０１は甘り縫換累子たと
えば圧′ｔＩｉＸ子であって、セラミック材料等から形
成され、内板状をなしている。そして、この圧電索子１
０１０表面には一対の交え子ｌθノの表面に金属膜を所
定のパターンで被君（−だものであって、それぞれｌＩ
ｒ ＩＩＪ！状の幹部１０３ａ、１０３ｂｉ？よびこの
幹部１０３ａ。
を参照Ｉ−て説明する。図中１０１は甘り縫換累子たと
えば圧′ｔＩｉＸ子であって、セラミック材料等から形
成され、内板状をなしている。そして、この圧電索子１
０１０表面には一対の交え子ｌθノの表面に金属膜を所
定のパターンで被君（−だものであって、それぞれｌＩ
ｒ ＩＩＪ！状の幹部１０３ａ、１０３ｂｉ？よびこの
幹部１０３ａ。
１０３ｂから装設された同心円状の抜７１の交差指部１
０４ａ・・・、１０４ｂ・・・を甘している。そして、
−万の父差指電４１ｋｌ ０２ ａの交差指部１０４ａ
・・・と他方の交差指電極１０２ｂの交差指部１０４ｂ
・・・Ｖｉハｒ定の間隔をもって交互に配船さｔｌてい
る。そして、これら交差指部１０４ａ・、 Ｊ ｏ ｔ
ｂ ・ｃＤｆ”ｄＪｐを中心（ｔｉｌｌ カラｌ １
． ｌ 。
０４ａ・・・、１０４ｂ・・・を甘している。そして、
−万の父差指電４１ｋｌ ０２ ａの交差指部１０４ａ
・・・と他方の交差指電極１０２ｂの交差指部１０４ｂ
・・・Ｖｉハｒ定の間隔をもって交互に配船さｔｌてい
る。そして、これら交差指部１０４ａ・、 Ｊ ｏ ｔ
ｂ ・ｃＤｆ”ｄＪｐを中心（ｔｉｌｌ カラｌ １
． ｌ 。
ｔ １ｍ ＋ ’４ ＊ Ｚｌ とするとこの間隔
は外側≦１９＜Ｃ１省１“、つて大きく、−ｒなわち右
＜ｌ、ぐ２． ＜２４＜２゜ となるように構成されている。
は外側≦１９＜Ｃ１省１“、つて大きく、−ｒなわち右
＜ｌ、ぐ２． ＜２４＜２゜ となるように構成されている。
次Ｃ−上記−笑施例の作用を説明する。上記一対の変差
指′ボ極１０２ａ 、１０２ｂ間に高周波の’ｌｒＪ号
電圧全電圧すると圧電素子１０１が振動して紹″＃汲を
発振し、またこの圧電素子１０１に超音波が印加される
と交差指電極間０２ａ。
指′ボ極１０２ａ 、１０２ｂ間に高周波の’ｌｒＪ号
電圧全電圧すると圧電素子１０１が振動して紹″＃汲を
発振し、またこの圧電素子１０１に超音波が印加される
と交差指電極間０２ａ。
１０２ｂ間３ニイト号市汁が発生する。よって電気信号
と金輪とを相互（二変換することができる。
と金輪とを相互（二変換することができる。
ところで、このような文差指市極１０２ａ。
１０２ｈ７に：有するものはその振動周波数が交差指部
１０４ａ・・・、１０４ｂ・・・間の間隔によって法定
される。そしてこの−夾副例のものは５ｉ−差指１ｔｉ
１５７ ｏ ４ａ・・・、１０４ｂ・・・間の間隔か一
＋：ｔ］ぞハ変えられているので第７図に示す如く間隔
１１の部分で／ｒｉｆ１を中心とする周波数帯域１１の
振動が生じ、また間隔ｉ！２０部分ではｆ、を中心とす
る周波数帯域比、の振動が生じまた間隔ｌｊの部分では
ｆｊを中心とする周波数帯域Ｒ１の振動が生じ、また間
隔ｌ！４の部分では１４を中心とする周波数帯域Ｒ４の
振動が生じ、さらＣ二間隔Ｉ！、の部分ではｆ、を中心
とする周波数帯域Ｉｔ、の振動が生じる。よって全体と
してはこれら周波数帯域ａＩ ＋ Ｒ１ｍ Ｒ＠＊
”４ ｅ ”Ｉが合成された広い周波数帯域Ｒ０で振
動する。したがってこの広い周波数帯域Ｒ６（：おいて
効率よく電気信号と音響とを変換することができる。
１０４ａ・・・、１０４ｂ・・・間の間隔によって法定
される。そしてこの−夾副例のものは５ｉ−差指１ｔｉ
１５７ ｏ ４ａ・・・、１０４ｂ・・・間の間隔か一
＋：ｔ］ぞハ変えられているので第７図に示す如く間隔
１１の部分で／ｒｉｆ１を中心とする周波数帯域１１の
振動が生じ、また間隔ｉ！２０部分ではｆ、を中心とす
る周波数帯域比、の振動が生じまた間隔ｌｊの部分では
ｆｊを中心とする周波数帯域Ｒ１の振動が生じ、また間
隔ｌ！４の部分では１４を中心とする周波数帯域Ｒ４の
振動が生じ、さらＣ二間隔Ｉ！、の部分ではｆ、を中心
とする周波数帯域Ｉｔ、の振動が生じる。よって全体と
してはこれら周波数帯域ａＩ ＋ Ｒ１ｍ Ｒ＠＊
”４ ｅ ”Ｉが合成された広い周波数帯域Ｒ０で振
動する。したがってこの広い周波数帯域Ｒ６（：おいて
効率よく電気信号と音響とを変換することができる。
また、この−実厖例では交差指電極１０２ａ、１０２ｂ
のス差指部１０４ ａ・・−、１０４ｂ・−・が同心円
状であるので、発振する音波が圧電索子１０１の層面側
の中心部に集束され、良好な指向性を得ることができる
。
のス差指部１０４ ａ・・−、１０４ｂ・−・が同心円
状であるので、発振する音波が圧電索子１０１の層面側
の中心部に集束され、良好な指向性を得ることができる
。
なお、本発明は上記の一笑施例には限定されない。
たとλば上記の一実ｂｉｌｉ例では交差指電極の間隔を
段階的≦二液化させたが、これＣ１限らず交差指電極間
の間隔を連続的に変化させてもよい。
段階的≦二液化させたが、これＣ１限らず交差指電極間
の間隔を連続的に変化させてもよい。
゛また、交差指電極は同心円状（：１浪らず、その他の
形状でもよい。
形状でもよい。
上述の如く本発明は圧電索子等の金輪変換素子上ｉニ一
対の交差指電極を設け、このＶ差指電極間の間隔を連続
的または段階的ζ二変化させたものである。そして、こ
のような交差指電極を備えたものでは軍極間の間隔によ
って変換される周波結帯域が変るので、この交差指電極
の間隔を連続的あるい＃′ｉ段階的（二変えることによ
シ多くの周波数帯域を含む広い周波数帯域にわたって効
串的に電気信号と音響とを変換することができる等、そ
の効果は大である。
対の交差指電極を設け、このＶ差指電極間の間隔を連続
的または段階的ζ二変化させたものである。そして、こ
のような交差指電極を備えたものでは軍極間の間隔によ
って変換される周波結帯域が変るので、この交差指電極
の間隔を連続的あるい＃′ｉ段階的（二変えることによ
シ多くの周波数帯域を含む広い周波数帯域にわたって効
串的に電気信号と音響とを変換することができる等、そ
の効果は大である。
第１図ないし第４図は従来例を示し、第１図は電気・音
響変換器全体の縦断面図、縞２図は電気・音キ；Ｉ変換
器の構成図、第３図Ｖｉ筒波数特性、を示す線図、誌４
図は発信波と受信波を示す線図である。第５図ないし！
８ＩＳ７図は本発明の一笑施例を示し、紹５図は平面図
、第６図＃−ｉ′詰５図のＶＩ−Ｖｌｍに沿う断面図、
第７図は周ｙ−ｔ ｌｑ特性を示す線図である。
響変換器全体の縦断面図、縞２図は電気・音キ；Ｉ変換
器の構成図、第３図Ｖｉ筒波数特性、を示す線図、誌４
図は発信波と受信波を示す線図である。第５図ないし！
８ＩＳ７図は本発明の一笑施例を示し、紹５図は平面図
、第６図＃−ｉ′詰５図のＶＩ−Ｖｌｍに沿う断面図、
第７図は周ｙ−ｔ ｌｑ特性を示す線図である。
Claims (2)
- （１）背柳疲換累子上Ｃニ一対の交差指電極を設り、こ
の交差指宿極間の間隔な連続的または段階的に変化させ
たことを特徴とする電気・音−変棟器。 - （２） 前記交差指電極は同心円状のものであること
を特徴とする特許 載の電気・音締変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15091282A JPS5940800A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 電気・音響変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15091282A JPS5940800A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 電気・音響変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940800A true JPS5940800A (ja) | 1984-03-06 |
Family
ID=15507102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15091282A Pending JPS5940800A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 電気・音響変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940800A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6088700U (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-18 | ティーディーケイ株式会社 | 表面弾性波シングルプロ−プ |
| JPS62177196U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-10 |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP15091282A patent/JPS5940800A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6088700U (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-18 | ティーディーケイ株式会社 | 表面弾性波シングルプロ−プ |
| JPS62177196U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-10 |
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