JPS604953B2 - 超音波送受波器 - Google Patents
超音波送受波器Info
- Publication number
- JPS604953B2 JPS604953B2 JP52063875A JP6387577A JPS604953B2 JP S604953 B2 JPS604953 B2 JP S604953B2 JP 52063875 A JP52063875 A JP 52063875A JP 6387577 A JP6387577 A JP 6387577A JP S604953 B2 JPS604953 B2 JP S604953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- ultrasonic
- vibrating body
- transducer
- ultrasonic transducer
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は例えば超音波レベル計、超音波流量計等にお
いて超音波パルスを放射し、その反射波を受波するため
の超音波送受波器に関する。
いて超音波パルスを放射し、その反射波を受波するため
の超音波送受波器に関する。
従来の超音波装置において、その超音波送受波器より超
音波パルスを送波し、その直後に反射波を受波しようと
しても、超音波パルスの送波時の振動が残っているため
、いわゆる残留振動のため、そのような反射波を検出す
ることはできなかった。第１図に超音波レベル計を示す
が、端子１１よりの起動パルスによって送波回路１２よ
り超音波信号が発生し、これがスイッチ１３を通じて送
受波器１４に達し、この送受波器１４が駆動されて超音
波パルスが送出される。この超音波パルスは反射面１５
にて反射され、再び送受波器１４に戻り、この送受波器
１４にて受波され電気信号に変換された信号は、この時
切替えられているスイッチ１３を通じて受信増幅回路１
６にて受信増幅され、時間幅測定回路１７に供給される
。時間幅測定回路において端子１１からの起動パルスよ
り受信パルスが得られるまでの時間が測定されて出力端
子１８に出力される。スイッチ１３が受信増幅回路１６
側に切替えられた時、超音波送受波器１４において送波
時の振動が残っていると、その残留振動と、反射面１５
よりの反射パルスとの区別ができない。
音波パルスを送波し、その直後に反射波を受波しようと
しても、超音波パルスの送波時の振動が残っているため
、いわゆる残留振動のため、そのような反射波を検出す
ることはできなかった。第１図に超音波レベル計を示す
が、端子１１よりの起動パルスによって送波回路１２よ
り超音波信号が発生し、これがスイッチ１３を通じて送
受波器１４に達し、この送受波器１４が駆動されて超音
波パルスが送出される。この超音波パルスは反射面１５
にて反射され、再び送受波器１４に戻り、この送受波器
１４にて受波され電気信号に変換された信号は、この時
切替えられているスイッチ１３を通じて受信増幅回路１
６にて受信増幅され、時間幅測定回路１７に供給される
。時間幅測定回路において端子１１からの起動パルスよ
り受信パルスが得られるまでの時間が測定されて出力端
子１８に出力される。スイッチ１３が受信増幅回路１６
側に切替えられた時、超音波送受波器１４において送波
時の振動が残っていると、その残留振動と、反射面１５
よりの反射パルスとの区別ができない。
従って短かし、距離を測定する超音波レベル計、におい
てはその反射波が戻ってくるまでの僅かの時間の間に送
受波器１４の振動を停止しなければならない。このため
従来においては送受波器１４の振動体の周囲を油や樹脂
等の制動体で覆って振動を強制的に停止するように制動
をかけていた。この振動体に対し、強制的制動をかける
ための制動体は振動体に対し常時制動を掛けているため
送波時の振動が抑圧され、本質的に効率を下げることに
なる。
てはその反射波が戻ってくるまでの僅かの時間の間に送
受波器１４の振動を停止しなければならない。このため
従来においては送受波器１４の振動体の周囲を油や樹脂
等の制動体で覆って振動を強制的に停止するように制動
をかけていた。この振動体に対し、強制的制動をかける
ための制動体は振動体に対し常時制動を掛けているため
送波時の振動が抑圧され、本質的に効率を下げることに
なる。
更にそのような制動体が振動体の周囲をかこっており、
温度変動によりその制動作用が比較的大きく変化し、制
動力の温度特性が良いものが得難かった。この発明の目
的は効率良く超音波パルスを送波することを可能とし、
しかも極めて短時間で残留振動を十分抑圧することを可
能とする超音波送受かつ温度特性の良い超音波送受波器
を提供するものである。
温度変動によりその制動作用が比較的大きく変化し、制
動力の温度特性が良いものが得難かった。この発明の目
的は効率良く超音波パルスを送波することを可能とし、
しかも極めて短時間で残留振動を十分抑圧することを可
能とする超音波送受かつ温度特性の良い超音波送受波器
を提供するものである。
この発明によれば振動体として振動振幅の減衰効率が大
きいが、磁界が加えられるとそれが署しく減少する金属
が使用される。
きいが、磁界が加えられるとそれが署しく減少する金属
が使用される。
その振動体に対し磁界を与えたり、遮断したりする手段
が設けられる。送波時には磁界を与えて効率よく動作さ
せ、送波終了と同時にその磁界を除去して制動作用を回
復し、残留振動を直ちに抑圧させる。従って近い所の反
射波も正しい反射波として受波することができる。例え
ば第２図に示すように振動体２１の一面に亀歪振動子２
２がはり付けられ、その振動体２１は亀歪振動子２２の
振動によって駆動されて厚み振動をする。
が設けられる。送波時には磁界を与えて効率よく動作さ
せ、送波終了と同時にその磁界を除去して制動作用を回
復し、残留振動を直ちに抑圧させる。従って近い所の反
射波も正しい反射波として受波することができる。例え
ば第２図に示すように振動体２１の一面に亀歪振動子２
２がはり付けられ、その振動体２１は亀歪振動子２２の
振動によって駆動されて厚み振動をする。
振動体２１として振動振幅の減衰効率が大きいが、これ
に対して磁界が加わるとその減衰効率が著しく減少する
金属が使用される。このような金属としては例えばクロ
ム、アルミニウム、鉄、マンガンを主成分として特殊な
熱処理を行なった合金、例えば東芝金属株式会社により
商品名サイレンタロィＡとして売出されているものを使
用することができる。この合金は第３図に示すように４
のｅ程度以上の磁界が印加されていると、この対数減衰
率は０．１程度であるが、印加磁界が３皿ｅ以下の場合
においては減衰効率が１以上に著しく大きくなる。この
ような特性をもちかつ透磁率が高く、永久磁化されない
ものである。この振動体２１に対して磁界を与えたり、
それを除去したりする手段としてその周囲をめぐるコイ
ル２３が配される。この送受波器の使用に当って、超音
波パルスを送波する間、つまり第１図の送波回路１２の
出力が振動子２２に与えられている間はコイル２３に電
流を流して振動体２１に所定値以上、第３図の例では４
はお以上の磁界を与え、従って振動体２１の振動減衰率
が著しく４・さな状態としておき、その駆動が終ると直
ちに磁界を遮断するようにコイル２３に対する電流を遮
断する。
に対して磁界が加わるとその減衰効率が著しく減少する
金属が使用される。このような金属としては例えばクロ
ム、アルミニウム、鉄、マンガンを主成分として特殊な
熱処理を行なった合金、例えば東芝金属株式会社により
商品名サイレンタロィＡとして売出されているものを使
用することができる。この合金は第３図に示すように４
のｅ程度以上の磁界が印加されていると、この対数減衰
率は０．１程度であるが、印加磁界が３皿ｅ以下の場合
においては減衰効率が１以上に著しく大きくなる。この
ような特性をもちかつ透磁率が高く、永久磁化されない
ものである。この振動体２１に対して磁界を与えたり、
それを除去したりする手段としてその周囲をめぐるコイ
ル２３が配される。この送受波器の使用に当って、超音
波パルスを送波する間、つまり第１図の送波回路１２の
出力が振動子２２に与えられている間はコイル２３に電
流を流して振動体２１に所定値以上、第３図の例では４
はお以上の磁界を与え、従って振動体２１の振動減衰率
が著しく４・さな状態としておき、その駆動が終ると直
ちに磁界を遮断するようにコイル２３に対する電流を遮
断する。
従ってその状態においては振動体２１の減衰効率が著し
く大きなものとなり、残留振動は直ちに停止する。例え
ば第４図Ａに示すように送受波器１４に対して方形波状
の駆動信号を与えたとすると、振動体２１に磁界をかけ
ない場合においては第４図Ｂに示すようにその立上りが
なまり、しかも残留振動が長い超音波パルスが放出され
る。これに対しこの発明では駆動信号の遮断と同時に振
動体２１に対する印加磁界を除去することができ、その
ようにすることにより、振動体２１の振動減衰率が著し
く大きくなり、駆動信号の停止と同時に強力な制動が振
動体２１に加わり、残留振動は遠かに停止する。従って
それだけ近い距離からの反射波も正しく検出することが
できる。また振動子２２を励振中に所定値以上の磁界を
振動体２１に与えることにより振動体２１の振動減衰率
を４・さくして効率よく超音波パルスを発生することが
可能となる。しかも超音波送出時においては磁界を与え
るため減衰率が々・さく、効率良く超音波が送出される
。
く大きなものとなり、残留振動は直ちに停止する。例え
ば第４図Ａに示すように送受波器１４に対して方形波状
の駆動信号を与えたとすると、振動体２１に磁界をかけ
ない場合においては第４図Ｂに示すようにその立上りが
なまり、しかも残留振動が長い超音波パルスが放出され
る。これに対しこの発明では駆動信号の遮断と同時に振
動体２１に対する印加磁界を除去することができ、その
ようにすることにより、振動体２１の振動減衰率が著し
く大きくなり、駆動信号の停止と同時に強力な制動が振
動体２１に加わり、残留振動は遠かに停止する。従って
それだけ近い距離からの反射波も正しく検出することが
できる。また振動子２２を励振中に所定値以上の磁界を
振動体２１に与えることにより振動体２１の振動減衰率
を４・さくして効率よく超音波パルスを発生することが
可能となる。しかも超音波送出時においては磁界を与え
るため減衰率が々・さく、効率良く超音波が送出される
。
更に超音波の送出と同時に例えば急に大きな磁界を印加
するようにすることは比較的困難であるが、この超音波
送受波器においては超音波の送出終了と同時に磁界を遮
断すれば良いためコイル２３の電流を単に遮断すれば、
直ちに磁界の印加が遮断され、超音波送出時にはこれに
先立って駆動信号が超音波送受波器に与れられる時点‘
こは所定の大きさの磁界になるように予めコイルに電流
を流してお仇ま良く、振動体２１に対する磁界の印加、
その遮断が簡単である。以上述べたようにこの発明によ
る超音波送受波器によれば効率良く超音波パルスを発生
することが可能となり、しかも短距離の測定に不可欠な
残留振動の接続時間の短縮を十分行なうことが可能とな
り、更にその制動に対する温度特性が非常に少く、周囲
温度が大きく変化しても十分な制動効果が得られる。
するようにすることは比較的困難であるが、この超音波
送受波器においては超音波の送出終了と同時に磁界を遮
断すれば良いためコイル２３の電流を単に遮断すれば、
直ちに磁界の印加が遮断され、超音波送出時にはこれに
先立って駆動信号が超音波送受波器に与れられる時点‘
こは所定の大きさの磁界になるように予めコイルに電流
を流してお仇ま良く、振動体２１に対する磁界の印加、
その遮断が簡単である。以上述べたようにこの発明によ
る超音波送受波器によれば効率良く超音波パルスを発生
することが可能となり、しかも短距離の測定に不可欠な
残留振動の接続時間の短縮を十分行なうことが可能とな
り、更にその制動に対する温度特性が非常に少く、周囲
温度が大きく変化しても十分な制動効果が得られる。
従って制動樹脂などを必要とせずその製造も簡単である
。制動樹脂などを合せ使用してもよい。
。制動樹脂などを合せ使用してもよい。
第１図は超音波レベル計を示す原理図、第２図はこの発
明による超音波送受波器を示す略線図、第３図は振動体
の磁界に対する対数減衰率を示す曲線図。 第４図は駆動信号と超音波送波パルスとの関係を示す波
形図である。２１：振動体、２２：振動子、２３：励磁
コィ／し。ネー図 氷２図 氷３図 オム図
明による超音波送受波器を示す略線図、第３図は振動体
の磁界に対する対数減衰率を示す曲線図。 第４図は駆動信号と超音波送波パルスとの関係を示す波
形図である。２１：振動体、２２：振動子、２３：励磁
コィ／し。ネー図 氷２図 氷３図 オム図
Claims (1)
- １ 振動体に振動子が付けられた超音波送受波器におい
て、上記振動体は振動振幅の減衰率が大きく、かつ所定
値以上の磁界が加わるとその減衰率が著しく減少し、永
久磁化しない金属で構成され、その振動体に対し上記所
定値以上の磁界を与えたりその磁界を遮断したりする手
段が設けられてなる超音波送受波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52063875A JPS604953B2 (ja) | 1977-05-30 | 1977-05-30 | 超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52063875A JPS604953B2 (ja) | 1977-05-30 | 1977-05-30 | 超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53148471A JPS53148471A (en) | 1978-12-25 |
| JPS604953B2 true JPS604953B2 (ja) | 1985-02-07 |
Family
ID=13241900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52063875A Expired JPS604953B2 (ja) | 1977-05-30 | 1977-05-30 | 超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604953B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5828660A (ja) * | 1981-08-14 | 1983-02-19 | Nippon Steel Corp | 高温斜角探触子 |
-
1977
- 1977-05-30 JP JP52063875A patent/JPS604953B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53148471A (en) | 1978-12-25 |
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