JPS61292500A - 超音波トランスデユ−サ−用裏当材 - Google Patents
超音波トランスデユ−サ−用裏当材Info
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- JPS61292500A JPS61292500A JP61075367A JP7536786A JPS61292500A JP S61292500 A JPS61292500 A JP S61292500A JP 61075367 A JP61075367 A JP 61075367A JP 7536786 A JP7536786 A JP 7536786A JP S61292500 A JPS61292500 A JP S61292500A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (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】
技術分野
本発明は超音波トランスデユーサ−に使用する裏当材に
関する。
関する。
従来技術と問題点
超音波トランスデユーサ−用の裏当材の技術的な要件は
、まず裏当減衰部材と圧電性結晶又は圧電性フィルムと
の間の整合面が同じかほぼ同じ大きさの圧電性結晶又は
圧電性フィルムの音響インピーダンスを持ち、その結果
表面からの音響エネルギーの反射が起こらないようにし
なければならない。第２に圧電性結晶又は圧電性フィル
ムから裏当減衰部材に入る音響エネルギーをインピーダ
ンス部材に消散させて裏当減衰部材の裏当表面による反
射の起るのを避けなければならない。更に、トランスデ
ユーサ−を、裏当減衰部材として鋳込み材を用いて製造
する場合、その部材は電圧に対し高い抵抗の性質を持ち
、その結果裏当材は２つの電極間にあって導通しないよ
うに保護することが必要である。このことは特に伝達の
目的の位相制御アレイトランスデユーサ−にとっては重
要なことである。現存の技術では、タングステン絶縁セ
メント複合体を用いて裏当材が作られている。
、まず裏当減衰部材と圧電性結晶又は圧電性フィルムと
の間の整合面が同じかほぼ同じ大きさの圧電性結晶又は
圧電性フィルムの音響インピーダンスを持ち、その結果
表面からの音響エネルギーの反射が起こらないようにし
なければならない。第２に圧電性結晶又は圧電性フィル
ムから裏当減衰部材に入る音響エネルギーをインピーダ
ンス部材に消散させて裏当減衰部材の裏当表面による反
射の起るのを避けなければならない。更に、トランスデ
ユーサ−を、裏当減衰部材として鋳込み材を用いて製造
する場合、その部材は電圧に対し高い抵抗の性質を持ち
、その結果裏当材は２つの電極間にあって導通しないよ
うに保護することが必要である。このことは特に伝達の
目的の位相制御アレイトランスデユーサ−にとっては重
要なことである。現存の技術では、タングステン絶縁セ
メント複合体を用いて裏当材が作られている。
伝達用のく特に送信用位相制御アレイトランスデユーサ
−）に使用する鋳込用裏当材は酸化アルミニウムの絶縁
フィルムを加えることが必要である。
−）に使用する鋳込用裏当材は酸化アルミニウムの絶縁
フィルムを加えることが必要である。
米国特許第４，３８２．２０１号明細書は１９ ′８１
年４月２７日に出願され、１９８３年５月３日に特許さ
れたものであり、これは超音波トランスデユーサ−及び
裏当において＾音響減衰性を得る方法に関している。高
周波超音波トランスデユーサ−用裏当材としてタングス
テン−ポリ塩化ビニル複合物を使用することが提案され
ている。タングステン粉末とポリ塩化ビニルの複合物を
製造する方法は脱気し、加熱加圧することからなってい
る。次いで加圧下で冷却し、複合物を弾性圧縮状態にし
、圧力を除いたとき自然に膨張して高度の音響減衰を生
じさせるようにする。タングステン−ポリ塩化ビニル複
合物を製造する上記方法を使用するか又は裏当材として
タングステン絶縁セメントを用いることにより、ある必
要な性質１．１ 得ることができる。にもかかわらず次
の問題が存在する。すなわち、送信及び受信用の、鋳込
用裏当材を用いる一般的なトランスデユーサ−はしばし
ば高い減衰性と電圧の両方に抵抗性を有することができ
ない。なぜなら、それらは互いに競合するからである。
年４月２７日に出願され、１９８３年５月３日に特許さ
れたものであり、これは超音波トランスデユーサ−及び
裏当において＾音響減衰性を得る方法に関している。高
周波超音波トランスデユーサ−用裏当材としてタングス
テン−ポリ塩化ビニル複合物を使用することが提案され
ている。タングステン粉末とポリ塩化ビニルの複合物を
製造する方法は脱気し、加熱加圧することからなってい
る。次いで加圧下で冷却し、複合物を弾性圧縮状態にし
、圧力を除いたとき自然に膨張して高度の音響減衰を生
じさせるようにする。タングステン−ポリ塩化ビニル複
合物を製造する上記方法を使用するか又は裏当材として
タングステン絶縁セメントを用いることにより、ある必
要な性質１．１ 得ることができる。にもかかわらず次
の問題が存在する。すなわち、送信及び受信用の、鋳込
用裏当材を用いる一般的なトランスデユーサ−はしばし
ば高い減衰性と電圧の両方に抵抗性を有することができ
ない。なぜなら、それらは互いに競合するからである。
また裏当材の裏からの反射がしばしば起り、偽似の信号
が生ずる。周波数が４．５ＭＨ２を足えるとノイズレベ
ルが増す。伝達用トランスデユーサ−（特に送信用位相
制御アレイトランスデユーサ−）に関しては、酸化アル
ミニウムの非常に薄い絶縁フィルムを被覆して裏当材に
存在する低耐電性の欠点を克服すべきである。この被覆
の厚さは数ミクロンの精度内に厳密に調節すべきである
から、被覆処理は全く複雑である。本発明の目的は裏当
材に従来存在する上述の問題を解決することである。本
発明は、耐電性であるばかりでなく、高い音響減衰性で
ある新規な裏当材を提供するものである。その結果未だ
変化しない元の状態の構造及びトランスデユーサ−の製
造処理条件の下では、置換されたタングステン絶縁セメ
ント裏当材を試験条件に合わせて製造でき、超音波トラ
ンスデユーサ−の性能を改良するのに必要な種々の性質
を持たせることができる。更に製造技術が簡便である。
が生ずる。周波数が４．５ＭＨ２を足えるとノイズレベ
ルが増す。伝達用トランスデユーサ−（特に送信用位相
制御アレイトランスデユーサ−）に関しては、酸化アル
ミニウムの非常に薄い絶縁フィルムを被覆して裏当材に
存在する低耐電性の欠点を克服すべきである。この被覆
の厚さは数ミクロンの精度内に厳密に調節すべきである
から、被覆処理は全く複雑である。本発明の目的は裏当
材に従来存在する上述の問題を解決することである。本
発明は、耐電性であるばかりでなく、高い音響減衰性で
ある新規な裏当材を提供するものである。その結果未だ
変化しない元の状態の構造及びトランスデユーサ−の製
造処理条件の下では、置換されたタングステン絶縁セメ
ント裏当材を試験条件に合わせて製造でき、超音波トラ
ンスデユーサ−の性能を改良するのに必要な種々の性質
を持たせることができる。更に製造技術が簡便である。
問題解決の手段
本発明は超音波トランスデユーサ−の裏当材を提供する
ものであり、その裏当材はタングステン粉末、少量の他
の金属の酸化物及びある重量割合の絶縁性セメントの複
合物である。裏当材の製造方法は鋳込みあるいはプレス
である。タングステン粉末に含まれる金属の酸化物は好
ましくはランタニド系、例えば酸化セリウムである。絶
縁性セメントとは好ましくはエポキシである。酸化セリ
ウムは非電導性物質であるから、タングステン−セリウ
ム粉末は非常に、高い耐性を与える。タングステンは導
電性金属であるけれども、タングステン粉末の抵抗性は
非常に低い。タングステン−セリウム粉末とタングステ
ン粉末との比較テストを同じテスト条件で行った。テス
トの結果タングステンセリウム粉末の抵抗は、タングス
テン粉末のそれに比べて３乗のオーダーで大きかった。
ものであり、その裏当材はタングステン粉末、少量の他
の金属の酸化物及びある重量割合の絶縁性セメントの複
合物である。裏当材の製造方法は鋳込みあるいはプレス
である。タングステン粉末に含まれる金属の酸化物は好
ましくはランタニド系、例えば酸化セリウムである。絶
縁性セメントとは好ましくはエポキシである。酸化セリ
ウムは非電導性物質であるから、タングステン−セリウ
ム粉末は非常に、高い耐性を与える。タングステンは導
電性金属であるけれども、タングステン粉末の抵抗性は
非常に低い。タングステン−セリウム粉末とタングステ
ン粉末との比較テストを同じテスト条件で行った。テス
トの結果タングステンセリウム粉末の抵抗は、タングス
テン粉末のそれに比べて３乗のオーダーで大きかった。
従って、タングステンセリウム−エポキシのｆｉｌ比の
ある母から作った複合物を用いた裏当材をタングステン
−エポキシの重量比の同最から作った複合物を用いたも
う１つの裏当材と比べたとき、比較結果は耐電圧性は数
倍に増加することを示している。
ある母から作った複合物を用いた裏当材をタングステン
−エポキシの重量比の同最から作った複合物を用いたも
う１つの裏当材と比べたとき、比較結果は耐電圧性は数
倍に増加することを示している。
そこで高電圧伝送用超音波トランスデユーサ−を製造す
るのに適している。なぜなら、２つの電橋間にある裏当
材の通電は行われえないからである。
るのに適している。なぜなら、２つの電橋間にある裏当
材の通電は行われえないからである。
他方タングステンセリウム−エポキシ複合物媒体の接着
の遅れはタングステン−エポキシ複合物媒体のそれとは
全く異なり、比較的大きな音響減衰を有し、高いインピ
ーダンスのトランスデユーサ−を製造するのに適してい
る。
の遅れはタングステン−エポキシ複合物媒体のそれとは
全く異なり、比較的大きな音響減衰を有し、高いインピ
ーダンスのトランスデユーサ−を製造するのに適してい
る。
上記裏当材はタングステンセリウム−エポキシ複合物か
ら作−られる。すなわち、タングステン粉末に含まれる
酸化セリウムは重量割合で１．０〜４．５％であり、タ
ングステンセリウム粉末の最大粒径は７ミクロンである
。タングステンセリウム粉末とエポキシの重量の割合は
用途により変わり、割合の範囲は４：１〜５０：１であ
る。複合物は音響インピーダンスが圧電性結晶又は圧電
性フィルムの音響インピーダンスと整合するように作ら
なければならない。小割合のタングステンセリウム粉末
については裏当材部材を製造するために鋳込を用いるの
が適している。大割合のタングステンセリウム粉末につ
いてはプレス法を用いて裏当材部材を製造するのに適し
ている。
ら作−られる。すなわち、タングステン粉末に含まれる
酸化セリウムは重量割合で１．０〜４．５％であり、タ
ングステンセリウム粉末の最大粒径は７ミクロンである
。タングステンセリウム粉末とエポキシの重量の割合は
用途により変わり、割合の範囲は４：１〜５０：１であ
る。複合物は音響インピーダンスが圧電性結晶又は圧電
性フィルムの音響インピーダンスと整合するように作ら
なければならない。小割合のタングステンセリウム粉末
については裏当材部材を製造するために鋳込を用いるの
が適している。大割合のタングステンセリウム粉末につ
いてはプレス法を用いて裏当材部材を製造するのに適し
ている。
超音波技術において、タングステンセリウム−エポキシ
複合物を用いて超音波検出装置の真当材とするとき、そ
の装置の性能は確実に改良でき、超音波トランスデユー
サ−の種々の需要を満足させることができる。上記特徴
はまた位相制御アレイトランスデユーサ−に使用できる
。
複合物を用いて超音波検出装置の真当材とするとき、そ
の装置の性能は確実に改良でき、超音波トランスデユー
サ−の種々の需要を満足させることができる。上記特徴
はまた位相制御アレイトランスデユーサ−に使用できる
。
実施例
タングステンセリウム−エポキシ複合物を用いて裏当減
衰部材として超音波厚さ測定装置を製作した。詳細は第
１図に示すとおりである。図示の番号は次のとおりであ
る。
衰部材として超音波厚さ測定装置を製作した。詳細は第
１図に示すとおりである。図示の番号は次のとおりであ
る。
１は電極、２はケース、３は導電線、４は裏当材、５及
び７は導電フィルム、６は圧電性結晶、８は保護フィル
ムである。
び７は導電フィルム、６は圧電性結晶、８は保護フィル
ムである。
裏当材の混合割合及び製造方法はそれぞれ次のとおりで
ある。タングステン粉末の酸化セリウム含有量は２重量
％であり、タングステンセリウム粉末対エポキシの重石
割合は８：１である。上記複合物を鋳込法により製造す
る。この複合物を裏当材とするプローブとタングステン
−エポキシ複合物の同じ重量割合での同型のプローブの
両方を同じ製造法で作り、テストを行った。このテスト
結果を次のように比較した。
ある。タングステン粉末の酸化セリウム含有量は２重量
％であり、タングステンセリウム粉末対エポキシの重石
割合は８：１である。上記複合物を鋳込法により製造す
る。この複合物を裏当材とするプローブとタングステン
−エポキシ複合物の同じ重量割合での同型のプローブの
両方を同じ製造法で作り、テストを行った。このテスト
結果を次のように比較した。
上記結果はタングステンセリウム−エポキシ裏当材の性
質がタングステン−エポキシ裏当材よりも優れているこ
とを確認している。
質がタングステン−エポキシ裏当材よりも優れているこ
とを確認している。
タングステンセリウム−エポキシ複合物から得たトラン
スデユーサ−を用いた高周波超音波装置は５ＭＨｚの高
周波に亘って使用するのに適し、その検出可能間開はン
０．２である。
スデユーサ−を用いた高周波超音波装置は５ＭＨｚの高
周波に亘って使用するのに適し、その検出可能間開はン
０．２である。
タングステンセリウム−エポキシ複合物から得た裏当減
衰部材及びタングステン−エポキシ複合物から得た裏当
減衰部材は共に超音波装置のトランスデユーサ−として
、テストしたところ、その結果は次のようであった。
衰部材及びタングステン−エポキシ複合物から得た裏当
減衰部材は共に超音波装置のトランスデユーサ−として
、テストしたところ、その結果は次のようであった。
感度残留量は増加した。約１０ｄＢ（約２８％）分解能
は増加した。約５ｄＢ （約２４％）径路長さ幅は減少
した。約５履（約３７％）。
は増加した。約５ｄＢ （約２４％）径路長さ幅は減少
した。約５履（約３７％）。
タングステンセリウム−エポキシ複合物を裏当減衰部材
として用いたトランスデユーサ−を水中超音波受信画像
装置に利用するとき、裏当材の混合比及び製造方法はそ
れぞれ次のとおりである。
として用いたトランスデユーサ−を水中超音波受信画像
装置に利用するとき、裏当材の混合比及び製造方法はそ
れぞれ次のとおりである。
タングステン粉末中の酸化セリウム含有量は２重量％で
あり、タングステンセリウム粉末対エポキシの重量比は
５：１であり、製造方法は所望の形にプレスし、これを
圧電フィルムに、剛性のブロッキングプレートの裏で接
しさせることによりなすべきである。これをタングステ
ン−エポキシ複合物から同じ混合割合そして同じ製造方
法で製造したトランスデユーサ−の裏当減衰部材と比較
テストした。結果は次のとおりである。
あり、タングステンセリウム粉末対エポキシの重量比は
５：１であり、製造方法は所望の形にプレスし、これを
圧電フィルムに、剛性のブロッキングプレートの裏で接
しさせることによりなすべきである。これをタングステ
ン−エポキシ複合物から同じ混合割合そして同じ製造方
法で製造したトランスデユーサ−の裏当減衰部材と比較
テストした。結果は次のとおりである。
裏当材 タングステン−エポキシ タングステン波
形パルス 幅 ３ｕｓ
２ｕｓ波形残留 振動 １２ｕｓ ７ｕ
ｓ注：タングステンセリウム−エポキシのノイズレベル
はタングステン−エポキシのものより５倍低い。電気励
起機能の段階性は比較的は理想である。
形パルス 幅 ３ｕｓ
２ｕｓ波形残留 振動 １２ｕｓ ７ｕ
ｓ注：タングステンセリウム−エポキシのノイズレベル
はタングステン−エポキシのものより５倍低い。電気励
起機能の段階性は比較的は理想である。
本発明で提供させる超音彼トランスデューサー用裏当材
は低周波及び高周波両方の超音波検出及び画像形成シス
テム等に適する。
は低周波及び高周波両方の超音波検出及び画像形成シス
テム等に適する。
本発明が上に詳細に説明され、混合割合、製造方法、得
られた裏当インピーダンス部材の用途範囲が記載された
。それ故、上記から当業者はその変形が理解でき、本発
明の思想範囲から逸脱することなく変形させることがで
きる。
られた裏当インピーダンス部材の用途範囲が記載された
。それ故、上記から当業者はその変形が理解でき、本発
明の思想範囲から逸脱することなく変形させることがで
きる。
第１図は超音波深さ測定装置の断面図である。
１・・・電極、４・・・裏当材、６・・・圧電結晶。
Claims (6)
- （１）タングステン粉末、少量の他の金属の酸化物、特
定割合の絶縁性セメントを鋳込み又はプレスしてなるタ
ングステンベース複合体であることを特徴とする、超音
波トランスデューサー用裏当材。 - （２）金属の酸化物がランタニドの酸化物である、特許
請求の範囲第（１）項に記載の裏当材。 - （３）ランタニドの金属酸化物が酸化セリウムであり、
酸化セリウム含量が裏当材の１．０〜４．５重量％であ
る、特許請求の範囲第（２）項に記載の裏当材。 - （４）酸化セリウムが裏当材の１．８〜２．２重量％で
ある、特許請求の範囲第（３）項に記載の裏当材。 - （５）絶縁性成分がエポキシである、特許請求の範囲第
（１）項に記載の裏当材。 - （６）タングステン−セリウム粉末とエポキシとの重量
割合が４：１〜５０：１である、特許請求の範囲第（１
）項に記載の裏当材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN85100483A CN85100483B (zh) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 超声波换能器用背载材料 |
| CN85100483 | 1985-04-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292500A true JPS61292500A (ja) | 1986-12-23 |
| JPH0457280B2 JPH0457280B2 (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=4791196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61075367A Granted JPS61292500A (ja) | 1985-04-01 | 1986-04-01 | 超音波トランスデユ−サ−用裏当材 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4800316A (ja) |
| EP (1) | EP0196652B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61292500A (ja) |
| CN (1) | CN85100483B (ja) |
| DE (1) | DE3683785D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021106138A1 (ja) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 本多電子株式会社 | 超音波送受波器 |
Families Citing this family (88)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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