JPS62188599A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPS62188599A JPS62188599A JP3014786A JP3014786A JPS62188599A JP S62188599 A JPS62188599 A JP S62188599A JP 3014786 A JP3014786 A JP 3014786A JP 3014786 A JP3014786 A JP 3014786A JP S62188599 A JPS62188599 A JP S62188599A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- current
- ultrasonic probe
- housing
- probe
- 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
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は過電流による圧電素子の破壊を防止した超音波
探触子に関する。
探触子に関する。
近年、各種構造物の非破壊検査９体内医療診断等に超音
波が一般的な方法として用いられるようになってきたが
、これらの非破壊検査に用いられる超音波探触子は被検
体の広い領域にわたって高感度・高分解能であることが
望ましく、そのために通常数００Ｖの電圧が印加される
。このような超音波探触子に用いられる圧電素子は、電
気機械結合係数の大きいジルコン・チタン酸鉛（ＰＺＴ
）より構成されるが、この材料は同時に強誘電体でもあ
るため、上記のような高い電圧を印加することによって
ヒステリシスループを描き、通常の誘電率損失（ｔａｎ
δ喪失）による発熱とヒステリシス損失による発熱とが
重畳されている。
波が一般的な方法として用いられるようになってきたが
、これらの非破壊検査に用いられる超音波探触子は被検
体の広い領域にわたって高感度・高分解能であることが
望ましく、そのために通常数００Ｖの電圧が印加される
。このような超音波探触子に用いられる圧電素子は、電
気機械結合係数の大きいジルコン・チタン酸鉛（ＰＺＴ
）より構成されるが、この材料は同時に強誘電体でもあ
るため、上記のような高い電圧を印加することによって
ヒステリシスループを描き、通常の誘電率損失（ｔａｎ
δ喪失）による発熱とヒステリシス損失による発熱とが
重畳されている。
（発明が解決しようとする問題点）
一方、最近では超音波の研究開発も進んでおり、その一
つにパルス圧縮技術がある。ところが、このパルス圧縮
技術を利用する場合、探触子の発熱がさらに大きくなり
、放熱対策が不十分であると圧電素子が破壊されるおそ
れがある。特に超音波内視鏡のように探触子を体内へ挿
入する場合には、圧電素子の破壊が探触子全体の構造的
破壊を招く場合もあり、単に探触子の機能が停止するだ
けではなく、安全上好ましくない状態に陥ることになる
。また、構造物の非破壊検査においても圧電素子の破壊
によって構造物への電流のリークが発生し、種々の弊害
を及ぼすおそれがある。
つにパルス圧縮技術がある。ところが、このパルス圧縮
技術を利用する場合、探触子の発熱がさらに大きくなり
、放熱対策が不十分であると圧電素子が破壊されるおそ
れがある。特に超音波内視鏡のように探触子を体内へ挿
入する場合には、圧電素子の破壊が探触子全体の構造的
破壊を招く場合もあり、単に探触子の機能が停止するだ
けではなく、安全上好ましくない状態に陥ることになる
。また、構造物の非破壊検査においても圧電素子の破壊
によって構造物への電流のリークが発生し、種々の弊害
を及ぼすおそれがある。
本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
その目的は、過電流による圧電素子の破壊を防止し、信
頼性および安全性の高い超音波探触子を提供することに
ある。
その目的は、過電流による圧電素子の破壊を防止し、信
頼性および安全性の高い超音波探触子を提供することに
ある。
上記目的を達成するために本発明は、圧ｉ！素子が収容
されたハウジング内に温度に応じて電流値を制限する電
流制限素子を設け、この電流制限素子を前記圧電素子に
直列接続したことを特徴としている。
されたハウジング内に温度に応じて電流値を制限する電
流制限素子を設け、この電流制限素子を前記圧電素子に
直列接続したことを特徴としている。
本発明においては、探触子の発熱層が大きくなると電流
制限素子が作動して圧電素子への供給電流がＩ１１限さ
れるので圧電素子の破壊を防止できる。
制限素子が作動して圧電素子への供給電流がＩ１１限さ
れるので圧電素子の破壊を防止できる。
以下、本発明を図面に示す実施例にもとづいて説明する
。
。
第１図は本発明に係る超音波探触子の一実施例を示すも
ので、探触子の一部分を断面で示したものである。同図
において符号１はＰＺＴ等からなる圧電素子で、この圧
電素子１はステンレス鋼等の金属を円筒（または角筒）
状に形成したハウジング２内に収容されている。そして
、圧電素子１の超音波送受側には音響整合層３が配置さ
れ、その反対側にはダンピング層４およびシール層５が
重なり合った状態で配置されている。なお、ダンピング
層４とハウジング２との間には絶縁層６が設けられてい
る。
ので、探触子の一部分を断面で示したものである。同図
において符号１はＰＺＴ等からなる圧電素子で、この圧
電素子１はステンレス鋼等の金属を円筒（または角筒）
状に形成したハウジング２内に収容されている。そして
、圧電素子１の超音波送受側には音響整合層３が配置さ
れ、その反対側にはダンピング層４およびシール層５が
重なり合った状態で配置されている。なお、ダンピング
層４とハウジング２との間には絶縁層６が設けられてい
る。
前記圧電素子１の両面は電極となっており、超音波送受
側の電極にはリード線７が接続されている。このリード
４１７はハウジング２に接続しており、圧電素子１をハ
ウジング２にアースさせた構造となっている。また、超
音波送受側と反対の電極にはり−ド１１１８が接続され
ている。このリードｌａ８は前記ダンピング層４および
シール層５内を通り、ハウジング２の下部に設けられた
同軸ケーブル９に接続しており、同軸ケーブル９とリー
ド＄１８との間には正特性サーミスタ１ｏが介挿されて
いる。この正特性サーミスタ１０は前記シール１Ｉ１５
内に設けられ、シール層５はシリコン等の絶縁性シール
材から形成されている。
側の電極にはリード線７が接続されている。このリード
４１７はハウジング２に接続しており、圧電素子１をハ
ウジング２にアースさせた構造となっている。また、超
音波送受側と反対の電極にはり−ド１１１８が接続され
ている。このリードｌａ８は前記ダンピング層４および
シール層５内を通り、ハウジング２の下部に設けられた
同軸ケーブル９に接続しており、同軸ケーブル９とリー
ド＄１８との間には正特性サーミスタ１ｏが介挿されて
いる。この正特性サーミスタ１０は前記シール１Ｉ１５
内に設けられ、シール層５はシリコン等の絶縁性シール
材から形成されている。
次に正特性サーミスタ１ｏの作用について説明する。
第２図は正特性サーミスタの抵抗値と温度の関係を示し
たもので、同図から正特性サーミスタ１０はある一定温
度（Ｔｃ）以上になると、その抵抗値が急激に上昇する
ことがわかる。従って、第３因の如く圧電素子１に正特
性サーミスタ１０を直列に接続することにより、圧電素
子１への供給電流を探触子の発熱！（温度）に応じて制
限することができる。なお、上記実施例では正特性サー
ミスタ１ｏをシール層５内に設けたが、第４図のように
ダンピング層４内に設けてもよい。ただし、その場合に
は正特性サーミスタ１０全体を絶縁材１１で被包する必
要がある。
たもので、同図から正特性サーミスタ１０はある一定温
度（Ｔｃ）以上になると、その抵抗値が急激に上昇する
ことがわかる。従って、第３因の如く圧電素子１に正特
性サーミスタ１０を直列に接続することにより、圧電素
子１への供給電流を探触子の発熱！（温度）に応じて制
限することができる。なお、上記実施例では正特性サー
ミスタ１ｏをシール層５内に設けたが、第４図のように
ダンピング層４内に設けてもよい。ただし、その場合に
は正特性サーミスタ１０全体を絶縁材１１で被包する必
要がある。
また、第５図の如く正特性サーミスタ１０を圧電素子１
とほぼ同じ直径のディスク状に形成し、その裏表のディ
スク面に電極を設けてエポキシ接着剤、導電性接着剤、
半田付は等により圧電素子１に直接接合してもよい。こ
のようにすれば正特性サーミスタ１０の音響インピーダ
ンスは圧電素子１のそれに近い値を示すため、超音波の
周波数は正特性サーミスタの厚みに相当する分だけ低下
する反面、音響整合１３にガラス等の非圧電性材料を用
いた場合に発生する屈自振動を防止できるとともに、電
気的ダンピング効果によるリンギング現像を抑圧できる
という効果がある。
とほぼ同じ直径のディスク状に形成し、その裏表のディ
スク面に電極を設けてエポキシ接着剤、導電性接着剤、
半田付は等により圧電素子１に直接接合してもよい。こ
のようにすれば正特性サーミスタ１０の音響インピーダ
ンスは圧電素子１のそれに近い値を示すため、超音波の
周波数は正特性サーミスタの厚みに相当する分だけ低下
する反面、音響整合１３にガラス等の非圧電性材料を用
いた場合に発生する屈自振動を防止できるとともに、電
気的ダンピング効果によるリンギング現像を抑圧できる
という効果がある。
なお、第１図に示した第１実施例のシール１１５および
第４図に示した第２実施例の絶縁材１１は、シリコン等
の弾力性のある材料を用いるのが望ましい。これは正特
性サーミスタが急激に瀉度上昇した時の熱膨張による応
力をシール層５または絶縁材１１で吸収するためである
。
第４図に示した第２実施例の絶縁材１１は、シリコン等
の弾力性のある材料を用いるのが望ましい。これは正特
性サーミスタが急激に瀉度上昇した時の熱膨張による応
力をシール層５または絶縁材１１で吸収するためである
。
以上のように本発明によれば、圧電素子が収容されたハ
ウジング内に温度に応じて電流値を制限する電流制限素
子を設け、この電流制限素子を前記圧電素子に直列接続
することにより圧電素子への供給電流を探触子の発熱量
に応じて制限できるので、過電流による圧電素子の破壊
を防止でき、信頼性および安全性の高い超音波探触子を
提供できる。
ウジング内に温度に応じて電流値を制限する電流制限素
子を設け、この電流制限素子を前記圧電素子に直列接続
することにより圧電素子への供給電流を探触子の発熱量
に応じて制限できるので、過電流による圧電素子の破壊
を防止でき、信頼性および安全性の高い超音波探触子を
提供できる。
第１図は本発明の第１実施例を示す超音波探触子の断面
図、第２図は正特性サーミスタの温度−抵抗値特性を示
す線図、第３図は第１実施例の回路図、第４図は本発明
の第２実施例を示す超音波探触子の断面図、第５図は本
発明の第３実施例を示す超音波探触子の断面図である。 １・・・圧電素子、２・・・ハウジング、３・・・音響
整合層、４・・・ダンピング層、５・・・シール層、６
・・・絶縁層、７．８・・・リード線、９・・・同軸ケ
ーブル、１０・・・正特性サーミスタ。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 第１図 第２図 第３図′２４ 図 第５図
図、第２図は正特性サーミスタの温度−抵抗値特性を示
す線図、第３図は第１実施例の回路図、第４図は本発明
の第２実施例を示す超音波探触子の断面図、第５図は本
発明の第３実施例を示す超音波探触子の断面図である。 １・・・圧電素子、２・・・ハウジング、３・・・音響
整合層、４・・・ダンピング層、５・・・シール層、６
・・・絶縁層、７．８・・・リード線、９・・・同軸ケ
ーブル、１０・・・正特性サーミスタ。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 第１図 第２図 第３図′２４ 図 第５図
Claims (4)
- （１）ハウジング内に収容された圧電素子に電圧を印加
して超音波を発生させる超音波探触子において、前記ハ
ウジング内に温度に応じて電流値を制限する電流制限素
子を設け、この電流制限素子を前記圧電素子に直列接続
したことを特徴とする超音波探触子。 - （２）前記電流制限素子は、正特性サーミスタである特
許請求の範囲第（１）項記載の超音波探触子。 - （３）前記正特性サーミスタは、その表面全体を絶縁材
で被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
２）項記載の超音波探触子。 - （４）前記絶縁材は、シリコン等の弾力性のある材料か
らなる特許請求の範囲第（３）項記載の超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3014786A JPS62188599A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3014786A JPS62188599A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188599A true JPS62188599A (ja) | 1987-08-18 |
Family
ID=12295649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3014786A Pending JPS62188599A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188599A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156609U (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-14 | ||
| JPH021247A (ja) * | 1988-03-02 | 1990-01-05 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP3014786A patent/JPS62188599A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156609U (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-14 | ||
| JPH021247A (ja) * | 1988-03-02 | 1990-01-05 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3925692A (en) | Replaceable element ultrasonic flowmeter transducer | |
| US4999819A (en) | Transformed stress direction acoustic transducer | |
| TW201927683A (zh) | Cmos上的pmut的單石積體 | |
| JPS587944B2 (ja) | 変換器結合装置 | |
| JPH10257595A (ja) | 超音波センサ | |
| US3989965A (en) | Acoustic transducer with damping means | |
| CN101325824A (zh) | 超声波传感器的制造方法 | |
| JPH10300594A (ja) | 触覚センサ | |
| JPS6197538A (ja) | 衝撃波センサ− | |
| JPS62188599A (ja) | 超音波探触子 | |
| US5195373A (en) | Ultrasonic transducer for extreme temperature environments | |
| JP7088099B2 (ja) | 超音波センサ | |
| JP2000356562A (ja) | 圧力トランスジューサ | |
| CN112262483A (zh) | 压电元件、振动波形传感器和振动波形传感器组件 | |
| US5199004A (en) | Sealed acoustical element using conductive epoxy | |
| JPH07136164A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPH07265315A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS61253873A (ja) | 圧電セラミツク材料 | |
| PL187955B1 (pl) | Przetwornik ultradźwiękowy, a zwłaszcza przetwornik ultradźwiękowy do mediów płynnych | |
| JP3327497B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| JPH0323550Y2 (ja) | ||
| JPH07194517A (ja) | 超音波探触子 | |
| JP2598171B2 (ja) | アコースティック・エミッションセンサー | |
| JP2000023288A (ja) | 超音波センサ | |
| JP2004160081A (ja) | 超音波外科手術用ハンドピース |