JPS62470B2 - - Google Patents
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- JPS62470B2 JPS62470B2 JP14618678A JP14618678A JPS62470B2 JP S62470 B2 JPS62470 B2 JP S62470B2 JP 14618678 A JP14618678 A JP 14618678A JP 14618678 A JP14618678 A JP 14618678A JP S62470 B2 JPS62470 B2 JP S62470B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- signal
- piezoelectric material
- pressure gradient
- signals
- 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.)
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- G01S3/801—Details
-
- 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
- H04R17/005—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパツシブソーナー用の電気音響変換器
に関し、特に海峡や大陸棚等の浅深度且つ広領域
の海洋で使用するパツシブソーナー用の電気音響
変換器に関する。
に関し、特に海峡や大陸棚等の浅深度且つ広領域
の海洋で使用するパツシブソーナー用の電気音響
変換器に関する。
従来、この種の電気音響変換器は低周波数領域
で使用されるため指向性を鋭くすることが難かし
く、特に遠方の目標とする発音体を探知する場合
に直上の目標外の発音体が妨害となつた。
で使用されるため指向性を鋭くすることが難かし
く、特に遠方の目標とする発音体を探知する場合
に直上の目標外の発音体が妨害となつた。
また、最近水平方向に配置された２点間の音圧
差により電気信号を出力する圧力傾度形変換器を
用いて、直上の妨害音波を除く電気音響変換器が
提案されているが、圧力傾度形変換器の受音方位
を決定するのに必要な位相を比較するための信号
を受音点の音圧によつて電気信号を出力する、い
わゆる圧力形変換器から得ているため、圧力形変
換器が直上の妨害音波を除けないというような欠
点があつた。
差により電気信号を出力する圧力傾度形変換器を
用いて、直上の妨害音波を除く電気音響変換器が
提案されているが、圧力傾度形変換器の受音方位
を決定するのに必要な位相を比較するための信号
を受音点の音圧によつて電気信号を出力する、い
わゆる圧力形変換器から得ているため、圧力形変
換器が直上の妨害音波を除けないというような欠
点があつた。
本発明は圧力傾度形変換器の受音方位を決定す
るのに必要な基準信号を二次の圧力傾度形変換器
すなわち、２個の圧力傾度形変換器の個々の信号
の差が出力される変換器から得ることにより、上
記欠点を除去し、直上の妨害音波の影響を受けな
いようにした方位測定用電気音響変換器を提供す
るものである。
るのに必要な基準信号を二次の圧力傾度形変換器
すなわち、２個の圧力傾度形変換器の個々の信号
の差が出力される変換器から得ることにより、上
記欠点を除去し、直上の妨害音波の影響を受けな
いようにした方位測定用電気音響変換器を提供す
るものである。
本発明によれば、「両辺が固定部材で支持され
た高分子圧電材の両面に設けられた二つの電極お
よび前記二つの電極の少なくとも一方に設けられ
た振動板を有する振動子が複数個設けられ、二つ
の振動子が一組として平行に対向して配置され、
前記二つの振動子からの信号の和および差から目
標の方位を測定することを特徴とする方位測定用
電気音響変換器」が得られる。
た高分子圧電材の両面に設けられた二つの電極お
よび前記二つの電極の少なくとも一方に設けられ
た振動板を有する振動子が複数個設けられ、二つ
の振動子が一組として平行に対向して配置され、
前記二つの振動子からの信号の和および差から目
標の方位を測定することを特徴とする方位測定用
電気音響変換器」が得られる。
更に前記１組の振動子の複数組を直交して配置
することにより平面上の方位や立体的な方位を測
定する方位測定用電気音響変換器とすることがで
きる。
することにより平面上の方位や立体的な方位を測
定する方位測定用電気音響変換器とすることがで
きる。
次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。
明する。
第１図は本発明による第１の実施例に用いられ
る振動子部分組立を示し、ａは斜視図をｂは水平
断面図を示す。第１の実施例では高分子圧電材料
１を円筒上に巻き、その円筒上の直角４方向に円
弧状の振動板４ａ〜４ｄを取り付け、振動板と振
動板の間の高分子圧電材料の中央を固定部材６ａ
〜６ｄ及び７でもつて固定し、二つの対向する振
動子２組を直交させた構成としている。高分子圧
電材料の両面には電極２ａ〜２ｄ及び３ａ〜３ｄ
が設けられており各振動子の振動による電気信号
出力を分離するために固定部材の位置で分割され
ている。
る振動子部分組立を示し、ａは斜視図をｂは水平
断面図を示す。第１の実施例では高分子圧電材料
１を円筒上に巻き、その円筒上の直角４方向に円
弧状の振動板４ａ〜４ｄを取り付け、振動板と振
動板の間の高分子圧電材料の中央を固定部材６ａ
〜６ｄ及び７でもつて固定し、二つの対向する振
動子２組を直交させた構成としている。高分子圧
電材料の両面には電極２ａ〜２ｄ及び３ａ〜３ｄ
が設けられており各振動子の振動による電気信号
出力を分離するために固定部材の位置で分割され
ている。
第１の実施例による変換器に外部から音波が到
来すると音波を透過させにくい振動板の両面間に
音圧差が生じ、この音圧差によつて振動子が振動
する。この音圧差は振動子の法線方向と音波の入
射方向が平行となる方位で最大となり、直交する
方位で最小となる。
来すると音波を透過させにくい振動板の両面間に
音圧差が生じ、この音圧差によつて振動子が振動
する。この音圧差は振動子の法線方向と音波の入
射方向が平行となる方位で最大となり、直交する
方位で最小となる。
振動子の振動は大きな変位が得やすく、変換効
率の高い高分子圧電材料に伝わつて電気信号に変
換され、電極を通してリード線８ａ〜８ｄ及び９
ａ〜９ｄに出力される。
率の高い高分子圧電材料に伝わつて電気信号に変
換され、電極を通してリード線８ａ〜８ｄ及び９
ａ〜９ｄに出力される。
第２図は第２の実施例に用いられる振動子部分
組立を示し、ａは斜視図、ｂは水平断面図を示
す。第２の実施例では振動板４′ａ〜４′ｄを平板
状としたものであり、振動板を質量とし、高分子
圧電材を弾性とした機械振動共振系の共振周波数
が第１の実施例より低くなつている。第２の実施
例における各部分の動作は第１の実施例の各部分
の動作と同じである。
組立を示し、ａは斜視図、ｂは水平断面図を示
す。第２の実施例では振動板４′ａ〜４′ｄを平板
状としたものであり、振動板を質量とし、高分子
圧電材を弾性とした機械振動共振系の共振周波数
が第１の実施例より低くなつている。第２の実施
例における各部分の動作は第１の実施例の各部分
の動作と同じである。
第１及び第２の実施例においては振動板を高分
子圧電材料の表裏両面に取り付けているが、片側
だけでも良い。また高分子圧電材料は一重として
いるが固定部材の位置で電極が分割されていれば
二重以上としても良い。
子圧電材料の表裏両面に取り付けているが、片側
だけでも良い。また高分子圧電材料は一重として
いるが固定部材の位置で電極が分割されていれば
二重以上としても良い。
第３図は第１及び第２の実施例における振動子
出力から方位情報を得る部分の回路図であり、振
動板、高分子圧電材料、電極及びリード線から成
る振動子部分組立１０〜１３の出力信号を加算器
１４及び１６で加算し、ｘとｙの夫々の方位にお
ける圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓ｘ（θ，）及び
Ｅ〓ｙ（θ，）を得ている。また同じ振動子の出
力信号を減算器１５、及び１７で減算し、ｘとｙ
の夫々の方位における二次の圧力傾度形変換器の
信号E′x（θ，）とE′y（θ，）を得て、更
にこれらの信号E′x（θ，）とE′y（θ，）
を加算器１８で加算してｘ−ｙ平面における二次
の圧力傾度形変換器の信号E′xy（θ，）を得
ている。
出力から方位情報を得る部分の回路図であり、振
動板、高分子圧電材料、電極及びリード線から成
る振動子部分組立１０〜１３の出力信号を加算器
１４及び１６で加算し、ｘとｙの夫々の方位にお
ける圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓ｘ（θ，）及び
Ｅ〓ｙ（θ，）を得ている。また同じ振動子の出
力信号を減算器１５、及び１７で減算し、ｘとｙ
の夫々の方位における二次の圧力傾度形変換器の
信号E′x（θ，）とE′y（θ，）を得て、更
にこれらの信号E′x（θ，）とE′y（θ，）
を加算器１８で加算してｘ−ｙ平面における二次
の圧力傾度形変換器の信号E′xy（θ，）を得
ている。
圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓ｘ（θ，）の任意
の方位（θ，）における指向性は振動板の寸法
より長い波長の低い周波数において第４図のよう
になり、かつ＋ｘ方位から受音した信号と−ｘ方
位から受音した信号との間に180度の位相差があ
る。また信号Ｅ〓ｙ（θ，）についても同様に＋
ｙ方位から受音した信号と−ｙ方位から受音した
信号との間に180度の位相差がある。
の方位（θ，）における指向性は振動板の寸法
より長い波長の低い周波数において第４図のよう
になり、かつ＋ｘ方位から受音した信号と−ｘ方
位から受音した信号との間に180度の位相差があ
る。また信号Ｅ〓ｙ（θ，）についても同様に＋
ｙ方位から受音した信号と−ｙ方位から受音した
信号との間に180度の位相差がある。
二次の圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓′ｘ（θ，
）の任意の方位（θ，）における指向性は第
５図のようになり、かつ＋ｘ方位から受音した信
号と−ｘ方位から受音した信号とは同位相とな
る。
）の任意の方位（θ，）における指向性は第
５図のようになり、かつ＋ｘ方位から受音した信
号と−ｘ方位から受音した信号とは同位相とな
る。
この信号Ｅ〓′ｘ（θ，）と前記の圧力傾度形
変換器の信号Ｅ〓ｘ（θ，）の位相を比較するこ
とにより、受音された音波が＋ｘ方位又は−ｘ方
位のいずれの方位から到達したかを識別すること
ができる。
変換器の信号Ｅ〓ｘ（θ，）の位相を比較するこ
とにより、受音された音波が＋ｘ方位又は−ｘ方
位のいずれの方位から到達したかを識別すること
ができる。
二次の圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓′ｙ（θ，
）についてもｙ方位について同様の性質があり
ｙ方位の識別に使用する。
）についてもｙ方位について同様の性質があり
ｙ方位の識別に使用する。
以上の４種の信号のうち、二次の圧力傾度形変
換器の信号Ｅ〓′ｘ（θ，）とＥ〓′ｙ（θ，）と
を加算器１８で加算すると第６図のような指向性
の信号Ｅ〓′xy（θ，）となり、この出力信号
Ｅ〓′xy（θ，）は圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓ｘ
（θ，）とＥ〓ｙ（θ，）の両方の方位識別用
信号とすることができる。
換器の信号Ｅ〓′ｘ（θ，）とＥ〓′ｙ（θ，）と
を加算器１８で加算すると第６図のような指向性
の信号Ｅ〓′xy（θ，）となり、この出力信号
Ｅ〓′xy（θ，）は圧力傾度形変換器の信号Ｅ〓ｘ
（θ，）とＥ〓ｙ（θ，）の両方の方位識別用
信号とすることができる。
第１及び第２の実施例による圧力傾度形変換器
及び二次の圧力傾度形変換器の信号は上限周波数
が波長に対する振動板の大きさで制限され、下限
周波数は振動板と高分子圧電材料による機械振動
共振系で制限されるが、高分子圧電材料の弾性が
他の圧電材料の弾性に比べ低いので機械振動共振
系の共振周波数が低く、広帯域の方位測定用電気
音響変換器となる。
及び二次の圧力傾度形変換器の信号は上限周波数
が波長に対する振動板の大きさで制限され、下限
周波数は振動板と高分子圧電材料による機械振動
共振系で制限されるが、高分子圧電材料の弾性が
他の圧電材料の弾性に比べ低いので機械振動共振
系の共振周波数が低く、広帯域の方位測定用電気
音響変換器となる。
なお、機械振動共振系の共振周波数は高分子圧
電材料の寸法と、曲げの曲率及び振動板の質量に
よつて調整することができる。
電材料の寸法と、曲げの曲率及び振動板の質量に
よつて調整することができる。
本発明は以上説明したように対向して配置し、
個々の両面で音波を受ける２枚１組の振動板と、
この振動板の振動を電気信号に変換する高分子圧
電材料と、高分子圧電材料の振動の節点を固定す
る固定部材から成り、１組の振動板の個々の信号
の和及び差の信号出力を得るように構成すること
により効率良く、広帯域に渡つて受音方位を選択
する効果がある。
個々の両面で音波を受ける２枚１組の振動板と、
この振動板の振動を電気信号に変換する高分子圧
電材料と、高分子圧電材料の振動の節点を固定す
る固定部材から成り、１組の振動板の個々の信号
の和及び差の信号出力を得るように構成すること
により効率良く、広帯域に渡つて受音方位を選択
する効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例を斜視図ａ及び
水平断面図ｂで示した図、第２図は本発明の第２
の実施例を斜視図ａ及び水平断面図ｂで示した
図、第３図は本発明の実施例をブロツク図で示し
た回路図、第４図は圧力傾度形変換器の出力信号
による指向性を示す図、第５図は二次の圧力傾度
形変換器の出力信号による指向性を示す図、第６
図はｘ方位の二次の圧力傾度形変換器の出力信号
とｙ方位の二次の圧力傾度形変換器の出力信号を
加算した信号の指向性を示す図である。 １……高分子圧電材料、２，２ａ〜２ｄ，
２′，２′ａ〜２′ｄ……外面電極、３ａ〜３ｄ，
３′ａ〜３′ｄ……内面電極、４，４ａ〜４ｄ，
４′，４′ａ〜４′ｄ……振動板、６，６ａ〜６
ｄ，６′，６′ａ〜６′ｄ，７，７′……固定部材、
８ａ〜８ｄ，８′ａ〜８′ｄ，９ａ〜９ｄ，９′ａ
〜９′ｄ……リード線、１０〜１３……振動子部
分組立、１４，１６，１８……加算器、１５，１
７……減算器。
水平断面図ｂで示した図、第２図は本発明の第２
の実施例を斜視図ａ及び水平断面図ｂで示した
図、第３図は本発明の実施例をブロツク図で示し
た回路図、第４図は圧力傾度形変換器の出力信号
による指向性を示す図、第５図は二次の圧力傾度
形変換器の出力信号による指向性を示す図、第６
図はｘ方位の二次の圧力傾度形変換器の出力信号
とｙ方位の二次の圧力傾度形変換器の出力信号を
加算した信号の指向性を示す図である。 １……高分子圧電材料、２，２ａ〜２ｄ，
２′，２′ａ〜２′ｄ……外面電極、３ａ〜３ｄ，
３′ａ〜３′ｄ……内面電極、４，４ａ〜４ｄ，
４′，４′ａ〜４′ｄ……振動板、６，６ａ〜６
ｄ，６′，６′ａ〜６′ｄ，７，７′……固定部材、
８ａ〜８ｄ，８′ａ〜８′ｄ，９ａ〜９ｄ，９′ａ
〜９′ｄ……リード線、１０〜１３……振動子部
分組立、１４，１６，１８……加算器、１５，１
７……減算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 両辺が固定部材で支持された高分子圧電材の
両面に設けられた二つの電極の少なくとも一方に
設けられた振動板を有する振動子が複数個設けら
れ、二つの振動子が一組として平行に対向して配
置され、前記二つの振動子からの信号の和および
差から目標の方位を測定することを特徴とする方
位測定用電気音響変換器。 ２ 前記対向して配置された二つの振動子から成
る組の複数組を直交して配置したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の方位測定用電気音
響変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14618678A JPS5572879A (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | Electro-acoustic converter for azimuth measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14618678A JPS5572879A (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | Electro-acoustic converter for azimuth measurement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5572879A JPS5572879A (en) | 1980-06-02 |
| JPS62470B2 true JPS62470B2 (ja) | 1987-01-08 |
Family
ID=15402073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14618678A Granted JPS5572879A (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | Electro-acoustic converter for azimuth measurement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5572879A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110087171A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 张侠辅 | 覆盖基体的3d振膜扬声器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797473A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Detector for position of sound source body |
-
1978
- 1978-11-27 JP JP14618678A patent/JPS5572879A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110087171A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 张侠辅 | 覆盖基体的3d振膜扬声器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5572879A (en) | 1980-06-02 |
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