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JP2724613B2 - 高温用超音波トランスジューサ - Google Patents
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JP2724613B2 - 高温用超音波トランスジューサ - Google Patents

高温用超音波トランスジューサ

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JP2724613B2
JP2724613B2 JP1056382A JP5638289A JP2724613B2 JP 2724613 B2 JP2724613 B2 JP 2724613B2 JP 1056382 A JP1056382 A JP 1056382A JP 5638289 A JP5638289 A JP 5638289A JP 2724613 B2 JP2724613 B2 JP 2724613B2
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vibrator
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正博 近藤
陽一 山田
博一 唐沢
孝幸 須藤
増雄 佐藤
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Tokyo Keiki Inc
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は高温用超音波トランスジューサ、特に不透
明な物質である液体ナトリウムで満たされた原子炉容器
内における構造物及び炉内の各種機器の位置及び形状の
認識を行うために用いられるものに関する。
[従来の技術] 第3図は本願の出願人が昭和62年12月18日に出願した
特願昭62−319045号に記載の従来の高温用超音波トラン
スジューサを示す断面図である。図において、(1)は
円筒形をした函状のステンレスケース、(2)はステン
レスケース(1)の開口部を密閉するステンレスケース
カバーで、ステンレスケース(1)に溶接で組み付けら
れて密封容器が構成される。(3)はチタン酸鉛系セラ
ミックスからなる円板状の高温用超音波振動子である。
この高温用超音波振動子(3)はキューリ点が360℃、
電気機械結合計数が0.45、周波数が約2.5MHz、トランス
ジューアとして組み上げた際のパルス巾が20μsecのも
ので、熱膨張係数が6×10-6である。(4)は複数のネ
ジ穴を互いに等間隔に有する固定部材の一部を構成する
円板状の押さえ部材保持板で、その外周縁がステンレス
ケース(1)の内周面部に形成された段部にネジ(5)
で固定されている。(6)は押さえ部材保持板(4)の
各ネジ穴に螺合される固定部材の一部を構成する振動子
押さえネジ、(7)は振動子押さえネジ(6)の先端に
螺着されたステンレスの押さえ片、(8)は絶縁部材で
ある柔軟性を有するポリイミドで、250℃の耐熱性、10
17Ω/cmの絶縁性、1×107Radオーダ以上の耐放射性を
有する。(9)は液体であるシリコーンオイルで、ステ
ンレスケース(1)の底部内面と高温用超音波振動子
(3)との間に介在させられている。
(10)はステンレスケースカバー(2)を貫通して取
り付けられたハーメチックタイプのシールコネクタ、
(11)はシリコーンゴムチューブで被覆された電線で、
シールコネクタ(5)と高温用超音波振動子(3)とを
接続している。(12)はシールコネクタ(5)に接続さ
れたMIケーブル(Mineral Insulated Cable)、(13)
はステンレスケースカバー(2)に取り付けられた支柱
である。
従来の高温用超音波トランスジューサは上記のように
構成され、チタン酸鉛系セラミックスからなる高温用超
音波振動子(3)はキューリ点が360℃でトランスジュ
ーサ使用条件の温度が200℃〜250℃であるから、温度の
影響を受けることなく、正常に動作し、しかも電気的機
械結合係数が0.45と高く、電気、超音波相互の変動効率
が良好であり、超音波エネルギーが大きくなってS/N比
が向上したものとしている。また、チタン酸鉛系セラミ
ックスからなる高温用超音波振動子(3)はその膨張係
数が6×10-6であり、ステンレスケース(1)の熱膨張
係数が16×10-6であって、ステンレスケース(1)と一
桁も違うが、ステンレスケース(1)の底部内面と高温
用超音波振動子(3)との間にシリコーンオイル(9)
を介在させ、その高温用超音波振動子(3)をステンレ
スケース(1)の底部に押さえ部材保持板(4)と振動
子押さえネジ(6)からなる固定部材で押圧固定してい
るから、ステンレスケース(1)と高温用超音波振動子
(3)との熱膨張係数が大きく異なっても、振動子保管
時と高温用使用時の温度変化及びその繰返し変化によっ
て生じる高温用超音波振動子(3)とステンレスケース
(1)の熱膨張差をシリコーンオイル(9)で吸収し、
初期性能の劣化のない耐久性の優れたものとしている。
[発明が解決しようとする課題] 上記のような従来の高温用超音波トランスジューサで
は、ステンレスケース(1)の底部に高温用超音波振動
子(3)を押さえ部材保持板(4)とこれに螺合された
振動子押さえネジ(6)からなる固定部材で局所的に押
圧固定することと、ステンレスケース(1)と高温用超
音波振動子(3)との間にシリコンオイル(9)を介在
せることにより、高温用超音波振動子(3)とステンレ
スケース(1)との熱膨張係数が異なるために振動子保
管時と高温使用時の温度変化によって生じる高温用超音
波振動子(3)或いはステンレスケース(1)の底部間
の熱膨張差を吸収するようにしているが、ステンレスケ
ース(1)とステンレスケース(2)とで構成される容
器内には空気が残存しており、トランスジューサ使用条
件の温度が200°〜250℃という高温では、空気の熱膨張
係数も無視することができず、しかもステンレスケース
(1)の底部には音響伝播効率を良好にするために薄く
形成されているために高温使用時にステンレスケース
(1)の底部の外側へ向けてのソリが大きくなってシリ
コンオイル(9)では吸収しきれず、空気層が一部に生
じ、更に、永年高温条件下で使用していると、容器内の
空気によってシリコンオイル(9)が酸化され、その一
部が揮発して劣化し、シリコンオイル(9)中に空気層
が生じる可能性がある。そのため、高温用超音波振動子
(3)で発生した超音波エネルギーがステンレスケース
(1)に伝播しにくくなって、超音波の波形に歪みを生
じさせてS/N比の劣化の指向角の変化、パルス巾の広が
りによる距離分解能の低下といった性能劣化が生じると
いう問題点もあった。
この発明はかかる問題点を解消するためになされたも
ので、S/N比が良好で、しかも初期性能の劣化及び使用
中における性能の劣化のない耐久性に優れた高温用超音
波トランスジューサを得ることを目的としている。
[課題を解決するための手段] この発明に係る高温用超音波トランスジューサは、内
部に減圧された気体を有する密封容器と、容器の底部内
面に配設された高温用超音波振動子と、容器の底部内面
と超音波振動子との間に介在させられたシリコーンオイ
ルと、高温用超音波振動子を容器の底部側の面とは反対
側の面に載置された絶縁部材を介して容器の底部内面に
固定する固定部材とを備えるようにしたものである。
また、容器内の減圧された気体は不活性ガスとするよ
うにしたものである。
更に、容器内には減圧せずに不活性ガスを封入するよ
うにしてもよい。更にまた、高温用超音波振動子を容器
の底部側の面とは反対側の面に載置された絶縁部材を介
して容器の底部内面に固定する固定部材は容器の内周面
に外周縁が固定された押さえ部材保持板と、押さえ部材
保持板に設けられた複数のネジ穴に螺合された複数の振
動子押さえネジと、各押さえネジの先端部に可動可能に
被冠された有底筒状のシューと、押さえネジとシュート
の底部との間に介装され、シューを容器の底部に向けて
常時付勢するスプリングとで形成されるようにしてもよ
い。
[作用] この発明においては内部に減圧された気体を有する密
封容器の底部内面にシリコーンオイルを介して高温用超
音波振動子を配設し、その高温用超音波振動子を固定部
材によって容器の底部内面に絶縁部材を介して固定して
いるから、保管時に密封気体の減圧によって容器の底部
が凹んでいても、高温使用時には気体による熱膨張によ
って容器の底部の凹みはなくなり、使用環境と保管場所
の温度変化及びその繰返し温度変化によって生じるステ
ンレスケースの底部のソリという問題はなくなった。
また、容器内の減圧された気体を不活性ガスとするこ
とにより、高温空気によるシリコーンオイルの酸化によ
る劣化が防止される。
容器内に減圧しないで不活性ガスを密封するだけでも
高温空気によるシリコーンオイルの酸化による劣化が防
止される。
更にまた、容器の底部内面への絶縁部材を介した高温
用超音波振動子の押圧固定は、容器の底部内面にシリコ
ーンオイルを介して配設された高温用超音波振動子を容
器に固定された押さえ部材保持板に螺合した複数の振動
子押さえネジの先端部に被冠され、スプリングによって
付勢されたシューによって行うと、高温使用時にステン
レスケース(1)と高温用超音波振動子(3)の熱膨張
係数が異なることにより高温用超音波振動子或いはステ
ンレスケースの底部にソリが生じ、シリコーンオイルで
ソリを吸収できなくなったとしてもスプリングによる伸
縮作用によって振動子押さえネジの先端部に被冠された
シューが可動して高温用超音波振動子の容器接触面が容
器の底部内面に追従して倣うこととなり、使用環境と保
管場所の温度変化及びその繰返し温度変化によって生じ
る高温用超音波振動子或いはステンレスケースの底部の
ソリによる空気層の発生がより確実に防止される。
[実施例] 第1図はこの発明の一実施例を示す断面図である。図
において、従来例と同一の構成は同一符号を付して重複
した構成の説明を省略する。
(18)はステンレスケースカバー(2)を貫通して取
り付けられた減圧用パイプである。
上記のように構成された高温用超音波トランスジュー
サにおいては、ステンレスケース(1)とステンレスカ
バー(2)とで構成される容器内の密封気体、例えば空
気は減圧用パイプ(18)に接続された真空ポンプ(図示
省略)によって約0.6kg/cm2まで減圧され、しかる後に
減圧用パイプ(18)を閉止して容器が減圧密封されてい
るから、保管時には外部の大気圧によって容器の底部即
ちステンレスケース(1)の底部が内側に凹み、高温使
用時には容器内の密封気体、例えば空気が熱膨張を起こ
し、それによって容器の底部の凹みはなくなるために、
使用環境と保管場所の温度変化及びその繰返し温度変化
によって生じるステンレスケース(1)の底部のソリは
発生しなくなった。従って、ステンレスケース(1)の
ソリによってシリコーンオイル(9)中に空気層が生じ
て、高温用超音波振動子(3)で発生した超音波エネル
ギーがステンレスケース(1)に伝播しにくくなること
はなくなり、超音波の波形の歪によるS/N比の劣化や指
向角の悪化、パルス巾の広がりによる距離分解能の低下
といった性能劣化が生じることもなくなった。
また、容器内の減圧された密封気体を空気の代わりに
不活性ガスであるアルゴンガスとしておけば、高温使用
時における酸化によるシリコーンオイルの劣化はなくな
り、永年使用してもシリコーンオイル(9)中に空気層
が生じることも防止される。
更に、容器内を減圧しなくても、空気の代わりにアル
ゴンガスを封入しておけば、高温使用時における酸化に
よるシリコーンオイル(9)の劣化が防止されることは
いうまでもない。
第2図はこの発明の別の実施例を示す断面図である。
図において、従来例と同一の構成は同一符号を付して重
複した構成の説明を省略する。
(16)は振動子押さえネジ(6)の先端部にそのネジ
軸方向に被冠された有底円筒状の金属製のシュー、(1
7)は振動子押さえネジ(6)の先端部とシュー(16)
の底部との間に介装され、シュー(16)を超音波振動子
(3)に向けて付勢するコイルスプリングである。(1
8)は減圧用パイプである。
この実施例において、高温用超音波振動子(3)のス
テンレスケース(1)への取り付けは、まず、ステンレ
スケース(1)の底部内面にシリコーンオイル(9)を
塗布し、しかる後に高温用超音波振動子(3)をシリコ
ーンオイル(9)が塗布されたステンレスケース(1)
の底部内面に配設する。その高温用超音波振動子(3)
のケース接触面とは反対側の面に絶縁部材としての柔軟
性を有する耐熱シートであるポリイミドシート(8)を
載置する。
次に、押さえ部材保持板(4)の各ネジ穴に先端側に
シュー(16)及びスプリング(17)を有する振動子押さ
えネジ(6)が螺合された押さえ部材保持板(4)の外
周縁をステンレスケース(1)の内周面部に形成された
段部にネジ(5)で固定する。しかる後に各振動子押さ
えネジ(6)を螺回し、振動子押さえネジ(6)の押圧
力及びコイルスプリング(17)の付勢力によって高温用
超音波振動子(3)はステンレスケース(1)の底部内
面に押圧固定される。その後に、ステンレスケース
(1)にステンレスケースカバー(2)を溶接で取り付
ける。最後に、前述した実施例と同様にステンレスケー
ス(1)とステンレスケースカバー(2)で構成される
容器を減圧用パイプ(18)を用いて減圧密封する。
この実施例ではステンレスケース(1)の底部内面に
シリコーンオイル(9)を介して配設された高温用超音
波振動子(3)をステンレスケース(1)に固定された
押さえ部材保持板(4)に螺合した複数の振動子押さえ
ネジ(6)及びその先端部に被冠されたシュー(16)に
よってポリイミドシート(8)を介してステンレスケー
ス(1)の底部内面に押圧固定しているから、高温使用
時にステレンレケース(1)と高温用超音波振動子
(3)の熱膨張係数が異なることによる高温用超音波振
動子(3)或いはステンレスケース(1)の底部のソリ
が生じ、シリコーンオイル(9)でソリを吸収できなく
なったとしてもコイルスプリング(17)による伸縮作用
によって振動子押さえネジ(6)の先端部に被冠された
シュー(16)が可動して高温用超音波振動子(3)の容
器接触面が容器の底部内面に追従して倣うことになり、
使用環境と保管場所の温度変化及びその繰返し温度変化
によって生じる高温用超音波振動子或いはステンレスケ
ース(1)の底部のソリによる空気層の発生がより確実
に防止される。
[発明の効果] この発明は以上説明したとおり、容器の底部内面にシ
リコーンオイルを介して配設された高温用超音波振動子
が容器の底部内面に固定部材によって絶縁部材を介して
固定され、その容器内の密封気体は減圧されているの
で、保管時に容器の底部が内側に凹んでいても高温使用
時にはあらかじめ熱膨張分だけ減圧された容器内の密封
気体が高温により膨張して、容器の底部の凹みをなくす
るために、使用環境と保管場所の温度変化及びその繰返
し温度変化によって生じるステンレスケースの底部のソ
リにより、シリコーンオイル中に空気層が発生すること
がなくなり、S/N比の悪化、指向角の悪化及び距離分解
能の低下という性能劣化が防止されるという効果があ
る。また、容器内の減圧された密封気体を不活性ガスと
しておくと、永年の高温使用時における酸化によるシリ
コーンオイルの劣化がなくなり、シリコーンオイル中に
空気層が生じることが防止され、耐久性を有するという
効果がある。
更に、容器内を減圧せずに不活性ガスを封入しておく
だけでも永年の高温使用時におけるシリコーンオイルの
劣化が防止される。更にまた、容器の底部内面への絶縁
部材を介した高温用超音波振動子の押圧固定は、容器の
底部内面にシリコーンオイルを介して配設された高温用
超音波振動子を容器に固定された押さえ部材保持板に螺
合した複数の振動子押さえネジの先端部に被冠され、ス
プリングによって被冠されたシューで容器の底部内面に
押圧固定すると、高温使用時にステンレスケースと高温
用超音波振動子の熱膨張係数が異なることにより、高温
用超音波振動子或いはステンレスケースの底部にソリが
生じ、ソリをシリコーンオイルで吸収できなくなったと
してもスプリングにより伸縮作用によって振動子押さえ
ネジの先端部に被冠されたシューが可動して高温用超音
波振動子の容器接触面が容器の底部内面に追従して倣う
こととなり、使用環境と保管場所の温度変化及びその繰
返し温度変化によって生じる高温用超音波振動子或いは
ステンレスケースの底部のソリによる空気層の発生がよ
り確実に防止されるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図、第2図は、
この発明の別の実施例を示す断面図、第3図は従来の高
温用超音波トランスジューサを示す断面図である。 1…ステンレスケース(容器)、2…ステンレスケース
カバー(容器)、3…高温用超音波振動子、4…押さえ
ネジ保持板(固定部材)、6…振動子押さえネジ(固定
部材)、8…ポリイミド(絶縁剤部材)、9…シリコー
ンオイル、16…シュー、17…コイルスプリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 陽一 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株 式会社東京計器内 (72)発明者 唐沢 博一 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (72)発明者 須藤 孝幸 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (72)発明者 佐藤 増雄 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (56)参考文献 特開 昭59−189156(JP,A) 特開 昭59−11238(JP,A) 特開 昭52−2392(JP,A) 特開 平2−236478(JP,A) 実開 昭61−134199(JP,U) 特公 平7−40067(JP,B2) 特公 平7−54353(JP,B2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部に減圧された気体を有する密封容器
    と、容器の底部内面に配設された高温用超音波振動子
    と、容器の底部内面と高温用超音波振動子との間に介在
    させられたシリコーンオイルと、高温用超音波振動子を
    容器の底部側の面とは反対側の面に載置された絶縁部材
    を介して容器の底部内面に固定する固定部材とを備えた
    ことを特徴とする高温用超音波トランスジューサ。
  2. 【請求項2】密封容器内の減圧された気体は不活性ガス
    である請求項1記載の高温用超音波トランスジューサ。
  3. 【請求項3】内部に不活性ガスを封入した容器と、容器
    の底部内面に配設された高温用超音波振動子と、容器の
    底部内面と高温用超音波振動子との間に介在させられた
    シリコーンオイルと、高温用超音波振動子を容器の底部
    側の面とは反対側の面に載置された絶縁部材を介して容
    器の底部内面に固定する固定部材とを備えたことを特徴
    とする高温用超音波トランスジューサ。
  4. 【請求項4】固定部材が容器の内周面に外周縁が固定さ
    れた押さえ部材保持板と、押さえ部材保持板に設けられ
    た複数のネジ穴に螺合された複数の振動子押さえネジ
    と、各押さえネジの先端部に可動可能に被冠された有底
    筒状のシューと、押さえネジの先端部とシューの底部と
    の間に介装され、シューを容器の底部に向けて常時付勢
    するスプリングとから形成された請求項1、2又は3に
    記載の高温用超音波トランスジューサ。
JP1056382A 1989-03-10 1989-03-10 高温用超音波トランスジューサ Expired - Lifetime JP2724613B2 (ja)

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FR2918122B1 (fr) * 2007-06-27 2009-08-28 Renault Sas Dispositif d'injection de fluide.

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