JPH0553379B2 - - Google Patents
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- JPH0553379B2 JPH0553379B2 JP21699987A JP21699987A JPH0553379B2 JP H0553379 B2 JPH0553379 B2 JP H0553379B2 JP 21699987 A JP21699987 A JP 21699987A JP 21699987 A JP21699987 A JP 21699987A JP H0553379 B2 JPH0553379 B2 JP H0553379B2
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- transducer
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
<産業上の利用分野>
本発明は、超音波を測定面に放出しここからの
反射超音波を受信しこの放出から受信までの時間
差等から測定面までの距離を測定する超音波距離
計の送受波器に係り、特にこの送受波器の温度に
よる感度の変化を小さくした超音波距離計の送受
波器に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention emits ultrasonic waves to a measuring surface, receives reflected ultrasonic waves from there, and calculates the distance to the measuring surface from the time difference between the emission and reception. The present invention relates to a transducer for an ultrasonic distance meter for measuring, and particularly to a transducer for an ultrasonic distance meter that reduces changes in sensitivity due to temperature of the transducer.
<従来の技術>
従来の超音波距離計の送受波器の構成を第5図
に示しまずこれについてその概要を説明する。<Prior Art> The configuration of a transducer of a conventional ultrasonic distance meter is shown in FIG. 5, and its outline will first be explained.
10はセラミツク系の圧電振動子であり、その
全体が円筒状に形成されその内外面には電極が形
成されており、ここからリード線11a,11b
が引き出されている。 Reference numeral 10 denotes a ceramic piezoelectric vibrator, the whole of which is formed into a cylindrical shape, and electrodes are formed on its inner and outer surfaces, from which lead wires 11a and 11b are connected.
is being drawn out.
12はダンピング材であり、圧電振動子10を
取り囲んでこの圧電振動子12にダンピングをか
ける。 A damping material 12 surrounds the piezoelectric vibrator 10 and applies damping to the piezoelectric vibrator 12.
13はプラスチツク製のケースであり、周囲の
空気との間の音響マツチングをとる音響マツチン
グ層をも兼ねている。 Reference numeral 13 denotes a plastic case, which also serves as an acoustic matching layer for acoustic matching with the surrounding air.
14は反射傘であり、圧電振動子10からその
半径方向に放出された超音波パルスをその軸方向
に方向変換して測定面に放射する。 Reference numeral 14 denotes a reflector, which changes the direction of the ultrasonic pulse emitted from the piezoelectric vibrator 10 in its radial direction in its axial direction and radiates it onto the measurement surface.
次に、以上のように構成された送受波器15の
動作についてその概要を説明する。 Next, an outline of the operation of the transducer 15 configured as described above will be explained.
リード線11a,11bを介して電気パルスを
圧電振動子10に印加すると、圧電振動子10は
その半径方向に呼吸振動を起こし空気中に向かつ
て超音波振動を発生する。この超音波振動は反射
傘14で方向転換されてドーナツ状のビームBと
なつて軸方向に進行する。逆に、軸方向から入射
して来た超音波パルスは反射傘14で収束されて
圧電振動子10の外周部に応力を与え、これに対
応して圧電振動子10の電極に電界を発生させ、
この電界により生じた電荷がリード線11a,1
1bを介して電気信号として受信される。 When an electric pulse is applied to the piezoelectric vibrator 10 via the lead wires 11a and 11b, the piezoelectric vibrator 10 causes breathing vibration in its radial direction, and generates ultrasonic vibration in the air. The direction of this ultrasonic vibration is changed by the reflector 14 and becomes a donut-shaped beam B, which travels in the axial direction. Conversely, the ultrasonic pulses incident from the axial direction are converged by the reflector 14 and apply stress to the outer circumference of the piezoelectric vibrator 10, and correspondingly, an electric field is generated in the electrodes of the piezoelectric vibrator 10. ,
Charges generated by this electric field are transferred to the lead wires 11a, 1
1b as an electrical signal.
この場合、セラミツク系の圧電振動子10は一
般に大きな慣性を持つので電気パルスがなくなつ
た後も暫くのあいだ減衰性の残留振動が続く。従
つて、測定距離が短いときにはこの残留振動があ
る間に測定面で反射した超音波パルスが受信さ
れ、残留振動と区別することができない。逆に、
測定距離が長いときには反射した超音波パルスの
振幅が小さくなるのでこれを大きく増幅する必要
があるが同時に残留振動による電圧も増幅する。
このため、残留振動と反射した超音波パルスとを
分離するために前者の振幅が後者のそれよりも小
さくなる時点まで後者の検出禁止区域(不感帯)
を伸ばさなければならない。つまり、遠距離を測
定するときには近距離の測定が不可能になり、逆
に近距離が測定出来るように不感帯を短くすると
反射パルスの小さな遠距離の測定が困難になると
いう問題がある。 In this case, since the ceramic piezoelectric vibrator 10 generally has a large inertia, the damped residual vibration continues for some time even after the electric pulse has ceased. Therefore, when the measurement distance is short, ultrasonic pulses reflected from the measurement surface are received while this residual vibration exists, and cannot be distinguished from the residual vibration. vice versa,
When the measurement distance is long, the amplitude of the reflected ultrasonic pulse becomes small, so it is necessary to greatly amplify this, but at the same time, the voltage due to residual vibrations is also amplified.
For this reason, in order to separate the residual vibrations and the reflected ultrasonic pulses, a detection prohibited area (dead zone) of the latter is created until the amplitude of the former becomes smaller than that of the latter.
must be extended. That is, when measuring long distances, it becomes impossible to measure short distances, and conversely, if the dead zone is shortened so that short distances can be measured, it becomes difficult to measure long distances with small reflected pulses.
そこで、この事態を避けるためにダンピング材
12で圧電振動子10に制動を加えている。 Therefore, in order to avoid this situation, damping is applied to the piezoelectric vibrator 10 using a damping material 12.
しかしながら、広い温度範囲に亘つて適切な制
動効果を示すダンピング材12を選定することは
難しく、またダンピング材12により制動を加え
ているので必要な振動振幅を得るためには圧電振
動子10にかなり大きな駆動電圧、例えば1KV
程度も与える必要がある。 However, it is difficult to select a damping material 12 that exhibits an appropriate damping effect over a wide temperature range, and since damping is applied by the damping material 12, the piezoelectric vibrator 10 must be adjusted considerably in order to obtain the necessary vibration amplitude. Large driving voltage, for example 1KV
It is also necessary to give a degree.
さらに、圧電振動子10の音響インピーダンス
(=ρc,ρ:密度,c:音速)は空気の音響イン
ピーダンスに比べて約5桁も大きいので、圧電振
動子10のエネルギが充分に空気中に伝播しな
い。 Furthermore, since the acoustic impedance (=ρc, ρ: density, c: sound velocity) of the piezoelectric vibrator 10 is about five orders of magnitude larger than the acoustic impedance of air, the energy of the piezoelectric vibrator 10 does not propagate sufficiently into the air. .
そこで、これを解決するために音響マツチング
層として圧電振動子10より音響的に軟らかい
(ρcの小さい)プラスチツクのケース13を介し
て空気中に超音波を放出するが、この場合に最も
エネルギー伝播効率が良い1/4波長の厚さにプ
ラスチツクのケースの厚さを選定する。 Therefore, in order to solve this problem, ultrasonic waves are emitted into the air through a plastic case 13 that is acoustically softer (lower ρc) than the piezoelectric vibrator 10 as an acoustic matching layer. Select the thickness of the plastic case to be 1/4 wavelength thick.
しかし、温度変化によりプラスチツクの音速が
変化すると等価的なケースの厚さが1/4波長か
らずれ、超音波パルスの伝播効率が低下する。 However, when the sound speed of plastic changes due to temperature changes, the equivalent case thickness deviates from 1/4 wavelength, reducing the propagation efficiency of ultrasonic pulses.
そこで、これ等の問題を解決するために本出願
人は昭和62年5月7日に特許願(2)「発明の名称:
超音波距離計の送受波器」を提案している。 Therefore, in order to solve these problems, the present applicant filed a patent application (2) on May 7, 1988 entitled "Name of the invention:
We are proposing a transducer for ultrasonic rangefinders.
以下、第6図〜第9図によりこの提案の概要に
ついて説明する。 The outline of this proposal will be explained below with reference to FIGS. 6 to 9.
16は円柱状の例えば塩化ビニール等の保持体
であり、その側面には凹部17が形成され、さら
にその中央部には凹部17に貫通する均圧孔18
に穿設されている。保持体16の上端には反射傘
14が配置されている。 Reference numeral 16 denotes a cylindrical holding body made of vinyl chloride, etc., which has a recess 17 formed on its side surface, and a pressure equalization hole 18 penetrating into the recess 17 in its center.
It is drilled in. A reflector 14 is arranged at the upper end of the holder 16.
保持体16の周面には高分子の圧電膜19が保
持体16から離して配置され、その上部の周面部
と下部の周面部で固定され凹部17との間に室2
0が形成されている。圧電膜19の内面と外面に
はそれぞれ電極21a,21bが形成されここか
らリード線22a,22bが引き出されている。 A polymeric piezoelectric film 19 is placed on the circumferential surface of the holder 16 at a distance from the holder 16 , and is fixed at the upper and lower circumferential surfaces of the membrane 19 .
0 is formed. Electrodes 21a and 21b are formed on the inner and outer surfaces of the piezoelectric film 19, respectively, and lead wires 22a and 22b are drawn out from the electrodes 21a and 21b, respectively.
この圧電膜19はPVDF(ポリフツ化ビニリデ
ン)、P(VDF−TrFE)<フツ化ビニリデンとト
リフルオロエチレンの共重合体>、P(VDF−
TeFE)<フツ化ビニリデンとテトラフルオロエ
チレンの共重合体>、或いはP(VDCN−VAc)
<シアノビニリデンと酢酸ビニルの交互共重合体
>などの圧電性を示す高分子材料が用いられる。 This piezoelectric film 19 is made of PVDF (polyvinylidene fluoride), P (VDF-TrFE) <copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene>, P (VDF-TrFE),
TeFE) <copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene>, or P(VDCN-VAc)
A polymeric material exhibiting piezoelectricity such as <alternating copolymer of cyanovinylidene and vinyl acetate> is used.
第7図は第6図における圧電膜の近傍の詳細を
示す縦断面図である。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing details of the vicinity of the piezoelectric film in FIG. 6.
圧電膜19の上下には接着剤19a,19bを
介して、電極21a,21bが固定され、その上
は保護膜19c,19dで覆われている。電極2
1a,21bとリード線22a,22bとは導電
性接着剤を使用して接続される。 Electrodes 21a and 21b are fixed to the top and bottom of the piezoelectric film 19 via adhesives 19a and 19b, and are covered with protective films 19c and 19d. Electrode 2
1a, 21b and lead wires 22a, 22b are connected using a conductive adhesive.
次に、このように構成された送受波器23の動
作について第8図、第9図を用いて説明する。 Next, the operation of the transducer 23 configured as described above will be explained using FIGS. 8 and 9.
伸延分極された高分子の圧電膜19′の両面に
形成された電極21aと21bの間に電圧を加え
ると圧電膜19′は点線で示すように伸延方向α
に伸縮する。このような板状の圧電膜19′の厚
み方向の振動は主としてMHz(メガヘルツ)の帯
域の周波数となる。 When a voltage is applied between the electrodes 21a and 21b formed on both sides of the stretch-polarized polymeric piezoelectric film 19', the piezoelectric film 19' moves in the stretching direction α as shown by the dotted line.
expands and contracts. Such vibrations in the thickness direction of the plate-shaped piezoelectric film 19' mainly have a frequency in the MHz (megahertz) band.
ここで、伸延方向が半径方向になるように圧電
膜19′を円筒形に曲げるとこの伸縮は第9図に
点線βで示す様に半径方向となり、この方向の呼
吸振動に変換できる。 Here, if the piezoelectric membrane 19' is bent into a cylindrical shape so that the extension direction is the radial direction, this expansion and contraction will be in the radial direction as shown by the dotted line β in FIG. 9, and can be converted into respiratory vibration in this direction.
このときの圧電膜19の共振周波数0は、圧電
膜19の曲率半径をR、弾性率をε、密度をρと
すれば、
0=(ε/ρ)1/2/(2πR)
となる。そこで、仮にε=11.3×109(N/m2),
ρ=1.8×103(Kg/m3)、保持体16の半径を10mm
とすれば、約40KHzの超音波距離計として空気中
での減衰の少ない適当な周波数となる。 The resonance frequency 0 of the piezoelectric film 19 at this time is 0 = (ε/ρ) 1/2 / (2πR) where the radius of curvature of the piezoelectric film 19 is R, the elastic modulus is ε, and the density is ρ. Therefore, suppose ε=11.3×10 9 (N/m 2 ),
ρ=1.8×10 3 (Kg/m 3 ), radius of holder 16 is 10 mm
If this is the case, the appropriate frequency for an ultrasonic rangefinder, approximately 40KHz, will be low attenuation in the air.
この高分子の圧電膜を用いた超音波距離計の送
受波器は音響インピーダンスが小さく、水、空
気、などとのマツチングがとりやすく、内部での
エネルギの減衰が大きいので残留振動の短い超音
波パルスを放出でき、また可撓性があるので製
造、加工が容易である。 The transducer of this ultrasonic distance meter using a piezoelectric polymer film has a low acoustic impedance and is easy to match with water, air, etc., and the internal energy attenuation is large, so ultrasonic waves with short residual vibrations It can emit pulses and is flexible, making it easy to manufacture and process.
また、高分子の圧電膜は膜厚を薄くできるの
で、同一の駆動電圧に対して電界強度Eを大きく
でき、セラミツク系の圧電振動子に比べて総合的
な効率が良い利点がある。 Furthermore, since the polymer piezoelectric film can be made thinner, the electric field strength E can be increased for the same drive voltage, and it has the advantage of better overall efficiency than ceramic piezoelectric vibrators.
<発明が解決しようとする問題点>
しかしながら、この様な従来の超音波距離計の
送受波器は、以上の各種の利点はあるが、以下に
説明する欠点がある。<Problems to be Solved by the Invention> However, although such conventional ultrasonic distance meter transducers have the various advantages described above, they also have the following disadvantages.
(イ) 共振周波数0は曲率半径Rに反比例して変化
するが、これは保持体16の外形の温度膨脹に
より変化することを示し、また弾性率εも温度
の影響を受ける。例えば、保持体16を硬質塩
化ビニール、圧電膜をPVDFとし、曲率半径R
をR=10cmとすると20℃で0=40KHzとなる
が、温度により3KHz/20℃程度の周波数変動
を引き起こす。さらに
(ロ) 高分子の圧電膜は共振の鋭さを示すQフアク
タが大きいので、たとえ打ち込みの周波数を一
定に保つても温度変化によつて送受信の感度が
著しく低下する。(a) The resonance frequency 0 changes in inverse proportion to the radius of curvature R, which indicates that it changes due to temperature expansion of the outer shape of the holder 16, and the elastic modulus ε is also affected by temperature. For example, the holder 16 is made of hard vinyl chloride, the piezoelectric film is made of PVDF, and the radius of curvature is R.
If R = 10cm, then 0 = 40KHz at 20℃, but the frequency will vary by about 3KHz/20℃ depending on the temperature. Furthermore, (b) polymer piezoelectric films have a large Q factor indicating the sharpness of resonance, so even if the implantation frequency is kept constant, the sensitivity of transmission and reception will drop significantly due to temperature changes.
そこで、例えば温度を検出して打ち込み周波
数を共振周波数の近くに移動させる温度補償を
することなどが考えられるが、これは信号処理
が複雑になるという問題点がある。また、高分
子の圧電膜の周囲にダンピング材を設けてQフ
アクタを低下させて温度変動による影響を低減
することなども考えられるが、実際にはうまく
機能しない。 Therefore, it is conceivable to perform temperature compensation by detecting the temperature and moving the implantation frequency closer to the resonance frequency, but this has the problem that signal processing becomes complicated. Another idea is to provide a damping material around the polymeric piezoelectric film to lower the Q factor and reduce the effects of temperature fluctuations, but this does not work well in practice.
<問題点を解決するための手段>
この発明は、以上の問題点を解決するために、
反射傘を介して超音波を測定面に放出しここから
の反射超音波を先の反射傘を介して受信しこの放
出から受信までの時間差等から測定面までの距離
を測定する超音波距離計の送受波器において、先
の反射傘の一端に固定され先の反射傘の内部であ
つてその中心軸方向に延長され異なる曲率を有す
る棒状の保持体とこの保持体の周面に間隔をもつ
て先の曲率で固定された高分子の圧電膜とよりな
る圧電膜振動子を有し、異なる曲率を持つ先の圧
電膜から先の反射傘を介して先の測定面に向かつ
て放出された超音波の合成の周波数特性が所定範
囲に亘つてほぼ平坦になるように先の曲率が選定
されるようにしたものである。<Means for solving the problems> In order to solve the above problems, the present invention has the following features:
An ultrasonic rangefinder that emits ultrasonic waves to a measuring surface through a reflective umbrella, receives the reflected ultrasonic waves through the previous reflective umbrella, and measures the distance to the measuring surface from the time difference between the emission and reception. In this transducer, there is a rod-shaped holder fixed to one end of the first reflector, extending in the direction of its central axis and having different curvatures inside the first reflector, and having a space on the circumferential surface of this holder. It has a piezoelectric film oscillator made of a polymer piezoelectric film fixed at the curvature of the tip, and the light is emitted from the piezoelectric film with a different curvature toward the measurement surface through the reflector at the tip. The curvature is selected so that the frequency characteristics of the ultrasonic synthesis are approximately flat over a predetermined range.
<作用>
異なる曲率を持つ振動面から超音波を送出する
ようにして各曲率面から放出された超音波の合成
の周波数特性を中心周波数の前後の所定範囲に亘
つて平坦にして温度の変化による感度の低下を防
止する。<Function> By sending out ultrasonic waves from vibrating surfaces with different curvatures, the synthesized frequency characteristics of the ultrasonic waves emitted from each curvature surface are flattened over a predetermined range before and after the center frequency, and the frequency characteristics are flattened over a predetermined range around the center frequency. Prevent decrease in sensitivity.
<実施例>
以下、本発明の実施例について図面に基づき説
明する。なお、従来と同じ機能を持つ部分には同
一の符号を付して適宜にその説明を省略する。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. Note that the same reference numerals are given to the parts having the same functions as in the conventional case, and the explanation thereof will be omitted as appropriate.
第1図は本発明の1実施例の構成を示す縦断面
図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of one embodiment of the present invention.
上部に平坦部24を持つ反射傘14の平坦部2
4に所定の曲率半径R1を持つ円柱状の高分子の
圧電膜振動子25の一端が固定されその他端には
圧電膜振動子25の曲率半径R1とは異なつた曲
率半径R2を持つ圧電膜振動子26が固定されて
いる。圧電膜振動子25は共振周波数1を、圧電
膜振動子26は共振周波数2を持ちこれ等が合体
されて中心の共振周波数f3を持つ圧電膜振動子2
7を構成している。 Flat part 2 of the reflector 14 having a flat part 24 at the top
One end of a cylindrical polymer piezoelectric membrane vibrator 25 having a predetermined radius of curvature R 1 is fixed to 4, and the other end has a radius of curvature R 2 different from the radius of curvature R 1 of the piezoelectric membrane vibrator 25. A piezoelectric membrane vibrator 26 is fixed. The piezoelectric membrane vibrator 25 has a resonant frequency 1 , the piezoelectric membrane vibrator 26 has a resonant frequency 2 , and these are combined to form a piezoelectric membrane vibrator 2 with a central resonant frequency f3 .
7.
そして、圧電膜振動子27と反射傘14とで送
受波器28を構成する。 The piezoelectric film vibrator 27 and the reflector 14 constitute a transducer 28.
圧電膜振動子25,26の各々の構成は第2図
に示すように直径2R1,2R2を持つ保持体29,
30、これ等の周面に設けられた凹部31,3
2、これ等の凹部を外部に開放する均圧孔33,
34、これ等の凹部の外周面に配置された圧電膜
35,36、およびこれ等の圧電膜の周面に設け
られた電極37a,37b,38a,38b等を
有し、圧電膜振動子25と26の各々は第6図に
示す構成と同じである。 As shown in FIG. 2, each of the piezoelectric membrane vibrators 25 and 26 has a holder 29 with a diameter of 2R 1 and 2R 2 .
30, recesses 31, 3 provided on the peripheral surfaces of these
2. Pressure equalizing holes 33 that open these recesses to the outside;
34, the piezoelectric film vibrator 25 has piezoelectric films 35, 36 disposed on the outer circumferential surface of these recesses, and electrodes 37a, 37b, 38a, 38b, etc. provided on the circumferential surface of these piezoelectric films. and 26 have the same structure as shown in FIG.
次に、以上のように構成された第1図に示す送
受波器の作用について第3図を用いて説明する。 Next, the operation of the transducer shown in FIG. 1 constructed as above will be explained using FIG. 3.
第3図は第1図における送受波器の周波数特性
を示す特性図である。横軸は共振周波数、縦軸は
感度Sを示している。圧電膜振動子25は共振周
波数1を頂点とする周波数特性を、圧電膜振動子
26は共振周波数2を頂点とする周波数特性をそ
れぞれ示しており、これ等を合成した周波数特性
は送受波器27で示される曲線で、中心の共振周
波数0に対して温度による周波数変化Δの間ほ
ぼ平坦な周波数特性を示している。 FIG. 3 is a characteristic diagram showing the frequency characteristics of the transducer in FIG. 1. The horizontal axis shows the resonant frequency, and the vertical axis shows the sensitivity S. The piezoelectric membrane vibrator 25 has a frequency characteristic with resonance frequency 1 as its apex, and the piezoelectric membrane vibrator 26 has a frequency characteristic with resonance frequency 2 as its apex. The curve shown is a curve showing a nearly flat frequency characteristic during the frequency change Δ due to temperature with respect to the central resonant frequency 0 .
これに対して、従来の送受波器である送受波器
23で示される曲線は共振周波数0で最大の感度
を示すが、周波数変化Δの端の方でその感度が
大幅に低下している。 On the other hand, the curve shown by the transducer 23, which is a conventional transducer, shows the maximum sensitivity at the resonance frequency of 0 , but the sensitivity decreases significantly at the end of the frequency change Δ.
従つて、第1図に示す送受波器では温度変化に
対して強いことを示している。 This shows that the transducer shown in FIG. 1 is resistant to temperature changes.
第4図は本発明の各種の変形例を示す。第4図
イは曲率半径がそれぞれ異なり2つの保持体を半
円形としたものである。半円柱状の保持体39の
曲率半径はR4、半円柱状の保持体40の曲率半
径はR5(R4>R5)とし、これ等は背中合わせに対
向して配置されてある。これにより、曲率半径
R4とR5にそれぞれ対応した共振周波数を含む超
音波が放出される。 FIG. 4 shows various modifications of the present invention. In FIG. 4A, two holders are semicircular, each having a different radius of curvature. The radius of curvature of the semi-cylindrical holder 39 is R 4 , and the radius of curvature of the semi-cylindrical holder 40 is R 5 (R 4 >R 5 ), and these are arranged back to back to face each other. This gives the radius of curvature
Ultrasonic waves containing resonance frequencies corresponding to R 4 and R 5 are emitted.
第4図ロは保持体41の断面の形状を楕円形と
して異なる共振周波数を持つようにした変形例を
示したものである。 FIG. 4B shows a modification in which the holder 41 has an elliptical cross-sectional shape so as to have different resonance frequencies.
第4図ハ保持体42の形状を円錐台として異な
る共振周波数を持つようにした変形例を示したも
のである。 FIG. 4C shows a modification in which the shape of the holding body 42 is a truncated cone so as to have different resonance frequencies.
<発明の効果>
以上、実施例と共に具体的に説明したように本
発明によれば、異なる曲率を持つ振動面から超音
波を送出するようにして各曲率面から放出された
超音波の合成の周波数特性を中心周波数の前後の
所定範囲に亘つて平坦にしたので、広い温度の変
化に対して感度が低下しないようにでき、この結
果として信号処理回路の構成が簡単となり、また
動作の安定度が向上する。<Effects of the Invention> As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, ultrasonic waves are transmitted from vibrating surfaces having different curvatures, and the synthesis of ultrasonic waves emitted from each curvature surface is achieved. Since the frequency characteristics are made flat over a predetermined range around the center frequency, sensitivity can be prevented from decreasing over a wide range of temperature changes.As a result, the configuration of the signal processing circuit can be simplified, and operation stability can be improved. will improve.
第1図は本発明の1実施例の構成を示す縦断面
図、第2図は第1図における圧電膜振動子の構成
の詳細を示す縦断面図、第3図は第1図における
送受波器の周波数特性を示す特性図、第4図は本
発明の各種の変形実施例を示す射視図、第5図は
従来の送受波器の構成を示す縦断面図、第6図は
第5図に示す送受波器を改良した第2の従来の送
受波器の構成を示す縦断面図、第7図は第6図に
おける圧電膜の近傍の構成を詳細に示す縦断面
図、第8図、第9図は第6図における圧電膜の動
作を示す射視図である。
10……圧電振動子、12……ダンピング材、
13……ケース、14……反射傘、15,23,
28……送受波器、16,29,30,39,4
0,41,42……保持体、19……圧電膜、2
5,26,27……圧電膜振動子。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing details of the configuration of the piezoelectric membrane vibrator in FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view showing various modified embodiments of the present invention, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a conventional transducer, and FIG. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a second conventional transducer that is an improved version of the transducer shown in FIG. , FIG. 9 is a perspective view showing the operation of the piezoelectric film in FIG. 6. 10... piezoelectric vibrator, 12... damping material,
13... Case, 14... Reflective umbrella, 15, 23,
28... Transducer/receiver, 16, 29, 30, 39, 4
0,41,42...Holding body, 19...Piezoelectric film, 2
5, 26, 27...Piezoelectric membrane vibrator.
Claims (1)
からの反射超音波を前記反射傘を介して受信しこ
の放出から受信までの時間差等から測定面までの
距離を測定する超音波距離計の送受波器におい
て、前記反射傘の一端に固定され前記反射傘の内
部であつてその中心軸方向に延長され異なる曲率
を有する棒状の保持体とこの保持体の周面に間隔
をもつて前記曲率で固定された高分子の圧電膜と
よりなる圧電膜振動子を有し、異なる曲率を持つ
前記圧電膜から前記反射傘を介して前記測定面に
向かつて放出された超音波の合成の周波数特性が
所定範囲に亘つてほぼ平坦になるように前記曲率
が選定されたことを特徴とする超音波距離計の送
受波器。1. An ultrasonic distance meter that emits ultrasonic waves to a measuring surface through a reflective umbrella, receives the reflected ultrasonic waves from there through the reflective umbrella, and measures the distance to the measuring surface from the time difference between the emission and reception. In the transducer, a rod-shaped holder fixed to one end of the reflector and extending in the direction of the central axis inside the reflector and having different curvatures; It has a piezoelectric membrane vibrator made of a polymer piezoelectric membrane with a fixed curvature, and the synthesized frequency of ultrasonic waves emitted from the piezoelectric membrane having different curvatures toward the measurement surface via the reflective umbrella. 1. A transducer for an ultrasonic distance meter, characterized in that the curvature is selected so that the characteristics are substantially flat over a predetermined range.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21699987A JPS6459183A (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Transducer of ultrasonic range finder |
| US07/171,963 US4825116A (en) | 1987-05-07 | 1988-03-23 | Transmitter-receiver of ultrasonic distance measuring device |
| DE3815359A DE3815359A1 (en) | 1987-05-07 | 1988-05-05 | TRANSMITTER / RECEIVER OF A ULTRASONIC DISTANCE MEASURING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21699987A JPS6459183A (en) | 1987-08-31 | 1987-08-31 | Transducer of ultrasonic range finder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6459183A JPS6459183A (en) | 1989-03-06 |
| JPH0553379B2 true JPH0553379B2 (en) | 1993-08-09 |
Family
ID=16697229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21699987A Granted JPS6459183A (en) | 1987-05-07 | 1987-08-31 | Transducer of ultrasonic range finder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6459183A (en) |
-
1987
- 1987-08-31 JP JP21699987A patent/JPS6459183A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6459183A (en) | 1989-03-06 |
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