Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


JPH0453160B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0453160B2
JPH0453160B2JP58148827AJP14882783AJPH0453160B2JP H0453160 B2JPH0453160 B2JP H0453160B2JP 58148827 AJP58148827 AJP 58148827AJP 14882783 AJP14882783 AJP 14882783AJP H0453160 B2JPH0453160 B2JP H0453160B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric ceramic
plate
ceramic plate
thickness
piezoelectric
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58148827A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6041399A (en
Inventor
Shiro Saito
Hiroki Pponda
Mamoru Izumi
Shuji Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co LtdfiledCriticalTokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP14882783ApriorityCriticalpatent/JPS6041399A/en
Publication of JPS6041399ApublicationCriticalpatent/JPS6041399A/en
Publication of JPH0453160B2publicationCriticalpatent/JPH0453160B2/ja
Grantedlegal-statusCriticalCurrent

Links

Classifications

Landscapes

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】[発明の技術分野] 本発明は超音波診断装置、超音波探傷装置等に
用いられる超音波探触子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic probe used in ultrasonic diagnostic equipment, ultrasonic flaw detection equipment, etc.

[発明の技術的背景とその問題点] 超音波探触子は、圧電素子により超音波を発生
し、その反射波により対象物内部の状態を検査す
るものであり、人体内部の診断、金属溶接内部の
探傷等各種の用途に用いられている。
[Technical background of the invention and its problems] Ultrasonic probes generate ultrasonic waves using a piezoelectric element and use the reflected waves to inspect the internal state of an object. It is used for various purposes such as internal flaw detection.

超音波探触子の駆動電圧を発生するパルサーの
出力インピーダンスはS/N比の向上等のため低
い方が好ましい。そのためこのパルサーとの電気
的インピーダンス整合をとるため、超音波探触子
の電気的入力インピーダンス(Z)も低くする必要が
ある。この入力インピーダンス(Z)はZ=1/2πf・
C(ただしfは駆動周波数;Cは超音波探触子に
用いる圧電体の静電容量)なる関係がある。従つ
て駆動周波数を一定とすると静電容量は大きい方
が望ましい。
The output impedance of the pulser that generates the driving voltage for the ultrasonic probe is preferably low in order to improve the S/N ratio. Therefore, in order to achieve electrical impedance matching with this pulser, the electrical input impedance (Z) of the ultrasonic probe must also be made low. This input impedance (Z) is Z=1/2πf・
C (where f is the driving frequency; C is the capacitance of the piezoelectric material used in the ultrasonic probe). Therefore, if the driving frequency is kept constant, it is desirable that the capacitance be large.

一方静電容量Cは、C=ε・S/d(ε:圧電
体の誘電率、S:圧電体に形成された電極面積、
d:圧電体の厚み)なる関係がある。従つて、静
電容量Cを大きくするためには、ε及び大きくす
るかdを小さくする必要がある。
On the other hand, the capacitance C is C=ε・S/d (ε: permittivity of piezoelectric material, S: area of electrode formed on piezoelectric material,
d: thickness of piezoelectric body). Therefore, in order to increase the capacitance C, it is necessary to increase ε or to decrease d.

通常超音波探触子は、不要振動除去、超音波送
受波面の裏面から発生する超音波を吸収するた
め、圧電素子の超音波送受波面の裏面に例えばゴ
ム体等のバツキング材を接合して使用する。一般
に超音波探触子に用いられる圧電性セラミツクス
板の音響インピーダンスZA(ZA=ρ・υ,ρは密
度;υは音速)は30〜40×106Kg/m2Sである。
Usually, ultrasonic probes are used by bonding a backing material such as a rubber body to the back side of the ultrasonic wave transmitting/receiving surface of the piezoelectric element in order to remove unnecessary vibrations and absorb the ultrasonic waves generated from the back side of the ultrasonic wave transmitting/receiving surface. do. The acoustic impedance ZA (ZA = ρ·υ, ρ is the density; υ is the speed of sound) of a piezoelectric ceramic plate generally used in an ultrasonic probe is 30 to 40×10 6 Kg/m2 S.

このバツキング材の音響インピーダンスが圧電
性セラミツクス板に比べ10倍以上だと、振動の節
がこの接合面に表われるが、一般にこのような材
料は存在しないので、圧電素子にフエライトゴム
等のバツキング材を接合した構造では基準周波数
では圧電板の両面に振動の腹が存在し、圧電板の
厚みとの関係はt=λ/2(λは基準周波数の波
長)となる。一般に基準周波数を用いる時の感度
がもつとも良い。従つて使用する周波数を一定と
すると厚みtを一定にする必要がある。
If the acoustic impedance of this bucking material is 10 times or more compared to that of the piezoelectric ceramic plate, vibration nodes will appear on this joint surface, but since such a material generally does not exist, a bucking material such as ferrite rubber is used for the piezoelectric element. In the structure in which the piezoelectric plates are joined together, antinodes of vibration exist on both sides of the piezoelectric plate at the reference frequency, and the relationship with the thickness of the piezoelectric plate is t=λ/2 (λ is the wavelength of the reference frequency). Generally, it is good to have good sensitivity when using a reference frequency. Therefore, if the frequency used is constant, the thickness t must be constant.

また電極面積Sは圧電素子の形状により限界が
ある。例えばリニアアレイ型超音波探触子は矩形
状の圧電体を複数個直線状に並べた構造をとるた
め、電極面積は小さくなつてしまう等、Sを大き
くすることには限界がある。
Further, the electrode area S has a limit depending on the shape of the piezoelectric element. For example, since a linear array type ultrasonic probe has a structure in which a plurality of rectangular piezoelectric bodies are arranged in a straight line, there is a limit to increasing S, such as the electrode area becomes small.

また誘導率εは圧電体材料により決定される値
であり、εにも限界がある。特に超音波探触子で
は厚み振動を利用して縦波を用いているので、不
要振動を防止するため電気機械結合係数の比
Kt/Kpが大きい方が望ましい、一般に誘電率と
の大きい材料ではKt/Kpが小さく、両者を兼ね
備えた材料を得ることは困難であつた。
Further, the dielectric constant ε is a value determined by the piezoelectric material, and ε also has a limit. In particular, since ultrasonic probes use longitudinal waves by utilizing thickness vibration, the ratio of electromechanical coupling coefficient is
A large Kt/Kp is desirable; in general, materials with a large dielectric constant have a small Kt/Kp, and it has been difficult to obtain a material that has both.

このように所望の周波数を得ようとした場合、
厚みdが固定され、かつ電極面積Sも限定された
ものとなるため、超音波探触子の入力インピーダ
ンスはほぼその材料の誘導率εにより決定されて
しまう。従つておのずと入力インピーダンスを低
減することには限界があつた。
If you try to obtain the desired frequency in this way,
Since the thickness d is fixed and the electrode area S is also limited, the input impedance of the ultrasonic probe is almost determined by the dielectric constant ε of the material. Therefore, there is a limit to how much input impedance can be naturally reduced.

[発明の目的] 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、
低い電気的入力インピーダンスを有する超音波探
触子を提供することを目的とする。
[Object of the invention] The present invention has been made in consideration of the above points, and
The object is to provide an ultrasound probe with low electrical input impedance.

[発明の概要] 本発明は、両面に電極が形成された圧電セラミ
ツク板と、該圧電セラミツク板の超音波送受波面
の一方の面に前記電極を介して接合され、音響イ
ンピーダンスが前記圧電性セラミツクス板の音響
インピーダンスと実質的に同一で、且つ厚さが前
記圧電性セラミツクス板の厚さとほぼ同一である
板材と前記圧電セラミツクス板の他方の面に設け
られた音響整合層と、前記板材の圧電セラミツク
ス板に対向して設けられたバツキング材とを具備
し、前記圧電セラミツク板の両面に設けた電極に
駆動電圧を印加して、前記圧電セラミツク板と板
材とを一体に振動させ、超音波を発生せしめ、該
超音波を前記音響整合層側から放射させたことを
特徴とする超音波探触子である。
[Summary of the Invention] The present invention includes a piezoelectric ceramic plate having electrodes formed on both sides, and an ultrasonic wave transmitting/receiving surface of the piezoelectric ceramic plate, which is bonded to one side of the piezoelectric ceramic plate via the electrode, and the acoustic impedance of the piezoelectric ceramic plate is a plate material whose acoustic impedance is substantially the same as that of the plate and whose thickness is approximately the same as the thickness of the piezoelectric ceramic plate; an acoustic matching layer provided on the other surface of the piezoelectric ceramic plate; and a piezoelectric impedance of the plate material. A backing material provided opposite to the piezoelectric ceramic plate is provided, and a driving voltage is applied to the electrodes provided on both sides of the piezoelectric ceramic plate to vibrate the piezoelectric ceramic plate and the plate material together to generate ultrasonic waves. The ultrasonic probe is characterized in that the ultrasonic wave is generated and the ultrasonic wave is radiated from the acoustic matching layer side.

本発明においては圧電性セラミツクス板の音響
インピーダンス(ZA0)と板材の音響インピーダ
ンス(ZA1)とが実質的に同一のものを接合して
用いる。従つて圧電性セラミツクス板と板材とが
みかけ上一体の振動子として動作する。このため
従来圧電性セラミツクス板(厚みt)のみを振動
板として用いた場合、その基準振動時の波長をλ
とすると前述のごとくλ=2tなる関係となるが、
本発明においてはλ=2(t0+t1)となる(t0;圧
電性セラミツクス板の厚み、t1;板材の厚み)。
この場合電極分の厚みがあるが、一般に数+μm
以下と薄いため、無視できる。従つて、同じ周波
数で駆動する場合、すなわち同じ波長λを得る場
合、t0+t1=tなる関係を満たせば良いので、本
発明における圧電性セラミツクス板の厚みt0はt0
=t−t1となる。このように同じ周波数を得る場
合、電圧が印加される圧電性セラミツクス板の厚
みが従来に比べt−t1/t(<1)倍ですむ。前
述のごとく静電容量は電圧が印加される圧電性セ
ラミツクス板の厚みに反比例するため、従来に比
べ静電容量がt/t−t1(>1)倍となり、同様
に電気的入力インピーダンスは約t−t1/t(<
1)倍と小さくなる。
In the present invention, piezoelectric ceramic plates having substantially the same acoustic impedance (ZA0 ) and the acoustic impedance (ZA1 ) of the plate material are bonded together. Therefore, the piezoelectric ceramic plate and the plate material apparently operate as an integrated vibrator. Therefore, when only a conventional piezoelectric ceramic plate (thickness t) is used as a diaphragm, the wavelength at the reference vibration is λ
Then, as mentioned above, the relationship becomes λ = 2t, but
In the present invention, λ=2(t0 +t1 ) (t0 : thickness of piezoelectric ceramic plate, t1 : thickness of plate material).
In this case, there is a thickness for the electrode, but generally several + μm
It is so thin that it can be ignored. Therefore, when driving at the same frequency, that is, when obtaining the same wavelength λ, it is sufficient to satisfy the relationship t0 + t1 = t, so the thickness t0 of the piezoelectric ceramic plate in the present invention is t0
=t-t1 . In order to obtain the same frequency in this way, the thickness of the piezoelectric ceramic plate to which the voltage is applied can be t-t1 /t (<1) times that of the conventional one. As mentioned above, capacitance is inversely proportional to the thickness of the piezoelectric ceramic plate to which a voltage is applied, so the capacitance is t/t-t1 (>1) times as much as before, and the electrical input impedance is also Approximately t−t1 /t(<
1) It becomes twice as small.

このように本発明においては材料の特性とは関
係なく電気的入力インピーダンスを低減すること
ができる。従つて多少誘電率が小さくてもKt/
Kpの大きい材料であれば従来と同程度の電気的
入力インピーダンスとすることも可能である。ま
た材料変換だけでは達することができなかつた領
域にまで電気的入力インピーダンスを低減するこ
とができるため、パルサーの出力インピーダンス
を低減することができS/比の向上、消費電力の
低減、インピーダンスの整合の容易性、超音波探
触子の発熱量の低下等、数多くの効果を得ること
ができる。
In this way, in the present invention, the electrical input impedance can be reduced regardless of the characteristics of the material. Therefore, even if the dielectric constant is somewhat small, Kt/
If the material has a large Kp, it is possible to make the electrical input impedance comparable to that of the conventional material. In addition, it is possible to reduce the electrical input impedance to a range that could not be reached by material conversion alone, which allows the output impedance of the pulser to be reduced, improving the S/ratio, reducing power consumption, and matching impedance. A number of effects can be obtained, such as ease of operation and reduction in the amount of heat generated by the ultrasonic probe.

本発明においては凝似的に2板の板を1つの振
動子として動作させるため、ZA0(圧電性セラミツ
クス板の音響インピーダンス)=ZA1(接合する板
材の音響インピーダンス)の時がもつとも好まし
い。ZA0に対しZA1が小さくなると前述のt+t1
内に1波長分が存在する周波数、すなわち所望の
周波数の2倍の周波数における感度が大きくな
り、所望の周波数域における感度が低下してしま
う。
In the present invention, since two plates are operated as a single vibrator, it is preferable that ZA0 (acoustic impedance of the piezoelectric ceramic plate) = ZA1 (acoustic impedance of the plate materials to be joined). When ZA1 becomes smaller than ZA0 , the sensitivity at the frequency where one wavelength exists within the above-mentioned t + t1 , that is, the frequency twice the desired frequency, increases, and the sensitivity in the desired frequency range decreases. .

また板材の厚さ(t1)であるが、凝似的に1つ
の振動子として動作させているとはいえ、実際に
超音波の送受波を行なうのは、電極を有する圧電
性セラミツクス板であるので、基準周波数共振時
にこの圧電性セラミツクス板の厚み方向のひずみ
が最大となるようにt1=t0であることが好まし
い。
Regarding the thickness of the plate material (t1 ), although it is operated as a single vibrator, it is the piezoelectric ceramic plate with electrodes that actually transmits and receives the ultrasonic waves. Therefore, it is preferable that t1 =t0 so that the strain in the thickness direction of this piezoelectric ceramic plate is maximum at the time of reference frequency resonance.

この様子を第1図及び第2図に示す。各図aは
超音波探触子の概略断面図であり、各図bは基準
振動における振幅図である。
This situation is shown in FIGS. 1 and 2. Each figure a is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic probe, and each figure b is an amplitude diagram at reference vibration.

第1図は、従来の超音波探触子の場合であり、
圧電性セラミツクス板1の厚みtがλ/2(基準周波数の波長;λ)に相当している。これに対し第
2図に示すものは本願発明に係るもので圧電性セ
ラミツクス板(厚みt0)1と板材(厚みt1)2と
が接合されており、t0=t1=t/2なる関係を満
たしている。第1図、第2図に示したものはとも
に同じ波長λを有するが静電容量に関する圧電性
セラミツクス板の厚みは第2図に示したものが第
1図の場合に比べ1/2と小さいため、静電容量が
大きく、入力インピーダンスが低減されている。
しかしながら圧電性セラミツクス板1のひずみ量
を考えた場合、t1=t0の時は振幅の最大限の量が
得られるのに対し、(第2図中α)、t1=t0の場
合、部分的にしか得られない(第2図中β)。従
つて所望の周波数域以外の領域の方が感度が大き
い事が起こり得る。よつて同じ周波数域での使用
をえた場合、t1=t0(=t/2)の時がもつとも効果的である。
Figure 1 shows the case of a conventional ultrasound probe.
The thickness t of the piezoelectric ceramic plate 1 corresponds to λ/2 (wavelength of the reference frequency; λ). On the other hand, the one shown in FIG. 2 is according to the present invention, in which a piezoelectric ceramic plate (thickness t0 ) 1 and a plate material (thickness t1 ) 2 are joined, and t0 = t1 = t/2. It satisfies the relationship. The ones shown in Figures 1 and 2 both have the same wavelength λ, but the thickness of the piezoelectric ceramic plate in terms of capacitance is 1/2 smaller than that shown in Figure 1. Therefore, the capacitance is large and the input impedance is reduced.
However, when considering the amount of strain in the piezoelectric ceramic plate 1, when t1 = t0 , the maximum amount of amplitude is obtained (α in Fig. 2), whereas when t1 = t0 , the maximum amount of amplitude is obtained. , is only partially obtained (β in Fig. 2). Therefore, it is possible that the sensitivity is greater in a frequency range other than the desired frequency range. Therefore, when used in the same frequency range, it is most effective when t1 =t0 (=t/2).

またt1=t0の状態での基本周波数(波長λ)を
f0とした場合、t1+t0すなわち2t0がλ/2に相当
するが、測定機器の精度等の関係からf0としては
±1%程度の誤差は許容範囲である。一般に同一
の音響インピーダンスを有する材料として圧電性
セラミツクス板と同材料からなるものを用いるこ
とができる。従つて例えば未分極の圧電性セラミ
ツクス板を板材として用いれば、新たに板材を製
造する工程が増えることもない。また前述のごと
くZA1=ZA0,t1=t0なる関係を満たすことも容易
である。圧電性セラミツクス板と板材との接合は
例えばエポキシ系等の接着剤を用いても良いし、
セラミツクス板を用いる場合は、未焼成段階で電
極を介して積層した後焼成し、一体化して形成す
ることもできる。このように一体焼成する際に、
分極処理を施すこともできる。接着層は一般に薄
いため、ほとんどその影響を考える必要はない
が、一体焼成する後は接着層がないためさらに効
果的である。
Also, the fundamental frequency (wavelength λ) in the state of t1 = t0 is
In the case of f0 , t1 +t0 , that is, 2t0, corresponds to λ/2, but due to the accuracy of the measuring equipment, etc., an error of about ±1% is an allowable range for f0 . In general, a material made of the same material as the piezoelectric ceramic plate can be used as a material having the same acoustic impedance. Therefore, for example, if an unpolarized piezoelectric ceramic plate is used as the plate material, there will be no additional process for manufacturing the plate material. Furthermore, as described above, it is easy to satisfy the relationships ZA1 = ZA0 and t1 = t0 . For example, an adhesive such as epoxy may be used to bond the piezoelectric ceramic plate and the plate material.
When using ceramic plates, they can be laminated via electrodes in an unfired stage and then fired to form an integrated structure. When firing in this way,
Polarization treatment can also be performed. Since the adhesive layer is generally thin, there is almost no need to consider its influence, but it is even more effective after integral firing because there is no adhesive layer.

本発明においても従来と同様にパツキング材を
形成しても良く、この場合、板材側に例えばフエ
ライトゴム等からなるバツキング材を接合すれば
良い。また一般に行なわれているように被検体と
の音響インピーダンス整合をとるため、圧電素子
の音響インピーダンスと被検体との中間の音響イ
ンピーダンスを有する音響整合層を圧電素子の超
音波受波面側に形成しても良いことはもちろんで
ある。
In the present invention, a packing material may be formed in the same manner as in the prior art, and in this case, a packing material made of, for example, ferrite rubber may be bonded to the plate side. In addition, in order to achieve acoustic impedance matching with the subject, as is generally done, an acoustic matching layer having an intermediate acoustic impedance between the acoustic impedance of the piezoelectric element and that of the subject is formed on the ultrasound receiving surface side of the piezoelectric element. Of course, it's a good thing.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、従来と同
じ材料を用いて低い電気的インピーダンスを有す
る超音波探触子を得ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, an ultrasonic probe having low electrical impedance can be obtained using the same materials as conventional ones.

[発明の実施例] 以下に本発明の実施例を説明する。[Embodiments of the invention] Examples of the present invention will be described below.

第3図は本発明の実施例である超音波探触子の
概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention.

本実施例においては、比誘電率(εT88/ε0)が
209であるPbTiO3系の圧電セラミツクス材料か
らなる直径13mmの圧電性セラミツクス板1を用
い、この圧電性セラミツクス板1の両面にはAg
を焼き付けることにより電極2,2′を形成した。
なお圧電性セラミツクス板1の厚みtは共振周波
数2.30MHzとなるように設定した。この圧電性セ
ラミツクス板1と同材料かつ同厚である板材3を
圧電性セラミツクス板1の一方の面に接着層4
(エポテツク301、室町化学工業(株)製)を介して接
合した。またこの板材3には前述と同様の接着層
4′を介してフエライトゴムからなるバツキング
材5を接合した。また超音波(矢印a)送受波面
には、共振周波数の波長λの1/4厚のエポキシ樹
脂(スタイキヤスト2651、エマーソアンドカミン
グ社製)からなる音響整合層6を形成した。
In this example, the relative permittivity (εT880 ) is
A piezoelectric ceramic plate 1 with a diameter of 13 mm made of a PbTiO3 -based piezoelectric ceramic material, which is 209, is used, and both sides of the piezoelectric ceramic plate 1 are coated with Ag.
The electrodes 2, 2' were formed by baking.
Note that the thickness t of the piezoelectric ceramic plate 1 was set so that the resonance frequency was 2.30 MHz. A plate material 3 made of the same material and the same thickness as this piezoelectric ceramic plate 1 is coated with an adhesive layer 4 on one side of the piezoelectric ceramic plate 1.
(Epotec 301, manufactured by Muromachi Kagaku Kogyo Co., Ltd.). Further, a backing material 5 made of ferrite rubber was bonded to this plate material 3 via an adhesive layer 4' similar to that described above. Further, an acoustic matching layer 6 made of epoxy resin (Steichaste 2651, manufactured by Emerso & Cuming) and having a thickness of 1/4 of the wavelength λ of the resonant frequency was formed on the ultrasonic (arrow a) transmitting and receiving wave surface.

このようにして形成された超音波探触子の電極
2,2′間にパルサーbにより駆動電圧を印加し
て、水負荷の状態での入力インピーダンスを測定
した。その結果を第4図に示す(同図中曲線a:
4.9MHz迄の実験結果)。なお比較例として本実施
例における板材3を用いずに共振周波数2.30MHz
となるように厚み(ほぼ2t)を設定した超音波探
触子を用いて、同様の測定を行なつた(第5図中
曲線b)。
A driving voltage was applied by pulser b between the electrodes 2 and 2' of the ultrasonic probe thus formed, and the input impedance under water load was measured. The results are shown in Figure 4 (curve a in the figure:
Experimental results up to 4.9MHz). As a comparative example, the resonant frequency was 2.30MHz without using the plate material 3 in this example.
A similar measurement was carried out using an ultrasonic probe whose thickness (approximately 2 tons) was set so that (curve b in Fig. 5).

第4図から明らかなように、本実施例の方が比
較的に比べ同一周波数では低インピーダンス化が
実現されており、2.30MHzでは本実施例が94Ω比
較例が177Ωとほぼ1/2となつた。多少1/2より大
なるのは、接着層4が影響しているためと考えら
れる。
As is clear from Figure 4, the impedance of this example is relatively lower at the same frequency, and at 2.30MHz, the impedance of this example is 94Ω, and the comparative example is 177Ω, which is almost 1/2. Ta. The reason why it is somewhat larger than 1/2 is considered to be due to the influence of the adhesive layer 4.

このように同一周波数では従来達し得なかつた
低インピーダンス化を図ることができたため、パ
ルサー側の出力インピーダンスを低減することが
できる。従つてS/N比の向上、インピーダンス
整合の容易性、超音波探触子の発熱量の低減等の
効果を得ることができる。
In this way, it is possible to achieve a low impedance that could not be achieved conventionally at the same frequency, so the output impedance on the pulser side can be reduced. Therefore, effects such as an improvement in the S/N ratio, ease of impedance matching, and reduction in the amount of heat generated by the ultrasonic probe can be obtained.

前述の実施例では接着層を介して圧電性セラミ
ツクス材と板材との接合を行なつたが、板材とし
てもセラミツクス材を用い、電極を介しての一体
焼結を行なうこともできる。この構成を第5図に
示す。第3図に示したものとは構造上、接着層4
がないだけの相違である、他の部材は第3図と同
一の番号を用い、その説明は省略する。
In the above-described embodiment, the piezoelectric ceramic material and the plate material were bonded via an adhesive layer, but it is also possible to use a ceramic material as the plate material and perform integral sintering via an electrode. This configuration is shown in FIG. The adhesive layer 4 is different from the one shown in Fig. 3 in terms of structure.
The same numbers as in FIG. 3 are used for the other members, which are different only by missing parts, and the description thereof will be omitted.

第5図に示したものは、圧電性セラミツクス板
1、板材2ともに未焼結のセラミツクス基板を用
い、セラミツクス基板の焼結温度に耐え得る、例
えばAg−Pd系等の電極3′を介して積層した後、
一体焼結して製造した。この他に例えばM0,W,
Cr,Au,Pt,Rh,Ir,Ag,Pd等を電極材料と
して用いることができる。例えば同じセラミツク
ス材料を用いた場合は、圧電性セラミツクス板1
のみに分極処理を施し、板材の方は未分解のまま
で良い。
The piezoelectric ceramic plate 1 and plate material 2 shown in FIG. After laminating,
Manufactured by integral sintering. In addition, for example, M0, W,
Cr, Au, Pt, Rh, Ir, Ag, Pd, etc. can be used as the electrode material. For example, if the same ceramic material is used, piezoelectric ceramic plate 1
Only the plate material can be polarized, and the plate material can be left undisassembled.

このような構成をとる超音波探触子では、第3
図の場合の接着層4がないため。より一層、圧電
性セラミツクス板1と板材2との一体的な振幅が
良好となり、超音波送受波の際の特性が良好とな
る。
In an ultrasonic probe with such a configuration, the third
This is because there is no adhesive layer 4 in the case shown in the figure. Furthermore, the integral amplitude of the piezoelectric ceramic plate 1 and the plate material 2 becomes better, and the characteristics during ultrasonic wave transmission and reception become better.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a、第2図a、は超音波探触子を示す概
略段面図、第1図b、第2図b、は振幅図、第3
図は本発明の一実施例の超音波探触子を示す断面
図、第4図は入力インピーダンス一周波数特性曲
線図、第5図は本発明の他の実施例の超音波探触
子を示す断面図。 1……圧電性セラミツクス板、2……板材、
3,3′……電極。
Figures 1a and 2a are schematic step-view diagrams showing the ultrasonic probe, Figures 1b and 2b are amplitude diagrams, and Figure 2b is an amplitude diagram.
The figure is a sectional view showing an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention, Fig. 4 is an input impedance-frequency characteristic curve diagram, and Fig. 5 is a diagram showing an ultrasonic probe according to another embodiment of the present invention. Cross-sectional view. 1...Piezoelectric ceramic plate, 2...Plate material,
3, 3'...electrode.

Claims (1)

Translated fromJapanese
【特許請求の範囲】1 両面に電極が形成された圧電セラミツク板
と、該圧電セラミツクス板の超音波送受波面の一
方の面に前記電極を介して接合され、音響インピ
ーダンスが前記圧電性セラミツクス板の音響イン
ピーダンスと実質的に同一で、且つ厚さが前記圧
電性セラミツクス板の厚さとほぼ同一である板材
と、前記圧電セラミツクス板の他方の面に設けら
れた音響整合層と、前記板材の圧電セラミツクス
板に対向して設けられたバツキング材とを具備
し、前記圧電セラミツクス板の両面に設けた電極
に駆動電圧を印加して、前記圧電セラミツクス板
と板材とを一体に駆動させ、超音波を発生せし
め、該超音波を前記音響整合層側から放射させた
ことを特徴とする超音波探触子。2 前記板材が、 t1=t0,ZA1=ZA0 ただしt1は前記板材の厚み、ZA1は前記板材の
音響インピーダンス、t0は前記圧電性セラミツク
ス板の厚み、ZA0は前記圧電性セラミツクス板の
音響インピーダンス。なる関係を満たすことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の超音波探触子。3 前記板材として前記圧電性セラミツクス板と
同一の材料からなるセラミツクス板を用いること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波
探触子。
[Scope of Claims] 1. A piezoelectric ceramic plate having electrodes formed on both sides, which is bonded to one of the ultrasonic wave transmitting/receiving surfaces of the piezoelectric ceramic plate via the electrode, and the acoustic impedance of the piezoelectric ceramic plate is a plate material having substantially the same acoustic impedance and a thickness substantially the same as the thickness of the piezoelectric ceramic plate; an acoustic matching layer provided on the other surface of the piezoelectric ceramic plate; and a piezoelectric ceramic of the plate material. and a backing material provided opposite to the plate, and applying a driving voltage to electrodes provided on both sides of the piezoelectric ceramic plate to drive the piezoelectric ceramic plate and the plate material together to generate ultrasonic waves. An ultrasonic probe characterized in that the ultrasonic waves are emitted from the acoustic matching layer side. 2 The plate material is t1 = t0 , ZA1 = ZA0 where t1 is the thickness of the plate material, ZA1 is the acoustic impedance of the plate material, t0 is the thickness of the piezoelectric ceramic plate, and ZA0 is the piezoelectric ceramic plate. Acoustic impedance of a ceramic board. The ultrasonic probe according to claim 1, which satisfies the following relationship. 3. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a ceramic plate made of the same material as the piezoelectric ceramic plate is used as the plate material.
JP14882783A1983-08-161983-08-16Ultrasonic probeGrantedJPS6041399A (en)

Priority Applications (1)

Application NumberPriority DateFiling DateTitle
JP14882783AJPS6041399A (en)1983-08-161983-08-16Ultrasonic probe

Applications Claiming Priority (1)

Application NumberPriority DateFiling DateTitle
JP14882783AJPS6041399A (en)1983-08-161983-08-16Ultrasonic probe

Publications (2)

Publication NumberPublication Date
JPS6041399A JPS6041399A (en)1985-03-05
JPH0453160B2true JPH0453160B2 (en)1992-08-25

Family

ID=15461612

Family Applications (1)

Application NumberTitlePriority DateFiling Date
JP14882783AGrantedJPS6041399A (en)1983-08-161983-08-16Ultrasonic probe

Country Status (1)

CountryLink
JP (1)JPS6041399A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
US5410205A (en)*1993-02-111995-04-25Hewlett-Packard CompanyUltrasonic transducer having two or more resonance frequencies
US5806246A (en)*1995-02-281998-09-15Nippon Cable System Inc.Powered sliding-door system and actuating devices for the same
WO2016093228A1 (en)*2014-12-122016-06-16株式会社村田製作所Vibrating body and vibrating body array

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
JPS562478U (en)*1979-06-201981-01-10
JPS5773592A (en)*1980-10-271982-05-08Toshiba CorpUltrasonic wave probe and its production

Also Published As

Publication numberPublication date
JPS6041399A (en)1985-03-05

Similar Documents

PublicationPublication DateTitle
US4356422A (en)Acoustic transducer
JP3556582B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
US4963782A (en)Multifrequency composite ultrasonic transducer system
JP2758199B2 (en) Ultrasonic probe
EP0602949A2 (en)Curvilinear interleaved longitudinal-mode ultrasound transducers
US4635484A (en)Ultrasonic transducer system
US7382082B2 (en)Piezoelectric transducer with gas matrix
US4348904A (en)Acoustic impedance matching device
CA1252558A (en)Ultrasonic transducer
JPH0453160B2 (en)
Selfridge et al.Fundamental concepts in acoustic transducer array design
JPS5857707B2 (en) On-patanshiyokushi
Oakley et al.Development of 1-3 ceramic-air composite transducers
JPH07194517A (en)Ultrasonic probe
JPH0440099A (en)Ultrasonic probe
JP3464529B2 (en) Broadband ultrasonic transducer and method of manufacturing broadband ultrasonic transducer
JPS5824785Y2 (en) Array-shaped ultrasonic probe
JP2554477B2 (en) Ultrasonic probe
JPH0448039B2 (en)
JPH06121390A (en)Ultrasonic search unit
JPS60251798A (en) Piezoelectric vibrator for ultrasound probe
JPH0117320B2 (en)
JPH0546217B2 (en)
SU1293493A1 (en)Piezoelectric converter for measuring velocity of ultrasonic vibrations
JPS59173747A (en)Composite ultrasonic probe

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp