JPS6053868A - Ultrasonic sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make the titled sensor inexpensive by eliminating influence due to dust, by constituting the same from such a mechanism that an absorbing element of ultrasonic vibration is provided to the front surface of an ultrasonic transducer to sense the change in the reflection of ultrasonic vibration when an article to be sensed is inserted between both of them. CONSTITUTION:An ultrasonic transducer 11 is mounted to an upper part 12 and an ultrasonic signal absorbing element 14 is arranged to the surface 13 opposed to said transducer 11. The ultrasonic transducer 11 is constituted by such a method that two piezoelectric electrode discs each comprising Pb(Zn+Ti)O3 type ceramics and having a thickness of 0.25mm. and a diameter of 4mm. are adhered in bimorph state to be mounted onto a base disc 11-1 by a binder comprising silicone rubber while a radial shape cone 11-2 is mounted to said base disc. On the other hand, the ultrasonic signal absorbing element is constituted by providing a cavity 16 to the leg part of a frame 15 comprising a high-molecular resin having the upper part 12 equipped with the ultrasonic transducer 11 while filling said cavity with a sponge 17.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波センサに関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an ultrasonic sensor.

従来から、超音波トランスデュサーを用いたセンサは良
く知られている。Sensors using ultrasonic transducers have been well known.

例えば、丹羽登著“超音波計測”株式会社昭晃堂発行第
５章４項〜同章５項に見られる如く、被検知物を感知す
る場合に、超音波信号の遮断或は、その反射信号による
事は、周知の通りである。For example, as seen in "Ultrasonic Measurement" by Noboru Niwa, published by Shokodo Co., Ltd., Chapter 5, Section 4 to Section 5 of the same chapter, when sensing an object, it is necessary to block the ultrasonic signal or reflect it. As is well known, it depends on the signal.

本発明の主旨は、小さい空間に配置付は可能なる事を特
徴とする超音波センサに関するものである。The gist of the present invention relates to an ultrasonic sensor that can be placed in a small space.

従来は、限られた小さな空間には、専ら赤外線等を用い
た光学的なセンサを用いたもの或は、超音波信号を利用
する場合には、送信用と受信用のトランスデュサーを対
向させて、その間に来た被感知物を感知するものであっ
た。Conventionally, in limited small spaces, optical sensors using infrared rays etc. were used exclusively, or when ultrasonic signals were used, transducers for transmitting and receiving were placed facing each other. It was designed to sense objects that came between the sensors.

然し乍ら前者は、塵埃等によってセンサの表面が被覆さ
れて、感度が著しく劣化或は、誤感知する等の極めて重
大なる欠陥をなしている。However, the former has extremely serious defects such as the surface of the sensor being covered with dust and the like, resulting in a significant deterioration in sensitivity or false sensing.

又、後者の送信用並に受信用のトランスデュサーを対向
させる型は、二個のトランスデュサーを使用する必要が
ある為に、コスト高になると云うこれ又、重大なる欠陥
を有していた。Furthermore, the latter type, which has transducers for transmitting and receiving transducers facing each other, has another serious defect in that it requires the use of two transducers, which increases the cost. Ta.

更に、従来の超音波信号を用いた反射型の感知器を限ら
れた小さな空間に配置付けると、被感知物以外の空間の
側壁など空間を構成する物体からの反射波を受ける為に
、感知器としての機能を発揮することが出来ない。Furthermore, when a conventional reflection-type sensor that uses ultrasonic signals is placed in a small, limited space, it is difficult to detect because it receives reflected waves from objects that make up the space, such as the side walls of the space other than the sensing object. It is unable to perform its function as a vessel.

これ等の点に就いて、種々研究した結果、超音波の反射
型でトランスデュサーの前面（対向面）に超音波信号の
吸収具を設ける事を特徴とした本発明を提供するに至っ
た。As a result of various studies regarding these points, we have come to provide the present invention, which is an ultrasonic reflection type and is characterized by providing an ultrasonic signal absorber on the front surface (opposing surface) of the transducer. .

本発明の詳細を電図しながら記述する。The details of the present invention will be described using electrical diagrams.

超音波ｌ・ランスゲ１サー１１の」一部１２に備え、そ
の対向面１３に超音波信号の吸収具１４　（超音波信号
の反射を減衰させる機能を有するもの例えば、スボンヂ
或は、三角型の無響錐、空孔１繊維などの有機物更には
、多孔質なセラミックなどの無機物から構成される）が
、配置付けられている。An ultrasonic signal absorber 14 (for example, a sponge or a triangular type device having a function of attenuating the reflection of ultrasonic signals An anechoic cone, an organic substance such as a hollow fiber, and an inorganic substance such as a porous ceramic) are arranged.

この超音波センサの具体的なる一例を記述する。A specific example of this ultrasonic sensor will be described.

超音波ｌ−ランスデブサーとしてｒ’ｂ（Ｚｒ４−Ｔｉ
）０３系のセラミックからなる厚み０．２５ｍｍ、直径
４ｍｍの圧電極の円板２枚をバイモルフ状に接着して、
ベース盤１１．−−１−１−にシリコンラバーからなる
ボンドでマウンテングした後、ラジアル型のコン１１−
２を装着して完成した。r'b (Zr4-Ti
) Two piezo electrode discs made of 03 series ceramic with a thickness of 0.25 mm and a diameter of 4 mm are glued together in a bimorph shape.
Base board 11. --1-1- is mounted with a bond made of silicone rubber, and then the radial type controller 11-
Completed by installing 2.

一方、超音波信号の吸収貝は、上部１２に超音波トラン
スデュサーを装填した高分子系の樹脂からなるフレーム
１５の脚部に窪み１６を設け、その内部に海綿１７を充
填して構成された。On the other hand, the ultrasonic signal absorbing shell is constructed by providing a hollow 16 in the leg of a frame 15 made of polymeric resin with an ultrasonic transducer loaded in the upper part 12, and filling the inside with a sponge 17. Ta.

超音波センサを配置付ける有効空間の形状の都合−ヒ、
超音波トランスデュサーと吸収具が必ずしも対向しなく
とも、超音波信号の導波腔２１を設けて、その開腔部が
超音波信号の吸収具に対向している場合も総て本発明の
範囲に含まれる。Convenience of the shape of the effective space in which the ultrasonic sensor is placed
Even if the ultrasonic transducer and the absorber do not necessarily face each other, the scope of the present invention includes a case where a waveguide cavity 21 for ultrasonic signals is provided and the open cavity faces the absorber for ultrasonic signals. include.

電気的なる回路構成の一例をブロックダイヤグラムで第
３図に示す。An example of an electrical circuit configuration is shown in a block diagram in FIG.

超音波トランスデュサー１１を励振する為の発振器と反
射波のみを検知する為に、検波回路とローパスフィルタ
ー回路を設け、その信号を判断する為のコンパレーター
、更にスイッチング回路。An oscillator for exciting the ultrasonic transducer 11, a detection circuit and a low-pass filter circuit for detecting only reflected waves, a comparator for judging the signal, and a switching circuit.

リセット回路（図面中は割愛した）から構成される。It consists of a reset circuit (omitted in the drawing).

これ等の回路の一部又は、全部をフレーム１５の中部に
組み込む事も可能である。It is also possible to incorporate some or all of these circuits into the middle of the frame 15.

本発明によると、従来の光学的なセンサに比較して塵埃
による影響がなく又、従来型の超音波センサに比較して
単価が安く、且つ小さな空間でも使用が可能であり、そ
の特徴は工業的に価値があると云い得る。According to the present invention, there is no influence from dust compared to conventional optical sensors, the unit price is lower than conventional ultrasonic sensors, and it can be used in small spaces, and its characteristics are suitable for industrial applications. It can be said that it has value.

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

第１図は、本発明の超音波センサの電気結線を割愛した
斜視−細断面図である。 数番１１は超音波ｌ・ランスデュサー、１２はフレーム
の」二Ｓ、ｔ３は超音波トランスデュ→トーの対向面、
１４は超音波信号の吸収貝、１５はフレー４，１６は腔
（窪み）、１７はスポンジ。 第２図は、本発明の超音波センサの変形の一例をそれぞ
れ示している断面図である。 数番２１は導波腔。 第３図は、本発明のセンサを利用する為の電気回路の一
例をブロックダイヤグラムで示したものである。 特許出願人 第１図 フｌ 第２図FIG. 1 is a perspective thin sectional view of the ultrasonic sensor of the present invention, with electrical connections omitted. Number 11 is the ultrasonic transducer, 12 is the frame's second S, t3 is the opposing surface of the ultrasonic transducer,
14 is an ultrasonic signal absorbing shell, 15 is a fly 4, 16 is a cavity (indentation), and 17 is a sponge. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a modification of the ultrasonic sensor of the present invention. Number 21 is the waveguide cavity. FIG. 3 is a block diagram showing an example of an electric circuit for utilizing the sensor of the present invention. Patent applicant Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 超音波トランスデュサーの前面に超音波振動の吸収具を
設け、被感知物がその間に挿入された場合、超音波振動
の反射の変化を感知することを特徴とする超音波センサ
。An ultrasonic sensor characterized in that an ultrasonic vibration absorbing device is provided in front of an ultrasonic transducer, and when an object to be sensed is inserted between the devices, a change in reflection of the ultrasonic vibration is sensed.