JPS61126488A - Ultrasonic acoustic mask - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce reverberation and to improve detecting precision by arranging a mask body which is provided with a slit opposite an ultrasonic oscillator, and using an elastic body for the internal surface part of the mask body at the ultrasonic oscillator side. CONSTITUTION:The ultrasonic acoustic mask 3 is arranged opposite the ultrasonic oscillator B, and the internal surface parts of a cylinder part 1 and the mask body 3A are made entirely of an elastic body 12 such as silicone rubber. Further, an annular elastic plate part 12a is provided to the end part of the elastic body 12 in one body and brought into contact with the external surface of a terminal plate 7 to absorb the signal of ultrasonic pulses, thereby suppressing the excitation of the acoustic mask 3. Consequently, the ultrasonic pulse signal is acquired by the oscillator B securely to improve the detecting precision, and the simple constitution is obtained advantageously without any increase in cost.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、超音波振動子に対向する位置に配されるマ
スク本体と、このマスク本体に形成したにスリットとを
備え、前記スリットにより音波放射パターンを決定する
ために使用される超音波音響マスクに関するものである
。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention includes a mask body disposed at a position facing an ultrasonic transducer, and a slit formed in the mask body, and a sound wave radiation pattern is formed by the slit. This relates to an ultrasonic acoustic mask used for determining.

この種の超音波音響マスクは、例えば、超音波式物体検
知器に使用される超音波振動子に対して装着される。This type of ultrasonic acoustic mask is attached to, for example, an ultrasonic transducer used in an ultrasonic object detector.

前記超音波式物体検知器は、超音波振動子から超音波パ
ルス信号を送信し、物体から反射された超音波パルス信
号を前記の超音波振動子自体で受信し、この受信によっ
て物体の存在を検知するとともに、送波から受信までの
往復時間によって物体までの距離を測定する。The ultrasonic object detector transmits an ultrasonic pulse signal from an ultrasonic transducer, receives the ultrasonic pulse signal reflected from the object by the ultrasonic transducer itself, and detects the presence of an object by this reception. In addition to detecting the object, the distance to the object is measured based on the round-trip time from transmission to reception.

このような送信・受信兼用型の超音波振動子にあっては
、その検知エリアを確定するために、前述のよう←超音
波振動子を超音波音響マスクに内装している。In such a transmitting/receiving type ultrasonic transducer, in order to determine its detection area, the ultrasonic transducer is housed in an ultrasonic acoustic mask as described above.

〔背景技術〕[Background technology]

第３図ないし第５図に従来例を示す。第３図は超音波セ
ンサの断面図、第４図は超音波ビーム幅（指向性）の特
性曲線図、第５図は残響特性図である。Conventional examples are shown in FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is a sectional view of the ultrasonic sensor, FIG. 4 is a characteristic curve diagram of the ultrasonic beam width (directivity), and FIG. 5 is a reverberation characteristic diagram.

第３図において、Ａは超音波振動子Ｂを内装保持した有
底筒体である。In FIG. 3, A is a bottomed cylindrical body that holds an ultrasonic transducer B inside.

有底筒体Ａは、超音波振動子Ｂを内装保持するための円
筒部ｌと、この円筒部１に一体連設されて超音波振動子
Ｂの前面に対向して位置する超音波音響マスク３とを備
えている。そして、超音波音響マスク３の中央部にスリ
ット２を形成しである。また、円筒部１の内周面に超音
波振動子Ｂを保持するためのクッション筒４を内嵌して
いる。The bottomed cylindrical body A includes a cylindrical portion 1 for internally holding an ultrasonic transducer B, and an ultrasonic acoustic mask integrally connected to the cylindrical portion 1 and positioned opposite to the front surface of the ultrasonic oscillator B. 3. Then, a slit 2 is formed in the center of the ultrasonic acoustic mask 3. Further, a cushion tube 4 for holding the ultrasonic transducer B is fitted onto the inner circumferential surface of the cylindrical portion 1.

超音波振動子Ｂは、つぎのように構成されている。すな
わち、アルミニウムのケース５の先端内面に圧電セラミ
ック素子６を接着し、ケース５の開口部に端子板７を内
嵌固定し、端子板７に保持した端子ピン８，９と圧電セ
ラミック素子６およびケース５とをそれぞれリード線１
０．１１を介して接続しである。この超音波振動子Ｂは
防水型である。Ultrasonic transducer B is configured as follows. That is, a piezoelectric ceramic element 6 is adhered to the inner surface of the tip of an aluminum case 5, a terminal plate 7 is fitted and fixed in the opening of the case 5, and the terminal pins 8 and 9 held in the terminal plate 7 are connected to the piezoelectric ceramic element 6 and Case 5 and lead wire 1
It is connected via 0.11. This ultrasonic transducer B is waterproof.

超音波音響マスク３は、超音波振動子Ｂの超音波ビーム
の太さを、超音波振動子Ｂ単独の場合に比べて拡大する
ためのものである。超音波ビームの太さは、スリット２
の幅によって決定される。The ultrasonic acoustic mask 3 is for enlarging the thickness of the ultrasonic beam of the ultrasonic transducer B compared to when the ultrasonic transducer B is used alone. The thickness of the ultrasonic beam is slit 2
determined by the width of

すなわち、スリット２の幅と超音波ビーム幅とは、逆比
例の関係にあり、スリット２の幅が小さいほど、超音波
ビームの太さが大きくなる。That is, the width of the slit 2 and the ultrasonic beam width are in an inversely proportional relationship, and the smaller the width of the slit 2, the larger the thickness of the ultrasonic beam.

この従来の超音波音響マスク３の特性を第４図に示す。The characteristics of this conventional ultrasonic acoustic mask 3 are shown in FIG.

横軸に有底筒体Ａの軸心Ｐからの角度θ（度）をとり、
縦軸に振動エネルギーＥ（ｄＢ）をとっである。The angle θ (degrees) from the axis P of the bottomed cylinder A is taken on the horizontal axis,
The vertical axis represents vibration energy E (dB).

この図で、超音波音響マスク３なしの超音波振動子Ｂの
みの場合の特性曲線が破線すで示され、従来例の超音波
音響マスク３つきの超音波振動子Ｂの特性曲線が破線ａ
で示されている。In this figure, the characteristic curve for the case of only the ultrasonic transducer B without the ultrasonic acoustic mask 3 is already shown by the broken line, and the characteristic curve of the conventional ultrasonic transducer B with the ultrasonic acoustic mask 3 is shown by the broken line a.
is shown.

６　（ｄＢ）低下の場合の角度は、特性曲線すではθ２
と大きく、特性曲線ａではθ１と小さくなっている。6 (dB) decrease, the angle is θ2 in the characteristic curve
It is large, and in characteristic curve a, it is small, θ1.

しかしながら、この従来例には、つぎのような問題があ
った。However, this conventional example has the following problems.

超音波振動子Ｂが振動すると、その振動面の前方に位置
している超音波音響マスク３も励振され振動する。第５
図に示すように、送信時間Ｔａが終了したのち超音波振
動子Ｂ自体がもつ残響Ｃがあるが、この残響時間Ｔｂが
終了したのちにおいても、従来例では、超音波音響マス
ク３の残響ｄが時間Ｔｃ　（Ｔｃ＞Ｔｂ）の終了するま
で持続する。なお、縦軸のＶは超音波パルス信号の振幅
を示す。When the ultrasonic vibrator B vibrates, the ultrasonic acoustic mask 3 located in front of the vibrating surface is also excited and vibrates. Fifth
As shown in the figure, after the transmission time Ta ends, there is a reverberation C of the ultrasound transducer B itself, but even after this reverberation time Tb ends, in the conventional example, the reverberation d of the ultrasound acoustic mask 3 continues until the end of time Tc (Tc>Tb). Note that V on the vertical axis indicates the amplitude of the ultrasonic pulse signal.

残響ｄの持続は、従来例の有底筒体Ａ（超音波音響マス
ク３）が金属製品あるいは硬質合成樹脂成形品であった
ので、その剛性が相当に高かったために生じる。The persistence of the reverberation d occurs because the bottomed cylinder A (ultrasonic acoustic mask 3) of the conventional example was made of a metal product or a hard synthetic resin molded product, so its rigidity was considerably high.

そして、時間Ｔｂの終了後、時間Ｔｃが終了するまでの
間に、物体から反射された超音波パルス信号が超音波振
動子Ｂに入力すると、この超音波パルス信号が、超音波
音響マスク３の振動による振動パルス信号内に混在して
しまうので、物体からの反射超音波パルス信号を判別す
ることができない。すなわち、物体検知精度が悪いとい
う問題があった。Then, when the ultrasonic pulse signal reflected from the object is input to the ultrasonic transducer B between the end of time Tb and the end of time Tc, this ultrasonic pulse signal is transmitted to the ultrasonic acoustic mask 3. Since the ultrasonic pulse signal is mixed in the vibration pulse signal caused by the vibration, it is impossible to distinguish the reflected ultrasonic pulse signal from the object. That is, there was a problem that object detection accuracy was poor.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、前記従来例の問題点の解消を図り、
超音波音響マスクが超音波振動子からの発信超音波パル
ス信号によって励振されることを抑制し、その残響をで
きるだけ小さくすることにより、物体検知精度の高い超
音波音響マスクを提−供することである。The purpose of this invention is to solve the problems of the conventional example,
To provide an ultrasonic acoustic mask with high object detection accuracy by suppressing the ultrasonic acoustic mask from being excited by an ultrasonic pulse signal transmitted from an ultrasonic transducer and minimizing its reverberation. .

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

この発明の超音波音響マスクは、超音波振動子に対向す
る位置に配されるマスク本体と、このマスク本体に形成
したにスリットとを備え、前記マスク本体における少な
くとも前記超音波振動子側の内面部を弾性体から構成し
たものである。The ultrasonic acoustic mask of the present invention includes a mask main body disposed at a position facing an ultrasonic transducer, and a slit formed in the mask main body, at least an inner surface of the mask main body on the ultrasonic transducer side. The part is made of an elastic body.

前記弾性体については、マスク本体の全体を弾性体から
構成する場合と、マスク本体の外面部を金属や合成樹脂
とし、その内面部を弾性体から構成する場合とがある。Regarding the elastic body, there are cases in which the entire mask body is made of an elastic body, and cases in which the outer surface of the mask body is made of metal or synthetic resin and the inner surface is made of an elastic body.

この発明の前記構成によれば、つぎの作用がある。According to the above configuration of the present invention, the following effects are achieved.

（ａｌ　　マスク本体の内面部を弾性体から構成しであ
るため、この弾性体によって、超音波振動子から発信さ
れた超音波パルス信号を吸収して、超音波音響マスクの
励振を抑制する。したがって、超音波音響マスクの振動
を抑えて、そこから超音波パルス信号が生じることを防
止する。(al) Since the inner surface of the mask body is made of an elastic body, this elastic body absorbs the ultrasonic pulse signal transmitted from the ultrasonic transducer and suppresses the excitation of the ultrasonic acoustic mask. , suppresses the vibration of the ultrasonic acoustic mask to prevent ultrasonic pulse signals from being generated therefrom.

（ｂｌ　　超音波音響マスクから超音波振動子が生じる
ことを防止するため、超音波振動子には、超音波振動子
自体の残響以外の残響は生じない。(bl) In order to prevent the ultrasonic transducer from being generated from the ultrasonic acoustic mask, no reverberation other than the reverberation of the ultrasonic transducer itself occurs in the ultrasonic transducer.

そのため、超音波振動子の残響が終了した後は、物体か
ら反射され超音波振動子に入力する超音波パルス信号は
、超音波振動子に確実に捕捉される。Therefore, after the reverberation of the ultrasonic transducer ends, the ultrasonic pulse signal reflected from the object and input to the ultrasonic transducer is reliably captured by the ultrasonic transducer.

これによって、物体検知精度が従来例に比べて改善され
る。This improves object detection accuracy compared to the conventional example.

（Ｃ）　　超音波音響マスクの励振を抑制するための構
成は、マスク本体の内面部を弾性体にすることであるか
ら、その構成は十分に簡単なものであり、あまりコスト
アンプを招くこともなく、実施化が有利である。(C) The structure for suppressing the excitation of the ultrasonic acoustic mask is to make the inner surface of the mask body an elastic body, so the structure is sufficiently simple and does not increase the cost too much. However, it is advantageous to implement it.

実施例 この発明の第１の実施例を第１図に基づいて説明する。Example A first embodiment of this invention will be described based on FIG.

第１図は超音波式物体検知器の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an ultrasonic object detector.

第１図において、従来例に係る第３図で用いたのと同一
符号は、その符号が指す部品２部分と同様のものを指す
。In FIG. 1, the same reference numerals used in FIG. 3 relating to the conventional example refer to the same parts as the two parts indicated by the reference numerals.

第１の実施例が従来例と相違している点は、円筒部１お
よび超音波音響マスク３におけるマスク本体３Ａの内面
部全範囲をシリコーンゴムなどの弾性体１２から構成し
である点と、この弾性体１２が端部にリング状の弾性板
部１２ａを一体的に有しており、この弾性板部１２ａを
端子板７の外面に当接している点である。その他の構成
は従来例と同様であるので、説明を省略する。The first embodiment is different from the conventional example in that the entire inner surface of the cylindrical portion 1 and the mask body 3A of the ultrasonic acoustic mask 3 is made of an elastic body 12 such as silicone rubber. This elastic body 12 integrally has a ring-shaped elastic plate portion 12a at its end, and this elastic plate portion 12a is in contact with the outer surface of the terminal plate 7. The rest of the configuration is the same as the conventional example, so the explanation will be omitted.

この実施例によると、超音波振動子Ｂにおける残響が、
第５図のＣのみとなり、ｄの残響が消滅する。According to this embodiment, the reverberation in the ultrasonic transducer B is
Only C in FIG. 5 appears, and the reverberation at d disappears.

第２の実施例を第２図に基づいて説明する。第２図は超
音波式物体検知器の断面図である。A second embodiment will be described based on FIG. 2. FIG. 2 is a sectional view of the ultrasonic object detector.

この実施例は、円筒部１および超音波音響マスク３にお
けるマスク本体３Ａの全体をシリコーンゴムなどの弾性
体１２から構成したものである。In this embodiment, the cylindrical portion 1 and the entire mask body 3A of the ultrasonic acoustic mask 3 are made of an elastic body 12 such as silicone rubber.

その他の構成は第１の実施例と同様であるので同一部分
に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same parts are given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

この実施例の場合は、弾性体１２の占める割合が第１の
実施例よりも大きいため、一層高い物体検知精度が得ら
れる。In the case of this embodiment, since the proportion occupied by the elastic body 12 is larger than that in the first embodiment, even higher object detection accuracy can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、つぎの効果がある。 According to this invention, there are the following effects.

（ａｌ　　マスク本体の内面部を弾性体から構成しであ
るため、この弾性体によって、超音波振動子から発信さ
れた超音波パルス信号を吸収して、超音波音響マスクの
励振を抑制することができる。したがって、超音波音響
マスクの振動を抑えて、そこから超音波パルス信号が生
じることを良好に防止することができる。(al) Since the inner surface of the mask body is made of an elastic body, this elastic body absorbs the ultrasonic pulse signal transmitted from the ultrasonic transducer and suppresses the excitation of the ultrasonic acoustic mask. Therefore, it is possible to suppress vibrations of the ultrasonic acoustic mask and effectively prevent ultrasonic pulse signals from being generated therefrom.

Ｔｂｌ　　超音波音響マスクから超音波振動子が生じる
ことを防止するため、超音波振動子には、超音波振動子
自体の残響以外の残響は生じない。Tbl To prevent the ultrasonic transducer from being generated from the ultrasonic acoustic mask, no reverberation other than the reverberation of the ultrasonic transducer itself occurs in the ultrasonic transducer.

そのため、超音波振動子の残響が終了した後は、物体か
ら反射され超音波振動子に入力する超音波パルス信号を
、超音波振動子で確実に捕捉することができる。これに
よって、物体検知精度を従来例に比べて改善することが
できる。Therefore, after the reverberation of the ultrasonic transducer ends, the ultrasonic pulse signal reflected from the object and input to the ultrasonic transducer can be reliably captured by the ultrasonic transducer. Thereby, object detection accuracy can be improved compared to the conventional example.

（Ｃ）　　超音波音響マスクの励振を抑制するための構
成は、マスク本体の内面部を弾性体にすることであるか
ら、その構成は十分に簡単なもので、あり、あまりコス
トアップを招くこともなく、有利に実施化することがで
きる。(C) The structure for suppressing the excitation of the ultrasonic acoustic mask is to make the inner surface of the mask body an elastic body, so the structure is sufficiently simple and does not increase the cost too much. However, it can be advantageously implemented.

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

第１図はこの発明の第１の実施例の断面図、第２図は第
２の実施例の断面図、第３図は従来例の断面図、第４図
は超音波ビーム幅拡大の特性曲線図、第５図は残着特性
図である。Fig. 1 is a sectional view of the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view of the second embodiment, Fig. 3 is a sectional view of the conventional example, and Fig. 4 is the characteristic of ultrasonic beam width expansion. The curve diagram and FIG. 5 are residual adhesion characteristic diagrams.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）超音波振動子に対向する位置に配されるマスク本
体と、このマスク本体に形成したにスリットとを備え、
前記マスク本体における少なくとも前記超音波振動子側
の内面部を弾性体から構成した超音波音響マスク。(1) A mask body disposed at a position facing the ultrasonic transducer, and a slit formed in the mask body,
An ultrasonic acoustic mask, wherein at least an inner surface of the mask main body on the side of the ultrasonic transducer is made of an elastic body. （２）前記マスク本体の全体を弾性体から構成した特許
請求の範囲第（１）項記載の超音波音響マスク。(2) The ultrasonic acoustic mask according to claim (1), wherein the entire mask body is made of an elastic body.