(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動手段と、前記振動手段の振動を被測定体に伝える整合手段と、前記振動手段を納めるケースからなり、前記整合手段が、アルコキシシランもしくは水ガラスのいずれか一方に、水または有機溶媒または酸またはアルカリのうち少なくともいずれかを添加することによりゲル化させ、疎水化処理を行い、その後乾燥させる方法で作製したキセロゲルである超音波発生器。
【請求項２】
整合手段は、バインダにより少なくともキセロゲル粒子同士を結合あるいは前記キセロゲル粒子とケースを結合させた成形体である請求項１記載の超音波発生器。
【請求項３】
バインダ粒子で少なくとも前記キセロゲル粒子表面の一部を覆った請求項１または２記載の超音波発生器。
【請求項４】
バインダが樹脂粉末である請求項１〜３いずれか１項記載の超音波発生器。
【請求項５】
キセロゲル粒子あるいはバインダ粒子と、結着もしくは絡み付くフィラーを用いた請求項１〜４いずれか１項記載の超音波発生器。
【請求項６】
フィラーが、繊維状物質である請求項５記載の超音波発生器。
【請求項７】
振動手段を納めたケースに整合手段を結合する方法であって、前記整合手段はバインダにより多孔質シリカ粒子同士を結合させ成形体とする成形体作製工程と前記成形体を前記ケースに結合させる接着工程とからなり、前記成形体作製工程と前記接着工程とを同時に行う超音波発生器の製造方法。
【請求項８】
整合手段は、多孔質シリカ粒子とバインダ粒子との混合物に圧力と温度を加え前記バインダ粒子を軟化させることにより前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子をケースに結合させた成形体である請求項７記載の超音波発生器の製造方法。
【請求項９】
整合手段は、多孔質シリカ粒子とバインダ粒子との混合物に静電気を加えケースに付着させた後に温度を加え前記バインダ粒子を軟化させることにより前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前記ケースに結合させた成形体である請求項７記載の超音波発生器の製造方法。
【請求項１０】
整合手段は、多孔質シリカ粒子とバインダ粒子との混合物に熱を加え前記バインダ粒子を軟化させた状態でケースに吹き付け前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前記
ケースに結合させた成形体である請求項７記載の超音波発生器の製造方法。
【請求項１１】
整合手段は、疎水性を有する多孔質シリカ粒子と水溶性有機バインダ粒子の混合物に水分を添加し混練した後にケースに付着させ前記水分を除去したものである請求項７記載の超音波発生器の製造方法。
【請求項１２】
多孔質シリカは、アルコキシシランもしくは水ガラスのいずれか一方に、水または有機溶媒または酸またはアルカリのうち少なくともいずれかを添加することによりゲル化させ、疎水化処理を行い、その後乾燥させる方法で作製したキセロゲルである請求項７〜１１いずれか１項記載の超音波発生器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を利用して気体等の被測定体の流量を測定する流量計測装置や、物体との距離を測定する距離測定装置などに用いる超音波発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の超音波発生器の構成を示す断面図である。振動手段１とケース２とはエポキシ系の接着剤９により接着されており、またケース２と整合手段３ともエポキシ系の接着剤８により接着されている。樹脂４には、ケース２と振動手段１および電極５、６とを固定する目的と、振動手段１の振動が整合手段３の反対面に伝搬しないようにするための音の緩衝材の目的がある。
【０００３】
振動手段１は約５００ｋＨｚで振動し、その振動はエポキシ系の接着剤９を介してケース２に伝わり、さらにエポキシ系の接着剤８を介して整合手段３に伝わる。そして、整合手段３の振動は空間７に存在する例えば気体に音波として伝搬する。
【０００４】
整合手段３の役割は、振動手段１の振動を効率よく気体に伝搬させることにあり、物質の音速Ｃと密度ρとで（数１）のように定義される音響インピーダンスＺが、振動手段と気体とで大きく異なる。
【０００５】
【数１】
0003941475.tif 000002
【０００６】
振動手段１の音響インピーダンスＺ１は３０×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）程度で、気体、例えば空気の音響インピーダンスＺ２は４．２８×１０２（ｋｇ／ｍ２ｓ）であり、さらにケース２を金属製とすると、振動手段１とケースの音響インピーダンスはほぼ等しいので、振動をロス無く伝えることができる。
【０００７】
音響インピーダンスの異なる境界面上では、音（振動）の伝搬に反射が生じるようになり、その結果、透過する音の強さが弱くなる。ところが二つの異なる音響インピーダンスの物質の間に別の音響インピーダンスＺ３を持つ物質を挿入することにより、音の反射をなくし、ロスを減少させることが一般的に知られている。Ｚ３は（数２）のように定義される。
【０００８】
【数２】
0003941475.tif 000003
【０００９】
このＺ３の値は、Ｚ１が３０×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）、Ｚ２が４．２８×１０２（ｋｇ／ｍ２ｓ）の場合、０．１１×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）となる。この音響インピーダンスを満たす物質は、密度が小さく音速の遅いものであることが要求される。
【００１０】
そこで整合手段３は、微小な中空のガラスをエポキシ系の接着剤で固めたものを用いることにより、密度を小さくしている。中空のガラスは、整合手段３を伝わる音の波長よりも十分小さくする必要があるので、１００μｍ以下の大きさのものを用いている。これにより得られる整合手段３の音響インピーダンスは、約１．２×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）となる。
【００１１】
さらに、整合手段３を透過して気体に伝達する音の強さは整合手段３の厚さにも関係する。図９は、簡単にするためにエポキシ系接着剤とケース２とを除き、振動手段１と整合手段３と気体（空気）を有する空間７からなる３つの物質中での音の伝搬を示したもので、振動手段１からの音の波１０は透過する音の波１１と、整合手段３と気体との境界面で反射する音の波１２とに分かれる。反射した波１２は整合手段３と振動手段１の境界面で反射し、位相が反転した波１３となる。この波の一部が整合手段３と気体との境界面で透過する音の波１４となる。波１４と波１１とが合成されるので、気体に放射される音の強さの透過率Ｔは（数３）で表される。
【００１２】
【数３】
0003941475.tif 000004
【００１３】
但し、Ｚ１は振動手段１の音響インピーダンス、Ｚ２は整合手段３の音響インピーダンス、Ｚ３は気体の音響インピーダンス、Ｌは整合手段３の距離、ｋ２は（数４）で与えられる。
【００１４】
【数４】
0003941475.tif 000005
【００１５】
但し、ｆは振動の周波数、Ｃ２は整合手段３の音速である。（数３）の透過率最大となる距離Ｌを求めると、Ｌ＝λ／４となる。中空のガラスを整合手段として用いた場合、その音速は２０００ｍ／ｓなので、音の周波数が５００ｋＨｚの場合は、波長λが４ｍｍとなる。したがって、整合手段３の厚さは１ｍｍとなる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の超音波発生器では、整合手段３とケース２との接着にエポキシ系の樹脂を用いている。また整合手段を構成する中空のガラスを固めるために、エポキシ系の樹脂を用いている。気体中には水分が含まれていたり、イオウが含まれていたりすることがあり、このような場合、水分により整合手段３とケース２とを接着する接着剤に含まれるエポキシ樹脂が膨潤したり、イオウにより整合手段３とケース２とを接着する接着剤に含まれるエポキシ系樹脂が腐食されたりすることがある。このようになると、整合手段の音響インピーダンスが変化し、整合手段の目的である効率的な音の放射が阻害され、正確な計測に支障を来すことがある。
【００１７】
また、整合手段の厚みが１ｍｍと厚いために、整合手段中で音の吸収が起こり、超音波を受けるセンサーへの出力が弱まったり、従来の中空のガラスを用いた整合手段では、精密な膜厚制御ができないので個体差によっては超音波を受けるセンサーへの出力が小さくなるという課題も有していた。
【００１８】
本発明は前記従来技術の課題を解決するもので、エポキシ系接着剤を用いずに整合手段を構成し、さらに超音波を受けるセンサーへの出力が高い超音波発生器を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の課題を解決するために、整合手段にキセロゲルを用いるとしたもので、整合手段を非常に薄くすることができ、そのため整合手段中での音の吸収が起こりにくく、センサーへの出力が大きな超音波発生器が実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、整合手段にキセロゲルを用いるとしたもので、特に８０％以上の気孔率や０．３ｇ／ｃｍ３以下の物性のキセロゲル中での音速が１００〜３００ｍ／ｓ程度であるため、整合手段を非常に薄くすることができ、そのため整合手段中での音の吸収が起こりにくく、センサーへの出力が大きな超音波発生器が実現できる。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、整合手段を、バインダにより少なくともキセロゲル粒子同士を結合あるいは前記キセロゲル粒子とケースを結合させた成形体とすることで、キセロゲル粒子にバインダを混ぜ込むことにより、音速や密度を自由に変化させることができ、整合手段として求める音響インピーダンスを持つ物質が得られる。さらに、バインダにより、キセロゲル粒子とケースを結合することができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００２２】
また、請求項３記載の発明は、バインダ粒子で少なくとも前記キセロゲル粒子表面の一部を覆ったもので、予めバインダ粒子をキセロゲル粒子に付着させておくことで、キセロゲル粒子同士を結合させる強度を大きくできるため、整合手段の信頼性が高まり、耐久性のある超音波発生器を実現できる。また、予めバインダ粒子をキセロゲル粒子に付着させておくことで、請求項３、１０記載の発明の効率を上げることができる。
【００２３】
また、請求項４記載の発明は、バインダ粒子を樹脂粉末としたもので、非常に簡単にキセロゲル成形体を作製することができ、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００２４】
また、請求項５記載の発明は、キセロゲル粒子あるいはバインダ粒子と、結着もしくは絡み付くフィラーを用いたもので、キセロゲル粒子同士を結合させる強度を大きくできるため、整合手段の信頼性が高まり、耐久性のある超音波発生器を実現できる。
【００２５】
また、請求項６記載の発明は、フィラーが繊維状物質であるもので、キセロゲル粒子同士を結合させる強度をさらに大きくできるため、整合手段の信頼性が高まり、耐久性のある超音波発生器を実現できる。
【００２６】
また、請求項８記載の発明は、バインダ粒子により多孔質シリカ粒子同士を結合させ成形体とする成形体作製工程と前記成形体を前記ケースに結合する接着工程とからなり、前記成形体作製工程と前記接着工程とを同時に行う超音波発生器の製造方法としたもので、二つの工程を同時に行うことができるため、作業効率を上げることができ、またバインダにより、多孔質シリカ粒子とケースを結合することができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００２７】
また、請求項９記載の発明は、多孔質シリカ粒子とバインダ粒子との混合物に圧力と温度を加え前記バインダ粒子を軟化させることにより前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子をケースに結合させた成形体を整合手段にするというもので、多孔質シリカ粒子にバインダ粒子を混ぜ込むことにより、音速や密度を自由に変化させることができ、整合手段として求める音響インピーダンスの物質が得られる。さらに、バインダ粒子により、多孔質シリカ粒子とケースを結合することができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００２８】
また、請求項１０記載の発明は、多孔質シリカ粒子とバインダ粒子との混合物に静電気を加えケースに付着させた後に温度を加え前記バインダ粒子を軟化させることにより前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前記ケースに結合させた成形体を整合手段としたもので、正確に薄膜の厚さを制御できるため、整合手段として求める厚さのものを確実に得ることができ、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００２９】
また、請求項１１記載の発明は、多孔質シリカ粒子とバインダ粒子との混合物に熱を加え前記バインダ粒子を軟化させた状態でケースに吹き付け前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子同士を結合させ、かつ前記バインダ粒子により前記多孔質シリカ粒子を前記ケースに結合させた成形体を整合手段としたもので、正確に薄膜の厚さを制御できるため、整合手段として求める厚さのものを確実に得ることができ、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００３０】
また、請求項１２記載の発明は、疎水性を有する多孔質シリカ粒子と水溶性有機バインダ粒子の混合物に水分を添加し混練した後にケースに付着させ前記水分を除去した成形体を整合手段としたもので、多孔質シリカ粒子にバインダ粒子を混ぜ込むことにより、音速や密度を自由に変化させることができ、整合手段として求める音響インピーダンスの物質が得られる。さらに、バインダにより、多孔質シリカ粒子とケースを結合することができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００３１】
また、請求項７、１３記載の発明は、多孔質シリカに、アルコキシシランもしくは水ガラスのいずれか一方に、水または有機溶媒または酸またはアルカリのうち少なくともいずれかを添加することによりゲル化させ、疎水化処理を行い、その後乾燥させる方法で作製したキセロゲルを用いたもので、キセロゲル中での音速が１００ｍ／ｓ程度であるため、整合手段をさらに薄くすることができ、そのため整合手段中での音の吸収がさらに起こりにくくなり、センサーへの出力が大きな超音波発生器が実現できる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００３３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における超音波発生器の断面図である。２０は整合手段、２１は金属等からなるケース本体（以下、本実施例ではケースという）、２２は同金属等からなるケース２１の蓋（以下、本実施例では蓋という）、２３は圧電素子等からなる振動手段、２４は導電性ゴム、２５と２６は電極、２７は気体である。電極２５とケースの蓋２２との間には、ガラス２９が封入されて、電極２５と蓋２２との電気的絶縁を行っている。振動手段２３はケース２１内に納められ、ケース２１と振動手段２３とは接着剤２８で接着されている。電極２５と電極２６の間には約５Ｖの交流電圧が加えられる。電極２６は蓋２２に接続され、さらに蓋２２はケース２１に溶接されている。これにより、電極２６に加えられた電圧は蓋２２、ケース２１を介して接着剤２８に加えられる。もう一方の電極２５は導電性のゴムを介して振動手段２３に電気的に接続されている。したがって、電極２５と２６との間に加えられた電圧は、振動手段２３と接着剤２８とに加わることとなる。電気的に振動手段２３と接着剤２８とはコンデンサとみなすことができる。
【００３４】
振動手段２３の共振周波数をおよそ５００ｋＨｚに設計しているので、電極２５、２６に５００ｋＨｚの交流電圧を加えることにより、振動手段２３が５００ｋＨｚで振動するようになる。この振動はケース２１に伝播し、これを振動させ、さらにケース２１の振動は整合手段２０に伝播し、これを振動させる。整合手段２０の役割については従来の技術で述べたように、振動手段２３の振動を効率よく被測定体である例えば気体２７に伝播させることにある。導電性ゴム２４は振動手段２３の振動が蓋２２に伝わるのを防ぎ、振動のエネルギーが効率良く整合手段２０に伝わるようにするための、振動の緩衝材としての役割もしている。
【００３５】
振動手段２３と導電性ゴム２４とはケース２１に納められているので、ケース２１内に気体が入り込むことはない。したがって、接着剤２８は気体に含まれる水分で膨潤したり、イオウで腐食されたりすることはない。電極２５と蓋２２との間にガラスを封入することにより、ケース２１内への気体の浸入を確実に阻止することができるようになる。
【００３６】
次に、整合手段２０とそれに用いる多孔質シリカについて図を用いて説明する。多孔質シリカは、水ガラスや、テトラメトキシシランのようなアルコキシシランを、ある条件下でゲル化させ、内部の溶媒を蒸発乾燥させる方法により作製する。このとき、溶媒で満たされている部分が細孔となるが、普通に熱風乾燥させたものは、溶媒が乾燥するときの表面張力により、収縮してしまい細孔が潰れてしまい、多孔質体とはならない。しかしながら、超臨界乾燥させたもの（エアロゲルと称される）や、ゲル表面を疎水化し、さらに溶媒をトルエンやアセトンやヘキサンなどの溶媒に置換し、熱風乾燥させたものは、表面張力がほとんど働かず、図２に示すように１〜１０ｎｍ程度の径をもつシリカ一次粒子３１が集合し、４０〜１００ｎｍ程度の粒子間距離３２をもった集合体となる。したがって、この粒子間距離３２が細孔を形成し、多孔質体となる。本実施例では、このような方法で作製したキセロゲルを用いた。また、エアロゲルを用いても同様の効果が得られる。なぜならば、エアロゲルとキセロゲルとでは、乾燥工程の違いのみであり、組織や物性はキセロゲルと等しいからである。
【００３７】
粒子間距離３２が、４０〜１００ｎｍが空気分子の平均自由行程と同程度の大きさであるため、キセロゲル内では音速は１００ｍ／ｓ程度となる。そして、これら一次粒子の集合体が１μｍ〜１０ｍｍ程度の二次粒子を形成させた。これより大きな二次粒子を作製することもできるが、非常に強度が弱いため、本実施例では、１μｍ〜１ｍｍ程度の二次粒子をバインダにより結合させ、成形体として用いた。また、バインダはキセロゲル粒子同士を結合させたり、キセロゲルとケースを結合させたりする効果以外に、キセロゲル成形体中の音速を調整する役割をする。バインダとキセロゲルの混合割合は、特に限定するものではないが、バインダ粒子の量を増やすことで、キセロゲル成形体中の音速を大きくすることができる。また、バインダの量を増やすことで強度も上がる。
【００３８】
次に、キセロゲルの成形体作製工程と接着工程について図を用いて説明する。両工程において、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミドなどの樹脂バインダを用いる方法と、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性のセルロース系、アクリル酸、メタクリル酸などの水溶性のアクリル系を用いる方法がある。
【００３９】
まず、樹脂バインダを用いる方法について説明する。図３にバインダ粒子３６とキセロゲル粒子３５が混合した状態を示す。混合方法としては、キセロゲル粒子とバインダ粒子を同じ容器に混合し、ミキサーまたはミックスロータなどを用い、できるだけ均一になるように混合させる。その後、混合物を金型に入れ、加熱することによりバインダ粒子が溶けだし、キセロゲル粒子同士が結合され、成形体となる（本実施例では金型法という）。このとき、金型内にケース２１を入れておくことで、溶けだしたバインダ粒子がキセロゲル粒子とケースを結合し、成形体作製工程と接着工程を同時に行うことができる。また、加える圧力を調整することで、得られる成形体の密度を調節することもできる。この方法以外で、以下の二つの方法によりキセロゲル成形体を作製することが可能である。
【００４０】
キセロゲル粒子とバインダ粒子の混合物をケース２１表面におき、静電気によりケース２１に付着させ、その後温度を加えることにより、バインダ粒子が溶けだし、キセロゲル粒子同士が結合され、成形体となる。それと同時に、溶けだしたバインダ粒子がケース２１に接着される（本実施例では静電塗装法という）。この方法では、膜厚を５〜１０μｍ程度で制御することができるという利点がある。
【００４１】
さらに、キセロゲル粒子とバインダ粒子との混合物に温度を加え、バインダ粒子を半溶融状態にし、ケース２１表面へ吹き付けることにより、キセロゲル粒子の成形体をケース２１表面に作製することができる（本実施例では溶射法という）。この方法でも、膜厚を５〜１０μｍ程度で制御することができるという利点がある。
【００４２】
これらにより作製した成形体の一部を拡大すると、図４または図５のようになっている。予めキセロゲル粒子表面にバインダ粒子を塗り付けておくことにより、金型法、静電塗装法、溶射法用いて図６のような成形体を実現できる。これにより、バインダ同士の接着面積が増えるため接着強度が上がり、強度向上、成形体の均一性などを図ることができる。
【００４３】
さらに、金型法、静電塗装法、溶射法を行うとき、ケース表面に予め、他の材料または組成により異なる音響インピーダンスをもつ整合手段を付けておくことにより、整合手段を積層することもできる。
【００４４】
次に、水溶性のセルロース系やアクリル系のバインダを用いる方法について説明する。水溶性や溶剤系のバインダは接着力に優れ、手軽に粉末状物質を固形化することができるが、これらのバインダを用いて、キセロゲルの細孔を破壊することなく、固形化することは非常に難しい。これは、濡れやすい溶媒を用いるとキセロゲル中の細孔がつぶれてしまい、濡れにくい溶媒を用いるとキセロゲルが溶媒をはじいてしまい、混合しない。
【００４５】
したがって、予めセルロースやアクリル系等の粘性の高い水溶性のバインダ粒子とキセロゲル粒子を均一に混合させておき、濡れにくい溶媒を添加させながら混練することにより、バインダ粒子が溶媒へ溶解し、溶解したバインダの結合力により、キセロゲルは粘土状となるため、自由に形を変化させることができる。その後、溶媒を除去することで、求める成形体を得ることができる。本実施例では、濡れにくい溶媒として水を用いた。
【００４６】
混合方法としては、キセロゲル粒子と水溶性のバインダ粒子を同じ容器に混合し、ミキサーまたはミックスロータなどを用い、できるだけ均一になるように混合させる。また、混練方法は、キセロゲル粒子と水溶性のバインダ粒子を練ることができれば、特に限定しない。
【００４７】
また、添加する水の量は特に限定しないが、キセロゲルと同じ重量程度がよい。水の量が多すぎると、バインダが不均一となり、バインダの少ないところの強度が弱かったり、水を除去するときに気泡が残り、均一な成形体を得ることができない。
【００４８】
フィラーを添加する効果を説明する。フィラーの添加は通常、材料の強度向上や材料の密度調整に用いられる。本発明ではさらに、キセロゲルとバインダとの成形体中の音速を調整する目的にも利用することができる。
【００４９】
キセロゲル粒子とバインダ粒子の混合物にフィラーを添加することにより、図７のような状態となる。すなわち、キセロゲルのシリカ二次粒子４１同士がバインダ粒子４２により結合していなくても、シリカ二次粒子４１に結合したバインダ粒子４２同士をフィラー４３により結合できるので、結果的にキセロゲルのシリカ二次粒子を結合させることができるため、フィラーを加えることにより強度を上げることができる。このときフィラーとしては、バインダ粒子と絡み付くように、繊維状のものが好ましい。繊維状フィラーとしては、ガラス繊維やポリエステル繊維、金属繊維、カイノール繊維、炭素繊維などがある。
【００５０】
また、添加するフィラーの量は特に限定するものではない。求める密度や音速が得られるように、フィラーの種類や量で調整することができる。
【００５１】
これらから、バインダ粒子によりキセロゲル粒子とケースを結合することができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００５２】
また、キセロゲルとバインダとフィラーにより、密度が０．４（ｇ／ｃｍ３）で、音速が３００ｍ／ｓの成形体を作製することができるので、このときの音響インピーダンスは（数１）より、０．１２×１０６（ｋｇ／ｍ２ｓ）となり、（数２）から求めた必要とされる音響インピーダンスとほぼ同程度のものを作製できる。このとき、音の周波数を５００ｋＨｚとすると、（数３）と（数４）より、整合手段の厚さは１５０μｍ程度のものであり、これをキセロゲル成形体で実現できる。そしてこれは厚さが非常に薄いため、整合手段中での音の吸収が小さく、センサーへの出力が弱まらない。したがって、センサー出力の高い超音波発生器を実現できる。
【００５３】
なお上記実施例において、被測定体としては気体で説明したが液体等であってもよく、この場合は整合手段を撥水剤でコーティングする等しておけばよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、１２記載の発明によると、整合手段に、音速が小さい多孔質シリカ（キセロゲル）を用いるため、整合手段を薄くすることができ、整合手段中での音の吸収が小さく、センサー出力の高い超音波発生器を実現できる。
【００５５】
また、請求項２〜４、７〜１３記載の発明によれば、バインダ粒子によりキセロゲル粉末とケースを接合することができるため、エポキシ系の接着剤を使わず、正確な計測ができる超音波発生器を実現できる。
【００５６】
また、請求項５、６記載の発明によれば、フィラー添加により整合手段の強度を向上させることができ、耐久性の高い超音波発生器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における超音波発生器の構造を示す断面図
【図２】同実施例１におけるシリカキセロゲルの一部を拡大した模式図
【図３】同実施例１におけるキセロゲルとバインダが混合した状態を示す図
【図４】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を拡大した模式図
【図５】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を拡大した模式図
【図６】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を拡大した模式図
【図７】同実施例１におけるキセロゲル成形体の一部を拡大した模式図
【図８】従来の整合手段の構造を示す断面図
【図９】異なる溶質中を伝播する音の説明の概念図
【符号の説明】
２０  整合手段
２１  ケース
２２  蓋
２３  振動手段
３１  シリカ一次粒子
３２  粒子間距離
３５  シリカ二次粒子
３６  バインダ
４１  シリカ二次粒子
４２  バインダ
４３  フィラー
【図１】
0003941475.tif 000006
【図２】
0003941475.tif 000007
【図３】
0003941475.tif 000008
【図４】
0003941475.tif 000009
【図５】
0003941475.tif 000010
【図６】
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【図７】
0003941475.tif 000012
【図８】
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【図９】
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