音響トランスデューサーコンポーネント
【課題】製造及び組立が容易な導波管支持機構及び減衰機構を提供する。
【解決手段】音響導波管４に対する導波管サスペンション２及びモジュール式構造であり、電流パルスを伝送することによってねじれ歪波あるいは縦歪波を発生する導波管４と共に使用するための減衰素子６を有している。減衰素子６は音響歪波の反射を防止するためのものであり、導波管を取り囲むスリーブ２７と、スリーブ２７へ圧力を加えるための機構２９を有している。スリーブ２７は導波管４へ圧力を加えることによって、減衰素子のスリーブ２７によって取り囲まれている導波管４の長さに沿って音響歪波エネルギを徐々に減衰させて、音響歪波の反射を防止している。また、リターン導体１の位置が測定システムの応答によって決められ、ピックアップコイル１３から受信される信号のリンギングを最小限に抑えるようになっている。
【解決手段】音響導波管４に対する導波管サスペンション２及びモジュール式構造であり、電流パルスを伝送することによってねじれ歪波あるいは縦歪波を発生する導波管４と共に使用するための減衰素子６を有している。減衰素子６は音響歪波の反射を防止するためのものであり、導波管を取り囲むスリーブ２７と、スリーブ２７へ圧力を加えるための機構２９を有している。スリーブ２７は導波管４へ圧力を加えることによって、減衰素子のスリーブ２７によって取り囲まれている導波管４の長さに沿って音響歪波エネルギを徐々に減衰させて、音響歪波の反射を防止している。また、リターン導体１の位置が測定システムの応答によって決められ、ピックアップコイル１３から受信される信号のリンギングを最小限に抑えるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、変位又は距離測定用の磁気歪式トランスデューサにおける細長い導波管に対する減衰素子(damping element)及び導波管サスペンションデバイスと、こうしたデバイス用に使用する回路に関する。さらに詳しくは、この発明は、減衰素子と、導波管サスペンションと、変位又は距離測定のために設けられローカルバッファ回路を使用しているモジュール構造を有するモジュール構造の磁気歪式トランスデューサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の説明
磁界を介して導波管に沿って電流パルスを印加したときに導波管の中に発生するねじれ歪波を伝搬させる細長い導波管を有するような磁気歪式トランスデューサは、当該分野においては周知のものである。電流パルスを導波管に沿って加えたときに導波管と相互作用する可動式の磁石を使用した一般的な直線距離測定デバイスが米国特許第3,898,555号に開示されている。
【０００３】
来国特許第3,898,555号に開示されているような種類の従来のデバイスは、少なくともパルスを発生するための電子回路も収容している保護用ハウジングの中に閉じ込められたセンサ素子も有しており、購入者のためにこのデバイスと協働する取り付け手段を提供している。
【０００４】
米国特許第5,313,160号は、センサと電子回路のアセンブリをアプリケーションパッケージから取り外すことができるようなモジュール設計について教示している。アプリケーションパッケージの中には、外側ハウジングが設けられている。外側ハウジングは、購入者が、センサと電予回路のアセンブリのアタッチメントを、位置を測定しようとしている端部デバイスへ取り付けるために使用される。従来の技術のどれも、ローカルバッファ回路を除くどの電子回路をも排除するものではない。
【０００５】
これまでのセンサ設計は、外側ハウジングや電子回路などを含むユニット全体の製造が完了するまで、慎重な取り扱いを必要とした。また、従来の技術は導波管の製造が困難であり、導波管を支持して所望の音響歪波の反射を防止するために高価な方法を利用している。従来の高性能の導波管サスペンションシステムは薄いエラストマのスペーサーディスクを利用しており、これらのディスクは導波管の長さ全体に沿って個々に設置されている。ディスクの設置は、通常は時間のかかる手作業である。現在使用されている最も性能のよい減衰用デバイスは、中央に穴を有する成形ゴム素子である。これらは成形が困難であり、設置に時間がかかる。
【０００６】
導波管の末端部と導波管の取り付け端部の両方における音響歪波の反射を防止するための、別の導波管用の減衰用デバイスが米国特許第3,898,555号に開示されている。これらのデバイスは一般に軟らかいラバーパッドであり、このラバーパッドは導波管のまわりにクランプされていて音響歪波エネルギを吸収して、発生するパルスの反射を最小限に抑え、さらに反射波と検出しようとする音響歪波信号との干渉を低減する。減衰用デバイスと、導波管を末端部に固定するための構造は、米国特許第3,898,555号に述べられているように、この種の従来技術に対しては音響導波管のピックアップ素子から離れた端部においてかなりの長さになる可能性がある。例えば、液面レベルをトランスデューサによって検出している場合には、できる限りタンクの底部に近接したところで導波管を動作可能(operable and active)にし、そうすることによって、ピックアップ素子から離れた端部における導波管サポートの長さを、そうした端部及びピックアップエレメントが取り付けられている導波管の取り付け端部における別個の減衰用デバイスの長さも含めて、最小限に抑えることが望ましい。
【０００７】
さらに、従来の技術においては、音響歪波エネルギを減衰用デバイスの中に伝達して消散させるような機械インピーダンスを実現するためには、減衰用材料の密度(mass density)が極めて重要である。減衰用デバイスへの導波管の結合も効率的がよくなければならない。減衰媒質による音響歪波エネルギの消散によって減衰が実現されると従来技術では考えられていた。
【０００８】
当該分野においてはまた、振動を減衰させる性能を有していることから、ゴムタイプの減衰媒体が使用されている。しかし、この材料は水の凍結温度に近い温度で硬化し、華氏200度以下の温度において極めて軟らかくなる。同じことが、エポキシ又はウレタンエラストマに対しても当てはまる。こうした特性の大きい変化のために、「前」端部反射と「末」端部反射の特性が温度によって急激に変化する。
【０００９】
当該分野においてはまた、二つの異なる硬度及び／又は導波管に対する異なる負荷圧力を有するシリコーンゴムのダンパが使用されている。前端部反射（入力端）を最小限に抑えるには低圧力で低硬度のシリコーンゴムが利用され、末端部あるいは終端部において減衰を行うには大きいクランプ力と大きい硬度のシリコーンゴムが組み合わされて利用されている。弾力性が大きく、弾力性が大きいと減衰セクションを長くする必要があるため、シリコーンゴムの利用は減衰媒体としては妥協策と考えられている。シリコーンゴムは実際に広い温度範囲にわたって良好な安定性を有しており、このことは減衰用材料としては重要な利点である。
【００１０】
効率のよい減衰用材料に対する必要性は、トランスデューサが循環モードセンシング(circulation mode sensing)として知られているものを使用しているときに特に明白となる。循環モードにおいては、センサが音響歪波信号を受け取るたびに、新たな電流パルスが送られ、これによって音響歪波パルスの周波数が高くなり、反射の結果、雑音が形成される。有効な減衰が行われていないと、「雑音」形成によって検出技術の有用性が低下する。なぜなら、特に音響歪波信号は従来の技術においては振幅が小さいからである。従って、従来の技術においては、導波管の端部取り付け構造とともに減衰用材料を短くすることができて、導波管自身との結合をよくし、エネルギを消散させる性能を持たせられるのが理想的である。これらはすべて従来の技術においては十分には達成されていなかった。信号強度を上げる他のアプローチについては、主信号を増強するために導波管の端部からの位相シフトした反射を使用している米国特許第4,952,873号を参照のこと。
【００１１】
減衰を行うための別の方法が、米国特許4,958,332号に記載されている。この特許は改良された減衰方法について教示している。この減衰デバイスは、導波管に付着し結合する非常に粘性の高い流動性の材料を有している。この材料は、長さ方向に沿って質量密度を変化させるために、金属粉末などの質量密度変更用の添加剤を有している。この減衰用材料は適当なハウジングを用いて導波管に対して保持されている。ハウジングは選択された圧力で導波管へ装着される。この方法は有効であるが、製造が困難である。
【００１２】
従来技術においてはまた、ゴム製の二つの対部材（フラットシート）を使用して、導波管を金属クランプで囲み、それらを導波管のまわりに保持し、入力側で導波管に圧力を加えている。しかし、これはかなり高価である。
【００１３】
電子回路が導波管サスペンションデバイスの内部に含まれていること、導波管サスペンションに対して高価な手段が利用されていること、従来の技術は導波管サスペンション機構と減衰機構との間の関係について述べていない点で、従来の技術には欠点がある。従来の技術はまた、モード変換器（機械的なエネルギを電気的なエネルギに、又は電気的なエネルギを機械的なエネルギに変換する任意のデバイス）を入力パルス源へ密接に結合しておらず、デバイスの入力端においてモード変換器のテープコンポーネントの端部からの反射エネルギを利用しているという欠点がある。
【００１４】
従来技術においてはまた、モード変換器用の例えば2400以上の大きい巻線数を有するコイルと、ピックアップコイルである巻線数が小さいモード変換器用コイルを使用することが知られている。
【００１５】
米国特許第4,952,873号には、音波の反射点を形成する、取り付け端部において導波管を支持する導波管取り付け用ブロックも開示されている。このブロックは信号センサからの距離が正確に位置付けされている。このブロックは信号ローブ時間(lobe time)の半分の間に音波によって移動され、反射波は入ってくる信号波への付加信号となるようになっている。従来の技術における他のものは、同じ目的を達成するために取り付け用ブロックを用いずに導波管の長さを選択している。
【００１６】
一般的な背景については、エス・シー・ロジャース(S.C.Rogers)とジー・エヌ・ミラー(G.N.Miller)の「ウルトラソニック・レベル・テンペラチャ・アンド・デンシテイ・センサ(Ultrasonic Level，Temperature and Density Sensor)」（IEEE Transactions on Nuclear Science，Vol.NS-29,No.1,1982年2月）を参照のこと。
【特許文献１】米国特許第3,898,555号明細書
【特許文献２】米国特許第5,313,160号明細書
【特許文献３】米国特許第4,952,873号明細書
【特許文献４】米国特許第4,958,332号明細書
【非特許文献１】"Ultrasonic Level，Temperature and Density Sensor" by S.C.Rogers and G.N.Miller, IEEE Transactions on Nuclear Science，Vol.NS-29, No.1, February 1982
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
この発明の目的は、製造及び組立が容易な導波管支持機構及び減衰機構を提供することである。
【００１８】
この発明の別の目的は、取り外し可能であり交換可能なセンサ素子をベースとしたオプションのパッケージングを容易にすることである。
【００１９】
この発明の別の目的は、購入者が彼らの製品へ組み入れるのに適した頑丈なセンサ素子を提供することである。
【００２０】
この発明の目的は、磁気歪式トランスデューサに対して、テープとコイルモード変換器との結合をよくすることのできるローカルバッファ回路を提供することである。
【００２１】
この発明の別の目的は、小型で、センサーシールドの内側に設けられ、一方においてセンサシールドの外側に信号発生器を有するようなローカルバッファ回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
発明の概要
この発明は磁気歪式の変位又は距離測定用トランスデューサで用いられる導波管などの細長い部材に対する末端構造に関する。この末端構造は、ねじれ歪波あるいは縦歪波などの反射波を適切に防止し、末端においてあまり大きい長さを占めない。従って、例えば、導波管は細長い部材の端部に近接して動作が可能(operable and active)であり、一方では、この末端部構造は導波管に沿って伝搬する音響歪波の反射を防止する。
【００２３】
サスペンションはまず、細長い部材の動きを制限するとともに、これを外部の音響エネルギからシールドすることによって実現されている。このようにして、誤った応答を引き起こす可能性のある衝撃及び振動の刺激もなくされる。これは、導波管などの細長い部材をサスペンション素子あるいはスリーブで囲んでしまうことにより実現されている。スリーブの寸法は導波管がスリーブと緩い接触を行うようなものになっているが、しかし横方向に動き過ぎないようにしている。スリーブを形成するために使用されている繊維は、セラミック、金属、ポリマ、ガラスなどからなる細くて硬い材料又はそれらの組合せである。スリーブはまた異なる材料の層からなる複合チューブでもよい。このチューブはゴム引きの複合グラスファイバーチューブ構造でもよい。スリーブの上にエンクロージャを取り付けてもよい。従って、導波管などの細長い部材はエンクロージャの中でクッション性が付与される。実際の減衰は導波管の端部の上に滑り込まされた減衰素子によって行われる。減衰素子はサスペンション素子と類似しているが、最適な減衰を実現するように寸法が決められている。トランスデューサのヘッドと対向する端部は約45°にカットされており、導波管などの細長い部材とのより適切なインピーダンス整合がとられている。
【００２４】
サスペンションはまた導波管をブラケットで終端することによって実現されている。ブラケットは、導波管と、ピックアップコイル及び磁石から離間して設けられたリターン導体とを保持し、導波管をピックアップコイルの中に挿入したテープヘ取り付けられるようにするために使われている。
【００２５】
導波管に沿って伝送するパルス信号を発生するための電子回路は、モジュール式に構成された磁気歪式トランスデューサの電子回路の中には含まれていない。このデバイスの電子回路には基本信号が含まれている。
【００２６】
この発明はまた、磁気歪式の変位又は距離測定用トランスデューサといっしよに使用される導波管などの細長い部材に対する末端部構造で使用されるローカルバッファ回路に関する。ローカルバッファ回路は、末端部におけるねじれ歪波あるいは縦歪波の反射波を適切に防止し、末端部においてあまり大きい長さを占めない。このローカルバッファ回路は入力端における信号の影響を減衰させる。また、モード変換器が400〜2500巻といった大きい巻線数を有するピックアップコイルを有している場合には、モード変換器へ入る雑音を抑える。従って、例えば、モード変換器は細長い部材の入力端に配置されて、細長い部材の端部に近接して動作し駆動される。一方、末端部構造は導波管に沿って伝搬する音響歪波の反射を防止する。このローカルバッファ回路は、ピックアップコイルから供給されるエネルギ量を制限することによって、受信信号によってモード変換器が飽和しないように保護し、次の信号に対するピックアップコイルの回復を助ける。ローカルバッファ回路中のダイオード又は一組のトランジスタがピックアップコイルへ並列に接続されており、受信信号のピークをクリッピングし、呼掛け(interrogation)パルスの結果としてピックアップコイルの中に発生するエネルギを制限する作用を行う。従って、ポジション磁石(position magnet)（ここには示されていないが、米国特許第3,898,555号には記載されている）をトランスデューサのヘッドへ一層近付けることができる。
【００２７】
一般に、モード変換器はテープのまわりに同軸に取り付けられたピックアップコイルを有している。ローカルバッファ回路はピックアップコイルのすぐ後ろに組み込まれる。ローカルバッファ回路はピックアップコイルと並列に設けられたエミッタ増幅器を有し、ピックアップコイルのインピーダンスを数桁下げることができるようになっている。モード変換器をハウジングなどによってシールドすると、バッファはシールドすなわちハウジングの内側に配置され、磁気歪式デバイスに対する信号発生器すなわち導波管の駆動回路はシールドの外側に配置される。ローカルバッファ回路を使用すると、電気雑音に対する感度を低下させ、信号品質を維持し、信号を長い距離にわたって伝送することができる。
【００２８】
パルス信号を発生して導波管に沿って伝送するための電子回路は、磁気歪式トランスデューサの電子回路には含まれていない。このデバイスの電子回路は基本信号とローカルバッファ回路を含んでいる。
【００２９】
この発明の特徴及び目的をさらに理解するには、以下の図面を参照する必要がある。図面では類似した部材は同じような参照番号で表されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
好ましい実施例及び別の実施例の詳細な説明
米国特許第3,898,555号に記載されているような従来のもの、又は現在市販されているトランスデューサ、又は減衰素子を目的として将来導入されるかもしれないその他の任意のトランスデューサを含めたトランスデューサすなわちセンシング素子アセンブリが図１に参照番号２５として示されている。トランスデューサ２５は変位及び／又は距離を測定するために、又はその他の測定のために使用されるが、この発明の減衰デバイスはそれらのうちの任意のものに対して適用が可能である。この発明に使用されるトランスデューサのタイプは、トランスデューサといっしょに使用される減衰素子に関するここでの開示内容に制限されると考えるべきではない。また、導波管の好ましい機械的取り付けを示す機械構造を除いて、トランスデューサの一般的なタイプが導波管サスペンションに関するここでの記載に制限されると考えるべきではない。また、ローカルバッファ回路を除いて、導波管といっしよに使用されるモード変換器を制限していると考えるべきではない。トランスデューサは、ローカルバッファ回路を除いて、導波管といっしよに使用される特定のタイプの電子回路に制限されると考えるべきではない。さらに、リターンパルスを電気的に発生するとき、そしてリターンパルスを介してデバイスの購入者あるいはユーザの任意の電子回路とインターフェースするうえでのトランスデューサの一般的なタイプ及び特徴は、実施例として示されている機械構造やローカルバッファ回路を含むプリント回路基板を除いて、ここでの記載に制限されると考えるべきではない。
【００３１】
トランスデューサ２５はエンクロージャチューブ３の中に収容されている細長い導波管アセンブリを有している。エンクロージャチューブ３と導波管アセンブリは、一端において端部フランジ１９を介してハウジング１７によって機械的に支持されている。導波管アセンブリは外側にエンクロージャチューブ３を有し、エンクロージャチューブは同軸の細長い内側の導波管４を取り囲んでいる（図２を参照のこと）。この明細書において「図２」という場合にはは、常に図２ａ〜図２ｄの実施例のすべてを意味している。電流は導波管４の中を流れ、導波管４へ電気的に接続されたリターン導体(return conductor)１を介して戻る。一般に、導波管アセンブリとエンクロージャチューブ３の上には、エンクロージャチューブ３の上にこれと同軸に設置された磁石（図示されていない）が取り付けられている。磁石は米国特許第3,898,555号により詳しく説明されているように、電流パルスと相互作用する。導波管４とリターン導体１を通過した後歪波パルスがハウジング１７へ戻ると、当該分野において周知の又は周知のものになるであろう任意のタイプの適当なモード変換器（部分的に図示されている）によって、これに接続された電子回路２６などの任意の電子回路へコネクタ２１を介して電気信号が供給される。導波管４とリターン導体１の設置については以下でより詳しく説明する。
【００３２】
回路２６の構造は、トランスデューサ２５の使用に依存し、構造が異なるにもかかわらずこの発明の導波管サスペンションスリーブ２及びモジュール構造素子と協働して動作する。回路２６の構造はこの発明を制限すると考えるべきではない。従って、図１４又は図１５に示されているローカルバッファ回路９５を除いて一般性を強調するために、回路２６に対する特定の機構が示されているわけではないし、回路２６への信号の任意の条件を用いることができる。さらに、この発明の導波管サスペンションスリーブ２の機構は任意のトランスデューサ２５への適用、変位及び／又は距離を測定するための導波管４への適用、及び／又は磁歪その他の原理（圧電性又は米国特許第3,898,555号に記載されているようなもの）を用いた測定のための導波管４への適用が可能であることに留意すべきである。しかし、モジュール式のアセンブリに対しては、ある程度はハウジング１７内の素子の機械的な配置に依存する。従って、例えばハウジング１７内の素子の特定の機械的配置が取り付けに好ましいものとして示されているが、一般性を制限するものではない。取り付け以外の機構は、米国特許3,898,555号に示されているようなものを含めて任意のものでよいし、当該分野において周知の他のものでもよいし、当該分野において考えられているものでもよいし、当該分野において設計中のものでもよい。同じ理由から、使用する磁石のタイプや使用する用途については述べられておらず、用途は任意のものでよい。最後に、減衰素子６（図２を参照のこと）と導波管サスペンションスリーブ２と導波管アセンブリの末端部におけるトランスデューサ２５の他の部分との間の相互作用をある程度示す必要性があるため、以下で説明するエンクロージャチューブ３（図２を参照のこと）の実施例を、導波管サスペンションスリーブ２及び減衰素子６とともに示す。これは発明を制限するものではなく、単に説明のためのものである。導波管サスペンションスリーブ２は上述した導波管アセンブリの任意のタイプといっしよに使用することができる。
【００３３】
ハウジング１７から離れたエンクロージャチューブ３の末端部の断面図が図２に示されており、末端部には端部プラグ２０が設けられている。エンクロージャチューブ３の中には不活性ガスが導入され、絶縁とシーリングが増強されている。端部プラグ２０は流体や他の材料がエンクロージャチューブ３の中へ流入しないようにしている。端部プラグ２０を有する導波管アセンブリの端部は、トランスデューサ２５がタンクの中の液体のレベルを求めるために使用されるときには、通常、タンクの底部に位置する端部となり、トランスデューサ２５が距離を測定するために使用されるときには、変位の端に位置する。背景において述べたように、端部プラグ２０に隣接したデッドゾーン、すなわち信号を発生しない領域はできる限り短くし、なおかつ音響歪波信号を減衰させるという目的は果して、反射した歪波が、米国特許第3,898,555号に述べられているように、距離又はレベルを表す所望の歪波戻り信号と干渉しないようにすることが望ましい。
【００３４】
図２に示されているように、導波管４は、サスペンションスリーブ２及びエンクロージャチューブ３を含む同心状の層からなるエンクロージャ機構によって囲まれている。サスペンションスリーブ２は管状の縒り合わせスリーブか、エラストマスリーブか、コンポジットスリーブからなっている。サスペンションスリーブは、導波管４の横方向の動きを制限を有し、導波管４を振動や外部の音雑音から絶縁し、なおかつ導波管４とは接触せずに、電流と外部磁石との相互作用によって発生された音響歪波信号を減衰させるような幾何形状を有している。サスペンションスリーブ２は導波管４と同軸であり、その長さのほぼ全体にわたって導波管４を取り囲んでいるか、又は少なくともその大部分を取り囲んでいる。サスペンションスリーブ２は、導波管４の長さのほぼ全体にわたって、又は少なくともその大部分にわたって、外側のエンクロージャチューブ３の内側に、これと同軸に取り付けられている。
【００３５】
サスペンションスリーブ２の内径は導波管４の動きを制限するために十分に小さくなければならず、しかし導波管４を保持したり掴んだり締め付けたり、又は圧縮したりすることのないように十分大きくなければならない。サスペンションスリーブ２が導波管４を圧縮したり保持したり掴んだり締め付けたりすると、導波管４に沿った音響歪波信号が減衰する。ワイデマン(Wiedemann)効果によって従来技術における大きい音響歪波信号が増強されることはなく、他の機構によって発生する雑音からそれを区別することが困難になっている。従って、信号の減衰は従来技術においては避けなければならない現象であることが知られている。
【００３６】
サスペンションスリーブ２の外径は、エンクロージャチューブ３の中でのサスペンションスリーブ２の横方向の動きを制限するのに十分なだけ大きくなければないが、以下で説明するようにリターン導体１といっしよにエンクロージャチューブ３の内径の内側に容易に取り付けられるようにするだけ十分に小さくなければならない。また、エンクロージャチューブ３の制限を行う必要なくサスペンションスリーブ２を設けることも可能であり、エンクロージャチューブ３の使用は、この発明を制限したり、又は導波管サスペンションを制限すると考えるべきではない。総じて、導波管４は、衝撃や振動の刺激からクッションで保護してそれに関係する誤った応答がなくなるように支持されなければならない。
【００３７】
サスペンションスリーブ２は内側層２７と外側層２９を有している。サスペンションスリーブ２の内側層２７を形成している繊維は非導電性であり、セラミック、ガラス、金属、ポリマなどの細くて硬い材料又はそれらの組合せである。こうした繊維のストランド数及びウィーブ構造は、一般にダイヤモンド、レギュラー、ヘルクレス(hercules)又はその他のウィーブ(weave)パターンの8から16のストランドである。こうしたストランド数及びウィーブ構造によれば、サスペンションスリーブ２は導波管４とエンクロージャチューブ３の間のクッションとして作用することが可能である。内側層２７の内側かつ導波管４の外側には、内側層２７が導波管４のまわりにゆるく係合するように隙間２８が設けられている。サスペンションスリーブ２の外側層２９は内側層２７の形状を保つのに役立っており、エンクロージャチューブ３から内側層を絶縁している。外側層２９は一般にシリコーンゴムなどの軟らかい材料であり、内側層２７の第２の層である。
【００３８】
サスペンションスリーブ２は、端部プラグ２０の方を向いた末端側の端部３１で終端している。サスペンションスリーブ２の端部３１には減衰素子６が並置されている。減衰素子６は導波管４の端部の上へ滑り込まされており、導波管４と同軸であり、サスペンションスリーブと同様に一般に円筒形状を有している。しかし、減衰素子６は導波管４の上にゆるい状態で係合されているのではなく、減衰を行うために導波管４の上に締め付けられている。従って、図２ａ及び図２ｂに示されているように、減衰素子６の外側層２９は導波管４のまわりにぴったりと係合している。また、減衰素子６の外側層２９は通常はシリコーンゴムなどの軟らかい材料から形成されているが、通常は、サスペンションスリーブ２の外側層２９のようにエンクロージャチューブ３に接触していることはない。しかし、そのかわりに内側層２７へ圧力を加えていて、この圧力の量を制御するような寸法を有している。この結果、導波管４へは圧力が加わる。こうして、減衰素子６の外側層２９とエンクロージャチューブ３の内側表面との間には隙間が形成される。
【００３９】
さらに、0.127mmから0.406mm（0.005インチから0.016インチ）の範囲の直径を有するチューニングワイヤ５（図２ｂを参照のこと）がくさび(wedge)として用いられ、導波管４に対する内側層２７の圧力が制御されている。チューニングワイヤ５は導波管４に隣接しており、減衰素子６の内側層２７にほぼ沿って延びていて内側層２７に囲まれている。これは減衰素子６の音響インピーダンスを変更するために使用されるが、徐々にそれを行うことによって音響歪波信号が減衰素子６によって囲まれている導波管４に沿って徐々に減衰されるようになっている。このように、インピーダンスが急に変わって反射を生じることはなく、そのかわりに減衰素子６に沿った音響歪波の振幅の減衰が行われる。図２ｂのみに示されているチューニングワイヤ５は図２ａ〜図２ｄの構造の任意のものといっしよに使用することができ、上述した目的のためにその他の任意の減衰素子で使用することができることに留意すべきである。
【００４０】
また、減衰素子６は導波管４の中を伝搬する音響歪波パルスの最適な減衰を実現するために使用されているため、そして導波管４と減衰素子６との適切な音響整合は内側層２７によって導波管４に加えられる圧力によって決まるため、チューニングワイヤ５以外の他の機構を使用することもできる。図２ｃ及び図２ｄに示されているように、広い温度範囲にわたって使用することができる減衰素子６は、内側層２７と同種の短い縒り合わされたスリーブ８からなっているが、この縒り合わされたスリーブ８はより直径が大きい金属スリーブ９の中に同軸に挿入されている。このスリーブ８、９のアセンブリを導波管４の端部へ滑り込ませる。金属スリーブ９はクリンプされていて、縒り合わせスリーブ８が導波管４と十分な圧力で接触して必要な減衰作用を実現するようになっている。
【００４１】
従って、図２ａ〜図２ｄからわかるように、外側層２９の圧力を介して、内側層２７の中に捕捉されたチューニングワイヤ５を介して、金属スリーブ９のクリンプを介して、又は実験によって決められた減衰素子６の予め決められた長さに沿ったインピーダンス整合を制御するように適当な圧力を加える他の任意の機構によって、減衰が行われる。
【００４２】
サスペンションスリーブ２の端部３１と対向する減衰素子６の端部３２は40°から50°の間にカットされていて、そのインピーダンスを導波管４のインピーダンスと適切に整合させることが好ましく、その角度は約45°が好ましい。
【００４３】
減衰素子６からの端部反射を最小限に抑える別の方法は、異なる材料や寸法、圧力を有する別の減衰素子３３を減衰素子６の前面（サスペンションスリーブ２の方を向けて）に設置することである。減衰素子３３は導波管４とより整合した音響インピーダンスを有するように設計されている必要がある。すなわち、これは減衰素子６よりも小さい圧力、又は小さい外径、又は小さい質量密度を有する必要があり、又はそれがエラストマであるならば、小さい硬度を有していて、前端部における反射を最小限に抑えるようになっている必要がある。減衰素子３３は減衰素子６の端面３２と対向する面３４を有している。面３４は通常は導波管４の長手軸にほぼ直角な面を有している。減衰用のスリーブ３３は図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄの減衰素子のうちの任意のものといっしよに使用することができ、図２ａのみに示されている記述がその一般性を制限することはない。また、各々が斜めの面３２を有する図２ｂ、図２ｃ、図２ｄの減衰用スリーブ６といっしよに減衰用スリーブ３３が使用される場合でも、面３４の方向は変わらない。この場合にも面３４は導波管４の長手軸にほぼ直角な面を有する。一般に、この減衰用スリーブ３３は減衰素子６のように効果的に減衰を行うのではなくて、減衰素子６からの反射を減衰させることによって、減衰システムからの音響エネルギ全体を低下させるのである。減衰素子６は主要減衰器として作用し、減衰用スリーブ３３は補助的な減衰器として作用する。
【００４４】
減衰素子６からの前端部反射を最小限に抑えるためのさらに別の方法は、前端部における減衰素子６の内径を拡大することである。この端部はサスペンションスリーブ２と対向する。これは、減衰素子６を導波管４の上に設置する直前の減衰素子６の前端部へフレアツール(flaring tool)を挿入することによって達成され得る。
【００４５】
減衰素子６からの前端部反射を最小限に抑えるためのさらに別の方法は、減衰素子６の前端部の外径から材料を除去することである。この除去部分は、減衰素子６の前端部から測って3.18mmから12.7mm（0.125インチから0.5インチ）でなければならない。これは、例えば、一組のワイヤストリッパを用いて、縒り合わせを覆っているエラストマの一部を除去することによって実現できる。
【００４６】
リターン導体１は図２ａ、図２ｂ、図２ｄに示されているように減衰素子６の上を通っているか、又は図２ｃにおけるように減衰素子６の中を通っている必要がある。図２ｃにおいては、リターン導体１は絶縁されており（他の場合のすべてもそうであろう）、図２ｂのチューニングワイヤ５と同じように動作することもできる。いずれにしても、リターン導体１はハンダ又はクリンプリング７を用いて導波管４の先端に取り付けられ、電気的に接続されて、電流パルスを伝送する回路の残りを形成しなければならない。電流パルスはハウジング１７から始まり、導波管４を通り、リターン導体１を介して戻る。リターン導体は米国特許第3,898,555号に記載されているように、又は当該分野において周知の任意の方法又は周知になるであろう方法で配置される。
【００４７】
内側層２７によって加えられる圧力はほぼ均一であるが、ハウジング１７と対向するサイドにおいて圧力をより小さくし、端部プラグ２０と対向するサイドでは圧力をより大きくすることによって、反射を防止しつつ、与えられた減衰効果を行う減衰素子６の長さを短くすることもできる。
【００４８】
また、リターン導体１を縒り合わせてサスペンションスリーブ２にしてもよいし、エンクロージャチューブ３を導電性にしてもよいし、リターン導体１をエンクロージャチューブ３へ電気的に接続してもよい。そうでなければ、組み付けのときに、リターン導体１とサスペンションスリーブ２をエンクロージャチューブ３の中に挿入する。次に導波管４をサスペンションスリーブ２の中に引き込む。なぜなら、サスペンションスリーブ２の寸法は導波管４がそれとゆるく接触するように設定されているが、過剰には横方向へ動けないようになっているからである。さらに、減衰素子６を導波管４の上に滑り込ませる。
【００４９】
単一の連続したサスペンションスリーブ２のかわりに、図１６に示されているように一連の短いサスペンションスリーブ２を導波管４の長さ方向に沿って配置してもよい。これは別の実施例であり、製造がより困難であると考えられている。こうした一連のスリーブの場合には、外部又は内部の機械的な雑音の結合を遮断するか、又は抑制するためにスペースに注意を払う必要がある。
【００５０】
リターン導体１、サスペンションスリーブ２、エンクロージャチューブ３及び導波管４は、プラスチックで形成されていることが好ましいブラケット１０（図４を参照のこと）によってハウジング１７の中に支持されている。ブラケット１０の詳細については図５〜図１２に示されている。ブラケット１０はベース６０を有している。ベース６０の外径はハウジング１７の主要エンクロージャ６２の内径にほぼ等しい。ベース６０は、ベース６０のリセス６８の両側に配置された二つのフランジ６４，６６を有している。この配置によれば、二つのフランジ６４，６６の間に溝７０（図４を参照のこと）を設けることができる。溝７０の内側にはシールリング１６が設置される。図４に示されているように、シールリング１６はフランジ６４，６６の側壁７２，７４及びリセス６８の外側を向いた壁７６へシールを保った状態で係合される。前に使用したように、「径」という用語は、円形形状を意味しない。図４において、またフランジ６４，６６の形状から最もよくわかるように、ハウジング１７の内部６２は形状がより方形であり、二つの対向する曲線状側部を有している。従って、フランジ６４，６６の形状及び寸法のために、シールリング１６はハウジング１７の主要エンクロージャ６２の内部側壁表面７８とも接触している。従って、シールリング１６はハウジング１７の内部の配線及びコネクタをフランジ６６の表面８０（図４及び図９を参照のこと）に対してシールする機能を発揮する。
【００５１】
ハウジング１７の端部はフランジ１９によって閉じられている。フランジ１９には開口部８２が形成されている。開口部８２はエンクロージャチューブ３を開口部８２の中にきっちりと係合させられるような寸法を有し、フランジ６４，６６とベース６０のリセス６８の中に形成された開口部８４の中へ延びている。開口部８４は開口部８２と同軸であり、開口部８２と同じ寸法を有する。ベース６０はフランジ６６と隣接して形成されている第２の開口部８６も有している。開口部８６は開口部８４と同軸であるが、開口部８４よりも小さい径を有しており、開口部８４，８６の間にショルダ８８を形成している。ショルダ８８にはサスペンションスリーブ２とエンクロージャチューブ３とを組合せたものの端部９０が当接している。
【００５２】
ブラケット１０はベース６０を越えてエンクロージャすなわちハウジング１７の端面９２の方へ延びる延長部９１を有している。延長部９１は開口部８６とブラケット１０の端面９６とブラケット１０の端部９８との間で離間された中間の開口部９４を有している。開口部９４は開口部８４，８６と同軸である。開口部９４はまた部分的にはブラケットカバー１４によって形成されている（図８）。この開口部９４を形成するときに、側方の開口部１００がブラケット１０とカバー１４のノッチ６１との間の隙間によって形成されている。開口部１００は開口部９４と開口部８６との間の内部をブラケットカバー１４に形成されたチャンネル３０と連結している。
【００５３】
サスペンションスリーブ２とエンクロージャチューブ３とを組み合わせたものをショルダ８８へ当接すなわち終端させると、リターン導体１と導波管４の両方が端部９０からハウジング１７の内部へ延びる。リターン導体１は開口部１００を通ってチャンネル３０の中へ以下で説明するような特別な位置合わせによって延びている。導波管４は開口部９４とずっと同軸であり、好ましくは真ちゅうから形成されている導波管固定部材１１によって固定されている。導波管固定部材１１は開口部９４の中へ十分に係合できるような径を有する円筒形状の下端１０１を有している。より大きいほぼ方形のキャップ１０３が導波管固定部材１１の上部を形成している。その間にはショルダ１０５が形成されている。ショルダ１０５は開口部９４の上側又は内側を向いた表面を形成する表面１０２，１０４の上に載っている。別の開口部５５が延長部９１に設けられている。開口部５５の軸は開口部８４，８６，９４の軸と直角である（図１０）。同じ開口部５５が図７に示されているように延長部９１の他方のサイドに形成されている。導波管固定部材１１は、ショルダ１０５が表面１０２，１０４と接触するその着座状態において、固定部材１１が開口部５５の上まで延びないような寸法を有している。導波管固定部材１１はさらにサスペンションスリーブ２及び導波管４と同軸の中央開口部１０６を有している。開口部１０６は導波管４をその中へ挿入できるような寸法を有している。
【００５４】
円筒形状の部材１０８，１１０が端部９８から延びており、ハウジング１７の端部９２と対向している。円筒部材１１０の上側表面１１４は端面９６とほぼ共面であり、端部９２近くに取り付けられたプリント回路基板１２に対するサポートとして作用する。円筒形状部材１０８は端面９６から延びており、回路基板１２に相互的に配置された状態で（図示されていない）係合して、回路基板１２を位置付けして位置合わせしている。プリント回路基板１２には一連の開口部１１６，１１８が設けられており（二つは図示されていない）、リターン導体１が開口部１１６の中を通り、導波管４が開口部１１８の中を通り、まだ述べていないピックアップコイル１３からの別の二つのリードがまだ述べていないローカルバッファ回路の中を通るようになっている。また、プリント回路基板１２は開口部１２０を有している。開口部１２０はリード５０をコネクタ２１からプリント回路基板１２の中へ通せるようにしている。従って、リターン導体１、導波管４、ダミーのリード５０及びこれから説明するローカルバッファ回路を通るピックアップコイル１３のリード３５（これから説明する）は、すべてプリント回路基板１２の中を通り、五つのリード５０として電気コネクタ２１へプリント回路基板１２によって電気的に接続されている（図３）。コネクタ２１はプリント回路基板１２の上に取り付けられており、そこからハウジング１７の端部９２に形成された開口部１２２を通して延びており、コネタタ２１を購入者すなわちユーザが図３に示されているように利用できるようになっている。ハウジング１７はフランジ１９によって閉じられている。フランジ１９は延長部１２４を有しており、延長部１２４にはそれを貫く開口部１２６が設けられており、購入者すなわちユーザの装置へハウジング１７を取り付けられるようになっている。
【００５５】
図７に示されているように、二つの別の開口部１２８，１３０がブラケット１０の延長部９１に設けられている。各開口部１２８，１３０の軸は上述した他の開口部の軸と直角である。開口部１２８は開口部１３０よりも大きく、ピックアップコイル１３を収容できるようになっている（図４）。ピックアップコイル１３は任意のタイプのコイルでよく、従来技術のように小さい巻線数のかわりに、図のように400から2500巻のような大きい巻線数（1800巻が好ましい）を有していることが好ましい。しかし、この発明の一般性を制限することなく、任意の設計にすることができる。ピックアップコイル１３は図４においてはボビン４５の上に巻かれた銅の巻線４０を有している。ピックアップコイル１３からプリント回路基板１２の中へ二つのリード３５が延びている。プリント回路基板１２の上にはローカルバッファ回路が配置されており、そこでリード３５は上述したように電気接続されている。ピックアップコイル１３はピックアップコイル１３の開口部１３２の中に相互的に取り付けられたテープ１５のまわりに同軸に取り付けられている。テープ１５はハウジング１７の方へ外へに向いているボビン４５の端部からピックアップコイル１３の中を通り、導波管４まで延びていて、そこで導波管４へ溶接又はその他の機械的接続方法によって接続されている。テープ１５はボビン４５の端部を越えて長さ１５'にわたって延びている。この長さ１５'は信号と構造的に干渉する。信号はコイル１３の両端に電圧として形成される。この構造的干渉は、信号波がコイル１３を通り過ぎて続き、長さ１５'のすべてを含めたテープ１５の端部で反射し、コイル１３にある遅れ時間で戻って付加的な影響を与えることによって発生する。この結果、任意のタイプのテープ１５又はコイル１３に関係する回路に対して構造的干渉が生じる。テープ１５の端部に対する固定部材すなわちブラケットは長さ１５'をセットするために使用することもできる。テープ１５は一般に強磁性あるいは磁歪材料から形成されており、導波管４と同じ材料でよいが、異なる冶金処理を行ってもよい。従って、開口部１２８をチャンネル３０に近接して配置して、ピックアップコイル１３をリターン導体１の近くに設置し、そうすることによって導波管４への入力パルスのエネルギを低減できる。
【００５６】
図１４に示されているように、ローカルバッファ回路あるいは増幅器はバッファアンプ２４を有し、クリッパーダイオードであるダイオード２２，２３がピックアップコイル１３へ接続されている。バッファアンプ２４の目的は、ピックアップコイル１３を電気的な外部干渉から絶縁し、離れた所に配置される電子回路２６へ接続するための低出力インピーダンス駆動を実現することである。また、これは好ましいことではないが、信号を増幅することに使用してもよい。ローカルバッファ回路は容量を下げるためにピックアップコイル１３に近接して取り付けられる。ローカルバッファ回路にはダイオード２２，２３あるいはトランジスタ３６のようなある種の信号制限デバイスが組み込まれており、図１５のアンプ２４と組み合わせて、特に導波管呼掛けパルスのときに、バッファアンプ２４の信号を定格のレベルに制限する。
【００５７】
図１４又は図１５のローカルバッファ回路あるいはアンプはピックアップコイル１３の直後に組み込まれており、ハウジングあるいはシールド１７の中に収容されている。導波管４を駆動する回路はハウジングあるいはシールド１７の外側に配置される。図１４においては、二つのダイオード２２，２３はピックアップコイル１３と並列に反対方向に接続されている。ピックアップコイル１３の一方のサイドと、各ダイオードの一方のサイドはバッファアンプ２４のベースへ接続されている。バッファアンプ２４のコレクタはピックアップコイル１３及びダイオード２２，２３の他方の端部へ接続されている。ピックアップコイル１３からの信号はバッファアンプ２４の中へ供給される。これによってピックアップコイル１３の電気インピーダンスの大きさは数桁下がる。両方の実施例においてバッファアンプ２４のエミッタは出力になる。使用時には、基板１５７（図１３）上の受信回路は以下で詳しく説明するように、プルアップ抵抗（図示されていない）を使用する。ローカルバッファ回路はピックアップコイル１３の巻線の巻線数が大きいという理由から使われている。従来技術においては、雑音を避けるためにほんの数巻しか設けられておらず、従って数ミリボルトの出力信号しか発生しなかった。上述したようにピックアップコイル１３に対して400から2500巻などの（800巻が好ましい）大きい巻線数にすると、数百ミリボルトの範囲の信号が得られる。しかし、大きい巻線数を有するピックアップコイル１３は大きいインピーダンスを有し、ピックアップコイル１３と出力信号が導かれる電子回路２６との間にポテンシャル雑音(potential noise)を生じる。以下でさらに詳しく説明するように、電子回路２６は通常は別の基板１５７（図１３）上に設けられている。電子回路２６はピックアップコイル１３の位置から5.08cm（2インチ）以上離して配置される。ローカルバッファ回路は高インピーダンスを下げ、従って、ピックアップコイル１３と、以下でさらに詳しく説明するようにリード１５６を介してリード３５から供給される信号を処理する基板１５７（図１３）上の電気回路との間のリード３５，１５６によって拾われる雑音を下げる。また、金属ハウジング１７はその中にピックアップコイル１３とローカルバッファ回路との両方が配置されており、外部雑音をブロックすることによって新しい高インピーダンスの利用を高め、従ってトラスデューサ外部の低インピーダンスを利用した高い信号レベルを発生する。
【００５８】
ダイオード２２，２３は、磁気歪式デバイスを介して受信される信号によってピックアップコイル１３の中に発生される信号のピーク、ひいてはエネルギのピークをクリップ又は制限する。これは、ピックアップコイル１３から供給されるエネルギの量を制限することによって、次の入力に対するピックアップコイル１３の回復を助ける。従って、ポジション磁石はトランスデューサ２５のヘッドへより近付けられる。
【００５９】
図１５のローカルバッファ回路は二つのＰＮＰトランジスタを使用した別の実施例である。トランジスタの一方はエミッタフォロワのバッファアンプ２４であり、他方は逆クリッパーダイオード３６である。従って、信号のピーククリッピングを行うために、ダイオード２２，２３のかわりに、トランジスタ３６のコレクタがバッファアンプ２４のベースへ接続されており、トランジスタ３６のベースがバッファアンプ２４のコレクタへ接続されている。トランジスタ３６のエミッタはどこにも接続されていない。トランジスタ３６のベースからコレクタはダイオードとして使用され、これはリバースダイオードとして動作するエミッタアンプ２４のベースからコレクタへのジャンクションと整合している。
【００６０】
制限ダイオードあるいはトランジスタを有する単ートランジスタ回路は、最小限のコストと寸法を実現するための好ましい方法である。他の実施例も可能であり、複数トランジスタの回路を利用して、増幅、インピーダンス整合、振幅制御又は電圧安定化を行ってもよい。こうした回路は、性能を改善するためにオペアンプその他の集積回路を有していてもよいが、コストが付加される。
【００６１】
ハウジングすなわちシールド１７を有するローカルバッファ回路を使用すると、電気雑音に対する感度を低下させ、信号の品質を維持し、信号を長い距離にわたって伝送することができる。ダイオード２２，２３あるいはトランジスタ２４，３６による飽和の低減によって、戻り信号はモード変換器へより近付き、呼掛けの後の応答時間が非常に短くなる。
【００６２】
開口部１３０は、バイアス磁石１８又は組み付けプロセスのときにその後磁化されるように設置された非磁化磁石材料を受容するような寸法を有している。
【００６３】
導波管アセンブリをハウジング１７の中に組み付けるには、サスペンションスリーブ２、導波管４及びエンクロージャチューブ３をフランジ１９及びブラケット１０の開口部８２，８４の中に挿入した後、導波管４を導波管固定部材１１の中に設置する。導波管４を固定部材１１の中へ挿入した後、それをプリント回路基板１２へ接続する。サスペンションスリーブ２及びエンクロージャチューブ３は、接着か又は図示されていない適当な保持用部材によってブラケット１０の中に保持される。
【００６４】
導波管４を真ちゅうの導波管固定部材１１の中に設置し、プリント回路基板１２へ接続した後、ピックアップコイル１３を取り付ける。リターン導体１を所定の位置に保持し、ブラケットカバー１４を設置し、次にテープ１５を溶接その他の方法で、開口部５５を介して導波管４へ機械的に連結する。テープは上で述べたような順序で取り付ける必要はない。この順序はここに述べられているすべての発明に対して制約と考えるべきではない。次にバイアス磁石１８を設置し、又は上述したように非磁化磁石材料を予め設置し、その後磁化する。最後に、シールリング１６をブラケット１０の溝７０の中に設置する。その後、ブラケット１０、導波管４及びフランジ１９（もしフランジ１９を使用するなら）をアセンブリとしてハウジング１７の中へ挿入する。ハウジング１７は所定の位置にクリンプ及び／又は溶接される。最後に、このデバイスの内側の空気を乾燥した不活性のガスによって置き換え、端部プラグ２０を接着剤などの適当な手段で所定の位置に保持する。
【００６５】
導波管４に対するリターン導体１の距離及び位置を適当な方法で調節して、これら二つのワイヤの中に発生される磁界が互いに打ち消し合うようにすることができる。また、ピックアップコイル１３にすぐ隣接する領域でのリターン導体１の経路を適切化することによって、呼掛けパルスのリンギングを50パーセント又はそれ以上の割合で著しく低減することができる。チューニングワイヤ５に対して上述したような寸法の銅を使用するなど、寸法と磁気特性もリンギングに影響を与える。
【００６６】
トランスデューサ２５は2.54cm（1インチ）の長さ増分又は1.27cmから10.2cm（1/2インチから4インチ）のオーダの他の長さ増分で製造される。これは、導波管４やサスペンションスリーブ２、リターン導体１及びエンクロージャチューブ３を切断するときの固有長の全数を減らすことによって行われる。これによって、トランスデューサ２５の製造のコストや複雑さが減り、よりコスト性能に優れた製品ができる。トランスデューサ２５を利用した完成センサアセンブリは、所望する任意の長さ又は任意の長さ増分で製造することができる。これは、トランスデューサ２５を完成センサアセンブリ内の軸方向の中央位置の±1.27cm（1/2インチ）以内の任意の位置に配置できるようにする完成センサアセンブリ内へのトランスデューサ２５の取り付け手段を提供することによって実現される。完成センサセンブリに対して所望する長さの±1.27cm（1/2インチ）以内の長さであるトランスデューサ２５を、このように完成センサアセンブリ内に設置することによって、所望のセンシング長を精密に実現できる。
【００６７】
図１３は、トタンスデューサ２５を使用して2.54cm（1インチ）の長さ増分（又は1.27cmから10.2cm（1/2インチから4インチ）のオーダの他の長さ増分）で、所望の任意の長さのセンサアセンブリ１５８を製造するための、取り付け手段の一つの実施例を示している。センサアセンブリ１５８は端部キャップ１５５を有するアプリケーションハウジング１５０を有している。トランスデューサ２５は取り付け用ハウジング１７の延長部１２４の開口部１２６に通されたネジファスナ１５２又は他の適当な取り付け手段でアプリケーションハウジング１５０へ固定される。適切な係合を必要とするときには、トランスデューサ２５とアプリケーションハウジング１５０との間にスペーサーブロック１５１を配置する。スペーサーブロック１５１は様々な厚さで利用され、センサアセンブリ１５８の必要なセンシング長及びトランスデューサ２５の一部として供給される導波管４を含むエンクロージャチューブ３の標準長によっては全く使用されない。ファスナ１５２も、スペーサーブロック１５１の厚さに応じて、様々な長さで使用される。図１３においてはトランスデューサ２５は端部キャップ１５５内の可動位置の中央に描かれている。ワイヤーハーネスすなわちリード１５６は、トランスデューサ２５と購入者又は販売者が供給する電子回路基板１５７との間で信号や供給電圧を伝送する。リード１５６は十分な長さ及び可とう性を有しており、トランスデューサ２５は電気コネクタ２１へ接続した後許された位置範囲内の任意の場所に固定できる。電子回路基板１５７は、エンドユーザのシステムと通信したり所望の位置フィードバック信号を提供したりするための必要な呼掛け及び信号の条件回路（当該分野において周知のもの）を提供している。ワイヤーハーネス１５３は電子回路基板１５７へ接続されており、電気回路基板１５７と端部キャップ１５５へ取り付けられた外部コネクタ１５４との間で信号を伝送し電圧を供給する。外部コネクタ１５４はエンドユーザシステム（図示されていない）への接続手段を提供する。
【００６８】
また、この特許願に記載されているトランスデューサは、ハウジング１７によってすべてのデバイスから完全に絶縁又は電気シールドなどでシールドされている。この場合において、トランスデューサは非導電性材料から形成されたマウンティングすなわちスペーサーブロック１５１及びネジファスナ１５２を用いることによって、さらにチューブ３と外部延長チューブ２０２との間に絶縁材料２００を用いることによって取り付けられている。この明細書の一般性を強調するために、導波管アセンブリの特定の実施例が有するすべての特徴が上の説明に記載されているわけではない。
【００６９】
法律による表現要件に従ってここで詳述した実施例における多くの変形を含むここで教示されたこの発明の範囲内において様々の多くの異なった実施例が可能であることから、ここでの詳細は説明のためのものであり、発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、完全なセンシング素子アセンブリの側面図である。
【図２】図２ａは図１のこの発明の好ましい実施例のセンシング素子アセンブリであって、図１の２−２線断面図であり、導波管及びそれを取り囲むスリーブの一部と示しており、導波管端部に設けられた減衰素子を示している。図２ｂは図２ａと同じ断面図であるが、減衰素子と導波管との間にチューニングワイヤを用いている第１の変形例である。図２ｃは図２ａと同じ断面図であるが、減衰素子の上にクリンプされた外側チューブの第２の変形例を示している。図２ｄは図２ａと同じ断面図であるが、別の位置に設けられているリターン導体の第３の変形例を示しており、外側チューブが減衰素子の上にクリンプされている。
【図３】図３はハウジングの端面図であり、コネクタを示している。
【図４】図４は図１のこの発明の好まし実施例のセンシング素子アセンブリであって、図１の４−４線断面図であり、ハウジングの断面と、導波管及びそれを取り囲むスリーブの一部を示しているが、減衰機構は示されていない。
【図５】図５はこの発明の好ましい実施例のブラケットの平面図である。
【図６】図６はこの発明の好ましい実施例のブラケットカバーの平面図である。
【図７】図７はこの発明の好ましい実施例のブラケットの斜視図である。
【図８】図８はこの発明の好ましい実施例のブラケットカバーの第１の斜視図である。
【図９】図９はこの発明の好ましい実施例のブラケットの第２の斜視図であり、ブラケットをこの発明の好ましい実施例のブラケットカバーと並置された状態で示し〒いる。
【図１０】図１０はこの発明の好ましい実施例のブラケットの第３の斜視図であり、並置されたブラケットカバーを示している。
【図１１】図１１は図９及び図１０に示されたこの発明の好ましい実施例のブラケットの端部とは反対側の端部からの斜視図であり、ブラケットに並置されたブラケットカバーを示している。
【図１２】図１２はこの発明の好ましい実施例のブラケットの別の側面図である。
【図１３】図１３はこの発明の好ましい実施例のトランスデューサを用いたセンサアセンブリの断面図である。
【図１４】図１４はこの発明のローカルバッファ回路の好ましい実施例である。
【図１５】図１５はこの発明のローカルバッファ回路の好ましい実施例である。
【図１６】図１６は図１の２−２線に沿った図１のこの発明の別の実施例のセンシング素子アセンブリの断面図であり、導波管及びそれを取り囲むスリーブの一部を示しており、導波管の端部に設けられた減衰素子を示している。
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、変位又は距離測定用の磁気歪式トランスデューサにおける細長い導波管に対する減衰素子(damping element)及び導波管サスペンションデバイスと、こうしたデバイス用に使用する回路に関する。さらに詳しくは、この発明は、減衰素子と、導波管サスペンションと、変位又は距離測定のために設けられローカルバッファ回路を使用しているモジュール構造を有するモジュール構造の磁気歪式トランスデューサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の説明
磁界を介して導波管に沿って電流パルスを印加したときに導波管の中に発生するねじれ歪波を伝搬させる細長い導波管を有するような磁気歪式トランスデューサは、当該分野においては周知のものである。電流パルスを導波管に沿って加えたときに導波管と相互作用する可動式の磁石を使用した一般的な直線距離測定デバイスが米国特許第3,898,555号に開示されている。
【０００３】
来国特許第3,898,555号に開示されているような種類の従来のデバイスは、少なくともパルスを発生するための電子回路も収容している保護用ハウジングの中に閉じ込められたセンサ素子も有しており、購入者のためにこのデバイスと協働する取り付け手段を提供している。
【０００４】
米国特許第5,313,160号は、センサと電子回路のアセンブリをアプリケーションパッケージから取り外すことができるようなモジュール設計について教示している。アプリケーションパッケージの中には、外側ハウジングが設けられている。外側ハウジングは、購入者が、センサと電予回路のアセンブリのアタッチメントを、位置を測定しようとしている端部デバイスへ取り付けるために使用される。従来の技術のどれも、ローカルバッファ回路を除くどの電子回路をも排除するものではない。
【０００５】
これまでのセンサ設計は、外側ハウジングや電子回路などを含むユニット全体の製造が完了するまで、慎重な取り扱いを必要とした。また、従来の技術は導波管の製造が困難であり、導波管を支持して所望の音響歪波の反射を防止するために高価な方法を利用している。従来の高性能の導波管サスペンションシステムは薄いエラストマのスペーサーディスクを利用しており、これらのディスクは導波管の長さ全体に沿って個々に設置されている。ディスクの設置は、通常は時間のかかる手作業である。現在使用されている最も性能のよい減衰用デバイスは、中央に穴を有する成形ゴム素子である。これらは成形が困難であり、設置に時間がかかる。
【０００６】
導波管の末端部と導波管の取り付け端部の両方における音響歪波の反射を防止するための、別の導波管用の減衰用デバイスが米国特許第3,898,555号に開示されている。これらのデバイスは一般に軟らかいラバーパッドであり、このラバーパッドは導波管のまわりにクランプされていて音響歪波エネルギを吸収して、発生するパルスの反射を最小限に抑え、さらに反射波と検出しようとする音響歪波信号との干渉を低減する。減衰用デバイスと、導波管を末端部に固定するための構造は、米国特許第3,898,555号に述べられているように、この種の従来技術に対しては音響導波管のピックアップ素子から離れた端部においてかなりの長さになる可能性がある。例えば、液面レベルをトランスデューサによって検出している場合には、できる限りタンクの底部に近接したところで導波管を動作可能(operable and active)にし、そうすることによって、ピックアップ素子から離れた端部における導波管サポートの長さを、そうした端部及びピックアップエレメントが取り付けられている導波管の取り付け端部における別個の減衰用デバイスの長さも含めて、最小限に抑えることが望ましい。
【０００７】
さらに、従来の技術においては、音響歪波エネルギを減衰用デバイスの中に伝達して消散させるような機械インピーダンスを実現するためには、減衰用材料の密度(mass density)が極めて重要である。減衰用デバイスへの導波管の結合も効率的がよくなければならない。減衰媒質による音響歪波エネルギの消散によって減衰が実現されると従来技術では考えられていた。
【０００８】
当該分野においてはまた、振動を減衰させる性能を有していることから、ゴムタイプの減衰媒体が使用されている。しかし、この材料は水の凍結温度に近い温度で硬化し、華氏200度以下の温度において極めて軟らかくなる。同じことが、エポキシ又はウレタンエラストマに対しても当てはまる。こうした特性の大きい変化のために、「前」端部反射と「末」端部反射の特性が温度によって急激に変化する。
【０００９】
当該分野においてはまた、二つの異なる硬度及び／又は導波管に対する異なる負荷圧力を有するシリコーンゴムのダンパが使用されている。前端部反射（入力端）を最小限に抑えるには低圧力で低硬度のシリコーンゴムが利用され、末端部あるいは終端部において減衰を行うには大きいクランプ力と大きい硬度のシリコーンゴムが組み合わされて利用されている。弾力性が大きく、弾力性が大きいと減衰セクションを長くする必要があるため、シリコーンゴムの利用は減衰媒体としては妥協策と考えられている。シリコーンゴムは実際に広い温度範囲にわたって良好な安定性を有しており、このことは減衰用材料としては重要な利点である。
【００１０】
効率のよい減衰用材料に対する必要性は、トランスデューサが循環モードセンシング(circulation mode sensing)として知られているものを使用しているときに特に明白となる。循環モードにおいては、センサが音響歪波信号を受け取るたびに、新たな電流パルスが送られ、これによって音響歪波パルスの周波数が高くなり、反射の結果、雑音が形成される。有効な減衰が行われていないと、「雑音」形成によって検出技術の有用性が低下する。なぜなら、特に音響歪波信号は従来の技術においては振幅が小さいからである。従って、従来の技術においては、導波管の端部取り付け構造とともに減衰用材料を短くすることができて、導波管自身との結合をよくし、エネルギを消散させる性能を持たせられるのが理想的である。これらはすべて従来の技術においては十分には達成されていなかった。信号強度を上げる他のアプローチについては、主信号を増強するために導波管の端部からの位相シフトした反射を使用している米国特許第4,952,873号を参照のこと。
【００１１】
減衰を行うための別の方法が、米国特許4,958,332号に記載されている。この特許は改良された減衰方法について教示している。この減衰デバイスは、導波管に付着し結合する非常に粘性の高い流動性の材料を有している。この材料は、長さ方向に沿って質量密度を変化させるために、金属粉末などの質量密度変更用の添加剤を有している。この減衰用材料は適当なハウジングを用いて導波管に対して保持されている。ハウジングは選択された圧力で導波管へ装着される。この方法は有効であるが、製造が困難である。
【００１２】
従来技術においてはまた、ゴム製の二つの対部材（フラットシート）を使用して、導波管を金属クランプで囲み、それらを導波管のまわりに保持し、入力側で導波管に圧力を加えている。しかし、これはかなり高価である。
【００１３】
電子回路が導波管サスペンションデバイスの内部に含まれていること、導波管サスペンションに対して高価な手段が利用されていること、従来の技術は導波管サスペンション機構と減衰機構との間の関係について述べていない点で、従来の技術には欠点がある。従来の技術はまた、モード変換器（機械的なエネルギを電気的なエネルギに、又は電気的なエネルギを機械的なエネルギに変換する任意のデバイス）を入力パルス源へ密接に結合しておらず、デバイスの入力端においてモード変換器のテープコンポーネントの端部からの反射エネルギを利用しているという欠点がある。
【００１４】
従来技術においてはまた、モード変換器用の例えば2400以上の大きい巻線数を有するコイルと、ピックアップコイルである巻線数が小さいモード変換器用コイルを使用することが知られている。
【００１５】
米国特許第4,952,873号には、音波の反射点を形成する、取り付け端部において導波管を支持する導波管取り付け用ブロックも開示されている。このブロックは信号センサからの距離が正確に位置付けされている。このブロックは信号ローブ時間(lobe time)の半分の間に音波によって移動され、反射波は入ってくる信号波への付加信号となるようになっている。従来の技術における他のものは、同じ目的を達成するために取り付け用ブロックを用いずに導波管の長さを選択している。
【００１６】
一般的な背景については、エス・シー・ロジャース(S.C.Rogers)とジー・エヌ・ミラー(G.N.Miller)の「ウルトラソニック・レベル・テンペラチャ・アンド・デンシテイ・センサ(Ultrasonic Level，Temperature and Density Sensor)」（IEEE Transactions on Nuclear Science，Vol.NS-29,No.1,1982年2月）を参照のこと。
【特許文献１】米国特許第3,898,555号明細書
【特許文献２】米国特許第5,313,160号明細書
【特許文献３】米国特許第4,952,873号明細書
【特許文献４】米国特許第4,958,332号明細書
【非特許文献１】"Ultrasonic Level，Temperature and Density Sensor" by S.C.Rogers and G.N.Miller, IEEE Transactions on Nuclear Science，Vol.NS-29, No.1, February 1982
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
この発明の目的は、製造及び組立が容易な導波管支持機構及び減衰機構を提供することである。
【００１８】
この発明の別の目的は、取り外し可能であり交換可能なセンサ素子をベースとしたオプションのパッケージングを容易にすることである。
【００１９】
この発明の別の目的は、購入者が彼らの製品へ組み入れるのに適した頑丈なセンサ素子を提供することである。
【００２０】
この発明の目的は、磁気歪式トランスデューサに対して、テープとコイルモード変換器との結合をよくすることのできるローカルバッファ回路を提供することである。
【００２１】
この発明の別の目的は、小型で、センサーシールドの内側に設けられ、一方においてセンサシールドの外側に信号発生器を有するようなローカルバッファ回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
発明の概要
この発明は磁気歪式の変位又は距離測定用トランスデューサで用いられる導波管などの細長い部材に対する末端構造に関する。この末端構造は、ねじれ歪波あるいは縦歪波などの反射波を適切に防止し、末端においてあまり大きい長さを占めない。従って、例えば、導波管は細長い部材の端部に近接して動作が可能(operable and active)であり、一方では、この末端部構造は導波管に沿って伝搬する音響歪波の反射を防止する。
【００２３】
サスペンションはまず、細長い部材の動きを制限するとともに、これを外部の音響エネルギからシールドすることによって実現されている。このようにして、誤った応答を引き起こす可能性のある衝撃及び振動の刺激もなくされる。これは、導波管などの細長い部材をサスペンション素子あるいはスリーブで囲んでしまうことにより実現されている。スリーブの寸法は導波管がスリーブと緩い接触を行うようなものになっているが、しかし横方向に動き過ぎないようにしている。スリーブを形成するために使用されている繊維は、セラミック、金属、ポリマ、ガラスなどからなる細くて硬い材料又はそれらの組合せである。スリーブはまた異なる材料の層からなる複合チューブでもよい。このチューブはゴム引きの複合グラスファイバーチューブ構造でもよい。スリーブの上にエンクロージャを取り付けてもよい。従って、導波管などの細長い部材はエンクロージャの中でクッション性が付与される。実際の減衰は導波管の端部の上に滑り込まされた減衰素子によって行われる。減衰素子はサスペンション素子と類似しているが、最適な減衰を実現するように寸法が決められている。トランスデューサのヘッドと対向する端部は約45°にカットされており、導波管などの細長い部材とのより適切なインピーダンス整合がとられている。
【００２４】
サスペンションはまた導波管をブラケットで終端することによって実現されている。ブラケットは、導波管と、ピックアップコイル及び磁石から離間して設けられたリターン導体とを保持し、導波管をピックアップコイルの中に挿入したテープヘ取り付けられるようにするために使われている。
【００２５】
導波管に沿って伝送するパルス信号を発生するための電子回路は、モジュール式に構成された磁気歪式トランスデューサの電子回路の中には含まれていない。このデバイスの電子回路には基本信号が含まれている。
【００２６】
この発明はまた、磁気歪式の変位又は距離測定用トランスデューサといっしよに使用される導波管などの細長い部材に対する末端部構造で使用されるローカルバッファ回路に関する。ローカルバッファ回路は、末端部におけるねじれ歪波あるいは縦歪波の反射波を適切に防止し、末端部においてあまり大きい長さを占めない。このローカルバッファ回路は入力端における信号の影響を減衰させる。また、モード変換器が400〜2500巻といった大きい巻線数を有するピックアップコイルを有している場合には、モード変換器へ入る雑音を抑える。従って、例えば、モード変換器は細長い部材の入力端に配置されて、細長い部材の端部に近接して動作し駆動される。一方、末端部構造は導波管に沿って伝搬する音響歪波の反射を防止する。このローカルバッファ回路は、ピックアップコイルから供給されるエネルギ量を制限することによって、受信信号によってモード変換器が飽和しないように保護し、次の信号に対するピックアップコイルの回復を助ける。ローカルバッファ回路中のダイオード又は一組のトランジスタがピックアップコイルへ並列に接続されており、受信信号のピークをクリッピングし、呼掛け(interrogation)パルスの結果としてピックアップコイルの中に発生するエネルギを制限する作用を行う。従って、ポジション磁石(position magnet)（ここには示されていないが、米国特許第3,898,555号には記載されている）をトランスデューサのヘッドへ一層近付けることができる。
【００２７】
一般に、モード変換器はテープのまわりに同軸に取り付けられたピックアップコイルを有している。ローカルバッファ回路はピックアップコイルのすぐ後ろに組み込まれる。ローカルバッファ回路はピックアップコイルと並列に設けられたエミッタ増幅器を有し、ピックアップコイルのインピーダンスを数桁下げることができるようになっている。モード変換器をハウジングなどによってシールドすると、バッファはシールドすなわちハウジングの内側に配置され、磁気歪式デバイスに対する信号発生器すなわち導波管の駆動回路はシールドの外側に配置される。ローカルバッファ回路を使用すると、電気雑音に対する感度を低下させ、信号品質を維持し、信号を長い距離にわたって伝送することができる。
【００２８】
パルス信号を発生して導波管に沿って伝送するための電子回路は、磁気歪式トランスデューサの電子回路には含まれていない。このデバイスの電子回路は基本信号とローカルバッファ回路を含んでいる。
【００２９】
この発明の特徴及び目的をさらに理解するには、以下の図面を参照する必要がある。図面では類似した部材は同じような参照番号で表されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
好ましい実施例及び別の実施例の詳細な説明
米国特許第3,898,555号に記載されているような従来のもの、又は現在市販されているトランスデューサ、又は減衰素子を目的として将来導入されるかもしれないその他の任意のトランスデューサを含めたトランスデューサすなわちセンシング素子アセンブリが図１に参照番号２５として示されている。トランスデューサ２５は変位及び／又は距離を測定するために、又はその他の測定のために使用されるが、この発明の減衰デバイスはそれらのうちの任意のものに対して適用が可能である。この発明に使用されるトランスデューサのタイプは、トランスデューサといっしょに使用される減衰素子に関するここでの開示内容に制限されると考えるべきではない。また、導波管の好ましい機械的取り付けを示す機械構造を除いて、トランスデューサの一般的なタイプが導波管サスペンションに関するここでの記載に制限されると考えるべきではない。また、ローカルバッファ回路を除いて、導波管といっしよに使用されるモード変換器を制限していると考えるべきではない。トランスデューサは、ローカルバッファ回路を除いて、導波管といっしよに使用される特定のタイプの電子回路に制限されると考えるべきではない。さらに、リターンパルスを電気的に発生するとき、そしてリターンパルスを介してデバイスの購入者あるいはユーザの任意の電子回路とインターフェースするうえでのトランスデューサの一般的なタイプ及び特徴は、実施例として示されている機械構造やローカルバッファ回路を含むプリント回路基板を除いて、ここでの記載に制限されると考えるべきではない。
【００３１】
トランスデューサ２５はエンクロージャチューブ３の中に収容されている細長い導波管アセンブリを有している。エンクロージャチューブ３と導波管アセンブリは、一端において端部フランジ１９を介してハウジング１７によって機械的に支持されている。導波管アセンブリは外側にエンクロージャチューブ３を有し、エンクロージャチューブは同軸の細長い内側の導波管４を取り囲んでいる（図２を参照のこと）。この明細書において「図２」という場合にはは、常に図２ａ〜図２ｄの実施例のすべてを意味している。電流は導波管４の中を流れ、導波管４へ電気的に接続されたリターン導体(return conductor)１を介して戻る。一般に、導波管アセンブリとエンクロージャチューブ３の上には、エンクロージャチューブ３の上にこれと同軸に設置された磁石（図示されていない）が取り付けられている。磁石は米国特許第3,898,555号により詳しく説明されているように、電流パルスと相互作用する。導波管４とリターン導体１を通過した後歪波パルスがハウジング１７へ戻ると、当該分野において周知の又は周知のものになるであろう任意のタイプの適当なモード変換器（部分的に図示されている）によって、これに接続された電子回路２６などの任意の電子回路へコネクタ２１を介して電気信号が供給される。導波管４とリターン導体１の設置については以下でより詳しく説明する。
【００３２】
回路２６の構造は、トランスデューサ２５の使用に依存し、構造が異なるにもかかわらずこの発明の導波管サスペンションスリーブ２及びモジュール構造素子と協働して動作する。回路２６の構造はこの発明を制限すると考えるべきではない。従って、図１４又は図１５に示されているローカルバッファ回路９５を除いて一般性を強調するために、回路２６に対する特定の機構が示されているわけではないし、回路２６への信号の任意の条件を用いることができる。さらに、この発明の導波管サスペンションスリーブ２の機構は任意のトランスデューサ２５への適用、変位及び／又は距離を測定するための導波管４への適用、及び／又は磁歪その他の原理（圧電性又は米国特許第3,898,555号に記載されているようなもの）を用いた測定のための導波管４への適用が可能であることに留意すべきである。しかし、モジュール式のアセンブリに対しては、ある程度はハウジング１７内の素子の機械的な配置に依存する。従って、例えばハウジング１７内の素子の特定の機械的配置が取り付けに好ましいものとして示されているが、一般性を制限するものではない。取り付け以外の機構は、米国特許3,898,555号に示されているようなものを含めて任意のものでよいし、当該分野において周知の他のものでもよいし、当該分野において考えられているものでもよいし、当該分野において設計中のものでもよい。同じ理由から、使用する磁石のタイプや使用する用途については述べられておらず、用途は任意のものでよい。最後に、減衰素子６（図２を参照のこと）と導波管サスペンションスリーブ２と導波管アセンブリの末端部におけるトランスデューサ２５の他の部分との間の相互作用をある程度示す必要性があるため、以下で説明するエンクロージャチューブ３（図２を参照のこと）の実施例を、導波管サスペンションスリーブ２及び減衰素子６とともに示す。これは発明を制限するものではなく、単に説明のためのものである。導波管サスペンションスリーブ２は上述した導波管アセンブリの任意のタイプといっしよに使用することができる。
【００３３】
ハウジング１７から離れたエンクロージャチューブ３の末端部の断面図が図２に示されており、末端部には端部プラグ２０が設けられている。エンクロージャチューブ３の中には不活性ガスが導入され、絶縁とシーリングが増強されている。端部プラグ２０は流体や他の材料がエンクロージャチューブ３の中へ流入しないようにしている。端部プラグ２０を有する導波管アセンブリの端部は、トランスデューサ２５がタンクの中の液体のレベルを求めるために使用されるときには、通常、タンクの底部に位置する端部となり、トランスデューサ２５が距離を測定するために使用されるときには、変位の端に位置する。背景において述べたように、端部プラグ２０に隣接したデッドゾーン、すなわち信号を発生しない領域はできる限り短くし、なおかつ音響歪波信号を減衰させるという目的は果して、反射した歪波が、米国特許第3,898,555号に述べられているように、距離又はレベルを表す所望の歪波戻り信号と干渉しないようにすることが望ましい。
【００３４】
図２に示されているように、導波管４は、サスペンションスリーブ２及びエンクロージャチューブ３を含む同心状の層からなるエンクロージャ機構によって囲まれている。サスペンションスリーブ２は管状の縒り合わせスリーブか、エラストマスリーブか、コンポジットスリーブからなっている。サスペンションスリーブは、導波管４の横方向の動きを制限を有し、導波管４を振動や外部の音雑音から絶縁し、なおかつ導波管４とは接触せずに、電流と外部磁石との相互作用によって発生された音響歪波信号を減衰させるような幾何形状を有している。サスペンションスリーブ２は導波管４と同軸であり、その長さのほぼ全体にわたって導波管４を取り囲んでいるか、又は少なくともその大部分を取り囲んでいる。サスペンションスリーブ２は、導波管４の長さのほぼ全体にわたって、又は少なくともその大部分にわたって、外側のエンクロージャチューブ３の内側に、これと同軸に取り付けられている。
【００３５】
サスペンションスリーブ２の内径は導波管４の動きを制限するために十分に小さくなければならず、しかし導波管４を保持したり掴んだり締め付けたり、又は圧縮したりすることのないように十分大きくなければならない。サスペンションスリーブ２が導波管４を圧縮したり保持したり掴んだり締め付けたりすると、導波管４に沿った音響歪波信号が減衰する。ワイデマン(Wiedemann)効果によって従来技術における大きい音響歪波信号が増強されることはなく、他の機構によって発生する雑音からそれを区別することが困難になっている。従って、信号の減衰は従来技術においては避けなければならない現象であることが知られている。
【００３６】
サスペンションスリーブ２の外径は、エンクロージャチューブ３の中でのサスペンションスリーブ２の横方向の動きを制限するのに十分なだけ大きくなければないが、以下で説明するようにリターン導体１といっしよにエンクロージャチューブ３の内径の内側に容易に取り付けられるようにするだけ十分に小さくなければならない。また、エンクロージャチューブ３の制限を行う必要なくサスペンションスリーブ２を設けることも可能であり、エンクロージャチューブ３の使用は、この発明を制限したり、又は導波管サスペンションを制限すると考えるべきではない。総じて、導波管４は、衝撃や振動の刺激からクッションで保護してそれに関係する誤った応答がなくなるように支持されなければならない。
【００３７】
サスペンションスリーブ２は内側層２７と外側層２９を有している。サスペンションスリーブ２の内側層２７を形成している繊維は非導電性であり、セラミック、ガラス、金属、ポリマなどの細くて硬い材料又はそれらの組合せである。こうした繊維のストランド数及びウィーブ構造は、一般にダイヤモンド、レギュラー、ヘルクレス(hercules)又はその他のウィーブ(weave)パターンの8から16のストランドである。こうしたストランド数及びウィーブ構造によれば、サスペンションスリーブ２は導波管４とエンクロージャチューブ３の間のクッションとして作用することが可能である。内側層２７の内側かつ導波管４の外側には、内側層２７が導波管４のまわりにゆるく係合するように隙間２８が設けられている。サスペンションスリーブ２の外側層２９は内側層２７の形状を保つのに役立っており、エンクロージャチューブ３から内側層を絶縁している。外側層２９は一般にシリコーンゴムなどの軟らかい材料であり、内側層２７の第２の層である。
【００３８】
サスペンションスリーブ２は、端部プラグ２０の方を向いた末端側の端部３１で終端している。サスペンションスリーブ２の端部３１には減衰素子６が並置されている。減衰素子６は導波管４の端部の上へ滑り込まされており、導波管４と同軸であり、サスペンションスリーブと同様に一般に円筒形状を有している。しかし、減衰素子６は導波管４の上にゆるい状態で係合されているのではなく、減衰を行うために導波管４の上に締め付けられている。従って、図２ａ及び図２ｂに示されているように、減衰素子６の外側層２９は導波管４のまわりにぴったりと係合している。また、減衰素子６の外側層２９は通常はシリコーンゴムなどの軟らかい材料から形成されているが、通常は、サスペンションスリーブ２の外側層２９のようにエンクロージャチューブ３に接触していることはない。しかし、そのかわりに内側層２７へ圧力を加えていて、この圧力の量を制御するような寸法を有している。この結果、導波管４へは圧力が加わる。こうして、減衰素子６の外側層２９とエンクロージャチューブ３の内側表面との間には隙間が形成される。
【００３９】
さらに、0.127mmから0.406mm（0.005インチから0.016インチ）の範囲の直径を有するチューニングワイヤ５（図２ｂを参照のこと）がくさび(wedge)として用いられ、導波管４に対する内側層２７の圧力が制御されている。チューニングワイヤ５は導波管４に隣接しており、減衰素子６の内側層２７にほぼ沿って延びていて内側層２７に囲まれている。これは減衰素子６の音響インピーダンスを変更するために使用されるが、徐々にそれを行うことによって音響歪波信号が減衰素子６によって囲まれている導波管４に沿って徐々に減衰されるようになっている。このように、インピーダンスが急に変わって反射を生じることはなく、そのかわりに減衰素子６に沿った音響歪波の振幅の減衰が行われる。図２ｂのみに示されているチューニングワイヤ５は図２ａ〜図２ｄの構造の任意のものといっしよに使用することができ、上述した目的のためにその他の任意の減衰素子で使用することができることに留意すべきである。
【００４０】
また、減衰素子６は導波管４の中を伝搬する音響歪波パルスの最適な減衰を実現するために使用されているため、そして導波管４と減衰素子６との適切な音響整合は内側層２７によって導波管４に加えられる圧力によって決まるため、チューニングワイヤ５以外の他の機構を使用することもできる。図２ｃ及び図２ｄに示されているように、広い温度範囲にわたって使用することができる減衰素子６は、内側層２７と同種の短い縒り合わされたスリーブ８からなっているが、この縒り合わされたスリーブ８はより直径が大きい金属スリーブ９の中に同軸に挿入されている。このスリーブ８、９のアセンブリを導波管４の端部へ滑り込ませる。金属スリーブ９はクリンプされていて、縒り合わせスリーブ８が導波管４と十分な圧力で接触して必要な減衰作用を実現するようになっている。
【００４１】
従って、図２ａ〜図２ｄからわかるように、外側層２９の圧力を介して、内側層２７の中に捕捉されたチューニングワイヤ５を介して、金属スリーブ９のクリンプを介して、又は実験によって決められた減衰素子６の予め決められた長さに沿ったインピーダンス整合を制御するように適当な圧力を加える他の任意の機構によって、減衰が行われる。
【００４２】
サスペンションスリーブ２の端部３１と対向する減衰素子６の端部３２は40°から50°の間にカットされていて、そのインピーダンスを導波管４のインピーダンスと適切に整合させることが好ましく、その角度は約45°が好ましい。
【００４３】
減衰素子６からの端部反射を最小限に抑える別の方法は、異なる材料や寸法、圧力を有する別の減衰素子３３を減衰素子６の前面（サスペンションスリーブ２の方を向けて）に設置することである。減衰素子３３は導波管４とより整合した音響インピーダンスを有するように設計されている必要がある。すなわち、これは減衰素子６よりも小さい圧力、又は小さい外径、又は小さい質量密度を有する必要があり、又はそれがエラストマであるならば、小さい硬度を有していて、前端部における反射を最小限に抑えるようになっている必要がある。減衰素子３３は減衰素子６の端面３２と対向する面３４を有している。面３４は通常は導波管４の長手軸にほぼ直角な面を有している。減衰用のスリーブ３３は図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄの減衰素子のうちの任意のものといっしよに使用することができ、図２ａのみに示されている記述がその一般性を制限することはない。また、各々が斜めの面３２を有する図２ｂ、図２ｃ、図２ｄの減衰用スリーブ６といっしよに減衰用スリーブ３３が使用される場合でも、面３４の方向は変わらない。この場合にも面３４は導波管４の長手軸にほぼ直角な面を有する。一般に、この減衰用スリーブ３３は減衰素子６のように効果的に減衰を行うのではなくて、減衰素子６からの反射を減衰させることによって、減衰システムからの音響エネルギ全体を低下させるのである。減衰素子６は主要減衰器として作用し、減衰用スリーブ３３は補助的な減衰器として作用する。
【００４４】
減衰素子６からの前端部反射を最小限に抑えるためのさらに別の方法は、前端部における減衰素子６の内径を拡大することである。この端部はサスペンションスリーブ２と対向する。これは、減衰素子６を導波管４の上に設置する直前の減衰素子６の前端部へフレアツール(flaring tool)を挿入することによって達成され得る。
【００４５】
減衰素子６からの前端部反射を最小限に抑えるためのさらに別の方法は、減衰素子６の前端部の外径から材料を除去することである。この除去部分は、減衰素子６の前端部から測って3.18mmから12.7mm（0.125インチから0.5インチ）でなければならない。これは、例えば、一組のワイヤストリッパを用いて、縒り合わせを覆っているエラストマの一部を除去することによって実現できる。
【００４６】
リターン導体１は図２ａ、図２ｂ、図２ｄに示されているように減衰素子６の上を通っているか、又は図２ｃにおけるように減衰素子６の中を通っている必要がある。図２ｃにおいては、リターン導体１は絶縁されており（他の場合のすべてもそうであろう）、図２ｂのチューニングワイヤ５と同じように動作することもできる。いずれにしても、リターン導体１はハンダ又はクリンプリング７を用いて導波管４の先端に取り付けられ、電気的に接続されて、電流パルスを伝送する回路の残りを形成しなければならない。電流パルスはハウジング１７から始まり、導波管４を通り、リターン導体１を介して戻る。リターン導体は米国特許第3,898,555号に記載されているように、又は当該分野において周知の任意の方法又は周知になるであろう方法で配置される。
【００４７】
内側層２７によって加えられる圧力はほぼ均一であるが、ハウジング１７と対向するサイドにおいて圧力をより小さくし、端部プラグ２０と対向するサイドでは圧力をより大きくすることによって、反射を防止しつつ、与えられた減衰効果を行う減衰素子６の長さを短くすることもできる。
【００４８】
また、リターン導体１を縒り合わせてサスペンションスリーブ２にしてもよいし、エンクロージャチューブ３を導電性にしてもよいし、リターン導体１をエンクロージャチューブ３へ電気的に接続してもよい。そうでなければ、組み付けのときに、リターン導体１とサスペンションスリーブ２をエンクロージャチューブ３の中に挿入する。次に導波管４をサスペンションスリーブ２の中に引き込む。なぜなら、サスペンションスリーブ２の寸法は導波管４がそれとゆるく接触するように設定されているが、過剰には横方向へ動けないようになっているからである。さらに、減衰素子６を導波管４の上に滑り込ませる。
【００４９】
単一の連続したサスペンションスリーブ２のかわりに、図１６に示されているように一連の短いサスペンションスリーブ２を導波管４の長さ方向に沿って配置してもよい。これは別の実施例であり、製造がより困難であると考えられている。こうした一連のスリーブの場合には、外部又は内部の機械的な雑音の結合を遮断するか、又は抑制するためにスペースに注意を払う必要がある。
【００５０】
リターン導体１、サスペンションスリーブ２、エンクロージャチューブ３及び導波管４は、プラスチックで形成されていることが好ましいブラケット１０（図４を参照のこと）によってハウジング１７の中に支持されている。ブラケット１０の詳細については図５〜図１２に示されている。ブラケット１０はベース６０を有している。ベース６０の外径はハウジング１７の主要エンクロージャ６２の内径にほぼ等しい。ベース６０は、ベース６０のリセス６８の両側に配置された二つのフランジ６４，６６を有している。この配置によれば、二つのフランジ６４，６６の間に溝７０（図４を参照のこと）を設けることができる。溝７０の内側にはシールリング１６が設置される。図４に示されているように、シールリング１６はフランジ６４，６６の側壁７２，７４及びリセス６８の外側を向いた壁７６へシールを保った状態で係合される。前に使用したように、「径」という用語は、円形形状を意味しない。図４において、またフランジ６４，６６の形状から最もよくわかるように、ハウジング１７の内部６２は形状がより方形であり、二つの対向する曲線状側部を有している。従って、フランジ６４，６６の形状及び寸法のために、シールリング１６はハウジング１７の主要エンクロージャ６２の内部側壁表面７８とも接触している。従って、シールリング１６はハウジング１７の内部の配線及びコネクタをフランジ６６の表面８０（図４及び図９を参照のこと）に対してシールする機能を発揮する。
【００５１】
ハウジング１７の端部はフランジ１９によって閉じられている。フランジ１９には開口部８２が形成されている。開口部８２はエンクロージャチューブ３を開口部８２の中にきっちりと係合させられるような寸法を有し、フランジ６４，６６とベース６０のリセス６８の中に形成された開口部８４の中へ延びている。開口部８４は開口部８２と同軸であり、開口部８２と同じ寸法を有する。ベース６０はフランジ６６と隣接して形成されている第２の開口部８６も有している。開口部８６は開口部８４と同軸であるが、開口部８４よりも小さい径を有しており、開口部８４，８６の間にショルダ８８を形成している。ショルダ８８にはサスペンションスリーブ２とエンクロージャチューブ３とを組合せたものの端部９０が当接している。
【００５２】
ブラケット１０はベース６０を越えてエンクロージャすなわちハウジング１７の端面９２の方へ延びる延長部９１を有している。延長部９１は開口部８６とブラケット１０の端面９６とブラケット１０の端部９８との間で離間された中間の開口部９４を有している。開口部９４は開口部８４，８６と同軸である。開口部９４はまた部分的にはブラケットカバー１４によって形成されている（図８）。この開口部９４を形成するときに、側方の開口部１００がブラケット１０とカバー１４のノッチ６１との間の隙間によって形成されている。開口部１００は開口部９４と開口部８６との間の内部をブラケットカバー１４に形成されたチャンネル３０と連結している。
【００５３】
サスペンションスリーブ２とエンクロージャチューブ３とを組み合わせたものをショルダ８８へ当接すなわち終端させると、リターン導体１と導波管４の両方が端部９０からハウジング１７の内部へ延びる。リターン導体１は開口部１００を通ってチャンネル３０の中へ以下で説明するような特別な位置合わせによって延びている。導波管４は開口部９４とずっと同軸であり、好ましくは真ちゅうから形成されている導波管固定部材１１によって固定されている。導波管固定部材１１は開口部９４の中へ十分に係合できるような径を有する円筒形状の下端１０１を有している。より大きいほぼ方形のキャップ１０３が導波管固定部材１１の上部を形成している。その間にはショルダ１０５が形成されている。ショルダ１０５は開口部９４の上側又は内側を向いた表面を形成する表面１０２，１０４の上に載っている。別の開口部５５が延長部９１に設けられている。開口部５５の軸は開口部８４，８６，９４の軸と直角である（図１０）。同じ開口部５５が図７に示されているように延長部９１の他方のサイドに形成されている。導波管固定部材１１は、ショルダ１０５が表面１０２，１０４と接触するその着座状態において、固定部材１１が開口部５５の上まで延びないような寸法を有している。導波管固定部材１１はさらにサスペンションスリーブ２及び導波管４と同軸の中央開口部１０６を有している。開口部１０６は導波管４をその中へ挿入できるような寸法を有している。
【００５４】
円筒形状の部材１０８，１１０が端部９８から延びており、ハウジング１７の端部９２と対向している。円筒部材１１０の上側表面１１４は端面９６とほぼ共面であり、端部９２近くに取り付けられたプリント回路基板１２に対するサポートとして作用する。円筒形状部材１０８は端面９６から延びており、回路基板１２に相互的に配置された状態で（図示されていない）係合して、回路基板１２を位置付けして位置合わせしている。プリント回路基板１２には一連の開口部１１６，１１８が設けられており（二つは図示されていない）、リターン導体１が開口部１１６の中を通り、導波管４が開口部１１８の中を通り、まだ述べていないピックアップコイル１３からの別の二つのリードがまだ述べていないローカルバッファ回路の中を通るようになっている。また、プリント回路基板１２は開口部１２０を有している。開口部１２０はリード５０をコネクタ２１からプリント回路基板１２の中へ通せるようにしている。従って、リターン導体１、導波管４、ダミーのリード５０及びこれから説明するローカルバッファ回路を通るピックアップコイル１３のリード３５（これから説明する）は、すべてプリント回路基板１２の中を通り、五つのリード５０として電気コネクタ２１へプリント回路基板１２によって電気的に接続されている（図３）。コネクタ２１はプリント回路基板１２の上に取り付けられており、そこからハウジング１７の端部９２に形成された開口部１２２を通して延びており、コネタタ２１を購入者すなわちユーザが図３に示されているように利用できるようになっている。ハウジング１７はフランジ１９によって閉じられている。フランジ１９は延長部１２４を有しており、延長部１２４にはそれを貫く開口部１２６が設けられており、購入者すなわちユーザの装置へハウジング１７を取り付けられるようになっている。
【００５５】
図７に示されているように、二つの別の開口部１２８，１３０がブラケット１０の延長部９１に設けられている。各開口部１２８，１３０の軸は上述した他の開口部の軸と直角である。開口部１２８は開口部１３０よりも大きく、ピックアップコイル１３を収容できるようになっている（図４）。ピックアップコイル１３は任意のタイプのコイルでよく、従来技術のように小さい巻線数のかわりに、図のように400から2500巻のような大きい巻線数（1800巻が好ましい）を有していることが好ましい。しかし、この発明の一般性を制限することなく、任意の設計にすることができる。ピックアップコイル１３は図４においてはボビン４５の上に巻かれた銅の巻線４０を有している。ピックアップコイル１３からプリント回路基板１２の中へ二つのリード３５が延びている。プリント回路基板１２の上にはローカルバッファ回路が配置されており、そこでリード３５は上述したように電気接続されている。ピックアップコイル１３はピックアップコイル１３の開口部１３２の中に相互的に取り付けられたテープ１５のまわりに同軸に取り付けられている。テープ１５はハウジング１７の方へ外へに向いているボビン４５の端部からピックアップコイル１３の中を通り、導波管４まで延びていて、そこで導波管４へ溶接又はその他の機械的接続方法によって接続されている。テープ１５はボビン４５の端部を越えて長さ１５'にわたって延びている。この長さ１５'は信号と構造的に干渉する。信号はコイル１３の両端に電圧として形成される。この構造的干渉は、信号波がコイル１３を通り過ぎて続き、長さ１５'のすべてを含めたテープ１５の端部で反射し、コイル１３にある遅れ時間で戻って付加的な影響を与えることによって発生する。この結果、任意のタイプのテープ１５又はコイル１３に関係する回路に対して構造的干渉が生じる。テープ１５の端部に対する固定部材すなわちブラケットは長さ１５'をセットするために使用することもできる。テープ１５は一般に強磁性あるいは磁歪材料から形成されており、導波管４と同じ材料でよいが、異なる冶金処理を行ってもよい。従って、開口部１２８をチャンネル３０に近接して配置して、ピックアップコイル１３をリターン導体１の近くに設置し、そうすることによって導波管４への入力パルスのエネルギを低減できる。
【００５６】
図１４に示されているように、ローカルバッファ回路あるいは増幅器はバッファアンプ２４を有し、クリッパーダイオードであるダイオード２２，２３がピックアップコイル１３へ接続されている。バッファアンプ２４の目的は、ピックアップコイル１３を電気的な外部干渉から絶縁し、離れた所に配置される電子回路２６へ接続するための低出力インピーダンス駆動を実現することである。また、これは好ましいことではないが、信号を増幅することに使用してもよい。ローカルバッファ回路は容量を下げるためにピックアップコイル１３に近接して取り付けられる。ローカルバッファ回路にはダイオード２２，２３あるいはトランジスタ３６のようなある種の信号制限デバイスが組み込まれており、図１５のアンプ２４と組み合わせて、特に導波管呼掛けパルスのときに、バッファアンプ２４の信号を定格のレベルに制限する。
【００５７】
図１４又は図１５のローカルバッファ回路あるいはアンプはピックアップコイル１３の直後に組み込まれており、ハウジングあるいはシールド１７の中に収容されている。導波管４を駆動する回路はハウジングあるいはシールド１７の外側に配置される。図１４においては、二つのダイオード２２，２３はピックアップコイル１３と並列に反対方向に接続されている。ピックアップコイル１３の一方のサイドと、各ダイオードの一方のサイドはバッファアンプ２４のベースへ接続されている。バッファアンプ２４のコレクタはピックアップコイル１３及びダイオード２２，２３の他方の端部へ接続されている。ピックアップコイル１３からの信号はバッファアンプ２４の中へ供給される。これによってピックアップコイル１３の電気インピーダンスの大きさは数桁下がる。両方の実施例においてバッファアンプ２４のエミッタは出力になる。使用時には、基板１５７（図１３）上の受信回路は以下で詳しく説明するように、プルアップ抵抗（図示されていない）を使用する。ローカルバッファ回路はピックアップコイル１３の巻線の巻線数が大きいという理由から使われている。従来技術においては、雑音を避けるためにほんの数巻しか設けられておらず、従って数ミリボルトの出力信号しか発生しなかった。上述したようにピックアップコイル１３に対して400から2500巻などの（800巻が好ましい）大きい巻線数にすると、数百ミリボルトの範囲の信号が得られる。しかし、大きい巻線数を有するピックアップコイル１３は大きいインピーダンスを有し、ピックアップコイル１３と出力信号が導かれる電子回路２６との間にポテンシャル雑音(potential noise)を生じる。以下でさらに詳しく説明するように、電子回路２６は通常は別の基板１５７（図１３）上に設けられている。電子回路２６はピックアップコイル１３の位置から5.08cm（2インチ）以上離して配置される。ローカルバッファ回路は高インピーダンスを下げ、従って、ピックアップコイル１３と、以下でさらに詳しく説明するようにリード１５６を介してリード３５から供給される信号を処理する基板１５７（図１３）上の電気回路との間のリード３５，１５６によって拾われる雑音を下げる。また、金属ハウジング１７はその中にピックアップコイル１３とローカルバッファ回路との両方が配置されており、外部雑音をブロックすることによって新しい高インピーダンスの利用を高め、従ってトラスデューサ外部の低インピーダンスを利用した高い信号レベルを発生する。
【００５８】
ダイオード２２，２３は、磁気歪式デバイスを介して受信される信号によってピックアップコイル１３の中に発生される信号のピーク、ひいてはエネルギのピークをクリップ又は制限する。これは、ピックアップコイル１３から供給されるエネルギの量を制限することによって、次の入力に対するピックアップコイル１３の回復を助ける。従って、ポジション磁石はトランスデューサ２５のヘッドへより近付けられる。
【００５９】
図１５のローカルバッファ回路は二つのＰＮＰトランジスタを使用した別の実施例である。トランジスタの一方はエミッタフォロワのバッファアンプ２４であり、他方は逆クリッパーダイオード３６である。従って、信号のピーククリッピングを行うために、ダイオード２２，２３のかわりに、トランジスタ３６のコレクタがバッファアンプ２４のベースへ接続されており、トランジスタ３６のベースがバッファアンプ２４のコレクタへ接続されている。トランジスタ３６のエミッタはどこにも接続されていない。トランジスタ３６のベースからコレクタはダイオードとして使用され、これはリバースダイオードとして動作するエミッタアンプ２４のベースからコレクタへのジャンクションと整合している。
【００６０】
制限ダイオードあるいはトランジスタを有する単ートランジスタ回路は、最小限のコストと寸法を実現するための好ましい方法である。他の実施例も可能であり、複数トランジスタの回路を利用して、増幅、インピーダンス整合、振幅制御又は電圧安定化を行ってもよい。こうした回路は、性能を改善するためにオペアンプその他の集積回路を有していてもよいが、コストが付加される。
【００６１】
ハウジングすなわちシールド１７を有するローカルバッファ回路を使用すると、電気雑音に対する感度を低下させ、信号の品質を維持し、信号を長い距離にわたって伝送することができる。ダイオード２２，２３あるいはトランジスタ２４，３６による飽和の低減によって、戻り信号はモード変換器へより近付き、呼掛けの後の応答時間が非常に短くなる。
【００６２】
開口部１３０は、バイアス磁石１８又は組み付けプロセスのときにその後磁化されるように設置された非磁化磁石材料を受容するような寸法を有している。
【００６３】
導波管アセンブリをハウジング１７の中に組み付けるには、サスペンションスリーブ２、導波管４及びエンクロージャチューブ３をフランジ１９及びブラケット１０の開口部８２，８４の中に挿入した後、導波管４を導波管固定部材１１の中に設置する。導波管４を固定部材１１の中へ挿入した後、それをプリント回路基板１２へ接続する。サスペンションスリーブ２及びエンクロージャチューブ３は、接着か又は図示されていない適当な保持用部材によってブラケット１０の中に保持される。
【００６４】
導波管４を真ちゅうの導波管固定部材１１の中に設置し、プリント回路基板１２へ接続した後、ピックアップコイル１３を取り付ける。リターン導体１を所定の位置に保持し、ブラケットカバー１４を設置し、次にテープ１５を溶接その他の方法で、開口部５５を介して導波管４へ機械的に連結する。テープは上で述べたような順序で取り付ける必要はない。この順序はここに述べられているすべての発明に対して制約と考えるべきではない。次にバイアス磁石１８を設置し、又は上述したように非磁化磁石材料を予め設置し、その後磁化する。最後に、シールリング１６をブラケット１０の溝７０の中に設置する。その後、ブラケット１０、導波管４及びフランジ１９（もしフランジ１９を使用するなら）をアセンブリとしてハウジング１７の中へ挿入する。ハウジング１７は所定の位置にクリンプ及び／又は溶接される。最後に、このデバイスの内側の空気を乾燥した不活性のガスによって置き換え、端部プラグ２０を接着剤などの適当な手段で所定の位置に保持する。
【００６５】
導波管４に対するリターン導体１の距離及び位置を適当な方法で調節して、これら二つのワイヤの中に発生される磁界が互いに打ち消し合うようにすることができる。また、ピックアップコイル１３にすぐ隣接する領域でのリターン導体１の経路を適切化することによって、呼掛けパルスのリンギングを50パーセント又はそれ以上の割合で著しく低減することができる。チューニングワイヤ５に対して上述したような寸法の銅を使用するなど、寸法と磁気特性もリンギングに影響を与える。
【００６６】
トランスデューサ２５は2.54cm（1インチ）の長さ増分又は1.27cmから10.2cm（1/2インチから4インチ）のオーダの他の長さ増分で製造される。これは、導波管４やサスペンションスリーブ２、リターン導体１及びエンクロージャチューブ３を切断するときの固有長の全数を減らすことによって行われる。これによって、トランスデューサ２５の製造のコストや複雑さが減り、よりコスト性能に優れた製品ができる。トランスデューサ２５を利用した完成センサアセンブリは、所望する任意の長さ又は任意の長さ増分で製造することができる。これは、トランスデューサ２５を完成センサアセンブリ内の軸方向の中央位置の±1.27cm（1/2インチ）以内の任意の位置に配置できるようにする完成センサアセンブリ内へのトランスデューサ２５の取り付け手段を提供することによって実現される。完成センサセンブリに対して所望する長さの±1.27cm（1/2インチ）以内の長さであるトランスデューサ２５を、このように完成センサアセンブリ内に設置することによって、所望のセンシング長を精密に実現できる。
【００６７】
図１３は、トタンスデューサ２５を使用して2.54cm（1インチ）の長さ増分（又は1.27cmから10.2cm（1/2インチから4インチ）のオーダの他の長さ増分）で、所望の任意の長さのセンサアセンブリ１５８を製造するための、取り付け手段の一つの実施例を示している。センサアセンブリ１５８は端部キャップ１５５を有するアプリケーションハウジング１５０を有している。トランスデューサ２５は取り付け用ハウジング１７の延長部１２４の開口部１２６に通されたネジファスナ１５２又は他の適当な取り付け手段でアプリケーションハウジング１５０へ固定される。適切な係合を必要とするときには、トランスデューサ２５とアプリケーションハウジング１５０との間にスペーサーブロック１５１を配置する。スペーサーブロック１５１は様々な厚さで利用され、センサアセンブリ１５８の必要なセンシング長及びトランスデューサ２５の一部として供給される導波管４を含むエンクロージャチューブ３の標準長によっては全く使用されない。ファスナ１５２も、スペーサーブロック１５１の厚さに応じて、様々な長さで使用される。図１３においてはトランスデューサ２５は端部キャップ１５５内の可動位置の中央に描かれている。ワイヤーハーネスすなわちリード１５６は、トランスデューサ２５と購入者又は販売者が供給する電子回路基板１５７との間で信号や供給電圧を伝送する。リード１５６は十分な長さ及び可とう性を有しており、トランスデューサ２５は電気コネクタ２１へ接続した後許された位置範囲内の任意の場所に固定できる。電子回路基板１５７は、エンドユーザのシステムと通信したり所望の位置フィードバック信号を提供したりするための必要な呼掛け及び信号の条件回路（当該分野において周知のもの）を提供している。ワイヤーハーネス１５３は電子回路基板１５７へ接続されており、電気回路基板１５７と端部キャップ１５５へ取り付けられた外部コネクタ１５４との間で信号を伝送し電圧を供給する。外部コネクタ１５４はエンドユーザシステム（図示されていない）への接続手段を提供する。
【００６８】
また、この特許願に記載されているトランスデューサは、ハウジング１７によってすべてのデバイスから完全に絶縁又は電気シールドなどでシールドされている。この場合において、トランスデューサは非導電性材料から形成されたマウンティングすなわちスペーサーブロック１５１及びネジファスナ１５２を用いることによって、さらにチューブ３と外部延長チューブ２０２との間に絶縁材料２００を用いることによって取り付けられている。この明細書の一般性を強調するために、導波管アセンブリの特定の実施例が有するすべての特徴が上の説明に記載されているわけではない。
【００６９】
法律による表現要件に従ってここで詳述した実施例における多くの変形を含むここで教示されたこの発明の範囲内において様々の多くの異なった実施例が可能であることから、ここでの詳細は説明のためのものであり、発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、完全なセンシング素子アセンブリの側面図である。
【図２】図２ａは図１のこの発明の好ましい実施例のセンシング素子アセンブリであって、図１の２−２線断面図であり、導波管及びそれを取り囲むスリーブの一部と示しており、導波管端部に設けられた減衰素子を示している。図２ｂは図２ａと同じ断面図であるが、減衰素子と導波管との間にチューニングワイヤを用いている第１の変形例である。図２ｃは図２ａと同じ断面図であるが、減衰素子の上にクリンプされた外側チューブの第２の変形例を示している。図２ｄは図２ａと同じ断面図であるが、別の位置に設けられているリターン導体の第３の変形例を示しており、外側チューブが減衰素子の上にクリンプされている。
【図３】図３はハウジングの端面図であり、コネクタを示している。
【図４】図４は図１のこの発明の好まし実施例のセンシング素子アセンブリであって、図１の４−４線断面図であり、ハウジングの断面と、導波管及びそれを取り囲むスリーブの一部を示しているが、減衰機構は示されていない。
【図５】図５はこの発明の好ましい実施例のブラケットの平面図である。
【図６】図６はこの発明の好ましい実施例のブラケットカバーの平面図である。
【図７】図７はこの発明の好ましい実施例のブラケットの斜視図である。
【図８】図８はこの発明の好ましい実施例のブラケットカバーの第１の斜視図である。
【図９】図９はこの発明の好ましい実施例のブラケットの第２の斜視図であり、ブラケットをこの発明の好ましい実施例のブラケットカバーと並置された状態で示し〒いる。
【図１０】図１０はこの発明の好ましい実施例のブラケットの第３の斜視図であり、並置されたブラケットカバーを示している。
【図１１】図１１は図９及び図１０に示されたこの発明の好ましい実施例のブラケットの端部とは反対側の端部からの斜視図であり、ブラケットに並置されたブラケットカバーを示している。
【図１２】図１２はこの発明の好ましい実施例のブラケットの別の側面図である。
【図１３】図１３はこの発明の好ましい実施例のトランスデューサを用いたセンサアセンブリの断面図である。
【図１４】図１４はこの発明のローカルバッファ回路の好ましい実施例である。
【図１５】図１５はこの発明のローカルバッファ回路の好ましい実施例である。
【図１６】図１６は図１の２−２線に沿った図１のこの発明の別の実施例のセンシング素子アセンブリの断面図であり、導波管及びそれを取り囲むスリーブの一部を示しており、導波管の端部に設けられた減衰素子を示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管と、導波管に接続された電子回路から離れた端部を有するリターン導体と共に使用される導波管サスペンションであって、
サスペンションスリーブと、
外側管状層と、
を有し、前記サスペンションスリーブが非導電性の内側管状層を有し、内側管状層が導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲んでおり、前記外側管状層が前記内側管状層の形状を保持する手段を有し、前記サスペンションスリーブが導波管の長さにわたって延びている導波管サスペンション。
【請求項２】
減衰素子が設けられ、この減衰素子が、
前記導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む内側スリーブと、
この内側スリーブによって導波管へ圧力を加えるために、前記内側スリーブへ連結されている圧力手段と、
を有し、前記減衰素子は前記内側スリーブと導波管の末端との間に配置されている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３】
前記圧力手段が外側スリーブを有する請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項４】
導波管へ加えられる前記内側スリーブの圧力を設定するために、前記外側スリーブがクリンプされている請求項３記載の導波管サスペンション。
【請求項５】
前記外側スリーブが金属から形成されている請求項４記載の導波管サスペンション。
【請求項６】
前記外側スリーブが形状保持材料から形成され、この材料が前記内側スリーブに力を加えることによって導波管へ圧力を加えている請求項３記載の導波管サスペンション。
【請求項７】
前記外側スリーブがエラストマから形成されている請求項６記載の導波管サスペンション。
【請求項８】
チューニングワイヤがさらに設けられ、このチューニングワイヤが導波管に隣接されるとともに導波管に沿って長手方向に延び、
前記内側スリーブが前記チューニングワイヤを取り囲み、前記圧力手段が前記内側スリーブを介して前記チューニングワイヤへ圧力を加えている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項９】
リターン導体がさらに設けられ、
このリターン導体が導波管に隣接されるとともに導波管から絶縁され、リターン導体及び導波管が前記内側スリーブによって囲まれている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項１０】
前記内側スリーブが前記電子回路の方を向いた面を有し、この面が導波管の軸に直角な面に対して所定の角度をなして配置されている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項１１】
前記角度が40°から50°の間である請求項１０記載の導波管サスペンション。
【請求項１２】
前記内側スリーブが細くて硬い材料から形成されている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項１３】
前記細くて硬い材料がセラミックである請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１４】
前記細くて硬い材料がガラスである請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１５】
前記細くて硬い材料が金属である請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１６】
前記細くて硬い材料がポリマである請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１７】
前記内側スリーブがストランドであり、このストランドの数が8から16の間である請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項１８】
前記内側スリーブがストランドであり、ウィーブ構造がダイヤモンド、レギュラー又はヘヘルクレスである請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項１９】
前記内側管状層がエラストマである請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２０】
前記内側管状層が縒り合わされた材料からなっている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２１】
前記縒り合わされた材料が8から16のストランドを有する請求項２０記載の導波管サスペンション。
【請求項２２】
前記縒り合わされた材料がダイヤモンド、レギュラー又はヘルクレスのパターンを有する請求項２１記載の導波管サスペンション。
【請求項２３】
前記内側層が導波管を締め付けることなく導波管の動きを制限し得る内径を有している請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２４】
前記内側層の材料が細くて硬い材料である請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２５】
前記細くて硬い材料がセラミックである請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２６】
前記細くて硬い材料がガラスである請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２７】
前記細くて硬い材料が金属である請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２８】
前記細くて硬い材料がポリマである請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２９】
前記内側管状層が縒り合わせからなり、リターン導体が前記縒り合わせの中に含まれている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３０】
前記内側管状層と導波管との間に隙間が設けられている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３１】
前記外側管状層が軟らかい材料から形成されている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３２】
前記軟らかい材料がシリコーンラバーである請求項３１記載の導波管サスペンション。
【請求項３３】
エンクロージャチューブがさらに設けられ、このエンクロージャチューブが前記サスペンションスリーブと同軸であるとともにサスペンションスリーブを取り囲んでいる請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３４】
前記エンクロージャチューブが端部プラグを有し、この端部プラグがその端部において前記エンクロージャチューブの中へ挿入されている請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項３５】
不活性ガスを有し、この不活性ガスが前記エンクロージャチューブの内部に閉じ込められ、前記端部プラグから漏れないようにされている請求項３４記載の導波管サスペンション。
【請求項３６】
前記導波管がリターン導体によって電気的に接続され、リターン導体が前記エンクロージャチューブへ電気的に接続されている請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項３７】
ハウジングがさらに設けられ、このハウジングが前記エンクロージャチューブを支持している請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項３８】
端部フランジがさらに設けられ、この端部フランジが前記ハウジングに対してシールを保った状態で係合し、また、開口部を有し、この開口部が前記エンクロージャチューブの外径とほぼ同じ内径を有し、また、前記エンクロージャチューブを支持している請求項３７記載の導波管サスペンション。
【請求項３９】
前記サスペンションスリーブの外径が十分に小さく、前記エンクロージャチューブ内部での前記サスペンションスリーブの動きが抑制されている請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項４０】
前記端部が減衰素子を有し、この減衰素子が導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲んでいる請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４１】
前記導波管が端部において露出され、前記減衰素子が露出されている導波管を取り囲むとともに前記サスペンションスリーブと並置されている請求項４０記載の導波管サスペンション。
【請求項４２】
前記サスペンションチューブと同軸であるとともにサスペンションチューブを取り囲んでいるエンクロージャが設けられ、前記サスペンションスリーブの外径と前記エンクロージャチューブの内径が離間されていて、リターン導体が前記サスペンションスリーブと前記エンクロージャチューブとの間の中にはめ込まれている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４３】
前記導波管に沿って複数の前記サスペンションスリーブが並べて配置されている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４４】
前記サスペンションスリーブがほぼ導波管の長さ全体に沿って配置されている請求項４３記載の導波管サスペンション。
【請求項４５】
前記サスペンションスリーブがほぼ導波管の長さ全体の上を延びている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４６】
内側構造を有するエンクロージャ内において、導波管及びリターン導体を保持し、テープのまわりに同軸にコイルを保持し、かつ磁石を保持するのに使用されるブラケットであって、
周辺部を有する第１の部分と、
延長部と、
この延長部の上に設けられた開口部手段と、
を有し、前記周辺部が前記内側構造と並置され、前記第１の部分が第１の穴を有し、この第１の穴が導波管及びリターン導体を受容し得るような寸法を有し、前記延長部が前記第１の部分に連結され、また前記延長部が前記第１の穴からリターン導体を受容するとともに導波管からリターン導体を離間させるための手段を有し、前記延長部が磁石を受容し得る寸法を有する第２の穴と、テープのまわりに同軸に配置されたコイルを受容し得る寸法を有する第３の穴とを有し、前記延長部が内部を有し、前記第１及び第３の穴の方向は前記内部の中でテープが導波管と交差するように設定され、前記開口部手段が前記内部の中での導波管へのテープの連結を容易にしているブラケット。
【請求項４７】
導波管及びリターン導体をテープのまわりに同軸に取り付けられたピックアップコイルに組み付けるための方法であって、
（Ａ）リターン導体及びサスペンションスリーブをエンクロージャチューブの中へ挿入する段階と、
（Ｂ）導波管をサスペンションスリーブの中へ挿入する段階と、
（Ｃ）エンクロージャチューブをブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｄ）エンクロージャチューブをブラケットの中で固定する段階と、
（Ｅ）導波管をブラケットの中で固定する段階と、
（Ｆ）コイル及びテープをブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｇ）ブラケットの内部で導波管をテープへ連結する段階と、
を有する方法。
【請求項４８】
呼掛けパルスによって内部に磁界を発生することのできる導波管とリターン導体とを内側構造を有するエンクロージャ内に保持するのに使用されるブラケットであって、
周辺部を有する第１の部分と、
延長部と、
を有し、前記周辺部が前記内側構造と並置され、前記第１の部分が第１の穴を有し、この第１の穴が導波管及びリターン導体を受容し得る寸法を有し、前記延長部が前記第１の部分に連結され、また前記延長部が前記第１の穴からリターン導体を受容するとともに導波管からリターン導体を離間させるための手段を有し、リターン導体及び導波管の中に発生される磁界が互いに打ち消し合われるブラケット。
【請求項４９】
前記エンクロージャの中でテープのまわりに同軸にコイルを保持するのに使用されるブラケットであって、前記手段がコイルの近傍においてリターン導体を導波管から離間させることによってパルスによって生じるリンギングを低減するためにも使用され、前記延長部がテープのまわりに同軸に配置されたコイルを受容し得る寸法を有する第２の穴を有する請求項４８記載のブラケット。
【請求項５０】
呼掛けパルスによって内部に磁界を発生することのできる導波管と、コイルによって検出されて出力パルスを発生するリターン導体とを保持するのに使用されるブラケットであって、前記ブラケットは内側構造を有するエンクロージャの中に配置され、
周辺部を有する部分と、
延長部と、
を有し、前記周辺部が前記内側構造と並置され、前記部分が第１の穴と第２の穴とを有し、前記第１の穴が導波管及びリターン導体を受容し得る寸法を有し、前記第２の穴がコイルを受容し得る寸法を有し、前記延長部が前記第１の部分に連結され、また前記延長部が前記第１の穴からリターン導体を受容するとともにコイルからリターン導体を離間させるための手段を有しているブラケット。
【請求項５１】
前記手段が、コイルの近傍に、導波管からリターン導体を離間させてリターン導体及び導波管の中に発生される磁界が互いに打ち消し合われるようにするための離間手段を有している請求項５０記載のブラケット。
【請求項５２】
磁石と共に使用され、前記部分がこの磁石を受容し得る寸法の第３の穴を有し、前記手段がリターン導体を磁石から離間させて雑音を低減させる請求項５０記載のブラケット。
【請求項５３】
導波管及びリターン導体に対するセンサアセンブリであって、
ベース長よりも大きい長さを有する第１のエンクロージャと、
導波管及びリターン導体を取り囲んでいる標準長の第２のエンクロージャと、
前記第２のエンクロージャを前記第１のエンクロージャの中に取り付けるための手段と、
を有し、前記第２のエンクロージャが前記第１のエンクロージャの内側にはめ込まれ得る寸法を有し、前記第２のエンクロージャの前記標準長が前記ベース長と前記ベース長の固定増分との和に等しいセンサアセンブリ。
【請求項５４】
前記第１の固定増分が1.27cmから10.2cm（1/2インチから4インチ）の間である請求項５３記載のセンサアセンブリ。
【請求項５５】
前記第１の固定増分が2.54cm（1インチ）である請求項５４記載のセンサアセンブリ。
【請求項５６】
前記手段が前記第１のエンクロージャと第２のエンクロージャとの間に配置されたスペーサーブロックを有する請求項５３記載のセンサアセンブリ。
【請求項５７】
音波とともに使用するトランスデューサであって、
導波管と、
この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、
前記導波管及び前記リターン導体をサスペンドするためのサスペンションと、
前記導波管及び前記リターン導体を終端させるための第１の手段と、
前記導波管と電気的に接続されているテープと、
コイルと、
を有し、前記テープが前記コイルの中に受容され、また前記テープが長さ手段を有し、この長さ手段が前記テープの端部から時間遅れを伴って音波を反射し、前記コイルにおいて音波に対する反射を付加させるトランスデューサ。
【請求項５８】
前記長さ手段が前記テープの端部から時間遅れを伴って音波を反射し、前記コイルにおいて音波に対して反射を付加させるのに十分な長さのテープを有している請求項５７記載のトランスデューサ。
【請求項５９】
導波管と、
この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、
前記導波管及び前記リターン導体を取り囲んでいる第１のエンクロージャと、
前記導波管及び前記リターン導体を終端させている第２のエンクロージャと、
前記第１のエンクロージャを取り囲んでいる第３のエンクロージャと、
前記第３のエンクロージャへ連結されるとともに前記第２のエンクロージャを取り囲んでいる第４のエンクロージャと、
を有し、第２のエンクロージャが前記第１のエンクロージャの一方の端部を支持するとともに前記第１のエンクロージャへ連結され、前記第３のエンクロージャが第１の絶縁体を有し、この第１の絶縁体が前記第１のエンクロージャを前記第３のエンクロージャから電気的に絶縁し、前記第４のエンクロージャが第２の絶縁体を有し、この第２の絶縁体が前記第２のエンクロージャを前記第３のエンクロージャ及び前記第４のエンクロージャから電気的に絶縁しているトランスデューサ。
【請求項６０】
磁気歪式デバイスに対する導波管及びテープを保持するのに使用されるブラケットであって、
本体と、
この本体の上に設けられた開口部手段と、
を有し、前記本体が第１の穴を有し、この第１の穴が導波管を受容し得る寸法を有し、前記本体がテープを受容し得る寸法の第２の穴を有し、前記第１及び第２の穴の方向はテープが導波管と交差するように設定され、前記開口部手段が導波管へのテープの連結を容易にしているブラケット。
【請求項６１】
磁気歪式デバイスのための導波管及びテープを組み付けるための方法であって、
（Ａ）導波管をブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｂ）導波管をブラケットの中で固定する段階と、
（Ｃ）テープをブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｄ）ブラケットを介して導波管をテープへ連結する段階と、
を有する方法。
【請求項６２】
磁気歪式トランスデューサの回路によって発生された音波を電気出力信号へと処理する変換器であって、
音波を電気出力信号へと変換するための手段と、
前記信号を修正してコイルの飽和を避けるために前記リードへ接続されている第１の手段と、
を有し、前記手段が少なくとも二つのリードを有するピックアップコイルを有している変換器。
【請求項６３】
前記第１の手段が前記信号のピークをクリップする請求項６２記載の変換器。
【請求項６４】
前記第１の手段が、
前記ピックアップコイルの前記リードへ並列に電気接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと反対向きに配置されるとともに前記第１のダイオードと並列に電気接続された第２のダイオードと、
を有し、前記第１及び第２のダイオードが前記信号をクリップし得る寸法を有する請求項６３記載の変換器。
【請求項６５】
ベース及びコレクタを有する増幅器をさらに有し、前記ベース及び前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記二つのリードへ接続され、前記増幅器が前記ピックアップコイルの電気インピーダンスを下げて前記信号を発生させ得る寸法を有する請求項６４記載の変換器。
【請求項６６】
前記第１の手段が、
コレクタ及びベースを有する第１のトランジスタを有し、前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記リードの一方へ接続され、前記ベースが前記ピックアップコイルの前記リードの他方へ接続されている請求項６３記載の変換器。
【請求項６７】
前記第１の手段がベースとコレクタとエミッタとを有する第２のトランジスタを有し、この第２のトランジスタの前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項６６記載の変換器。
【請求項６８】
前記第２のトランジスタの前記エミタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項６７記載の変換器。
【請求項６９】
ベース及びコレクタを有する増幅器がさらに設けられ、前記ベース及び前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記二つのリードへ接続され、前記増幅器が前記ピックアップコイルの電気インピーダンスを下げて前記信号を発生させ得る寸法を有する請求項６３記載の変換器。
【請求項７０】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイル及び前記増幅器を取り囲むとともに前記ピックアップコイル及び前記増幅器を前記回路からシールドするためのシールド手段を有している請求項６９記載の変換器。
【請求項７１】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイル及び前記第１の手段を取り囲むとともに前記ピックアップコイル及び前記第１の手段をシールドするためのシールド手段を有している請求項６２記載の変換器。
【請求項７２】
前記ピックアップコイルの巻線数が400〜2500巻の範囲である請求項６２記載の変換器。
【請求項７３】
磁気歪式トランスデューサの音波を処理して出力信号を発生する変換器であって、
音波を電気出力信号へ変換するための手段と、
前記ピックアップコイルのインピーダンスを下げるために前記ピックアップコイルへ接続されている第１の手段と、
を有し、前記手段が少なくとも二つのリードを有するピックアップコイルを有し、前記第１の手段が前記信号を発生する変換器。
【請求項７４】
前記ピックアップコイルが大きい巻線数を有する請求項７３記載の変換器。
【請求項７５】
前記第１の手段が増幅器を有している請求項７３記載の変換器。
【請求項７６】
前記増幅器がベースとコレクタとエミッタとを有する第１のトランジスタを有し、前記ベース及び前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記二つのリードへ接続され、前記第１のトランジスタが前記ピックアップコイルの電気インピーダンスを下げ得る寸法を有する請求項７５記載の変換器。
【請求項７７】
前記増幅器がベース及びコレクタを有する第２のトランジスタを有し、この第２の増幅器の前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項７５記載の変換器。
【請求項７８】
前記第１のトランジスタの前記エミッタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項７７記載の変換器。
【請求項７９】
前記第１のトランジスタの前記エミッタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項７６記載の変換器。
【請求項８０】
前記信号のピークをクリッピングするための第２の手段が設けられている請求項７５記載の変換器。
【請求項８１】
前記第２の手段が、
前記ピックアップコイルの前記リードへ並列に電気接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと反対向きに配置されるとともに前記第１のダイオードと並列に電気接続された第２のダイオードと、
を有し、前記第１及び第２のダイオードが前記信号をクリップし得る寸法を有する請求項８０記載の変換器回路。
【請求項８２】
前記第２の手段が、
コレクタ及びベースを有する第１のトランジスタを有し、前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記リードの一方へ接続され、前記ベースが前記ピックアップコイルの前記リードの他方へ接続されている請求項８０記載の変換器。
【請求項８３】
前記第２の手段がベースとコレクタとエミッタとを有する第２のトランジスタをさらに有し、この第２のトランジスタの前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項８２記載の変換器。
【請求項８４】
前記信号のピークをクリッピングするための第２の手段が設けられている請求項７３記載の変換器。
【請求項８５】
前記第１の手段が、
コレクタ及びベースを有する第１のトランジスタを有し、前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記リードの一方へ接続され、前記ベースが前記ピックアップコイルの前記リードの他方へ接続されている請求項７３記載の変換器。
【請求項８６】
前記第１の手段がベースとコレクタとエミッタとを有する第２のトランジスタを有し、この第２のトランジスタの前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項８５記載の変換器。
【請求項８７】
前記第２のトランジスタの前記エミッタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項８６記載の変換器。
【請求項８８】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイル及び前記第１の手段を取り囲むとともに前記ピックアップコイル及び前記第１の手段をシールドするためのシールド手段を有している請求項７３記載の変換器。
【請求項８９】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイルを取り囲むとともに前記ピックアップコイルをシールドするためのシールド手段を有している請求項７３記載の変換器。
【請求項９０】
前記ピックアップコイルの巻線数が400〜2500巻の範囲である請求項７３記載の変換器。
【請求項９１】
磁気歪式トランスデューサの音波を処理するための変換器であって、
ピックアップコイルと、
このピックアップコイルの近傍に取り付けられたバッファ回路と、
を有し、前記コイルに対する浮遊容量が最小限に抑えられている変換器。
【請求項９２】
前記ピックアップコイルが40〜2500巻の範囲の巻線数を有している請求項９１記載の変換器。
【請求項９３】
ハウジングがさらに設けられ、このハウジングが前記ピックアップコイル及び前記バッファ回路を収容するとともに前記ピックアップコイル及び前記バッファ回路に対するシールドとして作用する請求項９１記載の変換器。
【請求項９４】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有する導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む管状の内側スリーブと、
管状の外側スリーブを有する圧力手段と、
を有し、前記外側スリーブが前記内側スリーブと同軸であるとともにこれを取り囲み、前記内側スリーブによってこの内側スリーブの長さに沿って導波管へ圧力が加えられる減衰素子。
【請求項９５】
導波管へ加えられる前記内側スリーブの圧力を設定するために、前記外側スリーブがクリンプされている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項９６】
前記外側スリーブが金属からなっている請求項９５記載の減衰素子。
【請求項９７】
前記外側スリーブが形状保持材料からなり、前記材料が内側スリーブの上に力を加えることによって導波管の上へ圧力を加えている請求項９１記載の減衰素子。
【請求項９８】
前記外側スリーブがエラストマからなっている請求項９７記載の減衰素子。
【請求項９９】
チューニングワイヤがさらに設けられ、このチューニングワイヤが導波管に隣接されるとともに導波管に沿って長手方向に延び、
前記内側スリーブが前記チューニングワイヤを取り囲み、前記圧力手段が前記内側スリーブを介して前記チューニングワイヤへ圧力を加えている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１００】
前記内側スリーブが細くて硬い材料から形成されている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０１】
前記細くて硬い材料がセラミックである請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０２】
前記細くて硬い材料がガラスである請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０３】
前記細くて硬い材料が金属である請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０４】
前記細くて硬い材料がプラスチックである請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０５】
前記内側スリーブがストランドであり、このストランドの数が8から16の間である請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０６】
前記内側スリーブがストランドであり、ウィーブ構造がダイヤモンド、レギュラー又はヘルクレスである請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０７】
前記内側スリーブのエネルギ反射を最小限に抑えるための第１の手段が設けられている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０８】
前記第１の手段が第２のスリーブを有し、この第２のスリーブが導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲み、前記第２のスリーブが前記電子回路と前記内側スリーブとの間に配置されている請求項１０７記載の減衰素子。
【請求項１０９】
前記第２の手段及び前記内側スリーブが減衰特性を有し、前記第２のスリーブの前記減衰特性が前記内側スリーブの前記減衰特性よりも劣る請求項１０８記載の減衰素子。
【請求項１１０】
前記第２のスリーブが前記内側スリーブに面する面を有し、この面が導波管の長手軸にほぼ直角な面を形成している請求項１０８記載の減衰素子。
【請求項１１１】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有するような導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む内側スリーブと、
この内側スリーブによって導波管へ圧力が加えられるように前記内側スリーブへ連結されている圧力手段と、
ワイヤと、
を有し、前記ワイヤが導波管に隣接されるとともに導波管から絶縁され、前記ワヤ及び導波管が前記内側スリーブによって取り囲まれている減衰素子。
【請求項１１２】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有する導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む内側スリーブと、
この内側スリーブによって導波管へ圧力が加えられるように前記内側スリーブへ連結されている圧力手段と、
を有し、前記内側スリーブが前記電子回路に面する面を有し、この面が導波管の軸に垂直な面に対して所定の角度をなして配置されている減衰素子。
【請求項１１３】
前記角度が40°と50°の間である請求項１１２記載の減衰素子。
【請求項１１４】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有するような導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む主要スリーブと、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む補助手段と、
を有し、前記主要スリーブがこの主要スリーブの反射を最小限に抑える第１の減衰特性を有し、前記補助手段がこの補助手段の反射を最小限に抑える第２の減衰特性を有し、前記補助手段が前記主要スリーブと電子回路との間に配置され、前記第２の減衰特性が前記第１の減衰特性よりも劣る減衰素子。
【請求項１１５】
前記補助手段が第２のスリーブを有する請求項１１４記載の減衰素子。
【請求項１１６】
前記第２のスリーブが前記主要スリーブに面する面を有し、この面が導波管の長手軸にほぼ直角な面を形成している請求項１１５記載の減衰素子。
【請求項１１７】
音波と共に使用するためのトランスデューサであって、
センサ素子と、
このセンサ素子へ接続された出力リードと、
前記出力リード間のインピーダスを低くするための手段と、
を有するトランスデューサ。
【請求項１１８】
アプリケーションをベースとした送信機であって、
アプリケーションハウジングと、
ハウジングを有するトランスデューサと、
アプリケーション電子回路と、
を有し、前記ハウジングが信号を伝送するための導波管と、この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、前記導波管及びリターン導体を支持するためのサスペンションスリーブと、前記導波管及び前記リターン導体を終端させるための第１の手段と、前記信号に応じた電気信号を発生するための第２の手段とを有し、前記アプリケーション電子回路が前記導波管を励振させるとともに前記電気信号を処理し、前記アプリケーション電子回路が前記ハウジングの外側に配置されている送信機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプリケーションをベースとした送信機であって、
アプリケーションハウジングと、
ハウジングを有するトランスデューサと、
アプリケーション電子回路と、
を有し、前記ハウジングが信号を伝送するための導波管と、この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、前記導波管及びリターン導体を支持するためのサスペンションスリーブと、前記導波管及び前記リターン導体を終端させるための第１の手段と、前記信号に応じた電気信号を発生するための第２の手段とを有し、前記アプリケーション電子回路が前記導波管を励振させるとともに前記電気信号を処理し、前記アプリケーション電子回路が前記ハウジングの外側に配置されている送信機。
【請求項１】
導波管と、導波管に接続された電子回路から離れた端部を有するリターン導体と共に使用される導波管サスペンションであって、
サスペンションスリーブと、
外側管状層と、
を有し、前記サスペンションスリーブが非導電性の内側管状層を有し、内側管状層が導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲んでおり、前記外側管状層が前記内側管状層の形状を保持する手段を有し、前記サスペンションスリーブが導波管の長さにわたって延びている導波管サスペンション。
【請求項２】
減衰素子が設けられ、この減衰素子が、
前記導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む内側スリーブと、
この内側スリーブによって導波管へ圧力を加えるために、前記内側スリーブへ連結されている圧力手段と、
を有し、前記減衰素子は前記内側スリーブと導波管の末端との間に配置されている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３】
前記圧力手段が外側スリーブを有する請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項４】
導波管へ加えられる前記内側スリーブの圧力を設定するために、前記外側スリーブがクリンプされている請求項３記載の導波管サスペンション。
【請求項５】
前記外側スリーブが金属から形成されている請求項４記載の導波管サスペンション。
【請求項６】
前記外側スリーブが形状保持材料から形成され、この材料が前記内側スリーブに力を加えることによって導波管へ圧力を加えている請求項３記載の導波管サスペンション。
【請求項７】
前記外側スリーブがエラストマから形成されている請求項６記載の導波管サスペンション。
【請求項８】
チューニングワイヤがさらに設けられ、このチューニングワイヤが導波管に隣接されるとともに導波管に沿って長手方向に延び、
前記内側スリーブが前記チューニングワイヤを取り囲み、前記圧力手段が前記内側スリーブを介して前記チューニングワイヤへ圧力を加えている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項９】
リターン導体がさらに設けられ、
このリターン導体が導波管に隣接されるとともに導波管から絶縁され、リターン導体及び導波管が前記内側スリーブによって囲まれている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項１０】
前記内側スリーブが前記電子回路の方を向いた面を有し、この面が導波管の軸に直角な面に対して所定の角度をなして配置されている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項１１】
前記角度が40°から50°の間である請求項１０記載の導波管サスペンション。
【請求項１２】
前記内側スリーブが細くて硬い材料から形成されている請求項２記載の導波管サスペンション。
【請求項１３】
前記細くて硬い材料がセラミックである請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１４】
前記細くて硬い材料がガラスである請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１５】
前記細くて硬い材料が金属である請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１６】
前記細くて硬い材料がポリマである請求項１２記載の導波管サスペンション。
【請求項１７】
前記内側スリーブがストランドであり、このストランドの数が8から16の間である請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項１８】
前記内側スリーブがストランドであり、ウィーブ構造がダイヤモンド、レギュラー又はヘヘルクレスである請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項１９】
前記内側管状層がエラストマである請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２０】
前記内側管状層が縒り合わされた材料からなっている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２１】
前記縒り合わされた材料が8から16のストランドを有する請求項２０記載の導波管サスペンション。
【請求項２２】
前記縒り合わされた材料がダイヤモンド、レギュラー又はヘルクレスのパターンを有する請求項２１記載の導波管サスペンション。
【請求項２３】
前記内側層が導波管を締め付けることなく導波管の動きを制限し得る内径を有している請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２４】
前記内側層の材料が細くて硬い材料である請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項２５】
前記細くて硬い材料がセラミックである請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２６】
前記細くて硬い材料がガラスである請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２７】
前記細くて硬い材料が金属である請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２８】
前記細くて硬い材料がポリマである請求項２４記載の導波管サスペンション。
【請求項２９】
前記内側管状層が縒り合わせからなり、リターン導体が前記縒り合わせの中に含まれている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３０】
前記内側管状層と導波管との間に隙間が設けられている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３１】
前記外側管状層が軟らかい材料から形成されている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３２】
前記軟らかい材料がシリコーンラバーである請求項３１記載の導波管サスペンション。
【請求項３３】
エンクロージャチューブがさらに設けられ、このエンクロージャチューブが前記サスペンションスリーブと同軸であるとともにサスペンションスリーブを取り囲んでいる請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項３４】
前記エンクロージャチューブが端部プラグを有し、この端部プラグがその端部において前記エンクロージャチューブの中へ挿入されている請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項３５】
不活性ガスを有し、この不活性ガスが前記エンクロージャチューブの内部に閉じ込められ、前記端部プラグから漏れないようにされている請求項３４記載の導波管サスペンション。
【請求項３６】
前記導波管がリターン導体によって電気的に接続され、リターン導体が前記エンクロージャチューブへ電気的に接続されている請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項３７】
ハウジングがさらに設けられ、このハウジングが前記エンクロージャチューブを支持している請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項３８】
端部フランジがさらに設けられ、この端部フランジが前記ハウジングに対してシールを保った状態で係合し、また、開口部を有し、この開口部が前記エンクロージャチューブの外径とほぼ同じ内径を有し、また、前記エンクロージャチューブを支持している請求項３７記載の導波管サスペンション。
【請求項３９】
前記サスペンションスリーブの外径が十分に小さく、前記エンクロージャチューブ内部での前記サスペンションスリーブの動きが抑制されている請求項３３記載の導波管サスペンション。
【請求項４０】
前記端部が減衰素子を有し、この減衰素子が導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲んでいる請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４１】
前記導波管が端部において露出され、前記減衰素子が露出されている導波管を取り囲むとともに前記サスペンションスリーブと並置されている請求項４０記載の導波管サスペンション。
【請求項４２】
前記サスペンションチューブと同軸であるとともにサスペンションチューブを取り囲んでいるエンクロージャが設けられ、前記サスペンションスリーブの外径と前記エンクロージャチューブの内径が離間されていて、リターン導体が前記サスペンションスリーブと前記エンクロージャチューブとの間の中にはめ込まれている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４３】
前記導波管に沿って複数の前記サスペンションスリーブが並べて配置されている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４４】
前記サスペンションスリーブがほぼ導波管の長さ全体に沿って配置されている請求項４３記載の導波管サスペンション。
【請求項４５】
前記サスペンションスリーブがほぼ導波管の長さ全体の上を延びている請求項１記載の導波管サスペンション。
【請求項４６】
内側構造を有するエンクロージャ内において、導波管及びリターン導体を保持し、テープのまわりに同軸にコイルを保持し、かつ磁石を保持するのに使用されるブラケットであって、
周辺部を有する第１の部分と、
延長部と、
この延長部の上に設けられた開口部手段と、
を有し、前記周辺部が前記内側構造と並置され、前記第１の部分が第１の穴を有し、この第１の穴が導波管及びリターン導体を受容し得るような寸法を有し、前記延長部が前記第１の部分に連結され、また前記延長部が前記第１の穴からリターン導体を受容するとともに導波管からリターン導体を離間させるための手段を有し、前記延長部が磁石を受容し得る寸法を有する第２の穴と、テープのまわりに同軸に配置されたコイルを受容し得る寸法を有する第３の穴とを有し、前記延長部が内部を有し、前記第１及び第３の穴の方向は前記内部の中でテープが導波管と交差するように設定され、前記開口部手段が前記内部の中での導波管へのテープの連結を容易にしているブラケット。
【請求項４７】
導波管及びリターン導体をテープのまわりに同軸に取り付けられたピックアップコイルに組み付けるための方法であって、
（Ａ）リターン導体及びサスペンションスリーブをエンクロージャチューブの中へ挿入する段階と、
（Ｂ）導波管をサスペンションスリーブの中へ挿入する段階と、
（Ｃ）エンクロージャチューブをブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｄ）エンクロージャチューブをブラケットの中で固定する段階と、
（Ｅ）導波管をブラケットの中で固定する段階と、
（Ｆ）コイル及びテープをブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｇ）ブラケットの内部で導波管をテープへ連結する段階と、
を有する方法。
【請求項４８】
呼掛けパルスによって内部に磁界を発生することのできる導波管とリターン導体とを内側構造を有するエンクロージャ内に保持するのに使用されるブラケットであって、
周辺部を有する第１の部分と、
延長部と、
を有し、前記周辺部が前記内側構造と並置され、前記第１の部分が第１の穴を有し、この第１の穴が導波管及びリターン導体を受容し得る寸法を有し、前記延長部が前記第１の部分に連結され、また前記延長部が前記第１の穴からリターン導体を受容するとともに導波管からリターン導体を離間させるための手段を有し、リターン導体及び導波管の中に発生される磁界が互いに打ち消し合われるブラケット。
【請求項４９】
前記エンクロージャの中でテープのまわりに同軸にコイルを保持するのに使用されるブラケットであって、前記手段がコイルの近傍においてリターン導体を導波管から離間させることによってパルスによって生じるリンギングを低減するためにも使用され、前記延長部がテープのまわりに同軸に配置されたコイルを受容し得る寸法を有する第２の穴を有する請求項４８記載のブラケット。
【請求項５０】
呼掛けパルスによって内部に磁界を発生することのできる導波管と、コイルによって検出されて出力パルスを発生するリターン導体とを保持するのに使用されるブラケットであって、前記ブラケットは内側構造を有するエンクロージャの中に配置され、
周辺部を有する部分と、
延長部と、
を有し、前記周辺部が前記内側構造と並置され、前記部分が第１の穴と第２の穴とを有し、前記第１の穴が導波管及びリターン導体を受容し得る寸法を有し、前記第２の穴がコイルを受容し得る寸法を有し、前記延長部が前記第１の部分に連結され、また前記延長部が前記第１の穴からリターン導体を受容するとともにコイルからリターン導体を離間させるための手段を有しているブラケット。
【請求項５１】
前記手段が、コイルの近傍に、導波管からリターン導体を離間させてリターン導体及び導波管の中に発生される磁界が互いに打ち消し合われるようにするための離間手段を有している請求項５０記載のブラケット。
【請求項５２】
磁石と共に使用され、前記部分がこの磁石を受容し得る寸法の第３の穴を有し、前記手段がリターン導体を磁石から離間させて雑音を低減させる請求項５０記載のブラケット。
【請求項５３】
導波管及びリターン導体に対するセンサアセンブリであって、
ベース長よりも大きい長さを有する第１のエンクロージャと、
導波管及びリターン導体を取り囲んでいる標準長の第２のエンクロージャと、
前記第２のエンクロージャを前記第１のエンクロージャの中に取り付けるための手段と、
を有し、前記第２のエンクロージャが前記第１のエンクロージャの内側にはめ込まれ得る寸法を有し、前記第２のエンクロージャの前記標準長が前記ベース長と前記ベース長の固定増分との和に等しいセンサアセンブリ。
【請求項５４】
前記第１の固定増分が1.27cmから10.2cm（1/2インチから4インチ）の間である請求項５３記載のセンサアセンブリ。
【請求項５５】
前記第１の固定増分が2.54cm（1インチ）である請求項５４記載のセンサアセンブリ。
【請求項５６】
前記手段が前記第１のエンクロージャと第２のエンクロージャとの間に配置されたスペーサーブロックを有する請求項５３記載のセンサアセンブリ。
【請求項５７】
音波とともに使用するトランスデューサであって、
導波管と、
この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、
前記導波管及び前記リターン導体をサスペンドするためのサスペンションと、
前記導波管及び前記リターン導体を終端させるための第１の手段と、
前記導波管と電気的に接続されているテープと、
コイルと、
を有し、前記テープが前記コイルの中に受容され、また前記テープが長さ手段を有し、この長さ手段が前記テープの端部から時間遅れを伴って音波を反射し、前記コイルにおいて音波に対する反射を付加させるトランスデューサ。
【請求項５８】
前記長さ手段が前記テープの端部から時間遅れを伴って音波を反射し、前記コイルにおいて音波に対して反射を付加させるのに十分な長さのテープを有している請求項５７記載のトランスデューサ。
【請求項５９】
導波管と、
この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、
前記導波管及び前記リターン導体を取り囲んでいる第１のエンクロージャと、
前記導波管及び前記リターン導体を終端させている第２のエンクロージャと、
前記第１のエンクロージャを取り囲んでいる第３のエンクロージャと、
前記第３のエンクロージャへ連結されるとともに前記第２のエンクロージャを取り囲んでいる第４のエンクロージャと、
を有し、第２のエンクロージャが前記第１のエンクロージャの一方の端部を支持するとともに前記第１のエンクロージャへ連結され、前記第３のエンクロージャが第１の絶縁体を有し、この第１の絶縁体が前記第１のエンクロージャを前記第３のエンクロージャから電気的に絶縁し、前記第４のエンクロージャが第２の絶縁体を有し、この第２の絶縁体が前記第２のエンクロージャを前記第３のエンクロージャ及び前記第４のエンクロージャから電気的に絶縁しているトランスデューサ。
【請求項６０】
磁気歪式デバイスに対する導波管及びテープを保持するのに使用されるブラケットであって、
本体と、
この本体の上に設けられた開口部手段と、
を有し、前記本体が第１の穴を有し、この第１の穴が導波管を受容し得る寸法を有し、前記本体がテープを受容し得る寸法の第２の穴を有し、前記第１及び第２の穴の方向はテープが導波管と交差するように設定され、前記開口部手段が導波管へのテープの連結を容易にしているブラケット。
【請求項６１】
磁気歪式デバイスのための導波管及びテープを組み付けるための方法であって、
（Ａ）導波管をブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｂ）導波管をブラケットの中で固定する段階と、
（Ｃ）テープをブラケットの中へ挿入する段階と、
（Ｄ）ブラケットを介して導波管をテープへ連結する段階と、
を有する方法。
【請求項６２】
磁気歪式トランスデューサの回路によって発生された音波を電気出力信号へと処理する変換器であって、
音波を電気出力信号へと変換するための手段と、
前記信号を修正してコイルの飽和を避けるために前記リードへ接続されている第１の手段と、
を有し、前記手段が少なくとも二つのリードを有するピックアップコイルを有している変換器。
【請求項６３】
前記第１の手段が前記信号のピークをクリップする請求項６２記載の変換器。
【請求項６４】
前記第１の手段が、
前記ピックアップコイルの前記リードへ並列に電気接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと反対向きに配置されるとともに前記第１のダイオードと並列に電気接続された第２のダイオードと、
を有し、前記第１及び第２のダイオードが前記信号をクリップし得る寸法を有する請求項６３記載の変換器。
【請求項６５】
ベース及びコレクタを有する増幅器をさらに有し、前記ベース及び前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記二つのリードへ接続され、前記増幅器が前記ピックアップコイルの電気インピーダンスを下げて前記信号を発生させ得る寸法を有する請求項６４記載の変換器。
【請求項６６】
前記第１の手段が、
コレクタ及びベースを有する第１のトランジスタを有し、前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記リードの一方へ接続され、前記ベースが前記ピックアップコイルの前記リードの他方へ接続されている請求項６３記載の変換器。
【請求項６７】
前記第１の手段がベースとコレクタとエミッタとを有する第２のトランジスタを有し、この第２のトランジスタの前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項６６記載の変換器。
【請求項６８】
前記第２のトランジスタの前記エミタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項６７記載の変換器。
【請求項６９】
ベース及びコレクタを有する増幅器がさらに設けられ、前記ベース及び前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記二つのリードへ接続され、前記増幅器が前記ピックアップコイルの電気インピーダンスを下げて前記信号を発生させ得る寸法を有する請求項６３記載の変換器。
【請求項７０】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイル及び前記増幅器を取り囲むとともに前記ピックアップコイル及び前記増幅器を前記回路からシールドするためのシールド手段を有している請求項６９記載の変換器。
【請求項７１】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイル及び前記第１の手段を取り囲むとともに前記ピックアップコイル及び前記第１の手段をシールドするためのシールド手段を有している請求項６２記載の変換器。
【請求項７２】
前記ピックアップコイルの巻線数が400〜2500巻の範囲である請求項６２記載の変換器。
【請求項７３】
磁気歪式トランスデューサの音波を処理して出力信号を発生する変換器であって、
音波を電気出力信号へ変換するための手段と、
前記ピックアップコイルのインピーダンスを下げるために前記ピックアップコイルへ接続されている第１の手段と、
を有し、前記手段が少なくとも二つのリードを有するピックアップコイルを有し、前記第１の手段が前記信号を発生する変換器。
【請求項７４】
前記ピックアップコイルが大きい巻線数を有する請求項７３記載の変換器。
【請求項７５】
前記第１の手段が増幅器を有している請求項７３記載の変換器。
【請求項７６】
前記増幅器がベースとコレクタとエミッタとを有する第１のトランジスタを有し、前記ベース及び前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記二つのリードへ接続され、前記第１のトランジスタが前記ピックアップコイルの電気インピーダンスを下げ得る寸法を有する請求項７５記載の変換器。
【請求項７７】
前記増幅器がベース及びコレクタを有する第２のトランジスタを有し、この第２の増幅器の前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項７５記載の変換器。
【請求項７８】
前記第１のトランジスタの前記エミッタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項７７記載の変換器。
【請求項７９】
前記第１のトランジスタの前記エミッタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項７６記載の変換器。
【請求項８０】
前記信号のピークをクリッピングするための第２の手段が設けられている請求項７５記載の変換器。
【請求項８１】
前記第２の手段が、
前記ピックアップコイルの前記リードへ並列に電気接続された第１のダイオードと、
前記第１のダイオードと反対向きに配置されるとともに前記第１のダイオードと並列に電気接続された第２のダイオードと、
を有し、前記第１及び第２のダイオードが前記信号をクリップし得る寸法を有する請求項８０記載の変換器回路。
【請求項８２】
前記第２の手段が、
コレクタ及びベースを有する第１のトランジスタを有し、前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記リードの一方へ接続され、前記ベースが前記ピックアップコイルの前記リードの他方へ接続されている請求項８０記載の変換器。
【請求項８３】
前記第２の手段がベースとコレクタとエミッタとを有する第２のトランジスタをさらに有し、この第２のトランジスタの前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項８２記載の変換器。
【請求項８４】
前記信号のピークをクリッピングするための第２の手段が設けられている請求項７３記載の変換器。
【請求項８５】
前記第１の手段が、
コレクタ及びベースを有する第１のトランジスタを有し、前記コレクタが前記ピックアップコイルの前記リードの一方へ接続され、前記ベースが前記ピックアップコイルの前記リードの他方へ接続されている請求項７３記載の変換器。
【請求項８６】
前記第１の手段がベースとコレクタとエミッタとを有する第２のトランジスタを有し、この第２のトランジスタの前記ベースが前記第１のトランジスタの前記コレクタへ接続され、前記第２のトランジスタの前記コレクタが前記第１のトランジスタの前記ベースへ接続されている請求項８５記載の変換器。
【請求項８７】
前記第２のトランジスタの前記エミッタ及びコレクタが前記信号を発生する請求項８６記載の変換器。
【請求項８８】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイル及び前記第１の手段を取り囲むとともに前記ピックアップコイル及び前記第１の手段をシールドするためのシールド手段を有している請求項７３記載の変換器。
【請求項８９】
エンクロージャがさらに設けられ、このエンクロージャが前記ピックアップコイルを取り囲むとともに前記ピックアップコイルをシールドするためのシールド手段を有している請求項７３記載の変換器。
【請求項９０】
前記ピックアップコイルの巻線数が400〜2500巻の範囲である請求項７３記載の変換器。
【請求項９１】
磁気歪式トランスデューサの音波を処理するための変換器であって、
ピックアップコイルと、
このピックアップコイルの近傍に取り付けられたバッファ回路と、
を有し、前記コイルに対する浮遊容量が最小限に抑えられている変換器。
【請求項９２】
前記ピックアップコイルが40〜2500巻の範囲の巻線数を有している請求項９１記載の変換器。
【請求項９３】
ハウジングがさらに設けられ、このハウジングが前記ピックアップコイル及び前記バッファ回路を収容するとともに前記ピックアップコイル及び前記バッファ回路に対するシールドとして作用する請求項９１記載の変換器。
【請求項９４】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有する導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む管状の内側スリーブと、
管状の外側スリーブを有する圧力手段と、
を有し、前記外側スリーブが前記内側スリーブと同軸であるとともにこれを取り囲み、前記内側スリーブによってこの内側スリーブの長さに沿って導波管へ圧力が加えられる減衰素子。
【請求項９５】
導波管へ加えられる前記内側スリーブの圧力を設定するために、前記外側スリーブがクリンプされている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項９６】
前記外側スリーブが金属からなっている請求項９５記載の減衰素子。
【請求項９７】
前記外側スリーブが形状保持材料からなり、前記材料が内側スリーブの上に力を加えることによって導波管の上へ圧力を加えている請求項９１記載の減衰素子。
【請求項９８】
前記外側スリーブがエラストマからなっている請求項９７記載の減衰素子。
【請求項９９】
チューニングワイヤがさらに設けられ、このチューニングワイヤが導波管に隣接されるとともに導波管に沿って長手方向に延び、
前記内側スリーブが前記チューニングワイヤを取り囲み、前記圧力手段が前記内側スリーブを介して前記チューニングワイヤへ圧力を加えている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１００】
前記内側スリーブが細くて硬い材料から形成されている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０１】
前記細くて硬い材料がセラミックである請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０２】
前記細くて硬い材料がガラスである請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０３】
前記細くて硬い材料が金属である請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０４】
前記細くて硬い材料がプラスチックである請求項１００記載の減衰素子。
【請求項１０５】
前記内側スリーブがストランドであり、このストランドの数が8から16の間である請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０６】
前記内側スリーブがストランドであり、ウィーブ構造がダイヤモンド、レギュラー又はヘルクレスである請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０７】
前記内側スリーブのエネルギ反射を最小限に抑えるための第１の手段が設けられている請求項９４記載の減衰素子。
【請求項１０８】
前記第１の手段が第２のスリーブを有し、この第２のスリーブが導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲み、前記第２のスリーブが前記電子回路と前記内側スリーブとの間に配置されている請求項１０７記載の減衰素子。
【請求項１０９】
前記第２の手段及び前記内側スリーブが減衰特性を有し、前記第２のスリーブの前記減衰特性が前記内側スリーブの前記減衰特性よりも劣る請求項１０８記載の減衰素子。
【請求項１１０】
前記第２のスリーブが前記内側スリーブに面する面を有し、この面が導波管の長手軸にほぼ直角な面を形成している請求項１０８記載の減衰素子。
【請求項１１１】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有するような導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む内側スリーブと、
この内側スリーブによって導波管へ圧力が加えられるように前記内側スリーブへ連結されている圧力手段と、
ワイヤと、
を有し、前記ワイヤが導波管に隣接されるとともに導波管から絶縁され、前記ワヤ及び導波管が前記内側スリーブによって取り囲まれている減衰素子。
【請求項１１２】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有する導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む内側スリーブと、
この内側スリーブによって導波管へ圧力が加えられるように前記内側スリーブへ連結されている圧力手段と、
を有し、前記内側スリーブが前記電子回路に面する面を有し、この面が導波管の軸に垂直な面に対して所定の角度をなして配置されている減衰素子。
【請求項１１３】
前記角度が40°と50°の間である請求項１１２記載の減衰素子。
【請求項１１４】
導波管へ接続された電子回路から離れた端部を有するような導波管と共に使用するための減衰素子であって、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む主要スリーブと、
導波管と同軸であるとともに導波管を取り囲む補助手段と、
を有し、前記主要スリーブがこの主要スリーブの反射を最小限に抑える第１の減衰特性を有し、前記補助手段がこの補助手段の反射を最小限に抑える第２の減衰特性を有し、前記補助手段が前記主要スリーブと電子回路との間に配置され、前記第２の減衰特性が前記第１の減衰特性よりも劣る減衰素子。
【請求項１１５】
前記補助手段が第２のスリーブを有する請求項１１４記載の減衰素子。
【請求項１１６】
前記第２のスリーブが前記主要スリーブに面する面を有し、この面が導波管の長手軸にほぼ直角な面を形成している請求項１１５記載の減衰素子。
【請求項１１７】
音波と共に使用するためのトランスデューサであって、
センサ素子と、
このセンサ素子へ接続された出力リードと、
前記出力リード間のインピーダスを低くするための手段と、
を有するトランスデューサ。
【請求項１１８】
アプリケーションをベースとした送信機であって、
アプリケーションハウジングと、
ハウジングを有するトランスデューサと、
アプリケーション電子回路と、
を有し、前記ハウジングが信号を伝送するための導波管と、この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、前記導波管及びリターン導体を支持するためのサスペンションスリーブと、前記導波管及び前記リターン導体を終端させるための第１の手段と、前記信号に応じた電気信号を発生するための第２の手段とを有し、前記アプリケーション電子回路が前記導波管を励振させるとともに前記電気信号を処理し、前記アプリケーション電子回路が前記ハウジングの外側に配置されている送信機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプリケーションをベースとした送信機であって、
アプリケーションハウジングと、
ハウジングを有するトランスデューサと、
アプリケーション電子回路と、
を有し、前記ハウジングが信号を伝送するための導波管と、この導波管へ電気的に接続されたリターン導体と、前記導波管及びリターン導体を支持するためのサスペンションスリーブと、前記導波管及び前記リターン導体を終端させるための第１の手段と、前記信号に応じた電気信号を発生するための第２の手段とを有し、前記アプリケーション電子回路が前記導波管を励振させるとともに前記電気信号を処理し、前記アプリケーション電子回路が前記ハウジングの外側に配置されている送信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−１４５５５５（Ｐ２００６−１４５５５５Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７５９７（Ｐ２００６−１７５９７）
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【分割の表示】特願２００５−３２６２６３（Ｐ２００５−３２６２６３）の分割
【原出願日】平成８年５月１０日（１９９６．５．１０）
【出願人】（５００３４２５９２）エムティエス・システムズ・コーポレーション (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【分割の表示】特願２００５−３２６２６３（Ｐ２００５−３２６２６３）の分割
【原出願日】平成８年５月１０日（１９９６．５．１０）
【出願人】（５００３４２５９２）エムティエス・システムズ・コーポレーション (17)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]