热声装置以及声波检查装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发热体的强度较大、设计的自由度较高的热声装置以及声波检查装置。本发明专利技术一形态的热声装置具备由含有纤维状碳纳米结构体的无纺片形成的发热体。优选所述发热体具有三维形状。优选所述发热体通过将所述无纺片弯折而形成。该热声装置可以进一步具备向所述发热体施加电流的多个电极。该热声装置可以具备三个以上的所述电极和两个以上的所述发热体。该热声装置可以进一步具备向所述发热体照射光或电磁波的加热装置。本发明专利技术一形态的声波检查装置具备该热声装置和声波接收元件。

Thermoacoustic devices and sound wave inspection devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热声装置以及声波检查装置
本专利技术涉及热声装置以及声波检查装置。
技术介绍
作为产生声波的装置，具备磁体和线圈的动电转换装置、电容转换装置、使用了压电材料的转换装置等利用了机械振动的声波产生装置广为普及。近年来，与这些声波产生装置不同，正在推进利用完全不进行机械振动的热声效应的声波产生装置(热声装置)的开发。热声装置构成为通过对发热体施加电流而使发热体瞬时发热从而使发热体附近的空气瞬间膨胀，或者通过停止向发热体施加电流而使发热体的温度降低从而使发热体周围的气体收缩，由此形成空气的疏密从而产生声波。这样的热声装置不伴着机械振动，因此具有频段宽、难以受到周围环境的影响、微细化较为容易的优点。在热声装置中，为了提高声波的产生效率，提出了使用将多个碳纳米管通过分子间作用力连接而成的结构体作为发热体(参照特许第4672783号公报)。根据该热声装置，由于将热容小且比表面积大的碳纳米管结构体用于发热体，因此能够实现与电信号等对应的高速的温度变化，从而能够良好地产生声波。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特许第4672783号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在上述公报中作为发热体使用的碳纳米管结构体的机械强度小，存在容易断裂这样的问题。并且，不具有刚性的碳纳米管结构体例如需要张设于电极等结构体，因此设计的自由度小。鉴于上述不利之处，本专利技术的所要解决的技术问题在于，提供一种发热体的强度较大、设计的自由度较高的热声装置以及声波检查装置。用于解决技术问题的技术方案为了解决上述技术问题而做出的本专利技术的一个例子是一种具备由含有纤维状碳纳米结构体的无纺片形成的发热体的热声装置。本专利技术的另一例子是一种具备声波接收元件和上述热声装置的声波检查装置。附图说明图1是表示本专利技术一实施方式的热声装置的剖面示意图。图2是图1的热声装置的平面示意图。图3是表示本专利技术的与图1不同的热声装置的平面示意图。图4是表示本专利技术的与图1和图3不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图5是表示本专利技术的与图1、图3以及图4不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图6是表示本专利技术的与图1、图3至图5不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图7是图6的热声装置的平面示意图。图8是表示本专利技术的与图1、图3至图6不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图9是图8的热声装置的平面示意图。图10是表示本专利技术的与图1、图3至图6以及图8不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图11是表示本专利技术的与图1、图3至图6、图8以及图10不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图12是表示本专利技术的与图1、图3至图6、图8、图10以及图11不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图13是图12的热声装置的平面示意图。图14是表示本专利技术的与图1、图3至图6、图8、图10、图11以及图12不同的实施方式的热声装置的剖面示意图。图15是图14的热声装置的平面示意图。图16是表示本专利技术一实施方式的声波检查装置的剖面示意图。图17是表示本专利技术的与图16不同的实施方式的声波检查装置的剖面示意图。图18是表示本专利技术的与图16和图17不同的实施方式的声波检查装置的剖面示意图。具体实施方式以下，适当地参照附图对本专利技术的实施方式详细地进行说明。本专利技术一形态的热声装置具备发热体，该发热体由含有纤维状碳纳米结构体的无纺片形成。需要说明的是，在本专利技术中，所谓的“纤维状碳纳米结构体”例如表示碳纳米管、碳纳米角、碳纳米纤维、碳纳米线圈、碳微米线圈等外径(纤维径)不足1μm的纤维状的碳结构体。“无纺片”表示不对纤维进行纺织而利用热、机械或化学作用对其进行粘接或交联从而成形为片状的材料，不仅包含无纺布、还包含例如纸等抄制体，不仅包含平面材料、还包含例如像纸浆制鸡蛋用包装容器那样形成为从一开始就具有立体形状的材料。本专利技术的热声装置由于具备由含有纤维状碳纳米结构体(碳纳米管、碳纳米角、石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米线圈、碳微米线圈等)的无纺片形成的发热体，因此能够增大发热体的刚性，由于发热体的强度大，设计的自由度较高。优选所述纤维状碳纳米结构体相对于所述无纺片无取向性地配置。优选所述发热体具有三维形状。优选所述发热体通过周期性的弯折而成为形成有多个底部和顶部的形状，该形状包含波形。优选所述热声装置具备向所述发热体施加电流的多个电极，更优选的是进一步具备对所述发热体进行支承的基体部件，发热体配置在基体部件的表面并且电极层叠在发热体的上部。进一步优选为具备三个以上的所述电极和两个以上的所述发热体。优选所述发热体是彼此平行且等间隔地配设的多个发热体。优选所述发热体具有呈圆弧状弯曲的剖面形状。优选所述电极在所述发热体的两端部分别遍及该发热体的整个宽度地层叠。优选前述具有形成有多个底部和顶部的发热体的热声装置具备向所述发热体施加电流的多个电极、对所述发热体进行支承的基体部件，所述发热体配置在所述基体部件的表面，所述电极层叠在所述发热体的底部与基体部件的上表面之间。优选所述热声装置具备筒状的基体部件，所述发热体沿着所述基体部件的外周面或内周面呈筒状配设。优选所述热声装置具备向所述发热体施加电流的多个电极，所述发热体呈球面状，所述电极包含沿着该发热体的外缘设置的第一电极、在发热体的背面设置的与第一电极同心的圆环状的第二电极以及在发热体的背面的第一电极的中心部设置的圆形或点状的第三电极，所述发热体包含第一电极与第二电极之间的第一发热体部分和第二电极与第三电极之间的第二发热体部分这两个发热体部分。在前述具备多个电极的热声装置中，优选所述发热体是多个带状的发热体，该多个发热体彼此平行且等间隔地配置，所述电极包含将所述多个发热体串联地连接的多个中间电极。优选在所述发热体的背面侧具备对从该背面产生的声波进行吸收的多孔部件。优选前述具有形成有多个底部和顶部的发热体的热声装置具备对所述发热体进行支承的基体部件，所述发热体配置在所述基体部件的表面，在该基体部件，形成有将由所述发热体的相对的成对的壁部、顶部以及基体部件包围的空间与外部空间连通的孔部，所述壁部是顶部与底部之间的部分。优选前述具有形成有多个底部和顶部的发热体的热声装置具备对所述发热体进行支承的基体部件，所述发热体配置在所述基体部件的表面，在该发热体的顶部形成有将由该顶部、相对的成对的壁部以及基体部件包围的空间与外部空间连通的孔部，所述壁部是顶部与底部之间的部分。前述热声装置可以进一步具备向所述发热体照射光或电磁波的加热装置。本专利技术一形态的声波检查装置具备声波接收元件和前述任一热声装置。[第一实施方式]在图1和图2中表示的是本专利技术一实施方式的热声装置。该热声装置具备方形框状的基体部件1、以架设于基体部件1的长尺寸方向两侧的两边之间的方式配设的片状的发热体2以及沿着该发热体2的长尺寸方向两侧的侧缘设置的一对电极3。换言之，在该热声装置中，发热体2配设在一对电极3之间。而且，该热声装置具备经由配线4向所述一对电极3之间施加驱动电流的信号发生器5。另外，该热声装置进一步具备将发热体2固定于基体部件1的固定部件6和将配线4连接于电极3的导电性部件7。该热声装置通过由信号发生器5向发热体2施加电流而使发热体2发热来使发热体2的周围的气体(例如空气、氮、氦等)膨胀，或者通过使向发热体2的电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热声装置，具备发热体，该发热体由含有纤维状碳纳米结构体的无纺片形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.13 JP 2017-0243991.一种热声装置，具备发热体，该发热体由含有纤维状碳纳米结构体的无纺片形成。2.根据权利要求1所述的热声装置，所述纤维状碳纳米结构体相对于所述无纺片无取向性地配置。3.根据权利要求1或2所述的热声装置，所述发热体具有三维形状。4.根据权利要求3所述的热声装置，所述发热体通过周期性的弯折而成为形成有多个底部和顶部的形状，该形状包含波形。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热声装置，进一步具备向所述发热体施加电流的多个电极。6.根据权利要求5所述的热声装置，进一步具备对所述发热体进行支承的基体部件，所述发热体配置在所述基体部件的表面，所述电极层叠在所述发热体的上部。7.根据权利要求5或6所述的热声装置，具备三个以上的所述电极和两个以上的所述发热体。8.根据权利要求1至7中任一项所述的热声装置，所述发热体是彼此平行且等间隔地配设的多个发热体。9.根据权利要求1至6中任一项所述的热声装置，所述发热体具有呈圆弧状弯曲的剖面形状。10.根据权利要求5或6所述的热声装置，所述电极在所述发热体的两端部分别遍及该发热体的整个宽度地层叠。11.根据权利要求4所述的热声装置，具备：向所述发热体施加电流的多个电极；对所述发热体进行支承的基体部件；所述发热体配置在所述基体部件的表面，所述电极层叠在所述发热体的底部与基体部件的上表面之间。12.根据权利要求1至5中任一项所述的热声装置，具备筒状的基体部件，所述发热体沿着所述基体部件的外周面或内...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部敦夫，
申请(专利权)人：雅马哈精密科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP