JPH01253618A - 光弾性法による超音波探触子の固体内音圧分布測定法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本願発明は、透明な試験片中における超音波の伝搬の様
子を観察する方法即ち光弾性法による超音波探触予め固
体的音圧分布測定法に関する。

〈従来の技術〉 従来ガラス等の透明な材料内での超音波の伝搬状態を観
察するのに、材料の両側に夫々検光子と偏光子を配し、
この検光子と偏光子とを夫々４５度回転した画像と、元
の画像とを合成処理する事により固体的音圧分布画像を
得ていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが上述の方法では、元の画像を見て、その合成４
５度回転した画像の２画像を得るのに数秒かかり、その
後画像処理装置又はカメラ等で画像を合成し、目視確認
するまで更に数秒から数分かかった。従って材料内での
超音波の伝搬状況を実時間で高感度に観察する事は出来
なかった。

本願発明は上記問題点の解決を目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記問題点を鑑みて本願発明は、間欠的に光を発するス
ｌ−ｏ小光源と、透明な試験片と、超音波探触子と、偏
光子と、検光子と、偏光子の回動手段と、検光子の回動
手段と、適宜数の集光用レンズとを備えてなり、上記探
触子は、透明な試験片内に超音波を伝搬するものであり
、他方」−記ストロボ光源と試験片との間に偏光子を配
し、該ス１−ロボ光源と偏光子との間に上記集光用レン
ズを配し、」１記試験片を挟んで偏光子の反対側に上記
検光子を配し、偏光子と検光子とは互いの主軸方向が相
対的にほぼ９０度の角度をな１２、該角度を維持して」
二記夫々の回動手段によって偏光子及び検光子が連続的
に回動してなる事を特徴とする光弾性法による超音波探
触子の固体的音圧分布測定法の提供を図るものである。

く作　　用〉 上述の如く、偏光子と検光子とは互いの主軸方向が相対
的にほぼ９０度の角度をなし、該角度を維持して一ヒ記
夫々の回動手段によって偏光子及び検光子が連続的に回
動する。一方ストロボ光は、」１記角度を為して回転す
る偏光子及び検光子を通リ、集光用レンズによ−）で適
宜位置に結像する。

この像（」、材料内の超音波の伝搬状聾を呈するもので
あり、結像位置に於いて受光と同時に肉眼或はカメラで
知覚出来ろものである。どれは上記各構成を経た像が視
覚の残像処理或はカメラの画像素子の蓄積・残像作用に
３１−って、合成されるからである。

〈実　施　例〉 以■に図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示
的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されて
いる構成部品の（ｊ゛法、形状、材質、その相対配置な
どは、特に特定的な記載（例えば「〜に限る。」等）が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図に本願発明の一実施例を示す。ガラス或はアクリ
ルその他の透明な試験片（１）の一方の面に偏光子（２
）を配する。試験片（］）を挟んでこの偏光子（２）と
反対側に検光子（３）が配される。上記試験片（１）側
を内側として、偏光子（２）の外側へ適真数のコンデン
ザーレンズ（４）（４’　）を配する。更にこのコンデ
ンザーレンズ（４）（４’　）の外側に光源となるスト
ロボ（５）を配する。偏光子（２）と検光子（３）とは
、夫々偏光子回転機構（１１）、検光子回転機構（１ｚ
）によって主軸方向を漸次変化すべく回転可能に構成さ
れている。上記夫々の回転機構（１１）（１２）は、電
動機等の適宜回転手段を備えて上述の回転の実施を行う
ものである。偏光子（２）と検光子（３）とは、上述の
ごとく回転するのであるが、両者はその主軸が相対的に
９０度を保った状態で回転するよう設定されている。こ
のように当初より相対角度を設定し、偏光子（２）と検
光子（３）の相対角度を固定してしまう事によって主軸
の同調時間を要さない。又偏光子（２）、検光子（３）
或は試験片（１）は共に各面、（どのように製造の精度
を上げても排除できないバラツキがあり）多少のコンデ
イションが異なるものである。従って予め、一番コンデ
ィションの良い位置を選んでその部分を光が通るように
しておけば、実験精度そのものの向上が得られる。　」
−記構光子（３）を挟んで試験片（１）と反対側に視野
レンズ（６）を配する。これら各レンズ群の集光作用に
よって、ストロボ（５）から発され一ヒ記各機材を透過
してきた光線が、適宜位置に結像する。この第１図にお
いて結像位置には、ビデオカメラ（９）が配されている
が、ビデオカメラ（９）の代わりにこの位置において目
視する事が出来る。勿論ビデオカメラ（９）はそのまま
にしておき、視野レンズ（６）とビデオカメラ（９）と
の間に反射鏡（ｌＯ）を設は透過光の一部を他へ反射さ
せ、光軸（Ｘ）から外れた位置において目視出来るよう
にしても効果的である。カメラのレンズが大きい場合（
有効視野に対してカメラのレンズ径が十分大きい場合）
には、敢えて必要ない。（ア）は探触子であり、試験片
（１）に設けられ、試験片（１）内に超音波を伝搬する
ものである。この試験片（１）内の超音波の伝搬状況を
上記結像位置において観察するのである。

一、ｌｘ述の各レンズ郡（４）（４’　）（６）は、集
光性を高める為にその径が十分少さいものを選ぶ。光の
照度が十分であれば、解像力の向−Ｌから解析性の改善
か期待出来るからである。これは直径が１５０ｍｍより
もずっと小さいものとして構成する事によって可能とな
る。

上記の通りレンズの小型化を図る事によって、試験片（
１）の−回の観察でカバー出来る部分が小さくなる事は
否めない。解像力を選べば観察範囲が狭くなるものであ
る。この点を補うべく、試験片（１）そのものを適宜摺
動手段に保持させ、光軸（Ｘ）に対して、適宜変位し、
光を透過させる部分を選択出来るように構成しておけば
効果的である。

ここでは、試験片走査機構（１３）によってその実施を
図っている。

ストロボ（５）はストロボ光源供給手段（１４）を介し
て制御装置（１５）に接続され、同様に探触子は探傷機
の一部であるトランスミツター（１６）を介して制御装
置（１５）に接続される。又偏向子回転機構（１１）、
検光子回転機構（１２）、試験片走査機構（１３）の夫
々も上述の制御装置（１５）に接続される。これら制御
装置（１５）に接続された各機材は、記述の走査あるい
は動作を実現すべく、制御装置（１５）によって制御さ
れる。

前記ビデオカメラ（９）も制御装置（１５）に接続し、
制御装置（１５）に備えたモニタ（１７）によってリア
ルタイムに観察出来るよう構成しておく。制御装置にフ
ィードバックされてきた各データを、データ処理装置（
１８）によって処理する。データ処理装置（１８）は、
通常実験におけるデータ量から、ハードディスク（２０
）に２０メガバイト、ランダム・アクセス・メモリ（２
１）に６４０キロバイト程度の容量を備えたもので実施
可能である。

データ処理装置（１８）にはモニタ（１９）を配して、
処理装置（１８）を介したデータ画像が確認できるよう
にしである。又各操作は、処理装置（１８）に備えられ
たキーボード（２０）によって行えばよい。

以−Ｌのように構成する事によって、最終的にコンピュ
ータによって合成、データ解析・蓄積するにしても、予
備観察として肉眼或はカメラで実時間に観察する事が出
来る。例えば、偏向子（２）と検光子（３）とが１５度
回転する毎にストロボが発光する場合、０，１５，３０
．４５，６０，７５゜＝７− ９０．１０５・・度等の多数の画像が、目又はカメラの
残像作用により合成される事となる。これらの中には４
５度の相対角を持った画像があり結果として従来と同じ
画像を観測する事が出来る。

〈発明の効果〉 高感度の（解像度の高い）超音波伝搬状態をリアルタイ
ム（実時間）に観察する事が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の一実施例を示す原理説明図である
。 （１）・・試験片、（２）・・・偏向子、（３）・・検
光子、（４）　（４’　）・・・コンデンサーレンズ、
（５）・・ストロボ、（６）・・・視野レンズ、（７）
・・探触子、（１１）・・偏向子回転機構、（１２）・
・検光子回転機構、（１３）・・試験片走査機構 出願人株式会社日本クラウドクレーマー・フェルスター
株式会社 ＝８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 間欠的に光を発するストロボ光源と、透明な試験片と、
   超音波探触子と、偏光子と、検光子と、偏光子の回動手
   段と、検光子の回動手段と、適宜数の集光用レンズとを
   備えてなり、上記探触子は、透明な試験片内に超音波を
   伝搬するものであり、他方上記ストロボ光源と試験片と
   の間に偏光子を配し、該ストロボ光源と偏光子との間に
   上記集光用レンズを配し、上記試験片を挟んで偏光子の
   反対側に上記検光子を配し、偏光子と検光子とは互いの
   主軸方向が相対的にほぼ９０度の角度をなし、該角度を
   維持して上記夫々の回動手段によって偏光子及び検光子
   が連続的に回動してなる事を特徴とする光弾性法による
   超音波探触子の固体内音圧分布測定法。