JPH0221746B2 - - Google Patents
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- JPH0221746B2 JPH0221746B2 JP58018262A JP1826283A JPH0221746B2 JP H0221746 B2 JPH0221746 B2 JP H0221746B2 JP 58018262 A JP58018262 A JP 58018262A JP 1826283 A JP1826283 A JP 1826283A JP H0221746 B2 JPH0221746 B2 JP H0221746B2
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- Japan
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- foil
- electrodes
- electrode
- transmitter
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0688—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction with foil-type piezoelectric elements, e.g. PVDF
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/005—Testing or calibrating of detectors covered by the subgroups of G01H3/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/10—Amplitude; Power
- G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
- G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は超音波送波器と、圧電フオイルを具え
る超音波受波器とを有する超音波検査装置に関す
る。
る超音波受波器とを有する超音波検査装置に関す
る。
超音波検査用装置にウエルス（Wells）著の文
献：「Physical Principles of Ultrasonic
Diagnosis」（1969年、第38頁）の記載から公知
である。そこに開示されている装置は超音波の送
波と受波とを同一の超音波変換装置を用いて行な
うものである。このような装置は、例えば西ドイ
ツ公開第3024995号によれば、送波方向と受波方
向とが同一であるようなある検査方法に望ましい
特性をもつている。しかしながら送波効率と受波
感度とに関して妥協を計りながら周波数特性とか
空間分解能とかを考慮する必要がある。
献：「Physical Principles of Ultrasonic
Diagnosis」（1969年、第38頁）の記載から公知
である。そこに開示されている装置は超音波の送
波と受波とを同一の超音波変換装置を用いて行な
うものである。このような装置は、例えば西ドイ
ツ公開第3024995号によれば、送波方向と受波方
向とが同一であるようなある検査方法に望ましい
特性をもつている。しかしながら送波効率と受波
感度とに関して妥協を計りながら周波数特性とか
空間分解能とかを考慮する必要がある。
別個の超音波送波器と別個の超音波受波器とを
有する本明細書の最初の部分に説明した種類の装
置においてはこのような妥協を回避することが出
来る。西ドイツ出願公告第2417743号から公知の
装置のような場合には、スコロフ（Sokolov）管
が超音波受波器として作動し、そこでは超音波場
の空間分布を圧電重合体の機械的及び電気的に予
め処理されたフオイルによつて電荷分布に変換す
る構成となつている。そしてこの電荷分布を電子
ビームによつて走査する。このような装置におい
ては、超音波を受波する方向を超音波送波器方向
と一致させることが出来ない。
有する本明細書の最初の部分に説明した種類の装
置においてはこのような妥協を回避することが出
来る。西ドイツ出願公告第2417743号から公知の
装置のような場合には、スコロフ（Sokolov）管
が超音波受波器として作動し、そこでは超音波場
の空間分布を圧電重合体の機械的及び電気的に予
め処理されたフオイルによつて電荷分布に変換す
る構成となつている。そしてこの電荷分布を電子
ビームによつて走査する。このような装置におい
ては、超音波を受波する方向を超音波送波器方向
と一致させることが出来ない。
本発明の目的は送受波特性に妥協する必要なく
して送波方向と受波方向とを一致するように構成
した、この明細書の最初の部分に記載したような
種類の超音波検査装置を提供することにある。
して送波方向と受波方向とを一致するように構成
した、この明細書の最初の部分に記載したような
種類の超音波検査装置を提供することにある。
この目的の達成を図るため、本発明によれば、
超音波送波器と圧電フオイルを具える超音波受波
器とを有する超音波検査装置において、該圧電フ
オイルの動作領域上に超音波によつて発生された
圧電及び電荷をピツクアツプするための電極を備
え、前記超音波送波器及び前記超音波受波器は該
超音波送波器によつて発生された超音波が前記圧
電フオイルを通過するように互いに関して配置さ
れて成ることを特徴とする。
超音波送波器と圧電フオイルを具える超音波受波
器とを有する超音波検査装置において、該圧電フ
オイルの動作領域上に超音波によつて発生された
圧電及び電荷をピツクアツプするための電極を備
え、前記超音波送波器及び前記超音波受波器は該
超音波送波器によつて発生された超音波が前記圧
電フオイルを通過するように互いに関して配置さ
れて成ることを特徴とする。
これに関連し留意すべきことは、超音波受波器
は文献：「J.Accoust.Joc.Am.69（３）」（1981年３
月第853〜859号）の記載から公知であり、この従
来の超音波受波器はポリ弗化ビニル又はポリ弗化
ビニリデンのような、ある半結晶性重合体の圧電
フオイルを具えていて、該フオイルの、機械的及
び電気的前処理によつて活性化された領域上に超
音波によつて発生された電圧及び電荷をピツクア
ツプするための電極を有している。
は文献：「J.Accoust.Joc.Am.69（３）」（1981年３
月第853〜859号）の記載から公知であり、この従
来の超音波受波器はポリ弗化ビニル又はポリ弗化
ビニリデンのような、ある半結晶性重合体の圧電
フオイルを具えていて、該フオイルの、機械的及
び電気的前処理によつて活性化された領域上に超
音波によつて発生された電圧及び電荷をピツクア
ツプするための電極を有している。
本発明は斯様な超音波受波器は超音波場を実質
的に変えないので、この受波器をそれ自体、超音
波送波器の送波方向に配置出来るという事実を用
いている。従つて、この受波器は放射された超音
波パルスと反射超音波パルスとを測定することが
出来る。放射超音波によつて電極に生じた電荷を
反射超音波の測定の開始時に、例えばこの測定に
先立つて電極を短絡させることによつて、確実に
流出させるようにする。
的に変えないので、この受波器をそれ自体、超音
波送波器の送波方向に配置出来るという事実を用
いている。従つて、この受波器は放射された超音
波パルスと反射超音波パルスとを測定することが
出来る。放射超音波によつて電極に生じた電荷を
反射超音波の測定の開始時に、例えばこの測定に
先立つて電極を短絡させることによつて、確実に
流出させるようにする。
以下、図面につき本発明を説明する。
第１図に示すように、超音波送波器２を右側が
開いている回転対称のハウジング１に配設する。
この超音波送波器２によつてハウジング１が振動
を起すのを防止するため音響絶縁体３を設ける。
この超音波送波器２をいずれかの任意の構成のも
のとし得る。例えばこの送波器をウエルス
（Wells）の文献：「Physical Principles of
Ultrasonic Diagnosis」（1969年）の第38頁、第
２，４図に記載の送波器としてもよい。
開いている回転対称のハウジング１に配設する。
この超音波送波器２によつてハウジング１が振動
を起すのを防止するため音響絶縁体３を設ける。
この超音波送波器２をいずれかの任意の構成のも
のとし得る。例えばこの送波器をウエルス
（Wells）の文献：「Physical Principles of
Ultrasonic Diagnosis」（1969年）の第38頁、第
２，４図に記載の送波器としてもよい。
好適な結晶重合体、例えばポリ弗化ビニリデン
から成るフオイル４を超音波受波器として図面及
び回転軸に直交する方向にこのハウジング１に適
切に緊張させて設ける。そしてこのフオイルの両
側部に互いに対向させて点状電極６を備える。フ
オイルを伸張させかつこのフオイルの電極の領域
に強い電界強度を与えるようにして、フオイル上
の活性（又は動作）領域を発生させる。その際文
献「Journal of Accoustical society America」
から既知のように電極に直流電圧を印加し電極間
に約1MV／cmの電界強度が形成されるようにす
る。電極の形状及び大きさによつて超音波受波器
の空間分解能が決まる。電極はもとより給電用リ
ード線をフオイル上に蒸着するが、その場合リー
ド線が互いに重なり合わないようにする。単層フ
オイルを使用する代わりに、前述の文献の特に第
２図に示されているような二個の相互接続された
フオイルの積層体を使用してもよい。
から成るフオイル４を超音波受波器として図面及
び回転軸に直交する方向にこのハウジング１に適
切に緊張させて設ける。そしてこのフオイルの両
側部に互いに対向させて点状電極６を備える。フ
オイルを伸張させかつこのフオイルの電極の領域
に強い電界強度を与えるようにして、フオイル上
の活性（又は動作）領域を発生させる。その際文
献「Journal of Accoustical society America」
から既知のように電極に直流電圧を印加し電極間
に約1MV／cmの電界強度が形成されるようにす
る。電極の形状及び大きさによつて超音波受波器
の空間分解能が決まる。電極はもとより給電用リ
ード線をフオイル上に蒸着するが、その場合リー
ド線が互いに重なり合わないようにする。単層フ
オイルを使用する代わりに、前述の文献の特に第
２図に示されているような二個の相互接続された
フオイルの積層体を使用してもよい。
ハウジング１の右側を薄いフオイルの形態の音
響窓５によつて閉成する。この窓はその内側と外
側との間の圧力差を受信する。この窓５とフオイ
ル４との間並びにフオイル４と超音波送波器２と
の間の中間の空間に好適な液体、例えば水とか或
いはシリコン・オイルを入れておく。
響窓５によつて閉成する。この窓はその内側と外
側との間の圧力差を受信する。この窓５とフオイ
ル４との間並びにフオイル４と超音波送波器２と
の間の中間の空間に好適な液体、例えば水とか或
いはシリコン・オイルを入れておく。
超音波送波器によつて送波される超音波パルス
はこの薄いフオイル（10μm程度の厚さのフオイ
ル）及び音響窓によつては実質的な影響を受け
ず、従つて何ら乱されることなく被検体に達する
ことが出来る。この超音波パルスの強度をパルス
の送出の間フオイル４で構成された超音波受波器
によつて常に測定することが出来る。超音波送波
パルスによつてフオイルの領域に発生した圧力は
被検体からの反射エコーパルスによつて発生した
圧力より本質的に大であるので、適切に例えば電
極６を短絡することによつて、エコーパルスがフ
オイル４に到達し得る前に超音波送波パルスによ
つて電極６に発生した電荷キヤリアが流れ去るよ
うに確実になすことが必要である。フオイル４に
電極６を設けた構成を有する超音波受波器のすぐ
れた送波特性に基づいて、著しく広い周波数範囲
にわたり正確な測定が可能となる。
はこの薄いフオイル（10μm程度の厚さのフオイ
ル）及び音響窓によつては実質的な影響を受け
ず、従つて何ら乱されることなく被検体に達する
ことが出来る。この超音波パルスの強度をパルス
の送出の間フオイル４で構成された超音波受波器
によつて常に測定することが出来る。超音波送波
パルスによつてフオイルの領域に発生した圧力は
被検体からの反射エコーパルスによつて発生した
圧力より本質的に大であるので、適切に例えば電
極６を短絡することによつて、エコーパルスがフ
オイル４に到達し得る前に超音波送波パルスによ
つて電極６に発生した電荷キヤリアが流れ去るよ
うに確実になすことが必要である。フオイル４に
電極６を設けた構成を有する超音波受波器のすぐ
れた送波特性に基づいて、著しく広い周波数範囲
にわたり正確な測定が可能となる。
超音波送受波装置を、液体充満タンク中又は、
この装置が常に液体で取り囲まれているような状
態で使用する場合には、ハウジング１を使用する
代わりに適切な取り付け装置を用いることも出来
るし、音響窓５を省略することも出来る。
この装置が常に液体で取り囲まれているような状
態で使用する場合には、ハウジング１を使用する
代わりに適切な取り付け装置を用いることも出来
るし、音響窓５を省略することも出来る。
第２図は別の電極構造を示し、この場合には中
央の点状電極をこれと同心的に数個の環状電極に
よつて取り囲み、これら電極へのリード線が互い
に交差しないように構成している。この電極構造
によつて回転対称に分布した圧力をピツクアツプ
することが可能となる。
央の点状電極をこれと同心的に数個の環状電極に
よつて取り囲み、これら電極へのリード線が互い
に交差しないように構成している。この電極構造
によつて回転対称に分布した圧力をピツクアツプ
することが可能となる。
第３図は液体内で定常的に使用するのに適した
ように構成した超音波送受波装置を示す線図であ
る。この装置はフレーム８を具え、このフレーム
を取り付け装置９に結合すると共にこのフレーム
には圧電フオイル４を張つて設けている。このフ
オイル上には共通線上に位置する複数個の電極６
が存在しているので、少なくとも一方向の超音波
場をピツクアツプすることが出来る。超音波送波
器２をこれら電極の背後に配設し、この送波器２
を第１図の送波器と同一構成とし得るが、これを
複数個の超音波送波器を一列に配列させて構成し
てもよい。両側面上に互いに対向させて設けた電
極６を有する単層フオイルを使用する場合には、
電極に対するリード線は交差したり互いに重なり
合つたりしないようにし得る。このようにするた
め、電極が形成する直線に対しある角度例えば直
角にリード線を設ける必要がある。すなわち、一
方の側面上のリード線は破線７ａで示すように下
側から電極６に至り、他方の側面上のリード線は
実線７で示すように上側から電極６に至るように
することが出来る。第３ａ図に示すように、点状
電極パターンを用いる代わりに、帯状電極パター
ンを使用することも出来る。
ように構成した超音波送受波装置を示す線図であ
る。この装置はフレーム８を具え、このフレーム
を取り付け装置９に結合すると共にこのフレーム
には圧電フオイル４を張つて設けている。このフ
オイル上には共通線上に位置する複数個の電極６
が存在しているので、少なくとも一方向の超音波
場をピツクアツプすることが出来る。超音波送波
器２をこれら電極の背後に配設し、この送波器２
を第１図の送波器と同一構成とし得るが、これを
複数個の超音波送波器を一列に配列させて構成し
てもよい。両側面上に互いに対向させて設けた電
極６を有する単層フオイルを使用する場合には、
電極に対するリード線は交差したり互いに重なり
合つたりしないようにし得る。このようにするた
め、電極が形成する直線に対しある角度例えば直
角にリード線を設ける必要がある。すなわち、一
方の側面上のリード線は破線７ａで示すように下
側から電極６に至り、他方の側面上のリード線は
実線７で示すように上側から電極６に至るように
することが出来る。第３ａ図に示すように、点状
電極パターンを用いる代わりに、帯状電極パター
ンを使用することも出来る。
第４ａ図及び第４ｂ図に示す電極の配置と第３
図に示す電極の配置との相違は、第３図の場合に
はフレーム８に張られたフオイル上の電極は互い
に平行な直線上に位置しているが、第４ａ図に示
す配置における直線は一個のフレーム側片と平行
であり、第４ｂ図に示す配置における直線はフレ
ーム側片と０〜90゜内のある角度をなしているこ
とにある。従つて、第４ａ図の配置においては、
リード線はフレーム側片及び電極６を結ぶ直線に
対し夫々0゜以外の角度をなして延在しており、第
４ｂ図の配置においては、リード線はフレーム側
片に対し平行に延在することが出来る。第４ｃ図
及び第４ｄ図は第４ｂ図及び第４ａ図に夫々対応
する電極配置を示すが、電極に対するリード線は
１個の電極に対するリード線が常にフレームの一
方の側片で終端するように設けてある。
図に示す電極の配置との相違は、第３図の場合に
はフレーム８に張られたフオイル上の電極は互い
に平行な直線上に位置しているが、第４ａ図に示
す配置における直線は一個のフレーム側片と平行
であり、第４ｂ図に示す配置における直線はフレ
ーム側片と０〜90゜内のある角度をなしているこ
とにある。従つて、第４ａ図の配置においては、
リード線はフレーム側片及び電極６を結ぶ直線に
対し夫々0゜以外の角度をなして延在しており、第
４ｂ図の配置においては、リード線はフレーム側
片に対し平行に延在することが出来る。第４ｃ図
及び第４ｄ図は第４ｂ図及び第４ａ図に夫々対応
する電極配置を示すが、電極に対するリード線は
１個の電極に対するリード線が常にフレームの一
方の側片で終端するように設けてある。
第５図に示す実施例によれば、第４ａ図及び第
４ｂ図に示す電極配置を使用して二次元フイール
ドを検出することが出来る。この場合、測定中フ
オイル４を有するフレーム９をフオイル平面内を
電極を結ぶ直線方向とは異なる一方向に移動させ
る。超音波送波器２から繰返し（同様の）パルス
を送出し及び電極はこれが偶然に存在する領域で
戻り超音波を測定する。しかしながらこの方法は
液体で満たされているタンク中においてのみ使用
することが出来る。
４ｂ図に示す電極配置を使用して二次元フイール
ドを検出することが出来る。この場合、測定中フ
オイル４を有するフレーム９をフオイル平面内を
電極を結ぶ直線方向とは異なる一方向に移動させ
る。超音波送波器２から繰返し（同様の）パルス
を送出し及び電極はこれが偶然に存在する領域で
戻り超音波を測定する。しかしながらこの方法は
液体で満たされているタンク中においてのみ使用
することが出来る。
第１図は本発明による超音波検査装置の縦軸を
含む断面図、第２図は電極の特定構成を示す線
図、第３図、第３ａ図、第４ａ図〜第４ｄ図は電
極の他の実施例を示す線図、第５図は二次元領域
内の超音波場を走査するための実施例を示す線図
である。 １……ハウジング、２……超音波送波器、３…
…音響絶縁体、４……フオイル、５……音響窓、
６……点状電極、７……リード線、８……フレー
ム、９……取り付け装置。
含む断面図、第２図は電極の特定構成を示す線
図、第３図、第３ａ図、第４ａ図〜第４ｄ図は電
極の他の実施例を示す線図、第５図は二次元領域
内の超音波場を走査するための実施例を示す線図
である。 １……ハウジング、２……超音波送波器、３…
…音響絶縁体、４……フオイル、５……音響窓、
６……点状電極、７……リード線、８……フレー
ム、９……取り付け装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波送波器と、圧電フオイルを具える超音
波受波器とを有する超音波検査装置において、該
圧電フオイルの動作領域上に超音波によつて発生
された電圧及び電荷をピツクアツプするための電
極を備え、前記超音波送波器及び前記超音波受波
器は該超音波送波器によつて発生された超音波が
前記圧電フオイルを通過するように互いに関して
配置されて成ることを特徴とする超音波検査装
置。 ２ 前記圧電フオイルの支持電極の動作領域は二
次元パターンを形成して成ることを特徴とする特
許請求の範囲１記載の超音波検査装置。 ３ 前記電極を少なくとも一本の直線上に配置し
及び前記圧電フオイルをその平面内で該直線の方
向からずれた方向に移動出来るようにして成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲２記載の超音波検
査装置。 ４ 前記電極を少なくとも一本の直線上に配置し
及び前記圧電フオイル上のこれら電極に至るリー
ド線は、前記直線と0゜以外のある角度で延在して
成ることを特徴とする特許請求の範囲２記載の超
音波検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3204829.7 | 1982-02-11 | ||
| DE19823204829 DE3204829A1 (de) | 1982-02-11 | 1982-02-11 | Anordnung zur untersuchung mit ultraschall |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58147644A JPS58147644A (ja) | 1983-09-02 |
| JPH0221746B2 true JPH0221746B2 (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=6155426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58018262A Granted JPS58147644A (ja) | 1982-02-11 | 1983-02-08 | 超音波検査装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0086531B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58147644A (ja) |
| CA (1) | CA1206587A (ja) |
| DE (2) | DE3204829A1 (ja) |
| ES (1) | ES8400862A1 (ja) |
| IL (1) | IL67859A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3437976A1 (de) * | 1984-10-17 | 1986-04-17 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Stosswellensensor |
| DE3545381C2 (de) * | 1985-12-20 | 1994-02-24 | Siemens Ag | Ultraschallwandler zur Messung der Schalleistung eines fokussierten Ultraschallfeldes |
| EP0255636B1 (de) * | 1986-07-30 | 1990-04-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Sensor für akustische Stosswellenimpulse |
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