JPH029520B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH029520B2 JPH029520B2 JP5287783A JP5287783A JPH029520B2 JP H029520 B2 JPH029520 B2 JP H029520B2 JP 5287783 A JP5287783 A JP 5287783A JP 5287783 A JP5287783 A JP 5287783A JP H029520 B2 JPH029520 B2 JP H029520B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- acoustic radiation
- ultrasonic probe
- frequency characteristics
- ultrasonic transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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
- B06B1/0607—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 using multiple elements
- B06B1/0611—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 using multiple elements in a pile
- B06B1/0614—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 using multiple elements in a pile for generating several frequencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、非破壊検査や医療診断に用いられ
る超音波探触子に関するものである。
る超音波探触子に関するものである。
従来のこの種の超音波探触子は、例えば、第１
図に示すように、１個の超音波振動子１を用い、
超音波振動子１の一方の音響放射面２上にバツキ
ング材３を設け、他方の音響放射面２上に音響イ
ンピーダンス変成層４を設けて構成されていた。
５はリード線である。
図に示すように、１個の超音波振動子１を用い、
超音波振動子１の一方の音響放射面２上にバツキ
ング材３を設け、他方の音響放射面２上に音響イ
ンピーダンス変成層４を設けて構成されていた。
５はリード線である。
非破壊検査や医療診断では、被検体の音響伝ぱ
ん特性が周波数依存性を有する場合がある。この
ような特性を有する被検体を検査する場合、送信
超音波パルスの周波数特性をあらかじめ測定して
おき、被検体内からの受信パルスの周波数特性を
解析し、両周波数特性の差異などを検出して、被
検体内部の情報を得る方法が適用されている。し
たがつて、送信超音波パルスの周波数特性を制御
できれば、より情報量が増える。
ん特性が周波数依存性を有する場合がある。この
ような特性を有する被検体を検査する場合、送信
超音波パルスの周波数特性をあらかじめ測定して
おき、被検体内からの受信パルスの周波数特性を
解析し、両周波数特性の差異などを検出して、被
検体内部の情報を得る方法が適用されている。し
たがつて、送信超音波パルスの周波数特性を制御
できれば、より情報量が増える。
さて、上記送信超音波パルスの周波数特性は、
超音波探触子とこれを励振する電気回路との組合
せで決定される。しかし、通常、上記電気回路
は、出力インピーダンス50Ωのものが用いられ、
超音波探触子の励振波形はほとんどインパルスと
みなしてもよい、極めて幅の狭いパルスである。
したがつて、送信超音波パルスの周波数特性を変
えるには、超音波探触子の定数を変える必要があ
る。しかし、従来のこの種の超音波探触子は、上
述したように、１個の超音波振動子１、バツキン
グ材３および音響インピーダンス変成層４のみで
構成されていたため、制御できる上記定数の自由
度が小さく、このため、所要の周波数特性を実現
することが困難な場合があるなどの欠点があつ
た。
超音波探触子とこれを励振する電気回路との組合
せで決定される。しかし、通常、上記電気回路
は、出力インピーダンス50Ωのものが用いられ、
超音波探触子の励振波形はほとんどインパルスと
みなしてもよい、極めて幅の狭いパルスである。
したがつて、送信超音波パルスの周波数特性を変
えるには、超音波探触子の定数を変える必要があ
る。しかし、従来のこの種の超音波探触子は、上
述したように、１個の超音波振動子１、バツキン
グ材３および音響インピーダンス変成層４のみで
構成されていたため、制御できる上記定数の自由
度が小さく、このため、所要の周波数特性を実現
することが困難な場合があるなどの欠点があつ
た。
この発明は、音響放射面積の異なる複数個の超
音波振動子１を遅延材６をはさんで積層すること
により、上述したような欠点を解決したものであ
り、以下、第２図に示す一実施例を用いて詳細に
説明する。
音波振動子１を遅延材６をはさんで積層すること
により、上述したような欠点を解決したものであ
り、以下、第２図に示す一実施例を用いて詳細に
説明する。
第２図は、この発明に係る超音波探触子の一実
施例を示したものであり、音響放射面積の異なる
複数個の超音波振動子１を、遅延材６をはさんで
積層して構成している。７は超音波伝ぱん媒体で
ある。５はリード線であり、第２図に示すよう
に、超音波振動子１が同時に励振されるように結
線している。
施例を示したものであり、音響放射面積の異なる
複数個の超音波振動子１を、遅延材６をはさんで
積層して構成している。７は超音波伝ぱん媒体で
ある。５はリード線であり、第２図に示すよう
に、超音波振動子１が同時に励振されるように結
線している。
さて、第２図に示す超音波探触子を、従来と同
様の電気回路でインパルス励振すると、音響放射
面積の大きい超音波振動子１では、振幅レベルの
大きい超音波パルスが励振され、音響放射面積の
小さい超音波振動子１では、振幅レベルの小さい
超音波パルスが励振される。これは超音波振動子
１の静電容量が音響放射面積に比例し、この種の
技術分野において一般的に知られているところで
あるが、音響放射抵抗は静電容量に反比例し、通
常、音響放射抵抗の値は数kΩ〜数十kΩ程度であ
る。従つて、音響放射面積が例えば２倍に大きく
なれば、音響放射抵抗は1/2に減少し、電気回路
の電源抵抗（通常数十〜数百Ω）とのマツチング
が完全と迄は行かないが、それ相応によくなるの
で、電源からの実効パワーの供給が増加し、つま
り、振幅レベルの大きい超音波パルスが励振され
る。さらに、各超音波振動子１により励振された
超音波が被検材表面へ到達する時間は、バツキン
グ材３に近い方に位置する超音波振動子１ほど遅
れる。したがつて、第２図に示す超音波探触子で
は、被検材へ送信される超音波パルスは、各超音
波振動子１により励振された超音波パルスを、上
述の振幅レベルおよび時間遅れを考慮して合成し
たものとなり、例えば第３図に示すような波形と
なる。図中第１番目のパルスは第２図中の下側の
超音波振動子で励振されたもの、第２番目のパル
スは第２図中の中央の超音波振動子で励振された
もの、第３番目のパルスは第２図中の上側の超音
波振動子で励振されたものに対応する。なお、こ
れらパルスの時間的関係は第２図中に示す遅延材
６による。また、第３図に示す波形のフーリエ変
換が周波数特性であり、第３図の波形は、各超音
波振動子１の音響放射面積を変えることにより制
御できる。したがつて、この発明に係る超音波探
触子では、周波数特性を制御できる定数の自由度
が従来に比べ大きくなり、従来に比べ所要周波数
特性をより容易に実現できる利点がある。以上
は、超音波を送信する場合について説明したが、
以上のことは超音波を受信する場合についても同
様である。
様の電気回路でインパルス励振すると、音響放射
面積の大きい超音波振動子１では、振幅レベルの
大きい超音波パルスが励振され、音響放射面積の
小さい超音波振動子１では、振幅レベルの小さい
超音波パルスが励振される。これは超音波振動子
１の静電容量が音響放射面積に比例し、この種の
技術分野において一般的に知られているところで
あるが、音響放射抵抗は静電容量に反比例し、通
常、音響放射抵抗の値は数kΩ〜数十kΩ程度であ
る。従つて、音響放射面積が例えば２倍に大きく
なれば、音響放射抵抗は1/2に減少し、電気回路
の電源抵抗（通常数十〜数百Ω）とのマツチング
が完全と迄は行かないが、それ相応によくなるの
で、電源からの実効パワーの供給が増加し、つま
り、振幅レベルの大きい超音波パルスが励振され
る。さらに、各超音波振動子１により励振された
超音波が被検材表面へ到達する時間は、バツキン
グ材３に近い方に位置する超音波振動子１ほど遅
れる。したがつて、第２図に示す超音波探触子で
は、被検材へ送信される超音波パルスは、各超音
波振動子１により励振された超音波パルスを、上
述の振幅レベルおよび時間遅れを考慮して合成し
たものとなり、例えば第３図に示すような波形と
なる。図中第１番目のパルスは第２図中の下側の
超音波振動子で励振されたもの、第２番目のパル
スは第２図中の中央の超音波振動子で励振された
もの、第３番目のパルスは第２図中の上側の超音
波振動子で励振されたものに対応する。なお、こ
れらパルスの時間的関係は第２図中に示す遅延材
６による。また、第３図に示す波形のフーリエ変
換が周波数特性であり、第３図の波形は、各超音
波振動子１の音響放射面積を変えることにより制
御できる。したがつて、この発明に係る超音波探
触子では、周波数特性を制御できる定数の自由度
が従来に比べ大きくなり、従来に比べ所要周波数
特性をより容易に実現できる利点がある。以上
は、超音波を送信する場合について説明したが、
以上のことは超音波を受信する場合についても同
様である。
なお、以上は、第２図に示す一実施例の場合に
ついて説明したが、この発明はこれに限らず、各
超音波振動子１の音響放射面積のみでなく、各超
音波振動子１間の遅延材６の厚さをも合せて制御
すれば、より多様の要求に応じられる超音波探触
子を構成できることは明らかであろう。また、こ
の発明は、被検材表面に対して斜めに超音波を送
受信する斜角形超音波探触子や、被検材表面に沿
つて超音波を送受信する表面波形超音波探触子に
適用してもよい。また、アレイ形超音波探触子の
各素子に適用してもよい。
ついて説明したが、この発明はこれに限らず、各
超音波振動子１の音響放射面積のみでなく、各超
音波振動子１間の遅延材６の厚さをも合せて制御
すれば、より多様の要求に応じられる超音波探触
子を構成できることは明らかであろう。また、こ
の発明は、被検材表面に対して斜めに超音波を送
受信する斜角形超音波探触子や、被検材表面に沿
つて超音波を送受信する表面波形超音波探触子に
適用してもよい。また、アレイ形超音波探触子の
各素子に適用してもよい。
以上のように、この発明に係る超音波探触子で
は、音響放射面積の異なる複数個の超音波振動子
１を、遅延材６をはさんで積層することにより、
従来に比べ、超音波探触子の周波数特性をより大
きな自由度で制御できる利点がある。
は、音響放射面積の異なる複数個の超音波振動子
１を、遅延材６をはさんで積層することにより、
従来に比べ、超音波探触子の周波数特性をより大
きな自由度で制御できる利点がある。
第１図は、従来の超音波探触子を示す図、第２
図は、この発明に係る超音波探触子の一実施例を
示す図、第３図は、第２図に示した各超音波振動
子の出力を合成した波形を示す図である。図中、
１は超音波振動子、２は音響放射面、３はバツキ
ング材、４は音響インピーダンス変成層、５はリ
ード線、６は遅延材、７は超音波伝ぱん媒体であ
る。なお、図中、同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
図は、この発明に係る超音波探触子の一実施例を
示す図、第３図は、第２図に示した各超音波振動
子の出力を合成した波形を示す図である。図中、
１は超音波振動子、２は音響放射面、３はバツキ
ング材、４は音響インピーダンス変成層、５はリ
ード線、６は遅延材、７は超音波伝ぱん媒体であ
る。なお、図中、同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
Claims (1)
- １ 音響放射面積が異なる複数個の超音波振動子
を、遅延材をはさんで積層し、送信および受信超
音波パルスの周波数特性を制御できるようにした
ことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287783A JPS59178096A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287783A JPS59178096A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178096A JPS59178096A (ja) | 1984-10-09 |
| JPH029520B2 true JPH029520B2 (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=12927106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5287783A Granted JPS59178096A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59178096A (ja) |
-
1983
- 1983-03-29 JP JP5287783A patent/JPS59178096A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59178096A (ja) | 1984-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4356422A (en) | Acoustic transducer | |
| JP2758199B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| US4205686A (en) | Ultrasonic transducer and examination method | |
| JPH08238243A (ja) | 超音波画像処理装置の自己試験方法及び該試験手段を有する超音波画像処理装置 | |
| JPH0740018B2 (ja) | 超音波検査装置 | |
| JPS61185259A (ja) | 超音波エコーグラフイによる物体の検差装置 | |
| Hatano et al. | Reciprocity calibration of impulse responses of acoustic emission transducers | |
| Powell et al. | Flexible ultrasonic transducer arrays for nondestructive evaluation applications. II. Performance assessment of different array configurations | |
| Brown et al. | Generation and reception of wideband ultrasound | |
| US3365590A (en) | Piezoelectric transducer | |
| Galbraith et al. | Development of a PVDF membrane hydrophone for use in air-coupled ultrasonic transducer calibration | |
| JPH029520B2 (ja) | ||
| JPS59178379A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPH0349389B2 (ja) | ||
| Demol et al. | Lamb waves generation using a flat multi-element array device | |
| JPH0448039B2 (ja) | ||
| Allin et al. | Design and construction of a low frequency wide band non-resonant transducer | |
| Erhard et al. | Calculation and construction of phased array-UT probes | |
| JPS5991797A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS5824785Y2 (ja) | アレ−形の超音波探触子 | |
| Cheung et al. | Performance enhancement of a piezoelectric linear array transducer by half-concave geometric design | |
| JPS60251798A (ja) | 超音波探触子用圧電振動子 | |
| SU847525A1 (ru) | Широкополосный пьезопреобразователь | |
| JPS5991796A (ja) | 超音波探触子 | |
| JPS59102159A (ja) | 超音波探触子 |