JPH0337129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は固体内の横波、縦波音波の伝播速度を
測定する音速測定器に関するものである。

（従来の技術） 従来の音速測定において、第５図に示すように
液体中に被測定物１を浸けて測定する場合は、液
体中に送受波器（図示省略）を正向して配置し、
音ビームに垂直に厚さｄの被測定物１をおく、一
般に固体中の方が液体より音速が大きいから、受
波パルスの時間は固体中に比べ原点側にずれる。
そこで受波器の位置を遠ざけて、もとと同じ位置
まで受波パルスを動かす。このときの受波器の移
動距離をd′とすると、被測定物中の縦波音速Ctは Ct＝Coｄ／ｄ−ｄ で求められる。但し、Coは液体の音速である。

今、第５図に示すように、被測定物１を音ビー
ムに縦波の臨界角θt＝sin^-1（Co／Ct）以上の入射
角θにおくと、被測定物中には横波のみ伝播する
ので、横波音速Ct′は Ct′＝Co ｄ／ｄ cos（θ−）−d′cos 又はsinθ／sin＝Co／Ct′ で求めることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の従来手段は、被測定物を液中に浸けなけ
ればならないので、測定が非常に面倒である。又
液体を吸収するような気泡性の物体は測定できな
かつた。

そこで、本発明においては、液体中に被測定物
を浸漬することなく、簡単に縦波、横波音速を求
めることができる音速測定器を提供しようとする
ものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明における音速測定器は、平坦な保持面３
の中心軸線Ｏの位置をずらせて対向させ、保持面
３で被測定物１を圧着し、中心軸線を中心にした
円弧状案内面４を保持面３の反対側に設けた半円
柱状の一対の保持部材２，２′と、保持部材２，
２′の円弧状案内面４に沿つて移動自在に設けた
送波器１６と受波器１６′とから成るものである。

（作用） 本発明においては、保持部材２，２′の夫々円
弧状案内面４に沿つて送波器１６及び受波器１
６′を移動させて、音波の伝播時間と伝播減衰を
測定し、減衰が最小になる角度を求めて音速を測
定する。

（実施例） 本発明の実施例を第１図乃至第３図に基いて詳
細に説明すると、被測定物１を挾持するアクリル
製の保持部材２，２′は夫々半円柱状に形成して
いる。即ち、保持面３を第２図に示すように平坦
面で形成し、その中心軸線Ｏを中心にした円弧に
よつて円弧状案内面４を形成する。そして、保持
面３は第２図に示すように中心軸線Ｏ，Ｏを所定
の軸間距離Δlだけずらせて対向させて設置する。

両保持部材２，２′は夫々下面に、保持部材２，
２′の半径の約3.5倍の半径を有する半円形の角度
目盛盤５を固定し、両角度目盛盤５の夫々裏面で
保持部材２，２′が位置する個所に、支持部材６，
６′を固定し、一方の支持部材６を台盤７上に固
定し、他方の支持部材６′を移動できるように台
盤７上に乗架して両保持部材２，２′の保持面３，
３が中心軸線Ｏ，ＯがΔlだけずれた位置で対向
して設置できるようになつている。

又、両保持部材２，２′の上面には支持部材８，
８′を固定している。そして、両支持部材８，
８′と前記両支持部材６，６′に夫々案内軸９，
９′を挿通し、一方の支持部材８，６に案内軸９，
９′を固定して案内軸９，９′の案内で他方の支持
部材８′，６′を支持部材８，６に対して近づけた
り遠ざけたりできるようになつている。そして、
両案内軸９，９′の高さ方向における中央側に調
整ネジ棒１０，１０′を夫々一方の支持部材８′，
６′に挿通して対向する他方の支持部材８，６に
夫々螺合して止ナツト１１，１１′で固定する。
両調整ネジ棒１０，１０′の外側端には夫々調整
摘み１２，１２′を螺合し、調整摘み１２，１
２′と支持部材８′，６′との間に押え用コイルス
プリング１３，１３を巻装して常時支持部材８′，
６′を押え、両保持部材２，２′間で被測定物１を
挾持するようになつている。

尚、押え用コイルスプリング１３，１３と調整
摘み１２，１２′間には指示板１４が夫々介在し、
支持部材８′，６′の側面に固定した目盛板１５，
１５′に指示板１４の一端を移動自在に嵌合して
押え用コイルスプリング１３，１３の張力を指示
できるようになつている。

前記、両保持部材２，２′には送波器１６と受
波器１６′とが夫々移動できるように装着してい
る。送受波器１６，１６′は同一構成なので、一
方の送波器１６についてのみ説明する。即ち、ア
クリル製の振動子保持部材１７の一端に振動子１
８を収納する筐体１９を着脱自在に取付け、振動
子保持部材１７の他端は前記保持部材２の円弧状
案内面４に密着して移動できるように円弧面２０
で形成し、振動子保持部材１７の上面に円弧状の
案内棒２１を有する案内支持板２２を突設し、こ
の案内支持板２２を保持部材２の上面に乗架し、
案内溝２１を通して保持部材２の上面に螺合した
２個のボルト２３，２３で振動子保持部材１７の
移動案内と固定を行うようになつている。

又、筐体１９の内部には振動子１８を押圧する
押圧板２４を設け、この押圧板２４に筐体１９に
螺合した締付ボルト２５の一端を回動自在に取付
け、締付ボルト２５に螺合した止ナツト２６で固
定するようになつている。そして、筐体１９の外
側にＬ字形をした副尺目盛盤２７を固定してい
る。

本実施例は前記のように構成したもので、台盤
７上に支持部材６を固定し、支持部材６′を移動
できるように乗架する。この際、上下の案内軸
９，９′と上下の調整ネジ棒１０，１０′とにより
両保持部材２，２′の中心軸線Ｏ，Ｏは所定の軸
間距離Δlだけずらせて位置するようになつてい
る。そして、両保持面３，３に粘度の高い流体例
えばグリス等を塗布して接触を良好にして被測定
物１を両保持面３，３間に位置させ、支持部材
６′を台盤７上を移動させることにより被測定物
１を両保持面３，３で保持する。その後、両調整
摘み１２，１２′を回動させて締付けることによ
り押え用コイルスプリング１３，１３の作用で保
持部材２′を被測定物１側に強く押圧し、被測定
物１を両保持面３，３で強く挾持する。

第３図に示すように、音速測定式 cos θ₂／C₂＝cos θ₁／C₁が成立する。

但し、 ｄ：被測定物厚さ Ｒ：保持部材半径 C₁：被測定物音速 C₂：保持部材音速 θ₁：被測定物内傾斜角 θ₂：保持部材内傾斜角 θ₁は軸間距離Δlと被測定物厚さｄにより予めわ
かつており、保持部材音速C₂も予めわかつてい
る。

被測定物中の横波音速は C₁（横波）＝C₂×cos θ₁／cos θ₂′ ……(1) 被測定物中の縦波音速は C₁（縦波）＝C₂×cos θ₁／cos θ₂″ ……(2) したがつて、送波器１６及び受波器１６′を、
両ボルト２３，２３の案内で、保持部材２，２′
の円弧状案内面４に沿つて移動させ、送波器１６
と受波器１６′とにより音波の伝播時間と伝播減
衰を測定し、横波の測定に際しては第４図に示す
ように、音波減衰の最小となるθ₂″を実測で求め、
横波の測定も同様に音波減衰が最少となるθ₂′を
実測で求める。

保持部材内傾斜角θ₂を求め、(1)式及び(2)式から
縦波及び横波の被測定物１の音波を測定する。

〔発明の効果〕

本発明においては送受波器を移動させて音波減
衰が最小となる角度を求めることにより、被測定
物を液中に浸すことなく簡単に音速を求めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る音速測定器の一実施例の
一部を切欠いた正面図、第２図は平面図、第３図
は説明図、第４図は減衰率と角度との関係図、第
５図は従来装置の説明図である。 １……被測定物、２，２′……保持部材、３…
…保持面、４……円弧状案内面、１６……送波
器、１６′……受波器、Ｏ……中心軸線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平坦な保持面３の中心軸線Ｏの位置をずらせ
   て対向させ、保持面３で被測定物１を圧着し、中
   心軸線を中心にした円弧状案内面４を保持面３の
   反対側に設けた半円柱状の一対の保持部材２，
   ２′と、保持部材２，２′の円弧状案内面４に沿つ
   て積動自在に設けた送波器１６と受波器１６′と
   から成る音速測定器。