JPH06201663A - 超音波装置 - Google Patents

超音波装置

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JPH06201663A
JPH06201663A JP5266380A JP26638093A JPH06201663A JP H06201663 A JPH06201663 A JP H06201663A JP 5266380 A JP5266380 A JP 5266380A JP 26638093 A JP26638093 A JP 26638093A JP H06201663 A JPH06201663 A JP H06201663A
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JP
Japan
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pulse
transducer
signal
matching
generator
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Pending
Application number
JP5266380A
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English (en)
Inventor
Guerinel Yves Le
ラ ゲリネル イヴ
Raoul Mallart
マラール ラウル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0215Driving circuits for generating pulses, e.g. bursts of oscillations, envelopes
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/02Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い周波数域に亘って50オームのマッチン
グを行なうことができる超音波装置を提供する。 【構成】 マッチング装置はインタフェース段(10
0)とマッチング段(200)を具え、これらの段は5
0オームのインピダンスを有する同軸ケーブル(15
0)により接続する。インタフェース段(100)はパ
ルスのピーク値に比例するがこのピーク値よりも小さい
振幅の直流信号を発生するサブアッセンブリ(10,1
1,12,13,14)と、ケーブルのインピダンスに
整合した低電圧パルスを発生するサブアッセンブリ(1
5,16,17,50)と、ケーブルを介してトランス
ジューサに供給される直流電圧を発生するプログラム可
能な電源(18)とを具える。マッチング段(200)
はトランスジューサ(2)の励振パルスを送信するサブ
アセンブリ(19)と、ケーブルを介して発生器(1)
にエコーグラフ信号を戻す受信サブアッセンブリ(2
0)とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波トランスジュー
サと、このトランスジューサにパルスを発生する発生器
とを具え、前記発生器をアクティブインピダンスマッチ
ング装置を介して前記トランスジューサに接続した超音
波装置に関するものである。本発明は超音波による非破
壊試験の分野で用いることができる。
【0002】
【従来の技術】非破壊試験の分野においては、現在極め
て広い帯域と短いパルス期間を有し優れた空間解像度を
呈する超音波トランスジューサを用いる傾向にある。し
かしながら、トランスジューサの電気的インピダンスを
接続ケーブルのインピダンス、一般的に50オームのイ
ンピダンスを有する同軸ケーブルのインピダンスに全帯
域に亘って整合させることが困難なため、上述したトラ
ンスジューサを用いることが妨げられている(このよう
な制約は、長いケーブル長を必要とする大きな被検査物
体を試験する場合に特に顕著になる)。実際に、励振パ
ルス信号を発生する発生器に接続されている接続ケーブ
ルの端部において、発生器から送信され超音波伝達媒体
中に送信される超音波信号に対応する電気信号を受信す
るトランスジューサは僅かな範囲に亘ってしか整合して
いない。この理由は、トランスジューサのインピダンス
が複雑に変化し規定するのが困難であり、特に50オー
ムのマッチングが単一の周波数すなわちトランスジュー
サが製造される際の中心周波数に制限されているためで
ある。さらに、たとえ近似的に整合されても、マッチン
グに反対の起電力の形態の外乱性誘導性効果が生じてし
まう。最後に、受信モードにおいてさえも、励振パルス
信号発生器は、単一周波の場合を除いて50オームのイ
ンピダンスに対応することはない。
【0003】フランス国特許出願第2501447号に
は、発生器とトランスジューサとの間でエネルギーの最
大伝達を維持するロッキング手段を用いる電子的発生器
により電気音響トランスジューサを励振する装置が開示
されている。このロッキング手段は発生器から供給され
る信号の電流強度と電圧強度との間の位相ずれを測定
し、トランスジューサのインピダンスの反作用的な成分
を適切に位相ずれを除去するように補正している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したインピダンス
整合によりトランスジューサの作動周波数域を所定の範
囲に亘って拡大することができる。しかし、用いる手段
が誘導性素子によって構成され、実施条件によって変化
し易く、特に発生器とトランスジューサとの間の接続ケ
ーブル長によって変化し易いため、上述したインピダン
ス整合は比較的不正確になる欠点がある。従って、本発
明の目的は、上述した欠点を除去し、可変インダクタン
スを用いる比較的不正確な解決法を利用することなく全
ての状況下において50オームマッチングを行なうこと
ができる超音波装置を提案することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明による超音波装置は、冒頭部で述べた
型式の超音波装置において、(A) 前記マッチング装置
が、一方においてインタフェース段を具え他方において
マッチング段を具え、これらインタフェース段及びマッ
チング段を50Ωのインピダンスを有する同軸ケーブルで
接続し、 (B) 前記インタフェース段が、(a) 振幅が前記パル
スのピーク値に比例し、そのピーク値よりも小さい直流
信号を発生するサブアッセンブリと、(b) 前記直流信
号と発生器の出力パルスとに基いて、前記トランスジュ
ーサを発生器に接続する同軸ケーブルのインピダンスに
整合した低電圧パルスを発生するサブアッセンブリと、
(c) 前記直流信号に基いて、前記同軸ケーブルを介し
てトランスジューサに供給される直流電圧を発生するプ
ログラム可能な電源とを具え、 (C) 前記マッチング段が、(d) 前記プログラム可能
な電源からの出力信号及び前記低電圧パルスを発生する
サブアッセンブリからの出力信号を前記同軸ケーブルを
介して受信し、出力信号がトランスジューサへ供給され
る励振パルスを構成する送信サブアッセンブリと、(e)
前記トランスジューサからその励振パルスに対応する
信号を受信すると共に、このエコーグラフ信号を前記同
軸ケーブルを介して前記発生器に戻す受信サブアッセン
ブリとを具えることを特徴とする。
【0006】提案に係る構造体は、送波器及びリミッタ
ー受波器を具え小型のケーシング内に一体的に組み込む
ことができるアクティブインピダンスマッチング装置を
用いることにより上記欠点を解決する。このケーシング
との間のインタフェースに超音波トランスジューサを直
接装着し、信号発生器は小型の電子式装置により構成す
る。このような構成の装置を用いれば、非破壊超音波装
置において広帯域トランスジューサによる十分な利点が
得られる。以下、図面に基き本発明を詳細に説明する。
【0007】
【実施例】図1は、信号発生器1と超音波トランスジュ
ーサ2との間に接続されたアクティブインピダンス回路
が一方の側においてインタフェース段100を具え他方
の側においてマッチング段200を具える本発明の第1
実施例を示す。インタフェース段100は以下の素子を
有する。減衰器10は発生器1の送信端子Eから送信さ
れ振幅Vを有する電気パルスを受信し、同様であるが振
幅aVを有するパルスを出力する。尚、係数aは1より
も小さい。検出器11は減衰したパルスのピーク値を検
出しこのピーク値をディジタルの形態でメモリ12に記
憶する。記憶コマンドはパルス検出器13から供給す
る。パルス検出器は減衰したパルスも受信して、検出し
たピーク値が記憶されると直ちにピーク検出器を零にリ
セットする。記憶された値は一方においてD/A変換器
15に供給し、他方においてプログラム可能な電源18
に供給する。D/A変換器15には1/2分周器16及
び比較器17を順次接続する。また、プログラム可能な
電源18はピーク電圧aVに基いて振幅Vの直流電圧を
供給するように作用する。A/D変換器15は分周器1
6により1/2に分周された直流電圧aVを発生し、比
較器17は一方においてこの直流電圧aV/2を受信し
他方において減衰器10から振幅aVの出力パルスを受
信し、信号発生器1から最初に出力されたパルスと同一
のパルス幅の低電圧方形波パルス(例えば5V)を発生
する(実際には、比較器の出力は、減衰器10の出力が
再び零になると直ちに零となる)。50オームのマッチ
ング回路50を比較器17の出力部に接続する。
【0008】インタフェース段100の目的は以下の通
りである。インタフェース段100は送信パルスの期間
及び振幅の検出に関係し、この検出の後に検出したパル
スに基いて同一のパルス期間で低電圧のパルスを形成す
る。そして、50オームのマッチングを経た後その電圧
パルスをプログラム可能な電源から供給される高電圧
(接続部(a))と共に50オームのインピダンスを有
する同軸ケーブル150を介してトランスジューサ及び
同軸ケーブルに接続したマッチング段200に供給する
(接続部(b))。
【0009】同軸ケーブル150の端部に接続したマッ
チング段200は50オームに整合した入力インピダン
スを有する増幅器19を有する送信サブアッセンブリを
具える。この増幅器は、一方において50オームのマッ
チング回路50を介して比較器17の出力部に存在する
低電圧パルス(本例の場合5V)を受信し、他方におい
プログラム可能な電源18からの直流出力電圧を受信
し、トランスジューサ2に供給される励振信号である振
幅Vの出力パルスを出力する。マッチング段200は、
高電圧励振パルスから保護するリミッタ20と、増幅器
21と、50オームのマッチング回路50′との直列接
続回路を含む受信サブアッセンブリも具える。従って、
同軸ケーブル150により、50オームのマッチング回
路50′の出力信号が発生器1の受信端子Rに戻ること
になる(接続部(c))。
【0010】本発明の第2の実施例は、信号発生器1が
送信及び受信用の単一の入力/出力端子E/Rだけを有
する実施例に関するものである。この実施例を図2に示
す。この実施例では、全ての構成素子に図1で用いた符
号と同一の符号を付してある。スイッチング回路22を
一方において信号発生器1の単一の端子E/Rとリミッ
タ10との間に配置して信号発生器1から発生した電気
パルスをスイッチング回路に供給すると共に、他方にお
いてスイッチング回路22に受信サブアッセンブリに接
続されている同軸ケーブル150を接続して(接続部
(c))トランスジューサ2からのエコーグラフ信号を
受信させる。
【0011】インタフェース段10の全ての構成素子は
信号発生器1内に組み込むことができる。この場合、マ
ッチング段200を独立して用いることができるインピ
ダンスモジュールの形態として実現できる利点がある。
この場合の構成も、モジュール化されたマッチング段2
00を接続する接続部(a),(b),(c)を有する
信号発生器と等価である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による超音波装置の第1実施例を示す線
図である。
【図2】本発明による超音波装置の第2実施例を示す線
図である。
【符号の説明】
1 信号発生器 2 トランスジューサ 10 減衰器 11 検出器 12 メモリ 13 パルス検出器 14 遅延回路 15 D/A変換器 16 1/2分周器 17 比較器 18 電源 22 スイッチング回路 50 50Ωマッチング回路 100 インタフェース段 150 同軸ケーブル 200 マッチング段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラウル マラール フランス国 75020 パリ リュ ド バ ニョーレ 71

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波トランスジューサと、このトラン
    スジューサにパルスを発生する発生器とを具え、前記発
    生器をアクティブインピダンスマッチング装置を介して
    前記トランスジューサに接続した超音波装置において、 (A) 前記マッチング装置が、一方においてインタフェ
    ース段を具え他方においてマッチング段を具え、これら
    インタフェース段及びマッチング段を50Ωのインピダン
    スを有する同軸ケーブルで接続し、 (B) 前記インタフェース段が、(a) 振幅が前記パル
    スのピーク値に比例し、そのピーク値よりも小さい直流
    信号を発生するサブアッセンブリと、(b) 前記直流信
    号と発生器の出力パルスとに基いて、前記トランスジュ
    ーサを発生器に接続する同軸ケーブルのインピダンスに
    整合した低電圧パルスを発生するサブアッセンブリと、
    (c) 前記直流信号に基いて、前記同軸ケーブルを介し
    てトランスジューサに供給される直流電圧を発生するプ
    ログラム可能な電源とを具え、 (C) 前記マッチング段が、(d) 前記プログラム可能
    な電源からの出力信号及び前記低電圧パルスを発生する
    サブアッセンブリからの出力信号を前記同軸ケーブルを
    介して受信し、出力信号がトランスジューサへ供給され
    る励振パルスを構成する送信サブアッセンブリと、(e)
    前記トランスジューサからその励振パルスに対応する
    信号を受信すると共に、このエコーグラフ信号を前記同
    軸ケーブルを介して前記発生器に戻す受信サブアッセン
    ブリとを具えることを特徴とする超音波装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の超音波装置において、
    前記振幅が比例する信号を発生するサブアッセンブリ
    が、前記発生器から送信されるパルスを受信する減衰器
    と、減衰したパルスのピーク値を検出する検出器と、検
    出したピーク値を記憶するメモリと、前記ピーク検出器
    を遅延回路により零にリセットするパルス検出器とを具
    え、前記低電圧パルスを発生するサブアッセンブリが、
    記憶されたピーク値を直流電圧に変換する変換器と、前
    記直流電圧に対する1/2 分周器と、前記減衰器の出力と
    分周された電圧とを比較する比較器と、この比較器に接
    続した50オームのマッチング回路とを具え、前記送信
    サブアッセンブリを増幅器とし、前記受信サブアッセン
    ブリが、前記増幅器からトランスジューサに供給される
    励振パルスから保護するリミッタと、このリミッタの出
    力信号の増幅器と、50オームのマッチング回路との直
    列接続回路を有することを特徴とする超音波装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の超音波装置において、
    前記発生器が送信及び受信用の単一の入力/出力端子を
    有すると共に、前記端子と減衰器との間に挿入され送信
    されてくる電気パルスを供給すると共に前記端子と前記
    受信サブアッセンブリからの同軸ケーブルの端部との間
    に挿入されて前記エコーグラフ信号を受信するスイッチ
    ング回路を具えることを特徴とする超音波装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3までのいずれか1項に記
    載の超音波装置において、前記マッチング段が、前記イ
    ンタフェース段の構成素子が前記発生器内に組み込まれ
    た場合独立して用いられる独立のモジュールとして構成
    されていることを特徴とする超音波装置。
JP5266380A 1992-10-28 1993-10-25 超音波装置 Pending JPH06201663A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9212879A FR2697397A1 (fr) 1992-10-28 1992-10-28 Dispositif d'adaptation active d'impédance entre un transducteur ultrasonore et le générateur de signaux impulsionnels destinés à ce tranducteur.
FR9212879 1992-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06201663A true JPH06201663A (ja) 1994-07-22

Family

ID=9434938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5266380A Pending JPH06201663A (ja) 1992-10-28 1993-10-25 超音波装置

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US (1) US5386395A (ja)
EP (1) EP0595400A1 (ja)
JP (1) JPH06201663A (ja)
FR (1) FR2697397A1 (ja)

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EP0595400A1 (fr) 1994-05-04
US5386395A (en) 1995-01-31
FR2697397A1 (fr) 1994-04-29

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