JPS5920232B2 - 超音波プロ−ブ - Google Patents
超音波プロ−ブInfo
- Publication number
- JPS5920232B2 JPS5920232B2 JP54172072A JP17207279A JPS5920232B2 JP S5920232 B2 JPS5920232 B2 JP S5920232B2 JP 54172072 A JP54172072 A JP 54172072A JP 17207279 A JP17207279 A JP 17207279A JP S5920232 B2 JPS5920232 B2 JP S5920232B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holes
- ultrasonic
- ultrasonic probe
- wedge
- laminated body
- 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
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods 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
- G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波探傷計や超音波流量計などの超音波発
射振動子ユニットすなわち超音波プローブに関するもの
である。
射振動子ユニットすなわち超音波プローブに関するもの
である。
この種のプローブにおいては、第１図に示すように、対
象物体１上に配置した斜角クサビ２に振動子３を取付け
、振動子３から発射された超音波をクサビ２を介して対
象物体１に向けて発射する場合、その超音波信号波４は
パルス的に打ち込まれるが、そのとき対象物体１上の境
界面で反射されるバックエコー５が生ずる。
象物体１上に配置した斜角クサビ２に振動子３を取付け
、振動子３から発射された超音波をクサビ２を介して対
象物体１に向けて発射する場合、その超音波信号波４は
パルス的に打ち込まれるが、そのとき対象物体１上の境
界面で反射されるバックエコー５が生ずる。
このバックエコー５はクサビ２の中を多数回反射するの
で、その度ごとに対象物体１にバックエコーによる超音
波パルスも打ち込まれることになり、クサビの残留ノイ
ズを大きくしたり、不要パルス信号を増大させたりする
ため、一般に対象物体１からの超音波パルス信号の検出
にとつて妨害になることが多く、この送信器側での不要
反射波すなわちバックエコー５はできるだけ消去しなけ
ればならない。この種の不要波すなわちバックエコーを
減衰させるための手段として、斜角クサビにおいてはバ
ックエコーの進行方向・位置にダンパーを配置したり、
バックエコーを適当な繰返し反射型減衰導波路に導いた
りする構成のものが知られている。しかし、ダンパー方
式では、常温プローブであれば特に問題はないが、数百
℃以上の高温の場合はプローブ部分を耐熱性金属にしな
ければならず、一般にダンパー効果は期待できないとい
う欠点がある。また減衰導波路方式では形状が簡単でな
い、コンパクトにならない、反射回数が少なくて減衰効
果が少ない、といつた欠点がある。本発明の目的は、上
記の欠点を除去し、簡単に作ることができ、しかもコン
パクトで、金属製クサビの場合でも良好に適用できる高
減衰度の超音波プローブを提供することにある。
で、その度ごとに対象物体１にバックエコーによる超音
波パルスも打ち込まれることになり、クサビの残留ノイ
ズを大きくしたり、不要パルス信号を増大させたりする
ため、一般に対象物体１からの超音波パルス信号の検出
にとつて妨害になることが多く、この送信器側での不要
反射波すなわちバックエコー５はできるだけ消去しなけ
ればならない。この種の不要波すなわちバックエコーを
減衰させるための手段として、斜角クサビにおいてはバ
ックエコーの進行方向・位置にダンパーを配置したり、
バックエコーを適当な繰返し反射型減衰導波路に導いた
りする構成のものが知られている。しかし、ダンパー方
式では、常温プローブであれば特に問題はないが、数百
℃以上の高温の場合はプローブ部分を耐熱性金属にしな
ければならず、一般にダンパー効果は期待できないとい
う欠点がある。また減衰導波路方式では形状が簡単でな
い、コンパクトにならない、反射回数が少なくて減衰効
果が少ない、といつた欠点がある。本発明の目的は、上
記の欠点を除去し、簡単に作ることができ、しかもコン
パクトで、金属製クサビの場合でも良好に適用できる高
減衰度の超音波プローブを提供することにある。
この目的を達成するために本発明は、少なくともバツク
エコ一の到来するプローブ部分を薄板の成層体として構
成するとともに、そのプローブ部分におけるバツクエコ
一の伝播経路上に、振動子の発射超音波の波長と同じオ
ーダーの大きさの孔を多数あけたことを特徴とするもの
である。
エコ一の到来するプローブ部分を薄板の成層体として構
成するとともに、そのプローブ部分におけるバツクエコ
一の伝播経路上に、振動子の発射超音波の波長と同じオ
ーダーの大きさの孔を多数あけたことを特徴とするもの
である。
第２図は本発明の一実施例を示すものである。基本構成
は第１図のものと同様であつて、１は対象物体、２は斜
角クサビ、３は振動子、４は信号波、５は不要反射波す
なわちバツクエコ一である。クサビ２には本発明に従い
、バツクエコ一５が到来する部分に多数の孔６が設けら
れている。この孔６の大きさは、振動子３からの超音波
の波長と同じオ士ダ一に選定される。しかもクサビ２は
第３図および第４図に示すように多数の薄板２０の ｚ
成層体として構成され、孔６は各薄板２０ごとに互いに
ずらされている。以上の構成によれば、バツクエコ一５
の減衰特性の面においては、バツクエコ一５が孔６で四
方に散乱し、その散乱波７は多数の孔６間で多数回 −
の反射を繰返すので、バツクエコ一５は著しく減衰され
、また、上記のような乱反射によつて超音波の位相が乱
れ、バツクエコ一５のパルスエネルギーが分散されるの
である。
は第１図のものと同様であつて、１は対象物体、２は斜
角クサビ、３は振動子、４は信号波、５は不要反射波す
なわちバツクエコ一である。クサビ２には本発明に従い
、バツクエコ一５が到来する部分に多数の孔６が設けら
れている。この孔６の大きさは、振動子３からの超音波
の波長と同じオ士ダ一に選定される。しかもクサビ２は
第３図および第４図に示すように多数の薄板２０の ｚ
成層体として構成され、孔６は各薄板２０ごとに互いに
ずらされている。以上の構成によれば、バツクエコ一５
の減衰特性の面においては、バツクエコ一５が孔６で四
方に散乱し、その散乱波７は多数の孔６間で多数回 −
の反射を繰返すので、バツクエコ一５は著しく減衰され
、また、上記のような乱反射によつて超音波の位相が乱
れ、バツクエコ一５のパルスエネルギーが分散されるの
である。
他方、製造技術面においては、クサビ２の大き Ｓさは
、たとえば一辺４０１１程度であるが、その際孔６の径
は散乱能率から考えて超音波の波長と同じオーダーの大
きさにするのがよい旨すでに述べたところである。
、たとえば一辺４０１１程度であるが、その際孔６の径
は散乱能率から考えて超音波の波長と同じオーダーの大
きさにするのがよい旨すでに述べたところである。
この種の用途に用いられる超音波の波長は１詣のオーダ
ーであるため、第２図の ４ような斜角クサビ２が仮に
従来構造のごとくマツシップロックであるとすると、そ
れに１ｍｍ以下の径の孔をたとえば２０１１以上の長さ
にわたつて多数貫通させることが必要になるが、そのよ
うな孔あけ加工を通常のボール盤などによる方法では非
常に困難でコスト高を招く。しかるに本発明によれば斜
角クサビ２は多数の薄板２０から構成されるので、孔あ
け加工は、たとえばプレス加工により容易に行なうこと
ができるという利点がある。薄板２０の厚さも超音波の
波長と同じ程度、たとえば１１１程度にすればよい。薄
板どうしの接合は接着剤によつていいし、ボルト締めに
よつてもよい。このような方法によれば、薄板２０の孔
あけ位置をバツクエコ一の減衰特性の面から自由に設計
することが可能で、１枚ごとに孔位置をずらせることも
極めて容易であり、こうすることによりバツクエコ一の
散乱方向が３次元的になるので散乱の効果を一層増大さ
せることができるのである。もちろん、各層ごとに孔位
置をずらさなくても散乱効果が多少低下することに甘ん
じれば十分実用性があるものである。第５図は本発明の
他の実施例を示すものである。
ーであるため、第２図の ４ような斜角クサビ２が仮に
従来構造のごとくマツシップロックであるとすると、そ
れに１ｍｍ以下の径の孔をたとえば２０１１以上の長さ
にわたつて多数貫通させることが必要になるが、そのよ
うな孔あけ加工を通常のボール盤などによる方法では非
常に困難でコスト高を招く。しかるに本発明によれば斜
角クサビ２は多数の薄板２０から構成されるので、孔あ
け加工は、たとえばプレス加工により容易に行なうこと
ができるという利点がある。薄板２０の厚さも超音波の
波長と同じ程度、たとえば１１１程度にすればよい。薄
板どうしの接合は接着剤によつていいし、ボルト締めに
よつてもよい。このような方法によれば、薄板２０の孔
あけ位置をバツクエコ一の減衰特性の面から自由に設計
することが可能で、１枚ごとに孔位置をずらせることも
極めて容易であり、こうすることによりバツクエコ一の
散乱方向が３次元的になるので散乱の効果を一層増大さ
せることができるのである。もちろん、各層ごとに孔位
置をずらさなくても散乱効果が多少低下することに甘ん
じれば十分実用性があるものである。第５図は本発明の
他の実施例を示すものである。
この実施例においては、上記第１の実施例と同様にして
構成し、ボルト９によつて締付けた、多数の孔６を有す
る薄板８０の成層体８をクサビ２とは別個に製作し、ク
サビ２に対してバツクエコ一５の到来する位置に成層体
８をボルト１０により締付けて固定するものである。こ
の場合、クサビ２と成層体８との音響結合を良くするた
めに両者の間に金属箔１１、たとえばアルミ箔を介挿し
てもよい。この実施例の場合、バツクエコ一５の減衰原
理は第２〜４図のものと同じであるが、音響結合部が介
在する分だけ減衰効果は低下する。しかし、孔あけ部分
をクサビ２とは別個に作るので、製造技術的には第５図
のものの方が有利であり得る。ところで、超音波プロー
ブには、対象物体上に振動子を直接配置し、これを押え
プロツクで押えつける圧着方式がある。
構成し、ボルト９によつて締付けた、多数の孔６を有す
る薄板８０の成層体８をクサビ２とは別個に製作し、ク
サビ２に対してバツクエコ一５の到来する位置に成層体
８をボルト１０により締付けて固定するものである。こ
の場合、クサビ２と成層体８との音響結合を良くするた
めに両者の間に金属箔１１、たとえばアルミ箔を介挿し
てもよい。この実施例の場合、バツクエコ一５の減衰原
理は第２〜４図のものと同じであるが、音響結合部が介
在する分だけ減衰効果は低下する。しかし、孔あけ部分
をクサビ２とは別個に作るので、製造技術的には第５図
のものの方が有利であり得る。ところで、超音波プロー
ブには、対象物体上に振動子を直接配置し、これを押え
プロツクで押えつける圧着方式がある。
この圧着方式においても、振動子からの超音波の一部が
不要後方波（バツクエコ一）として対象物体とは反対側
の押えプロツクの方へ出て、それが押えプロツクの反対
側で反射されて振動子側へと進むことになる。第６図は
このような圧着方式におけるバツクエコ一を減衰させる
ために、本発明を適用した例である。
不要後方波（バツクエコ一）として対象物体とは反対側
の押えプロツクの方へ出て、それが押えプロツクの反対
側で反射されて振動子側へと進むことになる。第６図は
このような圧着方式におけるバツクエコ一を減衰させる
ために、本発明を適用した例である。
すなわち、第６図は振動子３を圧着により固定したプロ
ーブの場合を示す実施例であつて、対象物体１上に配置
した振動子３を押えプロツク１２で押えつけ、さらに押
えプロツク１２上にクツシヨン１３を介して圧着板１４
を載せ、この圧着板１４を介して圧着ボルト１５および
これに係合する締付ナツト１６により振動子３を対象物
体１に圧着させて両者間の良好な音響結合を図るように
しているものである。押えプロツクには多数の孔６が明
けられた薄板の成層体より成る。この構造においては、
振動子３から対象物体１に直接入る信号波４のほかに後
方の押えプロツク１２側に出る不要後方波すなわちバツ
クエコ一１７が生ずる。したがつて、ここでも本発明に
従い、押えプロツク１２を構成する薄板には第３図の場
合と同様の多数の孔６を設けている。こうすることによ
りバツクエコ一１７を散乱させてパルス波形を崩すとと
もに、多数の孔６の間で多数回の散乱を繰返させて散乱
波１８とし、再び振動子３の方向に戻つて対象物体１に
向つて進行する不要波を消去することができる。上記各
実施例における孔６の径ａは、すでに述べた通り超音波
の波長λと同じオーダーに形成される。
ーブの場合を示す実施例であつて、対象物体１上に配置
した振動子３を押えプロツク１２で押えつけ、さらに押
えプロツク１２上にクツシヨン１３を介して圧着板１４
を載せ、この圧着板１４を介して圧着ボルト１５および
これに係合する締付ナツト１６により振動子３を対象物
体１に圧着させて両者間の良好な音響結合を図るように
しているものである。押えプロツクには多数の孔６が明
けられた薄板の成層体より成る。この構造においては、
振動子３から対象物体１に直接入る信号波４のほかに後
方の押えプロツク１２側に出る不要後方波すなわちバツ
クエコ一１７が生ずる。したがつて、ここでも本発明に
従い、押えプロツク１２を構成する薄板には第３図の場
合と同様の多数の孔６を設けている。こうすることによ
りバツクエコ一１７を散乱させてパルス波形を崩すとと
もに、多数の孔６の間で多数回の散乱を繰返させて散乱
波１８とし、再び振動子３の方向に戻つて対象物体１に
向つて進行する不要波を消去することができる。上記各
実施例における孔６の径ａは、すでに述べた通り超音波
の波長λと同じオーダーに形成される。
とりわけ径ａは波長λと同程度の大きさとするのがよい
。その理由は、ａ／λ《１であると超音波を散乱する効
果が急速に減少し、ａ／λ》１であると単位体積中の孔
数が少なくなり、乱反射的散乱の効果が減少するからで
ある。第７図は第６図の実施例の変形例を示すもので、
押えプロツク１９の圧着板１４側を二股に分けて屈折さ
せることによりバツクエコ一１７をその壁で２回反射さ
せてから多数の孔６に導き、そこで散乱、減衰させるよ
うにしたものである。この押えプロツク１９も同様に孔
６を有する薄板の成層体より成る。第８図および第９図
は、不要なバツクエコ一１７を単に散乱させるだけでな
く、それらを閉じ込めて対象物体１側へ戻つていくのを
できるだけ押えるような孔の開け方についての実施例を
示すものである。
。その理由は、ａ／λ《１であると超音波を散乱する効
果が急速に減少し、ａ／λ》１であると単位体積中の孔
数が少なくなり、乱反射的散乱の効果が減少するからで
ある。第７図は第６図の実施例の変形例を示すもので、
押えプロツク１９の圧着板１４側を二股に分けて屈折さ
せることによりバツクエコ一１７をその壁で２回反射さ
せてから多数の孔６に導き、そこで散乱、減衰させるよ
うにしたものである。この押えプロツク１９も同様に孔
６を有する薄板の成層体より成る。第８図および第９図
は、不要なバツクエコ一１７を単に散乱させるだけでな
く、それらを閉じ込めて対象物体１側へ戻つていくのを
できるだけ押えるような孔の開け方についての実施例を
示すものである。
第８図の実施例では孔６の分布を、振動子に近い方、す
なわちバツクエコ一の入口側では比較的フに粗に、奥に
入つて遠くなるにつれて次第に密になるようにしたもの
で、こうすることにより再び元に戻る散乱波１８の成分
を減少させることができる。
なわちバツクエコ一の入口側では比較的フに粗に、奥に
入つて遠くなるにつれて次第に密になるようにしたもの
で、こうすることにより再び元に戻る散乱波１８の成分
を減少させることができる。
これは孔の分布を逆にして考えれば明らかなことで、そ
の場合は振動子３に近い最初の１例でほとんどの波が反
射して元に戻つてしまうことであろう。第８図ではそれ
と逆のことが言えるのである。第９図の実施例では孔２
０を三角形とし、しかも振動子側に三角形の頂点が向く
ようにしたもので、こうすることにより、散乱波１１は
振動子３から遠去かる方向へは入り易いが、その反対の
方向へは進み難いようにしたものである。
の場合は振動子３に近い最初の１例でほとんどの波が反
射して元に戻つてしまうことであろう。第８図ではそれ
と逆のことが言えるのである。第９図の実施例では孔２
０を三角形とし、しかも振動子側に三角形の頂点が向く
ようにしたもので、こうすることにより、散乱波１１は
振動子３から遠去かる方向へは入り易いが、その反対の
方向へは進み難いようにしたものである。
以上のほかにも孔の形状および分布は種々の形で実施で
きる。
きる。
以上に述べたように本発明によれば、バツクエコ一の到
来位置に超音波の波長と同じオーダーの大きさの孔を多
数設けることによつてバツクエコ一を散乱させ、パルス
勢力の分散を生ぜしめるとともに、反射回数の増大と伝
播長の増大によつて音響勢力を減衰させ、バツクエコ一
が再び対象物体に入射することを大幅に防止することが
できる。
来位置に超音波の波長と同じオーダーの大きさの孔を多
数設けることによつてバツクエコ一を散乱させ、パルス
勢力の分散を生ぜしめるとともに、反射回数の増大と伝
播長の増大によつて音響勢力を減衰させ、バツクエコ一
が再び対象物体に入射することを大幅に防止することが
できる。
特にプローブを薄板の成層体として構成することによつ
て、小孔加工が容易になるとともに、３次元的な孔の配
置をとることが可能となり、より一層良好な散乱効果が
得られる。
て、小孔加工が容易になるとともに、３次元的な孔の配
置をとることが可能となり、より一層良好な散乱効果が
得られる。
第１図は、超音波プロープの基本構成を示す原理図、第
２図は、本発明による超音波プローブの一実施例を示す
構成図、第３図は、第２図における斜角クサビの分解斜
視図、第４図は、第２図における斜角クサビをＸ−Ｘ線
に沿つて見た断面図、第５図は、本発明の他の実施例を
示す斜視図、第６図ないし第９図はそれぞれ本発明のさ
らに他の異なる実施例を示す構成図である。 １・・・・・・対象物体、２・・・・・・斜角クサビ、
３・・・・・・振動子、４・・・・・・信号波、５・・
・・・・バツクエコ一、６・・・・・・孔、７・・・・
・・散乱波、８・・・・・・成層体、２０，８０・・・
・・・薄板。
２図は、本発明による超音波プローブの一実施例を示す
構成図、第３図は、第２図における斜角クサビの分解斜
視図、第４図は、第２図における斜角クサビをＸ−Ｘ線
に沿つて見た断面図、第５図は、本発明の他の実施例を
示す斜視図、第６図ないし第９図はそれぞれ本発明のさ
らに他の異なる実施例を示す構成図である。 １・・・・・・対象物体、２・・・・・・斜角クサビ、
３・・・・・・振動子、４・・・・・・信号波、５・・
・・・・バツクエコ一、６・・・・・・孔、７・・・・
・・散乱波、８・・・・・・成層体、２０，８０・・・
・・・薄板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくともバックエコーの到来するプローブ部分を
薄板の成層体として構成するとともに、そのプローブ部
分におけるバックエコーの伝播経路上に、振動子の発射
超音波の波長と同じオーダーの大きさの孔を多数あけた
ことを特徴とする超音波プローブ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の超音波プローブにおい
て、前記孔が各薄板を通して直通していることを特徴と
する超音波プローブ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の超音波プローブにおい
て、前記孔が各薄板ごとに互いにずれていることを特徴
とする超音波プローブ。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
載の超音波プローブにおいて、振動子を取付けるクサビ
が薄板の成層体として構成され、この成層体におけるバ
ックエコーの伝播経路上に前記多数の孔があけられてい
ることを特徴とする超音波プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54172072A JPS5920232B2 (ja) | 1979-12-31 | 1979-12-31 | 超音波プロ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54172072A JPS5920232B2 (ja) | 1979-12-31 | 1979-12-31 | 超音波プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5698093A JPS5698093A (en) | 1981-08-07 |
| JPS5920232B2 true JPS5920232B2 (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=15935014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54172072A Expired JPS5920232B2 (ja) | 1979-12-31 | 1979-12-31 | 超音波プロ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920232B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63233323A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Noritoshi Nakabachi | 超音波送受波装置 |
| GB2572802A (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-16 | Disonics Ltd | Flowmeter |
-
1979
- 1979-12-31 JP JP54172072A patent/JPS5920232B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5698093A (en) | 1981-08-07 |
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