JPS613055A - 表層欠陥の検出方法及びその装置 - Google Patents
表層欠陥の検出方法及びその装置Info
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- JPS613055A JPS613055A JP59123844A JP12384484A JPS613055A JP S613055 A JPS613055 A JP S613055A JP 59123844 A JP59123844 A JP 59123844A JP 12384484 A JP12384484 A JP 12384484A JP S613055 A JPS613055 A JP S613055A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01N2291/02854—Length, thickness
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、表面付近に欠陥があっては強度的に不都合な
部材の欠陥探傷や非常に薄い材料の内部探傷忙活用され
る超音波を利用した表層欠陥の検出方法及びその装置に
関ｆる。
部材の欠陥探傷や非常に薄い材料の内部探傷忙活用され
る超音波を利用した表層欠陥の検出方法及びその装置に
関ｆる。
従来、被検体の表面の極（近い部分に存在′ｆる欠陥の
、超音波による検出方法としては次に述べる三つの方法
が一般的であった。
、超音波による検出方法としては次に述べる三つの方法
が一般的であった。
（１） 第１の方法は、第１図に示すように垂直探触
子ｌを遅延材２を介して被検体３−ヒに配置し、被検体
３ＶＣ内在する欠陥４に向って垂直探触子ｌから超音波
ビーム５を投射し、欠陥４に３６いて生じろ欠陥エコー
６をとらえようとてと）ものである。
子ｌを遅延材２を介して被検体３−ヒに配置し、被検体
３ＶＣ内在する欠陥４に向って垂直探触子ｌから超音波
ビーム５を投射し、欠陥４に３６いて生じろ欠陥エコー
６をとらえようとてと）ものである。
なお、同第１図において７は表面エコーを示している。
この方法によると第２図に示すように、エコー高さＰｓ
で示す表面エコー７１Ｃ対して遅延材２の路程外だけエ
コー高さＰｆで示す欠陥エコー６が分離されるが、欠陥
４の位置が被検体３０表面にきわめて近い場合＋ｃＩ’
！第２図に示す表面エコー７と欠陥エコー６とが重なっ
てしまい、それ故第１図に示す欠陥４の被検体３の表面
からの距離すなわち欠陥深さ、及び被検体３の大きさ例
えば幅寸法等を検出することができない。
で示す表面エコー７１Ｃ対して遅延材２の路程外だけエ
コー高さＰｆで示す欠陥エコー６が分離されるが、欠陥
４の位置が被検体３０表面にきわめて近い場合＋ｃＩ’
！第２図に示す表面エコー７と欠陥エコー６とが重なっ
てしまい、それ故第１図に示す欠陥４の被検体３の表面
からの距離すなわち欠陥深さ、及び被検体３の大きさ例
えば幅寸法等を検出することができない。
なお、エコーの分解能を上げるために超音波ビーム５０
周波数を例えば２０ＭＨｚという高周波釦することが考
えられるが、この場合でも探傷可能な欠陥深さはｌ、
５ ｍ ｍ付近までであり、それより小さいものにあっ
ては第３図に例示’ｆる表面エコー７と欠陥エコー６と
を分離ｆろことができず。
周波数を例えば２０ＭＨｚという高周波釦することが考
えられるが、この場合でも探傷可能な欠陥深さはｌ、
５ ｍ ｍ付近までであり、それより小さいものにあっ
ては第３図に例示’ｆる表面エコー７と欠陥エコー６と
を分離ｆろことができず。
検出不能となる。
（２）第２の方法は＠３図に示すよ５Ｖｃ、表面波探触
子８を被検体３上に配置し、被検体３に内在する欠陥４
１Ｃ面って超音波ビームを投射し、表面波９の欠陥エコ
ーによって欠陥４の有無を検出するものである。
子８を被検体３上に配置し、被検体３に内在する欠陥４
１Ｃ面って超音波ビームを投射し、表面波９の欠陥エコ
ーによって欠陥４の有無を検出するものである。
しかし、この方法にあっては欠陥４の有無を検出するこ
とはできるものの、欠陥４の大きさや上述した欠陥深さ
は検出することができない。
とはできるものの、欠陥４の大きさや上述した欠陥深さ
は検出することができない。
（３）第３の方法は超音波ビームによる方法であるが、
この方法は検出原理から明らかなよ５１’（、探傷可能
な欠陥は表面からたかだか数μｍ程度の部分和あるもの
に限られる。
この方法は検出原理から明らかなよ５１’（、探傷可能
な欠陥は表面からたかだか数μｍ程度の部分和あるもの
に限られる。
本発明は、このような従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、被検体の表面から数μｍ以
上１．５ ｍ ｍ以下の位＠に存在する欠陥を含む表層
欠陥を良好に検出することができる表層欠陥の検出方法
及びその装置を提供することにある。
されたもので、その目的は、被検体の表面から数μｍ以
上１．５ ｍ ｍ以下の位＠に存在する欠陥を含む表層
欠陥を良好に検出することができる表層欠陥の検出方法
及びその装置を提供することにある。
本発明は、この目的を達成てろために、被検体の表面近
（に存在する欠陥に超音波ビームを投射すること釦よっ
て得られる欠陥エコーと表面エコーの合成エコーのエコ
ー高さが、欠陥エコーと表面エコーの位相差に関係して
いることに着目し、合成エコーのエコー高さに基づいて
欠陥深さや欠陥の大きさを検知′ｆるものであり、そし
てその検出方法は、被検体の表面ＶＣ超音波ビームを投
射して表面エコーを求めるとともに、被検体の表面付近
に存在する欠陥釦対して超音波ビームを投射して表面エ
コーと欠陥エコーとの合成エコーを求め、しかも合成エ
コー及び上述の表面エコーを超音波ビームの周波数を異
ならせてそれぞれ求め、これらの合成エコー及び表面エ
コーのエコー高さと、欠陥の被検体の表面からの距Ｍｆ
なわち欠陥深さ及び欠陥の大きさとの相関関係から、欠
陥深さ及び欠陥の大きさを検出する構成にしである。
（に存在する欠陥に超音波ビームを投射すること釦よっ
て得られる欠陥エコーと表面エコーの合成エコーのエコ
ー高さが、欠陥エコーと表面エコーの位相差に関係して
いることに着目し、合成エコーのエコー高さに基づいて
欠陥深さや欠陥の大きさを検知′ｆるものであり、そし
てその検出方法は、被検体の表面ＶＣ超音波ビームを投
射して表面エコーを求めるとともに、被検体の表面付近
に存在する欠陥釦対して超音波ビームを投射して表面エ
コーと欠陥エコーとの合成エコーを求め、しかも合成エ
コー及び上述の表面エコーを超音波ビームの周波数を異
ならせてそれぞれ求め、これらの合成エコー及び表面エ
コーのエコー高さと、欠陥の被検体の表面からの距Ｍｆ
なわち欠陥深さ及び欠陥の大きさとの相関関係から、欠
陥深さ及び欠陥の大きさを検出する構成にしである。
また、この検出方法に使用する検出装置は、被検体の表
面に配電される探触子と、この探触子に接続され、超音
波ビームを投射させろ信号を探触子に送信する送信部及
び反射エコーに相応する信号な探触子かも受信′ｆる受
信部と、送信ｓＶｃ接続され、種類の異なる複数の周波
数のそれぞれに設定可能な周波数変換部と、受信部で受
信された表面エコー及び合成エコーを周波数の種類に関
連させて記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された表
面エコー及び合成エコーのエコー高さに基づいて欠陥深
さ及び欠陥の大きさを演算ｆる演算部とを備えた構成に
しである。
面に配電される探触子と、この探触子に接続され、超音
波ビームを投射させろ信号を探触子に送信する送信部及
び反射エコーに相応する信号な探触子かも受信′ｆる受
信部と、送信ｓＶｃ接続され、種類の異なる複数の周波
数のそれぞれに設定可能な周波数変換部と、受信部で受
信された表面エコー及び合成エコーを周波数の種類に関
連させて記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された表
面エコー及び合成エコーのエコー高さに基づいて欠陥深
さ及び欠陥の大きさを演算ｆる演算部とを備えた構成に
しである。
以下、本発明を図に基づいて説明ｆる。第４図は本発明
の表層欠陥の検出方法に使用される検出装置の一実施例
を示す説明図である。はじめに、この第４図によって検
出装置の一実施例について述べ、次に検出方法の一実施
例について述べる。
の表層欠陥の検出方法に使用される検出装置の一実施例
を示す説明図である。はじめに、この第４図によって検
出装置の一実施例について述べ、次に検出方法の一実施
例について述べる。
ｗ、４図において、ｌは垂直探触子、２は遅延材、３は
被検体、４は被検体３ＶＣ内在ｆろ欠陥、５は超音波ビ
ーム、６は欠陥エコー、７は表面エコーで、これらは前
述の第１図に示すものと同等である。１０．１１ｊ１垂
直探触子ＩＫ接続した受信部、送信部で、受信部ｉｏは
反射エコーに相応する信号な探触子１から受信し、送信
部１１１丁超音波ビーム５を投射させる信号を垂直探触
子ｉｔ’ｃ送信する。１２は送信部１１に接続した周波
数変換部で、種類の異なる複数の周波数をそれぞれ設定
可能になっている。１３は周波数変換部１２に接続した
演算制御部で、後述ｆろように表面エコー７のエコー高
さＰｓ及び表面エコー７と欠陥エコー６の合成エコーの
エコー高さＰｈ［基づいて欠陥４の欠陥深さＨｌ及び欠
陥４の大きさ例えば欠陥幅ｄを求める演算をおこなう演
算機能と、各種の制御機能を備えている。このような演
算制御部１３はマイクロコンピュータで構成することが
できる。
被検体、４は被検体３ＶＣ内在ｆろ欠陥、５は超音波ビ
ーム、６は欠陥エコー、７は表面エコーで、これらは前
述の第１図に示すものと同等である。１０．１１ｊ１垂
直探触子ＩＫ接続した受信部、送信部で、受信部ｉｏは
反射エコーに相応する信号な探触子１から受信し、送信
部１１１丁超音波ビーム５を投射させる信号を垂直探触
子ｉｔ’ｃ送信する。１２は送信部１１に接続した周波
数変換部で、種類の異なる複数の周波数をそれぞれ設定
可能になっている。１３は周波数変換部１２に接続した
演算制御部で、後述ｆろように表面エコー７のエコー高
さＰｓ及び表面エコー７と欠陥エコー６の合成エコーの
エコー高さＰｈ［基づいて欠陥４の欠陥深さＨｌ及び欠
陥４の大きさ例えば欠陥幅ｄを求める演算をおこなう演
算機能と、各種の制御機能を備えている。このような演
算制御部１３はマイクロコンピュータで構成することが
できる。
１４は受信部１０Ｖｃ接続した増幅部で、受信部ｌＯに
受信された信号を増幅−ｆろ。１５は増幅部１４及び演
算制御部１３に接続した配憶部で、受信部１０に受信さ
れた表面エコー７のエコー高さＰｓや、表面エコー７と
欠陥エコー６との合成エコーのエコー高さｐｈ等のデー
タ、及び制御プログラム等を記憶する。１６は演算制御
部１３及び記憶部１５に接続した入力部で、例えば周波
数を指示てろキーボードからなっている。１７は演算制
御部１３及び記憶部１５Ｆｃ接続した出力部で、例えば
ブラウン管を表示ｆｂ表示装置からなっている。
受信された信号を増幅−ｆろ。１５は増幅部１４及び演
算制御部１３に接続した配憶部で、受信部１０に受信さ
れた表面エコー７のエコー高さＰｓや、表面エコー７と
欠陥エコー６との合成エコーのエコー高さｐｈ等のデー
タ、及び制御プログラム等を記憶する。１６は演算制御
部１３及び記憶部１５に接続した入力部で、例えば周波
数を指示てろキーボードからなっている。１７は演算制
御部１３及び記憶部１５Ｆｃ接続した出力部で、例えば
ブラウン管を表示ｆｂ表示装置からなっている。
次に、この第４図に示す検出装置を使用しておこなわれ
る検出方法の一実施例について述べる。
る検出方法の一実施例について述べる。
まず、第４図の位置Ａで示すように、被検体３０表面に
遅延材２を介して垂直探触子１を配置する。この位置Ａ
部分の被検体３０表層には欠陥４が存在しないものとす
る。そして、入力部１６を操作して周波数を例えば３
Ｍ Ｈｚ Ｉｃ指示′ｆる。この３ ＭＨｚ Ｋ相当す
る信号は演算制御部１３を介して周波数変換部１２＆ｃ
送られるとともに、記憶部１５に送られる。記憶部１５
は周波数の種類に相応ｆ６１つのエリアＩＣ３Ｍ Ｉ−
１ｚの値を記憶−ｆろ。
遅延材２を介して垂直探触子１を配置する。この位置Ａ
部分の被検体３０表層には欠陥４が存在しないものとす
る。そして、入力部１６を操作して周波数を例えば３
Ｍ Ｈｚ Ｉｃ指示′ｆる。この３ ＭＨｚ Ｋ相当す
る信号は演算制御部１３を介して周波数変換部１２＆ｃ
送られるとともに、記憶部１５に送られる。記憶部１５
は周波数の種類に相応ｆ６１つのエリアＩＣ３Ｍ Ｉ−
１ｚの値を記憶−ｆろ。
なお、出力部１７は必要に応じて、今、入力部１６で指
示された周波数が３ Ｍ Ｈｚであることを記憶部１５
からの信号によって表示ｆろ。一方、周波数変換部１２
は演算制御部１３から送らねた信号によって３ Ｍ Ｈ
ｚの周波数となるように設定する。これによって送信部
１１は探触子ＩＫ信号を送り、探触子ｌは３ Ｍ Ｉ−
１ｚの周波数の超音波ビーム５を被検体３に投射する。
示された周波数が３ Ｍ Ｈｚであることを記憶部１５
からの信号によって表示ｆろ。一方、周波数変換部１２
は演算制御部１３から送らねた信号によって３ Ｍ Ｈ
ｚの周波数となるように設定する。これによって送信部
１１は探触子ＩＫ信号を送り、探触子ｌは３ Ｍ Ｉ−
１ｚの周波数の超音波ビーム５を被検体３に投射する。
そして、こＪ１ニよって被検体３の表面で生じた表面エ
コー７が探触子ｌを介して受信部１０に受信され、さら
に増幅部１４で増幅されて当該表面エコー７のエコー高
さＰｓとして記憶部１５の周波数３ＭＨｚ？＋Ｘ記憶さ
れているエリアに、記憶されろ。なお、出力部１７は必
要に応じて、今、記憶部１５に記憶された表面エコー７
のエコー高さＰｓを表示する。
コー７が探触子ｌを介して受信部１０に受信され、さら
に増幅部１４で増幅されて当該表面エコー７のエコー高
さＰｓとして記憶部１５の周波数３ＭＨｚ？＋Ｘ記憶さ
れているエリアに、記憶されろ。なお、出力部１７は必
要に応じて、今、記憶部１５に記憶された表面エコー７
のエコー高さＰｓを表示する。
次に、周波数を上述のように３ＭＨｚに設定した状態に
おいて、探触子１及び遅延材２を同第４図の位１１ｊＡ
から矢印１８方向に移動させる。そして、今仮に位置Ｂ
に相応する被検体３０表層部分に欠陥４が存在していた
とする。このとき、垂直探触子１から投射される周波数
３ Ｍ Ｈｚの超音波ビーム５によって欠陥４において
欠陥エコー６が生じ、被検体３０表面において表面エコ
ー７が生じ、被検体３に内在する欠陥４の欠陥深さＨが
例えば２ｍｍ以内のものであったとｆ、ｂと、これらの
欠陥エコー６と表面エコー７とが合成されて合成エコー
となり、この合成エコーが探触子１を介して受信部１０
に受信され、さらに増幅部１４で増幅さねて、当該合成
エコーのエコー高さｐｈとして記憶部１５の周波数３
Ｍ Ｈｚが記憶されているエリアに、先に記憶された表
面エコー７のエコ−高さＰｓに対応させて記憶される。
おいて、探触子１及び遅延材２を同第４図の位１１ｊＡ
から矢印１８方向に移動させる。そして、今仮に位置Ｂ
に相応する被検体３０表層部分に欠陥４が存在していた
とする。このとき、垂直探触子１から投射される周波数
３ Ｍ Ｈｚの超音波ビーム５によって欠陥４において
欠陥エコー６が生じ、被検体３０表面において表面エコ
ー７が生じ、被検体３に内在する欠陥４の欠陥深さＨが
例えば２ｍｍ以内のものであったとｆ、ｂと、これらの
欠陥エコー６と表面エコー７とが合成されて合成エコー
となり、この合成エコーが探触子１を介して受信部１０
に受信され、さらに増幅部１４で増幅さねて、当該合成
エコーのエコー高さｐｈとして記憶部１５の周波数３
Ｍ Ｈｚが記憶されているエリアに、先に記憶された表
面エコー７のエコ−高さＰｓに対応させて記憶される。
なお、出力部１７は必要に応じて、今、配憶部１５１ｃ
記憶された合成エコーのエコー高さＰｈを表示ｆる。
記憶された合成エコーのエコー高さＰｈを表示ｆる。
次に、探触子ｌ及び遅延材２を例えば第４図の位置ＡＶ
Ｃ，戻し、入力部１６を操作して周波数を例えば３０Ｍ
ＨｚＫ指示ｆる。指示３０ Ｍ Ｉ（、Ｚ ＩＣ相当’
ｆる信号は演算制御部１３を介して周波数変換部１２に
送られるとともに、記憶部１５に９くもれる。記憶部１
５は周波数の種類に相応する別のエリアに３０へ（ＩＩ
ｚの値を記憶すゐ。な七、出力部１７は必要に応じて、
今、入力部１６で指示さハた周波数が３０ＭＨｚである
こと父記１’ｆ部１５からの信号釦よって表示ｆる。一
方、周波数変換部１２は演算制御部１３かも送られた信
号によって今までの３ Ｍ Ｈｚから３０ＭＩ（ｚの周
波数となるように変換ｆる。これによって送信部１１は
探触子ｌＶｃ信号を送り、探触子ｌは３０ Ｍ Ｈｚの
周波数の超音波ビーム５を被検体３１Ｃ投射ｆ／、Ｉｏ
これ＆’ＣＬつて上述と同様にして周波数３０ＭＨｚに
相応する表面エコー７のエコー高さＰ ｓ’が求められ
、このエコー高さＰ ｓ’が記憶部１５０周波数３０Ｍ
Ｈｚが記憶されているエリアに記憶される。なお、出力
部１７は必ｑｖｃ応じて、今、記憶部１５ＶＣ記憶され
た表面エコー７のエコー高さＰ ｓ’を表示する。
Ｃ，戻し、入力部１６を操作して周波数を例えば３０Ｍ
ＨｚＫ指示ｆる。指示３０ Ｍ Ｉ（、Ｚ ＩＣ相当’
ｆる信号は演算制御部１３を介して周波数変換部１２に
送られるとともに、記憶部１５に９くもれる。記憶部１
５は周波数の種類に相応する別のエリアに３０へ（ＩＩ
ｚの値を記憶すゐ。な七、出力部１７は必要に応じて、
今、入力部１６で指示さハた周波数が３０ＭＨｚである
こと父記１’ｆ部１５からの信号釦よって表示ｆる。一
方、周波数変換部１２は演算制御部１３かも送られた信
号によって今までの３ Ｍ Ｈｚから３０ＭＩ（ｚの周
波数となるように変換ｆる。これによって送信部１１は
探触子ｌＶｃ信号を送り、探触子ｌは３０ Ｍ Ｈｚの
周波数の超音波ビーム５を被検体３１Ｃ投射ｆ／、Ｉｏ
これ＆’ＣＬつて上述と同様にして周波数３０ＭＨｚに
相応する表面エコー７のエコー高さＰ ｓ’が求められ
、このエコー高さＰ ｓ’が記憶部１５０周波数３０Ｍ
Ｈｚが記憶されているエリアに記憶される。なお、出力
部１７は必ｑｖｃ応じて、今、記憶部１５ＶＣ記憶され
た表面エコー７のエコー高さＰ ｓ’を表示する。
次に、周波数を３０ＭＨｚに設定した状態において探触
子１及び遅延材２を第４図の位置Ａから位置８士で移動
させる。このとき、上述と同様にして欠陥エコー６と表
面エコー７が生じ、これが合成エコーとなり、この合成
エコーのエコー高すＰｈ’が記憶部１５０周波数３０Ｍ
Ｉ（ｚが記憶されているエリアに、先に記憶された表面
エコー７のエコー高さＰＳ′に対応させて記憶される。
子１及び遅延材２を第４図の位置Ａから位置８士で移動
させる。このとき、上述と同様にして欠陥エコー６と表
面エコー７が生じ、これが合成エコーとなり、この合成
エコーのエコー高すＰｈ’が記憶部１５０周波数３０Ｍ
Ｉ（ｚが記憶されているエリアに、先に記憶された表面
エコー７のエコー高さＰＳ′に対応させて記憶される。
なお、出力部１７は必要に応じて、今、記憶部１５に記
憶された合成エコーのエコー高さＰｈ／を表示′ｆろ。
憶された合成エコーのエコー高さＰｈ／を表示′ｆろ。
そして、例えば記憶部１５に周波数３０ＭＨｚに相応ｆ
る合成エコーのエコー高さＰｈ／が記憶されたとき、演
算制御部１３ｊ’！記憶部１５に記憶さねている周波数
３ＭＨｚＫ相応ｆろ表面エコー７のエコー高すＰ ｓ
、 合成エコーのエコー高すＰｈを続出して下ｒＣの（
１）式の演算をおこない、また周波数３０ＭＨｚＫ相応
ｆ７）表面エコー７のエコー高さＰ ｓ／、合成エコー
のエコー高さＰｈ／を読出して下記の（２）式の演算を
おこなう。
る合成エコーのエコー高さＰｈ／が記憶されたとき、演
算制御部１３ｊ’！記憶部１５に記憶さねている周波数
３ＭＨｚＫ相応ｆろ表面エコー７のエコー高すＰ ｓ
、 合成エコーのエコー高すＰｈを続出して下ｒＣの（
１）式の演算をおこない、また周波数３０ＭＨｚＫ相応
ｆ７）表面エコー７のエコー高さＰ ｓ／、合成エコー
のエコー高さＰｈ／を読出して下記の（２）式の演算を
おこなう。
Ｐｈ＝（Ｐｓ”−）Ｋ２Ｐｓ、”
Ｐｂ’＝ （Ｐｓ／２−１− Ｋ”Ｐｓ／まただし、Ｋ
：欠陥４かものエコー反射率、すなわち、欠陥エフ−６
のエコー高さ と表面エコー７のエコー高さの比 ・・・・・・・・・未知数 λ：周波数３ Ｍ Ｈｚの波長 λ′二周波数３０ＭＨｚの波長 Ｈ：欠陥深さ ・・・・・・・・・未知数 である。そして、上記の（１）。（２）式から未知数Ｈ
１Ｋが求められろ。
：欠陥４かものエコー反射率、すなわち、欠陥エフ−６
のエコー高さ と表面エコー７のエコー高さの比 ・・・・・・・・・未知数 λ：周波数３ Ｍ Ｈｚの波長 λ′二周波数３０ＭＨｚの波長 Ｈ：欠陥深さ ・・・・・・・・・未知数 である。そして、上記の（１）。（２）式から未知数Ｈ
１Ｋが求められろ。
なお、欠陥４からσ）エコー反射率には欠陥幅ｄによっ
て決まり、一般に下記の（３）式の関係がある。
て決まり、一般に下記の（３）式の関係がある。
Ｋ ＝ ｃ ｄ （３）ここでＣ
は定数であり、この定数Ｃは実験によりあらかじめ求め
られろ。
は定数であり、この定数Ｃは実験によりあらかじめ求め
られろ。
したがって、上述のようにして得られたＫと、（３）式
とにより欠陥＠ｄを求めろ演算がおこなわれる。このよ
うにして得られた欠陥深さＨｌ及び欠陥幅ｄは必要に応
じて出力部１７に表示される。
とにより欠陥＠ｄを求めろ演算がおこなわれる。このよ
うにして得られた欠陥深さＨｌ及び欠陥幅ｄは必要に応
じて出力部１７に表示される。
このように構成しである検出装置及び検出方法にあって
は、異なる同波数の超音波ビーム５をそれぞれ個別に投
射させ、当該周波数に対応した表面エコー７及び合成エ
コーのエコー高さに基づいて欠陥深さＨ１欠陥幅ｄを求
めろようにしてあり、しかもこれらの表面エコー及び合
成エコーのエコー高さは容易に得られることから、従来
では不可能であった被検体３０表面から数μｍ以上１．
５ｍｍ以下の位置に内在される欠陥４を含む表層欠陥を
確実に検出′ｆることができ、しかもリアルタイムに表
示することが可能である。
は、異なる同波数の超音波ビーム５をそれぞれ個別に投
射させ、当該周波数に対応した表面エコー７及び合成エ
コーのエコー高さに基づいて欠陥深さＨ１欠陥幅ｄを求
めろようにしてあり、しかもこれらの表面エコー及び合
成エコーのエコー高さは容易に得られることから、従来
では不可能であった被検体３０表面から数μｍ以上１．
５ｍｍ以下の位置に内在される欠陥４を含む表層欠陥を
確実に検出′ｆることができ、しかもリアルタイムに表
示することが可能である。
なお、上記実施例では（１１，（２）式の演算によっ℃
欠陥深さＨを求めるようになっているが、周波数を上述
のようＶＣ３Ｍ Ｈｚと３０ＭＨｚの２種類（変化させ
たときの合成エコーのエコー高さの変化率ΔＰ（＝Ｐｈ
／Ｐｈ／）と欠陥深さＨ（ｍｍ）との間には欠陥幅ｄ
＝ １ ｍ ｍの場合ＶＣは第５図に示すような関係が
あり、したがって、このよ５なｌＰとＨとの相関関係を
あらかじめ記憶部１５ｖｃ記憶させておき、３ＭＨｚ、
３０ＭＩ（ｚに相応する合成エコーのエコー高さＰｈ、
Ｐｈ／が得られた際に、こねらのＰｈ、Ｐｈ／からｌＰ
を演算し、記憶部１５に記憶されたｌＰと［Ｉとの相関
関係から直ちＫＨを求めるＪ５にしてもＪい。
欠陥深さＨを求めるようになっているが、周波数を上述
のようＶＣ３Ｍ Ｈｚと３０ＭＨｚの２種類（変化させ
たときの合成エコーのエコー高さの変化率ΔＰ（＝Ｐｈ
／Ｐｈ／）と欠陥深さＨ（ｍｍ）との間には欠陥幅ｄ
＝ １ ｍ ｍの場合ＶＣは第５図に示すような関係が
あり、したがって、このよ５なｌＰとＨとの相関関係を
あらかじめ記憶部１５ｖｃ記憶させておき、３ＭＨｚ、
３０ＭＩ（ｚに相応する合成エコーのエコー高さＰｈ、
Ｐｈ／が得られた際に、こねらのＰｈ、Ｐｈ／からｌＰ
を演算し、記憶部１５に記憶されたｌＰと［Ｉとの相関
関係から直ちＫＨを求めるＪ５にしてもＪい。
また、上記検出装置の実施例では、出力部１７を表示装
償によって枯成しであるが、本発明はこれに限らず、こ
の出力部１７をプリンタ等の記録装置によって構成して
もよい。
償によって枯成しであるが、本発明はこれに限らず、こ
の出力部１７をプリンタ等の記録装置によって構成して
もよい。
また、上記検出装置の実施例では、入力ｆ′ＡＩ６をキ
ーボードによって構成し、周波（りを指示するようにし
であるが、本発明はこれに限らず、記憶部１５にあらか
じめ特定の２つの周波数を設定しておき、入力部１６を
単に検出操作の開始、終了を指示するオンオフスイッチ
によって構成することも可能である。
ーボードによって構成し、周波（りを指示するようにし
であるが、本発明はこれに限らず、記憶部１５にあらか
じめ特定の２つの周波数を設定しておき、入力部１６を
単に検出操作の開始、終了を指示するオンオフスイッチ
によって構成することも可能である。
また、上記検出方法の実施例では、第４図に例示−ｒる
ように周波数を３ＭＨ２＆ＣＬだ状態で位置Ａにおいて
表面エコー７のエコー高さＰｓを求め、位ｆｉＢにおい
て合成エコーのエコー高さＰｈを求め、次いで周波数を
３０ＭＨｚＶｃした状態で位置ＡＩＣおいて表面エコー
７のエコー高さＰｓ’を求め、位置Ｂにおいて合成エコ
ーのエコー高さＰｈ／を求めたが、本発明はこれに限ら
ず、位置Ａｖｃおいてまず周波数を３ＭＨｚ＃ｆｃ（、
たときり表面エコー７のエコー高さＰｓと、周波数を３
０ＭＨｚにしたときの表面エコー７のエコー高さＰｓ’
を求めておぎ、次いで位置ＢＩＣおいて周波数を３ＭＨ
ｚｒｃしたときの合成エコーのエコー高さＰｈと、周波
数を３０Ｍ）ｌｚＶｃ（、たときの合成エコーのエコー
高さＰｈ’を求めろよ’ＩｃＬ、てもよい。
ように周波数を３ＭＨ２＆ＣＬだ状態で位置Ａにおいて
表面エコー７のエコー高さＰｓを求め、位ｆｉＢにおい
て合成エコーのエコー高さＰｈを求め、次いで周波数を
３０ＭＨｚＶｃした状態で位置ＡＩＣおいて表面エコー
７のエコー高さＰｓ’を求め、位置Ｂにおいて合成エコ
ーのエコー高さＰｈ／を求めたが、本発明はこれに限ら
ず、位置Ａｖｃおいてまず周波数を３ＭＨｚ＃ｆｃ（、
たときり表面エコー７のエコー高さＰｓと、周波数を３
０ＭＨｚにしたときの表面エコー７のエコー高さＰｓ’
を求めておぎ、次いで位置ＢＩＣおいて周波数を３ＭＨ
ｚｒｃしたときの合成エコーのエコー高さＰｈと、周波
数を３０Ｍ）ｌｚＶｃ（、たときの合成エコーのエコー
高さＰｈ’を求めろよ’ＩｃＬ、てもよい。
また、上記実施例では周波数の種類を３ Ｍ Ｈｚ、３
０ＭＨｚとしたが、本発明はこれに限定されるものでは
な（，３ＭＨｚ１３０ＭＨｚ 、！：Ｈ異す７）ものに
した場合も、（１）、 （２）、 （３１式と同様にし
て欠陥深さＨｌ及び欠陥幅ｄを求めろことができ、その
場合も第５図に示すものに類似したｌＰとＨとの相関関
係が得られろ。
０ＭＨｚとしたが、本発明はこれに限定されるものでは
な（，３ＭＨｚ１３０ＭＨｚ 、！：Ｈ異す７）ものに
した場合も、（１）、 （２）、 （３１式と同様にし
て欠陥深さＨｌ及び欠陥幅ｄを求めろことができ、その
場合も第５図に示すものに類似したｌＰとＨとの相関関
係が得られろ。
本発明の表層欠陥の検出方法及びその９′−Ｒｙま、以
上のようｖｃＮ’を成しであることから、被検体の表面
から数μｍ１以上１．５ ｍ ｍ以下の位置に存在′ｆ
ろ欠陥を含む表層欠陥を良好に検出す２．）ことができ
、それ故、従来不可能であった表層部分ＩＣおけろ材料
や製品の内部探傷をおこなうことができ、不良品の摘出
等を高精度に実現できろ効果がちる。
上のようｖｃＮ’を成しであることから、被検体の表面
から数μｍ１以上１．５ ｍ ｍ以下の位置に存在′ｆ
ろ欠陥を含む表層欠陥を良好に検出す２．）ことができ
、それ故、従来不可能であった表層部分ＩＣおけろ材料
や製品の内部探傷をおこなうことができ、不良品の摘出
等を高精度に実現できろ効果がちる。
第１図は従来の表層欠陥の検出方法の第１の例を示す説
明図、第２図＋ｊ、 ：Ｆ １図九示す’こ−１の例に
よって１１）らねるエコーのエコー高さとビーム路程と
の関係を示ｆ説明図、祝３図は従来の表層欠陥の検出装
置の第２の例を示す説明図、第４図は本発明の表層欠陥
の検出方法に使用される検出装置の一実施例を示す説明
図、第５図は本発明の表層欠陥の検出方法において適用
可能な合成エコーの変化率ΔＰと欠陥深さＨとの関係を
示す特性図である。 ｌ・・・・・・垂直探触子、２・・・・・・遅延材、３
・・・・・・被検体、４・・・・・・欠陥、５・・・・
・・超音波ビーム、６・・・・・・欠陥エコー、７・・
・・・・表面エコー、８・・・・・・斜角探触子、１０
・・・・・・受信部、１１・・・・・・送信部、１２・
・・・・・周波数変換部、１３・・・・・・演算制御部
、１４・・・・・・増幅部、１５・・・・・記憶部、１
６・・・・・・入力部、１７・・・・・・出力部。 第１図 児２図 第３図 鬼４図
明図、第２図＋ｊ、 ：Ｆ １図九示す’こ−１の例に
よって１１）らねるエコーのエコー高さとビーム路程と
の関係を示ｆ説明図、祝３図は従来の表層欠陥の検出装
置の第２の例を示す説明図、第４図は本発明の表層欠陥
の検出方法に使用される検出装置の一実施例を示す説明
図、第５図は本発明の表層欠陥の検出方法において適用
可能な合成エコーの変化率ΔＰと欠陥深さＨとの関係を
示す特性図である。 ｌ・・・・・・垂直探触子、２・・・・・・遅延材、３
・・・・・・被検体、４・・・・・・欠陥、５・・・・
・・超音波ビーム、６・・・・・・欠陥エコー、７・・
・・・・表面エコー、８・・・・・・斜角探触子、１０
・・・・・・受信部、１１・・・・・・送信部、１２・
・・・・・周波数変換部、１３・・・・・・演算制御部
、１４・・・・・・増幅部、１５・・・・・記憶部、１
６・・・・・・入力部、１７・・・・・・出力部。 第１図 児２図 第３図 鬼４図
Claims (2)
- （１）被検体の表面付近に存在する欠陥を検出する方法
において、被検体の表面に超音波ビームを投射して表面
エコーを求めるとともに、上記欠陥に対して超音波ビー
ムを投射して表面エコーと上記欠陥における欠陥エコー
との合成エコーを求め、しかも該合成エコー及び上記表
面エコーを上記超音波ビームの周波数を異ならせてそれ
ぞれ求め、これらの合成エコー及び表面エコーのエコー
高さと上記欠陥の上記被検体の表面からの距離及び欠陥
の大きさとの相関関係から、該欠陥の被検体の表面から
の距離及び欠陥の大きさを検出することを特徴とする表
層欠陥の検出方法。 - （２）被検体の表面に超音波ビームを投射して表面エコ
ーを求めるとともに、被検体の表面付近に存在する欠陥
に対して超音波ビームを投射して表面エコーと上記欠陥
における欠陥エコーとの合成エコーを求め、しかも該合
成エコー及び上記表面エコーを上記超音波ビームの周波
数を異ならせてそれぞれ求め、これらの合成エコー及び
表面エコーのエコー高さと、上記欠陥の上記被検体の表
面からの距離及び該欠陥の大きさとの相関関係から、該
欠陥の上記被検体の表面からの距離及び該欠陥の大きさ
を測定する表層欠陥の検出方法に使用する検出装置にお
いて、被検体の表面に配置される探触子と、この探触子
に接続され、超音波ビームを投射させる信号を探触子に
送信する送信部及び反射エコーに相応する信号を探触子
から受信する受信部と、上記送信部に接続され、種類の
異なる複数の周波数のそれぞれに設定可能な周波数変換
部と、上記受信部で受信された表面エコー及び合成エコ
ーを周波数の種類に関連させて記憶する記憶部と、この
記憶部に記憶された表面エコー及び合成エコーのエコー
高さに基づいて、上記欠陥の上記被検体の表面からの距
離及び該欠陥の大きさを演算する演算部とを備えたこと
を特徴とする表層欠陥の検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123844A JPS613055A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 表層欠陥の検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123844A JPS613055A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 表層欠陥の検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613055A true JPS613055A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH037904B2 JPH037904B2 (ja) | 1991-02-04 |
Family
ID=14870787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123844A Granted JPS613055A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 表層欠陥の検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613055A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6367016A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-25 | Nippon Soken Inc | タツチパネル |
| WO2021167778A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | Becton, Dickinson And Company | Interferometric detection of an object on a surface using wavlength modulation and systems for same |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59123844A patent/JPS613055A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6367016A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-25 | Nippon Soken Inc | タツチパネル |
| WO2021167778A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | Becton, Dickinson And Company | Interferometric detection of an object on a surface using wavlength modulation and systems for same |
| US11385163B2 (en) | 2020-02-19 | 2022-07-12 | Becton, Dickinson And Company | Interferometric detection of an object on a surface using wavelength modulation and systems for same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH037904B2 (ja) | 1991-02-04 |
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