JPS6196459A - 分割型超音波探触子送受信回路 - Google Patents
分割型超音波探触子送受信回路Info
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- JPS6196459A JPS6196459A JP59218812A JP21881284A JPS6196459A JP S6196459 A JPS6196459 A JP S6196459A JP 59218812 A JP59218812 A JP 59218812A JP 21881284 A JP21881284 A JP 21881284A JP S6196459 A JPS6196459 A JP S6196459A
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Classifications
-
- 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
- G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/38—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by time filtering, e.g. using time gates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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- G01N2291/02854—Length, thickness
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、超音波厚さ計や探傷装置に用いる分割型超
音波探触子送受信回路に関する。
音波探触子送受信回路に関する。
く従来技術〉
型超音波探触子１は覆い音響遮へい材からなる隔壁２の
両側に遅延材３，４を貼り付け、さらにこの遅延材３と
４の上に横断面が半円形の送信側振動子５と受信側振動
子６を夫々貼り付けて構成している。
両側に遅延材３，４を貼り付け、さらにこの遅延材３と
４の上に横断面が半円形の送信側振動子５と受信側振動
子６を夫々貼り付けて構成している。
そして、このような分割型超音波探触子１を用いた超音
波Ｊｌｙさ計や探傷装置は、従来、第・を図に示すよう
な送受信回路を備えている。この送受信回路は発振回路
１１とパルス発生回路１２と増幅回路１３をＩｆｉ＋え
る。Ｆ記パルス発生回路１２はサイリスタ１５．コンデ
ンサ１Ｇ、抵抗器１７，１８．１９を備えて、発振回路
１１からのパルスに同期して、上記サイリスタ１５がト
リ、Ｉｙされ、高圧（５０〜Ｉ Ｕ ｌ） ｌ） Ｖ
）のインパルスを分割型超音波探触子１の送信側振動子
５に入力するようになっている。上記送信側振動子５か
ら発信された超音波は、遅延月３す；よび被検材２１中
を伝搬し、さらに反射部で反射してきた超音波エコーは
遅延材４を通って送（；’ｔ （ｌｔ１１振動子６に受
信され、増幅回路そして、探傷を行なう場合は、第４図
に示す径路Ｉ、すなわち送信側振動子５→送信側の遅延
材３→被検材２１の表面→被検材２１の裏面→被検材２
１の表面→受信側の遅延材４→受信側振動子６の径路Ｉ
で生じた超音波エコーを観察し、上記被検材２１の通過
期間中に発生する超音波エコーにより欠陥の有無を調べ
る。また、厚さ測定の場合は、被検材２１の裏面からの
超音波エコーを受信側振動子６で受信し、送信時点から
受信時点までの時間から遅延材３．４中を超音波が伝搬
する時間を差し引いて求めた被検材２１中の伝搬時間を
計測し、この伝搬時間の１／２と被検材２１の固有の伝
搬速度（音速）とを掛算して厚さを求める。
波Ｊｌｙさ計や探傷装置は、従来、第・を図に示すよう
な送受信回路を備えている。この送受信回路は発振回路
１１とパルス発生回路１２と増幅回路１３をＩｆｉ＋え
る。Ｆ記パルス発生回路１２はサイリスタ１５．コンデ
ンサ１Ｇ、抵抗器１７，１８．１９を備えて、発振回路
１１からのパルスに同期して、上記サイリスタ１５がト
リ、Ｉｙされ、高圧（５０〜Ｉ Ｕ ｌ） ｌ） Ｖ
）のインパルスを分割型超音波探触子１の送信側振動子
５に入力するようになっている。上記送信側振動子５か
ら発信された超音波は、遅延月３す；よび被検材２１中
を伝搬し、さらに反射部で反射してきた超音波エコーは
遅延材４を通って送（；’ｔ （ｌｔ１１振動子６に受
信され、増幅回路そして、探傷を行なう場合は、第４図
に示す径路Ｉ、すなわち送信側振動子５→送信側の遅延
材３→被検材２１の表面→被検材２１の裏面→被検材２
１の表面→受信側の遅延材４→受信側振動子６の径路Ｉ
で生じた超音波エコーを観察し、上記被検材２１の通過
期間中に発生する超音波エコーにより欠陥の有無を調べ
る。また、厚さ測定の場合は、被検材２１の裏面からの
超音波エコーを受信側振動子６で受信し、送信時点から
受信時点までの時間から遅延材３．４中を超音波が伝搬
する時間を差し引いて求めた被検材２１中の伝搬時間を
計測し、この伝搬時間の１／２と被検材２１の固有の伝
搬速度（音速）とを掛算して厚さを求める。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、実験によれば、上記分割型超音波探触子１に
おいてケーブル２３．２４及び送信側振動子５ならびに
受信側振動子６の相互の浮遊容量等による効果により、
送信側振動子５に印加された電気パルスの一３４ｄＢ程
度の誘ｎｔ％パルスが受信側振動子６側に励起されるこ
とが判った。
おいてケーブル２３．２４及び送信側振動子５ならびに
受信側振動子６の相互の浮遊容量等による効果により、
送信側振動子５に印加された電気パルスの一３４ｄＢ程
度の誘ｎｔ％パルスが受信側振動子６側に励起されるこ
とが判った。
これは送信のパルス電圧が１００ｖの時、４’ｌ ２
Ｖのパルス電圧が受信側振動子６に励起され、本来電気
−振動の可逆性を持つ受信側振動子６は超音波を発生す
ることになる。発生された超音波は受信側の遅延ＪｆＡ
ｎ中を伝搬し、この遅延材４の前表面で反射し、再び同
径路を伝搬して、受信側振動子６に到達・受（１１され
る。これを第４図に示すように径路ＩＩと呼ぶ。また別
の実験によればこのようにして、遅延材４中を往復した
時得られる受信電圧は送信電圧の約−３５ｃｌＢ、即ち
上記条件の場合、約５ ｍＶの、受信電圧が得られるこ
とが判った。一方、このような分割型超音波探触子］は
被検材つまり被測定材の厚さによって受信電圧が変化す
る。即ち、厚さ／受信電圧特性を持つことが良く知られ
ている。即ち、送・受信側の振動子５゜６および遅延材
３．４に介在する音響遮へい材２のために、極薄い被測
定材からの受信反射信号は小さく、また、極部厚い被測
定材においては材料中の音の減衰および拡散のため厚さ
が増すに従って受信信号が減少するという山なりの特性
を示すことが一般的である。このような特性を持つ分割
型超Ｉ″ｆ波探触子１にて得られる、例えば厚さ１ｍｎ
＋−程度の鋼の被測定材２１の裏面からの受信信号、即
ち径路■を伝搬して受信される受信電圧の大きさはせい
ぜい１０ｍＶであり径路１１により得られる受信信号と
大差がないことが判る。
Ｖのパルス電圧が受信側振動子６に励起され、本来電気
−振動の可逆性を持つ受信側振動子６は超音波を発生す
ることになる。発生された超音波は受信側の遅延ＪｆＡ
ｎ中を伝搬し、この遅延材４の前表面で反射し、再び同
径路を伝搬して、受信側振動子６に到達・受（１１され
る。これを第４図に示すように径路ＩＩと呼ぶ。また別
の実験によればこのようにして、遅延材４中を往復した
時得られる受信電圧は送信電圧の約−３５ｃｌＢ、即ち
上記条件の場合、約５ ｍＶの、受信電圧が得られるこ
とが判った。一方、このような分割型超音波探触子］は
被検材つまり被測定材の厚さによって受信電圧が変化す
る。即ち、厚さ／受信電圧特性を持つことが良く知られ
ている。即ち、送・受信側の振動子５゜６および遅延材
３．４に介在する音響遮へい材２のために、極薄い被測
定材からの受信反射信号は小さく、また、極部厚い被測
定材においては材料中の音の減衰および拡散のため厚さ
が増すに従って受信信号が減少するという山なりの特性
を示すことが一般的である。このような特性を持つ分割
型超Ｉ″ｆ波探触子１にて得られる、例えば厚さ１ｍｎ
＋−程度の鋼の被測定材２１の裏面からの受信信号、即
ち径路■を伝搬して受信される受信電圧の大きさはせい
ぜい１０ｍＶであり径路１１により得られる受信信号と
大差がないことが判る。
第５図はこれらの現象を具体的に示したものである。第
５図中の波形（、）は送信側振動子３の波形であり、Ｔ
は送信側振動子５に印加される電気パルスによる波形で
あり、Ｓは送信側の遅延材３の前面からの反射波の波形
である。一方、第５図中の波形（ｂ）は受信側振動子６
の波形であり、Ｔ゛は前述の誘導による電気パルスによ
り受信側振動子６から発振される波形であり、Ｓ゛はこ
の波形Ｔ゛の受信側の遅延材４の前面からの反射波であ
り、Ｒは前述の径路Ｉで被検材２１中の欠陥または裏面
からの反射波である。
５図中の波形（、）は送信側振動子３の波形であり、Ｔ
は送信側振動子５に印加される電気パルスによる波形で
あり、Ｓは送信側の遅延材３の前面からの反射波の波形
である。一方、第５図中の波形（ｂ）は受信側振動子６
の波形であり、Ｔ゛は前述の誘導による電気パルスによ
り受信側振動子６から発振される波形であり、Ｓ゛はこ
の波形Ｔ゛の受信側の遅延材４の前面からの反射波であ
り、Ｒは前述の径路Ｉで被検材２１中の欠陥または裏面
からの反射波である。
したがって被検材２１の表面直下を高い感度で探傷する
場合や極薄い被検材２１の板厚を測定す同が生じるため
、粘度の高い探傷乃至厚さ測定ができないという問題が
ある。
場合や極薄い被検材２１の板厚を測定す同が生じるため
、粘度の高い探傷乃至厚さ測定ができないという問題が
ある。
そこで、この発明の目的は、被検材の表面直下の探傷や
極薄い被検材の厚さの精度の高い検出や測定を可能にす
ることにある。
極薄い被検材の厚さの精度の高い検出や測定を可能にす
ることにある。
く問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、この発明の構成は、受信側振
動子の両端を電気的に短絡するスイッチング手段と、送
信側振動子を励起するタイミングに同期して、一定時間
の間上記スイッチング手段をオンにする信号を出力する
制御回路を備えることを特徴とする。
動子の両端を電気的に短絡するスイッチング手段と、送
信側振動子を励起するタイミングに同期して、一定時間
の間上記スイッチング手段をオンにする信号を出力する
制御回路を備えることを特徴とする。
〈作用〉
上記構成により、送信側振動子を励起するタイミングに
同期して、制御回路から信号が出力される。この信号を
受けて、スイッチング手段は送信側振動子を励起するタ
イミングに同期して一定時間の間オンとなり、受信側振
動子の両端が電気的に短絡される。このため、受信側振
動子は、送信ｉｈ蛇雷乍丁土ル都゛−の（ｆゲ歯二唇道
ＪＨｒ本−ｆｔ、 属動励起されることはない。
同期して、制御回路から信号が出力される。この信号を
受けて、スイッチング手段は送信側振動子を励起するタ
イミングに同期して一定時間の間オンとなり、受信側振
動子の両端が電気的に短絡される。このため、受信側振
動子は、送信ｉｈ蛇雷乍丁土ル都゛−の（ｆゲ歯二唇道
ＪＨｒ本−ｆｔ、 属動励起されることはない。
〈実施例〉
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図において、１は発信側振動子５．受信側振動子６
および遅延材３．４等を有する分割型超音波探触子、１
１は発振回路、１２はパルス発生回路、１３は増幅回路
、２１は被検材であって、これらは第４図に示す従来例
と同一構成をしてい” る。
および遅延材３．４等を有する分割型超音波探触子、１
１は発振回路、１２はパルス発生回路、１３は増幅回路
、２１は被検材であって、これらは第４図に示す従来例
と同一構成をしてい” る。
また、３１は受信側振動子６の両端を短絡するスイッチ
ング手段としてのスイッチング用のトランジスタ、３２
は上記発振回路１１からのトリ〃信号を受けて２〜５μ
ｓのパルス中のパルスを上記トランジスタ３１のベース
に入力する制御回路の一例としてのワンショット回路で
ある。上記ワンショット回路３２は７リツプ７０ツブ３
５と時定数を変えてパルス中を設定するためのコンデン
サ３４および抵抗器３４を備えている。上記ワンショッ
ト回路３２の出力信号の波形は第２図中（ｂ）に示す如
く、送信側振動子５を励起するタイミングに同期して２
−５μｓの間ハイレベルになっており、この出力信号の
ハイレベルの間、トランジスタ３１のフレフタ、エミッ
タ間は短絡される。
ング手段としてのスイッチング用のトランジスタ、３２
は上記発振回路１１からのトリ〃信号を受けて２〜５μ
ｓのパルス中のパルスを上記トランジスタ３１のベース
に入力する制御回路の一例としてのワンショット回路で
ある。上記ワンショット回路３２は７リツプ７０ツブ３
５と時定数を変えてパルス中を設定するためのコンデン
サ３４および抵抗器３４を備えている。上記ワンショッ
ト回路３２の出力信号の波形は第２図中（ｂ）に示す如
く、送信側振動子５を励起するタイミングに同期して２
−５μｓの間ハイレベルになっており、この出力信号の
ハイレベルの間、トランジスタ３１のフレフタ、エミッ
タ間は短絡される。
したがっ′乙この短絡されている間に、受信側振動子６
の側に誘導電気パルスが励起されても、受信側振動子６
に印加される電気パルスはトランジスタ３１の飽和電圧
であるｏ、ｉｖ以下となる。
の側に誘導電気パルスが励起されても、受信側振動子６
に印加される電気パルスはトランジスタ３１の飽和電圧
であるｏ、ｉｖ以下となる。
したがって、この実施例の受信側振動子６の側への誘導
パルスｌ’ｓ２図中の波形Ｔ゛参照の大きさは、第４図
に示す従来の送受信回路の受信側振動子６の側への電気
的誘導パルス（第５図中の波形Ｔ゛参照の大きさに比ら
べて、１／１０以下となる。したがって、第２図の波形
（ｃ）に示すように、誘導パルスＴ゛の遅延材４の前面
からの反射波Ｓ’（殆んど無視できる。）と被検材２１
中の欠陥または裏面からの反射波Ｒとは混同を生しるこ
とがなく、被検材２１の表面直下の高感度な探傷および
極めて薄い板の厚さを計測することができる。
パルスｌ’ｓ２図中の波形Ｔ゛参照の大きさは、第４図
に示す従来の送受信回路の受信側振動子６の側への電気
的誘導パルス（第５図中の波形Ｔ゛参照の大きさに比ら
べて、１／１０以下となる。したがって、第２図の波形
（ｃ）に示すように、誘導パルスＴ゛の遅延材４の前面
からの反射波Ｓ’（殆んど無視できる。）と被検材２１
中の欠陥または裏面からの反射波Ｒとは混同を生しるこ
とがなく、被検材２１の表面直下の高感度な探傷および
極めて薄い板の厚さを計測することができる。
上記実施例では制御回路としてワンショット回路を用い
たが、これに限らず、送信側振動子を励起するタイミン
グに同期して、一定時間中のパルスを出力するものなら
ばどのような回路であってもよい。
たが、これに限らず、送信側振動子を励起するタイミン
グに同期して、一定時間中のパルスを出力するものなら
ばどのような回路であってもよい。
〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、この発明の分割型超音波
探触子送受信回路は、送信側振動子を励起するタイミン
グに同期して、制御回路が一定時間の間パルスを出力し
、このパルスによってスイッチング手段をオンにして、
受信側振動子の両端を短絡して電気的誘導の影響を極め
て軽減しているので、被検材の表面直下の傷を精度高く
探傷でき、また、たとえば厚さ１ｍｍあるいはそれ以下
の鋼板等の薄い測定材の厚さを精度高く測定することが
できる。
探触子送受信回路は、送信側振動子を励起するタイミン
グに同期して、制御回路が一定時間の間パルスを出力し
、このパルスによってスイッチング手段をオンにして、
受信側振動子の両端を短絡して電気的誘導の影響を極め
て軽減しているので、被検材の表面直下の傷を精度高く
探傷でき、また、たとえば厚さ１ｍｍあるいはそれ以下
の鋼板等の薄い測定材の厚さを精度高く測定することが
できる。
第１図はこの発明の一実施例の分割型超音波探触子送受
信回路の回路図、第２図は上記実施例の波形Ｕ−ｆｆ５
３ 図（ａ） 、 ｆｆｓ ３ ｔｉ（１（ｂ）は分割
型超音波探触子の平面図と正面図、第４図は従来の分割
型超音波探触子送受信回路の回路図、第５図は上記従来
の分割型超音波探触子送受信回路の波形図である。 １・・・分割型超音波探触子、５・・・発信側振動子、
６・・・受信側振動子、１１・・・発振回路、１２・・
・パルス発生回路、１３・・・増幅回路、２１・・・被
検材、３２・・・ワンショット回Ｈ８，３１・）ランジ
スタ。 特 許 出 願 人 川崎製鉄株式会社外１名
信回路の回路図、第２図は上記実施例の波形Ｕ−ｆｆ５
３ 図（ａ） 、 ｆｆｓ ３ ｔｉ（１（ｂ）は分割
型超音波探触子の平面図と正面図、第４図は従来の分割
型超音波探触子送受信回路の回路図、第５図は上記従来
の分割型超音波探触子送受信回路の波形図である。 １・・・分割型超音波探触子、５・・・発信側振動子、
６・・・受信側振動子、１１・・・発振回路、１２・・
・パルス発生回路、１３・・・増幅回路、２１・・・被
検材、３２・・・ワンショット回Ｈ８，３１・）ランジ
スタ。 特 許 出 願 人 川崎製鉄株式会社外１名
Claims (1)
- （１）送信側振動子と受信側振動子を有する分割型超音
波探触子を用いた超音波厚さ計や探傷装置において、上
記受信側振動子の両端を電気的に短絡するスイッチング
手段と、上記送信側振動子を励起するタイミングに同期
して、一定時間の間上記スイッチング手段をオンにする
信号を出力する制御回路を備えて、送信励起電気エネル
ギーの電気的誘導により受信側振動子が振動励起される
ことを防止するようにしたことを特徴とする分割型超音
波探触子送受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59218812A JPS6196459A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 分割型超音波探触子送受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59218812A JPS6196459A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 分割型超音波探触子送受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196459A true JPS6196459A (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=16725725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59218812A Pending JPS6196459A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 分割型超音波探触子送受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6196459A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6367512A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-26 | Kubota Ltd | 超音波肉厚計における反射波処理方法 |
| JP2019015634A (ja) * | 2017-07-07 | 2019-01-31 | 東京電力ホールディングス株式会社 | ２振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59218812A patent/JPS6196459A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6367512A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-26 | Kubota Ltd | 超音波肉厚計における反射波処理方法 |
| JP2019015634A (ja) * | 2017-07-07 | 2019-01-31 | 東京電力ホールディングス株式会社 | ２振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法 |
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