JPS63302361A - 超音波走査装置 - Google Patents
超音波走査装置Info
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- JPS63302361A JPS63302361A JP62138218A JP13821887A JPS63302361A JP S63302361 A JPS63302361 A JP S63302361A JP 62138218 A JP62138218 A JP 62138218A JP 13821887 A JP13821887 A JP 13821887A JP S63302361 A JPS63302361 A JP S63302361A
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Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
この発明は、被検体に回りで発射された超ン゛ｌ波ビー
ムにより１１１記被検体を走査してその表面及び内部の
状態についてのｆｆ讐的な検出信号を得る超音波走査装
置に関する。
ムにより１１１記被検体を走査してその表面及び内部の
状態についてのｆｆ讐的な検出信号を得る超音波走査装
置に関する。
（従来の技術）
従来、超音波ビームを被検体に向けて発射し、被検体の
表面及び内部を観察する超ｒ１波装置として、例えば特
願昭第５８−２２９７８号に開示されているものがあっ
た。第２図はこのような超ｊ′ｆ波走査装置を示すもの
である。即ち、圧電板１の一゛Ｐ−面トには、円弧状の
トランスデユーサＴ ｉｎ及びＴ ｏ ＋＋ １が一つ
の円を２分割する形式で配置されている。
表面及び内部を観察する超ｒ１波装置として、例えば特
願昭第５８−２２９７８号に開示されているものがあっ
た。第２図はこのような超ｊ′ｆ波走査装置を示すもの
である。即ち、圧電板１の一゛Ｐ−面トには、円弧状の
トランスデユーサＴ ｉｎ及びＴ ｏ ＋＋ １が一つ
の円を２分割する形式で配置されている。
トランスデユーサＴ１，１及びＴ。１４．は、千わそれ
同心円１−に配置された対をなすすたれ状電極Ｅａ、Ｅ
ｂ；Ｅｃ、ＥｄをイＩ−する。トランスデユーサＴ ｉ
＋、は超？″ｆ波ビームを送信する電極として機能し、
トランスデユーサＴ ｏ ｕ Ｌは超音波ビームの反射
波を受信する電極として機能するものである。
同心円１−に配置された対をなすすたれ状電極Ｅａ、Ｅ
ｂ；Ｅｃ、ＥｄをイＩ−する。トランスデユーサＴ ｉ
＋、は超？″ｆ波ビームを送信する電極として機能し、
トランスデユーサＴ ｏ ｕ Ｌは超音波ビームの反射
波を受信する電極として機能するものである。
圧電板１は、超音波走査装置として機能するために、第
３図に示すように、トランスデユーサＴ Ｉｎを設けて
いる面を下にして液体Ｌ（例えば純水）中に浸すように
して配置される。更に、圧電板１に対抗する液体中の位
置には、被検体９が配置される。
３図に示すように、トランスデユーサＴ Ｉｎを設けて
いる面を下にして液体Ｌ（例えば純水）中に浸すように
して配置される。更に、圧電板１に対抗する液体中の位
置には、被検体９が配置される。
トランスデユーサＴ Ｉｎのすだれ状電極Ｅａ、Ｅｂに
は、圧電板１及び電極周期によって定められ、無線周波
領域にある電気信号Ｓ１が図示なしの信号源から印加さ
れる。これにより、第３図に矢印により示すように、ト
ランスデユーサＴ ｉｎから被検体９に向かって角度θ
１、θ２（０くθ１〈９０°、０くθ２＜９０°）によ
り液体りに縦波の超音波ビームが放射される。この超音
波ビームは液体りを伝搬して被検体９に到達し、その一
部は被検体９の表面モ反射され（点線）、他はその内部
に進行して反射される（実線）。反射された縦波の超音
波ビームは再び液体りを介してトランスデユーサＴ。ｕ
ｔに入射され、電気信号Ｓｏに変換される。
は、圧電板１及び電極周期によって定められ、無線周波
領域にある電気信号Ｓ１が図示なしの信号源から印加さ
れる。これにより、第３図に矢印により示すように、ト
ランスデユーサＴ ｉｎから被検体９に向かって角度θ
１、θ２（０くθ１〈９０°、０くθ２＜９０°）によ
り液体りに縦波の超音波ビームが放射される。この超音
波ビームは液体りを伝搬して被検体９に到達し、その一
部は被検体９の表面モ反射され（点線）、他はその内部
に進行して反射される（実線）。反射された縦波の超音
波ビームは再び液体りを介してトランスデユーサＴ。ｕ
ｔに入射され、電気信号Ｓｏに変換される。
反射点及びその近傍に弾性的に異方性がない限り、トラ
ンスデユーサＴ ｉｎ及びＴ。ｕｔはその円の中心軸−
トに共焦点を有するので、トランスデユーサＴ。、ｔよ
り検出され、電気信号Ｓ。とじて取り出される。超音波
ビームの伝送媒体が均質であれば、電気信号Ｓ。は電気
信号Ｓ１を遅延した形式を有するが、超音波ビームによ
り照射された被検体９の表面やその内部に弾性的な不均
一性が存在すると、音波の伝搬速度に変化が生じ、これ
に対応して変化した振幅や、位相差を有する。従って、
このような振幅及び位相差を有する電気信号Ｓｏについ
て信号解析すると、被検体９の表面及び近傍のクラック
などを検出することか可能である。
ンスデユーサＴ ｉｎ及びＴ。ｕｔはその円の中心軸−
トに共焦点を有するので、トランスデユーサＴ。、ｔよ
り検出され、電気信号Ｓ。とじて取り出される。超音波
ビームの伝送媒体が均質であれば、電気信号Ｓ。は電気
信号Ｓ１を遅延した形式を有するが、超音波ビームによ
り照射された被検体９の表面やその内部に弾性的な不均
一性が存在すると、音波の伝搬速度に変化が生じ、これ
に対応して変化した振幅や、位相差を有する。従って、
このような振幅及び位相差を有する電気信号Ｓｏについ
て信号解析すると、被検体９の表面及び近傍のクラック
などを検出することか可能である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような構成の従来のＭ Ｆｆ波走査
装置によると、超音波ビームを受信するトランスデユー
サが一個しかないので、このようなトランスデユーサの
ＭＭ波ビームによって被検体を走査しても（…−の振幅
及び位相しか得られないという問題点があった。
装置によると、超音波ビームを受信するトランスデユー
サが一個しかないので、このようなトランスデユーサの
ＭＭ波ビームによって被検体を走査しても（…−の振幅
及び位相しか得られないという問題点があった。
この発明は、前記のような従来の技術が持っていた問題
点を解決することを目的としてなされたものであり、被
検体についての［−分な検出信号を得ることかできるＭ
音波走査装置を提供することを［１的とする。又本発明
は、同時に熱波の使用による非破壊検査の短期間の計測
を可能とすることをＬｌ的とする。
点を解決することを目的としてなされたものであり、被
検体についての［−分な検出信号を得ることかできるＭ
音波走査装置を提供することを［１的とする。又本発明
は、同時に熱波の使用による非破壊検査の短期間の計測
を可能とすることをＬｌ的とする。
（問題点を解決するための手段）
この発明の超音波走査装置は、圧電板の一平面４−に円
弧状をなしてそれぞれ配置された超音波ビームの送信用
トランスデユーサ及び受信用トランスデユーサを備え、
１１「配送信用トランスデユーサの超音波ビームを被検
体に放射し、前記被検体から反射された超音波ビームを
前記受信用トランスデユーサにより受信してそれぞれ音
響的に独立した１）η泥波検体についての検出信号を得
るようにすると共に、 前記送信用及び受イエ用トランスデユーサは互いに直交
する超音波ビームを送受信するように複数対備えられ、
それぞれ音響的に独立して作動させたものである。
弧状をなしてそれぞれ配置された超音波ビームの送信用
トランスデユーサ及び受信用トランスデユーサを備え、
１１「配送信用トランスデユーサの超音波ビームを被検
体に放射し、前記被検体から反射された超音波ビームを
前記受信用トランスデユーサにより受信してそれぞれ音
響的に独立した１）η泥波検体についての検出信号を得
るようにすると共に、 前記送信用及び受イエ用トランスデユーサは互いに直交
する超音波ビームを送受信するように複数対備えられ、
それぞれ音響的に独立して作動させたものである。
（作用）
この発明によれば、以上のように構成されているので、
受信用トランスデユーサから被検体について互いに直交
した信号成分を有する検出信号を導出し、この検出信号
について信号処理することにより、被検体の状態につい
て立体的な画像を描画させる。
受信用トランスデユーサから被検体について互いに直交
した信号成分を有する検出信号を導出し、この検出信号
について信号処理することにより、被検体の状態につい
て立体的な画像を描画させる。
（実施例）
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。圧電
板１はラム波デバイスとして機能するものであり、薄板
状の圧電磁器、例えば厚さか０．２ｍｍ 、直径が１６
ｍｍのＴＤに９１Ａ材からなり、その〜平面（図では下
側の而）上に４組の超音波ビームを発射するトランスデ
ユーサとして機能する４−だれ状電極１ａ、１ｂ、ＩＣ
及び１ｄが形成されている。すだれ状電極１ａ、１ｂ、
ＩＣ及びｌ１ｄは、一つの円を４分割する形式で配置さ
れ、いずれも相対する電極距離か７ｎ＋Ω 、開口角が
６０゜である。すだれ状電極１ａ、１ｂは、超音波ビー
ムの送信電極として機能するために、一端が接地され、
他端がＲＦ周波のパルス変調器２の出力端に接続され、
その出力のＲＦパルス信号２ａ（例えば１２．５Ｍｔｌ
ｚ 、ゲート開始時間９．２ μｓ 、ゲート幅１．２
μｓ）を入力している。また、すだれ状電極１ｃ、１ｄ
は受信電極として機能するために、一端が接地され、他
端が増幅器３ａ、３ｂの入力端に接続され、受信する超
音波ビームを電気信号に変換し、これを検出信号Ｓ。１
及びＳ。２として出力している。
板１はラム波デバイスとして機能するものであり、薄板
状の圧電磁器、例えば厚さか０．２ｍｍ 、直径が１６
ｍｍのＴＤに９１Ａ材からなり、その〜平面（図では下
側の而）上に４組の超音波ビームを発射するトランスデ
ユーサとして機能する４−だれ状電極１ａ、１ｂ、ＩＣ
及び１ｄが形成されている。すだれ状電極１ａ、１ｂ、
ＩＣ及びｌ１ｄは、一つの円を４分割する形式で配置さ
れ、いずれも相対する電極距離か７ｎ＋Ω 、開口角が
６０゜である。すだれ状電極１ａ、１ｂは、超音波ビー
ムの送信電極として機能するために、一端が接地され、
他端がＲＦ周波のパルス変調器２の出力端に接続され、
その出力のＲＦパルス信号２ａ（例えば１２．５Ｍｔｌ
ｚ 、ゲート開始時間９．２ μｓ 、ゲート幅１．２
μｓ）を入力している。また、すだれ状電極１ｃ、１ｄ
は受信電極として機能するために、一端が接地され、他
端が増幅器３ａ、３ｂの入力端に接続され、受信する超
音波ビームを電気信号に変換し、これを検出信号Ｓ。１
及びＳ。２として出力している。
増幅器３ａ、３ｂは、位相比較器４に接続されており、
これに増幅したすだれ伏型ｇＨ１ｃ、ｌｄの検出信号Ｓ
。Ｉ及びＳ。２、即ち出力信号Ｓ３ａ及びＳ３ｂを位相
比較器４に供給している。位相比較器４はＸ−Ｙレコー
ダ５に接続されており、こわに信号解析した結果、即ち
出力信号Ｓ３ａと出力信号Ｓ３．とを比較した結果を出
力信号Ｓ４として供給している。
これに増幅したすだれ伏型ｇＨ１ｃ、ｌｄの検出信号Ｓ
。Ｉ及びＳ。２、即ち出力信号Ｓ３ａ及びＳ３ｂを位相
比較器４に供給している。位相比較器４はＸ−Ｙレコー
ダ５に接続されており、こわに信号解析した結果、即ち
出力信号Ｓ３ａと出力信号Ｓ３．とを比較した結果を出
力信号Ｓ４として供給している。
一方、電源６か備えられ、例えばＤに２５Ｖの電圧をコ
ンデンサ７に印加している。コンデンサ７は放電により
被検体９に熱的な歪を一時発生させるために備えられた
ものであり、６６０００μＦの容ｉ！七を仔し、通常開
放のスイッチ８の一端に接続されている。スイッチ８の
出力端ｆは、銅箔１０の一端に線８ａにより接続されて
いる。銅箔１０は被検体９の一側面に電気的な接触を確
保した状態でエポキシ系の接着材により接着されている
。接着材は平均膜厚が１５０μｍで塗Ｉ５されたもので
ある。また、銅箔１０は長さが１０ｍｍ、幅か５ｍｍ
、厚さか３０μｍ、電気抵抗が１０．４ｎ＋Ωである。
ンデンサ７に印加している。コンデンサ７は放電により
被検体９に熱的な歪を一時発生させるために備えられた
ものであり、６６０００μＦの容ｉ！七を仔し、通常開
放のスイッチ８の一端に接続されている。スイッチ８の
出力端ｆは、銅箔１０の一端に線８ａにより接続されて
いる。銅箔１０は被検体９の一側面に電気的な接触を確
保した状態でエポキシ系の接着材により接着されている
。接着材は平均膜厚が１５０μｍで塗Ｉ５されたもので
ある。また、銅箔１０は長さが１０ｍｍ、幅か５ｍｍ
、厚さか３０μｍ、電気抵抗が１０．４ｎ＋Ωである。
被検体９は、この発明の構成部分ではないか、この発明
の構成及び動作を説明するために示すものである。この
場合の被検体９は、圧電板１から６．２ｎ＋ｍの距離に
配置されたアルミニュウムの板からなり、第４図に示す
ように、はぼ板の中心に、かつこれを４通することなく
、そのＦ面からその一ト面に向かって穴９ａを設けたも
のである。穴９ａは直径が１４ｍｍ、中心の９ｍｍ部分
の厚さを４００μｍとし、他を２５０μｍの厚さを残す
形状のものである。圧電板１は、すだれ伏型Ｖｉｌａ、
ｌｂ。
の構成及び動作を説明するために示すものである。この
場合の被検体９は、圧電板１から６．２ｎ＋ｍの距離に
配置されたアルミニュウムの板からなり、第４図に示す
ように、はぼ板の中心に、かつこれを４通することなく
、そのＦ面からその一ト面に向かって穴９ａを設けたも
のである。穴９ａは直径が１４ｍｍ、中心の９ｍｍ部分
の厚さを４００μｍとし、他を２５０μｍの厚さを残す
形状のものである。圧電板１は、すだれ伏型Ｖｉｌａ、
ｌｂ。
１ｃ及び１ｄを有する面を被検体９に向け、この面及び
被検体９は液体（例えば、純水）Ｌを介して対向した状
態で示されている。
被検体９は液体（例えば、純水）Ｌを介して対向した状
態で示されている。
次に、動作について説明する。パルス変調器２から周波
数１２．５ＭＩＩｚ 、ゲート開始時間９．２ μｓ、
被検体９の穴９ａの表面に２２０μｓのＲＦパルス信号
２ａをすだれ状電極１ａ、ｌｂから印加すると、すだれ
状電極１ａ、ｌｂから被検体９に向かって、図に示すよ
うな角度θ（０〈θ＜９０°）で、かつＸ軸及びＹ軸方
向に液体りを介して縦波の超音波ビームが放射される。
数１２．５ＭＩＩｚ 、ゲート開始時間９．２ μｓ、
被検体９の穴９ａの表面に２２０μｓのＲＦパルス信号
２ａをすだれ状電極１ａ、ｌｂから印加すると、すだれ
状電極１ａ、ｌｂから被検体９に向かって、図に示すよ
うな角度θ（０〈θ＜９０°）で、かつＸ軸及びＹ軸方
向に液体りを介して縦波の超音波ビームが放射される。
この超音波ビームは、液体り中を伝搬して被検体９に到
達し、その一部は被検体９の表面で直接反射され、他は
その内部に進行して反射される。史に、被検体９の反射
点は、Ｘ軸方向に２２ｍｍの幅で移動させ、Ｙ軸方向に
３９μｍステップで移動させる制御により、被検体９を
走査する。
達し、その一部は被検体９の表面で直接反射され、他は
その内部に進行して反射される。史に、被検体９の反射
点は、Ｘ軸方向に２２ｍｍの幅で移動させ、Ｙ軸方向に
３９μｍステップで移動させる制御により、被検体９を
走査する。
このような走査において、反射された各縦波音波ビーム
は、再び液体りを介してすだれ状電極ｌｃ、ｌｄに入射
され、互いに直交する振幅及び位相情報を含む検出信号
Ｓ。１及びＳ。２に変換される。
は、再び液体りを介してすだれ状電極ｌｃ、ｌｄに入射
され、互いに直交する振幅及び位相情報を含む検出信号
Ｓ。１及びＳ。２に変換される。
ずだれ状電極１ｃ、１ｄの検出信号Ｓ ｏ Ｉ及びＳｌ
、２は増幅器３ａ、３ｂに人力されて増幅され、増幅器
３ａ、３ｂは検出信号Ｓ。Ｉ及びＳ。２を増幅した出力
信号Ｓ３ａ及びＳ３ｈを位相比較器４に入力させる。位
相比較器４は出力信号Ｓ３ａ及びＳ：ｒ＋＋を位相比較
した結果の出力信号Ｓ４をＸ−Ｙレコーダ５に人力し、
二次元の出力画像を描画させる。
、２は増幅器３ａ、３ｂに人力されて増幅され、増幅器
３ａ、３ｂは検出信号Ｓ。Ｉ及びＳ。２を増幅した出力
信号Ｓ３ａ及びＳ３ｈを位相比較器４に入力させる。位
相比較器４は出力信号Ｓ３ａ及びＳ：ｒ＋＋を位相比較
した結果の出力信号Ｓ４をＸ−Ｙレコーダ５に人力し、
二次元の出力画像を描画させる。
川に、スイッチ８のオン・オフを例えば２００回反復さ
せると、コンデンサ７に蓄積されていた電荷による電流
を線８ａ及び銅箔１０を介して被検体９に流して放電さ
せる。従って、被検体９の電気抵抗により、電気的なエ
ネルギーか熱エネルギーに変換されるので、被検体９内
に第４図に示すような熱波か生じ、これを発熱させ、被
検体９内の歪、特に穴９ａ部分の歪みを増大させる。こ
れによって、被検体９の全体像が強調された画像が得ら
れる。熱波による歪は熱エネルギーの消滅と共に消滅す
る。
せると、コンデンサ７に蓄積されていた電荷による電流
を線８ａ及び銅箔１０を介して被検体９に流して放電さ
せる。従って、被検体９の電気抵抗により、電気的なエ
ネルギーか熱エネルギーに変換されるので、被検体９内
に第４図に示すような熱波か生じ、これを発熱させ、被
検体９内の歪、特に穴９ａ部分の歪みを増大させる。こ
れによって、被検体９の全体像が強調された画像が得ら
れる。熱波による歪は熱エネルギーの消滅と共に消滅す
る。
ここで説明したこの発明の実施例は、被検体が塑性変形
のものであったが、この発明は熱弾性領域で用いるもの
であってもよい。
のものであったが、この発明は熱弾性領域で用いるもの
であってもよい。
（発明の効果）
以Ｆ−詳細に説明したように、１１いに直交する複数方
向から発射される超音波ビームにより被検体を走査する
ように構成したので、被検体から互いに直交する成分を
含む検出信号が得られ、この検出信号に基づいて被検体
について立体的な画像を形成することができ、史にこの
画像を熱波により強調して表示することかできる。
向から発射される超音波ビームにより被検体を走査する
ように構成したので、被検体から互いに直交する成分を
含む検出信号が得られ、この検出信号に基づいて被検体
について立体的な画像を形成することができ、史にこの
画像を熱波により強調して表示することかできる。
第１図はこの発明の一実施例による超音波走査装置のブ
ロック図、第２図は従来の超音波装置の・１１面図、第
３図は従来の超音波装置によるＭ音波ビームの径路図、
第４図は穴の平断面図である。 １・・・圧電板、 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１ ｄ −・・すだれ状電極、７・
・・コンデンサ。
ロック図、第２図は従来の超音波装置の・１１面図、第
３図は従来の超音波装置によるＭ音波ビームの径路図、
第４図は穴の平断面図である。 １・・・圧電板、 ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、１ ｄ −・・すだれ状電極、７・
・・コンデンサ。
Claims (2)
- （１）圧電板の一平面上に円弧状をなしてそれぞれ配置
された超音波ビームの送信用トランスデューサ及び受信
用トランスデューサを備え、前記送信用トランスデュー
サの超音波ビームを被検体に放射し、前記被検体から反
射された超音波ビームを前記受信用トランスデューサに
より受信してそれぞれ音響的に独立した前記被検体につ
いての検出信号を得るようにした超音波走査装置におい
て、 前記送信用及び受信用トランスデューサは互いに直交す
る超音波ビームを送受信するように複数対備えられ、そ
れぞれ音響的に独立して作動させたことを特徴とする超
音波走査装置。 - （２）被検体は超音波ビームを送受信する間に断続的な
コンデンサの放電電流により加熱されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の超音波走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138218A JPS63302361A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超音波走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138218A JPS63302361A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超音波走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302361A true JPS63302361A (ja) | 1988-12-09 |
Family
ID=15216849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62138218A Pending JPS63302361A (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 超音波走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63302361A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013104787A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Ryoden Shonan Electronics Kk | 超音波探傷装置及び超音波探傷プログラム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819556A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-04 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡用音波探触子 |
| JPS5822978A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-10 | Koji Toda | 超音波装置 |
| JPS6291857A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Koji Toda | 超音波映像化方式 |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP62138218A patent/JPS63302361A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2013104787A (ja) * | 2011-11-14 | 2013-05-30 | Ryoden Shonan Electronics Kk | 超音波探傷装置及び超音波探傷プログラム |
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