JP2003014658A - マイクロ波非破壊評価装置 - Google Patents
マイクロ波非破壊評価装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高精度の検波を可能としたマイクロ波非破壊検
査装置を提供 【解決手段】スイッチ２１６で、第１発振器２１２で発
生したマイクロ波と、第２発振器２１４で発生したマイ
クロ波とを選択する。選択されたマイクロ波はカップラ
２２０で、測定波とレファレンス波とに分配している。
測定波は、サーキュレータ２３２、フレキシブルな導波
路２２２を介して、アンテナ２２６から被測定物に対し
て放射される。被測定物からの反射波は、同じアンテナ
２２６で受信され、サーキュレータ２３２，減衰器２４
２を介して、ハイブレッド・カップラ（ＨＢ−カップ
ラ）２５４に印加される。レファレンス波は、フレキシ
ブル導波路２２４を介して、短絡端２２８で反射してフ
ェーズ・シフタ２４４に入力され、マジックＴ２４６か
ら、ＨＢ−カップラ２５２および２５６に入力する。Ｈ
Ｂ−カップラからの出力は検波器で直流に検波される。
査装置を提供 【解決手段】スイッチ２１６で、第１発振器２１２で発
生したマイクロ波と、第２発振器２１４で発生したマイ
クロ波とを選択する。選択されたマイクロ波はカップラ
２２０で、測定波とレファレンス波とに分配している。
測定波は、サーキュレータ２３２、フレキシブルな導波
路２２２を介して、アンテナ２２６から被測定物に対し
て放射される。被測定物からの反射波は、同じアンテナ
２２６で受信され、サーキュレータ２３２，減衰器２４
２を介して、ハイブレッド・カップラ（ＨＢ−カップ
ラ）２５４に印加される。レファレンス波は、フレキシ
ブル導波路２２４を介して、短絡端２２８で反射してフ
ェーズ・シフタ２４４に入力され、マジックＴ２４６か
ら、ＨＢ−カップラ２５２および２５６に入力する。Ｈ
Ｂ−カップラからの出力は検波器で直流に検波される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
て被検査物の検査を非破壊で行う評価装置に関する。
て被検査物の検査を非破壊で行う評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、航空機や船舶はもとよりロボット
や電子パッケージに至るまであらゆる機械や構造物に対
し、き裂やはく離の有無・形状を、被検査物を壊すこと
なく検査することが要求されている。従来、非破壊検査
の手法として超音波やＸ線が広く用いられている。しか
しながら、超音波は水等の伝達媒質を必要とし、Ｘ線は
体積の小さいき裂の評価には不向きで、人体に有害であ
るため現場での使用には適していない。これらに対しマ
イクロ波を用いた非破壊検査法が脚光を浴びており、そ
の応用が期待されている。マイクロ波は周波数帯域３０
０ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波で、誘電体を透過し金
属表面で全反射する特性を有し、伝達媒質を必要とせず
空気中を良好に伝播するため、非接触かつ接触媒質不要
での材料非破壊検査に適切である。またマイクロ波は被
検査物の密度ではなく電気物性に依存する評価を行うこ
とができ、透過・反射・散乱・共振などを利用して様々
な測定手法が構築できるためその幅広い応用が期待でき
る。しかしながら、マイクロ波非破壊検査装置は一般的
に大型・高価で、現場での使用には小型化・低価格化が
必要不可欠である。
や電子パッケージに至るまであらゆる機械や構造物に対
し、き裂やはく離の有無・形状を、被検査物を壊すこと
なく検査することが要求されている。従来、非破壊検査
の手法として超音波やＸ線が広く用いられている。しか
しながら、超音波は水等の伝達媒質を必要とし、Ｘ線は
体積の小さいき裂の評価には不向きで、人体に有害であ
るため現場での使用には適していない。これらに対しマ
イクロ波を用いた非破壊検査法が脚光を浴びており、そ
の応用が期待されている。マイクロ波は周波数帯域３０
０ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波で、誘電体を透過し金
属表面で全反射する特性を有し、伝達媒質を必要とせず
空気中を良好に伝播するため、非接触かつ接触媒質不要
での材料非破壊検査に適切である。またマイクロ波は被
検査物の密度ではなく電気物性に依存する評価を行うこ
とができ、透過・反射・散乱・共振などを利用して様々
な測定手法が構築できるためその幅広い応用が期待でき
る。しかしながら、マイクロ波非破壊検査装置は一般的
に大型・高価で、現場での使用には小型化・低価格化が
必要不可欠である。
【０００３】従来のマイクロ波非破壊検査装置では、セ
ンサを走査しての測定が困難であり，装置に対しセンサ
を固定したセンサ固定型の走査方法が広く用いられてい
る。これはセンサと装置の相対位置が変化すると、接続
ケーブルが変形し位相歪が生じ正確な計測ができないこ
とに起因する。このため、従来はセンサ固定型の測定法
に限定され、大きな被検査物の非破壊検査には極めて不
向きであった。また、マイクロ波非破壊検査装置で用い
ているネットワーク・アナライザは、広い周波数帯域に
対して測定を行うため、検波の際に使用周波数を一定の
低周波数（ＩＦ）に変換する必要がある。このため、精
度を維持するには、複数の付加信号源、信号増幅器、フ
ィルタなどが必要となり、装置が大型かつ高価なものと
なっている。また、従来のマイクロ波非破壊検査装置は
使用周波数が装置により単一のものに制限され、２つ以
上の周波数を用いた測定を行うことができない。
ンサを走査しての測定が困難であり，装置に対しセンサ
を固定したセンサ固定型の走査方法が広く用いられてい
る。これはセンサと装置の相対位置が変化すると、接続
ケーブルが変形し位相歪が生じ正確な計測ができないこ
とに起因する。このため、従来はセンサ固定型の測定法
に限定され、大きな被検査物の非破壊検査には極めて不
向きであった。また、マイクロ波非破壊検査装置で用い
ているネットワーク・アナライザは、広い周波数帯域に
対して測定を行うため、検波の際に使用周波数を一定の
低周波数（ＩＦ）に変換する必要がある。このため、精
度を維持するには、複数の付加信号源、信号増幅器、フ
ィルタなどが必要となり、装置が大型かつ高価なものと
なっている。また、従来のマイクロ波非破壊検査装置は
使用周波数が装置により単一のものに制限され、２つ以
上の周波数を用いた測定を行うことができない。
【０００４】従来のマイクロ波非破壊検査装置の例を図
１に示す。図１は、シート状の試験材料のオンライン試
験のためのミリ波反射測定システムを示している。バイ
アス制御のガン・ダイオード発振器（ＧＤＯ）１１０
は、固定周波数（約９４ＧＨｚ）である連続波の発振源
として用いられている。電力分割器（power divider：
ＰＤ）は、ミリ波の電力を２つのパスに分割している。
その１つはアンテナ１５０へであり、材料を試験するた
めに送信される。もう１つは直交ＩＦ混合器（qadratur
e IF mixer：ＱＩＦＭ）１３２の参照端子に入力する。
通常、反射板（金属板）１７０が、試験対象の材料１８
０の背後に用いられている。同じアンテナ１５０が、反
射波の受信に用いられている。サーキュレータ１２６
が、戻り信号をＱＦＩＭ１３２のＲＦ（高周波）端子に
送り込んでいる。参照信号とＲＦ信号とに基づき、直交
ＩＦ混合器１３２は、２つの信号間の位相角のコサイン
（同相分）およびサイン（直角分）に比例した直流レベ
ル出力を供給する。ＧＤＯ１１０のアイソレータ１２２
や参照端子やＲＦ端子のサーキュレータ１３０，１２８
は、システムの動作に影響する、不必要な反射を低減す
るために用いられている。ＧＤＯ１１０とアンテナ１５
０を除く全ての回路要素は、均一のサイズで製作され、
コンパクトなブロックに実装されている。
１に示す。図１は、シート状の試験材料のオンライン試
験のためのミリ波反射測定システムを示している。バイ
アス制御のガン・ダイオード発振器（ＧＤＯ）１１０
は、固定周波数（約９４ＧＨｚ）である連続波の発振源
として用いられている。電力分割器（power divider：
ＰＤ）は、ミリ波の電力を２つのパスに分割している。
その１つはアンテナ１５０へであり、材料を試験するた
めに送信される。もう１つは直交ＩＦ混合器（qadratur
e IF mixer：ＱＩＦＭ）１３２の参照端子に入力する。
通常、反射板（金属板）１７０が、試験対象の材料１８
０の背後に用いられている。同じアンテナ１５０が、反
射波の受信に用いられている。サーキュレータ１２６
が、戻り信号をＱＦＩＭ１３２のＲＦ（高周波）端子に
送り込んでいる。参照信号とＲＦ信号とに基づき、直交
ＩＦ混合器１３２は、２つの信号間の位相角のコサイン
（同相分）およびサイン（直角分）に比例した直流レベ
ル出力を供給する。ＧＤＯ１１０のアイソレータ１２２
や参照端子やＲＦ端子のサーキュレータ１３０，１２８
は、システムの動作に影響する、不必要な反射を低減す
るために用いられている。ＧＤＯ１１０とアンテナ１５
０を除く全ての回路要素は、均一のサイズで製作され、
コンパクトなブロックに実装されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高精
度の検波や、センサの移動を可能としたマイクロ波非破
壊評価装置を提供すること‐である。
度の検波や、センサの移動を可能としたマイクロ波非破
壊評価装置を提供すること‐である。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、マイクロ波を用いて、被検査物を非破壊
で評価するマイクロ波非破壊評価装置であって、マイク
ロ波を発振する発振手段と、前記被検査物に向かってマ
イクロ波を送信し、前記被検査物側から反射された、又
は、前記被検査物を透過したマイクロ波を受信する送受
信手段と、送受信手段を介して受信した測定波と前記発
振手段からのレファレンス波を用いて、４波を得てから
検波することにより、受信した測定波の振幅および／ま
たは位相を検出する検出手段とを備えるとことを特徴と
するマイクロ波非破壊評価装置である。
に、本発明は、マイクロ波を用いて、被検査物を非破壊
で評価するマイクロ波非破壊評価装置であって、マイク
ロ波を発振する発振手段と、前記被検査物に向かってマ
イクロ波を送信し、前記被検査物側から反射された、又
は、前記被検査物を透過したマイクロ波を受信する送受
信手段と、送受信手段を介して受信した測定波と前記発
振手段からのレファレンス波を用いて、４波を得てから
検波することにより、受信した測定波の振幅および／ま
たは位相を検出する検出手段とを備えるとことを特徴と
するマイクロ波非破壊評価装置である。
【０００６】そして、前記発振手段は、複数の周波数を
発振することができるとともに、発振した周波数を選択
する選択手段を有し、複数の周波数のそれぞれで測定す
ることもできる。さらに、位相および／または振幅を調
整する校正手段とを備えるここともできる。前記送受信
手段との接続にフレキシブルな導波路を用いており、測
定波導波路とレファレンス波導波路とを同様とし、レフ
ァレンス波導波路の端部をショートすることもできる。
さらに、走査手段を有しており、該走査手段により、前
記被検査物と少なくとも前記送受信手段とが相対的に動
いて走査を行うこともでき、前記走査手段に同期した画
像形成手段および画像表示手段を備え、被検査物の測定
画像を表示することもできる。
発振することができるとともに、発振した周波数を選択
する選択手段を有し、複数の周波数のそれぞれで測定す
ることもできる。さらに、位相および／または振幅を調
整する校正手段とを備えるここともできる。前記送受信
手段との接続にフレキシブルな導波路を用いており、測
定波導波路とレファレンス波導波路とを同様とし、レフ
ァレンス波導波路の端部をショートすることもできる。
さらに、走査手段を有しており、該走査手段により、前
記被検査物と少なくとも前記送受信手段とが相対的に動
いて走査を行うこともでき、前記走査手段に同期した画
像形成手段および画像表示手段を備え、被検査物の測定
画像を表示することもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を、図面を参照
して詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態である
マイクロ波非破壊評価装置の構成例である。図２におい
て、第１発振器２１２および第２発振器２１４は、それ
ぞれ異なる周波数のマイクロ波を発振している。スイッ
チ２１６では、第１発振器２１２で発生したマイクロ波
と、第２発振器２１４で発生したマイクロ波とを選択す
ることができる。選択されたマイクロ波はカップラ２２
０で、アンテナ２２６へ送る測定波とレファレンス波と
に、例えば、９：１の割合で分配している。測定波は、
サーキュレータ２３２、フレキシブルな導波路２２２を
介して、アンテナ２２６から被測定物に対して放射され
る。被測定物からの反射波は、同じアンテナ２２６で受
信され、サーキュレータ２３２，減衰器２４２を介し
て、ハイブレッド・カップラ（ＨＢ−カップラ）２５４
に印加される。また、カップラ２２０から分配されたレ
ファレンス波は、サーキュレータ２３４から、フレキシ
ブル導波路２２４を介して、短絡端２２８で反射してフ
ェーズ・シフタ２４４に入力される。フェーズ・シフタ
２４４からのレファレンス波は、マジック−Ｔ２４６か
ら、ＨＢ−カップラ２５２および２５６に入力する。フ
レキシブル導波路２２４は、測定波に用いられているフ
レキシブルな導波路２２２と同等のものである。フレキ
シブルな導波路２２２および２２４は、アンテナ２２６
と短絡端２２８とを一体として、非破壊評価装置２００
に対して相対的に移動している被測定物に対して、走査
できるように付加されている。減衰器２４２は反射波の
振幅を減衰させて、振幅を制限でき、フェーズ・シフタ
２４４は、レファレンス波の位相をシフトすることがで
きる。これらの働きについては、後で詳しく説明する。
ハイブレッド・カップラ（ＨＢ−カップラ）２５２，２
５４および２５６は、例えば図３に示す構成である。こ
のため、この構成のＨＢ−カップラ２５２および２５６
からは、反射波を４Ａｓｉｎ（ωｔ−φ）とし、レファ
レンス波を４Ｂｓｉｎωｔとすると、以下に述べる出力
が出力される。
して詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態である
マイクロ波非破壊評価装置の構成例である。図２におい
て、第１発振器２１２および第２発振器２１４は、それ
ぞれ異なる周波数のマイクロ波を発振している。スイッ
チ２１６では、第１発振器２１２で発生したマイクロ波
と、第２発振器２１４で発生したマイクロ波とを選択す
ることができる。選択されたマイクロ波はカップラ２２
０で、アンテナ２２６へ送る測定波とレファレンス波と
に、例えば、９：１の割合で分配している。測定波は、
サーキュレータ２３２、フレキシブルな導波路２２２を
介して、アンテナ２２６から被測定物に対して放射され
る。被測定物からの反射波は、同じアンテナ２２６で受
信され、サーキュレータ２３２，減衰器２４２を介し
て、ハイブレッド・カップラ（ＨＢ−カップラ）２５４
に印加される。また、カップラ２２０から分配されたレ
ファレンス波は、サーキュレータ２３４から、フレキシ
ブル導波路２２４を介して、短絡端２２８で反射してフ
ェーズ・シフタ２４４に入力される。フェーズ・シフタ
２４４からのレファレンス波は、マジック−Ｔ２４６か
ら、ＨＢ−カップラ２５２および２５６に入力する。フ
レキシブル導波路２２４は、測定波に用いられているフ
レキシブルな導波路２２２と同等のものである。フレキ
シブルな導波路２２２および２２４は、アンテナ２２６
と短絡端２２８とを一体として、非破壊評価装置２００
に対して相対的に移動している被測定物に対して、走査
できるように付加されている。減衰器２４２は反射波の
振幅を減衰させて、振幅を制限でき、フェーズ・シフタ
２４４は、レファレンス波の位相をシフトすることがで
きる。これらの働きについては、後で詳しく説明する。
ハイブレッド・カップラ（ＨＢ−カップラ）２５２，２
５４および２５６は、例えば図３に示す構成である。こ
のため、この構成のＨＢ−カップラ２５２および２５６
からは、反射波を４Ａｓｉｎ（ωｔ−φ）とし、レファ
レンス波を４Ｂｓｉｎωｔとすると、以下に述べる出力
が出力される。
【数１】
これらの出力を入力することにより、検波器２６２，２
６４，２６６および２６８は、入力した信号の直流分を
出力するので、以下の出力ｄ１〜ｄ４を出力する。
６４，２６６および２６８は、入力した信号の直流分を
出力するので、以下の出力ｄ１〜ｄ４を出力する。
【数２】
ここで、Ｋは、定数である。これらの出力を用いて、例
えば、式（１）−式（２），式（３）−式（４）を計算
することにより、ｓｉｎφおよびｃｏｓφの値が求ま
り、以下のように、ａｒｃｔａｎを計算することでφの
値を求めることができる。
えば、式（１）−式（２），式（３）−式（４）を計算
することにより、ｓｉｎφおよびｃｏｓφの値が求ま
り、以下のように、ａｒｃｔａｎを計算することでφの
値を求めることができる。
【数３】
また、レファレンス波の振幅Ｂは既知の定数であるた
め、振幅比Ａ／Ｂを求めることができる。
め、振幅比Ａ／Ｂを求めることができる。
【０００８】反射波の位相や振幅を測定することで、対
象物の材質や形状の変化を定量的に検出することが可能
である。例えば位相φは、被検査物により測定波の電気
長が変化するとそれに従って変化している。このため、
位相φを求めることで被検査物の特性を求めることがで
きる。検出できるものとして具体的には、対象物の誘電
率、亀裂、剥離、シート抵抗、湿度等が挙げられる。さ
て、位相差φは、前述のように、検波器からの出力電圧
ｄからａｒｃｔａｎを用いて算出されるが、出力電圧ｄ
に対し、位相φが直線的かつ敏に変化する領域が存在す
る。この領域の出力ｄを用いて計算することにより、高
い精度の測定が可能となる。このため、フェイズ・シフ
タを用いてφを対象物の測定基準面に対し調整を行うこ
とにより、出力電圧に対して最適な領域近傍での測定が
可能となる。また、検波器２６２，２６４，２６６，２
６８の精度も出力する電圧領域によって変化する。この
ため、対象物の測定基準面に対し出力する電圧の範囲を
減衰器により調整し、検波器を常に最適の領域で使用で
きるようにしている。
象物の材質や形状の変化を定量的に検出することが可能
である。例えば位相φは、被検査物により測定波の電気
長が変化するとそれに従って変化している。このため、
位相φを求めることで被検査物の特性を求めることがで
きる。検出できるものとして具体的には、対象物の誘電
率、亀裂、剥離、シート抵抗、湿度等が挙げられる。さ
て、位相差φは、前述のように、検波器からの出力電圧
ｄからａｒｃｔａｎを用いて算出されるが、出力電圧ｄ
に対し、位相φが直線的かつ敏に変化する領域が存在す
る。この領域の出力ｄを用いて計算することにより、高
い精度の測定が可能となる。このため、フェイズ・シフ
タを用いてφを対象物の測定基準面に対し調整を行うこ
とにより、出力電圧に対して最適な領域近傍での測定が
可能となる。また、検波器２６２，２６４，２６６，２
６８の精度も出力する電圧領域によって変化する。この
ため、対象物の測定基準面に対し出力する電圧の範囲を
減衰器により調整し、検波器を常に最適の領域で使用で
きるようにしている。
【０００９】図２に示した本実施形態の検波器出力ｄ
は、インターフェースを介して、コンピュータに入力し
て、上述の計算を行うことができる。また、このコンピ
ュータを用いて、被検査物とマイクロ波の送受信部（ア
ンテナ２２６）との間で、相対的に動く走査部を設け
て、これに同調して測定値を収集することにより、被検
査物に対応する測定された画像を表示することができ
る。この走査部としては、例えば、被検査物をベルトコ
ンベア上で一方向に動かして、送受信部をそれと直角方
向に動かす構成や、このマイクロ波非破壊評価装置全体
を一方向に動かして、送受信部をそれと直角方向に動か
す等の構成を有している。送受信部（アンテナ２２６）
を動かすことができるように、本実施形態では、フレキ
シブルな導波路２２２および２２４を用いている。これ
を図４に詳しく示している。図４において、フレキシブ
ルな導波路として、対として構成した誘電体導波路を用
いることを示している。このようにレファレンス波を測
定波と等しい伝送線路を伝播させることで、送受信部を
動かしたときに生じる２波の位相差をキャンセルするこ
とができる。このため、送受信部が動くことによる位相
歪の影響を無視でき、被検査物による位相変化のみの検
出が可能となる。ここで用いる送受信部としては、例え
ば、同軸ケーブル・センサ（「非破壊検査」Ｖｏｌ．４
９ Ｎｏ２ Ｐ１２１−１２６（２０００年発行）等参
照）を用いることができる。この同軸ケーブル・センサ
を用いることにより、口径を小さくすることができるの
で、空間分解能の向上が可能となる。
は、インターフェースを介して、コンピュータに入力し
て、上述の計算を行うことができる。また、このコンピ
ュータを用いて、被検査物とマイクロ波の送受信部（ア
ンテナ２２６）との間で、相対的に動く走査部を設け
て、これに同調して測定値を収集することにより、被検
査物に対応する測定された画像を表示することができ
る。この走査部としては、例えば、被検査物をベルトコ
ンベア上で一方向に動かして、送受信部をそれと直角方
向に動かす構成や、このマイクロ波非破壊評価装置全体
を一方向に動かして、送受信部をそれと直角方向に動か
す等の構成を有している。送受信部（アンテナ２２６）
を動かすことができるように、本実施形態では、フレキ
シブルな導波路２２２および２２４を用いている。これ
を図４に詳しく示している。図４において、フレキシブ
ルな導波路として、対として構成した誘電体導波路を用
いることを示している。このようにレファレンス波を測
定波と等しい伝送線路を伝播させることで、送受信部を
動かしたときに生じる２波の位相差をキャンセルするこ
とができる。このため、送受信部が動くことによる位相
歪の影響を無視でき、被検査物による位相変化のみの検
出が可能となる。ここで用いる送受信部としては、例え
ば、同軸ケーブル・センサ（「非破壊検査」Ｖｏｌ．４
９ Ｎｏ２ Ｐ１２１−１２６（２０００年発行）等参
照）を用いることができる。この同軸ケーブル・センサ
を用いることにより、口径を小さくすることができるの
で、空間分解能の向上が可能となる。
【００１０】上述の実施形態では、２つの発振器を用意
し、スイッチにより測定に使用する周波数を切り替えら
れる構成としている。これは、対象物のパラメータによ
っては、複数の周波数に対する応答が異なるため、複数
の周波数に対して測定を行うことにより、複数のパラメ
ータの影響による位相差・振幅比を算出できる。上述し
たように、本発明では、装置とセンサの間に新しくレフ
ァレンス線路を設け、レファレンス波と測定波を同様な
伝搬線路を伝搬させることにより、センサ移動の際に生
じる位相歪をキャンセルすることを可能にした。このこ
とによりセンサ移動型の走査機能を実現し、大型構造物
の現場での非破壊評価が初めて可能になり、多岐にわた
るマイクロ波非破壊検査への応用の道を開いた。一般的
にＲＦの検波回路には、ミキサを用いた２路検波回路が
用いられている。しかしながら、ミキサを用いた検波回
路では定在波が生じ、精度が落ちる欠点がある。これに
対し本発明では、３つの９０度ハイブレッド・カップラ
とディテクタを用いて、高精度の４路検波回路を構築し
た。これにより高精度のＲＦ検波が可能になった。
し、スイッチにより測定に使用する周波数を切り替えら
れる構成としている。これは、対象物のパラメータによ
っては、複数の周波数に対する応答が異なるため、複数
の周波数に対して測定を行うことにより、複数のパラメ
ータの影響による位相差・振幅比を算出できる。上述し
たように、本発明では、装置とセンサの間に新しくレフ
ァレンス線路を設け、レファレンス波と測定波を同様な
伝搬線路を伝搬させることにより、センサ移動の際に生
じる位相歪をキャンセルすることを可能にした。このこ
とによりセンサ移動型の走査機能を実現し、大型構造物
の現場での非破壊評価が初めて可能になり、多岐にわた
るマイクロ波非破壊検査への応用の道を開いた。一般的
にＲＦの検波回路には、ミキサを用いた２路検波回路が
用いられている。しかしながら、ミキサを用いた検波回
路では定在波が生じ、精度が落ちる欠点がある。これに
対し本発明では、３つの９０度ハイブレッド・カップラ
とディテクタを用いて、高精度の４路検波回路を構築し
た。これにより高精度のＲＦ検波が可能になった。
【００１１】ネットワーク・アナライザは、それ自体に
おける校正は行えるが、非破壊検査の際に重要となる各
々の被検査物に適した装置と被検査物を一体とした総合
的な校正はできない。また、校正のための計算が必要と
なり、計測精度は計算モデルの影響を受ける。これに対
し、本発明では、フェイズ・シフタおよびアッテネータ
（減衰器）を適当に設置することで、装置と被検査物を
含めての総合的な位相・振幅の校正を可能にし、各々の
検査物に対して適した校正を可能にした。ここに校正の
ための計算も不要である。また、装置と被検査物を含め
て総合的な校正を行うことで、検波器などの構成要素を
最適の電圧領域で使用することができる。これにより被
検査物に対し高精度の計測が可能になった。本発明の構
成により、２つ以上の固定周波数を用いたマイクロ波小
型装置を実現し、例えば、２周波数評価法により現場で
の複数の未知量の非破壊評価が初めて可能になった。
おける校正は行えるが、非破壊検査の際に重要となる各
々の被検査物に適した装置と被検査物を一体とした総合
的な校正はできない。また、校正のための計算が必要と
なり、計測精度は計算モデルの影響を受ける。これに対
し、本発明では、フェイズ・シフタおよびアッテネータ
（減衰器）を適当に設置することで、装置と被検査物を
含めての総合的な位相・振幅の校正を可能にし、各々の
検査物に対して適した校正を可能にした。ここに校正の
ための計算も不要である。また、装置と被検査物を含め
て総合的な校正を行うことで、検波器などの構成要素を
最適の電圧領域で使用することができる。これにより被
検査物に対し高精度の計測が可能になった。本発明の構
成により、２つ以上の固定周波数を用いたマイクロ波小
型装置を実現し、例えば、２周波数評価法により現場で
の複数の未知量の非破壊評価が初めて可能になった。
【００１２】＜他の実施形態＞上述の実施形態では、発
振器は２つの場合で説明したが、必要に応じて発振器の
数を増やすことにより、任意の数の周波数で測定するこ
とが可能である。また、広い周波数帯域を有する発振器
を用いてもよい。また、上述の実施形態では、送受信器
を１つのアンテナで構成し、被検査物からの反射波を受
けているが、送信器と受信器とを別々の構成として、被
検査物の透過波あるいは散乱波を受信する構成としても
よい。
振器は２つの場合で説明したが、必要に応じて発振器の
数を増やすことにより、任意の数の周波数で測定するこ
とが可能である。また、広い周波数帯域を有する発振器
を用いてもよい。また、上述の実施形態では、送受信器
を１つのアンテナで構成し、被検査物からの反射波を受
けているが、送信器と受信器とを別々の構成として、被
検査物の透過波あるいは散乱波を受信する構成としても
よい。
【００１３】
【発明の効果】上述した本発明の構成により、高精度の
検波やセンサの移動を可能としたマイクロ波非破壊評価
装置を得ることができる。
検波やセンサの移動を可能としたマイクロ波非破壊評価
装置を得ることができる。
【図１】従来のマイクロ波非破壊検査装置の構成例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の構成例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図３】ＨＢ−カップラの構成を示す図である。
【図４】フレキシブル導波路を示す図である。
１２２ アイソレータ
１３２ 直交ＩＦ混合器
１２６，１２８，１３０ サーキュレータ
１５０ アンテナ
１８０ 材料
２１２ 第１発振器
２１４ 第２発振器
２１６ スイッチ
２２０ カップラ
２２２，２２４ フレキシブル導波路
２２６ アンテナ
２２８ 短絡端
２３２，２３４ サーキュレータ
２４２ 減衰器
２４４ フェーズ・シフタ
２４６ マジック−Ｔ
２５２，２５４，２５６ ハイブレッド・カッ
プラ ２６２，２６４，２６６，２６８ 検波器
プラ ２６２，２６４，２６６，２６８ 検波器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 22/00 Ｇ０１Ｎ 22/00 Ｘ
Claims (6)
- 【請求項１】 マイクロ波を用いて、被検査物を非破壊
で評価するマイクロ波非破壊評価装置であって、 マイクロ波を発振する発振手段と、 前記被検査物に向かってマイクロ波を送信し、前記被検
査物側から反射された、又は、前記被検査物を透過した
マイクロ波を受信する送受信手段と、 送受信手段を介して受信した測定波と前記発振手段から
のレファレンス波を用いて、４波を得てから検波するこ
とにより、受信した測定波の振幅および／または位相を
検出する検出手段とを備えることを特徴とするマイクロ
波非破壊評価装置。 - 【請求項２】 前記発振手段は、複数の周波数を発振す
ることができるとともに、発振した周波数を選択する選
択手段を有し、 複数の周波数のそれぞれで測定することが可能であるこ
とを特徴とするマイクロ波非破壊評価装置。 - 【請求項３】 さらに、位相および／または振幅を調整
する校正手段とを備えることを特徴とする請求項１又は
２に記載の非破壊評価装置。 - 【請求項４】 前記送受信手段との接続にフレキシブル
な導波路を用いており、測定波導波路とレファレンス波
導波路とを同様とし、レファレンス波導波路の端部をシ
ョートすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のマイクロ波非破壊評価装置。 - 【請求項５】 さらに、走査手段を有しており、該走査
手段により、前記被検査物と少なくとも前記送受信手段
とが相対的に動いて走査を行うことを特徴とする請求項
４に記載のマイクロ波非破壊評価装置。 - 【請求項６】 さらに、前記走査手段に同期した画像形
成手段および画像表示手段を備え、被検査物の測定画像
を表示することを特徴とする請求項５に記載のマイクロ
波非破壊評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195213A JP3799524B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | マイクロ波非破壊評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001195213A JP3799524B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | マイクロ波非破壊評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014658A true JP2003014658A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3799524B2 JP3799524B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=19033232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001195213A Expired - Fee Related JP3799524B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | マイクロ波非破壊評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3799524B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017419A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Semiconductor Res Found | ダイオード発振素子を用いた建材および建造物のイメージング方法およびイメージングシステム |
| KR100835600B1 (ko) | 2007-05-29 | 2008-06-05 | 박승호 | 마이크로파용 임피던스 정합장치 |
| JP2018517155A (ja) * | 2015-06-12 | 2018-06-28 | ハンマー−イーエムエスＨａｍｍｅｒ−ＩＭＳ | 対象物の非破壊特徴付けのためのセンサー |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001195213A patent/JP3799524B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017419A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Semiconductor Res Found | ダイオード発振素子を用いた建材および建造物のイメージング方法およびイメージングシステム |
| KR100835600B1 (ko) | 2007-05-29 | 2008-06-05 | 박승호 | 마이크로파용 임피던스 정합장치 |
| JP2018517155A (ja) * | 2015-06-12 | 2018-06-28 | ハンマー−イーエムエスＨａｍｍｅｒ−ＩＭＳ | 対象物の非破壊特徴付けのためのセンサー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3799524B2 (ja) | 2006-07-19 |
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