JP2007232638A - 超音波測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波の減衰度が大きい測定対象に対する超音波測定を容易に実施できる。
【解決手段】パルス信号を発生する信号発生回路２２と、この信号発生回路から出力されたパルス信号を測定対象１０に取付けられた超音波探触子５内の振動子１１に印加する送信回路３と、超音波探触子内の振動子からのエコー信号を受信する受信回路１３と、この受信回路で受信したエコー信号に基づき測定対象の各種特性を解析する解析部１５とを備えた超音波測定装置２０において、信号発生回路２２から発生するパルス信号として、連続する所定個数の負の矩形波２１からなる矩形波バースト信号ｅを採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、測定対象の寸法測定、測定対象の内部に存在する欠陥の探傷を、超音波を用いて行う超音波測定装置に関する。

図１０は、超音波を用いて測定対象に対する寸法測定や探傷を行う一般的な超音波測定装置の概略構成を示す模式図である。この超音波測定装置１内に設けられたパルス発生器２は、図１１（ａ）に示す１つ（１周期分）のサイン波形からなるパルス信号ａを生成して、次の送信回路３へ送出する。この超音波測定装置１の接続端子４には、超音波探触子５の信号ケーブル６が装着されている。

例えば、垂直型の超音波探触子５においては、金属材料で円筒型に形成された下端開口を有する筐体７の上面に信号ケーブル６の他端が接続された信号端子８が取付けられている。筐体７内には、例えばアクリル樹脂の遅延材９が収納されている。この遅延材９の下面が測定対象１０の表面１０ａに対向している。遅延材９の上面に、例えば、水晶、チタン酸バリウム系磁器、セラミック等の圧電材料で形成された円盤状の振動子１１が貼付けられている。振動子１１の一方面はリード線を介して信号端子８の陽極へ接続され、振動子１１の他方面はリード線及び筐体７を介して信号端子８の接地極へ接続されている。

超音波測定装置１の送信回路３は、パルス信号ａを、接続端子４、信号ケーブル６を介して超音波探触子５内の振動子１１へ印加する。振動子１１から、振動子１１の厚みｔで定まる共振周波数ｆ₀の振動成分を含む図１１（ｂ）に示す超音波パルスｂが、遅延材９へ入射され、遅延材９の下面から測定対象１０内へ入射する。

測定対象１０内を伝搬している超音波パルスｂが欠陥１２に当接すると、超音波パルスｂはこの欠陥１２で反射され、図１１（ｃ）に示す超音波エコーｃとして、元来た経路を逆進して、遅延材９を介して振動子１１へ入力される。振動子１１はこの超音波エコーｃを電気信号の図１１（ｄ）に示すエコー信号ｄに変換して、信号ケーブル６を介して超音波測定装置１へ送信する。なお、欠陥１２が存在しない場合、超音波パルスｂは、測定対象１０の底面１０ｂで反射して底面１０ｂの超音波エコーｃとして振動子１１に入射される。

超音波測定装置１の受信回路１３は、超音波探触子５からのエコー信号ｄと送信回路３からの送信パルス信号（Ｔ）であるパルス信号ａを受信して、表示器１４及び欠陥解析部１５へ送出する。表示器１４は、図１２示すように、パルス信号ａ（Ｔ）、欠陥１２によるエコー信号ｄ（Ｆ）、底面１０ｂによるエコー信号ｄ（Ｂ）の各信号レベルと、パルス信号ａ（Ｔ）の送信時刻（ｘ＝０）からの経過時間ｘが表示される。欠陥解析部１５は、エコー信号ｄ（Ｆ）の信号レベルと経過時間ｘとから、欠陥１２の位置（深さ）と規模とを評価する。

なお、底面１０ｂによるエコー信号ｄ（Ｂ）のパルス信号ａ（Ｔ）の送信時刻（ｘ＝０）からの経過時間ｘから、測定対象１０の厚みＤを算出することが可能である。

しかしながら上述した超音波測定装置１においてもまだ改良すべき次のような課題があった。

すなわち、パルス発生器２で作成されるパルス信号ａは、超音波探触子５内に設けられた水晶、チタン酸バリウム系磁器、セラミック等の圧電材料で形成された振動子１１に衝撃的な圧電応力を印加するための信号である。したがって、振動子１１からは、振動子１１の厚みｔで定まる共振周波数ｆ₀の振動成分を含む図１１（ｂ）に示す超音波パルスｂが出力され、この超音波パルスｂが測定対象１０内を伝搬する。

測定対象１０内に存在する欠陥１２の位置と規模、又は測定対象１０の厚みＤを精度良く測定するためには、測定対象１０内を伝搬する超音波パルスｂのレベルが大きいことが望ましいことは言うまでもない。しかし、測定対象１０内を伝搬する超音波パルスｂのレベルは、測定対象１０の材料特性の一つである超音波の減衰率αに大きく依存する。超音波の減衰率αの小さい低減衰材質である金属の測定対象１０内を伝搬する超音波パルスｂはほとんど減衰しないのでの、振動子１１に印加するパルス信号ａの電圧Ｖ_H（peak to peakで示される信号レベル）を上昇させる必要ない。

従来、このような超音波測定装置１を用いた超音波探傷、寸法測定の測定対象としては、測定対象内を伝搬する超音波の減衰が少ない鉄鋼等の金属に限定されていた。しかしながら、近年、大規模構造物に対する非破壊検査においても、超音波測定装置１を用いた超音波探傷、寸法測定の必要性が生じてきた。この場合、測定対象は、減衰率αの大きい高減衰材質であるコンクリートやアスファルトや壁材等の複合材料である。

これらの測定対象１０内を伝搬する超音波パルスｂは、伝搬する過程で超音波パルスｂのレベルが大きく低下するので、振動子１１に印加するパルス信号ａの電圧Ｖ_H（peak to peakで示される信号レベル）を予め上昇させておく必要がある。

測定対象１０内に存在する欠陥１２の位置と規模、又は測定対象１０厚みＤにおける実用的な測定精度を得るためには、測定対象１０が金属の場合においては、パルス信号ａの電圧Ｖ_H（信号レベル）は１０Ｖ（ボルト）〜２０Ｖ（ボルト）の範囲で十分である。しかし、測定対象１０が前述したコンクリートやアスファルトや壁材の場合においては、パルス信号ａの電圧Ｖ_H（信号レベル）は６００Ｖ（ボルト）〜７００Ｖ（ボルト）程度必要であることが実験的に求められている。

しかしながら、６００Ｖ〜７００Ｖの電圧Ｖ_H（信号レベル）を有したパルス信号ａを作成するパルス発生器２においては構造が複雑になり、パルス発生器２を構成する各回路部品における高い耐電圧特性が要求され、パルス発生器２が大がかりとなり、超音波測定装置１全体が大型化し、かつ製造費が大幅に上昇する問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、振動子における電気信号の超音波への高い変換効率を実現でき、測定対象がたとえ超音波の減衰率の大きなコンクリートやアスファルトや壁材等の複合材料であったとしても、測定結果における十分な測定精度を維持した状態で、回路構成を複雑化することなく、超音波測定の測定対象の範囲を大幅に拡大できる超音波測定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、パルス信号を発生する信号発生回路と、この信号発生回路から出力されたパルス信号を測定対象に取付けられた超音波探触子内の振動子に印加する送信回路と、超音波探触子内の振動子からのエコー信号を受信する受信回路と、この受信回路で受信したエコー信号に基づき測定対象の各種特性を解析する解析部とを備えた超音波測定装置において、信号発生回路から発生するパルス信号を、連続する所定個数の負の矩形波からなる矩形波バースト信号としている。

このように構成された超音波測定装置においては、信号発生回路は、従来装置におけるパルス発生器から出力される図１１（ａ）に示す一つ（１周期分）のサイン波からなるパルス信号ａではなくて、例えば、図５（ａ）に示すように、連続する所定個数の負の矩形波からなる矩形波バースト信号である。

このように、超音波探触子内の振動子に印加するパルス信号を連続する所定個数の負の矩形波からなる矩形波バースト信号とすることによって、振動子における電気信号の超音波に対する高い変換効率を実現できる。

具体的には、超音波探触子内の振動子に印加される矩形波バースト信号における一つの矩形波の有する電気エネルギＷは、矩形波におけるパルス幅（Ｔ／２）に電圧Ｖ_Hを乗算した矩形波の面積Ｓ_Aに相当する。

これに対して、従来の図１１（ａ）に示す一つ（１周期Ｔ分）の振幅Ｖ_Hのサイン波からなるパルス信号ａの電気エネルギＷは、（Ｖ_H／２）sinｘをｘ＝０〜πまで積分して、２倍した値となるので、矩形波の電気エネルギＷはサイン波の電気エネルギＷに比較して格段に大きい。

したがって、一つの矩形波であっても、一つのサイン波の信号を振動子に印加した場合における振動子から出力される超音波パルスのレベルを高く設定できる。

さらに、図５（ａ）に示すように、矩形波バースト信号は連続する所定個数の負の矩形波で構成している。連続する負の矩形波の周期Ｔを振動子の厚みｔの１倍又は整数倍に設定することによって、厚みｔで定まる共振周波数ｆ₀を有する振動子を共振振動状態とすることができる。

このように、連続する所定個数の負の矩形波で構成された矩形波バースト信号を印加した場合における振動子から出力される超音波パルスのレベルは、一つのサイン波からなるパルス信号ａを振動子に印加した場合における振動子から出力される超音波パルスのレベルに比較して格段に大きくなる。

また、別の発明においては、上記発明の超音波測定装置において、さらに、矩形波バースト信号における矩形波の数、矩形波の電圧、及び各矩形波のパルス幅を、測定対象の材質、測定目的に応じて設定する測定条件設定手段を備えている。

本発明においては、超音波探触子内の振動子に印加するパルス信号を連続する所定個数の負の矩形波からなる矩形波バースト信号としているので、振動子から出力される超音波パルスのレベルを大幅に上昇できる。また、振動子から測定対象へ入射される超音波パルスのレベルを大幅に上昇できるので、例えば、測定対象に対する欠陥検出精度、測定対象の厚さ測定精度を大幅に向上できる。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係わる超音波測定装置の概略構成を示す模式図である。図１０に示す従来の超音波測定装置と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。

この実施形態の超音波測定装置２０内には、図５（ａ）に示す連続する所定個数Ｎの負の矩形波２１からなるパルス信号としての矩形波バースト信号ｅを発生する信号発生回路２２、例えば操作パネル等の操作部２３、矩形波バースト信号ｅに対する各種条件（電圧Ｖ_H、周波数ｆ、波数Ｎ、開始信号Ｓ）を設定する測定条件設定部２４が設けられている。

さらに、この超音波測定装置２０内には、図１０に示す従来の超音波測定装置１とほぼ同一の受信回路１３、表示器１４、解析部２５が設けられている。

図２は矩形波バースト信号ｅを発生する信号発生回路２２の詳細回路図である。高電圧発生回路２６は、測定条件設定部２４から指定された電圧Ｖ_Hに等しい、例えば、６００Ｖ（ボルト）の直流高電圧Ｅ_Hを出力する。この高電圧発生回路２６の出力端子と接地間には２つのスイッチング素子２７ａ、２７ｂが直列介挿されている。

高電圧発生回路２６の出力端子とスイッチング素子２７ａ、２７ｂの中間点３３との間に電源供給抵抗２８（Ｒｓ）が接続され、スイッチング素子２７ａ、２７ｂの中間点３３と信号発生回路２２の（＋）側出力端子３１ａとの間にカップリングコンデンサ２９（Ｃｃ）が介挿され、信号発生回路２２の（＋）側出力端子３１ａと接地間にダンピング抵抗３０（Ｒｄ）が接続されている。

信号発生回路２２の（＋）側出力端子３１ａと接地側出力端子３１ｂ間に、図５（ａ）に示す矩形波バースト信号ｅが出力される。各スイッチング素子２７ａ、２７ｂはパルス波形制御部３２から出力されるゲート信号ｇ₁、ｇ₂にて通電制御される。

測定条件設定部２４は、操作部２３を介して測定実施者が操作入力した矩形波バースト信号ｅにおける電圧Ｖ_H、周波数ｆ、波数Ｎ、開始信号Ｓの測定条件をパルス波形制御部２２へ送出する。具体的には、電圧Ｖ_Hは、矩形波バースト信号ｅにおける負の矩形波２１の電圧である。周波数ｆは、超音波探触子５内の図５（ｂ）に示す厚さｔの振動子１１に印加する図５（ａ）に示す矩形波バースト信号ｅにおける連続する負の矩形波２１の周期Ｔに対応する周波数ｆ（＝１／２πＴ）に設定される。また、波数Ｎは、矩形波バースト信号ｅにおける連続する負の矩形波２１の数に設定する。さらに、開始信号Ｓは、測定対象１０に対して、矩形波バースト信号ｅに対応する１つの超音波パルスを測定対象１０に印加する場合においては、矩形波バースト信号ｅの出力タイミングを指定する。さらに、開始信号Ｓは、測定対象１０に対して、矩形波バースト信号ｅに対応する１つの超音波パルスを所定周期Ｔ_Sで繰返し印加する場合における矩形波バースト信号ｅの出力タイミングと出力周期Ｔ_Sを指定する。

図３は、パルス波形制御部２２の詳細構成を示すブロック図である。正弦波発振回路３４は、時刻ｘ₁にて測定条件設定部２４から開始信号Ｓが入力すると、図４のタイムチャートに示すように、測定条件設定部２４から指定された周波数ｆ（周期Ｔ）を有する正弦波信号ｈを発振して出力開始する。

正弦波発振回路３４から出力された正弦波信号ｈは、次の２値化回路２５で（＋）部分をＨ（ハイ）レベルとし、（―）部分をＬ（ロー）レベルとする２値化信号ｊに変換される。２値化回路２５から出力された２値化信号ｊは一方のゲート回路３６、及びパルス数カウンタ３９へ入力される。さらに、２値化回路２５から出力された２値化信号ｊは反転回路３７で、ＨレベルとＬレベルとのレベル変換されて、反転２値化信号ｋとして他方のゲート回路３８へ入力される。

パルス数カウンタ３９には、測定条件設定部２４から波数Ｎ（実施形態においては、Ｎ＝２）が設定されている。そして、パルス数カウンタ３９は、時刻ｘ₁にて測定条件設定部２４から開始信号Ｓが入力すると、図４のタイムチャートに示すように、２値化回路２５から出力された２値化信号ｊのパルス数の計数を開始し、時刻ｘ₂にて、計数値が、測定条件設定部２４から設定された波数Ｎに達すると、計数を終了し、計数値を「０」にクリアする。そして、パルス数カウンタ３９は、時刻ｘ₁から時刻ｘ₂までの計数期間中においてＨレベルとなるゲート信号ｍを各ゲート回路３６、３８へ送出する。

一方のゲート回路３６はパルス数カウンタ３９からのゲート信号ｍがＨレベル期間において、２値化回路２５から出力された２値化信号ｊを通過して、ゲート信号ｇ₁として、図２のスイッチング素子２７ａのゲート端子へ印加する。同様に、他方のゲート回路３８はパルス数カウンタ３９からのゲート信号ｍがＨレベル期間において、反転回路３７から出力された反転２値化信号ｋを通過して、ゲート信号ｇ₂として、図２のスイッチング素子２７ｂのゲート端子へ印加する。

その結果、スイッチング素子２７ａ、２７ｂの中間点３３の電圧信号ｎは、図４のタイムチャートに示すように、ゲート信号ｇ₁がＨレベル期間においては、スイッチング素子２７ａが導通し、スイッチング素子２７ｂが遮断されているので、直流高電圧Ｅ_Hに等しい電圧Ｖ_Hとなる。また、ゲート信号ｇ₂がＨレベル期間においては、スイッチング素子２７ｂが導通し、スイッチング素子２７ａが遮断されているので、接地（アース）電位（０Ｖ（ボルト）となる。

この中間点３３の電圧信号ｎは、電源供給抵抗２８（Ｒｓ）、カップリングコンデンサ２９（Ｃｃ）、ダンピング抵抗３０（Ｒｄ）にて、スイッチング素子２７ａの通電期間における極性が反転されて、図４のタイムチャートに示す、連続する２個（Ｎ＝２）の負の矩形波２１からなる矩形波バースト信号ｅが、出力端子３１ａ、３１ｂ間から出力される。

したがって、信号発生回路２２から出力される図５（ａ）に示す矩形波バースト信号ｅにおける負の矩形波２１の電圧Ｖ_Hは、高電圧発生回路２６から出力される６００Ｖ（ボルト）の直流高電圧Ｅ_Hとなる。

このように、超音波測実施者は、操作部２３から測定条件設定部２４に、矩形波バースト信号ｅにおける、負の矩形波２１の電圧Ｖ_H、負の矩形波２１の波数Ｎ、負の矩形波２１の周期Ｔ（矩形波２１のパルス幅Ｔ／２）、矩形波バースト信号ｅの送信周期Ｔ_S等の測定条件を任意に設定可能である。

図１において、超音波測定装置２０の信号発生回路２２から出力された矩形波バースト信号ｅは送信回路３へ入力される。送信回路３は、矩形波バースト信号ｅを、接続端子４、信号ケーブル６を介して超音波探触子５内の振動子１１へ印加する。振動子１１から、振動子１１の厚みｔで定まる共振周波数ｆ₀の振動成分を含む図１１（ｂ）に示す超音波パルスｂが、遅延材９へ入射され、遅延材９の下面から測定対象１０内へ入射する。測定対象１０内を伝搬しているに超音波パルスｂが欠陥１２に当接すると、超音波パルスｂはこの欠陥１２で反射され、図１１（ｃ）に示す超音波エコーｃとして、元来た経路を逆進して、遅延材９を介して振動子１１へ入力される。振動子１１はこの超音波エコーｃを電気信号の図１１（ｄ）に示すエコー信号ｄに変換して、信号ケーブル６を介して超音波測定装置２０へ送信する。なお、欠陥１２が存在しない場合、超音波パルスｂは、測定対象１０の底面１０ｂで反射して底面１０ｂの超音波エコーｃとして振動子１１に入射される。

超音波測定装置２０の受信回路１３は、超音波探触子５からのエコー信号ｄと送信回路３からの送信パルス信号（Ｔ）である矩形波バースト信号ｅとを受信して、表示器１４及び解析部１５へ送出する。表示器１４は、図１２示すように、矩形波バースト信号ｅ（Ｔ）、欠陥１２によるエコー信号ｄ（Ｆ）、底面１０ｂによるエコー信号ｄ（Ｂ）の各信号レベルと、矩形波バースト信号ｅ（パルス信号ａ）（Ｔ）の送信時刻（ｘ＝０）からの経過時間ｘが表示される。解析部１５は、エコー信号ｄ（Ｆ）の信号レベルと経過時間ｘとから、欠陥１２の位置（深さ）と規模とを評価する。

このように構成された超音波測定装置２０において、超音波探触子５内の振動子１１へ印加するパルス信号を、従来の図１１（ａ）に示す一つのサイン波からなるパルス信号ａを図５（ａ）に示す矩形波バースト信号ｅに変更することによる優位点を実験結果を参照しながら説明する。

測定対象１０として、厚みＤ＝１００ｍｍの欠陥１２が全く存在しない、試験用の鋼板を採用し、この試験用鋼板の測定対象１０に共振周波数ｆ₀＝５ＭHzの振動子１１が組込まれた超音波探触子５を取付け、実施形態の超音波測定装置２０を用いて、負の矩形波２１の電圧Ｖ_Hを１０Ｖ（ボルト）固定とし、波数Ｎのみを、Ｎ＝１、２、３、４、５と順次変更した５種類の矩形波バースト信号ｅを振動子１１に印加した場合において、底面１０ｂからの超音波エコーｃを振動子１１で電気信号に変換されたエコー信号ｄの各信号波形と電圧レベルＶ_Lを測定した。なお、負の矩形波２１の周期Ｔは振動子１１の共振周波数ｆ₀＝５ＭHzに対応した値に設定されている。Ｎ＝１、３、５の各矩形波バースト信号ｅの波形と対応する各エコー信号ｄの波形とを図６に示す。

同一測定対象１０を用いて、従来の超音波測定装置１を用いて、一つのパルス信号ａに組込まれるサイン波の個数ＮがＮ＝１、２、３、４、５と順次変更した５種類の、図５（ｃ）に示す、サイン波バースト信号ａ₁を振動子１１に印加した場合において、底面１０ｂからの超音波エコーｃを振動子１１で電気信号に変換されたエコー信号ｄの各信号波形と電圧レベルＶ_Lを測定した。なお、サイン波の周期Ｔは振動子１１の共振周波数ｆ₀＝５ＭHzに対応した値に設定されている。Ｎ＝１、３、５の各サイン波バースト信号ａ₁の波形と対応する各エコー信号ｄの波形とを図７に示す。また、各サイン波バースト信号ａ₁における各サイン波の振幅Ｖ_Hは、矩形波バースト信号ｅの負の矩形波２１の電圧Ｖ_Hの１０Ｖ（ボルト）に固定されている。

図８は、矩形波バースト信号ｅの波数Ｎの増加に対するエコー信号ｄの電圧レベルＶ_Lの変化と、サイン波バースト信号ａ₁のサイン波の個数Ｎの増加に対するエコー信号ｄの電圧レベルＶ_Lの変化との比較を示す。

この図８の実験結果から明らかなように、
（ａ） たとえ、１個（Ｎ＝１）の矩形波２１のみの矩形波バースト信号ｅであっても、１個（Ｎ＝１）のサイン波のみのサイン波バースト信号ａ₁に比較して、エコー信号ｄの電圧レベルＶ_Lが大きい。

したがって、たとえ、１個（Ｎ＝１）の矩形波２１のみの矩形波バースト信号ｅであっても、従来の一つのサイン波の信号を振動子に印加した場合と比較して、測定対象１０に対する欠陥検出精度、測定対象の厚さ測定精度を大幅に向上できる。

（ｂ） サイン波バースト信号ａ₁のサイン波の個数Ｎの増加に対するエコー信号ｄの電圧レベルＶ_Lの上昇はＮ＝２〜３で飽和するが、矩形波バースト信号ｅにおいては、矩形波２１の波数Ｎの増加に応じて、エコー信号ｄの電圧レベルＶ_Lが飽和することなく上昇する。

このことは、例えば、測定対象１０がコンクリート等の超音波の減衰率αの大きい材料で構成されている場合等においては、矩形波バースト信号ｅにおける矩形波２１の波数Ｎを増加することによって、測定対象１０に対する欠陥検出精度、測定対象の厚さ測定精度を向上できる。

したがって、たとえ、測定対象１０がコンクリート等の超音波の減衰率αの大きい材料の場合であっても、矩形波バースト信号ｅにおける矩形波２１の電圧Ｖ_Hを過度に高く設定する必要がない。

なお、矩形波バースト信号ｅにおける矩形波２１の波数Ｎが大きくなると、矩形波バースト信号ｅの信号継続時間が長くなり、測定対象１０中を伝搬する超音波パルスｂの幅が大きくなり、超音波探傷における分解能が低下する。

したがって、例えば鉄鋼等の測定対象１０においては、ｍｍ単位の微細な欠陥１２を検出する必要があるので、矩形波２１の波数Ｎを大きく設定することはできない。逆に、コンクリート等の測定対象１０においては、ｃｍ単位の大きな欠陥１２を検出すればよいので、減衰率αの大きいことを補う目的で、矩形波２１の波数Ｎを大きく設定すればよい。

図１の超音波測定装置２０を用いて、コンクリートの測定対象１０と鉄の測定対象１０に対する探傷を実施する場合における各測定測定条件を図９の一覧表に示す。

高減衰材料であるコンクリートは、５００ｋHzの振動の伝搬効率が高いので、共振周波数ｆ₀＝５００ｋHzの振動子１１を採用し、矩形波２１の波数Ｎを５〜６の高い値に設定する。なお、矩形波２１の周期Ｔは共振周波数ｆ₀＝５００ｋHzに対応する値に設定する。さらに、矩形波２１の電圧Ｖ_Hを最大値の６００Ｖ（ボルト）に設定する。

一方、低衰材料である鉄は、５ＭHzの振動の伝搬効率が特に高いので、共振周波数ｆ₀＝５ＭHzの振動子１１を採用し、矩形波２１の波数Ｎを３の低い値に設定する。なお、矩形波２１の周期Ｔは共振周波数ｆ₀＝５ＭHzに対応する値に設定する。さらに、矩形波２１の電圧Ｖ_Hを５０Ｖ（ボルト）に設定する。

なお、振動子１１の耐電圧は１０００Ｖ／ｍｍ程度であるので、６００Ｖ（ボルト）の矩形波バースト信号ｅが印加されたとしても絶縁破壊が生じることはない。

このように、測定対象１０の減衰率を含む材質、測定目的に応じて最適の測定条件を設定することが可能である。

さらに、図２、図３に示すように、簡単な回路構成で、矩形波２１の電圧Ｖ_Hを最大値６００Ｖ（ボルト）まで上昇できるので、回路構成を複雑化することなく、製造費を大幅に上昇することなく、超音波測定の測定対象の範囲を大幅に拡大できる超音波測定装置を実現できる。

本発明の一実施形態に係わる超音波測定装置の概略構成を示す模式図 同超音波測定装置に組込まれた信号発生回路の回路図 同信号発生回路に組込まれたパルス波形制御部の詳細構成を示すブロック図 同信号発生回路の動作を示すタイムチャート 矩形波バースト信号、振動子、サイン波バースト信号を示す図 同実施形態の超音波測定装置で測定された矩形波バースト信号とエコー信号との波形図 従来の超音波測定装置で測定されたサイン波バースト信号とエコー信号との波形図 矩形波バースト信号及びサイン波バースト信号の波数とエコー信号の電圧レベルとの関係を示す実測図 実施形態の超音波測定装置における矩形波バースト信号の測定条件の一例を示す図 従来の超音波測定装置の概略構成を示す模式図 超音波測定における各信号の波形図 超音波測定装置の表示画面を示す図

符号の説明

１，２０…超音波測定装置、３…送信回路、５…超音波探触子、１１…振動子、１２…欠陥、１３…受信回路、１４…表示器、２１…矩形波、２２…信号発生回路、２３…操作部、２４…測定条件設定部、２５…解析部、２６…高電圧発生回路、２７ａ，２７ｂ…スイッチング素子、３２…パルス波形制御部、３４…正弦波発振回路、３５…２値化回路、３６，３８…ゲート回路、３９…パルス数カウンタ

Claims (2)

1. パルス信号を発生する信号発生回路と、この信号発生回路から出力されたパルス信号を測定対象に取付けられた超音波探触子内の振動子に印加する送信回路と、前記超音波探触子内の振動子からのエコー信号を受信する受信回路と、この受信回路で受信したエコー信号に基づき前記測定対象の各種特性を解析する解析部とを備えた超音波測定装置において、
   前記信号発生回路から発生するパルス信号は、連続する所定個数の負の矩形波からなる矩形波バースト信号であることを特徴とする超音波測定装置。
2. 前記矩形波バースト信号における矩形波の数、矩形波の電圧、及び各矩形波のパルス幅を、測定対象の材質、測定目的に応じて設定する測定条件設定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波測定装置。

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