JP2758654B2 - Ultrasonic surface roughness measurement method for solids - Google Patents

Ultrasonic surface roughness measurement method for solids

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JP2758654B2 JP16374089A JP16374089A JP2758654B2 JP 2758654 B2 JP2758654 B2 JP 2758654B2 JP 16374089 A JP16374089 A JP 16374089A JP 16374089 A JP16374089 A JP 16374089A JP 2758654 B2 JP2758654 B2 JP 2758654B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体の表面粗さや固体の表面上の段差等を
超音波を利用して測定する方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring surface roughness of a solid, a step on a surface of a solid, and the like by using ultrasonic waves.

〔従来の技術〕 従来の固体の表面粗さを測定する方法は、JISB0601に
規定されている表面粗さの定義とその表示に基づいて表
面粗さを求める方法や、JISB0601に基づいて製作された
表面粗さの標準試験片を使用して被検体と比較測定する
方法のほか、以下に説明する第8図に示す光学的な方
法、第9図に示す超音波を利用する方法などが一般に使
用されていた。
[Prior art] The conventional method for measuring the surface roughness of a solid is a method for determining the surface roughness based on the definition and display of the surface roughness defined in JISB0601, or manufactured based on JISB0601. In addition to the method of comparing and measuring the specimen using a standard specimen of surface roughness, the optical method shown in FIG. 8 described below, the method using ultrasonic waves shown in FIG. 9, and the like are generally used. It had been.

第8図は光学的な方法の1例で、その原理を示すもの
である。被検体1の面が図に矢印で示すAまたはB方向
に変位すると、ヘッド2内の半導体レーザ3より投光レ
ンズを介して照射したスポットの反射光が、ヘッド2内
の光位置検出素子4に受光レンズを介して送られ、光位
置検出素子4上にて矢印A′またはB′方向に移動す
る。このスポットの移動量はデジタル信号に変換され、
3つのCPU(図中のCPU1,CPU2,CPU3)によってリニア補
正や平均処理などのデータ処理を施されたのち、表面粗
さの数値が測定結果として出力される。
FIG. 8 shows an example of an optical method, showing the principle thereof. When the surface of the subject 1 is displaced in the direction A or B shown by the arrow in the figure, the reflected light of the spot irradiated from the semiconductor laser 3 in the head 2 via the light projecting lens is changed to the light position detecting element 4 in the head 2. Is moved through the light receiving lens and moves on the light position detecting element 4 in the direction of arrow A 'or B'. The movement of this spot is converted to a digital signal,
After data processing such as linear correction and averaging is performed by three CPUs (CPU1, CPU2, and CPU3 in the figure), a numerical value of the surface roughness is output as a measurement result.

第9図は超音波を利用する方法の1例で、水浸法にて
表面粗さを測定するものである。第9図(a)は、水6
に浸漬した探触子5より同じ水6に浸漬された被検体1
の平滑な平面1aに超音波を放射し、被検体表面1aからの
反射波を探触子5にて受信し、受信した反射波のエコー
7をAスコープ表示したものであり、第9図(b)は、
被検体表面1aに存在する微小な凹凸1bに対して超音波を
放射した場合で、超音波は凹凸1bにおいて散乱し、その
散乱反射波を探触子5に受信し、受信した散乱反射波の
エコー8をAスコープ表示したものである。上記エコー
8はエコー7に比べてレベルが低く表示されるから、予
め試験片にて凹凸1bの高低、つまり粗さとエコー8のレ
ベルとの相関関係を求めておき、測定したレベル8と比
較することにより粗さを測定する。
FIG. 9 shows an example of a method using ultrasonic waves, in which the surface roughness is measured by a water immersion method. FIG. 9 (a) shows water 6
The subject 1 immersed in the same water 6 from the probe 5 immersed in
FIG. 9 is a diagram in which an ultrasonic wave is radiated on the smooth plane 1a of FIG. 1, a reflected wave from the subject surface 1a is received by the probe 5, and an echo 7 of the received reflected wave is displayed on an A scope. b)
When ultrasonic waves are radiated to the minute irregularities 1b present on the surface 1a of the subject, the ultrasonic waves are scattered on the irregularities 1b, the scattered reflected waves are received by the probe 5, and the received scattered reflected waves This is an A scope display of the echo 8. Since the level of the echo 8 is displayed lower than that of the echo 7, the correlation between the level of the unevenness 1b, that is, the roughness and the level of the echo 8 is previously obtained on the test piece, and the measured level 8 is compared with the measured level 8. To measure the roughness.

超音波を利用する他の方法として、水浸法にて被検体
の表面に超音波を斜めに入射し、表面粗さからの後方散
乱波を検出し、その後方散乱波のエコーパターンより表
面粗さを測定する方法が提案されている。(例えば、非
破壊検査第37巻第5号、昭和63年5月、P.411〜P.412) 〔発明が解決しようとする課題〕 前記各従来方法のうち、JISB0601に規定される方法で
は、約10〜20mm角の、被測定片を粗さ試験機に挿入する
ため被測定片を被検体より適宜切除する必要があり、大
寸法の構造物の任意の位置の表面粗さを測定することは
できない。また被測定片の表面を硬質の触針(たとえば
ダイヤ製針)が接触するため、その接触によって条痕が
付くような軟質の樹脂材やゴム製品等には適用すること
ができない。つぎに表面粗さの標準試験片を使用する方
法は、簡便ではあるが定量的に表示しにくく、また目視
し得ない場所、例えば検査者が入り込めない管内等の空
間などでは測定が困難である。
As another method of using ultrasonic waves, ultrasonic waves are obliquely incident on the surface of the subject by a water immersion method, and backscattered waves from surface roughness are detected. A method for measuring the height has been proposed. (For example, Non-Destructive Inspection, Vol. 37, No. 5, May 1988, pp. 411 to 412) [Problems to be Solved by the Invention] Among the above conventional methods, the method specified in JISB0601 Approximately 10 to 20 mm square, it is necessary to appropriately cut off the test piece from the test subject in order to insert the test piece into the roughness tester, and measure the surface roughness at an arbitrary position of the large-sized structure It is not possible. In addition, since a hard stylus (for example, a diamond needle) comes into contact with the surface of the test piece, it cannot be applied to a soft resin material, a rubber product, or the like in which a streak is formed by the contact. Next, the method of using a standard test piece of surface roughness is simple but difficult to display quantitatively, and it is difficult to measure in places where visual inspection is not possible, for example, in a space such as a pipe where an inspector cannot enter. is there.

第8図に示す光学的な方法は、被検体表面上の0.5μ
m程度の段差が測定できるなど高精度の測定法である
が、本方法の原理上、スキャニング精度が測定精度に直
接影響を及ぼすので、被検体の表面段差より数倍の位置
精度でスキャニングする必要があり、また光による変質
するような材料の測定はできない。
The optical method shown in FIG.
It is a high-precision measurement method that can measure steps of about m, but the scanning accuracy directly affects the measurement accuracy due to the principle of this method, so it is necessary to perform scanning with a position accuracy several times higher than the surface step of the subject. In addition, it is not possible to measure materials that are altered by light.

第9図に示す超音波を利用する方法は、探触子5から
放射される超音波ビームが、被検体表面1aに対して常に
垂直に入射されるようにする必要があり、そのため高精
度の位置決め手段を有するスキャナで走査しなければな
らない問題点を有している。そして現実的には、前記高
精度のスキャナで平滑な被検体表面1aを走査したときに
のみ該被検体表面1a上に存在する凹凸1bを測定すること
が可能となるが、粗さのミクロ形状により散乱反射方向
が異なり、粗さが同程度でも受信エコーレベルに差を生
じるなど測定精度は低くなる。
In the method using the ultrasonic waves shown in FIG. 9, it is necessary that the ultrasonic beam radiated from the probe 5 always be incident perpendicularly to the subject surface 1a. There is a problem that scanning must be performed with a scanner having positioning means. And, in reality, it is possible to measure the irregularities 1b present on the subject surface 1a only when the smooth subject surface 1a is scanned by the high-precision scanner, but the roughness micro shape Therefore, the measurement accuracy is low, for example, the scattering echo direction is different, and even if the roughness is almost the same, a difference occurs in the received echo level.

また、前記文献に記載されている超音波を利用する他
の方法においては、探触子をある角度に傾けて超音波を
放射するから、探触子より放射された円形断面の超音波
ビームは被検体表面に対し楕円形に照射される。ここで
楕円の短軸は振動子の直径Dに等しく、長軸は前記傾き
角をφとするとDtanφに等しくなる。このことから前記
文献にも記載されているように、被検体表面の粗さまた
は凹凸に基づくエコーレベルの変化は、前記楕円の短軸
方向においてはほとんどなく、被検体表面において入射
した超音波の進行する方向である長軸のベクトルにおい
て大部分が変化する。また、探触子の傾斜角度によって
は、被検体表面の粗さまたは凹凸部に超音波ビームの影
を発生することなどから、被検体をいろいろな方向から
走査しなければ正確な測定ができない問題点を有してい
た。
Further, in another method using ultrasonic waves described in the above document, since the probe emits ultrasonic waves at an angle to a certain angle, the ultrasonic beam having a circular cross section emitted from the probe is The object surface is irradiated in an elliptical shape. Here, the minor axis of the ellipse is equal to the diameter D of the vibrator, and the major axis is equal to Dtanφ when the inclination angle is φ. From this, as described in the literature, the change in the echo level based on the roughness or unevenness of the surface of the object hardly occurs in the minor axis direction of the ellipse, and the ultrasonic wave incident on the surface of the object Most change in the vector of the major axis, which is the direction of travel. Also, depending on the angle of inclination of the probe, the roughness of the surface of the object or the shadow of the ultrasonic beam may be generated on the uneven portion, so that accurate measurement cannot be performed unless the object is scanned from various directions. Had a point.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、固体の表面
粗さや固体の表面上の段差等を、簡易にかつ精度よく測
定することができ、しかも樹脂やゴム等の硬度の低い軟
質の固体に対しても適用して測定することができる、超
音波による固体の表面粗さ測定方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of easily and accurately measuring the surface roughness of a solid or a step on the surface of a solid, and a soft solid having a low hardness such as resin or rubber. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the surface roughness of a solid by using an ultrasonic wave, which can be applied and measured.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため、本発明の超音波による固体
の表面粗さ測定方法は、超音波を放射する凹曲面の中心
部が被検体表面からの直接反射エコーを遮断する点焦点
形の探触子を、前記被検体表面に対してほぼ垂直に、か
つ焦点距離より遠くに位置させて超音波を放射し、被検
体表面の粗さによる後方散乱波を前記探触子にて受信
し、受信した後方散乱波のエコーレベルを予め試験片に
より測定して求めた表面粗さと後方散乱波のエコーレベ
ルとの相関値と比較して測定することを特徴とするもの
である。
In order to achieve the above object, a method for measuring the surface roughness of a solid using ultrasonic waves according to the present invention is a point-focus type probe in which the center of a concave curved surface that emits ultrasonic waves blocks direct reflection echoes from the surface of the subject. The probe is positioned almost perpendicular to the surface of the subject, and is located farther than the focal length to emit ultrasonic waves, and the probe receives backscattered waves due to the roughness of the surface of the subject, and receives the backscattered waves. The echo level of the backscattered wave is measured by comparing it with a correlation value between the surface roughness obtained by measuring a test piece in advance and the echo level of the backscattered wave.

〔作用〕[Action]

被検体に対してほぼ垂直に対向させた点焦点形の探触
子より放射された超音波は、被検体表面に達する前に焦
点を結び、しかるのち被検体表面に達する。このとき被
検体表面に入射する超音波ビームは、探触子の凹曲面の
中心部が被検体からの直接反射エコーを遮断するので中
空円のドーナツ状になり、入射した超音波のベクトルは
等方的になる。このため、超音波を入射した被検体表面
に凹凸や段差等がなく該表面が平滑な場合は、超音波は
該被検体表面にて鏡面反射し、その鏡面反射波はドーナ
ツ状となるため探触子には受信されない。
Ultrasonic waves radiated from a point-focus type probe that is substantially perpendicularly opposed to the subject are focused before reaching the subject surface, and then reach the subject surface. At this time, the ultrasonic beam incident on the surface of the subject becomes a hollow circular donut because the center of the concave curved surface of the probe blocks the direct reflection echo from the subject, and the vector of the incident ultrasonic wave is equal. Become one-sided. Therefore, if the surface of the object on which the ultrasonic wave is incident is smooth without any irregularities or steps, the ultrasonic wave is specularly reflected on the surface of the object, and the specularly reflected wave has a donut shape. Not received by the tentacles.

ところが、例えば平滑な面の1部に凹凸や段差等の粗
さを有する被検体表面の場合は、該被検体表面に入射し
た超音波は、平滑な部分の面においては前記のように鏡
面反射してその反射波は受信されないが、粗面において
は該表面の粗さにより後方散乱し、その後方散乱波が探
触子に受信される。受信された後方散乱波のエコーレベ
ルは、予め試験片により測定した表面粗さと後方散乱波
のエコーレベルとの相関値と比較され、被検体の表面粗
さが測定される。そして、この測定は、上記した如く入
射した超音波のベクトルが等方的であることから、凹凸
や段差等の形状や向き等に関係なく一方向のスキャニン
グにより粗さ測定が可能になり、また、後方散乱波を受
信する構成のため被検体表面と探触子との相対は高精度
に垂直を保つ必要がなく多少の傾斜は許容される。
However, for example, in the case of an object surface having roughness such as unevenness or a step on a part of a smooth surface, the ultrasonic wave incident on the object surface is specularly reflected on the surface of the smooth part as described above. Then, the reflected wave is not received, but on the rough surface, it is backscattered due to the roughness of the surface, and the backscattered wave is received by the probe. The received echo level of the backscattered wave is compared with a correlation value between the surface roughness previously measured by the test piece and the echo level of the backscattered wave, and the surface roughness of the subject is measured. Then, in this measurement, since the vector of the incident ultrasonic wave is isotropic as described above, the roughness can be measured by scanning in one direction irrespective of the shape or direction of the unevenness or the step, and the like. Because of the configuration for receiving backscattered waves, the relative position between the surface of the subject and the probe does not need to be maintained with high accuracy and a slight inclination is allowed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を第1図ないし第7図を参照して説明
する。図中、第9図と同符号のものは同じものを示す。
第4図において、9は円筒状のケース、10はケース9に
内設された円板状の振動子、11は振動10の前面に取り付
けられた平凹形の音響レンズで、凹曲面の曲率はRであ
る。12は音響レンズ11の凹曲面の中心部に取り付けられ
該中心部をマスキングするマスキング材で、振動子10よ
り放射される超音波のうち中心部の超音波を遮断すると
ともに、被検体表面からの直接反射エコーを遮蔽してSN
比を改善する。13は振動子10の後面に取り付けられたダ
ンパ、Pは上記構成からなる点焦点形の探触子である。
第5図は第4図のV−V矢視図で、振動子10の超音波の
送受信面がマスキング材12による中心部の遮蔽のためド
ーナツ状になる状態を示す。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 9 indicate the same parts.
In FIG. 4, reference numeral 9 denotes a cylindrical case, 10 denotes a disc-shaped vibrator provided in the case 9, 11 denotes a plano-concave acoustic lens mounted on the front surface of the vibration 10, and has a concave curved surface curvature. Is R. Reference numeral 12 denotes a masking material that is attached to the center of the concave curved surface of the acoustic lens 11 and masks the center of the acoustic lens 11. SN by directly blocking the reflected echo
Improve the ratio. 13 is a damper attached to the rear surface of the vibrator 10, and P is a point focus type probe having the above configuration.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows V-V in FIG.

第1図は上記探触子Pを使用して被検体表面1aの表面
粗さを水中にて測定する状態を示す図で、探触子Pを被
検体表面1aに対してほぼ垂直(厳密な垂直を必要とせず
多少の傾きは許容される)に水6内で対向させ、かつ音
響レンズ11と水6との音速比により決まる焦点距離1よ
り遠くに位置させる。この状態で超音波が放射される
と、マスキング材12により遮蔽された超音波は図中斜線
で示す状態のビームで伝搬し、被検体表面1aに達する前
に焦点距離1で焦点Fを結び、さらに水6内を伝搬して
被検体表面1aに達する。被検体表面1aに入射する超音波
は中空状のビームとなっており、焦点Fより被検体表面
1aまでの間にビーム径を拡大しながら伝搬するから、入
射した超音波のベクトルは、被検体表面1aにおいて第3
図に示すようにビームの中心からビームの外円周に向け
て矢印方向に等方的になる。ここで被検体表面1aが凹凸
や段差等のない平滑な場合は、第1図に示すように入射
超音波は被検体表面1aにおいて鏡面反射し、その鏡面反
射波は探触子Pの外方へ反射するため探触子Pに受信さ
れない。
FIG. 1 is a view showing a state in which the surface roughness of the surface 1a of a subject is measured in water using the probe P, and the probe P is almost perpendicular to the surface 1a of the subject (strictly (It is not necessary to be vertical and a slight inclination is allowed.) In water 6, it is positioned farther than focal length 1 determined by the sound speed ratio between acoustic lens 11 and water 6. When an ultrasonic wave is emitted in this state, the ultrasonic wave shielded by the masking material 12 propagates with a beam indicated by oblique lines in the figure, and focuses at a focal length 1 before reaching the subject surface 1a, Further, the light propagates through the water 6 and reaches the subject surface 1a. The ultrasonic wave incident on the surface 1a of the subject is a hollow beam,
Since the beam propagates while expanding the beam diameter until 1a, the vector of the incident ultrasonic wave becomes the third on the subject surface 1a.
As shown in the figure, the beam becomes isotropic in the direction of the arrow from the center of the beam toward the outer circumference of the beam. Here, when the object surface 1a is smooth without irregularities or steps, the incident ultrasonic wave is specularly reflected on the object surface 1a as shown in FIG. Is not received by the probe P because it is reflected to

ところが、第2図に示すように、平滑な被検体表面1a
の一部に微小な凹凸1bが存在する場合は、被検体表面1a
に入射した超音波は、平滑面においては上記のように鏡
面反射してその反射波は受信されないが、凹凸1b部にお
いてはその粗さのため後方散乱し、その後方散乱波14が
探触子Pに受信される。受信された後方散乱波14のエコ
ーレベルは、予め試験片により測定して求めた表面粗さ
と後方散乱波のエコーレベルとの相関値と比較され、被
検体1の表面粗が測定される。つづいて被測定位置を移
動するため走査されるが、このとき被検体表面1aに入射
された超音波のベクトルは、上述の第3図に示す如く等
方的であるから凹凸や段差等の形状や向き等に関係なく
一方向の走査によって表面粗さを測定することが可能に
なる。また、後方散乱波14を受信して測定するため、被
検体表面1aと探触子Pとは通常の精度のスキャナを使用
してほぼ垂直に対向させればよく、測定が容易になる。
However, as shown in FIG.
If there are minute irregularities 1b in a part of the
The ultrasonic wave incident on the surface is specularly reflected on the smooth surface as described above, and the reflected wave is not received, but the unevenness 1b portion is backscattered due to its roughness, and the backscattered wave 14 is a probe. Received by P. The received echo level of the backscattered wave 14 is compared with a correlation value between the surface roughness previously measured by a test piece and the echo level of the backscattered wave, and the surface roughness of the subject 1 is measured. Subsequently, scanning is performed to move the position to be measured. At this time, since the vector of the ultrasonic wave incident on the surface 1a of the subject is isotropic as shown in FIG. It is possible to measure the surface roughness by scanning in one direction irrespective of the orientation and the like. In addition, since the backscattered wave 14 is received and measured, the subject surface 1a and the probe P may be almost vertically opposed using a normal precision scanner, which facilitates the measurement.

第6図は探触子Pに代わる他の構成の探触子P′で、
ケース15に、曲率Rの凹曲面を有し、かつ凹曲面の中心
部を欠除した中空円板状のドーナツ形の振動子16と、振
動子16の後面に取り付けたダンパ17とを内設した点焦点
形の探触子である。探触子P′は超音波を放射する振動
子16の凹曲面の中心部が欠除してドーナツ形になってい
るため、被検体表面1aからの直接反射エコーを遮断する
マスキングを施した第4図に示す探触子Pと同様の作用
をし、探触子Pと同様に測定することができる。
FIG. 6 shows a probe P 'having another configuration in place of the probe P.
A case 15 includes a hollow disk-shaped donut-shaped vibrator 16 having a concave curved surface with a curvature R and lacking the center of the concave curved surface, and a damper 17 attached to the rear surface of the vibrator 16. This is a point-focus type probe. Since the probe P 'has a donut shape by removing the center of the concave curved surface of the transducer 16 that emits ultrasonic waves, the probe P' is masked so as to block direct reflection echoes from the subject surface 1a. The same operation as the probe P shown in FIG. 4 is performed, and the measurement can be performed in the same manner as the probe P.

第7図は、本発明の方法を使用して固体の表面粗さを
測定した一例を示すもので、横軸は被検体表面上の段差
(単位μm)、縦軸は該段差による後方散乱波のエコー
高さ(単位dB)である。図は使用する探触子の周波数が
高くなるにつれて同一の段差に対するエコー高さが高く
なる相関を示しており、周波数を高くするほど微小な段
差を測定することができることを示している。同図より
従来一般に使用されている周波数においては約30μm程
度の段差の測定がかなり精度よく可能であることが分か
る。そして周波数の選定により約1μm〜数mmの表面粗
さを測定することが可能である。
FIG. 7 shows an example of measuring the surface roughness of a solid using the method of the present invention. The horizontal axis is a step (unit: μm) on the surface of the object, and the vertical axis is a backscattered wave due to the step. Is the echo height (in dB). The figure shows a correlation in which the echo height increases with respect to the same step as the frequency of the probe used increases, and shows that a minute step can be measured as the frequency is increased. From the figure, it can be seen that at a frequency generally used in the prior art, a step of about 30 μm can be measured with high accuracy. By selecting a frequency, it is possible to measure a surface roughness of about 1 μm to several mm.

なお、上記説明からも分かるように、本発明の測定
は、水浸法(局部水浸法を含む)で被検体と非接触状態
で行うため、樹脂やゴム等の低硬度の軟質の固体に対し
ても適用可能であり、また、巨大な被検体や狭小部の測
定にも適用可能である。さらに管内周面の状況をロボッ
トを使用して測定するような場合には、該ロボットの先
端部等に本発明の方法を使用できるように装置すること
により、該ロボットの到達し得る危険な高所位置等の表
面粗さを測定することが可能になる。
As can be understood from the above description, since the measurement of the present invention is performed in a non-contact state with the subject by the water immersion method (including the local water immersion method), the measurement is performed on a low-hardness soft solid such as resin or rubber. The present invention is also applicable to measurement of a large subject or a narrow part. Further, in the case where the condition of the inner peripheral surface of the pipe is measured by using a robot, a device that can use the method of the present invention at a tip portion or the like of the robot can be used to measure a dangerous height that the robot can reach. It becomes possible to measure the surface roughness such as the position.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上説明した方法により測定するので、固
体の表面粗さや固体の表面上の段差等を、簡易に、かつ
精度よく測定することができ、しかも樹脂等の硬度の低
い軟質の固体に対しても適用して測定することができる
効果を奏する。
Since the present invention is measured by the method described above, the surface roughness of a solid or a step on the surface of a solid can be easily and accurately measured, and the method can be applied to a soft solid having a low hardness such as a resin. This also has an effect that can be applied and measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第7図は本発明の実施例の説明図で、第一
図は被検体表面が平滑な場合における本発明の方法の測
定状態説明図、第2図は被検体表面の一部に微小な凹凸
が存在する場合の測定状態説明図、第3図は第1図のII
I−III矢視図で被検体表面における超音波のベクトル説
明図、第4図は本発明の方法に使用される探触子の一例
を示す図、第5図は第4図のV−V矢視図、第6図は本
発明の方法に使用される探触子の他の例を示す図、第7
図は本発明の方法を使用して測定した表面粗さとエコー
高さとの関係を示す図である。 第8図は従来の光学的な方法により表面粗さを測定する
一例を示す図、第9図は従来の超音波を利用して表面粗
さを測定する方法の一例を示す図で、第9図(a)は平
滑な被検体に対する場合の図、第9図(b)は被検体表
面に微小な凹凸が存在する場合の図である。
1 to 7 are explanatory views of an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view of a measurement state of the method of the present invention when the surface of the subject is smooth, and FIG. 2 is a part of the surface of the subject. FIG. 3 is an explanatory view of a measurement state in the case where minute irregularities are present in FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of the vector of the ultrasonic wave on the surface of the subject in the view from the arrow I-III, FIG. 4 is a view showing an example of the probe used in the method of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a view showing another example of the probe used in the method of the present invention.
The figure shows the relationship between the surface roughness measured using the method of the present invention and the echo height. FIG. 8 is a diagram showing an example of measuring the surface roughness by a conventional optical method, and FIG. 9 is a diagram showing an example of a method of measuring the surface roughness using a conventional ultrasonic wave. FIG. 9A is a diagram for a smooth subject, and FIG. 9B is a diagram for a case where minute irregularities exist on the subject surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 嘉昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (72)発明者 滝下 利男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭62−251609(JP,A) 特開 昭64−26145(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 17/00 - 17/04 G01N 29/10──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Yoshiaki Suzuki 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (56) References JP-A-62-251609 (JP, A) JP-A-64-26145 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 17/00 -17/04 G01N 29/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】超音波を放射する凹曲面の中心部が被検体
表面からの直接反射エコーを遮断する点焦点形の探触子
を、前記被検体表面に対してほぼ垂直に、かつ焦点距離
より遠くに位置させて超音波を放射し、被検体表面の粗
さによる後方散乱波を前記探触子にて受信し、受信した
後方散乱波のエコーレベルを予め試験片により測定して
求めた表面粗さと後方散乱波のエコーレベルとの相関値
と比較して測定する超音波による固体の表面粗さ測定方
法。
1. A point-focus type probe whose central part of a concave curved surface that emits ultrasonic waves blocks direct reflection echoes from the surface of an object, is arranged substantially perpendicular to the surface of the object and at a focal length. An ultrasonic wave was emitted at a farther position, a backscattered wave due to the roughness of the surface of the subject was received by the probe, and the echo level of the received backscattered wave was determined by previously measuring a test piece. A method for measuring the surface roughness of a solid by ultrasonic waves, which is measured by comparing the surface roughness with the correlation value between the echo level of the backscattered wave.
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