JP5419677B2 - ポアソン比の計測方法、及び、計測装置 - Google Patents
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Description
ただし、鋼材に照射する場合、フルーエンス約2mJ/mm2以下であれば、対象物にアブレーションによる照射痕は生じない。
(i)被検査体を伝搬する板波超音波と表面波超音波を受信して、
(ii)前記板波超音波の周波数を算出し、
(iii)前記表面波超音波の伝搬時間を計測し、該伝搬時間と伝搬距離とから、該表面波超音波の伝搬速度を算出し、
(iv)前記板波超音波の周波数と前記表面波超音波の伝搬速度とに基づいて、前記被検査体のポアソン比を算出し、
前記板波超音波の周波数は、群速度がゼロのS1モードの板波超音波の周波数であることを特徴とする、ポアソン比の計測方法。
(i)被検査体の表面にパルスレーザ光を照射し超音波励起することにより、超音波を発生させるためのレーザ光源を含む超音波発生部、
(ii)被検査体の表面に連続波レーザ光を照射することにより、被検査体を伝搬する板波超音波及び表面波超音波を受信するためのレーザ光源を含む受信部、
(iii)受信した前記板波超音波から該板波超音波の周波数を算出する第一の処理部、
(iv)受信した前記表面波超音波の伝搬時間を計測し、該伝搬時間と伝搬距離とから該表面波超音波の伝搬速度を算出する第二の処理部、及び、
(v)前記板波超音波の周波数と前記表面波超音波の伝搬速度とから、被検査体のポアソン比を算出する第三の処理部
を備え、
前記板波超音波の周波数は、群速度がゼロのS1モードの板波超音波の周波数であることを特徴とする、ポアソン比の計測装置。
計測条件は、表1に示す。
実施例において得られた結果が妥当であるかを調べるために、公知の方法である、アブレーションを利用した計測法で、ポアソン比ν、縦波音速VL、横波音速VSを算出した。比較例において、被検査体に照射されている超音波発生用のパルスレーザ光の強さは3.5mmJ/mm2であり、これは、微小なアブレーションが生じる程度の強さである。
2 レーザ光
3 対象物の蒸発
4 超音波
5 温度上昇領域
11 被検査体
12 超音波発生用レーザ光源
13 超音波検出用レーザ光源
14a、14b、14c、14d、14e、14f ミラー
15 リニアステージ
16 フィルター
17a、17b 集光レンズ
18 シリンドリカルレンズ
19a、19b、19c 偏光ビームスプリッタ
20 ファブリ・ペロー干渉計
21a、21b アバランシェ・フォトダイオード(光検出部)
22 安定化回路
23 算出部
23a S1f値算出部(第一の処理部)
23b 表面波超音波音速算出部(第二の処理部)
23c ポアソン比算出部(第三の処理部)
24 表示装置
31 超音波発生用レーザ光の照射スポット
32 超音波検出用レーザ光の照射スポット
33 超音波の進行方向
41 表面波超音波の音速計測時の超音波発生用レーザ光の照射スポット
42 表面波超音波の進行方向
51 パルスYAG発振タイミング(超音波発生時刻)
61 S1モードの板波超音波の周波数成分
62 A2モードの板波超音波の周波数成分
CL 超音波検出用レーザ光(連続波レーザ光)
CLP 超音波検出用レーザ光(連続波レーザ光)のP偏光成分
CLS 超音波検出用レーザ光(連続波レーザ光)のS偏光成分
PL 超音波発生用レーザ光(パルスレーザ光)
Claims (11)
- 被検査体の表面にパルスレーザ光を照射して、熱弾性効果により超音波を発生させ、該被検査体の表面に連続波レーザ光を照射して、該被検査体を伝搬する超音波を受信して、被検査体のポアソン比を計測する方法であって、
(i)被検査体を伝搬する板波超音波と表面波超音波を受信して、
(ii)前記板波超音波の周波数を算出し、
(iii)前記表面波超音波の伝搬時間を計測し、該伝搬時間と伝搬距離とから、該表面波超音波の伝搬速度を算出し、
(iv)前記板波超音波の周波数と前記表面波超音波の伝搬速度とに基づいて、前記被検査体のポアソン比を算出し、
前記板波超音波の周波数は、群速度がゼロのS1モードの板波超音波の周波数であることを特徴とする、ポアソン比の計測方法。 - 前記パルスレーザ光を前記被検査体に照射し前記板波超音波を発生させる際に、該パルスレーザ光を点状スポットで照射することを特徴とする請求項1に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記連続波レーザ光を前記被検査体に照射し前記板波超音波を受信する際に、前記連続波レーザ光を、前記パルスレーザ光を照射する前記点状スポット域内に照射することを特徴とする請求項2に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記パルスレーザ光を前記被検査体に照射し前記表面波超音波を発生させる際に、該パルスレーザ光を線状に照射することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポアソン比の計測方法。
- 前記板波超音波、及び、前記表面波超音波を受信する方法は、前記連続波レーザ光を前記被検査体の表面に照射し、該板波超音波、及び、該表面波超音波の振動によりドップラーシフトを受けた該連続波レーザ光の反射光を受光し、該反射光を干渉計で干渉させ、該干渉計から出力される光の強度変化を検知する方法であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のポアソン比の計測方法。
- 被検査体の表面にパルスレーザ光を照射して、熱弾性効果により超音波を発生させ、該被検査体の表面に連続波レーザ光を照射して、該被検査体を伝搬する超音波を受信して、被検査体のポアソン比を計測する装置であって、
(i)被検査体の表面にパルスレーザ光を照射し超音波励起することにより、超音波を発生させるためのレーザ光源を含む超音波発生部、
(ii)被検査体の表面に連続波レーザ光を照射することにより、被検査体を伝搬する板波超音波及び表面波超音波を受信するためのレーザ光源を含む受信部、
(iii)受信した前記板波超音波から該板波超音波の周波数を算出する第一の処理部、
(iv)受信した前記表面波超音波の伝搬時間を計測し、該伝搬時間と伝搬距離とから該表面波超音波の伝搬速度を算出する第二の処理部、及び、
(v)前記板波超音波の周波数と前記表面波超音波の伝搬速度とから、被検査体のポアソン比を算出する第三の処理部
を備え、
前記板波超音波の周波数は、群速度がゼロのS1モードの板波超音波の周波数であることを特徴とする、ポアソン比の計測装置。 - さらに、前記超音波発生部には、前記パルスレーザ光を前記被検査体に点状スポットで照射する照射光学系を含むことを特徴とする請求項6に記載のポアソン比の計測装置。
- 前記連続波レーザ光を、前記パルスレーザ光を照射する前記点状スポット域内に照射することを特徴とする請求項7に記載のポアソン比の計測装置。
- さらに、前記超音波発生部には、前記パルスレーザ光を前記被検査体に線状スポットで照射する照射光学系とを含むことを特徴とする請求項7又は8に記載のポアソン比の計測装置。
- さらに、前記超音波発生部には、前記点状スポットで照射する照射光学系と、前記線状スポットで照射する照射光学系を切り替える機構を含むことを特徴とする請求項9に記載のポアソン比の計測装置。
- さらに、前記受信部には、前記板波超音波、及び、前記表面波超音波の振動によりドップラーシフトを受けた前記連続波レーザ光の反射光を受光して、受光した該連続波レーザ光の反射光を干渉させる干渉計と、該干渉計から出力される光の強度変化を電気信号として出力する光検出部とを含むことを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載のポアソン比の計測装置。
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