JPH0128455Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0128455Y2 JPH0128455Y2 JP18444882U JP18444882U JPH0128455Y2 JP H0128455 Y2 JPH0128455 Y2 JP H0128455Y2 JP 18444882 U JP18444882 U JP 18444882U JP 18444882 U JP18444882 U JP 18444882U JP H0128455 Y2 JPH0128455 Y2 JP H0128455Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic transducer
- ultrasonic
- backing material
- acoustic
- terminals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
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- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は非破壊検査や医療診断等に用いられ
る超音波探触子に関するものである。
る超音波探触子に関するものである。
従来のこの種の超音波探触子は、例えば第１図
に示すように、１ケの超音波振動子１を用い、超
音波振動子１の一方の音響放射面２上にバツキン
グ材３を設けて構成されていた。
に示すように、１ケの超音波振動子１を用い、超
音波振動子１の一方の音響放射面２上にバツキン
グ材３を設けて構成されていた。
バツキング材３は、超音波振動子１の機械的自
由振動を制動し、超音波探触子により送受信され
る超音波パルスのパルス幅を短くし、距離分解能
を向上させるためのものである。距離分解能よく
被検材を検査するには、バツキング材３の音響イ
ンピーダンスは超音波振動子１の音響インピーダ
ンスに近い値であることが要求される。また、バ
ツキング材３は、超音波振動子１からバツキング
材３内へ放射された超音波が、バツキング材３の
裏面４で反射され、超音波振動子１に雑音として
再び受信されないようにするため、超音波の減衰
率が大きいことが要求される。従来、バツキング
材３の材料として、金属粉末と高分子有機化合物
との混合材料がよく用いられているが、音響イン
ピーダンスを超音波振動子１の音響インピーダン
スに近づけるため金属粉末の量を高分子有機化合
物の量に対して増していくと、超音波の減衰率が
小さくなつてしまう。
由振動を制動し、超音波探触子により送受信され
る超音波パルスのパルス幅を短くし、距離分解能
を向上させるためのものである。距離分解能よく
被検材を検査するには、バツキング材３の音響イ
ンピーダンスは超音波振動子１の音響インピーダ
ンスに近い値であることが要求される。また、バ
ツキング材３は、超音波振動子１からバツキング
材３内へ放射された超音波が、バツキング材３の
裏面４で反射され、超音波振動子１に雑音として
再び受信されないようにするため、超音波の減衰
率が大きいことが要求される。従来、バツキング
材３の材料として、金属粉末と高分子有機化合物
との混合材料がよく用いられているが、音響イン
ピーダンスを超音波振動子１の音響インピーダン
スに近づけるため金属粉末の量を高分子有機化合
物の量に対して増していくと、超音波の減衰率が
小さくなつてしまう。
そのため、従来のこの種の超音波探触子では、
バツキング材３の裏面４に、例えば第１図に示す
ような溝切り込み加工を施し、超音波をバツキン
グ材３の裏面４で乱反射させ、超音波振動子１に
より受信される雑音レベルを小さくするようにし
ていた。しかし、第１図に示すような溝切り込み
加工は、上記雑音レベルを観測しながら行なわな
いと、雑音レベルを所要値以下にすることは困難
であり、このため加工時間が長くかかるなどの欠
点があつた。
バツキング材３の裏面４に、例えば第１図に示す
ような溝切り込み加工を施し、超音波をバツキン
グ材３の裏面４で乱反射させ、超音波振動子１に
より受信される雑音レベルを小さくするようにし
ていた。しかし、第１図に示すような溝切り込み
加工は、上記雑音レベルを観測しながら行なわな
いと、雑音レベルを所要値以下にすることは困難
であり、このため加工時間が長くかかるなどの欠
点があつた。
この考案は、上述したような欠点を解決するた
め、バツキング材３の裏面４にも別の超音波振動
子１と電気負荷５を設けたものであり、以下第２
図に示す一実施例を用いて詳細に説明する。
め、バツキング材３の裏面４にも別の超音波振動
子１と電気負荷５を設けたものであり、以下第２
図に示す一実施例を用いて詳細に説明する。
第２図は、この考案に係る超音波探触子の一実
施例であり、１は超音波振動子、２は超音波振動
子１の音響放射面、３は従来と同様の音響インピ
ーダンスを有するバツキング材、５は電気負荷で
ある。
施例であり、１は超音波振動子、２は超音波振動
子１の音響放射面、３は従来と同様の音響インピ
ーダンスを有するバツキング材、５は電気負荷で
ある。
第３図は、電気負荷５の１例であり、可変抵抗
６で構成している。第４図は、電気負荷５の他の
例であり、可変抵抗６と可変インダクタ７とで構
成している。
６で構成している。第４図は、電気負荷５の他の
例であり、可変抵抗６と可変インダクタ７とで構
成している。
電気負荷５の構成は、これらに限らず、複数個
の可変抵抗６、複数個の可変インダクタ７、複数
個の可変コンデンサとを組合せた電気回路からな
つていてもよい。
の可変抵抗６、複数個の可変インダクタ７、複数
個の可変コンデンサとを組合せた電気回路からな
つていてもよい。
この考案に係る超音波探触子において、バツキ
ング材３は、従来と同様の材料で製作し、従来と
同等の音響インピーダンスを有するようにする。
したがつて、得られるパルス幅は従来と同等であ
る。
ング材３は、従来と同様の材料で製作し、従来と
同等の音響インピーダンスを有するようにする。
したがつて、得られるパルス幅は従来と同等であ
る。
しかし、この考案に係る超音波探触子では、従
来と異なり、バツキング材３の裏面４に溝切り込
加工を施す代りに、超音波振動子１を設け、超音
波振動子１を電気負荷５により、電気的に終端し
ている。バツキング材３の裏面４に設けている超
音波振動子１は、バツキング材３のもう一方の面
に設けている超音波振動子２と共振周波数が近い
ものであればよい。同一のものでも無論よい。さ
て、超音波振動子１に入射する超音波の音響的反
射係数は、超音波振動子１に接続された電気負荷
５に依存する。
来と異なり、バツキング材３の裏面４に溝切り込
加工を施す代りに、超音波振動子１を設け、超音
波振動子１を電気負荷５により、電気的に終端し
ている。バツキング材３の裏面４に設けている超
音波振動子１は、バツキング材３のもう一方の面
に設けている超音波振動子２と共振周波数が近い
ものであればよい。同一のものでも無論よい。さ
て、超音波振動子１に入射する超音波の音響的反
射係数は、超音波振動子１に接続された電気負荷
５に依存する。
これを第５図と第６図とを用いて以下説明す
る。
る。
第５図は、「非破壊検査」第30巻第10号（昭和
56年10月）頁762〜767における第２図に示されて
いる超音波振動子の等価回路を、バツキング材３
から超音波振動子１に入射する超音波の音響的反
射係数を求められるように書き直したものであ
る。第５図中、端子Ａ，A′は電気負荷５に接続
される超音波振動子１の電気端子である。端子
Ｅ，E′と端子Ｃ，C′とは超音波振動子１の音響端
子である。端子Ｅ，E′はバツキング材の裏面４に
接する端子を表わしている。
56年10月）頁762〜767における第２図に示されて
いる超音波振動子の等価回路を、バツキング材３
から超音波振動子１に入射する超音波の音響的反
射係数を求められるように書き直したものであ
る。第５図中、端子Ａ，A′は電気負荷５に接続
される超音波振動子１の電気端子である。端子
Ｅ，E′と端子Ｃ，C′とは超音波振動子１の音響端
子である。端子Ｅ，E′はバツキング材の裏面４に
接する端子を表わしている。
もう一方の音響端子Ｃ，C′は第２図に示したよ
うに空気負荷となつているので、等価回路では短
絡させている。
うに空気負荷となつているので、等価回路では短
絡させている。
電気端子Ａ，A′に接続する電気負荷５のイン
ピーダンスをZeで表わして、バツキング材３から
音響端子Ｅ，E′に入射した超音波の音響的反射係
数Γを第５図の等価回路から求めると、 Γ＝（4Kt 2／π）−（Zb／Z0）（ω0C0Ze）＋ｊ（Zb
／Z0）／（4Kt 2／π）＋（Zb／Z0）（ω0C0Ze）−ｊ（Z
b／Z0）……(1) となる。この式は、超音波振動子１の共振周波数
で成り立つ式であり、Ktは超音波振動子１の電
気機械結合係数、Zbはバツキング材３の音響イン
ピーダンス、Z0は超音波振動子１の音響インピー
ダンス、ω0は超音波振動子１の共振角周波数、
C0は超音波振動子１の静電容量、ｊは√−１で
ある。なお、第５図中φ＝Kt√（0 0 0）
sin（／２）／（／２）C′＝−（C0／Kt 2）／
sin，＝πω／ω0，ｄは超音波振動子１の厚さ、
V0は超音波振動子１内の音速である。(1)式より
音響反射係数Γは、電気負荷Zeに依存することが
わかるが、これをより明らかにするため、１例と
してZeが実数の場合、つまり、電気負荷５が抵抗
の場合についてΓを数値計算した結果を第６図に
示す。
ピーダンスをZeで表わして、バツキング材３から
音響端子Ｅ，E′に入射した超音波の音響的反射係
数Γを第５図の等価回路から求めると、 Γ＝（4Kt 2／π）−（Zb／Z0）（ω0C0Ze）＋ｊ（Zb
／Z0）／（4Kt 2／π）＋（Zb／Z0）（ω0C0Ze）−ｊ（Z
b／Z0）……(1) となる。この式は、超音波振動子１の共振周波数
で成り立つ式であり、Ktは超音波振動子１の電
気機械結合係数、Zbはバツキング材３の音響イン
ピーダンス、Z0は超音波振動子１の音響インピー
ダンス、ω0は超音波振動子１の共振角周波数、
C0は超音波振動子１の静電容量、ｊは√−１で
ある。なお、第５図中φ＝Kt√（0 0 0）
sin（／２）／（／２）C′＝−（C0／Kt 2）／
sin，＝πω／ω0，ｄは超音波振動子１の厚さ、
V0は超音波振動子１内の音速である。(1)式より
音響反射係数Γは、電気負荷Zeに依存することが
わかるが、これをより明らかにするため、１例と
してZeが実数の場合、つまり、電気負荷５が抵抗
の場合についてΓを数値計算した結果を第６図に
示す。
第６図において、横軸はω0，C0で規格化した
電気負荷５のインピーダンスである。たて軸は音
響的反射係数Γの絶対値の対数の20倍を表わして
おり、この値が小さい程反射が小さいことを意味
する。Ktは0.5とし、Zb／Z0が１，0.75，0.5の３
つの場合の計算結果を示している。第６図から、
超音波の音響的反射係数は、電気負荷５のインピ
ーダンスを変化させることにより調整できること
がわかる。
電気負荷５のインピーダンスである。たて軸は音
響的反射係数Γの絶対値の対数の20倍を表わして
おり、この値が小さい程反射が小さいことを意味
する。Ktは0.5とし、Zb／Z0が１，0.75，0.5の３
つの場合の計算結果を示している。第６図から、
超音波の音響的反射係数は、電気負荷５のインピ
ーダンスを変化させることにより調整できること
がわかる。
したがつて、この考案に係る超音波探触子で
は、雑音レベルを、従来のように溝切り込み加工
でなく、電気負荷５を変えることにより調整でき
るため、従来に比べ調整が簡便になる利点があ
る。
は、雑音レベルを、従来のように溝切り込み加工
でなく、電気負荷５を変えることにより調整でき
るため、従来に比べ調整が簡便になる利点があ
る。
なお、以上は第２図に示す一実施例の場合につ
いて説明したが、この考案はこれに限らず、例え
ば第７図に示すように、バツキング材３の裏面４
に設ける超音波振動子１および電気負荷５を更に
増設してもよい。
いて説明したが、この考案はこれに限らず、例え
ば第７図に示すように、バツキング材３の裏面４
に設ける超音波振動子１および電気負荷５を更に
増設してもよい。
また、バツキング材３の裏面４に設けた超音波
振動子１の、バツキング材３の裏面４に面してい
ない方の音響放射面２上に更に別のバツキング材
３を設けてもよい。例えば第８図に１例を示す。
振動子１の、バツキング材３の裏面４に面してい
ない方の音響放射面２上に更に別のバツキング材
３を設けてもよい。例えば第８図に１例を示す。
以上のように、この考案に係る超音波探触子で
は、バツキング材３の上下両面ともに超音波振動
子１を設け、一方の超音波振動子１の電気負荷５
を調整することにより、雑音レベルを調整できる
ため従来に比べ調整が簡便となる利点がある。
は、バツキング材３の上下両面ともに超音波振動
子１を設け、一方の超音波振動子１の電気負荷５
を調整することにより、雑音レベルを調整できる
ため従来に比べ調整が簡便となる利点がある。
第１図は従来の超音波探触子を示す図、第２図
はこの考案に係る超音波探触子の一実施例を示す
図である。第３図は、電気負荷５の一実施例を示
す回路図、第４図は、電気負荷５の他の実施例を
示す回路図、第５図は超音波振動子１の等価回路
図、第６図は音響的反射係数を示す特性図、第７
図および第８図は、この考案に係る超音波探触子
の他の実施例を示す図である。 図中、１は超音波振動子、２は音響放射面、３
はバツキング材、４はバツキング材３の裏面、５
は電気負荷である。なお、図中、同一あるいは相
当部分には同一符号を付して示してある。
はこの考案に係る超音波探触子の一実施例を示す
図である。第３図は、電気負荷５の一実施例を示
す回路図、第４図は、電気負荷５の他の実施例を
示す回路図、第５図は超音波振動子１の等価回路
図、第６図は音響的反射係数を示す特性図、第７
図および第８図は、この考案に係る超音波探触子
の他の実施例を示す図である。 図中、１は超音波振動子、２は音響放射面、３
はバツキング材、４はバツキング材３の裏面、５
は電気負荷である。なお、図中、同一あるいは相
当部分には同一符号を付して示してある。
Claims (1)
- バツキング材の上下両面ともに、超音波振動子
を設け、一方の超音波振動子の電気負荷を調整で
きるようにしたことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18444882U JPS5987665U (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18444882U JPS5987665U (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987665U JPS5987665U (ja) | 1984-06-13 |
| JPH0128455Y2 true JPH0128455Y2 (ja) | 1989-08-30 |
Family
ID=30398935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18444882U Granted JPS5987665U (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987665U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2600136B2 (ja) * | 1986-05-29 | 1997-04-16 | 株式会社島津製作所 | 超音波診断装置 |
-
1982
- 1982-12-06 JP JP18444882U patent/JPS5987665U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5987665U (ja) | 1984-06-13 |
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