JPH0235350A - 加温装置 - Google Patents
加温装置Info
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- JPH0235350A JPH0235350A JP63185303A JP18530388A JPH0235350A JP H0235350 A JPH0235350 A JP H0235350A JP 63185303 A JP63185303 A JP 63185303A JP 18530388 A JP18530388 A JP 18530388A JP H0235350 A JPH0235350 A JP H0235350A
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- JP
- Japan
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- energy
- ultrasonic
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- generated
- wave
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- Pending
Links
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Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
非破壊検査や生物、医療分野での診断および温熱療法（
ロ）従来の技術 従来からある加温装置は物体にあたえる電磁波エネルギ
ーもしくは超音波エネルギーを通常調節することはでき
るが発熱にともなう物体の熱ぼうちょうにともなって発
生する超音波の利用を考慮にいれていない。このためた
かだが１秒程度のゆっくりしたエネルギー調節をおこな
うものである。しかし物体中での音速が例えば水中では
秒速約１５００メートルとはやいために、これでは発生
した超音波により発熱分布に関する情報を求めようとし
ても位置分解能がわるいために目的を達することはでき
ない。
ロ）従来の技術 従来からある加温装置は物体にあたえる電磁波エネルギ
ーもしくは超音波エネルギーを通常調節することはでき
るが発熱にともなう物体の熱ぼうちょうにともなって発
生する超音波の利用を考慮にいれていない。このためた
かだが１秒程度のゆっくりしたエネルギー調節をおこな
うものである。しかし物体中での音速が例えば水中では
秒速約１５００メートルとはやいために、これでは発生
した超音波により発熱分布に関する情報を求めようとし
ても位置分解能がわるいために目的を達することはでき
ない。
（ハ）発明が解決しようとする間肪点
従来からある加温装置は物体中での発熱分布を測定する
ためには温度計や電磁波エネルギーまたは超音波エネル
ギーなどの強度をはかるための測定器を物体中に挿入す
ることが行われている。しかし物体中に温度計や測定器
を挿入すると挿入した箇所の温度や強度の測定値しかも
とまらない、非破壊的でないなどの問題点がある。
ためには温度計や電磁波エネルギーまたは超音波エネル
ギーなどの強度をはかるための測定器を物体中に挿入す
ることが行われている。しかし物体中に温度計や測定器
を挿入すると挿入した箇所の温度や強度の測定値しかも
とまらない、非破壊的でないなどの問題点がある。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は非破壊的に発熱分布に関する情報を測定しよう
とするものであり、加温装置により物体の発熱の割合を
時間的に変化させることにより被検査物体中で広帯域の
超音波を発生させ、この超音波を被検査物体外に設置し
た受信装置により受信し、必要に応じてフーリエ変換お
よび逆フーリエ変換などの情報処理を行うことにより解
決しようとするものである。すでに従来から広帯域の超
音波受信装置としてはハイドロフォンや広帯域増幅器な
どが開発され、また情報処理のための装置としてはマイ
クロコンピュータ等が開発されているのでこれらを用い
ることができる。。
とするものであり、加温装置により物体の発熱の割合を
時間的に変化させることにより被検査物体中で広帯域の
超音波を発生させ、この超音波を被検査物体外に設置し
た受信装置により受信し、必要に応じてフーリエ変換お
よび逆フーリエ変換などの情報処理を行うことにより解
決しようとするものである。すでに従来から広帯域の超
音波受信装置としてはハイドロフォンや広帯域増幅器な
どが開発され、また情報処理のための装置としてはマイ
クロコンピュータ等が開発されているのでこれらを用い
ることができる。。
（ホ）作用
瞬間的な物体の発熱により熱膨張がおこり、このため局
所的な圧力Ｐが発生する。この局所的な圧力Ｐは音源と
なり超音波となって物体中を伝わる。超音波の音源の強
度は発熱量Ｑに熱膨張率Ｒを剰じ比熱Ｂおよび円周率の
４倍で除したものである（Ｇ、Ｅ、Ｓｊｅｇｅｒ ａ
ｎｄ Ｈ，Ｗｌｅｆａｖｒｅ＋Ｔｉｍｅ−ｒｅｓｏｌ
ｖｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｌＩｅｎｔ @。
所的な圧力Ｐが発生する。この局所的な圧力Ｐは音源と
なり超音波となって物体中を伝わる。超音波の音源の強
度は発熱量Ｑに熱膨張率Ｒを剰じ比熱Ｂおよび円周率の
４倍で除したものである（Ｇ、Ｅ、Ｓｊｅｇｅｒ ａ
ｎｄ Ｈ，Ｗｌｅｆａｖｒｅ＋Ｔｉｍｅ−ｒｅｓｏｌ
ｖｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｌＩｅｎｔ @。
Ｉ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｕｌｓｅＳｇｅｎｅｒａ
ｔｅｄ ｂｙ Ｍ［！Ｖ ｐｒｏｔｏｎｓ ｓ
ｔｏｐｐｉｎｇ ｉｎ ≠撃浮高奄獅浮香B Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ａ Ｖｏｌ、
３１．３９２９頁−３９３頁、１９８５年）。この超音
波は物体中を音速でつたわるので瞬間的な加温から超音
波の受信までの時間差から発熱した位置がわかり、また
受信した超音波の音圧からその位置での発熱量がわかる
。なお瞬間的な発熱はフーリエ変換すると広帯域な周波
数分布を持っており逆に広帯域な周波数分布を持つよう
な発熱により発生した信号は一度フーリエ変換をおこな
い、周波数フィルターをかけ、フーリエ逆変換を行うこ
とにより瞬間的な発熱により発生した信号と同等なもの
にすることができる。またこれらの信号処理を重畳積分
により一度で行うこともできる。振幅振幅変調の周波数
を徐徐に変化させることによる、瞬間的でない広帯域の
発熱では、受信した超音波を」二記の方法により処理す
ることにより瞬間的な発熱と同等な信号を得ることがで
き、これから発熱分布に関する情報を得ることができる
。この場合加温に要する電磁波エネルギーないし超音波
エネルギーの瞬時値は低くすることができるという利点
がある。振幅変調の周波数を徐徐に変化させると広帯域
の超音波信号を発生する理由につき数学的に説明する。
ｔｅｄ ｂｙ Ｍ［！Ｖ ｐｒｏｔｏｎｓ ｓ
ｔｏｐｐｉｎｇ ｉｎ ≠撃浮高奄獅浮香B Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ａ Ｖｏｌ、
３１．３９２９頁−３９３頁、１９８５年）。この超音
波は物体中を音速でつたわるので瞬間的な加温から超音
波の受信までの時間差から発熱した位置がわかり、また
受信した超音波の音圧からその位置での発熱量がわかる
。なお瞬間的な発熱はフーリエ変換すると広帯域な周波
数分布を持っており逆に広帯域な周波数分布を持つよう
な発熱により発生した信号は一度フーリエ変換をおこな
い、周波数フィルターをかけ、フーリエ逆変換を行うこ
とにより瞬間的な発熱により発生した信号と同等なもの
にすることができる。またこれらの信号処理を重畳積分
により一度で行うこともできる。振幅振幅変調の周波数
を徐徐に変化させることによる、瞬間的でない広帯域の
発熱では、受信した超音波を」二記の方法により処理す
ることにより瞬間的な発熱と同等な信号を得ることがで
き、これから発熱分布に関する情報を得ることができる
。この場合加温に要する電磁波エネルギーないし超音波
エネルギーの瞬時値は低くすることができるという利点
がある。振幅変調の周波数を徐徐に変化させると広帯域
の超音波信号を発生する理由につき数学的に説明する。
電磁波エネルギーまたは超音波エネルギーの周波数をＦ
とし時間をＴとする。 電磁波エネルギーの場合を例に
とる。周波数Ｆの電場ＥをＥ＝ＳＩＮ（２ｚ３．１４ｘ
Ｆｘ丁ｌ５ＩＮ（２ｘ３．＋４ｘＫｚＴｘＴｌのＪ：う
１：ＳＩＮ （２ｘ３．１４ｘＫ−ｘＴｘＴ） で変調
する場合発熱 Ｑ（Ｔ）は比伝導度をＺとすれば、次の
式であたえられる（ただしここでＫは常数である）、Ｑ
ｉＴｌ＝Ｇ、５ｘＺｘＥｘＥ＝ ０、５／４ＸＺＸ （１−ＣＯ５（４ｘ３ｉｔ−ＣＯ３
（４ｘ３．１４ｘＦｘＴｌ＋４ＸＦＸＴｌ ］ （１−
ＣＯ５［４Ｘ３．ｌ ４ｘＫｘＴｚＴｌ ｌ ＝ ０、
＋２５２７．ＩＣＯ３（４ｘ３．ｌ ４ｘＫｘＴｘＴｌ
＋ＣＯ３＋４Ｘ３．ｌ ４ｚＦｘ丁ＩＣＯ５（４ｘ３
４ｘＫｘＴｘＴＩｌ ここで 公式 ％式％ Ｑ（Ｔｌ＝０、＋２５ＸＺＸ ｆｌ −ＣＯ８ｆ４ｘ３
．Ｉ ４ＸＦＸＴｌ −ＣＯ５［４Ｘ３．１４ｘＫｚＴ
ｘＴｌ ＋０．５ＸＣＯ３（４ｘ３． 目（ＦｘＴ−Ｋ
ｘＴｘＴｌ）４０．５ｘＣＯ３ｉ４ｚ３．Ｉｆ（ＦｘＴ
＋ＫｘＴｘＴｌ］ｌとなり発熱の時間変化の周波数分布
は広帯域である。
とし時間をＴとする。 電磁波エネルギーの場合を例に
とる。周波数Ｆの電場ＥをＥ＝ＳＩＮ（２ｚ３．１４ｘ
Ｆｘ丁ｌ５ＩＮ（２ｘ３．＋４ｘＫｚＴｘＴｌのＪ：う
１：ＳＩＮ （２ｘ３．１４ｘＫ−ｘＴｘＴ） で変調
する場合発熱 Ｑ（Ｔ）は比伝導度をＺとすれば、次の
式であたえられる（ただしここでＫは常数である）、Ｑ
ｉＴｌ＝Ｇ、５ｘＺｘＥｘＥ＝ ０、５／４ＸＺＸ （１−ＣＯ５（４ｘ３ｉｔ−ＣＯ３
（４ｘ３．１４ｘＦｘＴｌ＋４ＸＦＸＴｌ ］ （１−
ＣＯ５［４Ｘ３．ｌ ４ｘＫｘＴｚＴｌ ｌ ＝ ０、
＋２５２７．ＩＣＯ３（４ｘ３．ｌ ４ｘＫｘＴｘＴｌ
＋ＣＯ３＋４Ｘ３．ｌ ４ｚＦｘ丁ＩＣＯ５（４ｘ３
４ｘＫｘＴｘＴＩｌ ここで 公式 ％式％ Ｑ（Ｔｌ＝０、＋２５ＸＺＸ ｆｌ −ＣＯ８ｆ４ｘ３
．Ｉ ４ＸＦＸＴｌ −ＣＯ５［４Ｘ３．１４ｘＫｚＴ
ｘＴｌ ＋０．５ＸＣＯ３（４ｘ３． 目（ＦｘＴ−Ｋ
ｘＴｘＴｌ）４０．５ｘＣＯ３ｉ４ｚ３．Ｉｆ（ＦｘＴ
＋ＫｘＴｘＴｌ］ｌとなり発熱の時間変化の周波数分布
は広帯域である。
（へ）実施例
第一図は電磁波エネルギーでの瞬間的な発熱による超音
波発生を利用する場合のブロック図である。同期信号発
生器９によりトリガパルスが発生されると波形測定器７
がその掃引を開始する。一方同期信号発生器９からのト
リガパルスによりラジオ波発振器１０が瞬間的に動作す
る。このパルス状のラジオ波は広帯域増幅器１により増
幅され、電極２に瞬間的な電磁波エネルギーが供給され
る。
波発生を利用する場合のブロック図である。同期信号発
生器９によりトリガパルスが発生されると波形測定器７
がその掃引を開始する。一方同期信号発生器９からのト
リガパルスによりラジオ波発振器１０が瞬間的に動作す
る。このパルス状のラジオ波は広帯域増幅器１により増
幅され、電極２に瞬間的な電磁波エネルギーが供給され
る。
このため被検査物体３は瞬間的に発熱し熱膨張により圧
縮波４を発生する。圧縮波４の強度は瞬間的な発熱に比
例する。この圧縮波４は被検査物体中をその音速でつた
わり、広帯域超音波トランスヂュサ５により検出される
。検出された圧縮波４の圧力波形の時間軸は発熱分布の
距離を音速で除し、またその圧力Ｐは発熱Ｑに熱膨張率
Ｒを剰じ比熱Ｂで除したものに比例する。広帯域超音波
トランスヂュサ５で検出された信号は広帯域増幅器６に
より増幅され波形測定器７により観測される。波形測定
器７により観測された圧力波形は情報処理装置８におく
られ、被検査物体中での超音波の減衰などの因子を考慮
して発熱分布に関する情報かもとめられる。また必要の
応じて複数個の広帯域超音波トランスヂュサからの信号
を開口合成の手法により処理し、３次元的な発熱分布か
もとめられる。
縮波４を発生する。圧縮波４の強度は瞬間的な発熱に比
例する。この圧縮波４は被検査物体中をその音速でつた
わり、広帯域超音波トランスヂュサ５により検出される
。検出された圧縮波４の圧力波形の時間軸は発熱分布の
距離を音速で除し、またその圧力Ｐは発熱Ｑに熱膨張率
Ｒを剰じ比熱Ｂで除したものに比例する。広帯域超音波
トランスヂュサ５で検出された信号は広帯域増幅器６に
より増幅され波形測定器７により観測される。波形測定
器７により観測された圧力波形は情報処理装置８におく
られ、被検査物体中での超音波の減衰などの因子を考慮
して発熱分布に関する情報かもとめられる。また必要の
応じて複数個の広帯域超音波トランスヂュサからの信号
を開口合成の手法により処理し、３次元的な発熱分布か
もとめられる。
第二図は発熱強度のほうらく線の周波数を時間的に徐徐
に変化させる、瞬間的でない広帯域の発熱を行う場合の
装置のブロック図である。同期信号発生器９によりトリ
ガパルスが発生されると波形測定器７がその掃引を開始
する。一方同期信号発生器９からのトリガパルスにより
ラジオ波発信器１０が動作しラジオ波を発生する。この
ラジオ波はトリガパルスの到来によって動作を開始する
振幅変調器１１によりその振幅を変調される。変調され
たラジオ波は広帯域増幅器１により増幅され、電極２に
広帯域な電磁波エネルギーが供給される。このため被検
査物体３が発熱し圧縮波４を発生する。この圧縮波４は
被検査物体中をその音速でつたわり、広帯域超音波トラ
ンスヂュサ５により検出される。この検出された信号は
広帯域増幅器６により増幅されたのち波形測定器７によ
りその波形を観測される。観測された圧力波形は情報処
理装置８におくられフーリエ変換をおこなわれて周波数
分布をもとめられる。この様にしてえられた周波数分布
はさらにその周波数に依存した位相差をもたせられ、ま
たフィルタによりその大きさを調整されたのち逆フーリ
エ変換により瞬間的な発熱の場合と同等の信号に変換さ
れる。さらに被検査物体中での超音波の減衰の因子の補
正などが行われ発熱分布に関する情報が求められる。
に変化させる、瞬間的でない広帯域の発熱を行う場合の
装置のブロック図である。同期信号発生器９によりトリ
ガパルスが発生されると波形測定器７がその掃引を開始
する。一方同期信号発生器９からのトリガパルスにより
ラジオ波発信器１０が動作しラジオ波を発生する。この
ラジオ波はトリガパルスの到来によって動作を開始する
振幅変調器１１によりその振幅を変調される。変調され
たラジオ波は広帯域増幅器１により増幅され、電極２に
広帯域な電磁波エネルギーが供給される。このため被検
査物体３が発熱し圧縮波４を発生する。この圧縮波４は
被検査物体中をその音速でつたわり、広帯域超音波トラ
ンスヂュサ５により検出される。この検出された信号は
広帯域増幅器６により増幅されたのち波形測定器７によ
りその波形を観測される。観測された圧力波形は情報処
理装置８におくられフーリエ変換をおこなわれて周波数
分布をもとめられる。この様にしてえられた周波数分布
はさらにその周波数に依存した位相差をもたせられ、ま
たフィルタによりその大きさを調整されたのち逆フーリ
エ変換により瞬間的な発熱の場合と同等の信号に変換さ
れる。さらに被検査物体中での超音波の減衰の因子の補
正などが行われ発熱分布に関する情報が求められる。
（ト）発明の効果
この発明は以上説明したように広帯域な発熱の時間変化
を被検査物体中でしようしさせることにより被検査物体
中で広帯域の超音波を発生させることができ、この超音
波を測定することにより被加温物体中での発熱分布に関
する情報を非破壊的に測定することができるようにする
効果がある。
を被検査物体中でしようしさせることにより被検査物体
中で広帯域の超音波を発生させることができ、この超音
波を測定することにより被加温物体中での発熱分布に関
する情報を非破壊的に測定することができるようにする
効果がある。
第一図は電磁波エネルギーでの瞬間的な発熱による超音
波発生を利用する場合の装置のブロック図である。第二
図は発熱強度のほうらく線の周波数を時間的に徐徐に変
化させる、瞬間的でない広帯域の発熱による超音波発生
を利用する場合の装置のブロック図である。 第二図
波発生を利用する場合の装置のブロック図である。第二
図は発熱強度のほうらく線の周波数を時間的に徐徐に変
化させる、瞬間的でない広帯域の発熱による超音波発生
を利用する場合の装置のブロック図である。 第二図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電磁波エネルギーもしくは超音波エネルギーを用い
て物体を加温する装置において、上記電磁波エネルギー
もしくは超音波エネルギーのほうらく線を、自動的に、
時間的に変動させることにより、物体の温度上昇の時間
的変化が広帯域の周波数成分からなるようにし、この結
果、物体の熱ぼうちようにより物体から発生する超音波
が広帯域であるようにすることのできる加温装置 ２ 特許請求の範囲第１項記載の加温装置において電磁
波エネルギーもしくは超音波エネルギーのほうらく線が
きわめて短時間であるためパルス的でありこのため発生
する超音波が広帯域であるような加温装置 ３ 特許請求の範囲１項記載の加温装置において電磁波
エネルギーもしくは超音波エネルギーのほうらく線の周
波数（変調周波数）が時間的に徐徐に変化するため発生
する超音波が広帯域であるような加温装置 ４ 特許請求の範囲１項記載の加温装置において電磁波
エネルギーもしくは超音波エネルギーのほうらく線の形
、大きさ、およびタイミングをモニター信号として発生
することのできる加温装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185303A JPH0235350A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 加温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185303A JPH0235350A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 加温装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235350A true JPH0235350A (ja) | 1990-02-05 |
Family
ID=16168497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185303A Pending JPH0235350A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 加温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0235350A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032442A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 浮遊粒子測定システム |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP63185303A patent/JPH0235350A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032442A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 浮遊粒子測定システム |
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