JPH0416708A

JPH0416708A - 表面波探触子

Info

Publication number: JPH0416708A
Application number: JP2120929A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Tanaka; 洋次田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1992-01-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は板材、管財、角材、棒材等の寸法を測定する
ための表面波探触子に関するものである。

［従来の技術］第２図は例えば超音波探傷法（昭和４９年　日刊工業新
聞社発行）に示された往来の表面波探触子の断面図であ
る。

図において（１）は超音波の送受信を行う圧電振動子、
（２）は上記振動子（１）を固定し７表面波が発生する
ための角度面を有する楔、（３）はケース、（４）は楔
（２）内の不要な超音波を吸収する吸音材、（５）は水
、油等の接触媒質、（６）は試験体、（７）は試験体端
部、Ｌは表面波伝搬距離である。

従来の表面波探触子は上記のように構成されており、振
動子ｆｌ）から発生した超音波は楔に設けられた角度と
スネルの法則により、試験体（６）中で表面波に変換さ
れて試験体端部（７）まで伝搬する。そして、再び逆の
経路で振動子（１）に受信される。この時に表面波伝搬
距離りを測定することにより試験体（６）の寸法計測が
可能となる。

また、上記楔　（２）は一般にアクリル樹脂から構成さ
れており９弾性がほとんど無いため、試験体（６）表面
の凹凸に対して密着性を確保することはほとんど困難と
なる。したがって楔（２）と試験体（６）との間の超音
波伝搬効率を向上させるために水や油等の接触媒質（５
）を使って表面波を試験体（６）に伝搬させる必要があ
った。

［発明が解決しようとする課題］上記のように楔（２）と試験体（６）との間に水や油等
の接触媒質（５）を使用しなければならない表面波探触
子においては、接触媒質（５）を供給するための付帯設
備（例えばポンプ、タンク、ホース等）が必要になった
り９表面波探触子を保持するホルダーやシューの部分に
接触媒質（５）をためるめの構造が必要になったりし、
探触子として複雑で、かつ高価なものとなる問題があっ
た。

また、上記接触媒質（５）が表面波の伝搬経路状に存在
すると表面波はその部分でほとんど反射されて目的とす
る試験体端部（７）まで表面波が到達しなくなるが、上
記表面波の伝搬経路上に存在する接触媒質（５）を完全
に除去することはがなりの時間と労力が必要となる問題
があった。

さらに２表面伝搬距離りが長くなると表面探触子を試験
体（６）の寸法測定方法のほぼ中心付近に配置し１表面
伝搬距離りをあらかじめ短く設定した上で試験体（６）
表面上で１８０°対向するそれぞれ端部（７）に表面波
探触子の同きを変えてそれぞれの表面波伝搬距離りを測
定しなければならない問題があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
９表面波探触子の楔の試験体表面と対向する面に軟質ゴ
ムを設ける事により、水や油等の接触媒質を不要とし、
さらに１回の動作で長い測定距離を確保できる表面波探
触子を得ることを目的とする。

またこの発明は１回の動作９０’異なる２方向の寸法を
同時に測定でき、かつ試験体の厚さが測定できる表面波
探触子を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明による表面波探触子は表面波を発生させるため
に必要な角度を有する楔の試験体と対向する面に軟質ゴ
ムを設け、さらに楔の表面波を発生させるために設けら
れた角度面を背中合わせ状態に２面設けて、それぞれの
角度面に圧電振動子を設けたものである。

またこの発明の別の発明による表面波探触子は表面波を
発生させるために必要な角度を有する楔の試験体と対向
する面に軟質ゴムを設け、さらに楔の表面波を発生させ
るために設けられた角度面を背中合わせ状態に４面設け
て、それぞれの角度面に圧電振動子を設けたものである
。

さらにこの発明の別の発明による表面波探触子は表面波
を発生させるために必要な角度を有する楔の試験体と対
向する面に軟質ゴムを設け、さらに楔に表面波を発生さ
せるために設けられた角度面を背中合わせ状態に４面と
試験体表面に垂直に超音波を入射させる面を１面設けて
、それぞれの角度面に表面波送受信用圧電振動子４個と
垂直縦波送受信用圧電振動子１個を設けたものである。

［作用］この発明においては楔の試験体と対向する面に軟質ゴム
を設けているため、水や油等の接触媒質を使用しなくて
も軟質ゴムの弾性が楔と試験体との隙間を充満すること
により音響結合を確保することが可能となる。

またこの発明は楔の表面波を発生させるために設けられ
た角度面を背中合わせ状態に２面設けて、それぞれの角
度面に圧電振動子を設けられているために９両面に表面
波を発生させることにより寸法測定範囲を従来の２倍確
保することが可能となる。

この発明の別の発明は楔の表面波を発生させるために設
けられた角度面を背中合わせ状態に４面設けて、それぞ
れの角度面に圧電振動子を設けているために、四方に表
面波を発生させることにより９０°異なる２方向の寸法
が同時に測定することが可能となる。

さらに、この発明の別の発明は試験体表面に垂直に縦波
超音波を送受信するための圧電振動子を設けていること
により厚さ測定も可能となる。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例を示す表面波探触子の断面
図である。

図において（１１は超音波の送受信を行う圧電振動子、
　（２ａ）はこの発明による上記振動子（１）を固定し
１表面波が発生、する角度面を背中合わせに２面有する
楔、（３）はケース、（４）は楔（２）内の不要な超音
波を吸収する吸音材、（６）は試験体。

（７）は試験体端部、（８）はこの発明による軟質ゴム
、　ＬＬ、Ｌ２は表面波伝搬距離である。

上記のように構成された表面波探触子においては試験体
（６）表面に対向する面に軟質ゴムが取付けられており
、上記軟質ゴム（８）は音響インピーダンスが水や油の
接触媒質（５）とほぼ同程度であることと、柔軟性（シ
ョア硬度で１５〜２０程度）が楔　（２）と軟質ゴム（
８）との境界面、及び軟質ゴム（８）と試験体（６）表
面との境界面での密着性を良くする条件となる。また、
水、油等の接触媒質（５）を使用せずに表面波を試験体
（６）に伝搬できるために９表面波の伝搬経路上に妨害
となる接触媒質（５）の付着も生じないで目的とする試
験体端部（７）までの表面波伝搬距離Ｌｌ、Ｌ２を測定
できる。

第２図（ａ）はこの発明の他の一実施例を示す表面波探
触子の上断面図、第２図（ｂ）は横断面図である。

図においてｆｌ）は超音波の送受信を行う圧電振動子、
　（２ｂ）はこの発明による上記振動子ｆｌ）を固定し
１表面波が発生する角度面を背中合わせに４面有する楔
、（３）はケース、（４）は楔（２ｂ）内の不要な超音
波を吸収する吸音材、（６）は試験体。

（７）は試験体端部、（８）はこの発明による軟質ゴム
、　Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４は表面波伝搬距離である。

上記のように構成された表面探触子においては試験体（
６）表面に対向に対向する面に軟質ゴムが取付けられて
おり、上記軟質ゴム（８）は音響インピーダンスが水や
油の接触媒質（５）とほぼ同程度であることと、柔軟性
（ショア硬度で１５〜２０程度）が（２ｂ）と軟質ゴム
（８）との境界面、及び軟質ゴム（８）と試験体（６）
表面との境界面での密着性を良（する条件となる。また
、水、油等の接触媒質（５）を使用せずに表面波を試験
体（６）に伝搬できるために１表面波の伝搬経路上に妨
害となる接触媒質（５）の付着も生じないで目的とする
試験体重部（７）までの表面波伝搬距離Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ
３．Ｌ４を測定できる。

第３図！ａ）はこの発明のさらに他の一実施例を示す表
面波探触子の上断面図、第３図ｆｂｌは横断面図である
。

図において（１ａ）は表面波の送受信を行う圧電振動子
、　　ｆｉｂ）は垂直縦波の送受信を行う圧電振動子、
　（２ｃ）はこの発明による上記振動子（ｌａｌ、　（
１ｂ）を固定し５表面波が発生する角度面を背中合わせ
に４面と縦波超音波を試験体（６）表面に垂直に入射さ
せる面１面を有する楔、（３）はケース、（４）は楔（
２ｃ）内の不要な超音波を吸収する吸音材。

（６）は試験体、（７）は試験体端部、（８）はこの発
明による軟質ゴム、　Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４は表面波
伝搬長距離、Ｔは試験体（６）の厚さである。

第３図に示す表面波探触子は第２図で説明した表面波探
触子の作用、効果を有するとともに、垂直用振動子（１
ｂ）により試験体（６）表面に垂直に縦波超音波を入射
させて試験体底面からの反射波を受信することにより試
験体（６）の厚さＴを測定できるようになっている。

なお上記実施例では楔の形状に特徴をもたせるとともに
楔の試験体との対向面に軟質ゴムを設けた構成としたが
、水や油などの接触媒質を使用せずに音響結合を確保す
る目的のみの場合は従来の楔と試験体との間に軟質ゴム
を設ければ良い。

［発明の効果］この発明は以上説明したように楔の試験体との対向面に
軟質ゴムを設けることにより水、油等の接触媒質を使用
せずに試験体の寸法測定が簡単にできる。さらに表面波
の発生を試験体表面上の１８０　　°対向した方向に一
度にできるため寸法測定範囲を長（できる効果がある。

またこの発明の別の発明は表面波の発生を試験体表面上
の複数方向に一度にできるため複数方向の寸法測定が可
能になるだけではな（、試験体の表面積の測定もできる
効果がある。

さらにこの発明の別の発明は垂直縦波の送受信を行う圧
電振動子を設けであるので試験体の厚さ測定も同時にで
きることから体積の測定もできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による表画面探触子の断面図、第２図
はこの発明の、他の実施例を示す表面波探触子の断面図
、第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す表面波探
触子の断面図、第４図は従来の表面波探触子を示す断面
図である。図において（１）　、　　（ｌａ）、　（ｌｂｌは圧電
振動子。（２ａ）、　　（２ｂ）、　　ｆ２ｃ）はこの発明によ
る楔、　（３１ハ’ｙ−一ス、（４）は吸音材、（５）
は水、油等の接触媒質、（６）は試験体、（７）は試験
体端部、（８）はこの発明による軟質ゴム、　Ｌ、Ｌｌ
、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４は表面波伝搬距離、Ｔは試験体の厚
さである。なお、各図中同一符号は、同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超音波の表面波モードを発生させる表面探触子の
おいて、表面波が十分な強度で発生し得る入射角面を背
中合わせに偶数面有する楔と、上記楔のそれぞれの入射
角面に固定されて超音波の送受信を行う圧電振動子と、
上記楔の試験表面の対向面に軟質ゴムとを具備させたこ
とを特徴とする表面波探触子。
（２）超音波の表面モードを発生させる表面波探触子に
おいて、表面波が十分な強度で発生し得る入射角面を背
中合わせに偶数面と試験体に垂直に超音波を入射させる
面とを有する楔と、上記楔のそれぞれの入射角面に固定
されて表面波の送受信を行う圧電振動子４個と縦波を垂
直に送受信する圧電振動子１個と、上記楔の試験体表面
の対向面に軟質ゴムとを具備させたことを特徴とする表
面波探触子。
（３）超音波の表面モードを発生させる表面波探触子に
おいて、表面波が十分な強度で発生し得る入射角面を有
する楔と、上記楔の入射各面に固定されて超音波の送受
信を行う圧電振動子と、上記楔の試験体表面の対向面に
軟質ゴムとを具備させたことを特徴とする表面波探触子
。