JPH0627089A - 弾性表面波速度測定装置 - Google Patents
弾性表面波速度測定装置Info
- Publication number
- JPH0627089A JPH0627089A JP4179805A JP17980592A JPH0627089A JP H0627089 A JPH0627089 A JP H0627089A JP 4179805 A JP4179805 A JP 4179805A JP 17980592 A JP17980592 A JP 17980592A JP H0627089 A JPH0627089 A JP H0627089A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reception
- surface acoustic
- acoustic wave
- probe
- propagated
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 斜角探触子を用いて弾性表面波速度を確実に
測定したい。 【構成】 本発明は固体表面に弾性波を励起させる送信
用斜角探触子と、該送信用斜角探触子と互いに異なる距
離で対向するように配置された第1、第2の受信用斜角
探触子と、この送信用斜角探触子と第1、第2の受信用
斜角探触子とを支持固定するハウジングと、上記、送信
用探触子から発せられた超音波が固体を伝播し、第1、
第2の受信用斜角探触子で受信され第1、第2の受信信
号について、その受信時間差分を求め、この差分と第
1、第2の受信用斜角探触子間の距離とから弾性表面波
速度を算出する手段と、より成る。
測定したい。 【構成】 本発明は固体表面に弾性波を励起させる送信
用斜角探触子と、該送信用斜角探触子と互いに異なる距
離で対向するように配置された第1、第2の受信用斜角
探触子と、この送信用斜角探触子と第1、第2の受信用
斜角探触子とを支持固定するハウジングと、上記、送信
用探触子から発せられた超音波が固体を伝播し、第1、
第2の受信用斜角探触子で受信され第1、第2の受信信
号について、その受信時間差分を求め、この差分と第
1、第2の受信用斜角探触子間の距離とから弾性表面波
速度を算出する手段と、より成る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体表面の弾性的性質
(弾性定数等)を評価するに好適な表面弾性波速度測定
装置に関する。
(弾性定数等)を評価するに好適な表面弾性波速度測定
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の測定装置を図4に示す。試料8に
弾性表面波を発生させる2つの斜角探触子14A、14
Bを対向させ、距離L1で保持する。斜角探触子14
A、14Bには遅延材14b、14cと、これに取り付
けた振動子14a、14dより成る。斜角探触子14A
を送信用(T)、もう一方の斜角探触子14Bを受信用
(R1)として用いる。この配置状態で、超音波探傷回
路9のパルサ10から電気信号が発せられ斜角探触子1
4Aの振動子14aで超音波に変換され、遅延材14b
を伝播し、試料8表面に弾性表面波が発生する。弾性表
面波は受信R1の斜角探触子14Bの遅延材14cを伝
播し、振動子14dによって電気信号に変換し、レシー
バ及び処理回路12で増幅し、この結果をモニタ13に
表示させる。モニタ13の表示内容をみて表面弾性波速
度を算出する。表示をみることなく、表面弾性波速度を
レシーバ・処理回路12で算出することもできる。
弾性表面波を発生させる2つの斜角探触子14A、14
Bを対向させ、距離L1で保持する。斜角探触子14
A、14Bには遅延材14b、14cと、これに取り付
けた振動子14a、14dより成る。斜角探触子14A
を送信用(T)、もう一方の斜角探触子14Bを受信用
(R1)として用いる。この配置状態で、超音波探傷回
路9のパルサ10から電気信号が発せられ斜角探触子1
4Aの振動子14aで超音波に変換され、遅延材14b
を伝播し、試料8表面に弾性表面波が発生する。弾性表
面波は受信R1の斜角探触子14Bの遅延材14cを伝
播し、振動子14dによって電気信号に変換し、レシー
バ及び処理回路12で増幅し、この結果をモニタ13に
表示させる。モニタ13の表示内容をみて表面弾性波速
度を算出する。表示をみることなく、表面弾性波速度を
レシーバ・処理回路12で算出することもできる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図5に超音波波形のタ
イミング図を示す。(イ)はタイミングパルスで(ロ)
が探触子14Aと探触子14Bとが距離L1で対向する
ときの超音波波形である。タイミングパルスとの伝播時
間は遅延材14b及び14cと距離L1を加算された時
間(t1+t2+t3)で表せる。ここで、t1は遅延材1
4b内の伝播時間、t2は遅延材14c内の伝播時間、
t3は距離L1における伝播時間である。これから弾性表
面波速度を求めようとすると、t1及びt2が既知でなけ
ればならない。そこで、t1及びt2を事前に求めてお
き、弾性表面波速度を算出する。
イミング図を示す。(イ)はタイミングパルスで(ロ)
が探触子14Aと探触子14Bとが距離L1で対向する
ときの超音波波形である。タイミングパルスとの伝播時
間は遅延材14b及び14cと距離L1を加算された時
間(t1+t2+t3)で表せる。ここで、t1は遅延材1
4b内の伝播時間、t2は遅延材14c内の伝播時間、
t3は距離L1における伝播時間である。これから弾性表
面波速度を求めようとすると、t1及びt2が既知でなけ
ればならない。そこで、t1及びt2を事前に求めてお
き、弾性表面波速度を算出する。
【0004】また、遅延材14b、14cの伝播時間t
1、t2を求めておく代わりに、t1とt2とを相殺する方
法がある。上記による伝播時間t1+t2+t3を測定
し、次に図4の点線で示す距離L2受信用斜角探触子1
4Bを移動し、図5(ハ)で示す伝播時間t1+t2+t
4を測定し、これらの差t5を求めるとt5=t4−t3と
なる。従って、R1とR2との間の、距離L(=L2−
L1)は既知であることから、弾性表面波速度Crは、C
r=L/t5で求めることができる。
1、t2を求めておく代わりに、t1とt2とを相殺する方
法がある。上記による伝播時間t1+t2+t3を測定
し、次に図4の点線で示す距離L2受信用斜角探触子1
4Bを移動し、図5(ハ)で示す伝播時間t1+t2+t
4を測定し、これらの差t5を求めるとt5=t4−t3と
なる。従って、R1とR2との間の、距離L(=L2−
L1)は既知であることから、弾性表面波速度Crは、C
r=L/t5で求めることができる。
【0005】このように、従来法では接触式による測定
で、探触子の遅延材を伝搬する遅延時間が既知でなけれ
ばならないとの問題点、伝播時間を2回測定しなければ
ならない、との問題点を持つ。更に、R1からR2への探
触子の移動を正確にしなければならないという問題点が
あった。
で、探触子の遅延材を伝搬する遅延時間が既知でなけれ
ばならないとの問題点、伝播時間を2回測定しなければ
ならない、との問題点を持つ。更に、R1からR2への探
触子の移動を正確にしなければならないという問題点が
あった。
【0006】本発明の目的は、簡単に表面弾性波速度を
検出可能にする表面弾性波測定装置を提供するものであ
る。
検出可能にする表面弾性波測定装置を提供するものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体表面に弾
性表面波を励起させる送信用斜角探触子と、該送信用斜
角探触子と互いに異なる距離で対向するように配置され
た第1、第2の受信用斜角探触子と、この送信用斜角探
触子と第1、第2の受信用斜角探触子とを支持固定する
ハウジングと、上記送信用探触子から発せられた超音波
が固体を伝播し、第1、第2の受信用斜角探触子で受信
されて得られる第1、第2の受信信号について、その受
信時間差分を求め、この差分と第1、第2の受信用斜角
探触子間の距離とから弾性表面波速度を算出する手段
と、より成る。
性表面波を励起させる送信用斜角探触子と、該送信用斜
角探触子と互いに異なる距離で対向するように配置され
た第1、第2の受信用斜角探触子と、この送信用斜角探
触子と第1、第2の受信用斜角探触子とを支持固定する
ハウジングと、上記送信用探触子から発せられた超音波
が固体を伝播し、第1、第2の受信用斜角探触子で受信
されて得られる第1、第2の受信信号について、その受
信時間差分を求め、この差分と第1、第2の受信用斜角
探触子間の距離とから弾性表面波速度を算出する手段
と、より成る。
【0008】
【作用】本発明によれば、第1、第2の受信用斜角探触
子を異なる距離に設置しておくことにより、両者の受信
信号の時間差を求め、これと第1、第2の受信用斜角探
触子との距離とから、表面弾性波速度を求めることがで
きる。
子を異なる距離に設置しておくことにより、両者の受信
信号の時間差を求め、これと第1、第2の受信用斜角探
触子との距離とから、表面弾性波速度を求めることがで
きる。
【0009】
【実施例】図1は本発明による送信用斜角探触子20、
第1、第2の受信用斜角探触子21、22の実施例で、
(イ)図は本発明による上面から見た断面図で、(ロ)
図は線A−A′の断面図、(ハ)図は線B−B′の断面
図である。送信用斜角探触子20の送信用振動子1は遅
延材2に取り付けられ、受信用斜角探触子21の受信用
振動子3は遅延材4、受信用斜角探触子22の受信用振
動子5は遅延材6にそれぞれ取り付けられ、入射点間距
離L1、L2と異なる距離をおいてハウジング7によって
1体化した構造となっている。遅延材4、6は同一形状
になっている。従って、遅延材4、6内の伝播時間
tr1、tr2はtr1=tr2である。送信振動子1から試料
8への入射角度と、受信用振動子3、5の試料8からの
入射角度とは、同一入射角度θである。(イ)図に示す
ように、送信用斜角探触子20は、2つの探触子21、
22へ同時に弾性波を送れるだけの大きさとなってい
る。この入射角度θは、
第1、第2の受信用斜角探触子21、22の実施例で、
(イ)図は本発明による上面から見た断面図で、(ロ)
図は線A−A′の断面図、(ハ)図は線B−B′の断面
図である。送信用斜角探触子20の送信用振動子1は遅
延材2に取り付けられ、受信用斜角探触子21の受信用
振動子3は遅延材4、受信用斜角探触子22の受信用振
動子5は遅延材6にそれぞれ取り付けられ、入射点間距
離L1、L2と異なる距離をおいてハウジング7によって
1体化した構造となっている。遅延材4、6は同一形状
になっている。従って、遅延材4、6内の伝播時間
tr1、tr2はtr1=tr2である。送信振動子1から試料
8への入射角度と、受信用振動子3、5の試料8からの
入射角度とは、同一入射角度θである。(イ)図に示す
ように、送信用斜角探触子20は、2つの探触子21、
22へ同時に弾性波を送れるだけの大きさとなってい
る。この入射角度θは、
【数1】 に、設定されている。
【0010】図2において超音波探傷器9のパルサ10
より発せられた電気信号は送信用振動子1によって超音
波が励起され遅延材2を伝播し、試料8表面に弾性表面
波が伝播する。距離L1離れた遅延材4を伝播し、受信
振動子3によって電気信号に変換、距離L2離れた遅延
材6を伝播し受信振動子5によって電気信号に変換され
る二つの信号経路があり、これを加算回路(オペアン
プ)11に取り込み、レシーバ、処理回路12で増幅
し、モニタ13で、表示される。
より発せられた電気信号は送信用振動子1によって超音
波が励起され遅延材2を伝播し、試料8表面に弾性表面
波が伝播する。距離L1離れた遅延材4を伝播し、受信
振動子3によって電気信号に変換、距離L2離れた遅延
材6を伝播し受信振動子5によって電気信号に変換され
る二つの信号経路があり、これを加算回路(オペアン
プ)11に取り込み、レシーバ、処理回路12で増幅
し、モニタ13で、表示される。
【0011】図3はモニタ13に表示されるタイミング
図で(イ)がタイミングパルスで(ロ)が超音波形を示
す。受信された電気信号は受信振動子3の波形R1受信
振動子5の波形R2が同時に表示される。これにより、
弾性表面波が試料8に入射する点間の距離Lが既知であ
り、固定なので、その間を伝播する弾性表面波速度Cr
は図3(ロ)で示す。伝播時間tLを測定し、次式で求
める。
図で(イ)がタイミングパルスで(ロ)が超音波形を示
す。受信された電気信号は受信振動子3の波形R1受信
振動子5の波形R2が同時に表示される。これにより、
弾性表面波が試料8に入射する点間の距離Lが既知であ
り、固定なので、その間を伝播する弾性表面波速度Cr
は図3(ロ)で示す。伝播時間tLを測定し、次式で求
める。
【数2】Cr=L/tL このCrは波形を表示することなく、レシーバ及び処理
回路12で自動算出することもできる。
回路12で自動算出することもできる。
【0012】
【発明の効果】従来法で1回の伝播時間の測定で弾性表
面波速度を測定する場合には、遅延材を伝播する時間を
考慮しなければならなかったが考慮する必要が無い。1
回の伝播時間の測定で、簡単な式で弾性表面波の測定が
可能になった。従来法で探触子間の距離を正確に測定毎
に計測しなければならなかったが、固定であるので計測
の必要がなく、測定時間の短縮が図れる。
面波速度を測定する場合には、遅延材を伝播する時間を
考慮しなければならなかったが考慮する必要が無い。1
回の伝播時間の測定で、簡単な式で弾性表面波の測定が
可能になった。従来法で探触子間の距離を正確に測定毎
に計測しなければならなかったが、固定であるので計測
の必要がなく、測定時間の短縮が図れる。
【図1】本発明の探触子の実施例図である。
【図2】本発明の超音波測定装置の実施例図である。
【図3】本発明の実施例のタイミングチャート図であ
る。
る。
【図4】従来例図である。
【図5】従来例でのタイミングチャート図である。
1、3、5 振動子(圧電素子) 2、4、6 遅延材 7 ハウジング 8 試料
Claims (1)
- 【請求項1】 電気信号の印加により固体表面に弾性表
面波を励起させる送信用斜角探触子と、該送信用斜角探
触子と互いに異なる距離で対向するように配置された第
1、第2の受信用斜角探触子と、この送信用斜角探触子
と第1、第2の受信用斜角探触子とを支持固定するハウ
ジングと、上記送信用探触子から発せられた超音波が固
体を伝播し、第1、第2の受信用斜角探触子で受信され
て得られる第1、第2の受信信号について、その受信時
間差分を求め、この差分と第1、第2の受信用斜角探触
子間の距離とから弾性表面波速度を算出する手段と、よ
り成る弾性表面波速度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4179805A JPH0627089A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 弾性表面波速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4179805A JPH0627089A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 弾性表面波速度測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0627089A true JPH0627089A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16072205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4179805A Pending JPH0627089A (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 弾性表面波速度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0627089A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999027360A1 (fr) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Procede et dispositif de diagnostic de la deterioration d'un article presentant au moins une couche de couverture en materiau polymere organique |
JP2004037436A (ja) * | 2002-07-02 | 2004-02-05 | Sakai Iron Works Co Ltd | 表面sh波による音弾性応力測定方法及び測定用センサ |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP4179805A patent/JPH0627089A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999027360A1 (fr) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Procede et dispositif de diagnostic de la deterioration d'un article presentant au moins une couche de couverture en materiau polymere organique |
US6450036B1 (en) | 1997-11-21 | 2002-09-17 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Method and device for diagnosing deterioration of an article having at least a covering layer organic polymer material |
JP2004037436A (ja) * | 2002-07-02 | 2004-02-05 | Sakai Iron Works Co Ltd | 表面sh波による音弾性応力測定方法及び測定用センサ |
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