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
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- reception
- surface acoustic
- acoustic wave
- probe
- propagated
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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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