JPH068811B2 - Ultrasonic Transducer Cutler - Google Patents
Ultrasonic Transducer CutlerInfo
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- JPH068811B2 JPH068811B2 JP61119815A JP11981586A JPH068811B2 JP H068811 B2 JPH068811 B2 JP H068811B2 JP 61119815 A JP61119815 A JP 61119815A JP 11981586 A JP11981586 A JP 11981586A JP H068811 B2 JPH068811 B2 JP H068811B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明は医療用非破壊検査や、距離計、洗浄器或いは
濃度計等の超音波計測等に適用する超音波技術において
使用する超音波トランスジューサ用カップラーに関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Object of the invention [Industrial field of application] This invention is an ultrasonic technique applied to medical nondestructive inspection, ultrasonic measurement of a distance meter, a washer, a densitometer, or the like. The present invention relates to a coupler for ultrasonic transducers used in.
超音波技術は圧電素子や高分子圧電膜からなる超音波ト
ランスジューサにより超音波を空気中、液体中、固体中
に放射し、対象物からの反射、透過或いは散乱波を検出
し、更には処理し、得られる情報をアナログ化し、ディ
ジタル化し、更には画像化する技術として使用される。Ultrasonic technology radiates ultrasonic waves into the air, liquid, and solid by ultrasonic transducers consisting of piezoelectric elements and polymer piezoelectric films, detects reflected, transmitted, or scattered waves from an object and further processes them. , It is used as a technique to convert the obtained information into analog, digitize and image.
［従来の技術］ 超音波トランスジューサは受信した超音波を電気量など
の他の物理量に変換するものであり、測定物体との音響
マッチングをとるために、第１図に示すように超音波ト
ランスジューサ２と測定物体３との間に音響カップラー
１を使用する。このような音響カップラーとしては、性
能として水やグリセリン等の液体カップラーが良好であ
ることが知られている。[Prior Art] An ultrasonic transducer is for converting a received ultrasonic wave into another physical quantity such as an electric quantity. As shown in FIG. 1, the ultrasonic transducer 2 is used for acoustic matching with a measurement object. The acoustic coupler 1 is used between the measuring object 3 and the measuring object 3. As such an acoustic coupler, it is known that a liquid coupler such as water or glycerin is excellent in performance.
［問題を解決するための手段］ しかるに、この液体カップラーを測定物体に適用するに
は、その液体カップラーを手や刷毛等で測定物体に塗布
するのであるが、測定物体が人体である場合には不快感
が生じることがあるし、また測定物体が金属等である場
合には錆や汚れの原因となる。[Means for Solving the Problem] However, in order to apply this liquid coupler to a measurement object, the liquid coupler is applied to the measurement object with a hand or a brush, but when the measurement object is a human body, Discomfort may occur, and if the measurement object is metal or the like, it may cause rust or dirt.
そこで、液体カップラーに代替するものとして、高分子
カップラーが開発されて来ている（特開昭６０−２２５
５４４号公報参照）。しかるにこの高分子カップラーは
含水率が５０％以上８０％未満の含水ゲルで構成され、
更に重合体であるため、音響マッチングのとりやすい物
体、例えば人体には適するが、音響マッチングのとりに
くい物体（例えば、金属、非金属、混合液体等）には不
適当であると共に検出感度が液体カップラーに及ばない
という問題が残っている。Therefore, a polymer coupler has been developed as an alternative to the liquid coupler (Japanese Patent Laid-Open No. 60-225).
544). However, this polymer coupler is composed of a hydrogel having a water content of 50% or more and less than 80%,
Further, since it is a polymer, it is suitable for an object that is easily acoustically matched, such as a human body, but is not suitable for an object that is hard to be acoustically matched (for example, metal, non-metal, mixed liquid, etc.), and its detection sensitivity is liquid. The problem of not reaching the coupler remains.
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、検出感度が高く、かつ広範囲の測定物体に対して適
応し得る音響カップラーを提供することを目的とするも
のである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an acoustic coupler having high detection sensitivity and adaptable to a wide range of measurement objects.
（ロ）発明の構成 ［問題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の超音波トランスジュー
サ用カップラーは、厚さ０．１mm以上のフィルム状をな
しポリビニールアルコールの含水率が、８０％以上９６
％未満からなる含水ゲルで形成されることを特徴として
いる。(B) Structure of the Invention [Means for Solving the Problem] To this end, the coupler for an ultrasonic transducer of the present invention has a film-like shape with a thickness of 0.1 mm or more and has a water content of polyvinyl alcohol. , 80% or more 96
It is characterized in that it is formed of a hydrogel containing less than 10%.
以下、この発明の詳細を一実施例について説明する。Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to an embodiment.
第２図において、１は音響カップラーであり、音響カッ
プラー１は厚さ約０．１mm以上のフィルム状をなしてい
る。音響カップラー１はポリビニールアルコールの含水
率が８０％以上で９６％未満からなる含水ゲルで形成さ
れている。In FIG. 2, reference numeral 1 is an acoustic coupler, and the acoustic coupler 1 is in the form of a film having a thickness of about 0.1 mm or more. The acoustic coupler 1 is formed of a hydrogel having a water content of polyvinyl alcohol of 80% or more and less than 96%.
このような音響カップラー１はポリビニールアルコール
水溶液を原料とし、零下１０℃から８５℃の低温で冷凍
した後、解凍する。この操作を１０〜２０回繰返して厚
さ０．１mm以上のフィルム状とする。このようにして含
水率を８０％以上〜９６％未満の音響カップラーを得
る。Such an acoustic coupler 1 is made of a polyvinyl alcohol aqueous solution as a raw material, and is frozen at a low temperature of 10 ° C. to 85 ° C. below zero and then thawed. This operation is repeated 10 to 20 times to form a film having a thickness of 0.1 mm or more. In this way, an acoustic coupler having a water content of 80% or more and less than 96% is obtained.
この音響カップラーは、密度が約１．０３（ｇ／cm3）
と水（１．０ｇ／cm3）と近似しており、音速も１４０
０〜１５００ｍ／秒で水１４８０ｍ／秒とほぼ同値を示
している。音響カップラーとして最も重要な音響インピ
ーダンス（密度×音速）も、こうした関係から水と同等
であると判断される。This acoustic coupler has a density of about 1.03 (g / cm 3 ).
And water (1.0 g / cm 3 ) and the sound velocity is 140
At 0 to 1500 m / sec, it shows almost the same value as water 1480 m / sec. The acoustic impedance (density x sound velocity), which is the most important for an acoustic coupler, is also judged to be equivalent to that of water from this relationship.
［作用］ このように構成された音響カップラー１は第１図に示す
ように、超音波トランスジューサ２と測定物体３との間
に挾んで使用する。[Operation] As shown in FIG. 1, the acoustic coupler 1 configured as described above is used by sandwiching it between the ultrasonic transducer 2 and the measurement object 3.
超音波トランスジューサより励振された超音波パルスは
音響カップラー１を介して測定物体３中に放出される。
測定物体３から反射された超音波は音響カップラー１を
介して超音波トランスジューサ２に入り、検出される。The ultrasonic pulse excited by the ultrasonic transducer is emitted into the measuring object 3 via the acoustic coupler 1.
The ultrasonic waves reflected from the measuring object 3 enter the ultrasonic transducer 2 via the acoustic coupler 1 and are detected.
（ハ）発明の効果 この発明の音響カップラーは密度が約１．０３（ｇ／cm
3）と水（１．０ｇ／cm3）と近似しており、音速も１４
００〜１５００ｍ／秒で水１４８０ｍ／秒とほぼ同値を
示している。音響カップラーとして最も重要な音響イン
ピーダンス（密度×音速）も、こうした関係から水と同
等であり、水または液体カップラーと同等の特性を持
ち、トランスジューサより発せられた超音波パルスが減
衰することなく測定物体中に放射できる。しかも、この
発明の音響カップラーは液体ではなく高分子材料のフィ
ルム状をなすので、測定物体に塗布する必要がなく、測
定物体が人体であっても不快感を与えることがなく、ま
た、測定物体が金属等であっても、発錆や汚れの原因と
なることはなく、適用範囲の広い音響カップラーを得る
ことができる。(C) Effect of the Invention The acoustic coupler of the present invention has a density of about 1.03 (g / cm).
3 ) and water (1.0 g / cm 3 ) and the sound velocity is 14
It shows almost the same value as 1480 m / sec of water at 00 to 1500 m / sec. The acoustic impedance (density × speed of sound), which is the most important as an acoustic coupler, is also equivalent to water from this relationship, and has characteristics equivalent to those of a water or liquid coupler, and the ultrasonic pulse emitted from the transducer is not attenuated Can radiate inside. Moreover, since the acoustic coupler of the present invention is in the form of a film made of a polymeric material rather than a liquid, it does not need to be applied to a measurement object, and does not cause discomfort even if the measurement object is a human body. Even if it is a metal or the like, it does not cause rusting or stains, and an acoustic coupler having a wide range of application can be obtained.
（ニ）実験例 この発明であるポリビニールアルコールハイドロゲルの
音響カップラントとしての性能を評価するために、第３
図に示す実験装置を用いてテストをした。(D) Experimental Example In order to evaluate the performance of the polyvinyl alcohol hydrogel of the present invention as an acoustic coupling agent,
The test was conducted using the experimental apparatus shown in the figure.
第３図において１０は実験装置、１１は音響カップラ
ー、１２は測定物体、１３はトランスジューサ、１４は
リング、１５はダイヤルゲージ、１６は高さ粗調整つま
み、１７は高さ微調整つまみである。In FIG. 3, 10 is an experimental apparatus, 11 is an acoustic coupler, 12 is a measuring object, 13 is a transducer, 14 is a ring, 15 is a dial gauge, 16 is a coarse height adjustment knob, and 17 is a fine height adjustment knob.
使用した測定物体１２はダクタイル鋳鉄であり、音響カ
ップラントの性能の良し悪しが明確に評価できるよう接
触面は面粗度の悪い鋳肌面とした。The measurement object 12 used was ductile cast iron, and the contact surface was a cast surface with poor surface roughness so that the performance of the acoustic coupling agent could be clearly evaluated.
音響カップラー１１として使用したものはマシン油
（Ａ）、水（Ｂ）、一般用ゴム（ブチル系）（Ｃ）、さ
らには、メタクリル酸系重合体高分子カップラー（Ｅ）
や本発明のポリビニールアルコール高分子カップラー
（Ｄ）などと比較した。Those used as the acoustic coupler 11 are machine oil (A), water (B), general-purpose rubber (butyl type) (C), and further methacrylic acid type polymer polymer coupler (E).
And the polyvinyl alcohol polymer coupler (D) of the present invention.
使用した超音波トランスジューサは５ＭＨｚの垂直探触
子（市販品）である。The ultrasonic transducer used was a 5 MHz vertical probe (commercially available).
各種接触媒質の厚さ １．１〜１．５mm （湿式法では、鋳肌面に直接接触の状態） 試験片 ＦＣＤ４０ 鋳肌面（面粗さ ０．２〜０．５mm） 基準接触媒質 グリセリンＯ（ｄＢ） テスト結果を第４図に示す。鋳肌面での状態でグリセリ
ンを基準のカップラーとして比較したもので測定物体１
２の底面からの反射エコーの検出レベルを市販の超音波
装置においてＣＲＴ画面上８０％のエコー高さで比較し
たものである。Thickness of various couplants 1.1-1.5 mm (in wet method, direct contact with the casting surface) Test piece FCD40 Casting surface (surface roughness 0.2-0.5 mm) Reference couplant Glycerin O (DB) The test results are shown in FIG. Measured object 1 by comparing glycerin as a standard coupler in the state of casting surface 1
2 is a comparison of the detection level of the reflection echo from the bottom surface of No. 2 at the echo height of 80% on the CRT screen in a commercially available ultrasonic device.
ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）ハイドロゲルのカッ
プラーＤは、他のカップラー（マシン油Ａ、水Ｂ、プチ
ル系高分子材料Ｃ、メタクリル酸系重合体（含水率５０
％〜６０％）Ｅ）等と比較してメタクリル酸系重合体
（含水率５０〜６０％）Ｅより約８ｄＢ感度が高く、市
販のブチル系高分子より約１３ｄＢ感度が高い。更に鋳
肌面のような凹凸面でも耐久性などは十分であり優れた
音響カップラーとして利用できることが明らかとなっ
た。The coupler D of PVA (polyvinyl alcohol) hydrogel is another coupler (machine oil A, water B, butyl polymer material C, methacrylic acid polymer (water content 50
% To 60%) E) and the like, the sensitivity is about 8 dB higher than that of the methacrylic acid polymer (water content 50 to 60%) E, and about 13 dB higher than that of the commercially available butyl polymer. Furthermore, it has been clarified that even an uneven surface such as a cast surface has sufficient durability and can be used as an excellent acoustic coupler.
【図面の簡単な説明】 第１図は音響カップラーの使用状態を示す断面説明図、
第２図はこの発明の音響カップラーを示す斜視説明図、
第３図は音響カップラー試験装置を示す正面説明図、及
び第４図は各種音響カップラーの性能試験結果を示すグ
ラフである。 １…音響カップラー ２…トランスジューサ ３…測定
物体 １０…実験装置 １１…音響カップラー １２…
測定物体 １３…トランスジューサ １４…リング １
５…ダイヤルゲージ １６…高さ粗調整つまみ １７…
高さ微調整つまみBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional explanatory view showing a usage state of an acoustic coupler,
FIG. 2 is a perspective explanatory view showing an acoustic coupler of the present invention,
FIG. 3 is a front explanatory view showing an acoustic coupler testing device, and FIG. 4 is a graph showing performance test results of various acoustic couplers. 1 ... Acoustic coupler 2 ... Transducer 3 ... Measuring object 10 ... Experimental device 11 ... Acoustic coupler 12 ...
Measuring object 13 ... Transducer 14 ... Ring 1
5 ... Dial gauge 16 ... Height coarse adjustment knob 17 ...
Height fine adjustment knob
Claims (1)
ビニールアルコールの含水率が、８０％以上９６％未満
からなる含水ゲルで形成されることを特徴とする超音波
トランスジューサ用カップラー1. A coupler for an ultrasonic transducer, which is formed of a water-containing gel having a water content of polyvinyl alcohol having a film thickness of 0.1 mm or more and 80% or more and less than 96%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61119815A JPH068811B2 (en) | 1986-05-24 | 1986-05-24 | Ultrasonic Transducer Cutler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61119815A JPH068811B2 (en) | 1986-05-24 | 1986-05-24 | Ultrasonic Transducer Cutler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62276456A JPS62276456A (en) | 1987-12-01 |
| JPH068811B2 true JPH068811B2 (en) | 1994-02-02 |
Family
ID=14770922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61119815A Expired - Lifetime JPH068811B2 (en) | 1986-05-24 | 1986-05-24 | Ultrasonic Transducer Cutler |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH068811B2 (en) |
Families Citing this family (6)
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| GB201417162D0 (en) | 2014-09-29 | 2014-11-12 | Renishaw Plc | Inspection appartus |
| GB201417164D0 (en) | 2014-09-29 | 2014-11-12 | Renishaw Plc | Measurement Probe |
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Family Cites Families (2)
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| JPS5563636A (en) * | 1978-11-06 | 1980-05-13 | Koyo Sangyo Co | High molecular gel containing water for ultrasoniccwave diagnosis |
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-
1986
- 1986-05-24 JP JP61119815A patent/JPH068811B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62276456A (en) | 1987-12-01 |
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