JPH0772128A - アレイ探触子の駆動方法及びその装置 - Google Patents
アレイ探触子の駆動方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH0772128A JPH0772128A JP5218735A JP21873593A JPH0772128A JP H0772128 A JPH0772128 A JP H0772128A JP 5218735 A JP5218735 A JP 5218735A JP 21873593 A JP21873593 A JP 21873593A JP H0772128 A JPH0772128 A JP H0772128A
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- Japan
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- acoustic lens
- ultrasonic
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波の伝達経路の温度変化により伝達経路
の音速が変化しても、常に音響レンズの焦点に電子集束
の焦点が合うようにしたアレイ探触子の駆動方法及び装
置を提供する。 【構成】 従来の送受信部５、送信遅延部６、走査部
７、及び受信遅延部８に、新たに、音響レンズ２内の反
射波の受信時間を測定する時間測定部９、前記測定時間
から音響レンズの音速を算出する音速算出部１０、伝達
媒質中の温度に対する音速のデータを格納した温度／音
速データ部１１、及び変化した焦点及びこれに対応した
遅延時間差を算出する焦点／遅延時間差演算部１２を付
加したことを特徴とする。これにより、常に音響レンズ
の焦点を電子集束の焦点とを一致させることができる。
の音速が変化しても、常に音響レンズの焦点に電子集束
の焦点が合うようにしたアレイ探触子の駆動方法及び装
置を提供する。 【構成】 従来の送受信部５、送信遅延部６、走査部
７、及び受信遅延部８に、新たに、音響レンズ２内の反
射波の受信時間を測定する時間測定部９、前記測定時間
から音響レンズの音速を算出する音速算出部１０、伝達
媒質中の温度に対する音速のデータを格納した温度／音
速データ部１１、及び変化した焦点及びこれに対応した
遅延時間差を算出する焦点／遅延時間差演算部１２を付
加したことを特徴とする。これにより、常に音響レンズ
の焦点を電子集束の焦点とを一致させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレイ探触子の駆動方
法及び装置に係り、特に超音波伝達経路の温度変化があ
っても、最適な超音波の送受信を行うのに好適なアレイ
探触子の駆動方法に関する。
法及び装置に係り、特に超音波伝達経路の温度変化があ
っても、最適な超音波の送受信を行うのに好適なアレイ
探触子の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、接触媒質の温度を検出した超音波
探傷装置に特開平２−８２１５７号、特開平４−１６１
８４８号等が知られている。アレイ探触子の駆動は、図
４に示すような回路構成で行なう。アレイ探触子の先端
部構造は、図１に示すように、超音波素子１から音響レ
ンズ２を通して水中に送信した超音波ビーム３が、水中
４の所定の位置Ｆで集束するように制御する。すなわ
ち、Ｙ方向では、超音波素子１の前面に取付けた音響レ
ンズ２によりその焦点Ｆに幾何光学的に集束する。ま
た、これと直交する超音波素子１を複数配列した左右Ｘ
方向の集束は、ｎ個の超音波素子１のうちのｍ個を走査
部７で選択し、送信遅延部６で発生する、各素子１から
送信した超音波が、音響レンズ２の焦点Ｆに集束するよ
うな遅延時間差をもった駆動信号に従い送受信部５を通
して各素子を駆動し電子的な集束を行う。この結果、ｍ
個の超音波素子１から送信された超音波は、音響レンズ
２の焦点Ｆで一点に集束する。なお、受信も同様に、各
素子１で受信した信号を送受信部５と受信遅延部８を通
して受信し焦点の反射信号を得る。
探傷装置に特開平２−８２１５７号、特開平４−１６１
８４８号等が知られている。アレイ探触子の駆動は、図
４に示すような回路構成で行なう。アレイ探触子の先端
部構造は、図１に示すように、超音波素子１から音響レ
ンズ２を通して水中に送信した超音波ビーム３が、水中
４の所定の位置Ｆで集束するように制御する。すなわ
ち、Ｙ方向では、超音波素子１の前面に取付けた音響レ
ンズ２によりその焦点Ｆに幾何光学的に集束する。ま
た、これと直交する超音波素子１を複数配列した左右Ｘ
方向の集束は、ｎ個の超音波素子１のうちのｍ個を走査
部７で選択し、送信遅延部６で発生する、各素子１から
送信した超音波が、音響レンズ２の焦点Ｆに集束するよ
うな遅延時間差をもった駆動信号に従い送受信部５を通
して各素子を駆動し電子的な集束を行う。この結果、ｍ
個の超音波素子１から送信された超音波は、音響レンズ
２の焦点Ｆで一点に集束する。なお、受信も同様に、各
素子１で受信した信号を送受信部５と受信遅延部８を通
して受信し焦点の反射信号を得る。
【０００３】また、ｍ個の超音波素子１は、走査部７で
順次隣の超音波素子１に切り替え、超音波素子１を配列
したＸ方向に超音波ビームの電子走査を行う。
順次隣の超音波素子１に切り替え、超音波素子１を配列
したＸ方向に超音波ビームの電子走査を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法は、超音波の伝達経路に当たる音響レンズ２や水４
の温度が変化しても、アレイ探触子のｍ個の超音波素子
１には、いつも同じ遅延時間差をもった駆動信号が与え
られ、また、受信も同様である。このため、水４の温度
が変化したときに生じる音速の変化により、音響レンズ
２の焦点と電子集束の焦点がずれてしまい、安定した超
音波の送受信が行えないという問題がある。従来この温
度変化に対応した駆動制御についての提案はみられな
い。
方法は、超音波の伝達経路に当たる音響レンズ２や水４
の温度が変化しても、アレイ探触子のｍ個の超音波素子
１には、いつも同じ遅延時間差をもった駆動信号が与え
られ、また、受信も同様である。このため、水４の温度
が変化したときに生じる音速の変化により、音響レンズ
２の焦点と電子集束の焦点がずれてしまい、安定した超
音波の送受信が行えないという問題がある。従来この温
度変化に対応した駆動制御についての提案はみられな
い。
【０００５】本発明の目的は、超音波の伝達経路の温度
変化により、伝達経路の音速が変化しても、常に音響レ
ンズの焦点に電子集束の焦点が合うようにしたアレイ探
触子の駆動方法及びその装置を提供することにある。
変化により、伝達経路の音速が変化しても、常に音響レ
ンズの焦点に電子集束の焦点が合うようにしたアレイ探
触子の駆動方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記本発明の目的は、ア
レイ探触子の駆動装置において、超音波の伝達経路の温
度変化を検出する手段と、該温度変化に応じて変化した
音響レンズの焦点を算出する手段と、該焦点に超音波を
集束するために、各超音波素子に与える遅延時間差を算
出する手段とを設けることにより達成される。
レイ探触子の駆動装置において、超音波の伝達経路の温
度変化を検出する手段と、該温度変化に応じて変化した
音響レンズの焦点を算出する手段と、該焦点に超音波を
集束するために、各超音波素子に与える遅延時間差を算
出する手段とを設けることにより達成される。
【０００７】前記温度変化を検出する手段の一つは、ア
レイ探触子の前面に具備した音響レンズ等の超音波伝達
媒質中の音速の変化を検出する。
レイ探触子の前面に具備した音響レンズ等の超音波伝達
媒質中の音速の変化を検出する。
【０００８】また、他には、アレイ探触子の前面に温度
センサーを具備することにより達成される。
センサーを具備することにより達成される。
【０００９】
【作用】本発明によれば、超音波伝達媒質中の音速の変
化を検出し、音速の変化から超音波伝達媒質の温度変化
を知ることができる。そして温度変化に対応した音速か
ら音響レンズの焦点位置を算出し、該焦点位置に超音波
を電子的に集束するための、ｍ個の各超音波素子に与え
る駆動信号の遅延時間差を算出する。この算出遅延時間
差で各超音波素子を駆動する。これによって、温度変化
によって変化した音響レンズの焦点に電子集束の焦点を
合わせることができ、両者の焦点を一致させることがで
きる。
化を検出し、音速の変化から超音波伝達媒質の温度変化
を知ることができる。そして温度変化に対応した音速か
ら音響レンズの焦点位置を算出し、該焦点位置に超音波
を電子的に集束するための、ｍ個の各超音波素子に与え
る駆動信号の遅延時間差を算出する。この算出遅延時間
差で各超音波素子を駆動する。これによって、温度変化
によって変化した音響レンズの焦点に電子集束の焦点を
合わせることができ、両者の焦点を一致させることがで
きる。
【００１０】また、本発明では、アレイ探触子の前面に
温度センサーを具備することによって、超音波伝達媒質
中の温度変化を直接知ることができる。この温度変化検
出によっても、温度変化によって変化した音響レンズの
焦点に電子集束の焦点を合わせることができ、両者の焦
点を一致させることができる。
温度センサーを具備することによって、超音波伝達媒質
中の温度変化を直接知ることができる。この温度変化検
出によっても、温度変化によって変化した音響レンズの
焦点に電子集束の焦点を合わせることができ、両者の焦
点を一致させることができる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を用いて説
明する。図１は、アレイ探触子の先端部を示した図であ
る。音響レンズ２の上面に超音波素子１をＸ方向にｎ個
配列してある。この内のｍ個を駆動して一つの超音波ビ
ーム３を発生する。超音波ビーム３は、Ｘ方向と直交す
るＹ方向では、音響レンズ２により幾何光学的に水中の
所定の位置Ｆで集束する。また、超音波素子１を配列し
たＸ方向では、ｍ個の各超音波素子１を、前記位置Ｆで
集束するような遅延時間差を持つ駆動信号により駆動
し、電子的に集束させ、この両方向の焦点を一致させる
ようにする。
明する。図１は、アレイ探触子の先端部を示した図であ
る。音響レンズ２の上面に超音波素子１をＸ方向にｎ個
配列してある。この内のｍ個を駆動して一つの超音波ビ
ーム３を発生する。超音波ビーム３は、Ｘ方向と直交す
るＹ方向では、音響レンズ２により幾何光学的に水中の
所定の位置Ｆで集束する。また、超音波素子１を配列し
たＸ方向では、ｍ個の各超音波素子１を、前記位置Ｆで
集束するような遅延時間差を持つ駆動信号により駆動
し、電子的に集束させ、この両方向の焦点を一致させる
ようにする。
【００１２】図２は、本発明による超音波送受信系のブ
ロック図である。図４に示した従来の回路構成に比べ、
時間測定部９、音速算出部１０、温度／音速データ部１
１、焦点／遅延時間差演算部１２が新たに付加されてい
る。
ロック図である。図４に示した従来の回路構成に比べ、
時間測定部９、音速算出部１０、温度／音速データ部１
１、焦点／遅延時間差演算部１２が新たに付加されてい
る。
【００１３】今、超音波の伝達媒質である音響レンズ２
及び水４の温度をＴ１度とする。そのときの音響レンズ
２の音速ＶＬは、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、
超音波が送信された時刻Ｐから音響レンズ２の表面の反
射波Ｓが受信されるまでの時間ｔ1を時間測定部９で測
定し、音速算出部１０で前記時間ｔ1と音響レンズ２の
厚みＬとから下記数１によって算出する。もちろん、温
度と音響レンズ２の音速ＶＬ及び水４の音速ＶＷとの関
係は予め測定し、温度／音速データ部１１に格納してい
る。
及び水４の温度をＴ１度とする。そのときの音響レンズ
２の音速ＶＬは、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、
超音波が送信された時刻Ｐから音響レンズ２の表面の反
射波Ｓが受信されるまでの時間ｔ1を時間測定部９で測
定し、音速算出部１０で前記時間ｔ1と音響レンズ２の
厚みＬとから下記数１によって算出する。もちろん、温
度と音響レンズ２の音速ＶＬ及び水４の音速ＶＷとの関
係は予め測定し、温度／音速データ部１１に格納してい
る。
【００１４】
【数１】
【００１５】次に、超音波の伝達媒質である音響レンズ
２及び水４の温度がＴ２度に変化したと仮定する。当
然、時間測定９及び音速算出部１０では、温度変化に応
じた時間ｔ1′から音速ＶＬ´を数２で算出する。
２及び水４の温度がＴ２度に変化したと仮定する。当
然、時間測定９及び音速算出部１０では、温度変化に応
じた時間ｔ1′から音速ＶＬ´を数２で算出する。
【００１６】
【数２】
【００１７】これにより音響レンズ２の音速ＶＬ´が算
出されると温度／音速データ部１１から変化した温度Ｔ
２が検知され、また温度／音速データ部１１から水４の
音速ＶＷ´が導かれる。続いて焦点／遅延時間差演算部
１２で、変化した音響レンズ２の焦点Ｆ´が下記数３に
よって算出され、且つ前記焦点Ｆ´に超音波を電子的に
集束させるための遅延時間差が求められる。
出されると温度／音速データ部１１から変化した温度Ｔ
２が検知され、また温度／音速データ部１１から水４の
音速ＶＷ´が導かれる。続いて焦点／遅延時間差演算部
１２で、変化した音響レンズ２の焦点Ｆ´が下記数３に
よって算出され、且つ前記焦点Ｆ´に超音波を電子的に
集束させるための遅延時間差が求められる。
【００１８】
【数３】
【００１９】前記遅延時間差のデータは、直ちに送信遅
延部６及び受信遅延部８に送り、温度変化後の遅延時間
差が設定される。この結果、超音波の伝達媒質である音
響レンズ２及び水４の温度が変化しても、常に音響レン
ズ２の焦点に電子集束の焦点を合わせることができるよ
うになる。
延部６及び受信遅延部８に送り、温度変化後の遅延時間
差が設定される。この結果、超音波の伝達媒質である音
響レンズ２及び水４の温度が変化しても、常に音響レン
ズ２の焦点に電子集束の焦点を合わせることができるよ
うになる。
【００２０】また、温度センサーを備えた場合には、温
度センサーの情報Ｔ゜が温度／音速データ部１１に伝え
られ、温度の変化が検知されると、格納されたデータよ
り音響レンズ２の音速ＶＬ´及び水の音速ＶＷ´が求め
られ、この音速にしたがって上述した手順で同様にして
音響レンズ２の焦点Ｆ´及びその焦点Ｆ´に電子的に集
束させるための遅延時差が求められ、音響レンズの焦点
と電子集束の焦点を合わせることが出来るようになる。
度センサーの情報Ｔ゜が温度／音速データ部１１に伝え
られ、温度の変化が検知されると、格納されたデータよ
り音響レンズ２の音速ＶＬ´及び水の音速ＶＷ´が求め
られ、この音速にしたがって上述した手順で同様にして
音響レンズ２の焦点Ｆ´及びその焦点Ｆ´に電子的に集
束させるための遅延時差が求められ、音響レンズの焦点
と電子集束の焦点を合わせることが出来るようになる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波の伝達媒質である音響レンズ及び水の温度が変化し
ても、常に音響レンズの焦点に電子集束の焦点を合わせ
ることができるので、焦点におけるＸ及びＹ方向の方位
分解能が常に一定となり、再現性の良い超音波の送受信
が行える。
音波の伝達媒質である音響レンズ及び水の温度が変化し
ても、常に音響レンズの焦点に電子集束の焦点を合わせ
ることができるので、焦点におけるＸ及びＹ方向の方位
分解能が常に一定となり、再現性の良い超音波の送受信
が行える。
【図１】アレイ探触子の先端部の構造説明図である。
【図２】本発明の一実施例超音波送受信系のブロック図
である。
である。
【図３】本発明の一実施例の音響レンズ内の反射波の説
明図である。
明図である。
【図４】従来の超音波送受信系のブロック図である。
【符号の説明】 １…超音波素子、２…音響レンズ、３…超音波ビーム、
４…水、５…送受信部、６…送信遅延部、７…走査部、
８…受信遅延部、９…時間測定部、１０…音速算出部、
１１…温度／音速データ部、１２…焦点／遅延時間差演
算部。
４…水、５…送受信部、６…送信遅延部、７…走査部、
８…受信遅延部、９…時間測定部、１０…音速算出部、
１１…温度／音速データ部、１２…焦点／遅延時間差演
算部。
Claims (5)
- 【請求項１】 音響レンズに超音波素子を複数個配置し
たアレイ探触子の前記超音波素子をそれぞれ所定の遅延
時間差で駆動し超音波ビームの送受信を行うアレイ探触
子の駆動方法において、前記アレイ探触子の前記音響レ
ンズを含む超音波伝達媒質中の温度変化を検出し、該検
出温度変化に応じて前記超音波素子をそれぞれ駆動する
所定の遅延時間差を前記音響レンズの焦点に電子集束の
焦点が一致するように設定することを特徴とするアレイ
探触子の駆動方法。 - 【請求項２】 前記超音波伝達媒質中での音速変化から
温度変化を検出することを特徴とする請求項１記載のア
レイ探触子の駆動方法。 - 【請求項３】 前記超音波伝達媒質中の温度変化を温度
センサで検出すことを特徴とする請求項１記載のアレイ
探触子の駆動方法。 - 【請求項４】 音響レンズに超音波素子を複数個配置し
たアレイ探触子に送受信部と、送信遅延部と、走査部
と、及び受信遅延部とを設けて前記超音波素子をそれぞ
れ所定の遅延時間差で駆動し超音波ビームの送受信を行
なうアレイ探触子の駆動装置において、前記音響レンズ
内の反射波の受信時間を測定する時間測定部と、該測定
時間から音響レンズの音速を算出する音速算出部と、前
記音響レンズを含む超音波伝達媒質中の温度に対する音
速のデータを格納した温度／音速データ部と、前記音速
算出部及び温度／音速データ部から求めた音速から前記
音響レンズの焦点及びこれに対応した遅延時間差を算出
する焦点／遅延時間差演算部とを設けて成り、前記焦点
／遅延時間差演出部の遅延時間差出力を前記送信遅延部
並びに受信遅延部に供給することにより前記音響レンズ
の焦点に電子集束の焦点が一致するように制御したこと
を特徴とするアレイ探触子の駆動装置。 - 【請求項５】 音響レンズに超音波素子を複数個配置し
たアレイ探触子に送受信部と、送信遅延部と、走査部
と、及び受信遅延部とを設けて前記超音波素子をそれぞ
れ所定の遅延時間差で駆動し超音波ビームの送受信を行
なうアレイ探触子の駆動装置において、前記アレイ探触
子に温度センサを設け、且つ前記音響レンズを含む超音
波伝達媒質中の温度に対する音速のデータを格納する温
度／音速データ部と、該温度／音速データ部から前記温
度センサの情報によって求めた音速から前記音響レンズ
の焦点及びこれに対応した遅延時間差を算出する焦点／
遅延時間差演算部とを設けて成り、前記焦点／遅延時間
差演出部の遅延時間差出力を前記送信遅延部並びに受信
遅延部に供給することにより前記音響レンズの焦点に電
子集束の焦点が一致するように制御したことを特徴とす
るアレイ探触子の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5218735A JPH0772128A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | アレイ探触子の駆動方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5218735A JPH0772128A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | アレイ探触子の駆動方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772128A true JPH0772128A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16724618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5218735A Pending JPH0772128A (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | アレイ探触子の駆動方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292697A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-10-26 | Hitachi Eng Co Ltd | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
| JP2008122209A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置及び方法 |
| WO2017026483A1 (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 国立大学法人 九州工業大学 | 半導体検査装置 |
-
1993
- 1993-09-02 JP JP5218735A patent/JPH0772128A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006292697A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-10-26 | Hitachi Eng Co Ltd | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
| JP2008122209A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置及び方法 |
| WO2017026483A1 (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 国立大学法人 九州工業大学 | 半導体検査装置 |
| JPWO2017026483A1 (ja) * | 2015-08-10 | 2018-06-07 | 国立大学法人九州工業大学 | 半導体検査装置 |
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