JPH1114607A - Ultrasonic probe and its applications - Google Patents
Ultrasonic probe and its applicationsInfo
- Publication number
- JPH1114607A JPH1114607A JP9162824A JP16282497A JPH1114607A JP H1114607 A JPH1114607 A JP H1114607A JP 9162824 A JP9162824 A JP 9162824A JP 16282497 A JP16282497 A JP 16282497A JP H1114607 A JPH1114607 A JP H1114607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- wave
- inspected
- delay chip
- ultrasonic probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物質表面から内部
に超音波を大きな屈折角で入射させ、また、物質内部か
らの超音波を受信するための超音波プローブおよびその
用途に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic probe for making an ultrasonic wave incident from the surface of a substance into the inside thereof at a large refraction angle and for receiving an ultrasonic wave from the inside of the substance, and its use.
【０００２】[0002]
【従来の技術】被検査物内へ表面から超音波を入射し、
深層で反射させるか裏面へ通過させて受信し、該被検査
物の内部の観測や計測などを行なう方法がある。このよ
うな方法は、例えば、金属の溶接部の探傷や、電力ケー
ブルの劣化診断などに用いられている。2. Description of the Related Art Ultrasonic waves enter a test object from a surface,
There is a method in which the light is reflected at a deep layer or passed through the back surface and received, and the inside of the inspection object is observed or measured. Such a method is used, for example, for flaw detection of a welded portion of a metal or for deterioration diagnosis of a power cable.
【０００３】被検査物中に超音波を入射し受信するため
に該被検査物の表面に配置される器具として、超音波プ
ローブがある。超音波プローブは、超音波振動子を被検
査物の表面へ配置し得るように内蔵する送信用、受信用
のヘッドである。超音波プローブは、一般には送信用、
受信用共に同一構造であり、超音波振動子は超音波の発
生素子、検出素子として用いられる。ここでは、超音波
プローブの問題点を、超音波を入射させる方を代表とし
て説明する。[0003] An ultrasonic probe is an instrument arranged on the surface of an object to receive and transmit ultrasonic waves into the object. The ultrasonic probe is a transmitting and receiving head which is built in so that the ultrasonic transducer can be arranged on the surface of the inspection object. Ultrasound probes are generally used for transmission,
The receiving structure has the same structure, and the ultrasonic transducer is used as an ultrasonic wave generating element and a detecting element. Here, the problem of the ultrasonic probe will be described by taking a case where an ultrasonic wave is incident as a representative.
【０００４】超音波には縦波と横波とがあるが、被検査
物内へ超音波を入射する場合、固体、液体、気体の全て
の物質中を伝搬し、減衰が少ないという点から、通常、
縦波が用いられている。縦波は、疎密波とも呼ばれ、波
動の伝搬方向と振動方向とが一致する進行波である。従
って、従来の超音波プローブには、縦波の超音波を発生
させて送り出す縦波用振動子が組み込まれている。[0004] Ultrasonic waves include longitudinal waves and transverse waves. When an ultrasonic wave is incident on an object to be inspected, the ultrasonic wave propagates in all solid, liquid, and gas substances, and has a low attenuation. ,
Longitudinal waves are used. A longitudinal wave is also called a compressional wave, and is a traveling wave in which the direction of propagation of a wave and the direction of vibration coincide. Therefore, the conventional ultrasonic probe incorporates a longitudinal wave transducer that generates and sends out longitudinal ultrasonic waves.
【０００５】被検査物内への超音波の入射方向は、被検
査物の表面に垂直な方向への入射（垂直入射）や、被検
査物の表面の法線と角度をなす方向への入射（斜角入
射）など目的に応じて様々であるが、斜角入射には次の
問題がある。[0005] The incident direction of the ultrasonic wave into the object to be inspected is incident in a direction perpendicular to the surface of the object to be inspected (perpendicular incidence) or in a direction making an angle with the normal to the surface of the object to be inspected. Although it varies depending on the purpose such as (oblique incidence), oblique incidence has the following problems.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】被検査物内へ超音波を
斜角入射させる場合には、超音波振動子と被検査物との
間にディレーチップ（緩衝材、シューとも呼ばれる）を
介在させた斜角入射用の超音波プローブが用いられる。
図４は、従来の斜角入射用の超音波プローブの構造例お
よび使用例を示す図である。ディレーチップ１２は、縦
波用振動子１１と被検査物１３の表面との間に介在させ
て設けられるクサビ形状の部材であって、これによって
縦波用振動子１１の振動面は被検査物１３の表面に対し
角度をなして保持される。ディレーチップの材料には、
実用的には、アクリル樹脂やポリイミド、ポリスチレン
などの高分子材料が用いられる。When an ultrasonic wave is obliquely incident on an object to be inspected, a delay chip (also referred to as a cushioning material or shoe) is interposed between the ultrasonic vibrator and the object to be inspected. An ultrasonic probe for oblique incidence is used.
FIG. 4 is a diagram showing a structural example and a usage example of a conventional oblique incidence ultrasonic probe. The delay chip 12 is a wedge-shaped member provided between the longitudinal wave vibrator 11 and the surface of the test object 13, whereby the vibration surface of the longitudinal wave vibrator 11 is 13 is held at an angle to the surface. The material of the delay chip includes
Practically, a polymer material such as an acrylic resin, polyimide, or polystyrene is used.
【０００７】図４に示すように、縦波用振動子１１とデ
ィレーチップ１２とからなる斜角入射用プローブを用い
て被検査物１３の表層１３ａ内へ超音波Ｗを斜角入射
し、次層１３ｂとの界面で超音波を反射させ、入射位置
から離れた表層表面（図示せず）において受信する場合
を考える。As shown in FIG. 4, an ultrasonic wave W is obliquely incident on the surface layer 13a of the inspection object 13 by using an oblique incidence probe composed of a longitudinal wave transducer 11 and a delay chip 12, and Consider a case where an ultrasonic wave is reflected at an interface with the layer 13b and received on a surface layer (not shown) remote from the incident position.
【０００８】被検査物の表層が金属である場合、ディレ
ーチップ（高分子材料）中の超音波の伝搬速度Ｖ１より
も、表層（金属）中の超音波の伝搬速度Ｖ２の方が速
い。従って、図４（ａ）に示すように、表層表面の法線
ｙと超音波Ｗとのなす角度を入射角θ１、屈折角θ２と
すると、θ１＜θ２となる。このことは、スネルの法則
で知られる次式の関係で説明される。 （ｓｉｎθ１）／Ｖ１＝（ｓｉｎθ２）／Ｖ２ 即ち、縦波用振動子１１から発せられた超音波Ｗは、デ
ィレーチップ１２から被検査物の表層１３ａへ入射する
際において、表層表面のより離れた位置に向かうように
屈折し、これによって、入射位置から離れた位置に向け
ての送信が容易となる。When the surface layer of the inspection object is made of metal, the propagation speed V2 of the ultrasonic wave in the surface layer (metal) is faster than the propagation speed V1 of the ultrasonic wave in the delay chip (polymer material). Therefore, as shown in FIG. 4A, if the angle between the normal y of the surface layer and the ultrasonic wave W is the incident angle θ1 and the refraction angle θ2, then θ1 <θ2. This is explained by the following equation known by Snell's law. (Sin θ1) / V1 = (sin θ2) / V2 That is, when the ultrasonic wave W emitted from the longitudinal wave transducer 11 enters the surface layer 13a of the inspection object from the delay chip 12, the ultrasonic wave W is further away from the surface layer surface. The light is refracted toward the position, which facilitates transmission to a position distant from the incident position.
【０００９】ところが、被検査物の表層も高分子材料で
ある場合、その材料の種類によっては、ディレーチップ
中の超音波の伝搬速度Ｖ１よりも、表層中の超音波の伝
搬速度Ｖ２のほうが遅い場合がある。例えば、被検査物
が電力ケーブルである場合、表層の材料にはポリエチレ
ンやポリ塩化ビニルなど有機材料が用いられており、デ
ィレーチップがアクリル製の場合にはＶ1 ＞Ｖ２とな
る。従って、図４（ｂ）に示すように、θ１＞θ２とな
る。即ち、縦波用振動子１１から発せられた超音波Ｗ
は、ディレーチップ１２から被検査物の表層１３ａへ入
射する際において、自体の深層直下方向により近づく方
向に屈折する。図４（ｂ）から明らかなとおり、表層中
へ入射した超音波Ｗは、次層との界面で鋭角に反射し、
入射位置の近傍に戻ってくるので、入射位置から離れた
位置に向けての送信は困難（不可能）となる。However, when the surface layer of the inspection object is also a polymer material, the propagation speed V2 of the ultrasonic wave in the surface layer is slower than the propagation speed V1 of the ultrasonic wave in the delay chip depending on the type of the material. There are cases. For example, when the object to be inspected is a power cable, an organic material such as polyethylene or polyvinyl chloride is used as the material of the surface layer. When the delay chip is made of acrylic, V1> V2. Therefore, as shown in FIG. 4B, θ1> θ2. That is, the ultrasonic wave W emitted from the longitudinal wave vibrator 11
Is incident on the surface layer 13a of the inspection object from the delay chip 12 and is refracted in a direction closer to a direction directly below the deep layer of the device itself. As is apparent from FIG. 4B, the ultrasonic wave W incident on the surface layer is reflected at an interface with the next layer at an acute angle,
Since the light returns to the vicinity of the incident position, transmission to a position distant from the incident position becomes difficult (impossible).
【００１０】この問題は受信の場合でも同様である。即
ち、図４（ｂ）の様にＶ1 ＞Ｖ２の場合、被検査物中を
伝搬してくる縦波の超音波が、大きな入射角をもってデ
ィレーチップに到達したときには、縦波の超音波はディ
レーチップ内には入射できず縦波用振動子による検出は
できないのである。This problem is the same in the case of reception. That is, when V1> V2 as shown in FIG. 4B, when the longitudinal ultrasonic wave propagating through the inspection object reaches the delay chip at a large incident angle, the longitudinal ultrasonic wave is delayed. It cannot enter the chip and cannot be detected by the longitudinal wave oscillator.
【００１１】本発明の課題は、上記問題を解決し、被検
査物の材料がディレーチップの材料よりも超音波伝搬速
度の遅い材料であっても、より大きな屈折角をもって被
検査物中に斜角入射させることができ、また、被検査物
中を伝搬してくる超音波が大きな入射角をもってディレ
ーチップ面に到達しても、ディレーチップ内に入射させ
ることができ受信できる超音波プローブを提供し、その
好ましい用途を示すことである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and even if the material of the object to be inspected is a material having a lower ultrasonic wave propagation speed than the material of the delay chip, the object to be inspected has a larger angle of refraction and is inclined in the object to be inspected. Provided is an ultrasonic probe that can be incident at an angle and that can be received and received in the delay chip even if the ultrasonic wave propagating through the inspection object reaches the delay chip surface with a large incident angle. And its preferred use.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の特徴を
有するものである。 （１）横波の超音波を発する横波用振動子に、この横波
用振動子と被検査物との間に介在するようにディレーチ
ップが取り付けられた構造を有し、前記横波の超音波
をＷ１とし、ディレーチップ中におけるＷ１の伝搬速度
をＶ１とし、ディレーチップと被検査物と界面におい
て、前記Ｗ１と互いにモード変換される関係にある被検
査物中の縦波の超音波をＷ２とし、該Ｗ２の被検査物中
における伝搬速度をＶ２とするとき、Ｖ１＜Ｖ２となる
ように、ディレーチップの材料が被検査物の材料に対し
て選択されてなるものである超音波プローブ。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the following features. (1) It has a structure in which a delay chip is attached to a shear wave oscillator that emits a shear wave ultrasonic wave so as to be interposed between the shear wave oscillator and the object to be inspected. V1 is the propagation velocity of W1 in the delay chip, and W2 is the longitudinal ultrasonic wave in the test object that is mode-converted to W1 at the interface between the delay chip and the test object. An ultrasonic probe in which the material of the delay chip is selected with respect to the material of the test object such that V1 <V2, where W2 is the propagation velocity of the test object in the test object.
【００１３】（２）被検査物の材料が電力ケーブルの被
覆層に用いられる有機材料であって、ディレーチップに
よって形成される、横波用振動子の振動面と被検査物の
表面とのなす角度が、１０度〜８５度である上記（１）
記載の超音波プローブ。(2) The material of the test object is an organic material used for the coating layer of the power cable, and the angle formed between the vibration surface of the shear wave oscillator formed by the delay chip and the surface of the test object. Is 10 degrees to 85 degrees (1).
An ultrasonic probe as described.
【００１４】（３）上記（１）または（２）に記載の超
音波プローブを、被検査物の表面の送信位置、受信位置
に配置される送信用、受信用の超音波プローブとして有
し、 送信用の超音波プローブは、横波用振動子からディレ
ーチップ中に横波の超音波を発し、この横波の超音波を
ディレーチップと被検査物との界面において縦波の超音
波にモード変換し、この縦波の超音波を受信用の超音波
プローブに直接向けて被検査物中に入射し得るものであ
り、 受信用の超音波プローブは、前記送信用の超音波プロ
ーブから直線的に到達した前記縦波の超音波を、被検査
物とディレーチップとの界面において横波の超音波にモ
ード変換してディレーチップ中に入射させ、この横波の
超音波を横波用振動子にて受信し得るものである、超音
波の送受信装置。(3) The ultrasonic probe according to (1) or (2) above is provided as a transmitting and receiving ultrasonic probe disposed at a transmitting position and a receiving position on the surface of the inspection object, The transmitting ultrasonic probe emits a transverse ultrasonic wave from the shear wave transducer into the delay chip, and converts the transverse ultrasonic wave into a longitudinal ultrasonic wave at the interface between the delay chip and the object to be inspected, The longitudinal ultrasonic wave can be directed toward the ultrasonic probe for reception and can be incident on the object to be inspected. The ultrasonic probe for reception linearly arrives from the ultrasonic probe for transmission. The longitudinal ultrasonic wave can be mode-converted into a transverse ultrasonic wave at the interface between the object to be inspected and the delay chip and incident on the delay chip, and the transverse ultrasonic wave can be received by the transverse wave oscillator. Ultrasound transmission and reception Location.
【００１５】（４）被検査物の表面が、平面、または送
信位置と受信位置とを結ぶ直線を含む曲面であって、上
記送信用の超音波プローブから受信用の超音波プローブ
に直線的に到達する縦波の超音波が、被検査物の表面に
沿って直線的に伝搬するものである上記（３）記載の装
置。(4) The surface of the object to be inspected is a flat surface or a curved surface including a straight line connecting the transmission position and the reception position, and is linearly moved from the transmission ultrasonic probe to the reception ultrasonic probe. The apparatus according to the above (3), wherein the arriving longitudinal ultrasonic waves propagate linearly along the surface of the inspection object.
【００１６】（５）送信から受信までの所要時間Ｔを
計測する時間計測手段と、送信用、受信用の超音波プ
ローブ間の直線距離Ｌと前記Ｔとから被検査物中での超
音波の伝搬速度Ｌ／Ｔの値を算出する計算手段とが、さ
らに設けられた上記（３）記載の装置。(5) A time measuring means for measuring a required time T from transmission to reception, and a linear distance L between the ultrasonic probe for transmission and reception and the above-mentioned T, the ultrasonic wave of the ultrasonic wave in the object to be inspected. The apparatus according to the above (3), further comprising a calculating means for calculating a value of the propagation velocity L / T.
【００１７】（６）上記（１）または（２）に記載の超
音波プローブを用い、横波用振動子がディレーチップ中
に発した横波の超音波を、ディレーチップと被検査物と
の界面において縦波の超音波にモード変換してこれを被
検査物中に入射させて送信することを特徴とする超音波
の送信方法。(6) Using the ultrasonic probe described in (1) or (2) above, the shear wave generated by the shear wave oscillator in the delay chip is applied to the interface between the delay chip and the inspection object. A method of transmitting an ultrasonic wave, comprising: converting a mode into a longitudinal ultrasonic wave, transmitting the longitudinal ultrasonic wave into a test object, and transmitting the ultrasonic wave.
【００１８】（７）上記（１）または（２）に記載の超
音波プローブを用い、被検査物中を伝搬してくる縦波の
超音波を、被検査物とディレーチップとの界面において
横波の超音波にモード変換してこれをディレーチップ中
に入射させて横波用振動子で受信することを特徴とする
超音波の受信方法。(7) Using the ultrasonic probe described in the above (1) or (2), a longitudinal ultrasonic wave propagating in the inspection object is converted into a transverse wave at an interface between the inspection object and the delay chip. A mode conversion to the ultrasonic wave of the above, the incident wave is made to enter into the delay chip, and is received by the transverse wave transducer.
【００１９】（８）上記（６）記載の超音波の送信方法
と、上記（７）記載の超音波の受信方法とを用いる超音
波の送受信方法であって、被検査物の表面が、平面、ま
たは送信位置と受信位置とを結ぶ直線を含む曲面であ
り、送信用の超音波プローブから受信用の超音波プロー
ブまで被検査物中を伝搬する縦波の超音波を、被検査物
の表面に沿って直線的に伝搬させることを特徴とする超
音波の送受信方法。(8) An ultrasonic transmission / reception method using the ultrasonic transmission method described in (6) and the ultrasonic reception method described in (7), wherein the surface of the inspection object has a flat surface. , Or a curved surface including a straight line connecting the transmission position and the reception position, and transmits longitudinal ultrasonic waves propagating through the object from the ultrasonic probe for transmission to the ultrasonic probe for reception on the surface of the object to be inspected. A method for transmitting and receiving an ultrasonic wave, wherein the ultrasonic wave is transmitted linearly along a line.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】先ず、本発明による超音波プロー
ブの構造を説明すると共に、送信方法、受信方法を説明
する。図１は、本発明の超音波プローブが被検査物に装
着され、送信している状態を示す断面図である。同図の
ように、本発明の超音波プローブＡは、横波の超音波を
発生させる横波用振動子１にディレーチップ２が取り付
けられた構造を有する。ディレーチップ２は、横波用振
動子１と被検査物Ｂとの間に介在するように取り付けら
れており、これによって横波用振動子１の振動面は被検
査物Ｂの表面に対し角度をなして保持される。同図の例
では、横波用振動子１とディレーチップ２とはハウジン
グ３に収納されており、リード線４が外部の駆動回路
（図示せず）に接続されている。以下、横波の超音波を
「横波」、縦波の超音波を「縦波」と呼ぶ。横波は、波
の振動方向と進行方向とが垂直な進行波である。図中、
ｙは被検査物の表面の法線または垂線である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the structure of an ultrasonic probe according to the present invention will be described, and a transmitting method and a receiving method will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which the ultrasonic probe of the present invention is attached to an object to be inspected and is transmitting. As shown in the figure, the ultrasonic probe A of the present invention has a structure in which a delay chip 2 is attached to a transverse wave vibrator 1 for generating a transverse ultrasonic wave. The delay chip 2 is attached so as to be interposed between the shear wave oscillator 1 and the inspection object B, whereby the vibration surface of the shear wave oscillator 1 forms an angle with the surface of the inspection object B. Is held. In the example of FIG. 1, the shear wave vibrator 1 and the delay chip 2 are housed in a housing 3, and the lead wires 4 are connected to an external drive circuit (not shown). Hereinafter, a transverse ultrasonic wave is referred to as a “transverse wave” and a longitudinal ultrasonic wave is referred to as a “longitudinal wave”. A transverse wave is a traveling wave in which the vibration direction and the traveling direction of the wave are perpendicular. In the figure,
y is the normal or perpendicular to the surface of the inspection object.
【００２１】このような構造とすることによって、横波
用振動子１から発せられる横波Ｗ１（太い破線の矢印）
は、ディレーチップ２中を通過し、ディレーチップ２と
被検査物Ｂとの界面Ｓに入射角θ１で到達する。横波Ｗ
１は、界面Ｓにおいて一部がモード変換されて縦波Ｗ２
（太線の矢印）となり被検査物中に入射する。縦波／横
波のモード変換は、２つの物質が接触する界面を通過す
る際、その界面において生じる現象である。横波Ｗ１の
うちモード変換されなかった残部は横波のままＷ３（細
い破線の矢印）として入射する。このとき、ディレーチ
ップと被検査物との材料の組み合わせが図４（ｂ）で説
明したような組み合わせの場合であっても、縦波Ｗ２の
屈折角θ２を、前記横波Ｗ１の入射角θ１よりも大きい
ものとすることが可能となる。従って、従来よりも大き
な屈折角をもって、より離れた受信用プローブに向け
て、縦波Ｗ２を斜角入射できることになる。θ１＜θ２
とし得る理由を次に説明する。With such a structure, the shear wave W1 (thick broken arrow) emitted from the shear wave oscillator 1 is obtained.
Passes through the delay chip 2 and reaches the interface S between the delay chip 2 and the inspection object B at an incident angle θ1. Yokonami W
1 is that the longitudinal wave W2
(Thick arrow) and enters the inspection object. Longitudinal wave / transverse wave mode conversion is a phenomenon that occurs at an interface between two substances when they pass through the interface. The remainder of the transverse wave W1 that has not been subjected to the mode conversion enters the transverse wave as W3 (thin broken arrow). At this time, even if the combination of the material of the delay chip and the object to be inspected is the combination as described with reference to FIG. 4B, the refraction angle θ2 of the longitudinal wave W2 is determined by the incident angle θ1 of the transverse wave W1. Can also be large. Accordingly, the longitudinal wave W2 can be incident at an oblique angle toward a farther receiving probe with a refraction angle larger than that of the related art. θ1 <θ2
Next, the reason for this will be described.
【００２２】固体中を超音波が伝搬する場合、横波の伝
搬速度は縦波の伝搬速度の約６０％程度であり、横波は
縦波よりも充分に遅い。本発明の超音波プローブおよび
送信方法、受信方法では、横波が縦波よりも充分遅いこ
とに着目し、この関係を積極的に利用するため横波用振
動子を用いている。さらに、ディレーチップと被検査物
との界面を超音波が通過する場合、超音波の一部がモー
ド変換（横波／縦波の変換）されるという現象に着目
し、この現象を積極的に利用している。When an ultrasonic wave propagates through a solid, the propagation speed of the shear wave is about 60% of the propagation speed of the longitudinal wave, and the shear wave is sufficiently slower than the longitudinal wave. In the ultrasonic probe, the transmission method, and the reception method of the present invention, attention is paid to the fact that the shear wave is sufficiently slower than the longitudinal wave, and the transducer for the shear wave is used to actively utilize this relationship. Furthermore, when ultrasonic waves pass through the interface between the delay chip and the test object, we focus on the phenomenon that some of the ultrasonic waves undergo mode conversion (transformation of transverse / longitudinal waves), and actively use this phenomenon. doing.
【００２３】横波用振動子から発せられた横波Ｗ１のデ
ィレーチップ中での伝搬速度をＶ１とし、横波Ｗ１が界
面Ｓでモード変換されて発生した縦波Ｗ２の被検査物中
での伝搬速度をＶ２とする。このとき従来技術において
問題とした（伝搬速度の速いアクリル、伝搬速度の遅い
ポリエチレン）のような材料の組み合わせであったとし
ても、アクリル中の横波の伝搬速度Ｖ１と、ポリエチレ
ン中の縦波の伝搬速度Ｖ２とではＶ１＜Ｖ２となり、ス
ネルの法則で説明されるように、横波の入射角θ１＜縦
波の屈折角θ２となり得るのである。The propagation velocity of the shear wave W1 emitted from the shear wave oscillator in the delay chip is represented by V1, and the propagation velocity of the longitudinal wave W2 generated by the mode conversion of the shear wave W1 at the interface S is generated in the inspection object. V2. At this time, even if a combination of materials such as the problems in the prior art (acrylic having a high propagation speed, polyethylene having a low propagation speed) is used, the propagation speed V1 of the shear wave in the acrylic and the propagation speed of the longitudinal wave in the polyethylene do not occur. At the speed V2, V1 <V2, and as described by Snell's law, the incident angle θ1 of the transverse wave may be smaller than the refraction angle θ2 of the longitudinal wave.
【００２４】本発明で用いる横波用振動子は、（横波の
超音波／他のエネルギー）変換素子であって、送信用と
しては横波の超音波を発生し得るものであればよく、受
信用としては横波の超音波を電気信号など何らかの信号
に変換し得るものであればよい。横波用振動子は、通常
は、横波の超音波と電気エネルギー等とを可逆的に変換
し得るものであるから、送信用と受信用には同一のもの
を用いてよい。また、好ましい送信や受信を行なうため
に、送信用と受信用には、振動面の面積、変換効率、感
度、入出力など、互いに異なる仕様の横波用振動子を用
いてもよい。横波用振動子で発生させる横波の周波数
は、特に限定されないが、０．５ＭＨｚ〜５ＭＨｚ程度
が望ましい。The transversal wave transducer used in the present invention is a (transverse wave ultrasonic wave / other energy) conversion element, and may be any device capable of generating a transverse wave ultrasonic wave for transmission, and for receiving. May be any as long as it can convert a transverse ultrasonic wave into some kind of signal such as an electric signal. Since the transverse wave transducer can normally reversibly convert transverse ultrasonic waves and electric energy, the same transducer may be used for transmission and reception. Further, in order to perform preferable transmission and reception, transverse wave vibrators having different specifications such as the area of the vibrating surface, conversion efficiency, sensitivity, and input / output may be used for transmission and reception. The frequency of the shear wave generated by the shear wave oscillator is not particularly limited, but is preferably about 0.5 MHz to 5 MHz.
【００２５】ディレーチップは、公知のものを用いてよ
く、横波用振動子が装着されるクサビ状の勾配部分を有
し、公知の機能と同様、横波用振動子の振動面と被検査
物の表面とが角度をなすようにこれらの間に介在し得る
ものであればよい。勾配部分の面と被検査物の表面との
なす角度は、図１における横波Ｗ１の入射角θ１となる
ものであり、ディレーチップと被検査物との材料の組み
合わせや、必要な入射角度にもよるが、１０度〜８５度
が汎用である。As the delay chip, a known chip may be used. The delay chip has a wedge-shaped gradient portion on which the shear wave oscillator is mounted. As in the case of the known function, the vibration surface of the shear wave oscillator and the test object are inspected. What is necessary is just to be able to intervene between these so that it may make an angle with the surface. The angle formed between the surface of the slope portion and the surface of the object to be inspected is the incident angle θ1 of the transverse wave W1 in FIG. 1, and also depends on the combination of the material of the delay chip and the object to be inspected and the required incident angle. According to the general rule, 10 degrees to 85 degrees is used.
【００２６】ディレーチップの材料と被検査物の材料と
の組み合わせは、（横波Ｗ１のディレーチップ中での伝
搬速度Ｖ１）＜（縦波Ｗ２の被検査物中での伝搬速度Ｖ
２）となるように選択するのが好ましいが、横波用振動
子を用いたことによって、一般のディレーチップと一般
の有機材料からなる表層を有する被検査物であれば充分
にＶ１＜Ｖ２となり、被検査物の選択の幅が広がる。有
機材料からなる表層を有する被検査物としては、電力ケ
ーブルの他、パイプ、ホース、シート材、壁材・床材な
どの表面材、などが例示される。The combination of the material of the delay chip and the material of the inspection object is as follows: (propagation speed V1 of shear wave W1 in delay chip) <(propagation speed V of longitudinal wave W2 in inspection object)
It is preferable to select so as to satisfy 2). However, by using the shear wave oscillator, V1 <V2 is sufficiently satisfied if the test object has a general delay chip and a surface layer made of a general organic material. The range of selection of the inspection object is expanded. Examples of the inspection object having a surface layer made of an organic material include power cables, pipes, hoses, sheet materials, and surface materials such as wall materials and floor materials.
【００２７】本発明の超音波プローブは、横波用振動子
とディレーチップとの構成を最小限の構成とするもので
あるが、これに対してモールドやハウジング、電気回路
など、付帯的なものは自由に加えてよい。The ultrasonic probe of the present invention minimizes the configuration of the transversal wave oscillator and the delay chip. On the other hand, incidental ones such as a mold, a housing, and an electric circuit are provided. You can add it freely.
【００２８】本発明の超音波プローブを一対で用いるこ
とによって、超音波を大きな角度で斜角入射でき、また
それを受信し得る好ましい送受信装置を構成することが
できる。例えば、本発明の出願人は、先に「超音波の伝
搬速度の測定方法およびその装置」（特願平９−１１２
３３３号）を出願している（以下、先の出願）。先の出
願の発明は、垂直法と斜角法とで得られるＴ、ｔ、Ｌか
らなる式Ｌ／（ｔ2 −Ｔ2 ）1/2 の値を、被検査物の表
層中における超音波の伝搬速度とするものである。垂直
法では、被検査物中に表層表面から垂直に内部直下方向
へ超音波を入射し、表層と次層との界面で反射させて発
信位置で受信し、発信から受信までの所要時間Ｔを計測
する。斜角法では、前記超音波を、表層表面の発信手段
から斜角入射し、表層と次層との界面で反射させて、発
信位置から距離Ｌだけ離れた表層表面上の受信手段にて
受信し、発信から受信までの所要時間ｔを得る。本発明
の送受信装置は、先の出願の発明における斜角法を実施
するための装置として、また伝搬速度の測定装置を構成
するための送受信装置として好ましいものである。By using a pair of the ultrasonic probes of the present invention, it is possible to configure a preferable transmitting / receiving apparatus which can receive ultrasonic waves at a large angle at an oblique angle and can receive the ultrasonic waves. For example, the applicant of the present invention has previously described "method and apparatus for measuring ultrasonic wave propagation velocity" (Japanese Patent Application No. 9-112).
No. 333) (hereinafter referred to as an earlier application). The invention of the prior application uses an ultrasonic wave in the surface layer of the object to be inspected by using the value of the formula L / (t 2 −T 2 ) 1/2 consisting of T, t and L obtained by the vertical method and the oblique method Of the propagation speed. In the vertical method, an ultrasonic wave is incident on the inspected object vertically from the surface of the surface in the direction directly below the interior, is reflected at the interface between the surface and the next layer, is received at the transmission position, and the required time T from transmission to reception is T. measure. In the oblique angle method, the ultrasonic wave is obliquely incident from the transmitting means on the surface layer, reflected at the interface between the surface layer and the next layer, and received by the receiving means on the surface surface separated by a distance L from the transmitting position. Then, a required time t from transmission to reception is obtained. The transmission / reception device of the present invention is preferable as a device for implementing the oblique angle method in the invention of the previous application and as a transmission / reception device for configuring a propagation velocity measuring device.
【００２９】また、本発明の超音波プローブを一対で用
いた送受信装置は、送信側では被検査物に入射した縦波
の屈折角が従来の超音波プローブの場合に比べて充分大
きく、また受信側でも、従来不可能であった大きな入射
角で到達した縦波をディレーチップ中に取り込むことが
できる。従って、表層と次層との界面での反射を利用し
た従来の斜角法とは異なり、送信用の超音波プローブか
ら受信用の超音波プローブへ、縦波を直線的に一度も反
射させず直接到達させる送受信方法、および送受信装置
の構成が可能となる。これを図２、図３に示して次に説
明する。Further, in the transmitting / receiving apparatus using a pair of ultrasonic probes of the present invention, the refraction angle of the longitudinal wave incident on the object to be inspected on the transmitting side is sufficiently larger than that of the conventional ultrasonic probe, and On the side as well, longitudinal waves arriving at a large angle of incidence, which were not possible before, can be captured in the delay chip. Therefore, unlike the conventional oblique angle method using reflection at the interface between the surface layer and the next layer, the longitudinal wave is not reflected even once linearly from the ultrasonic probe for transmission to the ultrasonic probe for reception. The transmission / reception method and the configuration of the transmission / reception device to be directly reached are enabled. This will be described below with reference to FIGS.
【００３０】図２は、断面円形の電力ケーブルを被検査
物とした場合を示す図である。この電力ケーブルの表層
はポリ塩化ビニルからなる。送信用の超音波プローブＡ
１と受信用の超音波プローブＡ２とは、電力ケーブルの
表面に長手方向に配置されている。同図の例では、送信
用の超音波プローブＡ１において、横波Ｗ１１がモード
変換されて電力ケーブルの表層に入射した縦波Ｗ２の屈
折角を９０度となるようにディレーチップの傾斜角度が
調整されている。これによって、縦波Ｗ２は、送信位置
から受信位置まで、被検査物の表面に沿って直線的に伝
搬することができる。受信位置に到達した縦波Ｗ２は、
受信用の超音波プローブＡ２のディレーチップと被検査
物との界面で一部が横波Ｗ１２にモード変換されてディ
レーチップ内に入射し、横波用振動子で信号に変換され
る。FIG. 2 is a diagram showing a case where a power cable having a circular cross section is used as an object to be inspected. The surface layer of this power cable is made of polyvinyl chloride. Ultrasonic probe A for transmission
1 and the receiving ultrasonic probe A2 are arranged in the longitudinal direction on the surface of the power cable. In the example shown in the figure, in the transmission ultrasonic probe A1, the inclination angle of the delay chip is adjusted so that the transverse wave W11 is mode-converted and the refraction angle of the longitudinal wave W2 incident on the surface layer of the power cable becomes 90 degrees. ing. Thereby, the longitudinal wave W2 can propagate linearly along the surface of the inspection object from the transmission position to the reception position. The longitudinal wave W2 that has reached the receiving position is
At the interface between the delay chip of the receiving ultrasonic probe A2 and the object to be inspected, a part of the signal is mode-converted into a transverse wave W12, enters the delay chip, and is converted into a signal by the transverse wave transducer.
【００３１】図２の例における被検査物の表面は、円柱
の曲面を呈するものであるが、他に平面や、円錐の曲面
を呈するものであってもよく、送信位置と受信位置とを
結ぶ直線を含むような面であればよい。The surface of the inspection object in the example of FIG. 2 has a cylindrical curved surface, but may have a flat surface or a conical curved surface, and connects the transmitting position and the receiving position. Any surface including a straight line may be used.
【００３２】図３は、図２と同じ断面円形の電力ケーブ
ルを被検査物とした図であるが、送信用の超音波プロー
ブＡ１と、受信用の超音波プローブＡ２とは、電力ケー
ブルの外周を巡る方向に配置されている。図中のｙ１、
ｙ２は、送信位置、受信位置における被検査物表面の法
線である。同図の例では、送信用の超音波プローブＡ１
において、横波Ｗ１１がモード変換されて電力ケーブル
の表層に入射した縦波Ｗ２の屈折角θ２１を６０〜８０
度程度の大きな角度となるようにディレーチップの傾斜
角度が調整されている。これによって、縦波Ｗ２は、送
信位置から受信位置まで、表層Ｂ１と次層Ｂ２との界面
に接することなく、直線的に伝搬し到達することができ
る。受信用の超音波プローブＡ２においても、大きな入
射角θ２２で被検査物中を伝搬してきた縦波Ｗ２を横波
Ｗ１２にモード変換し受信することができる。FIG. 3 shows a power cable having the same circular cross section as FIG. 2 as an object to be inspected. The ultrasonic probe A1 for transmission and the ultrasonic probe A2 for reception are connected to the outer periphery of the power cable. It is arranged in the direction around. Y1 in the figure,
y2 is a normal line of the surface of the inspection object at the transmission position and the reception position. In the example of the figure, the transmitting ultrasonic probe A1
, The refraction angle θ21 of the longitudinal wave W2 that has been mode-converted into the power cable and is
The tilt angle of the delay chip is adjusted so that the angle is as large as about degrees. Thus, the longitudinal wave W2 can propagate and reach linearly from the transmission position to the reception position without contacting the interface between the surface layer B1 and the next layer B2. The ultrasonic probe A2 for reception can also convert the longitudinal wave W2 propagating in the test object at the large incident angle θ22 into the transverse wave W12 and receive it.
【００３３】これら図２、図３に示す送受信の方法およ
び送受信装置を利用することによって、被検査物中の超
音波の伝搬速度を高精度にかつ容易に測定することが可
能となる。例えば、電力ケーブルを被検査物としたと
き、従来の超音波プローブでは、２つの超音波プローブ
間で超音波を直接伝搬させることは上記屈折角の問題か
ら不可能であったので、垂直法などによって表層中の超
音波の伝搬時間を測定し、カタログ等に記載の表層の厚
みと伝搬時間とから伝搬速度を算出していた。このよう
な従来の方法では、表層の厚み寸法の公差が大きいため
に、現物の寸法がカタログ設計値と大きく異なる場合が
あり、算出された伝搬速度も誤差の大きなものとなって
いた。By using the transmission / reception method and the transmission / reception device shown in FIGS. 2 and 3, it becomes possible to measure the propagation speed of the ultrasonic wave in the inspection object with high accuracy and easily. For example, when a power cable is used as an object to be inspected, it is impossible to directly propagate ultrasonic waves between two ultrasonic probes with the conventional ultrasonic probe due to the refraction angle problem. Thus, the propagation time of the ultrasonic wave in the surface layer was measured, and the propagation velocity was calculated from the thickness and the propagation time of the surface layer described in a catalog or the like. In such a conventional method, since the tolerance of the thickness dimension of the surface layer is large, the actual dimension may greatly differ from the catalog design value, and the calculated propagation speed has a large error.
【００３４】しかし、図２、図３に示す送受信の方法お
よび送受信装置によれば、送信位置と受信位置との直線
距離（図３では弦の長さ）Ｌを高い精度で容易に直読で
き、伝搬時間Ｔを計測して、高い精度の伝搬速度Ｌ／Ｔ
が容易に得られる。即ち、本発明による送受信方法およ
び送受信装置は、被検査物中における超音波の伝搬速度
の測定方法、測定装置として用いることができる。ディ
レーチップ中の伝搬時間に関する誤差は必要に応じて補
正すればよい。However, according to the transmission / reception method and the transmission / reception apparatus shown in FIGS. 2 and 3, the linear distance (string length in FIG. 3) L between the transmission position and the reception position can be easily and directly read with high accuracy. By measuring the propagation time T, a highly accurate propagation speed L / T
Can be easily obtained. That is, the transmission / reception method and the transmission / reception device according to the present invention can be used as a method and a device for measuring the propagation speed of an ultrasonic wave in an object to be inspected. The error relating to the propagation time in the delay chip may be corrected as needed.
【００３５】本発明の送受信装置を、超音波の伝搬速度
の測定装置とするには、前記Ｔを計測する時間計測手
段、Ｌ／Ｔを算出する計算手段などを、自動または手動
の装置として任意に付与してよい。一例としては、横波
用振動子を振動させるための回路と、受信側の横波用振
動子からの信号を増幅する回路とがコンピュータによっ
て制御されるよう接続され、該コンピュータによってＴ
が計測され、Ｌ／Ｔが算出される構成が挙げられる。In order for the transmitting / receiving apparatus of the present invention to be an apparatus for measuring the propagation speed of ultrasonic waves, the time measuring means for measuring T, the calculating means for calculating L / T, etc. may be any automatic or manual equipment. May be provided. As an example, a circuit for oscillating the shear wave oscillator and a circuit for amplifying a signal from the shear wave oscillator on the receiving side are connected so as to be controlled by a computer.
Is measured and L / T is calculated.
【００３６】本発明の送受信方法および送受信装置を、
被検査物中における超音波の伝搬速度の測定方法、測定
装置として用いることによって、有機材料を被検査物と
してその劣化診断を行なうことができるようになる。有
機材料中を伝搬する超音波の伝搬速度は、該材料の劣化
（＝破断伸び率の変化）に伴って変化するという現象が
知られているので、求められた伝搬速度を破断伸び率に
対応させて、被検査物の劣化が推定されるのである。本
発明によって得られる伝搬速度は、Ｌ、Ｔ共に直接的な
計測値から算出されるものであり、精度が高い。従っ
て、これをもとにした材料の劣化診断も精度の高いもの
となる。The transmission / reception method and the transmission / reception apparatus of the present invention
By using the method as a measuring method and a measuring device of the propagation speed of the ultrasonic wave in the inspection object, it is possible to perform the deterioration diagnosis of the organic material as the inspection object. It is known that the propagation speed of an ultrasonic wave propagating in an organic material changes with the deterioration of the material (= change in elongation at break), so the obtained propagation speed corresponds to the elongation at break. Thus, the deterioration of the inspection object is estimated. The propagation speed obtained by the present invention is calculated from direct measurement values for both L and T, and has high accuracy. Therefore, the deterioration diagnosis of the material based on this becomes highly accurate.
【００３７】劣化診断の被検査物としては、前記したよ
うに有機材料からなる表層を有する被検査物が挙げられ
る。なかでも電力ケーブルは、シースや絶縁層に、ポリ
塩化ビニル、ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム等
が用いられたものが対象となる。特に、布設状態にある
電力ケーブルに対しては、被覆層の劣化診断を非破壊、
高精度で行なうことが求められるので、本発明は特に有
用なものとなる。As the inspection object for the deterioration diagnosis, there is an inspection object having a surface layer made of an organic material as described above. In particular, the power cable is a cable in which a sheath or an insulating layer is made of polyvinyl chloride, polyethylene, ethylene propylene rubber, or the like. In particular, for power cables in the laid state, non-destructive diagnosis of coating layer deterioration,
The invention is particularly useful because it is required to be performed with high precision.
【００３８】[0038]
【実施例】本実施例では、電力ケーブルを被検査物と
し、図１で説明した本発明の超音波プローブを１対用い
て図２の装置を構成し、１対の超音波プローブ間での直
接的な送受信を行った。さらに、超音波の伝搬時間とプ
ローブ間の距離を実際に計測して被覆層中の超音波の伝
搬速度を算出した。In this embodiment, the apparatus shown in FIG. 2 is constituted by using a pair of the ultrasonic probe of the present invention described with reference to FIG. Direct sending and receiving. Furthermore, the propagation time of the ultrasonic wave in the coating layer was calculated by actually measuring the ultrasonic propagation time and the distance between the probes.
【００３９】電力ケーブルの表層は、軟質ポリ塩化ビニ
ルからなるシースである。ディレーチップの材料はアク
リル、横波用振動子が装着される面と電力ケーブル表面
とのなす角度（＝横波の入射角θ１）は５０度とした。
１対の超音波プローブは、電力ケーブルの長手中心軸と
平行に配置した。The surface layer of the power cable is a sheath made of soft polyvinyl chloride. The material of the delay chip was acrylic, and the angle formed between the surface on which the shear wave oscillator was mounted and the power cable surface (= the incident angle θ1 of the shear wave) was 50 degrees.
The pair of ultrasonic probes was arranged parallel to the longitudinal center axis of the power cable.
【００４０】図２の装置において、周波数１ＭＨｚの横
波の超音波を送信用の超音波プローブＡ１から送信した
ところ、受信用の超音波プローブＡ２で受信したことを
確認した。また、この超音波の送受信中において、伝搬
経路中に、表層から幅０．５ｍｍ、深さ１ｍｍの切り込
みを入れることによって、送信が途絶えることを確認し
た。このことから、この送受信が、電力ケーブルの表層
表面に沿った超音波の直線的な到達によるものであっ
て、内部での反射によって到達したものでないことがわ
かった。In the apparatus shown in FIG. 2, when a transverse ultrasonic wave having a frequency of 1 MHz was transmitted from the transmitting ultrasonic probe A1, it was confirmed that the ultrasonic wave was received by the receiving ultrasonic probe A2. During transmission and reception of the ultrasonic waves, it was confirmed that transmission was interrupted by making a cut of 0.5 mm in width and 1 mm in depth from the surface layer in the propagation path. From this, it was found that this transmission / reception was caused by the linear arrival of the ultrasonic wave along the surface layer of the power cable, and not by the internal reflection.
【００４１】〔伝搬速度の算出〕送信位置と受信位置と
の距離Ｌを計測し、Ｌ＝３ｍｍを得た。また、発信から
受信までの所要時間Ｔを計測し、Ｔ＝１．６１μｓを得
た。これらの計測結果Ｌ、Ｔ、から、シース中の超音波
の伝搬速度１８６０ｍ／ｓｅｃを得た。[Calculation of Propagation Velocity] The distance L between the transmission position and the reception position was measured to obtain L = 3 mm. Further, the required time T from transmission to reception was measured, and T = 1.61 μs was obtained. From these measurement results L and T, an ultrasonic wave propagation velocity of 1860 m / sec in the sheath was obtained.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によって、被検査物の材料がディ
レーチップの材料よりも超音波伝搬速度の遅い材料であ
っても、より大きな屈折角をもって被検査物中に斜角入
射させることができ、また、被検査物中を伝搬してくる
超音波が大きな入射角をもってディレーチップ面に到達
しても、ディレーチップ内に入射させることができ受信
できるようになった。また、モード変換された縦波の屈
折角を９０度まで大きくすることもでき、この縦波を被
検査物の表面に沿って受信位置へ直線的に伝搬させるこ
とができるようになり、被検査物の表面の２点間におい
て、直接的な送受信が可能となった。これによって、例
えば、電力ケーブルを被検査物とする場合には、カタロ
グ値を参照していた従来の方法に比べて、破壊的に調べ
た場合の値からのバラツキは小さくなり、超音波の伝搬
速度と破断伸び率との関係から得られる表層の劣化（＝
破断伸び率の変化）の診断の精度をより向上させること
が可能となった。According to the present invention, even if the material of the object to be inspected is a material having a lower ultrasonic wave propagation velocity than the material of the delay chip, it can be incident obliquely into the object with a larger refraction angle. Also, even if the ultrasonic wave propagating in the inspection object reaches the delay chip surface with a large incident angle, the ultrasonic wave can be made to enter the delay chip and can be received. In addition, the refraction angle of the mode-converted longitudinal wave can be increased up to 90 degrees, and this longitudinal wave can be linearly propagated along the surface of the object to be detected to the receiving position. Direct transmission and reception became possible between two points on the surface of the object. As a result, for example, when the power cable is used as the object to be inspected, the variation from the value obtained when the power cable is inspected destructively is reduced as compared with the conventional method that refers to the catalog value, and the propagation of the ultrasonic wave is reduced. Deterioration of surface layer obtained from the relationship between speed and elongation at break (=
(Change in elongation at break) can be more accurately diagnosed.
【図１】本発明の超音波プローブの一例を模式的に示す
図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an ultrasonic probe according to the present invention.
【図２】本発明の送受信装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission / reception device of the present invention.
【図３】本発明の送受信装置の他の構成例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating another configuration example of the transmission / reception device of the present invention.
【図４】従来の斜角入射用の超音波プローブの構造例お
よび使用例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a structural example and a usage example of a conventional oblique incidence ultrasonic probe.
Ａ 超音波プローブ Ｂ 被検査物 Ｗ１ 横波 Ｗ２ 縦波 １ 横波用振動子 ２ ディレーチップ A Ultrasonic probe B Inspection object W1 Lateral wave W2 Longitudinal wave 1 Transverse wave transducer 2 Delay chip
Claims (8)
この横波用振動子と被検査物との間に介在するようにデ
ィレーチップが取り付けられた構造を有し、 前記横波の超音波をＷ１とし、ディレーチップ中にお
けるＷ１の伝搬速度をＶ１とし、ディレーチップと被
検査物と界面において、前記Ｗ１と互いにモード変換さ
れる関係にある被検査物中の縦波の超音波をＷ２とし、
該Ｗ２の被検査物中における伝搬速度をＶ２とすると
き、 Ｖ１＜Ｖ２となるように、ディレーチップの材料が被検
査物の材料に対して選択されてなるものである超音波プ
ローブ。1. A transversal oscillator for producing transversal ultrasonic waves,
A delay chip is attached so as to be interposed between the shear wave vibrator and the object to be inspected. The ultrasonic wave of the shear wave is W1, the propagation speed of W1 in the delay chip is V1, and the delay wave is V1. At the interface between the chip and the object to be inspected, a longitudinal ultrasonic wave in the object to be inspected having a mode conversion relationship with the W1 is W2,
An ultrasonic probe wherein the material of the delay chip is selected with respect to the material of the test object such that V1 <V2 when the propagation speed of the W2 in the test object is V2.
に用いられる有機材料であって、ディレーチップによっ
て形成される、横波用振動子の振動面と被検査物の表面
とのなす角度が、１０度〜８５度である請求項１記載の
超音波プローブ。2. An object to be inspected is an organic material used for a covering layer of a power cable, and an angle formed between a vibration surface of a shear wave oscillator formed by a delay chip and a surface of the object to be inspected is formed. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the angle is 10 degrees to 85 degrees.
ブを、被検査物の表面の送信位置、受信位置に配置され
る送信用、受信用の超音波プローブとして有し、 送信用の超音波プローブは、横波用振動子からディレ
ーチップ中に横波の超音波を発し、この横波の超音波を
ディレーチップと被検査物との界面において縦波の超音
波にモード変換し、この縦波の超音波を受信用の超音波
プローブに直接向けて被検査物中に入射し得るものであ
り、 受信用の超音波プローブは、前記送信用の超音波プロ
ーブから直線的に到達した前記縦波の超音波を、被検査
物とディレーチップとの界面において横波の超音波にモ
ード変換してディレーチップ中に入射させ、この横波の
超音波を横波用振動子にて受信し得るものである、超音
波の送受信装置。3. An ultrasonic probe according to claim 1 or 2, wherein the ultrasonic probe is used as a transmitting and receiving ultrasonic probe arranged at a transmitting position and a receiving position on the surface of the inspection object. The acoustic probe emits a transverse ultrasonic wave from the shear wave oscillator into the delay chip, and mode-converts the transverse ultrasonic wave into a longitudinal ultrasonic wave at the interface between the delay chip and the object to be inspected. The ultrasonic wave can be directed directly toward the ultrasonic probe for reception and can be incident on the object to be inspected. The ultrasonic probe for reception is the ultrasonic wave of the longitudinal wave arriving linearly from the ultrasonic probe for transmission. Ultrasonic waves are mode-converted into shear wave ultrasonic waves at the interface between the inspection object and the delay chip and are incident on the delay chip, and the shear wave ultrasonic waves can be received by the shear wave transducer. Transmitter / receiver for sound waves.
置と受信位置とを結ぶ直線を含む曲面であって、上記送
信用の超音波プローブから受信用の超音波プローブに直
線的に到達する縦波の超音波が、被検査物の表面に沿っ
て直線的に伝搬するものである請求項３記載の装置。4. The surface of the object to be inspected is a flat surface or a curved surface including a straight line connecting a transmission position and a reception position, and linearly reaches the reception ultrasonic probe from the transmission ultrasonic probe. 4. The apparatus according to claim 3, wherein the longitudinal ultrasonic waves propagate linearly along the surface of the inspection object.
する時間計測手段と、送信用、受信用の超音波プロー
ブ間の直線距離Ｌと前記Ｔとから被検査物中での超音波
の伝搬速度Ｌ／Ｔの値を算出する計算手段とが、さらに
設けられた請求項３記載の装置。5. Propagation of ultrasonic waves in a test object from time measuring means for measuring a required time T from transmission to reception, and a linear distance L between transmission and reception ultrasonic probes and said T. 4. The apparatus according to claim 3, further comprising a calculating means for calculating a value of the speed L / T.
ブを用い、横波用振動子がディレーチップ中に発した横
波の超音波を、ディレーチップと被検査物との界面にお
いて縦波の超音波にモード変換してこれを被検査物中に
入射させて送信することを特徴とする超音波の送信方
法。6. An ultrasonic probe according to claim 1 or 2, wherein a transverse wave ultrasonic wave generated by the shear wave oscillator in the delay chip is converted into a longitudinal wave ultrasonic wave at an interface between the delay chip and the inspection object. A method of transmitting an ultrasonic wave, comprising: converting a mode into a sound wave, transmitting the wave into an object to be inspected, and transmitting the ultrasonic wave.
ブを用い、被検査物中を伝搬してくる縦波の超音波を、
被検査物とディレーチップとの界面において横波の超音
波にモード変換してこれをディレーチップ中に入射させ
て横波用振動子で受信することを特徴とする超音波の受
信方法。7. An ultrasonic probe according to claim 1 or 2, wherein a longitudinal ultrasonic wave propagating through the object to be inspected is
A method of receiving ultrasonic waves, comprising: converting a mode into a shear wave ultrasonic wave at an interface between an object to be inspected and a delay chip, causing the ultrasonic wave to enter the delay chip and receiving the ultrasonic wave by a shear wave transducer.
求項７記載の超音波の受信方法とを用いる超音波の送受
信方法であって、被検査物の表面が、平面、または送信
位置と受信位置とを結ぶ直線を含む曲面であり、送信用
の超音波プローブから受信用の超音波プローブまで被検
査物中を伝搬する縦波の超音波を、被検査物の表面に沿
って直線的に伝搬させることを特徴とする超音波の送受
信方法。8. An ultrasonic wave transmitting / receiving method using the ultrasonic wave transmitting method according to claim 6 and the ultrasonic wave receiving method according to claim 7, wherein the surface of the object to be inspected is flat or transmitted. A curved surface including a straight line connecting the position and the receiving position, longitudinal ultrasonic waves propagating through the object from the ultrasonic probe for transmission to the ultrasonic probe for reception, along the surface of the object to be inspected. A method for transmitting and receiving ultrasonic waves, wherein the ultrasonic waves are transmitted linearly.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16282497A JP3650509B2 (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Ultrasonic probe and its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16282497A JP3650509B2 (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Ultrasonic probe and its use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114607A true JPH1114607A (en) | 1999-01-22 |
| JP3650509B2 JP3650509B2 (en) | 2005-05-18 |
Family
ID=15761937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16282497A Expired - Fee Related JP3650509B2 (en) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | Ultrasonic probe and its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3650509B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113960173A (en) * | 2021-09-13 | 2022-01-21 | 东南大学 | Single-side collinear frequency mixing scanning detection system and method for nonlinear ultrasound |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044826A (en) * | 1982-08-12 | 1985-03-11 | ヨセフ バウムエル | Acoustic energy wave mode converter and method of applying ultrasonic energy to metallic conduit by using said converter |
| JPS6066159A (en) * | 1983-09-20 | 1985-04-16 | Shin Nippon Hihakai Kensa Kk | Electronic scanning type transverse wave diagonal angle probe and non-destructive inspecting method using said probe |
| JPS63195563A (en) * | 1987-02-02 | 1988-08-12 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | Acoustic wave conversion element for acoustic microscope |
| JPH01308957A (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ultrasonic flaw detector |
| JPH08201356A (en) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Hitachi Ltd | Sonic velocity measuring method for solid material and ultrasonic probe |
| JPH08201352A (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-09 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe for oblique flaw detection |
| JPH08261997A (en) * | 1995-03-24 | 1996-10-11 | Hitachi Ltd | Surface wave probe |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP16282497A patent/JP3650509B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044826A (en) * | 1982-08-12 | 1985-03-11 | ヨセフ バウムエル | Acoustic energy wave mode converter and method of applying ultrasonic energy to metallic conduit by using said converter |
| JPS6066159A (en) * | 1983-09-20 | 1985-04-16 | Shin Nippon Hihakai Kensa Kk | Electronic scanning type transverse wave diagonal angle probe and non-destructive inspecting method using said probe |
| JPS63195563A (en) * | 1987-02-02 | 1988-08-12 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | Acoustic wave conversion element for acoustic microscope |
| JPH01308957A (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Ultrasonic flaw detector |
| JPH08201356A (en) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Hitachi Ltd | Sonic velocity measuring method for solid material and ultrasonic probe |
| JPH08201352A (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-09 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe for oblique flaw detection |
| JPH08261997A (en) * | 1995-03-24 | 1996-10-11 | Hitachi Ltd | Surface wave probe |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113960173A (en) * | 2021-09-13 | 2022-01-21 | 东南大学 | Single-side collinear frequency mixing scanning detection system and method for nonlinear ultrasound |
| CN113960173B (en) * | 2021-09-13 | 2022-11-11 | 东南大学 | Single-side collinear frequency mixing scanning detection system and method for nonlinear ultrasound |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3650509B2 (en) | 2005-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5886250A (en) | Pitch-catch only ultrasonic fluid densitometer | |
| KR870000590A (en) | Defect detection method and apparatus of metal | |
| GB2298277A (en) | Delay line for an ultrasonic probe with an interface allowing inbuilt calibration | |
| WO2004098234A1 (en) | Ultrasonic sensor | |
| JPH02216452A (en) | Ultrasonic density measuring method and system | |
| EP3710795B1 (en) | Device and method for detecting deposition layers in a conduit conducting a liquid or a soft medium and/or for level detection | |
| US4462256A (en) | Lightweight, broadband Rayleigh wave transducer | |
| JP6671565B2 (en) | Ultrasonic flaw detector | |
| RU2580907C1 (en) | Ultrasonic waveguide level meter for liquid | |
| US5677489A (en) | Distributed structural characteristic detection system using a unidirectional acoustic waveguide | |
| JP2003042857A (en) | Ultrasonic temperature measuring apparatus | |
| JPH1114607A (en) | Ultrasonic probe and its applications | |
| JP5827809B2 (en) | Ultrasonic probe and method for measuring circumference of tubular object | |
| JP2006023215A (en) | Ultrasonic inspection method, ultrasonic inspection device and guide wave transducer for the ultrasonic inspection device | |
| JPS6326344B2 (en) | ||
| JPH04157360A (en) | Supersonic probe | |
| JP2010223608A (en) | Method for inspecting corrosion-proof coating | |
| KR101558922B1 (en) | Dual type ultrasonic sensor for adjusting beam width | |
| JPH03261858A (en) | Acoustic coupling checking method of ultrasonic flaw detector | |
| RU2188412C2 (en) | Ultrasonic device for detecting stressed state of process-channel wall metal in fast reactors | |
| US3540279A (en) | Acoustic sensing system | |
| JP3493941B2 (en) | Ultrasonic probe | |
| KR101558921B1 (en) | Dual type ultrasonic sensor for adjusting focal length | |
| JPS63186143A (en) | Ultrasonic wave probe | |
| JPH06281630A (en) | Ultrasonic flaw detection device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050114 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050125 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050218 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |