JPS63236958A - Ultrasonic sensor - Google Patents

Ultrasonic sensor

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Publication number
JPS63236958A
JPS63236958A JP62070681A JP7068187A JPS63236958A JP S63236958 A JPS63236958 A JP S63236958A JP 62070681 A JP62070681 A JP 62070681A JP 7068187 A JP7068187 A JP 7068187A JP S63236958 A JPS63236958 A JP S63236958A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
sensor
ultrasonic sensor
coating film
wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP62070681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomosaburo Kawahara
河原 友三郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Paint Co Ltd filed Critical Nippon Paint Co Ltd
Priority to JP62070681A priority Critical patent/JPS63236958A/en
Publication of JPS63236958A publication Critical patent/JPS63236958A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To eliminate need for skillfulness for inspection and to improve the reliability of a inspection result by providing a bank and an ultrasonic-wave shield layer which surround a fitting surface between the fitting surface for ultrasonic-wave transmitting and receiving elements and the surface of a body to be inspected. CONSTITUTION:A sensor main body 31 is constituted by assembling the blocks 33 and 34 of the ultrasonic-wave transmitting element 11 and reflected wave receiving element 12 integrally by a member 36 across the ultrasonic-wave shielding layer 35, and the supply of driving pulses to the element 11 and the transmission of a received signal from the element 12 are performed through coaxial connectors 37 and 38. A plate 39 made of an elastic material is fitted outside each block by a metallic band 40 so that its end part 39a surrounds the fitting surface 31a and projects from the surface 31a and is also the bank surrounding the surface 31a. An injection opening 41 provided to the surface 31a is communicated with an intake 42 in the main body 31 and the intake 42 is connected to a feeder for contact medium supply. This sensor 1 is applied to a coating film provided on the surface of a concrete-based structure material to inspect a defect the adhesion of the coating film. etc., from a decrease in reflected signal level.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は超音波センサに関する。[Detailed description of the invention] 〔Technical field〕 The present invention relates to an ultrasonic sensor.

〔背景技術〕[Background technology]

建造物におけるコンクリートなど非金属系材料の構造材
、例えば、コンクリート壁、モルタル壁、コンクリート
層の上にモルタル層を設けた壁、あるいは、石綿などを
含んだスレート板、セメント等の成型板などの表面には
、材料の劣化保護や、外観の美装、その他、防水機能な
どのために、塩化ビニル系、アクリル系、ウレタン系、
セメント等の無機系などの建築外装塗料の塗膜が施され
る。建造物が完成してから何年か経つと、塗膜が、コン
クリートなど非金属系材料の構造材から剥離しかけるな
ど接着不良が起きてくる。接着不良個所をそのまま放置
しておくと、不良が塗膜全面に及ぶので、その前に不良
個所を探して修理しなければならない。従来、塗膜の接
着不良を調べる場合、目視でたんわんに異常個所を探す
か、約1mの金属竿の先端に直径約20mの鋼球が付い
た治具で塗膜を叩くか、擦ってみて、その音の可聴周波
数から判断するということによって行なわれており、熟
練者が手間をかけて行うために費用がかかるだけでなく
、作業者の感に頼るものであるから検査結果の信頼性も
十分ではない。そのため、このような検査における非熟
線化・検査結果の信頼性向上が望まれていた。
Structural materials made of non-metallic materials such as concrete in buildings, such as concrete walls, mortar walls, walls with a mortar layer on top of a concrete layer, slate boards containing asbestos, molded boards such as cement, etc. The surface is coated with vinyl chloride, acrylic, urethane,
A coating of architectural exterior paint such as inorganic paint such as cement is applied. Several years after a building is completed, adhesion failures occur, such as the paint film starting to peel off from the non-metallic structural materials such as concrete. If the defective adhesion is left as it is, the defect will spread to the entire surface of the paint film, so it is necessary to find the defective point and repair it before that happens. Traditionally, when investigating poor adhesion of a paint film, one has to carefully look for abnormalities visually, or hit or rub the paint film with a jig with a steel ball about 20 m in diameter attached to the tip of a metal pole about 1 m long. This is done by making judgments based on the audible frequency of the sound, which is not only expensive as it requires a lot of time and effort from experienced workers, but also depends on the operator's intuition, which makes the test results less reliable. is also not enough. Therefore, it has been desired to improve the reliability of inspection results by reducing the number of dead lines in such inspections.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は、前記の事情に鑑み、このような建造物等に
おける検査に適した構造を備えており、検査の非熟線化
・結果の信頼性向上を図ることができる超音波センサを
提供することを目的とする(発明の開示〕 前記の目的を達成するため、この発明は、超音波を被検
体に向けて送信する素子と、前記超音波の反射波を受信
する素子を備えている超音波センサにおいて、前記両素
子が設けられたセンサ本体を備えていて、このセンサ本
体には、前記素子取付面と被検体表面の間に接触媒体溝
りを作るように前記取付面を囲む堤と、前記両素子の間
に位置する超音波遮断層が設けられていることを特徴と
する超音波センサを要旨とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides an ultrasonic sensor that has a structure suitable for inspection of such buildings, etc., and that can reduce the number of dead lines during inspection and improve the reliability of the results. (Disclosure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic device comprising an element that transmits ultrasonic waves toward a subject and an element that receives reflected waves of the ultrasonic waves. The sonic sensor includes a sensor main body provided with both of the elements, and the sensor main body includes a bank surrounding the mounting surface so as to create a contact medium groove between the element mounting surface and the surface of the subject. The gist of the present invention is an ultrasonic sensor, characterized in that an ultrasonic blocking layer is provided between the two elements.

以下、この発明にかかる超音波センサを、その一実施例
をあられす図面を参照しながら詳しく説明を行う。
Hereinafter, an embodiment of the ultrasonic sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図(a)〜(C)は、この発明にかかる超音波セン
サの一実施例の外観をあられしており、図(a)は正面
図、図(b)は部分側面図、図(C1は底面図である。
FIGS. 1(a) to (C) show the appearance of an embodiment of the ultrasonic sensor according to the present invention, with FIG. 1(a) being a front view, FIG. 1(b) being a partial side view, and FIG. C1 is a bottom view.

第1図(d)は、このセンサにおける超音波用の素子の
概略構成をあられす。
FIG. 1(d) shows a schematic configuration of an ultrasonic element in this sensor.

超音波センサlは、センサ本体31と把持部32を備え
ている。把持部32は、U状金具32aとノブ32bか
らなる。超音波センサ1を使用する時は、ノブ32を持
って、センサ本体31の両素子11.12の取付面31
aを被検体表面に当てる。
The ultrasonic sensor l includes a sensor body 31 and a grip portion 32. The grip portion 32 consists of a U-shaped metal fitting 32a and a knob 32b. When using the ultrasonic sensor 1, hold the knob 32 and touch the mounting surface 31 of both elements 11 and 12 of the sensor body 31.
a to the surface of the subject.

センサ本体31は、超音波送信用の素子11と反射波受
信用の素子12を備えている。素子11.12の間隔は
、センサ1の利用の仕方にもよるが、例えば、コンクリ
ートなど非金属系材料の構造材表面に塗布された塗膜の
接着不良の検出の場合には、通常、0.5C11〜5.
 Oamの間に選ばれる。
The sensor main body 31 includes an element 11 for transmitting ultrasonic waves and an element 12 for receiving reflected waves. The spacing between the elements 11 and 12 depends on how the sensor 1 is used, but for example, in the case of detecting poor adhesion of a paint film applied to the surface of a structural material made of non-metallic materials such as concrete, it is usually 0. .5C11~5.
Selected during Oam.

素子11.12は基本的に同じ構成であり用い方が異な
る。素子11.12は、第1図(d)にみるように、金
属製の円筒50の先端に、例えば、pzT材などの圧電
体51が接着剤などで固定され、金属導体である円筒5
0の一端と圧電体51の一端へケーブル52が接続され
ている構成になっている。圧電体51とケーブル52は
、樹脂53を用いて円筒50に固定されている。素子1
1の場合、ドライブ用パルスの電気エネルギーが圧電体
51に加わると、圧電体51が機械的振動を起こし、振
動に伴い超音波が送出される。素子12の場合、反射波
を受けて圧電体51に振動が起き、振動に応じて圧電体
51に電圧が発生する。
Elements 11 and 12 have basically the same construction but are used differently. As shown in FIG. 1(d), the element 11.12 has a piezoelectric material 51, such as a pzT material, fixed to the tip of a metal cylinder 50 with adhesive or the like, and the cylinder 5 is a metal conductor.
A cable 52 is connected to one end of the piezoelectric body 51 and one end of the piezoelectric body 51. The piezoelectric body 51 and the cable 52 are fixed to the cylinder 50 using resin 53. Element 1
In the case of 1, when the electric energy of the drive pulse is applied to the piezoelectric body 51, the piezoelectric body 51 causes mechanical vibration, and an ultrasonic wave is sent out along with the vibration. In the case of the element 12, vibration occurs in the piezoelectric body 51 in response to the reflected wave, and a voltage is generated in the piezoelectric body 51 in response to the vibration.

センサ本体31では、素子11が設けられているブロッ
ク33と素子12が設けられているブロック34が、そ
の間に超音波遮断層(シリコンゴム層、あるいは、生ゴ
ム層等のポアソン比の大きい材料) 35を挟んで止め
部材36により一体に組み付けられている。素子11へ
のドライブ用パルスの供給は、同軸コネクタ37を介し
て行われ、素子12に生ずる受信信号の送出は同軸コネ
クタ38を介して行われる。
In the sensor body 31, a block 33 in which the element 11 is provided and a block 34 in which the element 12 is provided are provided with an ultrasonic blocking layer (a material with a high Poisson's ratio such as a silicone rubber layer or a raw rubber layer) 35 between them. They are integrally assembled by a stopper member 36 with the two sides in between. The drive pulses are supplied to the element 11 via the coaxial connector 37, and the received signals generated at the element 12 are transmitted via the coaxial connector 38.

ブロック33.34の外側には弾性材料(例えばゴム)
からなる板39が端部39aを取付面31aを囲み、か
つ取付面31aから突出するようにして金属製バンド4
0で止められている。坂39の突出した端部39aは、
両素子11.12の取付面31aを囲む堤となっている
のである。この堤(端部39a)は、第2図にみるよう
に、超音波センサ1が被検体0表面に押しつけられた状
態において、取付面3]aと被検体0表面の間に第2図
に一点鎖線で示した接触媒体溝りPを形成する。素子1
1.12と被検体0表面の間に空気層があると、そこで
超音波の進入が妨げられたり、反射が起きる等の不都合
があるため、このように接触媒体を注入して空気層が介
在しないようにするのである。
The outside of the blocks 33, 34 is made of elastic material (e.g. rubber).
The metal band 4 is arranged such that the end portion 39a of the plate 39 surrounds the mounting surface 31a and projects from the mounting surface 31a.
It is stopped at 0. The protruding end 39a of the slope 39 is
This serves as a bank surrounding the mounting surfaces 31a of both elements 11 and 12. As shown in FIG. 2, this bank (end 39a) is located between the mounting surface 3]a and the surface of the object 0 when the ultrasonic sensor 1 is pressed against the surface of the object 0. A contact medium groove P shown by a dashed line is formed. Element 1
If there is an air layer between 1.12 and the surface of the object 0, there will be problems such as blocking the entry of ultrasonic waves or causing reflections. I try not to do that.

取付面31aには、接触媒体供給用の注入口41.41
が設けられている。この注入口41はセンサ本体31内
で導入口42に連通している。導入口42は、接触媒体
供給用のフィーダーに接続される。フィーダーからの接
触媒体が注入口41から出るようになっているのである
The mounting surface 31a has an inlet 41.41 for supplying a contact medium.
is provided. This injection port 41 communicates with an introduction port 42 within the sensor body 31 . The inlet 42 is connected to a feeder for supplying a coupling medium. The contact medium from the feeder exits through the inlet 41.

超音波センサ1は、素子11.12が分離されているの
ではなく、ひとつのセンサ本体31に設けられている。
In the ultrasonic sensor 1, the elements 11 and 12 are not separated, but are provided in one sensor body 31.

そのため、センサ1を被検体0表面に当てるだけで、素
子11、■・2のセットが行えるから、特に、建造物の
垂直壁面のような個所でも簡単にセンサ1をセットでき
る。
Therefore, the elements 11, 1 and 2 can be set simply by applying the sensor 1 to the surface of the object 0, so the sensor 1 can be easily set, especially on a vertical wall of a building.

超音波センサ1では、超音波の送信と反射波の受信が別
々の素子でなされており、素子11.12の間に超音波
遮断層35が設けられている。特に建造物の構造材等の
検査においては低い周波数の超音波が用いられる。低い
周波数の超音波は指向性が少なく、側方にも超音波が伝
播するので素子11.12間の干渉が起き易い。しかし
、この超音波センサ1では、超音波遮断層35があるた
め素子11.12の干渉が防止でき、正確な検査が行え
る。
In the ultrasonic sensor 1, transmission of ultrasonic waves and reception of reflected waves are performed by separate elements, and an ultrasonic blocking layer 35 is provided between the elements 11 and 12. In particular, low frequency ultrasonic waves are used for inspecting structural materials of buildings. Low frequency ultrasonic waves have little directivity and propagate laterally, so interference between elements 11 and 12 is likely to occur. However, in this ultrasonic sensor 1, since there is an ultrasonic blocking layer 35, interference between the elements 11 and 12 can be prevented and accurate inspection can be performed.

この超音波センサ1では、接触媒体溝りPに注入された
接触媒体が、取付面31a、被検体0表面、および、端
部(堤)39aによって包囲された密閉空間に保持され
るので、被検体表面が建造物の垂直壁のような垂直であ
っても、接触媒体が簡単に漏れ出るようなことなく、素
子11.12と被検体0表面の間に留まっている。その
ため、素子11.12と塗膜70間に空気層が生じない
ので、正確な検査が行える。また、堤が弾性材料である
と、被検体表面の凹凸にうまく追随しより密着し、接触
媒体溝りPの密閉度が向上する。しかし、堤が弾性材料
である必要はない。
In this ultrasonic sensor 1, the contact medium injected into the contact medium groove P is held in a closed space surrounded by the mounting surface 31a, the surface of the object 0, and the end (bank) 39a. Even if the specimen surface is vertical, such as a vertical wall of a building, the coupling medium does not easily leak out and remains between the element 11.12 and the specimen zero surface. Therefore, since no air layer is formed between the elements 11, 12 and the coating film 70, accurate inspection can be performed. Furthermore, if the bank is made of an elastic material, it will better follow the unevenness of the surface of the subject and will come into closer contact with it, improving the degree of sealing of the contact medium groove P. However, it is not necessary that the embankment be an elastic material.

続いて、この超音波センサ1を用いた建造物のコンクリ
ート系構造材表面に設けられた塗膜の接着不良を検出す
るシステムの説明を行う。
Next, a system that uses this ultrasonic sensor 1 to detect poor adhesion of a coating film provided on the surface of a concrete structural material of a building will be explained.

第3図は、システムの概略構成をあられす。第4図は、
この塗膜検査システムにおける超音波センサlの設置個
所まわりを部分的にあられす。第5図は、このシステム
における主要信号の波形をあられす、第6図は塗膜検査
作業の様子をあられす。
Figure 3 shows the schematic configuration of the system. Figure 4 shows
Partial hail appears around the installation location of the ultrasonic sensor l in this paint film inspection system. Figure 5 shows the waveforms of the main signals in this system, and Figure 6 shows the paint film inspection process.

塗膜検査システムは、超音波センサ1、励信装置2、プ
リアンプ3、信号処理装置4、および、接触媒体供給用
のオートフィーダー5を備えている。
The coating film inspection system includes an ultrasonic sensor 1, an excitation device 2, a preamplifier 3, a signal processing device 4, and an autofeeder 5 for supplying a contact medium.

超音波センサlを使う場合、液状の接触媒体8がフィー
ダー5からバイブ5aを介して接触媒体溝りPに注入さ
れる。5b、5cは、注入量調節用のバルブである。
When using the ultrasonic sensor I, a liquid contact medium 8 is injected into the contact medium groove P from the feeder 5 via the vibrator 5a. 5b and 5c are valves for adjusting the injection amount.

接触媒体8としては、一般的には水や油が用いられるが
、垂直壁面のような個所では水や油は粘度が低くて使い
難い。この発明では、接触媒体8として、例えば、ポリ
ビニルアルコール、あるいは、これにグリセリンを合わ
せた液状媒体を用いる。これらの液状媒体は、いわゆる
チキソトロピー的性質があり、超音波をかけない時は、
粘度が高いので、超音波センサ1と塗膜7の間に留まり
やすく、超音波をかけると、粘度が下がり、超音波セン
サ1と塗膜7の間に十分にいきわたって空気層の発生を
防ぐ。具体的には、例えば、日令アセチレンー〇ソニコ
ート(商品名)がある。この液状媒体は、検査後に壁に
付着して残っても、そのうち雨水で洗い流されてしまう
という利点もある。
Water or oil is generally used as the contact medium 8, but water and oil have low viscosity and are difficult to use in areas such as vertical walls. In this invention, as the contact medium 8, for example, polyvinyl alcohol or a liquid medium containing glycerin is used. These liquid media have so-called thixotropic properties, and when ultrasound is not applied,
Since it has a high viscosity, it tends to stay between the ultrasonic sensor 1 and the coating film 7, and when ultrasonic waves are applied, the viscosity decreases and spreads sufficiently between the ultrasonic sensor 1 and the coating film 7 to prevent the formation of an air layer. . Specifically, for example, there is Nichirei Acetylene Sonicote (trade name). This liquid medium also has the advantage that even if it remains on the wall after the inspection, it will eventually be washed away by rainwater.

超音波センサ1に使用する周波数の範囲は、100に〜
500kHzの間の周波数に選定される。
The frequency range used for the ultrasonic sensor 1 is from 100 to
A frequency between 500kHz is selected.

素子11の共振周波数をこの範囲に選んでおくのである
。通常、超音波による非破壊検査(例えば、金属材料内
の傷の検出)では、IM〜2MHz以上の周波数のもの
が用いられている。金属材料等と比べて、建造物におけ
るコンクリートなどの非金属系材料の構造材の表面に自
然乾燥タイプの建築用塗料を100〜500μm(ミク
ロンm)の厚みで塗布した材料においては、塗膜および
構造材の音波物性の関係から、十分な反射波(エコー)
が得られない。前記範囲の周波数の超音波であれば、吸
収が少なく検査に十分な反射波が得られる0周波数が1
00k)lz未満の領域では、自然現象としての振動が
周囲で起こっており、この振動が共に受信されノイズと
なってしまうため、正確な検査ができない。
The resonant frequency of the element 11 is selected within this range. Normally, in nondestructive testing using ultrasonic waves (for example, detecting flaws in metal materials), ultrasonic waves with a frequency of IM to 2 MHz or more are used. Compared to metal materials, etc., materials in which air-drying architectural paint is applied to the surface of non-metallic structural materials such as concrete to a thickness of 100 to 500 μm (micrometers), the paint film and Due to the acoustic properties of the structural materials, sufficient reflected waves (echoes)
is not obtained. For ultrasonic waves with frequencies in the above range, the 0 frequency is 1, which has little absorption and provides sufficient reflected waves for inspection.
In the region below 00k)lz, vibrations as a natural phenomenon occur in the surroundings, and these vibrations are also received and become noise, making accurate inspection impossible.

超音波センサ1を、第4図、あるいは、第6図にみるよ
うに、コンクリート系構造材6の表面に設けられた塗l
1iI7に当て、接触媒体の注入が済むと、測定を開始
する。6aは、塗膜7の接着性を高めるために設けられ
たプライマ層である。
As shown in FIG. 4 or 6, the ultrasonic sensor 1 is connected to
1iI7, and once the coupling medium has been injected, the measurement begins. 6a is a primer layer provided to improve the adhesiveness of the coating film 7.

第5図の1段目に示すドライブ用パルスの電気エネルギ
ーを励信装置(以下、「バルサ」という)2から受けて
、素子11が機械的振動を起こし、第5図の2段目に示
すように、所定の周波数の超音波を送信する0反射波を
受信する素子12は、通常、送信周波数と同じ周波数に
対し高い感度を有するものが用いられている。素子12
は受信した反射波を電気信号に変換し、プリアンプ3へ
送る。プリアンプ3で増幅された信号は信号処理装置4
へ送られる。一方、この信号処理装置4には、ドライブ
用パルスと同時に、第5図の4段目に示す低レベルの同
期用パルスがパルサー2から送られている。
Receiving the electrical energy of the drive pulse shown in the first row of FIG. 5 from the excitation device (hereinafter referred to as "balsa") 2, the element 11 causes mechanical vibration, as shown in the second row of FIG. As such, the element 12 that transmits ultrasonic waves of a predetermined frequency and receives zero reflected waves is usually one that has high sensitivity to the same frequency as the transmission frequency. Element 12
converts the received reflected wave into an electrical signal and sends it to the preamplifier 3. The signal amplified by the preamplifier 3 is sent to the signal processing device 4
sent to. On the other hand, a low-level synchronization pulse shown in the fourth row of FIG. 5 is sent from the pulser 2 to the signal processing device 4 at the same time as the drive pulse.

一方、信号処理装置4は、ブラウン管オシロスコープを
備えている。ドライブ用パルスの発生と同時に、時刻T
3で、同期用パルスによって、上記オシロスコープは、
水平掃引されるとともに、プリアンプ3から送られる受
信信号で垂直掃引される。そのため、第3図、あるいは
、第5図の3段目に示すように、塗1j!7の内部に向
けて超音波が入射されてから一定時間後に素子12で受
信された反射波が表示され、その信号強度Vpを測定す
ることができる。信号処理装置4には、レコーダも付い
ており、記録紙4bに反射波を記録して信号強度Vpが
測定できるようにもなっている。
On the other hand, the signal processing device 4 includes a cathode ray tube oscilloscope. At the same time as the drive pulse is generated, time T
3, the synchronization pulse causes the oscilloscope to:
It is swept horizontally and also swept vertically by the received signal sent from the preamplifier 3. Therefore, as shown in Figure 3 or the third row of Figure 5, the color 1j! A reflected wave received by the element 12 is displayed after a certain period of time after the ultrasonic wave is incident into the interior of the element 7, and its signal strength Vp can be measured. The signal processing device 4 is also equipped with a recorder, and is capable of recording reflected waves on a recording paper 4b to measure the signal strength Vp.

なお、実際の受信信号は、第5図の3段目に破線で示し
たような高周波信号であるが、信号処理袋Wt4では、
信号処理により輪郭信号を表示している。
Note that the actual received signal is a high frequency signal as shown by the broken line in the third row of FIG. 5, but in the signal processing bag Wt4,
Contour signals are displayed through signal processing.

塗膜7の接着が正常な時の信号強度Vpと比較して、第
4図にみるように、隙間Sが生じていて、塗膜7の接着
が不良な状態にある時の信号強度Vpは低い。このよう
に、接着不良個所があると受信される反射波の信号強度
−Vpが低下する理由は詳らかではないが、塗膜7が剥
離していると、塗膜7が超音波を反射せずに自身の振動
に変え吸収してしまうのか、あるいは、モード変換を起
こし反射波の周波数を送信周波数とは異なる周波数に変
えてしまうためであろうと推察している。−し、たがっ
て、このシステムでは、信号強度Vpが低下することに
基づいて、熟練技術を要することなく、容易に塗膜7の
接着不良が検出できる。作業者の感に頼ることがないの
で、検査結果の信頼性も高い。
Compared to the signal strength Vp when the adhesion of the coating film 7 is normal, as shown in FIG. low. Although it is not clear why the signal strength -Vp of the received reflected wave decreases when there is a defective adhesion point, if the coating film 7 is peeled off, the coating film 7 does not reflect the ultrasonic waves. We speculate that this may be because the waves change their own vibrations and absorb them, or they cause mode conversion, changing the frequency of the reflected waves to a frequency different from the transmission frequency. - Therefore, in this system, poor adhesion of the coating film 7 can be easily detected based on the decrease in the signal strength Vp without requiring any skill. The reliability of the test results is also high because there is no reliance on the operator's intuition.

つづいて、上記で説明した塗膜検査システムにより、テ
ストピースを作製し、塗膜の検査を実際に行った時の結
果を説明する。
Next, the results obtained when a test piece was prepared and a coating film was actually inspected using the coating film inspection system described above will be explained.

第7図(a)、山)は、テストピースをあられす。縦7
01、横150鶴、厚み31mのスレー!−16の表面
に、藤倉化成■製の塗料(商品名:トーンクリート)を
厚み約0.4鶴となるように塗装して塗[9!17を形
成したテストピース15を多数個作製した。
Figure 7(a), mountain) shows the test piece. Vertical 7
01, 150 cranes wide, 31m thick sled! A large number of test pieces 15 were prepared by applying a paint manufactured by Fujikura Kasei ■ (trade name: Tonecrete) to a thickness of approximately 0.4 mm on the surface of the test piece 16.

このテストピース15に対し、塗膜17の接着状態の不
良を強制的に起こすために、10℃の水中に2時間、−
20℃の大気中に2時間放置するという凍結・溶解サイ
クルを連続して行う促進処理を塗I!*17が完全剥離
するまで行った。
This test piece 15 was immersed in water at 10° C. for 2 hours to forcibly cause poor adhesion of the coating film 17.
It is coated with an accelerated treatment that involves a continuous freezing and thawing cycle by leaving it in the air at 20°C for 2 hours! The process was continued until *17 was completely peeled off.

テストピース15に対し、上記の塗膜剥離システムによ
る検査を施すとともに、検査した個所に対し建研式接着
力試験機を用いて接着強度の測定も行った。なお、使用
した超音波の周波数は140k)lzであり、ドライブ
用パルスは、繰り返し周波数o、 5 k Hz、パル
ス幅0.1マイクロ秒以下である。
Test piece 15 was inspected using the above-mentioned paint film peeling system, and the adhesive strength of the inspected portions was also measured using a Kenken type adhesive strength tester. The frequency of the ultrasonic waves used was 140 kHz, and the driving pulse had a repetition frequency o, 5 kHz, and a pulse width of 0.1 microsecond or less.

建研式接着力試験の測定原理はつぎの通りである。所定
表面積(この実施例では35鶴φのものを用いた)の治
具の表面を接着剤を用いて塗膜表面に接着するとともに
、接着個所に沿って基材に達するような切り込みを塗膜
に入れておいて、その治具に引張力を加え、接着個所の
塗膜が治具ごと剥離する時の引張力を測定する。この時
の引張力を表面積で除した値を接着強度とするものであ
る。
The measurement principle of the Kenken type adhesive strength test is as follows. The surface of a jig with a predetermined surface area (in this example, a jig with a diameter of 35 mm was used) is adhered to the coating surface using an adhesive, and a cut is made in the coating film along the adhesive point to reach the base material. A tensile force is applied to the jig, and the tensile force is measured when the coating film at the bonded area is peeled off along with the jig. The value obtained by dividing the tensile force at this time by the surface area is the adhesive strength.

促進処理を開始してから、24時間ごとに5個づつテス
トピース15を取り出していって、塗膜検査システムに
よる信号強度Vpの測定、および、建研式接着力試験機
による接着強度Wの測定を行った。各テストピース15
における測定個所は、第7図(a)に示すように、a点
(テストピースの中心付近)、および、b点(短辺付近
)の2個所である。測定結果を第1表、および、第8図
(al、(b)に示す。表示した数値は、5つのテスト
ピース15の測定値を平均したものである。信号強度■
pに関しては、各測定結果は、促進処理開始前の信号強
度を基準にした比であられしである。
After starting the acceleration process, five test pieces 15 were taken out every 24 hours, and the signal strength Vp was measured by the paint film inspection system, and the adhesive strength W was measured by the Kenken type adhesive strength tester. I did it. 15 test pieces each
As shown in FIG. 7(a), there were two measurement locations: point a (near the center of the test piece) and point b (near the short side). The measurement results are shown in Table 1 and Fig. 8 (al, (b)). The displayed values are the average of the measured values of five test pieces 15. Signal strength ■
Regarding p, each measurement result is a ratio based on the signal strength before the start of the promotion process.

第1表および第8図(a)、伽)から明らかなように、
信号強度Vpの低下と塗膜の接着状態の不良とが関連づ
けられており、この発明にかかる超音波センサを用いる
と、塗膜の接着不良個所が正確に検出できることが分か
る。
As is clear from Table 1 and Figure 8(a),
It can be seen that a decrease in the signal strength Vp is associated with a poor adhesion state of the paint film, and that when the ultrasonic sensor according to the present invention is used, it is possible to accurately detect locations of poor adhesion of the paint film.

この発明は以上の実施例に限らない、超音波センサの構
造や接触媒体の材料は、例示した材料以外のものであっ
てもよい。堤の構成も、例えば、堤の上部のみが弾性材
料からなるようなものであってもよい。超音波センサの
利用対象も、塗膜の接着不良の検出に限らない。
The present invention is not limited to the above embodiments, and the structure of the ultrasonic sensor and the material of the contact medium may be other than the exemplified materials. The configuration of the bank may also be such that, for example, only the upper part of the bank is made of an elastic material. The use of ultrasonic sensors is not limited to detecting poor adhesion of paint films.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明にかかる超音波センサは、以上に述べた構成と
なっている。すなわち、送信・受信素子がひとつのセン
サ本体に設けられているため、超音波センサの設置が容
易である。しかも、センサ本体には、両素子取付面と被
検体表面の間に接触媒体溜りを作るように取付面を囲む
堤が設けられているので、被検体表面とセンサの間で接
触媒体の保持が確実になされる。また、両素子の間に位
置する超音波遮断層が設けられているので、両素子が互
いに干渉しない。したがって、建造物における垂直な壁
表面の塗膜検査においても、簡単に正確な検査ができる
ようになった。
The ultrasonic sensor according to the present invention has the configuration described above. That is, since the transmitting and receiving elements are provided in one sensor body, the ultrasonic sensor can be easily installed. Furthermore, the sensor body is provided with a bank that surrounds the mounting surface to create a reservoir of contact medium between both element mounting surfaces and the test object surface, so that the contact medium is retained between the test object surface and the sensor. It will definitely be done. Furthermore, since the ultrasonic blocking layer is provided between both elements, both elements do not interfere with each other. Therefore, it has become possible to easily and accurately inspect paint films on vertical wall surfaces of buildings.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(C)は、この発明にかかる超音波セン
サの一実施例の外観をあられしており、図(a)は正面
図、図(blは部分側面図、図(C)は底面図である。 第1図(dlは、この超音波センサの超音波用の素子の
概略構成をあられす断面図、第2図は、前記超音波セン
サと被検体の接触状態の説明図、第3図は、前記超音波
センサを用いて塗膜の接着状態の検査を行う時のシステ
ムの概略構成図、第4図は、この塗膜検査システムにお
ける超音波センサの設置個所まわりの一部断面図、第5
図は、このシステムにおける主要信号の波形図、第6図
は、塗膜検査作業の様子をあられす説明図、第7図(a
l、(b)はテストピースをあられしており、図Tal
は平面図、図(blは正面図である。第8図(a)は、
テストピースの促進処理経過時間と信号強度の関係をあ
らわすグラフ、第8図(blは、テストピースの促進処
理経過時間と接着強度の関係をあられすグラフである。 工・・・超音波センサ  11・・・超音波送信用の素
子  1?・・・反射波受信用の素子  31・・・セ
ンサ本体  31a・・・取付面  39a・・・堤代
理人 弁理士  松 本 武 彦 箒2図 第4図 !5〜 沁6〜 卓7図 第8図 (a) 1可1呼甫正書(自発 昭和62年4月16日 2、発明の名称   lン−、ルア′/超音波センサ 3、補正をする者 羽生との関係     特許出願人 柱  所    大阪市大淀区大淀北2丁目1番2号名
 称  日本ペイント株式会社 代表者  イ懺睡量鈴木政夫 4、代理人 」 昭和62年3月25日提出の特許側(1)6、補正の対
象 明細書 7、補正の内容 ■ 明細書第12頁第1行に「時刻T3Jとあるを、「
時刻TIJと訂正する。
FIGS. 1(a) to 1(C) show the external appearance of an embodiment of the ultrasonic sensor according to the present invention, in which FIG. 1(a) is a front view, FIG. ) is a bottom view. FIG. 1 (dl is a sectional view showing the schematic configuration of the ultrasonic element of this ultrasonic sensor, and FIG. 2 is an explanation of the contact state between the ultrasonic sensor and the subject. Figure 3 is a schematic configuration diagram of a system when inspecting the adhesion state of a paint film using the ultrasonic sensor, and Figure 4 is a diagram of the installation location of the ultrasonic sensor in this paint film inspection system. Partial cross section, 5th
The figure is a waveform diagram of the main signals in this system, Figure 6 is an explanatory diagram showing the state of paint film inspection work, and Figure 7 (a)
l, (b) shows the test piece, and Fig. Tal
is a plan view, and the figure (bl is a front view. FIG. 8(a) is
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time of acceleration processing of the test piece and the signal strength (BL is a graph showing the relationship between the elapsed time of acceleration processing of the test piece and adhesive strength.) Ultrasonic sensor 11 ...Element for transmitting ultrasonic waves 1?...Element for receiving reflected waves 31...Sensor body 31a...Mounting surface 39a...Tsutsumi Attorney Patent Attorney Takehiko Matsumoto 2 Figure 4 Figure! 5 ~ 沁 6 ~ Table 7 Figure 8 (a) 1K1Chofusho (self-initiation April 16, 1985 2, Title of invention ln-, Lua'/Ultrasonic sensor 3, correction Relationship with Hanyu Patent applicant Location 2-1-2 Oyodo-kita, Oyodo-ku, Osaka Name Name: Nippon Paint Co., Ltd. Representative Masao Suzuki 4, Agent” Filed on March 25, 1988 Patent side (1) 6, Specification subject to amendment 7, Contents of amendment■ In the first line of page 12 of the specification, "Time T3J" is changed to "
Correct the time to TIJ.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)超音波を被検体に向けて送信する素子と、前記超
音波の反射波を受信する素子を備えている超音波センサ
において、前記両素子が設けられたセンサ本体を備えて
いて、このセンサ本体には、前記素子取付面と被検体表
面の間に接触媒体溜りを作るように前記取付面を囲む堤
と、前記両素子の間に位置する超音波遮断層が設けられ
ていることを特徴とする超音波センサ。
(1) An ultrasonic sensor that includes an element that transmits ultrasonic waves toward a subject and an element that receives reflected waves of the ultrasonic waves, including a sensor body that is provided with both of the elements, and The sensor body is provided with an embankment surrounding the mounting surface so as to create a coupling medium reservoir between the element mounting surface and the surface of the subject, and an ultrasonic blocking layer located between the two elements. Features of ultrasonic sensor.
(2)接触媒体供給用の注入口が素子取付面に設けられ
ている特許請求の範囲第1項記載の超音波センサ。
(2) The ultrasonic sensor according to claim 1, wherein an injection port for supplying a coupling medium is provided on the element mounting surface.
(3)堤が弾性材料からなる特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の超音波センサ。
(3) The ultrasonic sensor according to claim 1 or 2, wherein the bank is made of an elastic material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011237346A (en) * 2010-05-12 2011-11-24 Central Res Inst Of Electric Power Ind Multichannel flaw detector

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JPS5184553A (en) * 1975-01-22 1976-07-23 Hitachi Ltd JIDORITOKUSEIGYOKAIRO
JPS57136160A (en) * 1981-02-18 1982-08-23 Taisei Corp Detecting method and device for exfoliation of outer layer member for structure

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