JPS6326341B2 - - Google Patents
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- JPS6326341B2 JPS6326341B2 JP55170804A JP17080480A JPS6326341B2 JP S6326341 B2 JPS6326341 B2 JP S6326341B2 JP 55170804 A JP55170804 A JP 55170804A JP 17080480 A JP17080480 A JP 17080480A JP S6326341 B2 JPS6326341 B2 JP S6326341B2
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- Japan
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- coupled
- inductor
- transducer element
- capacitor
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/0207—Driving circuits
- B06B1/0215—Driving circuits for generating pulses, e.g. bursts of oscillations, envelopes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、共通のハウジング内に封入された超
音波変換器および他の作動回路を含む超音波試験
用プローブに関する。
音波変換器および他の作動回路を含む超音波試験
用プローブに関する。
この種の試験用プローブは1971年11月16日にジ
エイ・テイー・コリンズに対して許可された「超
音波材料試験器」という名称の米国特許第
3620070号の明細書に示されている。この既知の
プローブに組み込まれた作動回路は前置増幅器お
よびこの前置増幅器を付勢するための電源を含
む。
エイ・テイー・コリンズに対して許可された「超
音波材料試験器」という名称の米国特許第
3620070号の明細書に示されている。この既知の
プローブに組み込まれた作動回路は前置増幅器お
よびこの前置増幅器を付勢するための電源を含
む。
試験用ブローブと超音波信号評価装置との間に
長いケーブルが用いられた場合、例えば、原子炉
を試験する場合は、前置増幅器のみではなくて、
信号の送受信に対するケーブルの作用（および干
渉性放射線）を最小にするようにプローブ内に超
音波試験に必要な他の回路を合体させることが望
ましい。
長いケーブルが用いられた場合、例えば、原子炉
を試験する場合は、前置増幅器のみではなくて、
信号の送受信に対するケーブルの作用（および干
渉性放射線）を最小にするようにプローブ内に超
音波試験に必要な他の回路を合体させることが望
ましい。
従つて、本発明の目的は、既知の回路に加え
て、試験用プローブと超音波信号評価装置との間
の比較的に長い接続用ケーブルによつて生ぜしめ
られる電気的干渉の効果を最小にするように他の
作動回路を含む超音波試験用プローブを提供する
ことにある。
て、試験用プローブと超音波信号評価装置との間
の比較的に長い接続用ケーブルによつて生ぜしめ
られる電気的干渉の効果を最小にするように他の
作動回路を含む超音波試験用プローブを提供する
ことにある。
本発明は他の重要な目的は、上述した回路を含
むが過剰に大きすぎることもなければ超音波試験
を遂行するとき操作が困難でもない試験用プロー
ブを提供することにある。
むが過剰に大きすぎることもなければ超音波試験
を遂行するとき操作が困難でもない試験用プロー
ブを提供することにある。
この目的のため、本発明によれば、電気的送信
パルスを発生するための少なくとも１つの回路の
形にあるユニツトが試験用プローブ内に組み込ま
れ、必要な高電圧送信信号はインダクタにより試
験用プローブそのもの内で発生される。
パルスを発生するための少なくとも１つの回路の
形にあるユニツトが試験用プローブ内に組み込ま
れ、必要な高電圧送信信号はインダクタにより試
験用プローブそのもの内で発生される。
送信パルス発生回路内の切換装置として
VMOS電界効果トランジスタを用いるのが特に
有利であることが見出された。
VMOS電界効果トランジスタを用いるのが特に
有利であることが見出された。
以下図面を参照して本発明を説明する。
第１図は、増幅器１、インダクタ２、VMOS
電界効果トランジスタ３、および、制御装置４を
有する送信パルス発生器、すなわち、送信器回路
１１を示す。入力Ｅの送信パルスすなわちトリガ
ーパルス（第２ａ―２ｅ図参照）は増幅器１を介
してインダクタ２に供給されて期間t1（第２Ｃ図
参照）中に磁界を生じさせるとともに、制御装置
４に供給される。期間t1の経過後に制御装置４に
よつて幅t2のパルス５が発生される。パルス５は
VMOS電界効果トランジスタ３を非導通状態に
して誘超電圧（Ｅ ind＝−Ｌ di／dt；第２ｄ
図参照）をインダクタ２にまたがつて生ぜしめ、
これによりコンデンサ６を充電する。トランジス
タ３は期間t2の経過後に再び導通状態にされる。
インダクタ２にまたがる電圧によつて充電される
コンデンサ６はトランジスタ３が導通状態にされ
たときトランジスタ３を通して放電させられ、第
２ｅ図に示されたような鋭い前縁をもつ送信パル
スが端子Ａにおいて抵抗器７両端間に得られる。
電界効果トランジスタ３、および、制御装置４を
有する送信パルス発生器、すなわち、送信器回路
１１を示す。入力Ｅの送信パルスすなわちトリガ
ーパルス（第２ａ―２ｅ図参照）は増幅器１を介
してインダクタ２に供給されて期間t1（第２Ｃ図
参照）中に磁界を生じさせるとともに、制御装置
４に供給される。期間t1の経過後に制御装置４に
よつて幅t2のパルス５が発生される。パルス５は
VMOS電界効果トランジスタ３を非導通状態に
して誘超電圧（Ｅ ind＝−Ｌ di／dt；第２ｄ
図参照）をインダクタ２にまたがつて生ぜしめ、
これによりコンデンサ６を充電する。トランジス
タ３は期間t2の経過後に再び導通状態にされる。
インダクタ２にまたがる電圧によつて充電される
コンデンサ６はトランジスタ３が導通状態にされ
たときトランジスタ３を通して放電させられ、第
２ｅ図に示されたような鋭い前縁をもつ送信パル
スが端子Ａにおいて抵抗器７両端間に得られる。
増幅器１はトリガーパルスを例えば15ボルトの
値に増幅するようにされている。最も簡単な場
合、この増幅器１は外部電圧源をインダクタ２に
接続したり切離したりする半導体スイツチであ
る。
値に増幅するようにされている。最も簡単な場
合、この増幅器１は外部電圧源をインダクタ２に
接続したり切離したりする半導体スイツチであ
る。
期間t1は好ましくはインダクタ２によつて発生
される磁界が可能な最大値を有するように選ばれ
る。
される磁界が可能な最大値を有するように選ばれ
る。
高電圧源は送信パルスを特定の予め定めた時間
間隔で与えることを要することを心にとどめてお
く必要がある。結果として、期間t1は勝手に大き
くすることはできない。従つて、好ましくは、イ
ンダクタ２のインダクタンス値Ｌは誘起電圧が最
大値に達するように予め定めたt1の値に選ばれ
る。試験は下記の場合にこれがあてはまることを
示した。
間隔で与えることを要することを心にとどめてお
く必要がある。結果として、期間t1は勝手に大き
くすることはできない。従つて、好ましくは、イ
ンダクタ２のインダクタンス値Ｌは誘起電圧が最
大値に達するように予め定めたt1の値に選ばれ
る。試験は下記の場合にこれがあてはまることを
示した。
Ｌ＝0.8t1×Rv
ここでRvは誘導性回路の非リアクタンス性イ
ンピーダンスを示す。
ンピーダンスを示す。
好ましくは期間t2は電圧の最大値に達したとき
（第２ｄ図参照）スイツチ３が閉じるように選ば
れる。
（第２ｄ図参照）スイツチ３が閉じるように選ば
れる。
例示的実施例においては、端子Ａにおける負電
圧の振幅は170ボルトであり、選ばれた値はＬ＝
390μH、t1＝21μS、t2＝2μS、Ｃ＝4nFである。
圧の振幅は170ボルトであり、選ばれた値はＬ＝
390μH、t1＝21μS、t2＝2μS、Ｃ＝4nFである。
勿論、より高い電圧（約400ボルトまたは700ボ
ルト）を対応的に異なるt1，t2，ＣおよびＬの値
に対して発生することもできる。しかしながら、
このときは高速動VMOSトランジスタは必要な
ブレイクダウン電圧を有さなければならない。
ルト）を対応的に異なるt1，t2，ＣおよびＬの値
に対して発生することもできる。しかしながら、
このときは高速動VMOSトランジスタは必要な
ブレイクダウン電圧を有さなければならない。
既知の送信器回路（例えば、1977年にニユーヨ
ーク州ハイデルベルグ・ベルリン発行のジエイ・
アンド・エツチクラウトクラマ著「材料の超音波
試験」第２編、第202頁以降を参照されたい）と
比較して、上記した回路は、試験用プローブハウ
ジング内に配置されている点で、評価装置から試
験用プローブまで高電圧を送る必要がなく、電気
的送信パルスのパルス形状に対するケーブルの効
果は除去されるという利点がある。コンデンサＣ
（第１図）を充電するために送信器高電圧が送信
器回路そのものによつて発生されるようになつた
トランジスタ回路は商業上入手可能であるが、こ
れら従来技術のユニツトは電圧昇圧のための一次
および二次巻線をもつ変圧器を利用している。こ
のような変圧器の物理的大きさおよび回路の電力
損失、従つて、必要とされる冷却のための表面は
非常に大きく、これらの理油で既知の送信器回路
を試験用プローブハウジング内に組み込むことは
不可能である（誘導性素子の容積は単に変圧器の
約30分の１程度であり、回路の電圧損失は比較さ
れる変圧器回路の対応する値の単に約５分の１程
度である）。
ーク州ハイデルベルグ・ベルリン発行のジエイ・
アンド・エツチクラウトクラマ著「材料の超音波
試験」第２編、第202頁以降を参照されたい）と
比較して、上記した回路は、試験用プローブハウ
ジング内に配置されている点で、評価装置から試
験用プローブまで高電圧を送る必要がなく、電気
的送信パルスのパルス形状に対するケーブルの効
果は除去されるという利点がある。コンデンサＣ
（第１図）を充電するために送信器高電圧が送信
器回路そのものによつて発生されるようになつた
トランジスタ回路は商業上入手可能であるが、こ
れら従来技術のユニツトは電圧昇圧のための一次
および二次巻線をもつ変圧器を利用している。こ
のような変圧器の物理的大きさおよび回路の電力
損失、従つて、必要とされる冷却のための表面は
非常に大きく、これらの理油で既知の送信器回路
を試験用プローブハウジング内に組み込むことは
不可能である（誘導性素子の容積は単に変圧器の
約30分の１程度であり、回路の電圧損失は比較さ
れる変圧器回路の対応する値の単に約５分の１程
度である）。
第３図に示されたように、送信器１１および受
信前置増幅器１２（上述したコリンズのもの参
照）に加えて他の回路を試験用プローブハウジン
グ１５内にハウジングの大きさをそれ程増すこと
なしに組み込むことができる。プローブハウジン
グに普通含まされる圧電変換器素子１０、送信器
回路１１、および、受信前置増幅器１２に加え
て、第３図は試験用プローブ８のハウジング１５
内に配置された送信器監視装置１３および受信器
監視装置１４も示す。第４図はケーブル１６を介
して信号評価装置９に結合された超音波試験用プ
ローブを示す。
信前置増幅器１２（上述したコリンズのもの参
照）に加えて他の回路を試験用プローブハウジン
グ１５内にハウジングの大きさをそれ程増すこと
なしに組み込むことができる。プローブハウジン
グに普通含まされる圧電変換器素子１０、送信器
回路１１、および、受信前置増幅器１２に加え
て、第３図は試験用プローブ８のハウジング１５
内に配置された送信器監視装置１３および受信器
監視装置１４も示す。第４図はケーブル１６を介
して信号評価装置９に結合された超音波試験用プ
ローブを示す。
送信器監視装置１３は基本的にはパルス整形段
（例えば単安定マルチバイブレータ段）である。
送信器回路１１の出力電圧の一部はこの段に供給
され、このときには方形パルスがその出力に現わ
れ、これは評価装置９に供給され、そこで監視装
置１３は送信器が動作中であることを指示する。
対応する監視信号の大きさを用いて送信器の安定
度を監視することもできる。
（例えば単安定マルチバイブレータ段）である。
送信器回路１１の出力電圧の一部はこの段に供給
され、このときには方形パルスがその出力に現わ
れ、これは評価装置９に供給され、そこで監視装
置１３は送信器が動作中であることを指示する。
対応する監視信号の大きさを用いて送信器の安定
度を監視することもできる。
受信器監視回路１４においては、評価装置９か
らの方形波信号は超音波のような信号に変換され
て前置増幅器に供給され、評価装置で監視され
る。
らの方形波信号は超音波のような信号に変換され
て前置増幅器に供給され、評価装置で監視され
る。
第１図は電気的送信パルスを発生するための本
発明による回路の回路図、第２図は第１図に関連
するパルスを示す図、第３図は超音波変換器、前
置増幅器、送信器、送信器監視装置を備える試験
用プローブの概略図、第４図は工作片に適用され
た超音波試験用プローブの斜視図である。 １：増幅器、２：インダクタ、３：VMOS電
界効果トランジスタ、４：制御装置、６：コンデ
ンサ、７：抵抗器、８：試験用プローブ、９：信
号評価装置、１０：圧電変換素子、１１：送信器
回路、１２：受信前置増幅器、１３：送信器監視
装置、１４：受信器監視装置、１５：ハウジン
グ、１６：ケーブル、１７：工作片。
発明による回路の回路図、第２図は第１図に関連
するパルスを示す図、第３図は超音波変換器、前
置増幅器、送信器、送信器監視装置を備える試験
用プローブの概略図、第４図は工作片に適用され
た超音波試験用プローブの斜視図である。 １：増幅器、２：インダクタ、３：VMOS電
界効果トランジスタ、４：制御装置、６：コンデ
ンサ、７：抵抗器、８：試験用プローブ、９：信
号評価装置、１０：圧電変換素子、１１：送信器
回路、１２：受信前置増幅器、１３：送信器監視
装置、１４：受信器監視装置、１５：ハウジン
グ、１６：ケーブル、１７：工作片。
Claims (1)
- １ ハウジングと、該ハウジング内に配置された
圧電変換器素子と、前記ハウジング内に配置され
前記変換器素子と結合されていて前記変換器素子
を高電圧パルスで周期的に付勢する電気回路とを
具備し、前記電気回路は、一端はトリガーパルス
を受取るように結合されているインダクタ、この
インダクタの他端と大地電位との間に結合されて
いる電気的スイツチ、該スイツチに結合され前記
トリガーパルスによつて制御されて該スイツチが
導通状態にあるときはそれを短時間の間非導通状
態にする制御装置、一端は前記インダクタと前記
スイツチとの間の接続点に結合されているコンデ
ンサ、および、一端は大地電位に結合され他端は
前記コンデンサの他端に結合されている抵抗器を
含み、これにより、トリガーパルスの提供に応答
して前記制御装置は前記スイツチを非導通状態に
して前記コンデンサを充電する前記インダクタに
またがつて高電圧信号を形成せしめ、そしてその
後に前記スイツチを導通状態にする前記制御装置
に応答して前記コンデンサはそれの電荷を放電し
て前記抵抗器にまたがつて高電圧パルスを生ぜし
め、このパルスは前記変換器素子に供給されて前
記変換器素子を付勢するようにしたことを特徴と
する超音波試験用プローブ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2948552A DE2948552C2 (de) | 1979-12-03 | 1979-12-03 | Ultraschall-Prüfkopf |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5693040A JPS5693040A (en) | 1981-07-28 |
| JPS6326341B2 true JPS6326341B2 (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=6087461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17080480A Granted JPS5693040A (en) | 1979-12-03 | 1980-12-03 | Probe for ultrasonic test |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4391144A (ja) |
| JP (1) | JPS5693040A (ja) |
| DE (1) | DE2948552C2 (ja) |
| GB (1) | GB2067049B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040211A1 (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-12 | Olympus Medical Systems Corp. | 静電容量型超音波振動子装置、及びその制御方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4523472A (en) * | 1980-07-02 | 1985-06-18 | Purecycle Corporation | Ultrasonic transceiver circuit |
| JPH057835Y2 (ja) * | 1986-06-10 | 1993-02-26 | ||
| US5213104A (en) * | 1991-10-24 | 1993-05-25 | Reynolds Charles A | Doppler ultrasound monitor system |
| DE19908612B4 (de) * | 1999-02-27 | 2004-06-03 | Horst Prof. Dr. Ziegler | Anordnung zum Detektieren einer Rotation eines Drehelements |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3620070A (en) * | 1969-12-22 | 1971-11-16 | Automation Ind Inc | Ultrasonic material tester |
| GB1415973A (en) * | 1973-03-27 | 1975-12-03 | Euratom | Ultrasonic signal generators |
| US3884325A (en) * | 1974-01-14 | 1975-05-20 | Shell Oil Co | Circuit for energizing piezoelectric crystal and detecting peak amplitude of a reflected signal |
| IT1016752B (it) * | 1974-08-01 | 1977-06-20 | Fiat Spa | Circuito per il comando simultaneo impulsivo e la commutazione automa tica da trasmissione a ricezione per sistemi impieganti una plurali ta di trasduttori piezoelettrici ad ultrasuoni |
| JPS51113348U (ja) * | 1975-03-11 | 1976-09-14 | ||
| DE2629562C2 (de) * | 1976-07-01 | 1982-06-24 | Danfoss A/S, 6430 Nordborg | Gerät zur Ultraschallmessung |
-
1979
- 1979-12-03 DE DE2948552A patent/DE2948552C2/de not_active Expired
-
1980
- 1980-11-10 US US06/205,303 patent/US4391144A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-11-21 GB GB8037469A patent/GB2067049B/en not_active Expired
- 1980-12-03 JP JP17080480A patent/JPS5693040A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007040211A1 (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-12 | Olympus Medical Systems Corp. | 静電容量型超音波振動子装置、及びその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4391144A (en) | 1983-07-05 |
| JPS5693040A (en) | 1981-07-28 |
| GB2067049A (en) | 1981-07-15 |
| GB2067049B (en) | 1984-06-20 |
| DE2948552A1 (de) | 1981-06-04 |
| DE2948552C2 (de) | 1982-11-04 |
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| JPS6326341B2 (ja) | ||
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