JP2015090281A

JP2015090281A - 超音波測定方法および装置

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Publication number: JP2015090281A
Application number: JP2013229151A
Authority: JP
Inventors: 横山　潤; Jun Yokoyama; 潤横山; 英之田近; Hideyuki Tachika
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-05-11
Also published as: US20150122026A1; CN104614442A

Abstract

【課題】空中を伝播する超音波を用いた超音波測定方法において受信できる超音波の感度が高い超音波測定方法及び装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の超音波測定方法は、空中を伝播する超音波を用いて被測定物の内部を測定する超音波測定方法であって、音響インピーダンスが空気より大きくかつ前記被測定物未満であるシートを前記被測定物に貼付する工程と、前記シートを貼付した前記被測定物の内部をセンサを用いて測定する工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、空気中を伝播する超音波を用いて被測定物の内部を測定する方法および装置に関するものである。

図９に示すように、送信用の超音波センサ１より発振した超音波２を空気を介して被測定物３に入射させ、被測定物３の内部を透過した超音波２を空気を介して受信用の超音波センサ４で受信することで被測定物３の内部測定を行う方法が従来例として提案されている。（例えば、特許文献１）。

特開２００８−１２８９６５号公報

しかしながら、被測定物と空気との音響インピーダンスの差は一般的に１０００倍以上であるため、上述した従来例においては、超音波の透過率が低く、これによりＳＮ比（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅｒａｔｉｏ）が低下して、測定精度が低いという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、超音波の透過率を高めて、高精度な超音波測定方法および装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の超音波測定方法は、空中を伝播する超音波を用いて被測定物の内部を測定する超音波測定方法であって、音響インピーダンスが空気より大きくかつ前記被測定物未満であるシートを前記被測定物に貼付する工程と、前記シートを貼付した前記被測定物の内部をセンサを用いて測定する工程と、を備える。

また、本発明の超音波測定装置は、空中を伝播する超音波を用いて被測定物の内部を測定する超音波測定装置であって、音響インピーダンスが空気より大きくかつ前記被測定物未満であるシートと、前記シートを前記被測定物に貼付する貼付機構と、前記シートの添付された前記被測定物の内部を測定するセンサと、を備える。

以上のように、本発明によれば、シートを介して被測定物の超音波測定を実施することで、高精度な超音波測定方法および装置を実現できる。

実施の形態１における超音波測定方法の概略構成を示す図実施の形態１におけるシートの音響インピーダンスと従来例の透過率に対する比率との関係を示す図実施の形態１における超音波測定装置の概略構成を示す図実施の形態１における超音波測定方法のフローチャート実施の形態１における超音波測定方法の概略構成を示す図実施の形態２における超音波測定方法の概略構成を示す図（ａ）（ｂ）実施の形態１と２における超音波の伝播の違いを示す概略図実施の形態３における超音波測定方法の概略構成を示した図特許文献１に記載された従来例を示す図

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態における超音波測定方法を実施するための概略構成を示す。はじめに、本超音波測定方法の概要について説明する。送信用の超音波センサ１より発振した超音波２は空気中を伝播し、被測定物３の表面に貼付されたシート１０１を介して被測定物３に入射する。その後、被測定物３の内部を透過した超音波２は被測定物３の裏面に貼付されたシート１０２を介して空気中へ出射し、空気を介して受信用の超音波センサ４に入射する。そして、超音波センサ４で受信した被測定物３からの超音波２の波形を解析することで被測定物３の内部測定が実施される。

図１において、本実施の形態では、被測定物３は、例えば各厚みが１ｍｍである２枚の銅板が熱拡散接合されたものである。送信用の超音波センサ１および受信用の超音波センサ４は、いわゆる空中超音波センサである。空中超音波センサは、空中を伝播する超音波を受信または送信するセンサである。空中超音波センサである送信用の超音波センサ１および受信用の超音波センサ４の中心周波数は例えば公称８００ｋＨｚである。また、シート１０１およびシート１０２は例えばシス形ブタジエンゴムで構成される。そして、シート１０１と被測定物３は空気層が介在しない状態で密着しており、シート１０１は気圧によって被測定物３に貼付されている。なお、シート１０２もシート１０１と同様の態様で被測定物３に貼付されている。

ここで、超音波２の透過率について、本実施の形態と従来例との比較を行う。空気、被測定物３、シート１０１およびシート１０２の音響インピーダンスをそれぞれＺ_１、Ｚ_２、Ｚ_３とする。この場合、図９に示した従来例では、超音波が、空気→被測定物３→空気の順に伝播するため、従来例の超音波の透過率Ｔ_{ｃｏｎｖ．}は、数１で表される。

Ｔ_{ｃｏｎｖ．}＝４・Ｚ_１・Ｚ_２／（Ｚ_１＋Ｚ_２）^２ …（数１）
一方、図１に示すような本実施の形態においては、空気→シート１０１→被測定物３→シート１０２→空気の順に超音波が伝播する。この本実施の形態における透過率Ｔ_ｅｘｅ１は、数２で表される。

Ｔ_ｅｘｅ１＝１６・Ｚ_１・Ｚ_２・Ｚ_３ ^２／｛（Ｚ_１＋Ｚ_３）^２・（Ｚ_３＋Ｚ_２）^２｝ …（数２）
被測定物３を銅とし、シート１０１とシート１０２をシス型ブタジエンゴムとすると、各音響インピーダンスは、Ｚ_１＝４０８Ｎｓ／ｍ、Ｚ_２＝４．４９×１０^７Ｎｓ／ｍ、Ｚ_３＝１．５×１０^６Ｎｓ／ｍである。この時、従来例における透過率Ｔ_{ｃｏｎｖ．}は、数１より、Ｔ_{ｃｏｎｖ．}＝３．６３×１０^−５となる。そして、図１の本実施の形態における透過率Ｔ_ｅｘｅ１は、Ｔ_ｅｘｅ１＝１．３６×１０^−４となる。よって、従来例における透過率Ｔ_{ｃｏｎｖ．}に対する本実施の形態における透過率Ｔ_ｅｘｅ１の比率（Ｔ_ｅｘｅ１／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}）は、Ｔ_ｅｘｅ１／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}＝３．７４となる。従って、本実施の形態の超音波測定方法によれば、受信できる超音波の感度（超音波の透過率）が３．７４倍に向上することがわかる。

この場合、本実施の形態において、シート１０１およびシート１０２の厚みｔを、数３で定義する値に設定するのが望ましい。数３の条件を満たすことで、より超音波の透過率を向上できる。

ｔ＝Ｖｓ／（４×ｆｏ） …（数３）
ここで、Ｖｓはシート１０１およびシート１０２の縦波の音速、ｆｏは超音波センサ１および超音波センサ４の中心周波数を示す。数３を満たすように各構成を設定することで、シート１０１、シート１０２、被測定物３および空気の各境界面での反射が最小になり、超音波２の透過率を最大化できる。本実施の形態では、縦波の音速Ｖｓ＝１５９０ｍ／ｓのシート１０１およびシート１０２、中心周波数ｆｏ＝８００ｋＨの超音波センサ１および４を採用しているため、数３よりシート１０１およびシート１０２の厚みを０．５ｍｍに設定している。

次に、シート１０１およびシート１０２における好ましい音響インピーダンスについて説明する。図２は、被測定物の材質が銅、アルミニウム、ガラス、ポリスチレンである場合の本実施の形態におけるシートの音響インピーダンスと従来例に対する本実施の形態の透過率の比率との関係を示した図である。図２のグラフでは、横軸はシートの音響インピーダンスを対数表示し、縦軸は数１および数２より求まる本実施の形態における透過率Ｔ_ｅｘｅ１と従来例における透過率Ｔ_{ｃｏｎｖ．}の比率を示す。ここで、アルミニウム、ガラス、ポリスチレンの音響インピーダンスはそれぞれ、１．７３×１０^７Ｎｓ／ｍ、１．２８×１０^７Ｎｓ／ｍ、２．４８×１０^６Ｎｓ／ｍである。グラフから明らかなように、Ｔ_ｅｘｅ１／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}が１より大きくなる条件、すなわち、従来例よりも本実施の形態の方が透過率が高くなるシートの音響インピーダンスの条件は、空気より大きくかつ被測定物未満であることが分かる。

このため、図１のシート１０１およびシート１０２には、音響インピーダンスが空気より大きくかつ被測定物３未満の条件を満たす材料を採用する。より好ましくは、シート１０１およびシート１０２の音響インピーダンスが、６．５×１０^２Ｎｓ／ｍ以上かつ１．６×１０^６Ｎｓ／ｍ以下の条件を満たせば良い。これは、図２から明らかなように、工業製品に広く一般的に使用されるポリスチレンが被測定物の場合に、従来例よりも本実施の形態の透過率を１．５倍以上高められるためである。なお、透過率が１．５倍以上になれば、より正確な測定が可能となることを発明者らは見出している。この音響インピーダンスの条件を満たすもののうち、本実施の形態において、被測定物３の表面に密着しやすい材質であるシス形ブタジエンゴムをシート１０１およびシート１０２の素材に選定している。

ここで、図３に、本実施の形態における超音波測定装置の一例である測定装置３０１を示す。

測定装置３０１は、シート貼付機構３０２、３０３が配置されている位置Ｂ、超音波センサ１、４が配置されている位置Ｃ、シート剥離機構３０４、３０５が配置されている位置Ｄより構成されている。この測定装置３０１は、被測定物３の表裏面に対して、同時にシートの貼付を実施する。また、この測定装置３０１は、被測定物３の表裏面から、同時にシートの剥離を実施する。

被測定物３は、搬送手段３０６によって位置Ａから測定装置３０１の位置Ｂまで搬送され、次に、測定装置３０１内で順次、位置Ｂ→Ｃ→Ｄへ搬送され、最後に、測定装置３０１外の位置Ｅに搬送される。位置Ａには被測定物３が順次供給されるため、測定装置３０１内には複数の被測定物３が導入され、位置Ｂ、Ｃ、Ｄでは並列して作業が行われる。搬送手段３０６は、例えば、２本のベルトで被測定物３の両端の２辺を支持して搬送するベルトコンベアであり、位置Ｃの超音波センサ１、４による測定がベルトコンベア上で実施可能なように、中央に開口を有する。

シート貼付機構３０２、３０３は、例えば、３軸駆動が可能なロボットと吸着ノズルを備える。シート供給手段３０７に予め準備されている複数のシート１０１およびシート１０２を吸着ノズルで被測定物３の表裏面まで順次搬送し、１０Ｎ程度の加圧力でシート１０１およびシート１０２を被測定物３の表裏面に押し当てる。これにより、シート貼付機構３０２、３０３は、被測定物３の主面の両面にシート１０１およびシート１０２の貼付を行う。また、シート剥離機構３０４、３０５も３軸駆動が可能なロボットと吸着ノズルで構成されており、被測定物３の両面に貼付されているシート１０１およびシート１０２をそれぞれ吸着ノズルで吸着することで剥離する。剥離したシート１０１およびシート１０２は、シート回収手段３０８へ搬送される。シート回収手段３０８に回収されたシート１０１およびシート１０２は、シート供給手段３０７に再び配置され再利用される。上述したシート貼付機構３０２、３０３、シート剥離機構３０４、３０５、超音波センサ１、４、搬送手段３０６、シート供給手段３０７、および、シート回収手段３０８は、測定装置３０１の架台３０９に配置されている。

次に、本実施の形態における超音波測定方法のフローを図４のフローチャートに則って図３の構成に基づき説明する。図４のステップＳ１０１は、図３の位置Ｂで実施される工程である。この工程では、位置Ａから搬送されてきた被測定物３の表面にシート貼付機構３０２、３０３によってシート１０１およびシート１０２が貼付される。

次に、図４のステップＳ１０２は、図３の位置Ｃで実施する工程である。この工程では、シート１０１および１０２を貼付した後に位置Ｃに搬送された被測定物３の内部を、超音波センサ１、４を用いて測定する。シート１０１およびシート１０２を介して被測定物３の内部を超音波を用いて測定することにより、従来例と比較して高い感度で超音波測定を行うことができる。この位置Ｃで実施される超音波測定方法の概略図が図１である。

最後に、図４のステップＳ１０３は、図３の位置Ｄで実施される工程である。この工程では、位置Ｃから搬送されてきた被測定物３からシート１０１およびシート１０２がシート剥離機構３０４、３０５によって剥離される。

これらステップＳ１０１〜Ｓ１０３の工程は、複数の被測定物３を連続で測定する場合に並列して実行することができる。このため、本実施の形態のようにシートの貼付・剥離工程を実施しても、従来例と比較して、１個あたりの測定時間を長くすることなく受信できる超音波の感度を向上できる。

なお、本実施の形態では、図３のシート１０１およびシート１０２は気圧によって被測定物３に貼付されているが、シート１０１およびシート１０２に予め塗布された粘着性のある接着材料を介して被測定物３にシート１０１およびシート１０２を貼付しても良い。この際、接着材料は、シート１０１およびシート１０２の音響インピーダンスより大きく被測定物３未満であるものが好適であり、かつ、超音波の透過を妨げないために、接着材料は薄いほど好ましい。このため、例えば、接着材料の厚みを数１０μｍ以下とする。

なお、本実施の形態では、シート貼付機構３０２、３０３およびシート剥離機構３０４、３０５に、他の機構を採用してもよい。例えば、被測定物３を挟んで保持する機構の先端にシート１０１およびシート１０２を配置し、位置Ｂで被測定物３の保持と共にシート１０１およびシート１０２を被測定物３の測定面に密着させる機構をシート貼付機構３０２、３０３に採用してもよい。この場合、シート剥離機構３０４、３０５は、位置Ｄで被測定物３の保持解除と共にシート１０１およびシート１０２を被測定物３から剥離する構成でも良い。このような機構は、搬送手段にターンテーブル式を用いる場合に好適である。

なお、本実施の形態では、被測定物３の両面にシート１０１およびシート１０２を貼付しているが、被測定物３の片側のみにシートを貼付しても良い。例えば、図１において、シート１０１がなくシート１０２のみの場合、超音波２の伝播経路は空気→被測定物３→シート１０２→空気となり、この時の透過率Ｔ_ｅｘｅ２は、数４で表される。

Ｔ_ｅｘｅ２＝８・Ｚ_１・Ｚ_２・Ｚ_３／｛（Ｚ_１＋Ｚ_２）・（Ｚ_２＋Ｚ_３）・（Ｚ_３＋Ｚ_１）｝ …（数４）
この時の透過率Ｔ_ｅｘｅ２は、数４よりＴ_ｅｘｅ２＝７．０３×１０^−５となり、従来例における透過率Ｔ_{ｃｏｎｖ．}に対する比率（Ｔ_ｅｘｅ２／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}）は、Ｔ_ｅｘｅ２／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}＝１．９３となる。すなわち、片側のみにシートを貼付する場合でも超音波の透過率が１．９３倍に向上する。この場合、被測定物３の主面のうち受信用の超音波センサ４側の面にのみシート１０２を貼付する方が効果的である。シート１０２の大きさを測定に必要なサイズに設定することにより、測定に不要な経路を伝播した超音波２の影響を相対的に小さくでき、Ｓ／Ｎ比を向上できるためである。より詳細には、超音波２は内部で散乱して測定対象でない部位での反射波（ノイズ）も含んで被測定物３から空気中へ出射されるが、このノイズの影響を、シート１０２で軽減できるためである。なお、シート１０１を設けない場合、例えば、送信用の超音波センサ１の代わりに被測定物３の表面に直接超音波を導入するパルスレーザを用いても良い。

なお、図１、図３では、被測定物３を透過した超音波２を用いて内部測定を実現している。その一方で、図５に示すように、被測定物３の底面で反射した超音波２を用いて内部測定を実現しても良い。図５の送受信用の超音波センサ５０１より発振した超音波２は空気中を伝播し、被測定物３に貼付されているシート５０２を介して被測定物３に入射する。このシート５０２は被測定物３の表面に貼付されている。被測定物３の内部を伝播する超音波２は被測定物３の底面（裏面）や空隙欠陥５０３で反射し、シート５０２を介して空気中へ出射され、送受信用の超音波センサ５０１で受信される。送受信用の超音波センサ５０１は被測定物３の表面を２次元に走査するためのＸＹステージ５０４に搭載されており、各測定位置で受信した被測定物３からの超音波２の波形を解析することで被測定物３の内部の例えば空隙欠陥５０３の測定が行われる。

図５の構成の場合は、被測定物３の表面で反射した超音波２と被測定物３の内部の空隙欠陥５０３で反射した超音波とを分離する必要があるため、送受信用の超音波センサ５０１の中心周波数はより高い方が好適である。好ましくは、１ＭＨｚ以上３ＭＨｚ以下の中心周波数の超音波センサ５０１を選定する。一般的な工業製品で使用される材質の音速は２０００ｍ／ｓ〜６０００ｍ／ｓであり、このような被測定物３の内部の数ｍｍの深さに存在する欠陥を測定するためには１ＭＨｚ以上の周波数が適しているからである。そして、３ＭＨｚ以上の周波数であると空中での減衰率が格段に大きくなり十分な強さの超音波２を検出することができなくなるためである。図５の構成では一例として、公称２ＭＨｚの中心周波数の超音波センサ５０１を選定する。また、シート５０２にシス形ブタジエンゴムを用い、厚みを、（数３）より０．２ｍｍとする。

また、図５の構成は、図３の位置Ｃにおいて適用される。

以上のように、送受信用の超音波センサ５０１を用いて被測定物３の片側面のみから測定を行うパルス反射法による超音波測定方法においても、超音波の感度を向上できる。

なお、図１、図３に示したような透過法による超音波測定方法では、被測定物３の内部の深さ方向の情報を有さないため超音波２の中心周波数を高くする必要がなく、超音波２の受信の効率の面から１００ｋＨ以上１ＭＨｚ以下の中心周波数の超音波センサ１、４を選定するのが良かった。このため、図１、３の構成では公称８００ｋＨｚの中心周波数の超音波センサを使用していた。

なお、シート１０１およびシート１０２が被測定物３に悪影響を与えない場合は、図４のステップＳ１０３の工程を実施せずともよい。この場合、本実施の形態における超音波測定装置の一例である図３の測定装置３０１は、シート剥離機構３０４、３０５を備えなくてもよい。ただし、被測定物３への影響度や、リサイクル性を考慮すると、被測定物３からシート１０１およびシート１０２を剥離する方が望ましい。

（実施の形態２）
図６に、実施の形態２における超音波測定方法の概略構成を示す。実施の形態１との違いは、被測定物３の受信用の超音波センサ４側に貼付したシート６０１の表面に曲面からなる凹部が設けられている点である。図７（ａ）（ｂ）は超音波２が被測定物３からシートを介して空気中に伝播する状態を模式的に示したものである。図７（ａ）は実施の形態１における超音波伝播の模式図であり、図７（ｂ）は実施の形態２における超音波伝播の模式図である。図７（ａ）に示すようにシート１０２の表面が平面である場合は、シート１０２から出射した超音波２は放射状に広がる。測定条件の制限でシート１０２と受信用の超音波センサ４の距離が離れると、受信用の超音波センサ４の受信面より超音波２の広がりが大きくなり効率が低下する。一方、図７（ｂ）に示すようにシート６０１の表面に曲面状の凹部が設けられている場合は、シート１０２から出射した超音波２は受信用の超音波センサ４の受信面に向かって集束されるため、超音波２を効率よく受信することが可能となる。

ここで、シート６０１の表面の凹部の形状は、シート６０１から受信用の超音波センサ４までの距離がＬである場合、半径Ｌの曲率をもった曲面状とするのが好適である。すなわち、シート６０１の表面に設けた曲面からなる凹部の曲率中心に超音波センサ４を配置するのが好適である。なお、図６の構成は、図３の位置Ｃにおいて適用される。

以上のように、本実施の形態によれば、受信できる超音波の感度をより向上できる。

（実施の形態３）
図８に、実施の形態３における超音波測定方法の概略構成を示す。実施の形態１との違いは、シート８０１およびシート８０２とが多層構造であることである。ここでは、シート８０１とシート８０２とを共に２層構造とする。シート８０１の被測定物３側に位置する層を第１層８０１ａ、空中側に位置する層を第２層８０１ｂとする。また、シート８０２の被測定物３側に位置する層を第１層８０２ａ、空中側に位置する層を第２層８０２ｂとする。この場合、各構成の音響インピーダンスは、空気＜第２層８０１ｂ（８０２ｂ）＜第１層８０１ａ（８０２ａ）＜被測定物３の関係を満たすように設定する必要がある。各構成の音響インピーダンスをこのように設定する理由を以下に説明する。

空気、被測定物３、第１層８０１ａ（８０２ａ）、第２層８０１ｂ（８０２ｂ）の音響インピーダンスをそれぞれＺ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、Ｚ_４とすると、空気→第２層８０１ｂ→第１層８０１ａ→被測定物３→第１層８０２ａ→第２層８０２ｂ→空気と伝播する超音波の透過率Ｔ_ｅｘｅ４は、数５で表すことができる。

Ｔ_ｅｘｅ４＝６４・Ｚ_１・Ｚ_２・Ｚ_３ ^２・Ｚ_４ ^２／｛（Ｚ_１＋Ｚ_４）^２・（Ｚ_３＋Ｚ_４）^２・（Ｚ_２＋Ｚ_３）^２｝ …（数５）
数５より、上記のように、各構成の音響インピーダンスを設定することで、超音波２の透過率を向上できる。具体的には、第１層８０１ａ（８０２ａ）、第２層８０１ｂ（８０２ｂ）の音響インピーダンスを、それぞれ、１．５×１０^６Ｎｓ／ｍ、９×１０^５Ｎｓ／ｍに設定すると、本実施の形態における透過率Ｔ_ｅｘｅ４は、数５よりＴ_ｅｘｅ４＝２．１３×１０^−４となり、従来例における透過率Ｔ_{ｃｏｎｖ．}に対する本実施の形態における透過率Ｔ_ｅｘｅ４の比率（Ｔ_ｅｘｅ４／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}）は、Ｔ_ｅｘｅ４／Ｔ_{ｃｏｎｖ．}＝５．８５となる。このように、本実施の形態によれば、従来例と比較して約５．８５倍の透過率の向上が期待でき、受信できる超音波の感度をさらに向上させることが可能となる。

本実施の形態において、第１層８０１ａ、８０２ａにシス形ブタジエンゴムを採用する。また、第２層８０１ｂ、８０２ｂに直径１０μｍ程度の中空ガラスを複数混入して密度を下げることで見かけ上の音響インピーダンスを低下させた樹脂を採用する。被測定物３と接する第１層８０１ａ、８０２ａに柔軟性のあるゴム材を使用することで、被測定物３との密着性を高めて作業効率を確保する。あわせて、第２層８０１ｂ、８０２ｂに空気の音響インピーダンスにより近い層を採用することで超音波２の透過率をより向上できる。

このように、シート８０１に、第１層８０１ａと、第１層８０１ａよりも音響インピーダンスの小さい第２層８０１ｂとを含ませることで、高精度な測定を実現できる。また、シート８０２に、第１層８０２ａと、第１層８０２ａよりも音響インピーダンスの小さい第２層８０２ｂとを含ませることでも、高精度な測定を実現できる。

シート８０１、８０２の厚みｔは数３で定義する値に設定するのが望ましい。数３の条件を満たすことで、より超音波の透過率を向上できる。

なお、前記様々な実施の形態又は変形例のうちの任意の実施の形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。例えば、実施の形態２で採用した曲面からなる凹部を図８の第２層８０２ｂに適用しても良い。これにより、より高精度な超音波測定を実現できる。

本発明は、電子デバイスや、車体などの構造物の内部を超音波探傷する用途にも適用できる。

１超音波センサ
２超音波
３被測定物
４超音波センサ
１０１、１０２シート
３０１測定装置
３０２、３０３シート貼付機構
３０４、３０５シート剥離機構
３０６搬送手段
３０７シート供給手段
３０８シート回収手段
３０９架台
５０１超音波センサ
５０２シート
５０３空隙欠陥
６０１シート
８０１、８０２シート

Claims

空中を伝播する超音波を用いて被測定物の内部を測定する超音波測定方法であって、
音響インピーダンスが空気より大きくかつ前記被測定物未満であるシートを前記被測定物に貼付する工程と、
前記シートを貼付した前記被測定物の内部をセンサを用いて測定する工程と、を備える超音波測定方法。
前記被測定物の内部を測定した後に、前記シートを前記被測定物から剥離する工程を更に備える請求項１の超音波測定方法。
前記シートの縦波の音速をＶｓ、前記センサの中心周波数をｆｏ、前記シートの厚みをｔとしたとき、ｔ＝Ｖｓ／（４×ｆｏ）を満たす、請求項１又は２の超音波測定方法。
前記シートは曲面からなる凹部を有し、前記被測定物の内部を測定する工程において、前記曲面の曲率中心に前記センサを配置して超音波を受信する、請求項１〜３のいずれかの超音波測定方法。
前記シートは第１層と該第１層よりも音響インピーダンスの小さい第２層とを含み、
前記第１層が前記被測定物側に位置し、前記第２層が前記空中側に位置するように前記シートを貼付する、請求項１〜４のいずれかの超音波測定方法。
空中を伝播する超音波を用いて被測定物の内部を測定する超音波測定装置であって、
音響インピーダンスが空気より大きくかつ前記被測定物未満であるシートと、
前記シートを前記被測定物に貼付する貼付機構と、
前記シートの添付された前記被測定物の内部を測定するセンサと、を備える超音波測定装置。
前記シートを前記被測定物から剥離する剥離機構を更に備える請求項６の超音波測定装置。
前記シートの縦波の音速をＶｓ、前記センサの中心周波数をｆｏ、前記シートの厚みをｔとしたとき、ｔ＝Ｖｓ／（４×ｆｏ）を満たす、請求項６又は７の超音波測定装置。
前記シートは、曲面からなる凹部を有し、
前記センサは、前記曲面の曲率中心で超音波を受信する、請求項６〜８のいずれかの超音波測定装置。
前記シートは第１層と該第１層よりも音響インピーダンスの小さい第２層とを含み、
前記貼付機構は、前記第１層が前記被測定物側に位置し、前記第２層が前記空中側に位置するように前記シートを貼付する、
請求項６〜９のいずれかの超音波測定装置。