JP2611084B2 - 超音波探触子の選択方法 - Google Patents
超音波探触子の選択方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波による非破壊検
査装置で使用される超音波探触子（ｔｒａｄｕｃｔｅｕ
ｒ）の選択方法に関する。
査装置で使用される超音波探触子（ｔｒａｄｕｃｔｅｕ
ｒ）の選択方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】材料の非破壊検査及び医学的エコー検査
に超音波検査装置を使用することは既に知られている。
材料の検査ではこの種の技術によって、被検部材の不均
一性及び欠陥を検出できると共に欠陥の特徴を調べるこ
とができる。
に超音波検査装置を使用することは既に知られている。
材料の検査ではこの種の技術によって、被検部材の不均
一性及び欠陥を検出できると共に欠陥の特徴を調べるこ
とができる。
【０００３】これらの超音波検査装置で使用される探触
子は、供給された電気エネルギから音波を発生する役割
を果たす。発生した音波は被検媒体中を伝搬し、反射体
によって反射される。反射された音波は、受信も行う送
信探触子に受信されるか、又は受信しか行わない別の探
触子に受信され、その探触子によって電気信号に変換さ
れ、これらの電気信号が分析にかけられる。
子は、供給された電気エネルギから音波を発生する役割
を果たす。発生した音波は被検媒体中を伝搬し、反射体
によって反射される。反射された音波は、受信も行う送
信探触子に受信されるか、又は受信しか行わない別の探
触子に受信され、その探触子によって電気信号に変換さ
れ、これらの電気信号が分析にかけられる。
【０００４】これらの探触子は耐用期間が短いが、理論
的に同じ特性を有する探触子と交換した時に、測定結果
を再検討しなければならないようなことがあってはなら
ない。
的に同じ特性を有する探触子と交換した時に、測定結果
を再検討しなければならないようなことがあってはなら
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、較正の
後でさえも、理論的に同じ特性を有する複数の探触子を
用いて同じ方法で行った検査の結果に大きな誤差が観察
され得ることが判明した。
後でさえも、理論的に同じ特性を有する複数の探触子を
用いて同じ方法で行った検査の結果に大きな誤差が観察
され得ることが判明した。
【０００６】これらの誤差は主に、元の二倍に変化し得
る欠陥エコーの振幅に見られる。
る欠陥エコーの振幅に見られる。
【０００７】Ｅｄｉｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎｓ Ａｃｔｉｖｅｓで出版されたＪ．Ｌ．Ｐｅｌ
ｌｅｔｉｅｒの著作物“Ｌａ ｐｒａｔｉｑｕｅ ｄｕ
ｃｏｎｔｒｏｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌ ｐａｒ
ｕｌｔｒａｓｏｎｓ”第２巻の５５ページには、多くの
問題及び誤りが探触子に由来し、従って探触子の特性を
知ることが必要であると記述されている。
ｉｏｎｓ Ａｃｔｉｖｅｓで出版されたＪ．Ｌ．Ｐｅｌ
ｌｅｔｉｅｒの著作物“Ｌａ ｐｒａｔｉｑｕｅ ｄｕ
ｃｏｎｔｒｏｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌ ｐａｒ
ｕｌｔｒａｓｏｎｓ”第２巻の５５ページには、多くの
問題及び誤りが探触子に由来し、従って探触子の特性を
知ることが必要であると記述されている。
【０００８】Ｐｅｌｌｅｔｉｅｒは、測定すべき種々の
特性、特に操作周波数について述べている。この周波数
の測定は、無限大とみなせる寸法をもった水及び空気間
の境界面で得られたエコーのスペクトル分析によって行
われる。送出された超音波は境界面と直交し、この境界
面は、集束探触子の場合にはこの探触子の集束点に位置
し、平面探触子の場合にはこの探触子の接近限界長さに
位置する。
特性、特に操作周波数について述べている。この周波数
の測定は、無限大とみなせる寸法をもった水及び空気間
の境界面で得られたエコーのスペクトル分析によって行
われる。送出された超音波は境界面と直交し、この境界
面は、集束探触子の場合にはこの探触子の集束点に位置
し、平面探触子の場合にはこの探触子の接近限界長さに
位置する。
【０００９】これらの特性を調べても、超音波検査の信
頼性及び再現性の問題は解決されない。
頼性及び再現性の問題は解決されない。
【００１０】本発明の目的は、超音波検査装置で使用さ
れた場合に上記の問題点を解決できる超音波探触子の選
択方法を提供することにある。
れた場合に上記の問題点を解決できる超音波探触子の選
択方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的は、超音波検査装置で使用される超音波探触子の選
択方法であって、基準探触子を用いて、所定の反射体に
よって得られるエコーの周波数スペクトルを求める段階
と、試験探触子を用いて、基準探触子と同じ条件下で反
射体によって得られる試験探触子に固有のエコーの周波
数スペクトルを求める段階と、試験探触子を用いて得ら
れた試験探触子に固有の周波数スペクトルの波形と基準
探触子を用いて得られた周波数スペクトルの波形とを比
較する段階と、試験探触子の周波数スペクトルの波形が
基準探触子の周波数スペクトルの波形に対して所定の範
囲内にある場合にのみ、この試験探触子を超音波検査装
置で使用するために選択する段階とを備えている超音波
探触子の選択方法によって達成される。
目的は、超音波検査装置で使用される超音波探触子の選
択方法であって、基準探触子を用いて、所定の反射体に
よって得られるエコーの周波数スペクトルを求める段階
と、試験探触子を用いて、基準探触子と同じ条件下で反
射体によって得られる試験探触子に固有のエコーの周波
数スペクトルを求める段階と、試験探触子を用いて得ら
れた試験探触子に固有の周波数スペクトルの波形と基準
探触子を用いて得られた周波数スペクトルの波形とを比
較する段階と、試験探触子の周波数スペクトルの波形が
基準探触子の周波数スペクトルの波形に対して所定の範
囲内にある場合にのみ、この試験探触子を超音波検査装
置で使用するために選択する段階とを備えている超音波
探触子の選択方法によって達成される。
【作用】本発明の方法で選択された超音波探触子を超音
波検査装置における探触子の交換用として使用すること
により、従来の方法で選択された理論的に同じ特性を有
する超音波探触子を使用した場合に問題となっていた信
頼性及び再現性を改善してこれらを大幅に向上させるこ
とができる。従って、超音波探触子は一般に耐用年数が
短くて頻繁な交換を必要とするが、本発明の超音波探触
子の選択方法によれば、超音波探触子の交換の度に測定
結果に大きな誤差を生じるという不具合を確実に回避で
きる。
波検査装置における探触子の交換用として使用すること
により、従来の方法で選択された理論的に同じ特性を有
する超音波探触子を使用した場合に問題となっていた信
頼性及び再現性を改善してこれらを大幅に向上させるこ
とができる。従って、超音波探触子は一般に耐用年数が
短くて頻繁な交換を必要とするが、本発明の超音波探触
子の選択方法によれば、超音波探触子の交換の度に測定
結果に大きな誤差を生じるという不具合を確実に回避で
きる。
【００１２】好ましくは反射体は、探触子が集束探触子
の場合、この探触子の集束点のレベルに位置しており、
探触子が平面探触子の場合、この探触子の接近限界長さ
のレベルに位置している。
の場合、この探触子の集束点のレベルに位置しており、
探触子が平面探触子の場合、この探触子の接近限界長さ
のレベルに位置している。
【００１３】本発明のある実施例では、所定の反射体が
無限大平面、即ち送出された超音波束より大きい寸法を
有する平面である。
無限大平面、即ち送出された超音波束より大きい寸法を
有する平面である。
【００１４】本発明の別の特徴として、平面反射体は送
出された超音波の伝搬方向と直交する。
出された超音波の伝搬方向と直交する。
【００１５】本発明の別の特徴では、スペクトルの形状
だけを考慮し、次いでスペクトル密度を平面又は人工的
欠陥に対する較正によって補正する。
だけを考慮し、次いでスペクトル密度を平面又は人工的
欠陥に対する較正によって補正する。
【００１６】
【実施例】本発明は、添付図面に基づく以下の非限定的
実施例の説明でより良く理解されよう。
実施例の説明でより良く理解されよう。
【００１７】図１は超音波検査の一般的測定装置を示し
ている。この装置は主に、電気パルス発生器１と、該発
生器１を探触子３に接続するケーブル２と、送信及び受
信を行う探触子３と、接触媒体４と、超音波を反射する
反射体５と、接続ケーブル２によって探触子３に接続さ
れた受信システム７とを含んでいる。
ている。この装置は主に、電気パルス発生器１と、該発
生器１を探触子３に接続するケーブル２と、送信及び受
信を行う探触子３と、接触媒体４と、超音波を反射する
反射体５と、接続ケーブル２によって探触子３に接続さ
れた受信システム７とを含んでいる。
【００１８】本発明では、この種の装置であって、受信
システム７が収集されたデータを処理し、特に検査結
果、例えば周波数スペクトルを可視化できるような装置
を使用する。
システム７が収集されたデータを処理し、特に検査結
果、例えば周波数スペクトルを可視化できるような装置
を使用する。
【００１９】図２は、本発明の好ましい実施態様に従っ
て使用される実験用モデルを示している。このモデル
は、接触液が探触子と反射体との間に挿入されるよう
に、浸漬検査技術を使用する。探触子３からは超音波束
が反射体５と直交するように送出され、送出された超音
波はこの反射体で反射される。この反射体は無限大平
面、即ち送出された超音波束より大きい寸法を有する平
面からなる。この反射平面は、集束探触子の集束点のレ
ベル、即ち最大振幅のエコーが得られる位置に配置され
ている。
て使用される実験用モデルを示している。このモデル
は、接触液が探触子と反射体との間に挿入されるよう
に、浸漬検査技術を使用する。探触子３からは超音波束
が反射体５と直交するように送出され、送出された超音
波はこの反射体で反射される。この反射体は無限大平
面、即ち送出された超音波束より大きい寸法を有する平
面からなる。この反射平面は、集束探触子の集束点のレ
ベル、即ち最大振幅のエコーが得られる位置に配置され
ている。
【００２０】図３は、図１及び図２を参照しながら説明
したような超音波検査装置で使用される種々の探触子を
用いて得た周波数スペクトルの一例を示している。
したような超音波検査装置で使用される種々の探触子を
用いて得た周波数スペクトルの一例を示している。
【００２１】本発明の方法はこれら種々のスペクトルの
形状を比較することからなる。実際、本出願人は、種々
の探触子に対応するスペクトルの形状及び振幅が同様で
あれば、これら種々の探触子を使用し被検材料の不連続
性に由来する信号に基づいて行った測定の結果が再現性
を有することを立証し得た。スペクトルの形状が同様で
あり且つ振幅が異なる場合には、装置の利得又は減衰の
調整により平面又は人工的欠陥に対する較正を行うこと
によって振幅誤差を補正することができる。このように
すれば同じスペクトルが得られるため、これら種々の探
触子を使用した時に信頼性と再現性とを有する測定結果
が得られる。
形状を比較することからなる。実際、本出願人は、種々
の探触子に対応するスペクトルの形状及び振幅が同様で
あれば、これら種々の探触子を使用し被検材料の不連続
性に由来する信号に基づいて行った測定の結果が再現性
を有することを立証し得た。スペクトルの形状が同様で
あり且つ振幅が異なる場合には、装置の利得又は減衰の
調整により平面又は人工的欠陥に対する較正を行うこと
によって振幅誤差を補正することができる。このように
すれば同じスペクトルが得られるため、これら種々の探
触子を使用した時に信頼性と再現性とを有する測定結果
が得られる。
【００２２】図３に基づいて説明すると、前述の方法で
は基準スペクトル（Ａ）との比較によって、スペクトル
（Ｃ）に対応する探触子が除外され、スペクトル（Ａ）
を得るために較正によって補正し得る振幅を有するスペ
クトル（Ｂ）に対応する探触子が選択され、且つ例えば
１ｄＢの公差でスペクトル（Ａ）とほぼ同じ形状を有す
るスペクトル（Ｄ）の探触子も選択されることになる。
は基準スペクトル（Ａ）との比較によって、スペクトル
（Ｃ）に対応する探触子が除外され、スペクトル（Ａ）
を得るために較正によって補正し得る振幅を有するスペ
クトル（Ｂ）に対応する探触子が選択され、且つ例えば
１ｄＢの公差でスペクトル（Ａ）とほぼ同じ形状を有す
るスペクトル（Ｄ）の探触子も選択されることになる。
【００２３】一例として示した前記公差は、必要な測定
精度に応じて変えることができる。周波数スペクトル分
析を用いる本発明の方法に従えば、前述の所定条件で得
られる周波数スペクトルが少なくともその形状において
同じである一連の探触子だけを、信頼できる検査結果を
得るために使用し得るものとして保持することにより、
探触子の選択を行うことができる。
精度に応じて変えることができる。周波数スペクトル分
析を用いる本発明の方法に従えば、前述の所定条件で得
られる周波数スペクトルが少なくともその形状において
同じである一連の探触子だけを、信頼できる検査結果を
得るために使用し得るものとして保持することにより、
探触子の選択を行うことができる。
【００２４】前述の方法が信頼性を有するためには、探
触子の試験に使用される測定装置が基準測定装置と同じ
特性を有していなければならない。実際、この測定装置
のエレメントは総て得られるスペクトルの形状に影響を
及ぼす。従って、少なくとも２つの検査装置を使用する
場合には、測定装置の各エレメント、特に探触子を励起
させるエレメント、即ち電気パルス発生器、励起パル
ス、発生器と探触子との接続ケーブルを正確に規定すべ
きである。
触子の試験に使用される測定装置が基準測定装置と同じ
特性を有していなければならない。実際、この測定装置
のエレメントは総て得られるスペクトルの形状に影響を
及ぼす。従って、少なくとも２つの検査装置を使用する
場合には、測定装置の各エレメント、特に探触子を励起
させるエレメント、即ち電気パルス発生器、励起パル
ス、発生器と探触子との接続ケーブルを正確に規定すべ
きである。
【００２５】本発明の方法の用途の１つでは、例えば、
超音波検査装置の使用者がスペクトルの形状を決定し、
探触子供給者がそのスペクトル形状に従う。探触子供給
者は、前述のように、その探触子の使用者と同じエレメ
ントを有する検査装置を有していなければならない。
超音波検査装置の使用者がスペクトルの形状を決定し、
探触子供給者がそのスペクトル形状に従う。探触子供給
者は、前述のように、その探触子の使用者と同じエレメ
ントを有する検査装置を有していなければならない。
【００２６】本発明の方法はまた、探触子の耐用期間の
間中適用できる。探触子は、老化作用によって、前述の
所定条件で得られるスペクトルが少なくともその形状に
おいて基準スペクトルと同じでなくなった時に廃棄され
る。
間中適用できる。探触子は、老化作用によって、前述の
所定条件で得られるスペクトルが少なくともその形状に
おいて基準スペクトルと同じでなくなった時に廃棄され
る。
【図１】超音波測定装置を簡単に示す説明図である。
【図２】本発明の好ましい実施態様に従って使用される
実験用モデルを示す説明図である。
実験用モデルを示す説明図である。
【図３】試験探触子及び基準探触子の周波数スペクトル
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１ 電気パルス発生器 ２ 接続ケーブル ３ 探触子 ４ 接触媒体 ５ 反射体 ７ 受信システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエール・モーリス・ジヤヌー フランス国、91210・ドラベイユ、オ レ・ドウ・セナール・バテイモン・アン デルセン・４ (72)発明者 ジエラール・イブ・マンジユネ フランス国、エピネイ・ス・セナール、 リユ・アツシユ・ドウ・バルザツク・13 (56)参考文献 ＩＥＥＥ 1988 ＵＬ ＴＲＡＳＯＮ ＩＣＳ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ，ＣＨＩＣ ＡＧＯ，ＩＬＬＩＮＯＩＳ，ＶＯＬ. １，Ｐ．895−900（1988)
Claims (7)
- 【請求項１】 超音波検査装置で使用される超音波探触
子の選択方法であって、 基準探触子を用いて、所定の反射体によって得られるエ
コーの周波数スペクトルを求める段階と、 試験探触子を用いて、前記基準探触子と同じ条件下で前
記反射体によって得られる該試験探触子に固有のエコー
の周波数スペクトルを求める段階と、 前記試験探触子を用いて得られた該試験探触子に固有の
周波数スペクトルの波形と前記基準探触子を用いて得ら
れた周波数スペクトルの波形とを比較する段階と、 前記試験探触子の周波数スペクトルの波形が前記基準探
触子の周波数スペクトルの波形に対して所定の範囲内に
ある場合にのみ、該試験探触子を前記超音波検査装置で
使用するために選択する段階とを備えている超音波探触
子の選択方法。 - 【請求項２】 前記所定の反射体が、前記探触子から発
射された超音波の放射直径よりも大きい寸法を有する平
面である請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記所定の反射平面が、前記探触子から
発射された超音波の伝搬方向と直交している請求項２に
記載の方法。 - 【請求項４】 前記探触子が集束探触子であり、前記所
定の反射体が該探触子の集束点に位置している請求項１
から３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 前記探触子が平面探触子であり、前記所
定の反射体が該探触子の接近限界長さに位置している請
求項１から３のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記選択された探触子における周波数ス
ペクトルの振幅が、前記検査装置における増幅又は減衰
の調整によって補正される請求項１から５のいずれか一
項に記載の方法。 - 【請求項７】 前記探触子の励起条件が予め決定されて
いる請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9104327 | 1991-04-10 | ||
| FR919104327A FR2675262B1 (fr) | 1991-04-10 | 1991-04-10 | Methode de selection de traducteurs ultrasonores et traducteurs selectionnes selon cette methode. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180807A JPH05180807A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2611084B2 true JP2611084B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=9411651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4113112A Expired - Fee Related JP2611084B2 (ja) | 1991-04-10 | 1992-04-06 | 超音波探触子の選択方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229973A (ja) |
| EP (1) | EP0508888B1 (ja) |
| JP (1) | JP2611084B2 (ja) |
| CA (1) | CA2065597C (ja) |
| DE (1) | DE69204719T2 (ja) |
| DK (1) | DK0508888T3 (ja) |
| FR (1) | FR2675262B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI103439B1 (fi) * | 1997-01-27 | 1999-06-30 | Janesko Oy | Menetelmä ja laite äänennopeuden mittaamiseksi nesteessä |
| US20120318038A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | TransducerWorks | Ultrasound transducer test apparatus and applications thereof |
| CN103412048B (zh) * | 2013-08-20 | 2016-02-17 | 陕西师范大学 | 一种超声无损探测法鉴别多种金属的方法 |
| DE102015206225B4 (de) * | 2015-04-08 | 2023-05-17 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung, verfahren und system zum prüfen eines schallwandlers |
| CN113180725B (zh) * | 2021-03-18 | 2023-03-24 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种基于透镜回波的超声脉冲反转性能评估方法及*** |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3659255A (en) * | 1969-09-25 | 1972-04-25 | Winfield James Trott | Hydrophone calibrator |
| US4347583A (en) * | 1980-06-18 | 1982-08-31 | International Business Machines Corporation | Neel wall segment detection in cross-tie memory systems |
| US4434648A (en) * | 1981-02-26 | 1984-03-06 | Cornell Research Foundation, Inc. | Electroacoustic transducer calibration method and apparatus |
-
1991
- 1991-04-10 FR FR919104327A patent/FR2675262B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-06 JP JP4113112A patent/JP2611084B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-08 DK DK92400973.1T patent/DK0508888T3/da active
- 1992-04-08 CA CA002065597A patent/CA2065597C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-08 DE DE69204719T patent/DE69204719T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-08 EP EP92400973A patent/EP0508888B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-10 US US07/866,424 patent/US5229973A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ １９８８ ＵＬ ＴＲＡＳＯＮＩＣＳ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ，ＣＨＩＣＡＧＯ，ＩＬＬＩＮＯＩＳ，ＶＯＬ．１，Ｐ．８９５−９００（１９８８） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2675262A1 (fr) | 1992-10-16 |
| EP0508888B1 (fr) | 1995-09-13 |
| DE69204719D1 (de) | 1995-10-19 |
| CA2065597A1 (fr) | 1992-10-11 |
| DK0508888T3 (da) | 1995-11-13 |
| EP0508888A1 (fr) | 1992-10-14 |
| FR2675262B1 (fr) | 1994-10-21 |
| CA2065597C (fr) | 1999-02-02 |
| DE69204719T2 (de) | 1996-03-14 |
| JPH05180807A (ja) | 1993-07-23 |
| US5229973A (en) | 1993-07-20 |
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