JP4649280B2 - レーザ超音波受信装置およびレーザ超音波受信方法 - Google Patents
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Description
超音波技術は材料表面に発生した亀裂や内在欠陥の検出、あるいは材料特性の分析を行う上で極めて有効な手法である。通常の検出操作において、超音波の受信は、例えば圧電素子などの受信素子を超音波の伝播媒質に接触させて行うが、これをレーザ光と受信用光学系を用いて代替することも可能である(例えば、非特許文献1参照)。
(2)パルスレーザ光の出力低下または波形歪みの発生
(3)光ファイバーカプリング損失の増加
(4)ファブリ・ペロー干渉計の共振器長さの制御不安定または制御不能
また、本発明に係るレーザ超音波受信方法は、超音波信号を検出すべき被測定物の表面に照射するシードレーザ光を発振するシードレーザ発振手段と、前記シードレーザ発振手段の発振光をパルス状に増幅する光増幅手段とからレーザ発振手段を構成し、前記レーザ光が被測定物表面で反射・散乱された信号光から、超音波信号を光学干渉手段によって抽出し、前記光学干渉手段の出力信号を信号処理手段によって処理し、前記レーザ発振手段の状態を状態検出手段によって検出し、前記レーザ発振手段から前記被測定物に照射されるレーザ光を光ファイバによって伝送し、この光ファイバからの後方散乱・反射光を端面反射検出手段によって検出し、この端面反射検出手段で検出されたレーザ光の入射状態結果が予め設定した許容範囲から逸脱した場合に上記レーザ光の上記光ファイバへの入射位置を制御駆動手段によって制御し、前記状態検出手段が上記端面反射検出手段で検出したレーザ光の入射状態を表示および記録し、また上記制御駆動手段の駆動によっても前記端面反射検出手段の前記入射状態結果が前記許容範囲に復帰しない場合に、前記レーザ光の伝送経路上に異常があると推定することを特徴とする。
図1は本実施例に係るレーザ超音波受信装置の構成を示すブロック図である。なお図7に示す従来のレーザ超音波受信装置における基本構成要素と同一の要素には同一符合を付している。図において、TPは被測定物、USは超音波信号、Hは受信レーザ光の照射ヘッドである。
次に、本発明に係るレーザ超音波受信装置の実施例2について図2を参照して説明する。なお実施例1と同一の構成要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係るレーザ超音波受信装置の実施例3について添付した図4を参照して説明する。なお実施例1〜2と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係るレーザ超音波受信装置の実施例4について添付した図5を参照して説明する。なお実施例1〜3と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
次に、本発明に係るレーザ超音波受信装置の実施例5について添付した図6を参照して説明する。なお前記実施例1〜4と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
2 光増幅器
3 電源
4、7、15、17 光ファイバ
8、10、15、16、23 光検出器
11、13 周波数フィルタ
12 信号処理装置
17 冷却水測定器
18 バルブ制御駆動装置
19、19a、19b、19c、19d 状態監視装置
20 CCDカメラ
21 画像処理装置
22 入射状態調整用駆動機構
TP 被検査体
V 冷却水調整用バルブ
PDL 受信パルスレーザ光源
DOP 受信用干渉計
H 照射ヘッド
US 超音波信号
W 冷却水
FP ファブリ・ペロー干渉計
PM1、PM2 部分反射ミラー
L レンズ(あるいはレンズ群)
M ミラー
Claims (4)
- 超音波信号を検出すべき被測定物の表面に照射するシードレーザ光を発振するシードレーザ発振手段と、前記シードレーザ発振手段の発振光をパルス状に増幅する光増幅手段とから構成されるレーザ発振手段と、
前記レーザ光が被測定物表面で反射・散乱された信号光から、超音波信号を抽出する光学干渉手段と、
前記光学干渉手段の出力信号を処理する信号処理手段と、
前記レーザ発振手段の状態を検出する状態検出手段と、
前記レーザ発振手段から前記被測定物に照射されるレーザ光を伝送する光ファイバと、
この光ファイバからの後方散乱・反射光を検出する端面反射検出手段と、
この端面反射検出手段で検出されたレーザ光の入射状態結果が予め設定した許容範囲から逸脱した場合に上記レーザ光の上記光ファイバへの入射位置を制御するための制御駆動手段と
を備え、
前記状態検出手段が上記端面反射検出手段で検出されたレーザ光の入射状態を表示および記録し、また上記制御駆動手段の駆動によっても前記端面反射検出手段の前記入射状態結果が前記許容範囲に復帰しない場合に、前記レーザ光の伝送経路上に異常があると推定することを特徴とするレーザ超音波受信装置。 - 超音波信号を検出すべき被測定物の表面に照射するシードレーザ光を発振するシードレーザ発振手段と、前記シードレーザ発振手段の発振光をパルス状に増幅する光増幅手段とから構成されるレーザ発振手段と、
入射光量を検出する入射光量検出手段と、出力光量を検出する出力光量検出手段とを有し、前記レーザ光が被測定物表面で反射・散乱された信号光から、超音波信号を抽出するファブリ・ペロー干渉計と、
前記光学干渉手段の出力信号を処理する信号処理手段と、
上記入射光量検出手段の出力信号および上記出力光量検出手段の出力信号の少なくとも1つを上記信号処理手段の超音波信号と同時性をもって表示および記録する状態検出手段とを備え、前記状態検出手段は、表示および記録する上記入射光量検出手段の出力信号および上記出力光量検出手段の出力信号のうち少なくとも1つが規定値を逸脱した場合に警告または停止信号を出力することを特徴とするレーザ超音波受信装置。 - 前記状態検出手段の出力信号あるいはその特徴量の一部または全部を装置内部に保存するデータ保存手段と、
このデータ保存手段に蓄積された信号の一部または全部の読み出し、あるいは制御信号の伝送を行うための通信手段と
を備えたことを特徴とする請求項1または2記載のレーザ超音波受信装置。 - 超音波信号を検出すべき被測定物の表面に照射するシードレーザ光を発振するシードレーザ発振手段と、前記シードレーザ発振手段の発振光をパルス状に増幅する光増幅手段とからレーザ発振手段を構成し、
前記レーザ光が被測定物表面で反射・散乱された信号光から、超音波信号を光学干渉手段によって抽出し、
前記光学干渉手段の出力信号を信号処理手段によって処理し、
前記レーザ発振手段の状態を状態検出手段によって検出し、
前記レーザ発振手段から前記被測定物に照射されるレーザ光を光ファイバによって伝送し、
この光ファイバからの後方散乱・反射光を端面反射検出手段によって検出し、
この端面反射検出手段で検出されたレーザ光の入射状態結果が予め設定した許容範囲から逸脱した場合に上記レーザ光の上記光ファイバへの入射位置を制御駆動手段によって制御し、
前記状態検出手段が上記端面反射検出手段で検出したレーザ光の入射状態を表示および記録し、また上記制御駆動手段の駆動によっても前記端面反射検出手段の前記入射状態結果が前記許容範囲に復帰しない場合に、前記レーザ光の伝送経路上に異常があると推定することを特徴とするレーザ超音波受信方法。
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