JPS6358155A - 非接触型超音波発生装置 - Google Patents
非接触型超音波発生装置Info
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- JPS6358155A JPS6358155A JP61204239A JP20423986A JPS6358155A JP S6358155 A JPS6358155 A JP S6358155A JP 61204239 A JP61204239 A JP 61204239A JP 20423986 A JP20423986 A JP 20423986A JP S6358155 A JPS6358155 A JP S6358155A
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- ultrasonic waves
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Links
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被検査材に非接触的に超音波を発生させる装
置に関し、超音波を用いて例えば被検査材の内部欠陥を
非破壊的に検査する場合に利用される非接触型超音波発
生装置に関する。
置に関し、超音波を用いて例えば被検査材の内部欠陥を
非破壊的に検査する場合に利用される非接触型超音波発
生装置に関する。
光を吸収する物体の表面にレーザ光等の高エネルギービ
ームを瞬間的に照射させると、照射部の熱励起によりそ
の物体に超音波が発生すること、レーザ光を内部欠陥を
検査すべき被検査材に照射して、被検査材表面に超音波
を発生させ、欠陥からの反射エコーを検出して内部欠陥
を検出することが特開昭５４−９６７９号にて公知であ
る。
ームを瞬間的に照射させると、照射部の熱励起によりそ
の物体に超音波が発生すること、レーザ光を内部欠陥を
検査すべき被検査材に照射して、被検査材表面に超音波
を発生させ、欠陥からの反射エコーを検出して内部欠陥
を検出することが特開昭５４−９６７９号にて公知であ
る。
第５図は従来の非接触型の超音波発生装置の構成を示す
模式図であり、図中１は、内部欠陥を検査すべき、つま
り超音波発生対象の被検査材である。被検査材１の」ニ
ガには被検査材１から適長離隔して、レーザ光を発生ず
るレーザ光源２が設けられており、レーザ光源２はスイ
ッチング回路３からのパルス信号によりその駆動が調整
される。
模式図であり、図中１は、内部欠陥を検査すべき、つま
り超音波発生対象の被検査材である。被検査材１の」ニ
ガには被検査材１から適長離隔して、レーザ光を発生ず
るレーザ光源２が設けられており、レーザ光源２はスイ
ッチング回路３からのパルス信号によりその駆動が調整
される。
レーザ光源２から出射するレーザ光を被ネ★査材１の表
面に照射すると、レーザ光の照射部位は光の吸収により
瞬間的に熱膨張する。この結果、被検査材１に局部的な
熱応力が引き起こされ、その応力にて被検査４ＡＩの物
質構造に機械的な応力が生して音源が発生し、弾性波つ
まり超音波が発生ず〔発明が解決しようとする問題点〕 強い超音波を発生させるためには、高出力のレーザ光を
照射する必要がある。ところが高出力のレーザ光を被検
査材に照射すると、被検査材表面の熱衝撃が大きくなっ
て被検査材に損傷が発生する。また被検査材に損傷が生
しない範囲で、最大のエネルギーの超音波を発生するた
めのレーザ光の量については、最適の光量を設定するこ
とは困難であるという問題点があった。
面に照射すると、レーザ光の照射部位は光の吸収により
瞬間的に熱膨張する。この結果、被検査材１に局部的な
熱応力が引き起こされ、その応力にて被検査４ＡＩの物
質構造に機械的な応力が生して音源が発生し、弾性波つ
まり超音波が発生ず〔発明が解決しようとする問題点〕 強い超音波を発生させるためには、高出力のレーザ光を
照射する必要がある。ところが高出力のレーザ光を被検
査材に照射すると、被検査材表面の熱衝撃が大きくなっ
て被検査材に損傷が発生する。また被検査材に損傷が生
しない範囲で、最大のエネルギーの超音波を発生するた
めのレーザ光の量については、最適の光量を設定するこ
とは困難であるという問題点があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、過大
の高エネルギービームを照射しても被検査材に損傷が発
生する虞れがなく、被検査材に損傷を与えない範囲で、
最大のエネルギの超音波を発生するのに必要な高エネル
ギービームを被検査材に照射できる非接触型超音波発生
装置を提供することを目的とする。
の高エネルギービームを照射しても被検査材に損傷が発
生する虞れがなく、被検査材に損傷を与えない範囲で、
最大のエネルギの超音波を発生するのに必要な高エネル
ギービームを被検査材に照射できる非接触型超音波発生
装置を提供することを目的とする。
本発明の非接触型超音波発生装置は、照射する高エネル
ギービームの被検査材における反射の回折パターンを検
出するパターン検出器と、この回折パターンに基づき高
エネルギービームの量を制御する制御手段とを具備した
ものである。
ギービームの被検査材における反射の回折パターンを検
出するパターン検出器と、この回折パターンに基づき高
エネルギービームの量を制御する制御手段とを具備した
ものである。
パターン検出器は高エネルギービームの被検査材におＩ
Ｊる反射の回折パターンを検出する。そして回折パター
ンの出力が低出力の場合は、被検査材に損傷が発生して
いないとして高エネルギービームの量を増加させ、一方
、回折パターンの出力が高出力の場合は、被検査材に損
傷が発生しているとして高エネルギービームの量を減少
させるように、制御手段は被検査材に照射すべき高エネ
ルギービーＪ、の聞を制御する。そうすると被検査材に
損傷をｌｊえない範囲で最も高いエネルギーのビームが
被検査材を照射する状態に調節される。従って超音波発
生ば理想的なレベルで行われる。
Ｊる反射の回折パターンを検出する。そして回折パター
ンの出力が低出力の場合は、被検査材に損傷が発生して
いないとして高エネルギービームの量を増加させ、一方
、回折パターンの出力が高出力の場合は、被検査材に損
傷が発生しているとして高エネルギービームの量を減少
させるように、制御手段は被検査材に照射すべき高エネ
ルギービーＪ、の聞を制御する。そうすると被検査材に
損傷をｌｊえない範囲で最も高いエネルギーのビームが
被検査材を照射する状態に調節される。従って超音波発
生ば理想的なレベルで行われる。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて長体的に
説明する。第１図は本発明に係る非接触型超音波発生装
置の実施例の構成を示す模式図であり、図中１は超音波
発生対象の被検査材である。
説明する。第１図は本発明に係る非接触型超音波発生装
置の実施例の構成を示す模式図であり、図中１は超音波
発生対象の被検査材である。
被検査材１の上方には被検査材１から適長離隔して、超
音波を発生するために高エネルギービームたるレーザ光
を瞬間的に発生するレーザ光源２、発生した超音波を、
被検査材１の表面変位として光の干渉作用を利用して検
出するための干渉計６、レーザ光源２から発せられ、被
検査材１の表面にて反射するレーザ光を受光してその回
折パターンを検出するパターン検出器５が設けられてい
る。
音波を発生するために高エネルギービームたるレーザ光
を瞬間的に発生するレーザ光源２、発生した超音波を、
被検査材１の表面変位として光の干渉作用を利用して検
出するための干渉計６、レーザ光源２から発せられ、被
検査材１の表面にて反射するレーザ光を受光してその回
折パターンを検出するパターン検出器５が設けられてい
る。
パターン検出器５は、受光面に形成されたスリットとス
リ７）を通過した光を受光する光電素子とからなり、ス
リットにて回折パターンを形成し、その光の強度を電気
信号に変換して出力する。レーザ光源２は、レーザ光源
２の断続駆動を制御するためのパルス信号をレーザ光源
２に出力するスイッチング回路３に接続されている。ま
た被検査材１とレーザ光源２との間には、レーザ光源２
から出射されるレーザ光の振幅を変調するレーザ変調器
４が設けられている。レーザ変調器４は例えば印加電気
信号のレベルによって光透過率を変する液晶を用いてな
るものであって、パターン検出器５の出力は前記レーザ
変調器４に与えられ、パターン検出器５からの出力によ
りレーザ変調器４はレーザ光に対する変調度を調節する
ようになっている。
リ７）を通過した光を受光する光電素子とからなり、ス
リットにて回折パターンを形成し、その光の強度を電気
信号に変換して出力する。レーザ光源２は、レーザ光源
２の断続駆動を制御するためのパルス信号をレーザ光源
２に出力するスイッチング回路３に接続されている。ま
た被検査材１とレーザ光源２との間には、レーザ光源２
から出射されるレーザ光の振幅を変調するレーザ変調器
４が設けられている。レーザ変調器４は例えば印加電気
信号のレベルによって光透過率を変する液晶を用いてな
るものであって、パターン検出器５の出力は前記レーザ
変調器４に与えられ、パターン検出器５からの出力によ
りレーザ変調器４はレーザ光に対する変調度を調節する
ようになっている。
次に動作について説明する。スイッチング回路３からの
パルス信号がレーザ光源２に入力すると、レーザ光源２
はそのパルス信号に同期してレーザ光を出射する。レー
ザ光はレーザ変調器４にてその振幅が変調され、光量が
調節されて被検査材１表面を瞬間的に照射される。そう
すると被検査材１表面に生じた局部的な熱応力によって
音源が発生し、音源から放射状に超音波が発生する。
パルス信号がレーザ光源２に入力すると、レーザ光源２
はそのパルス信号に同期してレーザ光を出射する。レー
ザ光はレーザ変調器４にてその振幅が変調され、光量が
調節されて被検査材１表面を瞬間的に照射される。そう
すると被検査材１表面に生じた局部的な熱応力によって
音源が発生し、音源から放射状に超音波が発生する。
そして干渉計６は被検査材１に光を照射し、その照射光
と発生超音波にて変位した被検査材１表面からの反射光
との干渉光の強度を測定して超音波を検出する。つまり
発生した超音波の、被検金材１裏面または内部欠陥にお
ける反射による被検査材１の表面変位を干渉針６は検出
して、被検査材１の厚みの測定または内部欠陥の検出を
行う。
と発生超音波にて変位した被検査材１表面からの反射光
との干渉光の強度を測定して超音波を検出する。つまり
発生した超音波の、被検金材１裏面または内部欠陥にお
ける反射による被検査材１の表面変位を干渉針６は検出
して、被検査材１の厚みの測定または内部欠陥の検出を
行う。
パターン検出器５は、レーザ光が被検査材１に照射され
ると、該レーザ光の被検査材１における反射光を受光し
てその反射光の回折パターンを検出する。第２．３図は
パターン検出器５で得られる回折パターンの模式図であ
り、第２図はレーザ光を受けても表面に損傷が発生して
いない場合の一例を表し、第３図はレーザ光を受けて表
面がが損傷した場合を表す。表面に損傷が発生していな
いが正常な場合は狭幅のパターンを示し、パターン検出
器５の出力は低い。これに対して損傷が発生している場
合は広幅のパターンを示し、パターン検出器５の出力は
高い。パターン検出器５の出力はレーザ変調器４に入力
される。そしてレーザ変調器４は、その入力が予め設定
した値（設定値）より低い場合、レーザ光の振幅を一定
量だけ大きくして照射するレーザ光を増加する。一方、
その入力が設定値より高い場合、レーザ光の振幅を一定
量だけ小さくして照射するレーザ光を減少する。
ると、該レーザ光の被検査材１における反射光を受光し
てその反射光の回折パターンを検出する。第２．３図は
パターン検出器５で得られる回折パターンの模式図であ
り、第２図はレーザ光を受けても表面に損傷が発生して
いない場合の一例を表し、第３図はレーザ光を受けて表
面がが損傷した場合を表す。表面に損傷が発生していな
いが正常な場合は狭幅のパターンを示し、パターン検出
器５の出力は低い。これに対して損傷が発生している場
合は広幅のパターンを示し、パターン検出器５の出力は
高い。パターン検出器５の出力はレーザ変調器４に入力
される。そしてレーザ変調器４は、その入力が予め設定
した値（設定値）より低い場合、レーザ光の振幅を一定
量だけ大きくして照射するレーザ光を増加する。一方、
その入力が設定値より高い場合、レーザ光の振幅を一定
量だけ小さくして照射するレーザ光を減少する。
そして例えばレーザ光の振幅を徐々に大きくしていった
際に、パターン検出器５で得られる回折パターンが第２
図から第３図の如く変化した場合、被検査材１にｔｉ傷
が発生しているので、逆にレーザ光の振幅を小さくして
レーザ光を減少させる。
際に、パターン検出器５で得られる回折パターンが第２
図から第３図の如く変化した場合、被検査材１にｔｉ傷
が発生しているので、逆にレーザ光の振幅を小さくして
レーザ光を減少させる。
一方、レーザ光の振幅を徐々に小さくしていった際に、
パターン検出器５で得られる回折パターンが第３図から
第２図の如く変化した場合、被検査４ＡＩに損傷が発生
していないので、逆にレーザ光の振幅を大きくしてレー
ザ光を増加させる。このようにすると、照射するレーザ
光の量が最適なものに収束される。そしてその後は、損
傷の発生しない範囲の掛にてレーザ光を被検査材１に照
射する。
パターン検出器５で得られる回折パターンが第３図から
第２図の如く変化した場合、被検査４ＡＩに損傷が発生
していないので、逆にレーザ光の振幅を大きくしてレー
ザ光を増加させる。このようにすると、照射するレーザ
光の量が最適なものに収束される。そしてその後は、損
傷の発生しない範囲の掛にてレーザ光を被検査材１に照
射する。
第４図は本発明装置の他の実施例の構成を示す模ｉ（図
である。この実施例では、前述の実施例とは異なり、レ
ーザ変調器はなくパターン検出器５はスイノヂング回路
３からレーザ光源２に出力されるパルス信号を制御して
、レーザ光源２の出力自体を制御する。つまり、パター
ン検出器５は得られる回折パターンに基づき前記パルス
信号のパルス幅を制御して、被検査材１に照射されるレ
ーザ光の量を損傷が発生しない程度に抑制する。
である。この実施例では、前述の実施例とは異なり、レ
ーザ変調器はなくパターン検出器５はスイノヂング回路
３からレーザ光源２に出力されるパルス信号を制御して
、レーザ光源２の出力自体を制御する。つまり、パター
ン検出器５は得られる回折パターンに基づき前記パルス
信号のパルス幅を制御して、被検査材１に照射されるレ
ーザ光の量を損傷が発生しない程度に抑制する。
なお、本実施例では被検査材に損傷を与えないようにす
る場合について説明したが、これに限らず、被検査材表
面が汚れているが、或いは表面に凹凸がある被検査材で
も最適の量のレーザ光を照射できる。本発明では汚れて
いるとか凹凸があって、反射光量が変化しても、それら
の表面性状に合わせて照射すべき最適の光量にできる。
る場合について説明したが、これに限らず、被検査材表
面が汚れているが、或いは表面に凹凸がある被検査材で
も最適の量のレーザ光を照射できる。本発明では汚れて
いるとか凹凸があって、反射光量が変化しても、それら
の表面性状に合わせて照射すべき最適の光量にできる。
以上詳述した如く、本発明では高出力のレーザ光の照射
過多によって被検査材に損傷が発生する虞れがない。ま
た被検査材に損傷が発生しない範囲で、最大のエネルギ
ーの超音波を発生させることが容易となる。更に、常に
レーザ光照射に伴う損傷の発生の有無を確認しているの
で、オンラインで被検査材に超音波を発生させる場合で
も損傷の発生を完全に防止できる。また表面が汚れてい
るかまたは表面に凹凸がある場合でもその表面性状に合
わせて最適の光量に制御できる。
過多によって被検査材に損傷が発生する虞れがない。ま
た被検査材に損傷が発生しない範囲で、最大のエネルギ
ーの超音波を発生させることが容易となる。更に、常に
レーザ光照射に伴う損傷の発生の有無を確認しているの
で、オンラインで被検査材に超音波を発生させる場合で
も損傷の発生を完全に防止できる。また表面が汚れてい
るかまたは表面に凹凸がある場合でもその表面性状に合
わせて最適の光量に制御できる。
第１図は本発明に係る非接触型超音波発生装置の模式図
、第２．３図は回折パターンの模式図、第４図は他の実
施例の模式図、第５図は従来の非接触型超音波発生装置
の模式図である。 １・・・被検査材 ２・・・レーザ光源 ３・・・スイ
ッチング回ｈ’１ｌＧ４・・・レーザ変調器 ５・・・
パターン検出器 ６・・・干渉器 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
、第２．３図は回折パターンの模式図、第４図は他の実
施例の模式図、第５図は従来の非接触型超音波発生装置
の模式図である。 １・・・被検査材 ２・・・レーザ光源 ３・・・スイ
ッチング回ｈ’１ｌＧ４・・・レーザ変調器 ５・・・
パターン検出器 ６・・・干渉器 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被検査材に高エネルギービームを照射して該被検査
材に超音波を発生させる非接触型超音波発生装置におい
て、 前記高エネルギービームの被検査材表面における反射ビ
ームの回折パターンを検出するパターン検出器と、該パ
ターン検出器にて検出した回折パターンに基づき被検査
材に照射すべき高エネルギービームの量を制御する制御
手段とを具備することを特徴とする非接触型超音波発生
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204239A JPS6358155A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 非接触型超音波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61204239A JPS6358155A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 非接触型超音波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6358155A true JPS6358155A (ja) | 1988-03-12 |
Family
ID=16487151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61204239A Pending JPS6358155A (ja) | 1986-08-28 | 1986-08-28 | 非接触型超音波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6358155A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993010445A1 (en) * | 1990-10-09 | 1993-05-27 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Laser ultrasonic flaw detection method and apparatus |
| US5457997A (en) * | 1991-11-22 | 1995-10-17 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Laser ultrasonic detection method and apparatus therefor |
| KR100788823B1 (ko) | 2006-01-23 | 2007-12-27 | 한국원자력연구원 | 표면 결함 정보 추출을 위한 레이저-초음파 검사 장치 및방법 |
| JP2010175340A (ja) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Nagoya Institute Of Technology | 板厚測定方法および板厚測定装置 |
-
1986
- 1986-08-28 JP JP61204239A patent/JPS6358155A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993010445A1 (en) * | 1990-10-09 | 1993-05-27 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Laser ultrasonic flaw detection method and apparatus |
| US5457997A (en) * | 1991-11-22 | 1995-10-17 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Laser ultrasonic detection method and apparatus therefor |
| KR100788823B1 (ko) | 2006-01-23 | 2007-12-27 | 한국원자력연구원 | 표면 결함 정보 추출을 위한 레이저-초음파 검사 장치 및방법 |
| JP2010175340A (ja) * | 2009-01-28 | 2010-08-12 | Nagoya Institute Of Technology | 板厚測定方法および板厚測定装置 |
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