JP5311766B2 - Interface inspection apparatus and interface inspection method - Google Patents
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Description
この発明は、試験体を超音波で非破壊に検査する装置および方法、特に、2つ以上の物質からなる複合材の境界面の状態を検査する境界面検査装置及び境界面検査方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for nondestructively inspecting a specimen with ultrasonic waves, and more particularly to an interface inspection apparatus and an interface inspection method for inspecting a boundary state of a composite material composed of two or more substances. is there.
例えば、下記非特許文献1の211〜212頁には、アルミ板とハニカムコアとの境界面の状態を検査する装置及び方法が示されており、アレイ探触子で超音波ビームを集束させながら電子走査することにより、境界面の状態を検査している。この非特許文献1で例として示されている方法は、アルミ板の厚さ1mmであるのに対し、周波数25MHzを用いている。アルミの音速は約6300m/sであることから、波長は約0.25mmとなる。すなわちアルミ板の厚さの1/4程度の短い波長を用いている。
For example, the following Non-Patent
また、下記非特許文献1の228頁には、超音波を用いたハニカム材の検査方法が示されている。ここでは、透過法による検査や連続波を用いた共振法による検査方法が示されている。
Further, on page 228 of Non-Patent
以上のような従来の装置のように、周波数を高くして波長を短くすれば、アルミ板の表面からのエコーと底面からのエコーを時間的に分離することができるので、板厚の薄い試験体の表面あるいは裏面の接着状態を検査することは可能であるが、周波数25MHz程度になると探触子が高価なものとなる。またディジタル信号処理を行うには信号をサンプリングする必要があるが、周波数が高いとサンプリング周波数も高くする必要がある等、送受信器も高価なものとなる。さらに波長が短いと、装置セッティングを非常に厳密に行う必要があるという困難さを伴う。 If the frequency is increased and the wavelength is shortened as in the conventional device as described above, the echo from the surface of the aluminum plate and the echo from the bottom surface can be separated in time, so the test with a thin plate thickness Although it is possible to inspect the adhesion state of the front surface or the back surface of the body, the probe becomes expensive at a frequency of about 25 MHz. Further, in order to perform digital signal processing, it is necessary to sample the signal. However, if the frequency is high, the sampling frequency needs to be increased, and the transceiver is also expensive. Furthermore, if the wavelength is short, there is a difficulty that the apparatus setting needs to be performed very strictly.
また、透過法による検査は周波数が低くても適用可能であるが、2つの探触子を対向させて用いる必要があり、試験体が大きい場合には、位置調整が難しいという問題がある。また2つの探触子の走査を同時に行う必要がある。さらに、2つの探触子で試験体を挟む測定系を組む必要があり、試験体が大きい場合には測定系全体が大掛かりになってしまうという問題点がある。 Further, the inspection by the transmission method can be applied even when the frequency is low, but it is necessary to use two probes facing each other, and there is a problem that the position adjustment is difficult when the specimen is large. It is also necessary to scan two probes simultaneously. Furthermore, it is necessary to assemble a measurement system in which the test body is sandwiched between two probes. When the test body is large, there is a problem that the entire measurement system becomes large.
さらにまた、連続波を用いた共振法による検査は、試験体全体が振動してしまうため、接着状態不良箇所の特定が難しい。また、細かい分解能が要求される検査に対しては、適用困難と考えられる。 Furthermore, in the inspection by the resonance method using a continuous wave, the whole test specimen vibrates, and therefore it is difficult to identify a defective bonding state. In addition, it is considered difficult to apply to inspections that require fine resolution.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、測定系のセッティングが比較的簡単にできかつ廉価な超音波の反射法を用いた境界面検査装置および境界面検査方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a boundary surface inspection apparatus and a boundary surface inspection method using an ultrasonic reflection method that can relatively easily set a measurement system and are inexpensive. It is.
この発明は、試験体に対して超音波を送信しかつ前記試験体中を伝搬した超音波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動しかつ前記超音波探触子からの電気信号を受信する送受信器と、前記超音波探触子を設定された一定の範囲内を走査する走査機構部と、前記送受信器からの電気信号および前記走査機構部からの前記超音波探触子の位置情報を処理する信号処理部と、を備え、前記超音波探触子は、前記試験体の2つ以上の境界面における多重反射によって生じた多重エコーを受信し、前記信号処理部は、前記多重エコーに対し前記試験体の境界面の状態が顕著に現れる位置にゲートをかけ、前記ゲート内信号の振幅を求め、前記走査機構部からの前記超音波探触子の位置情報と、前記ゲート内信号の振幅からCscanを作成し、前記ゲート内信号の振幅の大小によって形成される前記Cscanの面内周期に基づき、前記試験体の境界面において、接着剤がない領域と、接着剤はあるが接着していない未接着領域を求める、ことを特徴とする境界面検査装置およびその方法にある。
The present invention relates to an ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to a test body and receives ultrasonic waves propagated in the test body, and drives the ultrasonic probe and uses the ultrasonic probe. a transceiver for receiving an electrical signal from the scanning mechanism for scanning within a predetermined range set the ultrasonic probe, the ultrasonic waves from electrical signals and said scanning mechanism from the transceiver A signal processing unit that processes position information of the probe, and the ultrasonic probe receives multiple echoes generated by multiple reflections at two or more boundary surfaces of the specimen, and performs the signal processing. The unit gates the position where the state of the boundary surface of the specimen appears conspicuously with respect to the multiple echo , obtains the amplitude of the signal in the gate, and position information of the ultrasonic probe from the scanning mechanism unit And create Cscan from the amplitude of the signal in the gate, Based on the in-plane period of the Cscan formed by the magnitude of the amplitude of the signal in the gate, an area where there is no adhesive and an unbonded area where the adhesive is present but not adhered are obtained at the boundary surface of the specimen. Mel, the boundary surface inspection apparatus and method wherein the.
この発明では、測定系のセッティングが比較的簡単にできかつ廉価な超音波の反射法を用いた境界面検査装置及び方法を提供できる。廉価な探触子や送受信器が使用可能で装置セッティングが比較的容易であり、波長が試験体の厚さと同じ程度あるいは試験体の厚さよりも長いような周波数を用い、接着状態の不良箇所の特定も可能な境界面検査装置及び方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a boundary surface inspection apparatus and method using an ultrasonic reflection method that can relatively easily set a measurement system and is inexpensive. Inexpensive probes and transmitters / receivers can be used, and the setting of the equipment is relatively easy.Frequency where the wavelength is the same as the test specimen thickness or longer than the test specimen thickness is used. It is possible to provide a boundary surface inspection apparatus and method that can be specified.
実施の形態1.
この発明は実施の形態1による境界面検査装置及び方法について、図1〜図9を参照しながら説明する。この実施の形態1では、ハニカム材の表皮とコアとの接着状態を多重エコーの振幅を用いて検査する場合について説明する。なお、本文中で「探触子」と記述するものは、超音波探触子を意味するものである。
This invention demonstrates the interface inspection apparatus and method by
図1はこの発明の実施の形態1による境界面検査装置の構成を示す図である。図2は、コアの空気部分に探触子がある場合の多重エコーを説明するための図である。図3は、コアの空気部分に探触子がある場合に受信される多重エコーの一例を示す図である。図4は、コアの柱部分に探触子がある場合の多重エコーを説明するための図である。図5は、コアの柱部分に探触子がある場合に受信される多重エコーの一例を示す図である。図6は、接着剤が無い領域に探触子がある場合の多重エコーを説明するための図である。図7は、接着剤が無い領域に探触子がある場合に受信される多重エコーの一例を示す図である。図8は、多重エコーを比較した図である。図9は、接着剤が無い領域を対象とした実験で得られた多重エコーと、ゲート内信号に基づいて作成したCscanである。
1 is a diagram showing a configuration of a boundary surface inspection apparatus according to
図1のこの発明による境界面検査装置は、超音波探触子である探触子1、ハニカム材の表皮2、ハニカム材のコア3、接着剤4、接触媒質5、送受信器6、信号処理部7、走査機構部8を備える。探触子1は送受信器6に接続されており、また走査機構部8に固定されている。接着剤4は表皮2とコア3とを接着させるものである。送受信器6は信号処理部7に接続されている。接触媒質5は探触子1と表皮2との間に充填されている。
The interface inspection apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 includes a
次に動作について説明する。送受信器6からは探触子1を励振するための電気信号が発せられ、探触子1を励振する。探触子1では電気信号が超音波に変換され、接触媒質5内に超音波が伝搬していく。接触媒質5には、水、グリセリン、油などが用いられるが、これらに限らず超音波を効率良く伝搬させるためのものであれば構わない。
Next, the operation will be described. An electrical signal for exciting the
接触媒質5中を伝搬した超音波は表皮2で反射される。反射波は探触子1方向へ伝搬し、探触子1で電気信号に変換され、送受信器6でエコーとして受信される。受信されたエコーは、探触子1の位置情報と共に信号処理部7に記憶される。探触子1の位置情報は、走査機構部8からの情報でも良いし、他の方法で求めた情報でも良い。エコーを送受したときの探触子1と試験体(2〜4)との相対的な位置関係が分かれば良い。
The ultrasonic wave that has propagated through the contact medium 5 is reflected by the
エコーと探触子1の位置情報が信号処理部7に記憶された後、走査機構部8により、探触子1を移動させる。移動後の探触子位置で、探触子1を励振し、同様にエコーを受信し、受信されたエコーと探触子1の位置情報が信号処理部7に記憶される。この作業を、走査範囲内に渡って繰り返し行う。探触子1の走査が終了した時点で、信号処理部7には、受信されたエコーと探触子1の位置情報が記憶されている。
After the echo and the position information of the
信号処理部7では受信されたエコーと探触子1の位置情報に基づいて、表皮2とコア3との境界面の状態を求める。この動作及び境界面の検査方法について以下に説明する。
The
表皮2で反射されて受信されるエコーは、ある条件を満足する周波数では、多重エコーとなる。この様子を、図2を参照しながら説明する。図2は、コア3の空気の部分に探触子1がある場合の図である。図中、10はコア3の柱の部分である。接触媒質5を伝搬した超音波は、表皮2の表面で反射されるが、図2に示すようにエネルギーの一部は表皮2内に伝搬する。そして表皮2の底面で反射され、受信される。このエコーを、底面で1回反射されて受信されるという意味で、図2では「B1」として示している。
The echo reflected and received by the
また、表皮2の底面で反射され、表皮2の表面で反射され、再び表皮2の底面で反射されて受信されるエコーがある。このエコーを、底面で2回反射されて受信されるという意味で、図2では「B2」として示している。さらに、底面で3回反射されて受信されるエコーもあり、「B3」として示している。3回以上の反射で受信されるエコーも当然あるが、図2では省略して示している。このように、表皮2の底面および表面で反射されて受信されるエコーを、多重反射に伴うエコーという意味で、ここでは「多重エコー」と呼ぶことにする。
Further, there is an echo that is reflected from the bottom surface of the
表皮2の厚さをdとすると、B1とB2との伝搬距離差は2dとなる。また表皮2の底面および表面の反射では、ともに超音波の位相が反転する。したがって表皮2内における超音波の波長をλとすると、伝搬距離差が波長λの整数倍である場合、すなわち、
2d=λ×n(n=1,2,3,・・・) (1)
という関係式が成り立つ場合、B1とB2とは強め合う関係となる。またB2とB3との伝搬距離差も2dであるので、式(1)が成り立つ場合には、B2とB3は強め合う関係にある。このように、式(1)は多重エコーが強め合う条件である。
If the thickness of the
2d = λ × n (n = 1, 2, 3,...) (1)
B1 and B2 are intensifying relationships. Since the propagation distance difference between B2 and B3 is also 2d, B2 and B3 are in a mutually reinforcing relationship when equation (1) holds. Thus, the expression (1) is a condition for strengthening multiple echoes.
式(1)が満足されると、図3に示すように時間的に連続した多重エコーが受信される。図3では時間経過とともに多重エコーの振幅が小さくなるように表したが、振幅が小さくなる主な原因は、超音波ビームの広がりと、表皮2の底面および表面による反射率が100%でないためである。
When Expression (1) is satisfied, multiple echoes that are continuous in time are received as shown in FIG. In FIG. 3, the amplitude of the multiple echo is shown to decrease with time, but the main reason for the decrease in amplitude is that the spread of the ultrasonic beam and the reflectivity due to the bottom and surface of the
図4は、コアの柱10の位置に探触子1がある場合の多重エコーを説明する図である。多重エコーが発生するメカニズムは図2と同じであるが、表皮2の底面にコア3の柱10があるため、表皮2の底面における反射に乱れが生じる。この乱れがあるために、B1の振幅は小さくなる。B2,B3も同様に、振幅が小さくなる。この結果、時間経過に対する振幅の減少が大きい多重エコーが受信される。図5では、この場合の多重エコーを示している。
FIG. 4 is a diagram for explaining multiple echoes when the
このように、表皮2の底面に反射を乱すような物が存在すると、多重エコーの時間経過に対する振幅は大きく減少する。この特性を利用し、多重エコーの振幅の大きさを相対的に評価すれば、ハニカム材のコア3の空気の部分と、コア3の柱10の部分との識別が可能となる。
In this way, if there is an object that disturbs reflection on the bottom surface of the
また多重エコーの振幅を用いることにより、コア3の空気の部分と柱10の部分を識別するだけでなく、表皮2とコア3との境界面の状態と求めることができる。この様子を、図6に示す。図6は、表皮2とコア3との境界面に、剥離を模擬して接着剤4が無い領域を作成した場合の多重エコーを説明する図である。図6に示すように接着剤4が無い場合には、探触子1がコア3の柱の部分にあっても、表皮2の底面で反射を乱す要因がなくなる。このため多重エコーは、図7に示すような大きな振幅となって受信される。
Further, by using the amplitude of the multiple echoes, not only the air portion and the
これらの多重エコーを比較したものを、図8に示す。図8の(a)〜(c)は、探触子1がコア3の空気の部分、コア3の柱10の部分、および接着剤が無い領域にある場合の多重エコーをそれぞれ並べて示したものであり、同じ時間にゲートを掛けて示している。図8に示すように、ゲート内の振幅は、探触子1がどの位置にあるかで変化する。コア3の空気の部分、および接着剤がない領域では、ゲート内の多重エコーの振幅は大きくなり、コア3の柱10の部分では、多重エコーの振幅は小さくなる。このように、多重エコーの振幅を用いることにより、表皮2の底面状態を調査することができる。
A comparison of these multiple echoes is shown in FIG. FIGS. 8A to 8C show multiple echoes arranged side by side when the
探触子1がコア3の柱10の位置にある場合、時間経過と共に多重エコーの振幅が減少していく理由は、反射の回数にある。1回の反射では、表皮2の底面状態は殆ど分からなくても、2回、3回、・・・と反射の回数を重ねるうちに、表皮2の底面状態の僅かな差異が現れてくる。すなわち、僅かな差異であっても積算されることにより、検出可能な差異となって現れる。図8では、ゲートの位置が多重エコーの立ち上がり部分ではなく時間的にやや遅れた部分にあるが、多重エコーの立ち上がり部分では、多重反射の積算効果が十分に現れないためである。多重エコーの積算効果を得るには、時間的に遅れた部分にゲートを掛けることが望ましいが、遅れすぎると、超音波の減衰や超音波ビームの広がり等の影響が現れてしまう。これらを考慮し、表皮2の底面状態の差異が顕著に現れる位置にゲートを掛ける。
When the
図9は、この実施の形態における境界面検出装置を用いた実験結果である。実験は、探触子1に周波数5MHzでφ3のものを用い、接触媒質5に水を用いて厚さを0.3mmとして行った。送受信器6にはディジタル超音波探傷器を用い、信号処理部7にはパソコンを用いた。試験体は、表皮2およびコア3がアルミのハニカム材である。表皮2の厚さは1.27mmのものを用い、コア3の柱10の間隔は6mm程度のものである。また、剥離を模擬して、接着剤4をある部分だけくり抜いて試験体を作成した。走査機構部8を用いて35mm×25mmの領域を0.2mmピッチで探触子1を走査した。
FIG. 9 shows experimental results using the boundary surface detection apparatus according to this embodiment. The experiment was performed using a
表皮2の厚さは1.27mmであるので、式(1)でn=2とすると、波長λが1.27mmの場合に多重エコーは強め合う。アルミの音速(縦波の音速)は約6300m/sであるので、探触子1で受信される多重エコーの周波数スペクトルは、4.96MHzでピークを示す特性となる。したがって、周波数5MHzの探触子1がある程度の帯域幅を持っていれば、この多重エコーを十分受信できる。なお式(1)でn=1とすれば波長λが2.54mmとなり、この波長に対応する周波数スペクトルは2.48MHzであるので、周波数2.5MHzの探触子1を用いることも可能であったが、この周波数でφが小さい探触子1が入手困難であったために、実験では5MHzの探触子1を用いた。φが大きいと、空間分解能が劣化してしまう。このように、多重エコーを用いる方法では、種々の条件に応じて式(1)のnの値を選ぶことができるという利点も有する。
Since the thickness of the
図9の右側の(d)の図は、探触子1を励振してから4μs〜5μsの位置にゲートを掛け、ゲート内の最大振幅値を濃淡で表して作成した上面図(Cscan)である。また図9の左側の(a)〜(c)には、Cscanを作成した多重エコーを3例示している。Cscanは、多重エコーのゲート内振幅が大きい程、黒色に近くなるように示している。このCscanの周辺部分では、振幅の大きい部分と小さい部分が周期的に現れている。この周期は、ハニカム材のコア3の柱10の間隔と一致している。すなわち上述したように、コア3の空気の部分に探触子1があるときに多重エコーの振幅が大きくなり、コア3の柱10の部分に探触子1があるときに多重エコーの振幅が小さくなり、このような周期を持つCscanになっている。なお空間分解能が良ければ、振幅の大きい部分が六角形となり、ハニカム材の形状をより反映したCscanとなるが、今回の実験では六角形とはならず円に近い形状となった。
9D is a top view (Cscan) created by exciting the
またCscanの中央には振幅の大きい領域が存在している。この領域が、接着剤4をくり抜いた領域である。すなわち上述したように、接着剤4がない領域に探触子1があり、多重エコーの振幅が大きくなり、このようなCscanとなる。
There is a large amplitude area at the center of Cscan. This region is a region where the adhesive 4 is cut out. That is, as described above, the
このように、この実施の形態における境界面検査装置を用い、多重エコーの振幅に基づいて検査を行うことにより、波長が表皮2の厚さと同じ程度となる周波数であっても、表皮2の底面状態を求めることができるという効果がある。なお、ゲート内信号の振幅だけを用いて表皮2の底面状態を求めることができる場合は、Cscanを作成しなくても境界面の検査が可能である。例えばある閾値を設け、ゲート内信号の振幅が閾値を越えた場合には表皮2の底面に異常があると判断するような検査装置としてもよい。
As described above, by using the boundary surface inspection apparatus according to this embodiment and performing the inspection based on the amplitude of the multiple echoes, the bottom surface of the
以上、ハニカム材の接着剤4が無い領域を対象とした実験結果を示し、この実施の形態における境界面検査装置及び方法を用いることにより、表皮2の底面状態を求めることができることを示した。しかしこの発明では、接着剤4が無い領域だけに限るものではない。表皮2の底面状態が多重エコーの振幅に反映されるものであれば、他の状態も検出可能である。
As described above, the experimental results for the region without the adhesive 4 of the honeycomb material are shown, and it is shown that the bottom surface state of the
また、表皮2の底面状態を求める場合の説明を行ったが、多重エコーは表皮2の底面と表面の反射により生じるものであるので、当然のことながら、表皮2の表面状態を求めることができる。
Further, the case of obtaining the bottom surface state of the
さらに、ここではハニカム材を試験体とした場合について説明したが、この発明はハニカム材だけに限るものではない。試験体の表面および底面の状態が多重エコーの振幅に反映されるものであれば、他の試験体にも適用可能である。 Furthermore, although the case where the honeycomb material is used as a test body has been described here, the present invention is not limited to the honeycomb material. As long as the state of the surface and the bottom surface of the test specimen is reflected in the amplitude of the multiple echo, it can be applied to other test specimens.
最後に、探触子1について説明を加える。この実施の形態では、探触子1を通常の非破壊検査で用いられる探触子を想定して説明した。しかし、電磁力で超音波を励振するタイプの電磁超音波探触子と呼ばれるものを用いても構わない。この場合、接触媒質5は不要となる。また、空気中に強い強度の超音波を励振できる空中超音波探触子と呼ばれるものを用いても構わない。この場合でも、接触媒質5は不要となる。
Finally, the
実施の形態2.
この発明の実施の形態2における境界面検査装置及び方法について、図10〜図12を参照しながら説明する。実施の形態2では実施の形態1と同様に、ハニカム材の表皮とコアとの接着状態を検査する場合について説明する。なお、本文中で「探触子」と記述するものは、超音波探触子を意味するものである。
A boundary surface inspection apparatus and method according to
図10は、未接着領域に探触子がある場合の多重エコーを説明するための図である。図11は、未接着領域に探触子1がある場合に受信される多重エコーの一例を示す。図12は、未接着領域を対象とした実験で得られた多重エコーと、ゲート内信号に基づいて作成したCscanを示す図である。各図中、実施の形態1と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。
FIG. 10 is a diagram for explaining multiple echoes when there is a probe in an unbonded region. FIG. 11 shows an example of multiple echoes received when the
この実施の形態2における境界面検査装置の構成は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。実施の形態2では、実施の形態1における表皮2の底面状態として、接着剤4はあるが接着していないという未接着領域を想定する。図10は、未接着領域に探触子1がある場合の多重エコーを説明するための図である。図10の9は、接着剤4とコア3との間にあり両者の接着を妨げる介在物である。
Since the configuration of the boundary surface inspection apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. In the second embodiment, as the bottom surface state of the
この実施の形態の動作について説明する。実施の形態1と同様に接触媒質5を伝搬した超音波は、表皮2の表面で反射されるが、エネルギーの一部は表皮2内に伝搬する。そして表皮2の底面で反射され、受信される。しかし介在物9があることにより、表皮2の底面による反射は変化し、その変化が多重エコーに反映される。介在物9により表皮2の底面反射が弱くなれば、多重エコーの振幅は小さくなる。逆に介在物9により表皮2の底面反射が強くなれば、多重エコーの振幅は大きくなる。この様子を、図11の(a)と(b)に示す。なお多重エコーが受信される原理は、実施の形態1と同様である。
The operation of this embodiment will be described. As in the first embodiment, the ultrasonic wave propagated through the contact medium 5 is reflected by the surface of the
いずれにせよ、未接着領域に探触子1があると、多重エコーは影響を受ける。したがって探触子1を走査し、実施の形態1と同様に多重エコーにゲートを掛けてCscanを作成すると、図9のCscanの周辺部分に現れた空間的周期性が崩れる。この空間的周期性の崩れを観測することにより、表皮2の底面状態を求めることができる。
In any case, if the
介在物9により未接着領域を設けた試験体を作成し、実験を行った。実験結果を図12に示す。実験条件および結果の表示は、図9と同じであり、図12の右側の(d)の図はゲート内の最大振幅値を濃淡で表して作成した上面図(Cscan)、左側の(a)〜(c)はCscanを作成した多重エコーを3例示したものである。図12のCscanの周辺部分では、ゲート内の振幅が大きい部分と小さい部分が周期的に現れている。これは、図9の場合と同様に、コア3の周期である。 A test body provided with an unbonded region with inclusions 9 was prepared and tested. The experimental results are shown in FIG. The display of the experimental conditions and the results is the same as in FIG. 9, and the diagram (d) on the right side of FIG. 12 is a top view (Cscan) created by expressing the maximum amplitude value in the gate in shades, and (a) on the left side. (C) shows three examples of multiple echoes that created Cscan. In the peripheral portion of Cscan in FIG. 12, a portion with a large amplitude and a portion with a small amplitude appear periodically in the gate. This is the period of the core 3 as in the case of FIG.
一方、図12のCscanでは、中央に振幅の大きい領域がなく、明らかに周期性が崩れている。この領域が未接着領域である。今回の実験では、介在物9により表皮2の底面反射が弱くなった場合の結果が得られている。すなわち上述したように、未接着領域の上に探触子1があり、多重エコーの振幅が小さくなり、このようなCscanとなる。したがって、この実施の形態における境界面検査装置及び方法を用い、多重エコーの空間的周期性の崩れに基づいて検査を行うことにより、波長が表皮2の厚さと同じ程度となる周波数であっても、表皮2の底面状態を求めることができるという効果がある。
On the other hand, in the Cscan of FIG. 12, there is no region with a large amplitude at the center, and the periodicity is clearly broken. This area is an unbonded area. In this experiment, the result in the case where the bottom surface reflection of the
以上、未接着領域を対象とした実験結果を示し、この実施の形態における境界面検査装置及び方法を用いることにより、表皮2の底面状態を求めることができることを示した。しかしこの発明では、未接着領域だけに限るものではない。表皮2の底面状態が多重エコーの空間的周期性に反映されるものであれば、他の状態も検出可能である。
As described above, the experimental results for the unbonded region are shown, and it is shown that the bottom surface state of the
また、表皮2の底面状態を求める場合の説明を行ったが、多重エコーは表皮2の底面と表面の反射により生じるものであるので、当然のことながら、表皮2の表面状態を求めることができる。
Further, the case of obtaining the bottom surface state of the
さらに、ここではハニカム材を試験体とした場合について説明したが、この発明はハニカム材だけに限るものではない。試験体の表面および底面の状態が多重エコーの空間的周期性に反映されるものであれば、他の試験体にも適用可能である。 Furthermore, although the case where the honeycomb material is used as a test body has been described here, the present invention is not limited to the honeycomb material. As long as the state of the surface and bottom surface of the specimen is reflected in the spatial periodicity of multiple echoes, it can be applied to other specimens.
最後に、探触子1について説明を加える。この実施の形態1と同様に実施の形態2においても、電磁力で超音波を励振するタイプの電磁超音波探触子と呼ばれるものを用いても構わない。また、空気中に強い強度の超音波を励振できる空中超音波探触子と呼ばれるものを用いても構わない。これらの場合、接触媒質5は不要となる。
Finally, the
1 (超音波)探触子、2 表皮、3 コア、4 接着剤、5 接触媒質、6 送受信器、7 信号処理部、8 走査機構部、9 介在物、10 柱。 1 (ultrasonic) probe, 2 epidermis, 3 core, 4 adhesive, 5 contact medium, 6 transceiver, 7 signal processing unit, 8 scanning mechanism unit, 9 inclusion, 10 pillars.
Claims (2)
前記超音波探触子を駆動しかつ前記超音波探触子からの電気信号を受信する送受信器と、
前記超音波探触子を設定された一定の範囲内を走査する走査機構部と、
前記送受信器からの電気信号および前記走査機構部からの前記超音波探触子の位置情報を処理する信号処理部と、
を備え、
前記超音波探触子は、前記試験体の2つ以上の境界面における多重反射によって生じた多重エコーを受信し、
前記信号処理部は、前記多重エコーに対し前記試験体の境界面の状態が顕著に現れる位置にゲートをかけ、前記ゲート内信号の振幅を求め、前記走査機構部からの前記超音波探触子の位置情報と、前記ゲート内信号の振幅からCscanを作成し、前記ゲート内信号の振幅の大小によって形成される前記Cscanの面内周期に基づき、前記試験体の境界面において、接着剤がない領域と、接着剤はあるが接着していない未接着領域を求める、
ことを特徴とする境界面検査装置。 An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the test body and receives ultrasonic waves propagated through the test body;
A transceiver that drives the ultrasound probe and receives electrical signals from the ultrasound probe;
A scanning mechanism that scans the ultrasonic probe within a predetermined range; and
A signal processing unit that processes electrical signals from the transceiver and positional information of the ultrasonic probe from the scanning mechanism unit;
With
The ultrasonic probe receives multiple echoes caused by multiple reflections at two or more interfaces of the specimen;
The signal processing unit gates the multiple echoes at a position where the state of the boundary surface of the specimen appears prominently , obtains the amplitude of the signal in the gate, and the ultrasonic probe from the scanning mechanism unit Cscan is created from the position information of the signal in the gate and the amplitude of the signal in the gate, and there is no adhesive on the boundary surface of the specimen based on the in-plane period of the Cscan formed by the amplitude of the signal in the gate Mel and the region, there is an adhesive but the unbonded areas not adhered determined,
A boundary surface inspection device characterized by that.
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