超聲波測定方法以及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用在空氣中傳播的超聲波對被測定物的內部進行測定的方法以及
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]如圖9所示，作為現有例，提出了使由發送用的超聲波傳感器I振蕩出的超聲波2經由空氣向被測定物3入射，并使透過被測定物3的內部后的超聲波2經由空氣而由接收用的超聲波傳感器4接收，由此進行被測定物3的內部測定的方法(例如參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:日本特開2008-128965號公報
[0004]然而，由于被測定物與空氣的聲阻抗之差一般在1000倍以上，因此在上述的現有例中，超聲波的透射率低，由此SN比(Signal to Noise rat1)降低,存在測定精度低的課題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于解決上述現有技術的課題，提供超聲波的透射率得以提高的高精度的超聲波測定方法以及裝置。
[0006]為了實現上述目的，本發明的超聲波測定方法使用在空中傳播的超聲波對被測定物的內部進行測定，所述超聲波測定方法包括:將聲阻抗比空氣的聲阻抗大且比所述被測定物的聲阻抗小的片材向所述被測定物粘貼的工序；以及使用傳感器對粘貼有所述片材的所述被測定物的內部進行測定的工序。
[0007]另外，本發明的超聲波測定裝置使用在空中傳播的超聲波對被測定物的內部進行測定，所述超聲波測定裝置具備:片材，其聲阻抗比空氣的聲阻抗大且比所述被測定物的聲阻抗小；粘貼機構，其將所述片材向所述被測定物粘貼；以及傳感器，其對附有所述片材的所述被測定物的內部進行測定。
[0008]發明效果
[0009]如上，根據本發明，通過經由片材來實施被測定物的超聲波測定，由此實現高精度的超聲波測定方法以及裝置。
【附圖說明】
[0010]圖1是示出實施方式I的超聲波測定方法的簡要結構的圖。
[0011]圖2是示出實施方式I的片材的聲阻抗與實施方式I的透射率相對于現有例的透射率的比率的關系的圖。
[0012]圖3是示出實施方式I的超聲波測定裝置的簡要結構的圖。
[0013]圖4是實施方式I的超聲波測定方法的流程圖。
[0014]圖5是示出實施方式I的超聲波測定方法的簡要結構的圖。
[0015]圖6是示出實施方式2的超聲波測定方法的簡要結構的圖。
[0016]圖7(a)、(b)是示出實施方式I和實施方式2的超聲波的傳播的不同的簡圖。
[0017]圖8是示出實施方式3的超聲波測定方法的簡要結構的圖。
[0018]圖9是示出專利文獻I所記載的現有例的圖。
[0019]符號說明
[0020]1:超聲波傳感器
[0021]2:超聲波
[0022]3:被測定物
[0023]4:超聲波傳感器
[0024]101、102:片材
[0025]301:測定裝置
[0026]302、303:片材粘貼機構
[0027]304,305:片材剝離機構
[0028]306:搬運單元
[0029]307:片材供給單元
[0030]308:片材回收單元
[0031]309:架臺
[0032]501:超聲波傳感器
[0033]502:片材
[0034]503:空隙缺陷
[0035]601:片材
[0036]801、802:片材
【具體實施方式】
[0037]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0038](實施方式I)
[0039]在圖1中示出用于實施本實施方式的超聲波測定方法的簡要結構。首先，對本超聲波測定方法的概要進行說明。由發送用的超聲波傳感器I振蕩出的超聲波2在空氣中傳播，經由粘貼在被測定物3的表面的片材101向被測定物3入射。之后，透過被測定物3的內部后的超聲波2經由粘貼在被測定物3的背面的片材102向空氣中射出，并經由空氣向接收用的超聲波傳感器4入射。并且，通過對由超聲波傳感器4接收到的來自被測定物3的超聲波2的波形進行解析來實施被測定物3的內部測定。
[0040]在圖1中，在本實施方式中，被測定物3例如通過將厚度均為1_的兩張銅板熱擴散接合而得到。發送用的超聲波傳感器I以及接收用的超聲波傳感器4是所謂的空中超聲波傳感器。空中超聲波傳感器是對在空中傳播的超聲波進行接收或發送的傳感器。作為空中超聲波傳感器的發送用的超聲波傳感器I以及接收用的超聲波傳感器4的中心頻率例如標稱是800kHz。另外，片材101以及片材102例如由順式丁二烯橡膠構成。并且，片材101與被測定物3以不夾有空氣層的狀態密接，片材101在氣壓的作用下粘貼于被測定物3。需要說明的是，片材102也以與片材101相同的方式粘貼于被測定物3。
[0041]這里，對于超聲波2的透射率，進行本實施方式與現有例的比較。將空氣、被測定物3、片材101以及片材102的聲阻抗分別設為Zp Z2, Z30在這種情況下，在圖9所示的現有例中，由于超聲波以空氣一被測定物3 —空氣的順序傳播，因此，現有例的超聲波的透射率Tconv.由式I表示。
[0042]Tconv.= 4.Z1.Z2/(Z^Z2)2…(式 I)
[0043]另一方面，在圖1所示的本實施方式中，超聲波以空氣一片材101—被測定物3 —片材102 —空氣的順序傳播。本實施方式中的透射率Traiel由式2表示。
[0044]Texel = 16.Z1.Z2.Z32/ {(ZJZ3)2.(Z3+Z2)2}...(式 2)
[0045]若將被測定物3設為銅，將片材101和片材102設為順式丁二烯橡膠，則各聲阻抗是 Z1 = 408Ns/m, Z2 = 4.49 X 107Ns/m, Z3 = 1.5 X 106Ns/m。此時，根據式 I，現有例的透射率Tconv.是Tconv.= 3.63X 10'并且，圖1的本實施方式的透射率Texel是Texel = 1.36X 10_4。由此，本實施方式的透射率Texel相對于現有例的透射率T_v.的比率(TrarelAranv.)是Trarel/Tconv.=3.74。因此，根據本實施方式的超聲波測定方法可知，能夠接收的超聲波的靈敏度(超聲波的透射率)提高到3.74倍。
[0046]在這種情況下，在本實施方式中，優選將片材101以及片材102的厚度t設定為由式3定義的值。通過滿足式3的條件，能夠進一步提高超聲波的透射率。
[0047]t = Vs/ (4X fo)...(式 3)
[0048]這里，Vs表示片材101以及片材102的縱波的聲速，fo表示超聲波傳感器I以及超聲波傳感器4的中心頻率。通過以滿足式3的方式設定各結構，由此片材101、片材102、被測定物3以及空氣的各交界面處的反射成為最小，能夠使超聲波2的透射率最大化。在本實施方式中，由于采用縱波的聲速Vs = 1590m/s的片材101及片材102、中心頻率fo =800kH的超聲波傳感器I及超聲波傳感器4，因此根據式3將片材101以及片材102的厚度設定為0.5mm。
[0049]接下來，對片材101以及片材102的優選的聲阻抗進行說明。圖2是示出被測定物的材質為銅、鋁、玻璃、聚苯乙烯的情況下的本實施方式的片材的聲阻抗、與本實施方式的透射率相對于現有例的透射率的比率的關系的圖。在圖2的圖表中，橫軸用對數表示片材的聲阻抗，縱軸表示根據式I以及式2求出的本實施方式的透射率Traiel與現有例的透射率T_v.的比率。這里，鋁、玻璃、聚苯乙烯的聲阻抗分別是1.73X 107Ns/mU.28X 107Ns/m、2.48X 106Ns/m。根據圖表明顯可知，使Texel/T_v.大于I的條件、即與現有例相比使本實施方式的透射率較高的片材的聲阻抗的條件是比空氣大且比被測定物小。
[0050]因此，圖1的片材101以及片材102采用滿足聲阻抗比空氣大且比被測定物3小的條件的材料。更優選片材101以及片材102的聲阻抗滿足6.5X102Ns/m以上且1.6 X 16Ns/m