[发明专利]超声波传播时间的测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波传播时间测量装置以及一种用来测量被测物体的厚度和杨氏模量等的测量超声波传播时间的方法，更具体地，本发明涉及一种类型的装置和方法，该类型的装置和方法能够使超声波探头和被测物体之间的相对位置稳定地来保持超声波探头和被测物体。

背景技术

为了测量被测物体的厚度和杨氏模量等，可以采用利用超声波传播时间测量装置的方法。

该方法测量从超声波探头向被测物体表面发射的超声波在经过被测物体的相反表面反射后返回超声波探头所需的时间，并根据所测量的时间来计算被测物体的厚度或杨氏模量等。

在进行该超声波传播时间的测量中，使超声波探头经由凝胶或液体形式的耦合剂(couplant)压靠被测物体。

为了获得精确的测量值，必须使超声波探头以恒定的压力沿垂直方向压靠被测物体，并且保持超声波探头一定时间，直到由耦合剂形成的膜的厚度均一化。

在该测量中，传统上由保持构件保持超声波探头，测量人员手动使该保持构件压靠被测物体。

该保持构件以如下方式构造：其可以借助于弹簧的弹性力等以预定的压力和角度压超声波探头(例如，日本实开平7-34309号公报和特开平7-218244号公报)。

然而，即使采用这样的保持构件，还经常会发生取决于使用者操作保持构件的方式而使得保持构件的角度和压力不恒定的情况，因此，使用这样的保持构件需要使用者具备相对较高水平的技能以实现精确测量。

此外，由于测量人员必须保持该保持构件一定时间，直到由耦合剂形成的膜的厚度均一化，这加重了测量人员的负担。

日本特开平6-11329号公报公开了一种超声波厚度测量仪，根据该超声波厚度测量仪，借助于操作装置将超声波探头固定到被测物体上。在被测物体是在超声波探头所施加的压力作用下不会移动的相对较大的物品的情况下，该超声波厚度测量仪是没有问题的；但是在被测物体是相对较小的物品的情况下，必须固定被测物体，这就需要复杂的装置和固定被测物体的附加过程。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种超声波传播时间的测量装置和方法，该装置和方法无需测量者高水平的技术，也无需加重测量者的负担，即可进行简单且精确的测量。

在本发明的第一个方面，提供一种超声波传播时间测量装置，其包括：

超声波探头；和

加压部件，其用于使被测物体压靠超声波探头，所述加压部件包括用于与超声波探头联合压被测物体的加压构件，

被测物体由加压构件和超声波探头保持，并且通过加压构件和超声波探头压靠超声波探头。

根据本发明，可以使超声波探头以恒定的压力沿垂直方向压靠被测物体，而无需测量者高水平的技术，也无需加重测量者的负担。

此外，根据本发明，可使超声波探头和被测物体之间的相对位置保持一定时间，直到由耦合剂形成的膜厚均一化，而无需由测量者保持超声波探头和被测物体，从而减轻了测量者的负担和技术要求。

在本发明的第二个方面，提供一种如第一个方面所限定的装置，其中，所述加压部件利用重力、弹力、磁力、电磁力和气体膨胀压力中的一种或多种。

在本发明的第三个方面，提供一种如第一个方面所限定的装置，其中，所述加压部件包括位于超声波探头上方且可沿垂直方向自由移动地被保持的加压构件，所述被测物体被加压构件的自重加压。

在本发明的第四个方面，提供一种如第一个方面所限定的装置，其中，所述加压部件包括可沿加压方向移动地被保持的加压构件和压该加压构件的弹性构件，所述被测物体被弹性构件施加的弹力加压或者被弹性构件施加的弹力和加压构件的自重加压。

在本发明的第五个方面，提供一种如第一至第四个方面中任一项所限定的装置，其中，所述加压构件包括弹性构件。

在本发明的第六个方面，提供一种测量超声波传播时间的方法，其采用超声波探头和用于使被测物体压靠超声波探头的加压部件，该方法包括以下步骤：

在超声波探头和被测物体之间插入耦合剂；

用超声波探头和加压部件保持并压被测物体；和

在经过预定时间后测量超声波传播时间。

本发明的第七个方面，提供一种如第六个方面所限定的方法，其中，所述加压部件利用重力、弹力、磁力、电磁力和气体膨胀压力中的一种或多种。