(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の音響媒質の中に浸けられた測定対象物の内部構造を観察する超音波測定装置であって、
前記音響媒質の中に浸けられ、且つ前記測定対象物の第１表面に接する伝搬媒質と、
前記音響媒質及び前記伝搬媒質を介して、前記測定対象物の内部に到達する超音波を発信する超音波発信素子と、
前記測定対象物の内部で反射された前記超音波を、前記音響媒質及び前記伝搬媒質を介して受信する超音波受信素子と、
前記超音波受信素子が受信した超音波に基づいて、前記測定対象物の内部構造を検出する内部構造検出部を備え、
前記伝搬媒質の音響インピーダンスは、前記音響媒質の音響インピーダンスよりも大きく且つ前記測定対象物の音響インピーダンスよりも小さく、
前記超音波の伝播方向における前記伝搬媒質の厚みは、前記音響媒質と前記伝搬媒質の界面と前記超音波発信素子との間で多重反射する前記超音波の残響時間に、前記伝搬媒質の内部での前記超音波の伝播速度を乗じた値よりも大きい
ことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
前記音響媒質の中に浸けられ、且つ前記測定対象物の第１表面に対向する第２表面に接する支持板を更に備え、
前記伝搬媒質及び前記支持板は、前記測定対象物を加圧した状態で保持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波測定装置。
【請求項３】
前記支持板の音響インピーダンスは、前記測定対象物の音響インピーダンスよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の超音波測定装置。
【請求項４】
液体の音響媒質の中に浸けられた測定対象物の内部構造を観察する超音波測定方法であって、
伝搬媒質を前記測定対象物の第１表面に接するように前記音響媒質の中に浸ける手順と、
前記音響媒質及び前記伝搬媒質を介して、前記測定対象物の内部に到達する超音波を超音波発信素子が発信する手順と、
前記測定対象物の内部で反射された前記超音波を、前記音響媒質及び前記伝搬媒質を介して超音波受信素子が受信する手順と、
前記超音波受信素子が受信した超音波に基づいて、前記測定対象物の内部構造を検出する手順とを備え、
前記伝搬媒質の音響インピーダンスは、前記音響媒質の音響インピーダンスよりも大きく且つ前記測定対象物の音響インピーダンスよりも小さく、
前記超音波の伝播方向における前記伝搬媒質の厚みは、前記音響媒質と前記伝搬媒質の界面と前記超音波発信素子との間で多重反射する前記超音波の残響時間に、前記伝搬媒質の内部での前記超音波の伝播速度を乗じた値よりも大きい
ことを特徴とする超音波測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定装置及び超音波測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、超音波を用いた電池内部状態検出装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、電池要素の一方の側より電池要素の内部に向けて超音波を入射し、電池要素の内部で反射してきた超音波を受信し、この受信信号に基づいて電池要素の内部に気泡が生じているか否かを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０６９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、電池要素の一方の側の表面と超音波の発信プローブとの間で多重反射が起こる。この多重反射する超音波の残響時間が長くなると、測定対象物の内部からの反射波と重畳してしまい、電池要素の内部構造の観察を阻害する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、測定対象物の表面で多重反射する超音波の残響時間を短くして、測定対象物の内部からの反射波を精度良く測定する超音波測定装置及び超音波測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係わる超音波測定装置は、音響媒質の中に浸けられ、且つ測定対象物の第１表面に接する伝搬媒質と、音響媒質及び伝搬媒質を介して、測定対象物の内部に到達する超音波を発信する超音波発信素子と、測定対象物の内部で反射された超音波を、音響媒質及び伝搬媒質を介して受信する超音波受信素子と、超音波受信素子が受信した超音波に基づいて、測定対象物の内部構造を検出する内部構造検出部を備える。伝搬媒質の音響インピーダンスは、音響媒質の音響インピーダンスよりも大きく且つ測定対象物の音響インピーダンスよりも小さい。超音波の伝播方向における伝搬媒質の厚みは、音響媒質と伝搬媒質の界面と超音波発信素子との間で多重反射する超音波の残響時間に、伝搬媒質の内部での超音波の伝播速度を乗じた値よりも大きい。
【発明の効果】
【０００７】
超音波測定装置によれば、測定対象物の表面で多重反射する超音波の残響時間を短くして、測定対象物の内部からの反射波を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係わる超音波測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の超音波測定装置における反射波２４ｂの強度の時間変化を示すグラフであり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す反射波２４ｂの様々な反射経路を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）は、伝搬媒質３を備えていない比較例における反射波の強度の時間変化を示すグラフであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す反射波の様々な反射経路を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）は、音響媒質Ｘ１、伝搬媒質Ｘ２、測定対象物Ｘ３、及び支持板Ｘ４の素材選択に係る実施例を示し、図４（ｂ）は、各素材の音響インピーダンスの測定例を示す。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、測定対象物２の第１表面及び第２表面、及び測定対象物の内部に存在する欠陥（気泡９）のＺ軸座標（ｚ１、ｚ２、ｚ３）の算出手順を説明する図である。
【図６】図６は、測定対象物の一例としてのリチウムイオン二次電池セル５１の構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ切断面に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。同一部材には同一符号を付して再度の説明を省略する。
【００１０】
図１を参照して、実施形態に係わる超音波測定装置の構成を説明する。超音波測定装置は、液体の音響媒質６の中に浸けられた測定対象物２の内部構造を観察する装置である。液体の音響媒質６は容器７の中に収容されている。超音波測定装置は、音響媒質６の中に浸けられた伝搬媒質３を備える。伝搬媒質３は、測定対象物２の第１表面（図１における上側の表面）に接している。
【００１１】
超音波測定装置は、超音波発信素子１０ａと、超音波受信素子１０ｂとを更に備える。超音波発信素子１０ａ及び超音波受信素子１０ｂは、音響媒質６の中に浸けられている。超音波発信素子１０ａは、音響媒質６及び伝搬媒質３を介して、測定対象物２の内部に到達する超音波２４ａを発信する。超音波受信素子１０ｂは、測定対象物２の内部で反射された超音波２４ｂを、音響媒質６及び伝搬媒質３を介して受信する。超音波測定装置は、超音波受信素子１０ｂにより受信された超音波２４ｂにもとづいて、測定対象物２の内部構造を観察する。実施形態では、音波発信素子１０ａ及び超音波受信素子１０ｂが超音波プローブユニット１０として一体化された例を示す。
【００１２】
なお、超音波受信素子１０ｂが受信する超音波２４ｂには、測定対象物２の内部で反射された超音波のみならず、音響媒質６、伝搬媒質３及び測定対象物２の様々な界面において反射された超音波が含まれる。超音波受信素子１０ｂが受信する超音波２４ｂを「反射波」と呼ぶ。反射波２４ｂについて、図２及び図３を参照して後述する。
【００１３】
伝搬媒質３の音響インピーダンス（Ｚ２）は、式（１）に示すように、音響媒質６の音響インピーダンス（Ｚ１）よりも大きく且つ測定対象物２の音響インピーダンス（Ｚ３）よりも小さい。
【００１４】
Ｚ１＜Ｚ２＜Ｚ３            ・・・（１）
【００１５】
音響媒質６の例として、水が挙げられる。伝搬媒質３の例として、ポリエチレンが挙げられる。測定対象物２には、非水溶性及び防水性を有するあらゆる電機部品が適合する。たとえば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池、これらの二次電池を含む電気二重層キャパシタ、パッケージングされた半導体素子、プリント基板：ＰＣＢ（電子回路基板を含む。）が、測定対象物２の例として挙げられる。リチウムイオン二次電池の具体的な構造性は、図６を参照して後述する。
【００１６】
実施形態において、超音波測定装置は、音響媒質６の中に浸けられ、且つ測定対象物２の第１表面に対向する第２表面（図１における下側の表面）に接する支持板４を更に備える。伝搬媒質３及び支持板４は、拘束治具８により、測定対象物２を加圧した状態で保持されている。支持板４は支持台５の上に配置されている。よって、容器７の底面と支持板４との間に音響媒質６が介在している。
【００１７】
なお、支持板４は、伝搬媒質３と共に測定対象物２を挟み、加圧することが出来れば良い。さらに、支持板４の音響インピーダンス（Ｚ４）は、測定対象物２の音響インピーダンス（Ｚ３）よりも小さい。よって、支持板４の特性を、式（１）と纏めると、式（２）として表すことができる。たとえば、支持板４の例として、伝搬媒質３と同じ材質、ポリエチレンが挙げられる。なお、支持板４の音響インピーダンス（Ｚ４）はできるだけ小さいことが望ましい。これにより、支持板４と測定対象物２の界面における超音波の反射率を高めることが出来るので、反射波２６を鮮明に検出することができる。
【００１８】
Ｚ１＜Ｚ２＜Ｚ３＞Ｚ４            ・・・（２）
【００１９】
図１に示すように、超音波プローブユニット１０は、測定対象物２の第１表面の側に配置され、Ｚ軸移動機構１１、ＸＹ軸移動機構１２を介して、基台１３に機械的に接続されている。キーボード及びマウスなどの入力装置１５には、超音波２４ａの発信周波数、周波数可変範囲、発信開始、等のユーザからの指示情報の入力を受け付ける。入力装置１５が受け付けた指示情報は、送信波周波数可変装置１６に転送され、送信波周波数可変装置１６は、超音波プローブユニット１０内の超音波発信素子１０ａを駆動する。超音波発信素子１０ａから発信された超音波２４ａは、伝搬媒質３、測定対象物２、或いは支持板４により反射されて反射波２４ｂとなり、超音波プローブユニット１０内の超音波受信素子１０ｂにより検出される。検出された反射波２４ｂの強度信号は、超音波パルサレシーバ１７により電圧信号に変換され、データ収集装置２０に転送される。
【００２０】
一方、センサートラバースコントローラ２３は、超音波（２４ａ、２４ｂ）の発信及び受信と同時に、ＸＹ軸移動機構１２を制御する。これにより、超音波プローブユニット１０は、測定対象物２の第１表面に沿って第１表面の上方を走査しながら、超音波の送受信を行うことができる。超音波プローブユニット１０の位置情報は、ＸＹ軸移動機構１２からデータ収集装置２０へ転送される。データ収集装置２０は、超音波パルサレシーバ１７からの電圧信号と、超音波プローブユニット１０の位置情報とを関連づけた上で記憶する。データ処理装置２１は、超音波パルサレシーバ１７からの電圧信号（すなわち超音波受信素子１０ｂで検出された反射波２４ｂの強度）と、超音波プローブユニット１０の位置情報とを処理して、測定対象物２の内部に存在する気泡などの内部構造を検出し、検出した内部構造を示す情報を、モニター２２に表示させる。モニター２２への表示例は、図２（ａ）及び図３（ａ）に示す。なお、以下の記載においてはデータ処理装置２１は、超音波受信素子１０ｂで検出された反射波２４ｂにもとづいて測定対象物２の内部に存在する気泡（空隙）を検出するものとして記載するが、例えば測定対象物２の内部に存在する特定の異物等、反射波２４ｂに基づいて検出できる内部構造であれば、検出対象は適宜変更可能である。
【００２１】
図３（ａ）は、伝搬媒質３を備えていない比較例における反射波の強度の時間変化を示すグラフであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す反射波の様々な反射経路を示す模式図である。
【００２２】
超音波プローブユニット１０から射出された超音波２４ａの一部は、音響媒質６と測定対象物２の界面（測定対象物２の第１表面）において反射して反射波２５となり、超音波２４ａの残りは、測定対象物２の第１表面を透過する。
【００２３】
測定対象物２の第１表面を透過した超音波２４ａの一部は、測定対象物２の内部にある気泡９において反射して、反射波２７となる。測定対象物２の第１表面を透過した超音波２４ａの他の一部は、測定対象物２の第２表面において反射して、反射波２６となる。
【００２４】
反射波２５は、音響媒質６と測定対象物２との界面と、超音波プローブユニット１０との間で、多重反射を起こす。図３（ａ）に示すように、多重反射による第１回目の反射波２５ａが超音波プローブユニット１０に検出された後、反射波２５は徐々に弱くなりながら、繰り返し、超音波プローブユニット１０に検出される。
【００２５】
第１回目の反射波２５ａから反射波２５が検出されなくなるまでの残響時間内に、気泡９における反射波２７が超音波プローブユニット１０に到達してしまう。よって、反射波２７は、多重反射する超音波２５の残響と重畳してしまうため、超音波プローブユニット１０は気泡９における反射波２７を鮮明に検出することが難しい。
【００２６】
一方、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示した超音波プローブユニット１０が検出する反射波２４ｂの時間変化及び反射経路について説明する。超音波プローブユニット１０から射出された超音波２４ａの一部は、音響媒質６と伝搬媒質３の界面において反射して反射波２８となり、超音波２４ａの残りは、当該界面を透過する。反射波２８は、音響媒質６と伝搬媒質３との界面と、超音波プローブユニット１０との間で、多重反射を起こす。図２（ａ）に示すように、多重反射による第１回目の反射波２８ａが超音波プローブユニット１０に検出されてから、反射波２８は徐々に弱くなりながら、繰り返し検出される。第１回目の反射波２８ａから反射波２８ａが検出されなくなるまでの時間を残響時間（△ｔ２）と呼ぶ。
【００２７】
音響媒質６と伝搬媒質３の界面を透過した超音波２４ａの一部は、伝搬媒質３と測定対象物２との界面、即ち、測定対象物２の第１表面において反射して、反射波２５となる。音響媒質６と伝搬媒質３の界面を透過した超音波２４ａの残りは、測定対象物２の第１表面を透過する。図２（ａ）に示すように、反射波２５は、残響時間（△ｔ２）が経過した後に、超音波プローブユニット１０に到達する。よって、測定対象物２の第１表面で反射する反射波２５が、多重反射する超音波２８の残響と重畳されることなく、両者は分離される。よって、超音波プローブユニット１０は、測定対象物２の第１表面で反射する反射波２５を鮮明に検出することができる。
【００２８】
換言すれば、超音波の伝播方向における伝搬媒質３の厚みを、音響媒質６と伝搬媒質３の界面と超音波発信素子１０ａとの間で多重反射する超音波２８の残響時間（△ｔ２）に、伝搬媒質３の内部での超音波の伝播速度を乗じた値よりも大きくする。これにより、多重反射波の残響時間（△ｔ２）が経過した後に、測定対象物２の第１表面からの反射波２５が超音波受信素子１０ｂに到達するので、多重反射波が、測定対象物２の第１表面からの反射波と重畳することを回避できる。
【００２９】
測定対象物２の第１表面を透過した超音波２４ａの一部は、測定対象物２の内部にある気泡９において反射して、反射波２７となる。測定対象物２の第１表面を透過した超音波２４ａの他の一部は、測定対象物２の第２表面において反射して、反射波２６となる。反射波２７及び反射波２６のいずれも、反射波２５よりも後に超音波プローブユニット１０に到達する。よって、反射波２７及び反射波２６は、多重反射する超音波２８の残響に重畳されることなく、両者は分離される。よって、超音波プローブユニット１０は、反射波２７及び反射波２６を鮮明に検出することができる。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、測定対象物２の第１表面で反射する反射波２５を検出してから、測定対象物２の第２表面で反射する反射波２６を検出するまでの期間のほぼ全てが、測定可能期間（ＩＡ２）となる。超音波２８の残響の影響を受けることなく、測定対象物の内部を広い範囲で精度良く観察することが出来る。
【００３１】
一方、図３（ａ）に示すように、測定対象物２の第１表面で反射する反射波２５を検出してから残響時間が経過するまでの間、多重反射の残響によって測定対象物２の内部を検出することは難しい。残響時間が経過してから測定対象物２の第２表面で反射する反射波２６を検出するまでの期間が、比較例における測定可能期間（ＩＡ１）となる。つまり、測定対象物２の第１表面で反射する反射波２５ａを検出してから、測定対象物２の第２表面で反射する反射波２６を検出するまでの期間のうち、残響時間の除いた期間が、測定可能期間（ＩＡ１）となる。
【００３２】
ここで、伝搬媒質３の音響インピーダンスは、音響媒質６の音響インピーダンスよりも大きく且つ測定対象物２の音響インピーダンスよりも小さい。よって、図３（ｂ）の音響媒質６と測定対象物２の界面の反射率は、図２（ｂ）の伝搬媒質３と測定対象物２の界面の反射率、及び音響媒質６と伝搬媒質３の界面の反射率よりも大きくなる。すなわち、二つの物質の界面における音波の反射率は、二つの物質の音響インピーダンスの差が大きいほど大きくなる事から、伝搬媒質３と測定対象物２の界面の反射率、及び音響媒質６と伝搬媒質３の界面における反射率は、音響媒質６と測定対象物２との界面における反射率よりも小さい。このため、音響媒質６と測定対象物２の界面における反射波２８の強度は高くなり、図３（ａ）の残響時間も長くなる。一方、図２（ｂ）の伝搬媒質３と測定対象物２の界面の反射率、及び音響媒質６と伝搬媒質３の界面の反射率は比較的に低い。よって、音響媒質６と伝搬媒質３の界面における反射波２８の強度、及び伝搬媒質３と測定対象物２の界面における反射波２５の強度は何れも低く抑えられ、図２（ａ）の残響時間（△ｔ２）も短くなる。
【００３３】
本願の発明者は、伝搬媒質３を配置した実施形態、及び伝搬媒質３を配置していない比較例における、反射波の残響時間をそれぞれ次のように確認している。測定対象物２はラミネート型リチウムイオン二次電池であり、伝搬媒質３はポリエチレン板を用い、音響媒質６は水を用いた。ラミネート型リチウムイオン二次電池の音響インピーダンス（Ｚ３）は２９５０[kg/cm2s]とし、ポリエチレン板の音響インピーダンス（Ｚ２）は１７５０[kg/cm2s]とし、水の音響インピーダンス（Ｚ１）は１４５０[kg/cm2s]とした。超音波プローブユニット１０から射出される超音波２４ａの周波数は、１[MHz]とした。この条件において、図３の比較例では、測定対象物２の第１表面で多重反射する反射波２５の残響時間は４．７[μ秒]であった。一方、図２の実施形態では、測定対象物２の第１表面で多重反射する反射波２５の残響時間は１．７[μ秒]であった。
【００３４】
図４（ａ）は、音響媒質Ｘ１、伝搬媒質Ｘ２、測定対象物Ｘ３、及び支持板Ｘ４の素材選択に係る実施例を示し、図４（ｂ）は、各素材の音響インピーダンスの測定例を示す。音響媒質Ｘ１としてある素材（ｊ）を選択した場合に、伝搬媒質Ｘ２には、音響媒質Ｘ１よりも音響インピーダンスが大きい素材（ｊ＋１〜ｋ）が選択される。測定対象物Ｘ３は、伝搬媒質Ｘ２よりも音響インピーダンスが大きい素材（ｋ＋１〜Ｎ）となる。支持板Ｘ４は、音響媒質Ｘ１と同じ素材（ｊ）が選択される。
【００３５】
次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、測定対象物２の第１表面及び第２表面、及び測定対象物の内部に存在する欠陥（気泡９）のＺ軸座標（ｚ１、ｚ２、ｚ３）の算出手順の一例を説明する。この算出手順は、図１のデータ処理装置２１としてのマイクロコンピュータを用いて実現される。データ処理装置２１は、算出手順を記述したコンピュータプログラムを実行し、コンピュータプログラムに記述された処理を実行する。これにより、Ｚ軸座標（ｚ１、ｚ２、ｚ３）の算出手順は、実現される。
【００３６】
先ず、ステップＳ０１で、測定対象物２の内部における超音波の伝搬速度（ｖ）を読み込む。ステップＳ０３で、測定対象物２の第１表面における反射波２５の判定しきい値（ｒ１）を読み込む。ステップＳ０５で、第１表面における反射波２５の強度が判定しきい値（ｒ１）を超える時刻（ｔ１）を読み込む。なお、時刻（ｔ１）とは、音響媒質６と伝搬媒質３との界面で反射した反射波を検出してからの経過時間を示す。ステップＳ０７で、時刻（ｔ１）から、第１表面のＺ軸座標（ｚ１）を算出する。ここでは、時刻（ｔ１）をそのままＺ軸座標（ｚ１）として算出している。
【００３７】
ステップＳ０９で、気泡９における反射波２７の判定しきい値（ｒ２）を読み込む。ステップＳ１１で、気泡９における反射波２７の強度が判定しきい値（ｒ２）を超える時刻（ｔ２）を読み込む。ステップＳ１３で、時刻（ｔ２）から気泡９のＺ軸座標（ｚ２）を算出する。たとえば、図５（ａ）のステップＳ１３に示す式に従って算出すればよい。
【００３８】
ステップＳ１５で、第２表面における反射波２６の判定しきい値（ｒ３）を読み込む。ステップＳ１７で、第２表面における反射波２６の強度が判定しきい値（ｒ３）を超える時刻（ｔ３）を読み込む。ステップＳ１９で、時刻（ｔ３）から第２表面のＺ軸座標（ｚ３）を算出する。たとえば、図５（ａ）のステップＳ１９に示す式に従って算出すればよい。
【００３９】
図６を参照して、測定対象物の一例としてのリチウムイオン二次電池セル５１の構成を説明する。リチウムイオン二次電池セル５１は、実際に充放電反応が進行する略薄板状の電池要素５２が、電池外装材であるラミネートフィルム５３の内部に封止された構造を有する。詳しくは、高分子−金属複合ラミネートフィルム５３を電池外装材として用いて、その周縁部を熱融着にて接合することにより、電池要素５２を収納し密封している。ここで、高分子−金属複合ラミネートフィルムとしては、金属フィルムを高分子フィルム（樹脂フィルム）でサンドイッチした三層構造のものが一般的である。
【００４０】
電池要素５２は、薄板状（扁平状）の負極集電体５４ａの両面に同じく薄板状（扁平状）の負極活物質層５４ｂを配置した負極５４と、薄板状（扁平状）の電解質層５５と、薄板状（扁平状）の正極集電体５６ａの両面に同じく薄板状（扁平状）の正極活物質層５６ｂを配置した正極５６とを積層した構成を有している。具体的には、１つの負極活物質層５４ｂとこれに隣接する正極活物質層５６ｂとが、電解質層としてのセパレータ５５を介して対向するようにして、負極５４、電解質層としてのセパレータ５５、正極５６をこの順に積層している。ここで、セパレータ５５は微小な孔を多数有する膜状であるため、液体の電解質を含むこととなる。
【００４１】
これにより、隣接する負極５４、電解質層としてのセパレータ５５及び正極５６は、一つの単電池層５７（単電池）を構成する。従って、セル５１は、単電池層５７を積層することで、電気的に並列接続された構成を有する。負極集電体５４ａ及び正極集電体５６ａには、各電極（正極及び負極）と導通する強電タブ５８、５９を取り付け、高分子−金属複合ラミネートフィルム３の端部に挟まれるように高分子−金属複合ラミネートフィルム３の外部に導出させている。
【００４２】
このように、測定対象物２が、音響インピーダンスが異なる複数の部材が積層された構造を有している場合、測定対象物２の音響インピーダンスは、次のようにして定める。超音波の入射する側の測定対象物２の表面に配置された部材の音響インピーダンスを、測定対象物２の音響インピーダンスとする。測定対象物２の表面に配置された部材が更に複数の層構造を有する場合は次のようにして定める。たとえば、高分子層と金属層が積層された高分子−金属複合ラミネートフィルム５３が測定対象物２の表面に配置されている場合、高分子−金属複合ラミネートフィルム５３の中で音響インピーダンスが比較的に高い層（たとえば、金属層）の音響インピーダンスを、測定対象物２の音響インピーダンスとして定める。
【００４３】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００４４】
測定対象物２の第１表面に接する伝搬媒質３を配置する。伝搬媒質３の音響インピーダンス（Ｚ２）は、音響媒質６の音響インピーダンス（Ｚ１）よりも大きく且つ測定対象物２の音響インピーダンス（Ｚ３）よりも小さい。これにより、伝搬媒質３と音響媒質６との界面で反射波２８を発生させ、測定対象物２の第１表面における反射波２５の強度を減少させる。これにより、測定対象物２の第１表面と超音波発信素子１０ａとの間で多重反射する超音波２８の残響時間を短くすることができる。よって、多重反射する超音波２８が、測定対象物２の内部からの反射波２７と重畳することを回避して、測定対象物２の内部からの反射波２７を精度良く測定することが出来る。
【００４５】
超音波の伝播方向における伝搬媒質３の厚みは、音響媒質６と伝搬媒質３の界面と超音波発信素子１０ａとの間で多重反射する超音波２８の残響時間（△ｔ２）に、伝搬媒質３の内部での超音波の伝播速度を乗じた値よりも大きい。これにより、多重反射波の残響時間（△ｔ２）が経過した後に、測定対象物２の内部からの反射波２７が超音波受信素子１０ｂに到達するので、多重反射波２８が、測定対象物２の内部からの反射波２７と重畳することを回避できる。
【００４６】
超音波測定装置は、音響媒質６の中に浸けられ、且つ測定対象物２の第１表面に対向する第２表面に接する支持板４を更に備える。伝搬媒質３及び支持板４は、測定対象物２を加圧した状態で保持されている。これにより、測定対象物２の第１及び第２表面及び内部における凹凸を軽減して、超音波の斜め反射を軽減して、凹凸を内部欠陥として誤検出することを抑制する。
【００４７】
支持板４の音響インピーダンス（Ｚ４）は、測定対象物２の音響インピーダンス（Ｚ３）よりも小さい。測定対象物２の第２表面での超音波の反射率を高めて、第２表面での反射波を鮮明に測定することができる。
【００４８】
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【符号の説明】
【００４９】
２  測定対象物
３  伝搬媒質
４  支持板
６  音響媒質
１０ａ  超音波発信素子
１０ｂ  超音波受信素子
２１  データ処理装置（内部構造検出部）
【図１】
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【図２】
0006492950.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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