社団法人 物理探査学会
第130回(平成26年度春季)学術講演会


超音波室内実験におけるスウィープ波形利用の効能と限界について

講演要旨(和文)
減衰解析においては、窓関数を用いて初動波形の周波数分布を算出することが行われるが、spectral leakage現象により周波数分布にバイアスがかかるという問題があった。この問題を解決するために、我々の過去の研究において、スウィープ波形を用いる手法を提案した。本研究では、提案手法の利点ならびに欠点を整理することを目的として実施され、ノイズの影響、速度分散の影響、他イベントの重畳効果の影響などを数値実験により評価した。その結果、他イベントの重畳効果の影響、ノイズの影響が支配的であることを明らかにした。提案手法を室内実験に適用し、数値実験により示唆された現象を検証することができた。さらに、スウィープ波形で発振され相互相関により得られるパルス圧縮された波形は、パルス発振で得られる場合に比べて、波形の存続時間が短くなるという利点を見出した。

講演要旨(英文)
Our previous study proposed a method that enables accurate measurement of ultrasonic attenuation using sweep signals under the assumptions that velocity dispersion can be ignored and the quality factor is not dependent on frequency. This method is independent of the effect of windowing while the windowing effect underestimates the attenuation results. However, our numerical experiments demonstrate that the proposed method is largely influenced by the existence of overlapping sweep events such as multiple reflections between the source and receiver transducer. Thus, the applicability of the proposed method is limited to highly attenuative media, in which overlapping events are much smaller than direct sweep signals, because these multiple reflected events are largely attenuated. Furthermore, the results of the numerical experiments conducted in the present study indicate that the presence of velocity dispersion causes attenuation to be underestimated, although the proposed method is not so sensitive to the presence of velocity dispersion. We also demonstrate the usefulness of observing compressed pulse waveforms with shorter duration from the cross-correlation of sweep waveforms than the case of pulse generation.