CN103477219B - 旋转型超声波探伤装置用旋转变压器及采用了该旋转变压器的旋转型超声波探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器（5）包括：平板状的固定体（51），在其一面侧设有线圈；平板状的旋转体（52），在其一面侧设有线圈；且固定体及旋转体各自的线圈配设面侧以相对的方式配置，在相对的线圈间进行1～10MHz的频带的信号的传送。固定体包括：基板（512），多个1匝线圈（511）以同心圆形状地形成于该基板；以及保持构件（513），其用于保持该基板；且旋转体包括：基板（522），与形成在固定体的1匝线圈相同数量的1匝线圈（521）以同心圆形状地形成于该基板；以及保持构件（523），其用于保持该基板。在固定体所具有的基板与保持构件之间以及旋转体所具有的基板与保持构件之间，存在空气或者是绝缘体且相对磁导率基本等于1的材料（M）。

Description

旋转型超声波探伤装置用旋转变压器及采用了该旋转变压器的旋转型超声波探伤装置

技术领域

本发明涉及一种旋转型超声波探伤装置用旋转变压器以及采用了该旋转变压器的旋转型超声波探伤装置。本发明特别是涉及一种即使在传送在超声波探伤过程中所使用的信号时，信号的传送效率也优良的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器以及采用了该旋转变压器的旋转型超声波探伤装置。

背景技术

以往，知道有使超声波探头沿着管状或者棒状的被检体的周向旋转的同时进行探伤的旋转型超声波探伤装置。

如图1所示，通常的旋转型超声波探伤装置包括：超声波探头1，其用于对被检体S发送超声波并从被检体S接收超声波；探头支架2，其安装有超声波探头1并沿被检体S的周向旋转；超声波探伤仪3，其控制超声波探头1的超声波发送或超声波接收，并基于在超声波探头1接收的反射波进行对被检体S的探伤；信号传送部4，其用于进行超声波探头1与超声波探伤仪3之间的信号传送。

在具有上述结构的旋转型超声波探伤装置中，使被检体S沿轴线方向前进，并且使探头支架2旋转，进而使超声波探头1旋转(50rpm～2000rpm水平)，从而使超声波探头1的轨迹在被检体S的外表面上成为螺旋状，能够快速地对被检体S的整个截面进行探伤。

在此，在信号传送部4中，作为传送在超声波探伤过程中通常所使用的频带(1～10MHz)的信号的方法，公知有(1)使用滑环的方法、(2)使用电容耦合的方法、(3)使用旋转变压器的方法。以下，依次对这些方法进行说明。

(1)使用滑环的方法(例如，参照专利文件1)

如图2所示，在该方法中，在信号传送部4(参照图1)设有固定侧电极41A和旋转侧电极42A。在固定侧电极41A与旋转侧电极42A之间存在电刷43。固定侧电极41A与超声波探伤仪3(参照图1)电连接。另一方面，旋转侧电极42A与超声波探头1(参照图1)电连接，并与超声波探头1(探头支架2)(参照图1)一体地旋转。

而且，通过使固定侧电极41A与旋转侧电极42A借助电刷43接触来进行超声波探头1与超声波探伤仪3之间的信号的传送。

由于该方法是接触式的，因此存在不适合于高速旋转、保养性极差这样的问题。

(2)使用电容耦合的方法(例如，参照专利文件2)

如图3所示，在该方法中，在信号传送部4(参照图1)设有固定侧电极41B和旋转侧电极42B。使空气、水等电介质44保持在固定侧电极41B与旋转侧电极42B之间。固定侧电极41B与超声波探伤仪3(参照图1)电连接。另一方面，旋转侧电极42B与超声波探头1电连接，并与超声波探头1(探头支架2)(参照图1)一体地旋转。

如上所述，通过使电介质44保持在固定侧电极41B与旋转侧电极42B之间而形成电容器，从而进行超声波探头1与超声波探伤仪3之间的信号的传送。

在该方法中，在将空气用作电介质44的情况下，由于空气的介电常数较小，所以存在需要将电极间距离设定得微小(0.1～0.5mm水平)、保养性较差这样的问题。

另一方面，在利用电容耦合的方法中，在将水用作电介质44的情况下，虽然能够将电极间距离设定得较大(2mm水平)，但需要将水均匀地保持。

在进行多通道信号传送的情况(具有多个超声波探头1的情况)下，如图4所示，为了将水W均匀地保持，需要在被检体S的长度方向排列配置多个固定侧电极41C和旋转侧电极42C。因此，信号传送部4变得在被检体S的长度方向较长，存在牵涉到超声波探伤装置的大型化这样的问题。另外，若被检体S的直径变大，则信号传送部4的直径也变大，变得更加难以保持水W。

(3)使用旋转变压器的方法(例如，参照专利文件3)

如图5所示，在该方法中，在信号传送部4(参照图1)设有固定侧线圈45和旋转侧线圈46。固定侧线圈45与超声波探伤仪3(参照图1)电连接。另一方面，旋转侧线圈46与超声波探头1电连接，并与超声波探头1(探头支架2)(参照图1)一体地旋转。

而且，利用在固定侧线圈45与旋转侧线圈46之间产生的电磁感应来进行超声波探头1与超声波探伤仪3之间的信号传送。

在该方法中，使空气A存在于线圈之间即可，并且，与前述的使用电容耦合的方法不同，具有也能够将线圈间距离设定得较大的优点。

然而，以往，被提出作为旋转型超声波探伤装置的信号传送部4使用的旋转变压器是在进行多通道信号传送的情况(具有多个超声波探头1的情况)下与前述的固定侧电极41C和旋转侧电极42C相同地在被检体S的长度方向排列配置多个固定侧线圈45及旋转侧线圈46的方式，因此，信号传送部4变得在被检体S的长度方向较长，存在牵涉到超声波探伤装置的大型化这样的问题。

在此，作为旋转变压器，知道有如下的平板型旋转变压器，该平板型旋转变压器具有：平板状的固定体，在其一面侧配设有线圈；以及平板状的旋转体，在其一面侧配设有线圈；且上述固定体和上述旋转体各自的线圈配设面侧以相对的方式配置，在相对的线圈之间进行信号传送(例如，参照专利文件4、5)。

可以认为，若将上述的平板型旋转变压器作为旋转型超声波探伤装置的信号传送部使用，则即使在进行多通道信号传送的情况下，也能够抑制超声波探伤装置的大型化。也就是说，可以认为，若采用分别在构成平板型旋转变压器的固定体及旋转体设置多个线圈，并使被检体贯穿于平板型旋转变压器的中心孔的结构，则信号传送部在被检体的长度方向变短，能够抑制超声波探伤装置的大型化。

专利文件1：日本国特开平6-94685号公报

专利文件2：日本国特开平7-12783号公报

专利文件3：日本国特开平6-242081号公报

专利文件4：日本国特开平7-201612号公报

专利文件5：日本国特开平7-37736号公报

通常，构成以往的平板型旋转变压器的固定体及旋转体所采取的结构是，在为了提高信号的传送效率而在由像软磁铁氧体这样的强磁性体构成的平板状的基材形成有槽，并在该槽内设置了线圈。或者是，也存在采用由铝等导电体构成的基材来代替由强磁性体构成的基材的情况。总之都是线圈与基材直接接触的结构。

然而，采用这样的平板型旋转变压器，在传送在超声波探伤过程中通常所使用的、1～10MHz水平的频带内且具有100～500V水平的电压的信号时，存在这样的问题：受到在构成基材的强磁性体内的磁滞损耗、在构成基材的导电体内的涡流损耗的影响，传送效率下降。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的以往技术的问题点而完成的发明，目的在于提供一种旋转型超声波探伤装置用旋转变压器以及采用了该旋转变压器的旋转型超声波探伤装置，其即使在传送在超声波探伤过程中所使用的信号时，信号的传送效率也优良。

为了解决上述问题，本发明提供一种旋转型超声波探伤装置用旋转变压器，其包括：平板状的固定体，在其一面侧配设有线圈；以及平板状的旋转体，在其一面侧配设有线圈；且上述固定体和上述旋转体的各自的线圈配设面侧以相对的方式配置，在相对的线圈之间进行1～10MHz的频带的信号的传送，该旋转型超声波探伤装置用旋转变压器的特征在于，上述固定体具有：基板，多个1匝线圈以同心圆形状地形成于该基板；以及保持构件，其用于保持该基板；上述旋转体具有：基板，与形成于上述固定体的1匝线圈的数量相同的数量的1匝线圈以同心圆形状地形成于该基板；以及保持构件，其用于保持该基板；在上述固定体所具备的上述基板与上述保持构件之间以及在上述旋转体所具备的上述基板与上述保持构件之间，存在空气或者是绝缘体并且相对磁导率基本等于1的材料。

本发明的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器所具有的固定体及旋转体具有形成有线圈的基板和用于保持该基板的保持构件，在上述基板与上述保持构件之间存在空气或者是绝缘体且相对磁导率基本等于1的材料(例如，电木等塑料)。换言之，线圈与保持构件并不直接接触，在线圈与保持构件之间存在难以感应出电磁场的物质。因此，即使保持构件由像软磁铁氧体那样的强磁性体、铝等导电体形成，在线圈所感应出的电磁场在保持构件也难以衰减，从而难以引起传送效率降低。

在此，通常，传送效率与线圈的匝数成比例地提高。然而，在超声波探伤过程中通常所使用的频带(1～10MHz)中，若线圈的匝数增加而线圈线长度变大，则线圈线间寄生电容变大，阻抗增大。由于能够将驱动线圈的信号源瞬间地看做恒压电源，所以若阻抗像上述那样增大，则流向线圈的电流衰减，形成于固定体的线圈与形成于旋转体的线圈之间的传送效率极端降低。

因而，在本发明的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器所具有的固定体及旋转体形成有多个1匝线圈。如此，通过利用1匝线圈，使线圈线间寄生电容变为0，因此，不会产生传送效率降低的情况。

如上，根据本发明，能够获得一种即使在传送在超声波探伤过程中所使用的信号时，信号的传送效率也优良的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器。

在此，在配设多个线圈来传送多个不同的信号的情况下，有时各信号间的干涉(crosstalk)成为问题。为了避免这种现象，以往，设有用于屏蔽电磁场的屏蔽用电极(例如，参照专利文件5)。然而，在超声波探伤过程中通常所使用的频带(1～10MHz)内，若靠近线圈地设置屏蔽用电极，则存在由于线圈与电极间的线间寄生电容而导致传送效率降低这样的问题。

因而，在上述固定体和上述旋转体各自所具有的上述基板形成的多个1匝线圈优选为隔着与线圈宽度相等的间隔而形成为同心圆形状。

根据这样的优选的结构，能够降低在各个1匝线圈中传送的信号间的干涉。

优选的是，将上述固定体和上述旋转体各自所具有的上述基板与上述保持构件之间的间隔距离设定为形成于上述固定体的1匝线圈与形成于上述旋转体的1匝线圈之间的间隙的5～10倍。

若基板与保持构件之间的间隔距离小于两线圈之间的间隙的5倍，则在线圈所感应的电磁场有可能在保持构件衰减而引起传送效率的降低，然而，若基板与保持构件之间的间隔距离超过两线圈之间的间隙的10倍，则由于电磁场的在保持构件的減衰的影响减少，所以即使将间隔距离过大地设定，也只是使旋转变压器的厚度变大而已。

另外，为了解决上述问题，本发明提供一种旋转型超声波探伤装置，其特征在于，包括：上述旋转变压器；多个超声波探头，其与形成于上述旋转体的多个1匝线圈电连接，并与上述旋转体一体地旋转；以及超声波探伤仪，其与形成于上述固定体的多个1匝线圈电连接。

根据本发明的旋转型超声波探伤装置，能够在抑制装置的大型化的同时高效地进行多通道信号的传送。

根据本发明的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器，能够获得即使在传送在超声波探伤过程中所使用的信号时，信号的传送效率也优良的这样的技术效果。另外，根据本发明的旋转型超声波探伤装置，能够在抑制装置的大型化的同时高效地进行多通道信号的传送。

附图说明

图1是表示通常的旋转型超声波探伤装置的概略结构的示意图。

图2是用于说明使用滑环传送在超声波探伤过程中所使用的信号的方法的说明图。

图3是用于说明使用电容耦合传送在超声波探伤过程中使用的信号的方法的说明图。

图4是用于说明使用电容耦合并以多通道传送在超声波探伤过程中所使用的信号的方法的说明图。

图5是用于说明使用旋转变压器传送在超声波探伤过程中所使用的信号的方法的说明图。

图6是表示本发明的一个实施方式的旋转型超声波探伤装置的概略结构的示意图。

图7是表示本发明的一个实施方式的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器所具有的固定体的概略结构的示意图。

图8是表示本发明的一个实施方式的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器所具有的旋转体的概略结构的示意图。

图9是表示图6中示出的旋转型超声波探伤装置的评价试验的结果的图表。

图10是表示在图6中示出的旋转型超声波探伤装置的另一评价试验的结果的图表。

图11表示在图6中示出的旋转型超声波探伤装置的再一评价试验中所观察到的接收信号波形的例子。

图12是表示在图6中示出的旋转型超声波探伤装置的又一评价试验中所观察到的干涉反射波(表面反射波)的高度的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。

图6是表示本发明的一个实施方式的旋转型超声波探伤装置的概略结构的示意图。图6(a)是表示装置的整体结构的图，图6(b)是用于对1个超声波探头的电连接关系进行说明的图。

如图6所示，本实施方式的旋转型超声波探伤装置100包括：多个超声波探头1，其用于对被检体S发送超声波或从被检体S接收超声波；探头支架2，其安装有超声波探头1且沿被检体S的周向旋转；超声波探伤仪3，其控制超声波探头1的超声波发送和超声波探头1的超声波接收，并且基于用超声波探头1接收到的反射波进行对被检体S的探伤；旋转型超声波探伤装置用旋转变压器(以下，简称为旋转变压器)5，其用于进行超声波探头1与超声波探伤仪3之间的信号的传送。被检体S贯穿于探头支架2及旋转变压器5的中心孔。

旋转变压器5的结构是，其具有：平板状的固定体51，在其一面侧配设有线圈；以及平板状的旋转体52，在其一面侧配设有线圈；固定体51及旋转体52各自的线圈配设面侧以相对的方式配置，且在相对的线圈之间进行1～10MHz的频带的信号传送。本实施方式的旋转型超声波探伤装置100具有一对旋转变压器5(发送用旋转变压器5A及接收用旋转变压器5B)。

图7是表示旋转变压器5所具有的固定体51的概略结构的示意图。图7(a)是俯视图，图7(b)是图7(a)中示出的AA剖视图。

如图7所示，固定体51包括：基板512，多个(在图7中示出的例子中是4个)1匝线圈511以同心圆形状地形成于该基板512；以及保持构件513，其用于保持基板512。保持构件513保持基板512的与线圈形成面相反侧的面。本实施方式的保持构件513由铝形成。

在固定体51所具有的基板512与保持构件513之间，存在空气或者是绝缘体且相对磁导率基本等于1的材料(例如，电木等塑料)M。在图7中示出的例子中，以基板512的形成有线圈511的部位和保持构件513沿基板512的厚度方向相离的方式，将保持构件513形成为截面为コ字的形状，在基板512与保持构件513之间存在空气。

在本实施方式中，作为优选的结构，形成于固定体51所具有的基板512的多个1匝线圈511隔着与线圈宽度C相等的间隔D形成为同心圆形状。

图8是表示旋转变压器5所具有的旋转体52的概略结构的示意图。图8(a)是俯视图，图8(b)是图8(a)中示出的BB剖视图。

如图8所示，旋转体52也包括：基板522，多个(在图8中示出的例子中是4个)1匝线圈521以同心圆形状地形成在该基板522；以及保持构件523，其用于保持基板522。保持构件523保持基板522的与线圈形成面相反侧的面。保持构件523由铝形成。

在旋转体52所具有的基板522与保持构件523之间，存在空气或者是绝缘体且相对磁导率基本等于1的材料(例如，电木等塑料)M。在图8中示出的例子中，以基板522的形成有线圈521的部位和保持构件523沿基板522的厚度方向相离的方式，将保持构件523形成为截面为コ字的形状，在基板522与保持构件523之间存在空气。

在本实施方式中，作为优选的结构，形成于旋转体52所具有的基板522的多个1匝线圈521隔着与线圈宽度C相等的间隔D形成为同心圆形状。

如图6所示，本实施方式的超声波探头1设定为具有发送用振子11及接收用振子12的发送接收分离型的超声波探头。超声波探头1以与形成于旋转体52的1匝线圈521电连接，并与旋转体52一体地旋转的方式构成。具体而言，超声波探头1的发送用振子11与形成于发送用旋转变压器5A的旋转体52的1匝线圈521电连接，接收用振子12与形成于接收用旋转变压器5B的旋转体52的1匝线圈521电连接。而且，发送用旋转变压器5A的旋转体52和接收用旋转变压器5B的旋转体52以与探头支架2一体地旋转的方式构成，探头支架2利用预定的驱动源沿被检体S的周向旋转，从而使超声波探头1、发送用旋转变压器5A的旋转体52以及接收用旋转变压器5B的旋转体52沿被检体S的周向一体地旋转。

如图6所示，超声波探伤仪3与形成于固定体51的1匝线圈511电连接。在本实施方式中，超声波探伤仪3与形成于发送用旋转变压器5A的固定体51的1匝线圈511以及形成于接收用旋转变压器5B的固定体51的1匝线圈511电连接。

在图6(b)中，虽然表示1个超声波探头1与一对1匝线圈521(形成于发送用旋转变压器5A的旋转体52的1个1匝线圈521和形成于接收用旋转变压器5B的旋转体52的1个1匝线圈521)电连接的例子，但对于其他超声波探头1，则与其他对1匝线圈521电连接。另外，在图6(b)中，虽然表示了超声波探伤仪3与一对1匝线圈511(形成于发送用旋转变压器5A的固定体51的1个1匝线圈511和形成于接收用旋转变压器5B的固定体51的1个1匝线圈511)电连接的例子，但对应超声波探头1的数量，与其他对1匝线圈511一并电连接。

另外，在本实施方式中，举例说明了采用具有发送用振子11及接收用振子12的发送接收分离型的超声波探头1，但本发明不限于此，也能够采用1个振子兼做发送用和接收用的发送接收一体型的超声波探头。在这种情况下，不需要采用一对旋转变压器5(发送用旋转变压器5A和接收用旋转变压器5B)作为旋转变压器5，采用单一的旋转变压器5即可。

在采用具有以上所说明的结构的旋转型超声波探伤装置100进行对被检体S的超声波探伤时，使被检体S沿轴线方向前进，并且，使探头支架2旋转，进而使超声波探头1旋转。这时，用于使发送用振子11发送超声波的信号自超声波探伤仪3输出，经由发送用旋转变压器5A的1匝线圈511、521传向发送用振子11。由此，从发送用振子11发送的超声波U经由作为接触介质的水W射入到被检体S，利用接收用振子12检测其反射波。利用接收用振子12检测到的反射波被转换为电信号，经由接收用旋转变压器5B的1匝线圈521、511输入到超声波探伤仪3。超声波探伤仪3基于该输入的信号进行对被检体S的探伤。由于超声波探头1的轨迹在被检体S的外表面上成为螺旋状，所以能够对被检体S的整个截面进行探伤。

以下，对关于本实施方式的旋转型超声波探伤装置100所进行的评价试验进行说明。

<关于基板与保持构件之间的间隔距离的评价试验>

在本实施方式的旋转型超声波探伤装置100中，适当改变固定体51所具有的基板512与保持构件513之间的间隔距离以及旋转体52所具有的基板522与保持构件523之间的间隔距离，对发送用旋转变压器5A和接收用旋转变压器5B两者进行对用超声波探伤仪3所观察的来自伤痕的反射波高度评价的试验。

具体而言，关于发送用旋转变压器5A和接收用旋转变压器5B两者、将设置在固定体51的线圈511与设置在旋转体52的线圈521之间的间隙设定为2mm，将存在于超声波探头1与被检体S之间的水W的厚度设定为0.5mm，用探伤频率5MHz将直径5.6mm的平底孔作为伤痕进行探伤。线圈511、线圈521是线圈宽度5mm的1匝线圈，相邻的线圈之间的间隔设为5mm。在观察伤痕反射波时，将多个1匝线圈511中配置于最外侧的1匝线圈511(直径：约1200mm)与超声波探伤仪3相电连接。另外，将多个1匝线圈521中配置于最外侧的1匝线圈521(直径：约1200mm)与超声波探头1相电连接。

图9是表示上述评价试验的结果的图表。

如图9所示，得知若使基板512(或者522)与保持构件513(或者523)相互分离(使空气存在于基板与保持构件之间)，则与间隔距离为0的情况(在基板与保持构件之间不存在任何物质的情况)相比，伤痕反射波的高度变大。能够认为，这是因为在基板(线圈)与保持构件之间存在难以感应电磁场的空气，即使像本实施方式这样保持构件由作为导电体的铝形成，在线圈感应的电磁场也难以在保持构件衰减，难以引起传送效率的降低。进一步具体而言，能够认为，这是因为由线圈511与保持构件(铝)以及线圈521与保持构件(铝)之间的电磁感应所带来的影响变小，难以引起由线圈511与线圈521的电磁感应所带来的传送的效率的降低。

另外，如图9所示，得知在基板与保持构件之间的间隔距离为大致10～20mm水平(设置在固定体51的线圈511与设置在旋转体52的线圈521之间的间隙2mm的5～10倍水平)时，观察到的伤痕反射波高度变为峰值，即使进一步增大间隔距离，伤痕反射波高度也不会产生变化。也就是说，得知即使进一步增大间隔距离，缺乏抑制在线圈感应出的电磁场在保持构件的衰减的效果。因此，基板512(或者522)与保持构件513(或者523)之间的间隔距离优选设定为设置在固定体51的线圈511与设置在旋转体52的线圈521之间的间隙的5～10倍水平。

<关于线圈的匝数的评价试验>

在本实施方式的旋转型超声波探伤装置100中，在将接收用旋转变压器5B卸下而使超声波探头1的接收用振子12与超声波探伤仪3直接电连接了的状态下，适当改变形成于发送用旋转变压器5A的固定体51和旋转体52的线圈的匝数，进行对用超声波探伤仪3观察到的来自伤痕的反射波高度评价的试验。

具体而言，将发送用旋转变压器5A的设在固定体51的线圈和设在旋转体52的线圈之间的间隙设定为2mm，将基板512(或者522)与保持构件513(或者523)之间的间隔距离设为20mm，将存在于超声波探头1与被检体S之间的水W的厚度设为0.5mm，用探伤频率5MHz将直径5.6mm的平底孔作为伤痕进行了探伤。作为设在发送用旋转变压器5A的线圈，采用了1匝线圈、3匝线圈以及5匝线圈这3种线圈。在采用1匝线圈的情况下，线圈宽度设为5mm，相邻的线圈的间隔设为5mm。在采用3匝线圈的情况下，线圈宽度设为1mm，用2mm的间隙缠绕3匝，相邻的线圈的间隔设为5mm。在采用5匝线圈的情况下，线圈宽度设为0.5mm，用0.5mm的间隙缠绕5匝，相邻的线圈的间隔设为5mm。在观察伤痕反射波时，对于1匝线圈、3匝线圈及5匝线圈，均是将设在固定体51的最外侧的线圈(直径：约1200mm)与超声波探伤仪3相电连接。另外，将设在旋转体52的最外侧的线圈(直径：约1200mm)与超声波探头1相电连接。

图10是表示上述评价试验的结果的图表。在图10中，标记在匝数0的位置的数据表示的是，在将发送用旋转变压器5A及接收用旋转变压器5B这两者卸下而将超声波探头1的发送用振子11和接收用振子12与超声波探伤仪3直接电连接了的状态下，表示用超声波探伤仪3观察出的来自伤痕的反射波高度的评价结果。

如图10所示，得知若增加线圈的匝数，则伤痕反射波高度变小。能够认为，这是因为，若线圈的匝数增加而线圈线长度变大，则线圈线间寄生电容变大，阻抗增大，因此，流向线圈的电流衰减，在形成于固定体51的线圈与形成于旋转体52的线圈之间的传送效率降低。

基于以上的结果，如上所述，在本实施方式的旋转变压器5所具有的固定体51和旋转体52设有多个1匝线圈511、多个1匝线圈521。

<关于线圈间隔的评价试验>

在本实施方式的旋转型超声波探伤装置100中，对发送用旋转变压器5A和收信用旋转变压器5B这两者，适当改变形成于固定体51及旋转体52的多个1匝线圈511、1匝线圈521的间隔，并进行对用超声波探伤仪3观察的相邻的线圈间的干涉反射波的高度的试验。

具体而言，对发送用旋转变压器5A和接收用旋转变压器5B这两者，配设在固定体51的线圈511与配设在旋转体52的线圈521之间的间隙设定为2mm，基板512(或者522)与保持构件513(或者523)之间的间隔距离设为20mm，存在于超声波探头1与被检体S之间的水W的厚度设为0.5mm，用探伤频率5MHz将直径5.6mm的平底孔作为伤痕进行探伤。线圈511、线圈521是线圈宽度为5mm的1匝线圈，在0.5～15mm的范围内改变相邻的线圈的间隔。在观察来自伤痕的反射波时，将多个1匝线圈511中设在最外侧的1匝线圈511(直径：约1200mm)及与其相邻的1匝线圈511与超声波探伤仪3电连接。另外，将多个1匝线圈521中设在最外侧的1匝线圈521(直径：约1200mm)及与其相邻的1匝线圈521与两个超声波探头1电连接。于是，用超声波探伤仪3观察到与设在最外侧的1匝线圈521电连接的超声波探头1接收到的反射波。

图11表示在上述评价试验中所观察到的接收信号波形的例子。图11(a)表示相邻的1匝线圈的间隔设为5mm的情况的接收信号波形的例子，图11(b)表示相邻的1匝线圈的间隔设为0.5mm的情况的接收信号波形的例子。在图11中用附图标记T表示的反射波是发送反射波，用附图标记S表示的反射波是表面反射波，用附图标记F1、F2表示的反射波是伤痕反射波，用附图标记B1、B2表示的反射波是底面反射波。

本实施方式的超声波探头1是具有发送用振子11和接收用振子12的发送接收分离型的超声波探头，因此，表面反射波(在被检体S的表面反射的反射波)S一般几乎不会被接收用振子12接收。然而，在设有多个1匝线圈而传送多个不同的信号的情况下，能够认为，由于产生各信号间的干涉(crosstalk)，因此表面反射波S的高度变大。如图11(a)所示，在将相邻的1匝线圈的间隔设定为与线圈宽度相同的5mm的情况下，各信号间的干涉较少，表面反射波S的高度较小。另一方面，如图11(b)所示，在相邻的1匝线圈的间隔设为0.5mm的情况下，由于各信号间的干涉，表面反射波S的高度变大。另外，虽未予图示，但即使将相邻的1匝线圈的间隔设为比线圈宽度大，表面反射波S的高度也变为较大的接收信号波形。根据这些结果，得知在相邻的1匝线圈的间隔，存在有在降低表面反射波的高度方面的最优值。

图12是表示在上述评价试验中所观察到的干涉反射波(表面反射波S)的高度的图表。

如图12所示，得知，通过将相邻的1匝线圈的间隔设为与线圈宽度相等的5mm，能够降低干涉反射波的高度、即能够降低在各1匝线圈传送的信号间的干涉。

基于以上的结果，在本实施方式中，作为优选的结构，形成于固定体51所具有的基板512的多个1匝线圈511以及形成于旋转体52所具有的基板522的多个1匝线圈521隔着与线圈宽度相等的间隔形成为同心圆形状。

附图标记说明

1…超声波探头

2…探头支架

3…超声波探伤仪

5…旋转变压器

5A…发送用旋转变压器

5B…接收用旋转变压器

11…发送用振子

12…接收用振子

51…固定体

52…旋转体

100…旋转型超声波探伤装置

511…1匝线圈

512…基板

513…保持构件

521…1匝线圈

522…基板

523…保持构件

M…作为空气或者是绝缘体且相对磁导率基本等于1的材料

S…被检体

Claims (4)

1.一种旋转型超声波探伤装置用旋转变压器，

其包括：

平板状的固定体，在其一面侧配设有线圈；以及

平板状的旋转体，在其一面侧配设有线圈；且

上述固定体及上述旋转体各自的线圈配设面侧以相对的方式配置，在相对的线圈间进行1～10MHz的频带的信号的传送，

该旋转型超声波探伤装置用旋转变压器的特征在于，

上述固定体包括：

第1基板，多个1匝线圈以同心圆形状地形成于该第1基板；以及

第1保持构件，其用于保持该第1基板的与线圈形成面相反侧的面；且

上述旋转体包括：

第2基板，与形成于上述固定体的1匝线圈的相同数量的1匝线圈以同心圆形状地形成于该第2基板；以及

第2保持构件，其用于保持该第2基板的与线圈形成面相反侧的面；且

上述固定体所具有的上述第1基板的线圈形成部位与上述第1保持构件沿该第1基板的厚度方向相离，上述旋转体所具有的上述第2基板的线圈形成部位与上述第2保持构件沿该第2基板的厚度方向相离，在上述固定体所具有的上述第1基板的线圈形成部位与上述第1保持构件之间以及上述旋转体所具有的上述第2基板的线圈形成部位与上述第2保持构件之间，存在空气、或者是绝缘体且相对磁导率基本等于1的材料。

2.根据权利要求1所述的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器，其特征在于，

形成于上述固定体所具有的上述第1基板的多个1匝线圈以及形成于上述旋转体所具有的上述第2基板的多个1匝线圈隔着与线圈宽度相同的间隔形成为同心圆形状。

3.根据权利要求1或2所述的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器，其特征在于，

上述固定体所具有的上述第1基板的线圈形成部位与上述第1保持构件之间的间隔距离以及上述旋转体所具有的上述第2基板的线圈形成部位与上述第2保持构件之间的间隔距离是形成于上述固定体的1匝线圈与形成于上述旋转体的1匝线圈之间的间隙的5～10倍。

4.一种旋转型超声波探伤装置，其特征在于，

包括：

权利要求1至3中任一权利要求所述的旋转型超声波探伤装置用旋转变压器；

多个超声波探头，其与形成于上述旋转体的多个1匝线圈电连接，并与上述旋转体一体地旋转；以及

超声波探伤仪，其与形成于上述固定体的多个1匝线圈电连接。