JP2006258569A - 部材中の水素濃度測定方法と水素濃度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被測定物8の壁体に対して磁束密度が高周波で変化する磁界を生じ、厚さ方向に平行な方向に振動が偏向する縦波超音波と、前記縦波超音波に対して略90°をなす方向に振動が偏向する横波超音波とを受信する電磁超音波センサー2を被測定物8の表面近傍あるいは表面に配置する工程と、
縦波超音波と横波超音波の共鳴状態を生じさせるように電磁超音波センサー2に変動磁界を生じさせ、被測定物8に生じた縦波超音波と横波超音波を受信する工程と、
縦波超音波と横波超音波の共鳴周波数を検出する工程と、
前記縦波超音波と横波超音波の共鳴周波数を使用して所定の共鳴特性指標を算出する工程と、
前記被測定物と同じ部材仕様の部材の水素濃度と共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データベース7を参照し被測定物8の水素濃度を算出する工程と、を備えた。
【選択図】 図1
Description
Δf=(ft−fr)/f
ここで、f=(ft+fr)/2
被測定物の水素濃度Hとすると、
H=a・Δf+b
ここでa,bは係数
の関係を利用して被測定物中の水素濃度を算出する水素濃度の測定装置および方法が開示されている。
H=a・Δf+b
ここで、a,b:係数
Δf=(ft−fr)/f
f=(ft+fr)/2
の関係を用いる。
被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波を受信する工程と、前記縦波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と、被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波を受信する工程と、前記横波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と、前記縦波超音波および前記横波超音波それぞれの共鳴周波数を検出する工程と、検出した縦波超音波の共鳴周波数と検出した横波超音波の共鳴周波数から共鳴特性指標を算出する工程と、算出した共鳴特性指標と被測定物と同じ仕様の部材における水素濃度と前記共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データとを比較することで被測定物の水素濃度を算出する工程と、を有することを特徴とする。
被測定物の表面近傍あるいは表面に配置され、被測定物に変動磁界を印加するとともに前記変動磁界により被測定物に生じる超音波を受信する電磁超音波センサーと、前記電磁超音波センサーに電磁波を発生させる所定周波数の電圧を出力し前記電磁超音波センサーが受信した超音波の電気信号を入力する電磁超音波送受信器と、前記被測定物に生じる超音波が共鳴を生じるように前記電磁波超音波送受信器が出力する電圧の周波数を制御するとともに前記電磁波超音波送受信器が入力した超音波の周波数と振幅を記録する制御・記録手段と、前記制御・記録手段に記録された超音波の周波数と振幅から被測定物の共鳴特性指標を算出する共鳴特性指標算出手段と、部材における水素濃度と共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データベースと、算出された共鳴特性指標に対応する水素濃度を前記標準材データベースから取得し出力する水素濃度出力手段と、を有する部材の水素濃度測定装置であって、
前記共鳴特性指標算出手段は、被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波の共鳴周波数と被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波の共鳴周波数から共鳴特性指標を算出する、ことを特徴とする。
fr=n・(C55/ρ)0.5/(2t)
ft=n・(C66/ρ)0.5/(2t)
fl=n・(C11/ρ)0.5/(2t)
と表現できる。
fr=n・5.857(1/ρ)0.5/(2t)
ft=n・6.075(1/ρ)0.5/(2t)
fl=n・12.21(1/ρ)0.5/(2t)
となる。
次に、縦波超音波と横波超音波を利用する本発明と、同様に縦波超音波と横波超音波を利用する前出の圧電素子を利用する従来技術(以下「圧電素子を利用する従来技術」という)との相違について述べる。
2 電磁超音波センサー
3 電磁超音波送受信器
4 制御・記録手段
5 共鳴特性指標算出手段
6 水素濃度出力手段
7 標準材データベース
fl 縦波超音波の共鳴周波数
fr 第1の横波超音波の共鳴周波数
ft 第2の横波超音波の共鳴周波数
Claims (4)
- 電磁超音波センサーを被測定物の表面近傍あるいは表面に配置する工程と、
前記電磁超音波センサーにより被測定物に変動磁界を印加する工程と、
前記変動磁界により被測定物に生じる超音波を受信する工程を有する部材の水素濃度測定方法のうち、
被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波を受信する工程と、
前記縦波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と、
被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波を受信する工程と、
前記横波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と、
前記縦波超音波および前記横波超音波それぞれの共鳴周波数を検出する工程と、
検出した縦波超音波の共鳴周波数と検出した横波超音波の共鳴周波数から共鳴特性指標を算出する工程と、
算出した共鳴特性指標と被測定物と同じ仕様の部材における水素濃度と前記共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データとを比較することで被測定物の水素濃度を算出する工程と、
を有することを特徴とする部材中の水素濃度測定方法。 - 前記横波超音波は、
少なくとも被測定物の圧延方向に振動する第1の横波超音波と前記圧延方向に対して横方向に振動する第2の横波超音波のうちいずれか一つを含み、
前記縦波超音波の共鳴周波数をfl、前記第1の横波超音波の共鳴周波数をfr、前記第2の横波超音波の共鳴周波数をftとしたときに、
前記共鳴特性指標がfrとftの少なくとも一方とflとを含んだ無次元化された関数からなることを特徴とする請求項1記載の部材中の水素濃度測定方法。 - 被測定物の表面近傍あるいは表面に配置され、
被測定物に変動磁界を印加するとともに前記変動磁界により被測定物に生じる超音波を受信する電磁超音波センサーと、
前記電磁超音波センサーに電磁波を発生させる所定周波数の電圧を出力し前記電磁超音波センサーが受信した超音波の電気信号を入力する電磁超音波送受信器と、
前記被測定物に生じる超音波が共鳴を生じるように前記電磁波超音波送受信器が出力する電圧の周波数を制御するとともに前記電磁波超音波送受信器が入力した超音波の周波数と振幅を記録する制御・記録手段と、
前記制御・記録手段に記録された超音波の周波数と振幅から被測定物の共鳴特性指標を算出する共鳴特性指標算出手段と、
部材における水素濃度と共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データベースと、
算出された共鳴特性指標に対応する水素濃度を前記標準材データベースから取得し出力する水素濃度出力手段と、
を有する部材の水素濃度測定装置であって、
前記共鳴特性指標算出手段は、
被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波の共鳴周波数と被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波の共鳴周波数から共鳴特性指標を算出する、ことを特徴とする部材の水素濃度測定装置。 - 前記横波超音波は、
少なくとも被測定物の圧延方向に振動する第1の横波超音波と前記圧延方向に対して横方向に振動する第2の横波超音波のうちいずれか一つを含み、
前記縦波超音波の共鳴周波数をfl、前記第1の横波超音波の共鳴周波数をfr、前記第2の横波超音波の共鳴周波数をftとしたときに、
前記共鳴特性指標算出手段は、frとftの少なくとも一方とflとを含み、無次元化された関数からなる共鳴特性指標を算出することを特徴とする請求項3に記載の部材の水素濃度測定装置。
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