JP2006329868A - Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus thereof - Google Patents
Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006329868A JP2006329868A JP2005155787A JP2005155787A JP2006329868A JP 2006329868 A JP2006329868 A JP 2006329868A JP 2005155787 A JP2005155787 A JP 2005155787A JP 2005155787 A JP2005155787 A JP 2005155787A JP 2006329868 A JP2006329868 A JP 2006329868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic ultrasonic
- magnetic field
- ultrasonic sensor
- waveform
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電磁超音波センサを用いた超音波探傷方法及び装置に係り、特に、磁歪駆動型電磁超音波センサを用いた電磁超音波探傷方法と装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method and apparatus using an electromagnetic ultrasonic sensor, and more particularly to an electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus using a magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor.
発電プラントなど高温高圧の流体を扱う施設では、安全性の確保が重要な課題であることはいうまでもなく、このためには、当該施設の構造物を定期的に検査し、その健全性を確認することが不可欠であり、このため、このような施設には、ビデオカメラを用いた目視検査や圧電型探触子を用いた超音波検査が従来から適用されてきた。 In facilities that handle high-temperature and high-pressure fluids such as power plants, it goes without saying that ensuring safety is an important issue. To this end, the facilities' structures are regularly inspected to ensure their soundness. For this reason, visual inspection using a video camera and ultrasonic inspection using a piezoelectric probe have been conventionally applied to such facilities.
ここで、いずれの検査の場合も、検査期間中は発電プラントなどの運転を停止させる必要があるが、このとき経済性の見地から検査期間の短縮が強く求められる。そこで、検査装置を自動化し、センサ位置を遠隔操作することにより、検査時間の短縮を図るための工夫がこれまでにも進められてきている。 Here, in any inspection, it is necessary to stop the operation of the power plant or the like during the inspection period. At this time, shortening of the inspection period is strongly required from the viewpoint of economy. Thus, efforts have been made to reduce the inspection time by automating the inspection apparatus and remotely operating the sensor position.
しかしながら近年、更なる安全性追求の見地から、検査要求箇所が構造物の複雑な形状部や狭隘部へと広がり、これに伴い機械的な操作や制御によっては検査時間の短縮が困難になってきた。そこで、このような背景のもと、超音波を検査対象内で長い距離にわたり伝搬(伝播)させ、広範囲を1回の操作で探傷する技術が近年注目されており、そのためのセンサの一例にEMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)と呼ばれる電磁超音波センサがある。 However, in recent years, from the standpoint of further pursuing safety, inspection requirements have spread to complicated shapes and narrow parts of structures, and it has become difficult to reduce inspection time depending on mechanical operation and control. It was. Therefore, in recent years, a technique for propagating (propagating) ultrasonic waves over a long distance within an inspection object and flaw-detecting a wide area with a single operation has attracted attention in recent years, and EMAT is an example of a sensor for that purpose. There is an electromagnetic ultrasonic sensor called (Electromagnetic Acoustic Transducer).
ところで、この電磁超音波センサにも、磁歪駆動型EMATとローレンツ型EMATの2種類があるが、ここでは磁歪駆動型EMATについて説明すると、これは、その名の如く磁性材料の磁歪効果を利用したもので、このとき磁歪効果とは、磁性材料に磁場が印加されたとき、当該磁性材料に磁場の方向の応力が現われる現象のことであり、従って、この磁歪駆動型EMATは、検査対象である磁性材料の一部に磁歪効果による伸縮を周期的に発生させ、この伸縮に伴って検査対象自体の中で超音波が発生されるようにしたものである。 By the way, this electromagnetic ultrasonic sensor also has two types of magnetostrictive drive type EMAT and Lorentz type EMAT. Here, the magnetostrictive drive type EMAT will be described, which uses the magnetostrictive effect of the magnetic material as the name suggests. In this case, the magnetostrictive effect is a phenomenon in which when a magnetic field is applied to a magnetic material, a stress in the direction of the magnetic field appears on the magnetic material. Therefore, the magnetostrictive drive type EMAT is an inspection object. Expansion and contraction due to the magnetostriction effect is periodically generated in a part of the magnetic material, and ultrasonic waves are generated in the inspection object itself along with the expansion and contraction.
そこで、次に、この磁歪駆動型EMATの一例について、図8により更に詳しく説明すると、これは、図示のように、バイアス磁場用電磁石10と蛇行コイル12により構成されているもので、ここで、まずバイアス磁場用電磁石10は、高透磁率磁性材料で作られている馬蹄形のコア11にコイル13を巻回して電磁石としたものであり、次に蛇行コイル12は、詳細は図9に示すように、導線14を平面上で一定間隔Lを保って蛇行させたものである。
Therefore, an example of the magnetostrictive drive type EMAT will be described in more detail with reference to FIG. 8. This is constituted by the
そして、これらバイアス磁場用電磁石10と蛇行コイル12を、図8に示す位置関係を保って検査対象Oの表面に配置したとすると、この検査対象Oが磁性材の場合、その中でSH波(水平剪断波:Shear Horizontal Wave)を発生させることができる。ここで、SH波とは、波動の伝搬方向に対して垂直で入射面に対して平行な方向に振動する弾性波のことであり、この場合、弾性波とは超音波のことである。
If the
次に、この図8に示した磁歪駆動型EMATの動作について、図10により説明する。ここで、この図10は、図8を上面からみた模式図であり、このときバイアス磁場用電磁石10のN極が左側になるようにコイル13に電流を流すと、矢印で示す方向のバイアス磁場Bが生成される。ここで蛇行コイル12には矢印a1、a2で示す向きに電流が流されているものとすると、この場合、検査対象Oの表層部の磁場は、図11に示すようになる。
Next, the operation of the magnetostrictive drive type EMAT shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 10 is a schematic view of FIG. 8 as viewed from above. When a current is passed through the
ここで、まず、バイアス磁場Bは、図11に示すように、x軸のN極側からS極側に一様な磁場を形成する。一方、蛇行コイル12による磁場はy軸方向に現われ、バイアス磁場Bに対して付加磁場となるが、このとき蛇行コイル12の蛇行毎にその向きを反転させるので、図示のように、付加磁場A1と付加磁場A2として、ベクトル表示できる。このとき、矢印a1方向の電流による磁場が付加磁場A1で、矢印a2方向の電流による磁場が付加磁場A2である。
Here, first, as shown in FIG. 11, the bias magnetic field B forms a uniform magnetic field from the north pole side to the south pole side of the x axis. On the other hand, the magnetic field generated by the
そこで、これらのベクトル和は各々複合磁場V1と複合磁界V2となる。そして、これら複合磁場V1、V2のベクトル和をセンサ全体としてみると、x軸方向成分のみが残ることになり、この結果、図示のように、磁性材である検査対象Oの中に磁歪効果による歪Dが発生する。 Therefore, these vector sums become a composite magnetic field V1 and a composite magnetic field V2, respectively. When the vector sum of these composite magnetic fields V1 and V2 is viewed as a whole sensor, only the x-axis direction component remains, and as a result, as shown in the drawing, due to the magnetostrictive effect in the inspection object O that is a magnetic material. Distortion D occurs.
このとき、これら複合磁場V1、V2は、蛇行コイル12が蛇行するごとにそのベクトルの向きが変わっている。そこで、図12に示すように、この複合磁場のx軸方向成分に従って検査対象Oの中で方向が異なった歪が局部的に発生じ、その歪による振動がSH波を誘発する。
At this time, the directions of the vectors of the composite magnetic fields V1 and V2 change each time the
そこで、蛇行コイル12に、発生すべき超音波に対応した周波数の交流信号を供給することにより、検査対象Oをy軸方向に伝搬してゆく超音波が得られることになり、送信用のセンサとして動作させることができる。
Therefore, by supplying an alternating current signal having a frequency corresponding to the ultrasonic wave to be generated to the
一方、超音波が検査対象Oをy軸方向から伝搬してきた場合、バイアス磁場Bの中で弾性波よる歪が発生し、磁性材である検査対象Oの磁歪効果により、蛇行コイル12に弾性波の周波数と同じ周波数の交流電圧が誘起されるので、受信用のセンサとしても動作させることができる。
On the other hand, when the ultrasonic wave propagates through the inspection object O from the y-axis direction, distortion due to the elastic wave is generated in the bias magnetic field B, and the elastic wave is generated in the
この電磁超音波センサは、上記したように、電磁気的な作用のみを利用して超音波の送受信を行っているので、圧電型探触子による探傷には不可欠な接触媒質の塗布やセンサの押し付けが不要で、これらのことに伴う不確定要素の虞がないため、定量性に富み再現性に優れている。 As described above, since this electromagnetic ultrasonic sensor transmits and receives ultrasonic waves using only electromagnetic action, application of a contact medium and pressing of the sensor, which are indispensable for flaw detection by a piezoelectric probe, are performed. Is unnecessary, and there is no risk of uncertainties associated with them, so that it is rich in quantitativeness and excellent in reproducibility.
しかして、このような長所の一方で、電磁超音波センサの検出感度は圧電型探触子より2桁以上低いという問題がある。そこで、この点を改善するため、信号処理技術と組み合わせた電磁超音波センサによる検査方法が従来から提案されているが、その一例として、送信用電磁超音波センサの前方に受信用電磁超音波センサを配置し、反射波に加えて透過波も併せて測定し、反射波と透過波の両波形の相互相関を算出することによりランダムノイズを低減し、検出感度を改善するようにした従来技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記従来技術は、送信周波数成分がノイズになりやすい点に配慮がされておらず、送信周波数成分によるノイズの除去に問題があった。 The above prior art does not take into consideration that the transmission frequency component tends to be noise, and has a problem in removing noise due to the transmission frequency component.
従来技術は、上記したように、送信波と相関をとるため、ランダムノイズの低減が可能である。しかしながら、送信周波数成分はランダムに発生するわけではないので、相関をとっても除去することができないのである。 As described above, since the conventional technique correlates with the transmission wave, it is possible to reduce random noise. However, since the transmission frequency component does not occur at random, it cannot be removed even if correlation is taken.
本発明の目的は、磁歪形電磁超音波センサによる送信周波数成分ノイズの除去が得られるようにした電磁超音波探傷方法及び電磁超音波探傷装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic ultrasonic flaw detection method and an electromagnetic ultrasonic flaw detection apparatus in which transmission frequency component noise can be removed by a magnetostrictive electromagnetic ultrasonic sensor.
上記目的は、電磁超音波センサを用いた超音波探傷方法において、前記電磁超音波センサから送信される超音波波形の位相を制御し、位相が異なる2種の反射波形を観測し、前記2種の反射波形の差分を計算する信号処理を行い、表示するようにして達成される。 The object is to control the phase of an ultrasonic waveform transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor in an ultrasonic flaw detection method using an electromagnetic ultrasonic sensor, observe two types of reflected waveforms having different phases, and This is accomplished by performing signal processing for calculating the difference between the reflected waveforms and displaying it.
このとき、電磁超音波センサとして磁歪駆動型電磁超音波センサを用いるようにしてもよく、前記電磁超音波センサから送信される超音波が横波せん断波であるようにしてもよく、前記前記電磁超音波センサから送信される超音波波形の位相が180°異なるようにしてもよい。 At this time, a magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor may be used as the electromagnetic ultrasonic sensor, and the ultrasonic wave transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor may be a shear wave, and the electromagnetic ultrasonic wave may be used. The phase of the ultrasonic waveform transmitted from the acoustic wave sensor may be 180 ° different.
また、このとき、前記磁歪駆動型電磁超音波センサのバイアス磁場の向きを変えることにより前記位相が変えられるようにしてもよく、前記超音波の発生時点が前記バイアス磁場の最大値時点と最小値時点に同期しているようにしてもよい。 Further, at this time, the phase may be changed by changing the direction of the bias magnetic field of the magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor, and the generation point of the ultrasonic wave is the maximum value point and the minimum value of the bias magnetic field. It may be synchronized with the time.
また、上記目的は、電磁超音波センサを用いた超音波探傷装置において、前記電磁超音波センサから送信される超音波信号の位相を制御する手段と、位相が異なる超音波信号による2種の反射波を観測する手段と、前記2種の反射波の差波形を計算する手段と、前記差波形を表示する手段とを備えるようにしても達成される。 Further, the above object is to provide an ultrasonic flaw detection apparatus using an electromagnetic ultrasonic sensor, a means for controlling the phase of an ultrasonic signal transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor, and two types of reflection by ultrasonic signals having different phases. It is also achieved by including means for observing a wave, means for calculating a difference waveform between the two kinds of reflected waves, and means for displaying the difference waveform.
このとき、前記電磁超音波センサが磁歪駆動型電磁超音波センサであり、更に、これから送信される超音波が横波せん断波であるようにしてもよく、このとき、前記磁歪駆動型電磁超音波センサは、バイアス磁場用電磁石と付加磁場用蛇行コイルにより構成されていてもよく、ここで、前記バイアス磁場用電磁石のコイルに交流電流を流すことによりバイアス磁場の向きを変えるようにしてもよい。 At this time, the electromagnetic ultrasonic sensor is a magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor, and the ultrasonic wave transmitted from now on may be a shear wave, and at this time, the magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor May be constituted by a bias magnetic field electromagnet and an additional magnetic field meandering coil, and the direction of the bias magnetic field may be changed by passing an alternating current through the coil of the bias magnetic field electromagnet.
また、このとき、前記バイアス磁場用コイルの電流波形と超音波の送信波形を表示する手段と、前記超音波の送信タイミングを調整する手段とが備えられているようにしても上記目的が達成され、ここで、送信のタイミングの調整に信号遅延装置を用いるようにしてもよい。 Further, at this time, the above object can be achieved even if means for displaying the current waveform of the bias magnetic field coil and the transmission waveform of the ultrasonic wave and means for adjusting the transmission timing of the ultrasonic wave are provided. Here, a signal delay device may be used to adjust the transmission timing.
本発明によれば、位相を変えた2種の波形を測定し、両波形の差分を観測するようにしたので、検出感度の向上と共に電気ノイズの抑制が可能になり、精度の高い探傷を行うことができる。 According to the present invention, since two types of waveforms with different phases are measured and the difference between the two waveforms is observed, it is possible to improve detection sensitivity and suppress electrical noise, and perform highly accurate flaw detection. be able to.
以下、本発明による電磁超音波探傷方法及び電磁超音波探傷装置について、図示の実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, an electromagnetic ultrasonic flaw detection method and an electromagnetic ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments.
図1は、本発明の一実施形態に係る電磁超音波探傷装置のブロック構成図で、この図において、送信用電磁超音波センサ1と受信用電磁超音波センサ2は、それぞれ図8で説明したバイアス磁場用電磁石10と蛇行コイル12を備えた磁歪形電磁超音波センサで構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of an electromagnetic ultrasonic flaw detector according to an embodiment of the present invention. In this figure, the transmission electromagnetic
このとき、バイアス磁場用電磁石10は、軟磁性材を馬蹄形に切り出し加工したコア11に絶縁電線を一様に巻き付けてコイル13としたもので、蛇行コイル12は、エナメル線を蛇行数6段で平面状に配置し、この後、全体をプラスチックシートで覆ったものである。
At this time, the
ここで、まず、送信用電磁超音波センサ1には、交流のバイアス電圧VB とバースト波WB が供給されるようになっている。このときバイアス電圧VB は、正弦波発生器3から電力増幅器4を介して供給され、バースト波WB は、バースト波送受信器5の送信部から供給される。
Here, first, the transmission electromagnetic
そして、このときのバイアス電圧VB としては、周波数が例えば100Hzの正弦波の信号が用いられ、バースト波WB としては、周波数が例えば375KHzの信号が用いられるが、ここで、バースト波送受信器5の送信部は、信号遅延装置6を介して正弦波発生器3から供給される正弦波電圧をトリガとしてバースト波WB を発生するようになっている。
Then, as the bias voltage V B at this time, the frequency is e.g. 100Hz sine wave signal is used as the burst wave W B, the frequency is for example 375KHz signal is used, wherein the burst wave transceiver transmitting portion 5 is made a sine wave voltage supplied from the
従って、送信用電磁超音波センサ1のコイル13には周波数が100Hzの正弦波のバイアス磁場用電流が供給され、蛇行コイル12にはバースト波WB による付加磁場用電流が供給されることになる。そして、このとき正弦波発生器3の出力とバースト波送受信器5の出力は、それぞれAD変換器8にモニタ用として供給されるようにしてある。
Thus, frequency current is supplied bias magnetic field 100Hz sine wave to the
一方、電力増幅器4の出力であるバイアス電圧VB は受信用電磁超音波センサ2にも供給されていて、これより受信用電磁超音波センサ2のコイル13にも正弦波のバイアス磁場用電流が供給されるようになっている。そして、このとき受信用電磁超音波センサ2の蛇行コイル12により検出された受信信号Rが信号増幅器7に取り込まれ、増幅波形ARがバースト波送受信器5の受信部に供給され、これにより信号波形WがAD変換器8に入力される。
On the other hand, the bias voltage V B, which is the output of the
そこでAD変換器8は、この信号波形WをAD変換してコンピュータ9に入力し、この結果、モニタ10に必要な情報が表示されるようになる。このとき、上記したように、正弦波発生器3の出力とバースト波送受信器5の出力もAD変換器8でAD変換され、コンピュータ9に入力されるようになっている。
Therefore, the
次に、この実施形態に係る電磁超音波計測装置の動作について説明すると、この実施形態では、図2のブロック図にステップ101として示したように、送信波形の位相を制御する。このとき、図1で説明したように、正弦波発生器3は、任意の周波数、例えば上記した100Hzの周波数の正弦波信号と矩形波信号を生成し、バイアス電圧とトリガを発生する。
Next, the operation of the electromagnetic ultrasonic measurement apparatus according to this embodiment will be described. In this embodiment, the phase of the transmission waveform is controlled as shown as
そして、まず、バイアス電圧は電力増幅器2を介して送信用電磁超音波センサ1のバイアス磁場用コイル13に印加され、この結果、図3に示すバイアス磁場用電流がコイル13に流れてバイアス磁場用電磁石10が励磁され、図4に示すように、交流のバイアス磁場Bが検査対象Oの表層部に生成される。
First, the bias voltage is applied to the bias
また、このとき正弦波発生器3から出力されるトリガは、図1に示すように、信号遅延装置6にも入力される。そこで、信号遅延装置6は、入力されたトリガを基準信号とし、その遅延時間を制御してバースト波送受信器5に外部トリガとして入力し、この外部トリガに同期してバースト波BW を発生させ、これを送信用蛇行コイル12に印加させ、これにより、図3に示すように、送信用蛇行コイル12にバースト波形の電流が流れ、図4に示すように、送信用蛇行コイル12による付加磁場A1が検査対象Oの表層部に発生することになる。
At this time, the trigger output from the
このときのバイアス磁場Bの励起に必要なバイアス磁場用コイル13の電流と、付加磁場A1の励起に必要な送信用蛇行コイル12の電流の関係は、上記した図3に示すようになり、このときバイアス磁場用コイル13の電流は、図1に示すように、正弦波発生器3から出力されるモニタ用バイアス信号からモニタ10により観測することができ、付加磁場A1を励起する送信用蛇行コイル12の電流は、同じく図1に示すように、バースト波送受信器5から出力されるモニタ用バースト波からモニタ10により観測することができる。
The relationship between the current of the bias
ここで、この実施形態では、図3から明らかなように、バイアス磁場Bを励起する電流が最大値と最小値を示す時点に同期して送信用蛇行コイル12に付加磁場用電流、つまりバースト波形の電流が供給されるように、信号遅延装置6の遅延時間が設定してあり、従って、バイアス磁場Bは、バースト波BW の各波形の間の時点で交互にN極からS極、或いはS極からN極に反転する。
In this embodiment, as is apparent from FIG. 3, the additional magnetic field current, that is, the burst waveform is applied to the transmitting meandering
このときのバイアス磁場Bの反転による歪の方向を左右に並べて比較して示したのが図4で、この図から、バイアス磁場Bの磁極が反転することにより複合磁場V1の向きが変わり、歪の方向が反転してSH波の位相が180°異なったものとなることがわかる。なお、この図4では、図11で説明した付加磁場A2と、これによる複合磁場V2については省略してある。 FIG. 4 shows a comparison of the directions of distortion caused by the reversal of the bias magnetic field B side by side, and FIG. 4 shows that the direction of the composite magnetic field V1 is changed by reversing the magnetic poles of the bias magnetic field B. It can be seen that the direction of is reversed and the phase of the SH wave is 180 ° different. In FIG. 4, the additional magnetic field A2 described in FIG. 11 and the resultant composite magnetic field V2 are omitted.
ここで、以後、バイアス磁場BがN極からS極(N極→S極)に変化するタイミングで発生するSH波の観測波形を正転波形とし、バイアス磁場BがS極からN極(S極→N極)に変化するタイミングで発生するSH波の観測波形を反転波形とすると、受信側での波形の観測は、図2のステップ102とステップ103に示すようになる。 Hereafter, the observed waveform of the SH wave generated at the timing when the bias magnetic field B changes from the N pole to the S pole (N pole → S pole) is referred to as a normal rotation waveform, and the bias magnetic field B is changed from the S pole to the N pole (S Assuming that the observed waveform of the SH wave generated at the timing of changing from the pole to the N pole is an inverted waveform, the waveform on the receiving side is observed in steps 102 and 103 in FIG.
いま、図1の送信用電磁超音波センサ1が励振された結果、検査対象Oの中を伝搬するSH波が現われ、受信用電磁超音波センサ2の受信用蛇行コイル12の直下にSH波が到達したとすると、磁歪効果により当該コイル12の磁束に変化が現われ、それが電圧信号に変換され、受信波形Rが信号増幅器7を介して増幅波形ARとしてバースト波送受信器5に取り込まれ、その受信部で信号の帯域制限及び増幅が行われた結果、信号波形WがAD変換器8でデジタル信号に変換され、コンピュータ9に取り込まれる。
Now, as a result of the excitation of the transmitting electromagnetic
このとき、ステップ102では、信号波形Wの正転波形が観測され、ステップ103では、信号波形Wの反転波形が観測される。そこで、コンピュータ9では、ステップ104に示すように、デジタル信号に変換された信号波形Wについて信号処理を行い、その結果をステップ105に示すように、モニタ10に表示させる。
At this time, in step 102, the normal waveform of the signal waveform W is observed, and in step 103, the inverted waveform of the signal waveform W is observed. Therefore, the computer 9 performs signal processing on the signal waveform W converted into a digital signal as shown in
このとき、コンピュータ9は、ステップ104の波形信号処理の一環として、正転波形のデジタル信号と反転波形のデジタル信号を各々メモリに保存する。次に、これらメモリに保存した正転波形と反転波形のデジタル信号の中から同一時刻tの正転波形と反転波形のデジタル信号を取り出し、それらのデジタル値の差分を計算し、時刻tの差波形信号値とする。そして、この信号処理による結果を時刻tの差波形として、モニタ10に表示するのである。
At this time, as part of the waveform signal processing in
次に、この実施形態の動作について、図5に示すように、検査対象Oとして、その一方の端部の近傍に予めスリット状の欠陥Fが形成してある略矩形の磁性板材を用い、その他方の端部の近傍に、図示のように、送信用電磁超音波センサ1と受信用電磁超音波センサ2を欠陥Fに対向するようにして配置した場合について説明する。
Next, with respect to the operation of this embodiment, as shown in FIG. 5, a substantially rectangular magnetic plate material in which a slit-like defect F is previously formed in the vicinity of one end thereof is used as an inspection object O. A case where the transmitting electromagnetic
そして、次に、送信用電磁超音波センサ1から、図3で説明したように、バイアス磁界Bの正転波形によるSH波と反転波形によるSH波を交互に送信し、欠陥Fからの反射波を受信用電磁超音波センサ2により受信し、このとき観測された正転波形及び反転波形によるSH波をモニタ10に表示した結果が図6で、この図から、欠陥Fからの反射波の場合、実線で示した正転波形のSH波と破線で示した反転波形のSH波がレベル反転していて、信号の位相が180°異なっていることが確認でき、他方、送信ノイズでは、実線で示した正転波形と破線で示した反転波形が重なっていて、両波形が同相になっていることが判る。
Then, as described with reference to FIG. 3, the transmission electromagnetic
また、この図6の正転波形と反転波形の差分を計算した結果、つまり差波形を示したのが図7で、この図から、欠陥Fからの反射波では信号振幅が約2倍になっている一方、送信ノイズが大幅に抑制されており、このことから、正転波形と反転波形の差分をとることで、送信ノイズの抑制が得られ、且つ、欠陥Fからの信号成分が最大2倍のレベルに向上することが判る。 Further, FIG. 7 shows the result of calculating the difference between the normal waveform and the inverted waveform in FIG. 6, that is, the differential waveform. From this figure, the signal amplitude is approximately doubled in the reflected wave from the defect F. On the other hand, the transmission noise is greatly suppressed. Therefore, by taking the difference between the normal waveform and the inverted waveform, the transmission noise can be suppressed and the signal component from the defect F is 2 at the maximum. It can be seen that the level is doubled.
従って、この実施形態によれば、磁歪形電磁超音波センサの送信周波数成分によるノイズが抑制でき、且つ欠陥Fからは大きなレベルの信号が得られることになり、この結果、S/Nが改善され、超音波探傷精度の向上を得ることができる。 Therefore, according to this embodiment, noise due to the transmission frequency component of the magnetostrictive electromagnetic ultrasonic sensor can be suppressed, and a large level signal can be obtained from the defect F. As a result, the S / N is improved. In addition, improvement in ultrasonic flaw detection accuracy can be obtained.
1:送信用電磁超音波センサ
2:受信用電磁超音波センサ
3:正弦波発生器
4:電力増幅器
5:バースト波送受信器
6:信号遅延装置
7:信号増幅器
8:AD変換器
9:コンピュータ
10:モニタ
10:バイアス磁場用電磁石
11:コア
12:蛇行コイル
13:バイアス磁場用のコイル
a1、a2:矢印
B:バイアス磁場
A1、A2:付加磁場
V1、V2:複合磁場
O:検査対象
F:欠陥
VB:バイアス電圧
AR:増幅信号
W:信号波形
BW:バースト波形
1: Electromagnetic ultrasonic sensor for transmission 2: Electromagnetic ultrasonic sensor for reception 3: Sine wave generator 4: Power amplifier 5: Burst wave transceiver 6: Signal delay device 7: Signal amplifier 8: AD converter 9: Computer 10 : Monitor 10: Electromagnet for bias magnetic field 11: Core 12: Coiled coil 13: Coil for bias magnetic field a1, a2: Arrow B: Bias magnetic field A1, A2: Additional magnetic field V1, V2: Compound magnetic field O: Inspection object F: Defect V B : Bias voltage AR: Amplified signal W: Signal waveform B W : Burst waveform
Claims (13)
前記電磁超音波センサから送信される超音波波形の位相を制御し、位相が異なる2種の反射波形を観測し、前記2種の反射波形の差分を計算する信号処理を行い、表示することを特徴とする電磁超音波探傷方法。 In the ultrasonic flaw detection method using an electromagnetic ultrasonic sensor,
Controlling the phase of an ultrasonic waveform transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor, observing two types of reflected waveforms with different phases, performing signal processing for calculating a difference between the two types of reflected waveforms, and displaying A characteristic electromagnetic ultrasonic flaw detection method.
前記電磁超音波センサが磁歪駆動型電磁超音波センサであることを特徴とする電磁超音波探傷方法。 In the invention of claim 1,
An electromagnetic ultrasonic flaw detection method, wherein the electromagnetic ultrasonic sensor is a magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor.
前記電磁超音波センサから送信される超音波が横波せん断波であることを特徴とする電磁超音波探傷方法。 In the invention of claim 1,
An ultrasonic ultrasonic flaw detection method, wherein the ultrasonic wave transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor is a shear wave.
前記電磁超音波センサから送信される超音波波形の位相が180°異なることを特徴とする電磁超音波探傷方法。 In the invention of claim 1,
An electromagnetic ultrasonic flaw detection method, wherein phases of ultrasonic waveforms transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor differ by 180 °.
前記磁歪駆動型電磁超音波センサのバイアス磁場の向きを変えることにより前記位相が変えられていることを特徴とする電磁超音波探傷方法。 In the invention of claim 2,
An electromagnetic ultrasonic flaw detection method characterized in that the phase is changed by changing the direction of a bias magnetic field of the magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor.
前記超音波の発生時点が前記バイアス磁場の最大値時点と最小値時点に同期していることを特徴とする電磁超音波探傷方法。 In the invention of claim 5,
The electromagnetic ultrasonic flaw detection method, wherein the generation time of the ultrasonic wave is synchronized with the maximum value time and the minimum value time of the bias magnetic field.
前記電磁超音波センサから送信される超音波信号の位相を制御する手段と、
位相が異なる超音波信号による2種の反射波を観測する手段と、
前記2種の反射波の差波形を計算する手段と、
前記差波形を表示する手段とを備えていることを特徴とする電磁超音波探傷装置。 In an ultrasonic flaw detector using an electromagnetic ultrasonic sensor,
Means for controlling the phase of an ultrasonic signal transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor;
Means for observing two kinds of reflected waves by ultrasonic signals having different phases;
Means for calculating a difference waveform of the two kinds of reflected waves;
An electromagnetic ultrasonic flaw detector comprising: means for displaying the difference waveform.
前記電磁超音波センサが磁歪駆動型電磁超音波センサであることを特徴とする電磁超音波探傷装置。 In the invention of claim 7,
The electromagnetic ultrasonic flaw detector is characterized in that the electromagnetic ultrasonic sensor is a magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor.
前記電磁超音波センサから送信される超音波が横波せん断波であることを特徴とする電磁超音波探傷装置。 In the invention of claim 8,
The ultrasonic ultrasonic flaw detector characterized in that the ultrasonic wave transmitted from the electromagnetic ultrasonic sensor is a shear wave.
前記磁歪駆動型電磁超音波センサは、バイアス磁場用電磁石と付加磁場用蛇行コイルにより構成されていることを特徴とする電磁超音波探傷装置。 In the invention of claim 8,
The magnetostrictive drive type electromagnetic ultrasonic sensor comprises an electromagnet for bias magnetic field and a meandering coil for additional magnetic field, and an electromagnetic ultrasonic flaw detector.
前記バイアス磁場用電磁石のコイルに交流電流を流すことによりバイアス磁場の向きを変えることを特徴とする電磁超音波探傷装置。 In the invention of claim 7,
An electromagnetic ultrasonic flaw detector characterized in that the direction of a bias magnetic field is changed by passing an alternating current through a coil of the bias magnetic field electromagnet.
前記バイアス磁場用コイルの電流波形と超音波の送信波形を表示する手段と、
前記超音波の送信タイミングを調整する手段とが備えられていることを特徴とする検査装置。 In the invention of claim 7,
Means for displaying the current waveform of the bias magnetic field coil and the transmission waveform of the ultrasonic wave;
An inspection apparatus comprising: means for adjusting the transmission timing of the ultrasonic wave.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005155787A JP2006329868A (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005155787A JP2006329868A (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006329868A true JP2006329868A (en) | 2006-12-07 |
Family
ID=37551697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005155787A Pending JP2006329868A (en) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006329868A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102520065A (en) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 杭州浙大精益机电技术工程有限公司 | Magnetostriction guided wave detector |
CN107192356A (en) * | 2017-03-31 | 2017-09-22 | 中国特种设备检测研究院 | Pulsed difference electromagnetism ultrasound measuring instrument device |
US10175200B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-01-08 | Prime Photonics, Lc | Methods and systems for detecting nonuniformities in a material, component, or structure |
US20230160858A1 (en) * | 2020-04-30 | 2023-05-25 | ULC Technologies | Electro-Magnetic Acoustic Transducer (EMAT) having Electromagnet Array for Generating Configurable Bias Magnetic Field Patterns |
CN116592988A (en) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 中国特种设备检测研究院 | In-plane omnidirectional fluctuation field vector detection system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5726744A (en) * | 1980-04-18 | 1982-02-12 | Studsvik Energiteknik Ab | Method of and apparatus for transmitting or receiving electromagentic ultrasonic pulses |
JP2001208526A (en) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Takekazu Miya | Method and apparatus for measuring thickness of surface heterogeneous layer |
-
2005
- 2005-05-27 JP JP2005155787A patent/JP2006329868A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5726744A (en) * | 1980-04-18 | 1982-02-12 | Studsvik Energiteknik Ab | Method of and apparatus for transmitting or receiving electromagentic ultrasonic pulses |
JP2001208526A (en) * | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Takekazu Miya | Method and apparatus for measuring thickness of surface heterogeneous layer |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102520065A (en) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 杭州浙大精益机电技术工程有限公司 | Magnetostriction guided wave detector |
US10175200B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-01-08 | Prime Photonics, Lc | Methods and systems for detecting nonuniformities in a material, component, or structure |
CN107192356A (en) * | 2017-03-31 | 2017-09-22 | 中国特种设备检测研究院 | Pulsed difference electromagnetism ultrasound measuring instrument device |
CN107192356B (en) * | 2017-03-31 | 2023-12-01 | 中国特种设备检测研究院 | Pulse differential electromagnetic ultrasonic detecting instrument |
US20230160858A1 (en) * | 2020-04-30 | 2023-05-25 | ULC Technologies | Electro-Magnetic Acoustic Transducer (EMAT) having Electromagnet Array for Generating Configurable Bias Magnetic Field Patterns |
CN116592988A (en) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 中国特种设备检测研究院 | In-plane omnidirectional fluctuation field vector detection system |
CN116592988B (en) * | 2023-07-17 | 2023-10-13 | 中国特种设备检测研究院 | In-plane omnidirectional fluctuation field vector detection system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10809232B2 (en) | Optical fiber electromagnetic acoustic transducer pipe inspecting appartus and method | |
KR100573736B1 (en) | Transducer for Generating and Sensing Torsional Waves, and Apparatus and Method for Structural Diagnosis Using It | |
JP2006329868A (en) | Electromagnetic ultrasonic flaw detection method and apparatus thereof | |
JP2010066154A (en) | Method for mounting sensor element to concrete structure and method for inspecting quality of concrete structure | |
JP5902980B2 (en) | Ultrasonic plate thickness measuring apparatus and ultrasonic plate thickness measuring method | |
KR20160045564A (en) | Pipe inspecting apparatus and pipe inspecting method | |
JP2010054349A (en) | Pipe deterioration diagnosis device and method | |
JP2006242770A (en) | Electromagnetic ultrasonic flaw detection/measurement method and device | |
JP2011075499A (en) | Method and device for inspecting reduced-thickness of piping using electromagnetic ultrasonic wave | |
JP2010096703A (en) | Measuring device with use of electromagnetic ultrasonic wave method, and measuring method | |
JP2009025093A (en) | Electromagnetic ultrasonic measuring device, and measuring method of plate thickness and stress using electromagnetic ultrasonic wave | |
US9038472B2 (en) | Testing method using guided wave | |
JP5031314B2 (en) | Electromagnetic ultrasonic sensor and electromagnetic ultrasonic detection system | |
JP4423158B2 (en) | Electromagnetic ultrasonic flaw detection method | |
JP5268686B2 (en) | Measuring apparatus and measuring method by electromagnetic ultrasonic method | |
JP2009068915A (en) | Flaw measuring instrument, flaw measuring method, program and computer-readable storage medium | |
JP2009145056A (en) | Electromagnetic ultrasonic probe and electromagnetic ultrasonic flaw detector | |
EP2527827B1 (en) | Testing method using guided wave | |
KR102203609B1 (en) | Electromagnetic acoustic transducer and pipe inspection apparatus comprising the same | |
JPS60105960A (en) | Electromagnetical ultrasonic transducer | |
JP4270036B2 (en) | Electromagnetic ultrasonic sensor | |
JP2001249118A (en) | Method for ultrasonically detecting degradation of metal | |
JP3844282B2 (en) | Object identification apparatus and method | |
JP2003287565A (en) | Method for generating vibration magnetic field in magnetic substance, method for measuring distribution of effective magnetic field using the method, method for measuring magnetic body constant, and method for measuring residue strain in magnetic body | |
JPH05215617A (en) | Method for measuring average temperature on cross-section of object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20070419 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20100402 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20100615 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101019 |