JP2010281843A - 超音波探傷装置の超音波探触子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検査対象102の凹曲面の曲率半径の2分の1から3分の2の曲率半径を持つ音響レンズ103を超音波発生又は/及び受信用素子105と検査対象102との間に介在させ、音響レンズ103から中間媒質(接触媒質)へ超音波が伝播する際の超音波の拡散方向への屈折で、検査対象102の凹曲面による超音波の集束効果を低減して、凹曲面から深部(凹面の曲率半径の数倍程度)にて超音波を集束させ、その深部に有る欠陥106からの超音波のエコーを逆伝播経路で受信する。
【選択図】 図1
Description
(5)検査対象となる凹曲面の曲率半径に沿う曲率半径を有する凸型の音響レンズと、検査対象となる凹曲面の曲率半径の3倍より大きい曲率半径を有する凸型の形状の超音波発生用または/及び受信用の素子を備えること。
(6)(5)に記載の超音波探触子は、超音波発生用または/及び受信用の素子として、少なくとも1方向に配列された複数個の振動子から構成される振動子列からなる、アレイセンサを有することができる。
(7)(6)に記載の超音波探触子は、前記アレイセンサを構成する複数個の振動子に関して、その断面形状が台形であることを特徴とすることができる。
前記した(1)の要件を採用した超音波探触子によれば、超音波発生用素子から送信された超音波は、金属内部に伝播する前に、音響レンズの中を伝播する。音響レンズの媒質として、縦波音速は、通常水(1500m/秒)より速く、金属(5900m/秒)より遅く設定されているため材料を使用するものとする。例えば、(4)の要件に記載したように、音響レンズを伝播する縦波音速として、約2400m/秒から2900m/秒となるような媒質、例えば、アクリル,ポリスチレン,ポリイミド等といった合成樹脂製の音響レンズを用いることができる。
じ)と、曲率半径がやや小さい場合(半径15mmと設定)について、図3及び図4と同様
に、超音波の伝播を解析によりを示した。金属表面の曲率半径より音響レンズの曲率半径を小さくすることで、音響レンズから水へ送信された超音波が一旦拡散し、その後、金属に入射される際に、集束して、結果的に、音響レンズの曲率半径が金属表面の曲率半径と等しい場合(図21の上図の401)より深い位置2101まで超音波が届いていることが確認できる。
Claims (10)
- 超音波を送信する素子と、検査対象の凹曲面部へ前記超音波を伝播させる音響レンズと、前記検査対象からの前記超音波のエコーを前記音響レンズを経由して受信する素子とを備え、前記凹曲面部に対面する前記音響レンズの面が、凸曲面の形状を有した超音波探傷装置の超音波探触子において、
前記凸曲面の突出方向と同方向に突出する曲率を付けて前記超音波を送信する素子と前記エコーを受信する素子とが配置されている超音波探傷装置の超音波探触子。 - 請求項1において、前記音響レンズの凸曲面の曲率半径と前記検査対象の凹曲面部の曲率半径とが同じ曲率半径を有する超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項1又は請求項2において、前記検査対象の凹曲面部の曲率半径の3倍より大きい曲率にて前記超音波を送信する素子が配置されている超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項3において、前記超音波を送信する素子と前記エコーを受信する素子とがアレイセンサであることを特徴とする超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項4において、前記アレイセンサの素子の配列の方向が円筒形状の一部の形状をした前記音響レンズの凸曲面の形状を構成する前記円筒形状の中心軸方向に向けられていることを特徴とする超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項4において、前記アレイセンサの素子の配列の方向が円筒形状の一部の形状をした前記音響レンズの凸曲面の形状を構成する前記円筒形状の中心軸方向と直行する他の方向に向けられていることを特徴とする超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項4において、前記アレイセンサの素子の配列の方向が円筒形状の一部の形状をした前記音響レンズの凸曲面の形状を構成する前記円筒形状の中心軸方向と、前記中心軸方向と直交する他の方向との両方向に配列されていることを特徴とする超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項4から請求項7までのいずれか一項において、前記素子の断面形状が、前記音響レンズの曲率半径の中心側で辺が短くその反対側の辺が長くされている台形であることを特徴とする超音波探傷装置の超音波探触子。
- 請求項8において、前記断面と直交する他の断面の形状も、前記音響レンズの曲率半径の中心側で辺が短くその反対側の辺が長くされている台形であることを特徴とする超音波探傷装置の超音波探触子。
- 超音波探傷器に接続された超音波探触子内で超音波を送信する素子により超音波を発生させ、前記超音波を前記超音波探触子内の音響レンズを経由させて前記検査対象と前記超音波探触子との間の中間媒質内に伝播させ、前記超音波を前記中間媒質から前記検査対象の凹曲面部へ伝播させ、前記検査対象からの前記超音波のエコーを前記中間媒質から前記音響レンズを経由して前記探触子内の超音波を受信する素子で受信する超音波探傷装方法において、
前記音響レンズ内に前記超音波を発散して発生させ、
前記発散した前記超音波を、前記検査対象の凹曲面部に対面する前記音響レンズの凸曲面部から、前記超音波の縦波音速が前記音響レンズ内よりも遅い前記中間媒質内に更に発散させ、
前記中間媒質内から前記超音波を、前記超音波の縦波音速が前記中間媒質内よりも早い前記検査対象に伝播させて、前記超音波を前記検査対象内で集束させることを特徴とする超音波探傷方法。
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