JP2017534066A5 - - Google Patents

Description

磁石に対する磁束ガイドの寸法は、小型の変換器で強い磁界を提供するために重要である。試験面は、その試験面を通って通過する磁力線の平均方向に対して垂直な平面において試験面の射影を完全に含む円の最小半径がＲ_ａであるような寸法を有する。磁石は、その平面において磁石の射影を完全に含む円の最小半径がＲ_ｂであり、かつ、Ｒ_ａ／Ｒ_ｂが０．２から０．８の範囲、またはいくつかの実施形態では０．４５から０．５５の範囲であるような寸法を有する。

別の態様から、本開示は、試験対象内に超音波振動を励起する電磁音響変換器を提供し、当該電磁音響変換器は、
磁界を発生するように構成された少なくとも１つの磁石と、
当該試験対象に対向して配置するための試験面を有する磁束ガイドであって、当該少なくとも１つの磁石からの当該磁界を受けるように、かつ当該磁束ガイド内の磁力線間の反発作用が当該磁界の少なくとも一部を当該試験面に向けて方向付けるように当該磁界を方向付けるように成形された当該磁気ガイドと、を備え、
当該試験面は、当該試験面を通って通過する磁力線の平均方向に対して垂直な平面において当該試験面の射影を完全に含む円の最小半径がＲａであるような寸法を有し、
当該少なくとも１つの磁石は、当該平面において当該少なくとも１つの磁石の射影を完全に含む円の最小半径がＲｂであるような寸法を有し、
Ｒａ／Ｒｂが、０．２〜０．８の範囲である。

図３は、図２の変換器４の部分的な切欠図である。図３に見られるように、磁束ガイド８は、（コイル１２および容量シールド１４などの、介在する構造が存在し得る場合であっても）試験対象２に対向する試験面１１を構成する正方形の多角形面を有する直角プリズムを有する。いくつかの実施形態では、試験面１１は、試験対象上の磁束ガイド断面の射影であってもよい。永久磁石１０は、この例示の実施形態における磁界が永久磁石１０から試験面１１に対する法線に対して実質的に垂直な法線を有する面を通って磁束ガイド８の中を通過するように、磁束ガイド８の側面に当接する磁石面を有する。磁力線の多くは、磁束ガイド８を離れて試験面１１を通り、その後、試験対象２に進入する。

磁束ガイド８は、（示されるように）試験面を通って通過する磁力線の平均方向に対して垂直な平面において試験面１１の射影を完全に含む円の最小半径がＲ_ａであるような寸法を有する。Ｒ_ａは、２．５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であり、またはいくつかの実施形態では、５ｍｍ〜１０ｍｍである。磁石１０は、磁石１０の射影を完全に含む円の最小半径がＲ_ｂであるような寸法を有し、Ｒ_ａ／Ｒ_ｂは０．２〜０．８の範囲であり、またはいくつかの実施形態では、０．４５〜０．５５の範囲である。

図８Ａは、バタフライコイル１２の形状をした電気コイルを概略的に示す。このバタフライコイル１２は、反対方向、すなわち、上または下から見た場合に１つは時計回り、１つは反時計回りに巻かれた２つの渦巻コイルを有する。２つの渦巻コイルの縁が当接するバタフライコイル１２の中間部は、渦巻を構成するワイヤを通る電流が（試験面と試験対象との間に配置された活性部分を含む）中間部においてすべて同じ方向に流れるようになっている。中間部におけるワイヤ（導体）は、実質的に真直ぐで並行で、かつ同じ方向において電流を流す。このことにより、単一の偏波の波を生成できるので、発生され／受け取られる振動におけるモード純度を向上させる（これについては、さらに後述する）。これは、中間部によって強い渦電流を試験対象の中に誘導し、したがって、これが磁界と相互作用する場合には、超音波振動を発生するために利用され得る。図８Ａに示されるように、バタフライコイル１２は、試験対象２の表面上の変換器４の垂直な射影内に完全に含まれる。電気コイルの他の構成、例えば、パンケーキコイルも利用され得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、バタフライコイル１２は、変換器４の垂直な射影の外に延びてもよい。バタフライコイル１２はまた、中心領域でワイヤが交差するのを防止するように、１つのコイルの中心で開始し、他のコイルの中心で終了するように構成されてもよい。