JP3143163U - マグネット付き超音波探触子 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波を用いた被検体に対する各種検査を高い精度で能率的に実施する。
【解決手段】本考案のマグネット付き超音波探触子１０においては、一端に検査対象２１が当接する開口１１ａが形成されたケース１１内に、このケースに形成された信号端子１２を介して入力された駆動信号が印加されると開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子１３と、この超音波振動子の振動を短時間で収斂させるダンパー材１４と、開口の周辺部に開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネット１８とを収納している。
また、ケースの外周面にマグネット５２を収納した環状ケース５１を外挿固定する。
【選択図】図１

Description

本考案は、超音波を用いて、各種の材料や構造体に対する探傷（欠陥検出）、寸法測定、材質検査等の各種の非破壊検査に用いられる超音波探触子に係わり、特に、検査験作業性を改良したマグネット付き超音波探触子に関する。

一般に、超音波を用いて、各種の材料や構造体に対する探傷（欠陥検出）、寸法測定、材質検査等の各種の非破壊検査に用いられる超音波探触子は、周知のように、大きく分けて、図５（ａ）に示す垂直探触子１と、図５（ｂ）に示す斜角探触子２とに分類できる。

図５（ａ）に示す垂直探触子１においては、例えば下面３ａに開口が形成された円筒型のケース３内に、下面３ａに平行に超音波振動子が配設されており、この超音波振動子に信号端子４を介してパルス信号を印加すると、この超音波振動子が振動して、下面３ａから下方に垂直に伝搬する超音波パルスを発する。

この垂直探触子１の下面３ａを検査対象５の表面に当接させた状態で、図示しない超音波探傷器から、信号ケーブルを介して、信号端子４にパルス信号を送出すると、検査対象５に垂直に超音波パルスが入射する。

図５（ｂ）に示す斜角探触子２においては、例えば下面６ａに開口部が形成された箱型のケース６内に、下面６ａに傾斜して超音波振動子が配設されており、この超音波振動子に信号端子７を介してパルス信号を印加すると、この超音波振動子が振動して、下面６ａから斜め下方に伝搬する超音波パルスを発する。

この斜角探触子２の下面６ａを検査対象８の表面に当接させた状態で、図示しない超音波探傷器から、信号ケーブルを介して、信号端子７にパルス信号を送出すると、検査対象８に斜め方向に超音波パルスが入射する。

しかしながら、図５（ａ）、（ｂ）に示す垂直探触子１、斜角探触子２で代表される超音波探触子においてもまた改良すべき次のような課題があった。

すなわち、例えば、垂直探触子１、斜角探触子２を用いて、検査対象５、８の広い２次元範囲に亘って探傷を実施する場合は、作業員は、垂直探触子１、斜角探触子２を手で押さえた状態で、図中前後方向、左右方向へ移動させる必要がある。しかし、この各超音波探触子を手動で各検査地点に移動させて、該当検査地点で一定圧力で検査対象５、８に押し当てることは非常に困難であり、探傷精度が低下する。

特に、各種プラントにおける配管等の定期検査においては、狭い場所で、しかも天井近くに敷設された配管の探傷を実施する場合は、作業員は不安定な足場で、上向きの姿勢で各超音波探触子を検査対象５、８に一定圧力で押さえつける必要がある。したがって、探傷作業能率が低下し、かつ探傷精度がより一層低下する。

本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、検査対象に一定の吸着力で吸着し、超音波を用いた検査対象に対する検査精度を向上でき、検査作業能率を大幅に向上できるマグネット付き超音波探触子を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本考案のマグネット付き超音波探触子においては、一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の振動を短時間で収斂させるダンパー材と、開口の周辺部に開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットとを収納している。

また別の考案のマグネット付き超音波探触子においては、一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の発する超音波を検査対象へ傾斜して入射させるくさび材と、開口の周辺部に開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットとを収納している。

また別の考案のマグネット付き超音波探触子においては、一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の振動を短時間で収斂させるダンパー材とを収納するとともに、ケースの開口が形成された一端部分の外面に取付けられた環状ケース内に開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットを収納している。

また別の考案のマグネット付き超音波探触子においては、一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の発する超音波を検査対象へ傾斜して入射させるくさび材とを収納するとともに、ケースの開口が形成された一端部分の外面に取付けられた環状ケース内に開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットを収納している。

このように構成されたマグネット付き超音波探触子においては、この超音波探触子を用いて検査対象に対して各種の検査を実施するために、作業員がこの超音波探触子を検査対象に押当てると、この超音波探触子は、マグネットにより、検査対象に吸着するので、手を離しても脱落することはなく、一定の吸着力で吸着している。また、検査対象における２次元範囲を検査する場合は、検査対象に吸着状態の超音波探触子の位置を指で押すことによって、間単に次の検査位置へ移動させることが可能である。よって、検査精度を向上できると共に、検査作業能率を大幅に向上できる。

以下、本考案の各実施形態を図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
図１は本考案の第１実施形態のマグネット付き超音波探触子としての垂直探触子１０を示し、図１（ａ）は下面方向から見た斜視図、図１（ｂ）は断面図、図１（ｃ）は上面図を示す。

この垂直探触子１０においては、金属材料で円筒型に形成されたケース１１の一方面（下面）に開口１１ａが形成され、ケース１１の外周面１１ｂに信号端子１２が一体形成されている。ケース１１の他方面（上面１１ｃ）は平坦である。このケース１１内の開口１１ａ部には薄い円盤型の超音波振動子１３が収納されている。この超音波振動子１３の上面に円柱状のダンパー材１４が収納されている。

ケース１１の開口１１ａ部の内周面と、超音波振動子１３及びダンパー材１４の外周面との間には、円筒状のマグネット１８が組込まれている。信号端子１２の（＋）端子１６からの信号線１７が超音波振動子１３の上面に接続されている。また、超音波振動子１３の下面とケース１１の内面とはアース線１９で接続されている。さらに、ケース１１の開口１１ａ内において、超音波振動子１３の下面には保護膜２０が貼り付けられている。

このように構成された第１実施形態の垂直探触子１０においては、検査対象２１に当接するケース１１の下面の開口１１ａ部には、マグネット１８が組込まれているので、検査対象２１が鉄等の磁性体金属の場合、作業員が垂直探触子１０を検査対象２１に押し当てると、この垂直探触子１０は検査対象２１に一定の磁気的吸着力でもって吸着する。

このような構成の垂直探触子１０を用いて、検査対象２１の２次元領域に対する探傷を行う場合の作業員が行う作業を説明する。この垂直探触子１０の信号端子１２に信号ケーブルを介して図示しない超音波探傷器に接続する。そして、この垂直探触子１０を検査対象２１の検査開始点に押し当てる。すると、垂直探触子１０は、マグネット１８の吸引力によって検査対象２１の検査開始点に吸着する。

この状態で、超音波探傷器からパルス信号を信号端子１２を介して超音波振動子１３に印加すると、検査対象２１に垂直方向に超音波パルスが入射する。この超音波パルスが検査対象２１内を伝搬する過程で欠陥に当接すると、この欠陥で反射されて欠陥エコーとして垂直探触子１０の超音波振動子１３に入射され、電気信号に変換されて超音波探傷器へ入力され、欠陥の位置と規模が測定される。

一つの検査点における検査が終了すると、この検査対象２１に吸着状態の垂直探触子１０を指で押すことによって次の検査点へ移動させる。

このように、一定の吸引力を維持した状態で、簡単に測定点を移動可能であるので、検査精度を向上できると共に、検査の作業能率を大幅に向上できる。特に、前述した、狭い場所で、しかも天井近くに敷設された配管の探傷を実施する場合における、作業員の探傷作業負担を低減でき、探傷作業能率が向上し、かつ探傷精度がより一層向上する。

（第２実施形態）
図２は本考案の第２実施形態のマグネット付き超音波探触子としての斜角探触子３０を示し、図２（ａ）は下面方向から見た斜視図、図２（ｂ）は断面図、図２（ｃ）は上方から見た斜視図である。

この斜角探触子３０においては、金属材料で箱型に形成されたケース３１の下面に開口３１ａが形成され、ケース３１の傾斜面３１ｂ信号端子３２が一体形成されている。このケース３１内の開口３１ａ部にはくさび材３３が収納されている。このくさび材３３の上面に形成された傾斜面に薄い角盤型の超音波振動子３４が貼付けられている。信号端子３２の（＋）端子３５と、超音波振動子３４の上面とは信号線３６で接続されている。超音波振動子３４の下面とケース３１の内面とはアース線３７で接続されている。

ケース３１の開口３１ａ部の内面とくさび材３３の外面との間には、角筒状のマグネット３８が組込まれている。この開口３１ａに検査対象４０が当接される。

このような構成の斜角探触子３０において、超音波探傷器からパルス信号を信号端子３２を介して超音波振動子３４に印加すると、超音波振動子３４が振動して超音波パルスを発する。この超音波パルスはくさび材３３内を伝搬して、検査対象４０に傾斜して入射する。この超音波パルスが検査対象４０内を伝搬する過程で欠陥に当接すると、この欠陥で反射されて欠陥エコーとして斜角探触子３０の超音波振動子３４に入射され、電気信号に変換されて超音波探傷器へ入力され、欠陥の位置と規模が測定される。

このように構成された斜角探触子３０においても、ケース３１内の開口３１ａ部にマグネット３８が組込まれているので、作業員がこの斜角探触子３０を検査対象４０の検査点に押し当てると、マグネット３８の吸引力によって検査対象４０の検査点に一定の吸引力で吸着する。したがって、図１に示す第１実施形態の垂直探触子１０とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。

（第３実施形態）
図３は本考案の第３実施形態のマグネット付き超音波探触子としての垂直探触子５０を示し、図３（ａ）は下面方向から見た斜視図、図３（ｂ）は断面図、図３（ｃ）は上方から見た斜視図である。図１に示す第１実施形態の垂直探触子１０と同一部分には同一符号を付して、重複部分の説明を省略する。

この第３実施形態の垂直探触子５０においては、図５（ａ）で示した従来の垂直探触子１と同様に、ケース１１内の開口１１ａ部には薄い円盤型の超音波振動子１３が収納されている。この超音波振動子１３の上面に円柱状のダンパー材１４が収納されている。しかし、ケース１１の開口１１ａ部の内面とダンパー材１４の外面との間には、マグネットが組込まれていない。

この垂直探触子５０においては、ケース１１の外周面１１ｂにおける開口１１ａが形成された部分に、この外周面１１ｂを覆う環状ケース５１が外挿固定されている。そして、この環状ケース５１の下面は開放さている。この環状ケース５１内に環状形状のマグネット５２が収納されている。さらに、ケース１１の開口１１ａ内において、超音波振動子１３の下面には保護膜２０が貼り付けられている。

このように構成された第３実施形態の垂直探触子５０においても、ケース１１の外周面１１ｂに外挿固定された環状ケース５１内にマグネット５２が組込まれているので、作業員がこの垂直探触子５０を検査対象２１の検査点に押し当てると、マグネット５２の吸引力によって検査対象２１の検査点に一定の吸引力で吸着する。したがって、図１に示す第１実施形態の垂直探触子１０とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。

さらに、この第３実施形態の垂直探触子５０においては、従来の垂直探触子１の外周面に、マグネット５２が組込まれた環状ケース５１を外挿固定することにより製造できるので、製造費を大幅に節減できる。

（第４実施形態）
図４は本考案の第４実施形態のマグネット付き超音波探触子としての斜角探触子６０を示し、図４（ａ）は下面方向から見た斜視図、図４（ｂ）は断面図、図４（ｃ）は上方から見た斜視図、図４（ｄ）は環状ケースの斜視図である。図２に示す第２実施形態の斜角探触子３０と同一部分には同一符号を付して、重複部分の説明を省略する。

この第４実施形態の斜角探触子６０においては、図５（ｂ）で示した従来の斜角探触子２と同様に、ケース３１内の開口３１ａ部にはくさび材３３が収納されており、このくさび材３３の傾斜面に超音波振動子３４が貼付けられている。しかし、ケース３１の開口３１ａ部の内面とくさび材３３の外面との間には、マグネットが組込まれていない。

この斜角探触子６０においては、ケース３１の各外面３１ｂにおける開口３１ａが形成された部分に、この４つの各外面３１ｂを覆う環状ケース６１が外挿固定されている。この環状ケース６１は、図４（ｄ）に示すように、矩形断面形状を有し、この環状ケース６１内の一部にマグネット６２が収納されている。そして、この環状ケース６１の上面は蓋され、下面は開放されている。

このように構成された第４実施形態の斜角探触子６０においても、ケース３１の各外面３１ｂに外挿固定された環状ケース６１内にマグネット６２が組込まれているので、作業員がこの斜角探触子６０を検査対象４０の検査点に押し当てると、マグネット６２の吸引力によって検査対象４０の検査点に一定の吸引力で吸着する。したがって、図１、図２に示す第１、第２実施形態の垂直探触子１０、斜角探触子３０とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。

さらに、この第４実施形態の斜角探触子６０においては、従来の斜角探触子２の外周面に、マグネット６２が組込まれた環状ケース６１を外挿固定することにより製造できるので、製造費を大幅に節減できる。

本考案の第１実施形態のマグネット付き超音波探触子としての垂直探触子を示す図 本考案の第２実施形態のマグネット付き超音波探触子としての斜角探触子を示す図 本考案の第３実施形態のマグネット付き超音波探触子としての垂直探触子を示す図 本考案の第４実施形態のマグネット付き超音波探触子としての斜角探触子を示す図 従来の超音波探触子を示す図

符号の説明

１，１０，５０…垂直探触子、２，３０，６０…斜角探触子、１１，３１…ケース、４，１２，３２…信号端子、１３，３４…超音波振動子、５，８，２１，４０…検査対象、１４…ダンパー材、１８，３８，５２，６２…マグネット、２０…保護膜、３３…くさび材、５１，６１…環状ケース

Claims (4)

1. 一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると前記開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の振動を短時間で収斂させるダンパー材と、前記開口の周辺部に前記開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットとを収納したこと特徴とするマグネット付き超音波探触子。
2. 一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると前記開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の発する超音波を前記検査対象へ傾斜して入射させるくさび材と、前記開口の周辺部に前記開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットとを収納したこと特徴とするマグネット付き超音波探触子。
3. 一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると前記開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の振動を短時間で収斂させるダンパー材とを収納するとともに、前記ケースの前記開口が形成された一端部分の外面に取付けられた環状ケース内に前記開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットを収納したことを特徴とするマグネット付き超音波探触子。
4. 一端に検査対象が当接する開口が形成されたケース内に、このケースに形成された信号端子を介して入力された駆動信号が印加されると前記開口から検査対象へ入射する超音波を発する超音波振動子と、この超音波振動子の発する超音波を前記検査対象へ傾斜して入射させるくさび材とを収納するとともに、前記ケースの前記開口が形成された一端部分の外面に取付けられた環状ケース内に前記開口に当接された検査対象に磁力で吸着するマグネットを収納したことを特徴とするマグネット付き超音波探触子。

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