JP3249435B2 - 電磁超音波探触子 - Google Patents
電磁超音波探触子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種プラント等の
容器や配管の非破壊検査に用いられる電磁超音波探触子
に関する。
容器や配管の非破壊検査に用いられる電磁超音波探触子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラントの導電性の容器や配管等の被検
体表面に渦電流を誘起させ、被検体中に超音波を発生さ
せることにより被検体中の欠陥等を非破壊で検査する電
磁超音波探触子（ＥＭＡＴ）が広く用いられている。
体表面に渦電流を誘起させ、被検体中に超音波を発生さ
せることにより被検体中の欠陥等を非破壊で検査する電
磁超音波探触子（ＥＭＡＴ）が広く用いられている。
【０００３】図４を用いて本発明の対象とする電磁超音
波探触子の原理を説明する。図４に示すように、永久磁
石もしくは電磁石よりなる磁石１より発生する磁束Ｂ
と、導電性の被検体２の表面に生じた渦電流Ｊとの相互
作用により生じるローレンツ力Ｆを振動源として被検体
２中に超音波Ｓを発生させる。また、超音波の受信につ
いては、この逆の過程で超音波を電気信号に変換するよ
うになされている。
波探触子の原理を説明する。図４に示すように、永久磁
石もしくは電磁石よりなる磁石１より発生する磁束Ｂ
と、導電性の被検体２の表面に生じた渦電流Ｊとの相互
作用により生じるローレンツ力Ｆを振動源として被検体
２中に超音波Ｓを発生させる。また、超音波の受信につ
いては、この逆の過程で超音波を電気信号に変換するよ
うになされている。
【０００４】この電磁超音波探触子において、導電性被
検体２の表面に渦電流Ｊを生じさせる手段としては、磁
石１と被検体２の間に被検体２の表面に近接しておかれ
たコイル３にパルス状の高周波電流Ｉを流し、渦電流Ｊ
を誘導する方法がよく知られている。また、磁石１の磁
極の周期やコイル３の構成方法を変えることで、ＳＨ波
と呼ばれる振動モードの超音波を発生させることができ
る。
検体２の表面に渦電流Ｊを生じさせる手段としては、磁
石１と被検体２の間に被検体２の表面に近接しておかれ
たコイル３にパルス状の高周波電流Ｉを流し、渦電流Ｊ
を誘導する方法がよく知られている。また、磁石１の磁
極の周期やコイル３の構成方法を変えることで、ＳＨ波
と呼ばれる振動モードの超音波を発生させることができ
る。
【０００５】図５に電磁超音波探触子から発生する超音
波の振動モードを示す。被検体２表面に載置された電磁
超音波探触子４より超音波を入射した場合、ＳＨ波の振
動モードの超音波は、超音波の進行方向に対して直角方
向かつ被検面に平行な方向に振動する横波である。一
方、超音波の進行方向に対して直角方向かつ被検面に垂
直な方向に振動する横波をＳＶ波と呼び、超音波の進行
方向と平行な方向に振動する波を縦波（疎密波）と呼ぶ
（図示せず）。
波の振動モードを示す。被検体２表面に載置された電磁
超音波探触子４より超音波を入射した場合、ＳＨ波の振
動モードの超音波は、超音波の進行方向に対して直角方
向かつ被検面に平行な方向に振動する横波である。一
方、超音波の進行方向に対して直角方向かつ被検面に垂
直な方向に振動する横波をＳＶ波と呼び、超音波の進行
方向と平行な方向に振動する波を縦波（疎密波）と呼ぶ
（図示せず）。
【０００６】また、超音波の入射角度に対する被検体２
のコーナ部での反射特性を図６に示す。図６（ａ）はＳ
Ｈ波の振動モードの超音波、図６（ｂ）はＳＶ波の振動
モードの超音波、図６（ｃ）は縦波の超音波についての
反射特性をそれぞれ示す。図６（ｂ），（ｃ）に示すよ
うにＳＶ波及び縦波の超音波は、被検体のコーナ部分で
の反射において、超音波の入射角度に対して反射特性が
異なることが知られている。これに対して図６（ａ）に
示すようにＳＨ波の超音波は、超音波の入射角度に対し
て反射する超音波の信号レベルに角度依存性がないこと
が知られている。
のコーナ部での反射特性を図６に示す。図６（ａ）はＳ
Ｈ波の振動モードの超音波、図６（ｂ）はＳＶ波の振動
モードの超音波、図６（ｃ）は縦波の超音波についての
反射特性をそれぞれ示す。図６（ｂ），（ｃ）に示すよ
うにＳＶ波及び縦波の超音波は、被検体のコーナ部分で
の反射において、超音波の入射角度に対して反射特性が
異なることが知られている。これに対して図６（ａ）に
示すようにＳＨ波の超音波は、超音波の入射角度に対し
て反射する超音波の信号レベルに角度依存性がないこと
が知られている。
【０００７】次に、従来の電磁超音波探触子の配置及び
探傷動作について図７を用いて説明する。図７に示すよ
うに、ターゲットとする位置に対して被検体２上面から
見てセンサの屈折角から求められる距離に、送信センサ
５と受信センサ６を逆Ｖの字に配置する。また、送信セ
ンサ５及び受信センサ６の中心線をターゲット位置に対
し角度αで配置する。ターゲット位置から送信センサ５
及び受信センサ６それぞれの中心位置までの水平距離Ｌ
は、超音波の被検体２表面に対する入射角度をθ、被検
体２の板厚をｔとすると、次式で求められる。
探傷動作について図７を用いて説明する。図７に示すよ
うに、ターゲットとする位置に対して被検体２上面から
見てセンサの屈折角から求められる距離に、送信センサ
５と受信センサ６を逆Ｖの字に配置する。また、送信セ
ンサ５及び受信センサ６の中心線をターゲット位置に対
し角度αで配置する。ターゲット位置から送信センサ５
及び受信センサ６それぞれの中心位置までの水平距離Ｌ
は、超音波の被検体２表面に対する入射角度をθ、被検
体２の板厚をｔとすると、次式で求められる。
【０００８】 （水平距離Ｌ）＝ｔ×ｔａｎθ （１） ターゲットに欠陥が存在する場合、送信センサ５から入
射した超音波は欠陥で反射し、送信センサ５に対してタ
ーゲットを挟んで対称な位置に配置された受信センサ６
で検出される。そして、この検出された信号に基づいて
欠陥の有無が検査される。
射した超音波は欠陥で反射し、送信センサ５に対してタ
ーゲットを挟んで対称な位置に配置された受信センサ６
で検出される。そして、この検出された信号に基づいて
欠陥の有無が検査される。
【０００９】次に、ＳＨ波による超音波探傷における送
受信センサ間角度αと受信信号レベルとの関係を図８に
示す。ＳＨ波を用いた電磁超音波探触子では、ＳＶ波を
用いた電磁超音波探触子では見られない特性として、送
受信センサ間角度αに対して受信信号レベルが変化す
る。すなわち、送受信センサ間角度αが大きくなると電
磁超音波探触子の受信信号レベルは急激に減少するた
め、従来の電磁超音波探触子はα≦３０ｄｅｇで用いら
れるように設計されており、α＞３０ｄｅｇの範囲で
は、受信信号レベルの点から用いなかった。
受信センサ間角度αと受信信号レベルとの関係を図８に
示す。ＳＨ波を用いた電磁超音波探触子では、ＳＶ波を
用いた電磁超音波探触子では見られない特性として、送
受信センサ間角度αに対して受信信号レベルが変化す
る。すなわち、送受信センサ間角度αが大きくなると電
磁超音波探触子の受信信号レベルは急激に減少するた
め、従来の電磁超音波探触子はα≦３０ｄｅｇで用いら
れるように設計されており、α＞３０ｄｅｇの範囲で
は、受信信号レベルの点から用いなかった。
【００１０】ここで、αは小さいほど受信信号レベルは
高くなっている。従って、これまでの電磁超音波探触子
は、送信センサ５や受信センサ６の寸法形状上、干渉が
生じない範囲でかつ可能な限り小さな送受信センサ間角
度αのセンサ配置とした電磁超音波探触子を用いてい
る。
高くなっている。従って、これまでの電磁超音波探触子
は、送信センサ５や受信センサ６の寸法形状上、干渉が
生じない範囲でかつ可能な限り小さな送受信センサ間角
度αのセンサ配置とした電磁超音波探触子を用いてい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電磁超音波
探触子では受信信号レベルを高くとるため、送受信セン
サ間角度αを３０ｄｅｇ以下で配置している。しかしな
がら、被検体２の板厚ｔが薄くなった場合に送受信セン
サ間角度αを３０ｄｅｇ以下とするには、センサを小型
化する他に、図９に示すように、被検体２中で底面と表
面の間を何回か反射させてターゲットに達するようにし
なければならない。なお、何回か反射させてターゲット
に当てる場合における水平距離Ｌは、式（１）に替わり
式（２）で定められる。
探触子では受信信号レベルを高くとるため、送受信セン
サ間角度αを３０ｄｅｇ以下で配置している。しかしな
がら、被検体２の板厚ｔが薄くなった場合に送受信セン
サ間角度αを３０ｄｅｇ以下とするには、センサを小型
化する他に、図９に示すように、被検体２中で底面と表
面の間を何回か反射させてターゲットに達するようにし
なければならない。なお、何回か反射させてターゲット
に当てる場合における水平距離Ｌは、式（１）に替わり
式（２）で定められる。
【００１２】 （水平距離Ｌ）＝ｔ×ｔａｎθ×反射回数Ｎ （２） 反射回数Ｎ：底面及び表面での超音波の反射回数 このように、被検体２中を底面と表面の間で何回も反射
させると、直接ターゲット位置に超音波を入射する場合
に比べ、反射による減衰や超音波伝播距離が長くなるこ
と等により、電磁超音波探触子４の受信信号レベルは低
くなり、十分な探傷検査ができなくなる不具合があっ
た。
させると、直接ターゲット位置に超音波を入射する場合
に比べ、反射による減衰や超音波伝播距離が長くなるこ
と等により、電磁超音波探触子４の受信信号レベルは低
くなり、十分な探傷検査ができなくなる不具合があっ
た。
【００１３】また、超音波伝播距離が長くなることは即
ちターゲット位置から各センサ５，６の中心までの水平
距離Ｌが長くなることを意味する。水平距離Ｌが長くな
ると、狭隘な箇所においては送受信センサ５，６をター
ゲット位置に対して十分な距離がとれず、探傷作業が困
難となる。
ちターゲット位置から各センサ５，６の中心までの水平
距離Ｌが長くなることを意味する。水平距離Ｌが長くな
ると、狭隘な箇所においては送受信センサ５，６をター
ゲット位置に対して十分な距離がとれず、探傷作業が困
難となる。
【００１４】さらに、送受信センサ５，６の寸法形状
は、被検体２の板厚ｔが薄くなればなるほど相対的に大
きくなるため、被検体２内での反射回数を多くとる必要
があり、ターゲットからより離れることになり、超音波
の入射角度θが少しでもずれるとターゲットに超音波が
あたらなくなる不具合があった。
は、被検体２の板厚ｔが薄くなればなるほど相対的に大
きくなるため、被検体２内での反射回数を多くとる必要
があり、ターゲットからより離れることになり、超音波
の入射角度θが少しでもずれるとターゲットに超音波が
あたらなくなる不具合があった。
【００１５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、ターゲットまでの
距離を短くすることで受信信号のレベルの向上を図り、
検査時における方向ずれの影響を少なくする電磁超音波
探触子を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、ターゲットまでの
距離を短くすることで受信信号のレベルの向上を図り、
検査時における方向ずれの影響を少なくする電磁超音波
探触子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の電磁超音波探触
子は、被検体上面から見てターゲットとする位置に対し
て送信センサ及び受信センサを逆Ｖの字に配置し、該送
信センサから横波せん断波を発生させる電磁超音波探触
子において、前記送信センサ及び受信センサの中心線の
交差角度を８０〜１２０ｄｅｇの範囲で変化させる角度
可変手段を具備してなることを特徴とする。
子は、被検体上面から見てターゲットとする位置に対し
て送信センサ及び受信センサを逆Ｖの字に配置し、該送
信センサから横波せん断波を発生させる電磁超音波探触
子において、前記送信センサ及び受信センサの中心線の
交差角度を８０〜１２０ｄｅｇの範囲で変化させる角度
可変手段を具備してなることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に
係る電磁超音波探触子の全体構成を示す上面図である。
図１において、角度可変治具１１は大きく分けて回転部
と２本の腕部から構成される。２本の腕部にはそれぞれ
送信センサ５及び受信センサ６が取り付けられ、回転部
の回転に従って送信センサ５及び受信センサ６が一定の
半径を有する円弧上を可動する。このように、角度可変
治具１１により送受信センサ５，６間の角度を変更する
ことができる。
の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に
係る電磁超音波探触子の全体構成を示す上面図である。
図１において、角度可変治具１１は大きく分けて回転部
と２本の腕部から構成される。２本の腕部にはそれぞれ
送信センサ５及び受信センサ６が取り付けられ、回転部
の回転に従って送信センサ５及び受信センサ６が一定の
半径を有する円弧上を可動する。このように、角度可変
治具１１により送受信センサ５，６間の角度を変更する
ことができる。
【００１８】次に、角度可変動作における信号の流れに
ついて説明する。電磁超音波探傷装置１２で生成された
送信信号が送信センサ５に伝えられる。送信センサ５は
入力された送信信号に基づいて図示しない被検体中に超
音波を伝播させる。被検体中の欠陥で反射した超音波は
受信センサ６で受信され、電気信号に変換されて受信信
号として電磁超音波探傷装置１２に出力される。
ついて説明する。電磁超音波探傷装置１２で生成された
送信信号が送信センサ５に伝えられる。送信センサ５は
入力された送信信号に基づいて図示しない被検体中に超
音波を伝播させる。被検体中の欠陥で反射した超音波は
受信センサ６で受信され、電気信号に変換されて受信信
号として電磁超音波探傷装置１２に出力される。
【００１９】電磁超音波探傷装置１２は受信信号を受信
信号レベル評価装置１３に出力する。受信信号レベル評
価装置１３は受信信号に基づいて受信信号レベルを算出
する。そして、得られた受信信号レベルと送受信センサ
間角度を変化させる前のレベルとを比較し、その大小に
よって送受信センサ間角度を大きく、あるいは小さくす
る角度変更信号を角度可変制御装置１４に出力する。
信号レベル評価装置１３に出力する。受信信号レベル評
価装置１３は受信信号に基づいて受信信号レベルを算出
する。そして、得られた受信信号レベルと送受信センサ
間角度を変化させる前のレベルとを比較し、その大小に
よって送受信センサ間角度を大きく、あるいは小さくす
る角度変更信号を角度可変制御装置１４に出力する。
【００２０】角度可変制御装置１４は、入力された角度
変更信号に基づいて角度可変治具１１を駆動させる駆動
信号を角度可変治具１１に出力する。角度可変治具１１
は駆動信号に基づいて送受信センサ間角度αを大きくあ
るいは小さくする方向に腕部を回転させ、送受信センサ
間角度αを変化させる。電磁超音波探傷装置１２はこの
変化後の送受信センサ間角度αにおいて、送信センサ５
に新たに送信信号を出力して上記と同様超音波を発生さ
せ、得られた受信信号から角度αの変化前の受信信号レ
ベルと比較する。これら動作を繰り返すことにより、最
大の受信信号レベルとなる送受信センサ間角度αを求め
ることができる。
変更信号に基づいて角度可変治具１１を駆動させる駆動
信号を角度可変治具１１に出力する。角度可変治具１１
は駆動信号に基づいて送受信センサ間角度αを大きくあ
るいは小さくする方向に腕部を回転させ、送受信センサ
間角度αを変化させる。電磁超音波探傷装置１２はこの
変化後の送受信センサ間角度αにおいて、送信センサ５
に新たに送信信号を出力して上記と同様超音波を発生さ
せ、得られた受信信号から角度αの変化前の受信信号レ
ベルと比較する。これら動作を繰り返すことにより、最
大の受信信号レベルとなる送受信センサ間角度αを求め
ることができる。
【００２１】次に、本電磁超音波探触子の送信センサ５
及び受信センサ６の配置を図２を用いて説明する。図２
（ａ）は送信センサ５及び受信センサ６を被検体２側面
から見た図、図２（ｂ）は被検体２の上面から見た図、
図２（ｃ）は図２（ｂ）をＡ−Ａ’方向から見た側面図
である。図２（ｂ）に示すように、送信センサ５及び受
信センサ６はそれぞれターゲット位置に対して一定の距
離Ｌに配置される。これら送受信センサ５，６を、ター
ゲット位置に対して被検体２上面から見て逆Ｖの字に個
々のセンサ５，６の中心軸がαで交差するように配置す
る。また、図２（ｃ）に示すように、送信センサ５から
発生する超音波は、板厚ｔの被検体２の表面に垂直な方
向に対して角度θで入射する。従って、送受信センサ
５，６はＬ＝ｔ×ｔａｎθの関係が成り立つように配置
される。
及び受信センサ６の配置を図２を用いて説明する。図２
（ａ）は送信センサ５及び受信センサ６を被検体２側面
から見た図、図２（ｂ）は被検体２の上面から見た図、
図２（ｃ）は図２（ｂ）をＡ−Ａ’方向から見た側面図
である。図２（ｂ）に示すように、送信センサ５及び受
信センサ６はそれぞれターゲット位置に対して一定の距
離Ｌに配置される。これら送受信センサ５，６を、ター
ゲット位置に対して被検体２上面から見て逆Ｖの字に個
々のセンサ５，６の中心軸がαで交差するように配置す
る。また、図２（ｃ）に示すように、送信センサ５から
発生する超音波は、板厚ｔの被検体２の表面に垂直な方
向に対して角度θで入射する。従って、送受信センサ
５，６はＬ＝ｔ×ｔａｎθの関係が成り立つように配置
される。
【００２２】上記実施形態に係る電磁超音波探触子の動
作を説明する。まず、実際に被検体２の探傷を行う前
に、予め被検体２と同じ形状の模擬試験片を用いて送受
信センサ間の最適角度を定める。送信センサ５と受信セ
ンサ６の中心線の交差角度、即ち、送受信センサ間角度
αを８０〜１２０ｄｅｇの範囲で例えば８０ｄｅｇから
始めて＋方向に一定ピッチ毎変化させ、同時に電磁超音
波探傷装置１０によって送信センサ２に送信信号を出力
する。送信センサ５は超音波を被検体２に入射させ、そ
の反射信号を受信センサ６で検出して受信信号として得
る。
作を説明する。まず、実際に被検体２の探傷を行う前
に、予め被検体２と同じ形状の模擬試験片を用いて送受
信センサ間の最適角度を定める。送信センサ５と受信セ
ンサ６の中心線の交差角度、即ち、送受信センサ間角度
αを８０〜１２０ｄｅｇの範囲で例えば８０ｄｅｇから
始めて＋方向に一定ピッチ毎変化させ、同時に電磁超音
波探傷装置１０によって送信センサ２に送信信号を出力
する。送信センサ５は超音波を被検体２に入射させ、そ
の反射信号を受信センサ６で検出して受信信号として得
る。
【００２３】得られた受信信号に基づいて、受信信号レ
ベル評価装置１３にて受信信号レベルを求めるととも
に、変化前の送受信センサ間角度αでの受信信号レベル
と比較し、その大小によって送受信センサ間角度αを大
きく、あるいは小さくする角度変更信号を角度可変制御
装置１４に出力する。
ベル評価装置１３にて受信信号レベルを求めるととも
に、変化前の送受信センサ間角度αでの受信信号レベル
と比較し、その大小によって送受信センサ間角度αを大
きく、あるいは小さくする角度変更信号を角度可変制御
装置１４に出力する。
【００２４】変化前の受信信号レベルより変化語の受信
信号レベルが高くなれば＋方向に、低くなれば−方向に
角度を変化させる。角度変更信号が１回毎に＋／−方向
に交互に切り替わるようになった場合、その送受信セン
サ間角度αが受信信号レベルのピークとなる角度、すな
わち最適角度となる。
信号レベルが高くなれば＋方向に、低くなれば−方向に
角度を変化させる。角度変更信号が１回毎に＋／−方向
に交互に切り替わるようになった場合、その送受信セン
サ間角度αが受信信号レベルのピークとなる角度、すな
わち最適角度となる。
【００２５】上記求められた受信信号レベルが最大とな
る送受信センサ間角度αにより、実際に被検体２の探傷
を行う。図４に示すように、送信センサ５に組み込まれ
た永久磁石もしくは電磁石よりなる磁石１から被検体２
表面に対して垂直に磁束Ｂを生じさせる。また、コイル
３に高周波電流Ｉを流し、渦電流Ｊを被検体２表面に生
じさせる。これら渦電流Ｊ及び磁束Ｂにより被検体６中
にその表面に対して平行な方向にローレンツ力Ｆが生じ
る。このローレンツ力Ｆにより被検体６中にＳＨ波と呼
ばれる振動モードの超音波が発生する。
る送受信センサ間角度αにより、実際に被検体２の探傷
を行う。図４に示すように、送信センサ５に組み込まれ
た永久磁石もしくは電磁石よりなる磁石１から被検体２
表面に対して垂直に磁束Ｂを生じさせる。また、コイル
３に高周波電流Ｉを流し、渦電流Ｊを被検体２表面に生
じさせる。これら渦電流Ｊ及び磁束Ｂにより被検体６中
にその表面に対して平行な方向にローレンツ力Ｆが生じ
る。このローレンツ力Ｆにより被検体６中にＳＨ波と呼
ばれる振動モードの超音波が発生する。
【００２６】発生した超音波は図２（ｃ）に示すように
被検体２表面の垂直方向に対して角度θの方向に伝播
し、ターゲットに到達する。ターゲットに欠陥がある場
合、欠陥で超音波が反射して受信センサ６で受信され
る。受信センサ６は受信した超音波を電気信号に変換
し、受信信号として電磁超音波探傷装置１２に出力す
る。電磁超音波探触装置１２は、入力された受信信号に
基づいて傷の有無を検出することができる。
被検体２表面の垂直方向に対して角度θの方向に伝播
し、ターゲットに到達する。ターゲットに欠陥がある場
合、欠陥で超音波が反射して受信センサ６で受信され
る。受信センサ６は受信した超音波を電気信号に変換
し、受信信号として電磁超音波探傷装置１２に出力す
る。電磁超音波探触装置１２は、入力された受信信号に
基づいて傷の有無を検出することができる。
【００２７】次に、被検体２を測定した場合におけるＳ
Ｈ波の受信信号レベルと送受信センサ間角度αとの関係
を図３に示す。横軸は送受信センサ間角度α、縦軸は受
信信号レベルを示す。測定に際しては、被検体２の板厚
ｔ＝２０ｍｍ、超音波の入射角度θ＝６０ｄｅｇとし
た。また、従来の電磁超音波探触子との比較のために１
０ｄｅｇ≦α≦１２０ｄｅｇの範囲で測定するため、そ
の角度αに応じて図９に示すように被検体２内で必要な
回数反射させて配置して行った。
Ｈ波の受信信号レベルと送受信センサ間角度αとの関係
を図３に示す。横軸は送受信センサ間角度α、縦軸は受
信信号レベルを示す。測定に際しては、被検体２の板厚
ｔ＝２０ｍｍ、超音波の入射角度θ＝６０ｄｅｇとし
た。また、従来の電磁超音波探触子との比較のために１
０ｄｅｇ≦α≦１２０ｄｅｇの範囲で測定するため、そ
の角度αに応じて図９に示すように被検体２内で必要な
回数反射させて配置して行った。
【００２８】送受信センサ間角度αが６０ｄｅｇ以下に
おいては、被検体２内での反射回数が多くなるため反射
による超音波の減衰が大きい。また、超音波の伝播距離
が長くなり、受信信号レベルが低くなる。これに対し
て、８０ｄｅｇ≦α≦１２０ｄｅｇにおいては、被検体
２内での反射回数も少なく、また図８に示す第２のピー
ク範囲に重なるため、受信信号レベルが高く、充分に測
定可能な範囲である。また、およそα＝１００ｄｅｇに
おいて受信信号レベルがピークとなっている。
おいては、被検体２内での反射回数が多くなるため反射
による超音波の減衰が大きい。また、超音波の伝播距離
が長くなり、受信信号レベルが低くなる。これに対し
て、８０ｄｅｇ≦α≦１２０ｄｅｇにおいては、被検体
２内での反射回数も少なく、また図８に示す第２のピー
ク範囲に重なるため、受信信号レベルが高く、充分に測
定可能な範囲である。また、およそα＝１００ｄｅｇに
おいて受信信号レベルがピークとなっている。
【００２９】この測定結果より、従来の送受信センサ間
角度であるα≦３０ｄｅｇの範囲でかつ被検体内での数
多くの回数反射させていた電磁超音波探触子に比較し
て、本実施形態の電磁超音波探触子では８０ｄｅｇ≦α
の範囲においては、２倍以上の受信信号レベルが実現さ
れている。
角度であるα≦３０ｄｅｇの範囲でかつ被検体内での数
多くの回数反射させていた電磁超音波探触子に比較し
て、本実施形態の電磁超音波探触子では８０ｄｅｇ≦α
の範囲においては、２倍以上の受信信号レベルが実現さ
れている。
【００３０】このように、受信信号レベル評価装置１３
において送受信センサ間角度α及び受信信号レベルに基
づいて角度可変治具１１を駆動し、送信センサ５及び受
信センサ６間の距離を変化させて最適な送受信センサ間
角度αを求めることができる。また、送受信センサ間角
度αを８０ｄｅｇ≦α≦１２０ｄｅｇの範囲で本電磁超
音波探触子を用いるため、同じ寸法の電磁超音波探触子
を用いた場合でもターゲットまでの距離を短くできる。
また、電磁超音波探触子の長さを含めターゲットまでの
長さを短くできるため、探触子の方向がずれることでタ
ーゲットに超音波があたらないといった不具合が生じに
くくなっている。
において送受信センサ間角度α及び受信信号レベルに基
づいて角度可変治具１１を駆動し、送信センサ５及び受
信センサ６間の距離を変化させて最適な送受信センサ間
角度αを求めることができる。また、送受信センサ間角
度αを８０ｄｅｇ≦α≦１２０ｄｅｇの範囲で本電磁超
音波探触子を用いるため、同じ寸法の電磁超音波探触子
を用いた場合でもターゲットまでの距離を短くできる。
また、電磁超音波探触子の長さを含めターゲットまでの
長さを短くできるため、探触子の方向がずれることでタ
ーゲットに超音波があたらないといった不具合が生じに
くくなっている。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電磁超音波
探触子によれば、送信センサ及び受信センサの中心線の
交差角度を８０〜１２０ｄｅｇの範囲で変化させる角度
可変手段を具備してなるため、 （１）電磁超音波探触子からターゲットまでの距離を短
くできる。従って、超音波の伝播距離が短く、減衰が少
なくなり受信信号のレベルが向上する。
探触子によれば、送信センサ及び受信センサの中心線の
交差角度を８０〜１２０ｄｅｇの範囲で変化させる角度
可変手段を具備してなるため、 （１）電磁超音波探触子からターゲットまでの距離を短
くできる。従って、超音波の伝播距離が短く、減衰が少
なくなり受信信号のレベルが向上する。
【００３２】（２）また、超音波の伝播距離が短くなる
ことでターゲットに超音波を当てる際の方向ずれの補正
が容易となる。 （３）さらに、被検体上面から見てターゲット位置から
送受信センサまでの距離を短くすることができるため、
狭隘な箇所における探傷作業にも適用可能となる。
ことでターゲットに超音波を当てる際の方向ずれの補正
が容易となる。 （３）さらに、被検体上面から見てターゲット位置から
送受信センサまでの距離を短くすることができるため、
狭隘な箇所における探傷作業にも適用可能となる。
【図１】本発明の一実施形態に係る電磁超音波探触子の
全体構成を示す図。
全体構成を示す図。
【図２】同実施形態における電磁超音波探触子の配置を
示す図。
示す図。
【図３】同実施形態における電磁超音波探触子の送受信
センサ間角度に対する信号レベルの関係を測定した結果
の一例を示す図。
センサ間角度に対する信号レベルの関係を測定した結果
の一例を示す図。
【図４】本発明の対象とする電磁超音波探触子の原理を
示す図。
示す図。
【図５】各種の超音波の振動モードを示す図。
【図６】各種の超音波の入射角度に対する被検体のコー
ナ部での反射特性の違いを示す図。
ナ部での反射特性の違いを示す図。
【図７】従来の電磁超音波探触子の配置を示す図。
【図８】被検体内で反射させずに超音波を伝播させた場
合の送受信センサ間角度αに対する受信信号レベルの関
係を示す図。
合の送受信センサ間角度αに対する受信信号レベルの関
係を示す図。
【図９】被検体内で反射させてターゲットに超音波を入
射させる場合における超音波の伝播を示す図。
射させる場合における超音波の伝播を示す図。
１ 磁石 ２ 被検体 ３ コイル ４ 電磁超音波探触子 ５ 送信センサ ６ 受信センサ １１ 角度可変治具 １２ 電磁超音波探傷装置 １３ 受信信号レベル評価装置 １４ 角度可変制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 被検体上面から見てターゲットとする位
置に対して送信センサ及び受信センサを逆Ｖの字に配置
し、該送信センサから横波せん断波を発生させる電磁超
音波探触子において、 前記送信センサ及び受信センサの中心線の交差角度を８
０〜１２０ｄｅｇの範囲で変化させる角度可変手段を具
備してなることを特徴とする電磁超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17175397A JP3249435B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電磁超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17175397A JP3249435B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電磁超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114608A JPH1114608A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3249435B2 true JP3249435B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=15929059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17175397A Expired - Fee Related JP3249435B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電磁超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3249435B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343682B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-02-05 | Koyo Seiko Co., Ltd. | One-way clutch |
| JP7380552B2 (ja) | 2018-05-07 | 2023-11-15 | 日本精工株式会社 | 逆入力遮断クラッチ及びアクチュエータ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60016939T2 (de) * | 1999-09-16 | 2005-12-15 | Wayne State University, Detroit | Miniaturisiertes berührungsloses schall-/infrarotgerät zur zerstörungsfreien untersuchung |
| JP2007205959A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Kawada Industries Inc | 超音波探傷装置用の探触子ユニット、及び、超音波探傷法によるき裂深さの推測方法 |
| CA2593893C (en) * | 2007-01-26 | 2016-11-08 | Roentgen Technische Dienst B.V. | Improved technique and phased array transducer for ultrasonic inspection of coarse grained, anisotropic welds |
| JP5963253B2 (ja) * | 2011-09-29 | 2016-08-03 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波センサ |
| KR102130329B1 (ko) * | 2018-12-24 | 2020-07-06 | 이홍관 | 피검체 결함 검출용 비파괴 다열 센서 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP17175397A patent/JP3249435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6343682B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-02-05 | Koyo Seiko Co., Ltd. | One-way clutch |
| JP7380552B2 (ja) | 2018-05-07 | 2023-11-15 | 日本精工株式会社 | 逆入力遮断クラッチ及びアクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1114608A (ja) | 1999-01-22 |
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|---|---|---|---|
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