JP3377395B2 - 焦点型電磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法 - Google Patents
焦点型電磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法Info
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- H02K3/26—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors
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- B06B2201/52—Electrodynamic transducer
- B06B2201/54—Electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性材料からな
る被検査物体の表面の傷の検出、荷重、熱等による被検
査物体内部の損傷、劣化を検出する焦点型電磁超音波ト
ランスデューサ及び該焦点型電磁超音波トランスデュー
サを用いた電磁超音波探傷方法に関するものである。
る被検査物体の表面の傷の検出、荷重、熱等による被検
査物体内部の損傷、劣化を検出する焦点型電磁超音波ト
ランスデューサ及び該焦点型電磁超音波トランスデュー
サを用いた電磁超音波探傷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の技術としては、特開平１−
１２７９５０号公報に開示されたフォーカシング電磁超
音波探触子がある。該フォーカシング電磁超音波探触子
は厚みが厚いものから薄いものへ順次一列に複数の磁石
を配列し、隣合う磁石はそれぞれ互いに異なる磁性をも
ち、且つ同異なる磁極を有する部分が面を形成するよう
に配置された磁石列、及び該磁石列の極性を有する面を
通り磁石をたばねるように電線が巻かれて形成されたコ
イルを備えた構成のものである。
１２７９５０号公報に開示されたフォーカシング電磁超
音波探触子がある。該フォーカシング電磁超音波探触子
は厚みが厚いものから薄いものへ順次一列に複数の磁石
を配列し、隣合う磁石はそれぞれ互いに異なる磁性をも
ち、且つ同異なる磁極を有する部分が面を形成するよう
に配置された磁石列、及び該磁石列の極性を有する面を
通り磁石をたばねるように電線が巻かれて形成されたコ
イルを備えた構成のものである。
【０００３】上記フォーカシング電磁超音波探触子は厚
みが厚いものから薄いものへ順に一列に磁石を配列し、
互いに隣り合う磁石はそれぞれ極性が異なるようにする
ことにより、超音波の深さ方向の波面が焦点を結ぶよう
になったため時間的分解能が向上し、被検査体内の損傷
の検出が容易になるというものである。
みが厚いものから薄いものへ順に一列に磁石を配列し、
互いに隣り合う磁石はそれぞれ極性が異なるようにする
ことにより、超音波の深さ方向の波面が焦点を結ぶよう
になったため時間的分解能が向上し、被検査体内の損傷
の検出が容易になるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のフォーカシ
ング電磁超音波探触子において、探傷能力に優れた高周
波数の超音波を発生させるために磁石（永久磁石）の厚
さを薄くする必要がある。しかし磁石の厚さを薄くする
と、リフトオフの影響を受け易くなり、磁場はすぐ隣の
磁石に入り込み有効な磁場を形成できなくなり、電磁超
音波探触子として働かなくなるという問題がある。ま
た、この電磁超音波探触子や特開平１−２４８０５２号
公報に記載の超音波探傷ではＳＨ波が発生する。ＳＨ波
の放射分布は広く、永久磁石の厚さを変化させて焦点を
絞っても、鋭い指向性は得られないという問題がある。
ング電磁超音波探触子において、探傷能力に優れた高周
波数の超音波を発生させるために磁石（永久磁石）の厚
さを薄くする必要がある。しかし磁石の厚さを薄くする
と、リフトオフの影響を受け易くなり、磁場はすぐ隣の
磁石に入り込み有効な磁場を形成できなくなり、電磁超
音波探触子として働かなくなるという問題がある。ま
た、この電磁超音波探触子や特開平１−２４８０５２号
公報に記載の超音波探傷ではＳＨ波が発生する。ＳＨ波
の放射分布は広く、永久磁石の厚さを変化させて焦点を
絞っても、鋭い指向性は得られないという問題がある。
【０００５】また、特開昭６３−３０５２４５号公報や
特開昭６４−１０１６８号公報にはコイルピッチを一定
にし、各コイルに流す電流の周波数を変えた斜角型電磁
超音波トランスデューサが記載されているが、この斜角
型電磁超音波トランスデューサでは、信号処理が複雑と
なり、材料内部での超音波の乱れが生じやすくなるとい
う問題がある。
特開昭６４−１０１６８号公報にはコイルピッチを一定
にし、各コイルに流す電流の周波数を変えた斜角型電磁
超音波トランスデューサが記載されているが、この斜角
型電磁超音波トランスデューサでは、信号処理が複雑と
なり、材料内部での超音波の乱れが生じやすくなるとい
う問題がある。
【０００６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、焦点を深さ方向に絞り込むことや、周波数を変化さ
せることにより焦点の位置を変化させることができ、探
傷や損傷評価の性能が向上し、安定した品質の焦点型電
磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法を提
供することを目的とする。
で、焦点を深さ方向に絞り込むことや、周波数を変化さ
せることにより焦点の位置を変化させることができ、探
傷や損傷評価の性能が向上し、安定した品質の焦点型電
磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、絶縁シートの両面に導電材料
からなる蛇行コイルを該絶縁シートを介して互いに対向
一致させ、且つ隣り合うコイルの間隔を一方から他方方
向に向かって順次変化させて形成し、該蛇行コイルを形
成した絶縁シートの上に単極の磁石を配置し、該蛇行コ
イルの一方を電磁超音波発生用とし、他方を検出用とし
たことを特徴とする焦点型電磁超音波トランスデューサ
にある。
請求項１に記載の発明は、絶縁シートの両面に導電材料
からなる蛇行コイルを該絶縁シートを介して互いに対向
一致させ、且つ隣り合うコイルの間隔を一方から他方方
向に向かって順次変化させて形成し、該蛇行コイルを形
成した絶縁シートの上に単極の磁石を配置し、該蛇行コ
イルの一方を電磁超音波発生用とし、他方を検出用とし
たことを特徴とする焦点型電磁超音波トランスデューサ
にある。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の焦点型電磁超音波トランスデューサにおいて、
絶縁シートの両面に導電材料からなる蛇行コイルが、平
行状又は扇型状又は円形状に配置されていることを特徴
とする。
に記載の焦点型電磁超音波トランスデューサにおいて、
絶縁シートの両面に導電材料からなる蛇行コイルが、平
行状又は扇型状又は円形状に配置されていることを特徴
とする。
【０００９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の焦点型電磁超音波トランスデューサにお
いて、絶縁シートの両面に配置した蛇行コイルのそれぞ
れの一端部はスルーホールを介して他面に導通すると共
に外部のリード線に接続し、それぞれの他端部は共通ア
ース部に接続したことを特徴とする。
又は２に記載の焦点型電磁超音波トランスデューサにお
いて、絶縁シートの両面に配置した蛇行コイルのそれぞ
れの一端部はスルーホールを介して他面に導通すると共
に外部のリード線に接続し、それぞれの他端部は共通ア
ース部に接続したことを特徴とする。
【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至３のいずれか１つに記載の焦点型電磁超音波トラン
スデューサを用いる電磁超音波探傷方法であって、焦点
型電磁超音波トランスデューサより発信するＳＶ波の周
波数を経時的に変化させて、焦点を変化させて被検査物
体の探傷を行なうことを特徴とする。
乃至３のいずれか１つに記載の焦点型電磁超音波トラン
スデューサを用いる電磁超音波探傷方法であって、焦点
型電磁超音波トランスデューサより発信するＳＶ波の周
波数を経時的に変化させて、焦点を変化させて被検査物
体の探傷を行なうことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係る線焦点型電
磁超音波トランスデューサの概略構造を示す図で、同図
（ａ）はＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は側面図、同図
（ｃ）はコイル部の平面図である。本線焦点型電磁超音
波トランスデューサ１は、絶縁シート２の両面に導電材
料からなる蛇行コイル３、４を配置し、該蛇行コイル
３、４を絶縁シート５、６で覆ったコイル部７と、該コ
イル部７の上部に単一の磁石（永久磁石或いは電磁石）
８を配置した構造である。上下の蛇行コイル３と蛇行コ
イル４は絶縁シート２の上下面に平行に配置し、絶縁シ
ート２を介して互いに対向一致させ、且つ隣合うコイル
の間隔を一方から他方方向に向かって順次変化させてい
る。図では左端のコイルの間隔が一番広く、右に行くに
従って順次狭くなっている。
面に基づいて説明する。図１は本発明に係る線焦点型電
磁超音波トランスデューサの概略構造を示す図で、同図
（ａ）はＡ−Ａ断面図、同図（ｂ）は側面図、同図
（ｃ）はコイル部の平面図である。本線焦点型電磁超音
波トランスデューサ１は、絶縁シート２の両面に導電材
料からなる蛇行コイル３、４を配置し、該蛇行コイル
３、４を絶縁シート５、６で覆ったコイル部７と、該コ
イル部７の上部に単一の磁石（永久磁石或いは電磁石）
８を配置した構造である。上下の蛇行コイル３と蛇行コ
イル４は絶縁シート２の上下面に平行に配置し、絶縁シ
ート２を介して互いに対向一致させ、且つ隣合うコイル
の間隔を一方から他方方向に向かって順次変化させてい
る。図では左端のコイルの間隔が一番広く、右に行くに
従って順次狭くなっている。
【００１３】上記構造の線焦点型電磁超音波トランスデ
ューサ１は、図２に示すように、導電性材料からなる被
測定物９に配置される。磁石８は被測定物９の深さ方向
に静止磁場１０を形成している。この状態で下方の蛇行
コイル４にパソコン１１に制御されたコントローラー１
２から高周波の電流１３を流すと、被測定物９の表面に
電流１３と逆向きの渦電流１４が発生し、該渦電流１４
と前記静止磁場１０の相互作用（フレーミングの左手の
法則）により、ローレンツ力１５を生じ、被測定物９を
構成する材料の自由電子に該ローレンツ力１５が働き、
イオンなどに衝突し、静止磁場１０と渦電流１４の方向
に垂直な運動を被測定物９に励起させ、超音波のＳＶ波
１６を発生させる。
ューサ１は、図２に示すように、導電性材料からなる被
測定物９に配置される。磁石８は被測定物９の深さ方向
に静止磁場１０を形成している。この状態で下方の蛇行
コイル４にパソコン１１に制御されたコントローラー１
２から高周波の電流１３を流すと、被測定物９の表面に
電流１３と逆向きの渦電流１４が発生し、該渦電流１４
と前記静止磁場１０の相互作用（フレーミングの左手の
法則）により、ローレンツ力１５を生じ、被測定物９を
構成する材料の自由電子に該ローレンツ力１５が働き、
イオンなどに衝突し、静止磁場１０と渦電流１４の方向
に垂直な運動を被測定物９に励起させ、超音波のＳＶ波
１６を発生させる。
【００１４】上記ＳＶ波１６が矢印１７の方向に進行
し、組織変化やマイクロクラック等の損傷や欠陥１８に
反射して矢印１９に進み、被測定物９の表面近傍に達す
ると超音波の変位によって静止磁場１０が存在する領域
の磁場が時間的に変化する。この磁場変化を妨げようと
する方向に渦電流２１が生じる。この渦電流２１を上方
の蛇行コイル３により検出し、その検出信号はプリアン
プ２２、メインアンプ２３及びコントローラー１２を通
してパソコン１１に送られる。このコントローラー１２
はスーパーヘテロダイン型計測システムが組み込まれて
おり、受信信号の振幅と位相だけを取り込むため計測は
短時間で可能である。
し、組織変化やマイクロクラック等の損傷や欠陥１８に
反射して矢印１９に進み、被測定物９の表面近傍に達す
ると超音波の変位によって静止磁場１０が存在する領域
の磁場が時間的に変化する。この磁場変化を妨げようと
する方向に渦電流２１が生じる。この渦電流２１を上方
の蛇行コイル３により検出し、その検出信号はプリアン
プ２２、メインアンプ２３及びコントローラー１２を通
してパソコン１１に送られる。このコントローラー１２
はスーパーヘテロダイン型計測システムが組み込まれて
おり、受信信号の振幅と位相だけを取り込むため計測は
短時間で可能である。
【００１５】蛇行コイル４に隣接するコイルでは、図３
に示すように、電流１３は互いに逆方向に流れるので、
隣接するコイルで発生する渦電流１４及び渦電流２１も
当然互いに逆に流れ、発生するローレンツ力１５及びロ
ーレンツ力２０も隣接するコイル直下では１８０°位相
が異なる力となる。これにより発生する超音波も１８０
°位相が異なる。この場合コイル間隔を一方を広く他方
に行くに従って順次狭くなるように変化させた蛇行コイ
ルによって形成される超音波の波面は被測定物９の表面
とθの角度を持つ。この角度θとコイル間隔ｄ、超音波
の波長λの関係は式（１）で表される。 Ｓｉｎθ＝λ／（２ｄ） （１）
に示すように、電流１３は互いに逆方向に流れるので、
隣接するコイルで発生する渦電流１４及び渦電流２１も
当然互いに逆に流れ、発生するローレンツ力１５及びロ
ーレンツ力２０も隣接するコイル直下では１８０°位相
が異なる力となる。これにより発生する超音波も１８０
°位相が異なる。この場合コイル間隔を一方を広く他方
に行くに従って順次狭くなるように変化させた蛇行コイ
ルによって形成される超音波の波面は被測定物９の表面
とθの角度を持つ。この角度θとコイル間隔ｄ、超音波
の波長λの関係は式（１）で表される。 Ｓｉｎθ＝λ／（２ｄ） （１）
【００１６】発生する超音波の音速をＶ、周波数をｆと
するとλ＝Ｖ／ｆより式（１）は式（２）のように書き
直せる。 Ｓｉｎθ＝Ｖ／（２ｆｄ） （２） 本発明の焦点型電磁超音波トランスデューサは、図４に
示すように焦点Ｐから離れるに従って、蛇行コイル４に
隣合うコイルの間隔を広い方から狭くなるように配列し
ているので、角度θn（ｎ＝０，１，２，３，４，５，
６・・・・・）はθ0＜θ1＜θ2＜θ3＜θ4＜θ5＜θ6・・・・・
となり、各コイルの中心焦点を結ぶ線と被測定物９の表
面とのなす角度θを９０°−θn°の範囲で選定するこ
とにより、超音波の波面が焦点方向に向けられる。この
角度θnは、コイルの間隔ｄnを用いると式（３）で表さ
れる。 Ｓｉｎθn＝Ｖ／（２ｆｄn） （３）
するとλ＝Ｖ／ｆより式（１）は式（２）のように書き
直せる。 Ｓｉｎθ＝Ｖ／（２ｆｄ） （２） 本発明の焦点型電磁超音波トランスデューサは、図４に
示すように焦点Ｐから離れるに従って、蛇行コイル４に
隣合うコイルの間隔を広い方から狭くなるように配列し
ているので、角度θn（ｎ＝０，１，２，３，４，５，
６・・・・・）はθ0＜θ1＜θ2＜θ3＜θ4＜θ5＜θ6・・・・・
となり、各コイルの中心焦点を結ぶ線と被測定物９の表
面とのなす角度θを９０°−θn°の範囲で選定するこ
とにより、超音波の波面が焦点方向に向けられる。この
角度θnは、コイルの間隔ｄnを用いると式（３）で表さ
れる。 Ｓｉｎθn＝Ｖ／（２ｆｄn） （３）
【００１７】また、隣合う磁場によって発生する超音波
はそれぞれ１８０°の位相差があるから、各コイルから
焦点Ｐまでの距離ｌn及びｌn-1（ｎ＝１，２，３，４，
５，６・・・・・）の関係は式（４）で表される。 ｌn−ｌn-1＝λ／２ （４） 式（４）を満足するように隣合うコイルの間隔を設定す
ると超音波ＳＶ波が焦点Ｐを結ぶ。式（４）にλ＝Ｖ／
ｆを代入すると式（５）を得る。 ｌn−ｌn-1＝Ｖ／（２ｆ） （５） 式（５）の周波数ｆを変化させることにより、焦点Ｐの
位置を変化させることができる。
はそれぞれ１８０°の位相差があるから、各コイルから
焦点Ｐまでの距離ｌn及びｌn-1（ｎ＝１，２，３，４，
５，６・・・・・）の関係は式（４）で表される。 ｌn−ｌn-1＝λ／２ （４） 式（４）を満足するように隣合うコイルの間隔を設定す
ると超音波ＳＶ波が焦点Ｐを結ぶ。式（４）にλ＝Ｖ／
ｆを代入すると式（５）を得る。 ｌn−ｌn-1＝Ｖ／（２ｆ） （５） 式（５）の周波数ｆを変化させることにより、焦点Ｐの
位置を変化させることができる。
【００１８】上述の例は絶縁シート２の両面に蛇行コイ
ル３、４を平衡に配置した線焦点型の電磁超音波トラン
スデューサを示したが、蛇行コイルパターンを図５及び
図７に示すように、同心で扇形状（円弧状）及び同心で
円形状に配置した構造とし、点焦点型としてもよい。
ル３、４を平衡に配置した線焦点型の電磁超音波トラン
スデューサを示したが、蛇行コイルパターンを図５及び
図７に示すように、同心で扇形状（円弧状）及び同心で
円形状に配置した構造とし、点焦点型としてもよい。
【００１９】図５は点焦点型の電磁超音波トランスデュ
ーサの構造を示す図で、図５（ａ）はＡ−Ａ断面図、図
５（ｂ）はコイル部を示す平面図である。本点焦点型の
電磁超音波トランスデューサ３０は絶縁シート３１の両
面に導電材料からなる扇形状の蛇行コイル３２、３３を
配置し、該蛇行コイル３２、３３を絶縁シート３４、３
５で覆ったコイル部３６と、該コイル部３６の上部に単
一の磁石（永久磁石或いは電磁石）８を配置した構造で
ある。上下の蛇行コイル３２と蛇行コイル３３は絶縁シ
ート３１の上下面に同心に配置され、絶縁シート３１を
介して互いに対向一致させ、且つ隣合うコイルの間隔が
中心から外側に向かって順次変化させている。図では中
心側のコイルの間隔が広く、外側に行くに従って順次狭
くなっている。
ーサの構造を示す図で、図５（ａ）はＡ−Ａ断面図、図
５（ｂ）はコイル部を示す平面図である。本点焦点型の
電磁超音波トランスデューサ３０は絶縁シート３１の両
面に導電材料からなる扇形状の蛇行コイル３２、３３を
配置し、該蛇行コイル３２、３３を絶縁シート３４、３
５で覆ったコイル部３６と、該コイル部３６の上部に単
一の磁石（永久磁石或いは電磁石）８を配置した構造で
ある。上下の蛇行コイル３２と蛇行コイル３３は絶縁シ
ート３１の上下面に同心に配置され、絶縁シート３１を
介して互いに対向一致させ、且つ隣合うコイルの間隔が
中心から外側に向かって順次変化させている。図では中
心側のコイルの間隔が広く、外側に行くに従って順次狭
くなっている。
【００２０】上記構造の点焦点型電磁超音波トランスデ
ューサ３０は、図６に示すように、導電性材料からなる
被測定物９の上に配置される。磁石８は被測定物９の深
さ方向に静止磁場を形成している。この状態で下方の蛇
行コイル３３にパソコン１１に制御されたコントローラ
ー１２から高周波の電流１３を流すと、被測定物９の表
面に電流１３と逆向きの渦電流が発生し、該渦電流と前
記静止磁場の相互作用（フレーミングの左手の法則）に
より、ローレンツ力を生じ、被測定物９を構成する材料
の自由電子に該ローレンツ力が働き、イオンなどに衝突
し、静止磁場と渦電流の方向に垂直な運動を被測定物９
に励起させ、超音波のＳＶ波を発生させる点は図２に示
す場合と同じであるが、図６の場合は該ＳＶ波は矢印３
７に示すように、被測定物９の内部の一点Ｐに集まる。
ューサ３０は、図６に示すように、導電性材料からなる
被測定物９の上に配置される。磁石８は被測定物９の深
さ方向に静止磁場を形成している。この状態で下方の蛇
行コイル３３にパソコン１１に制御されたコントローラ
ー１２から高周波の電流１３を流すと、被測定物９の表
面に電流１３と逆向きの渦電流が発生し、該渦電流と前
記静止磁場の相互作用（フレーミングの左手の法則）に
より、ローレンツ力を生じ、被測定物９を構成する材料
の自由電子に該ローレンツ力が働き、イオンなどに衝突
し、静止磁場と渦電流の方向に垂直な運動を被測定物９
に励起させ、超音波のＳＶ波を発生させる点は図２に示
す場合と同じであるが、図６の場合は該ＳＶ波は矢印３
７に示すように、被測定物９の内部の一点Ｐに集まる。
【００２１】図７は点焦点型の電磁超音波トランスデュ
ーサを示す図で、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）はコ
イル部を示す平面図である。本点焦点型の電磁超音波ト
ランスデューサ４０は絶縁シート４１の両面に導電材料
からなる円形状の蛇行コイル４２、４３が配置され、該
蛇行コイル４２、４３を絶縁シート４４、４５で覆った
コイル部４６と、該コイル部４６の上部に単一の磁石
（永久磁石或いは電磁石）８を配置した構造である。上
下の蛇行コイル４２と蛇行コイル４３は絶縁シート４１
の上下面に同心に配置され、絶縁シート４１を介して互
いに対向一致させ、且つ隣合うコイルの間隔が中心から
外側に向かって順次変化させている。図では中心側のコ
イルの間隔が広く、外側に行くに従って順次狭くなって
いる。
ーサを示す図で、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）はコ
イル部を示す平面図である。本点焦点型の電磁超音波ト
ランスデューサ４０は絶縁シート４１の両面に導電材料
からなる円形状の蛇行コイル４２、４３が配置され、該
蛇行コイル４２、４３を絶縁シート４４、４５で覆った
コイル部４６と、該コイル部４６の上部に単一の磁石
（永久磁石或いは電磁石）８を配置した構造である。上
下の蛇行コイル４２と蛇行コイル４３は絶縁シート４１
の上下面に同心に配置され、絶縁シート４１を介して互
いに対向一致させ、且つ隣合うコイルの間隔が中心から
外側に向かって順次変化させている。図では中心側のコ
イルの間隔が広く、外側に行くに従って順次狭くなって
いる。
【００２２】上記構造の点焦点型電磁超音波トランスデ
ューサ４０は、図８に示すように、導電性材料からなる
被測定物９に配置される。磁石８は被測定物９の深さ方
向に静止磁場を形成している。この状態で下方の蛇行コ
イル４３にパソコン１１に制御されたコントローラー１
２から高周波の電流１３を流すと、被測定物９の表面に
電流１３と逆向きの渦電流が発生し、該渦電流と前記静
止磁場の相互作用（フレーミングの左手の法則）によ
り、ローレンツ力を生じ、被測定物９を構成する材料の
自由電子に該ローレンツ力が働き、イオンなどに衝突
し、静止磁場と渦電流の方向に垂直な運動を被測定物９
に励起させ、超音波のＳＶ波を発生させる点は図２に示
す場合と同じであるが、図８の場合は該ＳＶ波は矢印４
７に示すように、被測定物９の一点Ｐに集まる。
ューサ４０は、図８に示すように、導電性材料からなる
被測定物９に配置される。磁石８は被測定物９の深さ方
向に静止磁場を形成している。この状態で下方の蛇行コ
イル４３にパソコン１１に制御されたコントローラー１
２から高周波の電流１３を流すと、被測定物９の表面に
電流１３と逆向きの渦電流が発生し、該渦電流と前記静
止磁場の相互作用（フレーミングの左手の法則）によ
り、ローレンツ力を生じ、被測定物９を構成する材料の
自由電子に該ローレンツ力が働き、イオンなどに衝突
し、静止磁場と渦電流の方向に垂直な運動を被測定物９
に励起させ、超音波のＳＶ波を発生させる点は図２に示
す場合と同じであるが、図８の場合は該ＳＶ波は矢印４
７に示すように、被測定物９の一点Ｐに集まる。
【００２３】図４において、ｎ番目のコイルから発生す
る超音波のＳＶ波の波面と被測定物９の表面とのなす角
度θｎ、ｎ−１番目のコイルとｎ番目のコイルの間隔を
ｄn、被測定物９中のＳＶ波の音速をＶ、ＳＶ波の周波
数をｆ、ＳＶ波の波長をλ、ｎ番目のコイルから焦点Ｐ
までの距離をｌnとし、式（６）〜（８）が成り立つよ
うに、隣り合うコイル間隔ｄnを設定すると超音波の深
さ方向の成分が焦点Ｐを結ぶ線焦点型電磁超音波トラン
スデューサになる。 ２ｄ×Ｓｉｎ（θ）＝Ｖ／ｆ （６） ｌn−ｌn-1＝λ／２ （７） ｌn−ｌn-1＝Ｖ／（２ｆ） （８）
る超音波のＳＶ波の波面と被測定物９の表面とのなす角
度θｎ、ｎ−１番目のコイルとｎ番目のコイルの間隔を
ｄn、被測定物９中のＳＶ波の音速をＶ、ＳＶ波の周波
数をｆ、ＳＶ波の波長をλ、ｎ番目のコイルから焦点Ｐ
までの距離をｌnとし、式（６）〜（８）が成り立つよ
うに、隣り合うコイル間隔ｄnを設定すると超音波の深
さ方向の成分が焦点Ｐを結ぶ線焦点型電磁超音波トラン
スデューサになる。 ２ｄ×Ｓｉｎ（θ）＝Ｖ／ｆ （６） ｌn−ｌn-1＝λ／２ （７） ｌn−ｌn-1＝Ｖ／（２ｆ） （８）
【００２４】また、蛇行コイルの形状を図５及び図７に
示すように、扇形状又は円形状にすることにより、１点
に超音波を結ぶことができる点焦点型電磁超音波トラン
スデューサになる。図１、図５及び図７に示す焦点型電
磁超音波トランスデューサにおいて、高周波バースト波
の周波数を変化させることにより、焦点Ｐの位置を変化
させことができる焦点型電磁超音波トランスデューサと
なる。
示すように、扇形状又は円形状にすることにより、１点
に超音波を結ぶことができる点焦点型電磁超音波トラン
スデューサになる。図１、図５及び図７に示す焦点型電
磁超音波トランスデューサにおいて、高周波バースト波
の周波数を変化させることにより、焦点Ｐの位置を変化
させことができる焦点型電磁超音波トランスデューサと
なる。
【００２５】焦点型電磁超音波トランスデューサを上記
のような構成とすることにより、超音波のＳＶ波を被測
定物の深さ方向及び１点に収束させることができるよう
になり、被測定物内部の損傷を検出することが容易にな
った。また、ＳＶ波は、一つの線音源からの放射パター
ンがすでに高い指向性を持つことから、音源配列（コイ
ル間隔）を調整し、全ての音源からの放射をある点又は
線に収束されることで、極めて鋭い指向性を生むことが
可能である。また、極めて精度の高い音源配列を実現す
る為には、蛇行コイルの間隔が周波数を支配するため、
シート状に作られ、コイル間隔の精度が良いシートコイ
ルを使用することが必要である。
のような構成とすることにより、超音波のＳＶ波を被測
定物の深さ方向及び１点に収束させることができるよう
になり、被測定物内部の損傷を検出することが容易にな
った。また、ＳＶ波は、一つの線音源からの放射パター
ンがすでに高い指向性を持つことから、音源配列（コイ
ル間隔）を調整し、全ての音源からの放射をある点又は
線に収束されることで、極めて鋭い指向性を生むことが
可能である。また、極めて精度の高い音源配列を実現す
る為には、蛇行コイルの間隔が周波数を支配するため、
シート状に作られ、コイル間隔の精度が良いシートコイ
ルを使用することが必要である。
【００２６】図１に示す構成の焦点型電磁超音波トラン
スデューサのコイル部７の具体例として、外形寸法が長
さＬ＝６４ｍｍ、幅Ｗ＝２５ｍｍ及び厚さＨ＝０．０２
５ｍｍの絶縁シート２（ここではポリイミドシートを用
いている）の両面に、銅箔からなる幅Ｌ1＝０．１１ｍ
ｍの蛇行コイルを、コイル間隔Ｗ0＝０．５２ｍｍ〜Ｗ
98＝１．００１の範囲まで変化させて、超音波（ＳＶ
波）発生コイル（下面の蛇行コイル４）と検出コイル
（上面の蛇行コイル３）を設けたものを作成した（コイ
ル巻回数９８）。また、上部の蛇行コイル３の端部はス
ルーホールを介して絶縁シート５の上面に通じ、下部の
蛇行コイル４の端部はスルーホールを介して絶縁シート
５の上面に通じ、それぞれ外部リードと結合できるよう
になっている。また、上下の蛇行コイル（発信用及び受
信用）３、４のアースは共通とする。
スデューサのコイル部７の具体例として、外形寸法が長
さＬ＝６４ｍｍ、幅Ｗ＝２５ｍｍ及び厚さＨ＝０．０２
５ｍｍの絶縁シート２（ここではポリイミドシートを用
いている）の両面に、銅箔からなる幅Ｌ1＝０．１１ｍ
ｍの蛇行コイルを、コイル間隔Ｗ0＝０．５２ｍｍ〜Ｗ
98＝１．００１の範囲まで変化させて、超音波（ＳＶ
波）発生コイル（下面の蛇行コイル４）と検出コイル
（上面の蛇行コイル３）を設けたものを作成した（コイ
ル巻回数９８）。また、上部の蛇行コイル３の端部はス
ルーホールを介して絶縁シート５の上面に通じ、下部の
蛇行コイル４の端部はスルーホールを介して絶縁シート
５の上面に通じ、それぞれ外部リードと結合できるよう
になっている。また、上下の蛇行コイル（発信用及び受
信用）３、４のアースは共通とする。
【００２７】なお、上記例では蛇行コイルは絶縁シート
の両面の銅箔をエッチングして形成するが、蛇行コイル
の形成はこれに限定するものではなく、例えば導電性塗
料を絶縁シートの両面に印刷して形成してもよい。ま
た、蛇行コイルの形成の点、蛇行コイルの端部をスルー
ホールを介して外部リード線と結合できるようにする点
及び両蛇行コイルのアースの共通点は、図５及び図７の
点焦点型電磁超音波型トランスデューサにおいても同様
である。また、上記例では絶縁シートの材料をポリイミ
ドとしたが、これに限定されるものではなく、例えば他
の樹脂材等絶縁材からなるものでもよい。
の両面の銅箔をエッチングして形成するが、蛇行コイル
の形成はこれに限定するものではなく、例えば導電性塗
料を絶縁シートの両面に印刷して形成してもよい。ま
た、蛇行コイルの形成の点、蛇行コイルの端部をスルー
ホールを介して外部リード線と結合できるようにする点
及び両蛇行コイルのアースの共通点は、図５及び図７の
点焦点型電磁超音波型トランスデューサにおいても同様
である。また、上記例では絶縁シートの材料をポリイミ
ドとしたが、これに限定されるものではなく、例えば他
の樹脂材等絶縁材からなるものでもよい。
【００２８】図９及び図１０は本焦点型電磁超音波トラ
ンスデューサを用いてＳＶ波の指向性を計測した結果を
示す。図９において、半円筒状のアルミニウム合金５０
の弦部分に、上記線焦点型電磁超音波トランスデューサ
を配置し、パソコン１１に制御されたコントローラー１
２から高周波の電流１３を流し、超音波のＳＶ波を発生
させ、従来型の横波用電磁超音波トランスデューサ５１
を下方の外周部上を移動させて、ＳＶ波の振幅を、プリ
アンプ２２、メインアンプ２３及びコントローラ１２を
介して測定する。その測定結果を図１０に示す。
ンスデューサを用いてＳＶ波の指向性を計測した結果を
示す。図９において、半円筒状のアルミニウム合金５０
の弦部分に、上記線焦点型電磁超音波トランスデューサ
を配置し、パソコン１１に制御されたコントローラー１
２から高周波の電流１３を流し、超音波のＳＶ波を発生
させ、従来型の横波用電磁超音波トランスデューサ５１
を下方の外周部上を移動させて、ＳＶ波の振幅を、プリ
アンプ２２、メインアンプ２３及びコントローラ１２を
介して測定する。その測定結果を図１０に示す。
【００２９】この線焦点型電磁超音波トランスデューサ
のコイルは、周波数４ＭＨｚにおいて、半径Ｒ１０ｃｍ
の所で、角度θ＝４０°で焦点を結ぶように設計した。
図１０において、縦軸は超音波の振幅、横軸は角度θを
示す。図１０で明らかなように、コイルは設計通り、θ
＝４０°でピークを示している。これにより超音波のＳ
Ｖ波は集向していることは明らかである。
のコイルは、周波数４ＭＨｚにおいて、半径Ｒ１０ｃｍ
の所で、角度θ＝４０°で焦点を結ぶように設計した。
図１０において、縦軸は超音波の振幅、横軸は角度θを
示す。図１０で明らかなように、コイルは設計通り、θ
＝４０°でピークを示している。これにより超音波のＳ
Ｖ波は集向していることは明らかである。
【００３０】また、周波数を２．５ＭＨｚ、３ＭＨｚに
換えた時の超音波の振幅と角度θの関係を示す図１１、
図１２に示す。周波数２．５ＭＨｚでは図１１に示すよ
うにθ＝８０°、周波数３ＭＨｚでは図１２に示すよう
にθ＝５５°でピークを示している。これは周波数を変
えることにより、焦点位置が変化することを示してい
る。
換えた時の超音波の振幅と角度θの関係を示す図１１、
図１２に示す。周波数２．５ＭＨｚでは図１１に示すよ
うにθ＝８０°、周波数３ＭＨｚでは図１２に示すよう
にθ＝５５°でピークを示している。これは周波数を変
えることにより、焦点位置が変化することを示してい
る。
【００３１】図１３は上記点焦点型電磁超音波トランス
デューサの探傷方法を示す図である。図１３（ａ）に示
すように、被測定物９の上に点焦点型電磁超音波トラン
スデューサを配置し、パソコン１１に制御されたコント
ローラー１２から高周波の電流１３を流し、超音波のＳ
Ｖ波を発生さる。周波数を変えることにより、該ＳＶ波
は被測定物９の深さ方向に焦点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3を結ぶ。
焦点Ｐ1の周波数をｆ1、焦点Ｐ2の周波数をｆ2、焦点Ｐ
3の周波数をｆ3とすると、ｆ3＞ｆ2＞ｆ1の関係にな
る。点焦点型電磁超音波トランスデューサを図１３
（ｂ）の走査方向Ａ、Ｂの方向に走査することにより、
被測定物９の探傷を３次元的に行うことが可能となる。
デューサの探傷方法を示す図である。図１３（ａ）に示
すように、被測定物９の上に点焦点型電磁超音波トラン
スデューサを配置し、パソコン１１に制御されたコント
ローラー１２から高周波の電流１３を流し、超音波のＳ
Ｖ波を発生さる。周波数を変えることにより、該ＳＶ波
は被測定物９の深さ方向に焦点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3を結ぶ。
焦点Ｐ1の周波数をｆ1、焦点Ｐ2の周波数をｆ2、焦点Ｐ
3の周波数をｆ3とすると、ｆ3＞ｆ2＞ｆ1の関係にな
る。点焦点型電磁超音波トランスデューサを図１３
（ｂ）の走査方向Ａ、Ｂの方向に走査することにより、
被測定物９の探傷を３次元的に行うことが可能となる。
【００３２】本発明の蛇行コイルを用いた焦点型電磁超
音波トランスデューサは、手作りでは製作できない性能
の向上（高周波の信号の受送信可能、ノイズの少ない信
号の受信）、品質の安定、精密・小型化が可能であり、
従来の焦点型電磁超音波トランスデューサによるＳＨ波
より極めて鋭い指向性を得ることが可能となった。ま
た、高周波バースト波の周波数を変化させることによ
り、被測定物の厚さ方向の精度の良い探傷も可能とな
る。
音波トランスデューサは、手作りでは製作できない性能
の向上（高周波の信号の受送信可能、ノイズの少ない信
号の受信）、品質の安定、精密・小型化が可能であり、
従来の焦点型電磁超音波トランスデューサによるＳＨ波
より極めて鋭い指向性を得ることが可能となった。ま
た、高周波バースト波の周波数を変化させることによ
り、被測定物の厚さ方向の精度の良い探傷も可能とな
る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本願各請求項に記載
の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。請
求項１に記載の発明によれば、絶縁シートの両面に導電
材料からなる蛇行コイルを該絶縁シートを介して互いに
対向一致させ、且つ隣合うコイルの間隔を一方から他方
方向に向かって順次変化させて形成し、該蛇行コイルを
形成した絶縁シートの上に単極の磁石を配置したことに
より、極めて指向性の強い焦点型電磁超音波トランスデ
ューサを提供できる。
の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。請
求項１に記載の発明によれば、絶縁シートの両面に導電
材料からなる蛇行コイルを該絶縁シートを介して互いに
対向一致させ、且つ隣合うコイルの間隔を一方から他方
方向に向かって順次変化させて形成し、該蛇行コイルを
形成した絶縁シートの上に単極の磁石を配置したことに
より、極めて指向性の強い焦点型電磁超音波トランスデ
ューサを提供できる。
【００３４】請求項２に記載の発明によれば、絶縁シー
トの両面に導電材料からなる蛇行コイルを平行状又は扇
型状又は円形状に配置したことにより、極めて指向性の
強い、線焦点又は点焦点型電磁超音波トランスデューサ
を提供できる。
トの両面に導電材料からなる蛇行コイルを平行状又は扇
型状又は円形状に配置したことにより、極めて指向性の
強い、線焦点又は点焦点型電磁超音波トランスデューサ
を提供できる。
【００３５】請求項３に記載の発明によれば、絶縁シー
トの両面に配置した蛇行コイルのそれぞれの一端部はス
ルーホールを介して他面に導通すると共に外部のリード
線に接続し、それぞれの他端部は共通アース部に接続し
たことにより、性能の向上、品質の安定、精密・小型化
が可能であり、従来の焦点型電磁超音波トランスデュー
サによるＳＨ波より極めて鋭い指向性を得ることが可能
となり、高周波バースト波の周波数を変化させることに
より被測定物の厚さ方向の精度の良い探傷も可能な焦点
型電磁超音波トランスデューサを提供できる。
トの両面に配置した蛇行コイルのそれぞれの一端部はス
ルーホールを介して他面に導通すると共に外部のリード
線に接続し、それぞれの他端部は共通アース部に接続し
たことにより、性能の向上、品質の安定、精密・小型化
が可能であり、従来の焦点型電磁超音波トランスデュー
サによるＳＨ波より極めて鋭い指向性を得ることが可能
となり、高周波バースト波の周波数を変化させることに
より被測定物の厚さ方向の精度の良い探傷も可能な焦点
型電磁超音波トランスデューサを提供できる。
【００３６】請求項４に記載の発明によれば、焦点型電
磁超音波トランスデューサより発信するＳＶ波の周波数
を経時的に変化させ、焦点を変化させて被検査物体の探
傷を行うので、被測定物の３次元的な精度の良い探傷を
行うことが可能となる。
磁超音波トランスデューサより発信するＳＶ波の周波数
を経時的に変化させ、焦点を変化させて被検査物体の探
傷を行うので、被測定物の３次元的な精度の良い探傷を
行うことが可能となる。
【図１】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの概略構造を示す図で、同図（ａ）はＡ−Ａ断面
図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）はコイル部の平面
図である。
ーサの概略構造を示す図で、同図（ａ）はＡ−Ａ断面
図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）はコイル部の平面
図である。
【図２】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの動作原理を説明する図である。
ーサの動作原理を説明する図である。
【図３】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの動作原理を説明する図である。
ーサの動作原理を説明する図である。
【図４】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの動作原理を説明する図である。
ーサの動作原理を説明する図である。
【図５】本発明に係る点焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの構造を示す図で、図５（ａ）はＡ−Ａ断面図、図
５（ｂ）はコイル部を示す平面図である。
ーサの構造を示す図で、図５（ａ）はＡ−Ａ断面図、図
５（ｂ）はコイル部を示す平面図である。
【図６】本発明に係る点焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの動作原理を説明する図である。
ーサの動作原理を説明する図である。
【図７】本発明に係る点焦点型の電磁超音波トランスデ
ューサを示す図で、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は
コイル部を示す平面図である。
ューサを示す図で、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は
コイル部を示す平面図である。
【図８】本発明に係る点焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサの動作原理を説明する図である。
ーサの動作原理を説明する図である。
【図９】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデュ
ーサのＳＶ波の指向性を測定する装置の概略構成を示す
図である。
ーサのＳＶ波の指向性を測定する装置の概略構成を示す
図である。
【図１０】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデ
ューサのＳＶ波の指向性測定結果を示す図（模式図）で
ある。
ューサのＳＶ波の指向性測定結果を示す図（模式図）で
ある。
【図１１】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデ
ューサのＳＶ波の指向性測定結果を示す図（模式図）で
ある。
ューサのＳＶ波の指向性測定結果を示す図（模式図）で
ある。
【図１２】本発明に係る線焦点型電磁超音波トランスデ
ューサのＳＶ波の指向性測定結果を示す図（模式図）で
ある。
ューサのＳＶ波の指向性測定結果を示す図（模式図）で
ある。
【図１３】本発明に係る点焦点型電磁超音波トランスデ
ューサを用いた探傷方法を説明する図である。
ューサを用いた探傷方法を説明する図である。
１ 線焦点型電磁超音波トランスデューサ
２ 絶縁シート
３ 蛇行コイル
４ 蛇行コイル
５ 絶縁シート
６ 絶縁シート
７ コイル部
８ 磁石
９ 被測定物
１１ パソコン
１２ コントローラー
２２ プリアンプ
２３ メインアンプ
３０ 点焦点型電磁超音波トランスデューサ
３１ 絶縁シート
３２ 蛇行コイル
３３ 蛇行コイル
３４ 絶縁シート
３５ 絶縁シート
３６ コイル部
４０ 点焦点型電磁超音波トランスデューサ
４１ 絶縁シート
４２ 蛇行コイル
４３ 蛇行コイル
４４ 絶縁シート
４５ 絶縁シート
４６ コイル部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−160021（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−1078（ＪＰ，Ａ)
実公 昭60−38214（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 29/00 - 29/28
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁シートの両面に導電材料からなる蛇
行コイルを該絶縁シートを介して互いに対向一致させ、
且つ隣り合うコイルの間隔を一方から他方方向に向かっ
て順次変化させて形成し、該蛇行コイルを形成した絶縁
シートの上に単極の磁石を配置し、該蛇行コイルの一方
を電磁超音波発生用とし、他方を検出用としたことを特
徴とする焦点型電磁超音波トランスデューサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の焦点型電磁超音波トラ
ンスデューサにおいて、 前記絶縁シートの両面に導電材料からなる蛇行コイル
が、平行状又は扇型状又は円形状に配置されていること
を特徴とする焦点型電磁超音波トランスデューサ。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の焦点型電磁超音
波トランスデューサにおいて、 前記絶縁シートの両面に配置した蛇行コイルのそれぞれ
の一端部はスルーホールを介して他面に導通すると共に
外部のリード線に接続し、それぞれの他端部は共通アー
ス部に接続したことを特徴とする焦点型電磁超音波トラ
ンスデューサ。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
焦点型電磁超音波トランスデューサを用いる電磁超音波
探傷方法であって、前記 焦点型電磁超音波トランスデューサより発信するＳ
Ｖ波の周波数を経時的に変化させて、焦点を変化させて
被検査物体の探傷を行なうことを特徴とする電磁超音波
探傷方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08736397A JP3377395B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 焦点型電磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法 |
| EP98105093A EP0867718A3 (en) | 1997-03-21 | 1998-03-20 | Focal type electromagnetic acoustic transducer and flaw detection system and method |
| US09/044,929 US6038925A (en) | 1997-03-21 | 1998-03-20 | Focal type electromagnetic acoustic transducer and flaw detection system and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08736397A JP3377395B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 焦点型電磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267899A JPH10267899A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3377395B2 true JP3377395B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=13912819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08736397A Expired - Fee Related JP3377395B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 焦点型電磁超音波トランスデューサ及び電磁超音波探傷方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6038925A (ja) |
| EP (1) | EP0867718A3 (ja) |
| JP (1) | JP3377395B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE19909528A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-21 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung |
| JP2002090350A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Masahiro Nishikawa | 磁歪体含有構造物の非破壊検査方法 |
| JP3709169B2 (ja) | 2002-03-04 | 2005-10-19 | 株式会社荏原製作所 | 導電性材料の損傷診断方法及び診断装置 |
| JP4192490B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2008-12-10 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| US6684681B1 (en) | 2002-09-06 | 2004-02-03 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Mechanical ultrasonic and high frequency sonic device |
| DE102004063482B3 (de) | 2004-12-23 | 2006-08-10 | Rosen Swiss Ag | Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von ferromagnetischen Bauelement-Wänden |
| US8486545B2 (en) * | 2005-09-28 | 2013-07-16 | Southwest Research Institute | Systems and methods for flaw detection and monitoring at elevated temperatures with wireless communication using surface embedded, monolithically integrated, thin-film, magnetically actuated sensors, and methods for fabricating the sensors |
| DE102008002394A1 (de) * | 2008-04-01 | 2009-10-22 | Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh | Universeller Prüfkopf zur zerstörungsfreien Ultraschalluntersuchung und zugehöriges Verfahren |
| JP5580651B2 (ja) * | 2010-04-14 | 2014-08-27 | 九州電力株式会社 | 電磁超音波センサ |
| JP5959177B2 (ja) * | 2011-10-20 | 2016-08-02 | 三菱電機株式会社 | 電磁超音波探触子および電磁超音波探傷装置 |
| CN102662003B (zh) * | 2012-04-25 | 2014-04-02 | 清华大学 | 一种全向sh导波电磁超声换能器 |
| CN103257184A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-08-21 | 哈尔滨工业大学 | 一种单向线聚焦电磁超声斜入射体波换能器及采用该换能器检测金属内部缺陷的方法 |
| DE102014101368A1 (de) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Rosen Swiss Ag | Inspektionsgerät zur Messung der Dicke einer Wand einer Rohrleitung |
| CN105510449B (zh) * | 2016-01-22 | 2018-01-16 | 清华大学 | 可变发射角度范围的电磁超声换能器 |
| KR101724382B1 (ko) * | 2016-02-29 | 2017-04-07 | 두산중공업 주식회사 | 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 |
| CN106694346B (zh) * | 2016-12-28 | 2022-08-05 | 南京航空航天大学 | 一种低噪声的收发一体电磁超声换能器及其工作方法 |
| CN107084692A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-22 | 沈阳工业大学 | 电磁超声横波测厚换能器 |
| CN109470774B (zh) * | 2018-12-27 | 2020-02-21 | 清华大学 | 基于铝板缺陷检测的超声导波聚焦换能器 |
| CN110220974B (zh) * | 2019-06-10 | 2020-11-03 | 清华大学 | 适用于铝板缺陷检测的sv超声体波单侧聚焦换能器 |
| CN110333291B (zh) * | 2019-07-24 | 2020-06-12 | 湖北工业大学 | 一种sv波偏转角度可调的电磁超声换能器及其设计方法 |
| CN110806446A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-18 | 清华大学 | 基于铝板缺陷检测的斜入射sv波双点聚焦换能器 |
| CN111595946B (zh) * | 2020-06-05 | 2022-09-23 | 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院 | 身管曲面电磁超声变入射角体波加权组合成像检测方法及其装置 |
| CN111871747B (zh) * | 2020-07-31 | 2021-09-17 | 零声科技(苏州)有限公司 | 一种感容式电磁超声波换能器 |
| CN114113345A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-01 | 华东交通大学 | 一种方向可控的线聚焦斜入射sv波电磁超声换能器 |
| US20230228714A1 (en) * | 2022-01-18 | 2023-07-20 | Baker Hughes Holdings Llc | Sensor coil |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3042645C2 (de) * | 1980-11-12 | 1983-02-03 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Elektrodynamischer zumindest je eine Erreger- u. eine Empfangsspule umfassender Ultraschallwandler |
| US4434663A (en) * | 1982-01-11 | 1984-03-06 | Rockwell International Corporation | Electromagnetic acoustic transducer |
| DE3331727C2 (de) * | 1983-09-02 | 1995-06-08 | Betr Forsch Inst Angew Forsch | Elektromagnetischer Wandler |
| US4777824A (en) * | 1987-06-25 | 1988-10-18 | Magnasonics, Inc. | Electromagnetic acoustic transducer |
| CA2144597C (en) * | 1994-03-18 | 1999-08-10 | Paul J. Latimer | Improved emat probe and technique for weld inspection |
| US5608691A (en) * | 1994-05-31 | 1997-03-04 | The Babcock & Wilcox Company | EMAT with integral electrostatic shield |
| US5503020A (en) * | 1994-07-01 | 1996-04-02 | Sonic Force Corporation | Electromagnetic acoustic transducer |
| US5689070A (en) * | 1995-07-24 | 1997-11-18 | The Babcock & Wilcox Company | High temperature electromagnetic acoustic transducer (EMAT) probe and coil assemblies |
| US5608164A (en) * | 1995-07-27 | 1997-03-04 | The Babcock & Wilcox Company | Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for ultrasonic inspection of liquids in containers |
| US5811682A (en) * | 1995-12-13 | 1998-09-22 | Ebara Corporation | Electromagnetic acoustic transducer EMAT and inspection system with EMAR |
| US5808202A (en) * | 1997-04-04 | 1998-09-15 | Passarelli, Jr.; Frank | Electromagnetic acoustic transducer flaw detection apparatus |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP08736397A patent/JP3377395B2/ja not_active Expired - Fee Related
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