JP5542534B2 - 超音波探触子および超音波探傷方法 - Google Patents
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図1は、本発明に係る超音波探触子の第1の実施形態の断面図であり、図2は図1のII−II線矢視縦断面図である。図3は上記超音波探触子の第1の実施形態のシュー材の幅を示す断面図である。図4は上記超音波探触子の第1の実施形態のシュー材の長さを示す縦断面図である。図5は第1の実施形態の超音波探触子を被検査対象表面に押し付けた状態を示す縦断面図である。
図10は、本発明に係る超音波探触子の第2の実施形態のシュー材の縦断面図であって、第1の実施形態の図2の方向から見た縦断面図である。
図11は本発明に係る超音波探触子の第3の実施形態のシュー材の縦断面図であり、図12は図11のXII−XII線矢視断面図である。
図13は本発明に係る超音波探触子の第4の実施形態のシュー材の縦断面図であり、図14は図13のXIV線矢視側面図である。
図15は本発明に係る超音波探触子の第5の実施形態のシュー材の縦断面図であって、図16は図15のXVI−XVI線矢視側断面図である。
図17は本発明に係る超音波探触子の第6の実施形態のシュー材の縦断面図であって、図18は図17のXVIII−XVIII線矢視断面図である。
図19は、本発明に係る超音波探触子の第7の実施形態のシュー材とそれに対向する被検査体表面付近を示す模式的断面図である。
図20は、本発明に係る超音波探触子の第8の実施形態のシュー材とそれに対向する被検査体表面付近を示す模式的断面図である。
図21は本発明に係る超音波探触子の第9の実施形態の断面図であり、シュー材12の先端が被検査体16の対象表面に押し付けられてわずかに変形した状態を示す図である。図22は図21の超音波探触子10が被検査体16の対象表面にさらに押し付けられた状況を示す断面図である。
図23は本発明に係る超音波探触子の第10の実施形態の断面図である。この実施形態は第9の実施形態の変形であって、テーパー部18がシュー材12の先端部15から後端部17まで延びている。この実施形態では、第9の実施形態よりもさらに、シュー材12の側面と保持部13との間の空間が大きくなっている。この場合も、シュー材12の先端が被検査体16の対象表面に押し付けられて変形したときに、シュー材12の一部がテーパー部18に逃げることができる。
図24は、本発明に係る超音波探触子の第11の実施形態の断面図であり、超音波探触子の先端が被検査体表面から離れた状態を示す図である。図25は図24の超音波探触子が被検査対象表面に押し付けられた状況を示す断面図である。
図26は、本発明に係る超音波探触子の第12の実施形態を示す図である。図27のXXVI−のXXVI線矢視横断面図である。図27は図26のXXVII−XXVII線矢視縦断面図である。
図28は本発明に係る超音波探触子の第13の実施形態のシュー材の縦断面図である。この実施形態では、シュー材12の側面に超音波散乱部30を設ける。超音波散乱部30はゲル材と同等の材料または他の材料とする。
図29は本発明に係る超音波探触子の第14の実施形態のシュー材の縦断面図である。この実施形態では、シュー材12の側面に超音波吸収部31を設ける。超音波吸収部31はゲル材3と音響インピーダンスが近く、超音波減衰がゲル材の減衰より大きいものとする。
図30は本発明に係る超音波探触子の第15の実施形態のシュー材の縦断面図である。この実施形態は第13および第14の実施形態の特徴を組み合わせたものであって、シュー材12の側面に、超音波散乱部30と超音波吸収部31の両方を設ける。
図31は本発明に係る超音波探触子の第16の実施形態の断面図である。この実施形態は第1の実施形態の変形であって、保持部13のうちのシュー材12側面を取り囲む部分の外側に、第13の実施形態(図28)と同様の超音波散乱部30を設ける。
図32は本発明に係る超音波探触子の第17の実施形態の断面図である。この実施形態は第16の実施形態の変形であって、保持部13のうちのシュー材12側面を取り囲む部分の外側に、第15の実施形態(図30)と同様の超音波散乱部30と超音波吸収部31の両方を設ける。
図33は本発明に係る超音波探触子の第18の実施形態の断面図である。この実施形態はたとえば第1の実施形態の変形であって、シュー材12の後端部17すなわち超音波送受信素子11に対向する面が凸曲面をなしている。
以上説明した各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
11 超音波送受信素子
12 シュー材
13 保持部(ホルダー)
14 接触保護部
15 先端部
16 被検査体
17 後端部
18 テーパー部
20、21 突出点
23 拡大部
24 切り欠き部
30 超音波散乱部
31 超音波吸収部
Claims (12)
- 被検査体の超音波探傷を行うための超音波を発振して受信する超音波送受信素子と、
前記超音波送受信素子と前記被検査体の間に介在して、高分子が架橋されて3次元網目構造をなして液体成分を吸収して膨潤した固体状の材料である高分子ゲル材料によって超音波の伝播路を形成するシュー材と、
前記超音波送受信素子と前記被検査体に当たる面とを結ぶ直線からそれた側面を囲んで前記シュー材を保持する保持部と、
を有する超波探触子であって、
前記シュー材が被検査体に当たる部分が、被検査体に当たる方向に向かって凸面を形成し、
前記超音波送受信素子を前記被検査体に当てて押し付けて前記保持部を前記被検査体に接触させたときに前記シュー材が前記側面に向かって広がる変形を許容する隙間空間が、前記シュー材と前記保持部との間に形成されている
ことを特徴とする超音波探触子。 - 前記被検査体の超音波探傷となる部分の表面が凹面である場合に、前記シュー材が被検査体に当たる部分が、前記被検査体の超音波探傷の対象となる部分の表面の曲率半径よりも小さい曲率半径の凸面であること、を特徴とする請求項1に記載の超音波探触子。
- 被検査体の超音波探傷を行うための超音波を発振してかつ受信する超音波送受信素子と、
前記超音波送受信素子と前記被検査体の間に介在して、高分子が架橋されて3次元網目構造をなして液体成分を吸収して膨潤した固体状の材料である高分子ゲル材料によって超音波の伝播路を形成するシュー材と、
前記超音波送受信素子と前記被検査体に当たる面とを結ぶ直線からそれた側面を囲んで前記シュー材を保持する保持部と、
を有する超波探触子において、
前記被検査体の超音波探傷の対象となる部分の表面が凸面であって、前記シュー材が被検査体に当たる部分が、前記被検査体の超音波探傷の対象となる部分の表面の曲率半径よりも大きい曲率半径の凹面であり、
前記超音波送受信素子を前記被検査体に当てて押し付けて前記保持部を前記被検査体に接触させたときに前記シュー材が前記側面に向かって広がる変形を許容する隙間空間が、前記シュー材と前記保持部との間に形成されている
こと、を特徴とする超音波探触子。 - 前記シュー材は、前記超音波送受信素子から発信する超音波の広がり以上の幅を持つことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 前記シュー材の、前記超音波送受信素子と前記被検査体に当たる面とを結ぶ直線からそれた側面に設けられ、超音波を散乱させる超音波散乱部を有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 前記シュー材の、前記超音波送受信素子と前記被検査体に当たる面とを結ぶ直線からそれた側面に設けられ、超音波を吸収する超音波吸収部を有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 前記シュー材は、前記被検査体に当たる面に向かって徐々に細くなるように形成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 前記保持部は、前記被検査体に向かって徐々に広がるように形成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 前記保持部の、前記シュー材に向う側と反対向きの側面に設けられ、超音波を散乱させる超音波散乱部を有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 前記保持部の、前記シュー材に向う側と反対向きの側面に設けられ、超音波を吸収する超音波吸収部を有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の超音波探触子。
- 超音波を発振して受信する超音波送受信素子と超音波を伝播させるシュー材とを有する超波探触子を前記被検査体に押し付けて、前記超音波送受信素子で発振した超音波を前記シュー材を介して前記被検査体に伝播させ、前記被検査体で反射した超音波を前記シュー材を介して前記超波探触子で受信することによって被検査体の探傷を行う超音波探傷方法であって、
前記シュー材は、前記超音波送受信素子と前記被検査体の間に介在して、高分子が架橋されて3次元網目構造をなして液体成分を吸収して膨潤した固体状の材料である高分子ゲル材料によって超音波の伝播路を形成するものであり、
前記超波探触子は、前記超音波送受信素子と前記被検査体に当たる面とを結ぶ直線からそれた側面を囲んで前記シュー材を保持する保持部をさらに有し、
前記超音波送受信素子を前記被検査体に当てて押し付けて前記保持部を前記被検査体に接触させたときに前記シュー材が前記側面に向かって広がる変形を許容する隙間空間が、前記シュー材と前記保持部との間に形成されていて、
前記超波探触子を前記被検査体に押し付けるにあたり、初めは前記被検査体の表面の一か所の初期接触部が前記シュー材の一か所の初期接触部と接触し、さらに押し付けを進めることによって前記シュー材が変形して、接触部が前記初期接触部の周縁から連続して順次広がるようにして前記シュー材と前記被検査体とを接触させ、
さらに、前記保持部を前記被検査体に接触させて、前記シュー材が前記隙間空間に向かって広がるように前記シュー材を変形させること、
を特徴とする超音波探傷方法。 - 前記保持部は、前記超音波送受信素子が前記被検査体に当てて押し付けられたときに当該保持部が前記被検査体に接触する位置に、前記被検査体よりも軟らかい材料からなる接触保護部を備えていること、を特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の超音波探触子。
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