JP6001576B2 - 超音波探触子 - Google Patents
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Description
また、本発明の超音波探触子の1構成例は、前記被検査体の軸方向に沿って複数設置される。
また、本発明の超音波探触子の1構成例において、前記圧電セラミックス振動子の出力超音波周波数は30〜200kHzの範囲である。
また、本発明の超音波探触子の1構成例において、前記被検査体の直径は13〜50mmの範囲である。
探触子の小型化、高効率化のために、鋭意検討の結果、以下の方針で探触子の設計、試作を実施した。
(A)一般的に利用されている縦波振動子を、周波数定数の小さな横波振動子に変えることにより、同じ周波数の振動を得るのに薄く製作できるように、すなわち高さ方向を小さくできるようにする。
(B)上記の(A)の特徴を生かす形で振動子の高さを利用して、変位(振幅)を稼ぐ。
(C)被検査体(丸棒)の長手方向に長い振動子を用いて接触面積を稼ぎ、エネルギーが効率良く丸棒に伝わるようにする。
φ13mmの丸棒の検査を行うため、通常のSH(Shear Horizontal)波探触子に比べて、小さい振動子面(5mm角)を有する3種類の低周波表面SH探触子を試作した(表1)。この3種類の低周波表面SH探触子の公称周波数(設計周波数)は120kHz、60kHz、30kHzである。
x=r(1−cosθ) ・・・(1)
y=rsinθ ・・・(2)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図15(A)は本発明の実施の形態に係る超音波探触子1の平面図、図15(B)は超音波探触子1の側面図、図15(B)は超音波探触子1の断面図である。本実施の形態の超音波探触子1は、圧電セラミックス振動子4と、圧電セラミックス振動子4の上面と下面に形成された電極5,6と、超音波探触子1を被検査体2に接触させるときに電極6および圧電セラミックス振動子4と被検査体2との間に配置されるエポキシ樹脂などの樹脂製の整合層7と、圧電セラミックス振動子4と電極5,6と整合層7とを収容する筐体8とから構成される。なお、図15(A)〜図15(C)では、超音波探触子1の構成を分かり易くするため、筐体8の内部を透視して記載している。
なお、被検査体2に超音波を送信した後の超音波探傷の具体的な方法は周知の技術であるので、説明は省略する。
Claims (4)
- 円柱状の被検査体と接触して超音波振動を伝えることにより前記被検査体に超音波ガイド波を発生させる超音波探触子において、
前記被検査体と対向するように配置される圧電セラミックス振動子と、
この圧電セラミックス振動子の前記被検査体に接する面に形成された第1の電極と、
前記圧電セラミックス振動子の前記被検査体に接する面と反対側の面に形成された第2の電極とを備え、
前記圧電セラミックス振動子は、前記被検査体の軸方向に沿った寸法を幅W、前記被検査体の円形の断面と接する接線の方向に沿った寸法を奥行D、前記軸方向および接線方向と直交する方向に沿った寸法を高さHとしたとき、奥行方向の端部における前記被検査体との整合層厚さが出力超音波波長の1/100以下となるように設定される奥行Dと、この奥行Dの略2.9倍となる幅Wおよび高さHを有することを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1記載の超音波探触子において、
前記被検査体の軸方向に沿って複数設置されることを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1または2記載の超音波探触子において、
前記圧電セラミックス振動子の出力超音波周波数は30〜200kHzの範囲であることを特徴とする超音波探触子。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波探触子において、
前記被検査体の直径は13〜50mmの範囲であることを特徴とする超音波探触子。
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