JPH0142375B2 - - Google Patents

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JPH0142375B2
JPH0142375B2 JP57015075A JP1507582A JPH0142375B2 JP H0142375 B2 JPH0142375 B2 JP H0142375B2 JP 57015075 A JP57015075 A JP 57015075A JP 1507582 A JP1507582 A JP 1507582A JP H0142375 B2 JPH0142375 B2 JP H0142375B2
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JP
Japan
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emat
coil
receiver
transmitter
excitation current
Prior art date
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JP57015075A
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English (en)
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JPS58132657A (ja
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Kazuo Morimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP57015075A priority Critical patent/JPS58132657A/ja
Publication of JPS58132657A publication Critical patent/JPS58132657A/ja
Publication of JPH0142375B2 publication Critical patent/JPH0142375B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2412Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042Wave modes
    • G01N2291/0427Flexural waves, plate waves, e.g. Lamb waves, tuning fork, cantilever

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は細管用電磁超音波探傷装置に関する。
本出願人は細管内に挿入して超音波探傷を行な
う電磁音響トランスデユーサ(以下EMATと略
す)を既に提案した(特願昭56−149792号)。こ
のEMATを第1図〜第3図を参照して説明する。
図中の11は電磁音響トランスデユーサ
(EMAT)であり、このEMATは第3図に示す
如く円柱状の支持体12a,12bと、これら支
持体12a,12b間に交互に配列して挾持され
たフエライトコア13…、永久磁石14…とを備
えている。前記永久磁石14…はフエライトコア
13…を挾んで互に極性が同じになるように配列
されている。また、フエライトコア13,13と
永久磁石14,14との配列周期Tpは発生超音
波の波長λに等しい。そして、フエライトコア1
3…と永久磁石14…の外周には第1図及び第2
図に示す如くコイル15が巻装されている。な
お、互に隣り合うコイル巻部の中心の間隔tp
Tp/4(=2/4)であり、各コイルは直列に接
続されている。
次に、上述した構造のEMAT11を細管4内
に挿入した場合の動作を第4図を参照して説明す
る。EMAT11を細管4に挿入すると、フエラ
イトコア13…の部分では細管4内面に対して垂
直方向の磁束B1が生じ、永久磁石14…の中央
部分では細管4の軸に平行な磁束B2が生じる。
この時、コア13…と永久磁石14…の外周に巻
装したコイル15に高周波電流を流すと、電磁誘
導により細管4内にその接続方向と平行な渦電流
Iが発生する。しかるに、この渦電流Iと上記の
如く分布した磁束B1,B2の相互作用によりロー
レンツ力Fが発生する。このローレンツ力Fは磁
束分布の周期Tpと同じ周期で方向が回転してい
る。その結果、上記ローレンツ力Fにより細管4
内面に対してラム波と呼ばれる板波を伝播する超
音波(第4図中の一点鎖線で示す)が、細管4円
周上で発生される。この超音波は細管4を伝播
し、その細管4の欠陥等で反射して帰つてくる。
しかしてこれを上記と逆プロセス電気信号に変換
することにより、細管4の欠陥箇所を検出でき
る。
ところで、上記構造のEMATは感度が低く、
これを上げるためにはコア13、永久磁石14を
多く接続し、かつコイル15の巻線数も多くして
励振電流を上げ、励振時間を長くする必要があ
る。しかしながらセンサ部であるEMATを長く
すると、コイル15のインダクタンスが上り、励
振電流を流すことが困難となると共に、発生した
超音波の持続時間(パルス幅と呼ぶ)が長くな
る。このため、細管に欠陥が密集して存在する場
合、各欠陥からの反射信号が重なり合つて分解能
が低下する欠点があつた。
本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、感度向上と分解能向上を同時に達成した細
管用電磁超音波探傷装置を提供しようとするもの
である。
すなわち、本発明の細管用電磁超音波探傷装置
は、 上述のEMATにおいて、コイルを全部直列
に接続せず、分割して複数のコイル詳とした構
造にすることにより、インダクタンスを低げ励
振電流を流しやすくし、後述の装置と共に、感
度向上、分解能向上が可能となる点。
上述のEMATに励振電流を流すための装置
として、各コイル群に流す電流のタイミングを
調整でき、これにより各コイル群により発生す
る超音波を合成することができる点及び、受信
器として各コイル群で検出した信号を時間を遅
らせて合成することにより、高感度、低雑音で
検出できる点。
上記EMAT、送・受信装置とその他の表示
器を組合せることにより高感度、高分解能で欠
陥信号を直読できる点。
を骨子とするものである。
以下、本発明の一実施例を第5図〜第9図を参
照して説明する。
図中の11はEMATであり、このEMAT11
は第7図に示す如く円柱状の支持体12a,12
bと、これら支持体12a,12b間に交互に配
列して挾持されたフエライトコア13…、永久磁
石14…とを備えている。前記永久磁石14…は
フエライトコア13…を挾んで互に極性が同じに
なるように配列されている。また、フエライトコ
ア13,13と永久磁石14,14との配列周期
Tpは発生超音波の波長λに等しい。前記コア1
3と永久磁石14の外周には第5図及び第6図に
示すようにコイル15が巻装され、例えば隣り合
う4個の巻線部を直列接続したコイル群151
152,153,154を形成していると共にそれ
らコイル群の線端を外部に延出している。なお、
互に隣り合うコイルの巻線部の中心の間隔tp
Tp/4である。
また、上述したEMAT11には第8図に示す
如く送信器にパルス発生器16から繰り返しパル
スが入力される送・受信装置17が接続されてい
る。この送・受信装置17の受信器には表示器1
8が接続されている。
前記送・受信装置17は第9図に示す如く前記
EMAT11に励振電流を流し超音波を発生させ
るための送信器19とEMAT11により検出さ
れた信号を順次遅延して合成するための受信器2
0とから構成されている。また前記送信器19は
前記パルス発生器16からのパルスが入力され、
予め設定した時間遅らせてパルスを発生するタイ
ミング回路21と、この回路21のパルスにより
短時間高周波電流を前記EMAT11の各コイル
群151〜154に流す複数の励振電流発生回路2
2…とからなる。更に前記受信器20は前記
EMAT11の各コイル群151〜154からの信
号を増幅する複数の第1の増幅器23…と、これ
ら増幅器23…からの増幅信号を所定時間だけ遅
延させる複数の遅延回路24…と、これら遅延回
路24…からの信号を加算する加算器25と、こ
の加算器25からの信号を増幅し、前記表示器1
8に増幅信号を出力する第2の増幅器26とから
なる。
次に、本発明の細管用電磁超音波探傷装置の動
作を第10図及び第11図を参照して説明する。
第10図に示す如くEMAT11を細管4内に
挿入し、パルス発生器16から送信器19のタイ
ミング回路21に繰り返しパルスを入力すること
により、送信器19の励振電流発生回路22…か
ら4個の巻線部を直列接続して一組としたコイル
群151,152,153に第11a〜cのタイミ
ング波形図に示す如く時間をずらして順次励振電
流を流す。即ち、まず一番端の4個の巻線部から
なるコイル群151に第11図aに示すタイミン
グで励振電流を流すと、前述の第4図を用いて説
明したコイル15と永久磁石14…とコア13…
の組合せによる超音波発生メカニズムの通り超音
波(ラム波)が発生する。このラム波は細管4の
壁内を軸方向に伝播する。また、このラム波はt1
時間後には隣りの4個の巻線部からなるコイル群
152に到達する。この時、コイル群152に第1
1図bに示すタイミングで励振電流を流すと、同
様にラム波が発生し、前記コイル群151で発生
したラム波と位相が一致してラム波は増幅され
る。同様に第11図cに示すタイミングでt2時間
後にコイル群153に励振電流を流せば、第11
図dの如く更に増幅された合成ラム波を発生でき
る。このように、次々に送信器19から遅延させ
て各コイル群151,152,153…に励振電流
を流すことにより、高レベルのラム波をコイル群
を励振する時間Δtだけ発生可能となる。
一方、検出を行なう場合には上記と逆プロセス
でn組のコイル群により検出された信号を受信器
20の増幅器23…を介して遅延回路24…より
時間をずらして加算器25で合成することによつ
て、信号レベルはn倍となり増幅器等の白色雑音
レベルは1/√と低下し、S/N比はn3/2倍を
改善される。そして細管4に欠陥があれば、反射
が生じ受信器20で検出され、これに接続した表
示器18によりその欠陥信号を直読できる。
以上詳述した如く、本発明によればラム波の合
成により高レベルのラム波を発生できると共に、
検出したラム波の合成を行なうことにより高い
S/N比で検出でき、高感度でかつ高分解能を有
しPWRやFBRの蒸気発生器又はコンデンサーに
組込まれる細管等の探傷に有益な装置を提供でき
るものである。
なお、本発明に係る細管用電磁超音波探傷装置
は一つのEMATに送受信装置を接続した形態に
限らず、送信器と受信器を別々のEMATに接続
して探傷装置を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本出願が既に提案した
EMATを示すもので、第1図は正面図、第2図
は第1図の右側面図、第3図はコイルを巻装する
前のEMATの正面図である。第4図は前記
EMATの動作原理を示す説明図である。第5図
〜第7図は本発明の細管用電磁超音波探傷装置に
用いられるEMATを示すもので、第5図は正面
図、第6図は第5図の右側面図、第7図はコイル
を巻装する前のEMATの正面図である。第8図
は本発明の探傷装置を示す概略図、第9図は第8
図の探傷装置における送・受信装置を示す概略
図、第10図は本発明の探傷装置の動作原理を示
す説明図、第11図a〜cはEMATの各コイル
群に励振電流を流す時のタイミングを示す波形
図、第11図dは各コイル群に励振電流を遅延さ
せて流すことにより得られた合成ラム波を示す波
形図である。 4……細管、11……EMAT、13……フエ
ライトコア、14……永久磁石、15……コイ
ル、151〜154……コイル群、16……パルス
発生器、17……送・受信装置、18……表示
器、19……送信器、20……受信器、22……
励振電流発生回路、24……遅延回路、25……
加算器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数の円盤状のコアと、これらコア間に互に
    極性が向き合うように順次配列された円柱状の永
    久磁石と、これらコアと永久磁石に数回巻装され
    たコイルからなる複数のコイル群と、これら各コ
    イル群に順次励振電流を流す送信器と、この送信
    器に繰り返しパルスを入力するパルス発生器と、
    前記各コイル群で検出された信号を順次遅延し合
    成する受信器と、この受信器からの受信信号を表
    示する表示器とを具備したことを特徴とする細管
    用電磁超音波探傷装置。
JP57015075A 1982-02-02 1982-02-02 細管用電磁超音波探傷装置 Granted JPS58132657A (ja)

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JP57015075A JPS58132657A (ja) 1982-02-02 1982-02-02 細管用電磁超音波探傷装置

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JP57015075A JPS58132657A (ja) 1982-02-02 1982-02-02 細管用電磁超音波探傷装置

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JPS58132657A JPS58132657A (ja) 1983-08-08
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JPS61133857A (ja) * 1984-12-05 1986-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 地下管路腐食診断方法及びその装置
DE3446336A1 (de) * 1984-12-14 1986-06-26 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Elektrodynamischer wandler zur erzeugung von ultraschallwellen
CN104034802B (zh) * 2014-06-03 2016-04-27 艾因蒂克检测科技(上海)有限公司 一种提升面阵探头分辨率的检测方法
CN105092701B (zh) * 2015-07-24 2018-09-11 广州丰谱信息技术有限公司 基于机电混合调频聚能照射的电磁超声探测系统与方法

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JPS58132657A (ja) 1983-08-08

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