JPH0142377B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0142377B2 JPH0142377B2 JP57104980A JP10498082A JPH0142377B2 JP H0142377 B2 JPH0142377 B2 JP H0142377B2 JP 57104980 A JP57104980 A JP 57104980A JP 10498082 A JP10498082 A JP 10498082A JP H0142377 B2 JPH0142377 B2 JP H0142377B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- thin tube
- cylindrical body
- shaped
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0427—Flexural waves, plate waves, e.g. Lamb waves, tuning fork, cantilever
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- 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)
- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は細管の超音波探傷等に用いられる電磁
音響トランスデユーサに関する。
音響トランスデユーサに関する。
従来、細管内に挿入して超音波探傷を行なう電
磁音響トランデユーサ（EMAT）として第１図
に示す構造のものが知られている。このトランス
デユーサは、上下の極性が互に反対となるように
配列した例えば５つの永久磁石１…にコイル２…
を巻装して構成されている。このトランスデユー
サは、コイル２に高周波電流を流すと、このコイ
ル２に接する細管４に渦電流ｅが発生する。一
方、永久磁石１…から細管４内面に対して垂直で
周期的に変化する磁束Ｂが加えられ、前記渦電流
ｅとの相互作用によりローレンツ力Ｆが発生す
る。こうしたローレンツ力Ｆは磁束周期と同じ周
期で変化し、この力Ｆにより細管４にSH波と呼
ばれる超音波（板波）が発生する。そして、この
超音波を上述した場合と逆のプロセスで電気信号
に変換して検出することにより、細管４を探傷す
る。
磁音響トランデユーサ（EMAT）として第１図
に示す構造のものが知られている。このトランス
デユーサは、上下の極性が互に反対となるように
配列した例えば５つの永久磁石１…にコイル２…
を巻装して構成されている。このトランスデユー
サは、コイル２に高周波電流を流すと、このコイ
ル２に接する細管４に渦電流ｅが発生する。一
方、永久磁石１…から細管４内面に対して垂直で
周期的に変化する磁束Ｂが加えられ、前記渦電流
ｅとの相互作用によりローレンツ力Ｆが発生す
る。こうしたローレンツ力Ｆは磁束周期と同じ周
期で変化し、この力Ｆにより細管４にSH波と呼
ばれる超音波（板波）が発生する。そして、この
超音波を上述した場合と逆のプロセスで電気信号
に変換して検出することにより、細管４を探傷す
る。
この場合トランスデユーサは、細管軸方向に超
音波が発生伝播するため、細管４の円周方向の欠
陥に対しては超音波がよく反射されて帰つてく
る。従つて円周方向欠陥の欠陥検出性が高いが、
軸方向の欠陥に対しては検出性が低い問題があ
る。
音波が発生伝播するため、細管４の円周方向の欠
陥に対しては超音波がよく反射されて帰つてく
る。従つて円周方向欠陥の欠陥検出性が高いが、
軸方向の欠陥に対しては検出性が低い問題があ
る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、コイルをスパイラル状
に巻装することにより、軸方向欠陥に対して高い
検出性を有する電磁音響トランスデユーサを得ん
とするものである。
その目的とするところは、コイルをスパイラル状
に巻装することにより、軸方向欠陥に対して高い
検出性を有する電磁音響トランスデユーサを得ん
とするものである。
すなわち、本発明は軸方向に磁化された円盤状
又はリング状磁石を、円盤状又はリング状コアを
介して極性が向い合うように順次配列して円柱状
体を形成し、同円柱状体の外周面又は内周面にコ
イルをスパイラル状に巻装してなる電磁音響トラ
ンスデユーサである。
又はリング状磁石を、円盤状又はリング状コアを
介して極性が向い合うように順次配列して円柱状
体を形成し、同円柱状体の外周面又は内周面にコ
イルをスパイラル状に巻装してなる電磁音響トラ
ンスデユーサである。
以下本発明を図示する実施例を参照して説明す
る。
る。
第３図〜第１０図は本発明に係るトランスデユ
ーサの一実施例を示す。このトランスデユーサ
は、第３図及び第４図に示すように軸方向に磁化
された円盤状の磁石１１（永久磁石又は電磁石）
を円盤状コア１２を介して極性が向い合うように
順次配列して円柱状体１３を形成している。この
円柱状体１３は、この配列により磁界が周期的に
変化するようになつている。更に円柱状体１３の
外周面にはコイル１４がスパイラル状に巻装され
ている。このコイル１４は、第６図に示すように
スパイラルに伝播する板波の伝播方向Ａをθとす
ると、巻線方向が軸方向に対しθとなるように巻
かれている。また発生密度を上げるためにコイル
１４を平行に必要本数だけ巻装する。この場合各
コイル１４はすべて並列に接続されている。
ーサの一実施例を示す。このトランスデユーサ
は、第３図及び第４図に示すように軸方向に磁化
された円盤状の磁石１１（永久磁石又は電磁石）
を円盤状コア１２を介して極性が向い合うように
順次配列して円柱状体１３を形成している。この
円柱状体１３は、この配列により磁界が周期的に
変化するようになつている。更に円柱状体１３の
外周面にはコイル１４がスパイラル状に巻装され
ている。このコイル１４は、第６図に示すように
スパイラルに伝播する板波の伝播方向Ａをθとす
ると、巻線方向が軸方向に対しθとなるように巻
かれている。また発生密度を上げるためにコイル
１４を平行に必要本数だけ巻装する。この場合各
コイル１４はすべて並列に接続されている。
次にこのトランスデユーサを細管に挿入して動
作させたときの超音波の発生状況を示す、細管１
５の内表面には第７図に示すようにコイル１４に
流れる高周波電流により渦電流ｅが生じ、又第８
図に示すように展開面に垂直又は平行な方向の磁
界Ｂが生じる。そして第９図（第７図の―断
面）に示すように一定の周期で変化する磁界Ｂと
紙面に直角な方向に流れる渦電流ｅの相互作用に
より、周期的に方向が変化する力Ｆが発生する。
この力Ｆにより上記板波Ｗが発生し、第７図の渦
電流の方向と直角な方向に伝播する。すなわち板
波Ｗが細管壁をスパイラル状に伝播する。
作させたときの超音波の発生状況を示す、細管１
５の内表面には第７図に示すようにコイル１４に
流れる高周波電流により渦電流ｅが生じ、又第８
図に示すように展開面に垂直又は平行な方向の磁
界Ｂが生じる。そして第９図（第７図の―断
面）に示すように一定の周期で変化する磁界Ｂと
紙面に直角な方向に流れる渦電流ｅの相互作用に
より、周期的に方向が変化する力Ｆが発生する。
この力Ｆにより上記板波Ｗが発生し、第７図の渦
電流の方向と直角な方向に伝播する。すなわち板
波Ｗが細管壁をスパイラル状に伝播する。
このトランスデユーサによれば、スパイラル状
に板波Ｗが伝播するので、例えば第１０図のよう
に細管１５の軸方向に欠陥Ｄがあれば反射され、
この反射波を同様なトランスデユーサを用いて検
出することにより欠陥Ｄの検出が可能となる。
に板波Ｗが伝播するので、例えば第１０図のよう
に細管１５の軸方向に欠陥Ｄがあれば反射され、
この反射波を同様なトランスデユーサを用いて検
出することにより欠陥Ｄの検出が可能となる。
次に第１１図〜第１３図に示す他の実施例につ
き説明する。
き説明する。
このトランスデユーサは、第１１図及び第１２
図に示すように軸方向に磁化されたリング状磁石
２１（永久磁石又は電磁石）をリング状コア２２
を介して極性が向い合うように順次配列して、軸
方向に貫通する孔２３ａを有する円柱状体２３を
形成している。この円柱状体２３の外周面にはコ
イル２４がスパイラル状に巻装されている。この
場合コイル２４は、円柱状体２３の先端部まで巻
装した後、孔２３ａを通つて基端部まで戻され、
更に円柱状体２３の外周面に巻装される。このト
ランスデユーサによれば１本の巻線で外面全体に
複数個スパイラル状にコイルを巻くことができ
る。
図に示すように軸方向に磁化されたリング状磁石
２１（永久磁石又は電磁石）をリング状コア２２
を介して極性が向い合うように順次配列して、軸
方向に貫通する孔２３ａを有する円柱状体２３を
形成している。この円柱状体２３の外周面にはコ
イル２４がスパイラル状に巻装されている。この
場合コイル２４は、円柱状体２３の先端部まで巻
装した後、孔２３ａを通つて基端部まで戻され、
更に円柱状体２３の外周面に巻装される。このト
ランスデユーサによれば１本の巻線で外面全体に
複数個スパイラル状にコイルを巻くことができ
る。
このトランスデユーサも先の実施例と同様、ス
パイラル状に板波Ｗが伝播し、軸方向欠陥があれ
ばその反射波を検出して欠陥の検出が可能とな
る。
パイラル状に板波Ｗが伝播し、軸方向欠陥があれ
ばその反射波を検出して欠陥の検出が可能とな
る。
更に細管の外面から超音波を発生させるトラン
スデユーサについて説明する。第１４図に示すト
ランスデユーサは、軸方向に磁化されたリング状
磁石２１（永久磁石又は電磁石）をリング状コア
２２を介して極性が向い合うように順次配列し
て、中心軸に孔２３ａ有する円柱状体２３を形成
し、この孔２３ａの内面にコイル２４をスパイラ
ル状に巻装したものである。
スデユーサについて説明する。第１４図に示すト
ランスデユーサは、軸方向に磁化されたリング状
磁石２１（永久磁石又は電磁石）をリング状コア
２２を介して極性が向い合うように順次配列し
て、中心軸に孔２３ａ有する円柱状体２３を形成
し、この孔２３ａの内面にコイル２４をスパイラ
ル状に巻装したものである。
このトランスデユーサによれば、細管を孔内に
挿入することにより、細管の外面から超音波が発
生する。この場合上述した実施例と同様に軸方向
欠陥を検出することができる。
挿入することにより、細管の外面から超音波が発
生する。この場合上述した実施例と同様に軸方向
欠陥を検出することができる。
第１５図は他のトランスデユーサを示す。この
トランスデユーサは、軸方向に磁化されたリング
状磁石２１（永久磁石又は電磁石）をリング状コ
ア２２を介して極性が向い合うように順次配列し
て軸方向の孔２３ａを有する円柱状体２３を形成
し、この孔２３ａ内壁にコイル２４をスパイラル
状に巻装している。この場合コイル２４は、円柱
状体２３の先端部まで巻装した後外周面を通つて
基端部まで戻され、更に孔２３ａ内壁に巻装され
る。このトランスデユーサによれば１本の巻線で
内面全体に複数回スパイラル状にコイルを巻くこ
とができる。
トランスデユーサは、軸方向に磁化されたリング
状磁石２１（永久磁石又は電磁石）をリング状コ
ア２２を介して極性が向い合うように順次配列し
て軸方向の孔２３ａを有する円柱状体２３を形成
し、この孔２３ａ内壁にコイル２４をスパイラル
状に巻装している。この場合コイル２４は、円柱
状体２３の先端部まで巻装した後外周面を通つて
基端部まで戻され、更に孔２３ａ内壁に巻装され
る。このトランスデユーサによれば１本の巻線で
内面全体に複数回スパイラル状にコイルを巻くこ
とができる。
以上説明したように本発明によればコイルをス
パイラル状に巻装することにより軸方向欠陥に対
して高い検出性を有することができる顕著な効果
を奏する。
パイラル状に巻装することにより軸方向欠陥に対
して高い検出性を有することができる顕著な効果
を奏する。
第１図は従来のトランスデユーサの斜視図、第
２図は同作用説明図、第３図〜第１０図は本発明
の一実施例を示し、第３図はトランスデユーサの
円柱状体の正面図、第４図は同側面図、第５図は
トランスデユーサの正面図、第６図はトランスデ
ユーサの展開図、第７図は細管を展開した状態で
示すトランスデユーサの作用説明図、第８図は細
管を断面した状態で示すトランスデユーサの作用
説明図、第９図は第７の―線に沿う断面図で
示すトランスデユーサの作用説明図、第１０図は
細管の軸方向欠陥の検出を示す図、第１１図〜第
１３図は本発明の他の実施例を示し、第１１図は
トランスデユーサの円柱状体の正面図、第１２図
は同側面図、第１３図はトランスデユーサの正面
図、第１４図及び第１５図はそれぞれ異なる他の
実施例を示すトランスデユーサの正面図である。 １１，２１……磁石、１２，２２……コア、１
３，２３……円柱状体、２３ａ……孔、１４，２
４……コイル、１５……細管。
２図は同作用説明図、第３図〜第１０図は本発明
の一実施例を示し、第３図はトランスデユーサの
円柱状体の正面図、第４図は同側面図、第５図は
トランスデユーサの正面図、第６図はトランスデ
ユーサの展開図、第７図は細管を展開した状態で
示すトランスデユーサの作用説明図、第８図は細
管を断面した状態で示すトランスデユーサの作用
説明図、第９図は第７の―線に沿う断面図で
示すトランスデユーサの作用説明図、第１０図は
細管の軸方向欠陥の検出を示す図、第１１図〜第
１３図は本発明の他の実施例を示し、第１１図は
トランスデユーサの円柱状体の正面図、第１２図
は同側面図、第１３図はトランスデユーサの正面
図、第１４図及び第１５図はそれぞれ異なる他の
実施例を示すトランスデユーサの正面図である。 １１，２１……磁石、１２，２２……コア、１
３，２３……円柱状体、２３ａ……孔、１４，２
４……コイル、１５……細管。
Claims (1)
- １ 軸方向に磁化された円盤状又はリング状磁石
を、円盤状又はリング状コアを介して極性が向い
合うように順次配列して円柱状体を形成し、同円
柱状体の外周面又は内周面にコイルをスパイラル
状に巻装してなる電磁音響トランスデユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104980A JPS58221161A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104980A JPS58221161A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221161A JPS58221161A (ja) | 1983-12-22 |
| JPH0142377B2 true JPH0142377B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=14395235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104980A Granted JPS58221161A (ja) | 1982-06-18 | 1982-06-18 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58221161A (ja) |
-
1982
- 1982-06-18 JP JP57104980A patent/JPS58221161A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58221161A (ja) | 1983-12-22 |
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