JPH0142378B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0142378B2 JPH0142378B2 JP57119225A JP11922582A JPH0142378B2 JP H0142378 B2 JPH0142378 B2 JP H0142378B2 JP 57119225 A JP57119225 A JP 57119225A JP 11922582 A JP11922582 A JP 11922582A JP H0142378 B2 JPH0142378 B2 JP H0142378B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- emat
- thin tube
- cylinder
- permanent magnets
- 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
Links
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- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
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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]
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は配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。
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）として
は、従来第１図に示す構造のものが知られいる。
即ち、図中の１…は上下の極性が互に反対となる
ように配列した永久磁石であり、この永久磁石１
…には例えば５つの永久磁石が一ユニツトとなる
ようコイル２…が巻装され、これによりEMAT
３が構成されている。なお、図中の４はEMAT
３が挿入される細管である。
トランスデユーサ（以下EMATと略す）として
は、従来第１図に示す構造のものが知られいる。
即ち、図中の１…は上下の極性が互に反対となる
ように配列した永久磁石であり、この永久磁石１
…には例えば５つの永久磁石が一ユニツトとなる
ようコイル２…が巻装され、これによりEMAT
３が構成されている。なお、図中の４はEMAT
３が挿入される細管である。
かかるEMATの動作を第２図を参照して説明
する。EMAT３のコイル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Ｉ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Ｉ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。な
お、超音波の検出は上述したのと逆のプロセスで
電気信号に変換して検出する。
する。EMAT３のコイル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Ｉ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Ｉ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。な
お、超音波の検出は上述したのと逆のプロセスで
電気信号に変換して検出する。
しかしながら、上述したEMATにあつては、
細管４の周上でコイル２…が位置する一部の面の
みに超音波が発生する構造であるため、細管４の
全面を探傷するには細管もしくはEMATのいず
れかを回転させなければならず、探傷操作が煩雑
化する。また、永久磁石１…の形状上からコイル
２…の面と細管４内面とが離れる部分が不可避的
に生じ、この部分では超音波発生の点で効率が悪
く感度が低くなる。
細管４の周上でコイル２…が位置する一部の面の
みに超音波が発生する構造であるため、細管４の
全面を探傷するには細管もしくはEMATのいず
れかを回転させなければならず、探傷操作が煩雑
化する。また、永久磁石１…の形状上からコイル
２…の面と細管４内面とが離れる部分が不可避的
に生じ、この部分では超音波発生の点で効率が悪
く感度が低くなる。
本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、細管全周壁に同時にSH波を発生させるこ
とによつて、細管等を回転させることなく細管全
周壁に超音波を効率よく発生できる電磁音響トラ
ンスデユーサを提供しようとするものである。
ので、細管全周壁に同時にSH波を発生させるこ
とによつて、細管等を回転させることなく細管全
周壁に超音波を効率よく発生できる電磁音響トラ
ンスデユーサを提供しようとするものである。
すなわち本発明は、円盤状のコアの間に円盤状
の永久磁石又は電磁石をその極性が向き合うよう
に順次配列すると共に、その上に円筒状の高導伝
体材質の円筒を被せ、その円筒にトロイダルコイ
ルのようにコイルを巻装したことを特徴とする電
磁音響トランデユーサを提供する。
の永久磁石又は電磁石をその極性が向き合うよう
に順次配列すると共に、その上に円筒状の高導伝
体材質の円筒を被せ、その円筒にトロイダルコイ
ルのようにコイルを巻装したことを特徴とする電
磁音響トランデユーサを提供する。
本発明トランスデユーサの一実施例を第３図〜
第８図について説明する。
第８図について説明する。
第３図〜第６図において、図中の１１は電磁音
響トランスデユーサ（EMAT）であり、この
EMAT１１は第６図に示す如く、高透磁率を有
する複数の円盤状のコア１２…と、これらコア１
２…の間に互に極性が向き合うように介装された
円盤状の永久磁石１３…とを備えている。なお、
コア１２，１２と永久磁石１３，１３の配列周期
T0は発生超音波の波長λに等しい。
響トランスデユーサ（EMAT）であり、この
EMAT１１は第６図に示す如く、高透磁率を有
する複数の円盤状のコア１２…と、これらコア１
２…の間に互に極性が向き合うように介装された
円盤状の永久磁石１３…とを備えている。なお、
コア１２，１２と永久磁石１３，１３の配列周期
T0は発生超音波の波長λに等しい。
またこれら磁気回路の上に、例えば銅などの高
電導率の物質でできた円筒１５を被せる。この円
筒１５に穴を通してトロイダルコイルのようにコ
イル１４を巻装してある。つまり円筒の外部では
軸方向にコイル１４が通り、円筒内部では軸方向
前記外部とは逆方向にコイル１４が通るようにな
つている。
電導率の物質でできた円筒１５を被せる。この円
筒１５に穴を通してトロイダルコイルのようにコ
イル１４を巻装してある。つまり円筒の外部では
軸方向にコイル１４が通り、円筒内部では軸方向
前記外部とは逆方向にコイル１４が通るようにな
つている。
上述した構造EMAT１１の動作を説明する。
まず、第７図に示す如くEMAT１１を被検体と
しての細管４内に挿入するか、細管４をEMAT
１１に嵌合するか、いずれかによりEMAT１１
を細管４内の所定領域に配置する。こうした状態
でコイル１４に高周波電流Ｊを流すと、第８図に
示す如く円筒外側のコイルに近接した細管４の壁
部内にその軸方向と平行な渦電流Ｉが生じる。他
方円筒１５内部を通るコイルに流れる電流は円筒
が高電導物体であるため、その表面に上記細管に
発生した渦電流Ｉと逆方向の渦電流を発生させ、
細管には渦電流を発生させず、内部を通るコイル
の細管に対する影響は除去されている。
まず、第７図に示す如くEMAT１１を被検体と
しての細管４内に挿入するか、細管４をEMAT
１１に嵌合するか、いずれかによりEMAT１１
を細管４内の所定領域に配置する。こうした状態
でコイル１４に高周波電流Ｊを流すと、第８図に
示す如く円筒外側のコイルに近接した細管４の壁
部内にその軸方向と平行な渦電流Ｉが生じる。他
方円筒１５内部を通るコイルに流れる電流は円筒
が高電導物体であるため、その表面に上記細管に
発生した渦電流Ｉと逆方向の渦電流を発生させ、
細管には渦電流を発生させず、内部を通るコイル
の細管に対する影響は除去されている。
他方コア１２…と永久磁石１３…によつて、そ
れらの周期T0で方向が変化する細管４の半径方
向と平行な磁束Ｂが細管４の壁部に発生する。し
かるに上記渦電流Ｉと磁束Ｂ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
磁界分布の周期T0と同時周期で方向が反転して
いる。その結果、上記ローレンツ力Ｆにより細管
４の壁部の軸方向に伝播するSH波が発生し、ひ
いてはEMATT１１を配置した細管４の全周壁
にSH波（超音波）が発生する。この超音波は細
管４を伝播し、その細管４の欠陥箇所等で反射し
て帰つてくる。しかして、これを上記と逆プロセ
スで電気信号に変換することにより、細管４の探
傷が可能となる。
れらの周期T0で方向が変化する細管４の半径方
向と平行な磁束Ｂが細管４の壁部に発生する。し
かるに上記渦電流Ｉと磁束Ｂ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
磁界分布の周期T0と同時周期で方向が反転して
いる。その結果、上記ローレンツ力Ｆにより細管
４の壁部の軸方向に伝播するSH波が発生し、ひ
いてはEMATT１１を配置した細管４の全周壁
にSH波（超音波）が発生する。この超音波は細
管４を伝播し、その細管４の欠陥箇所等で反射し
て帰つてくる。しかして、これを上記と逆プロセ
スで電気信号に変換することにより、細管４の探
傷が可能となる。
したがつて、本発明によれば次に列挙する効果
を奏する。
を奏する。
(1) 上記構造のEMATを用いて細管を探傷する
場合、コア、永久磁石が円盤状でその上に、円
筒を被せるものであるためEMATと細管内面
とのクリアランスは小さくなり、EMATに近
接する細管の内面全体で超音波を発生でき、そ
の結果トランスデユーサ又は細管を回転させる
という煩雑な操作を行なうことなく細管の欠陥
等を簡単に探傷できる。
場合、コア、永久磁石が円盤状でその上に、円
筒を被せるものであるためEMATと細管内面
とのクリアランスは小さくなり、EMATに近
接する細管の内面全体で超音波を発生でき、そ
の結果トランスデユーサ又は細管を回転させる
という煩雑な操作を行なうことなく細管の欠陥
等を簡単に探傷できる。
(2) 円筒内部を通るコイルは、外部コイルと逆方
向に電流が流れるが円筒内に渦電流が吸収さ
れ、円筒内部のコイルにより細管壁に発生させ
られる渦電流Ｉを相殺するといつたことを防ぐ
ことができる。
向に電流が流れるが円筒内に渦電流が吸収さ
れ、円筒内部のコイルにより細管壁に発生させ
られる渦電流Ｉを相殺するといつたことを防ぐ
ことができる。
(3) トロイダル状コイルのコイル断面はかなり小
さいので、コイルのインピーダンスを低くする
ことができ、電流を流しやすくすることができ
る。
さいので、コイルのインピーダンスを低くする
ことができ、電流を流しやすくすることができ
る。
なお本発明に係る電磁音響トランスデユーサは
上記実施例の如くコア間に極性が互に向き合うよ
うに永久磁石を介装したものに限らず、永久磁石
の代りに電磁石を用いてもよい。
上記実施例の如くコア間に極性が互に向き合うよ
うに永久磁石を介装したものに限らず、永久磁石
の代りに電磁石を用いてもよい。
第１図はEMATの概略斜視図、第２図は従来
のEMATの動作原理の説明図、第３図乃至第８
図は本発明のEMATの一実施例を示し、第３図
はEMATの正面図、第４図は第３図の右側面図、
第５図は第３図の―断面図、第６図はコイル
を巻装する前のEMATの正面図、第７図は
EMATと細管とを示す斜視図、第８図はEMAT
の動作原理の説明図である。 ４……被検体細管、１１……EMAT、１２…
…コア、１３……永久磁石、１４……コイル、１
５……円筒。
のEMATの動作原理の説明図、第３図乃至第８
図は本発明のEMATの一実施例を示し、第３図
はEMATの正面図、第４図は第３図の右側面図、
第５図は第３図の―断面図、第６図はコイル
を巻装する前のEMATの正面図、第７図は
EMATと細管とを示す斜視図、第８図はEMAT
の動作原理の説明図である。 ４……被検体細管、１１……EMAT、１２…
…コア、１３……永久磁石、１４……コイル、１
５……円筒。
Claims (1)
- １ 円盤状のコアの間に円盤状の永久磁石又は電
磁石をその極性が向き合うように順次配列すると
共に、その上に円筒状の高導伝体材質の円筒を被
せ、その円筒にトロイダルコイルのようにコイル
を巻装したことを特徴とする電磁音響トランスデ
ユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119225A JPS5910848A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119225A JPS5910848A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910848A JPS5910848A (ja) | 1984-01-20 |
| JPH0142378B2 true JPH0142378B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=14756050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57119225A Granted JPS5910848A (ja) | 1982-07-09 | 1982-07-09 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910848A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0648184B2 (ja) * | 1986-03-07 | 1994-06-22 | 日本電信電話株式会社 | 管内挿入型電磁超音波探触子 |
| DE112005000106B4 (de) * | 2004-02-26 | 2015-05-13 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu "Nordinkraft Sankt-Petersburg" | Elektromagnetisch-Akustischer Messwandler |
-
1982
- 1982-07-09 JP JP57119225A patent/JPS5910848A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5910848A (ja) | 1984-01-20 |
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