JPH0143265B2 - - Google Patents
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- JPH0143265B2 JPH0143265B2 JP57205616A JP20561682A JPH0143265B2 JP H0143265 B2 JPH0143265 B2 JP H0143265B2 JP 57205616 A JP57205616 A JP 57205616A JP 20561682 A JP20561682 A JP 20561682A JP H0143265 B2 JPH0143265 B2 JP H0143265B2
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- Japan
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- magnetic
- magnets
- coil
- transducer
- magnetic poles
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- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
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- 238000000034 method Methods 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]
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば船体等の金属性構造部材を
深傷する深傷装置の電磁超音波トランスデユーサ
に関する。
深傷する深傷装置の電磁超音波トランスデユーサ
に関する。
例えば船体溶接部内部の溶接状態を超音波で深
傷するには、第１図ａに示すようなトランスデユ
ーサを用いて超音波を発生させている。このトラ
ンスデユーサは例えばコ字状の永久磁石１１が用
いられるもので、この磁石１１のＮ極とＳ極との
間には磁界の生じる方向と直角にした複数の直線
部分を有するコイル１２を配置して構成してい
る。
傷するには、第１図ａに示すようなトランスデユ
ーサを用いて超音波を発生させている。このトラ
ンスデユーサは例えばコ字状の永久磁石１１が用
いられるもので、この磁石１１のＮ極とＳ極との
間には磁界の生じる方向と直角にした複数の直線
部分を有するコイル１２を配置して構成してい
る。
すなわち同図ｂに示すように、このコイル１２
に高周波電流IHを流すと、上記船体溶接部に相当
する被検査体１３には過電流I1〜I7が発生するも
ので、この渦電流I1〜I7は永久石１１により被検
査体１３の内部にＮ極からＳ極方向に向けて生じ
るようになる磁束B1〜B7との相互作用によりロ
ーレンツ力F1〜F7を発生する。このローレンツ
力F1〜F7は上記渦電流I1〜I7に伴なつてコイル１
２の間隔T0で方向が縦波状に180゜変化するもの
で、このローレンツ力F1〜F7の方向変化に対応
するように被検査体１３の内部には超音波が発生
する。
に高周波電流IHを流すと、上記船体溶接部に相当
する被検査体１３には過電流I1〜I7が発生するも
ので、この渦電流I1〜I7は永久石１１により被検
査体１３の内部にＮ極からＳ極方向に向けて生じ
るようになる磁束B1〜B7との相互作用によりロ
ーレンツ力F1〜F7を発生する。このローレンツ
力F1〜F7は上記渦電流I1〜I7に伴なつてコイル１
２の間隔T0で方向が縦波状に180゜変化するもの
で、このローレンツ力F1〜F7の方向変化に対応
するように被検査体１３の内部には超音波が発生
する。
ここで超音波が合成波面１４を形成し伝播する
方向θは、 θ＝sin-1（λ／2T0） λ：超音波の波長 を満足するような角度に設定される。
方向θは、 θ＝sin-1（λ／2T0） λ：超音波の波長 を満足するような角度に設定される。
また上記のようなコ字型の永久磁石１１を使用
するものの他に、第２図ａに示すように両側端面
にＮおよびＳ極を有する長方形状の永久磁石１５
を用いるトランスデユーサが考えられている。そ
してこの磁石１５のＮ極に対面して直線部が横切
るコイル１２を配置して構成している。
するものの他に、第２図ａに示すように両側端面
にＮおよびＳ極を有する長方形状の永久磁石１５
を用いるトランスデユーサが考えられている。そ
してこの磁石１５のＮ極に対面して直線部が横切
るコイル１２を配置して構成している。
すなわち第２図ｂに示すように、このトランス
デユーサはローレンツ力F1〜F2を横波状に180゜変
化して発生するもので、この横波状のローレンツ
力F1〜F8により上記と同様の伝播方向θで超音
波の合成波面１４を形成している。
デユーサはローレンツ力F1〜F2を横波状に180゜変
化して発生するもので、この横波状のローレンツ
力F1〜F8により上記と同様の伝播方向θで超音
波の合成波面１４を形成している。
つまり被検査体１３の内部に傷等が存在する場
合、超音波は傷の存在する位置で反射されるよう
になり、この反射波は上述したのと逆の過程でト
ランスデユーサにより電気信号に変換され検出さ
れるものである。
合、超音波は傷の存在する位置で反射されるよう
になり、この反射波は上述したのと逆の過程でト
ランスデユーサにより電気信号に変換され検出さ
れるものである。
しかしこのように構成されたトランスデユーサ
では、それぞれの磁石１１，１５のＮ極およびＳ
極相互間の距離が比較的長く設定されているた
め、例えば被検査体１３がステンレス鋼およびア
ルミニウム等のように非磁性体の場合には、その
磁気抵抗が大きくなり、被検査体１３の内部に生
じる磁束B1〜B7、B1〜B8は低磁束密度の状態と
なつてしまう。したがつてこのような場合には、
被検査体１３の内部に強力な超音波を発生させる
ことは困難であり、充分な探傷検出感度を得るこ
とができない。
では、それぞれの磁石１１，１５のＮ極およびＳ
極相互間の距離が比較的長く設定されているた
め、例えば被検査体１３がステンレス鋼およびア
ルミニウム等のように非磁性体の場合には、その
磁気抵抗が大きくなり、被検査体１３の内部に生
じる磁束B1〜B7、B1〜B8は低磁束密度の状態と
なつてしまう。したがつてこのような場合には、
被検査体１３の内部に強力な超音波を発生させる
ことは困難であり、充分な探傷検出感度を得るこ
とができない。
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、例えばステンレス鋼およびア
ルミニウム等の非磁性体を被検査体として超音波
探傷するような場合でも、充分な探傷感度を得る
ことができ、しかも小型化可能となる電磁超音波
トランスデユーサを提供することを目的とする。
になされたもので、例えばステンレス鋼およびア
ルミニウム等の非磁性体を被検査体として超音波
探傷するような場合でも、充分な探傷感度を得る
ことができ、しかも小型化可能となる電磁超音波
トランスデユーサを提供することを目的とする。
すなわちこの発明に係る電磁超音波トランスデ
ユーサは、それぞれ磁極が並ぶ方向が平行になる
ようにして隣り合う磁極が互いに相反するように
順次近接配列された複数の永久磁石でなる磁気回
路と、この磁気回路の磁極の並ぶ一側面に上記磁
石の配列方向と直角にして横断するように直接部
分が設定された高周波電流コイルとを具備するよ
うにしたものである。
ユーサは、それぞれ磁極が並ぶ方向が平行になる
ようにして隣り合う磁極が互いに相反するように
順次近接配列された複数の永久磁石でなる磁気回
路と、この磁気回路の磁極の並ぶ一側面に上記磁
石の配列方向と直角にして横断するように直接部
分が設定された高周波電流コイルとを具備するよ
うにしたものである。
以下図面によりこの発明の一実施例を説明す
る。
る。
第３図ａはその構成を示すもので、複数個例え
ば６個の小型な永久磁石２０ａ〜２０ｆのそれぞ
れを、その磁極の並ぶ方向を平行にして、且つこ
の永久磁石２０ａ〜２０ｆの磁極が相反して隣接
するように順次近接して配列する。そしてこの磁
石群の磁極の並ぶ一方の側面には、薄板状のフエ
ライトコア２１を付設し一体化して磁気回路を構
成する。
ば６個の小型な永久磁石２０ａ〜２０ｆのそれぞ
れを、その磁極の並ぶ方向を平行にして、且つこ
の永久磁石２０ａ〜２０ｆの磁極が相反して隣接
するように順次近接して配列する。そしてこの磁
石群の磁極の並ぶ一方の側面には、薄板状のフエ
ライトコア２１を付設し一体化して磁気回路を構
成する。
この複数の磁石２０ａ〜２０ｆでなる磁石群
の、上記フエライトコア２１が付設される面と反
対側の磁極の並ぶ面には、それぞれの磁石２０ａ
〜２０ｆの境界線に対応して直線部分の設定され
る高周波電流コイル２２を配置する。この高周波
電流コイル２２は上記磁石群の並ぶ方向を２つに
分割した範囲で、それぞれ逆方向に巻回したコイ
ル単体２２ａ，２２ｂを直列に接続する状態で構
成されるもので、このコイル２２に高周波電流IH
を供給してなる。
の、上記フエライトコア２１が付設される面と反
対側の磁極の並ぶ面には、それぞれの磁石２０ａ
〜２０ｆの境界線に対応して直線部分の設定され
る高周波電流コイル２２を配置する。この高周波
電流コイル２２は上記磁石群の並ぶ方向を２つに
分割した範囲で、それぞれ逆方向に巻回したコイ
ル単体２２ａ，２２ｂを直列に接続する状態で構
成されるもので、このコイル２２に高周波電流IH
を供給してなる。
ここで磁気回路の磁石２０ａ〜２０ｆそれぞれ
の相互間隔T0は、 T0＝λ／２・sinθ を満足する間隔に設定する。但しλは発生する超
音波の波長、θはその超音波の伝播方向である。
の相互間隔T0は、 T0＝λ／２・sinθ を満足する間隔に設定する。但しλは発生する超
音波の波長、θはその超音波の伝播方向である。
すなわちこのように構成される磁気回路におい
ては、第３図ｂに示すように被検査体１３に対し
て、それぞれ隣り合う永久磁石２０ａ〜２０ｆ相
互間ででＮからＳ極方向に生じる磁界により、間
隔T0の磁束B1〜B5が加えられる。この磁束B1〜
B5は、上記それぞれの磁石２０ａ〜２０ｆを短
距離開隔で近接設定したことにより、比較的高磁
束密度で加えられるもので、この磁束B1〜B2に
対してコイル２２に高周波電流IHを流すと、被検
査体１３にはコイル２２と平行にして渦電流I1〜
I5が発生する。
ては、第３図ｂに示すように被検査体１３に対し
て、それぞれ隣り合う永久磁石２０ａ〜２０ｆ相
互間ででＮからＳ極方向に生じる磁界により、間
隔T0の磁束B1〜B5が加えられる。この磁束B1〜
B5は、上記それぞれの磁石２０ａ〜２０ｆを短
距離開隔で近接設定したことにより、比較的高磁
束密度で加えられるもので、この磁束B1〜B2に
対してコイル２２に高周波電流IHを流すと、被検
査体１３にはコイル２２と平行にして渦電流I1〜
I5が発生する。
この渦電流I1〜I5は磁束B1〜B5との相互作用に
より間隔T0で垂直方向に180゜変化する縦波状のロ
ーレンツ力F2〜F5を発生するもので、このロー
レンツ力F1〜F5に伴なつて被検査体１３の内部
には超音波が発生し、半無限的に伝播されるよう
になる。
より間隔T0で垂直方向に180゜変化する縦波状のロ
ーレンツ力F2〜F5を発生するもので、このロー
レンツ力F1〜F5に伴なつて被検査体１３の内部
には超音波が発生し、半無限的に伝播されるよう
になる。
ここで超音波は次式を満足する斜方向θで強力
な合成波面２３を形成し伝播するものである。
な合成波面２３を形成し伝播するものである。
θ＝sin-1（λ／2T0）
上記実施例では複数の磁石を等しい形状とした
が、例えば第４図に示すように構成してもよい。
この実施例では磁気回路を例えば７個の永久磁石
２０ａ〜２０ｇで構成するもので、その中央の磁
石２０ｄの幅の2T0となるように他の磁石より大
きく設定する。そしてこの幅広の磁石２０ｄに対
向して中心巻線が形成されるように、コイル２２
全体を１つの渦巻線として簡素化して構成する。
が、例えば第４図に示すように構成してもよい。
この実施例では磁気回路を例えば７個の永久磁石
２０ａ〜２０ｇで構成するもので、その中央の磁
石２０ｄの幅の2T0となるように他の磁石より大
きく設定する。そしてこの幅広の磁石２０ｄに対
向して中心巻線が形成されるように、コイル２２
全体を１つの渦巻線として簡素化して構成する。
さらに上記実施例では、コイル２２のそれぞれ
の直線部分を、磁石２０ａ〜２０ｆそれぞれの境
界線に対応して設定しているが、第５図ａに示す
ように、このコイル２２それぞれの直線部分を、
例えば５個の磁石２０ａ〜２０ｅそれぞれの磁極
面の中心線に対応して設定し構成することもでき
る。
の直線部分を、磁石２０ａ〜２０ｆそれぞれの境
界線に対応して設定しているが、第５図ａに示す
ように、このコイル２２それぞれの直線部分を、
例えば５個の磁石２０ａ〜２０ｅそれぞれの磁極
面の中心線に対応して設定し構成することもでき
る。
すなわちこのような構成によれば、第５図ｂに
示すようにローレンツ力F1〜F5は横波状に180゜変
化して発生するようになり、この横波状のローレ
ンツ力F1〜F5により上記実施例と同様の超音波
の合成波面２３を形成し伝播することができる。
このような場合においても、第６図に示すように
磁気回路中央の永久磁石２０ｄの幅を2T0となる
ように構成し、コイル２２を簡素化して構成する
こともできる。
示すようにローレンツ力F1〜F5は横波状に180゜変
化して発生するようになり、この横波状のローレ
ンツ力F1〜F5により上記実施例と同様の超音波
の合成波面２３を形成し伝播することができる。
このような場合においても、第６図に示すように
磁気回路中央の永久磁石２０ｄの幅を2T0となる
ように構成し、コイル２２を簡素化して構成する
こともできる。
尚、上記のように構成されるトランスデユーサ
では、何れの場合においても、次式を満足する斜
方向θで強力な超音波による合成波面２３を形成
して伝播するようになるものである。
では、何れの場合においても、次式を満足する斜
方向θで強力な超音波による合成波面２３を形成
して伝播するようになるものである。
θ＝sin-1（λ／2T0） λ：超音波の波長
以上のようにこの発明によれば、それぞれ磁極
の並ぶ方向が平行になるようにして隣り合う磁極
が互いは相反するように順次近接配列された複数
の永久磁石でなる磁気回路と、この磁気回路の磁
極の並ぶ一側面に上記磁石の配列方向と直角にし
て横断するように直線部分が設定された高周波電
流コイルとを具備したので、比較的小型なトラン
スデユーサにより、被検査体内部に強磁界で高密
度の磁束を加えることができ、強力な超音波を発
生することが可能となる。すなわち被検査体に対
する超音波の伝播特性が向上することにより、例
えば傷等の存在するステンレス鋼およびアルミニ
ウム等の非磁性体を被検査体として超音波探傷す
るような場合でも、強力な反射波が正確な方向で
帰還されるようになるで、超音波による探傷検出
感度は飛躍的に向上するものである。
の並ぶ方向が平行になるようにして隣り合う磁極
が互いは相反するように順次近接配列された複数
の永久磁石でなる磁気回路と、この磁気回路の磁
極の並ぶ一側面に上記磁石の配列方向と直角にし
て横断するように直線部分が設定された高周波電
流コイルとを具備したので、比較的小型なトラン
スデユーサにより、被検査体内部に強磁界で高密
度の磁束を加えることができ、強力な超音波を発
生することが可能となる。すなわち被検査体に対
する超音波の伝播特性が向上することにより、例
えば傷等の存在するステンレス鋼およびアルミニ
ウム等の非磁性体を被検査体として超音波探傷す
るような場合でも、強力な反射波が正確な方向で
帰還されるようになるで、超音波による探傷検出
感度は飛躍的に向上するものである。
第１図および第２図はそれぞれ従来のトランス
デユーサを説明する図、第３図はこの発明の一実
施例に係る電磁超音波トランスデユーサを説明す
る図、第４図乃至第６図はそれぞれこの発明の他
の実施例を示す図である。 １３……被検査体、２０ａ〜２０ｆ……永久磁
石、２１……フエライトコア、２２……高周波電
流コイル。
デユーサを説明する図、第３図はこの発明の一実
施例に係る電磁超音波トランスデユーサを説明す
る図、第４図乃至第６図はそれぞれこの発明の他
の実施例を示す図である。 １３……被検査体、２０ａ〜２０ｆ……永久磁
石、２１……フエライトコア、２２……高周波電
流コイル。
Claims (1)
- １ それぞれ磁極の並ぶ方向が平行になるように
して隣り合う磁極が互いに相反するように順次近
接配列された複数の永久磁石でなる磁気回路と、
この磁気回路の磁極の並ぶ一側面に上記磁石の配
列方向と直角にして横断するように直線部分が設
定された高周波電流コイルとを具備したことを特
徴とする電磁超音波トランスデユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205616A JPS5995454A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 電磁超音波トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205616A JPS5995454A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 電磁超音波トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5995454A JPS5995454A (ja) | 1984-06-01 |
| JPH0143265B2 true JPH0143265B2 (ja) | 1989-09-19 |
Family
ID=16509823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205616A Granted JPS5995454A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 電磁超音波トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5995454A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2385229B (en) * | 2002-02-05 | 2005-04-20 | Pii Ltd | Electromagnetic acoustic transducers |
| KR101066247B1 (ko) | 2009-08-04 | 2011-09-20 | 서울대학교산학협력단 | 멀티 루프 코일을 구비하는 판재용 비접촉식 트랜스듀서 |
| RU185529U1 (ru) * | 2018-07-11 | 2018-12-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Электромагнитно-акустический преобразователь |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57205616A patent/JPS5995454A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5995454A (ja) | 1984-06-01 |
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