JPH022932A - アレイ型探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は角鋼片等の内部に存在する欠陥を検出する超
音波探傷用のアレイ型探触子に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図（、）は例えば特許公報（昭５８−３２５５７号
）に示された従来のアレイ型探触子の横断面図、第３図
（ｂ）は圧電振動子の形状を示すアレイ型探触子の下面
図である。

図において（１１′は圧電振動子、（２）はバッキング
材。

１は圧電振動子（１１′の配列方向の幅、Ｄは圧電振動
子（１）′の配列方向と直交する長さである。

従来のアレイ型探触子は上記のように構成されており、
たんざく状の圧電振動子（１）′の幅ａは同一寸法で複
数個配置されている。又、圧電振動子（１）′の長さＤ
は探傷距離から適性な値が選択される。

上記プレイ型探触子をリニアスキャンで使用する場合に
は、圧電振動子（１１′複数個１１組として送受信し、
上記圧電振動子（１）′の組合わせを順次ずらして送受
信することによシ同一パターンの超音波ビームを高速に
走査できるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように幅ａが同一な圧電振動子（ＩＪ′が並んで
いるアレイ型探触子は、垂直探傷においては探傷距離が
超音波ビームの走査範囲内では一定と考えることができ
るため、同一数の圧電振動子を駆動すれば良いが、斜角
探傷においては超音波ビームの走査範囲内で探傷距離が
大きく変化するととになシ、同一パターンの超音波ビー
ムを走査させたのではそれぞれの部分で最良の欠陥検出
能が得られない課題があった。又、仮に圧電振動子（１
どの一度に駆動される数を変化させることは幅ａ方向に
ついては可能で、ビームパターンのコントロールも可能
となるが、長さＤ方向は複数個の圧電振動子側′の全て
が同一寸法のため、探傷距離が変化しても同一パターン
の超音波ビームにしがならない。

その結果、最良の欠陥検出能が得られない課題があった
。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、
たんざく状の圧電振動子の幅ａも順番に変化させ、かつ
、圧電振動子の長さＤも順番に変化させることにより、
探傷距離の変化に応じて超音波ビームのパターンを変化
させて最良の欠陥検出能を得ることを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によるアレイ型探触子は、たんざ〈状の圧電振
動子を配列する方向において、探傷距離が長くなる側に
相当する第１番目の圧電振動子の幅は大きく、逆に探傷
距離が短かくなる側に相当する第ｎ番目の圧電振動子の
幅は小さくシ、上記第１番目から第ｎ番目までの圧電振
動子の寸法は等差級列的に小さくなる様に配置し、かつ
、圧電振動子の長さについても上記と同様に第１番目の
圧電振動子の長さは第１番目の圧電振動子を含む第１グ
ループの幅にほぼ等しい寸法とし、第ｎ番目の圧電振動
子の長さは第ｎ番目の圧電振動子を含む第ｎグループの
幅にほぼ等しい寸法としたものである。

〔作　用〕

この発明におけるアレイ型探触子は第１番目の圧電振動
子側が幅方向も長さ方向も寸法が大きく。

第ｎ番目の圧電振動子側が幅方向も長さ方向も寸法が小
さくなっているため、探傷距離が長い側でも、規準化距
離でｏ、ｓ　ｆｆ１ｏから２．０Ｚｏ以内を探傷距離と
し、探傷距離が短い側でも０．８Ｚｏから２．ＯＪ。

以内を探傷距離とすることが可能となり、超音波ビーム
の走査範囲内でそれぞれに細い超音波ビームを形成でき
るため欠陥検出能が向上する。

〔実施例〕

第１図（ａ）はこの発明の一実施例を示すアレイ型探触
子の横断面図、第１図（ｂ）は圧電振動子の形状を示す
アレイ型探触子の下面図である。

図において（１−１）は第１番目の圧電振動子、　（ｉ
−ｎ）は第ｎ番目の圧電振動子、（２１はバッキング材
。

（３）は電極、（４）は電極の無い圧電体ペース＋　’
１は第１査目の圧電振動子（ｌ−ｔ）の幅、ｄｎは第ｎ
番目の圧電振動子（ｌ−ｎ）の幅、Ｄｌは第１香目の圧
電振動子（ｌ−１）を含んだ第１グループの圧電振動子
幅。

Ｄｎは第ｎ番目の圧電振動子（ｉ−ｎ）を含んだ第ｎグ
ループの圧電振動子幅＋　Ｌｌは第１グループの圧電振
動子幅に近似科だ圧電振動子長さ、Ｌｎは第六グループ
の圧電振動子幅に近似した圧電振動子長さである。

第２図は角鋼片を斜角探傷する場合の幾可図である。

図において（５１はこの発明によるアレイ型探触子。

（６）は試験体、Ｗｌは第１グループの圧電振動子幅Ｄ
１の中心軸上におけるプレイ型探触子（５）の表面と試
験体（６）の表面間の距離、Ｗ２は第１グループの圧電
振動子幅ＤＩの中心軸上における試験体（６）中の超音
波伝播距離、Ｗ、は第ｎグループの圧電振動子幅Ｄｎの
中心軸上におけるプレイ型探触子（５）の表面と試験体
（６）の表面間の距離、Ｗ４は第ｎグループの圧電振動
子幅Ｄｎの中心軸上における試験体（６）中の超音波伝
播距離、に）は超音波ビームの走査範囲である。

上記のように構成されたアレイ型探触子（５）で角鋼片
等の試験体（６）を斜角探傷するとき、アレイ型探触子
（５）と試験体（６）間の距離Ｗ□と試験体（６）中の
超音波伝播距離Ｗ２の加算値は、アレイ型探触子（５）
と試験体（６）間の距離Ｗ、と試験体（６）中の超音波
伝播距離Ｗ４の加算値よりかなシ大きな値となる。

しかし、アレイ型探触子（５）の圧電振動子（１−ｔ）
から（ｌ−ｎ）は振動子の配列方向では等差級列的に幅
ｄから幅ｄｎと変化していると同時に、振動子の長さ方
向においても、第１グループの圧電振動子幅ＤＩとほぼ
近似した長さり、から第ｎグループの圧電振動子幅Ｄｎ
とほぼ近似した長さＬｎに直線的に変化した電極（３）
寸法を有しているため、第１グループの圧電振動子Ｄ１
から第ｎグループの圧電振動子Ｄｎまで圧電振動子（ｌ
−１）から（ｔ−ｎ）の組合せ個数を変えずに、単純に
送受信の位置を矢印（支）に示すようにずらして行くだ
けで超音波ビームのスキャニングと、超音波ビームパタ
ーンの変更が同時に可能となる。

すなわち、探傷距離が長い場合には遠距離における欠陥
検出能を向上させるために、圧電振動子の寸法（ＤＩ）
、　（Ｌｌ）を大きくして指向性を鋭くさせることが必
要となシ、逆に探傷距離が短い場合には。

近距離音場限界距離Ｘ。を小さくして、すなわち。

圧電振動子寸法（Ｄｎ）、　（Ｌｌｌ）を小さくして、
いずれの場合においても規準化距離で０．８Ｊ０から２
．０ｘｏＪ２を内程度を探傷範囲とすれば超音波ビーム
の細い領域とな見欠陥検出能が向上できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、第１番目の圧電振動子
の幅は大きく、第ｎ番目の圧電振動子の幅は小さく、上
記第１番目の圧電振動子から第ｎ番目の圧電振動子まで
の幅寸法変化は等差級列的に並んでおシ、かつ、第１番
目の圧電振動子の長さは第１グループの圧電振動子幅と
ほぼ近似した値とし、第ｎ番目の圧電振動子の長さは第
ｎグループの圧電振動子幅とはｔＸ近似した値とし、上
記第１番目の圧電振動子から第ｎ番目の圧電振動子まで
の長さ寸法変化は直線的にすることによシ。

第１グループの圧電振動子からの超音波ビームは遠距離
で細く形成され、第ｎグループの圧電振動子からの超音
波ビームは近距離で細く形成されるため、それぞれの探
傷距離において最良の欠陥検出能を得ることができる効
果がある。

又、アレイ型探触子を駆動させる送受信器の構成も簡単
になシ、経済的な効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるアレイ型探触子の断面図、第２
図は角鋼片を斜角探傷する場合の幾可図。 第３図は従来のアレイ型探触子の断面図である。 図において（ｌ−１）は圧電振動子、（４−ｎ）は圧電
振動子、　ｉｌ＋’は圧電振動子、（２）はバッキング
材、（３）は電極、（４）は圧電体ペース、（５）はア
レイ型探触子。 （６）は試験体、Ｄｌは第１グループの圧電振動子幅。 Ｄｎは第ｎグループの圧電振動子幅＋　Ｌｌは第１グル
ープの圧電振動子長さ、ＬｎＶｉ第ｎグループの圧電振
動子長さである。 なお、各図中同一符号は同一　又は相当部分を示す。 第　／ｒＡ （α）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. たんざく状の圧電振動子を配列したアレイ型探触子にお
   いて、圧電振動子の配列方向の第１番目〜第ｎ番目の圧
   電振動子までの幅寸法が等差級列的に小さく、かつ圧電
   振動子の配列方向と直交する方向の第１番目〜第ｎ番目
   の圧電振動子までの長さ寸法が直線的に小さくなるよう
   に圧電振動子を配列具備したことを特徴とするアレイ型
   探触子。