JPH0248060B2 - - Google Patents
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- JPH0248060B2 JPH0248060B2 JP57205615A JP20561582A JPH0248060B2 JP H0248060 B2 JPH0248060 B2 JP H0248060B2 JP 57205615 A JP57205615 A JP 57205615A JP 20561582 A JP20561582 A JP 20561582A JP H0248060 B2 JPH0248060 B2 JP H0248060B2
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- Japan
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- magnetic circuit
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- magnetic
- magnets
- magnet
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- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 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
- 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
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
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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]
-
- 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)
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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
斜角探傷する探傷装置の電磁超音波トランスデユ
ーサに関する。
斜角探傷する探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探
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には渦電流I1〜I7が発生するも
ので、この渦電流I1〜I7は永久磁石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１２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には渦電流I1〜I7が発生するも
ので、この渦電流I1〜I7は永久磁石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１２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極および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。
用するものの他に、第２図ａに示すように両側端
面にＮ極および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〜F3を横波状に180゜変
化して発生するもので、この横波状のワーレンツ
力F1〜F3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〜F3を横波状に180゜変
化して発生するもので、この横波状のワーレンツ
力F1〜F3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、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、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、それぞれフエライトコアを介して同磁
極が向き合うように順次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巻
回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、それぞれフエライトコアを介して同磁
極が向き合うように順次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巻
回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５個の板状の永久磁石２０ａ〜２０ｅのそれぞ
れを、そのＮ極およびＳ極が向かい合うように順
次重ね合わせるように配列する。そしてこの磁石
群の両端、さらにこの磁石２０ａ〜２０ｅのそれ
ぞれ相互間には薄板状のフエライトコア２１ａ〜
２１ｆを介在し一体化して構成する。この複数の
磁石２０ａ〜２０ｅでなる磁石群の磁極の並ぶ面
に対向して、ＮおよびＳの異なる磁極の境界線に
対応する直線部分を有する高周波電流コイル２２
を設定するもので、このコイル２２は上記磁石群
を２つの分割した範囲で、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。そしてこのコイル２２に高周
波電流IHを供給している。
ば５個の板状の永久磁石２０ａ〜２０ｅのそれぞ
れを、そのＮ極およびＳ極が向かい合うように順
次重ね合わせるように配列する。そしてこの磁石
群の両端、さらにこの磁石２０ａ〜２０ｅのそれ
ぞれ相互間には薄板状のフエライトコア２１ａ〜
２１ｆを介在し一体化して構成する。この複数の
磁石２０ａ〜２０ｅでなる磁石群の磁極の並ぶ面
に対向して、ＮおよびＳの異なる磁極の境界線に
対応する直線部分を有する高周波電流コイル２２
を設定するもので、このコイル２２は上記磁石群
を２つの分割した範囲で、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。そしてこのコイル２２に高周
波電流IHを供給している。
ここで磁気回路の磁石２０ａ〜２０ｅ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、フエライトコア２１ａ〜２１ｆそれぞれを磁
極として、間隔T0で磁束B1〜B5が水平方向に180
℃変化して加えられる。この磁束B1〜B5は、そ
れぞれ短距離間隔で設定されたフエライトコア２
１ａ〜２１ｆの磁気作用により、比較的高磁束密
度で加えられるもので、この磁束B1〜B5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、フエライトコア２１ａ〜２１ｆそれぞれを磁
極として、間隔T0で磁束B1〜B5が水平方向に180
℃変化して加えられる。この磁束B1〜B5は、そ
れぞれ短距離間隔で設定されたフエライトコア２
１ａ〜２１ｆの磁気作用により、比較的高磁束密
度で加えられるもので、この磁束B1〜B5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F1〜F5を発生するもので、このロー
レンツカF1〜F5に伴なつて被検査体１３の内部
には縦波超音波が発生し、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F1〜F5を発生するもので、このロー
レンツカF1〜F5に伴なつて被検査体１３の内部
には縦波超音波が発生し、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）
第４図は他の実施例を示すもので、磁気回路を
構成する中央の永久磁石２０ｃの幅を他の磁石よ
り大きく構成し、その両側のフエライトコア２１
ｃ，２１ｄ相互間が2T0となるように設定する。
そしてこの幅広の磁石２０ｃ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。
構成する中央の永久磁石２０ｃの幅を他の磁石よ
り大きく構成し、その両側のフエライトコア２１
ｃ，２１ｄ相互間が2T0となるように設定する。
そしてこの幅広の磁石２０ｃ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〜２０ｅ面にそれぞれ
に対向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、フエラ
イトコア２１ａ〜２１ｆ面それぞれに対向して設
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〜F6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〜F6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。
の直線部分を、磁石２０ａ〜２０ｅ面にそれぞれ
に対向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、フエラ
イトコア２１ａ〜２１ｆ面それぞれに対向して設
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〜F6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〜F6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
に磁気回路中央のフエライトコア２１ｃ，２１ｄ
相互間が2T0となるように永久磁石２０ｃを構成
し、コイル２２を簡素化して構成することもでき
る。
に磁気回路中央のフエライトコア２１ｃ，２１ｄ
相互間が2T0となるように永久磁石２０ｃを構成
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、それぞれフエ
ライトコアを介して同磁石が向き合うように順次
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巻回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、強力な斜角超音波を
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ので、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。
ライトコアを介して同磁石が向き合うように順次
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巻回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、強力な斜角超音波を
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ので、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〜20e……永久磁石、
２１ａ〜２１ｆ……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〜20e……永久磁石、
２１ａ〜２１ｆ……フエライトコア、２２……高
周波電流コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ それぞれフエライトコアを介して同磁極が向
き合うように順次配列された複数の永久磁石でな
る磁気回路と、この磁気回路の一側面に上記磁石
の配列方向と直角にして横断し且つ磁気回路に対
する電流の方向が一定方向となるように巻回設定
された高周波電流コイルとを具備したことを特徴
とする斜角用電磁超音波トランスデユーサ。 ２ 前記磁気回路における配列中央の磁石の幅を
他の磁石２つ分の幅にフエライトコア１つ分の幅
を加えた幅に等しくすると共に、前記高周波電流
コイルの巻回方向を上記磁石の配列方向と直角に
して横断し且つ磁気回路に対する電流の方向が上
記中央の磁石を境にして逆方向となるようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の斜
角用電磁超音波トランスデユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20561582A JPS5995453A (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 |
|---|---|---|---|
| JP20561582A JPS5995453A (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 |
|---|---|
| JPS5995453A JPS5995453A (ja) | 1984-06-01 |
| JPH0248060B2 true JPH0248060B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=16509805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20561582A Granted JPS5995453A (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) | JPS5995453A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103217481A (zh) * | 2013-04-02 | 2013-07-24 | 厦门大学 | 一种应用磁致伸缩的磁声成像探头 |
| GB201419219D0 (en) | 2014-10-29 | 2014-12-10 | Imp Innovations Ltd | Electromagnetic accoustic transducer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621058A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Transducer for electromagnetic supersonic wave flaw detection |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP20561582A patent/JPS5995453A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621058A (en) * | 1979-07-30 | 1981-02-27 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Transducer for electromagnetic supersonic wave flaw detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5995453A (ja) | 1984-06-01 |
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