JPH0364833B2 - - Google Patents
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- JPH0364833B2 JPH0364833B2 JP61092580A JP9258086A JPH0364833B2 JP H0364833 B2 JPH0364833 B2 JP H0364833B2 JP 61092580 A JP61092580 A JP 61092580A JP 9258086 A JP9258086 A JP 9258086A JP H0364833 B2 JPH0364833 B2 JP H0364833B2
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- ultrasonic
- ring
- transducer
- propagation medium
- wedge
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は板材、管材、棒材等の内部、又は表
面に存在する欠陥を非破壊で検査する超音波探傷
用の超音波探触子に関するものである。 〔従来の技術〕 第３図は例えば超音波探傷法（昭和49年日刊工
業新聞社発行）に示された従来のタイヤ探触子を
示す断面図であり、第３図ａは横断面図、第３図
ｂは後方断面図である。 図において１は超音波を送受する振動子、２は
水、油等の液体の超音波伝播媒体、３は振動子１
を固定する固定部材、４は回転体、５は回転体４
表面に取付けられ、超音波伝播媒体２をため込む
ためのゴム製タイヤ、６はタイヤ５を回転体４に
固定し、かつ超音波伝播媒体２のシールを行うシ
ールリング、７は板材、棒材等の試験体である。 従来の超音波探触子は上記のように構成されて
おり、試験体７表面に所定の角度で超音波が送受
信されるように、振動子１が固定部材３に取付け
られている。又、上記回転体４の表面に取付けら
れたタイヤ５は試験体７表面に当接し、試験体７
が移動することにより上記タイヤ５が力を受け、
上記タイヤ５を固定している回転体４が回転する
しくみになつている。この方式による超音波探触
子は高速探傷に耐え得るようにタイヤ５が耐摩耗
性のある丈夫なゴム材料で構成されているため
に、上記タイヤ５と試験体７表面との間には超音
波の伝播効率を高めるために超音波伝播媒体２を
使用する必要があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のようにタイヤ５と試験体７表面との間
に、超音波伝播媒体２を使用した場合には、探傷
試験終了後に後処理として、試験体７表面に付着
した超音波伝播媒体２を除去、清掃しなければな
らなく、試験効率を著しく低下させる問題があつ
た。 さらに、超音波探触子内部にため込まれた超音
波伝播媒体２は数十mmの距離からなる水、油等の
液体であるために、超音波の減衰が少なく、した
がつて超音波が上記超音波伝播媒体２中を長い間
伝播し続けることになる。この現象は、送信パル
スや表面エコーの後方にノイズエコーとして発生
し、試験体７中の超音波探触子が接した近傍で未
探傷領域を増大させる問題があつた。 この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、超音波探触子と試験体との間に超音波
伝播媒体を使用せずに、超音波を試験体に効率良
く伝播させる超音波探触子を得ることを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による超音波探触子は超音波の拡散を
防止するための曲面形振動子をアクリル等のプラ
スチツク楔上に取付け、上記プラスチツク楔を円
柱状の固定部材に取付け、上記円柱状の固定部材
の周囲にアクリル等のプラスチツク製のリングを
設け、上記リングの周囲にシヨアー硬度で20以下
の軟質ゴムタイヤを取付けたものである。 〔作用〕 この発明においては、軟質ゴムが極めて柔かい
ために試験体表面に凹凸、変形があつても、試験
体表面への密着性を確保でき、空気層をなくする
ことができるので、超音波探触子と試験体表面と
の間に超音波伝播媒体を使用しなくても超音波を
試験体に安定に、効率良く入射させることが可能
となる。又、超音波探傷試験終了後の後処理とし
ての超音波伝播媒体の除去、清掃も不用となり、
試験効率を大幅に改善できる。さらに超音波接触
子内部の超音波伝播媒体として適度に超音波の減
衰があるプラスチツク製の楔を使用し、上記楔の
形状を工夫することにより表面エコーの後方に発
生するノイズエコーを著しく低減させることが可
能となる。 〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であ
り、第１図ａは横断面図、第１図ｂは後方断面図
である。 図において１は超音波の拡散を防止するために
曲率を設けた曲面振動子、２は水、油等の超音波
伝播媒体、３は円柱状で曲面振動子１を収納した
固定部材、４は固定部材３の周囲を回転する回転
体、７は試験体、８は曲面振動子１を固定し、収
束超音波を伝播させるプラスチツク製の楔、９は
楔８の外周を回転し、かつ回転体に取付けられた
プラスチツク製のリング、１０はリング９の外周
に巻き付けられたシヨア硬度20以下の軟質ゴムタ
イヤ、１１は固定部材３と回転体４との間の回転
機構と、超音波伝播媒体２のシールを兼ねたベア
リング式のシール部材である。 又、第２図は曲面振動子から発生した超音波が
試験体に伝播する状態を示す図である。 図において１は曲面振動子、７は試験体、８は
楔、１０は軟質ゴムタイヤ、θ1は曲面拡動子１の
中心から発生した超音波の角度、θ2は曲面振動子
１の中心から発生した超音波が試験体７中を伝播
する角度、θ3は曲面振動子１の上端から発生した
超音波の角度、θ4は曲面振動子１の上端から発生
した超音波が試験体７中を伝播する角度、θ5は曲
面振動子１の下端から発生した超音波の角度、θ6
は曲面振動子１の下端から発生した超音波が試験
体７中を伝播する角度である。 上記のように構成された超音波探触子において
は、曲面振動子１の上端から発生する超音波の角
度θ3を平板振動子に比較して小さくできる。又、
当面振動子１の下端から発生する超音波の角度θ5
は平板振動子に比較して大きくできる特徴があ
る。すなわち、軟質ゴムタイヤ１０の音速は試験
体７の音速の約1/3程度のために、上記軟質ゴム
タイヤ１０から試験体７中へ超音波が伝播する時
にスネルの法則により約３倍に拡散し、受信感度
が低下するのを防止できる。又、楔８及びリング
９の超音波が伝播する部分は曲率を有しているた
めに、この曲率による超音波の拡散も防止でき
る。 さらに、曲面振動子１を固定している楔８はア
クリル樹脂等から成るプラスチツク製であるた
め、音響インピーダンスが軟質ゴムタイヤ１０の
音響インピーダンスに近く、さらに回転体４に取
付けられたリング９も楔と同材質程度のものを使
用すれば、超音波の伝播効率が高くなる。又、上
記楔８は適度の減衰を有していることと、固体で
あることから、楔８内部で発生する不要な超音波
成分を散乱、吸収させる構造も簡単に作ることが
できる。 また、上記楔８とリング９との間の超音波伝播
媒体２の層は1.0mm程度以下の距離の短い層ため、
上記超音波伝播媒体２中で生じる多重反射波は短
い時間（距離）で楔８やリング９に吸収されて減
衰することになり、その結果送信パルスや表面エ
コーの後方に生じるノイズエコーの拡がりを小さ
くできる。 又、リング９の外周面上に取付けられた軟質ゴ
ムタイヤ１０は、音響インピーダンスが、水、油
等の超音波伝播媒体２の音響インピーダンスと同
程度であることと、シヨア硬度で20以下という柔
かさがリング９と軟質ゴムタイヤ１０との界面、
あるいは軟質ゴムタイヤ１０と試験体７との界面
での密着性を良くする条件となる。 例えば軟質ゴムタイヤ１０の硬度を変化させた
時の超音波の往復通過率の実測例を表１に示す。 表１は従来の超音波探触子で油を超音波伝播媒
体２として使用したデータを規準として、相対値
で示してある。尚、周波数は5MHzである。
面に存在する欠陥を非破壊で検査する超音波探傷
用の超音波探触子に関するものである。 〔従来の技術〕 第３図は例えば超音波探傷法（昭和49年日刊工
業新聞社発行）に示された従来のタイヤ探触子を
示す断面図であり、第３図ａは横断面図、第３図
ｂは後方断面図である。 図において１は超音波を送受する振動子、２は
水、油等の液体の超音波伝播媒体、３は振動子１
を固定する固定部材、４は回転体、５は回転体４
表面に取付けられ、超音波伝播媒体２をため込む
ためのゴム製タイヤ、６はタイヤ５を回転体４に
固定し、かつ超音波伝播媒体２のシールを行うシ
ールリング、７は板材、棒材等の試験体である。 従来の超音波探触子は上記のように構成されて
おり、試験体７表面に所定の角度で超音波が送受
信されるように、振動子１が固定部材３に取付け
られている。又、上記回転体４の表面に取付けら
れたタイヤ５は試験体７表面に当接し、試験体７
が移動することにより上記タイヤ５が力を受け、
上記タイヤ５を固定している回転体４が回転する
しくみになつている。この方式による超音波探触
子は高速探傷に耐え得るようにタイヤ５が耐摩耗
性のある丈夫なゴム材料で構成されているため
に、上記タイヤ５と試験体７表面との間には超音
波の伝播効率を高めるために超音波伝播媒体２を
使用する必要があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のようにタイヤ５と試験体７表面との間
に、超音波伝播媒体２を使用した場合には、探傷
試験終了後に後処理として、試験体７表面に付着
した超音波伝播媒体２を除去、清掃しなければな
らなく、試験効率を著しく低下させる問題があつ
た。 さらに、超音波探触子内部にため込まれた超音
波伝播媒体２は数十mmの距離からなる水、油等の
液体であるために、超音波の減衰が少なく、した
がつて超音波が上記超音波伝播媒体２中を長い間
伝播し続けることになる。この現象は、送信パル
スや表面エコーの後方にノイズエコーとして発生
し、試験体７中の超音波探触子が接した近傍で未
探傷領域を増大させる問題があつた。 この発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、超音波探触子と試験体との間に超音波
伝播媒体を使用せずに、超音波を試験体に効率良
く伝播させる超音波探触子を得ることを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明による超音波探触子は超音波の拡散を
防止するための曲面形振動子をアクリル等のプラ
スチツク楔上に取付け、上記プラスチツク楔を円
柱状の固定部材に取付け、上記円柱状の固定部材
の周囲にアクリル等のプラスチツク製のリングを
設け、上記リングの周囲にシヨアー硬度で20以下
の軟質ゴムタイヤを取付けたものである。 〔作用〕 この発明においては、軟質ゴムが極めて柔かい
ために試験体表面に凹凸、変形があつても、試験
体表面への密着性を確保でき、空気層をなくする
ことができるので、超音波探触子と試験体表面と
の間に超音波伝播媒体を使用しなくても超音波を
試験体に安定に、効率良く入射させることが可能
となる。又、超音波探傷試験終了後の後処理とし
ての超音波伝播媒体の除去、清掃も不用となり、
試験効率を大幅に改善できる。さらに超音波接触
子内部の超音波伝播媒体として適度に超音波の減
衰があるプラスチツク製の楔を使用し、上記楔の
形状を工夫することにより表面エコーの後方に発
生するノイズエコーを著しく低減させることが可
能となる。 〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であ
り、第１図ａは横断面図、第１図ｂは後方断面図
である。 図において１は超音波の拡散を防止するために
曲率を設けた曲面振動子、２は水、油等の超音波
伝播媒体、３は円柱状で曲面振動子１を収納した
固定部材、４は固定部材３の周囲を回転する回転
体、７は試験体、８は曲面振動子１を固定し、収
束超音波を伝播させるプラスチツク製の楔、９は
楔８の外周を回転し、かつ回転体に取付けられた
プラスチツク製のリング、１０はリング９の外周
に巻き付けられたシヨア硬度20以下の軟質ゴムタ
イヤ、１１は固定部材３と回転体４との間の回転
機構と、超音波伝播媒体２のシールを兼ねたベア
リング式のシール部材である。 又、第２図は曲面振動子から発生した超音波が
試験体に伝播する状態を示す図である。 図において１は曲面振動子、７は試験体、８は
楔、１０は軟質ゴムタイヤ、θ1は曲面拡動子１の
中心から発生した超音波の角度、θ2は曲面振動子
１の中心から発生した超音波が試験体７中を伝播
する角度、θ3は曲面振動子１の上端から発生した
超音波の角度、θ4は曲面振動子１の上端から発生
した超音波が試験体７中を伝播する角度、θ5は曲
面振動子１の下端から発生した超音波の角度、θ6
は曲面振動子１の下端から発生した超音波が試験
体７中を伝播する角度である。 上記のように構成された超音波探触子において
は、曲面振動子１の上端から発生する超音波の角
度θ3を平板振動子に比較して小さくできる。又、
当面振動子１の下端から発生する超音波の角度θ5
は平板振動子に比較して大きくできる特徴があ
る。すなわち、軟質ゴムタイヤ１０の音速は試験
体７の音速の約1/3程度のために、上記軟質ゴム
タイヤ１０から試験体７中へ超音波が伝播する時
にスネルの法則により約３倍に拡散し、受信感度
が低下するのを防止できる。又、楔８及びリング
９の超音波が伝播する部分は曲率を有しているた
めに、この曲率による超音波の拡散も防止でき
る。 さらに、曲面振動子１を固定している楔８はア
クリル樹脂等から成るプラスチツク製であるた
め、音響インピーダンスが軟質ゴムタイヤ１０の
音響インピーダンスに近く、さらに回転体４に取
付けられたリング９も楔と同材質程度のものを使
用すれば、超音波の伝播効率が高くなる。又、上
記楔８は適度の減衰を有していることと、固体で
あることから、楔８内部で発生する不要な超音波
成分を散乱、吸収させる構造も簡単に作ることが
できる。 また、上記楔８とリング９との間の超音波伝播
媒体２の層は1.0mm程度以下の距離の短い層ため、
上記超音波伝播媒体２中で生じる多重反射波は短
い時間（距離）で楔８やリング９に吸収されて減
衰することになり、その結果送信パルスや表面エ
コーの後方に生じるノイズエコーの拡がりを小さ
くできる。 又、リング９の外周面上に取付けられた軟質ゴ
ムタイヤ１０は、音響インピーダンスが、水、油
等の超音波伝播媒体２の音響インピーダンスと同
程度であることと、シヨア硬度で20以下という柔
かさがリング９と軟質ゴムタイヤ１０との界面、
あるいは軟質ゴムタイヤ１０と試験体７との界面
での密着性を良くする条件となる。 例えば軟質ゴムタイヤ１０の硬度を変化させた
時の超音波の往復通過率の実測例を表１に示す。 表１は従来の超音波探触子で油を超音波伝播媒
体２として使用したデータを規準として、相対値
で示してある。尚、周波数は5MHzである。
この発明は以上説明したように、曲面振動子を
円柱状固定部材に内装させたことにより、試験体
内部で超音波が拡散するのを防止できる。又、リ
ングの外周面にシヨア硬度20以下の軟質ゴムタイ
ヤを取付けることにより、水、油等の超音波伝播
媒体を、超音波探触子と試験体との間に使用しな
いで超音波探傷試験が可能となる効果がある。
円柱状固定部材に内装させたことにより、試験体
内部で超音波が拡散するのを防止できる。又、リ
ングの外周面にシヨア硬度20以下の軟質ゴムタイ
ヤを取付けることにより、水、油等の超音波伝播
媒体を、超音波探触子と試験体との間に使用しな
いで超音波探傷試験が可能となる効果がある。
第１図ａはこの発明による超音波探触子の横断
面図、第１図ｂは後方断面図、第２図は曲面振動
子から発生した超音波が試験体に伝播する状態を
示す図、第３図ａは従来のタイヤ探触子の横断面
図、第３図ｂは後方断面図である。 図において、１は曲面振動子、２は超音波伝播
媒体、３は固定部材、４は固定体、８は楔、９は
リング、１０は軟質ゴムタイヤである。尚、各図
中同一符号は同一又は相当部分を示す。
面図、第１図ｂは後方断面図、第２図は曲面振動
子から発生した超音波が試験体に伝播する状態を
示す図、第３図ａは従来のタイヤ探触子の横断面
図、第３図ｂは後方断面図である。 図において、１は曲面振動子、２は超音波伝播
媒体、３は固定部材、４は固定体、８は楔、９は
リング、１０は軟質ゴムタイヤである。尚、各図
中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 板材，管材，棒材等の欠陥を非破壊で検査す
る超音波探傷装置用の超音波探触子において、超
音波を収束させる目的の曲率を有する曲面振動子
と、上記曲面振動子を固定する楔を円弧の一部と
して収納した円柱状の固定部材と、上記固定部材
の円周面に外接するプラスチツク製のリングを備
えた回転体と、上記固定部材とリングとの間に設
けた液体からなる超音波伝播媒体と、上記リング
と試験体が当接するリングの外周面上にシヨア硬
度20以下の硬度を有する軟質ゴムタイヤとを具備
させたことを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092580A JPS62249056A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61092580A JPS62249056A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62249056A JPS62249056A (ja) | 1987-10-30 |
| JPH0364833B2 true JPH0364833B2 (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=14058365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61092580A Granted JPS62249056A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62249056A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0545973Y2 (ja) * | 1986-06-20 | 1993-11-30 | ||
| JPH0267958A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-07 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 超音波探触子 |
| JPH06102261A (ja) * | 1991-04-19 | 1994-04-15 | Just Kenkyusho:Kk | タイヤ型超音波探触子 |
| GB0220986D0 (en) | 2002-09-10 | 2002-10-23 | Univ Bristol | Ultrasound probe |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP61092580A patent/JPS62249056A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62249056A (ja) | 1987-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |