JPH04198859A - Ultrasonic probe and ultrasonic flaw detector - Google Patents

Ultrasonic probe and ultrasonic flaw detector

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JPH04198859A
JPH04198859A JP2332753A JP33275390A JPH04198859A JP H04198859 A JPH04198859 A JP H04198859A JP 2332753 A JP2332753 A JP 2332753A JP 33275390 A JP33275390 A JP 33275390A JP H04198859 A JPH04198859 A JP H04198859A
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JP
Japan
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ultrasonic
waves
reflected
transmitting
inspected
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Application number
JP2332753A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kobayashi
秀夫 小林
Tadahiro Nomura
忠宏 野村
Shigetoshi Hyodo
繁俊 兵藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Tokimec Inc
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Publication date
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Priority to JP2332753A priority Critical patent/JPH04198859A/en
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    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

PURPOSE:To lower the amplitude of the surface echo reflected from the surface of an object to be inspected by providing at least a pair of means converting received ultrasonic waves to electric signals mutually reverse in phase. CONSTITUTION:An ultrasonic probe 3 has piezoelectric vibrators 4a, 4b, 5a, 5b as electric signal conversion means. Two vibrators 4a, 4b and two vibrators 5a, 5b are connected by wiring so that the directions of electric polarization generated by strain become reverse. Therefore, the reflected waves respectively received by the vibrators are converted to electric signals mutually reverse in phase. The pulse signal from a transmitter is received only by the vibrators 4a, 4b and ultrasonic waves are transmitted to a material 7 to be inspected. These ultrasonic waves are reflected from the surface of the material 7 to be inspected and the reflected waves are received by the vibrators 4a - 5b to be transmitted to an adder 9. Two electric signals reverse in phase are added by the adder 9 and mutually negated to become almost zero. Therefore, the waveform of the reflected wave from the surface of the material to be inspected is almost not observed by the display of a receiver 10.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、被検材中のはく離やボイドなどの欠陥検出を
行う超音波探傷技術に関し、特に、被検材の表面近傍に
おける欠陥を検出することに好適な超音波探傷技術に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to ultrasonic flaw detection technology for detecting defects such as flaking and voids in a material to be inspected, and in particular to detecting defects near the surface of a material to be inspected. This invention relates to ultrasonic flaw detection technology suitable for

[従来の技術] 超音波を用いて被検材中の欠陥を検出する従来の技術を
、第6A、6B、6C図によって説明する。
[Prior Art] A conventional technique for detecting defects in a material to be inspected using ultrasonic waves will be explained with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C.

第6A図は、1つの超音波探触子を用いて、超音波探傷
を行う場合の説明図であり、超音波探触子20は断面図
で示す。
FIG. 6A is an explanatory diagram when performing ultrasonic flaw detection using one ultrasonic probe, and the ultrasonic probe 20 is shown in a cross-sectional view.

超音波の送波・受波を行う超音波振動子11は。The ultrasonic transducer 11 transmits and receives ultrasonic waves.

外部のパルス送信器・受信器などと信号を授受するコネ
クタ15が取付けられたケース14内へ収納されており
、この超音波振動子11の背面には、超音波を減衰させ
る背板13が設けられている。
The ultrasonic transducer 11 is housed in a case 14 equipped with a connector 15 for exchanging signals with an external pulse transmitter/receiver, etc., and a back plate 13 for attenuating ultrasonic waves is provided on the back of the ultrasonic transducer 11. It is being

図示していない外部の送信器からのパルス信号を超音波
振動子11で超音波に変換し、前面板12を介して、水
槽18内の水中に浸漬された被検材7へ向けて送波する
。被検材7の表面や欠陥からの反射波を、同じ超音波振
動子11で受波し電気信号に変換し、その反射波形を図
示していない外部の受信器のCRTなどで観察し、被検
材7内部の欠陥を検出する。
A pulse signal from an external transmitter (not shown) is converted into ultrasonic waves by the ultrasonic transducer 11, and the waves are transmitted to the test material 7 immersed in water in the water tank 18 via the front plate 12. do. The reflected waves from the surface or defects of the test material 7 are received by the same ultrasonic transducer 11 and converted into electrical signals, and the reflected waveform is observed with a CRT or the like of an external receiver (not shown). Defects inside the inspection material 7 are detected.

次に、上記受信器のCRT上に表される反射波形につい
て、第6B、6C図を用いて説明する。
Next, the reflected waveform displayed on the CRT of the receiver will be explained using FIGS. 6B and 6C.

第6B図には被検材7中に欠陥がない場合の超音波の反
射波形、第6C図には欠陥がある場合の反射波形をそれ
ぞれ模式的に示す。
FIG. 6B schematically shows the reflected waveform of the ultrasonic wave when there is no defect in the test material 7, and FIG. 6C schematically shows the reflected waveform when there is a defect.

第6B、6C図において、横軸は時間を示し、縦軸は振
幅を示す。
In FIGS. 6B and 6C, the horizontal axis shows time and the vertical axis shows amplitude.

Tは送信パルスの振幅、Sは送波した超音波が被検材7
の表面で反射した表面エコーの振幅、Bは被検材7の底
面で反射した底面エコーの振幅、Fは被検材7中の欠陥
で反射した欠陥エコーの振幅である。
T is the amplitude of the transmitted pulse, and S is the amplitude of the transmitted ultrasonic wave on the test material 7.
, B is the amplitude of the bottom echo reflected from the bottom surface of the test material 7, and F is the amplitude of the defect echo reflected from the defect in the test material 7.

CRT上において、欠陥エコーFの有無によって、欠陥
の有無が検出でき、さらに、S−F間の時間と、被検材
中の音速とから欠陥までの距離が求められる。
On the CRT, the presence or absence of a defect can be detected based on the presence or absence of a defect echo F, and furthermore, the distance to the defect can be determined from the time between SF and the sound velocity in the material to be inspected.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記した従来の超音波探触子を用いた超音波探
傷装置によっては、表面近傍の欠陥、特に、微細な欠陥
が正確には検出できないという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, depending on the ultrasonic flaw detection device using the conventional ultrasonic probe described above, there is a problem that defects near the surface, particularly minute defects, cannot be detected accurately. .

この原因を、第6,7図を用いて説明する。The cause of this will be explained using FIGS. 6 and 7.

第7図は、1つのパルス信号を超音波振動子に与えたと
きに、発生する超音波の実際の波形を示す。縦軸は振幅
を示し、横軸は時間を示す。
FIG. 7 shows the actual waveform of the ultrasonic waves generated when one pulse signal is applied to the ultrasonic transducer. The vertical axis shows amplitude and the horizontal axis shows time.

同図に示すように、1つのパルス信号に対して、波の数
が1つの超音波ではなく、波の数が複数個の超音波が発
生する。このため、例えば、第6A図に示すように、被
検材7が、第1部材16と第2部材17とからなる複合
材である場合において、第1部材16がステンレス鋼で
その厚さが薄い(数mm程度)ときは、第1部材16内
の超音波伝搬時間が短く、表面エコー(S)と欠陥エコ
ー(F)とは接近して表示され、相互の識別が困難であ
るので、欠陥の有無が正確に検出できず、探傷が正確に
できないことになる。
As shown in the figure, for one pulse signal, an ultrasonic wave having a plurality of waves is generated instead of an ultrasonic wave having one wave. For this reason, for example, as shown in FIG. 6A, when the test material 7 is a composite material consisting of a first member 16 and a second member 17, the first member 16 is made of stainless steel and its thickness is When it is thin (about several mm), the ultrasonic propagation time within the first member 16 is short, and the surface echo (S) and defect echo (F) appear close to each other, making it difficult to distinguish them from each other. The presence or absence of defects cannot be detected accurately, and flaw detection cannot be performed accurately.

また、水槽18の水中に浸漬された被検材7の第1部材
16が鋼材のときは、水と鋼材との音響インピーダンス
は互いに著しく異るので、これらの境界面からの超音波
の反射波(表面エコーS)は極めて大きなレベルとなる
。このため、表面エコーSが、超音波探傷器に用いる増
幅器の最大レンジを超えたときは、増幅器の飽和をきた
すので、大信号直後に異常動作をおこし、さらに、ノイ
ズの発生がおこるという問題がある。
Furthermore, when the first member 16 of the test material 7 immersed in water in the water tank 18 is made of steel, the acoustic impedances of the water and the steel material are significantly different from each other, so that the reflected waves of the ultrasonic waves from the interface between them are (Surface echo S) becomes extremely large. For this reason, when the surface echo S exceeds the maximum range of the amplifier used in the ultrasonic flaw detector, the amplifier saturates, causing abnormal operation immediately after a large signal, and further causing the problem of noise generation. be.

しかも、表面エコー(S)レベルが変動すると、これに
近接して発生する欠陥エコー(F)が影響を受けて、欠
陥検出が正しく行えない。表面エコーも、第7図に示す
ような形状となるので、表面エコーと欠陥エコーとは重
なり、微小欠陥が容易に検出できない。
Moreover, when the surface echo (S) level fluctuates, defect echoes (F) generated in the vicinity thereof are affected, and defect detection cannot be performed correctly. Since the surface echo also has a shape as shown in FIG. 7, the surface echo and the defect echo overlap, making it impossible to easily detect minute defects.

また、水中の音速は鋼中の約174であるので、鋼材で
ある被検材7表面に凹部が存在すると、表面エコー(S
)の受信器におけるCRT上の時間軸上の位置は、凹部
がないときに比へ、欠陥エコー (F)の波形に接近す
るので、両者の識別が困難になり、欠陥検出においてS
/Nが低下するという問題がある。
Also, since the speed of sound in water is approximately 174 times that in steel, if there is a recess on the surface of the test material 7, which is a steel material, the surface echo (S
) on the time axis on the CRT in the receiver approaches the waveform of the defect echo (F) when there is no recess, making it difficult to distinguish between the two, and S
There is a problem that /N decreases.

また、表面近傍の欠陥を検出するために、送波する超音
波の周波数をあげると減衰量が大きくなるので、感度が
低下するという問題がある。
Furthermore, in order to detect defects near the surface, increasing the frequency of the transmitted ultrasonic waves increases the amount of attenuation, resulting in a problem of decreased sensitivity.

本発明の第1の目的は、被検材表面から反射される表面
エコー(S)の振幅を低下させる超音波探触子を提供す
ることにある。
A first object of the present invention is to provide an ultrasonic probe that reduces the amplitude of surface echoes (S) reflected from the surface of a test material.

本発明の第2の目的は、上記超音波探触子を用い、被検
材の表面近傍のはく離やボイドなどの欠陥検出における
S/Nを改善させ、微小欠陥を容易に識別できる超音波
探傷技術を提供することにある。
A second object of the present invention is to improve the S/N ratio in detecting defects such as peeling and voids near the surface of a test material by using the above-mentioned ultrasonic probe, and to provide ultrasonic flaw detection that can easily identify minute defects. The goal is to provide technology.

[課題を解決するための手段] 上記第1の目的は、受波した超音波を互いに逆位相の電
気信号に変換する電気音響変換手段を、少なくとも一対
備えて構成される超音波探触子により達成できる。
[Means for Solving the Problems] The first object is to provide an ultrasonic probe comprising at least one pair of electro-acoustic converting means for converting received ultrasonic waves into electrical signals having mutually opposite phases. It can be achieved.

また、上記第2の目的は、上記超音波探触子と、この超
音波探触子からの電気信号を加算し、その結果を出力す
る加算手段とを備えて構成される超音波探傷装置により
達成できる。
The second object is achieved by using an ultrasonic flaw detection apparatus comprising the ultrasonic probe and an adding means for adding electrical signals from the ultrasonic probe and outputting the result. It can be achieved.

電気音響変換手段としては、圧電振動子や磁歪振動子な
どを用いる。
A piezoelectric vibrator, a magnetostrictive vibrator, or the like is used as the electroacoustic transducer.

[作用] 次に、本発明の作用を、受波した超音波を互いに逆位相
の電気信号に変換する一対の電気音響変換手段を有する
超音波探触子を備えている超音波探傷装置の場合を例と
して説明する。
[Function] Next, the function of the present invention will be described in the case of an ultrasonic flaw detection device equipped with an ultrasonic probe having a pair of electroacoustic converting means that convert received ultrasonic waves into electrical signals having mutually opposite phases. will be explained as an example.

被検材中の欠陥を検出するために、超音波探触子を、被
検材に対し相対的に移動させる。
In order to detect defects in the test material, the ultrasonic probe is moved relative to the test material.

このとき、2つの電気音響変換手段の一方だけに、超音
波送波のための信号パルスを送信する。
At this time, a signal pulse for ultrasonic wave transmission is transmitted to only one of the two electroacoustic transducers.

この信号パルスを受信した電気音響変換手段は、被検材
に向かって、超音波を送波する。
The electroacoustic transducer that receives this signal pulse transmits ultrasonic waves toward the material to be inspected.

送波された超音波は、まず、被検材の表面で反射され、
反射波は2つの電気音響変換手段に受波される。
The transmitted ultrasonic waves are first reflected by the surface of the material being tested,
The reflected waves are received by two electroacoustic transducers.

受波された表面からの反射波は、それぞれの電気音響変
換手段において、電気信号に変換される。
The received reflected waves from the surface are converted into electrical signals in each electroacoustic conversion means.

ところが、2つの電気音響変換手段は、それぞれが受波
した反射波を互いに逆位相の電気信号に変換するので、
2つの電気信号は、加算されることによって、互いに打
ち消しあってゼロとなる。すなわち、互いに逆位相の電
気信号に変換する2つの電気音響変換手段を用いること
によって、表面からの反射波の波形は、受信器などの表
示装置ではほとんど観察されない。
However, since the two electroacoustic conversion means convert the reflected waves received by each into electrical signals with opposite phases,
By adding the two electrical signals, they cancel each other out and become zero. That is, by using two electro-acoustic converting means that convert into electrical signals having mutually opposite phases, the waveform of the reflected wave from the surface is hardly observed on a display device such as a receiver.

被検材の底面からの反射波についても同様である。The same applies to the reflected waves from the bottom surface of the test material.

被検材を探傷中に、2つの電気音響変換手段が、共に欠
陥の上にある場合は、上記と同じ理由で、欠陥からの反
射波は、はとんど観察されない。
When both electroacoustic transducers are located on a defect during flaw detection of a material to be inspected, reflected waves from the defect are rarely observed for the same reason as above.

次に、探傷中に、一方の電気音響変換手段だけが、欠陥
の上にきた場合を考える。
Next, consider a case where only one electroacoustic transducer comes over a defect during flaw detection.

この場合は、表面からの反射波は、上記の理由のため、
はとんど観察されない。しがし、欠陥からの反射波は、
一方の電気音響変換手段だけが受波するので、2つの電
気音響変換手段からの電気信号が加算されても、打ち消
されることなく、表示装置において反射波形として観察
できる。
In this case, the reflected wave from the surface is
is rarely observed. However, the reflected waves from defects are
Since only one of the electroacoustic transducers receives the wave, even if the electrical signals from the two electroacoustic transducers are added, they are not canceled and can be observed as a reflected waveform on the display device.

すなわち、欠陥が表面近傍に存在しているにもかかわら
ず、表面からの反射波の振幅が大きいため、従来の技術
ではこの欠陥の有無が明確に検出できない場合において
も、上記の本発明によれば、表面からの反射波形を表示
装置上はほとんど打ち消すことができるので、表面近傍
の欠陥の有無を確実に検出可能となる。
In other words, even if a defect exists near the surface but the amplitude of the reflected wave from the surface is large, the presence or absence of the defect cannot be clearly detected using conventional techniques, the present invention can detect the defect. For example, since the reflected waveform from the surface can be almost completely canceled out on the display device, it is possible to reliably detect the presence or absence of defects near the surface.

[実施例] 本発明の第1実施例を、図面を参照して説明する。[Example] A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本実施例の超音波探傷装置を用いて、水槽1
8内の被検材7を超音波探傷するときの様子を上から見
た説明図である。
Figure 1 shows a water tank 1 using the ultrasonic flaw detection device of this embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the situation when ultrasonic flaw detection is performed on the test material 7 in the test piece 8 when viewed from above.

第2図は1本実施例の超音波探傷装置を用いて、水槽1
8内の被検材7を超音波探傷するときの様子を横から見
た説明図である。
Figure 2 shows a water tank 1 using the ultrasonic flaw detection device of this embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the situation when ultrasonic flaw detection is performed on the test material 7 in the test piece 8 when viewed from the side.

破線8は、被検材7中の欠陥を示す。A broken line 8 indicates a defect in the material 7 to be inspected.

まず、第1,2図を用いて、本実施例の超音波探傷装置
の構成を説明する。
First, the configuration of the ultrasonic flaw detection apparatus of this embodiment will be explained using FIGS. 1 and 2.

同図に示すように、この超音波探傷装置は、超音波を送
波するためのパルス信号を送信する送信器1などの送信
手段と、この送信器1からのパルス信号に従って超音波
を被検材7に送波し、また、被検材7からの反射波を受
波し、電気信号に変換し出力する圧電振動子4a、4b
、5a、5bを有する超音波探触子3と、この超音波探
触子3からの受信信号を加算して出力する加算器9など
の加算手段と、送信器1から出力されるパルス信号が加
算器9に入力されることを防ぐ信号切換器2などの信号
切換手段とを備えて構成される。
As shown in the figure, this ultrasonic flaw detection device includes transmitting means such as a transmitter 1 that transmits a pulse signal for transmitting ultrasonic waves, and an ultrasonic test device that transmits ultrasonic waves according to the pulse signals from the transmitter 1. Piezoelectric vibrators 4a and 4b transmit waves to the material 7, receive reflected waves from the material 7, convert them into electrical signals, and output them.
, 5a, 5b, an adding means such as an adder 9 that adds and outputs the received signals from the ultrasound probe 3, and a pulse signal output from the transmitter 1. It is configured to include signal switching means such as a signal switching device 2 that prevents input from being input to the adder 9.

また、超音波探触子3は、電気音響変換手段として、4
つの圧電振動子4a、4b、5a、5bを備えている、
この4つの圧電振動子のうち、2つの圧電振動子4a、
4bと、他の2つの圧電振動子5a、5bとは、歪によ
り生じる電気分極の向きが逆になるように配線がなされ
ている。この分極方向が逆であることを、第1図の4a
、4b。
Further, the ultrasonic probe 3 includes 4 as an electroacoustic transducer.
comprising four piezoelectric vibrators 4a, 4b, 5a, 5b,
Among these four piezoelectric vibrators, two piezoelectric vibrators 4a,
4b and the other two piezoelectric vibrators 5a and 5b are wired so that the directions of electric polarization caused by strain are opposite to each other. 4a in Figure 1 that this polarization direction is opposite.
, 4b.

5a、5bにおいて、十、−の記号で表す。In 5a and 5b, it is represented by the symbol 10 and -.

さらに、この4つの圧電振動子は、はぼ等間隔に配列さ
れ、4a、4bは中央に、5a、5bは両端に配置され
る。
Furthermore, these four piezoelectric vibrators are arranged at approximately equal intervals, with 4a and 4b placed in the center, and 5a and 5b placed at both ends.

また、送信器1からのパルス信号は、圧電振動子4a、
4bだけに送信されるようになっている。
Further, the pulse signal from the transmitter 1 is transmitted to the piezoelectric vibrator 4a,
4b only.

さらに、被検材7からの反射波が4つの圧電振動子4a
、4b、5a、5bに受波され、電気信号として加算器
9へ送信されるようになっている。
Furthermore, the reflected wave from the test material 7 is transmitted to the four piezoelectric vibrators 4a.
, 4b, 5a, and 5b, and transmitted to the adder 9 as an electrical signal.

なお、上記の例では、1つの超音波探触子が4つの圧電
振動子を備えている場合を想定したが、1つの圧電振動
子を備えている1つの超音波探触子が4つあってもよい
Note that in the above example, it is assumed that one ultrasound probe is equipped with four piezoelectric transducers, but it is assumed that one ultrasound probe is equipped with four piezoelectric transducers. It's okay.

また、加算器9は、単に、電線をつなぐだけでもよい。Further, the adder 9 may be simply connected to an electric wire.

次に、上記した超音波探傷装置を用いて、被検材を超音
波探傷する場合について、第1〜3図により説明する。
Next, the case of ultrasonic flaw detection of a test material using the above-mentioned ultrasonic flaw detection apparatus will be explained with reference to FIGS. 1 to 3.

第3図は、超音波の波形を示しており、横軸は時間、縦
軸は振幅を示す。
FIG. 3 shows an ultrasonic waveform, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing amplitude.

同図中■は、圧電振動子4a、4bが受波した、被検材
の表面からの反射波の信号(表面エコーS)と、被検材
中の欠陥からの反射波の信号(欠陥エコーF)を表す。
In the same figure, ■ indicates the signal of the reflected wave from the surface of the test material (surface echo S) received by the piezoelectric vibrators 4a and 4b, and the signal of the reflected wave from the defect in the test material (defect echo S). F).

■は、圧電振動子5a、5bが受波した、被検材の表面
からの反射波の信号(表面エコーS)と、被検材中の欠
陥からの反射波の信号(欠陥エコーF)を表す。■は、
加算器9によって、加算された上記■と■との合計の波
形を表す。
(3) is the signal of the reflected wave from the surface of the test material (surface echo S) received by the piezoelectric vibrators 5a and 5b, and the signal of the reflected wave from the defect in the test material (defect echo F). represent. ■ is,
It represents the waveform of the sum of the above-mentioned (■) and (2) added by the adder 9.

実際に被検材の超音波探傷を行う場合は、被検材と超音
波探傷器とを相対的に移動させつつ、探傷を行うのであ
るが、ここでは、説明のために両者が瞬時的に停止して
いるとする。
When actually performing ultrasonic flaw detection on a test material, the test material and the ultrasonic flaw detector are moved relative to each other. Suppose it is stopped.

また、第1.2図に示すように、被検材7中の欠陥8は
、この欠陥8からの反射波を3つの圧電撮動子4a、4
b、5bが受波する位置に存在すると仮定する。
Moreover, as shown in FIG. 1.2, the defect 8 in the test material 7 transmits the reflected wave from the defect 8 to the three piezoelectric sensors 4a and 4.
It is assumed that the signals b and 5b exist at the position where the waves are received.

送信器1からのパルス信号が、超音波に変換され、被検
材中で反射し、受信器1oで反射波形として表されるま
での過程について説明する。
A process in which a pulse signal from the transmitter 1 is converted into an ultrasonic wave, reflected in a material to be inspected, and is represented as a reflected waveform at the receiver 1o will be described.

送信器1から送信されたパルス信号は、信号切換器2を
経て、圧電振動子4a、4bだけに入力され、超音波に
変換され、超音波パルスが前面板6を介して水中へ送波
される。
The pulse signal transmitted from the transmitter 1 passes through the signal switch 2 and is input only to the piezoelectric vibrators 4a and 4b, where it is converted into an ultrasonic wave, and the ultrasonic pulse is transmitted into the water via the front plate 6. Ru.

被検材7の表面で反射された表面エコー(S、矢印21
)と、被検材7内の欠陥8がら反射された欠陥エコー(
F)とは、表面と欠陥との距離に相当する時間差をもっ
て、圧電振動子4a、4b。
Surface echo reflected from the surface of the test material 7 (S, arrow 21
) and the defect echo reflected from the defect 8 in the test material 7 (
F) means piezoelectric vibrators 4a and 4b with a time difference corresponding to the distance between the surface and the defect.

5bにて受波され、電気信号に変換されて、信号切換器
2を経て、加算器9へ送信される。
The signal is received at 5b, converted into an electrical signal, and transmitted to the adder 9 via the signal switch 2.

また、圧電振動子5aは、被検材7からの表面エコー(
S)だけを受波し、電気信号に変換し、加算器9へ送信
する。
In addition, the piezoelectric vibrator 5a receives a surface echo (
S) is received, converted into an electrical signal, and transmitted to the adder 9.

加算器9にて、これらの信号は各時間ごとに加算され、
その結果は受信器1oへ送信される。
In the adder 9, these signals are added each time,
The result is sent to receiver 1o.

第3図は、上記したように各圧電振動子が受波した反射
波形と、それらを加算した波形を示す。
FIG. 3 shows the reflected waveforms received by each piezoelectric vibrator as described above, and the waveform obtained by adding them together.

被検材7の表面で反射した超音波の波形を表す信号につ
いて説明する。
A signal representing the waveform of the ultrasonic wave reflected on the surface of the test material 7 will be explained.

圧電振動子4a、4bが受波する被検材表面からの反射
波形の信号は、第3図ので示す波形になるのに対し、圧
電振動子5a、5bが受波する被検材表面からの反射波
形の信号は、第3図■で示すように、■と比べ、振幅の
絶対値が等しく、位相が逆の波形になる。
The reflected waveform signal from the surface of the test material that is received by the piezoelectric vibrators 4a and 4b has the waveform shown by the circle in FIG. The reflected waveform signal has a waveform with the same absolute value of amplitude and opposite phase compared to the signal (■) in FIG. 3, as shown in (■).

このようになるのは、圧電振動子4a、4bと。This happens with the piezoelectric vibrators 4a and 4b.

5a、5bとは、圧電性の分極方向が互いに逆向きなの
で、それぞれの受信信号の位相は180゜異なるからで
ある。その結果、加算器9において、上記2つの反射波
形を加算すれば、2つの反射波は互いに打ち消しあい、
その値はほぼ零となる。
This is because the polarization directions of the piezoelectric elements 5a and 5b are opposite to each other, so that the phases of the respective received signals differ by 180°. As a result, when the two reflected waveforms are added together in the adder 9, the two reflected waves cancel each other out,
Its value becomes almost zero.

そのような状態を、第3図■の表面エコーSとして示す
Such a state is shown as surface echo S in FIG.

次に、被検材7中の欠陥8で反射した超音波の波形につ
いて説明する。
Next, the waveform of the ultrasonic wave reflected by the defect 8 in the test material 7 will be explained.

この欠陥8からの反射波は、圧電振動子4a。The reflected wave from this defect 8 is transmitted to the piezoelectric vibrator 4a.

4b、5bにで受波される。圧電振動子5aでは受波し
ない。
The waves are received by 4b and 5b. The piezoelectric vibrator 5a does not receive the wave.

その結果を、第3図の■■に示す。第3図■のFと、第
3図■のFの向きとが逆となっているのは、上記したよ
うに圧電振動子4a、4bと。
The results are shown in ■■ in Figure 3. As mentioned above, the directions of F in FIG. 3 and F in FIG.

5a、5bとは、圧電性の分極方向が互いに逆向きなの
で、それぞれの受信信号の位相は180゜異なるからで
ある。
This is because the polarization directions of the piezoelectric elements 5a and 5b are opposite to each other, so that the phases of the respective received signals differ by 180°.

また、Fの振幅の絶対値について、第3図■が■の約2
倍となるのは、欠陥8からの反射波が、圧電振動子5a
によっては受波されないからである。この結果、加算器
9において、上記2つの反射波形を加算すれば、2つの
反射波は、第3図■に示すようになり、同様に加算され
た、表面からの反射波と比へ、その存在が明確になる。
Also, regarding the absolute value of the amplitude of F, ■ in Figure 3 is approximately 2
The reason why the reflected wave from the defect 8 is doubled is that the reflected wave from the piezoelectric vibrator 5a
This is because in some cases the waves are not received. As a result, when the above two reflected waveforms are added in the adder 9, the two reflected waves become as shown in Figure 3 (■), and the ratio of the reflected waves from the surface, which is added in the same way, is existence becomes clear.

第3図においては、説明のため、表面エコーと欠陥エコ
ーとを時間的に区別して表したが、欠陥が表面近傍に存
在するときは、2つのエコーは、時間的に離れておらず
区別が困難である。
In Fig. 3, the surface echo and the defect echo are shown separated in time for the sake of explanation, but when a defect exists near the surface, the two echoes are not separated in time and cannot be distinguished. Have difficulty.

このため、上記の超音波探傷装置を用いて、被検材を探
傷すると、表面近傍の欠陥が明確に検出できる。
Therefore, when a test material is tested using the above-mentioned ultrasonic flaw detection device, defects near the surface can be clearly detected.

なお、圧電振動子が任意の分極方向をなす配列の場合に
は、加算器9からはそれぞれのベクトル加算出力が得ら
れ、上記と同様に表面エコー(S)の振幅は低下する。
Note that when the piezoelectric vibrators are arranged in an arbitrary polarization direction, respective vector addition outputs are obtained from the adder 9, and the amplitude of the surface echo (S) decreases in the same manner as above.

次に、上記した本実施例の超音波探傷装置を用いて被検
材中の欠陥を検出する場合において、被検材中の欠陥が
、この欠陥からの反射波を2つの圧電振動子が受波する
位置に存在するときの、欠陥検出の例を、第4A−E図
によって説明する。
Next, when detecting a defect in a material to be inspected using the ultrasonic flaw detection device of this embodiment described above, two piezoelectric vibrators receive the reflected wave from the defect in the material to be inspected. An example of detecting a defect when the defect exists in a wave position will be explained with reference to FIGS. 4A-E.

この例は、超音波探触子と被検材とが相対的に移動して
いる場合の例である。
This example is an example where the ultrasonic probe and the specimen are moving relatively.

第4A−E図においては、被検材7は右側から左側に向
かって移動しているとして説明する。
In FIGS. 4A to 4E, description will be made assuming that the specimen 7 is moving from the right side to the left side.

各回とも、(a)には、圧電振動子の配列と分極方向と
を示す。(b)は、被検材が移動する様子を示し、その
結果、欠陥の位置が変わる状況を示す。(c)は、加算
器9の出力信号を示し、Sは表面エコーを表し、Fは欠
陥エコーを表す。
In each case, (a) shows the arrangement and polarization direction of the piezoelectric vibrators. (b) shows how the material to be inspected moves and, as a result, the position of the defect changes. (c) shows the output signal of the adder 9, S represents a surface echo, and F represents a defect echo.

第4A図は、被検材7内の欠陥8の位置が、この欠陥8
からの反射波を圧電振動子5bだけが受波する位置にあ
る場合を示す。
FIG. 4A shows that the position of the defect 8 in the material 7 to be inspected is
The case is shown in which only the piezoelectric vibrator 5b is located at a position where it receives reflected waves from the piezoelectric vibrator 5b.

この場合においては、表面エコー(S)の振幅は、圧電
振動子4a、4bと、5a、5bからの位相が異なる信
号の加算となるので、低下するが、一方、欠陥エコー(
F)の振幅は、圧電振動子5bからの信号だけとなるの
で低下しない。
In this case, the amplitude of the surface echo (S) decreases because it is the addition of signals with different phases from the piezoelectric vibrators 4a, 4b and 5a, 5b, but on the other hand, the amplitude of the surface echo (S) decreases.
The amplitude of F) does not decrease because it is only the signal from the piezoelectric vibrator 5b.

第4B図は、被検材7内の欠陥8の位置が、この欠陥8
からの反射波を圧電振動子4bと5bとが受波する位置
にある場合を示す。
FIG. 4B shows that the position of the defect 8 in the material 7 to be inspected is
The case is shown in which the piezoelectric vibrators 4b and 5b are located at positions where they receive reflected waves from.

この場合においては、表面エコー(S)と欠陥エコー(
F)との振幅は、それぞれ共に位相の異なる信号の加算
となるので、両者共に低下する。
In this case, the surface echo (S) and the defect echo (
Since the amplitudes of F) and F) are the addition of signals having different phases, both of them decrease.

第4C図は、被検材7内の欠M8の位置が、この欠陥8
からの反射波を圧電振動子4aと4bとが受波する位置
にある場合を示す。
FIG. 4C shows that the position of the defect M8 in the test material 7 is
The case is shown in which piezoelectric vibrators 4a and 4b are located at positions where they receive reflected waves from.

この場合においては、表面エコー(S)の振幅は、位相
の異なる信号の加算となるので低下するが、−4、欠陥
エコー(F)の振幅は、圧電振動子4a、4bからの信
号の和となり、第4A図の場合と逆位相となるが、信号
の振幅は低下しない。
In this case, the amplitude of the surface echo (S) decreases because it is an addition of signals with different phases, but -4, the amplitude of the defect echo (F) is the sum of the signals from the piezoelectric vibrators 4a and 4b. Although the phase is opposite to that in FIG. 4A, the amplitude of the signal does not decrease.

第4D図の場合は、第4B図の場合と同一であり、また
、第4E図の場合は、第4A図の場合のと同一の8力信
号の振幅が得られる。
The case of FIG. 4D is the same as the case of FIG. 4B, and the same amplitude of the 8-force signal as in FIG. 4A is obtained in the case of FIG. 4E.

上記したように、加算器9にて加算された表面エコー(
S)の振幅は常に低く抑えられるが、−方、欠陥エコー
(F)は欠陥8の位置によって、受波信号の振幅は低下
せずに検出可能であるので、良好なS/Nにて、欠陥エ
コー(F)の検出ができる。
As mentioned above, the surface echo (
The amplitude of S) is always kept low, but the defect echo (F) can be detected depending on the position of the defect 8 without reducing the amplitude of the received signal, so with a good S/N, Defect echoes (F) can be detected.

次に、上記した本実施例の超音波探傷装置を用いて被検
材中の欠陥を検出する場合において、被検材中の欠陥の
大きさが、4つの圧電振動子がこの欠陥からの反射波を
受波できる大きさであるときの、欠陥検出の例を第5A
−F図によって説明する。
Next, when detecting a defect in a material to be inspected using the ultrasonic flaw detection device of this embodiment described above, the size of the defect in the material to be inspected is determined by the reflection from the defect by the four piezoelectric vibrators. An example of defect detection when the size is large enough to receive waves is shown in Section 5A.
- This will be explained using diagram F.

この例は、上記の例と同じく、超音波探触子と被検材と
が、相対的に移動している場合の例である。
This example is an example in which the ultrasonic probe and the specimen are moving relative to each other, as in the above example.

第5A−F図においては、被検材7は右側から左側に向
かって移動しているとして説明する。
In FIGS. 5A to 5F, description will be made assuming that the specimen 7 is moving from the right side to the left side.

各図とも、(a)には、圧電振動子の配列と分極方向と
を示す。(b)は、被検材が移動する様子を示し、その
結果、欠陥8の位置が変わる状況を示す。(c)は、加
算器9の出力信号を示し。
In each figure, (a) shows the arrangement and polarization direction of the piezoelectric vibrators. (b) shows how the material to be inspected moves, and as a result, the position of the defect 8 changes. (c) shows the output signal of the adder 9.

Sは表面エコーを表し、Fは欠陥エコーを表す。S represents a surface echo and F represents a defect echo.

第5A図は、被検材7内の欠陥8の位置が、この欠陥8
からの反射波を圧電振動子5bだけが受波できる位置に
ある場合を示す。
FIG. 5A shows that the position of the defect 8 in the specimen 7 is
The case is shown in which only the piezoelectric vibrator 5b is located at a position where it can receive reflected waves from.

この場合においては、表面エコー(S)の振幅は、圧電
振動子4a、4bと、5a、5bからの位相が異なる信
号の加算となるので、低下するが、一方、欠陥エコー(
F)の振幅は、圧電振動子5bからの受信信号だけとな
るので低下しない。
In this case, the amplitude of the surface echo (S) decreases because it is the addition of signals with different phases from the piezoelectric vibrators 4a, 4b and 5a, 5b, but on the other hand, the amplitude of the surface echo (S) decreases.
The amplitude of F) does not decrease because it is only the received signal from the piezoelectric vibrator 5b.

その結果、下段に示すような加算器の出力信号が得られ
、欠陥8の存在は明確になる。
As a result, the output signal of the adder as shown in the lower row is obtained, and the existence of the defect 8 becomes clear.

第5B図は、被検材7内の欠陥8の位置が、この欠陥8
からの反射波を圧電振動子4bと5bとが受波する位置
にある場合を示す。
FIG. 5B shows that the position of the defect 8 in the material 7 to be inspected is
The case is shown in which the piezoelectric vibrators 4b and 5b are located at positions where they receive reflected waves from.

この場合においては、表面エコー(S)と欠陥エコー(
F)との振幅は、それぞれ共に位相の異なる信号の加算
となるので、両者共に低下する。
In this case, the surface echo (S) and the defect echo (
Since the amplitudes of F) and F) are the addition of signals having different phases, both of them decrease.

第5C図は、被検材7内の欠陥8の位置が、この欠陥8
からの反射波を圧電振動子4a、4b。
FIG. 5C shows that the position of the defect 8 in the material 7 to be inspected is
The reflected waves from the piezoelectric vibrators 4a and 4b.

5bとが受波する位置にある場合を示す。5b is located at the position where the waves are received.

この場合においては、表面エコー(S)の振幅は、位相
の異なる信号の加算となるので低下する。
In this case, the amplitude of the surface echo (S) decreases because it is an addition of signals with different phases.

一方、欠陥エコー(F)の振幅は、圧電振動子4a、4
b、5bからの信号の和となり、圧電振動子4aまたは
4bのいずれかの信号と、5bとの信号は相殺され打ち
消しあうが、4aまたは4bのいずれかの信号は、出力
波形として受信器に表れる。
On the other hand, the amplitude of the defect echo (F) is
The signal from either piezoelectric vibrator 4a or 4b and the signal from 5b cancel each other out, but the signal from either 4a or 4b is sent to the receiver as an output waveform. appear.

その結果、下段に示すような加算器の出力信号が得られ
、欠陥8の存在は明確になる。
As a result, the output signal of the adder as shown in the lower row is obtained, and the existence of the defect 8 becomes clear.

第5D図の場合は1表面エコー(S)と欠陥エコー(F
)の振幅は、ともに相殺される。
In the case of Figure 5D, one surface echo (S) and a defect echo (F
) are canceled together.

第5E図の場合は、第5C図の場合と同一の出力信号の
振幅が得られる。
In the case of FIG. 5E, the same amplitude of the output signal is obtained as in the case of FIG. 5C.

また、第5F図の場合は、第5A図の場合と同一の出力
信号の振幅が得られる。
Moreover, in the case of FIG. 5F, the same amplitude of the output signal as in the case of FIG. 5A is obtained.

上記のように、本実施例の超音波探傷装置を用いること
によって、被検材7内の欠陥8の大きさが変わっても、
加算器9から出力される表面エコー (S)の振幅は常
に低く抑えられ、一方、欠陥エコー(F)は一定の場合
に検出できるので、欠陥エコー(F)の識別が容易にな
り、クラット材や異種金属溶接材などの被検材7につい
て、はく離やボイドの発生などの欠陥検出ができる。
As mentioned above, by using the ultrasonic flaw detection device of this embodiment, even if the size of the defect 8 in the test material 7 changes,
The amplitude of the surface echo (S) output from the adder 9 is always kept low, while the defect echo (F) can be detected in certain cases, making it easy to identify the defect echo (F) and Defects such as delamination and voids can be detected in the test material 7 such as or dissimilar metal welding materials.

また、被検材7の欠陥8の大きさが小さいものだけを検
出するときは、分極方向が互いに異なる一対の圧電振動
子を用いてもよい。
Furthermore, when detecting only small-sized defects 8 in the test material 7, a pair of piezoelectric vibrators with mutually different polarization directions may be used.

欠陥8が大きいときは、各圧電振動子の間隔を変えるこ
とにより、容易に対応できるという効果がある。
When the defect 8 is large, it can be easily dealt with by changing the spacing between the piezoelectric vibrators.

なお、本実施例では、水中にある被検材の探傷を例とし
て説明したが1本実施例の超音波探傷装置は、水中の被
検材の探傷のみならず、くさびを用いた探傷法など各種
の探傷法に使用できる。
In this example, flaw detection of a test material under water was explained as an example, but the ultrasonic flaw detection device of this embodiment can be used not only for flaw detection of a test material under water, but also for flaw detection methods using wedges, etc. Can be used for various flaw detection methods.

(以下 余白) 次に、第8図を用いて、本発明の第2実施例について説
明する。
(Hereinafter referred to as margins) Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIG.

第8図は、第2実施例の超音波探傷装置を用いて被検材
を超音波探傷するときの様子を横から見た説明図である
FIG. 8 is an explanatory diagram, viewed from the side, of how a test material is subjected to ultrasonic flaw detection using the ultrasonic flaw detection apparatus of the second embodiment.

同図に示すように、本実施例の超音波探傷装置は、互い
に逆位相の圧電振動子80a、80b、82a、82b
を配置したものである。
As shown in the figure, the ultrasonic flaw detection device of this embodiment has piezoelectric vibrators 80a, 80b, 82a, 82b having mutually opposite phases.
is arranged.

中央の2つの圧電振動子80a、80bには、送信器1
からの励振信号を直接与える。一方、両端部の圧電振動
子82a、82bには、送信器からの信号を、位相反転
器81に加え、逆位相となった励振信号を与える。
The two central piezoelectric vibrators 80a and 80b are equipped with a transmitter 1.
Give the excitation signal directly from the On the other hand, the signal from the transmitter is applied to the phase inverter 81 to provide excitation signals with opposite phases to the piezoelectric vibrators 82a and 82b at both ends.

これによって、どちらの圧電振動子から送信された超音
波も、同位相の波動となる。このような構成にするのは
、逆位相の波動が送信されると、波の打ち消しあいによ
って、パワーが低下する場合があるからである。
As a result, the ultrasonic waves transmitted from both piezoelectric vibrators become waves with the same phase. The reason for this configuration is that when waves with opposite phases are transmitted, the power may decrease due to cancellation of the waves.

次に、受信時について説明する。Next, the reception will be explained.

被検材7の面で反射した超音波は、圧電振動子80a、
80b、82a、82bに入射する。この超音波によっ
て、中央の2つの圧電振動子80a、80bから出力さ
れる信号と、両端部の圧電振動子82a、82bから出
力される信号とは、圧電振動子の極性が逆なので、互い
に、逆位相の信号となる。この2つの信号を加算器9に
よって加算すると、逆位相信号の打ち消しあいにより、
加算出力は零となる。
The ultrasonic waves reflected from the surface of the test material 7 are transmitted through a piezoelectric vibrator 80a,
80b, 82a, and 82b. Due to this ultrasonic wave, the signals output from the two piezoelectric vibrators 80a and 80b in the center and the signals output from the piezoelectric vibrators 82a and 82b at both ends are opposite in polarity to each other. The result is a signal with an opposite phase. When these two signals are added by the adder 9, due to the cancellation of the opposite phase signals,
The addition output becomes zero.

本実施例の超音波探傷装置によれば、送信時に、互いに
逆位相の圧電振動子を、互いに逆位相の信号で励起する
ので、送信パワーが倍になる。この結果、受信信号のパ
ワーも倍になるので、 S/Nを大きくすることができ
、減衰の大きな被検材にも適用できる。
According to the ultrasonic flaw detection apparatus of this embodiment, during transmission, the piezoelectric vibrators having mutually opposite phases are excited with signals having mutually opposite phases, so that the transmission power is doubled. As a result, the power of the received signal also doubles, making it possible to increase the S/N ratio and making it possible to apply this method to test materials with large attenuation.

また、中央の圧電振動子80a、80bだけで送信した
場合には、被検材からの反射信号は、中央の圧電振動子
80a、80bに強く入射し、両端部の圧電振動子82
a、82bに入射する信号は、中央の圧電振動子80a
、80bに入射する信号に比べ弱くなり、正相、逆相の
圧電振動子80a、80b、82a、82bから出力さ
れる信号レベルのバランスが悪くなり、充分な打消し効
果を期待できない。
In addition, when transmitting only with the piezoelectric vibrators 80a and 80b in the center, the reflected signal from the test material is strongly incident on the piezoelectric vibrators 80a and 80b in the center, and the piezoelectric vibrators 80a and 80b at both ends
The signals incident on a and 82b are transmitted to the central piezoelectric vibrator 80a.
, 80b, the signal levels output from the positive-phase and negative-phase piezoelectric vibrators 80a, 80b, 82a, and 82b become unbalanced, and a sufficient cancellation effect cannot be expected.

これに対し、本実施例の超音波探傷装置によれば、全て
の圧電振動子から超音波が放射されるので、正相、逆相
の各圧電振動子00a、80b、82a、82bからの
出力信号のバランスがとれ、充分な打消し効果を期待で
きる。
On the other hand, according to the ultrasonic flaw detection apparatus of this embodiment, since ultrasonic waves are emitted from all the piezoelectric vibrators, the output from each of the positive phase and negative phase piezoelectric vibrators 00a, 80b, 82a, and 82b is The signal is balanced and a sufficient cancellation effect can be expected.

[発明の効果コ 本発明は、以上説明したとおり、受波した超音波を互い
に逆位相の電気信号に変換する一対の電気音響変換手段
と、各電気音響変換手段からの受信信号を加算する加算
器を設ける構造により、被検材表面から反射された表面
エコーの振幅は常に低下される一方、欠陥から反射され
た欠陥エコーの振幅は相殺されない信号として検出でき
るので、欠陥エコーのS/Nが改善さる。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention includes a pair of electroacoustic transducers that convert received ultrasonic waves into electrical signals having mutually opposite phases, and an addition method that adds the received signals from each electroacoustic transducer. Due to the structure in which the detector is provided, the amplitude of the surface echo reflected from the surface of the material to be inspected is always reduced, while the amplitude of the defect echo reflected from the defect can be detected as a signal that is not canceled out, so the S/N of the defect echo can be reduced. It will improve.

その結果、クラツド材や異種金属溶接材などの被検材に
ついて、はく離やボイドの発生などの欠陥検出に対し容
易に高性能な検査が可能となり、特に、表面近傍の欠陥
検出に優れた効果がある。
As a result, it has become possible to easily perform high-performance inspections for detecting defects such as delamination and voids on materials to be inspected, such as clad materials and dissimilar metal welding materials, and is particularly effective in detecting defects near the surface. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は第1実施例の超音波探傷装置を用いて被検材を
超音波探傷するときの様子を上から見た説明図、第2図
は第1実施例の超音波探傷装置を用いて被検材を超音波
探傷するときの様子を横から見た説明図、第3図は超音
波の波形、第4図は欠陥検出の例を示す説明図、第5図
は欠陥検出の例を示す説明図、第6図は従来技術を示す
説明図、第7図は1つのパルス信号を圧電振動子に与え
たときに発生する超音波の実際の波形を示す説明図、第
8図は第2実施例の超音波探傷装置を用いて被検材を超
音波探傷するときの様子を横がら見た説明図である。 1・・送信器、2・・・信号切換器、3・・・超音波探
触子、4a、 4b、 5a、 5b、 80a、 8
0b。 82a、82b・・・圧電振動子、7・・・被検材、8
・・・欠陥、9・・加算器、10・・・受信器、81・
位相反転器。 第1図 6、前面板 9: 加算器 第2図 す 第3図 振 第4A図      148図 第4C図      第4D図 第5A図      第5B図 第5C図       第5D図 rv)■ト
Fig. 1 is an explanatory view from above showing the state of ultrasonic flaw detection of a test material using the ultrasonic flaw detection device of the first embodiment, and Fig. 2 shows the situation when the ultrasonic flaw detection device of the first embodiment is used An explanatory diagram showing the situation when ultrasonic flaw detection is performed on a test material when viewed from the side, Fig. 3 is an illustration of the ultrasonic waveform, Fig. 4 is an explanatory diagram showing an example of defect detection, and Fig. 5 is an example of defect detection. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the prior art, FIG. 7 is an explanatory diagram showing the actual waveform of the ultrasonic wave generated when one pulse signal is applied to a piezoelectric vibrator, and FIG. FIG. 6 is an explanatory side view of a state in which a test material is subjected to ultrasonic flaw detection using the ultrasonic flaw detection apparatus of the second embodiment. 1... Transmitter, 2... Signal switch, 3... Ultrasonic probe, 4a, 4b, 5a, 5b, 80a, 8
0b. 82a, 82b...Piezoelectric vibrator, 7...Test material, 8
...Defect, 9...Adder, 10...Receiver, 81...
Phase inverter. Figure 1 6, Front plate 9: Adder Figure 2 Figure 3 Figure 4A Figure 148 Figure 4C Figure 4D Figure 5A Figure 5B Figure 5C Figure 5D rv)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、超音波の送波・受波を行う電気音響変換手段を備え
る超音波探触子において、 受波した超音波を互いに逆位相の電気信号に変換する電
気音響変換手段を、少なくとも一対備えて構成されるこ
とを特徴とする超音波探触子。 2、上記電気音響変換手段は、同一平面上に配設される
ことを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。 3、超音波の送波・受波を行う圧電振動子を備える超音
波探触子において、 分極方向が互いに異なる圧電振動子を、少なくとも一対
備えて構成されることを特徴とする超音波探触子。 4、上記圧電振動子は、同一平面上に配設されることを
特徴とする請求項3記載の超音波探触子。 5、超音波を送波・受波し、被検材中の欠陥を検出する
超音波探傷装置において、 請求項1、2、3または4記載の超音波探触子と、この
超音波探触子からの電気信号を加算し、その結果を出力
する加算手段とを備えて構成されることを特徴とする超
音波探傷装置。 6、超音波を送波するためのパルス信号を送信する送信
手段と、 上記送信手段からのパルス信号に従って超音波を被検材
に送波し、被検材中の反射面から反射される超音波を受
波する圧電振動子と、被検材中の反射面から反射される
超音波を受波するだけの圧電振動子とを少なくとも一対
設け、それぞれの圧電振動子の受波時の位相を逆位相と
する超音波探触子と、 上記圧電振動子からの受信信号を加算し、その結果を出
力する加算手段と、 上記送信手段から出力されるパルス信号が、上記加算手
段に入力することを防ぐ信号切換手段と、 を備えて構成されることを特徴とする超音波探傷装置。 7、超音波を被検材に送波し、被検材中の反射面で反射
される超音波を受波し、欠陥からの反射波を検出するこ
とによって、被検材中の欠陥の有無を調べる超音波探傷
法において、 被検材中の反射面から反射される超音波を互いに逆位相
の電気信号に変換する一対の電気音響変換手段の、一方
の電気音響変換手段からだけ、被検材中に超音波を送波
し、 被検材の反射面からの反射波を両方の電気音響変換手段
において電気信号に変換し、 この電気信号を加算し、 被検材の表面からの反射波の電気信号を打消す一方、被
検材中の欠陥からの電気信号を観察することにより、被
検材中の欠陥を検出することを特徴とする超音波探傷法
。 8、超音波を送波するためのパルス信号を送信する送信
手段と、 このパルス信号の位相を反転する位相反転手段と、 上記位相反転手段を介したパルス信号に従って超音波を
被検材に送波し、被検材中の反射面から反射される超音
波を受波する圧電振動子と、上記位相反転手段を介さな
いパルス信号に従って超音波を被検材に送波し、被検材
中の反射面から反射される超音波を受波する圧電振動子
と、を少なくとも一対設け、それぞれの圧電振動子の受
波時の位相を逆位相とする超音波探触子と、上記圧電振
動子からの受信信号を加算し、その結果を出力する加算
手段と、 上記送信手段から出力されるパルス信号が、上記加算手
段に入力することを防ぐ信号切換手段と、 を備えて構成されることを特徴とする超音波探傷装置。 9、超音波を被検材に送波し、被検材の表面からの反射
波を受波する際に、 被検材の表面から反射される超音波を互いに逆位相の電
気信号に変換する一対の電気音響変換手段の、一方の電
気音響変換手段から、被検材に超音波を送波し、 被検材の表面からの反射波を、両方の電気音響変換手段
において電気信号に変換し、 この電気信号を加算し、 被検材の表面からの反射波の電気信号を打消すことを特
徴とする表面反射波抑圧方法。
[Scope of Claims] 1. In an ultrasonic probe equipped with electroacoustic conversion means for transmitting and receiving ultrasonic waves, the electroacoustic conversion means converts received ultrasonic waves into electrical signals having mutually opposite phases. An ultrasonic probe comprising at least one pair of. 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the electroacoustic converting means are arranged on the same plane. 3. An ultrasonic probe equipped with a piezoelectric vibrator that transmits and receives ultrasonic waves, characterized in that it is configured with at least one pair of piezoelectric vibrators with mutually different polarization directions. Child. 4. The ultrasonic probe according to claim 3, wherein the piezoelectric vibrators are arranged on the same plane. 5. In an ultrasonic flaw detection device that transmits and receives ultrasonic waves to detect defects in a test material, the ultrasonic probe according to claim 1, 2, 3, or 4, and this ultrasonic probe. 1. An ultrasonic flaw detection device comprising: an adding means for adding electrical signals from the probes and outputting the result. 6. A transmitting means for transmitting a pulse signal for transmitting ultrasonic waves, and transmitting ultrasonic waves to a specimen material according to the pulse signal from the transmitting means, and transmitting ultrasonic waves reflected from a reflective surface in the specimen material. At least one pair of piezoelectric vibrators is provided, one for receiving sound waves and the other for receiving only the ultrasonic waves reflected from the reflective surface in the test material, and the phase of each piezoelectric vibrator when receiving waves is an ultrasonic probe having an opposite phase; an adding means for adding the received signals from the piezoelectric vibrator and outputting the result; and a pulse signal output from the transmitting means being input to the adding means. An ultrasonic flaw detection device comprising: signal switching means for preventing 7. Sending ultrasonic waves to the material to be inspected, receiving the ultrasonic waves reflected by the reflective surfaces in the material, and detecting the reflected waves from defects, determines the presence or absence of defects in the material to be inspected. In the ultrasonic flaw detection method for examining Ultrasonic waves are transmitted into the material, the reflected waves from the reflective surface of the material to be tested are converted into electrical signals by both electroacoustic conversion means, and the electrical signals are added together to generate the reflected waves from the surface of the material to be tested. An ultrasonic flaw detection method characterized by detecting defects in a material to be inspected by observing electrical signals from defects in the material to be inspected while canceling electrical signals from the defect in the material to be inspected. 8. A transmitting means for transmitting a pulse signal for transmitting ultrasonic waves, a phase inverting means for inverting the phase of this pulse signal, and transmitting ultrasonic waves to a specimen in accordance with the pulse signal via the phase inverting means. A piezoelectric vibrator receives the ultrasonic wave that waves and is reflected from a reflective surface in the material to be tested, and transmits the ultrasonic wave to the material to be tested in accordance with a pulse signal that does not go through the phase inverting means. a piezoelectric vibrator that receives ultrasonic waves reflected from a reflecting surface of the ultrasonic transducer; addition means for adding the received signals from and outputting the result; and signal switching means for preventing the pulse signal output from the transmission means from being input to the addition means. Features of ultrasonic flaw detection equipment. 9. When transmitting ultrasonic waves to the material to be tested and receiving the waves reflected from the surface of the material to be tested, the ultrasound waves reflected from the surface of the material to be tested are converted into electrical signals with mutually opposite phases. Ultrasonic waves are transmitted from one electroacoustic transducer of a pair of electroacoustic transducers to the specimen material, and reflected waves from the surface of the specimen material are converted into electrical signals by both electroacoustic transducers. , a surface reflected wave suppression method characterized by adding these electrical signals and canceling the electrical signals of the reflected waves from the surface of the material to be inspected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006220488A (en) * 2005-02-09 2006-08-24 Nippon Steel Corp Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector
US7421900B2 (en) 2001-11-14 2008-09-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonograph, ultrasonic transducer, examining instrument, and ultrasonographing device

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