JPH0521011Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0521011Y2 JPH0521011Y2 JP1985136454U JP13645485U JPH0521011Y2 JP H0521011 Y2 JPH0521011 Y2 JP H0521011Y2 JP 1985136454 U JP1985136454 U JP 1985136454U JP 13645485 U JP13645485 U JP 13645485U JP H0521011 Y2 JPH0521011 Y2 JP H0521011Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- transmitting
- wedge
- probe
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 30
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 14
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 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 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は溶接部の欠陥検出、角ビレツト等の
主に表層部の欠陥検出を行なう超音波探傷装置用
の超音波探触子に関するものである。
主に表層部の欠陥検出を行なう超音波探傷装置用
の超音波探触子に関するものである。
第４図は例えば昭和57年９月に発行された日本
非破壊検査協会第２分科会資料、No.2931「クリー
ピングウエーブとその応用(1)」に示されている超
音波探触子を示す図であり、第４図ａは斜視図、
第４図ｂは側面断面図、第４図ｃは後面断面図で
ある。
非破壊検査協会第２分科会資料、No.2931「クリー
ピングウエーブとその応用(1)」に示されている超
音波探触子を示す図であり、第４図ａは斜視図、
第４図ｂは側面断面図、第４図ｃは後面断面図で
ある。
図において、１は送信用楔、２は受信用楔、３
は送信用楔１に取付けられた送信用振動子、４は
受信用楔２に取付けられた受信用振動子、５は送
信用楔１を伝播する超音波が受信用楔２に伝播す
るのを防ぐ遮音板、６はコネクタ、７はケース、
θ1は送信用楔１に設けられた超音波入射角度、θ2
は受信用楔２に設けられた超音波受信角度であ
る。
は送信用楔１に取付けられた送信用振動子、４は
受信用楔２に取付けられた受信用振動子、５は送
信用楔１を伝播する超音波が受信用楔２に伝播す
るのを防ぐ遮音板、６はコネクタ、７はケース、
θ1は送信用楔１に設けられた超音波入射角度、θ2
は受信用楔２に設けられた超音波受信角度であ
る。
従来の超音波探触子は第４図に示すように送信
用振動子３と受信用振動子４を各々１枚有し、送
信用振動子３と受信用振動子４が超音波の伝播方
向に対して左右方向で、かつ前後方向にはズレが
ないように配置されている。このような超音波探
触子で縦波を被検材に斜めに伝播させて超音波探
触子を配置した面の表層部を超音波探傷する場合
には被検材中の超音波屈折角を約70〜75°程度に
する必要がある。この様子を第５図に示した。
用振動子３と受信用振動子４を各々１枚有し、送
信用振動子３と受信用振動子４が超音波の伝播方
向に対して左右方向で、かつ前後方向にはズレが
ないように配置されている。このような超音波探
触子で縦波を被検材に斜めに伝播させて超音波探
触子を配置した面の表層部を超音波探傷する場合
には被検材中の超音波屈折角を約70〜75°程度に
する必要がある。この様子を第５図に示した。
第５図は斜角探傷法の幾何学図である。
図において、１は楔、３は振動子、８は試験
体、Ａは振動子３の実際の寸法、Ｂは振動子３の
見かけ上の寸法、Ｓは試験体８の表面、θ1は試験
体８の表面Ｓと直交する法線Ｙ−Y′に対する超
音波の入射角度、θSは試験体８の表面Ｓと直交す
る法線Ｙ−Y′に対する超音波の屈折角度、θは
超音波の指向角度である。
体、Ａは振動子３の実際の寸法、Ｂは振動子３の
見かけ上の寸法、Ｓは試験体８の表面、θ1は試験
体８の表面Ｓと直交する法線Ｙ−Y′に対する超
音波の入射角度、θSは試験体８の表面Ｓと直交す
る法線Ｙ−Y′に対する超音波の屈折角度、θは
超音波の指向角度である。
ここで屈折角度θSを仮に75°に設定した場合の
楔１中の入射角度は、スネルの法則により下記値
となる。
楔１中の入射角度は、スネルの法則により下記値
となる。
θ1＝sin-1（sin75×C1／C2）
≒26.7° ……(1)
但し、
C1＝2.748Km／Ｓ（楔の縦波音速）
C2＝5.9Km／Ｓ（被検材の縦波音速）
また、被検材８の中の超音波の指向角は下式に
より求めることができる。
より求めることができる。
θ＝Ｋ×λ／Ｂ ……(2)
但し、Ｂ＝Ａ×cosθS／cosθ1 ……(3)
つまり、このような縦波斜角探触子では上記
(2)，(3)式から明らかなように、屈折角度θSと入射
角度θ1の差が大きいために大きな指向角度θが得
られ、試験体８の表層部からある程度の深部まで
の広範囲を検査することが可能となる利点がある
ので、しばしば使用される。
(2)，(3)式から明らかなように、屈折角度θSと入射
角度θ1の差が大きいために大きな指向角度θが得
られ、試験体８の表層部からある程度の深部まで
の広範囲を検査することが可能となる利点がある
ので、しばしば使用される。
しかし、この従来の縦波斜角探触子において
は、探触子を配置した面の表層部（例えば３〜10
mm程度）での欠陥検出能は、探触子と欠陥の位置
関係が比較的近い場合（例えば20〜30mm程度）に
は良いが、遠くになるほど表面に近い欠陥の検出
能は低下する欠点を有することになる。
は、探触子を配置した面の表層部（例えば３〜10
mm程度）での欠陥検出能は、探触子と欠陥の位置
関係が比較的近い場合（例えば20〜30mm程度）に
は良いが、遠くになるほど表面に近い欠陥の検出
能は低下する欠点を有することになる。
すなわち、探触子と欠陥との相対位置が遠くな
るほど、超音波の指向角範囲の大きな角度成分が
必要となるが、80°を越えると縦波の臨界角に近
づくために楔と銅の境界面における超音波の往復
通過率が急激に低下し、欠陥検出能の低下をまね
くことになる。
るほど、超音波の指向角範囲の大きな角度成分が
必要となるが、80°を越えると縦波の臨界角に近
づくために楔と銅の境界面における超音波の往復
通過率が急激に低下し、欠陥検出能の低下をまね
くことになる。
この考案は従来の欠点を改善する目的でなされ
たもので、探触子を配置した面の表層部の広範囲
にわたつて欠陥検出能を十分確保できる超音波探
触子を提案することを目的とする。
たもので、探触子を配置した面の表層部の広範囲
にわたつて欠陥検出能を十分確保できる超音波探
触子を提案することを目的とする。
この考案に係わる超音波探触子は送受信用振動
子それぞれを超音波の伝播方向に対して前後に配
置させたものである。
子それぞれを超音波の伝播方向に対して前後に配
置させたものである。
この考案により、探触子を配置した面の表層部
の広範囲において、欠陥検出能（Ｓ／Ｎ比）の高
く、かつ安定した探傷を実現できる。
の広範囲において、欠陥検出能（Ｓ／Ｎ比）の高
く、かつ安定した探傷を実現できる。
第１図はこの考案の一実施例を示す超音波探触
子の断面図である。
子の断面図である。
図において、１は送信用楔、２は受信用楔、３
は送信用振動子、４は受信用振動子、５は遮音
板、６はコネクタ、７はケースである。
は送信用振動子、４は受信用振動子、５は遮音
板、６はコネクタ、７はケースである。
第２図はこの考案による超音波探触子の鋼中で
の超音波ビームの概念図である。
の超音波ビームの概念図である。
図において、３は送信用振動子、４は受信用振
動子、９は送信用振動子３から放射される縦波超
音波、１０は送信用振動子３から放射される横波
超音波、１１は受信用振動子４で受信する縦波超
音波、１２は受信用振動子４で受信する横波超音
波、θTは超音波の送信角度、θRは超音波の受信角
度である。
動子、９は送信用振動子３から放射される縦波超
音波、１０は送信用振動子３から放射される横波
超音波、１１は受信用振動子４で受信する縦波超
音波、１２は受信用振動子４で受信する横波超音
波、θTは超音波の送信角度、θRは超音波の受信角
度である。
第３図はこの考案による超音波探触子の送受信
の縦波超音波に対する往復通過率を示す図であ
る。
の縦波超音波に対する往復通過率を示す図であ
る。
図において、βは送信角度θTと受信角度θRの和
を２で割つた見掛け上の角度、Ｈは相対感度、１
３は往復通過率を示す曲線である。
を２で割つた見掛け上の角度、Ｈは相対感度、１
３は往復通過率を示す曲線である。
図において、往復通過率は送信時における送信
用楔１から試験体８へ投入される超音波エネルギ
ーと、受信時における試験体８から受信用楔２へ
投入される超音波エネルギーとの積で表わされ、
縦波超音波では0°での送受信条件が最も超音波エ
ネルギーの通過率が大きく、送受信における見掛
け上の角度βが大きくなるほど超音波エネルギー
の通過率が小さくなる特性がある。従つて、上記
見掛け上の角度βが小さくなるように送信用振動
子３と受信用振動子４との位置関係を構成する必
要がある。
用楔１から試験体８へ投入される超音波エネルギ
ーと、受信時における試験体８から受信用楔２へ
投入される超音波エネルギーとの積で表わされ、
縦波超音波では0°での送受信条件が最も超音波エ
ネルギーの通過率が大きく、送受信における見掛
け上の角度βが大きくなるほど超音波エネルギー
の通過率が小さくなる特性がある。従つて、上記
見掛け上の角度βが小さくなるように送信用振動
子３と受信用振動子４との位置関係を構成する必
要がある。
すなわち、上記のように超音波の伝播方向に対
して前後の位置に送信用振動子３と受信用振動子
４を配置する超音波探触子においては、送信用振
動子３が受信用振動子４の前方に配置すると、必
ず超音波の送信角度θTが受信角度θRに対して小さ
くなり、その結果、見掛け上の角度βが小さくな
る。すなわち、この現象は送信用楔１から試験体
８への超音波の入射効率が向上するため、送信角
度θTと受信角度θRが同一な場合に比べて縦波超音
波９の往復通過率が総合的に向上することにな
る。特にこの特性は、探触子と欠陥の相対位置が
遠くて、かつ、探触子を配置する試験体８表面に
近い欠陥ほど顕著な差として現われ、欠陥信号を
大きなレベルで検出できる。
して前後の位置に送信用振動子３と受信用振動子
４を配置する超音波探触子においては、送信用振
動子３が受信用振動子４の前方に配置すると、必
ず超音波の送信角度θTが受信角度θRに対して小さ
くなり、その結果、見掛け上の角度βが小さくな
る。すなわち、この現象は送信用楔１から試験体
８への超音波の入射効率が向上するため、送信角
度θTと受信角度θRが同一な場合に比べて縦波超音
波９の往復通過率が総合的に向上することにな
る。特にこの特性は、探触子と欠陥の相対位置が
遠くて、かつ、探触子を配置する試験体８表面に
近い欠陥ほど顕著な差として現われ、欠陥信号を
大きなレベルで検出できる。
また、縦波斜角探触子の特徴として次の利点を
備える、すなわち送信用振動子３のほぼ直下に存
在する欠陥に対しては横波超音波１０が有効に作
用し、これも欠陥信号を大きなレベルで検出でき
ることになり、大幅にＳ／Ｎ比を向上させること
が可能となる。
備える、すなわち送信用振動子３のほぼ直下に存
在する欠陥に対しては横波超音波１０が有効に作
用し、これも欠陥信号を大きなレベルで検出でき
ることになり、大幅にＳ／Ｎ比を向上させること
が可能となる。
この考案による探触子は超音波の伝播方向に対
して平行な方向に探触子または、試験体を走査し
ない探傷方式、すなわち自動探傷装置用としてか
なり有効性を示すものである。
して平行な方向に探触子または、試験体を走査し
ない探傷方式、すなわち自動探傷装置用としてか
なり有効性を示すものである。
ところで上記説明では、送信用振動子２個を受
信用振動子の前に配置した例を示したが、逆に受
信用振動子２個を送信用振動子の前に配置した
り、あるいは送受信用振動子の数の組み合わせを
変えても類似の結果が得られるので、この考案の
適用はまぬがれない。
信用振動子の前に配置した例を示したが、逆に受
信用振動子２個を送信用振動子の前に配置した
り、あるいは送受信用振動子の数の組み合わせを
変えても類似の結果が得られるので、この考案の
適用はまぬがれない。
この考案は以上説明したように、送信用振動子
と受信用振動子を超音波の伝播方向に対して前後
方向に配置することにより、特に自動探傷装置で
問題となる検査時間の短縮のために、超音波の伝
播方向に対して探触子を前後走査しない探傷方式
において、試験体表層部の広範囲にわたつて高い
Ｓ／Ｎ比を確保できる効果がある。
と受信用振動子を超音波の伝播方向に対して前後
方向に配置することにより、特に自動探傷装置で
問題となる検査時間の短縮のために、超音波の伝
播方向に対して探触子を前後走査しない探傷方式
において、試験体表層部の広範囲にわたつて高い
Ｓ／Ｎ比を確保できる効果がある。
第１図はこの考案の一実施例を示す探触子の断
面図、第２図はこの考案の探触子における超音波
ビームの概念図、第３図はこの考案の探触子にお
ける縦波超音波の往復通過率を示す図、第４図は
従来の超音波探触子を示す斜視図と断面図、第５
図は斜角探傷法の幾可学図である。 図において、１は送信用楔、２は受信用楔、３
は送信用振動子、４は受信用振動子である。なお
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
面図、第２図はこの考案の探触子における超音波
ビームの概念図、第３図はこの考案の探触子にお
ける縦波超音波の往復通過率を示す図、第４図は
従来の超音波探触子を示す斜視図と断面図、第５
図は斜角探傷法の幾可学図である。 図において、１は送信用楔、２は受信用楔、３
は送信用振動子、４は受信用振動子である。なお
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 超音波縦波斜角探触子において、超音波の伝播
方向に対して前後関係の位置に送信用楔と受信用
楔を配置し、上記それぞれの楔の試験体と当接す
る反対の面に送信用振動子と受信用振動子をそれ
ぞれ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 |
|---|---|---|---|
| JP1985136454U JPH0521011Y2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985136454U JPH0521011Y2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244255U JPS6244255U (ja) | 1987-03-17 |
| JPH0521011Y2 true JPH0521011Y2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=31039581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985136454U Expired - Lifetime JPH0521011Y2 (ja) | 1985-09-06 | 1985-09-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521011Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7023406B1 (ja) * | 2021-09-02 | 2022-02-21 | 三菱重工パワー検査株式会社 | 超音波探触子及び超音波探傷方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535566Y2 (ja) * | 1976-02-27 | 1980-08-22 | ||
| JPS59162658U (ja) * | 1983-04-15 | 1984-10-31 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探触子ユニツト |
-
1985
- 1985-09-06 JP JP1985136454U patent/JPH0521011Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244255U (ja) | 1987-03-17 |
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