JPH057572Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、超音波探傷器及び超音波厚さ計等に
使用する分割形探触子に関する。

従来の技術 分割形探触子は、１個の探触子の中に超音波の
送信用振動子と受信用振動子とを分離して備えた
探触子であり、それら送信用振動子と受信用振動
子との音響結合を遮断し音響的にSN比を改善す
るため音響分割面に音響シールド板を設けてい
る。

この音響シールド板に使用される超音波音響シ
ールド材としては、空気中を透過しにくいという
超音波の特性に鑑み、空気の含有率が高く、しか
も油等の液体接触媒質の浸入による音響特性を低
下させる虞れの少ないコルク系材料が従来より一
般に用いられている。

考案が解決しようとする問題点 しかし、この音響分割面の音響シールド板に、
表裏を貫通する気孔が有る場合には、探触子の組
立ての際に使用する接着剤や、探触子を鋼材等に
接触させる際に使用する油等の接触媒質が浸入し
て、音響シールド効果は著しく低下する。従つ
て、表裏を貫通する気孔の無い音響シールド板が
必要とされる。

しかも、鋼材等の探傷や厚さ計測における測定
精度を上げるためには、音響シールド板をできる
だけ薄くすることが必要である。

その理由を第１図及び第２図を参照しながら説
明する。

第１図には、分割形垂直探触子１を使用して、
試験体２からの超音波反射エコーを計測する場合
が、説明のための例として示されている。送信用
振動子１１で発生した超音波振動は音響遅延材３
０を通つて試験体の中へ伝播し、試験体からの反
射超音波振動は受信側の音響遅延材３０を通つて
受信用振動子１２に達する。この場合の音響シー
ルド板の厚さと、超音波のビーム路程と、の関係
を説明するために、第１図の破線の円の部分を拡
大して第２図に示す。尚、厳密には、探触子と、
試験体の表面との間には接触媒質が存在するが、
上記関係について影響は小さく、説明を簡潔にす
るため省略してある。また簡単のために、第２図
において音響シールド板１４の厚さt₁を１ミリメ
ータ（mm）、試験体２の板の厚さt₂も１mmとする
と、試験体での反射角θは26.6度（°）となり、
ビーム路程ａ→ｂ→ｃは2.24mmとなる。従つて、
θを０に限りなく近づけたときのビーム路程の極
限値2.0mmよりも0.24mmも長くなる。このため、
超音波振動の伝播時間を計測して試験体の厚さ
を、測定する超音波厚さ計に、この分割形探触子
を使用した場合、被測定板の真の厚さよりも10％
以上も厚い測定値が得られることになつてしま
う。さらに、超音波の反射利得も角度θが大きく
なるにつれ著しく悪くなるという欠点が有つた。

従つて、音響シールド板が薄い程、探触子の近
距離特性（径路時間及び感度等）が良くなり、試
験体である板の厚さの測定精度も良くなる。

ところが、音響シールド板として天然コルクシ
ートを使用した場合、シートの厚さが１mm以下
で、しかもシートを貫通する気孔が無いものを得
ることは非常に困難であつた。このためコルク粉
末をゴム系又はエポキシ系接着剤等でブロツク化
しシート状に加工した加工コルクシートを使用し
た例もあるが、その場合でもシートの厚さが0.7
mm以下で、且つシートを貫通する気孔が無いもの
を安定して得ることは非常に困難であつた。しか
も、その場合、コルク粉末の接着に使用する接着
剤を超音波が透過するため音響シールド性能は天
然コルクに比較して劣つている。

これらの他に、音響シールド板として、空気を
多く含む和紙等の紙製品や天然せんい等を使用す
ることも考えられるが、加工コルクシートよりも
さらに著しく音響シールド性能が劣つている。

問題点を解決するための手段 最近、プラスチツクの発泡成形技術の発達によ
り発泡量が調節制御された人工発泡材をシート化
したものとして、ポリエチレンシート、ポリスチ
レンシート、シリコンシート等が入手可能になつ
た。これらの材料のうち、ポリスチレンシート
は、探触子の組立てに使用する接着剤や、探触子
を使用する際に用いる油等の接触媒質と反応する
欠点があり、シリコンシートは、気泡サイズが大
きくシートの厚さを十分薄くできず、発泡密度も
低くて音響シールド性能が良くないという欠点が
ある。ところが、発泡ポリエチレンシートの場
合、耐油性能は良好であり、含有する気泡はシー
トの長さ方向に長い長円球となつており、その気
泡のサイズも長さ方向で最大0.28〜0.29mmのもの
も得られている。さらに、この発泡ポリエチレン
シートは、音響シールド効果が良好であり、発泡
密度も一様で、厚さも0.3mm程度のシートが入手
可能である。

そこで、本考案は、含有する気泡の発泡量を調
節したポリエチレンシートを使用した音響シール
ド板を分割形探触子に設けることによつて、上記
の従来技術の問題点を解決するものである。

実施例 第３図は、ポリエチレンシートを分割型探触子
の音響シールド板として使用した、本考案の好適
な実施例を示している。但し、第１図に示した探
触子の場合と同一の部材には同一の参照番号を付
し説明は省略する。

信号発信器からの電気信号は、分割形探触子の
保護及び取扱い用ケース１６に取付けられた送信
用コネクタ１７及びリード線１９を介して、送信
用振動子１１へ印加され、発生した超音波振動は
音響遅延材３０を通つて被検体（又は被測定物）
中へ伝播する。被検体からの反射超音波振動は受
信側の音響遅延材を通つて受信用振動子１２に達
し、電気信号を発生する。この電気信号が受信側
リード線２０及びコネクタ１８を介して、測定結
果指示部等の装置へ出力される。

尚、電気シールドシート１３が電気的なSN比
を改善するために設けられており、また音響吸音
材１５が探触子内の音響雑音を低下させSN比を
改善するために充填されている。

本実施例の分割形垂直探触子（10Z6ND形）に
おいては、発泡倍率が５倍であつて、シート内の
気泡サイズが長手方向で最大0.28〜0.29mmであ
り、表裏を貫通する気孔が無く、発泡密度も一様
な厚さ約0.43mmの発泡ポリエチレンシートを音響
シールド板として使用している。第４図に発泡ポ
リエチレンシートの断面を拡大して示すように、
気泡を包んだポリエチレンは細かい繊維状となつ
ており、弾力性のあるシートを構成している。
尚、図面において、発泡ポリエチレンシートの下
側はシート成形面、上側はスライスカツト面であ
る。

考案の効果 (イ) 本考案に従う分割探触子の場合、表裏を貫通
する気孔が無いシートが安定して供給される発
泡ポリエチレンシートを音響シールド板に使用
したため、個々の製品における音響シールド性
能が良好であるのみならず、製品間においても
音響シールド性能を非常に安定したものとする
ことができる。

従つて、従来のような音響シールドの不良に
よる製品不良の発生を防止でき、品質管理上非
常に有用であり、さらに製品の製造効率及び製
造価格をも向上させることができる。

(ロ) 本考案に従えば、分割形探触子の感度等の探
触子性能を著しく改善でき、本考案に従う分割
形探触子を使用すれば超音波探傷器及び超音波
厚さ計等の測定精度を著しく向上させることが
できる。

例えば、本考案の上記実施例の分割形探触子
を使用して厚さ0.5mmの鋼板を測定した場合の
探触子の感度は、厚さ0.8mmの加工コルクシー
トを音響シールド板として使用したこと以外同
一の分割形探触子で同一の鋼板を同一の条件で
測定した場合の感度と比較して４〜６デシベル
（dB）も改善された。さらに、発泡ポリエチレ
ンシートを使用すれば、音響シールド板の厚さ
を少なくとも0.3mmまで薄くすることができる
ため、超音波探傷器及び超音波厚さ計等に本考
案に従う分割形探触子を用いれば測定精度を著
しく改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、分割形探触子を使用して試験体を計
測する際の、音響シールド板の厚さと超音波ビー
ム路程との関係を説明するための図であり、第２
図は、第１図において破線で描かれた円により囲
まれた部分の拡大図であり、第３図は、本考案の
好適な実施例である分割形垂直探触子を示す図で
ある。第４図は、本考案に使用した厚さが0.43mm
の発泡ポリエチレンシートの断面を拡大して示す
図である。 尚、図面において、１……分割形垂直探触子、
２……試験体、１１，１２……振動子、１３……
電気シールドシート、１４……音響シールドシー
ト、１５……音響吸音材、１６……ケース、１
７，１８……コネクタ、１９，２０……リード
線、３０……音響遅延材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 送信用振動子と受信用振動子との音響結合を遮
   断する音響分割面に音響シールド板を備えた超音
   波測定用の分割形探触子であつて、 前記音響シールド板は、予め定めた発泡倍率を
   有する発泡ポリエチレンシートで構成され、前記
   発泡倍率で生ずる気泡が前記発泡ポリエチレンシ
   ートを貫通することを避けるために、前記発泡ポ
   リエチレンシートの厚さは前記気泡の径より厚く
   されてなることを特徴とする前記分割形探触子。