JPH06109708A - 電磁超音波探傷装置 - Google Patents

電磁超音波探傷装置

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JPH06109708A
JPH06109708A JP28056692A JP28056692A JPH06109708A JP H06109708 A JPH06109708 A JP H06109708A JP 28056692 A JP28056692 A JP 28056692A JP 28056692 A JP28056692 A JP 28056692A JP H06109708 A JPH06109708 A JP H06109708A
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electromagnet
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Riichi Murayama
理一 村山
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性材及び非磁性材の両材質に対応すること
ができる電磁超音波検出装置を提供する。 【構成】 開口部が下向きのコの字型をした電磁石1の
磁極間に正面視凸状を呈する電磁石2を備え、これら電
磁石1,2の励磁を独立に制御できるようになしてあ
る。そして電磁石1の両磁極と電磁石2の下側の1磁極
とは被探傷物である鋼板(図示せず)に対向させてあ
り、電磁石2の下側の磁極と鋼板との間にプローブコイ
ル3が配置されている。被探傷物が磁性材である場合は
電磁石1を励磁し、また非磁性材である場合は電磁石2
を励磁する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁超音波探傷装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板の探傷を行うために板波を送受する
電磁超音波探触子(EMAT)としてはローレンツ型板
波EMAT及び磁歪型板波EMATがある。図6(a)
は、ローレンツ型板波EMATを示す斜視図である。図
中11は、棒状の磁石であり、上部がS(N)極、下部が
N(S)極である。そしてこの磁石11の下側の磁極は、
被探傷物である鋼板(図示せず)と対向させてあり、こ
の磁極と鋼板との間には、図6(b) に示す如く信号線13
を有するプローブコイル12が設置されている。このロー
レンツ型板波EMATは磁界と電流とによって発生する
ローレンツ力によって超音波(板波)を発生させ、超音
波の振動と磁界によっておきる電磁誘導現象によって発
生する電流を検出して超音波の送受を行うものである。
【0003】図7はローレンツ型板波EMATにおいて
磁性材と非磁性材とを探傷した場合の受信エコーを示す
グラフであり、図7(a) は磁性材の場合を示し、図7
(b) は非磁性材の場合を示す。図7より明らかな如くロ
ーレンツ型板波EMATでは非磁性材に比べて磁性材に
対する感度は僅かに低い。図8はローレンツ型板波EM
ATにおいて磁性材と非磁性材とを探傷した場合の測定
値を示すグラフである。図8より明らかな如くローレン
ツ型板波EMATでは非磁性材に比べて磁性材に対する
測定値が僅かに不安定である。
【0004】図9は、磁歪型板波EMATを示す斜視図
である。図中14は、アーチ状をなす磁石であり、この磁
石14の両磁極は被探傷物である鋼板(図示せず)と対向
させてあり、この磁極と鋼板との間には、図6(b) に示
すものと同様なプローブコイル15が設置されている。こ
の磁歪型板波EMATは磁界によって鋼板が伸び縮みす
る現象を利用して超音波を送受するものであり、被探傷
物にバイアス磁界を与え磁界変化によって最も伸び縮み
が起き易いようにプローブコイルを配置している。
【0005】図10は磁歪型板波EMATにおいて磁性材
と非磁性材とを探傷した場合の受信エコーを示すグラフ
であり、図10(a) は磁性材の場合を示し、図10(b) は非
磁性材の場合を示す。図10より明らかな如く磁歪型板波
EMATでは非磁性材の場合の受信エコーには何も現れ
ない。図11は磁歪型板波EMATにおいて磁性材と非磁
性材とを探傷した場合の測定値を示すグラフである。図
11より明らかな如く磁歪型板波EMATでは非磁性材の
場合測定値が非常に不安定である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようにローレンツ
型板波EMATは、磁性材,非磁性材の両材質に適用が
可能であるが、感度の面では磁性材にあまり適さない。
また磁歪型板波EMATは、磁性材には適するが非磁性
材には適さない。そこでステンレス鋼板製造ラインのよ
うな磁性材(フェライト系)と非磁性材(オーステナイ
ト系)とが流れるライン、又は熱延ラインのような一般
鋼とステンレス鋼とが流れるラインにおける探傷は2種
のEMATを使用する必要があった。そこで図12に示す
如き、アーチ状をなす磁石14の磁極から磁極にかけてプ
ローブコイル16を配設したもの(以下改良型磁歪型板波
EMATという)が考えられる。この改良型磁歪型板波
EMATでは、磁極の下に位置するコイル部分(a部
分)ではローレンツ力による板波が発生し、磁極間に位
置するコイル部分(b部分)では磁歪による板波が発生
して磁性材,非磁性材の両材質に対応するが、夫々振動
の位相が異なるため両者で打ち消し合い有効に働かな
い。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであ
り、1個の電磁超音波探触子により磁性材及び非磁性材
の両材質に対応することができる電磁超音波探傷装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電磁超音波
探傷装置は、被探傷物表面に磁界を発生させ、該磁界に
配置されたコイルに通電を行い、超音波を発生させて探
傷を行う電磁超音波探傷装置において、前記被探傷物表
面に対して平行な磁界を発生させる磁界発生装置と、前
記被探傷物表面に対して垂直な磁界を発生させる磁界発
生装置とを備え、これら磁界発生装置の磁界発生を独立
に制御することができるようになしてあることを特徴と
する。
【0008】
【作用】本発明にあっては、被探傷物表面に対して平行
な磁界を発生させる磁界発生装置と、被探傷物表面に対
して垂直な磁界を発生させる磁界発生装置とを備え、こ
れら磁界発生装置の磁界発生を独立に制御することがで
きるようになしてあるので、被探傷物が磁性材である場
合は被探傷物表面に対して平行な磁界を発生させて磁歪
力により発生する板波を用い、被探傷物が非磁性材であ
る場合は被探傷物表面に対して垂直な磁界を発生させて
ローレンツ力により発生する板波を用い、1個のEMA
Tにより両材質に対応することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は電磁超音波探傷装置の電磁
超音波探触子を示す正面図である。図中1は開口部が下
向きのコの字型をした電磁石であり、両脚部の上部に励
磁コイル1a,1aが配設されている。この電磁石1の脚部
と脚部との間に正面視凸状を呈する電磁石2が配置され
ており、この凸状の段部に励磁コイル2aが配設されてお
り、上下に磁極を備える。そして電磁石1と電磁石2と
の間は電磁石2の凸部上部を覆う態様で非磁性材11が設
置されている。そして電磁石1の両磁極と電磁石2の下
側の磁極は、被探傷物である鋼板(図示せず)に対向さ
せてあり、電磁石2の下側の磁極と鋼板との間にはプロ
ーブコイル3が配置されている。
【0010】以上の如き構成の電磁超音波探触子におい
ては、励磁コイル1a,1aに通電を行って電磁石1により
被探傷物表面に対して平行な磁界を形成し、また励磁コ
イル2aに通電を行って電磁石2により被探傷物表面に対
して垂直な磁界を形成することが可能であり、これら励
磁コイル1a,1a及び2aへの通電を制御できるようになし
てある。被探傷物表面に対して平行な磁界が形成されて
いる場合は磁歪力により板波が発生し、被探傷物表面に
対して垂直な磁界が形成されている場合はローレンツ力
により板波が発生する。
【0011】図2は、図1に示す電磁超音波探触子を用
いた電磁超音波探傷装置の構成を示すブロック図であ
る。電磁石1,2は、同期回路4が出力する同期信号に
同期して電流を発生する直流励磁電源5からスイッチ8
を介して電流が与えられる。このスイッチ8は、被探傷
物が磁性材である場合は電磁石1を選択させ、また非磁
性材である場合は電磁石2を選択させる切替制御信号が
CPU9から与えられる。また前記同期信号は信号処理
装置6及びパルサ7へも与えられるようになしてあり、
パルサ7はこの同期信号を受けるとプローブコイル3を
励磁するためにプローブコイル3へパルス電流を与え
る。そしてプローブコイル3から得られる受信信号はレ
シーバ10へ与えられ、さらにレシーバ10はこの信号を信
号処理装置6へ出力する。信号処理装置6は前記同期信
号に同期するタイミングでレシーバ10の出力を読み込
む。
【0012】まず磁性材を探傷する場合、CPU9から
の切替制御信号によりスイッチ8に電磁石1を選択させ
ておき、同期回路4が出力する同期信号に同期して電流
を発生する直流励磁電源5からスイッチ8を介して電流
を与え、電磁石1を励磁する。そしてパルサ7から前記
同期信号に同期したパルス電流をプローブコイル3へ与
える。そうするとこの電磁石1による水平(平行)磁界
とパルス電流とによる磁歪力により板波(超音波)が発
生し、この板波の振動数をプローブコイル3により受信
する。
【0013】また非磁性材を探傷する場合、CPU9か
らの切替制御信号によりスイッチ8に電磁石2を選択さ
せておき、同期回路4が出力する同期信号に同期して電
流を発生する直流励磁電源5からスイッチ8を介して電
流を与え、電磁石2を励磁する。そしてパルサ7から前
記同期信号に同期したパルス電流をプローブコイル3へ
与える。そうするとこの電磁石2による垂直磁界とパル
ス電流とによるローレンツ力により板波が発生し、この
板波の振動と磁界によっておきる電磁誘導現象によって
発生する電流をプローブコイル3により受信する。そし
てプローブコイル3からの受信信号が信号処理装置6へ
与えられると、信号処理装置6では測定値を演算し、そ
の演算結果を図示しない所定の装置へ出力して表示させ
る。
【0014】図3は従来装置と本発明装置とにおける磁
性材及び非磁性材に対する受信強度を示すグラフであ
り、●は磁性材を示し、○は非磁性材を示す。Aはロー
レンツ型板波EMAT,Bは磁歪型板波EMAT,Cは
前述の改良型磁歪型板波EMAT,Dは本発明装置を夫
々示す。図3より明らかな如く本発明装置は磁性材に対
しては磁歪型板波EMATと同等の受信強度が得られ、
非磁性材に対してはローレンツ型板波EMATと同等の
受信強度が得られている。
【0015】図4は本発明装置において磁性材と非磁性
材とを探傷した場合の受信エコーを示すグラフであり、
図4(a) は磁性材の場合を示し、図4(b) は非磁性材の
場合を示す。図4より明らかな如く本発明装置ではいず
れの材質においても感度は良好である。図5は本発明装
置において磁性材と非磁性材とを探傷した場合の測定値
を示すグラフである。図5より明らかな如く本発明装置
ではいずれの材質においても測定値が安定していること
がわかる。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明に係る電磁超音波探
傷装置では、被探傷物表面に対して平行な磁界を発生さ
せる磁界発生装置と、被探傷物表面に対して垂直な磁界
を発生させる磁界発生装置とを備え、これら磁界発生装
置の磁界発生を独立に制御することができるようになし
てあるので、被探傷物が磁性材である場合は被探傷物表
面に対して平行な磁界を発生させて磁歪力により発生す
る板波を用い、被探傷物が非磁性材である場合は被探傷
物表面に対して垂直な磁界を発生させてローレンツ力に
より発生する板波を用い、1個のEMATにより磁性
材,非磁性材の両材質に対応することが可能になる等、
本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電磁超音波探傷装置の電磁超音波
探触子を示す斜視図である。
【図2】図1に示す電磁超音波探触子を用いた電磁超音
波探傷装置の構成を示すブロック図である。
【図3】従来装置と本発明装置とにおける磁性材に対す
る受信強度を示すグラフである。
【図4】本発明装置において磁性材と非磁性材とを探傷
した場合の受信エコーを示すグラフである。
【図5】本発明装置において磁性材と非磁性材とを探傷
した場合の測定値を示すグラフである。
【図6】ローレンツ型板波EMATを示す斜視図であ
る。
【図7】ローレンツ型板波EMATにおいて磁性材と非
磁性材とを探傷した場合の受信エコーを示すグラフであ
る。
【図8】ローレンツ型板波EMATにおいて磁性材と非
磁性材とを探傷した場合の測定値を示すグラフである。
【図9】磁歪型EMATを示す斜視図である。
【図10】磁歪型板波EMATにおいて磁性材と非磁性
材とを探傷した場合の受信エコーを示すグラフである。
【図11】磁歪型板波EMATにおいて磁性材と非磁性
材とを探傷した場合の測定値を示すグラフである。
【図12】改良型磁歪型板波EMATを示す正面図であ
る。
【符号の説明】
1,2 電磁石 1a, 2a 励磁コイル 3 プローブコイル 4 同期回路 5 直流励磁電源 6 信号処理装置 7 パルサ 8 切替スイッチ 9 CPU 10 レシーバ 11 非磁性材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被探傷物表面に磁界を発生させ、該磁界
    に配置されたコイルに通電を行い、超音波を発生させて
    探傷を行う電磁超音波探傷装置において、前記被探傷物
    表面に対して平行な磁界を発生させる磁界発生装置と、
    前記被探傷物表面に対して垂直な磁界を発生させる磁界
    発生装置とを備え、これら磁界発生装置の磁界発生を独
    立に制御することができるようになしてあることを特徴
    とする電磁超音波探傷装置。
JP4280566A 1992-09-25 1992-09-25 電磁超音波探傷装置 Expired - Lifetime JP2976726B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101109138B1 (ko) * 2009-11-11 2012-02-24 한국원자력연구원 펄스자기장 발생장치
DE112005000106B4 (de) * 2004-02-26 2015-05-13 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu "Nordinkraft Sankt-Petersburg" Elektromagnetisch-Akustischer Messwandler

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005000106B4 (de) * 2004-02-26 2015-05-13 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu "Nordinkraft Sankt-Petersburg" Elektromagnetisch-Akustischer Messwandler
KR101109138B1 (ko) * 2009-11-11 2012-02-24 한국원자력연구원 펄스자기장 발생장치

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