JPH06313739A - 表面ｓｈ波による音弾性応力測定用センサ - Google Patents
表面ｓｈ波による音弾性応力測定用センサInfo
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- JPH06313739A JPH06313739A JP9881093A JP9881093A JPH06313739A JP H06313739 A JPH06313739 A JP H06313739A JP 9881093 A JP9881093 A JP 9881093A JP 9881093 A JP9881093 A JP 9881093A JP H06313739 A JPH06313739 A JP H06313739A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 試験体６表面の研磨精度をあまり上げる必要
がなく、比較的弱い押し付け力でセンサを試験体６表面
に押し付けるだけで、充分センサの送信子４及び受信子
５の底面７を試験体６の表面に密着させ、高精度で応力
測定をすることができる表面ＳＨ波による音弾性応力測
定用センサを提供することを目的とする。 【構成】 一対の圧電素子１、８をそれぞれ合成樹脂等
の楔２、９上に接合し、その背面にそれぞれ背面部材３
を接合してなる送信子４及び受信子５を、互に一定の距
離を隔てて、該圧電素子１、８が互いに斜め内側に向く
ように対向して配設し、該送信子４及び受信子５を適度
の弾性を有する連結板１０により連結して、該送信子４
及び受信子５の該楔２、９の底面７を試験体６表面に押
圧したときに、該連結板１０の僅かな変形により、送信
子４と受信子５の間の距離を変えることなく、該底面７
が試験体６表面に沿って密着するようにした表面ＳＨ波
による音弾性応力測定用センサ。
がなく、比較的弱い押し付け力でセンサを試験体６表面
に押し付けるだけで、充分センサの送信子４及び受信子
５の底面７を試験体６の表面に密着させ、高精度で応力
測定をすることができる表面ＳＨ波による音弾性応力測
定用センサを提供することを目的とする。 【構成】 一対の圧電素子１、８をそれぞれ合成樹脂等
の楔２、９上に接合し、その背面にそれぞれ背面部材３
を接合してなる送信子４及び受信子５を、互に一定の距
離を隔てて、該圧電素子１、８が互いに斜め内側に向く
ように対向して配設し、該送信子４及び受信子５を適度
の弾性を有する連結板１０により連結して、該送信子４
及び受信子５の該楔２、９の底面７を試験体６表面に押
圧したときに、該連結板１０の僅かな変形により、送信
子４と受信子５の間の距離を変えることなく、該底面７
が試験体６表面に沿って密着するようにした表面ＳＨ波
による音弾性応力測定用センサ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面ＳＨ波による応力
測定に用いられる、超音波の送信子と受信子を対設した
応力測定用センサに関するものである。
測定に用いられる、超音波の送信子と受信子を対設した
応力測定用センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体中を伝播する振動には、固体を構成
する粒子が音の進行方向に動く縦波と、音の進行方向に
対して垂直方向に振動する横波があり、更にこの横波に
は、固体表面に対して垂直に振動するＳＶ波と、固体表
面に対して平行に振動するＳＨ波とがある。表面に沿っ
て進行するＳＨ波を表面ＳＨ波という。
する粒子が音の進行方向に動く縦波と、音の進行方向に
対して垂直方向に振動する横波があり、更にこの横波に
は、固体表面に対して垂直に振動するＳＶ波と、固体表
面に対して平行に振動するＳＨ波とがある。表面に沿っ
て進行するＳＨ波を表面ＳＨ波という。
【０００３】橋梁、鉄管、鉄塔、タンク等の鋼構造物の
応力測定をする方法として、鋼材内部の超音波の伝播速
度が応力により変化する現象を利用して、鋼材表面に密
着した超音波送信子から放射したパルス状の超音波を受
信子により受信して、超音波の伝播時間を測定すること
により、応力を測定する方法が知られている。
応力測定をする方法として、鋼材内部の超音波の伝播速
度が応力により変化する現象を利用して、鋼材表面に密
着した超音波送信子から放射したパルス状の超音波を受
信子により受信して、超音波の伝播時間を測定すること
により、応力を測定する方法が知られている。
【０００４】その応力測定法には、複屈折音弾性法、表
面ＳＨ波法、斜角ＳＨ波法の３方法が知られ、このうち
複屈折音弾性法と斜角ＳＨ波法は部材の板厚の平均応力
を測定するのに対し、表面ＳＨ波法は部材の表面近傍の
応力を測定することができる。
面ＳＨ波法、斜角ＳＨ波法の３方法が知られ、このうち
複屈折音弾性法と斜角ＳＨ波法は部材の板厚の平均応力
を測定するのに対し、表面ＳＨ波法は部材の表面近傍の
応力を測定することができる。
【０００５】又、鉄道車輛用車軸等の大きな荷重を受け
る鋼材に必要な定期的検査に際し、微細な亀裂等の発生
の有無を検査するために、表面ＳＨ波を用いることが提
案されている（戸田裕己ら著、「鉄道車輛用車軸のフレ
ッティング疲労き裂の表面ＳＨ波による定量評価」、非
破壊検査、第４０巻、第３号、第１５８〜１６４頁（平
成３年３月、社団法人日本非破壊検査協会発行））。
る鋼材に必要な定期的検査に際し、微細な亀裂等の発生
の有無を検査するために、表面ＳＨ波を用いることが提
案されている（戸田裕己ら著、「鉄道車輛用車軸のフレ
ッティング疲労き裂の表面ＳＨ波による定量評価」、非
破壊検査、第４０巻、第３号、第１５８〜１６４頁（平
成３年３月、社団法人日本非破壊検査協会発行））。
【０００６】従来の表面ＳＨ波法による応力測定に用い
られるセンサは、図１及び図２に示すように超音波を発
信し鋼材内に放射する送信子と、鋼材内を伝播した超音
波を受信する受信子を一対にして、両者を互に一定の距
離を隔てて、互に斜め内側に向き合うように振動子を対
設、固定したものが用いられる。送信子及び受信子の振
動子としては、それぞれ水晶をＹカットした横波用圧電
素子、その他各種セラミックスよりなる圧電素子が用い
られる。
られるセンサは、図１及び図２に示すように超音波を発
信し鋼材内に放射する送信子と、鋼材内を伝播した超音
波を受信する受信子を一対にして、両者を互に一定の距
離を隔てて、互に斜め内側に向き合うように振動子を対
設、固定したものが用いられる。送信子及び受信子の振
動子としては、それぞれ水晶をＹカットした横波用圧電
素子、その他各種セラミックスよりなる圧電素子が用い
られる。
【０００７】図１及び図２に示すように表面ＳＨ波用の
送信子４及び受信子５の圧電素子１、８は、それぞれポ
リメタクリル酸メチル樹脂等の合成樹脂よりなる楔２、
９と合成樹脂等よりなる背面材１２の間に挟着して、楔
２及び楔９の底部を除き送信子４及び受信子５の背部の
略全体全体を背面部材３に埋設して、送信子４又は受信
子５を構成する。送信子４の圧電素子１の底面７に対す
る角度、即ち試験体６への超音波の入射角θは、鋼材に
入射する超音波の屈折角が丁度９０度となるように、臨
界角と呼ばれる角度とし、又受信子５の圧電素子１の角
度も同じ角度とするのが受信効率を上げるために必要で
ある。
送信子４及び受信子５の圧電素子１、８は、それぞれポ
リメタクリル酸メチル樹脂等の合成樹脂よりなる楔２、
９と合成樹脂等よりなる背面材１２の間に挟着して、楔
２及び楔９の底部を除き送信子４及び受信子５の背部の
略全体全体を背面部材３に埋設して、送信子４又は受信
子５を構成する。送信子４の圧電素子１の底面７に対す
る角度、即ち試験体６への超音波の入射角θは、鋼材に
入射する超音波の屈折角が丁度９０度となるように、臨
界角と呼ばれる角度とし、又受信子５の圧電素子１の角
度も同じ角度とするのが受信効率を上げるために必要で
ある。
【０００８】図３に示すように、送信子４の圧電素子１
からアクリル樹脂の楔２を介して、試験体６表面に対し
て平行で進行方向に垂直に振動する横波を、試験体６に
入射する。試験体６に入射された横波は表面ＳＨ波とな
り、試験体６表面から約１５°の範囲の広がりをもって
進行する横波として伝播する。
からアクリル樹脂の楔２を介して、試験体６表面に対し
て平行で進行方向に垂直に振動する横波を、試験体６に
入射する。試験体６に入射された横波は表面ＳＨ波とな
り、試験体６表面から約１５°の範囲の広がりをもって
進行する横波として伝播する。
【０００９】試験体６の表面近傍を伝播した表面ＳＨ波
の一部は、受信子５の楔９の底面で屈折して、圧電素子
８野方向に屈折伝播し、圧電素子８を振動させ、検出電
圧を出力する。
の一部は、受信子５の楔９の底面で屈折して、圧電素子
８野方向に屈折伝播し、圧電素子８を振動させ、検出電
圧を出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の表面ＳＨ波
法による応力測定において、測定の精度を上げるために
は、送信子４と受信子５の中心間距離ｄを常に一定に保
ち、且つ送信子４及び受信子５の底面７をそれぞれ試験
体６表面に密着させる必要がある。このため送信子４及
び受信子５を図１及び図２に示すように同一背面部材３
に埋設して、送信子４と受信子５の間隔を常に一定不変
に保ち、且つ送信子４と受信子５の底面７を完全に平面
状に研磨する。
法による応力測定において、測定の精度を上げるために
は、送信子４と受信子５の中心間距離ｄを常に一定に保
ち、且つ送信子４及び受信子５の底面７をそれぞれ試験
体６表面に密着させる必要がある。このため送信子４及
び受信子５を図１及び図２に示すように同一背面部材３
に埋設して、送信子４と受信子５の間隔を常に一定不変
に保ち、且つ送信子４と受信子５の底面７を完全に平面
状に研磨する。
【００１１】このようにして一体に構成した送信子４及
び受信子５の底面に、粘稠液よりなる音響結合剤を薄く
塗布して試験体６表面に密着させ、その音響結合剤の薄
層を介して超音波をできるだけ効率よく伝達させる。そ
の際に送信子４及び受信子５の底面７と試験体６表面の
間の面の平行精度が数μ以内になるように、試験体６表
面を完全に平面に研磨し、大きな力で送信子４及び受信
子５よりなるセンサを試験体６表面に押し付ける必要が
ある。
び受信子５の底面に、粘稠液よりなる音響結合剤を薄く
塗布して試験体６表面に密着させ、その音響結合剤の薄
層を介して超音波をできるだけ効率よく伝達させる。そ
の際に送信子４及び受信子５の底面７と試験体６表面の
間の面の平行精度が数μ以内になるように、試験体６表
面を完全に平面に研磨し、大きな力で送信子４及び受信
子５よりなるセンサを試験体６表面に押し付ける必要が
ある。
【００１２】普通鋼の設計許容応力は１２０ＭＰａ程度
であるが、鋼構造物の応力測定には１０ＭＰａ程度の測
定精度が必要である。しかし試験体６の表面と送信子４
及び受信子５の底面７の平面度がよくないと、送信子４
及び受信子５を３kgf 以上の力で試験体６表面に押し付
けても、応力の測定精度は３０〜４０ＭＰａより悪くな
ってしまう。試験体６表面を完全な平面に研磨するのは
極めて困難であり、又センサ全体を試験体６表面に強い
力で密着させるのも容易ではない。
であるが、鋼構造物の応力測定には１０ＭＰａ程度の測
定精度が必要である。しかし試験体６の表面と送信子４
及び受信子５の底面７の平面度がよくないと、送信子４
及び受信子５を３kgf 以上の力で試験体６表面に押し付
けても、応力の測定精度は３０〜４０ＭＰａより悪くな
ってしまう。試験体６表面を完全な平面に研磨するのは
極めて困難であり、又センサ全体を試験体６表面に強い
力で密着させるのも容易ではない。
【００１３】従って本発明は試験体６表面の研磨精度を
あまり上げる必要がなく、比較的弱い押圧力でセンサを
試験体６表面に押し付けるだけで、送信子４と受信子５
の間の距離を変えることなく、充分センサの送信子４及
び受信子５の底面７を試験体６の表面に密着させ、高精
度で応力測定をすることができるセンサを提供すること
を目的とする。
あまり上げる必要がなく、比較的弱い押圧力でセンサを
試験体６表面に押し付けるだけで、送信子４と受信子５
の間の距離を変えることなく、充分センサの送信子４及
び受信子５の底面７を試験体６の表面に密着させ、高精
度で応力測定をすることができるセンサを提供すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、送信子４と受信子
５を例えば断面凹字状の剛性の比較的大なる弾性板より
なる連結板の両側面にそれぞれ固着し、送信子４及び受
信子５の底面７に応力を加えることにより、両底面のな
す平面が僅かに撓むことができるようにすることによ
り、完全な平面に研磨されていない試験体６表面にで
も、センサの送信子４及び受信子５の底面７を略完全に
密着させることができ、その結果応力の測定精度を容易
に向上させることができることを見出し、本発明を完成
するに至った。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、送信子４と受信子
５を例えば断面凹字状の剛性の比較的大なる弾性板より
なる連結板の両側面にそれぞれ固着し、送信子４及び受
信子５の底面７に応力を加えることにより、両底面のな
す平面が僅かに撓むことができるようにすることによ
り、完全な平面に研磨されていない試験体６表面にで
も、センサの送信子４及び受信子５の底面７を略完全に
密着させることができ、その結果応力の測定精度を容易
に向上させることができることを見出し、本発明を完成
するに至った。
【００１５】即ち、本発明は一対の圧電素子をそれぞれ
合成樹脂等の楔上に接合し、その背面にそれぞれ背面部
材を接合してなる送信子及び受信子を、互に一定の距離
を隔てて、該圧電素子が互いに斜め内側に向くように対
向して配設した表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セン
サにおいて、該送信子及び受信子を適度の弾性を有する
連結板により連結して、該送信子及び受信子の該楔の底
面を試験体表面に押圧したときに、該連結板の僅かな変
形により、送信子と受信子の間の距離を変えることな
く、該底面が試験体表面に沿って密着するようにしたこ
とを特徴とする表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セン
サを要旨とする。
合成樹脂等の楔上に接合し、その背面にそれぞれ背面部
材を接合してなる送信子及び受信子を、互に一定の距離
を隔てて、該圧電素子が互いに斜め内側に向くように対
向して配設した表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セン
サにおいて、該送信子及び受信子を適度の弾性を有する
連結板により連結して、該送信子及び受信子の該楔の底
面を試験体表面に押圧したときに、該連結板の僅かな変
形により、送信子と受信子の間の距離を変えることな
く、該底面が試験体表面に沿って密着するようにしたこ
とを特徴とする表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セン
サを要旨とする。
【００１６】
【実施例】次に本発明の表面ＳＨ波による音弾性応力測
定用センサを図面により詳細に説明する。図４は本発明
の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサの一例の平
面図、図５は同正面図である。４は送信子、５は受信子
であり、それぞれアクリル樹脂等の合成樹脂よりなる楔
２及び楔９の上面に圧電素子１及び８を密着しその背面
に薄い合成樹脂等よりなる背面材１２を密着し、更に圧
電素子１、８を挟む楔９と背面材１２全体を合成樹脂等
の背面部材３の中に埋設し、全体とし略直方体状の送信
子４及び受信子５を形成する。背面材１２を省略して図
１に示すように、楔２及び圧電素子１を直接背面部材３
に埋設してもよい。両圧電素子１、８は互に内側に向い
て傾け、その中心線ＩはＶ字状をなす。
定用センサを図面により詳細に説明する。図４は本発明
の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサの一例の平
面図、図５は同正面図である。４は送信子、５は受信子
であり、それぞれアクリル樹脂等の合成樹脂よりなる楔
２及び楔９の上面に圧電素子１及び８を密着しその背面
に薄い合成樹脂等よりなる背面材１２を密着し、更に圧
電素子１、８を挟む楔９と背面材１２全体を合成樹脂等
の背面部材３の中に埋設し、全体とし略直方体状の送信
子４及び受信子５を形成する。背面材１２を省略して図
１に示すように、楔２及び圧電素子１を直接背面部材３
に埋設してもよい。両圧電素子１、８は互に内側に向い
て傾け、その中心線ＩはＶ字状をなす。
【００１７】送信子４の圧電素子１及び受信子５の圧電
素子８の底面７に対する傾きθ、即ち楔２、９の角度
は、鉄鋼用の応力測定用センサの場合は、横波の臨界角
に略等しい２５．３°とするのが好ましい。この角度θ
は試験体６の材質により変化するものであり、本発明の
表面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサは鉄鋼の応力
測定用だけでなく、鉄鋼以外の金属構造物の応力測定に
用いることができるから、上記角度θは被測定物の材質
により、当然変化するものである。
素子８の底面７に対する傾きθ、即ち楔２、９の角度
は、鉄鋼用の応力測定用センサの場合は、横波の臨界角
に略等しい２５．３°とするのが好ましい。この角度θ
は試験体６の材質により変化するものであり、本発明の
表面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサは鉄鋼の応力
測定用だけでなく、鉄鋼以外の金属構造物の応力測定に
用いることができるから、上記角度θは被測定物の材質
により、当然変化するものである。
【００１８】送信子４及び受信子５の側面をそれぞれ断
面凹字状のステンレス鋼板等よりなる連結板１０の両側
面に接合する。更に図６に示すように送信子４及び受信
子５の上面をそれぞれ発泡ウレタン樹脂等のクッション
材１３を介して直方体状の押圧部材１１に接合するのが
好ましい。これにより、押圧部材１１を押圧するだけ
で、送信子４及び受信子５の底面７を均等に試験体６表
面に密着させることができる。
面凹字状のステンレス鋼板等よりなる連結板１０の両側
面に接合する。更に図６に示すように送信子４及び受信
子５の上面をそれぞれ発泡ウレタン樹脂等のクッション
材１３を介して直方体状の押圧部材１１に接合するのが
好ましい。これにより、押圧部材１１を押圧するだけ
で、送信子４及び受信子５の底面７を均等に試験体６表
面に密着させることができる。
【００１９】連結板１０の剛性は、完全な平面から僅か
に偏倚した試験体６の表面にセンサを押し付け、押圧部
材１１の上面に１kgf 程度の力を加えたとき、送信子４
又は受信子５の底面７が試験体６表面に沿うように、１
〜数μ偏倚してこれに密着しうる程度の剛性とするのが
好ましい。この剛性が小さいと小さな押圧力により、送
信子４及び受信子５の底面７を容易に試験体６の表面に
密着させ易いが、その際の変形が大きく、却って測定精
度が低下する。又その剛性が大き過ぎると、小さい押圧
力により、底面７を試験体６表面に沿って密着させるこ
とができず、応力の測定精度が低下する。
に偏倚した試験体６の表面にセンサを押し付け、押圧部
材１１の上面に１kgf 程度の力を加えたとき、送信子４
又は受信子５の底面７が試験体６表面に沿うように、１
〜数μ偏倚してこれに密着しうる程度の剛性とするのが
好ましい。この剛性が小さいと小さな押圧力により、送
信子４及び受信子５の底面７を容易に試験体６の表面に
密着させ易いが、その際の変形が大きく、却って測定精
度が低下する。又その剛性が大き過ぎると、小さい押圧
力により、底面７を試験体６表面に沿って密着させるこ
とができず、応力の測定精度が低下する。
【００２０】送信子４及び受信子５の底面７は同一平面
上にあり、且つ断面凹字形の連結板１０の下面１４は送
信子４及び受信子５の底面７を含む面に平行で且つその
底面７より０．２mm以内の上方に位置するのが望まし
い。完全に平面でない試験体６表面にセンサを押し付け
たとき、センサの送信子４及び受信子５の底面７は僅か
に同一平面から偏倚して、試験体６表面に密着するが、
この際送信子４及び受信子５は、断面凹字形の連結板１
０の下面両端の屈曲部を支点にして、僅かに回動するた
め、連結板１０の下面１４が送信子４及び受信子５の底
面７より上方に離れていると、その回動により、常に一
定でなければならない送信子４と受信子５の間隔が変動
してしまい、超音波の伝播時間の測定値がその間隔の変
動に相当する分だけ誤差が大きくなり、正確な応力測定
をすることができなくなる。鋼材の応力を１０ＭＰａ程
度の測定精度で測定するためにば、超音波の伝播時間を
１０-4以内の精度で測定する必要があり、そのためには
連結板１０の下面１４が送信子４及び受信子５の底面７
より０．２mm以内の上方に位置する必要がある。（図５
及び図６の連結板１０の下面１４と送信子４及び受信子
５の底面７との間隔は、その下面１４と底面７の上下位
置関係を明確に示すために、上記好ましい範囲の間隔よ
りも遙かに大きく描いてある。）
上にあり、且つ断面凹字形の連結板１０の下面１４は送
信子４及び受信子５の底面７を含む面に平行で且つその
底面７より０．２mm以内の上方に位置するのが望まし
い。完全に平面でない試験体６表面にセンサを押し付け
たとき、センサの送信子４及び受信子５の底面７は僅か
に同一平面から偏倚して、試験体６表面に密着するが、
この際送信子４及び受信子５は、断面凹字形の連結板１
０の下面両端の屈曲部を支点にして、僅かに回動するた
め、連結板１０の下面１４が送信子４及び受信子５の底
面７より上方に離れていると、その回動により、常に一
定でなければならない送信子４と受信子５の間隔が変動
してしまい、超音波の伝播時間の測定値がその間隔の変
動に相当する分だけ誤差が大きくなり、正確な応力測定
をすることができなくなる。鋼材の応力を１０ＭＰａ程
度の測定精度で測定するためにば、超音波の伝播時間を
１０-4以内の精度で測定する必要があり、そのためには
連結板１０の下面１４が送信子４及び受信子５の底面７
より０．２mm以内の上方に位置する必要がある。（図５
及び図６の連結板１０の下面１４と送信子４及び受信子
５の底面７との間隔は、その下面１４と底面７の上下位
置関係を明確に示すために、上記好ましい範囲の間隔よ
りも遙かに大きく描いてある。）
【００２１】本発明の連結板１０の形状及び大きさは図
５、及び６に示すものに限定されるものではなく、セン
サを試験体６表面に押し付けたときに生ずる撓み、捩じ
れの応力に対する剛性が上記目的を達成するのに適する
範囲のものであればよく、上記形状、大きさ等に限定さ
れるものではない。
５、及び６に示すものに限定されるものではなく、セン
サを試験体６表面に押し付けたときに生ずる撓み、捩じ
れの応力に対する剛性が上記目的を達成するのに適する
範囲のものであればよく、上記形状、大きさ等に限定さ
れるものではない。
【００２２】送信子４と受信子５の圧電素子１、８の中
心線Ｉの底面７との交点の距離ｌは特に限定されない
が、例えば３０mmが選ばれる。圧電素子１、８の幅ｄも
特に限定はされないが、たとえば１０mm程度が測定精度
を上げるために好ましい。
心線Ｉの底面７との交点の距離ｌは特に限定されない
が、例えば３０mmが選ばれる。圧電素子１、８の幅ｄも
特に限定はされないが、たとえば１０mm程度が測定精度
を上げるために好ましい。
【００２３】
【作用】本発明の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セ
ンサにより構造物の応力測定を行うには、試験体６の測
定部位を略平滑な平面状に研磨し、その上に粘稠液より
なる音響結合剤を薄く塗布し、センサの送信子４及び受
信子５の底面７を密着させ、押圧部材１１の上から送信
子４及び受信子５を略均等に試験体６の表面に約１kgf
程度の押圧力で押圧する。適当な弾性を有する連結板１
０の僅かな撓み変形により、送信子４及び受信子５の底
面７が試験体６の表面に沿うように変形し、底面７が試
験体６表面に密着する。
ンサにより構造物の応力測定を行うには、試験体６の測
定部位を略平滑な平面状に研磨し、その上に粘稠液より
なる音響結合剤を薄く塗布し、センサの送信子４及び受
信子５の底面７を密着させ、押圧部材１１の上から送信
子４及び受信子５を略均等に試験体６の表面に約１kgf
程度の押圧力で押圧する。適当な弾性を有する連結板１
０の僅かな撓み変形により、送信子４及び受信子５の底
面７が試験体６の表面に沿うように変形し、底面７が試
験体６表面に密着する。
【００２４】送信子４から横波（ＳＨ波）よりなる超音
波パルスを発射すると、試験体６内に放射された超音波
は表面ＳＨ波となって、試験体６表面に沿って伝播し、
受信子５により捕らえられ、その圧電素子８から電気信
号として検知、出力される。この超音波パルスの表面Ｓ
Ｈ波の伝播時間を測定することにより、試験体６表面近
傍の応力を測定することができる。
波パルスを発射すると、試験体６内に放射された超音波
は表面ＳＨ波となって、試験体６表面に沿って伝播し、
受信子５により捕らえられ、その圧電素子８から電気信
号として検知、出力される。この超音波パルスの表面Ｓ
Ｈ波の伝播時間を測定することにより、試験体６表面近
傍の応力を測定することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の表面ＳＨ波による音弾性応力測
定用センサによれば、試験体６の比較的粗い表面でも、
送信子４と受信子５の間の距離を変えることなく、比較
的弱い押圧力でセンサを試験体６表面に密着させること
ができ、表面ＳＨ波による応力測定精度を高めることが
できる。
定用センサによれば、試験体６の比較的粗い表面でも、
送信子４と受信子５の間の距離を変えることなく、比較
的弱い押圧力でセンサを試験体６表面に密着させること
ができ、表面ＳＨ波による応力測定精度を高めることが
できる。
【図１】従来の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セン
サの平面図。
サの平面図。
【図２】従来の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セン
サの正面図。
サの正面図。
【図３】送信子から放射された超音波の表面ＳＨ波の伝
播を示す正面断面図。
播を示す正面断面図。
【図４】本発明の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セ
ンサの平面図。
ンサの平面図。
【図５】本発明の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セ
ンサの正面図。
ンサの正面図。
【図６】本発明の表面ＳＨ波による音弾性応力測定用セ
ンサの他の実施例の正面図。
ンサの他の実施例の正面図。
１、８ 圧電素子 ２、９ 楔 ３ 背面部材 ４ 送信子 ５ 受信子 ６ 試験体 ７ 底面 １０ 連結板 １１ 押圧部材 １２ 背面材 １３ 弾性クッション材 １４ 下面
Claims (4)
- 【請求項１】一対の圧電素子をそれぞれ合成樹脂等の楔
上に接合し、その背面にそれぞれ背面部材を接合してな
る送信子及び受信子を、互に一定の距離を隔てて、該圧
電素子が互いに斜め内側に向くように対向して配設した
表面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサにおいて、該
送信子及び受信子を適度の弾性を有する連結板により連
結して、該送信子及び受信子の該楔の底面を試験体表面
に押圧したときに、該連結板の僅かな変形により、送信
子と受信子の間の距離を変えることなく、該底面が試験
体表面に沿って密着するようにしたことを特徴とする表
面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサ。 - 【請求項２】該連結板が断面凹字状でその両側面に該送
信子及び受信子を接合した請求項１記載の表面ＳＨ波に
よる音弾性応力測定用センサ。 - 【請求項３】断面凹字状の該連結板の下面が該送信子及
び受信子の底面を含む平面に平行で且つ該平面より０．
２mm以内の上方に位置する請求項２記載の表面ＳＨ波に
よる音弾性応力測定用センサ。 - 【請求項４】該送信子及び受信子の上面を弾性クッショ
ン材を介して同一押圧部材に接合した請求項１記載の表
面ＳＨ波による音弾性応力測定用センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098810A JP2555525B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 表面ｓｈ波による音弾性応力測定用センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098810A JP2555525B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 表面ｓｈ波による音弾性応力測定用センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06313739A true JPH06313739A (ja) | 1994-11-08 |
| JP2555525B2 JP2555525B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=14229693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5098810A Expired - Lifetime JP2555525B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 表面ｓｈ波による音弾性応力測定用センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555525B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057397A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Iwate Univ | 弾性表面波による応力評価方法および装置 |
| JP2017032478A (ja) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 残留応力評価方法 |
| JP2017078699A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 残留応力評価方法 |
| CN107389252A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于声弹性技术的电推进领域微推力瞬态测量系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4022589B2 (ja) * | 2002-07-02 | 2007-12-19 | 株式会社酒井鉄工所 | 表面ｓｈ波による音弾性応力測定方法及び測定用センサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53121675A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-24 | Hitachi Ltd | Method and apparatus of measuring surface stress |
| JPH02205771A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Tokyo Keiki Co Ltd | 超音波探触子 |
| JPH04238208A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-08-26 | Osaka Gas Co Ltd | 超音波センサー |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5098810A patent/JP2555525B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4631055B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2011-02-16 | 国立大学法人岩手大学 | 弾性表面波による応力評価方法および装置 |
| JP2017032478A (ja) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 残留応力評価方法 |
| JP2017078699A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 残留応力評価方法 |
| CN107389252A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-24 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于声弹性技术的电推进领域微推力瞬态测量系统 |
| CN107389252B (zh) * | 2017-07-31 | 2018-05-11 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于声弹性技术的电推进领域微推力瞬态测量系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2555525B2 (ja) | 1996-11-20 |
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