JPH07294494A - 電磁超音波トランスデューサー - Google Patents
電磁超音波トランスデューサーInfo
- Publication number
- JPH07294494A JPH07294494A JP6107613A JP10761394A JPH07294494A JP H07294494 A JPH07294494 A JP H07294494A JP 6107613 A JP6107613 A JP 6107613A JP 10761394 A JP10761394 A JP 10761394A JP H07294494 A JPH07294494 A JP H07294494A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- ultrasonic wave
- circular arc
- sensitivity
- ultrasonic transducer
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- Withdrawn
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 非破壊検査に用いられる電磁超音波トランス
デューサーにおいて、感度ならびに分解能が高い電磁超
音波トランスデューサーを提供することを目的とする。 【構成】 電磁超音波トランスデューサーのコイル構成
要素を、目的とする被検査部位までの距離を半径とする
円弧状の形状とすることにより、被検体内部に発生する
超音波を欠陥部位に集束させ、測定の感度ならびに分解
能を向上させる。
デューサーにおいて、感度ならびに分解能が高い電磁超
音波トランスデューサーを提供することを目的とする。 【構成】 電磁超音波トランスデューサーのコイル構成
要素を、目的とする被検査部位までの距離を半径とする
円弧状の形状とすることにより、被検体内部に発生する
超音波を欠陥部位に集束させ、測定の感度ならびに分解
能を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波非破壊検査に使
用する電磁超音波トランスデューサーに関するものであ
る。
用する電磁超音波トランスデューサーに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電磁超音波トランスデュー
サーの構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図を、同
図（ｂ）は断面図を表す。以下にその動作について説明
する。コイル１は図３（ａ）に示されるようにコの字型
の導電体が互い違いに連続するようにジグザグに配置さ
れた形状をしており、これに高周波電流が印加されると
被検体２の表面には渦電流５が発生する。この渦電流５
と外部磁石４により発生したバイアス磁界７との相互作
用により、被検体２の内部には６で表されるローレンツ
力が発生する。このローレンツ力は互いに反対方向であ
り、コイル１に流れる電流の向きが変わることで反転す
る。こうして、被検体２の内部には超音波が発生する。
また、コイル１のピッチをｄ、被検体２内での超音波の
波長をλとすると、超音波は、 ｄｓｉｎθ＝λ／２ （１） を満たす方向θに向かって３で示されるように進行す
る。一方、超音波の受信は上記と逆のプロセスにより行
われる。
サーの構成を示す図であり、同図（ａ）は平面図を、同
図（ｂ）は断面図を表す。以下にその動作について説明
する。コイル１は図３（ａ）に示されるようにコの字型
の導電体が互い違いに連続するようにジグザグに配置さ
れた形状をしており、これに高周波電流が印加されると
被検体２の表面には渦電流５が発生する。この渦電流５
と外部磁石４により発生したバイアス磁界７との相互作
用により、被検体２の内部には６で表されるローレンツ
力が発生する。このローレンツ力は互いに反対方向であ
り、コイル１に流れる電流の向きが変わることで反転す
る。こうして、被検体２の内部には超音波が発生する。
また、コイル１のピッチをｄ、被検体２内での超音波の
波長をλとすると、超音波は、 ｄｓｉｎθ＝λ／２ （１） を満たす方向θに向かって３で示されるように進行す
る。一方、超音波の受信は上記と逆のプロセスにより行
われる。
【０００３】このように、被検体の材質により決定され
る超音波の波長λに合わせてコイルの間隔ｄを変えるこ
とにより、（１）式から求められる角度で被検体内部を
斜めに進行する超音波を送信することが可能となる。こ
うした電磁超音波トランスデューサーは鋼材溶接部等の
斜角探傷等に広く用いることが可能であり、また、被検
体と非接触であるという特徴を有する。
る超音波の波長λに合わせてコイルの間隔ｄを変えるこ
とにより、（１）式から求められる角度で被検体内部を
斜めに進行する超音波を送信することが可能となる。こ
うした電磁超音波トランスデューサーは鋼材溶接部等の
斜角探傷等に広く用いることが可能であり、また、被検
体と非接触であるという特徴を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の電磁
超音波トランスデューサーを用いて斜角探傷を行う場合
には、被検体内の超音波の直進性を保つためには超音波
発生に関与するコイルの幅Ｌを大きく取らねばならず、
このために図３内のｙ軸方向の分解能が劣化してしまう
という問題があった。また、図４に表されるようにコイ
ルがコの字を構成要素とする形状をしているために、超
音波はｘ軸正の方向に発生すると同時に負の方向にも発
生する。したがって、目的とする領域外に欠陥が存在す
ればその反射エコーも被検査部位の欠陥として検出して
しまい、両者の判別が難しいという問題点もあった。
超音波トランスデューサーを用いて斜角探傷を行う場合
には、被検体内の超音波の直進性を保つためには超音波
発生に関与するコイルの幅Ｌを大きく取らねばならず、
このために図３内のｙ軸方向の分解能が劣化してしまう
という問題があった。また、図４に表されるようにコイ
ルがコの字を構成要素とする形状をしているために、超
音波はｘ軸正の方向に発生すると同時に負の方向にも発
生する。したがって、目的とする領域外に欠陥が存在す
ればその反射エコーも被検査部位の欠陥として検出して
しまい、両者の判別が難しいという問題点もあった。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、分解能、感度が高く、かつ、誤検出の少ない
電磁超音波トランスデューサーを提供することを目的と
する。
のであり、分解能、感度が高く、かつ、誤検出の少ない
電磁超音波トランスデューサーを提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁超音波ト
ランスデューサーのコイル構成要素を、目的とする被検
査部位までの距離を半径とする円弧状の形状を有するよ
うにしたものである。
ランスデューサーのコイル構成要素を、目的とする被検
査部位までの距離を半径とする円弧状の形状を有するよ
うにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明の電磁超音波トランスデューサーにおい
ては、コイルを目的とする測定範囲に合わせて円弧状に
配置してあるために、被検体内部を進行する超音波を絞
ることができる。したがって、測定の分解能をあげるこ
とが可能であると同時に、超音波のエネルギーが限られ
た範囲に集中することとなるので測定の感度も向上す
る。また、目的とする測定範囲の反対側に進行する超音
波は拡散してしまうため、不要な反射エコーを検出する
こともない。
ては、コイルを目的とする測定範囲に合わせて円弧状に
配置してあるために、被検体内部を進行する超音波を絞
ることができる。したがって、測定の分解能をあげるこ
とが可能であると同時に、超音波のエネルギーが限られ
た範囲に集中することとなるので測定の感度も向上す
る。また、目的とする測定範囲の反対側に進行する超音
波は拡散してしまうため、不要な反射エコーを検出する
こともない。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例である電磁超音波ト
ランスデューサーを説明する図である。図１（ａ）は平
面図を、図１（ｂ）は断面図を表し、また、図中バイア
ス磁界を発生する装置は省略した。図１において１は円
弧状の形状を持つコイル、２は被検体、また、点Ａは被
検査部位を表している。ここで、被検査部位とは、実際
の測定位置である欠陥部位を円弧状のコイル１を含む平
面に射影した位置をいう。コイル１の間隔はｄであり、
円弧の半径は被検査部位Ａからの距離ｒ＋ｎｄ（ｎ＝
０，１，・・・ ）とする。また、コイルの中心角φを大き
くすれば測定の感度や分解能は上がるが、コイル全体が
大きくなるためトランスデューサーに許容される大きさ
に制限される。この電磁超音波トランスデューサーによ
り被検体２の内部に生成される超音波が進行する経路を
示したものが３である。コイル１を円弧状としたことに
より、図１（ａ）に示したように、この平面内での超音
波の進行経路は被検査部位Ａに集束する形となる。ま
た、断面内では図１（ｂ）に示すように被検体２内での
超音波の波長λと、コイル１の間隔ｄとから（１）式に
よって決まる角度θをなして超音波は進行する。
ランスデューサーを説明する図である。図１（ａ）は平
面図を、図１（ｂ）は断面図を表し、また、図中バイア
ス磁界を発生する装置は省略した。図１において１は円
弧状の形状を持つコイル、２は被検体、また、点Ａは被
検査部位を表している。ここで、被検査部位とは、実際
の測定位置である欠陥部位を円弧状のコイル１を含む平
面に射影した位置をいう。コイル１の間隔はｄであり、
円弧の半径は被検査部位Ａからの距離ｒ＋ｎｄ（ｎ＝
０，１，・・・ ）とする。また、コイルの中心角φを大き
くすれば測定の感度や分解能は上がるが、コイル全体が
大きくなるためトランスデューサーに許容される大きさ
に制限される。この電磁超音波トランスデューサーによ
り被検体２の内部に生成される超音波が進行する経路を
示したものが３である。コイル１を円弧状としたことに
より、図１（ａ）に示したように、この平面内での超音
波の進行経路は被検査部位Ａに集束する形となる。ま
た、断面内では図１（ｂ）に示すように被検体２内での
超音波の波長λと、コイル１の間隔ｄとから（１）式に
よって決まる角度θをなして超音波は進行する。
【０００９】図２は上記実施例の電磁超音波トランスデ
ューサーを鋼材溶接部の斜角探傷に用いた例を説明する
図である。図２で８は被検査対象部である鋼材溶接部を
表している。本発明による電磁超音波トランスデューサ
ーを用いた斜角探傷試験においては、被検体内での超音
波を欠陥部位に集束するように発生することが可能とな
るため、実施例のようにトランスデューサーを溶接部に
沿って走査する場合でも分解能は高く、また、超音波を
集中させているため欠陥に対する感度も高い。さらに、
欠陥部位と反対の方向に進行する超音波は拡散してしま
うために、欠陥部位と反対側にある欠陥からの反射エコ
ーを欠陥部位の欠陥と誤検出してしまうこともない。
ューサーを鋼材溶接部の斜角探傷に用いた例を説明する
図である。図２で８は被検査対象部である鋼材溶接部を
表している。本発明による電磁超音波トランスデューサ
ーを用いた斜角探傷試験においては、被検体内での超音
波を欠陥部位に集束するように発生することが可能とな
るため、実施例のようにトランスデューサーを溶接部に
沿って走査する場合でも分解能は高く、また、超音波を
集中させているため欠陥に対する感度も高い。さらに、
欠陥部位と反対の方向に進行する超音波は拡散してしま
うために、欠陥部位と反対側にある欠陥からの反射エコ
ーを欠陥部位の欠陥と誤検出してしまうこともない。
【００１０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、超
音波を欠陥部位に集中させることにより、分解能、感度
がともに高い、また、誤検出も少ない超音波を用いた検
査が可能となる。
音波を欠陥部位に集中させることにより、分解能、感度
がともに高い、また、誤検出も少ない超音波を用いた検
査が可能となる。
【図１】本発明の一実施例である電磁超音波トランスデ
ューサーを説明する図である。
ューサーを説明する図である。
【図２】本発明の実施例の電磁超音波トランスデューサ
ーを鋼材溶接部の斜角探傷に用いた例を説明する図であ
る。
ーを鋼材溶接部の斜角探傷に用いた例を説明する図であ
る。
【図３】従来の電磁超音波トランスデューサーを説明す
る図である。
る図である。
【図４】図３の電磁超音波トランスデューサーにより発
生する超音波が２つの方向に進行することを説明する図
である。
生する超音波が２つの方向に進行することを説明する図
である。
１ コイル ２ 被検体 ３ 超音波進行方向 ４ 外部磁石 ５ 渦電流 ６ 被検体表面に発生する力 ７ 外部磁石により発生するバイアス磁界 ８ 鋼材溶接部
Claims (1)
- 【請求項１】 外部磁石と、コイルとを有する電磁超音
波トランスデューサーにおいて、前記コイルは被検査部
位までの距離を半径とした円弧状の形状を有することを
特徴とする電磁超音波トランスデューサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107613A JPH07294494A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 電磁超音波トランスデューサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107613A JPH07294494A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 電磁超音波トランスデューサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294494A true JPH07294494A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14463618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6107613A Withdrawn JPH07294494A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 電磁超音波トランスデューサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294494A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104090034A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于导波层析成像的电磁超声兰姆波换能器 |
| KR20180074879A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-04 | 한국표준과학연구원 | 철강 후판 결함 비파괴 검사장치 및 방법 |
| KR20180075722A (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 한국표준과학연구원 | 용접부의 결함 검출 시스템 및 방법 |
| CN109470774A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-15 | 清华大学 | 基于铝板缺陷检测的超声导波聚焦换能器 |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP6107613A patent/JPH07294494A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104090034A (zh) * | 2014-07-21 | 2014-10-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于导波层析成像的电磁超声兰姆波换能器 |
| CN104090034B (zh) * | 2014-07-21 | 2016-08-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于导波层析成像的电磁超声兰姆波换能器 |
| KR20180074879A (ko) * | 2016-12-23 | 2018-07-04 | 한국표준과학연구원 | 철강 후판 결함 비파괴 검사장치 및 방법 |
| KR20180075722A (ko) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 한국표준과학연구원 | 용접부의 결함 검출 시스템 및 방법 |
| CN109470774A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-15 | 清华大学 | 基于铝板缺陷检测的超声导波聚焦换能器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |