JPH08278290A - 超音波検査用のテストヘッド - Google Patents
超音波検査用のテストヘッドInfo
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- JPH08278290A JPH08278290A JP8058083A JP5808396A JPH08278290A JP H08278290 A JPH08278290 A JP H08278290A JP 8058083 A JP8058083 A JP 8058083A JP 5808396 A JP5808396 A JP 5808396A JP H08278290 A JPH08278290 A JP H08278290A
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2691—Bolts, screws, heads
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- Immunology (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】多角形ソケットねじ３の超音波検査に使用され
るテストヘッド５の、多角形ソケットねじの円錘底面４
の底面に起因する、不正確に打ち勝ち得るようにするこ
と。 【解決手段】 接触技術に従って作動するテストヘッド
５で、円錘底面４の輪郭に適合するように構成された可
撓性を有するアダプターピース６を備えていること。ベ
ース面７上に配置されるリング構造８が、一体または複
数ピースの超音波変換器９，９ａで構成されているこ
と。
るテストヘッド５の、多角形ソケットねじの円錘底面４
の底面に起因する、不正確に打ち勝ち得るようにするこ
と。 【解決手段】 接触技術に従って作動するテストヘッド
５で、円錘底面４の輪郭に適合するように構成された可
撓性を有するアダプターピース６を備えていること。ベ
ース面７上に配置されるリング構造８が、一体または複
数ピースの超音波変換器９，９ａで構成されているこ
と。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多角形ソケットね
じに組込まれた超音波検査用のテストヘッドで、その多
角形ソケットは底面を有しており、またテストヘッドに
は、少なくとも１つの超音波変換器に対する適応部を備
えており、前記超音波変換器は前記適応部の前記底面か
ら離れた側に配置されており、かつ前記適応部は、前記
底面の輪郭を有するアダプターピースであるものに関す
る。
じに組込まれた超音波検査用のテストヘッドで、その多
角形ソケットは底面を有しており、またテストヘッドに
は、少なくとも１つの超音波変換器に対する適応部を備
えており、前記超音波変換器は前記適応部の前記底面か
ら離れた側に配置されており、かつ前記適応部は、前記
底面の輪郭を有するアダプターピースであるものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種のテストヘッドが、ＵＳ ５，１
５６，０５５Ａに開示されている。
５６，０５５Ａに開示されている。
【０００３】六角形ソケットの底面の輪郭は、製作誤差
を有している。剛性材料からなる連結部材は、これら製
作誤差を補償することはできない。従って、連結部材と
底面の表面の全てを接触させることはできない。この結
果、不正確な測定となる。さらに、テストヘッドの案内
は、テストヘッドのハウジングと、六角形ソケットの外
面との間のセンタリングにより規定される。
を有している。剛性材料からなる連結部材は、これら製
作誤差を補償することはできない。従って、連結部材と
底面の表面の全てを接触させることはできない。この結
果、不正確な測定となる。さらに、テストヘッドの案内
は、テストヘッドのハウジングと、六角形ソケットの外
面との間のセンタリングにより規定される。
【０００４】もし、外面とハウジングとの間のセンタリ
ングが、連結部部材と底面との間のセンタリングを許容
しない場合には、避けられない製作誤差は、連結部材
の、例えば円錘状の底面への誤った接触をもたらすこと
になる。
ングが、連結部部材と底面との間のセンタリングを許容
しない場合には、避けられない製作誤差は、連結部材
の、例えば円錘状の底面への誤った接触をもたらすこと
になる。
【０００５】ＵＳ ３，９２１，４４２Ａには、超音波
検査装置用の連結部材で、その材料が水との親和力を有
するもの、従って音響上は水と類似の挙動をするものが
開示されている。使用される材料は、弾性を有するもの
でもよい。
検査装置用の連結部材で、その材料が水との親和力を有
するもの、従って音響上は水と類似の挙動をするものが
開示されている。使用される材料は、弾性を有するもの
でもよい。
【０００６】ＥＰ ０，６３５，７１９ Ａ２に、ブー
ツ状の超音波変換器が開示されている。これは溶接シー
ムに沿ってまたは他の試料のラフな表面上を動かされる
もので、可撓メンブレンで囲まれた液充填部を有してい
る。
ツ状の超音波変換器が開示されている。これは溶接シー
ムに沿ってまたは他の試料のラフな表面上を動かされる
もので、可撓メンブレンで囲まれた液充填部を有してい
る。
【０００７】さらに、ＤＥ ３５ ０４ ５２２ Ａ１
には、スロットされたねじに対する超音波検査装置が開
示されている。この場合、超音波テストヘッドは、スロ
ットにより画されたねじの各端部に配置されている。
には、スロットされたねじに対する超音波検査装置が開
示されている。この場合、超音波テストヘッドは、スロ
ットにより画されたねじの各端部に配置されている。
【０００８】最後に、ＤＥ ４０ ０５ ５４５ Ｃ２
には、端から近付き得る頭付きねじ用の検査装置が開示
されている。これには、超音波テストヘッドの構造につ
いては述べられていない。特に、その図２から明らかな
ように、ねじの端と超音波変換器との間の距離のため
に、検査はイマージョン技術に従ってなされている。
には、端から近付き得る頭付きねじ用の検査装置が開示
されている。これには、超音波テストヘッドの構造につ
いては述べられていない。特に、その図２から明らかな
ように、ねじの端と超音波変換器との間の距離のため
に、検査はイマージョン技術に従ってなされている。
【０００９】超音波をパイロット水パスを介して適用す
るところのイマージョン技術用に設計された垂直検査ヘ
ッドを用いる音の伝搬では、テストヘッドの位置決めお
よび芯合わせの不正確さに対して敏感である。
るところのイマージョン技術用に設計された垂直検査ヘ
ッドを用いる音の伝搬では、テストヘッドの位置決めお
よび芯合わせの不正確さに対して敏感である。
【００１０】これらの不正確は、イマージョン技術によ
る検査では、音界の変形となる。従って、検査作業に際
して、センサー配置の制限になる。特に、イマージョン
技術による検査では、多角形ソケットの底面が、円錘穴
面になっている場合には、その形状の許容差に敏感にな
る。
る検査では、音界の変形となる。従って、検査作業に際
して、センサー配置の制限になる。特に、イマージョン
技術による検査では、多角形ソケットの底面が、円錘穴
面になっている場合には、その形状の許容差に敏感にな
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冒頭に記載
の形式のテストヘッドを特定し、多角形ソケットの底面
を介して行われる検査の不正確に打ち勝ち得るようにす
ることを目的とするものである。
の形式のテストヘッドを特定し、多角形ソケットの底面
を介して行われる検査の不正確に打ち勝ち得るようにす
ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、可撓性材料からなるアダプターピース，リングと
して構成されている超音波変換器、および多角形ソケッ
ト外面とアダプターピースの周囲との間のフリースペー
スとにより達成される。
的は、可撓性材料からなるアダプターピース，リングと
して構成されている超音波変換器、および多角形ソケッ
ト外面とアダプターピースの周囲との間のフリースペー
スとにより達成される。
【００１３】アダプターピースは、所望の輪郭に対する
底面の許容差を補償する。超音波変換器の均質な環状構
造は、アダプターピースの可撓性のある適応動きによ
り、所望の音の方向を確保する。これにより、超音波変
換器の一定の検査感度を得ることができる。また、フリ
ースペースにより、テストヘッドのセンタリングは、ア
ダプターピースと底面との間によってのみなされる。
底面の許容差を補償する。超音波変換器の均質な環状構
造は、アダプターピースの可撓性のある適応動きによ
り、所望の音の方向を確保する。これにより、超音波変
換器の一定の検査感度を得ることができる。また、フリ
ースペースにより、テストヘッドのセンタリングは、ア
ダプターピースと底面との間によってのみなされる。
【００１４】音の好ましくない伝搬を減衰させるため
に、アダプターピースの前記底面に向く側の一部は音吸
収材料で構成されている。
に、アダプターピースの前記底面に向く側の一部は音吸
収材料で構成されている。
【００１５】アダプターピースの、多角形ソケットの底
面から離れた側は、平らな面または円錘ベース面として
構成されている。
面から離れた側は、平らな面または円錘ベース面として
構成されている。
【００１６】ベース面の形状は同時に、発生音の特有の
角度を定めるのに用いられる。
角度を定めるのに用いられる。
【００１７】リングは好ましくは、個別的の超音波変換
器を組合わせたリング構造が望ましい。この構造によ
り、全ての超音波変換器を一緒に作動させたり、超音波
変換器のグループとして作動させたり、または個別の超
音波変換器として作動させることができる。
器を組合わせたリング構造が望ましい。この構造によ
り、全ての超音波変換器を一緒に作動させたり、超音波
変換器のグループとして作動させたり、または個別の超
音波変換器として作動させることができる。
【００１８】こうして、検査目的により、各種の音界構
造を発生させることができる。こうして、ねじの特定の
部分を、高い感度で検査することができる。個々の超音
波変換器の対応するサイクリングにより、または超音波
変換器をグループを形成するように接続することによ
り、テストヘッドの感度の制御並びに感度の高いゾーン
の位置の制御を行うことができる。多くの個別の超音波
変換器の作用、または超音波変換器グループの発信およ
び受信の場合の作用により、超音波をねじの軸方向に対
し、角度を持って入射させることができる。
造を発生させることができる。こうして、ねじの特定の
部分を、高い感度で検査することができる。個々の超音
波変換器の対応するサイクリングにより、または超音波
変換器をグループを形成するように接続することによ
り、テストヘッドの感度の制御並びに感度の高いゾーン
の位置の制御を行うことができる。多くの個別の超音波
変換器の作用、または超音波変換器グループの発信およ
び受信の場合の作用により、超音波をねじの軸方向に対
し、角度を持って入射させることができる。
【００１９】全装置の操作中、他方では、個別の超音波
変換器から発信された全ての音波を重ねることにより、
軸方向に発信する音界を得ることができる。個々の超音
波変換器の全体としての操作中、または個々の超音波変
換器のサブアセンブリーとしての操作中、送信励起の適
当なライン遅れ、または個々のエレメントの受信信号の
伝達時間遅れにより、発信および受信装置の方向効果お
よび焦点特性を、計画したように制御することができ
る。
変換器から発信された全ての音波を重ねることにより、
軸方向に発信する音界を得ることができる。個々の超音
波変換器の全体としての操作中、または個々の超音波変
換器のサブアセンブリーとしての操作中、送信励起の適
当なライン遅れ、または個々のエレメントの受信信号の
伝達時間遅れにより、発信および受信装置の方向効果お
よび焦点特性を、計画したように制御することができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明のテストヘッドの実施の形
態の一例を、図面を参照して以下に説明する。
態の一例を、図面を参照して以下に説明する。
【００２１】図１〜３は、多角形ソケットねじ３により
相互に接続された２つの部材１，２の断面を示してい
る。多角形ソケット１５の有する底面４は、円錘形状を
なしており、所謂円錘穴を示している。ねじ３、特にね
じ軸及びねじ軸と底面４からのねじヘッドとの間の移行
部のテストのために、超音波テストヘッド５は図１〜３
に示される位置にまで動かされる。
相互に接続された２つの部材１，２の断面を示してい
る。多角形ソケット１５の有する底面４は、円錘形状を
なしており、所謂円錘穴を示している。ねじ３、特にね
じ軸及びねじ軸と底面４からのねじヘッドとの間の移行
部のテストのために、超音波テストヘッド５は図１〜３
に示される位置にまで動かされる。
【００２２】図４，５及び６に拡大して示されている超
音波テストヘッド５は、アダプターピース６を有してい
る。このアダプターピース６は、超音波の動作周波数領
域で、低い減衰の弾性材料で構成されている。アダプタ
ーピース６のねじヘッドに向く側の形状は、底面４の輪
郭に対応している。アダプターピース６の、底面４と反
対側のベース面７は、この例では僅かに円錘状をなして
いる。しかし、水平方向からみて、一直線に平らに合わ
せてもよい。
音波テストヘッド５は、アダプターピース６を有してい
る。このアダプターピース６は、超音波の動作周波数領
域で、低い減衰の弾性材料で構成されている。アダプタ
ーピース６のねじヘッドに向く側の形状は、底面４の輪
郭に対応している。アダプターピース６の、底面４と反
対側のベース面７は、この例では僅かに円錘状をなして
いる。しかし、水平方向からみて、一直線に平らに合わ
せてもよい。
【００２３】アダプターピース６の、円錘穴として形成
された底面から離れた、ベース面７の上に、図５に示さ
れる、一体リング８が配置されており、これが一体超音
波変換器９を形成している。リング８はアダプターピー
ス６に、底面４の現実の輪郭に対応して動けるように、
接続されている。アダプターピース６の、多かれ少なか
れ厳密に円錘状に構成されたベース面７は、音を伝える
方向に影響を及ぼす。
された底面から離れた、ベース面７の上に、図５に示さ
れる、一体リング８が配置されており、これが一体超音
波変換器９を形成している。リング８はアダプターピー
ス６に、底面４の現実の輪郭に対応して動けるように、
接続されている。アダプターピース６の、多かれ少なか
れ厳密に円錘状に構成されたベース面７は、音を伝える
方向に影響を及ぼす。
【００２４】多角形ソケット１５の外面とアダプターピ
ース６の周囲１８との間には、フリースペース１６があ
る（図４）。こうして、アダプターピース６と多角形ソ
ケット１５の外面との間に形成されたスペースは、アダ
プターピース６と底面４の円錘領域との間を完全に接触
させるために必要な、センタリングプロセスを阻害する
ことはない。
ース６の周囲１８との間には、フリースペース１６があ
る（図４）。こうして、アダプターピース６と多角形ソ
ケット１５の外面との間に形成されたスペースは、アダ
プターピース６と底面４の円錘領域との間を完全に接触
させるために必要な、センタリングプロセスを阻害する
ことはない。
【００２５】アダプターピース６のホルダーとしてのベ
ロー１１と、多角形ソケット１５の外面との間に同様に
スペースがある。従って、超音波テストヘッド５のセン
タリングは、可撓性を有して構成されているアダプター
ピース６を介して、妨害なく行われる。
ロー１１と、多角形ソケット１５の外面との間に同様に
スペースがある。従って、超音波テストヘッド５のセン
タリングは、可撓性を有して構成されているアダプター
ピース６を介して、妨害なく行われる。
【００２６】超音波変換器９からの供給ライン及びドレ
インライン１０は、制御及び評価装置（図示せず）に通
じている。
インライン１０は、制御及び評価装置（図示せず）に通
じている。
【００２７】ベース面７の中心に、装置（図示せず）に
属するベロー１１が、テストヘッド５をねじヘッドに対
して相対的に動かすために、連結されている。
属するベロー１１が、テストヘッド５をねじヘッドに対
して相対的に動かすために、連結されている。
【００２８】リング８の外径は、アダプターピース６の
外径より小さいか、精々等しくなっている。
外径より小さいか、精々等しくなっている。
【００２９】ベース面７を有するアダプターピース６
は、好ましくは、その頂点部及び／又は円錘部に、音吸
収材料からなるインサート１２を備えていることが望ま
しい。これらにより、テスト結果に悪影響を及ぼすであ
ろうところの好ましくない音波を減衰させることができ
る。
は、好ましくは、その頂点部及び／又は円錘部に、音吸
収材料からなるインサート１２を備えていることが望ま
しい。これらにより、テスト結果に悪影響を及ぼすであ
ろうところの好ましくない音波を減衰させることができ
る。
【００３０】図２及び３は、図４と共に、ベース面７上
に配置される、複数のセグメント状の超音波変換器９ａ
からなるリング構造８ａを示している。超音波変換器の
間にはダンピング層１７が配置されている。ダンピング
層１７を含む、個別的の超音波変換器９ａは、接続され
て剛性を有するリング構造８ａを形成している。このリ
ング構造８ａは、センタリング及び適応プロセスの操作
中、底面４とアダプターピース６との間で、一体とし
て、必要な動きをする。個々の超音波変換器９ａには、
制御及び評価装置（図示せず）への供給及びドレインラ
インが、接続されている。
に配置される、複数のセグメント状の超音波変換器９ａ
からなるリング構造８ａを示している。超音波変換器の
間にはダンピング層１７が配置されている。ダンピング
層１７を含む、個別的の超音波変換器９ａは、接続され
て剛性を有するリング構造８ａを形成している。このリ
ング構造８ａは、センタリング及び適応プロセスの操作
中、底面４とアダプターピース６との間で、一体とし
て、必要な動きをする。個々の超音波変換器９ａには、
制御及び評価装置（図示せず）への供給及びドレインラ
インが、接続されている。
【００３１】この構成を用いることにより、ベース面上
に規定される音界を変えることができる。各変形のタイ
プは、例えば、全ての超音波変換器９ａが同時に働く
か、あるいはグループとして働くかにより、異なる。図
２に模式的に示す状態では、全ての超音波変換器９ａが
同時に働いている。その結果、多角形ソケットねじ３の
軸方向に発信される、矢印１３で示される音界が得られ
る。若し、ねじ軸に対して傾斜する（図３の矢印１４、
即ちベース面７により規定される音界方向の変更を示
す）音界を発生させようとする場合は、超音波変換器グ
ループの超音波変換器９ａが相次いで励起される。
に規定される音界を変えることができる。各変形のタイ
プは、例えば、全ての超音波変換器９ａが同時に働く
か、あるいはグループとして働くかにより、異なる。図
２に模式的に示す状態では、全ての超音波変換器９ａが
同時に働いている。その結果、多角形ソケットねじ３の
軸方向に発信される、矢印１３で示される音界が得られ
る。若し、ねじ軸に対して傾斜する（図３の矢印１４、
即ちベース面７により規定される音界方向の変更を示
す）音界を発生させようとする場合は、超音波変換器グ
ループの超音波変換器９ａが相次いで励起される。
【００３２】従って、この構成により、適当な制御手段
を用いて、発信及び受信信号の方向効果及び焦点合せ特
性を計画的に制御できる。また、図４に見られるよう
に、アダプターピースの周囲と多角形ソケット１５の外
面との間にフリースペース１６がある。
を用いて、発信及び受信信号の方向効果及び焦点合せ特
性を計画的に制御できる。また、図４に見られるよう
に、アダプターピースの周囲と多角形ソケット１５の外
面との間にフリースペース１６がある。
【００３３】図６に示される構成には、相互に同心に配
置された２つのリング構造８ａが示されている。これら
リング構造は、超音波変換器９ａに関しては、図２〜５
に記載のものと同様にして、構成される。この構造は、
細かい検査結果を得るためのものである。そして、相互
に同心でなく配置されたリング構造にしてもよい。
置された２つのリング構造８ａが示されている。これら
リング構造は、超音波変換器９ａに関しては、図２〜５
に記載のものと同様にして、構成される。この構造は、
細かい検査結果を得るためのものである。そして、相互
に同心でなく配置されたリング構造にしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】多角形ソケットの底面を介して行われる
検査の不正確に打ち勝つことができる。
検査の不正確に打ち勝つことができる。
【図１】部材中に挿入される、超音波テストヘッドを備
えた多角形ソケットねじの説明図。
えた多角形ソケットねじの説明図。
【図２】図１に示す、超音波テストヘッドを備えた多角
形ソケットねじの音伝搬プロセス中の説明図。
形ソケットねじの音伝搬プロセス中の説明図。
【図３】図１に示す、超音波テストヘッドを備えた多角
形ソケットねじの、他の音伝搬プロセス中の説明図。
形ソケットねじの、他の音伝搬プロセス中の説明図。
【図４】図２又は図３に示すねじ及びテストヘッドの矢
印III 方向の、拡大説明図。
印III 方向の、拡大説明図。
【図５】図１に示す一体リングを備えた、図４に示すテ
ストヘッドの説明図。
ストヘッドの説明図。
【図６】複数リングを備えた、図４によるテストヘッド
の説明図。
の説明図。
３…多角形ソケットねじ，４…円錘底面，５…テストヘ
ッド、６…アダプターピース、７…ベース面、８…リン
グ，８ａ…リング構造、９、９ａ…超音波変換器，１５
…多角形ソケット、１６…フリースペース。
ッド、６…アダプターピース、７…ベース面、８…リン
グ，８ａ…リング構造、９、９ａ…超音波変換器，１５
…多角形ソケット、１６…フリースペース。
Claims (5)
- 【請求項１】 多角形ソケットねじ（３）に組込まれた
超音波検査用のテストヘッドで、その多角形ソケット
（１５）は底面（４）を有しており、またテストヘッド
（５）は、少なくとも１つの超音波変換器（９）に対す
る適応部を備えており、前記超音波変換器（９）は前記
適応部の前記底面から離れた側に配置されており、かつ
前記適応部は前記底面（４）の輪郭を有するアダプター
ピース（６）であるものにおいて、 前記アダプターピース（６）は可撓性材料から構成さ
れ、また前記超音波変換器（９）はリング（８）として
構成され、かつ前記多角形ソケット（１５）の外面と前
記アダプターピース（６）の周囲（１８）との間にはフ
リースペース（１６）があることを特徴とする超音波検
査用のテストヘッド。 - 【請求項２】 前記アダプターピース（６）の、前記底
面（４）に向く側の一部は音吸収材料で構成されている
請求項１に記載の超音波検査用のテストヘッド。 - 【請求項３】 前記アダプターピース（６）の、前記多
角形計ソケットの底面（４）から離れた側に、平らなベ
ース面（７）が形成されている請求項１に記載の超音波
検査用のテストヘッド。 - 【請求項４】 前記アダプターピース（６）の、前記多
角形ソケットの底面（４）から離れた側は、円錘ベース
面として構成されている請求項１に記載の超音波検査用
のテストヘッド。 - 【請求項５】 前記リング（８）は、個別的な超音波変
換器（９ａ）からなるリング構造（８ａ）で、これは全
ての超音波変換器を一緒に、超音波変換器をグループと
して、または個別に作動できるようになっている請求項
１に記載の超音波検査用のテストヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19509290A DE19509290C1 (de) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | Prüfkopf zum Ultraschallprüfen einer eingebauten Innenmehrkantschraube |
| DE19509290.2 | 1995-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278290A true JPH08278290A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3737557B2 JP3737557B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=7756682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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