JPH09166584A - 蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサ - Google Patents
蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサInfo
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- JPH09166584A JPH09166584A JP34720795A JP34720795A JPH09166584A JP H09166584 A JPH09166584 A JP H09166584A JP 34720795 A JP34720795 A JP 34720795A JP 34720795 A JP34720795 A JP 34720795A JP H09166584 A JPH09166584 A JP H09166584A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トランスデューサの性能向上、品質の安定、
精密・小型化を図った蛇行コイル型電磁超音波トランス
デューサを提供すること。 【解決手段】 絶縁シート41の両面にエッチング又は
印刷技術を用いて形成した導電性材料からなる蛇行状コ
イル42、43を該絶縁シート41を介在して蛇行状コ
イル42、43が互いに対向するように配置した蛇行シ
ートコイル40を具備する。また、絶縁シート41の両
面に配置した蛇行状コイル42、43のうち一方は電磁
超音波を発生し、他方は検知作用を有し、それぞれ独立
していて、該渦巻状のコイルの端部にはスルーホールを
介して他方の面に通じ、外部リード線と一方で結線す
る。
精密・小型化を図った蛇行コイル型電磁超音波トランス
デューサを提供すること。 【解決手段】 絶縁シート41の両面にエッチング又は
印刷技術を用いて形成した導電性材料からなる蛇行状コ
イル42、43を該絶縁シート41を介在して蛇行状コ
イル42、43が互いに対向するように配置した蛇行シ
ートコイル40を具備する。また、絶縁シート41の両
面に配置した蛇行状コイル42、43のうち一方は電磁
超音波を発生し、他方は検知作用を有し、それぞれ独立
していて、該渦巻状のコイルの端部にはスルーホールを
介して他方の面に通じ、外部リード線と一方で結線す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電材料の表面及
び内部の傷の検出、残留応力の検出、材料特性(弾性係
数、減衰係数)の測定、荷重、熱等による材料内部の損
傷、劣化を検出する電磁超音波トランスデューサに関す
るものである。
び内部の傷の検出、残留応力の検出、材料特性(弾性係
数、減衰係数)の測定、荷重、熱等による材料内部の損
傷、劣化を検出する電磁超音波トランスデューサに関す
るものである。
【0002】
【従来技術】図13は従来のこの種の蛇行コイル型電磁
超音波トランスデューサの構成を示す図である。図示す
るように、蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサは
被測定物である平板状の鋼板100の上に蛇行コイル1
01を配置し、その上部に静磁場(バイアス磁場)を形
成する永久磁石102を配置した構成である。
超音波トランスデューサの構成を示す図である。図示す
るように、蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサは
被測定物である平板状の鋼板100の上に蛇行コイル1
01を配置し、その上部に静磁場(バイアス磁場)を形
成する永久磁石102を配置した構成である。
【0003】上記構成の蛇行コイル型電磁超音波トラン
スデューサに蛇行コイル101に高周波の電流を流すこ
とにより、蛇行コイル101の平行部直下で交互に逆向
きの高周波電流が流れる。これにより互いに逆向きにロ
ーレンツ力が発生し、鋼板100内には平行線に垂直な
方向に超音波104が発生する。この超音波104は鋼
板100の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変化
等の端面て反射し、この反射波が表面近傍に達すると、
力が生じこの力と前記静磁場の相互作用により電流が発
生し、この電流を蛇行コイル101により、鋼板100
の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変化等を計測
する。
スデューサに蛇行コイル101に高周波の電流を流すこ
とにより、蛇行コイル101の平行部直下で交互に逆向
きの高周波電流が流れる。これにより互いに逆向きにロ
ーレンツ力が発生し、鋼板100内には平行線に垂直な
方向に超音波104が発生する。この超音波104は鋼
板100の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変化
等の端面て反射し、この反射波が表面近傍に達すると、
力が生じこの力と前記静磁場の相互作用により電流が発
生し、この電流を蛇行コイル101により、鋼板100
の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変化等を計測
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の蛇行コ
イル型電磁超音波トランスデューサにおいては、電磁超
音波を発生する送信用とし、他方は検知作用を有し受信
用とし1つのコイルで兼ねている。このため、S/N比
が低く、ゲインが大きくとれないという問題があった。
また、蛇行コイル101を円筒状の被測定物に配置した
例もなく、円筒状の被測定物の表面や内部の傷、欠陥、
結晶粒界、組織変化等を計測することができなかった。
イル型電磁超音波トランスデューサにおいては、電磁超
音波を発生する送信用とし、他方は検知作用を有し受信
用とし1つのコイルで兼ねている。このため、S/N比
が低く、ゲインが大きくとれないという問題があった。
また、蛇行コイル101を円筒状の被測定物に配置した
例もなく、円筒状の被測定物の表面や内部の傷、欠陥、
結晶粒界、組織変化等を計測することができなかった。
【0005】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、S/N比が高く且つゲインが大きくとれる性能向
上、品質の安定、精密・小型化を図った蛇行型電磁超音
波トランスデューサを提供することを目的とする。
で、S/N比が高く且つゲインが大きくとれる性能向
上、品質の安定、精密・小型化を図った蛇行型電磁超音
波トランスデューサ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】上記課題を解決するため
請求項1に記載の発明は、静磁場をつくる磁石と交番磁
界をつくる蛇行コイルを具備する蛇行コイル型電磁超音
波トランスデューサにおいて、蛇行コイルを電磁超音波
を発生する送信用と、検知作用を有する受信用に分けて
設けたことを特徴とする。
請求項1に記載の発明は、静磁場をつくる磁石と交番磁
界をつくる蛇行コイルを具備する蛇行コイル型電磁超音
波トランスデューサにおいて、蛇行コイルを電磁超音波
を発生する送信用と、検知作用を有する受信用に分けて
設けたことを特徴とする。
【0007】また、請求項2に記載の発明は、静磁場を
つくる磁石と交番磁界をつくる蛇行コイルを具備する蛇
行コイル型電磁超音波トランスデューサにおいて、蛇行
コイルは絶縁シートの両面に導電性材料からなる蛇行状
コイルを該絶縁シートを介在して互いに対向するように
配置した蛇行シートコイルであることを特徴とする。
つくる磁石と交番磁界をつくる蛇行コイルを具備する蛇
行コイル型電磁超音波トランスデューサにおいて、蛇行
コイルは絶縁シートの両面に導電性材料からなる蛇行状
コイルを該絶縁シートを介在して互いに対向するように
配置した蛇行シートコイルであることを特徴とする。
【0008】また、請求項3に記載の発明は請求項2に
記載の発明において、前記絶縁シートの両面に配置した
蛇行状コイルのうち一方は電磁超音波を発生する送信用
とし、他方は検知作用を有し受信用とし、それぞれ独立
していて、該蛇行状コイルの一方端部はスルーホールを
介して他方の面に通し外部リード線と接続し、他方の端
部はアースを共通にするように接続したことを特徴とす
る。
記載の発明において、前記絶縁シートの両面に配置した
蛇行状コイルのうち一方は電磁超音波を発生する送信用
とし、他方は検知作用を有し受信用とし、それぞれ独立
していて、該蛇行状コイルの一方端部はスルーホールを
介して他方の面に通し外部リード線と接続し、他方の端
部はアースを共通にするように接続したことを特徴とす
る。
【0009】また、請求項4に記載の発明は請求項2又
は3に記載の発明において、前記静磁場をつくる磁石を
ソレノイドコイルとし、前記蛇行シートコイルを円筒状
の被測定物の表面に設け、ソレノイドコイルの中空部と
被測定物の中空部を磁性体のコア材で接続したことを特
徴とする。
は3に記載の発明において、前記静磁場をつくる磁石を
ソレノイドコイルとし、前記蛇行シートコイルを円筒状
の被測定物の表面に設け、ソレノイドコイルの中空部と
被測定物の中空部を磁性体のコア材で接続したことを特
徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図2及び図3は蛇行コイル型電磁
超音波トランスデューサの計測原理を説明するための図
で、図2はトランスデューサの概略構成、図3はコイル
直下の被測定物表面挙動をそれぞれ示す。電磁超音波ト
ランスデューサは図2に示すように、静磁場をつくるソ
レノイドコイル2と交番磁界をつくる蛇行状コイル3と
を具備し、静磁場をつくるソレノイドコイル2に直流電
源22より直流電流24を流すことにより、被測定物5
を静磁場4で磁化させ、その後、その磁界に垂直に配置
した蛇行状コイル3にコントローラ23から高周波電流
6を流すことにより、図3に示すように蛇行状コイル3
の平行部直下7では高周波電流6による交番磁場8が静
磁場4と垂直に発生し、合成磁場10が静磁場4に対し
角度9方向に発生する。
に基づいて説明する。図2及び図3は蛇行コイル型電磁
超音波トランスデューサの計測原理を説明するための図
で、図2はトランスデューサの概略構成、図3はコイル
直下の被測定物表面挙動をそれぞれ示す。電磁超音波ト
ランスデューサは図2に示すように、静磁場をつくるソ
レノイドコイル2と交番磁界をつくる蛇行状コイル3と
を具備し、静磁場をつくるソレノイドコイル2に直流電
源22より直流電流24を流すことにより、被測定物5
を静磁場4で磁化させ、その後、その磁界に垂直に配置
した蛇行状コイル3にコントローラ23から高周波電流
6を流すことにより、図3に示すように蛇行状コイル3
の平行部直下7では高周波電流6による交番磁場8が静
磁場4と垂直に発生し、合成磁場10が静磁場4に対し
角度9方向に発生する。
【0011】隣合うコイル直下11ではその合成磁場1
0の方向は静磁場4の方向に対し対称である。そのた
め、被測定物5の微小部分12では磁わい効果によって
剪断変形が生じる。交番磁場8の方向が変わることによ
り、矢印14の方向に超音波(軸対称SH波)15が発
生する。この超音波15は矢印14の方向に進み、被測
定物5の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変化等
の端面で反射し矢印17に進み表面近傍に達すると、力
18が生じこの力18と静磁場4との相互作用により電
流19を生じる。この電流を蛇行状コイル3により検出
し、プリアンプ20により増幅し、更に主アンプ21で
増幅してコントローラ23に送り解析することにより、
被測定物5の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変
化等を計測する。
0の方向は静磁場4の方向に対し対称である。そのた
め、被測定物5の微小部分12では磁わい効果によって
剪断変形が生じる。交番磁場8の方向が変わることによ
り、矢印14の方向に超音波(軸対称SH波)15が発
生する。この超音波15は矢印14の方向に進み、被測
定物5の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変化等
の端面で反射し矢印17に進み表面近傍に達すると、力
18が生じこの力18と静磁場4との相互作用により電
流19を生じる。この電流を蛇行状コイル3により検出
し、プリアンプ20により増幅し、更に主アンプ21で
増幅してコントローラ23に送り解析することにより、
被測定物5の表面や内部の傷、欠陥、結晶粒界、組織変
化等を計測する。
【0012】図1は本発明の蛇行コイル型電磁超音波ト
ランスデューサに用いる蛇行シートコイルの概略構成を
示す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は同図
(a)のA−A断面図である。蛇行シートコイル30は
図示するように、3本のエナメル線を相隣あうように手
巻きし樹脂31で固めながら被測定物に適した形状に成
形したものである。
ランスデューサに用いる蛇行シートコイルの概略構成を
示す図で、同図(a)は平面図、同図(b)は同図
(a)のA−A断面図である。蛇行シートコイル30は
図示するように、3本のエナメル線を相隣あうように手
巻きし樹脂31で固めながら被測定物に適した形状に成
形したものである。
【0013】蛇行状コイル3の真中の1本3aは電磁気
的作用により超音波を発生する送信用とし、両側の2本
3bは検知作用を有し受信用としている。このように送
信用と受信用を分けて設けることにより、S/N比が高
くなり、ゲインを大きくすることが可能となる。
的作用により超音波を発生する送信用とし、両側の2本
3bは検知作用を有し受信用としている。このように送
信用と受信用を分けて設けることにより、S/N比が高
くなり、ゲインを大きくすることが可能となる。
【0014】図4は本発明の蛇行コイル型電磁超音波ト
ランスデューサに用いる蛇行シートコイルの他の概略構
成を示す図で、同図(a)平面図、同図(b)は同図
(a)のA−A断面図である。本蛇行シートコイル40
は、耐熱性の樹脂(例えばポリイミド系)からなる絶縁
シート41の両面にエッチング又は印刷技術を用いて形
成した導電性材料からなる蛇行状コイル42と蛇行状コ
イル43が絶縁シート41を介在して互いに対向して配
置し、更に蛇行状コイル42の面と蛇行状コイル43の
面に耐熱性で且つ絶縁性の接着材で絶縁シート44、4
4を接着した構造である。
ランスデューサに用いる蛇行シートコイルの他の概略構
成を示す図で、同図(a)平面図、同図(b)は同図
(a)のA−A断面図である。本蛇行シートコイル40
は、耐熱性の樹脂(例えばポリイミド系)からなる絶縁
シート41の両面にエッチング又は印刷技術を用いて形
成した導電性材料からなる蛇行状コイル42と蛇行状コ
イル43が絶縁シート41を介在して互いに対向して配
置し、更に蛇行状コイル42の面と蛇行状コイル43の
面に耐熱性で且つ絶縁性の接着材で絶縁シート44、4
4を接着した構造である。
【0015】蛇行状コイル42及び蛇行状コイル43の
いずれか一方は電磁気的作用により超音波を発する送信
用で、他方は検知作用を有する受信用になっている。ど
ちらが上面にくるかは決まっていないが、電磁超音波ト
ランスデューサは、送信より受信特性の方が優れている
ので、通常、送信面が被計測材料側に位置することが多
い。
いずれか一方は電磁気的作用により超音波を発する送信
用で、他方は検知作用を有する受信用になっている。ど
ちらが上面にくるかは決まっていないが、電磁超音波ト
ランスデューサは、送信より受信特性の方が優れている
ので、通常、送信面が被計測材料側に位置することが多
い。
【0016】次に、上記構成の蛇行シートコイルの製造
方法を図5に基づいて説明する。先ず、図5の(1)に
示すように、所定の外形寸法に切断した厚さ25μm程
度の耐熱性のある絶縁シート(例えばポリイミド系の樹
脂シート)44に厚さ18〜70μm程度の銅箔45を
接着材で接着したものを用意する。
方法を図5に基づいて説明する。先ず、図5の(1)に
示すように、所定の外形寸法に切断した厚さ25μm程
度の耐熱性のある絶縁シート(例えばポリイミド系の樹
脂シート)44に厚さ18〜70μm程度の銅箔45を
接着材で接着したものを用意する。
【0017】次に、図5の(2)に示すように、銅箔4
5をエッチング処理して蛇行状に形成し蛇行状コイル4
2、43(図4参照)のパターンを形成する。なお、該
パターンは回路印刷技術を用いて形成しても良いことは
当然である。
5をエッチング処理して蛇行状に形成し蛇行状コイル4
2、43(図4参照)のパターンを形成する。なお、該
パターンは回路印刷技術を用いて形成しても良いことは
当然である。
【0018】次に、図5の(3)に示すように、蛇行状
コイル42、43のパターンが形成された絶縁シート4
4のパターン形成側の面に耐熱性の接着材46を塗布す
る。この接着材46は後述する絶縁シートを接着するだ
けでなく、蛇行状コイル42、43の隣合うパターン
(線)間の絶縁材としての役割も果たす。
コイル42、43のパターンが形成された絶縁シート4
4のパターン形成側の面に耐熱性の接着材46を塗布す
る。この接着材46は後述する絶縁シートを接着するだ
けでなく、蛇行状コイル42、43の隣合うパターン
(線)間の絶縁材としての役割も果たす。
【0019】次に、図5の(4)に示すように、耐熱性
のある絶縁シート41を蛇行状コイル42、43の上面
に接着する。
のある絶縁シート41を蛇行状コイル42、43の上面
に接着する。
【0020】次に、図5の(5)に示すように、絶縁シ
ート41の上面に接着材47を塗布する。
ート41の上面に接着材47を塗布する。
【0021】次に、図5の(6)に示すように、同図の
(2)で作成した蛇行状コイル42又は43のパターン
が形成された絶縁シート44を同図の(5)で作成した
絶縁シート41の接着材47に接着して蛇行シートコイ
ル40が完成する。なお、蛇行状コイル42及び43の
一方の端部(例えば42a、43a)はスルーホール4
9により絶縁シート44を通して他方の面に通じ、外部
リード線と接続し、他方の端部(例えば42b、43
b)はスルーホール49を介してアース部が共通になる
ように接続する(図4参照)。
(2)で作成した蛇行状コイル42又は43のパターン
が形成された絶縁シート44を同図の(5)で作成した
絶縁シート41の接着材47に接着して蛇行シートコイ
ル40が完成する。なお、蛇行状コイル42及び43の
一方の端部(例えば42a、43a)はスルーホール4
9により絶縁シート44を通して他方の面に通じ、外部
リード線と接続し、他方の端部(例えば42b、43
b)はスルーホール49を介してアース部が共通になる
ように接続する(図4参照)。
【0022】上記製造方法に基づいて、図4に示す構成
の蛇行シートコイルを製作した寸法例は下記の通りであ
る。絶縁シート41の外形寸法は長さL=44.5m
m、幅W=25mm、厚さH=0.025mm、蛇行状
コイル42及び43は幅L1=0.11mm、ピッチ間
隔W1=0.9mm、厚さH1=0.025mm、蛇行
回数48である。この蛇行状コイル42、43の抵抗値
は12Ω、インダクタンス1μHで、性能上十分な感度
を有するトランスデューサの蛇行シートコイル40が得
られた。
の蛇行シートコイルを製作した寸法例は下記の通りであ
る。絶縁シート41の外形寸法は長さL=44.5m
m、幅W=25mm、厚さH=0.025mm、蛇行状
コイル42及び43は幅L1=0.11mm、ピッチ間
隔W1=0.9mm、厚さH1=0.025mm、蛇行
回数48である。この蛇行状コイル42、43の抵抗値
は12Ω、インダクタンス1μHで、性能上十分な感度
を有するトランスデューサの蛇行シートコイル40が得
られた。
【0023】蛇行型コイル電磁超音波トランスデューサ
の蛇行シートコイルに図4に示すような構成を採用する
ことにより、下記のような優れた作用効果が得られる。
の蛇行シートコイルに図4に示すような構成を採用する
ことにより、下記のような優れた作用効果が得られる。
【0024】第1に、絶縁シート41は数十ミクロン程
度の例えばポリイミド系の耐熱性絶縁シートであり、該
絶縁シート41を挟んで受信用コイルとなる蛇行状コイ
ル42又は43と受信用コイルとなる蛇行状コイル43
又は42は対向して配置するので、送信した波の反射波
を同じ位置で捕らえることができ、従来のように3本の
線の内、真中の1本を送信用コイルとし両側の2本を受
信用コイルにして、受信信号を平均化した場合より、精
度のよい計測が可能である。
度の例えばポリイミド系の耐熱性絶縁シートであり、該
絶縁シート41を挟んで受信用コイルとなる蛇行状コイ
ル42又は43と受信用コイルとなる蛇行状コイル43
又は42は対向して配置するので、送信した波の反射波
を同じ位置で捕らえることができ、従来のように3本の
線の内、真中の1本を送信用コイルとし両側の2本を受
信用コイルにして、受信信号を平均化した場合より、精
度のよい計測が可能である。
【0025】第2に、従来の手巻に比べて蛇行状コイル
42及び43のコイルピッチ間隔W1が格段に精度良く
作成されるので、安定した超音波の受信が可能となる。
42及び43のコイルピッチ間隔W1が格段に精度良く
作成されるので、安定した超音波の受信が可能となる。
【0026】第3に、絶縁シート41の接着に絶縁性の
接着材46を用いることにより、蛇行状コイル42及び
43のコイル間の絶縁も可能となり、計測時1000V
前後の電圧に耐えうることが可能になる。
接着材46を用いることにより、蛇行状コイル42及び
43のコイル間の絶縁も可能となり、計測時1000V
前後の電圧に耐えうることが可能になる。
【0027】第4に、従来のエナメル線等の被覆銅線を
手巻したものに比ベ、両面にコイルを配置することによ
り、品質の均一化、小型・精密化、製作時間の短縮、そ
して理想的な平行コイルによる高機能化(S/N比の改
善)が可能になる。
手巻したものに比ベ、両面にコイルを配置することによ
り、品質の均一化、小型・精密化、製作時間の短縮、そ
して理想的な平行コイルによる高機能化(S/N比の改
善)が可能になる。
【0028】第5に、蛇行シートコイル40を平面化
(シート化)することにより、弾性に富み、非測定物の
コイル間に凹凸がなくなる。
(シート化)することにより、弾性に富み、非測定物の
コイル間に凹凸がなくなる。
【0029】図6乃至図12は上記構成の蛇行シートコ
イルを用いた本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランス
デューサの構成を示す図である。図6に示す蛇行コイル
型電磁超音波トランスデューサは、蛇行シートコイル4
0を円筒状の被測定物の外周におき、静磁場をつくるソ
レノイドコイル2の中空部と円筒状の被測定物5の中空
部とは磁性体からなるコア材24を通して磁気回路が形
成する。これにより被測定物5の軸方向に静磁場を発生
させ、超音波(軸対称SH波)を発生させる。また、蛇
行シートコイル40の上面の蛇行状コイル(受信用コイ
ル)と下面の蛇行状コイル(送信用コイル)のアース部
Eは互いに接続されている。なお、図6において、図1
と同一符号を付した部分は同一作用を奏する部分を示
す。また、図7乃至図12においても同様とする。
イルを用いた本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランス
デューサの構成を示す図である。図6に示す蛇行コイル
型電磁超音波トランスデューサは、蛇行シートコイル4
0を円筒状の被測定物の外周におき、静磁場をつくるソ
レノイドコイル2の中空部と円筒状の被測定物5の中空
部とは磁性体からなるコア材24を通して磁気回路が形
成する。これにより被測定物5の軸方向に静磁場を発生
させ、超音波(軸対称SH波)を発生させる。また、蛇
行シートコイル40の上面の蛇行状コイル(受信用コイ
ル)と下面の蛇行状コイル(送信用コイル)のアース部
Eは互いに接続されている。なお、図6において、図1
と同一符号を付した部分は同一作用を奏する部分を示
す。また、図7乃至図12においても同様とする。
【0030】図7に示す構成の蛇行コイル型電磁超音波
トランスデューサは、ソレノイドコイル2と被測定物5
とを磁気的に結合するコア材24をコ字状に形成すると
共にその両端を筒状(リング状)に形成している。該筒
状部24aは中央部分(実線A部分)で上下に分割でき
るようになっており、被測定物5を装着するときは下方
部を外し、上方部の凹部に被測定物5を挿入し、その後
図示しない手段により下方部を上方部に結合して行な
う。筒状部24aをこのように構成することにより、円
筒状の被測定物5の両端の径が該筒状部24aの中空部
の内径より大きく、被測定物5を該中空部に通せない場
合でも被測定物5を筒状部24aに容易に装着できる。
円筒状の被測定物5の外周に蛇行シートコイル40をお
き、被測定物5の長手方向に静磁場を発生させ、超音波
(軸対称SH波)を発生させる。
トランスデューサは、ソレノイドコイル2と被測定物5
とを磁気的に結合するコア材24をコ字状に形成すると
共にその両端を筒状(リング状)に形成している。該筒
状部24aは中央部分(実線A部分)で上下に分割でき
るようになっており、被測定物5を装着するときは下方
部を外し、上方部の凹部に被測定物5を挿入し、その後
図示しない手段により下方部を上方部に結合して行な
う。筒状部24aをこのように構成することにより、円
筒状の被測定物5の両端の径が該筒状部24aの中空部
の内径より大きく、被測定物5を該中空部に通せない場
合でも被測定物5を筒状部24aに容易に装着できる。
円筒状の被測定物5の外周に蛇行シートコイル40をお
き、被測定物5の長手方向に静磁場を発生させ、超音波
(軸対称SH波)を発生させる。
【0031】図8に示す構成の蛇行コイル型電磁超音波
トランスデューサは、静磁場をつくるソレノイドコイル
2の中空部に円筒状の被測定物5を通し、該被測定物5
の外周に蛇行シートコイル40をおき、被測定物5の長
手方向に静磁場を発生させ、超音波(軸対称SH波)を
発生させる。
トランスデューサは、静磁場をつくるソレノイドコイル
2の中空部に円筒状の被測定物5を通し、該被測定物5
の外周に蛇行シートコイル40をおき、被測定物5の長
手方向に静磁場を発生させ、超音波(軸対称SH波)を
発生させる。
【0032】図9に示す構成の蛇行型電磁超音波トラン
スデューサは、板状の被測定物5の静磁場発生用の永久
磁石(又は電磁石)25、25を被測定物の軸方向に静
磁場が発生するように所定の間隔をおいて配置し、その
間に2枚の蛇行シートコイル40、40を所定の間隔を
おいて配置している。蛇行シートコイル40、40は従
来通り、一方を発信用として使えるが、両者共に送信と
受信を行なうように使うこともできる。この場合、超音
波は両者から同時に発生され、両者で同時に受信される
ため、より高いS/N比を得ることができる。図では左
側の発信用蛇行シートコイル40から右側の受信用蛇行
シートコイル40に超音波(表面SH波)信号が送られ
る。
スデューサは、板状の被測定物5の静磁場発生用の永久
磁石(又は電磁石)25、25を被測定物の軸方向に静
磁場が発生するように所定の間隔をおいて配置し、その
間に2枚の蛇行シートコイル40、40を所定の間隔を
おいて配置している。蛇行シートコイル40、40は従
来通り、一方を発信用として使えるが、両者共に送信と
受信を行なうように使うこともできる。この場合、超音
波は両者から同時に発生され、両者で同時に受信される
ため、より高いS/N比を得ることができる。図では左
側の発信用蛇行シートコイル40から右側の受信用蛇行
シートコイル40に超音波(表面SH波)信号が送られ
る。
【0033】図10に示す構成の蛇行型電磁超音波トラ
ンスデューサは、図9に示す蛇行型電磁超音波トランス
デューサの一方の蛇行シートコイル40(図では左側の
蛇行シートコイル40)の下面の蛇行状コイルと他方の
蛇行シートコイル40(図では右側の蛇行シートコイル
40)の下面の蛇行状コイルにコントローラ23から電
圧を加えて両蛇行シートコイル40、40から超音波を
同時に送信し、両者の上面の蛇行状コイルで受信するよ
うに構成したものであり、このように構成することによ
り、いっそう感度が良くなる。なお、図10において、
蛇行シートコイル40の上面の蛇行状コイル(受信用コ
イル)と下面の蛇行状コイル(送信用コイル)のアース
部Eは互いに接続されている点は図6の場合と同様であ
る。また、図示は省略するが、図7、図8の場合も同様
である。また、図11、図12の場合も上下面の両蛇行
状コイルを使用する場合は同様である。
ンスデューサは、図9に示す蛇行型電磁超音波トランス
デューサの一方の蛇行シートコイル40(図では左側の
蛇行シートコイル40)の下面の蛇行状コイルと他方の
蛇行シートコイル40(図では右側の蛇行シートコイル
40)の下面の蛇行状コイルにコントローラ23から電
圧を加えて両蛇行シートコイル40、40から超音波を
同時に送信し、両者の上面の蛇行状コイルで受信するよ
うに構成したものであり、このように構成することによ
り、いっそう感度が良くなる。なお、図10において、
蛇行シートコイル40の上面の蛇行状コイル(受信用コ
イル)と下面の蛇行状コイル(送信用コイル)のアース
部Eは互いに接続されている点は図6の場合と同様であ
る。また、図示は省略するが、図7、図8の場合も同様
である。また、図11、図12の場合も上下面の両蛇行
状コイルを使用する場合は同様である。
【0034】図11及び図12に示す構成の蛇行コイル
型電磁超音波トランスデューサは、板状の被測定物5の
上にその厚さ方向に静磁場を発生する永久磁石(又は電
磁石)25、該被測定物5と永久磁石(又は電磁石)2
5の間に2枚の蛇行シートコイル40、40を所定の間
隔をおいて配置している。蛇行シートコイル40、40
の内一方が発信用、他方が受信用となる。なお、蛇行シ
ートコイル40、40とコントローラ、主アンプ及びプ
リアンプとの配線は図9及び図10に示すものと略同一
となるのでその図示は省略する。図11及び図12では
右側の発信用蛇行シートコイル40から左側の受信用蛇
行シートコイル40に超音波(SO波)信号が送られ
る。なお、図10及び図11において、(a)は永久磁
石(又は電磁石)25と蛇行シートコイルの正面配置関
係を、(b)は平面配置関係をそれぞれ示す。
型電磁超音波トランスデューサは、板状の被測定物5の
上にその厚さ方向に静磁場を発生する永久磁石(又は電
磁石)25、該被測定物5と永久磁石(又は電磁石)2
5の間に2枚の蛇行シートコイル40、40を所定の間
隔をおいて配置している。蛇行シートコイル40、40
の内一方が発信用、他方が受信用となる。なお、蛇行シ
ートコイル40、40とコントローラ、主アンプ及びプ
リアンプとの配線は図9及び図10に示すものと略同一
となるのでその図示は省略する。図11及び図12では
右側の発信用蛇行シートコイル40から左側の受信用蛇
行シートコイル40に超音波(SO波)信号が送られ
る。なお、図10及び図11において、(a)は永久磁
石(又は電磁石)25と蛇行シートコイルの正面配置関
係を、(b)は平面配置関係をそれぞれ示す。
【0035】図6乃至図12に示す構成の蛇行コイル型
電磁超音波トランスデューサの構成例において、図11
は超音波を発生させる起振力がローレンツ力によるもの
で、その他は磁わい力によるものである。
電磁超音波トランスデューサの構成例において、図11
は超音波を発生させる起振力がローレンツ力によるもの
で、その他は磁わい力によるものである。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記のような優れた効果が得られる。 (1)蛇行コイルを電磁超音波を発生する送信用と、検
知作用を有する受信用に分けて設けたので、S/N比が
高く、ゲインが大きくとれる。
記のような優れた効果が得られる。 (1)蛇行コイルを電磁超音波を発生する送信用と、検
知作用を有する受信用に分けて設けたので、S/N比が
高く、ゲインが大きくとれる。
【0037】(2)絶縁シートの両面に導電性材料から
なる蛇行状コイルを該絶縁シートを介在して両蛇行状コ
イルが互いに対向するように配置して弾力性に富んだ蛇
行シートコイルとし、送信用の蛇行状コイルと受信用の
蛇行状コイルをそれぞれ持つ電磁超音波トランスデュー
サとするので、手作りでは製作できない性能の向上、安
定性、品質の均一化、小型・精密化、製作時間の短縮
化、そして理想的な平行コイルによる高機能化(S/N
比の改善)が可能になる。
なる蛇行状コイルを該絶縁シートを介在して両蛇行状コ
イルが互いに対向するように配置して弾力性に富んだ蛇
行シートコイルとし、送信用の蛇行状コイルと受信用の
蛇行状コイルをそれぞれ持つ電磁超音波トランスデュー
サとするので、手作りでは製作できない性能の向上、安
定性、品質の均一化、小型・精密化、製作時間の短縮
化、そして理想的な平行コイルによる高機能化(S/N
比の改善)が可能になる。
【図1】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサに用いる蛇行シートコイルの概略構成を示す図で、
同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A
断面図である。
ーサに用いる蛇行シートコイルの概略構成を示す図で、
同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A
断面図である。
【図2】蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサの計
測原理を説明するための図である。
測原理を説明するための図である。
【図3】蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサの計
測原理を説明するための図である。
測原理を説明するための図である。
【図4】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサに用いる蛇行シートコイルの概略構成を示す図で、
同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A
断面図である。
ーサに用いる蛇行シートコイルの概略構成を示す図で、
同図(a)は平面図、同図(b)は同図(a)のA−A
断面図である。
【図5】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサの蛇行シートコイルの製造方法を説明するための図
である。
ーサの蛇行シートコイルの製造方法を説明するための図
である。
【図6】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサの概略構成例を示す図である。
ーサの概略構成例を示す図である。
【図7】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサの概略構成例を示す図である。
ーサの概略構成例を示す図である。
【図8】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサの概略構成例を示す図である。
ーサの概略構成例を示す図である。
【図9】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサの概略構成例を示す図である。
ーサの概略構成例を示す図である。
【図10】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデ
ューサの概略構成例を示す図である。
ューサの概略構成例を示す図である。
【図11】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデ
ューサの概略構成例を示す図である。
ューサの概略構成例を示す図である。
【図12】本発明の蛇行コイル型電磁超音波トランスデ
ューサの概略構成例を示す図である。
ューサの概略構成例を示す図である。
【図13】従来の蛇行コイル型電磁超音波トランスデュ
ーサの概略構成を示す図である。
ーサの概略構成を示す図である。
2 ソレノイドコイル 3 蛇行状コイル 5 被測定物 20 プリアンプ 21 主アンプ 22 直流電源 23 コントローラ 24 コア材 30 蛇行シートコイル 40 蛇行シートコイル 41 絶縁シート 42 蛇行状コイル 43 蛇行状コイル 44 絶縁シート 45 銅箔 46 接着材 47 接着材
Claims (4)
- 【請求項1】 静磁場をつくる磁石と交番磁界をつくる
蛇行コイルを具備する蛇行コイル型電磁超音波トランス
デューサにおいて、 前記蛇行コイルを電磁超音波を発生する送信用と、検知
作用を有する受信用に分けて設けたことを特徴とする蛇
行コイル型電磁超音波トランスデューサ。 - 【請求項2】 静磁場をつくる磁石と交番磁界をつくる
蛇行コイルを具備する蛇行コイル型電磁超音波トランス
デューサにおいて、 前記蛇行コイルは絶縁シートの両面に導電性材料からな
る蛇行状コイルを該絶縁シートを介在して互いに対向す
るように配置した蛇行シートコイルであることを特徴と
する蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサ。 - 【請求項3】 前記絶縁シートの両面に配置した蛇行状
コイルのうち一方は電磁超音波を発生する送信用とし、
他方は検知作用を有し受信用とし、それぞれ独立してい
て、該蛇行状コイルの一方端部はスルーホールを介して
他方の面に通し外部リード線と接続し、他方の端部はア
ースを共通にするように接続したことを特徴とする請求
項2に記載の蛇行型電磁超音波トランスデューサ。 - 【請求項4】 前記静磁場をつくる磁石をソレノイドコ
イルとし、前記蛇行シートコイルを円筒状の被測定物の
表面に設け、前記ソレノイドコイルの中空部と被測定物
の中空部を磁性体のコア材で接続したことを特徴とする
請求項2又は3に記載の蛇行型電磁超音波トランスデュ
ーサ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7347207A JP3052050B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサ |
US08/766,471 US5811682A (en) | 1995-12-13 | 1996-12-12 | Electromagnetic acoustic transducer EMAT and inspection system with EMAR |
DE69635339T DE69635339T2 (de) | 1995-12-13 | 1996-12-13 | Elektromagnetisch-akustischer Wandler und EMAR-System |
EP96120078A EP0781994B1 (en) | 1995-12-13 | 1996-12-13 | Electromagnetic acoustic transducer and emar system |
US08/939,555 US6109108A (en) | 1995-12-13 | 1997-09-29 | Electromagnetic acoustic transducer EMAT and inspection system with EMAR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7347207A JP3052050B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09166584A true JPH09166584A (ja) | 1997-06-24 |
JP3052050B2 JP3052050B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=18388653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7347207A Expired - Fee Related JP3052050B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 蛇行コイル型電磁超音波トランスデューサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3052050B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1343005A2 (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-10 | Ebara Corporation | Method and apparatus for diagnosing damages of conductive materials with an electro-magnetic acoustic transducer |
JP2008507697A (ja) * | 2004-07-23 | 2008-03-13 | エレクトリック パワー リサーチ インスチテュート インコーポレイテッド | フレキシブル電磁音響変換器センサ |
JP2008232666A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 電磁超音波探触子 |
JP2011220972A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Kyushu Electric Power Co Inc | 電磁超音波センサ |
KR101724382B1 (ko) * | 2016-02-29 | 2017-04-07 | 두산중공업 주식회사 | 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 |
-
1995
- 1995-12-13 JP JP7347207A patent/JP3052050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1343005A2 (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-10 | Ebara Corporation | Method and apparatus for diagnosing damages of conductive materials with an electro-magnetic acoustic transducer |
EP1343005A3 (en) * | 2002-03-04 | 2008-02-13 | Ebara Corporation | Method and apparatus for diagnosing damages of conductive materials with an electro-magnetic acoustic transducer |
JP2008507697A (ja) * | 2004-07-23 | 2008-03-13 | エレクトリック パワー リサーチ インスチテュート インコーポレイテッド | フレキシブル電磁音響変換器センサ |
JP2012123019A (ja) * | 2004-07-23 | 2012-06-28 | Electric Power Res Inst Inc | フレキシブル電磁音響変換器センサ |
JP2008232666A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 電磁超音波探触子 |
JP2011220972A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Kyushu Electric Power Co Inc | 電磁超音波センサ |
KR101724382B1 (ko) * | 2016-02-29 | 2017-04-07 | 두산중공업 주식회사 | 전자기 음향 탐촉자용 코일 기판 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3052050B2 (ja) | 2000-06-12 |
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