JPH10128238A - 超音波角度ビームプローブ及びその使用方法 - Google Patents
超音波角度ビームプローブ及びその使用方法Info
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- JPH10128238A JPH10128238A JP9185031A JP18503197A JPH10128238A JP H10128238 A JPH10128238 A JP H10128238A JP 9185031 A JP9185031 A JP 9185031A JP 18503197 A JP18503197 A JP 18503197A JP H10128238 A JPH10128238 A JP H10128238A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アプローチウエッジを備えた角度ビームプロ
ーブをギャップに入れる場合，プローブの全高さが特定
のギャップを規定することになる。そこで，全高さを低
くしても，十分な検査感度が得られる角度ビームプロー
ブを得ること。 【解決手段】 全高さを低くしても，十分な検査感度が
得られる角度ビームプローブを得るために，角度ビーム
プローブ６は少なくとも２つのアプローチウエッジ１，
２を備えている。音のエコー時間に影響を及ぼす手段
が，パルス発信器１２，音評価器１５，音変換器５へ接
続ユニットに設けられている。
ーブをギャップに入れる場合，プローブの全高さが特定
のギャップを規定することになる。そこで，全高さを低
くしても，十分な検査感度が得られる角度ビームプロー
ブを得ること。 【解決手段】 全高さを低くしても，十分な検査感度が
得られる角度ビームプローブを得るために，角度ビーム
プローブ６は少なくとも２つのアプローチウエッジ１，
２を備えている。音のエコー時間に影響を及ぼす手段
が，パルス発信器１２，音評価器１５，音変換器５へ接
続ユニットに設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アプローチウエッ
ジで、そのウエッジ面上に、パルス発信器及び／又は音
評価器に接続される少なくとも１つの音変換器を有して
いるアプローチウエッジを備えた超音波角度ビームプロ
ーブに関するものである。
ジで、そのウエッジ面上に、パルス発信器及び／又は音
評価器に接続される少なくとも１つの音変換器を有して
いるアプローチウエッジを備えた超音波角度ビームプロ
ーブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】かかる角度ビームプローブは、「超音波
による材料の検査」（Ｊ．及びＨ．著、クラウトクレー
マ，１９７５第３版）の２３８頁に開示されている。加
えて、パルス／エコー方式が記載されており、かかる角
度ビームプローブは送信／受信方式でも使用でき、ウエ
ッジ面には、送信及び受信音波のそれぞれに対する分離
された音変換器が設けられている。
による材料の検査」（Ｊ．及びＨ．著、クラウトクレー
マ，１９７５第３版）の２３８頁に開示されている。加
えて、パルス／エコー方式が記載されており、かかる角
度ビームプローブは送信／受信方式でも使用でき、ウエ
ッジ面には、送信及び受信音波のそれぞれに対する分離
された音変換器が設けられている。
【０００３】かかる角度ビームプローブの音変換器の場
合、特定の音場構造を得るために特定の大きさが必要と
なり、これが角度ビームプローブの全高さとして表され
ている。
合、特定の音場構造を得るために特定の大きさが必要と
なり、これが角度ビームプローブの全高さとして表され
ている。
【０００４】角度ビームプローブが、ギャップに挿入さ
れる場合、特定のギャップを有する状態から開始しなけ
ればならないという制限がつく。全高さを小さくするこ
とは、音変換器を小さくすることを意味し、これは検査
感度を低下させることになる。
れる場合、特定のギャップを有する状態から開始しなけ
ればならないという制限がつく。全高さを小さくするこ
とは、音変換器を小さくすることを意味し、これは検査
感度を低下させることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冒頭に記載
の角度ビームプローブで、全高さを小さくしても、所定
の感度が得られる角度ビームプローブを提供することを
課題とするものである。
の角度ビームプローブで、全高さを小さくしても、所定
の感度が得られる角度ビームプローブを提供することを
課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の超
音波角度ビームプローブが、少なくとも２つのアプロー
チウエッジを有しており、また検査試料外で音のエコー
時間に影響を及ぼす手段を備えている構成により達成さ
れる。
音波角度ビームプローブが、少なくとも２つのアプロー
チウエッジを有しており、また検査試料外で音のエコー
時間に影響を及ぼす手段を備えている構成により達成さ
れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】ダブルウエッジの配置は、１つの
アプローチウエッジで得られる検査感度と同じ感度を得
るための全高さを低くしても、検査感度の向上に寄与す
る。
アプローチウエッジで得られる検査感度と同じ感度を得
るための全高さを低くしても、検査感度の向上に寄与す
る。
【０００８】個々の音変換器からの音波に、検査試料の
外でパルス或いは音波のエコー時間に適当な処理をする
ことにより、同時音波が検査試料中に発生される。こう
して、音の振幅が加算され、大きな全振幅となり、検査
感度が向上される。検査試料から戻る音波は、個々の信
号が重ねられるように、音評価器に達する前に遅らされ
る。
外でパルス或いは音波のエコー時間に適当な処理をする
ことにより、同時音波が検査試料中に発生される。こう
して、音の振幅が加算され、大きな全振幅となり、検査
感度が向上される。検査試料から戻る音波は、個々の信
号が重ねられるように、音評価器に達する前に遅らされ
る。
【０００９】音のエコー時間に影響を及ぼす手段は、音
発信器、音評価器又は音変換器への接続要素に設けられ
ている。
発信器、音評価器又は音変換器への接続要素に設けられ
ている。
【００１０】前記アプローチウエッジは、好ましくは、
音の導入方向に見て前後に配置されている。
音の導入方向に見て前後に配置されている。
【００１１】かかる超音波角度ビームプローブの使用方
法は、音放射の際、イニシャルパルスが、音の導入方向
に見て、後の音変換器から先ず発信され、所定の時間間
隔後、イニシャルパルスが、音の導入方向に見て、前の
音変換器から発信され，また検査試料から出た音評価器
への受けパルスが，音導入角度の関数として遅らされる
ようになっている。
法は、音放射の際、イニシャルパルスが、音の導入方向
に見て、後の音変換器から先ず発信され、所定の時間間
隔後、イニシャルパルスが、音の導入方向に見て、前の
音変換器から発信され，また検査試料から出た音評価器
への受けパルスが，音導入角度の関数として遅らされる
ようになっている。
【００１２】イニシャルパルスの遅れは、個々の発信器
からの音波が、同じ位相角度の同時変動になるように、
特定のタイムオフセットを伴ってなされる。
からの音波が、同じ位相角度の同時変動になるように、
特定のタイムオフセットを伴ってなされる。
【００１３】また、他の方法では、音放射の際、個々の
音変換器からのイニシャルパルスが、同時に発信され、
エコータイムが相互に前述の方法で遅らされ、また、検
査試料から出た音評価器への受けパルスが，音導入角度
の関数として遅らされるようになっている。
音変換器からのイニシャルパルスが、同時に発信され、
エコータイムが相互に前述の方法で遅らされ、また、検
査試料から出た音評価器への受けパルスが，音導入角度
の関数として遅らされるようになっている。
【００１４】音発信器から発生する音波の遅れは、ここ
では音発信器から音変換器の間でなされる。遅れの程度
は、両方法の場合、音導入角度の関数である。
では音発信器から音変換器の間でなされる。遅れの程度
は、両方法の場合、音導入角度の関数である。
【００１５】本発明の角度ビームプローブ及びその使用
方法が、実施例及び図１〜８と共に、以下に説明されて
いる。
方法が、実施例及び図１〜８と共に、以下に説明されて
いる。
【００１６】図１は、２つのアプローチウエッジ１，２
が、シリーズに配置されて、ダブルウエッジ３を形成し
ている構成の断面図である。
が、シリーズに配置されて、ダブルウエッジ３を形成し
ている構成の断面図である。
【００１７】それぞれアプローチウエッジそのウエッジ
面４上には、図２に示すように、パルス／エコーモード
用の音変換器５が設けられ、また、図３に示すように、
送信／受信モード用に、２っの音変換器、それぞれ５
ａ，５ｂ，５ｃ及び５ｄが設けられている。図４に示す
断面図では、ウエッジ面は屋根状に傾斜している。
面４上には、図２に示すように、パルス／エコーモード
用の音変換器５が設けられ、また、図３に示すように、
送信／受信モード用に、２っの音変換器、それぞれ５
ａ，５ｂ，５ｃ及び５ｄが設けられている。図４に示す
断面図では、ウエッジ面は屋根状に傾斜している。
【００１８】ダブルウエッジと音変換器とにより角度ビ
ームプローブ６が構成されている。矢印７は、検査試料
８への音の導入方向を示しており、その接触は角度ビー
ムプローブのカップリング面によりなされている。
ームプローブ６が構成されている。矢印７は、検査試料
８への音の導入方向を示しており、その接触は角度ビー
ムプローブのカップリング面によりなされている。
【００１９】図３，４及び５による実施例では、送信器
としての音変換器５ａ及び５ｂが、ライン１１により分
配器１０を介して、パルス発信器１２に接続されてい
る。検査試料からの戻り信号を受ける受信器としての音
変換器５ｃ及び５ｄが、ライン１３により結合ユニット
１４を介して、音評価器１５に接続されている。
としての音変換器５ａ及び５ｂが、ライン１１により分
配器１０を介して、パルス発信器１２に接続されてい
る。検査試料からの戻り信号を受ける受信器としての音
変換器５ｃ及び５ｄが、ライン１３により結合ユニット
１４を介して、音評価器１５に接続されている。
【００２０】分配器１０から音変換器５ａ及び５ｂへの
各ライン１１には、イニシャルパルスのエコータイムに
影響を及ぼす、時間遅延要素１６ａ及び１６ｂが設けら
れている。
各ライン１１には、イニシャルパルスのエコータイムに
影響を及ぼす、時間遅延要素１６ａ及び１６ｂが設けら
れている。
【００２１】更に、音変換器５ｃ及び５ｄから結合ユニ
ット１４への各ライン１３には、同様に、検査試料８か
らの戻り信号のエコータイムに影響を及ぼす、時間遅延
要素１６ｃ及び１６ｄが設けられている。
ット１４への各ライン１３には、同様に、検査試料８か
らの戻り信号のエコータイムに影響を及ぼす、時間遅延
要素１６ｃ及び１６ｄが設けられている。
【００２２】角度ビームプローブの作用及びプローブの
使用方法について，図６，７及び８を参照して説明す
る。
使用方法について，図６，７及び８を参照して説明す
る。
【００２３】図３による角度ビームプローブの場合，分
配器１０から同時に出されるイニシァルパルスは，遅延
要素１６ｂにより遅らされ，一方，遅延要素１６ａは断
にして，遅らされること無く，音導入方向に見て前にあ
る音変換機５ａに導かれる。
配器１０から同時に出されるイニシァルパルスは，遅延
要素１６ｂにより遅らされ，一方，遅延要素１６ａは断
にして，遅らされること無く，音導入方向に見て前にあ
る音変換機５ａに導かれる。
【００２４】こうして，図６のタイムダイアグラムに見
られるように，音導入方向に見て後にある音変換機５ｂ
に対して時間Ｔの遅れが生ずる。
られるように，音導入方向に見て後にある音変換機５ｂ
に対して時間Ｔの遅れが生ずる。
【００２５】時間差Ｔが正しく選ばれると，図８の中央
部に模式的に示されている，同時音波面２１が，音変換
器５ａ及び５ｂの音波１７及び１８から形成される。２
つの音波１７，１８の位相角が同期され，図７に示すタ
イムダイアグラムに見られる音波面２１が形成される。
部に模式的に示されている，同時音波面２１が，音変換
器５ａ及び５ｂの音波１７及び１８から形成される。２
つの音波１７，１８の位相角が同期され，図７に示すタ
イムダイアグラムに見られる音波面２１が形成される。
【００２６】時間遅れにより，音の振幅は加算され，大
きな全振幅となる。この結果，検査感度は，全高さが同
じ角度ビームプローブの１つの音変換機の場合に比べ
て，高くなる。
きな全振幅となる。この結果，検査感度は，全高さが同
じ角度ビームプローブの１つの音変換機の場合に比べ
て，高くなる。
【００２７】もし，遅延要素１６ａ及び１６ｂが無い場
合，図６に示されるイニシァルパルスの遅れは，分配器
１０からのイニシァルパルスを時間遅れを伴って送るこ
とにより得られる。
合，図６に示されるイニシァルパルスの遅れは，分配器
１０からのイニシァルパルスを時間遅れを伴って送るこ
とにより得られる。
【００２８】もし，パルスが同時に音変換機５ａ及び５
ｂに加えられると，音波１７及び１８は，図８の外側に
模式的に示されているように，別れて同時に検査試料８
に入る即ち２つの独立した音変換機のような動きを示
す。この場合にも，本発明に従い，音パルスを遅らせる
ことにより，目的は達成される。
ｂに加えられると，音波１７及び１８は，図８の外側に
模式的に示されているように，別れて同時に検査試料８
に入る即ち２つの独立した音変換機のような動きを示
す。この場合にも，本発明に従い，音パルスを遅らせる
ことにより，目的は達成される。
【００２９】例えば，反射体（材料の欠陥）からの音波
の戻りは，受信器５ｃに，５ｄよりも早く到達する。
の戻りは，受信器５ｃに，５ｄよりも早く到達する。
【００３０】信号を，結合ユニット１４の中で，遅延要
素１６ｃ及び１６ｄの中の遅れを適当に制御することに
より，加算することができる。
素１６ｃ及び１６ｄの中の遅れを適当に制御することに
より，加算することができる。
【図１】アプローチウエッジをシリーズに配置した場合
の断面図。
の断面図。
【図２】図１の矢印II方向から見た図で，１つの音変換
機が，各アプローチウエッジに設けられている。
機が，各アプローチウエッジに設けられている。
【図３】図２と同じように見た図で，２つの音変換機
が，各アプローチウエッジに設けられている。
が，各アプローチウエッジに設けられている。
【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】角度ビームプローブを制御するための回路図。
【図６】音エコー時間に関するタイムダイアグラム。
【図７】音エコー時間に関するタイムダイアグラム。
【図８】検査試料中での音波の進み具合を示す説明図。
１，２…アプローチウエッジ，５…音変換器，６…角度
ビームプローブ，１０…分配器，１２…パルス発信器，
１５…音評価器，１６…遅延要素。
ビームプローブ，１０…分配器，１２…パルス発信器，
１５…音評価器，１６…遅延要素。
Claims (7)
- 【請求項１】 アプローチウエッジ（１，２）で、その
ウエッジ面上に、パルス発信器（１２）及び／又は音評
価器（１５）に接続される少なくとも１つの音変換器
（５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を有しているアプロー
チウエッジ（１，２）を備えた超音波角度ビームプロー
ブ（６）において、 前記角度ビームプローブ（６）は、少なくとも２つのア
プローチウエッジ（１，２）を有しており、また検査試
料（８）の外で音のエコー時間に影響を及ぼす手段を備
えていることを特徴とする超音波角度ビームプローブ。 - 【請求項２】 前記手段は，前記パルス発信器（１
２），音評価器（１５）または音変換器（５，５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄ）への接続手段に設けられていることを
特徴とする請求項１に記載された超音波角度ビームプロ
ーブ。 - 【請求項３】 前記アプローチウエッジは音の導入方向
に見て前後に配置されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載された超音波角度ビームプローブ。 - 【請求項４】 パルス／エコー方式で使用する際、各ア
プローチウエッジには音変換器（５）が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載さ
れた超音波角度ビームプローブ。 - 【請求項５】 送信／受信方式で使用する際、各アプロ
ーチウエッジには２つの音変換器（５ａ，５ｂ）又は
（５ｃ，５ｄ）が設けられていることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１つに記載された超音波角度ビーム
プローブ。 - 【請求項６】 音放射の際、イニシャルパルスが、音の
導入方向に見て、後の音変換器（５ｂ）から先ず発信さ
れ、所定の時間間隔後、イニシャルパルスが、音の導入
方向に見て、前の音変換器（５ａ）から発信され，また
検査試料（８）から出た音評価器（１５）への受けパル
スが，音導入角度の関数として遅らされることを特徴と
する請求項１に記載された超音波角度ビームプローブの
使用方法。 - 【請求項７】 音放射の際、個々の音変換器からのイニ
シャルパルスが、同時に発信され、エコータイムが相互
に前述の方法で遅らされ、また、検査試料（８）から出
た音評価器（１５）への受けパルスが，音導入角度の関
数として遅らされることを特徴とする請求項１に記載さ
れた超音波角度ビームプローブの使用方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19627957.7 | 1996-07-11 | ||
| DE19627957A DE19627957A1 (de) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | Ultraschallwinkelprüfkopf und Verfahren zum Betreiben des Winkelprüfkopfes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10128238A true JPH10128238A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=7799553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9185031A Pending JPH10128238A (ja) | 1996-07-11 | 1997-07-10 | 超音波角度ビームプローブ及びその使用方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5974888A (ja) |
| EP (1) | EP0818679A2 (ja) |
| JP (1) | JPH10128238A (ja) |
| DE (1) | DE19627957A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7938008B2 (en) * | 2006-11-28 | 2011-05-10 | Fbs, Inc. | Non-destructive examination apparatus and method for guided waves |
| US10310062B2 (en) | 2016-01-25 | 2019-06-04 | Garmin Switzerland Gmbh | Frequency steered sonar hardware |
| US10890660B2 (en) * | 2016-10-12 | 2021-01-12 | Garmin Switzerland Gmbh | Frequency steered sonar array orientation |
| US11307174B2 (en) * | 2017-12-07 | 2022-04-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Ultrasonic flaw detection device |
| US11885918B2 (en) | 2020-10-19 | 2024-01-30 | Garmin International, Inc. | Sonar system with dynamic power steering |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3962908A (en) * | 1974-02-25 | 1976-06-15 | Joy Ivan L | Transducer arrangement for ultrasonic rail tester coupling carriages |
| ES471752A1 (es) * | 1977-07-15 | 1979-06-16 | Kraftwerk Union Ag | Dispositivo para la verificacion volumetrica de las paredes de las paredes de recipientes o tubos. |
| US4435984A (en) * | 1980-04-21 | 1984-03-13 | Southwest Research Institute | Ultrasonic multiple-beam technique for detecting cracks in bimetallic or coarse-grained materials |
| DE3534002C1 (de) * | 1985-09-24 | 1987-04-23 | Krautkraemer Gmbh | Ultraschall Winkelpruefkopf mit mindestens zwei Ultraschallwandlern |
| US5094108A (en) * | 1990-09-28 | 1992-03-10 | Korea Standards Research Institute | Ultrasonic contact transducer for point-focussing surface waves |
| PL166109B1 (pl) * | 1991-06-27 | 1995-03-31 | Pan | Uklad glowic ultradzwiekowych do pomiaru czasu przejscia impulsów falultradzwiekowych PL PL |
| US5814731A (en) * | 1997-01-28 | 1998-09-29 | Alexander; Alton Michel | Ultrasonic scanning apparatus for nondestructive site characterization of structures using a planar based acoustic transmitter and receiver in a rolling pond |
-
1996
- 1996-07-11 DE DE19627957A patent/DE19627957A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-07-09 EP EP97111593A patent/EP0818679A2/de not_active Withdrawn
- 1997-07-10 JP JP9185031A patent/JPH10128238A/ja active Pending
- 1997-07-11 US US08/891,515 patent/US5974888A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19627957A1 (de) | 1998-01-15 |
| EP0818679A2 (de) | 1998-01-14 |
| US5974888A (en) | 1999-11-02 |
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