JPH10253596A - 電磁超音波探触子及びそれを用いた超音波探傷装置 - Google Patents

電磁超音波探触子及びそれを用いた超音波探傷装置

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JPH10253596A
JPH10253596A JP9059283A JP5928397A JPH10253596A JP H10253596 A JPH10253596 A JP H10253596A JP 9059283 A JP9059283 A JP 9059283A JP 5928397 A JP5928397 A JP 5928397A JP H10253596 A JPH10253596 A JP H10253596A
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JP
Japan
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coil
dummy
receiving
signal
ultrasonic probe
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JP9059283A
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English (en)
Inventor
Noboru Arioka
登 有岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】受信アンプの過大入力による増幅器の飽和を低
減するとともに、被検体が薄板の場合であっても底面か
らの反射エコーを高感度で検出する。 【解決手段】受信側の電磁超音波探触子は、受信コイル
4と、受信コイル4上に載置された永久磁石2bと、永
久磁石2bの上に配置され、受信コイル4と同一形状に
形成されたダミーコイル11と、ダミーコイル11の上
に配置され、被検体と同じ材質からなるダミー板12
と、さらに受信コイル4またはダミーコイル11の誘導
波形の位相をずらす移相器13と、この誘導波形のレベ
ルを他方のコイルの誘導波形レベルに調整する増幅器1
4と、この調整済みの誘導波形と他方のコイルの誘導波
形との差動を取る減算器15から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼構造物、金属材
料の板厚、及び欠陥検出等の非破壊検査に使用する電磁
超音波探触子及びそれを用いた電磁超音波探傷装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に超音波探傷検査に用いられている
超音波センサは、例えばインパルス電圧を印加すること
により圧電素子を振動させ、この振動が図9のように、
接触媒体を介して被検体金属中に超音波5として伝搬
し、被検体6の底面又は欠陥部位で超音波5が反射して
戻ってくる時間t1 を測定する。そして、この超音波5
の往復伝搬時間t1 及び周知の音速vとの関係式t1
2T/vに基づいて、被検体6の板厚T、あるいは内部
の欠陥までの位置、大きさ等を検出している。
【0003】この超音波センサに対して電磁超音波探触
子は、金属である被検体の表面におかれたコイルに高周
波電流を流し、この際に被検体内に誘起する渦電流及び
探触子に設けられた永久磁石の磁界との相互作用によ
り、金属内に直接超音波を発生させ、上記した圧電型超
音波センサと同様に測定を行うものである。
【0004】従来の電磁超音波探触子の一例を図6〜図
8に示す。この電磁超音波探触子1は、永久磁石2a,
2bと送信コイル3及び受信コイル4により構成され
る。送信コイル3に、図4(b)に示す一定の周期を有
する繰り返しのトーンバースト電流を流すと、この電流
により図8に示す被検体6内に誘起された渦電流と永久
磁石2aによる磁界の相互作用によりローレンツ力が発
生する。そして、このローレンツ力が被検体6中に超音
波5となって点線の矢印で示す板厚方向に伝搬し、底面
で反射して被検体6の表面に戻り、受信コイル4で検出
される。
【0005】この受信コイル4の実際の検出信号は、図
4(c)のようになる。送信トリガを入力してから時間
0 までの間は、送信部のトーンバースト電流による誘
導出力波形であり、不感帯領域8である。すなわち、送
信コイル3の励磁電流により、並設した受信コイル4側
に誘導電圧が発生し、この誘導電圧が受信アンプ側に過
大な入力となって増幅器が飽和し、このような誘導出力
波形が生じる。また、時間t1 に現れた波形7が、計測
の対象となる底面反射エコーである。この波形の時間t
1 、すなわち超音波5の往復伝搬時間を測定することに
より、被検体6の板厚等が求まる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電磁超音波
探触子において、被検体6の板厚が十分に厚い場合の底
面反射エコー7を得るタイミングは、送信トリガを与え
てから十分な時間を経ているため、図4(c)に示すよ
うに不感帯領域8に埋もれることはない。しかし、被検
体6が十分に薄いものである場合、底面反射エコー7を
得るタイミングは短くなる。従って、底面反射エコー7
の検出時間は図5(a)のt1 のように不感帯領域8内
となり、トーンバースト電流による信号に埋もれるた
め、底面反射エコー7の識別が困難となる。
【0007】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、受信アンプの過大
入力による増幅器の飽和を低減するとともに不感帯領域
を短くし、被検体が薄板の場合であっても底面反射エコ
ーを高感度で検出可能な電磁超音波探触子及びそれを用
いた超音波探傷装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電磁超音波探触
子は、被検体に超音波を送信する送信部及び該被検体か
ら反射した超音波を受信する受信部を備えた電磁超音波
探触子であって、前記受信部は、被検体からの反射超音
波を受信する受信コイルと、該受信コイルの探傷面側と
反対側に載置された永久磁石と、該永久磁石の上に配置
され、受信コイルと同一形状に形成されたダミーコイル
と、該ダミーコイルの上に配置され、被検体と同じ材質
からなるダミー板と、前記受信コイルあるいは前記ダミ
ーコイルのいずれか一方の誘導出力波形の位相をずらし
て他方の誘導波形の位相に合わせる移相器と、該移相器
の出力波形のレベルを他方の誘導出力波形のレベルに合
わせて調整する増幅器と、該増幅器の出力波形と他方の
誘導出力波形との差動を取る減算器とを備えてなること
を特徴とする。
【0009】また、本発明の超音波探傷装置は、前記請
求項1に記載の電磁超音波探触子と、該電磁超音波探触
子の送信コイルに接続された送信器と、該電磁超音波探
触子の減算器の出力信号を増幅する主増幅器と、該主増
幅器の出力信号を処理する信号処理部と、該信号処理部
の出力信号を表示する表示器とを備えてなることを特徴
とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に
係る超音波探傷装置の全体構成を示す図、図2は本発明
の電磁超音波探触子の受信部の構成を示す斜視図、図3
は超音波探傷装置の信号処理部の回路構成を示すブロッ
ク図、図4及び図5は探触子が送信及び検出する信号を
探傷の処理過程に沿って示す信号波形図である。図4及
び図5における横軸は時間、縦軸は振幅を表している。
【0011】図1において、1は電磁超音波探触子であ
り、送信部と受信部に大別され、それぞれが並設されて
いる。送信部には、被検体の表面近傍に渦電流を発生さ
せる送信コイル3が探傷面側に設けられている。この送
信コイル3の上には従来と同様に、N極とS極を交互に
並べた永久磁石2aが敷設されている。一方、受信部は
図2に示すように、被検体の底面から反射した超音波を
検出する受信コイル4及びこの受信コイル4の上に敷設
された永久磁石2bが、送信部と同様に設けられてい
る。さらにこの永久磁石2bの上には、受信コイル4と
同一の形状からなるダミーコイル11が設けられてい
る。このダミーコイル11は、底面反射エコー7が不感
帯領域8内でも高感度で検出できるようにするものであ
る。すなわち、受信コイル4のインピーダンスに合わせ
るためのダミーコイル11の上に設けられたダミー板1
2とともに、送信電流により誘導された誘導出力波形を
打ち消すためのものである。従って、ダミー板12に
は、受信コイル4のインピーダンスとダミーコイル11
のインピーダンスが近い値になるように、被検体と同じ
材料のものが用いられる。
【0012】上記した誘導出力波形を打ち消す信号処理
を行うため、この電磁超音波探触子1の受信部の上部、
すなわちダミー板12の上には、ダミーコイル11の出
力信号の位相を受信コイル4の出力信号の位相との差を
180度とるための移相器13,この移相器13の出力
信号を受信コイル4の出力信号の振幅に合わせるべく増
幅する増幅器14,この増幅器14の出力信号と受信コ
イル4の出力信号から減算する減算器15が載置され、
その回路構成は図3に示す通りである。
【0013】また、この電磁超音波探触子1により超音
波を発生すべく、トーンバースト電流を励磁させ、送信
コイル3に出力する送信器21,受信側の出力信号を十
分に増幅するための主増幅器22及び信号処理を行う信
号処理部23と、信号処理された処理データを表示する
表示器24があり、これらの構成要素を電磁超音波探触
子1に付加することにより、超音波探傷装置が構成され
る。
【0014】上記実施形態に係る超音波探傷装置の動作
を説明する。送信器21に図4(a)に示す送信トリガ
を与えると、送信器21は、図4(b)に示すような波
形のトーンバーストの励磁電流を生成して送信コイル3
に出力する。この送信コイル3に流れる電流により、被
検体内に渦電流が誘起される。この渦電流及び永久磁石
2aの磁界との相互作用によりローレンツ力が発生し、
このローレンツ力により被検体内に直接超音波が発生す
る。
【0015】発生した超音波は、被検体の板厚方向に伝
搬し、底面で反射して表面に戻ってくる。この戻ってく
る超音波は、受信コイル4で検出される。一方、送信コ
イル3に流れる励磁電流により、並設した受信コイル4
側に誘導電圧が発生する。ここで、被検体が充分に薄い
板の場合を考慮する。この場合、受信コイルの出力信号
25は、図5(a)に示すような波形となる。すなわ
ち、超音波が送信側で発生してから底面で反射し、受信
側に到達するまでの反射時間t1 が短いため、誘導信号
により波形が飽和並びに共振状態となる不感帯領域8内
に底面反射エコー7が生じる。
【0016】上記受信コイル出力信号25に加え、ダミ
ーコイル出力信号26の波形を合わせて記したものが図
5(b)である。図5(b)に示すように、ダミーコイ
ル出力信号26は、送信側の励磁電流による誘導電圧で
あり、受信コイル出力信号25と波形は同じだが、その
励磁電流から各コイル4及び11までの検出距離の差等
により、位相差27及び振幅の差が生じる。そこで、こ
のダミーコイル出力信号26は、まず移相器13に送ら
れ、受信コイル出力信号25の位相と180度の位相差
が生じるように調節される(図5(c))。
【0017】さらに、この位相調整された信号は、受信
コイル出力信号25の振幅と等しくなるように増幅器1
4に送られ、ダミーコイル11の誘導波形レベルが受信
コイル4の誘導波形レベルと同一となるよう増幅される
(図5(d))。従って、このように受信コイル出力信
号25と同一の位相及び振幅に調整された信号は、受信
コイル出力信号25とほぼ同じ信号波形となるが、底面
反射エコー7を含んでいるか否かのみが異なる。これら
両信号25及び26は減算器15に送られ、減算され
る。従って、この減算された信号は、図5(e)に示す
ように、送信側の励磁電流の影響が消却され、底面反射
エコー7のみを含む信号となる。
【0018】この反射エコー7のみを含む減算器15の
出力信号は、主増幅器22及び信号処理部23に出力さ
れ、監視可能な程度に増幅され、処理される。そして、
表示器24に送られ、表示される。
【0019】このように、受信コイル4の誘導波形から
ダミーコイル11の誘導波形を消却することにより、受
信コイル4への過大入力による主増幅器22の出力の飽
和もなく、底面反射エコー7のみが高感度で検出及び増
幅が出来る。この信号波形は鮮明かつ高感度であり、こ
の信号が主増幅器22と信号処理部23で処理され、表
示器24で表示されることにより、薄板の板厚、あるい
は欠陥等の位置、および大きさを精度よく測定すること
が出来る。
【0020】なお、本実施形態ではダミーコイル出力信
号26を受信コイル出力信号25の位相及び振幅に合わ
せる場合を示したが、受信コイルの出力信号側に移相器
13及び増幅器14を設けて受信コイル出力信号25を
ダミーコイル出力信号26に合わせるものであっても本
発明を適用可能であることは勿論である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
磁超音波探触子の受信側の下面に設けた受信コイルの上
に永久磁石を置き、その上にダミーコイルとダミー板を
積層状に形成した受信部を設けたことにより、送信電流
により誘導された誘導出力波形と同様の信号が生成され
る。また、このダミーコイルとダミー板の上に移相器、
増幅器、及び減算器を設けたことにより、受信コイル及
びダミーコイルの出力波形の移相及び振幅を合わせて減
じられ、誘導出力波形が打ち消され、誘導による受信コ
イル4への過大入力による主増幅器の出力の飽和がなく
なることにより不感帯領域の低減化が図れ、底面反射エ
コーが鮮明、かつ高感度で検出できる。従って、被検体
の板厚の薄厚にかかわらず、その肉厚、あるいは被検体
表面近傍の欠陥の位置、及び大きさを精度よく測定する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る超音波探傷装置の全
体構成を示す図。
【図2】同実施形態における電磁超音波探触子の受信部
の構成を示す斜視図。
【図3】同実施形態における超音波探触探傷装置の信号
処理部を示すブロック図。
【図4】同実施形態における送信部及び受信部の発生信
号及び誘導検出信号を示した信号波形図。
【図5】同実施形態における受信部の誘導検出信号を信
号処理過程に従って示した信号波形図。
【図6】従来の電磁超音波探触子の全体構成を示す斜視
図。
【図7】従来の電磁超音波探触子の受信部の構成を示す
斜視図。
【図8】従来の電磁超音波探触子の探傷動作を示す横断
面図。
【図9】従来の圧電型超音波探触子による板厚測定時の
送受信状態を示す横断面図。
【符号の説明】
1 電磁超音波探触子 2a,2b 永久磁石 3 送信コイル 4 受信コイル 5 超音波 6 被検体 7 底面反射エコー 8 不感帯領域 11 ダミーコイル 12 ダミー板 13 移相器 14 増幅器 15 減算器 21 送信器 22 主増幅器 23 信号処理部 24 表示器 25 受信コイル出力信号 26 ダミーコイル出力信号 27 位相差

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体に超音波を送信する送信部及び該
    被検体から反射した超音波を受信する受信部を備えた電
    磁超音波探触子であって、 前記受信部は、被検体からの反射超音波を受信する受信
    コイルと、該受信コイルの探傷面側と反対側に載置され
    た永久磁石と、該永久磁石の上に配置され、受信コイル
    と同一形状に形成されたダミーコイルと、該ダミーコイ
    ルの上に配置され、被検体と同じ材質からなるダミー板
    と、前記受信コイルあるいは前記ダミーコイルのいずれ
    か一方の誘導出力波形の位相をずらして他方の誘導波形
    の位相に合わせる移相器と、該移相器の出力波形のレベ
    ルを他方の誘導出力波形のレベルに合わせて調整する増
    幅器と、該増幅器の出力波形と他方の誘導出力波形との
    差動を取る減算器とを備えてなることを特徴とする電磁
    超音波探触子。
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の電磁超音波探触子
    と、該電磁超音波探触子の送信コイルに接続された送信
    器と、該電磁超音波探触子の減算器の出力信号を増幅す
    る主増幅器と、該主増幅器の出力信号を処理する信号処
    理部と、該信号処理部の出力信号を表示する表示器とを
    備えてなることを特徴とする超音波探傷装置。
JP9059283A 1997-03-13 1997-03-13 電磁超音波探触子及びそれを用いた超音波探傷装置 Withdrawn JPH10253596A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107436327A (zh) * 2017-07-24 2017-12-05 武汉中科创新技术股份有限公司 一种二级提离装置
CN112284308A (zh) * 2019-07-24 2021-01-29 中国石油天然气股份有限公司 电磁超声横波测厚探头

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107436327A (zh) * 2017-07-24 2017-12-05 武汉中科创新技术股份有限公司 一种二级提离装置
CN107436327B (zh) * 2017-07-24 2023-06-27 武汉中科创新技术股份有限公司 一种二级提离装置
CN112284308A (zh) * 2019-07-24 2021-01-29 中国石油天然气股份有限公司 电磁超声横波测厚探头

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Effective date: 20040601