JPS58186046A - 電磁音響トランスデユ−サ - Google Patents
電磁音響トランスデユ−サInfo
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- JPS58186046A JPS58186046A JP57068287A JP6828782A JPS58186046A JP S58186046 A JPS58186046 A JP S58186046A JP 57068287 A JP57068287 A JP 57068287A JP 6828782 A JP6828782 A JP 6828782A JP S58186046 A JPS58186046 A JP S58186046A
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- JP
- Japan
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- tubing
- coil
- transmitting coil
- defect
- face
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は細管の超音波探傷等に用いられる電磁音響トラ
ンスデー−サに関する。
ンスデー−サに関する。
／
細管内に挿入して超音波探傷を行なう電磁音響トランス
デユーサ（以下ＥＭＡＴと略す）としては、従来第１図
に示す構造のものが知られている。即ち、図中の１・・
・は上下の極性が互に反対となるように配列した永久磁
石でア如、これら永久磁石１・・・には例えは５つの永
久磁石が１ユニツトとなるようにコイル２・・・が巻装
されて、これによ、り ＥＭＡＴ、９が構成されている
。なお、図中の４はＥＭＡＴＪが挿入される細管である
。かかるＥＭＡＴの動作を第２図を参照して説明する。
デユーサ（以下ＥＭＡＴと略す）としては、従来第１図
に示す構造のものが知られている。即ち、図中の１・・
・は上下の極性が互に反対となるように配列した永久磁
石でア如、これら永久磁石１・・・には例えは５つの永
久磁石が１ユニツトとなるようにコイル２・・・が巻装
されて、これによ、り ＥＭＡＴ、９が構成されている
。なお、図中の４はＥＭＡＴＪが挿入される細管である
。かかるＥＭＡＴの動作を第２図を参照して説明する。
ＥＭＡＴ３のコイル２・・・に高周波を流すと、このコ
イル２に近接する細管４に渦電流■が発生する。
イル２に近接する細管４に渦電流■が発生する。
一方、永久磁石１・・・から細管４壁面に対して垂直で
周期的な磁束Ｂが加えられ、前記渦電流■との相互作用
によりローレンツ力Ｆが発生する。
周期的な磁束Ｂが加えられ、前記渦電流■との相互作用
によりローレンツ力Ｆが発生する。
こうしたローレンツ力Ｆは磁束周期と同じ周期で変化し
、この力Ｆによ灰細管４にＳＨ波と呼ばれる超音波（板
波）が発生する。なお、超音波の検出は上述したのと逆
プロセスで電気信号に変換して行なう。
、この力Ｆによ灰細管４にＳＨ波と呼ばれる超音波（板
波）が発生する。なお、超音波の検出は上述したのと逆
プロセスで電気信号に変換して行なう。
しかしながら、上記構造のＥＭＡＴ、？で発生させた超
音波は細管４の軸方向に伝播するため、周方向の欠陥に
対して強く反射されるが、軸方向欠陥に対しては反射率
が低く、欠陥検出が困難となる。そこで、周方向に伝播
する波を発生させればよいが、細管の径が小さいと、細
管周上を廻って帰ってくる超音波の持続時間が長い場合
、欠陥信号がその中に埋もれて検出できない。
音波は細管４の軸方向に伝播するため、周方向の欠陥に
対して強く反射されるが、軸方向欠陥に対しては反射率
が低く、欠陥検出が困難となる。そこで、周方向に伝播
する波を発生させればよいが、細管の径が小さいと、細
管周上を廻って帰ってくる超音波の持続時間が長い場合
、欠陥信号がその中に埋もれて検出できない。
本発明は上記欠点を解消するためになされたもので、径
の小さい細管の軸方向欠陥信号のみを取出すことが可能
で、欠陥検出を確実に遂行し得る電磁音響トランスデユ
ーサを提供しようとするものである。
の小さい細管の軸方向欠陥信号のみを取出すことが可能
で、欠陥検出を確実に遂行し得る電磁音響トランスデユ
ーサを提供しようとするものである。
以下、本発明を第３図図示の一実施例に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
図中１１は磁気回路を形成する永久磁石でおり、この磁
石の極性を示す両端面は細管内壁面に沿うように曲率を
なしている。また、前記磁石１１０両側面には先端側を
細管内壁面に沿うように曲率とした一対の支持部ＪＪ＊
、１２ｂが夫々取付けられている。そして、一方の支持
部１２ａ先端の曲率面には送信コイル１３が該曲率方向
に対して直交する方向に蛇行させて配設されている。ま
た、他方の支持部１１ｂ先端の曲率面には、受信コイル
１４が該曲率方向に対して直交する方向に蛇行させて配
設されている。つまり前記送信、受信のコイル１３．１
４は永久磁石１１を中心にして対称的に配置されている
。これらコイル１３．１４は共に発生する超音波の波長
λに等しい周期Ｔ０で蛇行され、カッ送信コイル１３の
長さＬＴと受信コイル１４の長さＬＲは次式のようにな
っている。
石の極性を示す両端面は細管内壁面に沿うように曲率を
なしている。また、前記磁石１１０両側面には先端側を
細管内壁面に沿うように曲率とした一対の支持部ＪＪ＊
、１２ｂが夫々取付けられている。そして、一方の支持
部１２ａ先端の曲率面には送信コイル１３が該曲率方向
に対して直交する方向に蛇行させて配設されている。ま
た、他方の支持部１１ｂ先端の曲率面には、受信コイル
１４が該曲率方向に対して直交する方向に蛇行させて配
設されている。つまり前記送信、受信のコイル１３．１
４は永久磁石１１を中心にして対称的に配置されている
。これらコイル１３．１４は共に発生する超音波の波長
λに等しい周期Ｔ０で蛇行され、カッ送信コイル１３の
長さＬＴと受信コイル１４の長さＬＲは次式のようにな
っている。
ＬＨ＝ Ｔｏ （ｎ ＋１／２ ） ＋Ｌｔ（但し、ｎ
＝０．±１．±２・・・） 次に、本発明のＥＭＡＴの作用を第４図〜第６図を参照
して説明する。
＝０．±１．±２・・・） 次に、本発明のＥＭＡＴの作用を第４図〜第６図を参照
して説明する。
まず、ＥＭＡＴを細管４内に挿入し、送信コイル１３に
高周波ｔａを流すと、該送信コイル１３は細管４の軸方
向に蛇行して配置されることになるため、送信コイル１
３に近接する細管４壁面に渦電流■が発生する。一方、
永久磁石１１から細管４壁面に対してその周方向の磁束
Ｂが加えられ、前記渦電流Ｉとの相互作用によりローレ
ンツ力Ｆが発生する。こうしたローレンツ力ＦはＴ。の
周期で方向が変化するので、波長λがＴｏに等しいラム
波と呼ばれる板波が細管４０周方向に発生する。この板
波は送信コイル１３が位置する細管４部分を基点として
、時計回）方向に伝播するものと、反時計回部方向に伝
播するものと、に分かれる。
高周波ｔａを流すと、該送信コイル１３は細管４の軸方
向に蛇行して配置されることになるため、送信コイル１
３に近接する細管４壁面に渦電流■が発生する。一方、
永久磁石１１から細管４壁面に対してその周方向の磁束
Ｂが加えられ、前記渦電流Ｉとの相互作用によりローレ
ンツ力Ｆが発生する。こうしたローレンツ力ＦはＴ。の
周期で方向が変化するので、波長λがＴｏに等しいラム
波と呼ばれる板波が細管４０周方向に発生する。この板
波は送信コイル１３が位置する細管４部分を基点として
、時計回）方向に伝播するものと、反時計回部方向に伝
播するものと、に分かれる。
しかして、細管４に欠陥箇所がない場合は、前記板波が
伝播して送信コイル１３と細管４中心に対して対称的に
配置された受信コイル１４では、該受信コイル１４の位
置関係より、時計回υの板波に対しては第５図（、）に
示す位相の信号が検出され、反時計回如の板波に対して
は同第５図（ｂ）に示す前記波形の１／２周期ずれた位
相の信号が検出される。その結果、２つの板波の合成信
号は同第５図（、）に示すように互に相殺されエコーと
して検出されない。
伝播して送信コイル１３と細管４中心に対して対称的に
配置された受信コイル１４では、該受信コイル１４の位
置関係より、時計回υの板波に対しては第５図（、）に
示す位相の信号が検出され、反時計回如の板波に対して
は同第５図（ｂ）に示す前記波形の１／２周期ずれた位
相の信号が検出される。その結果、２つの板波の合成信
号は同第５図（、）に示すように互に相殺されエコーと
して検出されない。
一方、板波が伝播する細管４に欠陥箇所が存在する場合
は、受信コイル１４には第６図（ａ）の如く破線で示す
時計回シの板波に一点鎖線で示す欠陥信号が重畳されて
実線で示す信号が検出５− され、同第６図（ｂ）の如く破線で示す反時計回シの板
波に一点鎖線で示す欠陥信号が重畳されて実線で示す信
号が検出される。その結果、受信コイルＩ４で検出され
た合成波は同第６図（Ｃ）に示すように欠陥信号のみ検
出される。
は、受信コイル１４には第６図（ａ）の如く破線で示す
時計回シの板波に一点鎖線で示す欠陥信号が重畳されて
実線で示す信号が検出５− され、同第６図（ｂ）の如く破線で示す反時計回シの板
波に一点鎖線で示す欠陥信号が重畳されて実線で示す信
号が検出される。その結果、受信コイルＩ４で検出され
た合成波は同第６図（Ｃ）に示すように欠陥信号のみ検
出される。
したがって、欠陥エコーが送信時に発生したエコーに重
畳して検出が困難な場合でも、欠陥エコーのみ分離する
ことが可能で、確実に欠陥検出を行なうことができる。
畳して検出が困難な場合でも、欠陥エコーのみ分離する
ことが可能で、確実に欠陥検出を行なうことができる。
また、欠陥エコーが大きくて、欠陥を通り抜けてくる送
信時の時計回りと反時計回シのエコーのレベルのバラン
スがくずれている場合には、その差により欠陥の存在を
確認できる。
信時の時計回りと反時計回シのエコーのレベルのバラン
スがくずれている場合には、その差により欠陥の存在を
確認できる。
なお、本発明に係るＥＭＡＴは、上記実施例に示す構造
のものに限定されず、例えば第７図の構造のものでも同
様の効果を発揮できる。即ち、図中の１５ｍ、１５ｂは
磁石用コイル１６ａ。
のものに限定されず、例えば第７図の構造のものでも同
様の効果を発揮できる。即ち、図中の１５ｍ、１５ｂは
磁石用コイル１６ａ。
１６ｂが巻装され、互に対向して配置された馬丁形の電
磁石である。但し、電磁石に代って馬丁形の永久磁石を
用いてもよい。そして、一方６− の電磁石１５ａには蛇行した送信コイル１３が該電磁石
１５ａの極間に介在されるように配設されている。また
、他方の電磁石１６ｂには蛇行した受信コイル１４が賦
電磁石１５ｂの極間に介在されるように配設されている
。これらコイル１３，１４の蛇行周期、長さは前述した
実施例と同様である。このようガ第７図図示のＥＭＡＴ
の１！磁石１５＊、１５ｂ間に第８図に示す如く細管４
を配置し、送信コイル１３に高周波’ＩＬＮ、を流すと
、該送信コイル１３は細管４外周面の軸方向に蛇行して
配置されることになるため、送信コイル１３に近接する
細管４壁面に渦電流が発生する。一方、電磁石１６ｍか
ら細管４壁面に対してその周方向の磁束が加えられ、前
記渦電流との相互作用によりローレンツ力Ｆが発生し、
第４図図示と同様、送信コイル１３が位置する細管４部
分を基点として時計回りに伝播する板波と反時計回漫に
伝播する板波とが発生する。こうした時計回りの板波と
反時計回シの板波とを細管４中心に対し送信コイル１３
と対称的に配置された電磁石１５ｂの受信コイル１４で
信号検出を行なうことにより、実施例のＥＭＡＴと同様
欠陥信号のみを検出できる。
磁石である。但し、電磁石に代って馬丁形の永久磁石を
用いてもよい。そして、一方６− の電磁石１５ａには蛇行した送信コイル１３が該電磁石
１５ａの極間に介在されるように配設されている。また
、他方の電磁石１６ｂには蛇行した受信コイル１４が賦
電磁石１５ｂの極間に介在されるように配設されている
。これらコイル１３，１４の蛇行周期、長さは前述した
実施例と同様である。このようガ第７図図示のＥＭＡＴ
の１！磁石１５＊、１５ｂ間に第８図に示す如く細管４
を配置し、送信コイル１３に高周波’ＩＬＮ、を流すと
、該送信コイル１３は細管４外周面の軸方向に蛇行して
配置されることになるため、送信コイル１３に近接する
細管４壁面に渦電流が発生する。一方、電磁石１６ｍか
ら細管４壁面に対してその周方向の磁束が加えられ、前
記渦電流との相互作用によりローレンツ力Ｆが発生し、
第４図図示と同様、送信コイル１３が位置する細管４部
分を基点として時計回りに伝播する板波と反時計回漫に
伝播する板波とが発生する。こうした時計回りの板波と
反時計回シの板波とを細管４中心に対し送信コイル１３
と対称的に配置された電磁石１５ｂの受信コイル１４で
信号検出を行なうことにより、実施例のＥＭＡＴと同様
欠陥信号のみを検出できる。
以上詳述した如く、本発明によれば送信コイル、受信コ
イルの形状、配置を工夫することにより、径の小さい細
管に発生させた超音波のうち、円周上を回って帰ってき
たものを相殺して欠陥信号のみを取出すことができ、ひ
いては欠陥検出を確実に遂行し得る電磁音響トランスデ
ユーサを提供できる。
イルの形状、配置を工夫することにより、径の小さい細
管に発生させた超音波のうち、円周上を回って帰ってき
たものを相殺して欠陥信号のみを取出すことができ、ひ
いては欠陥検出を確実に遂行し得る電磁音響トランスデ
ユーサを提供できる。
第１図は従来のＫＭＡＴを示す斜視図、第２図は従来の
ＥＭＡＴの作用を示す原理説明図、第３図は本発明の一
実施例を示すＥＭＡＴのｆ＋祝図、第４図は第３図のＥ
ＭＡＴの作用を示す原理説明図、第５図（、）〜（ｃ）
は夫々板波が伝播する細管に欠陥箇所がない場合の時計
回りの板波の検出信号、反時計回りの板波の検出信号及
び合成信号を示す波形図、第６図（、）〜（Ｃ）は夫々
板波が伝播する細管に欠陥箇所がある場合の時計回りの
板波の検出信参反時計回りの板波の検出信号及び合成し
た欠陥信号を示す波形図、第７図は本発明の他の実施例
を示すＥＭＡＴの斜視図、第８図は第７図のＥＭＡＴの
作用を示す原理説明図である。 ４・・・細管、１１・・・永久磁石、１２ｈ 、１２ｂ
・・・支持部、１３・・・送信コイル、１４・・・受信
コイル、１５ｍ、１５ｂ・・・電磁石。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦９− ｉｔ図 魂 ｑ） 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５７−６８２８７号 ２、発明の名称 電磁音響トランスデユーサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （６２０） 三菱重工業株式会社 ４、復式 理 人 昭和５７年７月２７日 ６、補正の対象 図 佃 ７、補正の内容 図面中の第５図（！Ｉ）〜（Ｃ）及び第６図（ａ）〜（
Ｃ）を別紙の如く訂正する。
ＥＭＡＴの作用を示す原理説明図、第３図は本発明の一
実施例を示すＥＭＡＴのｆ＋祝図、第４図は第３図のＥ
ＭＡＴの作用を示す原理説明図、第５図（、）〜（ｃ）
は夫々板波が伝播する細管に欠陥箇所がない場合の時計
回りの板波の検出信号、反時計回りの板波の検出信号及
び合成信号を示す波形図、第６図（、）〜（Ｃ）は夫々
板波が伝播する細管に欠陥箇所がある場合の時計回りの
板波の検出信参反時計回りの板波の検出信号及び合成し
た欠陥信号を示す波形図、第７図は本発明の他の実施例
を示すＥＭＡＴの斜視図、第８図は第７図のＥＭＡＴの
作用を示す原理説明図である。 ４・・・細管、１１・・・永久磁石、１２ｈ 、１２ｂ
・・・支持部、１３・・・送信コイル、１４・・・受信
コイル、１５ｍ、１５ｂ・・・電磁石。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦９− ｉｔ図 魂 ｑ） 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 特願昭５７−６８２８７号 ２、発明の名称 電磁音響トランスデユーサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （６２０） 三菱重工業株式会社 ４、復式 理 人 昭和５７年７月２７日 ６、補正の対象 図 佃 ７、補正の内容 図面中の第５図（！Ｉ）〜（Ｃ）及び第６図（ａ）〜（
Ｃ）を別紙の如く訂正する。
Claims (1)
- 被検体としての細管壁面に沿って配設された蛇行状送信
コイルと、細管中心に対して前記送信コイルと対称的な
位置に該細管壁面に沿うように配設され、長さが該送信
コイルに比べてｎ±１７２ （ｎ ＝ Ｏ、±１．±２
・・・）周期長いか、もしくは短い蛇行状受信コイルと
、前記各コイルが近接している細管部分に靜磁界を与え
る磁気回路とを具備したことを特徴とする電磁音響トラ
ンスデー−サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068287A JPS58186046A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068287A JPS58186046A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186046A true JPS58186046A (ja) | 1983-10-29 |
| JPH0142376B2 JPH0142376B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=13369396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57068287A Granted JPS58186046A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58186046A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5113697A (en) * | 1989-01-13 | 1992-05-19 | Mannesmann Ag | Process and apparatus for detecting discontinuities on long workpieces |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP57068287A patent/JPS58186046A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5113697A (en) * | 1989-01-13 | 1992-05-19 | Mannesmann Ag | Process and apparatus for detecting discontinuities on long workpieces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0142376B2 (ja) | 1989-09-12 |
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