JPS587557A - 電磁超音波探傷装置 - Google Patents

電磁超音波探傷装置

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JPS587557A
JPS587557A JP56105907A JP10590781A JPS587557A JP S587557 A JPS587557 A JP S587557A JP 56105907 A JP56105907 A JP 56105907A JP 10590781 A JP10590781 A JP 10590781A JP S587557 A JPS587557 A JP S587557A
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JP56105907A
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Satoru Inoue
悟 井上
Akiro Sanemori
実森 彰郎
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2412Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • GPHYSICS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、送信電流波形を検出することにより、被検
材の内部および表面の欠陥評価をおこなう電磁超音波探
傷装置に関する。
従来この種の装置として、第1図に示すものが知られて
いる。この第1図において、1は高圧直流電源、2は充
電抵抗器、3は放電用のコンデンサ、4は高電圧用のス
イッチ、5は制動抵抗器、6は反射形の電磁超音波探触
子でおる。
電磁超音波探触子6は鉄心に巻装された送信コイル7%
受信コイル8を有しており、被検材9と電磁超音波探触
子6と距離を表わすり7トオフ10を支持ローラ11で
支持している。
12は受信信号の増幅器、13は受信信号の検波器、1
4は被検材9の内部欠陥評価器である。
一方、第2図は電磁超音波による被検材9の受信信号波
形を示したものである。
次に、第1図の電磁超音波探傷装置の動作について説明
する。矢印A方向に一定速度で移動している被検材9に
電磁超音波探触子6(以下、探触子と太う)を後板する
。このとき探触子6と被検材9は、支持ローラ11にょ
シ一定のり7トオフ1O−fi保たれてiる。
しかる後、電磁超音波の送信を開始する。この超音波の
送信に社、まず充電抵抗器2を通じて高圧直流電源1か
らコンデンサ3に充電されてiる電荷を、スイッチ4−
を閉じることにょシ、制動抵抗SSおよび送信コイル7
を通じて放電する。
このとき、上記放電回路はRLC直列共振回路と等価と
なシ、送信コイル7に紘第(1)式に示す周波数foの
送信電流toが流れ被検材9に超音波が発生する。
上記発生した超音波は被検材9を伝播し、欠陥または底
面で反射され、受信コイル8で受信され、増幅1112
で増幅されると、第2図に示す信号波形、すなわち不感
帯toをもつ信号波形15と被検材9の欠陥または底面
エコーの信号波形16が出力される。この信号波形社検
波器13で検波され、従来の超音波探傷装置と同じ欠陥
評価機能を持つ内部欠陥評価器14に入力され、被検材
の欠陥の評価がなされる。
fo中      ・・・・・・・−(1)2む4で L:送信コイルのインダクタンス C:充放電用コンデンt3の容量 従来の電磁超音波装置は以上のような構成であシ、第2
EK示すように受信信号に不感帯toが存在するため、
被検材90表面付近の内部欠陥検出ができな−。さらに
被検材の表面の欠陥検出ができない欠点があった。
この発明紘、上記の従来の欠点を除去する九めになされ
たものて、送信時の送信電流波形を検出し、仁の電流波
形の大きさ・周波数・減衰振動時間などから、被検材の
表面欠陥および表面付近の内部欠陥検出を行い、従来の
電磁超音波探傷装置と組み合わせることによって、従来
装置で紘検出できなかった被検材の内部のみならず表面
欠陥評価もできる電磁超音#IL探傷装置を提供するこ
とを目的とする。
以下、この発明の電磁超音波探傷装置の実施例をaai
について説明する。lN311はその一実施例の構成を
示すブロック図であシ、この第3図にお−て1〜14の
符号社第1図と同一部分を示し、その説明を省略する。
17は従来の電磁超音波探傷装置、18は送信コイルを
流れる送信電流波形を検出する電流波形検出装置であ夛
、その出力信号を第1メモリ19で記憶するようになっ
ている。
萬1メモU190出力は第2メモリ20、表面欠陥判定
器21に出力するようになって−る。第2メモリ20F
i標準電波波彫を記憶しておくための40であシまた、
表面欠陥判定器21は第1メモリ19と第2メモリ20
の信号波形を比較し、被検材9の表面欠陥を評価するも
のである。
表面欠陥判定器21および内部欠陥評価器14の出力は
内lll1l!−欠陥評価!23に送るようになってお
シ、その出力は欠陥評価を行う信号処理装置24に送出
するようになって−る。
114図は、探触子6と被検材9の距離を表わす1) 
ty )オフと送信電aleの周波数の関係を示したグ
ラフてあシ、第5図は矢印A方向に一定速度で移動しで
いる被検材9の表面に欠陥Fが存在し、超音波を送受信
したとき得られる送信電流波形ia。
ibと受信信号波形Ex 、 Bb  を示したもので
ある。
次に箋以上のように構成されたこの発明の電磁超音波探
傷装置の動作について説明する。表面欠陥評価に関して
、第4図に示すように探触子6と被検材9間のリフトオ
フ10の変化に伴ない、送信電流の周波数が変化するこ
とはよく知られている。
これは送信コイル7と被検材9の電磁結合の度合の変化
によるもので、送信コイル7のインダクタンスLが変わ
シ、第(1)式よシ算出される共振周波数f・に影響さ
れるためである。
ここで述べているリフトオフ10とは、被検材90表面
に探触子6を対向して置かれ喪とき、上記探触子6の送
受信に有効なaaiが被検討90表面と相対する相対面
内における平均距離、すなわち、上記相対面内の体積で
表わせる1、したがって、被検材9の*aio探触子6
に相対する面内にII!5図に示すような欠陥Foが存
在した場合のり7トオフLbは、欠陥が存在しない場合
のリフトオフLaに比べて大きくなシ、第4@に示すよ
うに、送aimの周波数が欠陥の存在しない場合に比べ
て低くなる。
これを関係式で示すと(LL < Lb 、1/l@ 
)し’tb)となる。以上の現象を応用したのが第3図
に示すこの発明の実施例である。以下に上記jl!3図
の動作を述べる。
電磁超音波の送受信に関しては、第1図に示す従来例と
同じである。すなわち、$ll51gの25に示すよう
に、探触子6を矢印A方向に移動する被検#9にり7ト
オ7 Lmで後板した後、コンデンサ3の電荷を放電す
ると送信コイル7には周波数Ta−1の送信電flli
畠が流れる。
このとき、伝播経路Foて伝播された超音波は、受信コ
イル8で受信され、増幅器12で増幅されるとII5図
2501mK示すような受信信号となる。
上記受信信号Haで示す時間to絋鉱感帯であシ、した
tのである。
この受信信号紘検波ii+13で検波され良後、内部欠
陥評価器14に入力され、被検材9の内部欠陥の有無、
大きさなどを判定し、内部表面欠陥評価器23に入力さ
れる。
一方、超音波送信時には送信コイル6を流れる送信電R
(第5図25の五&)が電流波形検出装置18で検出さ
れその検出電流波形1aが第1メモリ19に記憶される
と表面欠陥判定器21は第2メモリ20に記憶されてい
る検出電流波形iaO周波数foと比較する。
上記比較で差がなければ、内部表面欠陥評価器230制
御信号によ)、第2メモ920の内容ハ、IIIメモリ
19の内容に変更される。すなわち検出電R11ll形
1=を記憶しておく。
次に第5図の26に示したように、探触子6と対向する
被検材9に欠陥Foが存在すると、羨述したように、す
7トオフLbが大きくなる(Lb)La)。
それに伴th送信コイル7のインダクタンスが大きくな
シ、電流波形検出装置18で検出される送信電流波形1
bの発振調波数1/lbも第5@25の場合に比べて低
くなる。(Vtbくしi)。
上記電流波形ibが第1メモリ19に記憶される。
次に表面欠陥判定@21d上記メモリ19の内容ibと
II2メモリ200内容1mの周波数の差を比較すれば
、差が認められるので、内部表面欠陥評価器23に上記
周波数の変化情報信号を入力するとともに、内部欠陥評
価器14の評餉結果にも上記周波数変化の情報を与え、
補正を加え欠陥の有無、大きさなどの情報を警報表示器
28に入力する。
また、表面欠陥評価装置22を構成する第1メモリ19
、第2メモリ20、およぎ表面欠陥判定’1i21で送
信ごとの遂次周波数を比較する仁とによ〕緩慢なり7ト
オフ変化による第6図のC1・に示すような欠陥とは認
められな1周波数変化の影響を除去している。
なお、上記実施例では、欠陥評価の送信電流の周波数の
変化でおこなって−たが送信電流回路はRLCの直列共
振回路と等価できるのでインダクタンス(送信コイルO
インダクタンス)0変化を検出する手段としては、流れ
る電流の大きさおよび減衰振動時間でも可能である。
また、上記王者(大きさ9周波数、減衰振動時間)、王
者の組み合わせあるφは、単独でも可能であることは明
らかである。
さらに、電流検出位置拡、送信電流回路内であれば−か
なる位置でも検出可能である。
表面欠陥評価装置にしても、送信的遂次比較でなくとも
、あらかじめしきい値を決め絶対値比較で評価してもよ
い。
また、上記実施例では表面欠陥検出を内部欠陥検出と同
時におこなっていたが、超音波送信時以外に別の交流電
源を用−送信コイルおるいは受信コイルで間欠あるいは
、連続の表面欠陥検出も可能である。
以上のようにこの発明の電磁超音波探傷装置によれば、
従来oma*音波探傷装置では不可能であった表面欠陥
検出を、送信電流波形を購欄するられる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の電磁超音波探傷装置の構成図、111
2図は、電磁超音波受信信号波形図、第3図はこの発明
の電磁超音波探傷装置の一実施例の構成を示すブロック
図、j1!4図はこの発明の電磁超音波探傷装置におけ
るり7トオフと送信電流周波数の関係を示す図、第5図
は、この発明の電磁超音波探傷装置における探触子、被
検材、表面欠陥FOおよびす7トオ7 La 、 Lb
 の関係と、そのときの送信電流波形および受信信号波
形を示す図、jlK6図状第5図の25.26において
送信したときa〜・のす7トオフレ1Lbと送信電流周
波数ta  。 tb−1,tc−” t・−1の関係をグラフにした図
である。 1・・・直流高圧電源、2・・・充電抵抗器、3・・・
コンデンサ、4・・・スイッチ、5・・・制動抵抗、6
・・・探触子、7・・・送信コイル、8・・・受信コイ
ル、9・−被検材、lO−・す7トオフ、11・・・支
持ロー2.12・・・増幅器、13・・・i/!IIt
Il器、14・・・内部欠陥評価置市装置、19・・・
第1メモリ、20・・・第2メモリ、21・・・ll!
面欠陥判定器、22・・・表面欠陥評価装置、23・・
・内部表面欠陥評価装置、24・・・信号処理装置、2
8・・・警報表示器。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人  葛  野  信  − 第1図 第2図 第3図 24″′

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送信コイルに送信電流を流して被検材に発生した
    超音波を受波する電磁超音波探触子、この電磁超音波探
    触子で受波した信号から被検材の内部欠陥評価を行う内
    部欠陥評価器、上記送信電波の波形を検出する電流検出
    装置、この電流検出装置で検出された電流波形と標準電
    流波形とを比較して上記被検材の表面欠陥評価を行う表
    面欠陥評価装置、この表面欠陥評価装置による評価と上
    記内部欠陥評価器の評価とから上記被検材の欠陥の評価
    を行う信号処理装置を備えてなる電磁超音波探傷装置。
  2. (2)表面欠陥評価装置は、上記電流検出装置よシ検出
    される1回あるいは複数回の電流の波形の大きさ1周波
    数あるいは減衰振動時間の一つないし三つを比較・判定
    することにより、表面欠陥を評価することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の電磁超音波探傷装置。
JP56105907A 1981-07-07 1981-07-07 電磁超音波探傷装置 Granted JPS587557A (ja)

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JP56105907A JPS587557A (ja) 1981-07-07 1981-07-07 電磁超音波探傷装置

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JPS587557A true JPS587557A (ja) 1983-01-17
JPS6326347B2 JPS6326347B2 (ja) 1988-05-30

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228345A (ja) * 1985-04-02 1986-10-11 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波による固体の表面開口欠陥の深さ測定方法
JPH0558166U (ja) * 1992-01-16 1993-08-03 株式会社モリテックス ゴルフクラブ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228345A (ja) * 1985-04-02 1986-10-11 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波による固体の表面開口欠陥の深さ測定方法
JPH0513263B2 (ja) * 1985-04-02 1993-02-22 Hitachi Construction Machinery
JPH0558166U (ja) * 1992-01-16 1993-08-03 株式会社モリテックス ゴルフクラブ

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