JPS59160757A - 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
- Publication number
- JPS59160757A JPS59160757A JP58035500A JP3550083A JPS59160757A JP S59160757 A JPS59160757 A JP S59160757A JP 58035500 A JP58035500 A JP 58035500A JP 3550083 A JP3550083 A JP 3550083A JP S59160757 A JPS59160757 A JP S59160757A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coils
- coil
- emat
- generated
- transmitting
- Prior art date
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- Pending
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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]
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】
本発明は被検体を非接触状態で超音波探傷を行なう電磁
音響トランスデユーサに関する。
音響トランスデユーサに関する。
この種の電磁音響トランスデユーサ（以下、ＥＭＡＴと
略す）としては、従来より第１図及び第２図に示す構造
のものが知られている。即ち、図中の１は励磁コイル２
が装填されたつぼ型のコアであり、このコア１には中心
磁極３ａとこれに同心円状に配置される外周磁極３ｂが
形成されている。これら中心磁極３ａと外周磁極３ｂの
間隙には渦巻状の送信用コイル４及びこのコイル４の外
周に一位置する受信用コイル５が夫々配設されている。
略す）としては、従来より第１図及び第２図に示す構造
のものが知られている。即ち、図中の１は励磁コイル２
が装填されたつぼ型のコアであり、このコア１には中心
磁極３ａとこれに同心円状に配置される外周磁極３ｂが
形成されている。これら中心磁極３ａと外周磁極３ｂの
間隙には渦巻状の送信用コイル４及びこのコイル４の外
周に一位置する受信用コイル５が夫々配設されている。
次に１上述した従来のＥ＄Ｔの作用を第３図を参照して
説明する。
説明する。
まず、ＥＭＡＴを被検体（導体）６にその送信用、受信
用のコイル４，５が被検体６に対向するように近接して
配置し、送信用コイル４に高周波電流を流すと、この送
信用コイル４に近接する被検体６０表面に禍電流Ｊが発
生する。こうした状態において励磁コイル２に通電する
と、コア１の外周磁極３ｂから被検体６０表面を通って
中心磁極３ａに向う磁界Ｂが加えられ、それらの相互作
用によりローレンツ力Ｆが発生し、被検体６の表面が振
動することによシ超音波を発生する。
用のコイル４，５が被検体６に対向するように近接して
配置し、送信用コイル４に高周波電流を流すと、この送
信用コイル４に近接する被検体６０表面に禍電流Ｊが発
生する。こうした状態において励磁コイル２に通電する
と、コア１の外周磁極３ｂから被検体６０表面を通って
中心磁極３ａに向う磁界Ｂが加えられ、それらの相互作
用によりローレンツ力Ｆが発生し、被検体６の表面が振
動することによシ超音波を発生する。
欠陥検出については、上記と逆のメカニズムによシ受信
用コイル５によって、超音波を検出することによシなさ
れる。
用コイル５によって、超音波を検出することによシなさ
れる。
しかしながら、上述した従来のＥＭＡＴにあっては、送
信用コイル４に高周波電流を流すと、第４図に示す如く
その高周波電流が受信用コイル５に誘導されて、不感帯
と呼ばれる大きな信号となり、被検体の表面色近い欠陥
の探傷を行なう場合、その欠陥での反射信号が不感帯顛
埋もれて検出できなくなるという欠点があった。
信用コイル４に高周波電流を流すと、第４図に示す如く
その高周波電流が受信用コイル５に誘導されて、不感帯
と呼ばれる大きな信号となり、被検体の表面色近い欠陥
の探傷を行なう場合、その欠陥での反射信号が不感帯顛
埋もれて検出できなくなるという欠点があった。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、送信用コイル
又は受信用コイルの形状と配置を改、良することによっ
て、不感帯を低減した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。
又は受信用コイルの形状と配置を改、良することによっ
て、不感帯を低減した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、本発明の一実施例を第５図及び第６図を参照して
、詳細に説明する。なお、第１図と同様な部材は同符号
を付して説明を省略する。
、詳細に説明する。なお、第１図と同様な部材は同符号
を付して説明を省略する。
本発明のＥＭＡＴはコア１における中心磁極３１と外周
磁極３２との間暉に渦巻状の送信用コイル４を配設する
と共に、同間隙に巻く方向が互に反対の２本の受信用コ
イル（分割受信用コイル）５Ｈ，５２を前記送信用コイ
ル４の内、外側に夫々同心円状に配設した構造になって
いる。
磁極３２との間暉に渦巻状の送信用コイル４を配設する
と共に、同間隙に巻く方向が互に反対の２本の受信用コ
イル（分割受信用コイル）５Ｈ，５２を前記送信用コイ
ル４の内、外側に夫々同心円状に配設した構造になって
いる。
前記分割受信用コイル５’１ｍ５２は第６図に示す如く
巻回方向が逆で直列に接続されている。
巻回方向が逆で直列に接続されている。
しかして、本発明のＥＭＡＴを被検体（図示せず）にそ
の送信用コイル４及び分割受信用コイル５１’、５２が
該被検体に近接して対向するように配置し、送信用コイ
ル４に高周波電流を流すと、前述した従来のＥＭＡＴと
同様に渦電流Ｊが発生し、磁界との相互作用により被検
体の表面に直角方向に伝播する超音波が発生する。この
時、送信用コイル４に流した高周波電流は分割受信用コ
イル５１ｓ５ｚに誘導されて電圧を発生する。しかしな
がら、分割受信用コイル５１ ｙ５２は互に巻回方向
が反対で、直列に接続された構造になっているため、前
記誘導電圧は各コイル５１．’５．によって極性が逆で
大きさの等しい電圧となると共に、相殺される。その結
果、受信コイル５１．５２の端子部には誘導電圧は生じ
ず不感帯がなくなる。したがって、被検体の表面に近い
欠陥の探傷を行なう場合、その欠陥での反射信号が不感
帯に埋もれて検出不能となることを回避でき、正確な欠
陥検出を行なうことができる。
の送信用コイル４及び分割受信用コイル５１’、５２が
該被検体に近接して対向するように配置し、送信用コイ
ル４に高周波電流を流すと、前述した従来のＥＭＡＴと
同様に渦電流Ｊが発生し、磁界との相互作用により被検
体の表面に直角方向に伝播する超音波が発生する。この
時、送信用コイル４に流した高周波電流は分割受信用コ
イル５１ｓ５ｚに誘導されて電圧を発生する。しかしな
がら、分割受信用コイル５１ ｙ５２は互に巻回方向
が反対で、直列に接続された構造になっているため、前
記誘導電圧は各コイル５１．’５．によって極性が逆で
大きさの等しい電圧となると共に、相殺される。その結
果、受信コイル５１．５２の端子部には誘導電圧は生じ
ず不感帯がなくなる。したがって、被検体の表面に近い
欠陥の探傷を行なう場合、その欠陥での反射信号が不感
帯に埋もれて検出不能となることを回避でき、正確な欠
陥検出を行なうことができる。
また、前述した分割受信用コイル５１．５２は以下に示
す作用によシ反射信号を効率よく検出できる。即ち、分
割受信用コイル５１．５２０間隔を、第７図に示す如＜
′棲検体６内の欠陥Ｆと一方の受信用コイル５１直下の
被検体６の表面位置ｐ、の距離“ＦＰ、と、欠陥Ｆと他
方の受信用コイル５２直下の被検体６０表面位置Ｐ２の
距離ＦＰ、の差Ｐ２ ｐ、が超音波の波長のＩＡに等し
くなるように設定すれば、欠陥Ｆで反射した超音波のう
ち受信コイル５！直下の被検体６の表面ｊ１置−Ｐ１に
到達した鴫のは受信コイル５□で検出され、同様に表面
位置Ｐ２に到達した超音波は受信コイル５２で検出され
る。このように受信コイル５１で検出された超音波信号
と、受信コイル５□で検出された超音波信号とは、各コ
イル５１ｅ５２の巻回方向が互に反対であるため、同位
相で検出される。従って、欠陥Ｆからの反射信号は効率
よく検出できる。
す作用によシ反射信号を効率よく検出できる。即ち、分
割受信用コイル５１．５２０間隔を、第７図に示す如＜
′棲検体６内の欠陥Ｆと一方の受信用コイル５１直下の
被検体６の表面位置ｐ、の距離“ＦＰ、と、欠陥Ｆと他
方の受信用コイル５２直下の被検体６０表面位置Ｐ２の
距離ＦＰ、の差Ｐ２ ｐ、が超音波の波長のＩＡに等し
くなるように設定すれば、欠陥Ｆで反射した超音波のう
ち受信コイル５！直下の被検体６の表面ｊ１置−Ｐ１に
到達した鴫のは受信コイル５□で検出され、同様に表面
位置Ｐ２に到達した超音波は受信コイル５２で検出され
る。このように受信コイル５１で検出された超音波信号
と、受信コイル５□で検出された超音波信号とは、各コ
イル５１ｅ５２の巻回方向が互に反対であるため、同位
相で検出される。従って、欠陥Ｆからの反射信号は効率
よく検出できる。
なお、上記実施例では受信用コイルを２本に分割したが
、これに代って送信用コイルを２本に分割してもよい。
、これに代って送信用コイルを２本に分割してもよい。
このように送信用コイルを２本に分割した場合、２本の
送信用コイルに流れる電流の方向が逆になるため、受信
コイルでは各送信用コイルによυ誘導される電圧の方向
が逆となり相殺されて不感帯を低減できる。また、こう
した分割送信用コイルに高周波電流を流すと、被検体の
一定の深さに発生した超音波が収束されるため、高い検
出性を示すことになる。
送信用コイルに流れる電流の方向が逆になるため、受信
コイルでは各送信用コイルによυ誘導される電圧の方向
が逆となり相殺されて不感帯を低減できる。また、こう
した分割送信用コイルに高周波電流を流すと、被検体の
一定の深さに発生した超音波が収束されるため、高い検
出性を示すことになる。
また、本発明のＥＭＡＴの構造は第５図に示すものに限
定されず、第８図に示す横波を発生させるＥＭＡＴにも
同様に適用できる。この第８図のＥＭＡＴはコア１の中
心極性３ａに渦巻状の送信用コイル４を近接して配設す
ると共に、同中心極性３ａに巻回方向が互に反対で直列
接続された２本の受信用コイル５１．５２を前記送信用
コイル４の内、外側に夫々同心円状に配設した構造にな
っている。このような第８図図示のＥ〜ＩＡＴによれば
前述した第５図図示のＥＭＡＴと同様、不感帯を低減で
きると共に、一定の深さの欠陥信号を効率よく検出でき
る。但し、超音波の発生については、第９図に示すよう
に被検体６０表面に直角な磁界Ｂｊと渦電流Ｊとの相互
作用により、被検体６の表面に平行な力Ｆが発生し、横
波が生じる。また、第８図のＥＭＡＴにおいて、送信用
コイルを２本に分割した場合、前記実施例と同様な効果
を発揮できる。
定されず、第８図に示す横波を発生させるＥＭＡＴにも
同様に適用できる。この第８図のＥＭＡＴはコア１の中
心極性３ａに渦巻状の送信用コイル４を近接して配設す
ると共に、同中心極性３ａに巻回方向が互に反対で直列
接続された２本の受信用コイル５１．５２を前記送信用
コイル４の内、外側に夫々同心円状に配設した構造にな
っている。このような第８図図示のＥ〜ＩＡＴによれば
前述した第５図図示のＥＭＡＴと同様、不感帯を低減で
きると共に、一定の深さの欠陥信号を効率よく検出でき
る。但し、超音波の発生については、第９図に示すよう
に被検体６０表面に直角な磁界Ｂｊと渦電流Ｊとの相互
作用により、被検体６の表面に平行な力Ｆが発生し、横
波が生じる。また、第８図のＥＭＡＴにおいて、送信用
コイルを２本に分割した場合、前記実施例と同様な効果
を発揮できる。
上記第５開成いは第８図図示のＥＭＡＴにおいて、励磁
コイルが装填されたコアに代って永久磁石を用いても、
同様な効果を発揮できる。
コイルが装填されたコアに代って永久磁石を用いても、
同様な効果を発揮できる。
更に、本−発明のＥＭＡＴは前記実施例の構造のものに
限定されず、第１０図〜第１２図に示す斜角用ＥＭＡＴ
にも同様に適用できる。即ち、図中の７・・・は隣シ合
う磁極が互に反対となるように２列に配設された永久磁
石である。これら磁石７・・・の磁極面には第１２図に
詳述する如く送信用コイル４が近接して配設されている
と共に、巻回方向が互に反対で直列接続された２本の受
信用コイル５１．５２が前記送信用コイル４の内、外側
に夫々同心円状に配設されている。このような構成によ
れば、前述した実施例のＥＭＡＴと同様、不感帯を低減
できる。″ 次に、前記第１０図〜第１２図のＥＭＡＴにおける超音
波発生のメカニズムを第１３図を参照して説明する。
限定されず、第１０図〜第１２図に示す斜角用ＥＭＡＴ
にも同様に適用できる。即ち、図中の７・・・は隣シ合
う磁極が互に反対となるように２列に配設された永久磁
石である。これら磁石７・・・の磁極面には第１２図に
詳述する如く送信用コイル４が近接して配設されている
と共に、巻回方向が互に反対で直列接続された２本の受
信用コイル５１．５２が前記送信用コイル４の内、外側
に夫々同心円状に配設されている。このような構成によ
れば、前述した実施例のＥＭＡＴと同様、不感帯を低減
できる。″ 次に、前記第１０図〜第１２図のＥＭＡＴにおける超音
波発生のメカニズムを第１３図を参照して説明する。
まず、送信用コイル４に高周波電流■を流すと、被検体
６の表面に渦電流Ｊが発生する。一方、永久磁石７・・
・よシ被検体６の表面に直角方向の磁界Ｂｔが永久磁石
７，７の中心間のピッチ’ｒｏで発生し、前記渦電流Ｊ
との相互作用により被検体６０表面に平行で永久磁石７
・・・の亜び方向囚に対して直角方向の力Ｆが生じる。
６の表面に渦電流Ｊが発生する。一方、永久磁石７・・
・よシ被検体６の表面に直角方向の磁界Ｂｔが永久磁石
７，７の中心間のピッチ’ｒｏで発生し、前記渦電流Ｊ
との相互作用により被検体６０表面に平行で永久磁石７
・・・の亜び方向囚に対して直角方向の力Ｆが生じる。
この力ＦはピッチＴｏで方向が逆転している。この力Ｆ
により生じる超音波はピッチＴｏで位相が１８０℃異な
っておシ、各点にょシ生じた超音波の波面ば下記式のθ
方向に一致し、一つの波面を構成し、みかけ上、θ方向
に伝播する。
により生じる超音波はピッチＴｏで位相が１８０℃異な
っておシ、各点にょシ生じた超音波の波面ば下記式のθ
方向に一致し、一つの波面を構成し、みかけ上、θ方向
に伝播する。
Ｔ６ｓｌｎθ＝λ７々
但し、式中のλは超音波の波長を示す。
また、前記ＥＭＡＴにおける受信のメカニズムは以下の
通シである。即ち、第１４図に示す如く、被検体６内部
の欠陥Ｆよシ反射された超音波のうち）一方の受信用コ
イル５１直下の被検体６７の表面位置Ｐ１に達するもの
は同受信用コイル５１により検出され、他方の受信用コ
イル５２直下の被検体６の表面位置Ｐ２に達するものは
同受信用コイル５２により検出される。この時、欠陥Ｆ
と前記表面位置Ｐ１との距離７呂と、欠陥Ｆと前記表面
位置Ｐ２との距離η弓の差が超音波の波長のＩＡの場合
、Ｐｌ とＰ２へ達する超音波の位、相は１８０℃異な
っており、かつ受信用コイル５１＊５Ｚの巻回方向が互
に反対であるため、欠陥信号は同位相で検出される。し
たがって１．欠陥信号は強調されて検出される。
通シである。即ち、第１４図に示す如く、被検体６内部
の欠陥Ｆよシ反射された超音波のうち）一方の受信用コ
イル５１直下の被検体６７の表面位置Ｐ１に達するもの
は同受信用コイル５１により検出され、他方の受信用コ
イル５２直下の被検体６の表面位置Ｐ２に達するものは
同受信用コイル５２により検出される。この時、欠陥Ｆ
と前記表面位置Ｐ１との距離７呂と、欠陥Ｆと前記表面
位置Ｐ２との距離η弓の差が超音波の波長のＩＡの場合
、Ｐｌ とＰ２へ達する超音波の位、相は１８０℃異な
っており、かつ受信用コイル５１＊５Ｚの巻回方向が互
に反対であるため、欠陥信号は同位相で検出される。し
たがって１．欠陥信号は強調されて検出される。
なお、第１０図〜第１２図図示の斜角用ＥＭＡＴにおい
て、送信用コイルを２本−に分割した場合、前記実施例
と同様な効果を発揮できる。
て、送信用コイルを２本−に分割した場合、前記実施例
と同様な効果を発揮できる。
以上詳述した如く、本発明によれば送信用コイルに流れ
る高周波電流によって生じる不感帯を低減でき、かつ特
定深さの欠陥信号を効率よく検出でき、ひいては正確な
欠陥検出を遂行し得る電磁音響トランスデユーサを提供
できる。
る高周波電流によって生じる不感帯を低減でき、かつ特
定深さの欠陥信号を効率よく検出でき、ひいては正確な
欠陥検出を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ＥＭＡＴを示す断面図、第２図は第１図
のＤＭＡＴの底面図、第３図は第１図のＥＭＡＴの作用
を示す断面図、第４図は第１図のＥＭＡＴＯ問題点を説
明するだめの線図、第５図は本発明の一実“施例を示す
ＥＭＡＴの断面図、′第６図は第５図のＥＭＡＴの要部
を示す斜視図、第７図は第５図のＥＭＡＴの受信時の作
用を説明するだめの断面図、第８図は本発明の他の実施
例を示すＥＭＡＴの断面図、第９図は第８図のＥＭＡＴ
による超音波発□生のメカニズムを説明するだめの断面
図、第１０図は本発明の更に他の実施例を示す斜角用Ｅ
ＭＡＴの概略図、第１１図は第１０図に磁気回路を示す
平面図、第１２図は第１０図の送信用、受信用のコイル
を示す平面図、第１３図は第１０図の斜角用ＥＭＡＴの
超音波発生のメカニズムを説明するための概略図、第１
４図は第１０図の斜角用ＥＭＡＴ’の受信時のメカニズ
ムを説明するだめの概略図である。 １・・・コア、２・・・励磁コイル、３ａ・・・中心磁
極、３ｂ・・・外周磁極、４・・・送信用コイル、５１
。 ５２・・・分割受信用コイル、６・・・被検体、７・・
・永久磁石。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦４図 訪問 不夙苧 ５図 第９図 ６ 第１０図 第１１図 第１２図
のＤＭＡＴの底面図、第３図は第１図のＥＭＡＴの作用
を示す断面図、第４図は第１図のＥＭＡＴＯ問題点を説
明するだめの線図、第５図は本発明の一実“施例を示す
ＥＭＡＴの断面図、′第６図は第５図のＥＭＡＴの要部
を示す斜視図、第７図は第５図のＥＭＡＴの受信時の作
用を説明するだめの断面図、第８図は本発明の他の実施
例を示すＥＭＡＴの断面図、第９図は第８図のＥＭＡＴ
による超音波発□生のメカニズムを説明するだめの断面
図、第１０図は本発明の更に他の実施例を示す斜角用Ｅ
ＭＡＴの概略図、第１１図は第１０図に磁気回路を示す
平面図、第１２図は第１０図の送信用、受信用のコイル
を示す平面図、第１３図は第１０図の斜角用ＥＭＡＴの
超音波発生のメカニズムを説明するための概略図、第１
４図は第１０図の斜角用ＥＭＡＴ’の受信時のメカニズ
ムを説明するだめの概略図である。 １・・・コア、２・・・励磁コイル、３ａ・・・中心磁
極、３ｂ・・・外周磁極、４・・・送信用コイル、５１
。 ５２・・・分割受信用コイル、６・・・被検体、７・・
・永久磁石。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦４図 訪問 不夙苧 ５図 第９図 ６ 第１０図 第１１図 第１２図
Claims (1)
- 電磁石のコア又は永久磁石に送信用コイル及び受信用コ
イルを近接して配設すると共に、それらコイルのうちの
いずれか一方を分割し、それら分割コイルを互に巻回方
向が逆となるような構造にしたことを特徴とする電磁音
響トランスデユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035500A JPS59160757A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035500A JPS59160757A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160757A true JPS59160757A (ja) | 1984-09-11 |
Family
ID=12443470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58035500A Pending JPS59160757A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008074200A1 (fr) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Chongqing Ronghai Medical Ultrasound Industry Ltd. | Transducteur à ultrasons électromagnétique et ensemble transducteur |
| JP2009276184A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Kobe Steel Ltd | 電磁超音波センサ |
-
1983
- 1983-03-04 JP JP58035500A patent/JPS59160757A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008074200A1 (fr) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Chongqing Ronghai Medical Ultrasound Industry Ltd. | Transducteur à ultrasons électromagnétique et ensemble transducteur |
| US8116509B2 (en) | 2006-12-19 | 2012-02-14 | Chongqing Ronghai Medical Ultrasound Industry Ltd. | Electromagnetic ultrasonic transducer and array thereof |
| JP2009276184A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Kobe Steel Ltd | 電磁超音波センサ |
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