JPS60142247A - 集束型超音波探触子 - Google Patents
集束型超音波探触子Info
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- JPS60142247A JPS60142247A JP58249107A JP24910783A JPS60142247A JP S60142247 A JPS60142247 A JP S60142247A JP 58249107 A JP58249107 A JP 58249107A JP 24910783 A JP24910783 A JP 24910783A JP S60142247 A JPS60142247 A JP S60142247A
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- Japan
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- focusing
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- 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
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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。
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、集束型超音波探触子に関し、舶用プ１１ベラ
翼等の被検材の表面近傍に存在する欠陥、特に被検材表
面にほぼ平行な面状の拡がりを持つ欠陥を感度よく検出
てきるようにしたものである。
翼等の被検材の表面近傍に存在する欠陥、特に被検材表
面にほぼ平行な面状の拡がりを持つ欠陥を感度よく検出
てきるようにしたものである。
製品にはその用途に応して表面ｉ！ｉ：傍に存在する欠
陥が強度的に特に問題となるものかある。そのようなも
のの例として、例えば舶用プロペラかある。舶用プロペ
ラは船舶の航行状況によって翼に激しい変動応力か加わ
る。応力分布は７表面ご最大となるため、翼表面（特に
前進面）近傍に存在する欠陥は直接破損につながる。
陥が強度的に特に問題となるものかある。そのようなも
のの例として、例えば舶用プロペラかある。舶用プロペ
ラは船舶の航行状況によって翼に激しい変動応力か加わ
る。応力分布は７表面ご最大となるため、翼表面（特に
前進面）近傍に存在する欠陥は直接破損につながる。
そこで、従来、舶用プロペラ翼の表面近傍の１１ｊ造欠
陥を検出するためＮ１）Ｉ（非破壊検ｆ！ｉ−）として
、超音波による欠陥検出システムか採用されているが、
従来の探触子は市販の２分割型探触子てあったため、表
面近傍に存在する欠陥を検出することがてぎなかった。
陥を検出するためＮ１）Ｉ（非破壊検ｆ！ｉ−）として
、超音波による欠陥検出システムか採用されているが、
従来の探触子は市販の２分割型探触子てあったため、表
面近傍に存在する欠陥を検出することがてぎなかった。
即し、超音波探傷試験により被検相の表面ｉ！Ｌ傍に存
在する欠陥を検出するためには、従来Ｊ／Ｊ超音波の送
・受信を別々に受υノ持つ振動子を対向さ一ロた２分割
型探触子が用いられてきた。この２分９り型探触子て表
面近傍欠陥の検出か可能となるのは、音響セパレークを
送信用振動ｒと受信用振動子」子の中間に配して、発生
した表面工ｍｌ−を受信用振動子が検出しないように遮
断し、表面不感・）１１を極力小さく抑えているからで
ある。
在する欠陥を検出するためには、従来Ｊ／Ｊ超音波の送
・受信を別々に受υノ持つ振動子を対向さ一ロた２分割
型探触子が用いられてきた。この２分９り型探触子て表
面近傍欠陥の検出か可能となるのは、音響セパレークを
送信用振動ｒと受信用振動子」子の中間に配して、発生
した表面工ｍｌ−を受信用振動子が検出しないように遮
断し、表面不感・）１１を極力小さく抑えているからで
ある。
２分割型探触子の表面近傍欠陥の検出性能は欠陥に対す
る距離振幅特性曲線（欠陥からの振動の強度と欠陥まで
の深さとの関係）で表現される。
る距離振幅特性曲線（欠陥からの振動の強度と欠陥まで
の深さとの関係）で表現される。
その−例として、第１図に市販の垂直２分割型探触子の
平底穴に対する距離振幅特性曲線（横軸に探ｉ１＋（：
面から平底穴までの深さを、縦軸には平底穴からのエニ
ｆ−強度をとっている。）を示す。表面近傍の欠陥を検
出する場合、探触子では音響セパレータと探傷面とのギ
ヤツブ辺りからのエコーの漏れ（クロスト一りエコー）
等による表面エコーｌを完全に無くずことはできない。
平底穴に対する距離振幅特性曲線（横軸に探ｉ１＋（：
面から平底穴までの深さを、縦軸には平底穴からのエニ
ｆ−強度をとっている。）を示す。表面近傍の欠陥を検
出する場合、探触子では音響セパレータと探傷面とのギ
ヤツブ辺りからのエコーの漏れ（クロスト一りエコー）
等による表面エコーｌを完全に無くずことはできない。
従ってこの表面コーコー１の強度レベルか第１図に描か
れたようなものであれは、表面エコー１の強度レベルが
欠陥コーコーの検出基準を」二回り、欠陥を欠陥として
認識Ｊるごとかζきず、ふ１線て示ず範囲が検出率！’
Ｊ ｆｉｕの所謂表面不感帯２となる欠点があった。
れたようなものであれは、表面エコー１の強度レベルが
欠陥コーコーの検出基準を」二回り、欠陥を欠陥として
認識Ｊるごとかζきず、ふ１線て示ず範囲が検出率！’
Ｊ ｆｉｕの所謂表面不感帯２となる欠点があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、表面不感帯
を低減し７、欠陥からの工二Ｊ−強度の深さに対゛４る
依存度か少なく、表面エコーの強度レベルに比較して欠
陥エコーの強度レベルか十分大きい距！１ｌｉｌｔ振幅
特性を右する集束型超音波探触子を提（Ｊ（するもので
あって、その特徴とする処は、送信用振動子と受信用振
動子とを音響的に隔絶と２で対向さセた分割型超音波探
触子において、送・受信用振動子を共に集束型振動子と
し、該各集束型振ＤＪ子に対応Ｊる遅延線を、超８波ヒ
ームの集束１・・ｋの終端がひ検利表面に一致するよう
に設りた点にある。
を低減し７、欠陥からの工二Ｊ−強度の深さに対゛４る
依存度か少なく、表面エコーの強度レベルに比較して欠
陥エコーの強度レベルか十分大きい距！１ｌｉｌｔ振幅
特性を右する集束型超音波探触子を提（Ｊ（するもので
あって、その特徴とする処は、送信用振動子と受信用振
動子とを音響的に隔絶と２で対向さセた分割型超音波探
触子において、送・受信用振動子を共に集束型振動子と
し、該各集束型振ＤＪ子に対応Ｊる遅延線を、超８波ヒ
ームの集束１・・ｋの終端がひ検利表面に一致するよう
に設りた点にある。
以下、図示の実施例について本発明を訂述すると、第２
図は垂直２分割式の集束型超音波探触ｆの構造を示し、
３は送信用振動子、４は受信用振動子で、これら振動子
３・４は共に集束型振動子から成り、ホルダ５６に装着
され、かつケース又は外殻７内に収められている。８は
音響セパレータで、振動子３・４を音響的に隔絶するよ
う６コ設りられ′（いる。９・ＩＯは各振動子３・４６
ご対応する遅延線で、超音波ヒームの集束域の終端を被
検祠の表面に一致さ−Ｕ、被検＋１の表面的十より、２
４°（示した送・受信用振動子の一６ｄＢ”（定７ｎさ
れる音の外形紅“かオーバラップすイ）領域かできる。
図は垂直２分割式の集束型超音波探触ｆの構造を示し、
３は送信用振動子、４は受信用振動子で、これら振動子
３・４は共に集束型振動子から成り、ホルダ５６に装着
され、かつケース又は外殻７内に収められている。８は
音響セパレータで、振動子３・４を音響的に隔絶するよ
う６コ設りられ′（いる。９・ＩＯは各振動子３・４６
ご対応する遅延線で、超音波ヒームの集束域の終端を被
検祠の表面に一致さ−Ｕ、被検＋１の表面的十より、２
４°（示した送・受信用振動子の一６ｄＢ”（定７ｎさ
れる音の外形紅“かオーバラップすイ）領域かできる。
Ｌうに設りられている。ごの遅延線９・１０は水又Ｇ、
１アクリル樹脂等から形成されている。１１−１２ｉＪ
ｉ ：’、１ネクター（ある。なお、集束型１辰動子は
それ自体が■、ト而面に形成されたものの他、平線状の
振動子と凹状の音響レンスとを組合わせたものでも良い
。
１アクリル樹脂等から形成されている。１１−１２ｉＪ
ｉ ：’、１ネクター（ある。なお、集束型１辰動子は
それ自体が■、ト而面に形成されたものの他、平線状の
振動子と凹状の音響レンスとを組合わせたものでも良い
。
集束型振動子において、超音波ヒームを音響レンス等を
用いて集束させると、第ｊ（図に見られるように、極め
て細く （断面Ｓ＋）絞られた超音波ヒームかｉｌられ
る領域〔集束領域１３〕と超音波が急激に拡１１ｋ（角
度α）シ′でいく領域〔拡１１に領域１４〕の２つのヤ
ｉ徴的な領域か得られる。
用いて集束させると、第ｊ（図に見られるように、極め
て細く （断面Ｓ＋）絞られた超音波ヒームかｉｌられ
る領域〔集束領域１３〕と超音波が急激に拡１１ｋ（角
度α）シ′でいく領域〔拡１１に領域１４〕の２つのヤ
ｉ徴的な領域か得られる。
そこ”（、第４図に示すように、送・受イご振りｊ子３
４とも、遅延線９・１０の被検ＪＡ１５側端部と集束領
域３の終端が一致するように設定しておりば、送・受信
用振動子３から被検月１５に投入された超音波ヒームは
急激に拡Ｉｉ＆する。本探触子の場合、遅延線内で超音
ｌ皮ヒームか細く絞られているため、送・受探触子の入
射点を従来の２分割型探触子よりも近接させることがＩ
ＩＪ能となる。その結果、表面直トから送・受探触子の
一６ｄｌｌで定義される音の外形線かオーバラップする
領域ができる。従って、表面近傍に欠陥１６が存在した
場合、超音波は欠陥１６におい゛ζ反射され、受信用振
動子４ご受ｆｉされる。ここで、受１旧則の超音波も拡
）；にしているため、探触子を探傷面上でＸ−Ｙ走査さ
せんとき、欠陥１６からの反射波を広範囲に渡り受信で
きることから、従来の市販の２分割型探触子に比べて表
面近傍の欠陥の検出回数が格段に向」二するごとになる
。
４とも、遅延線９・１０の被検ＪＡ１５側端部と集束領
域３の終端が一致するように設定しておりば、送・受信
用振動子３から被検月１５に投入された超音波ヒームは
急激に拡Ｉｉ＆する。本探触子の場合、遅延線内で超音
ｌ皮ヒームか細く絞られているため、送・受探触子の入
射点を従来の２分割型探触子よりも近接させることがＩ
ＩＪ能となる。その結果、表面直トから送・受探触子の
一６ｄｌｌで定義される音の外形線かオーバラップする
領域ができる。従って、表面近傍に欠陥１６が存在した
場合、超音波は欠陥１６におい゛ζ反射され、受信用振
動子４ご受ｆｉされる。ここで、受１旧則の超音波も拡
）；にしているため、探触子を探傷面上でＸ−Ｙ走査さ
せんとき、欠陥１６からの反射波を広範囲に渡り受信で
きることから、従来の市販の２分割型探触子に比べて表
面近傍の欠陥の検出回数が格段に向」二するごとになる
。
また、送・受信に拡ルヒームを用いることで、表面近傍
に存在ｊ゛る欠陥からのニーＩ−強度は増すことになり
、表面近傍の欠陥のＳ／Ｎか向−１−する。
に存在ｊ゛る欠陥からのニーＩ−強度は増すことになり
、表面近傍の欠陥のＳ／Ｎか向−１−する。
このような考えのもとに製作した２分割型枠触子は、第
５図に示すような距離振幅特性を示し、第１図の従来の
市販の２分割型探触子に見られるような表面近傍での振
幅特性の変動か抑えられ、欠陥の定量的な計１ｉ１１ｉ
が行い易（なることを示唆している。また、表面工」−
１に比較して表面から１１１＋１以深の欠陥１：ノーの
強度は十分弁別しく！Ｉイ）程度得られており、表面近
傍の欠陥Ｓ／Ｎか向」ニし表面不感帯の低減が図れた。
５図に示すような距離振幅特性を示し、第１図の従来の
市販の２分割型探触子に見られるような表面近傍での振
幅特性の変動か抑えられ、欠陥の定量的な計１ｉ１１ｉ
が行い易（なることを示唆している。また、表面工」−
１に比較して表面から１１１＋１以深の欠陥１：ノーの
強度は十分弁別しく！Ｉイ）程度得られており、表面近
傍の欠陥Ｓ／Ｎか向」ニし表面不感帯の低減が図れた。
第６図に市販の２分割型探触子と本発明による探触子の
各々の距離振幅特性曲線を比較して示した。表面近傍（
１−：３＋Ｗｌ）の欠陥のＳ／Ｎは、市販の２分割型探
触子では、１．２程度であるのに対して、本発明による
２分割型探触子では１．５〜２゜Ｏ程度青られており、
距離振幅特性の改善がなされたことか判る。
各々の距離振幅特性曲線を比較して示した。表面近傍（
１−：３＋Ｗｌ）の欠陥のＳ／Ｎは、市販の２分割型探
触子では、１．２程度であるのに対して、本発明による
２分割型探触子では１．５〜２゜Ｏ程度青られており、
距離振幅特性の改善がなされたことか判る。
また、第７図に市販の２分割型探触子と本発明による探
触子を用いて、１ＩＩＩＩピンチで試験片をＸ−Ｙ走査
ざ・Ｕたときの欠陥（ψ４ｗ１１１平底穴、深さ１、
＋５． ２． ３． ４． ５． ７．１０．１５．２
０．、＋ｉｍ）の深さと検出回数との関係を示す。第７
図へが＋ｌｉ販の２分割型探触子の結果、同図１３が本
発明による探触子の結果である。両者を比較してみると
、本発明による探触子を用いることで表面近傍の欠陥に
対」る検査回数は格段に向」ニしていることが１′りる
。
触子を用いて、１ＩＩＩＩピンチで試験片をＸ−Ｙ走査
ざ・Ｕたときの欠陥（ψ４ｗ１１１平底穴、深さ１、
＋５． ２． ３． ４． ５． ７．１０．１５．２
０．、＋ｉｍ）の深さと検出回数との関係を示す。第７
図へが＋ｌｉ販の２分割型探触子の結果、同図１３が本
発明による探触子の結果である。両者を比較してみると
、本発明による探触子を用いることで表面近傍の欠陥に
対」る検査回数は格段に向」ニしていることが１′りる
。
なお実施例は、垂直２分割式を例示しているが、４個の
振動ｒを備えた４分割型としても良い。
振動ｒを備えた４分割型としても良い。
本発明によれは、遅延線の被検＋Ａｌｕｌ＋端邪におけ
る超畠波ビームの断面積を小さくでき、被検拐の表面で
反射する表面エコーか減少する。また、遅延線の端部か
ら被検材側では超音波ヒームが大きく拡散し、表面近傍
の欠陥からのエコーが人きくかつ安定したものとなり、
従って、これらの相乗効果により、表面近傍に欠陥かあ
れは、表面エコーよりも大きな欠陥エコーを得ることか
でき、表面近傍の欠陥を感度良く散出てきる。
る超畠波ビームの断面積を小さくでき、被検拐の表面で
反射する表面エコーか減少する。また、遅延線の端部か
ら被検材側では超音波ヒームが大きく拡散し、表面近傍
の欠陥からのエコーが人きくかつ安定したものとなり、
従って、これらの相乗効果により、表面近傍に欠陥かあ
れは、表面エコーよりも大きな欠陥エコーを得ることか
でき、表面近傍の欠陥を感度良く散出てきる。
第１図は従来の探触子の距離振幅特性曲線を示す図、第
２図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図及び第４
図はその説明図、第５図（ま本発明の距離振幅４’ｒ惜
−曲線を示す図、第６図ムｊ従来と本発明との距離振幅
時１１１の比較を示す図、第７図Ａ・Ｂは本発明と従来
との欠陥検出回数の相違を示す図である。 ３・・・送信用振動子、４・・受信用振動子、８・・音
響セパレータ、９・１０・・・遅延線、１３・・・築東
領域、１４・・・拡散領域。
２図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図及び第４
図はその説明図、第５図（ま本発明の距離振幅４’ｒ惜
−曲線を示す図、第６図ムｊ従来と本発明との距離振幅
時１１１の比較を示す図、第７図Ａ・Ｂは本発明と従来
との欠陥検出回数の相違を示す図である。 ３・・・送信用振動子、４・・受信用振動子、８・・音
響セパレータ、９・１０・・・遅延線、１３・・・築東
領域、１４・・・拡散領域。
Claims (1)
- １、送信用振動子と受信用振動子とを音響的に隔絶して
対向させた分割型超音波探触子において、送・受信用振
動子を共に集束型振動子とし、該各集束型振動子に対応
する遅延線を、超音波ヒームの集束域の終端が被検材表
面に一致するように設ＬＪたごとを特徴とする集束型超
音波探触子・。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249107A JPS60142247A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 集束型超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249107A JPS60142247A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 集束型超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60142247A true JPS60142247A (ja) | 1985-07-27 |
Family
ID=17188056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58249107A Pending JPS60142247A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 集束型超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60142247A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314158U (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-29 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP58249107A patent/JPS60142247A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314158U (ja) * | 1986-07-14 | 1988-01-29 |
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