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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- transmitting
- 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
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
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- G—PHYSICS
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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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