JPS61200463A - 超音波探触子 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は被検体内部の欠陥を探る超音波探触子に係り、
特に液槽内において使用される探触子に好適な超音波探
触子に関する。

〔発明の背景〕

ある物体の内部における欠陥の有無を、その物体を破哄
することな（探る方法に超音波探傷法があり、広く一般
に用いられている。この超音波探傷法は探触子から超音
波を検査される物体（被検体）に放射し、被検体から返
ってくる超音波エコーを前記探触子で受信し、この超音
波エコーの状態を分析して欠陥の有無を判断する方法で
ある。

ところで、超音波は探触子と被検体の間に気体が介在し
ているとほとんど被検体に射入しないで全反射してしま
う。したがって、探触子を接触媒質を介し被検体に接触
させて探傷な行なう接触法が使用されるが、この方法は
その接触圧力により超音波エコーが大きく変化する。一
方、探触子と被検体との間に水等の液体が介在する場合
、気体が介在する場合に比べて超音波の被検体への討入
割合が高くなる。以上のことを勘案し、被検体の探傷を
自動的に行なう場合には、探触子と被検体　　　′との
間に液体を介する水浸超音波探傷法が用いられることが
多い。以下、これを図により説明する。

第４図は水浸超音波探傷法を実施する装置の側面図であ
る。図で、１は水Ｗを満たした水槽、２は水槽１の底部
に置かれた支持台、３は支持台２上に載置された被検体
、４は探触子である。５は探触子４と接続される超音波
探傷器であり、探触子４から超音波を放射せしめるとと
も忙探触子４が受信した超音波エコーを入力する。水槽
１又は探触子４は図示しない駆動装置により相対的に移
動可能となっている。

探触子４には種々の型のものがあるが、振動子の構成に
より、超音波送信用振動子と超音波送信用振動子０２つ
の振動子を有する分割型の探触子。

および超音波の送受信を１つの振動子で行なう一体型の
探触子に大別することができる。これらの探触子を図に
より説明する。

第５図（α）、（ｂ）は分割型探触子の断面図および底
面図である。図で、７は底部が開放された円筒形のハウ
ジング、８はハウジング７を半円状に２分割する音響分
割壁、９α、９Ａは音響分割壁８により形成されるノλ
ウジング７内の２つの室にそれぞれ設けられるくさびで
ある。くさび９　α、９ｈは例えばアクリル樹脂等によ
り形成される。ｌＯαはくさび９ａ上に角度をつけて＃
けられた送信用振動子、１０ｂはくさび９ｂ上に角度を
つけて設けられた受信用振動子である。１１α、１１ｂ
はそれぞれ送信用振動子１０α、受信用振動子１０ｈと
、超音波探傷器５との間の電気的接続を行なうための接
栓である。

超音波探傷器５からは所定周波数のパルス電圧が出力さ
れ、このパルス電圧は接栓１１αを介して送信用振動子
１０αに印加される。これにより送信用振動子１０αは
超音波を発信し、この超音波はくさび９αおよび水槽１
内の水中を通って被検体３内に射入する。被検体３から
の超音波エコーは、水中およびくさび９ｈを通って受信
用振動子１０ｈに受信されて電気信号に変換され、この
電気信号は接栓１１Ａを介して超音波探傷器５に入力さ
れる。

この場合、音響分割壁８は送信用振動子１０αから出力
された超音波が直接受信用振動子１０１Ｊに伝播するの
を防止する機能を有し、このため、可成りの厚さに形成
されている。

第６図は一体型探触子の断面図である。図で、１３は円
筒形のハウジング、１４はハウジング１３の底部に取付
けられたレンズ、１５はレンズ１４上に設けられた振動
子、１６はレンズ１４および振動子１５上に設けられた
ダンパ、１７は超音波探傷器５と撮動子１５との間の電
気的接続を行なうｈめの接栓である。

ダンパ１６は、例えばアクリル樹脂等で形成され、振動
子１５の押えとともに振動子１５かも出力される超音波
エネルギの上方への放射を抑制する機能を有する。

撮動子１５かも出力された超音波はレンズ１４により集
束され、水中を通って被検体３０表面の一点から被検体
３内に射入する。被検体３からの超音波エコーは水中を
通ってレンズ１４により集められ、振動子１５に入って
電気信号に変換され、接栓１７を介して超音波探傷器５
に入力される。

ところで、被検体３内に発生する欠陥部の発生個所は、
被検体３により定まっていることが多く、探傷に際して
はこのような個所が重点個所として探傷される。したが
って、超音波の被検体３への射入位置も上記重点個所に
合致せしめられる。しかしながら、第４図に示すように
、検食員は水槽１の外部からこの位置合わせを行なわね
ばならず、たとえ被検体３上の重点個所にマークが付さ
れていても、探触子４をこのマークの垂直線上に位置せ
しめることは甚だ内鑵である。この困難性は走査方式の
探傷を行なう＃！ｈ合も同様に発生する。即ち、水槽１
と探触子４を相対的に所定ピッチで移動させて被検体３
を超音波走査する場合でも、被検体３の全面を走査する
と探傷不要の個所まで走査することとなり、探傷に多く
の時間を要するので１通常は重点個所の近傍のみ走査す
る手段が採用される。このため、探傷の最初には探触子
４を被検体３０重点個所近傍の直上にセットする必要が
あり、走査による探傷といえども上述の困難性を免れる
ことはできない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の困難性を除き、被検体
と探触子との所定の相対位置を容易に設定することがで
きる超音波探触子を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は、探触子のハウジ
ング内九光ファイバを導入し、この光ファイバの一端を
光源に面して設置し、被検体上において、光ファイバの
他端からの光の照射位置と探触子からの超音波の射入位
置とがほぼ一致するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の各実施例に基づいて説明する。

第１図（α）、（ｂ）は本発明の第１の実施例に係る分
割型探触子の断面図および底面図である。

図で、第５図（α）、（ｂ）に示す部分と同一部分には
同一符号を付して説明を省略する。２０は光源およびそ
の光源の点、滅を行なうスイッチを備えた光源装置であ
る。２１は音響分割壁８の中央に垂直方向に形成された
細い貫通孔である。２２は光源装置２０から接栓２３を
通って音響分割壁８の貫通孔２１に通される光ファイバ
である。光ファイバ２２の一端は光源装置２０の光源と
対向する位ｆＫ設ゆられ、他端は探触子の底部に面して
いる７、探傷を行なう場合、光源を点灯するとその光は
光ファイバ２２の一端面から射入し、光ファイバ２２に
導かれてその他端面から放射され、被検体３０表面の一
点を照射する。そして、元ファイバ２２が背響分割！８
の中央に垂直に位置すること、および送信用振動子１０
αが傾斜をもって設けられていることから、被検体３０
表面における元の照射位置と超音波の射入位置とはほぼ
一致することとなる。被検体３０表表面ｍ射された光は
水槽１の外から見ることができるので、検査員は水槽１
又は探触子を移動させて被検体３の表面の光の位置を観
察し、これを重点個所に一致させることにより、被検体
３に対する探触子の位置を所定の位置に正確かつ容易に
設定することができる。

このように本実施例では、探触子の音響分割壁の中央に
に通孔を設けこれに光７アイパを挿入して光を放射する
ようにしたので、探雁子と被検体の相対位置を正確かつ
容易に設定することができる。そして、特に被検体の表
面形状が複雑である場合、この効果は顕著となる。

第２図は本発明の第２の実施例に係る一体型探触子の断
面図である。図で、第６図に示す部分と同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。

２５はさぎの実施例に示す光源装置２０と同じく、光源
およびその光源の点、滅を行なうスイッチを備えた光源
装置である。２６はダンパ１６の中央にあけられた貫通
孔、２７は振動子１５の中央にあけられた貫通孔、２８
はレンズ１４の中央にあけられた貫通孔である。これら
貫通孔２６．２７．２８はいずれも垂直に形成され、か
つ、その中心軸は一致している。

２９は光源装ｆｔ２５から接栓３０を通って貫通孔２６
．２７．２８内に挿通された光ファイバである。光ファ
イバ２９の一端は光源装置２５の光源と対向する位置に
設けられ、他端は探触子の底部に面している。

探傷を行なう場合、光７アイパ２９の他端から放射され
る光は被検体３０表面の一点を照射し、この照射光は水
４１の外から見ることができる。そして、貫通孔２７．
２８がそれぞれ振動子１５、レンズ１４の中心にあるこ
とから、照射光の光軸は超音波の中心軸と一致し、した
がって、被検体３０表面の照射位置は超音波の射入位置
と一致する。探触子の位置の設定動作はさぎの実施例と
同じである。

このように、本実施例では、探触子のダンパ、振動子お
よびレンズの中央に貫通孔を設け、これら貫通孔に光フ
ァイバを挿入して光を放射するようにしたので、さぎの
実施例と同じ効果を奏する。

第３図は本発明の第３の実施例に係る一体型探触子の要
部断面図である。図で、第２図に示す部分と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。本実施例がさぎの
実施例のものと異なるのは。

さぎの実施例のものが光ファイバ２９を貫通孔２６．２
７．２８に挿通しているのに対し、本実施例の光ファイ
バ２９はダンパ１６０貫・通孔２６のみに挿通され、貫
通孔２７．２８には挿通されていない点だけであり、他
の構成は両者全く等しい。光ファイバ２９の端面かも放
射される光は、振動子１５０貫通孔２７およびレンズ１
４の貫通孔２８を通って被検体３０表面に照射される。

このように、本実施例では、探触子のダンパ、振動子お
よびレンズの中央に貫通孔を形成し、ダンパの貫通孔に
光ファイバを挿入し、その端面からの光を缶動子および
レンズに形成された貫通孔を通って放射するようにした
ので、さぎの各実施例と同じ効果を奏するばかりでなく
、振動子およびレンズの貫通孔の径を小さくすることが
できる。

なお、上記実施例の説明では、水浸超音波探傷法に使用
される探触子について説明したが、他の探傷法、例えば
接触探傷法に使用される探触子にも適用でき、又、一体
型の探触子においてレンズを用（・ないフラット型のも
のや振動子自身が曲げられてレンズ機能を兼用する型の
ものＫも適用できるのは明らかである。さらに、光ファ
イバとして連続した一本の光ファイバを用いる例につい
て説明したが、光ファイバな探触子内の光ファイバと探
触子外の光ファイバとに分離することもできる。この場
合、一方の光ファイバから他方の光ファイバへの光の色
違を可能とする接続機構を有する接栓が用いられる。又
、光ファイバは複数本使用することもできる。又、光源
からの光は連続光であっても断続光であってもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本実施例では、探触子から放射され
る超音波の被検体面の射入位置と一致する光照射位置と
なるように探触子内に光ファイバを設けたので、被検体
に対する探触子の位置を正確かつ容易罠設定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（α）、Ｃｂ）は本発明の第１の実施例に係る探
触子の断面図および底面図、第２図および第３図は本発
明の第２の実施例および第３の実施例に係る探触子の断
面図、第４図は水浸超音波探傷法を実施する装置の側面
図、第５図（α）、（ｂ）は従来の探触子の断面図およ
び底面図、第６図は従来の他の探触子の断面図である。 １・・・・・・水槽、３・・・・・・被検体、４・・曲
・探触子、５・・・・・・超音波探傷器、７，１３・・
・・・・ハウジング、８・・・・・・音響分割墾、９α
、９ｂ・・・・・・くさび、１０α、　ＩＯｂ。 １５・・・・・・振動子、１４・・・・・・レンズ、１
６・・・・・・ダンパ、２０゜２５・・・・・・光源装
置、２１．２６．２７．２８・・・・・・貫通孔、２２
゜２９・・・・・・光ファイバ。 第１図 （ｂ） θ 第２図 第３図 「 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングと、このハウジング内に収容された振動子と
   を備え、この振動子からの超音波を被検体に導入して当
   該被検体内の欠陥部を探る超音波探触子において、前記
   ハウジング内に一方端が光源に面する光ファイバを導入
   し、この光ファイバの他方端から照射される光の前記被
   検体上の照射位置が前記超音波の前記被検体上の射入位
   置とほぼ一致するように前記光ファイバを前記ハウジン
   グ内に固定したことを特徴とする超音波探触子