JPS61233362A - 板波超音波探傷方法 - Google Patents
板波超音波探傷方法Info
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- JPS61233362A JPS61233362A JP60064737A JP6473785A JPS61233362A JP S61233362 A JPS61233362 A JP S61233362A JP 60064737 A JP60064737 A JP 60064737A JP 6473785 A JP6473785 A JP 6473785A JP S61233362 A JPS61233362 A JP S61233362A
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- 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
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- G—PHYSICS
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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
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- G01N29/346—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with amplitude characteristics, e.g. modulated signal
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- G—PHYSICS
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- G01N2291/2632—Surfaces flat
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明は&熱間圧延、冷間圧延により製造され連続搬送
されて来る金属薄板の辰m疵、クミネ・−ジョン、非金
属介在物等の欠陥′t−検出するための新規の板波超音
rlL探傷方法に関する。
されて来る金属薄板の辰m疵、クミネ・−ジョン、非金
属介在物等の欠陥′t−検出するための新規の板波超音
rlL探傷方法に関する。
(従来の技術)
前記の板材の欠陥検出のためには、&音波探I1. ?
l板波超音波による探傷方法が有利に用いられる。その
方法は、第1図の平面図で示すように被検板材への超f
波の導入の九め搬送方向(−の板材(1)の端部近傍に
板材の振動に強いタイヤ探触子(2)を配置して超音波
パルスを入射し点線図示の板波の伝播方向(b)が搬送
方向(a)と直角になるようにする。タイヤ探触子によ
る板材の探傷では斜線指摘の探傷不能の不感帯(01)
(0諺)が生ずることが問題となる。不感帯(Os)は
タイヤ探触子内の雑エコーの几め、t7を不感帯(Cm
)は板波の速度分数の丸め不感となる。
l板波超音波による探傷方法が有利に用いられる。その
方法は、第1図の平面図で示すように被検板材への超f
波の導入の九め搬送方向(−の板材(1)の端部近傍に
板材の振動に強いタイヤ探触子(2)を配置して超音波
パルスを入射し点線図示の板波の伝播方向(b)が搬送
方向(a)と直角になるようにする。タイヤ探触子によ
る板材の探傷では斜線指摘の探傷不能の不感帯(01)
(0諺)が生ずることが問題となる。不感帯(Os)は
タイヤ探触子内の雑エコーの几め、t7を不感帯(Cm
)は板波の速度分数の丸め不感となる。
超音IjL探触子は板材の幅に応じて2以上使用するこ
ともあるが、探触子を複歇個使用すること忙よって不感
帯(01)の探傷が可能となる。しかし速度分数による
不感帯(OS)の不惑は解消されない。
ともあるが、探触子を複歇個使用すること忙よって不感
帯(01)の探傷が可能となる。しかし速度分数による
不感帯(OS)の不惑は解消されない。
端部の不感帯を減少させる次めの1策として。
最近、第2図に示すようなトーンバースト技を送信波に
用いるようになり次。トーンバースト技を入射すると1
通常のパルス反射の波忙較べて周波数分散が小さいので
、速度分飲忙よる伝播方向の音の拡がりが小さくなり端
部の不感帯(0−を減少させろことができる。また欠陥
の検出感度も向上する。しかし板幅1500mの板材で
150al程度の端部の不感帯がまだ存在している。
用いるようになり次。トーンバースト技を入射すると1
通常のパルス反射の波忙較べて周波数分散が小さいので
、速度分飲忙よる伝播方向の音の拡がりが小さくなり端
部の不感帯(0−を減少させろことができる。また欠陥
の検出感度も向上する。しかし板幅1500mの板材で
150al程度の端部の不感帯がまだ存在している。
(発明が解消しようとする問題点)
本発明は板材の板波超音波探傷に関し、板材端部の不感
帯を前記従来技術によるそれよりも顕著に減少させるこ
とのできる方法を1!供することを目的とする。
帯を前記従来技術によるそれよりも顕著に減少させるこ
とのできる方法を1!供することを目的とする。
(問題点を解決する几めの手段1作用、実施例)前記の
従来技術の問題点の不感帯の減少の几め1本発明方法に
おいては、薄肉の被検板材に超音波探触子から振幅変5
Iill波(ムM波)を入射し板波超音波により探傷す
るようにする。第5図は入射AM波を示す。AM&を用
いると第2図のトーンパース)iK較べて周波数分数が
小さくなり波の拡がりが減少する。その結果、板材11
!IIの不感帯の幅を減少させることが可能上なる。
従来技術の問題点の不感帯の減少の几め1本発明方法に
おいては、薄肉の被検板材に超音波探触子から振幅変5
Iill波(ムM波)を入射し板波超音波により探傷す
るようにする。第5図は入射AM波を示す。AM&を用
いると第2図のトーンパース)iK較べて周波数分数が
小さくなり波の拡がりが減少する。その結果、板材11
!IIの不感帯の幅を減少させることが可能上なる。
また1本発明方法においては、AM波超超音波探触子周
波数持性を広帯域特性のものとする。
波数持性を広帯域特性のものとする。
広帯域の探触子を使うと狭帯域のものに較べて周波数可
変範囲が拡がる。周波&を広帯域幅内で変化°させるこ
とにより、同じ探傷条件で探傷できる板材の厚さの範囲
が拡がる。探触子の共振周波数とその受信電圧oH技数
とが異なる場合、従来技術のトーンバースト波では探触
子の共振周波数の影響が探傷tIIIII−yる原因と
して加わる。本発明方法では広帯域範囲内の周波数の異
なるAM波を用いることによりその影智が軽減され、不
感帯の幅を減少させることか可能となる。
変範囲が拡がる。周波&を広帯域幅内で変化°させるこ
とにより、同じ探傷条件で探傷できる板材の厚さの範囲
が拡がる。探触子の共振周波数とその受信電圧oH技数
とが異なる場合、従来技術のトーンバースト波では探触
子の共振周波数の影響が探傷tIIIII−yる原因と
して加わる。本発明方法では広帯域範囲内の周波数の異
なるAM波を用いることによりその影智が軽減され、不
感帯の幅を減少させることか可能となる。
本発明は従来技術のトーンバースト波の場合との比較判
断が発明の技術的内含を明111にする性質のもののた
め、以下、バρス波、トーンバースト波の場合と対比し
ながら具体的に説明する。
断が発明の技術的内含を明111にする性質のもののた
め、以下、バρス波、トーンバースト波の場合と対比し
ながら具体的に説明する。
第4図はOp = 5990 、 On −2960の
Tiの板材を被検材とし、弾性波理論を使っての計算に
より、 Ti板板波位相Ma!の変化を示したものであ
る。横軸KmfllEIl技款(Mliz/5ea)と
板厚(gw)との積(f@d積)をと〕、縦軸に位相速
度(m/s・C)をとっている。図中の符号Sは板の中
央面に関して対称なモード、Aは斜対称の毫−ドを表わ
しそれぞれの添数字は次数を表わす。
Tiの板材を被検材とし、弾性波理論を使っての計算に
より、 Ti板板波位相Ma!の変化を示したものであ
る。横軸KmfllEIl技款(Mliz/5ea)と
板厚(gw)との積(f@d積)をと〕、縦軸に位相速
度(m/s・C)をとっている。図中の符号Sは板の中
央面に関して対称なモード、Aは斜対称の毫−ドを表わ
しそれぞれの添数字は次数を表わす。
第5図は同じ被検材で弾性波理論を使っての計算によ)
T1板板波群速度の変化を示したものである。横軸に周
波数X板厚(MHz/aec x■)をとシ、縦軸に群
速度(Vg)(fFl/age)をとっている。図中の
符号、添数字は 第4図と同じである。
T1板板波群速度の変化を示したものである。横軸に周
波数X板厚(MHz/aec x■)をとシ、縦軸に群
速度(Vg)(fFl/age)をとっている。図中の
符号、添数字は 第4図と同じである。
板材の端ill不感帯が生ずる原因は、第5図に示すよ
うに、周波&によって群速度が異なるいわゆる速度分散
による。パルス探傷法で使用するパルスは搬送周波数を
中心にしである周波数帯域を持っている。この場合、端
部の不感帯を減少させるにFiS周m&分布に対して群
速度の変化の少いところ、または群速度の極大値の近傍
を用いれはよい。しかし、検出能の問題。
うに、周波&によって群速度が異なるいわゆる速度分散
による。パルス探傷法で使用するパルスは搬送周波数を
中心にしである周波数帯域を持っている。この場合、端
部の不感帯を減少させるにFiS周m&分布に対して群
速度の変化の少いところ、または群速度の極大値の近傍
を用いれはよい。しかし、検出能の問題。
板厚等によって、上記以外の条件を使用しなければなら
ない場合が多い。
ない場合が多い。
第6図に示すような、被検材板(1)、水域(3)。
超音波探触子(2)、の局部水浸法の実験装置により矢
印で示す板波を発生させたときの端面エフ−¥を第7図
(4)k示す。根板(1)は厚畜0.55−のT1板を
用い友・板波モードは8oで、送信波は。
印で示す板波を発生させたときの端面エフ−¥を第7図
(4)k示す。根板(1)は厚畜0.55−のT1板を
用い友・板波モードは8oで、送信波は。
87図(イ)上部に示す中心周波数2.5 MHzのト
ーンバースト波で波数は9である。距離(嚇は645−
である。
ーンバースト波で波数は9である。距離(嚇は645−
である。
ag7図「)下部はBlエコーを示す。これから3.6
μsecの入射波が速度分散によって約60μmeck
拡がっていることが判る。wXz図(ロ)燻第7間開下
部の端面エコーで「こぶ」状となった波をそれぞれ周波
数解析した結果である。こぶ状のエコーは図中記入の周
波数成分を持っている。
μsecの入射波が速度分散によって約60μmeck
拡がっていることが判る。wXz図(ロ)燻第7間開下
部の端面エコーで「こぶ」状となった波をそれぞれ周波
数解析した結果である。こぶ状のエコーは図中記入の周
波数成分を持っている。
第7図(ハ)は送信電圧を周波数解析した結果である・
入射波は中心周波数の両側にテグビークを持っており、
その周波数は第7図(ロ)kM応している・技&を増加
させると中心周波数の高さはi&に比例して大きくなり
、tグピークのN波数は波数に比例して中心周波数に近
づく。このコトカらトーンバースト波の波数を増加させ
ると、伝播に伴う波の拡がりが小さくなる。しかしなが
らある程度以上&&が多くなると、入射波の時間幅によ
りエコー高さは一定となり却って波の拡がりが大きくな
るばかりであって、ここにトーンバースト波によ4&善
の限界が存在する。
入射波は中心周波数の両側にテグビークを持っており、
その周波数は第7図(ロ)kM応している・技&を増加
させると中心周波数の高さはi&に比例して大きくなり
、tグピークのN波数は波数に比例して中心周波数に近
づく。このコトカらトーンバースト波の波数を増加させ
ると、伝播に伴う波の拡がりが小さくなる。しかしなが
らある程度以上&&が多くなると、入射波の時間幅によ
りエコー高さは一定となり却って波の拡がりが大きくな
るばかりであって、ここにトーンバースト波によ4&善
の限界が存在する。
本発明方法のAM波探傷をトーンバースト波R傷と比較
する72.め、第6図と同様な、しかし第8間開のよう
に%人工欠陥として2w径ドリル孔(4)を設は次被検
板材(1a) t−用りて局部水浸法微傷実験を行なっ
た結果を第8因(ロ)←→に示す。
する72.め、第6図と同様な、しかし第8間開のよう
に%人工欠陥として2w径ドリル孔(4)を設は次被検
板材(1a) t−用りて局部水浸法微傷実験を行なっ
た結果を第8因(ロ)←→に示す。
送信周波数#:t2.5 MEIzとしSoモード會使
用した。
用した。
縞85A(ロ)は1本発明との比較のため、トーンバー
ストtILを不感帯の幅が最小となる波数で入射した場
合を示す。トーンバースト波は12技としその送信電圧
tMB図(ロ)の上111に示し、下1iK受信エコー
を示す。受信エコーには端部エフ−(B1)および欠陥
エコー僚)がおる。不感帯OSは対象とする欠陥エコー
の高さkよって決まる・欠陥エコーの高さより高い端部
エコーの部分を不感帯とすると、トーン−櫂−スト波で
は25alで64゜ こtLに対し、88図を号は本発明にLりムM技を不感
帯の#1が最小となる技&を選んで入射した場合を示す
。その送信電圧を第8図(−→の上部に示し、下郎に端
部エコー(Bs)*よび欠陥エコー(至)を含む受信エ
コーを示す。不感帯の幅をI11崗様の評価法で攻めれ
は14@1IF−減少する。
ストtILを不感帯の幅が最小となる波数で入射した場
合を示す。トーンバースト波は12技としその送信電圧
tMB図(ロ)の上111に示し、下1iK受信エコー
を示す。受信エコーには端部エフ−(B1)および欠陥
エコー僚)がおる。不感帯OSは対象とする欠陥エコー
の高さkよって決まる・欠陥エコーの高さより高い端部
エコーの部分を不感帯とすると、トーン−櫂−スト波で
は25alで64゜ こtLに対し、88図を号は本発明にLりムM技を不感
帯の#1が最小となる技&を選んで入射した場合を示す
。その送信電圧を第8図(−→の上部に示し、下郎に端
部エコー(Bs)*よび欠陥エコー(至)を含む受信エ
コーを示す。不感帯の幅をI11崗様の評価法で攻めれ
は14@1IF−減少する。
第8図(ロ)のトーンバースト波の場合のm形に対応す
るX1波数スペクトルtgP図に示し、第8図し→の本
発明によるAM波の場合の波形(対応する同波数スペク
トルを1810図に示す。
るX1波数スペクトルtgP図に示し、第8図し→の本
発明によるAM波の場合の波形(対応する同波数スペク
トルを1810図に示す。
両心の比較〃為ら明らかなように1本発明の五M技では
中心周波数のサイドのサイドピークがトーンバースト波
に較べて極端に小ざくなっていることが判る。その結果
として1本発明により不感帯t−試少名せることが可能
となりな。
中心周波数のサイドのサイドピークがトーンバースト波
に較べて極端に小ざくなっていることが判る。その結果
として1本発明により不感帯t−試少名せることが可能
となりな。
なお、上記においてAM波は包Mmが三角波のものを用
いたが、ガクスi!1llkのものを用いるとさらに不
感帯t−減少させることが可能である。
いたが、ガクスi!1llkのものを用いるとさらに不
感帯t−減少させることが可能である。
次に、超音波探触子を広帯域特性とすることに関して説
明する。
明する。
第4図および第5図に示されるように1位相速度および
群速度はf@d積の函数でるる。異なる板厚に対して同
一のf−d積の条件を用いれば。
群速度はf@d積の函数でるる。異なる板厚に対して同
一のf−d積の条件を用いれば。
不感帯の艮嘔は一定となりまた探傷感度も一定となって
評価に都合がよい。
評価に都合がよい。
第11図(樽のように超音ItL#1部水浸法実験装置
ヲ用いテ、トーンバースト波とムMmと比較した。(t
b) Fiこの場合の偵検材で黍る。
ヲ用いテ、トーンバースト波とムMmと比較した。(t
b) Fiこの場合の偵検材で黍る。
探触子の共振周&数より高いJ!1波敗のトーンバース
ト波の送信電圧を加えると次のようになる。すなわち5
.5 MHz O)−ンパーストi t 2.2511
Hzの広帯域の探触子に電圧を加えたときの81エコー
を第118i!I(噂の下11#c示す。波の最初と最
後の部分では振幅が大きくなっている以外に中央の部分
と周波数が異る。中央部分は3.5&の時間間隔の波で
あるが両端では2.25 Rmz O7間隔である。
ト波の送信電圧を加えると次のようになる。すなわち5
.5 MHz O)−ンパーストi t 2.2511
Hzの広帯域の探触子に電圧を加えたときの81エコー
を第118i!I(噂の下11#c示す。波の最初と最
後の部分では振幅が大きくなっている以外に中央の部分
と周波数が異る。中央部分は3.5&の時間間隔の波で
あるが両端では2.25 Rmz O7間隔である。
このように、)−ンバースト技では送信波に他の周波数
成分を持つ九波が含iれ、これが不感帯が生ずる原因と
なる不都合がある。
成分を持つ九波が含iれ、これが不感帯が生ずる原因と
なる不都合がある。
こtic対し、上記と同条件で本発明により送信lIL
KAM波を用いた場合のSlニー−1第11図←→の下
i11に示す・この堝合AM波を用いることKより両端
部の影響を小さぐすることができこれが不感帯の減少を
導くことが知られる。
KAM波を用いた場合のSlニー−1第11図←→の下
i11に示す・この堝合AM波を用いることKより両端
部の影響を小さぐすることができこれが不感帯の減少を
導くことが知られる。
第1図は板波超音fIL探傷の実施方法を示す平面図、
第2図は従来技術のトーンバースト波の波形図、第3図
は本発明に用いるAM波の波形図、第4図はf@dll
tic対する位相速度変化を示す図、第5図はf−d槓
に対する群速度変化を示す図、7M6図は局部水浸性実
験装置の図、第7図(4はトーンバースト波による波形
図、縞7図(ロ)はその端面エコーの周波数分析図、第
7図p→はその送信電圧の周技数分析崗、第8図(槓は
人工欠陥付被検板材に対する北較夷験装置の図、第8図
(ロ)はトーンバースト波忙よる波形rIA、第8図←
→は本発#4によるAM波による波形図、第9図は第8
図(ロ)IZ)ill、lli&スペクトル図、第10
図は第8図(ハ)の周波数スペクトル、it 1図(イ
)は他の実験装置の図、第11図(ロ)はそのトーンバ
ースト波による波形図、第11図し→はその本発明によ
るAM波の波形図でるる。 (1)・・被横板材、(1a)(1b)・@被検材s
tz) e *探触子、(3)・・水域、(4)・・ド
リル穴、(−・・板材搬送方向、(b)−・伝播方向=
(Ot)(o s)・・不感帯a ffg)・・
群速度、(−・・距離、 (El)・・4191 面
:c =+ −、(至)・・欠陥エコー。 特許出−人代塩入氏名 弁理士 角 1) 嘉 宏 ′( 手続補正書0.) 昭和61年5月9日 1、事件の表示 昭和6a 年 特 許 願第6a75
7 号2、発明の名称 板波超音波探傷方法 3、補正をする者事件との関係 特 許 出願人板厚
(■(zX龍〕」に惰止しX 9 。 (3)図面(第1図、第、4図、N5図ンを別紙の通り
補正します。 墓 1 ・07
第2図は従来技術のトーンバースト波の波形図、第3図
は本発明に用いるAM波の波形図、第4図はf@dll
tic対する位相速度変化を示す図、第5図はf−d槓
に対する群速度変化を示す図、7M6図は局部水浸性実
験装置の図、第7図(4はトーンバースト波による波形
図、縞7図(ロ)はその端面エコーの周波数分析図、第
7図p→はその送信電圧の周技数分析崗、第8図(槓は
人工欠陥付被検板材に対する北較夷験装置の図、第8図
(ロ)はトーンバースト波忙よる波形rIA、第8図←
→は本発#4によるAM波による波形図、第9図は第8
図(ロ)IZ)ill、lli&スペクトル図、第10
図は第8図(ハ)の周波数スペクトル、it 1図(イ
)は他の実験装置の図、第11図(ロ)はそのトーンバ
ースト波による波形図、第11図し→はその本発明によ
るAM波の波形図でるる。 (1)・・被横板材、(1a)(1b)・@被検材s
tz) e *探触子、(3)・・水域、(4)・・ド
リル穴、(−・・板材搬送方向、(b)−・伝播方向=
(Ot)(o s)・・不感帯a ffg)・・
群速度、(−・・距離、 (El)・・4191 面
:c =+ −、(至)・・欠陥エコー。 特許出−人代塩入氏名 弁理士 角 1) 嘉 宏 ′( 手続補正書0.) 昭和61年5月9日 1、事件の表示 昭和6a 年 特 許 願第6a75
7 号2、発明の名称 板波超音波探傷方法 3、補正をする者事件との関係 特 許 出願人板厚
(■(zX龍〕」に惰止しX 9 。 (3)図面(第1図、第、4図、N5図ンを別紙の通り
補正します。 墓 1 ・07
Claims (2)
- (1)被検板材に超音波探触子から振幅変調した超音波
を入射し板波超音波により探傷することを特徴とする板
波超音波探傷方法。 - (2)超音波探触子の周波数持性を広帯域特性とするこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の板波超晋
波探傷方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60064737A JPS61233362A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 板波超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60064737A JPS61233362A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 板波超音波探傷方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61233362A true JPS61233362A (ja) | 1986-10-17 |
Family
ID=13266759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60064737A Pending JPS61233362A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 板波超音波探傷方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61233362A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008107165A (ja) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Nagoya Institute Of Technology | 超音波探傷方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS557605A (en) * | 1978-06-29 | 1980-01-19 | Kaaru Doitsuchie Puriyufundo M | Method and device for generating audio pulse |
JPS5794647A (en) * | 1980-12-04 | 1982-06-12 | Kawasaki Steel Corp | Ultrasonic plate wave testing method |
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1985
- 1985-03-27 JP JP60064737A patent/JPS61233362A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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