JPS61248700A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JPS61248700A JPS61248700A JP8877985A JP8877985A JPS61248700A JP S61248700 A JPS61248700 A JP S61248700A JP 8877985 A JP8877985 A JP 8877985A JP 8877985 A JP8877985 A JP 8877985A JP S61248700 A JPS61248700 A JP S61248700A
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- Japan
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- oscillator
- vibrator
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- ultrasonic
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、超音波を利用して固体に発生した欠陥を探傷
する超音波探触子に関する。
する超音波探触子に関する。
部品または部材に発生している欠陥を探傷し、その欠陥
の位置や大きさなどの欠陥に関するできるだけ詳しい正
確な情報を得ることは、その部品または部材は勿論、そ
の部品または部材で構成されている装置の強度および寿
命等を知る上で不可３−頁 欠の重要事項である。このため従来から欠陥探傷用の各
種の超音波探触子が研究開発され、市場に提供されて来
た。例えば、従来主として水晶が使用されていた振動子
材料に送・受信特性、音響インピーダンス、機械的Ｑ等
を改善した他の材料が使用されるようになり、振動子の
形状を円形もしくは半円形にして指向性を改善した探触
子が提供され、被検体の形状や探傷面の粗さなどに応じ
て、探触子の形状を細長くしたり、超音波の入射角度を
可変にしたり、水使用の探触子を使用したり、また高温
の被検体には、探触子に被検体の温度が伝達されないよ
うに、耐熱材を介して探傷する技術など、超音波探触子
の材料、形状、構造および取シ扱い上の注意まで含めて
、数多くの技術が提供されて来た。しかし、従来提供さ
れて来た超音波探触子は、いずれも電気振動と超音波と
を相互に変換する電気音響変換素子としての振動子の厚
さが、通常前記変換された超音波の波長の２になってい
る。これは、振動子を厚さ方向へ共振させて、共振周波
数に近い周波数の超音波を発生させ、感度を高めて使用
するためである。ところが共振させると、振動子の振動
が持続して止まらない状態になり、発生した超音波の・
ぐルス幅が増大して分解能が低下し、所要の探傷ができ
ないことになる。そこで感度は低下するものの、共振を
吸収して振動子の振動をなるべく早く止める必要が生じ
、振動子の背面に、超音波の減衰の大きいベークライト
やエポキシ樹脂などの材料からなるダンパを設けて振動
を吸収している。そして振動の吸収の度合は、通常の裸
水晶探触子などでは、探触子から被検体への伝達による
振動のダンぎングと、探触子内のダンパによるダンぎン
グとを、はぼバランスさせている。従来の一般的な探傷
用の超音波探触子の構造を、垂直探触子を例にとり第９
図により説明する。図は構造の概略を示す断面図である
。１１は振動子で、形状は方形または円形状の平板が多
く、厚さは一定で、前記の通り通常電気音響変換された
超音波の波長の２である。材質は単結晶の水晶、硫酸リ
チウム、ニオブ酸リチウム。
の位置や大きさなどの欠陥に関するできるだけ詳しい正
確な情報を得ることは、その部品または部材は勿論、そ
の部品または部材で構成されている装置の強度および寿
命等を知る上で不可３−頁 欠の重要事項である。このため従来から欠陥探傷用の各
種の超音波探触子が研究開発され、市場に提供されて来
た。例えば、従来主として水晶が使用されていた振動子
材料に送・受信特性、音響インピーダンス、機械的Ｑ等
を改善した他の材料が使用されるようになり、振動子の
形状を円形もしくは半円形にして指向性を改善した探触
子が提供され、被検体の形状や探傷面の粗さなどに応じ
て、探触子の形状を細長くしたり、超音波の入射角度を
可変にしたり、水使用の探触子を使用したり、また高温
の被検体には、探触子に被検体の温度が伝達されないよ
うに、耐熱材を介して探傷する技術など、超音波探触子
の材料、形状、構造および取シ扱い上の注意まで含めて
、数多くの技術が提供されて来た。しかし、従来提供さ
れて来た超音波探触子は、いずれも電気振動と超音波と
を相互に変換する電気音響変換素子としての振動子の厚
さが、通常前記変換された超音波の波長の２になってい
る。これは、振動子を厚さ方向へ共振させて、共振周波
数に近い周波数の超音波を発生させ、感度を高めて使用
するためである。ところが共振させると、振動子の振動
が持続して止まらない状態になり、発生した超音波の・
ぐルス幅が増大して分解能が低下し、所要の探傷ができ
ないことになる。そこで感度は低下するものの、共振を
吸収して振動子の振動をなるべく早く止める必要が生じ
、振動子の背面に、超音波の減衰の大きいベークライト
やエポキシ樹脂などの材料からなるダンパを設けて振動
を吸収している。そして振動の吸収の度合は、通常の裸
水晶探触子などでは、探触子から被検体への伝達による
振動のダンぎングと、探触子内のダンパによるダンぎン
グとを、はぼバランスさせている。従来の一般的な探傷
用の超音波探触子の構造を、垂直探触子を例にとり第９
図により説明する。図は構造の概略を示す断面図である
。１１は振動子で、形状は方形または円形状の平板が多
く、厚さは一定で、前記の通り通常電気音響変換された
超音波の波長の２である。材質は単結晶の水晶、硫酸リ
チウム、ニオブ酸リチウム。
磁器材のチタン酸バリウム系磁器、ジルコンチタ−５、
−頁 ン酸鉛系磁器、ニオブ酸鉛系磁器などが主として使用さ
れる。振動子１１の背面は、前記ダン・ｆ１２により保
持され、振動子１１の発生する振動が吸収される。振動
子１１とダン・千１２はケース１３に収納されている。
−頁 ン酸鉛系磁器、ニオブ酸鉛系磁器などが主として使用さ
れる。振動子１１の背面は、前記ダン・ｆ１２により保
持され、振動子１１の発生する振動が吸収される。振動
子１１とダン・千１２はケース１３に収納されている。
ケース１３は通常金属製でその一部に接栓１４が取り付
けられており、接栓１４は振動子１１と、その背面に取
り付けられている電極１５を介して電気的に接続される
とともに、図示しない超音波探傷器と高周波ケーブルを
介して接続される。１６は振動子とケース１３とを接続
する電極である。一方、探傷対象は多種多様で、被検体
の材質、形状、寸法、表面あらさなどにより、感度の高
い探触子で探傷する必要があるもの、反対にダンノ４の
性能を高めて感度を低くし、発生する超音波のノ４ルス
幅を狭くして分解能を向上させなければ探傷できないも
のなどがある。これはできるだけ共振状態を持続させる
低ダンピングで感度を高めて使゛用することと、できる
だけ振動を吸収させる高ダンピングで振動を早く止めて
使用することの、たがいに相反する特性をそれぞれ利用
しているものにＳｔか一−−−−−Ｏ−−−−頁 ならない。また、この特性の相反する両者を、フーリエ
解析して周波数成分を調べて見ると、中心周波数の前後
の周波数成分を含んだ山形のグラフとなる。そして共振
状態を持続させるものと、振動を吸収させるものとでは
、グラフの山形が、前者は幅が狭く、かつ頂上がとがっ
た周波数帯域の狭い曲線の形状になシ、後者は幅が広く
、かつ頂上が緩やかな周波数帯域の広い曲線の形状にな
る。
けられており、接栓１４は振動子１１と、その背面に取
り付けられている電極１５を介して電気的に接続される
とともに、図示しない超音波探傷器と高周波ケーブルを
介して接続される。１６は振動子とケース１３とを接続
する電極である。一方、探傷対象は多種多様で、被検体
の材質、形状、寸法、表面あらさなどにより、感度の高
い探触子で探傷する必要があるもの、反対にダンノ４の
性能を高めて感度を低くし、発生する超音波のノ４ルス
幅を狭くして分解能を向上させなければ探傷できないも
のなどがある。これはできるだけ共振状態を持続させる
低ダンピングで感度を高めて使゛用することと、できる
だけ振動を吸収させる高ダンピングで振動を早く止めて
使用することの、たがいに相反する特性をそれぞれ利用
しているものにＳｔか一−−−−−Ｏ−−−−頁 ならない。また、この特性の相反する両者を、フーリエ
解析して周波数成分を調べて見ると、中心周波数の前後
の周波数成分を含んだ山形のグラフとなる。そして共振
状態を持続させるものと、振動を吸収させるものとでは
、グラフの山形が、前者は幅が狭く、かつ頂上がとがっ
た周波数帯域の狭い曲線の形状になシ、後者は幅が広く
、かつ頂上が緩やかな周波数帯域の広い曲線の形状にな
る。
例えば、市販されている中心周波数が５ＭＴ（ｚの狭帯
域高感度の探触子と、同じ（５ＭＨｚの広帯域低感度の
探触子の周波数帯域を、フーリエ解析して調べると第１
θ図が得られた。すなわち、図の左側が前者で、右側が
後者である。図の横軸は周波数（単位ＭＨｚ ）、縦軸
は出力（感度）で、単位はデルト（ロ）を示す。この図
から、ダンパの性能を高めて高ダンピングにした方が、
超音波の周波・数帯域が広くなり、分解能を向上させる
が、同時に振動を早く止めるように吸収するから、感度
は反対に低下することが判る。このように感度と分解能
は相反する特性である。これを表にまとめると、７頁 となる。例えば探傷面が粗い場合には、水浸法によれば
その影響はあまりなくなるが、被検体の寸法が大きく、
かつ重量が大きいようなときには直接接触法による探傷
となり、その場合は接触媒質を工夫してもどうしても感
度が低下するから、感度重視の探触子を使用する方がよ
く、また、被検体が曲率を有する場合には、探傷面の曲
率による感度低下があるから、この場合においても感度
重視となる。他方、結晶組織が粗い鋳鉄品、人造黒鉛、
グラスファイバー強化プラスチック（略称ＦＲＰ）材、
がム材、プラスチック材、オーステナイト系ステンレス
鋼の溶接部などのように、金属材料、非金属材料を間は
ず、固体内における超音波エネルギが透過しにくい材料
や、超音波の散乱による減衰の大きいいわゆる高減衰材
の場合には、振動の持続時間を極力短かくして、広周波
数帯域の分解能重視の探触子を使用しなければ、超音波
の透過性が悪く、探傷ができない。
域高感度の探触子と、同じ（５ＭＨｚの広帯域低感度の
探触子の周波数帯域を、フーリエ解析して調べると第１
θ図が得られた。すなわち、図の左側が前者で、右側が
後者である。図の横軸は周波数（単位ＭＨｚ ）、縦軸
は出力（感度）で、単位はデルト（ロ）を示す。この図
から、ダンパの性能を高めて高ダンピングにした方が、
超音波の周波・数帯域が広くなり、分解能を向上させる
が、同時に振動を早く止めるように吸収するから、感度
は反対に低下することが判る。このように感度と分解能
は相反する特性である。これを表にまとめると、７頁 となる。例えば探傷面が粗い場合には、水浸法によれば
その影響はあまりなくなるが、被検体の寸法が大きく、
かつ重量が大きいようなときには直接接触法による探傷
となり、その場合は接触媒質を工夫してもどうしても感
度が低下するから、感度重視の探触子を使用する方がよ
く、また、被検体が曲率を有する場合には、探傷面の曲
率による感度低下があるから、この場合においても感度
重視となる。他方、結晶組織が粗い鋳鉄品、人造黒鉛、
グラスファイバー強化プラスチック（略称ＦＲＰ）材、
がム材、プラスチック材、オーステナイト系ステンレス
鋼の溶接部などのように、金属材料、非金属材料を間は
ず、固体内における超音波エネルギが透過しにくい材料
や、超音波の散乱による減衰の大きいいわゆる高減衰材
の場合には、振動の持続時間を極力短かくして、広周波
数帯域の分解能重視の探触子を使用しなければ、超音波
の透過性が悪く、探傷ができない。
以上説明したように、従来の超音波探触子においては、
高感度で、しかも高分解能の特性を併有することができ
ず、探傷する対象に応じて探触子が使い分けられ、一種
類の探触子を、各種お対象に多目的的に使用することは
不可能であった。
高感度で、しかも高分解能の特性を併有することができ
ず、探傷する対象に応じて探触子が使い分けられ、一種
類の探触子を、各種お対象に多目的的に使用することは
不可能であった。
本発明は、前記従来技術ではなし得なかった問題点を解
消し、高感度で、しかも高分解能の両特性を併有するこ
とにより、超音波の減衰の高い材料の微小な欠陥まで、
正確に探傷することができる超音波探触子を提供するこ
とを目的とする。
消し、高感度で、しかも高分解能の両特性を併有するこ
とにより、超音波の減衰の高い材料の微小な欠陥まで、
正確に探傷することができる超音波探触子を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、背面をダン・や材で保持され、電気振動と超
音波とを相互に変換する振動子が、ダンパ材とともにケ
ース内に収納されている超音波探触子において、前記振
動子を、前記変換された超音−，９−−頁 波の波長の２の整数倍の厚さに、順次変化させた形状と
し、変化させたおのおのの厚みの周波数成分を同時に出
力するようにし、広帯域で、しかも高感度の両特性を併
有させ、高減衰材の微小な欠陥まで正確に探傷すること
ができるようにしたものである。
音波とを相互に変換する振動子が、ダンパ材とともにケ
ース内に収納されている超音波探触子において、前記振
動子を、前記変換された超音−，９−−頁 波の波長の２の整数倍の厚さに、順次変化させた形状と
し、変化させたおのおのの厚みの周波数成分を同時に出
力するようにし、広帯域で、しかも高感度の両特性を併
有させ、高減衰材の微小な欠陥まで正確に探傷すること
ができるようにしたものである。
本発明の第１の実施例を、前記従来例と同様に垂直探触
子について、第１図ないし第３図を参照して説明する。
子について、第１図ないし第３図を参照して説明する。
第１図は、その概略構造を示す断面図、第２図は第１図
の■−■矢視図である。１は振動子で、その厚さは、背
面が階段状になった前記第９図で説明した２波長の整数
倍の異なる厚さに、順次変化させた形状になっており、
その背面はベークライトあるいはエポキシ樹脂などの材
料からなるダンパ２により保持されている。振動子１と
ダンノや２は金属製のケース３に収納されており、ケー
ス３の一端部に取り付けられている接栓４と振動子１と
は、振動子１の背面に取り付けられている電極５を介し
て電気的に接続されてい−１０−頁 る。また振動子１とケース３とは、電極６を介して電気
的に接続されている。なお振動子１の材質は、単結晶材
、磁器材とも第９図における説明と同じも６が使用され
る。接栓を介して図示していない超音波探傷器から、振
動子１に対して電気パルスを与えると、振動子１は共振
するが、その共振のしかたは、階段状の異なる厚さごと
に異なる共振状態となり、その共振に対応した周波数成
分の超音波が同時に発生する。例えば第２図における最
も薄い厚さの■の部分から発生する超音波の周波数が、
８ ＭＨｚとすれば、■の部分は６ ＭＨｚ 、
′■の部分は４ ＭＨｚ 、■の部分は２ ＭＨｚ
の如くとなる。本実施例の探触子を使用し、厚さ２０ｔ
ｍの水晶の底面を反射面として、発生する周波数の分布
と、 □出力（４度）との関係を測定した結果を第
３図に示す。横軸が周波数（単位ＭＨｚ ）、縦軸は出
力（感度）で、単位はゲル）（Ｖ）である。図において
、周波数帯域は、振動子１の各厚さごとの周波数帯域、
２ ＭＨｚ 、 ４ ＭＨｚ 、 ６ ＭＨｚおよ
び８ＭＨｚが、重畳した形の広帯域のものとなシ、一方
、感度は、ダン−１１頁 ・母の性能を全く高めていない低ダンピングのままのた
め、高感度がそのまま維持されている。このように本実
施例における超音波探触子は、振動子１の背面を階段状
にし、２波長の整数倍の異なる厚さに、順次変化させた
形状とすることにより、高感度で、しかも広帯域の相反
する２つの特性を併有することができる。
の■−■矢視図である。１は振動子で、その厚さは、背
面が階段状になった前記第９図で説明した２波長の整数
倍の異なる厚さに、順次変化させた形状になっており、
その背面はベークライトあるいはエポキシ樹脂などの材
料からなるダンパ２により保持されている。振動子１と
ダンノや２は金属製のケース３に収納されており、ケー
ス３の一端部に取り付けられている接栓４と振動子１と
は、振動子１の背面に取り付けられている電極５を介し
て電気的に接続されてい−１０−頁 る。また振動子１とケース３とは、電極６を介して電気
的に接続されている。なお振動子１の材質は、単結晶材
、磁器材とも第９図における説明と同じも６が使用され
る。接栓を介して図示していない超音波探傷器から、振
動子１に対して電気パルスを与えると、振動子１は共振
するが、その共振のしかたは、階段状の異なる厚さごと
に異なる共振状態となり、その共振に対応した周波数成
分の超音波が同時に発生する。例えば第２図における最
も薄い厚さの■の部分から発生する超音波の周波数が、
８ ＭＨｚとすれば、■の部分は６ ＭＨｚ 、
′■の部分は４ ＭＨｚ 、■の部分は２ ＭＨｚ
の如くとなる。本実施例の探触子を使用し、厚さ２０ｔ
ｍの水晶の底面を反射面として、発生する周波数の分布
と、 □出力（４度）との関係を測定した結果を第
３図に示す。横軸が周波数（単位ＭＨｚ ）、縦軸は出
力（感度）で、単位はゲル）（Ｖ）である。図において
、周波数帯域は、振動子１の各厚さごとの周波数帯域、
２ ＭＨｚ 、 ４ ＭＨｚ 、 ６ ＭＨｚおよ
び８ＭＨｚが、重畳した形の広帯域のものとなシ、一方
、感度は、ダン−１１頁 ・母の性能を全く高めていない低ダンピングのままのた
め、高感度がそのまま維持されている。このように本実
施例における超音波探触子は、振動子１の背面を階段状
にし、２波長の整数倍の異なる厚さに、順次変化させた
形状とすることにより、高感度で、しかも広帯域の相反
する２つの特性を併有することができる。
つぎに本発明の第２の実施例を、垂直探触子を例に第４
図および第５図について説明する。第４図は概略構造を
示す断面図である。図において第１図と同じ符号のもの
は同じものを示す。振動子７は、その背面を傾斜させ、
その勾配は第１の実施例で説明したように、２波長の整
数倍の厚さに順次変化するようにし、振動子７全体の形
状がくさび状になっている。つまり第１図に示す階段状
で断続的に変化させた振動子７の厚さを、連続的に変化
させたものである。この形状は、前記２波長の整数倍の
厚さの振動子７が、連続的に複数個配設されている状態
に相当する。第５図は本実施例の探触子を使用し、第１
の実施例と同じ反射体にて発生する周波数の分布と、出
力（感度）との関係を測定した結果のグラフである。図
において周波数帯域は、約２ ＭＨｚから９ ＭＨｚま
で連続した広帯域のものが得られ、感度は第１の実施例
と同様、ダンパ性能が低ダンピングのままであるから高
感度がそのまま維持されている。ただし第１の実施例と
異なり、前記的２〜９ ＭＨｚの全周波数帯域において
ほぼ感度が一定であり、振動子１の階段状に変化する厚
さにより発生する、第３図に示すような凹凸部分がガい
から、それだけ感度が安定している。
図および第５図について説明する。第４図は概略構造を
示す断面図である。図において第１図と同じ符号のもの
は同じものを示す。振動子７は、その背面を傾斜させ、
その勾配は第１の実施例で説明したように、２波長の整
数倍の厚さに順次変化するようにし、振動子７全体の形
状がくさび状になっている。つまり第１図に示す階段状
で断続的に変化させた振動子７の厚さを、連続的に変化
させたものである。この形状は、前記２波長の整数倍の
厚さの振動子７が、連続的に複数個配設されている状態
に相当する。第５図は本実施例の探触子を使用し、第１
の実施例と同じ反射体にて発生する周波数の分布と、出
力（感度）との関係を測定した結果のグラフである。図
において周波数帯域は、約２ ＭＨｚから９ ＭＨｚま
で連続した広帯域のものが得られ、感度は第１の実施例
と同様、ダンパ性能が低ダンピングのままであるから高
感度がそのまま維持されている。ただし第１の実施例と
異なり、前記的２〜９ ＭＨｚの全周波数帯域において
ほぼ感度が一定であり、振動子１の階段状に変化する厚
さにより発生する、第３図に示すような凹凸部分がガい
から、それだけ感度が安定している。
ついで本発明の第３の実施例について第６図ないし第８
図について説明する。本実施例も垂直探触子に関するも
ので、第６図は、その概略構造を示す断面図、第７図は
第６図の■−■矢視図である。図において第１図および
第４図と同じ符号のものは同じものを示す。前記第１お
よび第２の実施例における振動子が、一体形であったの
と異なシ、本実施例の振動子は、複数個の振動子１０ａ
。
図について説明する。本実施例も垂直探触子に関するも
ので、第６図は、その概略構造を示す断面図、第７図は
第６図の■−■矢視図である。図において第１図および
第４図と同じ符号のものは同じものを示す。前記第１お
よび第２の実施例における振動子が、一体形であったの
と異なシ、本実施例の振動子は、複数個の振動子１０ａ
。
１０ｂ 、 １０ｃ 、 １０ｄからなる振動子を
同心円状に配−−−一一−頁 設したものである。振動子１０ｍは同心円の中央に設け
られた円形の振動子で、周囲にリング状の撮動子１０ｂ
が、さらにその周囲にリング状の振動子１０ａが、振動
子１０ｃの周囲にリング状の振動子１０ｄが配設されて
いる。これら各振動子は、平面積が同じで、かつその厚
さは、前記実施例の場合と同様に、２波長の整数倍の異
なる厚さに変化しており、各振動子の背面は、順次階段
状に変化させた形状になっている。いわゆるフレネルの
リング状になっている。振動子１０ａ 、 １０ｂ
、 １０ｅ 、 １０ｄの背面は、前記実施例と同
様に、ダン・千８によシ保持されており、ダンパ８とと
もに円筒状のケース９に収納されている。各振動子の背
面には、それぞれ電極５ａ、 ５ｂ、 ５ｅ、 ５ｄが
取り付けられ、いずれも接栓４と電気的に接続され、ま
た電極６ｍ、 ６ｂ。
同心円状に配−−−一一−頁 設したものである。振動子１０ｍは同心円の中央に設け
られた円形の振動子で、周囲にリング状の撮動子１０ｂ
が、さらにその周囲にリング状の振動子１０ａが、振動
子１０ｃの周囲にリング状の振動子１０ｄが配設されて
いる。これら各振動子は、平面積が同じで、かつその厚
さは、前記実施例の場合と同様に、２波長の整数倍の異
なる厚さに変化しており、各振動子の背面は、順次階段
状に変化させた形状になっている。いわゆるフレネルの
リング状になっている。振動子１０ａ 、 １０ｂ
、 １０ｅ 、 １０ｄの背面は、前記実施例と同
様に、ダン・千８によシ保持されており、ダンパ８とと
もに円筒状のケース９に収納されている。各振動子の背
面には、それぞれ電極５ａ、 ５ｂ、 ５ｅ、 ５ｄが
取り付けられ、いずれも接栓４と電気的に接続され、ま
た電極６ｍ、 ６ｂ。
６ｅ、 ６ｄを介してケース９と接続されている。なお
、振動子の材質は前述と同じものが使用される。各振動
子１０ｍ 、 １０ｂ 、 １０ａ 、 １０ｄ
に電気ノクルスを送ると、これら各振動子は同時に振動
し、第１の実施例の場合と同様に、階段状の異なる厚さ
ごとに一−−！４−一頁 異なる共振状態となシ、その共振に対応する周波
゛数成分の超音波が同時に発生する。例えば振動子１
０ｄから発生する周波数成分が８ ＭＨｚとすれば、振
動子１０ａは６ ＭＨｚ 、振動子１０ｂは４ ＭＨｚ
、振動子１０ｍは２ ＭＨｚの如くである。第８図に本
実施例の探触子を使用し、前記実施例と同じ反射体にて
発生する周波数と、出力（感度）との関係を測定した結
果を示す。図は第３図と類似の・やターンの周波数分布
と出力（感度）を示しており、周波数帯域は広帯域であ
り、感度も高感度がその・まま維持され、相反する両特
性を併有していることが判る。
、振動子の材質は前述と同じものが使用される。各振動
子１０ｍ 、 １０ｂ 、 １０ａ 、 １０ｄ
に電気ノクルスを送ると、これら各振動子は同時に振動
し、第１の実施例の場合と同様に、階段状の異なる厚さ
ごとに一−−！４−一頁 異なる共振状態となシ、その共振に対応する周波
゛数成分の超音波が同時に発生する。例えば振動子１
０ｄから発生する周波数成分が８ ＭＨｚとすれば、振
動子１０ａは６ ＭＨｚ 、振動子１０ｂは４ ＭＨｚ
、振動子１０ｍは２ ＭＨｚの如くである。第８図に本
実施例の探触子を使用し、前記実施例と同じ反射体にて
発生する周波数と、出力（感度）との関係を測定した結
果を示す。図は第３図と類似の・やターンの周波数分布
と出力（感度）を示しており、周波数帯域は広帯域であ
り、感度も高感度がその・まま維持され、相反する両特
性を併有していることが判る。
前記実施例は垂直探触子を例に説明したが、本発明は前
記実施例に限定されるものではなく、斜角探触子その他
の探触子についても適用し得るととは勿論である。
記実施例に限定されるものではなく、斜角探触子その他
の探触子についても適用し得るととは勿論である。
以上説明したように本発明は、振動子を電気音響変換さ
れて発生する超音波の波長の２の整数倍の厚さに、順次
変化させた形状にし、同時に各厚−１５−頁 さに対応する周波数成分を出力させるようにしだから、
本発明の超音波探触子は、高感度で、しかも広帯域の相
反する両特性を併有することができ、超音波の透過性の
悪い材料や、高減衰材の微小な欠陥を、従来の探傷方法
と同じ方法で、正確に探傷することができる顕著な効果
を有する。
れて発生する超音波の波長の２の整数倍の厚さに、順次
変化させた形状にし、同時に各厚−１５−頁 さに対応する周波数成分を出力させるようにしだから、
本発明の超音波探触子は、高感度で、しかも広帯域の相
反する両特性を併有することができ、超音波の透過性の
悪い材料や、高減衰材の微小な欠陥を、従来の探傷方法
と同じ方法で、正確に探傷することができる顕著な効果
を有する。
第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例で、第１図
はその概略構造を示す断面図、第２図は第１図の■−■
矢視図、第３図は本実施例の探触子を使用した場合にお
ける周波数分布と出力（感度）との関係を示すグラフで
ある。 第４図および第５図は本発明の第２の実施例で、第４図
はその概略構造を示す断面図、第５図は本実施例を使用
した場合の周波数分布と出力（感度）との関係を示すグ
ラフである。 第６図ないし第８図は本発明の第３の実施例で、第６図
はその概略構造を示す断面図、第７図は第６図の■−■
矢視図、第８図は本実施例を使用した場合の周波数分布
と出力（感度）との関係を示すグラフである。 第９図は従来の通常の超音波探触子の１例を示す概略構
造説明図、第１０図は第９図の構造の狭帯域高感度探触
子と広帯域低感度探触子を使用した場合の周波数分布と
出力（感度）との関係を示すグラフである。 １、 ７． １０ａ、 １０ｂ、 １０ｃ、 １
０ｄ、 １１−振動子、２．８．１２・・・ダンパ、３
，９．１３・・・ケース、４゜１４ ・・・接栓、５．
５ａ、 ５ｂ、 ５ｃ、 ５ｄ、 １５・＝電極。
はその概略構造を示す断面図、第２図は第１図の■−■
矢視図、第３図は本実施例の探触子を使用した場合にお
ける周波数分布と出力（感度）との関係を示すグラフで
ある。 第４図および第５図は本発明の第２の実施例で、第４図
はその概略構造を示す断面図、第５図は本実施例を使用
した場合の周波数分布と出力（感度）との関係を示すグ
ラフである。 第６図ないし第８図は本発明の第３の実施例で、第６図
はその概略構造を示す断面図、第７図は第６図の■−■
矢視図、第８図は本実施例を使用した場合の周波数分布
と出力（感度）との関係を示すグラフである。 第９図は従来の通常の超音波探触子の１例を示す概略構
造説明図、第１０図は第９図の構造の狭帯域高感度探触
子と広帯域低感度探触子を使用した場合の周波数分布と
出力（感度）との関係を示すグラフである。 １、 ７． １０ａ、 １０ｂ、 １０ｃ、 １
０ｄ、 １１−振動子、２．８．１２・・・ダンパ、３
，９．１３・・・ケース、４゜１４ ・・・接栓、５．
５ａ、 ５ｂ、 ５ｃ、 ５ｄ、 １５・＝電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、背面をダンパ材で保持され、電気振動と超音波とを
相互に変換する振動子が、ダンパ材とともにケースに収
納されている超音波探触子において、前記振動子を、超
音波の波長の１／２の整数倍の厚さに、順次変化させた
形状にしたことを特徴とする超音波探触子。 ２、背面をダンパ材で保持され、電気振動と超音波とを
相互に変換する振動子が、ダンパ材とともにケースに収
納されている超音波探触子において、前記振動子を、中
央に設けられた円形の振動子と、その周囲に前記円形の
振動子の平面積と同面積を有する、同心で、かつ直径の
異なる複数のリング状の振動子とからなる複数個の振動
子とし、これらの各振動子を、超音波の波長の１／２の
整数倍の厚さに、順次変化させた形状にするとともに、
同時に振動するように構成したことを特徴とする超音波
探触子。 ３、振動子を順次変化させた形状が、段階的に変化した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波探
触子。 ４、振動子を順次変化させた形状が、くさび状に連続的
に変化したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の超音波探触子。 ５、振動子を順次変化させた形状が、段階的に変化した
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超音波探
触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8877985A JPS61248700A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8877985A JPS61248700A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61248700A true JPS61248700A (ja) | 1986-11-05 |
Family
ID=13952337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8877985A Pending JPS61248700A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61248700A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472900A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-03-06 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波探触子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924235U (ja) * | 1982-08-04 | 1984-02-15 | 新日本工機株式会社 | 工作機械のアタツチメントマガジン装置 |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP8877985A patent/JPS61248700A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924235U (ja) * | 1982-08-04 | 1984-02-15 | 新日本工機株式会社 | 工作機械のアタツチメントマガジン装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472900A (ja) * | 1990-05-11 | 1992-03-06 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波探触子 |
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