JPS6133139B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6133139B2 JPS6133139B2 JP52019317A JP1931777A JPS6133139B2 JP S6133139 B2 JPS6133139 B2 JP S6133139B2 JP 52019317 A JP52019317 A JP 52019317A JP 1931777 A JP1931777 A JP 1931777A JP S6133139 B2 JPS6133139 B2 JP S6133139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmitting
- coil
- subject
- electromagnets
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、導電性材料の超音波探傷装置に関す
る。
る。
超音波探傷装置は材料の内部欠陥検出法として
優れており、製品半製品の検査に広く利用されて
いる。しかし、従来の水晶ジルコンチタン酸鉛系
磁器、チタン酸バリウム系磁器等の圧電素子を用
いた超音波探触子は、最高使用可能温度が低いた
めに高温材料の探傷に大きな制約があり、また超
音波の送受信に水、油等の接触媒質を必要とする
ことから高温材料の探傷や高速で移動する生産ラ
イン上での探傷に困難があつた。これらの問題を
解決するものとして、前記の圧電素子を使わない
超音波探触子がいくつか提案されているが、その
うちでも磁界、電流の相互作用によるローレンツ
力を利用した電磁式超音波探触子は導電性材料へ
の超音波送受信手段として最も有望と思われる。
優れており、製品半製品の検査に広く利用されて
いる。しかし、従来の水晶ジルコンチタン酸鉛系
磁器、チタン酸バリウム系磁器等の圧電素子を用
いた超音波探触子は、最高使用可能温度が低いた
めに高温材料の探傷に大きな制約があり、また超
音波の送受信に水、油等の接触媒質を必要とする
ことから高温材料の探傷や高速で移動する生産ラ
イン上での探傷に困難があつた。これらの問題を
解決するものとして、前記の圧電素子を使わない
超音波探触子がいくつか提案されているが、その
うちでも磁界、電流の相互作用によるローレンツ
力を利用した電磁式超音波探触子は導電性材料へ
の超音波送受信手段として最も有望と思われる。
電磁式超音波探触子は、超音波を直接材料中で
発生させるので接触媒質が不要であり、また探触
子の構造を変えることにより縦波、横波を自由に
送受信できるという優れた特徴を持つている。し
かしその反面、圧電素子を用いた探触子と比べる
と探傷感度が低く雑音が多いという欠点がある。
発生させるので接触媒質が不要であり、また探触
子の構造を変えることにより縦波、横波を自由に
送受信できるという優れた特徴を持つている。し
かしその反面、圧電素子を用いた探触子と比べる
と探傷感度が低く雑音が多いという欠点がある。
本発明は、この電磁式超音波探触子を用い、板
状の導電性材料に対して縦波の超音波を送受信す
る時の感度を向上させることを目的となされたも
のであり、その特徴は、電磁石と送受信とを備
え、導電性の被検体に超音波を発信または受信す
る電磁式超音波送受信装置に於いて、板状の被検
体の両面に相対向させて一対の電磁石を配置し、
該一対の電磁石の一方または両方に送受信コイル
を設け、両電磁石の対向する磁極が同極となる如
く各電磁石を励磁する励磁装置を設けた点にあ
る。
状の導電性材料に対して縦波の超音波を送受信す
る時の感度を向上させることを目的となされたも
のであり、その特徴は、電磁石と送受信とを備
え、導電性の被検体に超音波を発信または受信す
る電磁式超音波送受信装置に於いて、板状の被検
体の両面に相対向させて一対の電磁石を配置し、
該一対の電磁石の一方または両方に送受信コイル
を設け、両電磁石の対向する磁極が同極となる如
く各電磁石を励磁する励磁装置を設けた点にあ
る。
以下、図面に基づき、本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の電磁式超音波送受信装置の
１実施例を示す構成図である。同図において、板
状の被検体１００の上面側に配置した電磁式超音
波探触子１０は、従来公知の構成になる探触子で
あり、磁芯１２、励磁コイル１１よりなる電磁石
と、被検体１００に近接され前記電磁石の近傍に
配置された平板状の送受信コイル１３、受信コイ
ル１４により構成されている。被検体１００が高
温の場合は、探触子の保護のため探触子１０は図
示していない耐熱性保護用ケースに内蔵される。
１実施例を示す構成図である。同図において、板
状の被検体１００の上面側に配置した電磁式超音
波探触子１０は、従来公知の構成になる探触子で
あり、磁芯１２、励磁コイル１１よりなる電磁石
と、被検体１００に近接され前記電磁石の近傍に
配置された平板状の送受信コイル１３、受信コイ
ル１４により構成されている。被検体１００が高
温の場合は、探触子の保護のため探触子１０は図
示していない耐熱性保護用ケースに内蔵される。
励磁コイル１１に電流を流すと、被検体１００
内部に磁場φが発生し、送信コイル１３に高周波
パルス電流源１５から高周波パルス電流を印加す
ると、導電性の被検体１００の表層部に渦電流Ｉ
が誘起される。前記磁場φと渦電子Ｉのベクトル
方向が垂直に交わることによりローレンツ力が発
生し、被検体１００の表層部に変化歪が発生し、
高周波パルス電流と同調した周波数で振動Ｆが起
こる。その振動が超音波となり、被検体表面１０
１と垂直方向のＹ方向に伝播する。伝播した超音
波は、被検体の裏面１０２と欠陥Ｃで反射し、再
び被検体表面１０１に時間差を生じて到達する。
発生のメカニズムと逆の作用により、到達した振
動Ｆと前記の磁場φにより被検体表面には渦電流
が透起され、これが受信コイル１４に受信され、
つぎに検出装置１６により欠陥の位置ぶ前記の受
信の時間差から判定されることになる。
内部に磁場φが発生し、送信コイル１３に高周波
パルス電流源１５から高周波パルス電流を印加す
ると、導電性の被検体１００の表層部に渦電流Ｉ
が誘起される。前記磁場φと渦電子Ｉのベクトル
方向が垂直に交わることによりローレンツ力が発
生し、被検体１００の表層部に変化歪が発生し、
高周波パルス電流と同調した周波数で振動Ｆが起
こる。その振動が超音波となり、被検体表面１０
１と垂直方向のＹ方向に伝播する。伝播した超音
波は、被検体の裏面１０２と欠陥Ｃで反射し、再
び被検体表面１０１に時間差を生じて到達する。
発生のメカニズムと逆の作用により、到達した振
動Ｆと前記の磁場φにより被検体表面には渦電流
が透起され、これが受信コイル１４に受信され、
つぎに検出装置１６により欠陥の位置ぶ前記の受
信の時間差から判定されることになる。
本発明では、第１図に示すように、板状の被検
体１００の一方の面（図では上面）側に配置した
電磁式超音波探触子１０の電磁石に対向する如く
被検体１００の他方の面（図では下面）側に電磁
石を配置し、この二つの電磁石が発生する磁場が
相反発するように、すなわち両電磁石の対向する
磁極が同極となるごとく電磁石を励磁する。この
ことにより、送、受信コイル１３，１４の直下の
被検体表層で被検体表面に平行なＸ方向に分布す
る磁場が強くなり、超音波縦波の送受信の感度が
著しく向上される。第１図においては、送信コイ
ル１３と受信コイル１４とを別々にし、これらを
被検体１００の両面に対向する如く配置した２つ
の電磁石の一方のみに設け送受信を行なつている
が、被検体の種類、あるいは欠陥の内容により送
受信コイルを一つの平板状コイルで構成させるこ
とも可能であり、さらに受信コイルを被検体の両
面に配置した両方の電磁石に設けることも可能で
ある。
体１００の一方の面（図では上面）側に配置した
電磁式超音波探触子１０の電磁石に対向する如く
被検体１００の他方の面（図では下面）側に電磁
石を配置し、この二つの電磁石が発生する磁場が
相反発するように、すなわち両電磁石の対向する
磁極が同極となるごとく電磁石を励磁する。この
ことにより、送、受信コイル１３，１４の直下の
被検体表層で被検体表面に平行なＸ方向に分布す
る磁場が強くなり、超音波縦波の送受信の感度が
著しく向上される。第１図においては、送信コイ
ル１３と受信コイル１４とを別々にし、これらを
被検体１００の両面に対向する如く配置した２つ
の電磁石の一方のみに設け送受信を行なつている
が、被検体の種類、あるいは欠陥の内容により送
受信コイルを一つの平板状コイルで構成させるこ
とも可能であり、さらに受信コイルを被検体の両
面に配置した両方の電磁石に設けることも可能で
ある。
さらに、本発明の特徴および効果を第２図およ
び第３図により説明する。
び第３図により説明する。
第２図は、本発明の基本原理を説明するための
構成図であり、対向する磁極が同極となるように
励磁させた同寸法の磁芯２２，２２′の先端を被
検体１００をはさんで相対向させ、一方の磁芯２
２の回りに送受信コイル２３を設置したものであ
る。
構成図であり、対向する磁極が同極となるように
励磁させた同寸法の磁芯２２，２２′の先端を被
検体１００をはさんで相対向させ、一方の磁芯２
２の回りに送受信コイル２３を設置したものであ
る。
第３図は、被検体１００の一方の面側だけに磁
芯３２および送受信コイル３３を配置した従来の
装置の構成図である。
芯３２および送受信コイル３３を配置した従来の
装置の構成図である。
超音波の送受信は、何れの場合も、前述の如く
送受信コイル２３または３３の直下の被検体表層
部でもつて行なわれる。すなわち、送信感度およ
び受信感度を向上させるためには、被検体表層部
に誘起される渦電流Ｉと表層部に分布する磁場φ
とのベクトル積を大きくすることが必要である。
送受信コイル２３または３３の直下の被検体表層
部でもつて行なわれる。すなわち、送信感度およ
び受信感度を向上させるためには、被検体表層部
に誘起される渦電流Ｉと表層部に分布する磁場φ
とのベクトル積を大きくすることが必要である。
本発明の超音波送受信装置は、送受信コイルの
直下の被検体表層部に分布する磁場に着目して、
上記のベクトル積を大にするように構成したもの
である。第２図は示したＹ方向に大きな高周波振
動を起こすためには、Ｘ方向の磁場分布の大きい
ことが必要である。第３図に示した従来装置の如
く、板状の被検体の一方の面側だけから磁場分布
を起こす場合、被検体が強磁性体あるいは常磁性
体のどちらの場合でも、磁場φは送受信コイル３
３の直下の被検体表層部ではＹ方向成分の強い磁
場分布となり、Ｘ方向の磁場分布が希薄となり、
渦電流Ｉとのベクトル積が小さくなるため超音波
の送受信感度が上がらない。そこで本発明では、
第２図に示した如く、被検体１００の他方の面側
に一方の面側の磁芯２２と同極に励磁させた磁芯
２２を対向させて設ける。これにより、被検体１
００の送受信コイル２３の直下においてＸ方向成
分の磁場が濃厚となり、効率よく磁場を利用で
き、超音波送受信の感度を大幅に向上させること
が可能となる。
直下の被検体表層部に分布する磁場に着目して、
上記のベクトル積を大にするように構成したもの
である。第２図は示したＹ方向に大きな高周波振
動を起こすためには、Ｘ方向の磁場分布の大きい
ことが必要である。第３図に示した従来装置の如
く、板状の被検体の一方の面側だけから磁場分布
を起こす場合、被検体が強磁性体あるいは常磁性
体のどちらの場合でも、磁場φは送受信コイル３
３の直下の被検体表層部ではＹ方向成分の強い磁
場分布となり、Ｘ方向の磁場分布が希薄となり、
渦電流Ｉとのベクトル積が小さくなるため超音波
の送受信感度が上がらない。そこで本発明では、
第２図に示した如く、被検体１００の他方の面側
に一方の面側の磁芯２２と同極に励磁させた磁芯
２２を対向させて設ける。これにより、被検体１
００の送受信コイル２３の直下においてＸ方向成
分の磁場が濃厚となり、効率よく磁場を利用で
き、超音波送受信の感度を大幅に向上させること
が可能となる。
また、本発明による超音波送受信装置は、上記
の効果以外に次のような利点も有する。すなわ
ち、本発明の１実施例である第１図の装置では、
送信コイル１３および受信コイル１４を被検体１
００の１方の面側に配置した電磁石に設けて送受
信を行なつているが、送受信コイル１３と受信コ
イル１４とを分離させ、１方の電磁石に送信コイ
ル１３を他方の電磁石に受信コイル１４を設け
て、１方の面側から送信され伝播してきた超音波
の透過波を他方の面側で受信するような構成とす
ることもできる。
の効果以外に次のような利点も有する。すなわ
ち、本発明の１実施例である第１図の装置では、
送信コイル１３および受信コイル１４を被検体１
００の１方の面側に配置した電磁石に設けて送受
信を行なつているが、送受信コイル１３と受信コ
イル１４とを分離させ、１方の電磁石に送信コイ
ル１３を他方の電磁石に受信コイル１４を設け
て、１方の面側から送信され伝播してきた超音波
の透過波を他方の面側で受信するような構成とす
ることもできる。
第４図および第５図は、本発明の別の実施例を
示す構成図で、各々磁芯の形状を変えたものであ
る。第４図は送受信コイル４３を１方の面側の電
磁石に設けたものであり、第５図は一方の面側の
電磁石に送信コイル５３を設け、他方の面側の電
磁石に受信コイル５４を設けたものである。
示す構成図で、各々磁芯の形状を変えたものであ
る。第４図は送受信コイル４３を１方の面側の電
磁石に設けたものであり、第５図は一方の面側の
電磁石に送信コイル５３を設け、他方の面側の電
磁石に受信コイル５４を設けたものである。
以上述べた如く、本発明は被検体をさはんで被
検体の両面に相対向させて１対の電磁石を配置
し、両電磁石の対向する磁極が同極となるごとく
構成して超音波の送受信感度を高くした電磁式超
音波送受信装置であり、導電性材料の超音波探傷
における探傷感度と向上させた点で極めて有用な
発明である。
検体の両面に相対向させて１対の電磁石を配置
し、両電磁石の対向する磁極が同極となるごとく
構成して超音波の送受信感度を高くした電磁式超
音波送受信装置であり、導電性材料の超音波探傷
における探傷感度と向上させた点で極めて有用な
発明である。
第１図、第４図、第５図は本発明の実施例を示
す説明図、第２図、第３図は本発明のメカニズム
を説明する説明図である。 １００……被検体、１０１……被検体の表面、
１０２……被検体の裏面、１１，１１′，４１，
４１′，５１，５１′……励磁コイル、１２，１
２′，２２，２２′，３２，４２，４２′，５２，
５２′……磁芯、１３，５３……送信コイル、１
４，５４……受信コイル、２３，３３，４３……
送受信コイル。
す説明図、第２図、第３図は本発明のメカニズム
を説明する説明図である。 １００……被検体、１０１……被検体の表面、
１０２……被検体の裏面、１１，１１′，４１，
４１′，５１，５１′……励磁コイル、１２，１
２′，２２，２２′，３２，４２，４２′，５２，
５２′……磁芯、１３，５３……送信コイル、１
４，５４……受信コイル、２３，３３，４３……
送受信コイル。
Claims (1)
- １ 電磁石と送受信コイルとを備え、導電性の被
検体に超音波を発信または受信する電磁式超音波
送受信装置に於いて、板状の被検体の両面に相対
向させて一対の電磁石を配置し、該一対の電磁石
の一方または両方に送受信コイルを設け、両電磁
石の対向する磁極や同極となる如く各電磁石を励
磁する励磁装置を設けたことを特徴とする電磁式
超音波送受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1931777A JPS53105282A (en) | 1977-02-25 | 1977-02-25 | Electromagnetic type ultrasonic transmitter-receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1931777A JPS53105282A (en) | 1977-02-25 | 1977-02-25 | Electromagnetic type ultrasonic transmitter-receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53105282A JPS53105282A (en) | 1978-09-13 |
| JPS6133139B2 true JPS6133139B2 (ja) | 1986-07-31 |
Family
ID=11996025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1931777A Granted JPS53105282A (en) | 1977-02-25 | 1977-02-25 | Electromagnetic type ultrasonic transmitter-receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53105282A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57203949A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Electromagnetic ultrasonic flaw detector |
| JPS57203950A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Electromagnetic ultrasonic flaw detector |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5017887A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-25 |
-
1977
- 1977-02-25 JP JP1931777A patent/JPS53105282A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5017887A (ja) * | 1973-06-01 | 1975-02-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53105282A (en) | 1978-09-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hirao et al. | Electromagnetic acoustic transducers | |
| US4127035A (en) | Electromagnetic transducer | |
| US4295214A (en) | Ultrasonic shear wave transducer | |
| Wang et al. | Numerical and experimental analysis of unidirectional meander-line coil electromagnetic acoustic transducers | |
| US4248092A (en) | Method and apparatus for efficiently generating elastic waves with a transducer | |
| RU2413214C2 (ru) | Устройство для неразрушающего контроля стенок ферромагнитных конструктивных элементов | |
| JP6362533B2 (ja) | 残留応力評価方法及び残留応力評価装置 | |
| Kubrusly et al. | Unidirectional shear horizontal wave generation by periodic permanent magnets electromagnetic acoustic transducer with dual linear-coil array | |
| US4466287A (en) | Non-destructive, non-contact ultrasonic material | |
| Liu et al. | Development of a shear horizontal wave electromagnetic acoustic transducer with periodic grating coil | |
| MXPA04007420A (es) | Transductores acusticos electromagneticos. | |
| US7434467B2 (en) | Electromagnetic ultrasound converter | |
| KR101328061B1 (ko) | 전방향 전단수평파 변환을 위한 자기변형 트랜스듀서 | |
| JPS6133139B2 (ja) | ||
| JPH11125622A (ja) | Ｓｈ波電磁超音波トランスデューサ及び計測方法 | |
| KR102203609B1 (ko) | 전자기음향 트랜스듀서 및 이를 포함하는 배관 검사 장치 | |
| Aliouane et al. | Electromagnetic acoustic transducers (EMATs) design evaluation of their performances | |
| KR101253965B1 (ko) | 단방향 초음파 발생 트랜스듀서 | |
| JP2000088815A (ja) | 非導電性材料の超音波探傷方法 | |
| Gauthier et al. | Comparison of a piezoceramic transducer and an EMAT for the omnidirectional transduction of SH0 | |
| JPH07286916A (ja) | 残留応力測定方法 | |
| JPH07174736A (ja) | 斜角電磁超音波探傷装置の超音波伝播角度補正方法 | |
| KR101449411B1 (ko) | 복합재 비파괴검사용 전자기 음향트랜스듀서 및 그를 이용한 비파괴검사방법 | |
| JPS62277555A (ja) | 電磁超音波探触子 | |
| Wang et al. | Enhancement of Omni-Directional EMAT Signal Using a Optimized Magnetic Circuit Design |