JPS62226053A - 超音波表面波探触子 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属あるいは非金属の表面に存在する微細な
欠陥を、超音波表面波を用いて検出する超音波表面波探
触子に関し、特に曲面部分の欠陥検出に適した超音波表
面探触子に関する。

［従来の技術］ 従来の超音波表面波探触子は、第４図に示すようにアク
リル樹脂製の機材１の端面２を、表面波発生角度αで切
除し、その面に１ｔｇｖＪ子３を貼り付けた構造を有し
ている。そしてリード線４を図示しない探傷器に接続し
て撮動子３を駆動することにより、機材１の下面５に表
面波６を発生させ、被検体７の表面に沿って進行させる
。かくして被検体７に存在する欠陥８からの反射波Ｅを
検知することにより、探傷するものとなっている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の超音波表面波探触子は、アクリル樹脂製の機
材１を使用しているので、機材１中で超音波の減衰が生
じる。このため１０ＭＨｚ程度までは使用できるが、そ
れ以上の高周波になると超音波のエネルギーが著しく弱
まり、探傷が困難となることがあった。また従来の探触
子は機材１の下面５が平坦面であるため、表面が平坦な
被検体にしか適用できないという問題点があった。

そこで本発明は、超音波減衰に起因する超音波出力の低
下がなく、被検体の微少欠陥等を適確に検出できる上、
曲面部分での探傷も可能な超音波表面波探触子を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決し目的を達成するために、
次のような手段を講じた。すなわち、一定の距離を隔て
て相対する大小２つの円を互いに接線で結んだような断
面形状を有する部材からなる接触子を設け、この接触子
における前記接線を一つの辺とする平面上に、表面波発
生角度αをもって局部液浸型の超音波探触子本体を配置
し、前記大きい円の円周面部分を被検体に接触させて超
音波探傷を行なうようにした。

［作用］ 追音波探触子から発生した縦波は、液中を伝播して表面
波発生角度αで接触子に入射する。したがって接触子表
面に表面波が発生し、接触子における大きい円の円周面
に沿って伝播し、該円周と線接触している被検体に表面
波を伝達するものとなる。そして被検体に欠陥が存在す
れば、その部分で反射波となって探触子に戻ってくるの
で欠陥が検出される。なお表面波発生角度αは、第３図
に示す液体媒質■中の音速をＣ１、媒質■中の音速をＣ
２、入射角をα、屈折角をθとすると、（１）式で表わ
される。

Ｃ１／ｓ　ｉ　ｎα＝ｃ２　／ｓ　ｉ　ｎθ・（１）こ
の（１）式には、光学系と同じくスネルの法則が適用さ
れる。したがってこの（１）式において、屈折角θが９
０°になると表面波が発生するので、この時の入射角α
が表面波発生角度となる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の超音波表面波探触子の構成
を示す斜視図である。超音波探触子本体１１は、アクリ
ル類などのハウジング１２に収容されている。ハウジン
グ１２内には液体１３が充填されている。このハウジン
グ１２全体は、表面波を伝え易い材料たとえば金属、フ
ァインセラミックス、などで作られた接触子１４に対し
て、表面波発生角度αをもって接着等の手段によって直
接的に結合されている。

接触子１４は、一定の距離を隔てて相対する大小２つの
円を互いに接線で結んだような断面形状を有する部材で
構成されている。すなわち、図示の如く大きな円柱形を
なす頭状部分１５と、小さな円柱形をなす原状部分１６
と、頭状部分１５と原状部分１６との間に存在している
移行部１７とからなっている。なお、移行部１７には緩
やかな曲率がつけて必る。このような形状を有する接触
子１４は、被検体１８に対して原理的には頭状部分１５
の接触面１つで線接触することになる。なお、通常の超
音波探傷と同様に、液体の接触媒質は必要である。

次に上記の如く構成された超音波表面波探触子の作用に
ついて説明する。探触子１１から発信された超音波２０
（縦波）は、接触子１４と液体１３との境界面２１で表
面波２２に変換される。

境界面２１で発生した表面波２２は、接触子１４の頭状
部分１５の円周面部分２３を経由して接触子１４と被検
体１８との接触面１つに至り、ここから被検体１８に伝
播する。伝播した表面波２２は主として被検体１８の矢
印方向２４に進む。

そして欠陥２５に当たるとこの欠陥２５によって反射さ
れ、逆の経路をたどって探触子本体１１に戻り、受信さ
れる。

本実施例で特徴的な点は、接触子１４と被検体１８とが
原理的に線接触であるため、複雑な曲面部分にも適合し
得る点である。特に接触子１４の幅２６を小さくすると
、３次元曲面にもある程度適合し得るものとなる。さら
に接触子１４の頭状部分１５の曲率２７を小さくすると
、小曲率部分への適用も可能となる。また１０ＭＨｚ以
上の高周波化も可能なため、微少な欠陥、特にファイン
セラミックス等の表面もしくは表面近１労に発生する＠
綱な亀裂や介在物などの検出に役立つ。

なお、被検体１８に伝播せず接触子１４の実測に困った
矢印２８で示す表面波は、もともと弱いため、伝播して
いるうちに減弱してしまい、探傷機能には影響しない。

　なお本発明は前記一実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、一定の距離を隔てて相対する大小２つ
の円を互いに接線で結んだような断面形状を有する部材
で形成された接触子を設け、この接触子の平面上に、表
面波発生角度をもって局部液浸型の超音波探触子本体を
配置し、前記大きい円の円周面を被検体に接触させて超
音波探傷を行なうようにしたので、超音波減衰に起因す
る超音波出力の低下がなく、被検体の微少欠陥等を適確
に検出できる上、従来探傷が困難であった曲面部分での
探傷も可能な超音波表面波探触子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超音波表面波探触子の構成
を示す斜視図、第２図は同実施例の概略的側面図、第３
図は表面波発生角度αの説明図、第４図は従来例の構成
を示す側面図である。 １１・・・超音波探触子本体、１２・・・ハウジング、
１３・・・液体、１４・・・接触子、１５・・・頭状部
分、１６・・・原状部分、１７・・・移行部、１８・・
・被検体、１９・・・接触面、２０・・・超音波（縦波
）、２１・・・境界面、２２・・・表面波、２３・・・
円周面部分、２５・・・欠陥、２６・・・接触子幅、２
７・・・曲率、α・・・表面波発生角度。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 第　２　図 第３図 ム 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定の距離を隔てて相対する大小２つの円を互いに接線
   で結んだような断面形状を有する部材で形成された接触
   子と、この接触子における前記接線を一つの辺とする平
   面上に表面波発生角度αをもって配置された局部液浸型
   の超音波探触子本体とからなり、前記大きい円の円周面
   部分を被検体に接触させて超音波探傷を行なうことを特
   徴とする超音波表面波探触子。