JPS62277555A - 電磁超音波探触子 - Google Patents
電磁超音波探触子Info
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- JPS62277555A JPS62277555A JP61121663A JP12166386A JPS62277555A JP S62277555 A JPS62277555 A JP S62277555A JP 61121663 A JP61121663 A JP 61121663A JP 12166386 A JP12166386 A JP 12166386A JP S62277555 A JPS62277555 A JP S62277555A
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- Japan
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- coil
- magnet
- magnetic field
- magnets
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
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Landscapes
- 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】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電磁超音波を応用した計測に使用される、
電磁超音波探触子の改良ζこ関するものである。
電磁超音波探触子の改良ζこ関するものである。
第５図及び第６図は、例えばＢ、 Ｗ、 Ｍａｘｆｉｅ
ｌｄとＪ 、 Ｋ、 Ｈｕｌｂｅｒｔによる論文ｒ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＡｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａ
ｖｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ （ＥＭＡＴＳ ） ：
ＴｈｅｉｒＯｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｄｅ
Ｐａｔｔｅｒｎｓ −電磁音響波変換器：操作及びモー
ドパターンＪ （Ｐｒｏｃ、 １０ ｔｈＳｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ ｏｎ ＮＤＥ 、 Ｓａｎ Ａｎｔｏｎｉｏ
、 Ａｐｒｉｌ ＋ ２３−２５，１９７５）のＦｉｇ
、３に示された、それぞれ従来の電磁超音波探触子の講
造を示す図である。
ｌｄとＪ 、 Ｋ、 Ｈｕｌｂｅｒｔによる論文ｒ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＡｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａ
ｖｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ （ＥＭＡＴＳ ） ：
ＴｈｅｉｒＯｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｄｅ
Ｐａｔｔｅｒｎｓ −電磁音響波変換器：操作及びモー
ドパターンＪ （Ｐｒｏｃ、 １０ ｔｈＳｙｍｐｏｓ
ｉｕｍ ｏｎ ＮＤＥ 、 Ｓａｎ Ａｎｔｏｎｉｏ
、 Ａｐｒｉｌ ＋ ２３−２５，１９７５）のＦｉｇ
、３に示された、それぞれ従来の電磁超音波探触子の講
造を示す図である。
図において、１は導電性表面を持つ被検材、２は被検材
１の表面に垂直な磁界を作るための磁石、３は被検材１
の表面に対向させて設けた送受信コイルである。第５図
及び第６図とは共に、（ａｌは電磁超音波探触子の４造
の断面図を示し、（ｂ）は送受信コイル３の形状と磁石
２の位置を示している。
１の表面に垂直な磁界を作るための磁石、３は被検材１
の表面に対向させて設けた送受信コイルである。第５図
及び第６図とは共に、（ａｌは電磁超音波探触子の４造
の断面図を示し、（ｂ）は送受信コイル３の形状と磁石
２の位置を示している。
そして、第５図と第６図との相違は、送受信コイル３の
巻き方だけである。すなわち、送受信コイル３の巻き方
は、第５図１こ示すものは８の字型に巻いてあり、第６
図に示すものは０字型に巻いである。しかして、第５図
と第６図とは共に、磁石２により垂直磁界が与えられる
範囲（共に図中の口で示す部分）では、送受信コイル３
のコイル巻線の向きは同じであり、すべて同一方向にそ
ろっている。
巻き方だけである。すなわち、送受信コイル３の巻き方
は、第５図１こ示すものは８の字型に巻いてあり、第６
図に示すものは０字型に巻いである。しかして、第５図
と第６図とは共に、磁石２により垂直磁界が与えられる
範囲（共に図中の口で示す部分）では、送受信コイル３
のコイル巻線の向きは同じであり、すべて同一方向にそ
ろっている。
次に、上記従来の電磁超音波探触子の動作にっいて説明
する。送受信コイル３のコイル巻線に高周波電圧が与え
られると、送受信コイル３には矢印Ａより矢印Ｂに向け
て高周波電流が流れ、導電性表面を持つ被検材１の送受
信コイル３に対向した面に渦電流が生じる。一方、磁石
２により被検材１の表面に垂直に、すなわち上記渦電流
と直交する方向に磁界が与えられているので、渦１流と
磁界との両方に直交する方向に、すなわち被検材１の表
面に水平方向の駆動力が生じ、このため、被検材１が微
視的に高周波振動を起し、この高周波振動が超音波とし
て伝搬（送信）していく。このような超音波は、第５図
及び第６図の紙面の左右方向に振動する直線偏向の横波
超音波となる。
する。送受信コイル３のコイル巻線に高周波電圧が与え
られると、送受信コイル３には矢印Ａより矢印Ｂに向け
て高周波電流が流れ、導電性表面を持つ被検材１の送受
信コイル３に対向した面に渦電流が生じる。一方、磁石
２により被検材１の表面に垂直に、すなわち上記渦電流
と直交する方向に磁界が与えられているので、渦１流と
磁界との両方に直交する方向に、すなわち被検材１の表
面に水平方向の駆動力が生じ、このため、被検材１が微
視的に高周波振動を起し、この高周波振動が超音波とし
て伝搬（送信）していく。このような超音波は、第５図
及び第６図の紙面の左右方向に振動する直線偏向の横波
超音波となる。
また、上記値音波の受直に関しては、送信とは逆の原理
により、磁石２（こより磁界が与えられた被検材１の表
面に、送受信コイル３のコイル巻線の方向と直交した振
動の超音波が到来すると、被検材１に渦電流が発生し、
この渦電流は、被検材１と対向して配設した送受信コイ
ル３によって検知する。
により、磁石２（こより磁界が与えられた被検材１の表
面に、送受信コイル３のコイル巻線の方向と直交した振
動の超音波が到来すると、被検材１に渦電流が発生し、
この渦電流は、被検材１と対向して配設した送受信コイ
ル３によって検知する。
上記のような従来の電磁超音波探触子では、超音波の振
動を発生させる部分、すなわち被検材１に磁石２により
磁界を与える範囲に存在する送受信コイル３のコイル巻
線には同一方向の電流を流すため１こ、送受信コイル３
の巻線を大きく引き回していたので、そのインダクタン
スが大きくなり、上記駆動力を発生するためには印加電
圧を高くしなければならなかったり、自励式の発振器を
用いる場合には、高い周波数を得るのが非常に困難であ
るなどの問題点があった。
動を発生させる部分、すなわち被検材１に磁石２により
磁界を与える範囲に存在する送受信コイル３のコイル巻
線には同一方向の電流を流すため１こ、送受信コイル３
の巻線を大きく引き回していたので、そのインダクタン
スが大きくなり、上記駆動力を発生するためには印加電
圧を高くしなければならなかったり、自励式の発振器を
用いる場合には、高い周波数を得るのが非常に困難であ
るなどの問題点があった。
また、上記超音波の発生時に、送受信コイル３に面する
被検材１の全領域に渦電流が発生するにもかかわらず、
超音波の発生は、被検材１に磁石２により磁界を与えた
領域に限定され、このため、エネルギーの使用効率が悪
いという問題点があった。
被検材１の全領域に渦電流が発生するにもかかわらず、
超音波の発生は、被検材１に磁石２により磁界を与えた
領域に限定され、このため、エネルギーの使用効率が悪
いという問題点があった。
さらに、上記従来例のものの磁石２による磁界分布は、
例えば第７図に示すように、磁石２の両端部では、磁界
分布は垂直成分Ｂｖだけでな（水平成分ＢＨが大きくな
り、このために、垂直磁界と渦電流との相互作用による
横波超音波以外に、水平磁界と渦電流との相互作用によ
る縦波超音波も同時に発生し、その検出、計測を複離に
、かつ困難にするという問題点があった。すなわち、こ
のような縦波超音波を発生する磁界の水平成分ＢＨの方
向は、磁石２の左右側で逆になっているので、その位相
が１８００づれており、十分に遠方の領域で見る限りキ
ャンセルされて余り影響はないが、通常の計測を行う領
域では十分にキャンセルされずに悪影響を生じること（
こなる。
例えば第７図に示すように、磁石２の両端部では、磁界
分布は垂直成分Ｂｖだけでな（水平成分ＢＨが大きくな
り、このために、垂直磁界と渦電流との相互作用による
横波超音波以外に、水平磁界と渦電流との相互作用によ
る縦波超音波も同時に発生し、その検出、計測を複離に
、かつ困難にするという問題点があった。すなわち、こ
のような縦波超音波を発生する磁界の水平成分ＢＨの方
向は、磁石２の左右側で逆になっているので、その位相
が１８００づれており、十分に遠方の領域で見る限りキ
ャンセルされて余り影響はないが、通常の計測を行う領
域では十分にキャンセルされずに悪影響を生じること（
こなる。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、効率が良（、高い周波数の超音波を送受信でき、
かつ縦ｅ、項音波ｌこ対しては感度が低い框磁超音波探
咄子を得ることを目的とする。
ので、効率が良（、高い周波数の超音波を送受信でき、
かつ縦ｅ、項音波ｌこ対しては感度が低い框磁超音波探
咄子を得ることを目的とする。
この発明に係るｔ磁層音波探触子は、２つの磁石を互い
に異極（Ｓ極とＮ極）同士が隣接するように配置し、２
つの磁櫃の異極の下にうずまき状の偏平コイルを配設し
、その異極のＳ極の下とＮ極の下とでは、偏平コイルの
コイル巻線の向きが逆になるようにしたものである。
に異極（Ｓ極とＮ極）同士が隣接するように配置し、２
つの磁櫃の異極の下にうずまき状の偏平コイルを配設し
、その異極のＳ極の下とＮ極の下とでは、偏平コイルの
コイル巻線の向きが逆になるようにしたものである。
この発明の電磁超音波探触子においては、送受信コイル
としてうずまき状の偏平コイルを用い、この偏平コイル
を互いに異極同士を隣接するように配置した２つの磁石
の下に配設し、その異極のＳ極の下とＮ極の下とでは、
偏平コイルのコイル巻線の向きが逆になるようｌこしで
あるので、発生する程音波としては、そのｉ勧が全体的
に同−向きに生じる。
としてうずまき状の偏平コイルを用い、この偏平コイル
を互いに異極同士を隣接するように配置した２つの磁石
の下に配設し、その異極のＳ極の下とＮ極の下とでは、
偏平コイルのコイル巻線の向きが逆になるようｌこしで
あるので、発生する程音波としては、そのｉ勧が全体的
に同−向きに生じる。
第１図はこの発明の一実施例である電磁超音波探触子の
溝造を示す図である。図において、１は導電性表面を爵
った被検材、１２は被検材１の表面に垂直な磁界を作る
ための磁石であり、この磁石１２は互いに異極（Ｓ極と
Ｎ極）同士が隣接するように配置した２つの磁石１２Ａ
、１２Ｂより構成される。１３は被検材１の表面に対向
させて設けた矩形うずまき状の偏平コイルから成る送受
信コイルであり、この送受信コイル１３の磁石１２の下
に位置する部分はすべて平行になっている。
溝造を示す図である。図において、１は導電性表面を爵
った被検材、１２は被検材１の表面に垂直な磁界を作る
ための磁石であり、この磁石１２は互いに異極（Ｓ極と
Ｎ極）同士が隣接するように配置した２つの磁石１２Ａ
、１２Ｂより構成される。１３は被検材１の表面に対向
させて設けた矩形うずまき状の偏平コイルから成る送受
信コイルであり、この送受信コイル１３の磁石１２の下
に位置する部分はすべて平行になっている。
第１図ｔａ＋は電磁超音波探触子の構造の断面図を示し
、第１図（ｂｌは送受面コイル１３のコイル巻線の巻き
方を、磁石１２の配置と合わせて示している。
、第１図（ｂｌは送受面コイル１３のコイル巻線の巻き
方を、磁石１２の配置と合わせて示している。
第２図は、第１図の電磁超音波探触子の磁石による磁界
分布を示す図、第３図は、発生する超音波の受信波形に
ついて、この発明の実施例のものと従来例のものとを比
較して示す図である。
分布を示す図、第３図は、発生する超音波の受信波形に
ついて、この発明の実施例のものと従来例のものとを比
較して示す図である。
次に、上記この発明の一実施例である電磁超音波探触子
の動作ζこついて説明する。送受信コイル１３のコイル
巻線に高周波心圧が与えられると、送受信コイル１３に
は矢印Ａより矢印Ｂに向けて高周波［流が流れ、導電性
表面を持つ被検材１の送受信コイル１３に対向した面に
渦電流が生じる。
の動作ζこついて説明する。送受信コイル１３のコイル
巻線に高周波心圧が与えられると、送受信コイル１３に
は矢印Ａより矢印Ｂに向けて高周波［流が流れ、導電性
表面を持つ被検材１の送受信コイル１３に対向した面に
渦電流が生じる。
この渦電流は領域ＲＡと領域ＲＢとでは反対の向きにな
っている。一方、磁石１２により与えられる磁界の向き
も、磁石１２Ａによる領域ＲＡの磁界と、磁石１２Ｂに
よる領域ＲＢの磁界とでは逆向きになっているので、渦
ｉｔ流と磁界との相互作用により生じる撮動は、領域Ｒ
Ａと領域ＲＢとでは同じになり、このために、磁界を与
えた各領域ＲＡ、ＲＢの領域全面から同一モードの直線
偏向された横波超音波が発生する。この横波ｊ音波の検
出に関しても、同様に領域全面から検出することができ
る。第１図に示す送受信コイル１３の形状から明らかな
ように、上記第５図及び第６図に示す従来例の送受信コ
イル３と比べて、大きさが小さくでき、また、コイル面
も有効的に使われている。第３図に示すように、被検材
１として、例えば厚さＬｏｗのアルミニウム板を用いて
その底面エコーを観測した時の受信波形は、＄３図ｔａ
）に示すこの発明の実施例のものの方が、第３図（ｂ）
に示す従来例のものと比べて高周波化されていることが
分かる。
っている。一方、磁石１２により与えられる磁界の向き
も、磁石１２Ａによる領域ＲＡの磁界と、磁石１２Ｂに
よる領域ＲＢの磁界とでは逆向きになっているので、渦
ｉｔ流と磁界との相互作用により生じる撮動は、領域Ｒ
Ａと領域ＲＢとでは同じになり、このために、磁界を与
えた各領域ＲＡ、ＲＢの領域全面から同一モードの直線
偏向された横波超音波が発生する。この横波ｊ音波の検
出に関しても、同様に領域全面から検出することができ
る。第１図に示す送受信コイル１３の形状から明らかな
ように、上記第５図及び第６図に示す従来例の送受信コ
イル３と比べて、大きさが小さくでき、また、コイル面
も有効的に使われている。第３図に示すように、被検材
１として、例えば厚さＬｏｗのアルミニウム板を用いて
その底面エコーを観測した時の受信波形は、＄３図ｔａ
）に示すこの発明の実施例のものの方が、第３図（ｂ）
に示す従来例のものと比べて高周波化されていることが
分かる。
また、第２図に示すように、この発明の実施例で用いる
各磁石１２Ａ、１２Ｂによって発生する磁界分布は、領
域ＲＡと領域ＲＢとでは、垂直磁界の方向が逆になって
いることが分かる。一方、水平磁界に関しては、第５図
及び第６図に示す従来例のものでは磁石２の両端部で大
きかったの１こ対し、第２図に示すこの発明の実施例の
ものでは磁石１２の中央部、すなわち各磁石１２Ａ、１
２Ｂによる領域ＲＡと領域ＲＢとの境界部で大きくなっ
ている。そして、このような水平磁界は各領域ＲＡとＲ
Ｂとでは同じ方向になるので、上述のように禍電流が互
いに逆方向であることからして、発生する超音波の振動
方向は互いに逆になる。この場合に、縦波超音波の発生
部位が近接しているため、やや離れた箇所ではこれらの
縦波属音波は互いにキャンセルされてしまう。ところで
、この発明の実施例における被検材１として、上述した
厚さ１０１のアルミニウム板を用いた時に、付随して検
出される縦波超音波は、従来例のものと比べて約１／２
以下に減少していることが実証されている。
各磁石１２Ａ、１２Ｂによって発生する磁界分布は、領
域ＲＡと領域ＲＢとでは、垂直磁界の方向が逆になって
いることが分かる。一方、水平磁界に関しては、第５図
及び第６図に示す従来例のものでは磁石２の両端部で大
きかったの１こ対し、第２図に示すこの発明の実施例の
ものでは磁石１２の中央部、すなわち各磁石１２Ａ、１
２Ｂによる領域ＲＡと領域ＲＢとの境界部で大きくなっ
ている。そして、このような水平磁界は各領域ＲＡとＲ
Ｂとでは同じ方向になるので、上述のように禍電流が互
いに逆方向であることからして、発生する超音波の振動
方向は互いに逆になる。この場合に、縦波超音波の発生
部位が近接しているため、やや離れた箇所ではこれらの
縦波属音波は互いにキャンセルされてしまう。ところで
、この発明の実施例における被検材１として、上述した
厚さ１０１のアルミニウム板を用いた時に、付随して検
出される縦波超音波は、従来例のものと比べて約１／２
以下に減少していることが実証されている。
な〉、上記実施例では、磁石１２を構成する２つの磁石
１２Ａ、１２Ｂを互いに異１１同士が隣接するように配
置した構成の場合について１説明したが、第４図のこの
発明の他の実施例に示すように、磁石１２の被検材１に
対向する面とは反対側の面に磁性体１２Ｃを付加するり
成としても良い。このような構成とすることにより、磁
気回路の磁気抵抗が下がり、この結果、磁界強度が大き
くなってｌｌ！磁超磁波音波探触子度を高めることがで
きる。。
１２Ａ、１２Ｂを互いに異１１同士が隣接するように配
置した構成の場合について１説明したが、第４図のこの
発明の他の実施例に示すように、磁石１２の被検材１に
対向する面とは反対側の面に磁性体１２Ｃを付加するり
成としても良い。このような構成とすることにより、磁
気回路の磁気抵抗が下がり、この結果、磁界強度が大き
くなってｌｌ！磁超磁波音波探触子度を高めることがで
きる。。
この発明は以上説明したとおり、電磁超音波探触子にお
いて、送受信コイルとしてうずまき状の偏平コイルを用
い、この偏平コイルを互いに異極同士を隣接するように
配置した２つの磁石の下に配設し、その異極のＳ極の下
とＮ極の下とでは、偏平コイルのコイル巻線の向きが逆
になるようにしたので、偏平コイルの形状を小さくし、
そのインダクタンスを小さくすることができ、また、極
めて効率が良く、高い周波数の超音波を送受信でき、か
つ縦波超音波に対しては感度が低い電磁超音波探触子を
得ることができるという優れた効果を奏するものである
。
いて、送受信コイルとしてうずまき状の偏平コイルを用
い、この偏平コイルを互いに異極同士を隣接するように
配置した２つの磁石の下に配設し、その異極のＳ極の下
とＮ極の下とでは、偏平コイルのコイル巻線の向きが逆
になるようにしたので、偏平コイルの形状を小さくし、
そのインダクタンスを小さくすることができ、また、極
めて効率が良く、高い周波数の超音波を送受信でき、か
つ縦波超音波に対しては感度が低い電磁超音波探触子を
得ることができるという優れた効果を奏するものである
。
第１図はこの発明の一実施例である電磁ｊ音波探触子の
構造を示す図、第２図は、ｌＸ１図の電磁超音波探触子
の磁石による磁界分布を示す図、第３図は、発生する超
音波の受信波形について、この発明の実施例のものと従
来例のものとを比較して示ス図、＠４図はこの発明の他
の実施例である電磁超音波探触子の構造を示す断面図、
第５−及び第６図は、それぞれ従来の電磁超音波探触子
の構造を示す図、第７図は、第５図及び第６図の電磁超
音波探触子の磁石による磁界分布を示す図である。 図において、１・・・被検材、２，１２．１２Ａ。 １２Ｂ・・・磁石、３，１３・・・送受信コイル、１２
Ｃ磁性体である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
構造を示す図、第２図は、ｌＸ１図の電磁超音波探触子
の磁石による磁界分布を示す図、第３図は、発生する超
音波の受信波形について、この発明の実施例のものと従
来例のものとを比較して示ス図、＠４図はこの発明の他
の実施例である電磁超音波探触子の構造を示す断面図、
第５−及び第６図は、それぞれ従来の電磁超音波探触子
の構造を示す図、第７図は、第５図及び第６図の電磁超
音波探触子の磁石による磁界分布を示す図である。 図において、１・・・被検材、２，１２．１２Ａ。 １２Ｂ・・・磁石、３，１３・・・送受信コイル、１２
Ｃ磁性体である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- Ｓ極とＮ極の異極同士が互いに隣接するように配置した
２つの磁石と、この２つの磁石の異極の下に配設したう
ずまき状の偏平コイルとを備え、その異極であるＳ極の
下とＮ極の下とでは、前記偏平コイルのコイル巻線の向
きが逆になるようにしたことを特徴とする電磁超音波探
触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121663A JPS62277555A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 電磁超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121663A JPS62277555A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 電磁超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62277555A true JPS62277555A (ja) | 1987-12-02 |
Family
ID=14816817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61121663A Pending JPS62277555A (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 電磁超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62277555A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0781994A2 (en) | 1995-12-13 | 1997-07-02 | Ebara Corporation | Electromagnetic acoustic transducer and emar system |
| JP2017534066A (ja) * | 2014-10-29 | 2017-11-16 | パーマセンス リミテッド | 電磁音響変換器 |
| JP2019513227A (ja) * | 2016-03-16 | 2019-05-23 | インペリアル イノベーションズ リミテッド | ガイド波試験 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61121663A patent/JPS62277555A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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