JPS63212810A - 電磁超音波計測装置 - Google Patents
電磁超音波計測装置Info
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- JPS63212810A JPS63212810A JP62045256A JP4525687A JPS63212810A JP S63212810 A JPS63212810 A JP S63212810A JP 62045256 A JP62045256 A JP 62045256A JP 4525687 A JP4525687 A JP 4525687A JP S63212810 A JPS63212810 A JP S63212810A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電磁超音波計測装置に係り、特に、高温下にあ
る被検材を非接触で熱間計測を行なうのに最適な電磁超
音波計測装置に関する。
る被検材を非接触で熱間計測を行なうのに最適な電磁超
音波計測装置に関する。
圧延工場等では、Ｉｌ造工程中にある高温状態下の鋼材
の厚み測定、探傷等が要求されている。これは、圧延条
件等を最適にし、生産性および品質を大幅に向上させる
ために欠かせない情報である。
の厚み測定、探傷等が要求されている。これは、圧延条
件等を最適にし、生産性および品質を大幅に向上させる
ために欠かせない情報である。
特に、シームレス鋼管や鋳鉄管は一段と高品質化が課題
となっており、熱間計測は不可欠なものとなっている。
となっており、熱間計測は不可欠なものとなっている。
これらニーズに対して電磁超音波計測装置が特公昭４４
−２４８６７号公報で提案されている。
−２４８６７号公報で提案されている。
（発明が解決しようとする問題点〕
第４図（Ａ）は従来の電磁超音波計測装置の一例を示す
構成図である０図示する様に、被検材１を包囲する如く
鉄心３内に直流励磁コイル２を巻回すると共に、該直流
コイル２の中央部でかつ被検材１と対向する位置に超音
波の送受信コイル４が配置される。超音波の送受信コイ
ル４は被検材１の直径に応じて複数個が直流励磁コイル
２の内周部に配置される。直流励磁コイル２は直流電源
５より直流電流の供給を受けて励磁され、矢印方向に直
流磁束Φを発生する。送受信コイル４にはパルス発生器
６よりパルス電流が印加され、送信パルスを出力し、被
検材１で反射する底面エコーが送受信コイル４より検出
され、この検出信号は増幅器７で増幅されたのち、ＣＲ
Ｔを用いた検出信号を計測する手段たとえば表示器８に
表示される６表示器８に表示された波形内容から被検材
１の厚み計測を行なうことができる。
構成図である０図示する様に、被検材１を包囲する如く
鉄心３内に直流励磁コイル２を巻回すると共に、該直流
コイル２の中央部でかつ被検材１と対向する位置に超音
波の送受信コイル４が配置される。超音波の送受信コイ
ル４は被検材１の直径に応じて複数個が直流励磁コイル
２の内周部に配置される。直流励磁コイル２は直流電源
５より直流電流の供給を受けて励磁され、矢印方向に直
流磁束Φを発生する。送受信コイル４にはパルス発生器
６よりパルス電流が印加され、送信パルスを出力し、被
検材１で反射する底面エコーが送受信コイル４より検出
され、この検出信号は増幅器７で増幅されたのち、ＣＲ
Ｔを用いた検出信号を計測する手段たとえば表示器８に
表示される６表示器８に表示された波形内容から被検材
１の厚み計測を行なうことができる。
しかし、上記した従来の電磁超音波計測装置には、次の
様な問題がある。即ち磁極３ａ、３ｂと被検材１との間
の金属間の摩耗及び焼付き現象である。
様な問題がある。即ち磁極３ａ、３ｂと被検材１との間
の金属間の摩耗及び焼付き現象である。
一般に金属同志が擦れる時の凝着により生じる一方の摩
耗量は、他方への焼付量と考えら九、その程度について
は、凝着仕事エネルギー（押付荷重）が大きいほど、ま
た硬さが小さいほど多くなる。さらに被検材１が高速移
動しながら擦れると、摩擦面は発熱溶融し、この溶融金
属が他方に付いて溶融摩耗し、これが水冷却などの変化
で固化すると焼付状態となる。
耗量は、他方への焼付量と考えら九、その程度について
は、凝着仕事エネルギー（押付荷重）が大きいほど、ま
た硬さが小さいほど多くなる。さらに被検材１が高速移
動しながら擦れると、摩擦面は発熱溶融し、この溶融金
属が他方に付いて溶融摩耗し、これが水冷却などの変化
で固化すると焼付状態となる。
この様に金属同志が擦れ、凝着、溶着により焼付きが生
じるが、第４図（Ａ）に示した装置では送受信コイル４
の保護の為に水を流しており、この水が磁極３ａ、３ｂ
と被検材１の擦れる部分に入り、焼付き付着物が急冷さ
れ焼き（硬化）が入る。そうすると、金属の接触部分で
の温度が、磁極３ａ、３ｂは低温、被検材１は高温であ
り、相対強度上、被検材１に第４図（Ｂ）に示す如く被
検材１に局部的にひつかき疵Ｑ、を付ける。この焼付が
硬化層３ｄ面からはがれない場合はさらに肥大し、ｎ層
焼付Ｑ７となり、被検材１に全長に亘るひつかき疵Ｄｌ
ｌを付けて製品を損傷してしまう危険性がある。また、
磁極３ａ、３ｂに焼付き付着する現象を呈すると、場合
によっては、送受信コイル４を破損し、電磁超音波計測
装置の寿命が短くなる、等の欠点があった。
じるが、第４図（Ａ）に示した装置では送受信コイル４
の保護の為に水を流しており、この水が磁極３ａ、３ｂ
と被検材１の擦れる部分に入り、焼付き付着物が急冷さ
れ焼き（硬化）が入る。そうすると、金属の接触部分で
の温度が、磁極３ａ、３ｂは低温、被検材１は高温であ
り、相対強度上、被検材１に第４図（Ｂ）に示す如く被
検材１に局部的にひつかき疵Ｑ、を付ける。この焼付が
硬化層３ｄ面からはがれない場合はさらに肥大し、ｎ層
焼付Ｑ７となり、被検材１に全長に亘るひつかき疵Ｄｌ
ｌを付けて製品を損傷してしまう危険性がある。また、
磁極３ａ、３ｂに焼付き付着する現象を呈すると、場合
によっては、送受信コイル４を破損し、電磁超音波計測
装置の寿命が短くなる、等の欠点があった。
本発明の目的は、被検材の品質低下を防止し、かつ寿命
を長くした電磁超音波計測装置を提供することにある。
を長くした電磁超音波計測装置を提供することにある。
本発明の電磁超音波計測装置は、鉄心に励磁コイルを設
けた電磁石と、電磁石に設けた送受信コイルとの被検材
と対応する磁極面に磁性流体層を設けるこ゛とにある。
けた電磁石と、電磁石に設けた送受信コイルとの被検材
と対応する磁極面に磁性流体層を設けるこ゛とにある。
磁性流体層と被検材との間の硬化部材は、磁性流体層側
にへこむだけで、硬化部材は被検材と共に外部に排出さ
れて、被検材は損傷することなく、被検材の商品価値を
下げることを防止できる。
にへこむだけで、硬化部材は被検材と共に外部に排出さ
れて、被検材は損傷することなく、被検材の商品価値を
下げることを防止できる。
次に本発明の具体的実施例について第１図ないし第３図
を用いて説明する。具体例には、シームレスパイプの熱
間肉厚オンライン計測に電磁超音波計測装置を使用した
場合について述べている。
を用いて説明する。具体例には、シームレスパイプの熱
間肉厚オンライン計測に電磁超音波計測装置を使用した
場合について述べている。
第１図に於いて、被検材１が磁極３ａ、３ｂを貫通し、
磁極鉄心３が外鉄形の直流電磁石となるべく励磁コイル
２を外周から被っている。゛磁極３ａ、３ｂ間には送受
信コイル４が複数個放射状に配置され、図示していない
信号処理装置に接続されている。磁極３ａ、３ｂの一端
は被検材１の両端部が一般に形状が悪く衝撃的に突入、
突出して行くためラッパ状としている。３０は磁極３ａ
。
磁極鉄心３が外鉄形の直流電磁石となるべく励磁コイル
２を外周から被っている。゛磁極３ａ、３ｂ間には送受
信コイル４が複数個放射状に配置され、図示していない
信号処理装置に接続されている。磁極３ａ、３ｂの一端
は被検材１の両端部が一般に形状が悪く衝撃的に突入、
突出して行くためラッパ状としている。３０は磁極３ａ
。
３ｂの内表面を被覆している本発明からなる磁性流体層
で、加圧ポンプ１０からレシーバ−タンク１１に配管１
２で接続され、連続的に磁性流体４０が供給されている
。
で、加圧ポンプ１０からレシーバ−タンク１１に配管１
２で接続され、連続的に磁性流体４０が供給されている
。
磁性流体層３０は被検材１と対応する磁極３ａ。
３ｂに固着状態で保持されている。磁性流体層３０は、
２０ナノメートル以下のマグネタイト。
２０ナノメートル以下のマグネタイト。
各種フェライトなどの磁性微粒子の表面をオレイン酸や
リノール酸のような長鎖不飽和脂肪酸で被覆し、界面活
性剤を使って溶媒中に分散させたコロイド溶液である。
リノール酸のような長鎖不飽和脂肪酸で被覆し、界面活
性剤を使って溶媒中に分散させたコロイド溶液である。
したがって、磁気的には永久磁気モーメントをもつ分子
の集合体と考えてよく。
の集合体と考えてよく。
超常磁性の性質を示す、磁界中に置かれた磁性流体は１
重力、圧力、遠心力、その他の力に逆らって磁気的に任
意な位置に配置できる特異な力学的性質をもっている。
重力、圧力、遠心力、その他の力に逆らって磁気的に任
意な位置に配置できる特異な力学的性質をもっている。
この通常の流体にはみられない性質を利用して第３図（
イ）に示した磁極流体層３０を構成している。
イ）に示した磁極流体層３０を構成している。
磁極流体ＭＩ３０の形成法としては、第２図に示す如く
、磁性流体４０を磁極３ａ、３ｂの内表面に導出する方
法を示したものである。レシーバ−タンク１１内の磁性
流体４０は、メツシュ状に磁極３ａ、３ｂに設けた流体
回路１３を通じて流入し、複数個設けたノズル穴１４か
ら磁極３ ａ。
、磁性流体４０を磁極３ａ、３ｂの内表面に導出する方
法を示したものである。レシーバ−タンク１１内の磁性
流体４０は、メツシュ状に磁極３ａ、３ｂに設けた流体
回路１３を通じて流入し、複数個設けたノズル穴１４か
ら磁極３ ａ。
３ｂの内表面に噴出し、磁性流体の持つ表面張力と、励
磁コイル２により磁化された磁極とにより均一に被覆を
作る。
磁コイル２により磁化された磁極とにより均一に被覆を
作る。
次に、磁性流体層３０の作用について、第３図により説
明する。
明する。
被検材１の振動や表面性状、形状などにより第３図（イ
）の如く点Ｒで摺動すると、第３図（ロ）の如く焼付き
付着の第一層目８１が生じる。この付着硬化部分が擦ら
れ、はがれないままでいると、その上に第３図（ハ）に
示した様に二層焼付Ｓ２が発生する。磁極３ａの表面は
磁性流体Ｍ３０で構成されているため、その結合力より
も被検材１が焼付突起に衝突する力の方が大きいと第３
図（ニ）に示した様に焼付Ｓ２ははぎとられ磁性流体層
３０に凹部Ｓ、を作り、焼付Ｓｓはスケール８１′
となって被検材１と共に排出される。また第３図（ニ）
の凹部Ｓ、は磁性流体Ｍ３０の表面張力によりすぐに表
面が滑らかに復帰する。したがって、被検材またとえば
鋼管が破損することなく、磁極３ａ、３ｂが磁性流体層
３０で保護され、送受信コイル等が破損しにくく、電磁
超音波計測装置の寿命を長くすることができる。
）の如く点Ｒで摺動すると、第３図（ロ）の如く焼付き
付着の第一層目８１が生じる。この付着硬化部分が擦ら
れ、はがれないままでいると、その上に第３図（ハ）に
示した様に二層焼付Ｓ２が発生する。磁極３ａの表面は
磁性流体Ｍ３０で構成されているため、その結合力より
も被検材１が焼付突起に衝突する力の方が大きいと第３
図（ニ）に示した様に焼付Ｓ２ははぎとられ磁性流体層
３０に凹部Ｓ、を作り、焼付Ｓｓはスケール８１′
となって被検材１と共に排出される。また第３図（ニ）
の凹部Ｓ、は磁性流体Ｍ３０の表面張力によりすぐに表
面が滑らかに復帰する。したがって、被検材またとえば
鋼管が破損することなく、磁極３ａ、３ｂが磁性流体層
３０で保護され、送受信コイル等が破損しにくく、電磁
超音波計測装置の寿命を長くすることができる。
このように、被検材１が磁性流体層３０に摺動する場合
、被検材１の先端、後端の突起や表面のスケールなどが
強固で被検材１からはがれない場合は、磁性流体層３０
が削り取られるが、第３図で説明した如く、磁性流体は
連続的に供給されているので、すぐ元に復帰し滑らかに
なる。突起やスケールが無い場合は、磁性流体Ｍ３０は
潤滑の役目をなし、万一突起やスケールと被検材１の接
着度合いが小さい場合には、はがれてそのまま被検材１
と共に排出されるか、或いは磁性流体層３０に層状に焼
付きが出るが、生長しないうちに被検材１の移動と共に
はがれて排出されることになる。この磁性流体Ｍ３０は
被検材１との空隙を小さくする役目も果たし、被検材１
の送受信コイル４の直下の表面部の磁束密度が向上し、
受信感度が向上する。
、被検材１の先端、後端の突起や表面のスケールなどが
強固で被検材１からはがれない場合は、磁性流体層３０
が削り取られるが、第３図で説明した如く、磁性流体は
連続的に供給されているので、すぐ元に復帰し滑らかに
なる。突起やスケールが無い場合は、磁性流体Ｍ３０は
潤滑の役目をなし、万一突起やスケールと被検材１の接
着度合いが小さい場合には、はがれてそのまま被検材１
と共に排出されるか、或いは磁性流体層３０に層状に焼
付きが出るが、生長しないうちに被検材１の移動と共に
はがれて排出されることになる。この磁性流体Ｍ３０は
被検材１との空隙を小さくする役目も果たし、被検材１
の送受信コイル４の直下の表面部の磁束密度が向上し、
受信感度が向上する。
更に、電磁超音波計測装置としての感度を考えた場合、
被検材１と磁極との空隙が磁性流体層３０で埋められる
為、空隙の磁束密度が向上し、送受信コイル４の受信電
圧は磁束密度の２乗に比例して増大することから、磁性
流体は感度向上にも寄与できる大きな利点がある。
被検材１と磁極との空隙が磁性流体層３０で埋められる
為、空隙の磁束密度が向上し、送受信コイル４の受信電
圧は磁束密度の２乗に比例して増大することから、磁性
流体は感度向上にも寄与できる大きな利点がある。
尚、上述の実施例では、磁極鉄／１４１に励磁コイルを
用いた直流電磁石について説明したが、永久磁石に送受
信コイルを埋設した場合には、被検材と対応する永久磁
石の対応面とに磁性流体層を形成してもよい。
用いた直流電磁石について説明したが、永久磁石に送受
信コイルを埋設した場合には、被検材と対応する永久磁
石の対応面とに磁性流体層を形成してもよい。
以上のように本発明は磁性流体を耐焼付剤として利用し
、摺動に対する潤滑と、磁極の磁束分布を向上させるこ
とにより焼付きを防止し、被検材の品質低下を防止し電
磁超音波計測装置の寿命を長くすることができるように
なった。
、摺動に対する潤滑と、磁極の磁束分布を向上させるこ
とにより焼付きを防止し、被検材の品質低下を防止し電
磁超音波計測装置の寿命を長くすることができるように
なった。
第１図は本発明の実施例として示した電磁超音波計測装
置の側断面図、第２図は第１図に使用した磁極表面を形
成する設備の部分斜視図、第３図は磁極表面と被検材と
の関係を示す説明図、第４図（Ａ）は従来の電磁超音波
計測装置の側断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の被検材
の説明図である。 １・・・被検材、２・・・励磁コイル、３・・・磁極鉄
心、４・・・送受信コイル、１０・・・加圧ポンプ、１
１・・・レシーバタンク、１４・・・ノズル穴、３０・
・・磁性流体層、４０・・・磁性流体。
置の側断面図、第２図は第１図に使用した磁極表面を形
成する設備の部分斜視図、第３図は磁極表面と被検材と
の関係を示す説明図、第４図（Ａ）は従来の電磁超音波
計測装置の側断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の被検材
の説明図である。 １・・・被検材、２・・・励磁コイル、３・・・磁極鉄
心、４・・・送受信コイル、１０・・・加圧ポンプ、１
１・・・レシーバタンク、１４・・・ノズル穴、３０・
・・磁性流体層、４０・・・磁性流体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被検材に対応配置された電磁石および送受信コイル
と、電磁石および送受信コイルの電磁力によつて被検材
に発生した超音波を計測する手段と、から成る電磁超音
波計測装置において、被検材と対応する電磁石および送
受信コイルの対応面に磁性液体層を形成することを特徴
とする電磁超音波計測装置。 ２、電磁石の外周面に形成した磁性液体を供給する流体
回路を設け、流体回路と連通し、かつ被検材と対応する
電磁石の対応面に複数の穴を形成することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電磁超音波計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62045256A JPS63212810A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 電磁超音波計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62045256A JPS63212810A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 電磁超音波計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63212810A true JPS63212810A (ja) | 1988-09-05 |
Family
ID=12714199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62045256A Pending JPS63212810A (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 電磁超音波計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63212810A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007527532A (ja) * | 2004-02-26 | 2007-09-27 | オトクリトエ アクツィオネルノエ オブシェストボ ”ノルディンクラフト” | 電磁超音波探触子 |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP62045256A patent/JPS63212810A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007527532A (ja) * | 2004-02-26 | 2007-09-27 | オトクリトエ アクツィオネルノエ オブシェストボ ”ノルディンクラフト” | 電磁超音波探触子 |
| JP4842922B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2011-12-21 | オブシェストボ エス オグラニチェンノイ オトベツトベンノスチュ“ノルディンクラフト サンクト−ペテルブルグ” | 電磁超音波探触子 |
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