JPS637619B2 - - Google Patents
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- JPS637619B2 JPS637619B2 JP55159512A JP15951280A JPS637619B2 JP S637619 B2 JPS637619 B2 JP S637619B2 JP 55159512 A JP55159512 A JP 55159512A JP 15951280 A JP15951280 A JP 15951280A JP S637619 B2 JPS637619 B2 JP S637619B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電磁的な方法で超音波を発生又は検出
する超音波応用計測装置に用いる以下電磁超音波
探触子に関する。
する超音波応用計測装置に用いる以下電磁超音波
探触子に関する。
従来、材料や製品の厚み測定、探傷等の計測に
は超音波厚み計、探傷器等が使用されている。か
かる装置は超音波を被検材に到達させる為に探触
子と被検材との間に媒体（通常は水）を必要とす
る。この為、高温材やスケールあるいは表面凹凸
の著るしい材料の計測は困難である。
は超音波厚み計、探傷器等が使用されている。か
かる装置は超音波を被検材に到達させる為に探触
子と被検材との間に媒体（通常は水）を必要とす
る。この為、高温材やスケールあるいは表面凹凸
の著るしい材料の計測は困難である。
この為、被検材の温度や表面状態などに影響さ
れることなく超音波の送受信を行うことが強く要
求されている。
れることなく超音波の送受信を行うことが強く要
求されている。
かかる要求を満足する方法として特公昭44−
24867号が提案されている。特公昭44−24867号は
電磁的な方法で超音波を送受信するもので（以下
電磁超音波探傷装置という）ある。電磁超音波探
傷装置の探触子の構造は電磁石の鉄心が断面Ｅ字
形で中央部磁極以下に超音波送受信コイルを設け
たものが一般的である。
24867号が提案されている。特公昭44−24867号は
電磁的な方法で超音波を送受信するもので（以下
電磁超音波探傷装置という）ある。電磁超音波探
傷装置の探触子の構造は電磁石の鉄心が断面Ｅ字
形で中央部磁極以下に超音波送受信コイルを設け
たものが一般的である。
その一例を第１図及び第２図により説明する。
尚、第２図においては被検材１は省略してある。
図において、被検材１の上に直流励磁コイル２と
断面Ｅ字状の鉄心３により構成される直流電磁石
が配置され、鉄心３の中央脚４には絶縁銅線など
を必要回数巻回した超音波受信コイル５及びコイ
ル５を保護する為アクリルなどの非導電性の保護
シート６及びケース７が取付られている。
尚、第２図においては被検材１は省略してある。
図において、被検材１の上に直流励磁コイル２と
断面Ｅ字状の鉄心３により構成される直流電磁石
が配置され、鉄心３の中央脚４には絶縁銅線など
を必要回数巻回した超音波受信コイル５及びコイ
ル５を保護する為アクリルなどの非導電性の保護
シート６及びケース７が取付られている。
上記構成において、直流励磁コイル２を図示し
ない直流電源で励磁し被検材１に直流磁界を与
え、次に送受信コイル５に図示しないパルス発生
器よりパルス電流を印加すると、変化磁束が発生
し、該変化磁束により被検材１に渦電流Ieが発生
する。渦電流Ieと前もつて与えておいた直流磁界
の磁束密度Ｂとが相互作用（フレミングの法則）
して(1)式で示される変化歪Ｕを発生する。
ない直流電源で励磁し被検材１に直流磁界を与
え、次に送受信コイル５に図示しないパルス発生
器よりパルス電流を印加すると、変化磁束が発生
し、該変化磁束により被検材１に渦電流Ieが発生
する。渦電流Ieと前もつて与えておいた直流磁界
の磁束密度Ｂとが相互作用（フレミングの法則）
して(1)式で示される変化歪Ｕを発生する。
Ｕ∝Ie・Ｂ ……(1)
変化歪は超音波として被検材中を伝播し、被検
材中の欠陥及び底面からの反射超音波は前述した
発生と逆の過程により送受信コイル５で検出され
る。検出された超音波の受信信号レベルVRは(2)
式で示され、 VR∝Ｕ・Ｂ ……(2) (1)、(2)式より受信信号レベルVRは下記(3)式と
なる。
材中の欠陥及び底面からの反射超音波は前述した
発生と逆の過程により送受信コイル５で検出され
る。検出された超音波の受信信号レベルVRは(2)
式で示され、 VR∝Ｕ・Ｂ ……(2) (1)、(2)式より受信信号レベルVRは下記(3)式と
なる。
VR∝B2・Ie ……(3)
即ち、電磁超音波の受信信号レベルに最も影響
を与えるものは直流電磁石から発生する直流磁束
密度Ｂである。
を与えるものは直流電磁石から発生する直流磁束
密度Ｂである。
電磁超音波の受信信号レベルは従来の超音波探
傷装置の信号レベルの大略1/100程度である。受
信信号レベルが低いことは電磁超音波探傷装置の
実用化の最大の阻害要因となつており、受信信号
レベルの向上が電磁超音波探傷装置の最大の課題
である。
傷装置の信号レベルの大略1/100程度である。受
信信号レベルが低いことは電磁超音波探傷装置の
実用化の最大の阻害要因となつており、受信信号
レベルの向上が電磁超音波探傷装置の最大の課題
である。
受信信号レベル増大の為には、(3)式より明らか
なように直流磁束密度Ｂの増大が必要である。し
かし、第１図に示す様な従来の電磁超音波探傷装
置の構成においては、送受信コイル５、保護シー
ト６とケース７が非磁性体で構成されている為、
大きな磁気抵抗となり、必要な磁束密度を発生さ
せるために直流コイル２の励磁量が増大し、大電
力消費と探触子の大型化となる欠点を有してい
る。
なように直流磁束密度Ｂの増大が必要である。し
かし、第１図に示す様な従来の電磁超音波探傷装
置の構成においては、送受信コイル５、保護シー
ト６とケース７が非磁性体で構成されている為、
大きな磁気抵抗となり、必要な磁束密度を発生さ
せるために直流コイル２の励磁量が増大し、大電
力消費と探触子の大型化となる欠点を有してい
る。
本発明は前述の如き従来技術の欠点を除く為に
なされたもので、電磁超音波の受信信号レベルを
大幅に向上させることのできる電磁超音波探触子
を提供することにある。
なされたもので、電磁超音波の受信信号レベルを
大幅に向上させることのできる電磁超音波探触子
を提供することにある。
本発明の特徴とするところは送受信コイルを導
電体の磁性材の素線を巻回して構成し発生直流磁
束密度を大きくするようにしたことにある。
電体の磁性材の素線を巻回して構成し発生直流磁
束密度を大きくするようにしたことにある。
第３図に本発明の一実施例を示す。
第３図において第１図と異なるところは断面Ｅ
字状の直流電磁石鉄心３の中央脚４には高透磁率
材より成る絶縁電線（例えば鉄線）を必要回数巻
回した超音波受信コイル８を設けたことである。
字状の直流電磁石鉄心３の中央脚４には高透磁率
材より成る絶縁電線（例えば鉄線）を必要回数巻
回した超音波受信コイル８を設けたことである。
この構成の電磁超音波探触子においては、送受
信コイル８が高透磁率材であるため大幅に磁気抵
抗が少なくなる。このため、発生直流磁束密度Ｂ
が大きくなるので受信信号レベルＶも大きくな
る。すなわち、従来の場合（第１図）では磁気回
路中の非磁性材は、送受信コイルが約0.6mm、保
護シート６と保護ケース７が約0.9mmと合計1.5mm
あつたものが、本発明の場合（第３図）には送受
信コイル８が磁性材であるため0.9mmに減少する。
従つて、磁気抵抗が60％に減少し、直流磁束は
1.67倍発生し、(3)式より超音波の受信信号レベル
は約2.8倍となる。
信コイル８が高透磁率材であるため大幅に磁気抵
抗が少なくなる。このため、発生直流磁束密度Ｂ
が大きくなるので受信信号レベルＶも大きくな
る。すなわち、従来の場合（第１図）では磁気回
路中の非磁性材は、送受信コイルが約0.6mm、保
護シート６と保護ケース７が約0.9mmと合計1.5mm
あつたものが、本発明の場合（第３図）には送受
信コイル８が磁性材であるため0.9mmに減少する。
従つて、磁気抵抗が60％に減少し、直流磁束は
1.67倍発生し、(3)式より超音波の受信信号レベル
は約2.8倍となる。
以上説明した如く本発明によれば電磁超音波の
受信信号レベルは大幅に大きくできる。
受信信号レベルは大幅に大きくできる。
なお本発明は上述した断面Ｅ字状の鉄心の探触
子でなく第４図の如くＵ字状の鉄心の探触子でも
同様に行えるのは勿論である。
子でなく第４図の如くＵ字状の鉄心の探触子でも
同様に行えるのは勿論である。
第１図は電磁超音波探触子の一例を示す断面図
で、第２図はその底面図、第３図は本発明の一実
施例を示す断面図、第４図は本発明の他の実施例
を示断面図である。 １…被検材、２…直流励磁コイル、３…鉄心、
４…中央脚、５…送受信コイル（非磁性）。
で、第２図はその底面図、第３図は本発明の一実
施例を示す断面図、第４図は本発明の他の実施例
を示断面図である。 １…被検材、２…直流励磁コイル、３…鉄心、
４…中央脚、５…送受信コイル（非磁性）。
Claims (1)
- １ 直流電磁石鉄心の１つの脚の端部に超音波送
受信コイルを配設した電磁超音波探触子におい
て、前記送受信コイルを導電性の磁性体の素線で
構成することにより、前記鉄心と被検体間の磁気
抵抗を減少させ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 |
|---|---|---|---|
| JP55159512A JPS5784350A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Electromagnetic ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55159512A JPS5784350A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Electromagnetic ultrasonic probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5784350A JPS5784350A (en) | 1982-05-26 |
| JPS637619B2 true JPS637619B2 (ja) | 1988-02-17 |
Family
ID=15695387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55159512A Granted JPS5784350A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Electromagnetic ultrasonic probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5784350A (ja) |
-
1980
- 1980-11-14 JP JP55159512A patent/JPS5784350A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5784350A (en) | 1982-05-26 |
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