JPH0142376B2 - - Google Patents
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- JPH0142376B2 JPH0142376B2 JP57068287A JP6828782A JPH0142376B2 JP H0142376 B2 JPH0142376 B2 JP H0142376B2 JP 57068287 A JP57068287 A JP 57068287A JP 6828782 A JP6828782 A JP 6828782A JP H0142376 B2 JPH0142376 B2 JP H0142376B2
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- JP
- Japan
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- thin tube
- transmitting coil
- defect
- emat
- coil
- Prior art date
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- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 20
- BLRBOMBBUUGKFU-SREVYHEPSA-N (z)-4-[[4-(4-chlorophenyl)-5-(2-methoxy-2-oxoethyl)-1,3-thiazol-2-yl]amino]-4-oxobut-2-enoic acid Chemical compound S1C(NC(=O)\C=C/C(O)=O)=NC(C=2C=CC(Cl)=CC=2)=C1CC(=O)OC BLRBOMBBUUGKFU-SREVYHEPSA-N 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
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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]
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は細管の超音波探傷等に用いられる電磁
音響トランスデユーサに関する。
音響トランスデユーサに関する。
細管内に挿入して超音波探傷を行なう電磁音響
トランスデユーサ（以下EMATと略す）として
は、従来第１図に示す構造のものが知られてい
る。即ち、図中の１…は上下の極性が互に反対と
なるように配列した永久磁石であり、これら永久
磁石１…には例えば５つの永久磁石が１ユニツト
となるようにコイル２…が巻装されて、これによ
りEMAT３が構成されている。なお、図中の４
はEMAT３が挿入される細管である。かかる
EMATの動作を第２を参照して説明する。
EMAT３のコイル２…に高周波を流すと、この
コイル２に近接する細管４に渦電流Ｉが発生す
る。一方、永久磁石１…から細管４壁面に対して
垂直で周期的な磁束Ｂが加えられ、前記渦電流Ｉ
との相互作用によりローレンツ力Ｆが発生する。
こうしたローレンツ力Ｆは磁束周期と同じ周期で
変化し、この力Ｆにより細管４にSH波と呼ばれ
る超音波（板波）が発生する。なお、超音波の検
出は上述したのと逆プロセスで電気信号に変換し
て行なう。
トランスデユーサ（以下EMATと略す）として
は、従来第１図に示す構造のものが知られてい
る。即ち、図中の１…は上下の極性が互に反対と
なるように配列した永久磁石であり、これら永久
磁石１…には例えば５つの永久磁石が１ユニツト
となるようにコイル２…が巻装されて、これによ
りEMAT３が構成されている。なお、図中の４
はEMAT３が挿入される細管である。かかる
EMATの動作を第２を参照して説明する。
EMAT３のコイル２…に高周波を流すと、この
コイル２に近接する細管４に渦電流Ｉが発生す
る。一方、永久磁石１…から細管４壁面に対して
垂直で周期的な磁束Ｂが加えられ、前記渦電流Ｉ
との相互作用によりローレンツ力Ｆが発生する。
こうしたローレンツ力Ｆは磁束周期と同じ周期で
変化し、この力Ｆにより細管４にSH波と呼ばれ
る超音波（板波）が発生する。なお、超音波の検
出は上述したのと逆プロセスで電気信号に変換し
て行なう。
しかしながら、上記構造のEMAT３で発生さ
せた超音波は細管４の軸方向に伝播するため、周
方向の欠陥に対して強く反射されるが、軸方向欠
陥に対しては反射率が低く、欠陥検出が困難とな
る。そこで、周方向に伝播する波を発生させれば
よいが、細管の径がさいと、細管周上を廻つて帰
つてくる超音波の持続時間が長い場合、欠陥信号
がその中に埋もれて検出できない。
せた超音波は細管４の軸方向に伝播するため、周
方向の欠陥に対して強く反射されるが、軸方向欠
陥に対しては反射率が低く、欠陥検出が困難とな
る。そこで、周方向に伝播する波を発生させれば
よいが、細管の径がさいと、細管周上を廻つて帰
つてくる超音波の持続時間が長い場合、欠陥信号
がその中に埋もれて検出できない。
本発明は上記欠点を解消するためになされたも
ので、径の小さい細管の軸方向欠陥信号のみを取
出すことが可能で、欠陥検出を確実に遂行し得る
電磁音響トランスデユーサを提供しようとするも
のである。
ので、径の小さい細管の軸方向欠陥信号のみを取
出すことが可能で、欠陥検出を確実に遂行し得る
電磁音響トランスデユーサを提供しようとするも
のである。
以下、本発明を第３図示の一実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
図中１１は磁気回路を形成する永久磁石であ
り、この磁石の極性を示す両端面は細管内壁面に
沿うように曲率をなしている。また、前記磁石１
１の両側面には先端側を細管内壁面に沿うように
曲率とした一対の支持部１２ａ，１２ｂが夫々取
付けられている。そして、一方の支持部１２ａ先
端の曲率面には送信コイル１３が該曲率方向に対
して直交する方向に蛇行させて配設されている。
また、他方の支持部１２ｂ先端の曲率面には、受
信コイル１４が該曲率方向に対して直交する方向
に蛇行させて配設されている。つまり前記送信、
受信のコイル１３，１４は永久磁石１１を中心に
して対称的に配置されている。これらコイル１
３，１４は共に発生する超音波の波長λに等しい
周期T0で蛇行され、かつ送信コイル１３の長さ
LTと受信コイル１４の長さLRは次式のようにな
つている。
り、この磁石の極性を示す両端面は細管内壁面に
沿うように曲率をなしている。また、前記磁石１
１の両側面には先端側を細管内壁面に沿うように
曲率とした一対の支持部１２ａ，１２ｂが夫々取
付けられている。そして、一方の支持部１２ａ先
端の曲率面には送信コイル１３が該曲率方向に対
して直交する方向に蛇行させて配設されている。
また、他方の支持部１２ｂ先端の曲率面には、受
信コイル１４が該曲率方向に対して直交する方向
に蛇行させて配設されている。つまり前記送信、
受信のコイル１３，１４は永久磁石１１を中心に
して対称的に配置されている。これらコイル１
３，１４は共に発生する超音波の波長λに等しい
周期T0で蛇行され、かつ送信コイル１３の長さ
LTと受信コイル１４の長さLRは次式のようにな
つている。
LR＝Tp（ｎ＋１／２）＋LT
（但し、ｎ＝０、±１、±２…）
次に、本発明のEMATの作用を第４図〜第６
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
まず、EMATを細管４内に挿入し、送信コイ
ル１３に高周波電流を流すと、該送信コイル１３
は細管４の軸方向に蛇行して配置されることにな
るため、送信コイル１３に近接する細管４壁間に
渦電流Ｉが発生する。一方、永久磁石１１から細
管４壁面に対してその周方向の磁束Ｂが加えら
れ、前記渦電流Ｉとの相互作用によりローレンツ
力Ｆが発生する。こうしたローレンツ力ＦはTp
の周期で方向が変化するので、波長λがTpに等
しいラム波と呼ばれる板波が細管４の周方向に発
生する。この板波は送信コイル１３が位置する細
管４部分を基点として、時計回り方向に伝播する
ものと、反時計回り方向に伝播するものと、に分
かれる。
ル１３に高周波電流を流すと、該送信コイル１３
は細管４の軸方向に蛇行して配置されることにな
るため、送信コイル１３に近接する細管４壁間に
渦電流Ｉが発生する。一方、永久磁石１１から細
管４壁面に対してその周方向の磁束Ｂが加えら
れ、前記渦電流Ｉとの相互作用によりローレンツ
力Ｆが発生する。こうしたローレンツ力ＦはTp
の周期で方向が変化するので、波長λがTpに等
しいラム波と呼ばれる板波が細管４の周方向に発
生する。この板波は送信コイル１３が位置する細
管４部分を基点として、時計回り方向に伝播する
ものと、反時計回り方向に伝播するものと、に分
かれる。
しかして、細管４に欠陥箇所がない場合は、前
記板波が伝播して送信コイル１３と細管４中心に
対して対称的に配置された受信コイル１４では、
該受信コイル１４の位置関係より、時計回りの板
波に対しては第５図ａに示す位相の信号が検出さ
れ、反時計回りの板波に対しては同第５図ｂに示
す前記波形の1/2周期ずれた位相の信号が検出さ
れる。その結果、２つの板波の合成信号は同第５
図ｃに示すように互に相殺されエコーとして検出
されない。
記板波が伝播して送信コイル１３と細管４中心に
対して対称的に配置された受信コイル１４では、
該受信コイル１４の位置関係より、時計回りの板
波に対しては第５図ａに示す位相の信号が検出さ
れ、反時計回りの板波に対しては同第５図ｂに示
す前記波形の1/2周期ずれた位相の信号が検出さ
れる。その結果、２つの板波の合成信号は同第５
図ｃに示すように互に相殺されエコーとして検出
されない。
一方、板波が伝播する細管４に欠陥箇所が存在
する場合は、受信コイル１４には了第６図ａの如
く破線で示す時計回りの板波に一点鎖線で示す欠
陥信号が重畳されて実線で示す信号が検出され、
同第６図ｂの如く破線で示す反時計回りの板波に
一点鎖線で示す欠陥信号が重畳されて実線で示す
信号が検出される。その結果、受信コイル１４で
検出された合成波は同第６図ｃに示すように欠陥
信号のみ検出される。
する場合は、受信コイル１４には了第６図ａの如
く破線で示す時計回りの板波に一点鎖線で示す欠
陥信号が重畳されて実線で示す信号が検出され、
同第６図ｂの如く破線で示す反時計回りの板波に
一点鎖線で示す欠陥信号が重畳されて実線で示す
信号が検出される。その結果、受信コイル１４で
検出された合成波は同第６図ｃに示すように欠陥
信号のみ検出される。
したがつて、欠陥エコーが送信時に発生したエ
コーに重畳して検出が困難な場合でも、欠陥エコ
ーのみ分離することが可能で、確実に欠陥検出を
行なうことができる。また、欠陥エコーが大きく
て、欠陥を通り抜けてくる送信時の時計回りと反
時計回りのエコーのレベルのバランスがくずれて
いる場合には、その差により欠陥の存在を確認で
きる。
コーに重畳して検出が困難な場合でも、欠陥エコ
ーのみ分離することが可能で、確実に欠陥検出を
行なうことができる。また、欠陥エコーが大きく
て、欠陥を通り抜けてくる送信時の時計回りと反
時計回りのエコーのレベルのバランスがくずれて
いる場合には、その差により欠陥の存在を確認で
きる。
なお、本発明に係るEMATは、上記実施例に
示す構造のものに限定されず、例えば第７図の構
造のものでも同様の効果を発揮できる。即ち、図
中の１５ａ，１５ｂは磁石用コイル１６ａ，１６
ｂが巻装され、互に対向して配置された馬丁形の
電磁石でである。但し、電磁石に代つて馬丁形の
永久磁石を用いてもよい。そして、一方の電磁石
１５ａには蛇行した送信コイル１３が該電磁石１
５ａの極間に介在されるように配設されている。
また、他方の電磁石１５ｂには蛇行した受信コイ
ル１４が該電磁石１５ｂの極間に介在されるよう
に配設されている。これらコイル１３，１４の蛇
行周期、長さは前述した実施例と同様である。こ
のような第７図図示のEMATの電磁石１５ａ，
１５ｂ間に第８図に示す如く細管４を配置し、送
信コイル１３に高周波電流を流すと、該送信コイ
ル１３は細管４外周面の軸方向に蛇行して配置さ
れることになるため、送信コイル１３に近接する
細管４壁面に渦電流が発生する。一方、電磁石１
５ａから細管４壁面に対してその周方向の磁束が
加えられ、前記渦電流との相互作用によりローレ
ンツ力Ｆが発生し、第４図図示と同様、送信コイ
ル１３が位置する細管４部分を基点として時計回
りに伝播する板波と反時計回りに伝播する板波と
が発生する。こうした時計回りの板波と反時計回
りの板波とを細管４中心に対し送信コイル１３と
対称的に配置された電磁石１５ｂの受信コイル１
４で信号検出を行なうことにより、実施例の
EMATと同様欠陥信号のみを検出できる。
示す構造のものに限定されず、例えば第７図の構
造のものでも同様の効果を発揮できる。即ち、図
中の１５ａ，１５ｂは磁石用コイル１６ａ，１６
ｂが巻装され、互に対向して配置された馬丁形の
電磁石でである。但し、電磁石に代つて馬丁形の
永久磁石を用いてもよい。そして、一方の電磁石
１５ａには蛇行した送信コイル１３が該電磁石１
５ａの極間に介在されるように配設されている。
また、他方の電磁石１５ｂには蛇行した受信コイ
ル１４が該電磁石１５ｂの極間に介在されるよう
に配設されている。これらコイル１３，１４の蛇
行周期、長さは前述した実施例と同様である。こ
のような第７図図示のEMATの電磁石１５ａ，
１５ｂ間に第８図に示す如く細管４を配置し、送
信コイル１３に高周波電流を流すと、該送信コイ
ル１３は細管４外周面の軸方向に蛇行して配置さ
れることになるため、送信コイル１３に近接する
細管４壁面に渦電流が発生する。一方、電磁石１
５ａから細管４壁面に対してその周方向の磁束が
加えられ、前記渦電流との相互作用によりローレ
ンツ力Ｆが発生し、第４図図示と同様、送信コイ
ル１３が位置する細管４部分を基点として時計回
りに伝播する板波と反時計回りに伝播する板波と
が発生する。こうした時計回りの板波と反時計回
りの板波とを細管４中心に対し送信コイル１３と
対称的に配置された電磁石１５ｂの受信コイル１
４で信号検出を行なうことにより、実施例の
EMATと同様欠陥信号のみを検出できる。
以上詳述した如く、本発明によれば送信コイ
ル、受信コイルの形状、配置を工夫することによ
り、径の小さい細管に発生させた超音波のうち、
円周上を回つて帰つてきたものを相殺して欠陥信
号のみを取出すことができ、ひいては欠陥検出を
確実に遂行し得る電磁音響トランスデユーサを提
供できる。
ル、受信コイルの形状、配置を工夫することによ
り、径の小さい細管に発生させた超音波のうち、
円周上を回つて帰つてきたものを相殺して欠陥信
号のみを取出すことができ、ひいては欠陥検出を
確実に遂行し得る電磁音響トランスデユーサを提
供できる。
第１図は従来のEMATを示す斜視図、第２図
は従来のEMATの作用を示す原理説明図、第３
図は本発明の一実施例を示すEMATの斜視図、
第４図は第３図のEMATの作用を示す原理説明
図、第５図ａ〜ｃは夫々板波が伝播する細管に欠
陥箇所がない場合の時計回りの板波の検出信号、
反時計回りの板波の検出信号及び合成信号を示す
波形図、第６図ａ〜ｃは夫々板波が伝播する細管
に欠陥箇所がある場合の時計回りの板波の検出信
号、反時計回りの板波の検出信号及び合成した欠
陥信号を示す波形図、第７図は本発明の他の実施
例を示すEMATの斜視図、第８図は第７図の
EMATの作用を示す原理説明図である。 ４……細管、１１……永久磁石、１２ａ，１２
ｂ……支持部、１３……送信コイル、１４……受
信コイル、１５ａ，１５ｂ……電磁石。
は従来のEMATの作用を示す原理説明図、第３
図は本発明の一実施例を示すEMATの斜視図、
第４図は第３図のEMATの作用を示す原理説明
図、第５図ａ〜ｃは夫々板波が伝播する細管に欠
陥箇所がない場合の時計回りの板波の検出信号、
反時計回りの板波の検出信号及び合成信号を示す
波形図、第６図ａ〜ｃは夫々板波が伝播する細管
に欠陥箇所がある場合の時計回りの板波の検出信
号、反時計回りの板波の検出信号及び合成した欠
陥信号を示す波形図、第７図は本発明の他の実施
例を示すEMATの斜視図、第８図は第７図の
EMATの作用を示す原理説明図である。 ４……細管、１１……永久磁石、１２ａ，１２
ｂ……支持部、１３……送信コイル、１４……受
信コイル、１５ａ，１５ｂ……電磁石。
Claims (1)
- １ 被検体としての細管壁面に沿つて配設された
蛇行状送信コイルと、細管中心に対して前記送信
コイルと対称的な位置に該細管壁面に沿うように
配設され、長さが該送信コイルに比べてｎ±１／
２（ｎ＝０、±１、±２…）周期長いか、もしくは
短い蛇行状受信コイルと、前記各コイルが近接し
ている細管部分に静磁界を与える磁気回路とを具
備したことを特徴とする電磁音響トランスデユー
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068287A JPS58186046A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57068287A JPS58186046A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186046A JPS58186046A (ja) | 1983-10-29 |
| JPH0142376B2 true JPH0142376B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=13369396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57068287A Granted JPS58186046A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58186046A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2088409T3 (es) * | 1989-01-13 | 1996-08-16 | Mannesmann Ag | Procedimiento para la deteccion de deficiencias en piezas de trabajo oblongas. |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP57068287A patent/JPS58186046A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58186046A (ja) | 1983-10-29 |
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