JPH0215018B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0215018B2 JPH0215018B2 JP16923282A JP16923282A JPH0215018B2 JP H0215018 B2 JPH0215018 B2 JP H0215018B2 JP 16923282 A JP16923282 A JP 16923282A JP 16923282 A JP16923282 A JP 16923282A JP H0215018 B2 JPH0215018 B2 JP H0215018B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- coil
- magnetic
- thin tube
- ultrasonic waves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は例えば配管等の導電性構造部材を探
傷する探傷装置の電磁音響トランスデユーサに関
する。
傷する探傷装置の電磁音響トランスデユーサに関
する。
例えば水道配管等の細管に存在する欠陥を超音
波で探傷するには、第１図に示すようなトランス
デユーサを用いて超音波を発生させている。この
トランスデユーサは例えば複数の永久磁石１１
ａ，１１ｂ，…を１単位として、それぞれの磁石
１１ａ，１１ｂ，…の上下極性が相反するように
配列し、この１単位とする磁石群の周囲に高周波
電流を流すコイル１２を巻装して構成している。
波で探傷するには、第１図に示すようなトランス
デユーサを用いて超音波を発生させている。この
トランスデユーサは例えば複数の永久磁石１１
ａ，１１ｂ，…を１単位として、それぞれの磁石
１１ａ，１１ｂ，…の上下極性が相反するように
配列し、この１単位とする磁石群の周囲に高周波
電流を流すコイル１２を巻装して構成している。
すなわち第２図に示すように、コイル１２に高
周波電流Ihを流すと、このコイル１２に接する細
管１３には渦電流I1，I2，…が発生するもので、
この渦電流I1，I2，…は磁石１１ａ，１１ｂ，…
によりそれぞれ細管１３内面に対して垂直で周期
的に変化して生じるようになる磁界B1，B2，…
との相互作用によりローレンツ力F1，F2，…を
発生させる。このローレンツ力F1，F2，…は上
記磁界B1，B2，…の周期と同周期で変化するも
ので、このローレンツカF1，F2，…の方向変化
に対応するように細管１３にはSH波と呼ばれる
超音波（板波）が発生する。
周波電流Ihを流すと、このコイル１２に接する細
管１３には渦電流I1，I2，…が発生するもので、
この渦電流I1，I2，…は磁石１１ａ，１１ｂ，…
によりそれぞれ細管１３内面に対して垂直で周期
的に変化して生じるようになる磁界B1，B2，…
との相互作用によりローレンツ力F1，F2，…を
発生させる。このローレンツ力F1，F2，…は上
記磁界B1，B2，…の周期と同周期で変化するも
ので、このローレンツカF1，F2，…の方向変化
に対応するように細管１３にはSH波と呼ばれる
超音波（板波）が発生する。
つまり細管１３に傷等の欠陥が存在する場合、
超音波は傷の存在する位置で反射されるようにな
り、この反射波は上記トランスデユーサにより電
気信号に変換されて検出されるものである。
超音波は傷の存在する位置で反射されるようにな
り、この反射波は上記トランスデユーサにより電
気信号に変換されて検出されるものである。
しかし、このように構成されたトランスデユー
サでは、細管１３に発生する超音波は主に管軸方
向Ｘに対して伝播するものであるため、例えば傷
等の欠陥が細管１３の円周方向Ｙに対して存在し
ている場合、超音波は確実に伝播され正確な反射
波を帰還させるようになる。したがつて、これと
は逆に欠陥が管軸方向Ｘに対して存在している場
合には、超音波を円周方向Ｙに伝播させることが
困難であるため、上記反射波は正確に帰還されな
い状態となり、充分な探傷感度を得ることができ
ない。
サでは、細管１３に発生する超音波は主に管軸方
向Ｘに対して伝播するものであるため、例えば傷
等の欠陥が細管１３の円周方向Ｙに対して存在し
ている場合、超音波は確実に伝播され正確な反射
波を帰還させるようになる。したがつて、これと
は逆に欠陥が管軸方向Ｘに対して存在している場
合には、超音波を円周方向Ｙに伝播させることが
困難であるため、上記反射波は正確に帰還されな
い状態となり、充分な探傷感度を得ることができ
ない。
この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、例えば水道配管等の細管を超
音波探傷する際に、探傷される欠陥が管軸方向に
対して存在するような場合でも充分な探傷結出感
度を得ることが可能となる電磁音響トランスデユ
ーサを提供することを目的とする。
になされたもので、例えば水道配管等の細管を超
音波探傷する際に、探傷される欠陥が管軸方向に
対して存在するような場合でも充分な探傷結出感
度を得ることが可能となる電磁音響トランスデユ
ーサを提供することを目的とする。
すなわちこの発明に係る電磁音響トランスデユ
ーサは、同一の軸線に対して周囲方向に交互に極
性異ならせ一定ピツチでら旋状に巻回されるよう
に形成した複数の磁石と、この複数の磁石それぞ
れに対応して巻装設定された高周波電流コイルと
を具備したものである。
ーサは、同一の軸線に対して周囲方向に交互に極
性異ならせ一定ピツチでら旋状に巻回されるよう
に形成した複数の磁石と、この複数の磁石それぞ
れに対応して巻装設定された高周波電流コイルと
を具備したものである。
以下図面によりこの発明の一実施例を説明す
る。
る。
第３図はその構成を示すもので、例えば６本の
細長状の磁石帯２０ａ〜２０ｆを、円柱コア２１
の周囲表面に対して、隣接する磁石帯２０ａ〜２
０ｆの磁極がＮ極、Ｓ極と交互に異なるようにし
て同一のピツチTmでら旋状に並ぶように巻回
し、この磁石帯２０ａ〜２０ｆそれぞれの略中心
および各磁石帯と磁石帯との間に、高周波電流コ
イル２２を巻装して円柱状の磁石体として一体化
構成する。
細長状の磁石帯２０ａ〜２０ｆを、円柱コア２１
の周囲表面に対して、隣接する磁石帯２０ａ〜２
０ｆの磁極がＮ極、Ｓ極と交互に異なるようにし
て同一のピツチTmでら旋状に並ぶように巻回
し、この磁石帯２０ａ〜２０ｆそれぞれの略中心
および各磁石帯と磁石帯との間に、高周波電流コ
イル２２を巻装して円柱状の磁石体として一体化
構成する。
上記円柱コア２１に巻回するそれぞれの磁石帯
２０ａ〜２０ｆは、第４図ａに示すような細長状
で円柱コア２１の周囲表面と直角方向の磁化方向
を有するゴム磁石２３を用いるか、または第４図
ｂに示すような同様の磁化方向を有する小形磁石
２４を直列に並べて用いるかして形成するもので
ある。そして、隣接するこれらの磁石帯２０ａ〜
２０ｆの磁化方向は、そのそれぞれが逆方向とな
るように設定する。このようなゴム磁石２３もし
くは小形磁石２４でなる磁気回路に巻装されるコ
イル２２は、第５図に第３図に展開して示すよう
にピツチT0で方向が逆転しており、このコイル
２２は、第４図の磁石体の外周表面に巻装され
る。なお、このコイル２２の巻装位置は、磁石帯
２０ａ〜２０ｆにおける磁極面の略中央部及び各
磁石帯間である。この巻装したコイル２２に対す
る高周波電流Ihは、ピツチT0で流れる方向が逆
転し、且つ磁石帯２０ａ〜２０ｆに巻付けられた
磁石面に沿つてら旋状に流れる。
２０ａ〜２０ｆは、第４図ａに示すような細長状
で円柱コア２１の周囲表面と直角方向の磁化方向
を有するゴム磁石２３を用いるか、または第４図
ｂに示すような同様の磁化方向を有する小形磁石
２４を直列に並べて用いるかして形成するもので
ある。そして、隣接するこれらの磁石帯２０ａ〜
２０ｆの磁化方向は、そのそれぞれが逆方向とな
るように設定する。このようなゴム磁石２３もし
くは小形磁石２４でなる磁気回路に巻装されるコ
イル２２は、第５図に第３図に展開して示すよう
にピツチT0で方向が逆転しており、このコイル
２２は、第４図の磁石体の外周表面に巻装され
る。なお、このコイル２２の巻装位置は、磁石帯
２０ａ〜２０ｆにおける磁極面の略中央部及び各
磁石帯間である。この巻装したコイル２２に対す
る高周波電流Ihは、ピツチT0で流れる方向が逆
転し、且つ磁石帯２０ａ〜２０ｆに巻付けられた
磁石面に沿つてら旋状に流れる。
ここでそれぞれの磁石帯２０ａ〜２０ｆのピツ
チTm、およびコイル２２の巻装ピツチT0は次式
を満足する間隔に設定する。
チTm、およびコイル２２の巻装ピツチT0は次式
を満足する間隔に設定する。
Tm＝λ／２
T0＝λ／４
但しλは発生する超音波の波長である。
すなわちこのように構成される磁気回路におい
て、第６図にその表面の一部分を展開して示すよ
うに、磁気回路の表面周囲には、それぞれの磁石
帯２０ａ〜２０ｄの磁気作用によりピツチT0で
方向が90゜変化する磁界B1〜B7が発生するように
なる。
て、第６図にその表面の一部分を展開して示すよ
うに、磁気回路の表面周囲には、それぞれの磁石
帯２０ａ〜２０ｄの磁気作用によりピツチT0で
方向が90゜変化する磁界B1〜B7が発生するように
なる。
第７図はこの磁気回路を細管１３内に挿入した
場合に、第６図のＡ−Ａ面に対応した部分の細管
１３の斜断面２５を示すもので、つまり磁気回路
により加えられた磁界B1〜B7に対してコイル２
２に高周波電流Ihを流すと、斜断面２５にはコイ
ル２２と平行にして渦電流I1〜I7が発生する。
場合に、第６図のＡ−Ａ面に対応した部分の細管
１３の斜断面２５を示すもので、つまり磁気回路
により加えられた磁界B1〜B7に対してコイル２
２に高周波電流Ihを流すと、斜断面２５にはコイ
ル２２と平行にして渦電流I1〜I7が発生する。
この渦電流I1〜I7は磁界B1〜B7との相互作用に
よりピツチT0で方向が90゜変化するローレンツ力
F1〜F7を発生させるもので、このローレンツ力
F1〜F7が2Tm周期で有する破線で示すような方
向性に伴なつて斜断面２５にはラム波（板波）が
発生し、第８図に示すように細管１３に対してヘ
リカル状に半無限的に伝播されるようになる。
よりピツチT0で方向が90゜変化するローレンツ力
F1〜F7を発生させるもので、このローレンツ力
F1〜F7が2Tm周期で有する破線で示すような方
向性に伴なつて斜断面２５にはラム波（板波）が
発生し、第８図に示すように細管１３に対してヘ
リカル状に半無限的に伝播されるようになる。
以上のようにこの発明によれば、同一の軸線に
対して周囲方向に交互に極性を異ならせ一定ピツ
チでら旋状に巻回されるように形成した複数の磁
石と、この複数の磁石それぞれに対応して巻装設
定された高周波電流コイルとを具備するようにし
たので、細管に対してヘリカル状に伝播する超音
波を発生させることができる。すなわち細管の管
軸方向に沿つて超音波が回転して伝播することに
より、例えばひび割れ等の欠陥が細管の円周方向
に存在する場合のみならず、管軸方向に存在する
ような場合でも、超音波は効果的に伝播されて反
射されるようになる。したがつて上記のような欠
陥が細管の如何なる位置に存在しても、充分な探
傷検出感度を得ることが可能となり、細管におけ
る超音波探傷の信頼性は確実に向上するものであ
る。
対して周囲方向に交互に極性を異ならせ一定ピツ
チでら旋状に巻回されるように形成した複数の磁
石と、この複数の磁石それぞれに対応して巻装設
定された高周波電流コイルとを具備するようにし
たので、細管に対してヘリカル状に伝播する超音
波を発生させることができる。すなわち細管の管
軸方向に沿つて超音波が回転して伝播することに
より、例えばひび割れ等の欠陥が細管の円周方向
に存在する場合のみならず、管軸方向に存在する
ような場合でも、超音波は効果的に伝播されて反
射されるようになる。したがつて上記のような欠
陥が細管の如何なる位置に存在しても、充分な探
傷検出感度を得ることが可能となり、細管におけ
る超音波探傷の信頼性は確実に向上するものであ
る。
第１図は従来のトランスデユーサを示す図、第
２図は上記トランスデユーサにより発生する超音
波を説明する図、第３図はこの発明の一実施例に
係る電磁音響トランスデユーサを示す図、第４図
ａは上記実施例において磁石として用いることの
できるゴム磁石を示す図、第４図ｂは上記実施例
において磁石として用いることのできる小形磁石
を示す図、第５図は上記実施例において巻装され
たコイルを展開して示す図、第６図は上記実施例
においてその表面の１部分を展開して示す図、第
７図は上記実施例において発生する超音波を説明
する図、第８図は上記実施例において細管に伝播
される超音波を示す図である。 １３……細管、２０ａ〜２０ｆ……磁石帯、２
１……円柱コア、２２……高周波電流コイル。
２図は上記トランスデユーサにより発生する超音
波を説明する図、第３図はこの発明の一実施例に
係る電磁音響トランスデユーサを示す図、第４図
ａは上記実施例において磁石として用いることの
できるゴム磁石を示す図、第４図ｂは上記実施例
において磁石として用いることのできる小形磁石
を示す図、第５図は上記実施例において巻装され
たコイルを展開して示す図、第６図は上記実施例
においてその表面の１部分を展開して示す図、第
７図は上記実施例において発生する超音波を説明
する図、第８図は上記実施例において細管に伝播
される超音波を示す図である。 １３……細管、２０ａ〜２０ｆ……磁石帯、２
１……円柱コア、２２……高周波電流コイル。
Claims (1)
- １ 円柱コアの外周表面上に、該円柱コアと接す
る面を磁極面とする複数本の細長状磁石帯を、そ
れぞれ隣接する磁石帯の磁極が相異なるようにら
旋状に巻回して磁石体を構成し、前期磁石体の外
周表面上における各磁石帯中心部及び各磁石体間
に、それぞれ電流の流れる方向が相異なるコイル
を巻装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 |
|---|---|---|---|
| JP16923282A JPS5958358A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16923282A JPS5958358A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958358A JPS5958358A (ja) | 1984-04-04 |
| JPH0215018B2 true JPH0215018B2 (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=15882676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16923282A Granted JPS5958358A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 電磁音響トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5958358A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6267447A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | チユ−ブ軸方向欠陥検出方法およびその装置 |
| US8653811B2 (en) | 2009-06-26 | 2014-02-18 | Tdw Delaware Inc. | Pipeline inspection tool with oblique magnetizer |
| US8319494B2 (en) | 2009-06-26 | 2012-11-27 | Tdw Delaware Inc. | Pipeline inspection tool with double spiral EMAT sensor array |
| AT508478B1 (de) * | 2009-06-26 | 2012-01-15 | Tdw Delaware Inc | Sensorarray für die inspektion der innenwand eines rohres |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP16923282A patent/JPS5958358A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5958358A (ja) | 1984-04-04 |
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