JPH0338698Y2 - - Google Patents

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JPH0338698Y2
JPH0338698Y2 JP13202283U JP13202283U JPH0338698Y2 JP H0338698 Y2 JPH0338698 Y2 JP H0338698Y2 JP 13202283 U JP13202283 U JP 13202283U JP 13202283 U JP13202283 U JP 13202283U JP H0338698 Y2 JPH0338698 Y2 JP H0338698Y2
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は超音波を被検体に入射し被検体内部
の欠陥部での反射波により欠陥を調べる超音波探
傷用の斜角電磁超音波トランスデユーサに関する
ものである。
まず第1図から第4図により従来の斜角電磁超
音波トランスデユーサについて説明する。第1図
は斜角電磁超音波トランスデユーサの主要部分の
構成を示す斜視図であり、一定ピツチTでN極と
S極が反転する磁石1とコイル2により構成され
ている。第2図は第1図の斜角電磁超音波トラン
スデユーサの断面とその機能を示した図でこのコ
イル2に或る周波数の電流を流すと、被検面3に
渦電流Jが発生する。この渦電流Jと、磁石1に
より生じる磁束Bとの相互作用により、紙面と直
角な方向の力Fが発生する。この力は、磁束の方
向がピツチTで反転しているため、Tのピツチで
方向が変わつている。このため各点での力Fによ
り発生した波の位相は180°異つており、これらの
各波面30により形成される合成波面31は下式
の方向に伝ぱする。
θ=±SIN-1(λ/2・T) (1) ここでλは超音波の波長である。
なお、超音波の受信はこの逆のメカニズムであ
る。
このトランスデユーサを超音波トランスデユー
サに用いる場合、第3図のように送信装置10、
受信装置11を各々別々に設けて1個のトランス
デユーサ12で送受信をおこなうか、又は第4図
のように送信用トランスデユーサ14と受信用ト
ランスデユーサ15を用いて送受信をおこなうか
どちらかの方法が考えられる。しかし、前者の場
合、トランスデユーサは第3図のように送信装置
10にも、受信装置11にも接続されており、送
信時には受信装置11に大きな電圧が印加される
ことになり、受信装置11を破壊する恐れがあ
る。
また第4図のように送受信を別々のトランスデ
ユーサ(同じθ1の屈折角を有する)でおこなう場
合、送信用トランスデユーサ14からの超音波が
欠陥13で反射されて受信用トランスデユーサ1
5で検出される場合、θ2の方向から入射した超音
波が検出される。しかしθ2キθ1であるため、受信
用トランスデユーサの検出感度は低い。
上記のような不具合を改善するために、第5図
に示すような送受信を分割した改良型斜角電磁超
音波トランスデユーサを出願人が以前に出願し提
案した。この構造の概要は以下の通りである。幅
T1の磁石4aを配列したものにコイル5aを巻
いた送信部(以下送信用EMATと称する)20
と、幅T2の磁石4bを配列したものにコイル5
bを巻いた受信部(以下受信用EMATと称する)
21と、ケーシング6より構成されている。この
送信用EMAT20を第6図に示す。磁石は同図
のように、隣接する磁石の極が異なるように2列
配列してある。コイルは、受信用EMAT21と
の距離を小さくするためと、全体を小型化するた
めに磁石側面にも巻付けてある。
次に上記構造の改良型斜角電磁超音波トランス
デユーサの機能について説明する。
第7図は送信用EMAT20で超音波を送信し
被検体16内の欠陥13で反射した超音波を受信
用EMAT21で受信する説明図であり、この第
7図において、磁石の幅T1,T2、送信用EMAT
20の中央から受信用EMAT21の中央部まで
の距離lf、欠陥の深さdf、屈折角θ1,θ2の関係は
(1)式より、次の(2),(3)式が得られる。
θ1=sin-1(λ/2・T1) (2) T2=λ/〔2・sin{tan-1(tanθ1+lf/df)}〕(3
) 上記(2),(3)の両式は、磁石の幅をT1,T2、送
信用EMATの中央と受信用EMATの中央の距離
をlfとして設計した斜角電磁超音波トランスデユ
ーサでは、送信用EMATからθ1で斜入射した超
音波は欠陥の深さdfのほぼ一定の部分の探傷では
θ1に対しては一定の角度θ2の方向の超音波が受信
用EMATに入射することを示している。このよ
うな改良型斜角電磁超音波トランスデユーサで溶
接部の欠陥を探傷する場合は、第8図に示すよう
に溶接部での欠陥32は一般に溶接境界部又は熱
影響部の表面開口部に発生しほぼ溶接部31と材
料30の境界部に存在しているため設計時に欠陥
の多く発生する深さdfを設定しこの深さの部分の
欠陥の探傷で反射してくる超音波を最も良く検出
出来るように送信用、受信用EMATを設計する。
その他溶接境界部以外の溶接中央部で設定したdf
以外の深さにも欠陥は発生するが超音波は拡散し
てゆくので深さdfの近傍ではもちろん最大の感度
ではないが検出は可能である。
上記の改良型斜角電磁超音波トランスデユーサ
ではθ1の角度で入射した超音波は被検体16内の
欠陥13で反射されてθ2の方向の超音波が受信用
EMAT21に入射する。この時の受信用EMAT
21はθ1とは異りこの角度により定まるθ2方向の
超音波を最も良く検出するようになるため目的の
探傷が高感度で検出出来るようになつたが、一方
この改良型においても送信部と受信部のトランス
デユーサが分離されているとはいえ送信用
EMATのコイルに流れる送信電流や雑音電流に
より電磁誘導作用で受信用EMATのコイルに雑
音が誘導されることは構造上避けられない問題で
あつた。
本考案はこのような雑音を低減し、S/N比の
向上をめざし上記の改良型斜角電磁超音波トラン
スデユーサを更に高感度となるように改善するこ
とを目的としたもので、逆極性の磁石が交互に配
されてなる第1の磁石列と、該第1の磁石列の左
右両側に各々並設され、隣接する第1の磁石列と
は極性が逆である第2、第3の磁石列と、第1と
第2の磁石列の下方に配され第1と第2の磁石列
の境界面上に中心を有する第1の矩形状コイル
と、第1と第3の磁石列の下方に配され第1と第
3の磁石列の境界面上に中心を有し上記第1のコ
イルとは逆巻きである第2の矩形状コイルと、を
具備してなることを特徴とする斜角電磁超音波ト
ランスデユーサ。を提供するものである。
次に本考案の斜角電磁超音波トランスデユーサ
について説明する。
第9図と第10図は本考案の実施例を示すもの
で、40b3は逆極性の磁石が交互に配されてなる
第1の磁石列、40b2,40b1は第1の磁石列の左
右に並設される第2,第3の磁石列で隣接する第
1の磁石列とは極性が逆即ち、第1の磁石列中の
S極(N極)に隣接する磁石はN極(S極)とな
つている。50Aは第1,第3の磁石列40b3,40b1
の下方に配設される矩形状コイルで、この中心線
が第1,第3の磁石列40b3,40b1の境界面上と
なるように配置される。即ち、Waの部分は第3
の磁石列40b1の下方に、Wcの部分は第1の磁石
列40b3の下方に配置される。50Bは第1,第2の
磁石列40b3,40b2の下方に配設される矩形状コ
イルで、この中心線が第1,第2の磁石列40b3,
40b2の境界面上となるように配置される。即ち、
Wbの部分は第2の磁石列40b2の下方に、Wdの
部分は第1の磁石列40b3の下方に配置される。
また、第1と第2のコイル50A,50Bは直列に接
続され、かつ互いに逆巻きとなつている。
次に、上記トランスデユーサを第6図の受信用
EMAT21に置換し、第1,第2コイル50A,
50Bに一様な超音波が到達した時の作用について
説明する。
第10図において、Wc+Wdのコイル線のう
ち〓で示した部分の巻き線方向は左から右であ
る。この部分に対応する磁石は第9図のW3の範
囲の磁石である。
他方第10図において、Wa,Wbのコイル線
のうち〓で示した部分の巻き線方向は、右から左
方向でありWc+Wdの部分と逆方向である。従
つて、もしこの部分にW3の範囲の磁石と同様な
N,Sの極性の配列を持つた磁石が配置されれ
ば、Wc+WdとWa,Wbのコイル線に誘起され
る電圧は、コイル巻き方向が逆であるため互いに
逆電圧となり、コイル線端での電圧はキヤンセル
されて小さくなる。
ところが、第9図において、第10図のWa,
Wbの部分に対応する磁石はW4であり、この磁
石の磁化方向は、隣接するW3磁石の磁化方向と
は各々逆となつている。従つて、Wa,Wbの部
分に誘起される電圧は、Wc+Wdで誘起される
電圧と同極性の電圧となり、両者が加算された電
圧がコイル線端に発生し、感度良く検出されるこ
とになる。
また、送信用EMATのコイルや他部分からの
誘導磁界は、第10図の第1コイル50Aと第2コ
イル50Bに対し同一方向(例えば紙面に向つてつ
き抜ける方向)につき抜けるため、第1コイル
50Aでは、コイル端50A−1に対しコイル端50A
−2の電位が高く第2コイル50Bコイルではコイ
ル端50B−1に対しコイル端50B−2の電位が高
くなる。この場合コイル端50A−1とコイル端
50B−1が接続されているからコイル端50A−2
とコイル端50B−2との電位差は零となり、誘導
磁界による誘導電圧の発生が防止されることにな
る。
以上説明の本考案は従来の改良型斜角電磁超音
波トランスデユーサを改善し前述の実施例では送
信側に従来の送信用EMAT20を、受信側に本
考案の受信用EMAT55を用いた斜角電磁超音
波トランスデユーサとし、後述の実施例では送信
側に本考案の送信用EMAT56を、受信側に受
信用EMAT55を用いた斜角電磁超音波トラン
スデユーサとして活用するものであり、従来の改
良型斜角電磁超音波トランスデユーサに比べて、
反射してくる超音波は高感度で検出するが送信部
から誘起される雑音信号は検出せず不感帯の低減
と、S/N比の向上が計れ高感度で超音波探傷が
出来ることとなつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の斜角電磁超音波トランスデユー
サの構成を示す斜視図、第2図は第1図の斜角電
磁超音波トランスデユーサの断面とその機能説明
図、第3図は送信装置、受信装置を独立して1個
のトランスデユーサで送受信を行う方式のブロツ
ク図、第4図は送信用と受信用のトランスデユー
サを別々にした方式の機能説明図、第5図は改良
型電磁超音波トランスデユーサの断面図、第6図
は第5図のうち送信用EMATの細群を示す斜視
図、第7図は改良形斜角電磁超音波トランスデユ
ーサで超音波を発射し欠陥部で反射した超音波を
受信する機能説明図、第8図は一般的な材料の溶
接部と欠陥の関係説明図、第9図は本考案による
斜角電磁超音波トランスデユーサの受信用
EMATの磁石群の構造を示す第1実施例の斜視
図、第10図は第9図の第1実施例のコイルの平
面図をそれぞれ示す。 4a,4b:磁石、5a,5b:コイル、1
3:欠陥、20:送信用EMAT、21:受信用
EMAT、40a1,40a2,40a3:磁石、40b1,
40b2,40b3:磁石、50A,50B:コイル、θ1
θ2:屈折角、df:欠陥深さ、lf:送信用EMATと
受信用EMATとの中心間の距離、W1、送信用
EMATの磁石群の幅、W2,W3,W4:受信用
EMATの磁石群の幅、55:受信用EMAT、5
6:送信用EMAT。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 逆極性の磁石が交互に配されてなる第1の磁石
    列と、該第1の磁石列の左右両側に各々並設さ
    れ、隣接する第1の磁石列とは極性が逆である第
    2、第3の磁石列と、第1と第2の磁石列の下方
    に配され第1と第2の磁石列の境界面上に中心を
    有する第1の矩形状コイルと、第1と第3の磁石
    列の下方に配され第1と第3の磁石列の境界面上
    に中心を有し上記第1のコイルとは逆巻きである
    第2の矩形状コイルと、を具備してなることを特
    徴とする斜角電磁超音波トランスデユーサ。
JP13202283U 1983-08-26 1983-08-26 斜角電磁超音波トランスデュ−サ Granted JPS6040192U (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13202283U JPS6040192U (ja) 1983-08-26 1983-08-26 斜角電磁超音波トランスデュ−サ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13202283U JPS6040192U (ja) 1983-08-26 1983-08-26 斜角電磁超音波トランスデュ−サ

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Publication Number Publication Date
JPS6040192U JPS6040192U (ja) 1985-03-20
JPH0338698Y2 true JPH0338698Y2 (ja) 1991-08-15

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ID=30298280

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JP13202283U Granted JPS6040192U (ja) 1983-08-26 1983-08-26 斜角電磁超音波トランスデュ−サ

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JP (1) JPS6040192U (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024166686A (ja) * 2023-05-19 2024-11-29 株式会社Ihi検査計測 斜角電磁超音波探触子とこれを用いたき裂探傷装置と方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024166686A (ja) * 2023-05-19 2024-11-29 株式会社Ihi検査計測 斜角電磁超音波探触子とこれを用いたき裂探傷装置と方法

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JPS6040192U (ja) 1985-03-20

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