JPH0434697B2 - - Google Patents

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JPH0434697B2
JPH0434697B2 JP59019944A JP1994484A JPH0434697B2 JP H0434697 B2 JPH0434697 B2 JP H0434697B2 JP 59019944 A JP59019944 A JP 59019944A JP 1994484 A JP1994484 A JP 1994484A JP H0434697 B2 JPH0434697 B2 JP H0434697B2
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JP
Japan
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pulser
array
ultrasonic probe
circuit
type ultrasonic
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JP59019944A
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JPS60165544A (ja
Inventor
Hirotoshi Kino
Yoshinori Takesute
Soji Sasaki
Shuichi Hiruoka
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60165544A publication Critical patent/JPS60165544A/ja
Publication of JPH0434697B2 publication Critical patent/JPH0434697B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor

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  • Physics & Mathematics (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)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多数個の送波子及び受波子を配列し
たアレイ型超音波プローブに係り、特に外設され
た超音波探傷器との間の信号線本数及び伝送損失
を低減するようにしたアレイ型超音波プローブに
関する。
〔発明の背景〕
原子炉等に使用される蒸気発生器(SG)の伝
熱管の超音波探傷は、その構造上、伝熱管の内部
に超音波プローブを挿入して探傷を行わざるを得
ない。
ところが第1図に示したように、伝熱管1はヘ
リカルコイル状で、しかも長さが80mにもおよぶ
ため、ヘリカルコイル上部に水槽2を設け、中の
ドラム3に浮子4が取付られた信号伝送用ケーブ
ル5を巻き、アレイ型超音波プローブ6を水とい
つしよに伝熱管内部に挿入して探傷を行う方法が
用いられている。したがつて、外設された超音波
探傷器7からアレイ型超音波プローブ6までの信
号伝送用ケーブルは120mにもなり、伝送信号の
減衰が著しい。
アレイ型超音波プローブ6は、第2図に示した
構成となつており、2つの送受波子ユニツト8,
9及びこれらに配置されている送受波子を電子的
に切換える回路ユニツト10が屈曲可能な連結部
11で連結されている。送受波子の切換動作を第
3図を用いて簡単に説明する。第3図は一つの送
受波子ユニツト8に配列された送受波子の様子を
示し、受波子側列R1には16枚の受波子が配列さ
れ、また、送波子側列T1にもこれと対向して16
個の送波子が配列されている。
そして、受波子側列R1の16個の受波子は超音
波探傷器7から出力される同期信号に基づいて1
ケずつ順番に、カウンター12の出力A0,A1
A2とこれによつて制御されるアナログスイツチ
13によつて切換えられ、その受信信号はプリア
ンプ14で増幅されて時系列的に出力される。
一方、送波子側列T1の16個の送波子は、選択
された受波子に対応する送波子を1ケずつ順番に
励振する必要があり、今単純に1ケの送波子につ
いて1ケのパルサー回路を用いる方法を考える
と、超音波探傷器7側にあるパルサー回路15と
アレイ型超音波プローブ6を結ぶケーブル5の信
号線本数は励振パルス用だけでも送波子に対応す
る本数だけ必要となり、伝送ケーブルに外径が増
大することからのプローブの挿入性に重大な悪影
響を及ぼす欠点がある。しかも、アレイ型超音波
プローブ6内に到達する励振パルスは、長さ120
mのケーブル5中で3dB近く減衰し、送波子側列
T1の十分な励振ができなくなり、送波感度の低
下が懸念される。
〔発明の目的〕
本発明は、アレイ型超音波プローブを用いた超
音波探傷の感度の向上を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の構要件は、複数個の送波子及び受波子
を配列したアレイ型超音波プローブと、前記アレ
イ型超音波プローブに外設された超音波探傷器
と、前記超音波探傷器に同期して前記送波子を励
振する励振パルスを発生するパルサー回路とから
なる超音波探傷設備において、前記パルサー回路
は前記送波子の一部の個数を一グループとして複
数のグループから成り、前記各グループごとに備
えられた複数のパルサー回路と、前記複数のパル
サー回路の前段に設けられて前記パルサー回路を
駆動するトリガー信号を前記複数のパルサー回路
の一部に切り替えて分配する分配回路とを備え、
前記パルサー回路と前記分配回路とを内蔵してい
ることを特徴とするアレイ型超音波プローブであ
り、超音波探傷器からアレイ型超音波プローブに
至る励振パルス伝送用の信号線を無くし、しかも
伝送路における伝送損失を低減出来、且つ分配回
路をパルサー回路の前段に入れて高電圧な励振パ
ルスでも送波子へ切り替え分配できる。このため
に、伝送損失低減と高電圧な励振パルスの使用が
分配回路に高電圧を通すこと無く可能と成り、長
寿命と感度の向上とを達成できる。
〔発明の実施例〕
以下、図面に示す実施例を参照して本発明を説
明すると、先ず第4図は本発明によるアレイ型超
音波プローブの一実施例であり、特に本発明の説
明に必要な送信系統のみを示し、受信系統は第3
図に示した構成と同一構成になり省略してある。
第4図において、外設された超音波探傷器16
はアレイ型超音波プローブ17内に内蔵されたパ
ルサー回路15及び分配回路18に必要な電源と
同期信号をケーブル5を介して供給する。パルサ
ー回路は前記同期信号に基づいて、所定の繰返し
周波数で励振パルスを発生し、パルサー回路15
の後段に設けられた分配回路18に前記励振パル
スを入力する。分配回路18は例えば高耐圧IC
スイツチ(又は電話交換機等で使用されるクロス
ポイントスイツチ)やPINダイオードスイツチ等
で構成されるもので、入力された信号を複数のチ
ヤンネルに分配することができ、所定のバイアス
信号を与えることによつて、任意のチヤンネルに
入力信号を接続することができる。このため、前
記同期信号に基づいて分配回路18の各チヤンネ
ルに時系列的にバイアス信号を与えることによ
り、励振パルスが送波子列T1の各送波子に順次
加えられ、送波子側列T1から時系列的に超音波
を送出することができる。
一方、アレイ型超音波プローブ17内の受信系
続は第3図で説明した内容と同様に、超音波探傷
器16から出力される同期信号に基づいて受波子
側列R1の16個の受波子は送波子側列T1の各チヤ
ンネルに対応するように1ケずつ順番にアナログ
スイツチにより切換えられる。斯くして、1〜i
チヤンネル迄の送受波子は順次時系列的に超音波
の送受信を行い、管の全周に亘つて探傷する。
尚、第4図以降の送波子側列は便宜的に平面に配
列した状態を図示しているが、管内挿入型探傷に
おいては第3図と同様に環状に配列する。
即ち、パルサー回路15と分配回路18をアレ
イ型超音波プローブ17内に内蔵したことにより
チヤンネル数に対応した励振パルス用の信号線が
不要となり、ケーブル5の外径は細くすることが
でき、アレイ型超音波プローブ17を管の全長に
亘つて円滑に送り込むことができる。
しかしながら第4図において分配回路18は高
耐圧ICスイツチやPINダイオードスイツチを用い
ているために、立下りの急峻な励振パルス(立下
り時間:20〜30ns)の場合パルス電圧が300V以
上にあると励振パルスの正常な分配ができなくな
つてくる。
そこで、第5図は励振パルスの電圧が300V以
上であつても励振パルスが正常に分配できるよう
に構成した本発明による実施例を示す。
第5図において、アレイ型超音波プローブ17
に内蔵された分配回路18はm個のパルサーから
成るパルサー回路15の前段に設けられており、
ケーブル5を介して外設された超音波探傷器16
から送信されるトリガー信号を分配回路18によ
つて順次切換え分配する。このため、パルサー回
路15のP1〜P4は所定の周期で時系列に励振パ
ルスを発生する。
なお、前記トリガー信号の電圧レベルは一般的
にTTLから数十V程度であり、パルサー回路1
5で発生する励振パルスの電圧レベルは第5図に
おいては100〜1000Vの範囲で容易に得ることが
できる。
パルサー回路15の各パルサーP1,P2,P3
P4にはそれぞれn個(図示では4個)の送波子
が接続されており、1個のパルサーで励振パルス
を発生する毎にそのパルサーに接続された複数個
の送波子から超音波ビームが同時に送出される。
このため、1個のパルサーとn個の送波子から成
るmグループが時系列的に繰返し駆動される。
斯くして、アレイ型超音波プローブ17全体と
しては、送波子及び受波子のチヤンネルNo.と走査
順次の関係を第6図に示すように、受波子側列は
1〜iチヤンネル迄1個ずつ順番に切換えられる
が、送波子側列は受波子側列の選択された受波子
に対応する送波子が必ず励振されるようにする。
例えば、チヤンネルNo.1の受波子が選択されてい
るときは、送波子側列ではチヤンネルNo.1,5,
9,i−3の送波子から超音波ビームが送出さ
れ、チヤンネルNo.2の受波子が選択されていると
きは、チヤンネルNo.2,6,10,i−2の各送波
子から超音波ビームが送出される。したがつて、
実際の超音波探傷には送波子側列のうち常に選択
された受波子のチヤンネルに対応する送波子が寄
与し、その他の送波子から送出される超音波ビー
ムによる干渉は、同時に励振する送波子の間隔を
互いに離すことによつて回避してある。
この結果、第5図に示した構成によりケーブル
5に外径は細くでき、しかも300V以上の比較的
高電圧の励振パルスを送波子側列に与えることが
できることから好適な超音波探傷が実現できる。
第7図は種類の異なる欠陥を1回の探傷工程で
一挙に探傷するのに好適な本発明によるアレイ型
超音波プローブの他の実施例を示す。
第7図において、アレイ型超音波プローブ17
は検出対象の異なるN系統の送波子列が組込まれ
(A,B,Cの3系統のうち各送波子側列のみを
図示)ている。
アレイ型超音波プローブ17に内蔵された分配
回路18はn個のパルサーから成るパルサー回路
15の前段に設けてあり、ケーブル5を介して外
設された超音波探傷器16から送信されるトリガ
ー信号を分配回路8により順次切換えて分配す
る。したがつて、パルサー回路15の各パルサー
は所定の周期で順次時系列的に励振パルスを発生
する。
パルサー回路15のパルサーP1,P2,P3,P4
には各系統の送波子側列のうち、それぞれn個
(図示では4個)ずつの送波子に接続されており、
1個のパルサーで励振パルスを発生する毎にその
パルサーに接続された各系統の4個ずつの送波子
から超音波ビームが同時に送出される。このた
め、1グループ当りn個の送波子から成るmグル
ープを1系統としたN系統は並列に駆動され、し
かも各系統内の各グループは時系列的に切換えら
れて超音波ビームを発生する。
その結果、アレイ型超音波プローブ17は外設
された超音波探傷器16から前記プローブに至る
ケーブル5に外径を細くできることから、被検管
に対する挿入性を良好にした状態で、数種類の欠
陥を高速に探傷することが可能となる。
なお、本実施例では被検管内に挿入して探傷を
行うアレイ型超音波プローブについて述べたが、
本発明はケーブルの信号線本数を低減でき、しか
もケーブル中での伝送損失を軽減することができ
ることから、その他の各種アレイ型超音波プロー
ブにも効果的に実施できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、送波子を
励振するための励振パルスを発生するパルサー回
路と、前記励振パルスを前記送波子に分配するめ
の分配回路をアレイ型超音波プローブに内蔵する
ことによつて、超音波探傷器からアレイ型超音波
プローブに至る励振パルス伝送用の信号線が不要
となるため、ケーブルの外径が細くでき、管内に
アレイ型超音波プローブを挿入する際に円滑に遂
行できる。また、励振パルスをアレイ型超音波グ
ループ内で発生させるために送信側系統における
ケーブル中での伝送損失も低減される他、ケーブ
ルが全体的に軽量化されることにより取扱いも容
易となり、更には分配回路をパルサー回路の前段
に入れて高電圧な励振パルスでも発送子へ切り替
え分配できる。このために、伝送損失低減と高電
圧な励振パルスの使用が分配回路に高電圧を通す
こと無く可能と成り、長寿命と感度の向上とを達
成できて、アレイ型超音波プローブによる好適な
探傷を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はアレイ型超音波プローブの適用例を説
明するための構成図、第2図はアレイ型超音波プ
ローブの概念構成図、第3図は従来方式によるア
レイ型超音波プローブの回路構成図、第4図は本
願発明者が考え出したアレイ型超音波プローブへ
の送信系統構成図、第5図は本発明の実施例によ
るアレイ型超音波プローブへの送信系統構成図、
第6図は第5図に示した実施例における送波子及
び受波子のチヤンネルNo.と走査順次の関係図、第
7図は本発明の他の実施例によるアレイ型超音波
プローブへの送信系統構成図である。 T1……送波子側列、R1……受波子側列、5…
…ケーブル、15……パルサー回路、16……超
音波探傷器、17……アレイ型超音波プローブ、
18……分配回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 複数個の送波子及び受波子を配列したアレイ
    型超音波プローブと、前記アレイ型超音波プロー
    ブに外設された超音波探傷器と、前記超音波探傷
    器に同期して前記送波子を励振する励振パルスを
    発生するパルサー回路とからなる超音波探傷設備
    において、前記パルサー回路は前記送波子の一部
    の個数を一グループとして複数のグループから成
    り、前記各グループごとに備えられた複数のパル
    サー回路と、前記複数のパルサー回路の前段に設
    けられて前記パルサー回路を駆動するトリガー信
    号を前記複数のパルサー回路の一部に切り替えて
    分配する分配回路とを備え、前記パルサー回路と
    前記分配回路とを内蔵していることを特徴とする
    アレイ型超音波プローブ。
JP59019944A 1984-02-08 1984-02-08 アレイ型超音波プロ−ブ Granted JPS60165544A (ja)

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JP59019944A JPS60165544A (ja) 1984-02-08 1984-02-08 アレイ型超音波プロ−ブ

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JPS60165544A JPS60165544A (ja) 1985-08-28
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53108489A (en) * 1977-03-04 1978-09-21 Tokyo Electric Power Co Inc:The Flaw detector for tubes
JPS5836535A (ja) * 1981-08-26 1983-03-03 横河電機株式会社 超音波診断装置
JPS5879154A (ja) * 1981-11-06 1983-05-12 Hitachi Ltd 細管用超音波探傷装置

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