JPH0437949B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0437949B2 JPH0437949B2 JP59268483A JP26848384A JPH0437949B2 JP H0437949 B2 JPH0437949 B2 JP H0437949B2 JP 59268483 A JP59268483 A JP 59268483A JP 26848384 A JP26848384 A JP 26848384A JP H0437949 B2 JPH0437949 B2 JP H0437949B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- ultrasonic
- curvature
- ultrasonic probe
- shoe
- 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 - Lifetime
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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
- G01N29/28—Details, e.g. general constructional or apparatus details providing acoustic coupling, e.g. water
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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
〔発明の利用分野〕
本発明は超音波を送受信して探傷を行うための
超音波探触子に係り、特に、互いに異なる屈折角
をなす複数の調音波を送受して管状部材の探傷を
行うのに好適な超音波探触子に関する。 〔発明の背景〕 従来の互いに異なる屈折角をなす複数の超音波
による探傷用の探触子については、たとえば、特
開昭56−44842号公報に開示された二分割型マル
チビーム式超音波探触子及びたとえば特開昭56−
125661号公報に開示された一探型（0°が２分割、
45°，60°が一探型）マルチビーム式探触子が公知
であるが、これらの探触子は被検物に当接する面
が平面状であるため、管状部材の探傷用としては
適当でない。 また、非破壊検査便覧（日本非破壊検査協会
編、日刊工業新聞社発行、昭53年４月、508頁）
には次のように記されている。 探傷面が曲面の場合、探触子の接触面を被検体
の曲面に合わせるか、あるいは第２６図に示すよ
うにアクリル樹脂のシユーを取り付ける。また、
第２７図に示すようなホルダにより、探傷面との
間に流水の薄い層をつくらせる方法もある。これ
らの図で、記号の５１は一探型探触子、５２はシ
ユー、５３は超音波ビーム、５４は他の一探型探
触子、５５は他のシユー（又はホルダ）、５６は
超音波ビーム、５７は水である。 その他、シユーの曲面に関しては、投入する超
音波ビームの方向と曲面との関係から、第２８図
及び第２９図に示す二つの場合がある。第２８図
は曲面の軸方向に超音波ビームを投入する場合
で、第２９図は曲面の周方向に超音波ビームを投
入する場合であり、特に、第２８，２９図の場合
の探触子の接触を充分に保ち、かつスムーズな走
査が要求されていた。 これらの図で、第２８図の５８は軸方向用シユ
ー、５９は軸方向の超音波ビームである。第２９
図は第２６図と同じ内容のため、同じ記号で示し
たが、５２は周方向用シユー、５３は周方向の超
音波ビームである。 上記の技術を適用すると、管状の被検体に対し
て単一の屈折角の超音波探触子を用いて探傷を行
うことができるが、上記の互いに異なる屈折角を
なす複数の超音波を送受する超音波探触子を管表
面に沿つて滑らせる場合、特に周方向に摺動させ
る場合、屈折角が変化するという問題があつた。
この問題は、入射点が前後方向で異なる超音波探
触子を用いて管状被検体を周方向に検査しようと
する場合に重大な不具合となる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、一探型および二分割型のいず
れの探傷方式にも適用可能で、管状の被検物を周
方向に走査しつつ探傷するのに好適であり、特
に、互いに異なる屈折角をなす複数の超音波を送
受する超音波探触子による被検体の探傷に好適な
超音波探触子を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記の目的を達成する為に、本発明は、互いに
異なる屈折角をなす複数の超音波を送受して管状
部材の探傷を行う超音波探触子において、該探触
子が前記管状部材に当接する面を前記管状部材表
面に密着する凹形の柱状面に構成するとともに、
前記凹形柱状面の円周方向の端部に隣接する面と
柱状面との為す角を鈍角ならしめて、そりの先端
状に構成し、かつ該探触子当接面の曲率半径の中
心が前記管状部材表面に垂直な超音波ビームの進
行路上の近傍に位置せしめるように構成されたも
のである。 また、前記探触子の当接面はくさび、シユー、
くさびと枠形シユー、枠形シユー、シユーと枠形
シユーのいずれかにて構成されたものである。 〔実施例〕 第１図及び第２図は、本発明を一探型のマルチ
ビーム式超音波探触子に適用した一例を示し、直
接接触法を採用している。第１図は側面を描いた
模式図、第２図は後面を描いた模式図である。 第１図及び第２図において、１はケース、２，
３はくさび、４は遮音材、５，６は屈折角0°用振
動子（二分割型）、７は45°用振動子（一探型）、
８は60°用振動子（一探型）、９は被検体、１０は
屈折角0°の超音波ビーム、１１，１２はそれぞれ
45°，60°の斜角超音波ビーム、１３はくさび２の
曲率半径、１４は超音波ビーム進行方向における
前面と接触面のなす角の修正された面、１６は接
触面である。 このように、曲面の探傷に一探型のマルチビー
ム式超音波探触子を適用する場合は、くさび２の
面を被検体９の形状に合わせて加工する。そし
て、その曲率半径１３の中心（図示せず）は屈折
角0°の超音波ビーム１０の軸上にあるようにす
る。 また、前面と接触面とのなす角（図示せず）は
突起物等を容易に乗り越えるため、修正面１４を
持たせている。後面と接触面１６とのなす角も同
様に修正面１５を持たせている。ただし、超音波
ビームは前（図において左）の方向に進むため、
図の右側の１５の面は可能なかぎり深くし、接触
面１６をできるだけ小とする。 第３図及び第４図は二分割型マルチビーム式超
音波探触子の直接接触法に適用した実施例であ
る。本例（第３図、４図）において前例（第１
図、２図）と同一の図面参照番号を付したものは
前例におけると同様乃至は類似の構成部分であ
る。 １７，１８は屈折角45°用の二分割型振動子で、
一方が送波用で、他方が受波用である。１９，２
０は屈折角60°用の二分割型振動子で、同様に一
方が送波用で、他方が受波用である。すなわち、
本二分割のマルチビーム式超音波探触子は屈折角
0°，45°，60°とも二分割型である。 この場合も、くさび２の接触面１６は被検体面
９に合わせて加工し、その曲率半径１３の中心は
屈折角0°の超音波ビームの中心軸上にある。 また、前面及び後面と接触面１６とのなす角は
凹凸の乗り越え等を考慮し、記号１４，１５の面
のように修正する。 第５図は第３図及び第４図の超音波探触子に関
し、曲率半径２１の中心２２を超音波ビーム１
０，１１の入射点と超音波ビーム１２の入射点の
間の軸２３上に持つて来た実施例を示す。 第３図及び第４図の場合は、超音波ビーム１
０，１１には誤差が含まれないが、超音波ビーム
１２には誤差が含まれる。この関係を第３０図に
示す。ここで、入射角θi12′、屈折角θ′r12′、誤差
ε12は次式となる。 θi12′＝θi12−2θc ……(1) θr12′＝sin-1（Vr／Vi・sinθi12′） ＝sin-1（Vr／Vi・sinθi12−2θc）｝……(2) ただし、 Vi：くさび内音速 Vr：被検体内音速 ε12＝θr12−θr12′＝Ｆ［2θc］ ……(3) 第５図の場合は、超音波ビーム１０，１１，１
２に誤差が含まれる。この関係を次掲の表１に示
す。
超音波探触子に係り、特に、互いに異なる屈折角
をなす複数の調音波を送受して管状部材の探傷を
行うのに好適な超音波探触子に関する。 〔発明の背景〕 従来の互いに異なる屈折角をなす複数の超音波
による探傷用の探触子については、たとえば、特
開昭56−44842号公報に開示された二分割型マル
チビーム式超音波探触子及びたとえば特開昭56−
125661号公報に開示された一探型（0°が２分割、
45°，60°が一探型）マルチビーム式探触子が公知
であるが、これらの探触子は被検物に当接する面
が平面状であるため、管状部材の探傷用としては
適当でない。 また、非破壊検査便覧（日本非破壊検査協会
編、日刊工業新聞社発行、昭53年４月、508頁）
には次のように記されている。 探傷面が曲面の場合、探触子の接触面を被検体
の曲面に合わせるか、あるいは第２６図に示すよ
うにアクリル樹脂のシユーを取り付ける。また、
第２７図に示すようなホルダにより、探傷面との
間に流水の薄い層をつくらせる方法もある。これ
らの図で、記号の５１は一探型探触子、５２はシ
ユー、５３は超音波ビーム、５４は他の一探型探
触子、５５は他のシユー（又はホルダ）、５６は
超音波ビーム、５７は水である。 その他、シユーの曲面に関しては、投入する超
音波ビームの方向と曲面との関係から、第２８図
及び第２９図に示す二つの場合がある。第２８図
は曲面の軸方向に超音波ビームを投入する場合
で、第２９図は曲面の周方向に超音波ビームを投
入する場合であり、特に、第２８，２９図の場合
の探触子の接触を充分に保ち、かつスムーズな走
査が要求されていた。 これらの図で、第２８図の５８は軸方向用シユ
ー、５９は軸方向の超音波ビームである。第２９
図は第２６図と同じ内容のため、同じ記号で示し
たが、５２は周方向用シユー、５３は周方向の超
音波ビームである。 上記の技術を適用すると、管状の被検体に対し
て単一の屈折角の超音波探触子を用いて探傷を行
うことができるが、上記の互いに異なる屈折角を
なす複数の超音波を送受する超音波探触子を管表
面に沿つて滑らせる場合、特に周方向に摺動させ
る場合、屈折角が変化するという問題があつた。
この問題は、入射点が前後方向で異なる超音波探
触子を用いて管状被検体を周方向に検査しようと
する場合に重大な不具合となる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、一探型および二分割型のいず
れの探傷方式にも適用可能で、管状の被検物を周
方向に走査しつつ探傷するのに好適であり、特
に、互いに異なる屈折角をなす複数の超音波を送
受する超音波探触子による被検体の探傷に好適な
超音波探触子を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記の目的を達成する為に、本発明は、互いに
異なる屈折角をなす複数の超音波を送受して管状
部材の探傷を行う超音波探触子において、該探触
子が前記管状部材に当接する面を前記管状部材表
面に密着する凹形の柱状面に構成するとともに、
前記凹形柱状面の円周方向の端部に隣接する面と
柱状面との為す角を鈍角ならしめて、そりの先端
状に構成し、かつ該探触子当接面の曲率半径の中
心が前記管状部材表面に垂直な超音波ビームの進
行路上の近傍に位置せしめるように構成されたも
のである。 また、前記探触子の当接面はくさび、シユー、
くさびと枠形シユー、枠形シユー、シユーと枠形
シユーのいずれかにて構成されたものである。 〔実施例〕 第１図及び第２図は、本発明を一探型のマルチ
ビーム式超音波探触子に適用した一例を示し、直
接接触法を採用している。第１図は側面を描いた
模式図、第２図は後面を描いた模式図である。 第１図及び第２図において、１はケース、２，
３はくさび、４は遮音材、５，６は屈折角0°用振
動子（二分割型）、７は45°用振動子（一探型）、
８は60°用振動子（一探型）、９は被検体、１０は
屈折角0°の超音波ビーム、１１，１２はそれぞれ
45°，60°の斜角超音波ビーム、１３はくさび２の
曲率半径、１４は超音波ビーム進行方向における
前面と接触面のなす角の修正された面、１６は接
触面である。 このように、曲面の探傷に一探型のマルチビー
ム式超音波探触子を適用する場合は、くさび２の
面を被検体９の形状に合わせて加工する。そし
て、その曲率半径１３の中心（図示せず）は屈折
角0°の超音波ビーム１０の軸上にあるようにす
る。 また、前面と接触面とのなす角（図示せず）は
突起物等を容易に乗り越えるため、修正面１４を
持たせている。後面と接触面１６とのなす角も同
様に修正面１５を持たせている。ただし、超音波
ビームは前（図において左）の方向に進むため、
図の右側の１５の面は可能なかぎり深くし、接触
面１６をできるだけ小とする。 第３図及び第４図は二分割型マルチビーム式超
音波探触子の直接接触法に適用した実施例であ
る。本例（第３図、４図）において前例（第１
図、２図）と同一の図面参照番号を付したものは
前例におけると同様乃至は類似の構成部分であ
る。 １７，１８は屈折角45°用の二分割型振動子で、
一方が送波用で、他方が受波用である。１９，２
０は屈折角60°用の二分割型振動子で、同様に一
方が送波用で、他方が受波用である。すなわち、
本二分割のマルチビーム式超音波探触子は屈折角
0°，45°，60°とも二分割型である。 この場合も、くさび２の接触面１６は被検体面
９に合わせて加工し、その曲率半径１３の中心は
屈折角0°の超音波ビームの中心軸上にある。 また、前面及び後面と接触面１６とのなす角は
凹凸の乗り越え等を考慮し、記号１４，１５の面
のように修正する。 第５図は第３図及び第４図の超音波探触子に関
し、曲率半径２１の中心２２を超音波ビーム１
０，１１の入射点と超音波ビーム１２の入射点の
間の軸２３上に持つて来た実施例を示す。 第３図及び第４図の場合は、超音波ビーム１
０，１１には誤差が含まれないが、超音波ビーム
１２には誤差が含まれる。この関係を第３０図に
示す。ここで、入射角θi12′、屈折角θ′r12′、誤差
ε12は次式となる。 θi12′＝θi12−2θc ……(1) θr12′＝sin-1（Vr／Vi・sinθi12′） ＝sin-1（Vr／Vi・sinθi12−2θc）｝……(2) ただし、 Vi：くさび内音速 Vr：被検体内音速 ε12＝θr12−θr12′＝Ｆ［2θc］ ……(3) 第５図の場合は、超音波ビーム１０，１１，１
２に誤差が含まれる。この関係を次掲の表１に示
す。
以上詳述したように、本発明の超音波探触子を
適用すると、互いに異なる屈折角の複数の超音波
を送受し、管状の被検査物の周方向に走査しつつ
超音波探傷を行うことができ、とくに該探触子当
接面が管状の被検査物の周方向に摺動させて複数
の超音波を送受した場合、複数の超音波ビームの
誤差を小さく平均化することができ、それによつ
て検査精度を向上し、検査の信頼性を向上するこ
とができる。
適用すると、互いに異なる屈折角の複数の超音波
を送受し、管状の被検査物の周方向に走査しつつ
超音波探傷を行うことができ、とくに該探触子当
接面が管状の被検査物の周方向に摺動させて複数
の超音波を送受した場合、複数の超音波ビームの
誤差を小さく平均化することができ、それによつ
て検査精度を向上し、検査の信頼性を向上するこ
とができる。
第１図乃至第２６図は本発明の超音波探触子に
おける各種の実施例を示し、第１図は直接接触
法、一探型のマルチビーム式超音波探触子に本発
明を適用した一例の側面図、第２図は同後面図、
第３図は直接接触法、二分割型のマルチビーム式
超音波探触子に本発明を適用した一例の側面図、
第４図は同後面図、第５図は同じく曲率中心位置
を示した側面図である。第６図は直接接触法、一
探型のマルチビーム式超音波探触子に本発明を適
用した一例の側面図、第７図は同じく後面図、第
８図は直接接触法、二分割型のマルチビーム式超
音波探触子に本発明を適用した一例の側面図、第
９図は同じく後面図、第１０図は同じく曲率中心
位置を示した側面図である。第１１図は水ギヤツ
プ法、一探型のマルチビーム式超音波探触子に本
発明を適用した一例の側面図、第１２図は同じく
後面図、第１３図は水ギヤツプ法、二分割型超音
波探触子に本発明を適用した一例の側面図、第１
４図は同じく後面図、第１５図は同じく曲率中心
位置を示した側面図である。第１６図は水ギヤツ
プ法、一探型のマルチビーム超音波探触子に本発
明を適用した一例の側面図、第１７図は同じく後
面図、第１８図は水ギヤツプ法、二分割型超音波
探触子に本発明を適用した一例の側面図、第１９
図は同じく後面図、第２０図は同じく曲率中心位
置を示した側面図である。第２１図は水ギヤツプ
法、一探型のマルチビーム式超音波探触子に本発
明を適用した一例の側面図、第２２図は同じく後
面図、第２３図は水ギヤツプ法、二分割型のマル
チビーム超音波探触子に本発明を適用した一例の
側面図、第２４図は同じく後面図、第２５図は同
じく曲率中心位置を示した側面図である。第２６
図及び第２７図は公知の超音波探触子の説明図、
第２８図及び第２９図は円管状被検物の超音波探
傷方法の説明図、第３０図及び第３１図は超音波
ビームと曲率中心との関係の説明図である。 ２，３……くさび、９……被検体、１３……曲
率半径、１４，１５……修正面、２１……曲率半
径、２２……曲率中心、２４……シユー、２５…
…シユーの接触面、２６……曲率半径、２７，２
８……修正面、２９……曲率半径、３０……曲率
中心、３２……枠形シユー、３６……曲率半径、
３７，３８，３９，４０……修正面、４１……曲
率半径、４２……曲率中心。
おける各種の実施例を示し、第１図は直接接触
法、一探型のマルチビーム式超音波探触子に本発
明を適用した一例の側面図、第２図は同後面図、
第３図は直接接触法、二分割型のマルチビーム式
超音波探触子に本発明を適用した一例の側面図、
第４図は同後面図、第５図は同じく曲率中心位置
を示した側面図である。第６図は直接接触法、一
探型のマルチビーム式超音波探触子に本発明を適
用した一例の側面図、第７図は同じく後面図、第
８図は直接接触法、二分割型のマルチビーム式超
音波探触子に本発明を適用した一例の側面図、第
９図は同じく後面図、第１０図は同じく曲率中心
位置を示した側面図である。第１１図は水ギヤツ
プ法、一探型のマルチビーム式超音波探触子に本
発明を適用した一例の側面図、第１２図は同じく
後面図、第１３図は水ギヤツプ法、二分割型超音
波探触子に本発明を適用した一例の側面図、第１
４図は同じく後面図、第１５図は同じく曲率中心
位置を示した側面図である。第１６図は水ギヤツ
プ法、一探型のマルチビーム超音波探触子に本発
明を適用した一例の側面図、第１７図は同じく後
面図、第１８図は水ギヤツプ法、二分割型超音波
探触子に本発明を適用した一例の側面図、第１９
図は同じく後面図、第２０図は同じく曲率中心位
置を示した側面図である。第２１図は水ギヤツプ
法、一探型のマルチビーム式超音波探触子に本発
明を適用した一例の側面図、第２２図は同じく後
面図、第２３図は水ギヤツプ法、二分割型のマル
チビーム超音波探触子に本発明を適用した一例の
側面図、第２４図は同じく後面図、第２５図は同
じく曲率中心位置を示した側面図である。第２６
図及び第２７図は公知の超音波探触子の説明図、
第２８図及び第２９図は円管状被検物の超音波探
傷方法の説明図、第３０図及び第３１図は超音波
ビームと曲率中心との関係の説明図である。 ２，３……くさび、９……被検体、１３……曲
率半径、１４，１５……修正面、２１……曲率半
径、２２……曲率中心、２４……シユー、２５…
…シユーの接触面、２６……曲率半径、２７，２
８……修正面、２９……曲率半径、３０……曲率
中心、３２……枠形シユー、３６……曲率半径、
３７，３８，３９，４０……修正面、４１……曲
率半径、４２……曲率中心。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに異なる屈折角をなす複数の超音波を送
受して管状部材の探傷を行う超音波探触子におい
て、該探触子が前記管状部材に当接する面を前記
管状部材表面に密着する凹形の柱状面に構成する
とともに、前記凹形柱状面の円周方向の端部に隣
接する面と柱状面との為す角を鈍角ならしめて、
そりの先端状に構成し、かつ該探触子当接面の曲
率半径の中心が前記管状部材表面に垂直な超音波
ビームの進行路上の近傍に位置せしめるように構
成したことを特徴とする超音波探触子。 ２ 前記探触子の当接面は、くさび、シユー、く
さびと枠形シユー、枠形シユー、シユーと枠形シ
ユーのいずれかにて構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の超音波探触
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26848384A JPS61148366A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26848384A JPS61148366A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148366A JPS61148366A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0437949B2 true JPH0437949B2 (ja) | 1992-06-22 |
Family
ID=17459119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26848384A Granted JPS61148366A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148366A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0273151A (ja) * | 1988-09-09 | 1990-03-13 | Japan Puroobu Kk | 超音波探触子 |
| AU2003902766A0 (en) * | 2003-06-02 | 2003-06-19 | Onesteel Manufacturing Pty Ltd | Ultrasonic testing of pipe |
| EP2418483A1 (en) * | 2010-08-10 | 2012-02-15 | RWE Npower plc. | Ultrasonic inspection apparatus and method for inspection of components and a wedge and method for producing a wedge |
| CN102692454B (zh) * | 2012-06-14 | 2014-12-31 | 南车戚墅堰机车有限公司 | 楔形纵截面焊缝超声波探伤方法 |
| CN105987959A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-10-05 | 中国特种设备检测研究院 | 楔块及反应器换热管管帽焊缝的检测方法 |
| GB2568371B (en) * | 2017-11-10 | 2020-04-15 | Guided Ultrasonics Ltd | Ultrasonic transducer |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5537892Y2 (ja) * | 1975-02-18 | 1980-09-04 | ||
| JPS5435794A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-16 | Tokyo Keiki Kk | Detecting probe holder for supersonic crack detection |
| JPS5923657U (ja) * | 1982-08-03 | 1984-02-14 | 三菱電機株式会社 | 超音波探触子装置 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP26848384A patent/JPS61148366A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61148366A (ja) | 1986-07-07 |
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