JPH08220079A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
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- JPH08220079A JPH08220079A JP2270995A JP2270995A JPH08220079A JP H08220079 A JPH08220079 A JP H08220079A JP 2270995 A JP2270995 A JP 2270995A JP 2270995 A JP2270995 A JP 2270995A JP H08220079 A JPH08220079 A JP H08220079A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高感度、高精度の超音波探触子をえる。
【構成】 集束部を被検体１１のほぼ表面におき軸を傾
けて配置された集束型発信振動子５、同集束型発信振動
子と所定の間隔をあけ、集束部および軸が向きあうよう
にほぼ対称に配置された集束型受信振動子６、これらの
振動子間の被検体上に配置された吸音材４とを設ける。
けて配置された集束型発信振動子５、同集束型発信振動
子と所定の間隔をあけ、集束部および軸が向きあうよう
にほぼ対称に配置された集束型受信振動子６、これらの
振動子間の被検体上に配置された吸音材４とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波探傷法に用いる超
音波探触子に関する。
音波探触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属等の構造物を検査するために、超音
波探傷法を用いて行なう探傷方法がある。その内の一つ
として、対向する斜角探触子を用い、超音波の伝搬信号
に基づき欠陥の有無および欠陥の深さを検出する方法が
ある。
波探傷法を用いて行なう探傷方法がある。その内の一つ
として、対向する斜角探触子を用い、超音波の伝搬信号
に基づき欠陥の有無および欠陥の深さを検出する方法が
ある。
【０００３】図３は、従来装置の例を示すもので、一定
の間隔Ｌで対向配置した送信探触子２１、受信探触子２
２の一対を被検体１１の表面に当てて被検査部の探傷を
行なう。また、同図は、被検体中の超音波の伝搬経路を
合わせて示したもので、図４は従来の探触子で得られる
探傷信号例を示したものである。
の間隔Ｌで対向配置した送信探触子２１、受信探触子２
２の一対を被検体１１の表面に当てて被検査部の探傷を
行なう。また、同図は、被検体中の超音波の伝搬経路を
合わせて示したもので、図４は従来の探触子で得られる
探傷信号例を示したものである。
【０００４】このときに用いられる伝搬波として、通常
縦波が用いられている。縦波は、被検体を伝搬する音波
の中で、最も伝搬速度が速く、伝搬経路にある変化を最
短時間で検出できることから縦波が適している。
縦波が用いられている。縦波は、被検体を伝搬する音波
の中で、最も伝搬速度が速く、伝搬経路にある変化を最
短時間で検出できることから縦波が適している。
【０００５】図３中、欠陥のないとき、送信探触子２１
で発信した超音波は被検体１１の表面を伝搬した音波２
３と底面で反射する経路の音波２４が表面信号３１と底
面信号３２として、図４の探傷信号例２７のように受信
される。表面信号３１および底面信号３２の時間的受信
位置は被検体の板厚Ｔと探触子間隔Ｌおよび被検体１１
の超音波伝搬速度の関係で決まる位置に受信される。
で発信した超音波は被検体１１の表面を伝搬した音波２
３と底面で反射する経路の音波２４が表面信号３１と底
面信号３２として、図４の探傷信号例２７のように受信
される。表面信号３１および底面信号３２の時間的受信
位置は被検体の板厚Ｔと探触子間隔Ｌおよび被検体１１
の超音波伝搬速度の関係で決まる位置に受信される。
【０００６】一方、被検体に内在する欠陥１２があると
き、上記の表面信号３１と底面信号３２に加え、欠陥上
端部で散乱した音波が信号３３、および下端部で散乱し
た音波が信号３４として、探傷信号例２９のように受信
される。
き、上記の表面信号３１と底面信号３２に加え、欠陥上
端部で散乱した音波が信号３３、および下端部で散乱し
た音波が信号３４として、探傷信号例２９のように受信
される。
【０００７】また、被検体表面側に欠陥があるとき、表
面信号は受信されず、底面信号３２と下端部で散乱した
信号３４が探傷信号例２８のように受信される。被検体
裏面表側に欠陥があるとき、底面信号は受信されず、表
面信号３１と欠陥上端部で散乱した信号３３が探傷信号
例３０のように受信される。
面信号は受信されず、底面信号３２と下端部で散乱した
信号３４が探傷信号例２８のように受信される。被検体
裏面表側に欠陥があるとき、底面信号は受信されず、表
面信号３１と欠陥上端部で散乱した信号３３が探傷信号
例３０のように受信される。
【０００８】欠陥信号は、欠陥の端部で散乱して伝搬す
ることから、被検体の表面を伝搬する音波より長い路
程、かつ底面信号より短い路程を伝搬することになり、
欠陥の深さに応じ、表面信号から底面信号の間に受信さ
れる。
ることから、被検体の表面を伝搬する音波より長い路
程、かつ底面信号より短い路程を伝搬することになり、
欠陥の深さに応じ、表面信号から底面信号の間に受信さ
れる。
【０００９】欠陥の大きさを知るには、別に接続した超
音波探傷器で、表面信号の位置を基準に、上，下端等の
欠陥信号までの伝搬時間の遅れを読取る。そして探触子
間隔Ｌと被検体１１の超音波伝搬速度に基づき、演算で
求めている。
音波探傷器で、表面信号の位置を基準に、上，下端等の
欠陥信号までの伝搬時間の遅れを読取る。そして探触子
間隔Ｌと被検体１１の超音波伝搬速度に基づき、演算で
求めている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の探触子は次
のような問題点があった。 （１）探触子の発する超音波ビームには、図５に示す様
な指向性３５があり、板厚方向の音波の分布が異なるた
め、欠陥位置によって欠陥信号レベルが異なる。すなわ
ち、底面近傍に音波が到達するように屈折角を設定する
と、ビーム中心軸上の欠陥に対しては大きな信号レベル
が期待できるが、その他の部分では、音波の強度は小さ
く欠陥信号レベルのも小さくなり、これに伴い欠陥の検
出能力も低下する。 （２）欠陥信号レベルの低い領域を補い、検出能を改善
する目的で、大きな増幅度で探傷を行なうと、同図に示
す表面波信号３６を検出するようになり、探傷の障害と
なる。
のような問題点があった。 （１）探触子の発する超音波ビームには、図５に示す様
な指向性３５があり、板厚方向の音波の分布が異なるた
め、欠陥位置によって欠陥信号レベルが異なる。すなわ
ち、底面近傍に音波が到達するように屈折角を設定する
と、ビーム中心軸上の欠陥に対しては大きな信号レベル
が期待できるが、その他の部分では、音波の強度は小さ
く欠陥信号レベルのも小さくなり、これに伴い欠陥の検
出能力も低下する。 （２）欠陥信号レベルの低い領域を補い、検出能を改善
する目的で、大きな増幅度で探傷を行なうと、同図に示
す表面波信号３６を検出するようになり、探傷の障害と
なる。
【００１１】表面波は、送信探触子で超音波を被検体へ
入射するに際し、送信探触子により僅かながら縦波以外
の表面波が生じており、増幅したがために表面波信号も
増幅されるもので、表面波の音速は縦波音速より遅く、
探触子の配置によっては、表面波の伝搬信号が表面信号
と底面信号との間に、欠陥がない場合においても受信さ
れることから探傷の障害になる。特に底面側の欠陥高さ
を検出するに際し、欠陥信号と重複して識別ができず、
探傷の障害となる。また、管材の内面から探傷を行なう
時等、必然的に送信探触子と受信探触子の距離が接近さ
せざるを得ない場合に受信され、障害となる。 （３）板厚方向を幾つかの領域に分け、それぞれ専用の
屈折角の探触子を複数個使用する方法が考えられるが、
表面近傍の欠陥信号レベルを向上する為に、大きな屈折
角を使用すると、より大きな表面波信号を検出するよう
になり、より大きな障害となる。また、複数の探触子の
使用は、作業に多くの時間を必要とすることになる。
入射するに際し、送信探触子により僅かながら縦波以外
の表面波が生じており、増幅したがために表面波信号も
増幅されるもので、表面波の音速は縦波音速より遅く、
探触子の配置によっては、表面波の伝搬信号が表面信号
と底面信号との間に、欠陥がない場合においても受信さ
れることから探傷の障害になる。特に底面側の欠陥高さ
を検出するに際し、欠陥信号と重複して識別ができず、
探傷の障害となる。また、管材の内面から探傷を行なう
時等、必然的に送信探触子と受信探触子の距離が接近さ
せざるを得ない場合に受信され、障害となる。 （３）板厚方向を幾つかの領域に分け、それぞれ専用の
屈折角の探触子を複数個使用する方法が考えられるが、
表面近傍の欠陥信号レベルを向上する為に、大きな屈折
角を使用すると、より大きな表面波信号を検出するよう
になり、より大きな障害となる。また、複数の探触子の
使用は、作業に多くの時間を必要とすることになる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【００１３】すなわち、超音波探触子として、集束部を
被検体のほぼ表面におき軸を傾けて配置された集束型発
信振動子と、同集束型発信振動子と所定の間隔をあけ集
束部および軸が向きあうようにほぼ対称に配置された集
束型受信振動子と、これらの振動子間の上記被検体上に
配置された吸着材とを設ける。
被検体のほぼ表面におき軸を傾けて配置された集束型発
信振動子と、同集束型発信振動子と所定の間隔をあけ集
束部および軸が向きあうようにほぼ対称に配置された集
束型受信振動子と、これらの振動子間の上記被検体上に
配置された吸着材とを設ける。
【００１４】
【作用】上記発明において、集束型発信振動子から超音
波が発信されると、被検体表面の集束部から入射し、集
束型受信振動子の方向に屈折し、かつ広がった指向性の
超音波となって伝播する。すなわち被検体の中を一様に
分散して伝播する。また同時に生じる表面波は吸音材で
減衰される。集束型受信振動子は、集束型発信振動子の
指向性とほぼ同じ指向性の広がった受信特性を持つ、す
なわち、被検体の探傷域に対して一様な受信感度を持
つ。一方、吸音材で表面波は大幅に減衰される。従って
欠陥部からの信号が高Ｓ／Ｎで受信できる。
波が発信されると、被検体表面の集束部から入射し、集
束型受信振動子の方向に屈折し、かつ広がった指向性の
超音波となって伝播する。すなわち被検体の中を一様に
分散して伝播する。また同時に生じる表面波は吸音材で
減衰される。集束型受信振動子は、集束型発信振動子の
指向性とほぼ同じ指向性の広がった受信特性を持つ、す
なわち、被検体の探傷域に対して一様な受信感度を持
つ。一方、吸音材で表面波は大幅に減衰される。従って
欠陥部からの信号が高Ｓ／Ｎで受信できる。
【００１５】このようにして、高感度、高精度の探触子
がえられる。
がえられる。
【００１６】
【実施例】上記本発明の一実施例を図１及び図２により
説明する。
説明する。
【００１７】図１にて、集束型発信振動子５は集束部
（入射点）７が被検体１１の表面近くにき、軸が集束型
受信振動子６の方に所定角傾けて配置される。また集束
型受信振動子６も集束型発信振動子５と所定の間隔をあ
け、軸を発信振動子５の方向に傾け、集束部８と軸が発
信振動子５とほぼ対称になるよう配置される。
（入射点）７が被検体１１の表面近くにき、軸が集束型
受信振動子６の方に所定角傾けて配置される。また集束
型受信振動子６も集束型発信振動子５と所定の間隔をあ
け、軸を発信振動子５の方向に傾け、集束部８と軸が発
信振動子５とほぼ対称になるよう配置される。
【００１８】さらに両者間の被検体１１の表面上に吸音
材４の多孔性ポリウレタンが配置される。そしてその上
にカプラント供給管１０が設けられる。図中１は超音波
探触子、２は送信探触子、３は受信探触子である。
材４の多孔性ポリウレタンが配置される。そしてその上
にカプラント供給管１０が設けられる。図中１は超音波
探触子、２は送信探触子、３は受信探触子である。
【００１９】以上において、集束型発信振動子５から超
音波が発信されると、被検体１１表面の集束部７から入
射し、集束型受信振動子６の方向に屈折し、かつ広がっ
た指向性９の超音波となって伝播する。すなわち被検体
の中を一様に分散して伝播する。集束型受信振動子６は
集束型発信振動子１の指向性とほぼ同じ指向性の広がっ
た受信特性を持つ、すなわち、被検体１１の探傷域に対
して一様な受信感度を持つ。一方、吸音材４で表面波は
減衰される。従って欠陥部から信号が高Ｓ／Ｎで受信で
きる。
音波が発信されると、被検体１１表面の集束部７から入
射し、集束型受信振動子６の方向に屈折し、かつ広がっ
た指向性９の超音波となって伝播する。すなわち被検体
の中を一様に分散して伝播する。集束型受信振動子６は
集束型発信振動子１の指向性とほぼ同じ指向性の広がっ
た受信特性を持つ、すなわち、被検体１１の探傷域に対
して一様な受信感度を持つ。一方、吸音材４で表面波は
減衰される。従って欠陥部から信号が高Ｓ／Ｎで受信で
きる。
【００２０】図２はその様相を探傷信号例で示したもの
で、本実施例の超音波探触子で形成される被検体中の音
波の指向性は上述のように、従来のものと比較して板厚
方向に広く分散しているため、板厚方向の分布すなわち
表面近傍と底面近傍の信号レベルの変化が少なくなる。
同図は、従来の探触子で得られる図４の探傷信号例と同
条件の探傷信号例である。従来のそれと比較すると、被
検体表面近傍領域に相当する表面欠陥の探傷信号例２８
の欠陥下端部信号３４と、内部欠陥の探傷信号例２９の
欠陥上端部信号３３の信号レベルの低下が改善されてい
ることがわかる。
で、本実施例の超音波探触子で形成される被検体中の音
波の指向性は上述のように、従来のものと比較して板厚
方向に広く分散しているため、板厚方向の分布すなわち
表面近傍と底面近傍の信号レベルの変化が少なくなる。
同図は、従来の探触子で得られる図４の探傷信号例と同
条件の探傷信号例である。従来のそれと比較すると、被
検体表面近傍領域に相当する表面欠陥の探傷信号例２８
の欠陥下端部信号３４と、内部欠陥の探傷信号例２９の
欠陥上端部信号３３の信号レベルの低下が改善されてい
ることがわかる。
【００２１】なお、カプラント供給管１０からは、探傷
に必要な水などのカプラントが供給され、作業性が向上
する。
に必要な水などのカプラントが供給され、作業性が向上
する。
【００２２】上記の吸音材４としては、他に例えばニト
リルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、コルク材、発
泡金属等がある。
リルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、コルク材、発
泡金属等がある。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広い指向性の送受信特性がえられるので、欠陥信号を高
感度で検出できる。また障害となる表面波信号の受信を
防止するので、欠陥の有無および欠陥深さを正確に検知
できる等、精度の向上した探傷が実現できる。
広い指向性の送受信特性がえられるので、欠陥信号を高
感度で検出できる。また障害となる表面波信号の受信を
防止するので、欠陥の有無および欠陥深さを正確に検知
できる等、精度の向上した探傷が実現できる。
【図１】本発明の一実施例の構成断面図である。
【図２】同実施例の作用、効果説明図である。
【図３】従来例の構成断面図である。
【図４】同従来例の作用、効果説明図である。
【図５】同従来例の作用説明図である。
１ 超音波探触子 ２ 送信探触子 ３ 受信探触子 ４ 吸音材 ５ 集束型発信振動子 ６ 集束型受信振動子 ７ 入射点（集束部） ８ 受信点（集束部） ９ 指向性 １０ カプラント供給管 １１ 被検体 １２ 内在欠陥 ２１ 送信探触子 ２２ 受信探触子 ２３ 表面を伝搬した音波 ２４ 底面で反射した音波 ２７ 欠陥なしの探傷信号例 ２８ 表面欠陥の探傷信号例 ２９ 内部欠陥の探傷信号例 ３０ 底面欠陥の探傷信号例 ３１ 表面信号 ３２ 底面信号 ３３ 欠陥上端部信号 ３４ 欠陥下端部信号 ３５ 指向性 ３６ 表面波信号
Claims (1)
- 【請求項１】 集束部を被検体のほぼ表面におき軸を傾
けて配置された集束型発信振動子と、同集束型発信振動
子と所定の間隔をあけ集束部および軸が向きあうように
ほぼ対称に配置された集束型受信振動子と、これらの振
動子間の上記被検体上に配置された吸着材とを備えてな
ることを特徴とする超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2270995A JPH08220079A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2270995A JPH08220079A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 超音波探触子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220079A true JPH08220079A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12090372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2270995A Pending JPH08220079A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220079A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127812A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Jfe Steel Corp | 鋼片の品質評価方法及び装置 |
| CN111474300A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-31 | 同济大学 | 基于时空回归模型的结构局部缺陷检测方法 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP2270995A patent/JPH08220079A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127812A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Jfe Steel Corp | 鋼片の品質評価方法及び装置 |
| CN111474300A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-31 | 同济大学 | 基于时空回归模型的结构局部缺陷检测方法 |
| CN111474300B (zh) * | 2020-04-15 | 2021-04-30 | 同济大学 | 基于时空回归模型的结构局部缺陷检测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010313 |