JPH0894595A - 超音波縦波斜角探触子 - Google Patents

超音波縦波斜角探触子

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JPH0894595A
JPH0894595A JP7042749A JP4274995A JPH0894595A JP H0894595 A JPH0894595 A JP H0894595A JP 7042749 A JP7042749 A JP 7042749A JP 4274995 A JP4274995 A JP 4274995A JP H0894595 A JPH0894595 A JP H0894595A
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JP
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ultrasonic
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Hirotsugu Tanaka
洋次 田中
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 探触子を配置した面の表層部の広範囲にわた
って欠陥検出能を十分確保できる超音波探触子を提案す
ることを目的とする。 【構成】 超音波の伝播方向に対して前後の位置に送信
用振動子3と受信用振動子4を配置する。送信用振動子
3が受信用振動子4の前方に配置すると、超音波の送信
角度θT が受信角度θR に対して小さくなり、その結
果、見掛け上の角度βが小さくなる。この現象は送信用
楔1から試験体8への超音波の入射効率が向上するた
め、送信角度θT と受信角度θR が同一な場合に比べて
縦波超音波9の往復通過率が総合的に向上することにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、溶接部の欠陥検出、
角ビレット等の主に表層部の欠陥検出を行なう超音波探
傷装置用の超音波縦波斜角探触子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば昭和57年9月に発行され
た日本非破壊検査協会第2分科会資料、No.2931
「クリーピングウェーブとその応用(1)」に示されて
いる超音波探触子を示す図であり、図4(a)は斜視
図、図4(b)は側面断面図、図4(c)は後面断面図
である。図において、1は送信用楔、2は受信用楔、3
は送信用楔1に取付けられた送信用振動子、4は受信用
楔2に取付けられた受信用振動子、5は送信用楔1を伝
播する超音波が受信用楔2に伝播するのを防ぐ遮音板、
6はコネクタ、7はケース、θ1 は送信用楔1に設けら
れた超音波入射角度、θ2 は受信用楔2に設けられた超
音波受信角度である。
【0003】従来の超音波探触子は図4に示すように送
信用振動子3と受信用振動子4を各々1枚有し、送信用
振動子3と受信用振動子4が超音波の伝播方向に対して
左右方向で、かつ前後方向にはズレがないように配置さ
れている。このような超音波探触子で縦波を被検材に斜
めに伝播させて超音波探触子を配置した面の表層部を超
音波探傷する場合には被検材中の超音波屈折角を約70
〜75゜程度にする必要がある。この様子を図5に示し
た。
【0004】図5は、斜角探傷法の幾何学図である。図
において、1は楔、3は振動子、8は試験体、Aは振動
子3の実際の寸法、Bは振動子3の見掛け上の寸法、S
は試験体8の表面、θ1 は試験体8の表面Sと直交する
法線YーY´に対する超音波の入射角度、θS は試験体
8の表面Sと直交する法線Y−Y´に対する超音波の屈
折角度、θは超音波の指向角度である。
【0005】ここで屈折角度θS を仮に75゜に設定し
た場合の楔1中の入射角度は、スネルの法則により下記
値となる。 θ1 =sin-1(sin75゜×C1 /C2 ) ≒26.7゜ ・・・・・(1) 但し、 C1 =2.748km/S(楔の縦波音速) C2 =5.9km/S(被検材の縦波音速) また、被検材8の中の超音波の指向角は下式により求め
ることができる。 θ=K×λ/B ・・・・・(2) 但し、B=A×cosθS /cosθ1 ・・・・・(3) つまり、このような縦波斜角探触子では上記(2),
(3)式から明らかなように、屈折角度θs と入射角度
θ1 の差が大きいために大きな指向角度θが得られ、試
験体8の表層部からある程度の深部までの広範囲を検査
することが可能となる利点があるので、しばしば使用さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の縦
波斜角探触子においては、探触子を配置した面の表層部
(例えば3〜10mm程度)での欠陥検出能は、探触子
と欠陥の位置関係が比較的近い場合(例えば20〜30
mm程度)には良いが、遠くなるほど表面に近い欠陥の
検出能は低下する欠点を有することになる。すなわち、
探触子と欠陥との相対位置が遠くなるほど、超音波の指
向角範囲の大きな角度成分が必要となるが、80゜を越
えると縦波の臨界角に近づくために楔と銅の境界面にお
ける超音波の往復通過率が急激に低下し、欠陥検出能の
低下をまねくことになる。
【0007】この発明は、従来の欠点を改善する目的で
なされたもので、探触子を配置した面の表層部の広範囲
にわたって欠陥検出能を十分確保できる超音波探触子を
提案することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る超音波縦
波斜角探触子は、(θT +θR )/2(θT は超音波の
送信角度、θR は超音波の受信角度)を示す見掛け上の
角度が小さくなるように、超音波の伝播方向に対して前
後関係の位置に送信用楔と受信用楔を配置するととも
に、上記それぞれの楔の試験体と当接する反対の面に送
信用振動子と受信用振動子をそれぞれ具備する。
【0009】また、この発明は、1個の送信用振動子を
所定の角度で固定する送信用楔と、2個以上の受信用振
動子を所定の角度で固定する受信用楔と、上記それぞれ
の楔の試験体と当接する反対面に1個の送信用振動子と
2個以上の受信用振動子をそれぞれ具備させ、2個以上
の受信用振動子は超音波の伝播方向に対して送信用振動
子より前方に配置したものである。
【0010】この発明は、2個以上の送信用振動子を所
定の角度で固定する送信用楔と、1個の受信用振動子を
所定の角度で固定する受信用楔と、上記それぞれの楔の
試験体と当接する反対面に2個以上の送信用振動子と1
個の受信用振動子をそれぞれ具備させ、上記2個以上の
送信用振動子は超音波の伝播方向に対して受信用振動子
より前方に配置したものである。
【0011】
【作用】この発明は見掛け上の角度が小さくなるように
送信用振動子と受信用振動子との位置関係を設定するこ
とにより超音波エネルギーの通過率を向上させることが
できる。
【0012】また、この発明は、2個以上の受信用振動
子を1個の送信用振動子より前方に配置することにより
見掛け上の角度を小さくできる。
【0013】この発明は、2個以上の送信用振動子を1
個の受信用振動子より前方に配置することにより見掛け
上の角度を小さくできる。
【0014】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明の一実施例を示す超音波探
触子の断面図である。図において、1は送信用楔、2は
受信用楔、3は送信用振動子、4は受信用振動子、5は
遮音板、6はコネクタ、7はケースである。図2はこの
発明による超音波探触子の鋼中での超音波ビームの概念
図である。図において、3は送信用振動子、4は受信用
振動子、9は送信用振動子3から放射される縦波超音
波、10は送信用振動子3から放射される横波超音波、
11は受信用振動子4で受信する縦波超音波、12は受
信用振動子4で受信する横波超音波、θT は超音波の送
信角度、θR は超音波の受信角度である。
【0015】図3はこの発明による超音波探触子の送受
信の縦波超音波に対する往復通過率を示す図であり、β
は送信角度θT と受信角度θR の和を2で割った見掛け
上の角度、Hは相対感度、13は往復通過率を示す曲線
である。
【0016】図において、往復通過率は送信時における
送信用楔1から試験体8へ投入される超音波エネルギー
と、受信時における試験体8から受信用楔2へ投入され
る超音波エネルギーとの積で表わされ、縦波超音波では
0゜での送受信条件が最も超音波エネルギーの通過率が
大きく、送受信における見掛け上の角度βが大きくなる
ほど超音波エネルギーの通過率が小さくなる特性があ
る。従って、上記見掛け上の角度βが小さくなるように
送信用振動子3と受信用振動子4との位置関係を構成す
る必要がある。
【0017】すなわち、上記のように超音波の伝播方向
に対して前後の位置に送信用振動子3と受信用振動子4
を配置する超音波探触子においては、送信用振動子3が
受信用振動子4の前方に配置すると、必ず超音波の送信
角度θT が受信角度θR に対して小さくなり、その結
果、見掛け上の角度βが小さくなる。この現象は送信用
楔1から試験体8への超音波の入射効率が向上するた
め、送信角度θT と受信角度θR が同一な場合に比べて
縦波超音波9の往復通過率が総合的に向上することにな
る。特にこの特性は、探触子と欠陥の相対位置が遠く
て、かつ、探触子を配置する試験体8表面に近い欠陥ほ
ど顕著な差として現われ、欠陥信号を大きなレベルで検
出できる。
【0018】また、縦波斜角探触子の特徴として次の利
点を備える。すなわち送信用振動子3のほぼ直下に存在
する欠陥に対しては横波超音波10が有効に作用し、こ
れも欠陥信号を大きなレベルで検出できることになり、
大幅にS/N比を向上させることが可能となる。
【0019】この発明による探触子は超音波の伝播方向
に対して平行な方向に探触子または、試験体を走査しな
い探傷方式、すなわち自動探傷装置用としてかなり有効
性を示すものである。
【0020】実施例2.ところで上記説明では、送信用
振動子2個を受信用振動子の前に配置した例を示した
が、逆に受信用振動子2個を送信用振動子の前に配置し
たり、あるいは送受信用振動子の数の組み合わせを変え
ても類似の結果が得られるので、この発明の適用はまぬ
がれない。
【0021】なお、超音波の伝播方向に対して前後関係
の位置に振動子を配置している探触子として実開昭52
−115272号公報に示されたものがあるが、この探
触子は、見掛け上の角度βを小さくして超音波エネルギ
ーの通過率を向上させるために振動子を前後関係の位置
に配置したものではない。
【0022】
【発明の効果】この発明は、(θT +θR )/2(θT
は超音波の送信角度、θR は超音波の受信角度)を示す
見掛け上の角度が小さくなるように、超音波の伝播方向
に対して前後関係の位置に送信用楔と受信用楔を配置す
るとともに、上記それぞれの楔の試験体と当接する反対
の面に送信用振動子と受信用振動子をそれぞれ具備させ
ることにより特に自動探傷装置で問題となる検査時間の
短縮のために、超音波の伝播方向に対して探触子を前後
走査しない探傷方式において、試験体表層部の広範囲に
わたって高いS/N比を確保できる効果がある。
【0023】また、この発明は、1個の送信用振動子を
所定の角度で固定する送信用楔と、2個以上の受信用振
動子を所定の角度で固定する受信用楔と、上記それぞれ
の楔の試験体と当接する反対面に1個の送信用振動子と
2個以上の受信用振動子をそれぞれ具備させ、2個以上
の受信用振動子は超音波の伝播方向に対して送信用振動
子より前方に配置することにより上記同様の効果を有す
る。
【0024】この発明は、2個以上の送信用振動子を所
定の角度で固定する送信用楔と、1個の受信用振動子を
所定の角度で固定する受信用楔と、上記それぞれの楔の
試験体と当接する反対面に2個以上の送信用振動子と1
個の受信用振動子をそれぞれ具備させ、上記2個以上の
送信用振動子は超音波の伝播方向に対して受信用振動子
より前方に配置することにより上記同様の効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例を示す探触子の断面図であ
る。
【図2】 この発明における超音波ビームの概念図であ
る。
【図3】 この発明における縦波超音波の往復通過率を
示す図である。
【図4】 従来の超音波探触子を示す斜視図と断面図で
ある。
【図5】 斜角探傷法の幾何学図である。
【符号の説明】
1 送信用楔、2 受信用楔、3 送信用振動子、4
受信用振動子。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (θT +θR )/2(θT は超音波の送
    信角度、θR は超音波の受信角度)を示す見掛け上の角
    度が小さくなるように、超音波の伝播方向に対して前後
    関係の位置に送信用楔と受信用楔を配置するとともに、
    上記それぞれの楔の試験体と当接する反対の面に送信用
    振動子と受信用振動子をそれぞれ具備させたことを特徴
    とする超音波縦波斜角探触子。
  2. 【請求項2】 1個の送信用振動子を所定の角度で固定
    する送信用楔と、2個以上の受信用振動子を所定の角度
    で固定する受信用楔と、上記それぞれの楔の試験体と当
    接する反対面に1個の送信用振動子と2個以上の受信用
    振動子をそれぞれ具備させ、2個以上の受信用振動子は
    超音波の伝播方向に対して送信用振動子より前方に配置
    したことを特徴とする超音波縦波斜角探触子。
  3. 【請求項3】 2個以上の送信用振動子を所定の角度で
    固定する送信用楔と、1個の受信用振動子を所定の角度
    で固定する受信用楔と、上記それぞれの楔の試験体と当
    接する反対面に2個以上の送信用振動子と1個の受信用
    振動子をそれぞれ具備させ、上記2個以上の送信用振動
    子は超音波の伝播方向に対して受信用振動子より前方に
    配置したことを特徴とする超音波縦波斜角探触子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023036092A (ja) * 2021-09-02 2023-03-14 三菱重工パワー検査株式会社 超音波探触子及び超音波探傷方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54141188A (en) * 1978-04-25 1979-11-02 Hitachi Shipbuilding Eng Co Method of ultrasonic flaw detection
JPS5667750A (en) * 1979-11-08 1981-06-08 Kawasaki Steel Corp Automatic ultrasonic flaw detecting method
JPS59133457A (ja) * 1983-01-20 1984-07-31 Mitsubishi Electric Corp 鋼板用超音波探傷装置
JPH0521011U (ja) * 1991-09-02 1993-03-19 日本建鐵株式会社 横材のころび防止構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54141188A (en) * 1978-04-25 1979-11-02 Hitachi Shipbuilding Eng Co Method of ultrasonic flaw detection
JPS5667750A (en) * 1979-11-08 1981-06-08 Kawasaki Steel Corp Automatic ultrasonic flaw detecting method
JPS59133457A (ja) * 1983-01-20 1984-07-31 Mitsubishi Electric Corp 鋼板用超音波探傷装置
JPH0521011U (ja) * 1991-09-02 1993-03-19 日本建鐵株式会社 横材のころび防止構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023036092A (ja) * 2021-09-02 2023-03-14 三菱重工パワー検査株式会社 超音波探触子及び超音波探傷方法

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