JPS5857708B2 - 熱間用超音波探触子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温の導電性材料の超音波探傷に用いる探触子
に関する。

超音波探傷は材料の内部欠陥探傷技術として非常に有用
であるが、一般に用いられている圧電素子を使った超音
波探触子は高温材料に対しては適用が難しい。

そこで、本発明者等は、高温材料の探傷に適した電磁式
超音波探触子を発明し先に出願した。

（特願昭５０−１０１８３６号、特願昭５１−６７５５
号）。

電磁式超音波探触子は原理的に熱に強く、高温材料の探
傷に適しているが、上記先願発明は、より耐熱性を高め
るために耐熱非金属材料あるいは非磁性金属材料を用い
た冷却用ケースに電磁石やコイルの一部または全部を内
蔵させた構成としたものである。

この先願発明の超音波探触子は耐熱性の点では優れてい
るが、方において次のような欠点がある。

冷却用ケースに耐熱非金属材料を用いた場合には、ケー
スの加工性、強度の点で問題があり、また非磁性金属材
料を用いた場合には、平板状送受信コイルに高周波パル
ス電流を印加した際に生ずる変化磁界によって冷却用ケ
ース表面に誘導電流が惹起され被検体への超音波の送受
信効率が著しく減殺されるために探傷感度が低下したり
、強磁場を効率的に発生させる目的で、電磁石の磁化電
流としてパルス電流を用いる場合、ケース側面に惹起さ
れる誘導電流による逆磁場の影響を受は易い等の問題が
ある。

本発明は上記の欠点を補ない、耐久性、感度の点で優れ
た高温用超音波探触子を提供することを目的とし、その
特徴は電磁石と平板状の送受信コイルを有する電磁超音
波探触子において、冷却媒体貫流可能な非磁性金属管を
平面的に折り重ね単渦巻、２重渦巻、折り返し２重渦巻
状に形成した保護用板状体を、前記平板状送受信コイル
の被検体と対向する面側に設けたこと、および、さらに
上記保護用板状体と、冷却媒体質流可能な非磁性金属管
を単螺旋、２重螺旋、折り返し旋回状に巻いた保護用筒
体とで構成した保護箱に、前記電磁石と平板状送受信コ
イルを内蔵させたことにある。

以下図示の実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図〜第４図は本発明における非磁性金属管で構成さ
れた保護用板状体の形状の例を示す平面図で、第１図は
折り重ね状、第２図は単渦巻状、第３図は２重渦巻状、
第４図は折り返し２重渦巻状に非磁性金属管を形成した
ものである。

このような形状にすることによって保護用板状体１が紙
面に垂直な方向での磁束の変化に対し無誘導となり、渦
電流の発生が抑えられ、保護用板状体１の存在が電磁波
の通過の障害にはならなくなる。

また注入孔１１から流出孔１２に向って水、油、空気等
の冷却媒体を貫流させることにより、高い冷却性能、耐
熱性が実現される。

第５図、第６図、第７図は本発明における非磁性金属管
で構成された保護箱の形状の例を示す斜視図である。

保護箱１′の保護用筒体は第５図に示す如く非磁性金属
管を折り返し旋回状に巻くか、または第６図に示す如く
単螺旋状あるいは第７図に示す如く２重螺旋状に形成す
る。

保護箱１′の底面は図示していないが、前述の第１図〜
第４図に示したもののうちのいずれかの保護用板状体を
用いる。

このように形成することによって、保護箱１′を貫通す
る磁束の変化に対しても誘導電流を生ずることがなくな
る。

注入孔１１．流出孔１２を介して冷却媒体が質流可能で
ある点は第１図〜第４図に示した保護用板状体の場合と
同様である。

第８図は本発明による超音波探触子の装置構成例を示す
断面図で、電磁石２及び平板状送受信コイル３を保護箱
１′に内蔵させた超音波探触子を被検体４に近接して配
置した状態を示したものである。

電磁石２に通電し、被検体４の表層に磁束を発生させ、
送受信コイル３に高周波パルス電流を印加すると保護箱
１′の底面を電磁波が透過、伝播して被検体４の表面に
誘導電流が流れる。

磁束と誘導電流の相互作用により、被検体４内に超音波
が発生し、超音波探傷が行なわれる。

本発明における保護箱１′の筒体は冷却効果のほか、電
磁石の励磁方式によっては重要な役割を果す。

すなわち電磁石２を交流、脈流、パルス電流など時間的
に変化する電流にて磁化する場合においては、電磁石２
により発生する磁界が変化し保護箱の保護用筒体を第９
図の５に示すような金属体を円筒状に巻いたものとする
と、渦電流が発生して磁界が弱まるという欠点があるが
、本発明による保護箱１′の保護用筒体の構成では渦電
流が発生せず強い磁界が得られるのである。

ただし電磁石２を直流で磁化する場合には、第９図のよ
うな保護用筒体の構成でも磁界が弱まらないので十分使
用可能である。

第１０図は本発明の別の実施例で、第８図、第９図と電
磁石２の配置を変え違うモードの超音波を送受信する超
音波探触子であり、パルス電流、交流等による磁化も可
能となる構成になっている。

最後に実施例で述べた折り重ね状、２重渦巻き状、折返
し２重渦巻き状の保護板状体や、２重螺旋状、折り返し
旋回状の保護箱筒体と、第２図の単渦巻き状の保護板状
体や第６図の単螺旋状の保護箱筒体との違いについて述
べる。

単渦巻状の保護板状体や単螺旋状の保護用筒体では、保
護板状体や保護用筒体の面に直角な方向の磁束の変化に
より電、磁誘導が起こるが、回路的に完結していないの
で電流は流れない。

しかし、起電力はあるので、となりあう管の間には大き
な電位差が生じ管間絶縁をかなり高い絶縁電圧となるよ
うに注意する必要があり、また、注入孔１１と流出孔１
２が例えば貫流用のポンプにおいて短絡しないような配
慮が必要となる。

これに対し折り重ね状、２重渦巻状、折返し２重渦巻状
、２重螺旋状、折り返し旋回状に非磁性金属管を巻いた
ものではとなりあう管はその向きが異なるので磁束の変
化による電磁誘導は起らず管間に殆んど電位差が生じな
いので絶縁は比較的低級なもので済み、また注入孔１１
、流出孔１２で短絡しても差し支えないという特長があ
る。

従って、本発明においては保護板状体あるいは保護箱筒
体の非磁性金属管の巻き形状は、第３図、第７図の、２
重渦巻き状、２重螺旋状、第１図、第５図の折り重ね状
、折り返し旋回状または第４図の折り返し２重渦巻き状
にするのが好適である。

しかし、第２図、第６図に示す如き単渦巻状あるいは単
螺旋状の保護用板状体、保護箱筒体も、加工が容易であ
るという長所があり、十分な絶縁を施せば、適用可能で
ある。

上述の各種実施例に用いられる非磁性金属管の外径は、
渦電流の発生障害を防止するために約４間以下に限定す
ることが望ましい。

以上述べたように本発明は高温材料の超音波探傷におい
て高感度で耐久性のある電磁式超音波探触子を提供する
ものでその工業的価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図は本発明の実施例にお
ける保護用板状体の形状例を示す平面図、第５図、第６
図、第７図は本発明の実施例における保護箱筒体の形状
例を示す斜視図、第８図、第９図、第１０図は本発明の
実施例における超音波探触子の装置構成例を示す断面図
である。 １：保護用板状体、１′：保護箱、１１：冷却媒体注入
孔、１２：冷却媒体流出孔、２：電磁石、３：送受信コ
イル、４：被検体、５：金属板保護用筒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁石と平板状の送受信コイルを有する電磁超音波
   探触子において、平面的に折重ね、単渦巻、折返し２重
   渦巻状などに形成された冷却媒体質流可能な非磁性金属
   管の保護用板状体が前記コイルと被検体との間に配設さ
   れていることを特徴とする熱間用超音波探触子。 ２ 電磁石と平板状の送受信コイルを有する電磁超音波
   探触子において、平面的に折重ね、単渦巻、折返し２重
   渦巻状などに形成された冷却媒体質流可能な非磁性金属
   管の保護用板状体と、単螺旋、２重螺旋、２重螺旋、折
   返し旋回状などに形成された冷却媒体貫流可能な非磁性
   金属管の保護用筒体とで構成した保護用筒体が前記電磁
   石およびコイルを内蔵していることを特徴とする熱間用
   超音波探触子。