JPS5922181B2 - チヨウオンパソクテイホウホウ オヨビ ソウチ - Google Patents
チヨウオンパソクテイホウホウ オヨビ ソウチInfo
- Publication number
- JPS5922181B2 JPS5922181B2 JP50148757A JP14875775A JPS5922181B2 JP S5922181 B2 JPS5922181 B2 JP S5922181B2 JP 50148757 A JP50148757 A JP 50148757A JP 14875775 A JP14875775 A JP 14875775A JP S5922181 B2 JPS5922181 B2 JP S5922181B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- conductive surface
- magnetic field
- arrow
- generating
- 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
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、あらかじめ圧電振動子など従来の方法で導電
性表面を有する超音波伝達体に送入された超音波を電磁
機械的、且つ非接触的に、導電性表面を有する測定対象
に送入し、且つ該測定対象中の超音波を上述の逆の過程
により検出するところの超音波計測方法及び装置に関す
るものである。
性表面を有する超音波伝達体に送入された超音波を電磁
機械的、且つ非接触的に、導電性表面を有する測定対象
に送入し、且つ該測定対象中の超音波を上述の逆の過程
により検出するところの超音波計測方法及び装置に関す
るものである。
従来、金属材料等に検査等の目的で超音波を送入し且つ
検出する場合には、圧電振動子等を水、油等の接触媒質
を介して材料に接触させることにより音響的結合を図る
必要があつた。このため従来の方法は高温材料、表面の
荒い材料等に適用する際に困難を伴つていた。したがつ
て材料（測定対象）に完全に非接触で超音波を送入しま
た検出することができれば、工業上の価値は甚大なるも
のがある。しかしこのような超音波送受信方法は導電性
材料についてはすでに公知であり、その詳細は特公昭４
４−２４８６７号公報に記載されている。この技術によ
る超音波の発生原理は、導電性材料上にコイルを置き、
これにパルス磁界等の変化磁界を与えて導電性材料中に
機械波を発生させるものであり、検出については上述の
逆の物理現象を用いるものである。ところが特公昭４４
−２４８６７号公報のものはコイルを導電性材料に近接
して置かなければならないため、非常に高温な導電性材
料に応用する場合には、コイルに耐熱性をもたせる必要
がある。また非常に表面の荒い材料に応用する場合や、
コイルと材料が頻繁に接触せざるを得ない場合には、コ
イルを機械的に強固なものに製作する必要がある。この
ため材料に非接触的に超音波を透入し、また材料中の超
音波を非接触際に検出することが、コイルなどの複合構
造を有するものを使用せずに行うことができるならば、
熱に対して強く且つ機械的に強固安定な非接触式超音波
計測が可能となり、工業上の価値は甚大なるものがある
。
検出する場合には、圧電振動子等を水、油等の接触媒質
を介して材料に接触させることにより音響的結合を図る
必要があつた。このため従来の方法は高温材料、表面の
荒い材料等に適用する際に困難を伴つていた。したがつ
て材料（測定対象）に完全に非接触で超音波を送入しま
た検出することができれば、工業上の価値は甚大なるも
のがある。しかしこのような超音波送受信方法は導電性
材料についてはすでに公知であり、その詳細は特公昭４
４−２４８６７号公報に記載されている。この技術によ
る超音波の発生原理は、導電性材料上にコイルを置き、
これにパルス磁界等の変化磁界を与えて導電性材料中に
機械波を発生させるものであり、検出については上述の
逆の物理現象を用いるものである。ところが特公昭４４
−２４８６７号公報のものはコイルを導電性材料に近接
して置かなければならないため、非常に高温な導電性材
料に応用する場合には、コイルに耐熱性をもたせる必要
がある。また非常に表面の荒い材料に応用する場合や、
コイルと材料が頻繁に接触せざるを得ない場合には、コ
イルを機械的に強固なものに製作する必要がある。この
ため材料に非接触的に超音波を透入し、また材料中の超
音波を非接触際に検出することが、コイルなどの複合構
造を有するものを使用せずに行うことができるならば、
熱に対して強く且つ機械的に強固安定な非接触式超音波
計測が可能となり、工業上の価値は甚大なるものがある
。
本発明はかかる意味で、従来の方法の欠点に有効な解決
方法を与えるものである。
方法を与えるものである。
本発明はあらかじめ従来の方法で導電性表面を有する超
音波伝達体に発生させた超音波を電磁機械的且つ非接触
的に測定対象である導電性表面を有する材料に透入し、
また導電性表面を有する材料中の超音波を電磁機械的且
つ非接触的に検出するところの電磁機械的超音波計測方
法を提供するものである。すなわち測定対象である導電
性表面を有する材料上に、それとは別個の導電性表面を
有する超音波伝達体を置きそれらの境界近傍に磁界をか
けておく。一方導電性表面を有する超音波伝達体に従来
の方法で超音波を発生させると、導電性表面を有する超
音波伝達体の導電性表面を有する材料側の表面に達した
超音波による機械的変位とあらかじめ与えられた磁界と
の相互作用でうず電流が導電性表面を有する超音波伝達
体の導電性表面を有する材料側の表面に発生する。この
うず電流の影響で電磁誘導の法則により測定対象である
導電性表面を有する材料表面にもうず電流が発生する。
このうず電流と磁界との相互作用により導電性表面を有
する材料中に機械的変位を生じ、超音波が発生する。検
出手段につい（は、たとえば磁界が加えられている導電
性表面を有する材料表面に超音波が到来するとその到来
部分に機械的変位を生ずるため、磁界との相互作用でう
ず電流を発生する。
音波伝達体に発生させた超音波を電磁機械的且つ非接触
的に測定対象である導電性表面を有する材料に透入し、
また導電性表面を有する材料中の超音波を電磁機械的且
つ非接触的に検出するところの電磁機械的超音波計測方
法を提供するものである。すなわち測定対象である導電
性表面を有する材料上に、それとは別個の導電性表面を
有する超音波伝達体を置きそれらの境界近傍に磁界をか
けておく。一方導電性表面を有する超音波伝達体に従来
の方法で超音波を発生させると、導電性表面を有する超
音波伝達体の導電性表面を有する材料側の表面に達した
超音波による機械的変位とあらかじめ与えられた磁界と
の相互作用でうず電流が導電性表面を有する超音波伝達
体の導電性表面を有する材料側の表面に発生する。この
うず電流の影響で電磁誘導の法則により測定対象である
導電性表面を有する材料表面にもうず電流が発生する。
このうず電流と磁界との相互作用により導電性表面を有
する材料中に機械的変位を生じ、超音波が発生する。検
出手段につい（は、たとえば磁界が加えられている導電
性表面を有する材料表面に超音波が到来するとその到来
部分に機械的変位を生ずるため、磁界との相互作用でう
ず電流を発生する。
このうず電流の影響で電磁誘導の法則により導電性表面
を有する超音波伝達体の表面にもうず電流が発生する。
このうず電流と磁界との相互作用により、導電性表面を
有する超音波伝達体に機械的変位を生じ、超音波が発生
する。この超音波は従来の超音波検出手段で容易に検出
される。以下実施例により、本発明を詳細に説明する。
を有する超音波伝達体の表面にもうず電流が発生する。
このうず電流と磁界との相互作用により、導電性表面を
有する超音波伝達体に機械的変位を生じ、超音波が発生
する。この超音波は従来の超音波検出手段で容易に検出
される。以下実施例により、本発明を詳細に説明する。
第１図ａは縦波超音波を導電性表面を有する材料に電磁
機械的且つ非接触で透入させる一実施例であり、第１図
ｂは導電性表面を有する材料中の縦波超音波を電磁機械
的且つ非接触で検出する一実施例である。第２図ａは横
波超音波を導電件表面を有する材料に電磁機械的且つ非
接触で透入させる一実施例であり、第２図ｂは導電性表
面を有する材料中の横波超音波を電磁機械的且つ非接触
で検出する一実施例である。第１図ａにおいて導電性表
面を有する超音波伝達体１の上部より従来の超音波発生
器２にて従来の方法により縦波超音波を導電性表面を有
する超音波伝達体１へ透入する。
機械的且つ非接触で透入させる一実施例であり、第１図
ｂは導電性表面を有する材料中の縦波超音波を電磁機械
的且つ非接触で検出する一実施例である。第２図ａは横
波超音波を導電件表面を有する材料に電磁機械的且つ非
接触で透入させる一実施例であり、第２図ｂは導電性表
面を有する材料中の横波超音波を電磁機械的且つ非接触
で検出する一実施例である。第１図ａにおいて導電性表
面を有する超音波伝達体１の上部より従来の超音波発生
器２にて従来の方法により縦波超音波を導電性表面を有
する超音波伝達体１へ透入する。
透入された超音波縦波は３で示される矢印の方向に進行
していき導電性表面を有する超音波伝達体１の下部に到
達して矢印４で示されるような機械的変位をおこす。導
電性表面を有する超音波伝達体１の下部及び測定対象で
ある導亀性表面を有する材料５の表面近傍には電磁石６
によりあらかじめ矢印７であられされる磁界がかけられ
ている。矢印４で示される機械的変位と矢印７であられ
される磁界は電磁誘導の右手の法則により相互作用をお
こし、８であられされる誘導亀流が導電件表面を有する
超音波伝達体１の下部に生ずる。亀流８の影響をうけ導
電性表面を有する材料の表面近傍には誘導電流９が生ず
る。電流９と磁界７は電磁誘導の左手の法則により相互
作用をおこし矢印１０であられされる機械的変位をおこ
す。その機械的変位は超音波として矢印１１であられさ
れる方向へ進行していく。第１図ｂは、第１図ａにおい
て使用された装置によつて縦波超音波を検出する方法を
説明したものである。導電性表面を有する材料５の内部
より矢印１２の方向に進行してきた縦波超音波は導電性
材料の表面近傍に到達して矢印１３であられされる機械
的変位をおこす。この機械的変位は矢印７であられされ
る磁界と相互作用し電磁誘導の右手の法則により１４で
あられされる電流を生ずる。この電流の影響をうけ、導
電性表面を有する超音波伝達体の下部には電流１５が誘
導される。電流１５と磁界７は電磁誘導の左手の法則に
より相互作用をおこし矢印１６であられされる機械的変
位をおこす。その機械的変位は縦波超音波として矢印１
７であられされる方向へ進行していき、従来の方法によ
る超音波振動子２により容易に検出される。第２図ａに
おいて導電性表面を有する超音波伝達体１８の上部より
従来の超音波振動子１９にて従来の方法により横波超音
波を導電性表面を有する超音波伝達体１８へ透入する。
していき導電性表面を有する超音波伝達体１の下部に到
達して矢印４で示されるような機械的変位をおこす。導
電性表面を有する超音波伝達体１の下部及び測定対象で
ある導亀性表面を有する材料５の表面近傍には電磁石６
によりあらかじめ矢印７であられされる磁界がかけられ
ている。矢印４で示される機械的変位と矢印７であられ
される磁界は電磁誘導の右手の法則により相互作用をお
こし、８であられされる誘導亀流が導電件表面を有する
超音波伝達体１の下部に生ずる。亀流８の影響をうけ導
電性表面を有する材料の表面近傍には誘導電流９が生ず
る。電流９と磁界７は電磁誘導の左手の法則により相互
作用をおこし矢印１０であられされる機械的変位をおこ
す。その機械的変位は超音波として矢印１１であられさ
れる方向へ進行していく。第１図ｂは、第１図ａにおい
て使用された装置によつて縦波超音波を検出する方法を
説明したものである。導電性表面を有する材料５の内部
より矢印１２の方向に進行してきた縦波超音波は導電性
材料の表面近傍に到達して矢印１３であられされる機械
的変位をおこす。この機械的変位は矢印７であられされ
る磁界と相互作用し電磁誘導の右手の法則により１４で
あられされる電流を生ずる。この電流の影響をうけ、導
電性表面を有する超音波伝達体の下部には電流１５が誘
導される。電流１５と磁界７は電磁誘導の左手の法則に
より相互作用をおこし矢印１６であられされる機械的変
位をおこす。その機械的変位は縦波超音波として矢印１
７であられされる方向へ進行していき、従来の方法によ
る超音波振動子２により容易に検出される。第２図ａに
おいて導電性表面を有する超音波伝達体１８の上部より
従来の超音波振動子１９にて従来の方法により横波超音
波を導電性表面を有する超音波伝達体１８へ透入する。
透入された超音波横波は２０で示される矢印の方向に進
行していき、導竜性表面を有する超音波伝達体１８の下
部に到達して矢印２１で示されるような機械的変位をお
こす。導電性表面を有する超音波伝達体１８の下部及び
測定対象である導電性表面を有する材料５の表面近傍に
は磁界発生用コイル２２にてあらかじめ矢印２３であら
れされる磁界が加えられている。なお、磁界発生用コイ
ル２２（ま導電性表面を有する超音波伝達体１８に支え
られて導電性表面を有する材料５より離れた場所に位置
しているので、磁界発生用コイル２２が本発明の特徴で
ある特に高温な導電性表面を有する材料や特に表面の荒
い導電性表面を有する材料に対する有効性を損うこと（
まない。矢印２１であられされる機械的変位と矢印２３
であられされる磁界（ま電磁誘導の右手の法則により相
互作用をおこし、２４であられされる電流が導電性表面
を有する超音波伝達体１８の下部に生ずる。さらに電流
２４の影響をうけ導電性表面を有する材料の表面近傍に
は誘導電流２５が生ずる。電流２５と磁界２３は電磁誘
導の左手の法則により相互作用をおこし矢印２６であら
れされる機械的変位をおこすその機械的変位は矢印２７
であられされる方向へ進行していく。第２図ｂは第２図
ａにおいて使用された装置によつて横波超音波を検出す
る方法を説明したものである。導電性表面を有する材料
５の内部より矢印２８の方向に進行してきた横波超音波
は導電性表面を有する材料の表面近傍に到達して矢印２
９であられされる機械的変位をおこす。この機械的変位
は矢印２３であられされる磁界と相互作用し、電磁誘導
の右手の法則により相互作用をおこし、３０であられさ
れる電流を生ずる。この電流の影響をうけ、導電性表面
を有する超音波伝達体１８の下部には誘導電流３１が生
ずる。電流３１と磁界２３は電磁誘導の左手の法則によ
り相互作用をおこし矢印３２であられされる機械的変位
をおこす。この機械的変位は横波超音波として矢印３３
であられされる方向へ進行していき、従来の方法による
超音波振動子１９により容易に検出される。第１図Ａ，
ｂｌ第２図Ａ，ｂの導電性表面を有する超音波伝達体と
しては、円筒又（ま直方体状の無構造（単一部材）のア
ルミ又は銅のプロツタが適しているが、その他の構造を
有する金属であつても、また非金属であつても下面に金
属箔などをはりつけて薄電性表面を有するようにしてお
けはよい。磁界は強いほど超音波の発生、検出効率が高
くなるが、実用的には１０ＫＧ程度でよい。超音波伝達
体と測定対象との距離は小さいほど効率がよいが２ｍｍ
程度の間隔があつても充分実用可能である。超音波伝達
体として銅を使用した場合には、測定対象の温度は１０
００℃程度あつても動作可能である。上述の如く、本発
明によれば電磁機械的且つ非接触的に導電性表面を有す
る超音波伝達体１，１８を介して超音波を導電性表面を
有する材料に透入し、また検出できることが明らかとさ
れた。
行していき、導竜性表面を有する超音波伝達体１８の下
部に到達して矢印２１で示されるような機械的変位をお
こす。導電性表面を有する超音波伝達体１８の下部及び
測定対象である導電性表面を有する材料５の表面近傍に
は磁界発生用コイル２２にてあらかじめ矢印２３であら
れされる磁界が加えられている。なお、磁界発生用コイ
ル２２（ま導電性表面を有する超音波伝達体１８に支え
られて導電性表面を有する材料５より離れた場所に位置
しているので、磁界発生用コイル２２が本発明の特徴で
ある特に高温な導電性表面を有する材料や特に表面の荒
い導電性表面を有する材料に対する有効性を損うこと（
まない。矢印２１であられされる機械的変位と矢印２３
であられされる磁界（ま電磁誘導の右手の法則により相
互作用をおこし、２４であられされる電流が導電性表面
を有する超音波伝達体１８の下部に生ずる。さらに電流
２４の影響をうけ導電性表面を有する材料の表面近傍に
は誘導電流２５が生ずる。電流２５と磁界２３は電磁誘
導の左手の法則により相互作用をおこし矢印２６であら
れされる機械的変位をおこすその機械的変位は矢印２７
であられされる方向へ進行していく。第２図ｂは第２図
ａにおいて使用された装置によつて横波超音波を検出す
る方法を説明したものである。導電性表面を有する材料
５の内部より矢印２８の方向に進行してきた横波超音波
は導電性表面を有する材料の表面近傍に到達して矢印２
９であられされる機械的変位をおこす。この機械的変位
は矢印２３であられされる磁界と相互作用し、電磁誘導
の右手の法則により相互作用をおこし、３０であられさ
れる電流を生ずる。この電流の影響をうけ、導電性表面
を有する超音波伝達体１８の下部には誘導電流３１が生
ずる。電流３１と磁界２３は電磁誘導の左手の法則によ
り相互作用をおこし矢印３２であられされる機械的変位
をおこす。この機械的変位は横波超音波として矢印３３
であられされる方向へ進行していき、従来の方法による
超音波振動子１９により容易に検出される。第１図Ａ，
ｂｌ第２図Ａ，ｂの導電性表面を有する超音波伝達体と
しては、円筒又（ま直方体状の無構造（単一部材）のア
ルミ又は銅のプロツタが適しているが、その他の構造を
有する金属であつても、また非金属であつても下面に金
属箔などをはりつけて薄電性表面を有するようにしてお
けはよい。磁界は強いほど超音波の発生、検出効率が高
くなるが、実用的には１０ＫＧ程度でよい。超音波伝達
体と測定対象との距離は小さいほど効率がよいが２ｍｍ
程度の間隔があつても充分実用可能である。超音波伝達
体として銅を使用した場合には、測定対象の温度は１０
００℃程度あつても動作可能である。上述の如く、本発
明によれば電磁機械的且つ非接触的に導電性表面を有す
る超音波伝達体１，１８を介して超音波を導電性表面を
有する材料に透入し、また検出できることが明らかとさ
れた。
本発明における超音波の発生、検出の方法は第１図Ａ，
ｂｌ第２図Ａ，ｂに示したものに限定されず、従来の超
音波振動子として円盤型であつて半径方向に振動するも
のを用いる場合や、斜角型振動子を用いる場合、加える
磁界としてパルス磁界や永久磁石を用いる場合、又は超
音波の発生と検出を別個の装置で行なう場合等はいずれ
も本発明の一実施態様にすぎない。以上述べたように本
発明ではコイルなどの構造を有するものを使用すること
なく、非接触で導電性表面を有する材料に超音波を透入
し且つ検出することができるので、導電性表面を有する
材料一般を対象とした超音波計測に有効であるばかりで
なく、非常に高温な導電性表面を有する材料、非常に表
面の荒い導電性表面を有する材料を測定対象とする場合
にコイルなどの保護対策が不必要であるので、特に有効
な超音波計測手段を与えるものである。
ｂｌ第２図Ａ，ｂに示したものに限定されず、従来の超
音波振動子として円盤型であつて半径方向に振動するも
のを用いる場合や、斜角型振動子を用いる場合、加える
磁界としてパルス磁界や永久磁石を用いる場合、又は超
音波の発生と検出を別個の装置で行なう場合等はいずれ
も本発明の一実施態様にすぎない。以上述べたように本
発明ではコイルなどの構造を有するものを使用すること
なく、非接触で導電性表面を有する材料に超音波を透入
し且つ検出することができるので、導電性表面を有する
材料一般を対象とした超音波計測に有効であるばかりで
なく、非常に高温な導電性表面を有する材料、非常に表
面の荒い導電性表面を有する材料を測定対象とする場合
にコイルなどの保護対策が不必要であるので、特に有効
な超音波計測手段を与えるものである。
第１図Ａ，ｂおよび第２図Ａ，ｂは本発明の実施例を示
す概略断面図である。 図面で５は測定対象、６は電磁石、２２はコイル、１，
１８は超音波伝達体、２，１９は超音波振動子である。
す概略断面図である。 図面で５は測定対象、６は電磁石、２２はコイル、１，
１８は超音波伝達体、２，１９は超音波振動子である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電性表面を有する測定対象およびその近傍に磁界
を存在させ、外部から超音波振動を付与される導電性表
面を有する超音波伝達体の振動と磁界との相互作用によ
つて超音波伝達体表面に誘導電流を生起せしめさらに電
磁誘導によつて測定対象に誘導電流を発生させ、該誘導
電流と磁界の相互作用により測定対象に超音波振動を発
生せしめるようにしたことを特徴とする超音波測定方法
。 ２ 導電性表面を有する測定対象およびその近傍に磁界
を存在せしめるとともに超音波振動伝達体を測定対象に
臨んで配し、測定対象の超音波振動と磁界の相互作用に
よつて測定対象表面に誘導電流を生起せしめさらに電磁
誘導によつて前記導電性表面を有する超音波振動伝達体
表面に誘導電流を生起せしめ該誘導電流と磁界の相互作
用により上記超音波振動伝達体に超音波振動を生ぜしめ
、該超音波振動を検出するようにしたことを特徴とする
超音波測定方法。 ３ 外部から超音波振動を付与される、導電性表面を有
する超音波振動伝達体と測定対象に臨んで設けるととも
に、導電性表面を有する測定対象およびその近傍に磁界
を発生せしめる磁界発生装置を設けてなる超音波測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50148757A JPS5922181B2 (ja) | 1975-12-12 | 1975-12-12 | チヨウオンパソクテイホウホウ オヨビ ソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50148757A JPS5922181B2 (ja) | 1975-12-12 | 1975-12-12 | チヨウオンパソクテイホウホウ オヨビ ソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5272280A JPS5272280A (en) | 1977-06-16 |
| JPS5922181B2 true JPS5922181B2 (ja) | 1984-05-24 |
Family
ID=15459946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50148757A Expired JPS5922181B2 (ja) | 1975-12-12 | 1975-12-12 | チヨウオンパソクテイホウホウ オヨビ ソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922181B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5729669B2 (ja) * | 1973-09-07 | 1982-06-24 |
-
1975
- 1975-12-12 JP JP50148757A patent/JPS5922181B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5272280A (en) | 1977-06-16 |
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