JPS60104253A - 電磁超音波計測装置 - Google Patents

電磁超音波計測装置

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Publication number
JPS60104253A
JPS60104253A JP58210797A JP21079783A JPS60104253A JP S60104253 A JPS60104253 A JP S60104253A JP 58210797 A JP58210797 A JP 58210797A JP 21079783 A JP21079783 A JP 21079783A JP S60104253 A JPS60104253 A JP S60104253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
coil
case
ultrasonic
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP58210797A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Tsuchiya
賢治 土屋
Minoru Fujimoto
実 藤本
Takashi Kadowaki
門脇 孝志
Susumu Ito
伊東 将
Mikio Kitagawa
北川 幹雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58210797A priority Critical patent/JPS60104253A/ja
Publication of JPS60104253A publication Critical patent/JPS60104253A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2412Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02854Length, thickness

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (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)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は1磁的な方法で超音波の発生又は検出を行なう
F区磁超「波計側装置に関する。
〔発明のR景〕
従来、金属材料の厚み測定、探誦等の計tIillには
超音波厚み計、探傷器等が1更用されている。これらの
装置は超音波を被検材に到達させ/bためQこ探触子と
被検材との間に媒体(通常は水)を必要とする。このた
め、高温材ヤスケールるるいは表面凹凸の著しい材料の
計測は困す進でるる。
この為、被・演材の温度や減面状態などに影響されるこ
となく超斤波の送受信を行lようことが強く要求されて
いる。
この要求を満足するため、媒体全不要にした方法として
特公昭44−24867 号が提案されている。特公昭
44−24867号は4磁的な方法で超音波を送・受信
するもので(以下[電磁超音波計測装置という)ある。
成la超行波計量lり装置に用いられる探触子は、例え
ば、4磁石の鉄心が断面8字形で内極鉄心下部に超音波
送受信コイルを設けたものが用いられる。
−タUを第1図、第2図によシ説明する。なお、第2図
では被検材は省略してるる。
第1図、第2図VC:&いて、被検材lの上に直流励磁
コイル2とE字形の鉄心3よシ構成される直流成磁石が
配置iされる。E字形鉄心3の内極磁極脚4の先4を絞
り、この先端にシよ、例えは、渦巻状の超音波送受1S
コイル6及び送受1dコイル6を保護するための非4−
性の保護ケース7が取付けられ、曲の磁極脚5は被検材
lに対向し、d磁71叶波探触子を構成する。
この構成に2いて、励磁コイル2ヶ図示しlよい直流電
源で励磁し、被検材lに直流磁界を与える。
直m磁界を加えた状態で、送受信コイル6に図示しない
パルス発生器よシ、パルス屯vif、を印加すると変化
磁界が発生し、この変化磁界により被検材1に渦−流が
発生する。この渦電流と前もって/Inえておいた直流
磁界との4U互作用によシ、被検材中に変化歪が発生す
る。この変化歪、すなわち、超音波は、被検材lを伝m
lし、被検材の裏面、あるいは、被検材中の欠陥部で反
射し、再び、表面へ返ってくる。返ってきyc、a音波
は発生の場合と全く逆の順序で送支匿コイルに離圧信号
として検知される。
この様な戒1a超音波計測裟直は前述のように、電磁気
的に超音波の送受を行なうため、水等の接触媒体が不要
でめシ、品温被検材のi!−1′測が可能である。
厄磁超音波は前述のように、鉄心、直流コイル及び送受
1dコイルよりイ14成ざ往るが、高温材の計測時には
高温被検材よシの受熱のため、直流コイル及び送受1g
コイルの絶縁処理が問題となる。被検材の温度を400
〜500C程度と考えると、通]dL’A機器に使用さ
れている有機絶縁材料は威用できない。この対策として
第一に強制冷却ケ行なって有機絶縁材料が使用できる2
00C以下に温度上昇を押える方法が考えられる。ファ
ン金決っての空冷、あるいは、水冷などの強制冷却法で
は探触子の大型化を余義なくされ、小型化が必須のボー
タプル形計測器には適用困難でるる。
第二の対策として、探触子を計altlに必要など〈短
1時間の間だけ被検材に捩j独させ、d1測終了と同時
に被検材よシ離す方法が考えられる。
元す1者らの央験侠討によると、接触時間【[分に短く
すると(1〜2抄)、探触子の温度上昇が200C以下
に沈ることがわ〃為97也。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、自動的に探触子の接融、離脱がでさる
計t1++1装置τ従供するにある。
〔う6明の実施例〕 以下、本発明の尚温破険材用「[ll凪沼冴談ij l
−jT唱諌Utの一芙施例金凶面に基ついて説明する。
第3図、第4図は探触子の栴造を示す図で、第3図は計
測の前後紫、第4図はη1゛測中の状、・πヶそれぞれ
示す。探)強子lOは断熱材のケース131こ収納ざ;
it、探ノ独子10の上部tこQよ、その上r’ilJ
 VC−イ・ジ溝のりるロッド16及び探触子lOの回
転k・防ぐバー30が同/17されてP、!7、このロ
ッド16のネジ(再に、ケース13に固着されICモー
ター18の回転IPI1117が絖されており、この回
転軸17にはロッド16のネジ4に合わせて、ネジがす
Jl−)れている。又、15は探触子lOと計測装置本
体(図示せず)をつなぐケーブルでその内部には直流コ
イルへ接続する源、送受信コイルへ接続する綴、手元ス
イッチ14へ接続する線及びモーター18へ接続する線
が人っている。
このような構成をもつ探触子の動作を第5図。
fJG図を用いて以下説明する。
計測開始用手元スイッチ14を押すと、その信号はタイ
ミ/グコントロール回路19avC伝えられる。タイミ
ングコントロール回路19aは、先づ、モータ屯υl1
127のスイッチング回路26′f:働かせ、モータ1
111正方向に回転させて、探ノ独子10を被検材lに
接触させ、次に、探触子10内直流コイル2の1凪源2
3をd用+1lllするスイッチング回路22を1動か
せて直流、コイル2を励磁する。
[σ流コイル励磁1流が立上って一定となった時に、タ
イミングコントロール回路19aの指令によりハリサー
21が動作し、送受信コイル6を励磁する。被検材1に
超音波が発生し、前述のように、そのエコー信号が送受
信コイル6により受1gされ、アンプ23t−介して1
8号錫箔回路20へ伝えられる。18号処理回路では、
厚さ計の場合は被検材の板厚を、探昂器の場合は被検材
の欠陥泣直大きさ等の情報全演舞、シ、表示器22に伝
える。
信号処理が終υ、その結果ケ表示すると同時に、スイッ
チング回路21金切り、又、パルサ−21の動作を停止
させ、更に、モータスイッチング回路2Gを動作させて
モータ18を逆私させ、探触子10を引き離す。この任
にして、探触子Vよ計測に必要な時間たけ被検材と接触
することになる。
又、倹丘員はil;Ii熱拐よシなるケースを持って計
測する1ζめ、安全に操作出来る。
次に、第一の実施間をば磁超音波計JIIJ装置のi+
か徴を生かしてノL、勧月した第二の実施例について第
7図な0シ第10図を用いてil?−明する。
第7図、第8図は探1強子の構造を示し、!”147図
は計6411の前後を、第8図は計測中の状態を示す。
探触子lOの上部にはロッド11が1庸されて:&シ、
このロッド上端部とケース13間に圧縮バネ12が挿入
されている。このため、常時はバネの力によシ探触子1
0は被検材lと離れた状態に・ある。・曲の構造は第一
の実施例と同様である。
この様な構成をもり探触子の動作金、以下、第9図、第
1O図を用いて説明する。
計測開始用手元スイッチ14を押すと、その信号はタイ
ミングコントロール回路19bへ伝えられる。タイミン
グコントロール回路19bは、先づ、始めにスイッチン
グ回路22′fcl動がせ、Dc―源23によシ探触子
10はバネ12の力に抗して動き、被検材lに接融する
。R触子が被検材lに接触し、かつ、直流励磁4流が立
上って一定とな一’)/ζ匈2に、タイミングコントロ
ール回路19bの指令により、パルサー21が動作し、
送受信コイル6を励磁する。その後、第一の実施例と同
様の信号処理を行なってその結果を表示すると同時に、
スイッチ77回路22を切シ、又、パルサー21を停止
させる。すると、探触子10と被検材1間の吸引力がな
くなり、探ノ独子はバネの力によシ上部へ引き上げられ
る。このように、第一の実施例と同様の効果力;得られ
る。
又、進゛辞探、圧子内直流コイルによυ発生ずる磁束が
度ハ1.5テスラ以上の大@11直となる。このため、
探触子と被検材間の吸引力も大きな直となるため、探触
子がこの吸引力によシ被検材に接/*する瞬間の直撃力
も非常に大びく、探触子上部に1111単に取シ付けら
れるような小ざlよバネでその両;−力全大1編に緩・
トロすることは困−でおる。この第二の実施例に2いて
、探触子が被検材に汲触する瞬間の衝撃力が大きい昧う
けに、これを防ぐ具体的力ず去r(Kに=giia、第
12図を用いて1況明する。
第11図は第91Δに抵抗短絡回路28が附加されてる
。この抵抗コl:iA6回路28の働きは、第二の実施
例で、スイッチング回路22を介して直流コイル2のd
源23よりd流がaft、れ始めCから探)独子が彼・
虞材に接融するt1秒区に直流コイル2の16源ライン
に直列に1J成されている抵抗を、信号箔J呈が終るま
での時間t2の間、短絡させて駁く鋤きtする。
このように、抵抗短絡回路を附加することにより、探触
子が被検材に接触するまでは探触子内直流コイルには小
さな電流を泥すことができ、従って被検材と探触子1d
Jの吸引力も探触子が被検材に接するまでは小さく理え
ることができ、前述の衝撃力を大幅に緩和できる。その
結果、この衝撃力によりもたらされる探触子内容部品の
劣化を著しく押えることが出来る。l≧、図中11はロ
ッド、12はバネ、24は表示回路、25はアンプであ
る。
〔見切の効果〕
本発明によれば高温被伏材計測用#触子の小形化が町l
j目となシ、又、計測操作が安全、がっ、容易に行なえ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は探触子の部分断面図、42図は深カ虫子の底面
図、第3図、第4図、第7図、第8図は本発明の一笑〃
1例の断面図、第5図、第9図、錫11図は本発明の系
i読図、第6図9県lo図、第12図は本ヲ6明の動作
図である。 18−・・モーター、19a、19b、19cm・−タ
イミングコントロール回路、2o・・・16号処理回路
、21・・・パル丈−122,26・・・スイッチング
回路、23・・・直υ1tコイル用屯源、z4・・・辰
示回路、25・・・アンプ、27・・・モーター用峡源
、28・・・砥抗短44回ム゛α、30・・・回転防止
バー。 もS図 率6日 ℃]日 卒8図 1年 噌9図 も10図 N 他号冗厘 第1頁の続き ■発明者北川 幹雄 日立市国分町1丁目1番1号 株式会社日立製作所国分
工場内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、’t41.磁超音波探触子分断熱材よシなるケース
    に収納し、かつ、常時はケース上部に位置させ、計測時
    の+指令1g号を受けて被検材に近づけるとことを特許
    とする(社)磁超音波計量ttl装置。 2、特許請求の範囲第1項に2いて、前記心臓超音波探
    触子をバネ力によシ常時は前記ケース上部に位置させ、
    計tlllJ峙のみ、前記祇罎超斤波探触子と前記被検
    材間に動く吸引力によシ前記岐伏材に近づけることをt
    4畝とする電磁超音波計測装置。 3、特許請求の範囲第2項において、前記屯磁超音波探
    触子内の直流コイル励磁を最初直列に抵抗を投入するこ
    とにより、前iC心磁超酢波探触子と前記被検材間の吸
    引力を弱め、その後、前記抵抗を短絡し定電流にする手
    段を設けlζこと金特畝とする心線超音波計りII装置
JP58210797A 1983-11-11 1983-11-11 電磁超音波計測装置 Pending JPS60104253A (ja)

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