JPS623900B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS623900B2 JPS623900B2 JP54096958A JP9695879A JPS623900B2 JP S623900 B2 JPS623900 B2 JP S623900B2 JP 54096958 A JP54096958 A JP 54096958A JP 9695879 A JP9695879 A JP 9695879A JP S623900 B2 JPS623900 B2 JP S623900B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- magnetic field
- permanent magnet
- inspected
- thickness
- 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
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は鋼材、特に連続鋳造工程等での熱間
素材の探傷に用いて有用な電磁超音波探傷用トラ
ンスジユーサに関する。
素材の探傷に用いて有用な電磁超音波探傷用トラ
ンスジユーサに関する。
従来、電磁超音波探傷用トランスジユーサとし
て、ヨーク形の電磁石あるいは永久磁石を用いて
磁束を絞り、磁石の先端部にコイルを置いて被検
査材表面に渦電流を発生させ、渦電流と磁界の相
互作用によるローレンツ力によつて被検査材内に
超音波エネルギーを投入するようにしたものが知
られている。その基本構成を示すと第１図のとお
りである。図に示したように、いま、コイル２に
ある方向の電流を流すと被検査材３の表面部に渦
電流Ｉが発生し、これと磁石１による磁界Ｈとの
相互作用により被検査材３の表面部にローレンツ
力Ｆが働く。従つてコイル２に交流電流を流すこ
とによつて、第１図の場合、振動方向と伝播方向
が一致する縦波の超音波が被検査材３に投入され
ることになる。
て、ヨーク形の電磁石あるいは永久磁石を用いて
磁束を絞り、磁石の先端部にコイルを置いて被検
査材表面に渦電流を発生させ、渦電流と磁界の相
互作用によるローレンツ力によつて被検査材内に
超音波エネルギーを投入するようにしたものが知
られている。その基本構成を示すと第１図のとお
りである。図に示したように、いま、コイル２に
ある方向の電流を流すと被検査材３の表面部に渦
電流Ｉが発生し、これと磁石１による磁界Ｈとの
相互作用により被検査材３の表面部にローレンツ
力Ｆが働く。従つてコイル２に交流電流を流すこ
とによつて、第１図の場合、振動方向と伝播方向
が一致する縦波の超音波が被検査材３に投入され
ることになる。
被検査材３に投入された超音波は、被検査材３
中に欠陥があるとそこで反射されて戻つてくる。
そこに戻つてくる超音波を、投入の場合と逆の変
換過程により検出コイルで検出することにより探
傷が行われる。この場合検出コイルは、第１図の
励磁用コイル２をそのまま用いることもできる
し、これと別個に用意してもよい。
中に欠陥があるとそこで反射されて戻つてくる。
そこに戻つてくる超音波を、投入の場合と逆の変
換過程により検出コイルで検出することにより探
傷が行われる。この場合検出コイルは、第１図の
励磁用コイル２をそのまま用いることもできる
し、これと別個に用意してもよい。
電磁超音波用トランスジユーサによる投入エネ
ルギを増大させるためには、発生磁界を強力にす
ることが必要である。しかしそのためには、第１
図の構成ではヨークが極めて大きなものとなり、
実用上からはある程度の規模に止めざるを得な
い。従つて投入エネルギも限定され、高感度を得
ることが難しい。
ルギを増大させるためには、発生磁界を強力にす
ることが必要である。しかしそのためには、第１
図の構成ではヨークが極めて大きなものとなり、
実用上からはある程度の規模に止めざるを得な
い。従つて投入エネルギも限定され、高感度を得
ることが難しい。
このような問題を解決するものとして、磁界を
被検査材の表面近傍に局在させて全体の静磁エネ
ルギを小さくすることで、小形のマグネツトで大
きなバイアス磁界を発生するようにした新しい電
磁超音波トランスジユーサが最近提案された。そ
の基本構成は、厚み方向に磁化した複数枚の永久
磁石板を高透磁率磁性材で挾んで交互に極性が逆
になるように厚み方向に配列してなる磁界発生機
構と、その端部近傍に前記永久磁石板の配列に沿
つて蛇行するように配置した波型状コイルとから
なる。
被検査材の表面近傍に局在させて全体の静磁エネ
ルギを小さくすることで、小形のマグネツトで大
きなバイアス磁界を発生するようにした新しい電
磁超音波トランスジユーサが最近提案された。そ
の基本構成は、厚み方向に磁化した複数枚の永久
磁石板を高透磁率磁性材で挾んで交互に極性が逆
になるように厚み方向に配列してなる磁界発生機
構と、その端部近傍に前記永久磁石板の配列に沿
つて蛇行するように配置した波型状コイルとから
なる。
ところで、連続鋳造工程等での熱間素材の探傷
をこのような電磁超音波トランスジユーサで行う
場合には、冷間での場合と異なつていくつかの配
慮が必要となる。特に重要な点は、トランスジユ
ーサと被検査材との間の空隙距離を十分大きく、
例えば５mm程度とらなければならないことであ
る。その理由は、熱間素材の場合表面の凹凸が激
しいこと、トランスジユーサを冷却構造としてト
ランスジユーサの端面と被検査材の間の空隙に冷
却媒体を流さなければならないこと、等にある。
そして、このような空隙距離を保ちながら、大き
い超音波エネルギを投入して熱間素材で問題とな
る15mm×15mm程度以上の欠陥を高感度に検出する
ことが要求される。
をこのような電磁超音波トランスジユーサで行う
場合には、冷間での場合と異なつていくつかの配
慮が必要となる。特に重要な点は、トランスジユ
ーサと被検査材との間の空隙距離を十分大きく、
例えば５mm程度とらなければならないことであ
る。その理由は、熱間素材の場合表面の凹凸が激
しいこと、トランスジユーサを冷却構造としてト
ランスジユーサの端面と被検査材の間の空隙に冷
却媒体を流さなければならないこと、等にある。
そして、このような空隙距離を保ちながら、大き
い超音波エネルギを投入して熱間素材で問題とな
る15mm×15mm程度以上の欠陥を高感度に検出する
ことが要求される。
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、
被検査材表面部の広い面積に均一で強力な磁界を
形成することができる磁界発生機構と波型状コイ
ルとの組合せを用い、特に熱間素材の欠陥検出を
効果的に行うことを可能とした電磁超音波用トラ
ンスジユーサを提供するものである。
被検査材表面部の広い面積に均一で強力な磁界を
形成することができる磁界発生機構と波型状コイ
ルとの組合せを用い、特に熱間素材の欠陥検出を
効果的に行うことを可能とした電磁超音波用トラ
ンスジユーサを提供するものである。
この発明に係る電磁超音波探傷用トランスジユ
ーサは、厚み方向に磁化した複数枚の永久磁石板
を、高透磁率磁性材で挾んで交互に極性が逆にな
るように厚み方向に配列してなる磁界発生機構を
有し、この磁界発生機構の端部近傍に前記永久磁
石板の配列に沿つて蛇行する波型状コイルを配置
して構成され、かつ上記磁界発生機構の有効面積
を2.5〜3.5インチ角に設定したことを特徴とす
る。この場合、以下に詳述するように、波型状コ
イルと永久磁石板との配置関係を選ぶことによつ
て、被検査材に励起する超音波を縦波とするか横
波とするかあるいは表面波とするかを選ぶことが
できる。
ーサは、厚み方向に磁化した複数枚の永久磁石板
を、高透磁率磁性材で挾んで交互に極性が逆にな
るように厚み方向に配列してなる磁界発生機構を
有し、この磁界発生機構の端部近傍に前記永久磁
石板の配列に沿つて蛇行する波型状コイルを配置
して構成され、かつ上記磁界発生機構の有効面積
を2.5〜3.5インチ角に設定したことを特徴とす
る。この場合、以下に詳述するように、波型状コ
イルと永久磁石板との配置関係を選ぶことによつ
て、被検査材に励起する超音波を縦波とするか横
波とするかあるいは表面波とするかを選ぶことが
できる。
この発明の一実施例の縦波用兼表面波用トラン
スジユーサを第２図〜第４図を参照して説明す
る。これらの図から明らかなように、厚み方向に
磁化した複数枚の永久磁石板１１（１１１，１１
２，１１３……………）を、高透磁率磁性材１２
（１２１，１２２，１２３……………）で挾んで
交互に極性が逆になるように厚み方向に配列して
磁界発生機構を構成している。渦電流を発生させ
る波型状コイル１３は、この例では、第３図に示
したように永久磁石板１１の端面直下のみをはう
ように蛇行させて配設している。１４は被検査材
である。磁界発生機構の有効面積は2.5〜3.5イン
チ角とする。
スジユーサを第２図〜第４図を参照して説明す
る。これらの図から明らかなように、厚み方向に
磁化した複数枚の永久磁石板１１（１１１，１１
２，１１３……………）を、高透磁率磁性材１２
（１２１，１２２，１２３……………）で挾んで
交互に極性が逆になるように厚み方向に配列して
磁界発生機構を構成している。渦電流を発生させ
る波型状コイル１３は、この例では、第３図に示
したように永久磁石板１１の端面直下のみをはう
ように蛇行させて配設している。１４は被検査材
である。磁界発生機構の有効面積は2.5〜3.5イン
チ角とする。
第４図は模式的な縦断面図であり、これを用い
て被検査材１４への超音波エネルギ投入の様子を
説明すると、いま、波型状コイル１３に第３図に
矢印で示した方向の電流を流したとき被検査材１
４表面の永久磁石板１１直下の各部に図示極性の
渦電流Ｉが発生する。この渦電流Ｉと永久磁石板
１１直下の水平方向の磁界Ｈとの相互作用によ
り、被検査材１４表面部には図示極性のローレン
ツ力Ｆが働く。従つて、波型状コイル１３に交流
電流を流すことによつて、振動方向と伝播方向が
共に垂直方向である縦波の超音波が被検査材１４
に励起されることになる。
て被検査材１４への超音波エネルギ投入の様子を
説明すると、いま、波型状コイル１３に第３図に
矢印で示した方向の電流を流したとき被検査材１
４表面の永久磁石板１１直下の各部に図示極性の
渦電流Ｉが発生する。この渦電流Ｉと永久磁石板
１１直下の水平方向の磁界Ｈとの相互作用によ
り、被検査材１４表面部には図示極性のローレン
ツ力Ｆが働く。従つて、波型状コイル１３に交流
電流を流すことによつて、振動方向と伝播方向が
共に垂直方向である縦波の超音波が被検査材１４
に励起されることになる。
この場合、主要な超音波は縦波であるが、被検
査材１４の表面部にできる磁界の垂直方向成分と
上記渦電流との相互作用も若干存在するため、表
面波も同時に励起される。
査材１４の表面部にできる磁界の垂直方向成分と
上記渦電流との相互作用も若干存在するため、表
面波も同時に励起される。
このようにして被検査材１４中に超音波を励起
し、その超音波の欠陥部からの反射波を上述した
超音波励起と逆の変換過程をたどつて例えば波型
状コイル１３により検出することで探傷が行われ
る。勿論、波型状コイル１３とは別にこれと対に
した検出用コイルを配設してもよい。
し、その超音波の欠陥部からの反射波を上述した
超音波励起と逆の変換過程をたどつて例えば波型
状コイル１３により検出することで探傷が行われ
る。勿論、波型状コイル１３とは別にこれと対に
した検出用コイルを配設してもよい。
この実施例によれば、その磁界発生機構の構成
上、均一で強力な磁界が得られ、これと波型状コ
イルにより誘導する渦電流との相互作用によつ
て、均一でかつ広い探傷面を得ることができる。
またトランスジユーサの有効面積の拡大に伴つ
て、トランスジユーサと被検査材との間の距離を
従来に比べて十分大きくとつて高感度に欠陥検出
を行うことが可能である。
上、均一で強力な磁界が得られ、これと波型状コ
イルにより誘導する渦電流との相互作用によつ
て、均一でかつ広い探傷面を得ることができる。
またトランスジユーサの有効面積の拡大に伴つ
て、トランスジユーサと被検査材との間の距離を
従来に比べて十分大きくとつて高感度に欠陥検出
を行うことが可能である。
実験によれば、トランスジユーサの有効面積を
1.0インチ角に設計したときの空隙距離と出力電
圧の関係は第５図に示す如くでありまた次の実験
によれば有効面積を2.5インチ角〜3.5インチ角に
設計したとき、トランスジユーサと被検査材との
間の空隙距離を５mmとして15mm×15mmの大きさの
欠陥を十分高感度に検出することができた。有効
面積を余り大きくとると、小さい欠陥を検出する
ことができなくなり、また有効面積を小さくする
とトランスジユーサと被検査材との間の空隙距離
を大きく設定することができず、トランスジユー
サを冷却構造として熱間素材の欠陥検出を効果的
に行うことができない。以上の関係を図示すると
第６図のようになり、有効面積を2.5〜3.5インチ
角とすることが、熱間素材の探傷にとつて好まし
いことが判る。
1.0インチ角に設計したときの空隙距離と出力電
圧の関係は第５図に示す如くでありまた次の実験
によれば有効面積を2.5インチ角〜3.5インチ角に
設計したとき、トランスジユーサと被検査材との
間の空隙距離を５mmとして15mm×15mmの大きさの
欠陥を十分高感度に検出することができた。有効
面積を余り大きくとると、小さい欠陥を検出する
ことができなくなり、また有効面積を小さくする
とトランスジユーサと被検査材との間の空隙距離
を大きく設定することができず、トランスジユー
サを冷却構造として熱間素材の欠陥検出を効果的
に行うことができない。以上の関係を図示すると
第６図のようになり、有効面積を2.5〜3.5インチ
角とすることが、熱間素材の探傷にとつて好まし
いことが判る。
第７図〜第９図はこの発明の更に別の実施例の
要部構成を示している。これらの実施例は磁界発
生機構の両面に波型状コイル１３，１３′を配置
して両面トランスジユーサを構成したものであ
る。即ち第７図の実施例は、下面を縦波用とし上
面を横波用とした両面トランスジユーサである。
第８図の実施例は第７図における永久磁石板１１
の厚みを２倍にしたもので、縦波が約２倍に強化
されることが実験の結果判つている。他方、第９
図は逆に第７図における高透磁率磁性板１２の厚
みを２倍にしたもので横波が約２倍に強化される
ことが判つている。
要部構成を示している。これらの実施例は磁界発
生機構の両面に波型状コイル１３，１３′を配置
して両面トランスジユーサを構成したものであ
る。即ち第７図の実施例は、下面を縦波用とし上
面を横波用とした両面トランスジユーサである。
第８図の実施例は第７図における永久磁石板１１
の厚みを２倍にしたもので、縦波が約２倍に強化
されることが実験の結果判つている。他方、第９
図は逆に第７図における高透磁率磁性板１２の厚
みを２倍にしたもので横波が約２倍に強化される
ことが判つている。
以上、実施例を挙げて説明したように、この発
明に係る電磁超音波探傷用トランスジユーサによ
れば、被検査材に対して均一で強力な磁界を与え
る磁界発生機構と波型状コイルとの組合せによつ
て有効面積を2.5〜3.5インチ角に設定すること
で、均一でかつ広い探傷面を得ることができ、ま
た有効面積の拡大により、被検査材との間の距離
を大きくとつて熱間素材についても十分高感度に
欠陥検出を行うことができる。
明に係る電磁超音波探傷用トランスジユーサによ
れば、被検査材に対して均一で強力な磁界を与え
る磁界発生機構と波型状コイルとの組合せによつ
て有効面積を2.5〜3.5インチ角に設定すること
で、均一でかつ広い探傷面を得ることができ、ま
た有効面積の拡大により、被検査材との間の距離
を大きくとつて熱間素材についても十分高感度に
欠陥検出を行うことができる。
第１図は従来の電磁超音波用トランスジユーサ
の代表例を示す図、第２図はこの発明の一実施例
の電磁超音波用トランスジユーサを示す斜視図、
第３図はその波型状コイルの配設パターンを示す
図、第４図は同じく動作を説明するための模式的
縦断面図、第５図は空隙距離と出力電圧の関係を
示す図、第６図は同じく有効面積と検出能力の関
係を示す図、第７図〜第９図は両面用としたトラ
ンスジユーサの実施例の要部構成を示す図であ
る。 １１（１１１，１１２，１１３……………）…
…永久磁石板、１２（１２１，１２２，１２３…
…………）……高透磁率磁性材、１３，１３′…
…波型状コイル、１４……被検査材。
の代表例を示す図、第２図はこの発明の一実施例
の電磁超音波用トランスジユーサを示す斜視図、
第３図はその波型状コイルの配設パターンを示す
図、第４図は同じく動作を説明するための模式的
縦断面図、第５図は空隙距離と出力電圧の関係を
示す図、第６図は同じく有効面積と検出能力の関
係を示す図、第７図〜第９図は両面用としたトラ
ンスジユーサの実施例の要部構成を示す図であ
る。 １１（１１１，１１２，１１３……………）…
…永久磁石板、１２（１２１，１２２，１２３…
…………）……高透磁率磁性材、１３，１３′…
…波型状コイル、１４……被検査材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 厚み方向に磁化した複数枚の永久磁石板を、
高透磁率磁性材で挾んで交互に極性が逆になるよ
うに厚み方向に配列してなる磁界発生機構と、こ
の磁界発生機構の端部近傍に配置され前記永久磁
石板の配列に沿つて蛇行する波型状コイルとを備
え、前記磁界発生機構の有効面積を2.5〜3.5イン
チ角に設定したことを特徴とする電磁超音波探傷
用トランスジユーサ。 ２ 永久磁石板の厚みを高透磁率磁性材の厚みの
1.5〜2.5倍にしたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電磁超音波探傷用トランスジユー
サ。 ３ 高透磁率磁性材の厚みを永久磁石板の厚みの
1.5〜2.5倍にしたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電磁超音波探傷用トランスジユー
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9695879A JPS5621058A (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | Transducer for electromagnetic supersonic wave flaw detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9695879A JPS5621058A (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | Transducer for electromagnetic supersonic wave flaw detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5621058A JPS5621058A (en) | 1981-02-27 |
| JPS623900B2 true JPS623900B2 (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=14178766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9695879A Granted JPS5621058A (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | Transducer for electromagnetic supersonic wave flaw detection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5621058A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0293394U (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-25 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471658A (en) * | 1981-09-22 | 1984-09-18 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electromagnetic acoustic transducer |
| JPS58116662U (ja) * | 1982-02-02 | 1983-08-09 | 三菱重工業株式会社 | 電磁音響トランスデユ−サ |
| JPS5995453A (ja) * | 1982-11-24 | 1984-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電磁超音波トランスデユ−サ |
| US5608164A (en) * | 1995-07-27 | 1997-03-04 | The Babcock & Wilcox Company | Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for ultrasonic inspection of liquids in containers |
| US6122969A (en) * | 1998-08-24 | 2000-09-26 | Mcdermott Technology, Inc. | Main bang recovery EMAT |
| US6192760B1 (en) | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Mcdermott Technology, Inc. | EMAT transmit/receive switch |
| GB201419219D0 (en) | 2014-10-29 | 2014-12-10 | Imp Innovations Ltd | Electromagnetic accoustic transducer |
-
1979
- 1979-07-30 JP JP9695879A patent/JPS5621058A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0293394U (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5621058A (en) | 1981-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hirao et al. | EMATs for science and industry: noncontacting ultrasonic measurements | |
| US6009756A (en) | Device for testing ferromagnetic materials | |
| Hirao et al. | Electromagnetic acoustic transducers | |
| US4100809A (en) | Method for excitation and reception of ultrasonic plate waves in workpieces and devices for realizing same | |
| Nakamura et al. | Mode conversion and total reflection of torsional waves for pipe inspection | |
| JPH02147950A (ja) | 平面探傷用交流漏洩磁束探傷装置 | |
| KR100561215B1 (ko) | 탄성 초음파를 발생 및 측정할 수 있는 자기변형트랜스듀서와 이를 이용한 구조진단 장치 | |
| Murayama | Driving mechanism on magnetostrictive type electromagnetic acoustic transducer for symmetrical vertical-mode Lamb wave and for shear horizontal-mode plate wave | |
| JPS623900B2 (ja) | ||
| Kubrusly et al. | Measurement of plate thickness based on the optimal unidirectional generation of ultrasonic waves using dual electromagnetic acoustic transducer | |
| CN1022202C (zh) | 电磁超声自动探伤技术 | |
| JPH0587780A (ja) | 金属管の非破壊検査の方法と装置 | |
| CN208366914U (zh) | 一种油气输送用钢板电磁超声自动检测系统 | |
| US5936162A (en) | Method for the production of ultrasound waves for nondestructive materials testing and an ultrasound test instrument | |
| Dhayalan et al. | EMAT-Phased Array Inspection of Thick Austenitic Stainless Steel and Dissimilar Metal Welds | |
| JPS6225259A (ja) | 電磁超音波トランスジユ−サ | |
| JPS61245056A (ja) | 板波トランスデユ−サ | |
| JPS6261884B2 (ja) | ||
| JP2976726B2 (ja) | 電磁超音波探傷装置 | |
| Cap et al. | EMAT Evaluation of Thin Conductive Sheets | |
| JP3058626B2 (ja) | 金属の非破壊検査方法 | |
| JP4286980B2 (ja) | 電磁超音波センサー | |
| JPS59173753A (ja) | 試料板体の性状を判定するための板波送受信装置 | |
| JP3058625B2 (ja) | ステンレス鋼の材質劣化検査方法 | |
| JPH039013Y2 (ja) |