JP2585658B2 - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JP2585658B2 JP2585658B2 JP62318853A JP31885387A JP2585658B2 JP 2585658 B2 JP2585658 B2 JP 2585658B2 JP 62318853 A JP62318853 A JP 62318853A JP 31885387 A JP31885387 A JP 31885387A JP 2585658 B2 JP2585658 B2 JP 2585658B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oblique
- vertical
- vibrator
- ultrasonic probe
- oscillator
- 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 - Fee Related
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波探触子に係り、特に、配管等探傷面が
曲率をもつ被検体の探傷を複数の超音波ビームで行なう
超音波探触子に関する。
曲率をもつ被検体の探傷を複数の超音波ビームで行なう
超音波探触子に関する。
従来の複合超音波探触子は、特開昭56−125661号公報
に記載のように、垂直ビーム用の送波振動子と受波振動
子を遮音板を挾んで配置し、斜角ビーム用の二個の送受
波兼用振動子を遮音板を挾んで配置することにより垂直
用振動子を二分割型に、斜角用振動子を二角度の一探型
とするか、又は、特開昭56−44842号公報に記載のよう
に、垂直ビーム用，斜角ビーム用共に送波振動子と受波
振動子とを遮音板を挾んで配置し、全てを二分割型とす
る構造となつていた。
に記載のように、垂直ビーム用の送波振動子と受波振動
子を遮音板を挾んで配置し、斜角ビーム用の二個の送受
波兼用振動子を遮音板を挾んで配置することにより垂直
用振動子を二分割型に、斜角用振動子を二角度の一探型
とするか、又は、特開昭56−44842号公報に記載のよう
に、垂直ビーム用，斜角ビーム用共に送波振動子と受波
振動子とを遮音板を挾んで配置し、全てを二分割型とす
る構造となつていた。
上記従来技術のうち斜角用振動子を一探型にする公知
例では探傷面が平面であれば、問題はないが、配管のよ
うに探傷面が曲率をもつ場合には、次に示す問題が生じ
る。第４図は公知例（一探型）の複合型超音波探触子に
おけるは配管軸方向への斜角ビームの入射状況を示す。
ここで、16,17は垂直用振動子、18,19は斜角振動子、20
は配管、21,22は周方向の欠陥、23,24は斜角ビーム、2
3′,24′はそれぞれ欠陥、21,22で反射される斜角ビー
ムである。斜角ビーム23,24は、配管20の軸方向に入射
されている。斜角ビーム23,24は探触子中心軸上から入
射されていなため、配管表面部で屈折して配管20内へ入
射される。周方向に平行な反射面をもつ欠陥21,22に入
射された斜角ビーム23、24は入射方向と異なる方向（斜
角ビーム23′,24′参照）に反射され、斜角用振動子18,
19に戻つてこないため、欠陥検出感度が低下する。
例では探傷面が平面であれば、問題はないが、配管のよ
うに探傷面が曲率をもつ場合には、次に示す問題が生じ
る。第４図は公知例（一探型）の複合型超音波探触子に
おけるは配管軸方向への斜角ビームの入射状況を示す。
ここで、16,17は垂直用振動子、18,19は斜角振動子、20
は配管、21,22は周方向の欠陥、23,24は斜角ビーム、2
3′,24′はそれぞれ欠陥、21,22で反射される斜角ビー
ムである。斜角ビーム23,24は、配管20の軸方向に入射
されている。斜角ビーム23,24は探触子中心軸上から入
射されていなため、配管表面部で屈折して配管20内へ入
射される。周方向に平行な反射面をもつ欠陥21,22に入
射された斜角ビーム23、24は入射方向と異なる方向（斜
角ビーム23′,24′参照）に反射され、斜角用振動子18,
19に戻つてこないため、欠陥検出感度が低下する。
また、全ての振動子を二分割型とする方式では、斜角
用振動子が二分割型であるため、一般の一探型超音波探
触子と音場が異なり以下のような問題点があつた。
用振動子が二分割型であるため、一般の一探型超音波探
触子と音場が異なり以下のような問題点があつた。
（１）超音波探触子の屈折角，入射点等の特性評価にお
いて、従来の一探型を前提として規定された方法が適用
できない場合がある。
いて、従来の一探型を前提として規定された方法が適用
できない場合がある。
（２）超音波探触子の屈折角が超音波ビーム路程によつ
て変化する。
て変化する。
（３）超音波ビームの集束範囲が存在するため使用範囲
が限定される場合がある。
が限定される場合がある。
これらの問題を解決する一つの方式としては、第６図
に示すように、全ての振動子30,31,32を一探型とする方
式が考えられる。ここで、29はシユー、30は垂直用振動
子31,32は斜角用振動子、33は垂直ビーム、34,35は斜角
ビームである。しかし、この方式では垂直用振動子30に
おいて、第７図に示すように探触子接触面と振動子30と
の間で生じるシユー内多重反射エコー37,38のため、37,
38間の探傷範囲41内に発生する欠陥エコー以外は評価す
ることができず、また、多重反射エコー37の幅に相当す
る不感帯39が生じるという欠点がある。ただし、36は送
信パルス、40はシユー内の伝播時間である。この不感帯
39は振動子の周波数が低くなるほど長くなり、探傷範囲
41が狭くなる。
に示すように、全ての振動子30,31,32を一探型とする方
式が考えられる。ここで、29はシユー、30は垂直用振動
子31,32は斜角用振動子、33は垂直ビーム、34,35は斜角
ビームである。しかし、この方式では垂直用振動子30に
おいて、第７図に示すように探触子接触面と振動子30と
の間で生じるシユー内多重反射エコー37,38のため、37,
38間の探傷範囲41内に発生する欠陥エコー以外は評価す
ることができず、また、多重反射エコー37の幅に相当す
る不感帯39が生じるという欠点がある。ただし、36は送
信パルス、40はシユー内の伝播時間である。この不感帯
39は振動子の周波数が低くなるほど長くなり、探傷範囲
41が狭くなる。
本発明の目的は、配管等探傷面に曲率をもつ被検体の
超音波探傷を良好に行うことができ、かつ、広範囲な領
域の探傷が可能な複合型探触子を提供することにある。
超音波探傷を良好に行うことができ、かつ、広範囲な領
域の探傷が可能な複合型探触子を提供することにある。
上記目的は、振動子の配置を二分割型構造とし、斜角
ビーム用振動子については二個を電気的に並列接続して
同時送波，同時受波を行うことにより一探型特性を持た
せ、垂直ビーム用振動子については一方を送波用，他方
を受波用として使用する通常の二分割型とすることによ
り達成される。
ビーム用振動子については二個を電気的に並列接続して
同時送波，同時受波を行うことにより一探型特性を持た
せ、垂直ビーム用振動子については一方を送波用，他方
を受波用として使用する通常の二分割型とすることによ
り達成される。
本発明における斜角用振動子の音場は、二個の振動子
を一個づつ励振した時の音場の合成となる。
を一個づつ励振した時の音場の合成となる。
振動子を可能な限り中央部に配置し、振動子幅を振動
子の周波数に応じて適当な幅に調整して一個の振動子を
励振した場合の指向性を適度の広がりに調整することに
より、二個の振動子を励振した場合の合成音場の指向性
を最適化することができ、一探型に近い特性が得られ
る。
子の周波数に応じて適当な幅に調整して一個の振動子を
励振した場合の指向性を適度の広がりに調整することに
より、二個の振動子を励振した場合の合成音場の指向性
を最適化することができ、一探型に近い特性が得られ
る。
また、垂角用振動子については二分割型となつている
が、二分割型垂直探触子は屈折角，入射点の変動の問題
がなく、構造上不感帯が生じないので表面近傍の欠陥の
検出性に優れるという利点がある。
が、二分割型垂直探触子は屈折角，入射点の変動の問題
がなく、構造上不感帯が生じないので表面近傍の欠陥の
検出性に優れるという利点がある。
以下、施発明の一実施例を第１図，第２図，第３図，
第５図，第８図，第９図により説明する。
第５図，第８図，第９図により説明する。
第１図は実施例の内部構造図で１、２はシユー、３は
垂直ビーム10用送波振動子、４は垂直ビーム10用受波振
動子、5,6は第一斜角ビーム11用送受波兼用振動子、7,8
は第二斜角ビーム12用送受波兼用振動子、９は遮音板で
ある。５と６は電気的に並列接続され、同時に送受波を
行う。7,8についても同様である。
垂直ビーム10用送波振動子、４は垂直ビーム10用受波振
動子、5,6は第一斜角ビーム11用送受波兼用振動子、7,8
は第二斜角ビーム12用送受波兼用振動子、９は遮音板で
ある。５と６は電気的に並列接続され、同時に送受波を
行う。7,8についても同様である。
次に、第２図，第３図により二個の振動子の同時励振
について説明する。
について説明する。
探触子の超音波ビームの指向性14は振動子周波数及び
振動子幅13により変化する。振動子幅13を変化させた時
の指向性14の変化を第２図に示す。振動子幅13が広い場
合には、指向性14は（ａ）のようにシヤープな特性とな
り，振動子幅13を狭くするに従つて無指向性に近い特性
となる。第３図は二個の振動子を同時に励振した場合の
合成ビームの指向性15を示す。個々のビームの指向性が
シヤープすぎる場合には、合成ビームの指向性15は
（ａ）のように双峰性となる。
振動子幅13により変化する。振動子幅13を変化させた時
の指向性14の変化を第２図に示す。振動子幅13が広い場
合には、指向性14は（ａ）のようにシヤープな特性とな
り，振動子幅13を狭くするに従つて無指向性に近い特性
となる。第３図は二個の振動子を同時に励振した場合の
合成ビームの指向性15を示す。個々のビームの指向性が
シヤープすぎる場合には、合成ビームの指向性15は
（ａ）のように双峰性となる。
一方、個々のビームが無指向性に近い場合には、合成
ビームの指向性15は（ｃ）のように単峰性となる。しか
し、この場合、指向性がブロード過ぎるため、欠陥分解
能が低下する。また、超音波強度が小さくなるため、欠
陥検出感度が低下する等の問題が生じる。従つて、個々
のビームが適度の指向性を持つように、振動子幅を調整
すれば、（ｂ）のように合成ビームの指向性15を最適化
することができる。
ビームの指向性15は（ｃ）のように単峰性となる。しか
し、この場合、指向性がブロード過ぎるため、欠陥分解
能が低下する。また、超音波強度が小さくなるため、欠
陥検出感度が低下する等の問題が生じる。従つて、個々
のビームが適度の指向性を持つように、振動子幅を調整
すれば、（ｂ）のように合成ビームの指向性15を最適化
することができる。
第５図は、本実施例における配管軸方向への斜角ビー
ムの入射状況を示す。本実施例によれば、斜角ビーム2
7,28は探触子中心軸上から入射されるたるめ、周方向に
平行な反射面を持つ欠陥25に対して垂直に入射される。
欠陥で反射された超音波ビーム27′,28′は入射方向と
同一方向に反射され、振動子5,6又は、7,8に受信される
ため良好な欠陥検出性が得られる。
ムの入射状況を示す。本実施例によれば、斜角ビーム2
7,28は探触子中心軸上から入射されるたるめ、周方向に
平行な反射面を持つ欠陥25に対して垂直に入射される。
欠陥で反射された超音波ビーム27′,28′は入射方向と
同一方向に反射され、振動子5,6又は、7,8に受信される
ため良好な欠陥検出性が得られる。
第８図は本実施例における垂直用振動子3,4の送受信
状況の説明である。
状況の説明である。
本実施例によれば垂直用振動子は二分割型であるた
め、表面における送受信間のもれ込みによるエコー43の
み受信し、シユー内多重エコーを受信しないため、探傷
範囲45を広くすることができる。ただし、42は送信パル
ス、44はシユー内の伝播時間である。
め、表面における送受信間のもれ込みによるエコー43の
み受信し、シユー内多重エコーを受信しないため、探傷
範囲45を広くすることができる。ただし、42は送信パル
ス、44はシユー内の伝播時間である。
第９図は実施例の一変形で、斜角ビームを一種類のみ
とした場合で、複数の斜角ビームによる探傷を行う必要
がない場合に有効であり、探触子を小型化することがで
きる。ここで46,47はシユー、48,49は垂直用振動子、5
0,51は斜角用振動子、52は遮音板、53は垂直ビーム、54
は斜角ビームである。
とした場合で、複数の斜角ビームによる探傷を行う必要
がない場合に有効であり、探触子を小型化することがで
きる。ここで46,47はシユー、48,49は垂直用振動子、5
0,51は斜角用振動子、52は遮音板、53は垂直ビーム、54
は斜角ビームである。
本発明によれば、探傷面が曲率をもつ被検体の超音波
探傷に際して、欠陥の検出を良好に行なうことができ
る。
探傷に際して、欠陥の検出を良好に行なうことができ
る。
第１図は本発明の一実施例の構造図の上面図（ａ）及び
側面図（ｂ）、第２図及び第３図は本発明の一実施例の
ビーム指向性の説明図、第４図は従来例による配管探傷
の説明図、第５図は本発明の一実施例に配管探傷の説明
図、第６図は一探型複合探触子の構造図の上面図及び側
面図、第７図は一探型複合探触子における垂直用振動子
の送受信状況説明図、第８図は本発明における垂直用振
動子の送受信状況説明図、第９図は本発明の他の実施例
の構造図の上面図及び側面図である。 1,2……シユー、３……送波振動子、４……受波振動
子、5,6,7,8……送受波兼用振動子、９……遮音板、10
……垂直ビーム、11……第一斜角ビーム、12……第二斜
角ビーム。
側面図（ｂ）、第２図及び第３図は本発明の一実施例の
ビーム指向性の説明図、第４図は従来例による配管探傷
の説明図、第５図は本発明の一実施例に配管探傷の説明
図、第６図は一探型複合探触子の構造図の上面図及び側
面図、第７図は一探型複合探触子における垂直用振動子
の送受信状況説明図、第８図は本発明における垂直用振
動子の送受信状況説明図、第９図は本発明の他の実施例
の構造図の上面図及び側面図である。 1,2……シユー、３……送波振動子、４……受波振動
子、5,6,7,8……送受波兼用振動子、９……遮音板、10
……垂直ビーム、11……第一斜角ビーム、12……第二斜
角ビーム。
フロントページの続き (72)発明者 熊坂 賢二 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 神田 喜美雄 茨城県日立市幸町３丁目２番１号 日立 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 高久 和夫 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭57−67399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−178349（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−27459（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】垂直及び斜角ビームによる探傷を同時に行
うために、くさび上に複数個の振動子を配置した複合型
超音波探触子において、 前記移動子の配置は二分割型配置とし、垂直用は二分割
のまま使用し、斜角用は遮音板を挾む二つの振動子を電
気的に並列接続し、一探型特性を持たせることを特徴と
する超音波探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62318853A JP2585658B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 超音波探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62318853A JP2585658B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 超音波探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162145A JPH01162145A (ja) | 1989-06-26 |
| JP2585658B2 true JP2585658B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=18103684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62318853A Expired - Fee Related JP2585658B2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | 超音波探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585658B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4524937B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2010-08-18 | 住友金属工業株式会社 | 超音波探傷方法 |
| JP6776144B2 (ja) * | 2017-02-07 | 2020-10-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 超音波プローブ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125661A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-02 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe |
| JPS5767399A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of ultrasonic probe |
| JPS5827459A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 読取素子取付調整装置 |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62318853A patent/JP2585658B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01162145A (ja) | 1989-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Salzburger et al. | EMAT pipe inspection with guided waves | |
| US5094108A (en) | Ultrasonic contact transducer for point-focussing surface waves | |
| Wilcox et al. | Lamb and SH wave transducer arrays for the inspection of large areas of thick plates | |
| US4594897A (en) | Inspection of the internal portion of objects using ultrasonics | |
| US2784325A (en) | Non-destructive testing of solid bodies | |
| Giurgiutiu et al. | Embedded-ultrasonics structural radar for nondestructive evaluation of thin-wall structures | |
| US4604897A (en) | Multitransducer ultrasonic probe with transducers of different sizes | |
| JP2585658B2 (ja) | 超音波探触子 | |
| WO2019111381A1 (ja) | 超音波探傷装置 | |
| JP2000146921A (ja) | 超音波探傷方法及び装置 | |
| Samokrutov et al. | Ultrasonic tomography of metal structures using the digitally focused antenna array method | |
| Yu et al. | Design, implementation, and comparison of guided wave phased arrays using embedded piezoelectric wafer active sensors for structural health monitoring | |
| JP3140157B2 (ja) | 面状欠陥の超音波探傷方法 | |
| Bendec et al. | Ultrasonic Lamb wave method for sizing of spot welds | |
| Ranjbar Naserabadi et al. | Application of phased array ultrasonic transducers for guided wave scanning of plates using multi-point focusing technique | |
| JP2978708B2 (ja) | 複合型斜角探触子 | |
| JPH0521011Y2 (ja) | ||
| JPS63186143A (ja) | 超音波探触子 | |
| JP2001050941A (ja) | 可変角超音波探触子及び可変角超音波探傷装置 | |
| JPH07253414A (ja) | 超音波探傷方法および装置 | |
| Žukauskas et al. | Application of air–coupled ultrasonic technique for sizing of delamination type defect in multilayered materials | |
| JP2002195986A (ja) | 超音波アレイ探触子及び超音波探傷方法 | |
| Farlow et al. | Advances in air coupled NDE for rapid scanning applications | |
| JPS6264949A (ja) | 超音波探傷方法 | |
| KR101558922B1 (ko) | 빔크기 조절이 가능한 분할형 초음파 센서 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |