JPH01162145A - 超音波探触子 - Google Patents
超音波探触子Info
- Publication number
- JPH01162145A JPH01162145A JP62318853A JP31885387A JPH01162145A JP H01162145 A JPH01162145 A JP H01162145A JP 62318853 A JP62318853 A JP 62318853A JP 31885387 A JP31885387 A JP 31885387A JP H01162145 A JPH01162145 A JP H01162145A
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- JP
- Japan
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- oblique
- vibrator
- transducer
- probe
- vertical
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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５６−１２５６６６
１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５７−４４８４２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っていた。
１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５７−４４８４２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っていた。
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（−枠型）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、２’ｌ、２２は周方向の欠陥、２３
゜２４は斜角ビーム、２３．２４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２ｏ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
に１８．１９に戻ってこないため、欠陥検出感度が低下
する。
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（−枠型）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、２’ｌ、２２は周方向の欠陥、２３
゜２４は斜角ビーム、２３．２４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２ｏ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
に１８．１９に戻ってこないため、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った。
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った。
（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っ
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はシュー、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３ｏにおいて、第７図に示すように
探触子接触面と振動子３ｏとの間で生じるシュー内多重
反射エコー３７．３８のため、３７．３８間の４１（探
傷範囲）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はシュ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。
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はシュー、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３ｏにおいて、第７図に示すように
探触子接触面と振動子３ｏとの間で生じるシュー内多重
反射エコー３７．３８のため、３７．３８間の４１（探
傷範囲）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はシュ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。
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。
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。
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、−枠型に近い特性が得られる。
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、−枠型に近い特性が得られる。
また、両角用振動子については二分割型となっているが
、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。
、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。
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１．４はシュー、３は垂
直ビーム１０用送波振動子、４は垂直ビーム１ｏ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。
直ビーム１０用送波振動子、４は垂直ビーム１ｏ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。
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に変化を第２図に示す。振動子幅１３
が広い場合には、指向性１４は（ａ）のようにシャープ
な特性となり、振動子幅１３を狭くするに従って無指向
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
ームの指向性がシャープすぎる場合には、合成ビームの
指向性１５は（ａ）に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に変化を第２図に示す。振動子幅１３
が広い場合には、指向性１４は（ａ）のようにシャープ
な特性となり、振動子幅１３を狭くするに従って無指向
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
ームの指向性がシャープすぎる場合には、合成ビームの
指向性１５は（ａ）に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。従って、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）に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。
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。従って、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）に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２６
．２７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２６’ 、２７’
は入射方向と同一方向に反射され、振動子５，６又は、
７，８受信されるため良好な欠陥検出性が得られる。
の入射状況を示す。本実施例によれば、斜角ビーム２６
．２７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２６’ 、２７’
は入射方向と同一方向に反射され、振動子５，６又は、
７，８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、シュ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は送信波
のもれ込みエコー、４４はシュー内の伝播時間である。
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、シュ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は送信波
のもれ込みエコー、４４はシュ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はシュー、４８，４９．は垂直用
振動子、５０．５１は斜角用振動子、５２は遮音板、５
３は垂直ビーム、５４は斜角ビームである。
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はシュー、４８，４９．は垂直用
振動子、５０．５１は斜角用振動子、５２は遮音板、５
３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。
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・・・シュー、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、１ｏ・・・垂直ビーム、１１・・・第一
斜角ビーム、１２・・・第二斜角ビーム。 第１図 ＜’Ｄ） ／２ 第２図 （α） （ｂ） （Ｃ）第３
図 （ａン （ｂ〕
（Ｏ第７図 塚 の 塚
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・・・シュー、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、１ｏ・・・垂直ビーム、１１・・・第一
斜角ビーム、１２・・・第二斜角ビーム。 第１図 ＜’Ｄ） ／２ 第２図 （α） （ｂ） （Ｃ）第３
図 （ａン （ｂ〕
（Ｏ第７図 塚 の 塚
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、垂直及び斜角ビームによる探傷を同時に行なうため
、くさび上に複数個の振動子を配量した複合型超音波探
触子において、 前記振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 true JPH01162145A (ja) | 1989-06-26 |
| JP2585658B2 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) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257794A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 超音波探傷方法 |
| WO2018147036A1 (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 超音波プローブ |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257794A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 超音波探傷方法 |
| 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 |
| WO2018147036A1 (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 超音波プローブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2585658B2 (ja) | 1997-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |