JPS6326344B2 - - Google Patents
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- JPS6326344B2 JPS6326344B2 JP56119141A JP11914181A JPS6326344B2 JP S6326344 B2 JPS6326344 B2 JP S6326344B2 JP 56119141 A JP56119141 A JP 56119141A JP 11914181 A JP11914181 A JP 11914181A JP S6326344 B2 JPS6326344 B2 JP S6326344B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
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-
- G—PHYSICS
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- G01N29/04—Analysing solids
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-
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-
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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-
- G—PHYSICS
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-
- G—PHYSICS
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、非金属物の内部構造を反射法で非
破壊的に検査することができる超音波探傷装置に
関する。
破壊的に検査することができる超音波探傷装置に
関する。
従来のこの種超音波探傷装置は、同調回路を有
する衝撃電気信号発生装置に接続した圧電素子を
備えた送信センサと、同調増幅電気回路に接続し
た圧電素子を備えた受信センサと、前記送信セン
サへの衝撃電気信号及び前記受信センサから前記
同調増幅電気回路を経て選別増幅した電気信号を
共に変換して視認するための視認装置とより構成
してある。そして前記送信センサより発信した周
波数帯域数ＭHzの超音波が、鋼材や溶接構造体な
どの金属被検査物内を伝播し境界面や内部の欠陥
部で反射した反射波を前記受信センサで捕促し、
電気信号に変換する。この電気信号を同調増幅電
気回路を経て視認装置に送り、反射波の波形や伝
播時間を測定することで被検査物を検査するもの
であつて、金属素材の品質管理や構造体の施工管
理に著しく寄与している。
する衝撃電気信号発生装置に接続した圧電素子を
備えた送信センサと、同調増幅電気回路に接続し
た圧電素子を備えた受信センサと、前記送信セン
サへの衝撃電気信号及び前記受信センサから前記
同調増幅電気回路を経て選別増幅した電気信号を
共に変換して視認するための視認装置とより構成
してある。そして前記送信センサより発信した周
波数帯域数ＭHzの超音波が、鋼材や溶接構造体な
どの金属被検査物内を伝播し境界面や内部の欠陥
部で反射した反射波を前記受信センサで捕促し、
電気信号に変換する。この電気信号を同調増幅電
気回路を経て視認装置に送り、反射波の波形や伝
播時間を測定することで被検査物を検査するもの
であつて、金属素材の品質管理や構造体の施工管
理に著しく寄与している。
この技術は非金属物にも広く活用することが求
められているが、しかしながら非金属物はその構
成分子自体が金属よりも大きく、また独立微小気
泡含有率も大きいから数100KHz以上の高周波超
音波では散乱が烈しく、一方、より低い周波数を
利用しようとしても従来の厚み振動子を用いた場
合は金属探傷に比べ著しく厚くしなければならな
いから、ダンピングのききが悪くパルス幅が非常
に広くなり分解能が著しく落ちる、更に厚さと径
方向の寸法が類似するため厚み振動によつて輪郭
振動を著しく誘発し表面波を助長させるなどの問
題点があり、反射法による非金属物の探傷は全く
不可能であつた。
められているが、しかしながら非金属物はその構
成分子自体が金属よりも大きく、また独立微小気
泡含有率も大きいから数100KHz以上の高周波超
音波では散乱が烈しく、一方、より低い周波数を
利用しようとしても従来の厚み振動子を用いた場
合は金属探傷に比べ著しく厚くしなければならな
いから、ダンピングのききが悪くパルス幅が非常
に広くなり分解能が著しく落ちる、更に厚さと径
方向の寸法が類似するため厚み振動によつて輪郭
振動を著しく誘発し表面波を助長させるなどの問
題点があり、反射法による非金属物の探傷は全く
不可能であつた。
従つて、例えばLPGタンカーの船倉内壁には
りつけた断熱材の接着欠陥の有無の検出のような
非金属を対象とした超音波探傷は永年の間切望さ
れてきたにも拘らず全く行われていないのが現状
である。
りつけた断熱材の接着欠陥の有無の検出のような
非金属を対象とした超音波探傷は永年の間切望さ
れてきたにも拘らず全く行われていないのが現状
である。
この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、従来専らブザーなどの音響機
器にしか用いられていない基本振動数ＫHzのタワ
ミ形圧電素子は、その厚さが金属超音波探傷用並
みに薄く、パルス励振時に金属超音波探傷用程度
のダイピングが得られ、更に励振法によつて数Ｋ
Hzから数100KHzの周波数が得られるという点に
注目し、これを超音波の探触子として利用する新
規な着想に基づくものである。
てなされたもので、従来専らブザーなどの音響機
器にしか用いられていない基本振動数ＫHzのタワ
ミ形圧電素子は、その厚さが金属超音波探傷用並
みに薄く、パルス励振時に金属超音波探傷用程度
のダイピングが得られ、更に励振法によつて数Ｋ
Hzから数100KHzの周波数が得られるという点に
注目し、これを超音波の探触子として利用する新
規な着想に基づくものである。
即ち、この発明は、送信センサ及び受信センサ
をタワミ形圧電素子と、そのタワミ形圧電素子の
高調波波長に比例した厚さを有する硬質板から構
成することにより上記問題点を解決し、非金属物
の検査を反射法で容易にしかも高精度で行い得る
新規の超音波探傷装置を提供することを目的とし
ている。
をタワミ形圧電素子と、そのタワミ形圧電素子の
高調波波長に比例した厚さを有する硬質板から構
成することにより上記問題点を解決し、非金属物
の検査を反射法で容易にしかも高精度で行い得る
新規の超音波探傷装置を提供することを目的とし
ている。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示
す図である。
す図である。
まず構成を説明すると、１は送信センサで、硬
質板２に接着等の手段で接合したタワミ形圧電素
子３が、ケース４の内部に収納してある。５は衝
撃電気信号発生装置で前記タワミ形圧電素子３の
もつ高周波波長に同調した同調電気回路（図示せ
ず）を有し、前記送信センサ１の頂部に設けたコ
ネクター６を介して前記タワミ形圧電素子３と接
続している。７はその接続のための配線である。
質板２に接着等の手段で接合したタワミ形圧電素
子３が、ケース４の内部に収納してある。５は衝
撃電気信号発生装置で前記タワミ形圧電素子３の
もつ高周波波長に同調した同調電気回路（図示せ
ず）を有し、前記送信センサ１の頂部に設けたコ
ネクター６を介して前記タワミ形圧電素子３と接
続している。７はその接続のための配線である。
一方、８は受信センサで、前記送信センサ１と
同じく硬質板９に接合したタワミ形圧電素子１０
が、頂部にコネクター１１を設けたケース１２の
内部に収納してある。なお、前記両硬質板２，９
は前記両タワミ形圧電素子３，１０の高調波波長
に比例した厚さを有する金属板よりなりこれによ
つて特定の高調波を強調できるようにしてある。
同じく硬質板９に接合したタワミ形圧電素子１０
が、頂部にコネクター１１を設けたケース１２の
内部に収納してある。なお、前記両硬質板２，９
は前記両タワミ形圧電素子３，１０の高調波波長
に比例した厚さを有する金属板よりなりこれによ
つて特定の高調波を強調できるようにしてある。
１３は高調波同調電気回路で、前記受信センサ
８のタワミ形圧電素子１０から送られる電気信号
パルスのうち特定の高調波成分を同調して増幅す
るためのものである。
８のタワミ形圧電素子１０から送られる電気信号
パルスのうち特定の高調波成分を同調して増幅す
るためのものである。
１４は前記高調波同調電気回路１３及び前記衝
撃電気信号発生装置５に接続した視認装置で、例
えば掃引回路（図示せず）を内蔵しブラウン管１
４ａを有するオシログラフである。
撃電気信号発生装置５に接続した視認装置で、例
えば掃引回路（図示せず）を内蔵しブラウン管１
４ａを有するオシログラフである。
１５は配線である。
次に作用を説明する。
第３図に示すように、合板とか発泡ウレタンの
ような多孔質の非金属性被検査体Ａの表面に送信
センサ１と受信センサ８とを並べてそれぞれ軽く
圧着する。衝撃電気信号発生装置５で発生した電
気信号の高周波パルスは配線７を経て一方は視認
装置１４へ送られそのブラウン管１４ａの螢光面
に送信パルスの波形を描く。
ような多孔質の非金属性被検査体Ａの表面に送信
センサ１と受信センサ８とを並べてそれぞれ軽く
圧着する。衝撃電気信号発生装置５で発生した電
気信号の高周波パルスは配線７を経て一方は視認
装置１４へ送られそのブラウン管１４ａの螢光面
に送信パルスの波形を描く。
他方は送信センサ１のタワミ形圧電素子３に送
られて、周波数数ＫHzから数100KHz内の所定の
高調波機械振動に変換される。この高調波振動は
硬質板２の共振によつて強調されて被検査体Ａ内
へ入射する。この場合振動子は径方向に比し厚さ
の薄いタワミ形圧電素子３を用いてあるから多孔
材質の合板に対しても従来の厚み振動子のような
輪郭振動による表面波を生ずることがない。また
接触媒質を全く使わずに指向性が良好で多孔質に
対しても散乱することのない周波数をもつ高調波
を発射し伝播させるとができる。
られて、周波数数ＫHzから数100KHz内の所定の
高調波機械振動に変換される。この高調波振動は
硬質板２の共振によつて強調されて被検査体Ａ内
へ入射する。この場合振動子は径方向に比し厚さ
の薄いタワミ形圧電素子３を用いてあるから多孔
材質の合板に対しても従来の厚み振動子のような
輪郭振動による表面波を生ずることがない。また
接触媒質を全く使わずに指向性が良好で多孔質に
対しても散乱することのない周波数をもつ高調波
を発射し伝播させるとができる。
伝播した入射波１６は接着剤層Ｂで一部が反射
される。この反射波１７が受信センサ８に達する
と上記同様に硬質板９で強調された上タワミ圧電
素子１０に伝わり個有の高調波帯域の電気信号パ
ルスに変換される。
される。この反射波１７が受信センサ８に達する
と上記同様に硬質板９で強調された上タワミ圧電
素子１０に伝わり個有の高調波帯域の電気信号パ
ルスに変換される。
前記電気信号パルスは、配線１５を経て高調波
同調電気回路１３でさらに特定の周波数成分を選
別増幅して視認装置１４に送られ従来と同じくそ
のブラウン管１４ａの螢光面に受信パルスの波形
を描く。
同調電気回路１３でさらに特定の周波数成分を選
別増幅して視認装置１４に送られ従来と同じくそ
のブラウン管１４ａの螢光面に受信パルスの波形
を描く。
第４図ないし第５図は前記ブラウン管１４ａに
描かれた波形を示すもので、厚さ12mmの合板２枚
を接着剤で接着し場合の接着状況の良否をこの発
明によるタワミ形振動子を備えた低周波超音波探
傷装置で検査した場合の例である。第４図は接着
不良個所、第５図は接着良好個所の場合で、図中
Ｔは発信パルス、Ｆは接着層による反射エコー、
Ｂは板の反対側端面からの反射エコーである。図
から明らかなように、接着状況の良否は接着層の
反射エコーＦの周波数、振幅の相異から容易に検
出できる。
描かれた波形を示すもので、厚さ12mmの合板２枚
を接着剤で接着し場合の接着状況の良否をこの発
明によるタワミ形振動子を備えた低周波超音波探
傷装置で検査した場合の例である。第４図は接着
不良個所、第５図は接着良好個所の場合で、図中
Ｔは発信パルス、Ｆは接着層による反射エコー、
Ｂは板の反対側端面からの反射エコーである。図
から明らかなように、接着状況の良否は接着層の
反射エコーＦの周波数、振幅の相異から容易に検
出できる。
なお上述の反射法のほか、送、受両センサ１，
８の間隔を被検査物の厚さ以上の任意にとつた平
列法にも適用できる。
８の間隔を被検査物の厚さ以上の任意にとつた平
列法にも適用できる。
この場合、いろいろな経路でくる超音波を受信
することになるが、その途中にクラツクや剥離に
よる空隙部分があると、散乱や吸収により高周波
成分がカツトされ周波数の大幅な変動として検出
できる。
することになるが、その途中にクラツクや剥離に
よる空隙部分があると、散乱や吸収により高周波
成分がカツトされ周波数の大幅な変動として検出
できる。
したがつて、大きな被検査体たとえば道路の検
査に利用できる。
査に利用できる。
以上説明してきたように、この発明によれば、
従来の超音波探傷装置における探触子としての送
信センサと受信センサはタワミ形圧電素子をその
圧電素子の高調波波長に比例した厚さを有する硬
質板に接合して構成した送・受信センサをしたた
め、多孔性軟質物や、接触媒質を全く使用できな
い物質にも容易に波動伝播できる数ＫHzから数
10KHzの周波数帯域を効率よく利用できて、かつ
検出を必要とする介在異物に対しては含有されて
いる高調波波動が作用し反射波を生じるので、こ
の高調波を受信することにより入任意の非金属の
探傷を金属超音波探傷と同様に行うことができる
という効果が得られる。
従来の超音波探傷装置における探触子としての送
信センサと受信センサはタワミ形圧電素子をその
圧電素子の高調波波長に比例した厚さを有する硬
質板に接合して構成した送・受信センサをしたた
め、多孔性軟質物や、接触媒質を全く使用できな
い物質にも容易に波動伝播できる数ＫHzから数
10KHzの周波数帯域を効率よく利用できて、かつ
検出を必要とする介在異物に対しては含有されて
いる高調波波動が作用し反射波を生じるので、こ
の高調波を受信することにより入任意の非金属の
探傷を金属超音波探傷と同様に行うことができる
という効果が得られる。
第１図はこの発明に係る一実施例の送信センサ
とその関連機器の構成図、第２図は同じく受信セ
ンサとその関連機器の構成図、第３図はこの発明
に係る装置の使用説明図、第４図はこの発明の装
置による接着不良部の試験結果を示す写真図、第
５図は同じく接着良好部の試験結果を示す写真図
である。 １……送信センサ、２，９……硬質板、３，１
０……タワミ形圧電素子、５……衝撃電気信号発
生装置、８……受信センサ、１３……同調増幅電
気回路、１４……視認装置。
とその関連機器の構成図、第２図は同じく受信セ
ンサとその関連機器の構成図、第３図はこの発明
に係る装置の使用説明図、第４図はこの発明の装
置による接着不良部の試験結果を示す写真図、第
５図は同じく接着良好部の試験結果を示す写真図
である。 １……送信センサ、２，９……硬質板、３，１
０……タワミ形圧電素子、５……衝撃電気信号発
生装置、８……受信センサ、１３……同調増幅電
気回路、１４……視認装置。
Claims (1)
- １ 同調電気回路を有する衝撃電気信号発生装置
に接続した圧電素子を備えた送信センサと、同調
増幅電気回路に接続した圧電素子を備えた受信セ
ンサと、前記送信センサへの衝撃電気信号及び前
記受信センサから前記同調増幅電気回路を経て選
別増幅した電気信号を共に変換して視認するため
の視認装置とよりなる超音波探傷装置において、
前記送信センサ及び受信センサはタワミ形圧電素
子をその圧電素子の高調波波長に比例した厚さを
有する硬質板に接合して構成したことを特徴とす
る非金属物超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56119141A JPS5821558A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 非金属物超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56119141A JPS5821558A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 非金属物超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5821558A JPS5821558A (ja) | 1983-02-08 |
| JPS6326344B2 true JPS6326344B2 (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=14753935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56119141A Granted JPS5821558A (ja) | 1981-07-31 | 1981-07-31 | 非金属物超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565333U (ja) * | 1992-02-19 | 1993-08-31 | せいし 鈴木 | 指圧器 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2144853B (en) * | 1983-08-10 | 1987-01-14 | Rolls Royce | Component inspection by self generated transient stress wave detection |
| JPS61169758A (ja) * | 1985-01-22 | 1986-07-31 | Bridgestone Corp | シ−ト接合部の超音波連続非破壊検査装置 |
| JPS63236960A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Nippon Paint Co Ltd | 塗膜の接着状態検査方法 |
| US6591681B1 (en) * | 2000-08-23 | 2003-07-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Nondestructive inspection apparatus for inspecting an internal defect in an object |
| KR101210472B1 (ko) | 2010-12-02 | 2012-12-10 | 한국수력원자력 주식회사 | 초음파공명의 비선형특성을 이용한 미세균열 탐지장치 및 그 방법 |
-
1981
- 1981-07-31 JP JP56119141A patent/JPS5821558A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565333U (ja) * | 1992-02-19 | 1993-08-31 | せいし 鈴木 | 指圧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5821558A (ja) | 1983-02-08 |
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