JPS6355668B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6355668B2 JPS6355668B2 JP56093047A JP9304781A JPS6355668B2 JP S6355668 B2 JPS6355668 B2 JP S6355668B2 JP 56093047 A JP56093047 A JP 56093047A JP 9304781 A JP9304781 A JP 9304781A JP S6355668 B2 JPS6355668 B2 JP S6355668B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- flaw detection
- magnetic field
- detection device
- type electromagnetic
- Prior art date
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- Expired
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-
- 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
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- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は反射型電磁式超音波探傷装置に係り、
特に、探傷機能が被検体の表面近くまで広範に得
られるような反射型電磁式超音波探傷装置に係
る。
特に、探傷機能が被検体の表面近くまで広範に得
られるような反射型電磁式超音波探傷装置に係
る。
従来の反射型電磁式超音波探傷装置について、
第１図により説明する。反射型電磁式超音波探傷
装置は、一般に、金属被検体１に対向して磁界を
発生させるための、磁極２１、励磁コイル２２お
よび直流電源２３よりなる磁気発生器と、該磁気
発生器の磁極２１より発生した磁力線と直交する
ように、前記被検体１の表面近傍に置かれた送信
用コイル３１および受信用コイル３２と、前記送
信用コイル３１にパルス電流を与えるためのパル
ス発生器４と、前記受信用コイル３２の出力電圧
を増幅するための増幅器５と、前記増幅器５の信
号出力を監視するためのモニター６より構成され
ている。
第１図により説明する。反射型電磁式超音波探傷
装置は、一般に、金属被検体１に対向して磁界を
発生させるための、磁極２１、励磁コイル２２お
よび直流電源２３よりなる磁気発生器と、該磁気
発生器の磁極２１より発生した磁力線と直交する
ように、前記被検体１の表面近傍に置かれた送信
用コイル３１および受信用コイル３２と、前記送
信用コイル３１にパルス電流を与えるためのパル
ス発生器４と、前記受信用コイル３２の出力電圧
を増幅するための増幅器５と、前記増幅器５の信
号出力を監視するためのモニター６より構成され
ている。
動作時には、前記送信用コイル３１にパルス発
生器４から供給されるパルス電流により、被検体
１の表面に渦電流が発生する。この渦電流発生部
には磁界が印加されているため、ローレンツ力が
発生する。
生器４から供給されるパルス電流により、被検体
１の表面に渦電流が発生する。この渦電流発生部
には磁界が印加されているため、ローレンツ力が
発生する。
第１図の反射型電磁式超音波探傷装置では、該
磁界が被検体すなわち試料１の面に垂直に印加さ
れているため、試料面に沿つて、かつ電流ベクト
ルに垂直な方向にローレンツ力が発生する。すな
わち、横波が発生し、試料１の板厚方向に進行す
る。
磁界が被検体すなわち試料１の面に垂直に印加さ
れているため、試料面に沿つて、かつ電流ベクト
ルに垂直な方向にローレンツ力が発生する。すな
わち、横波が発生し、試料１の板厚方向に進行す
る。
この横波は試料１の底面、又は試料１内の欠陥
１１で反射し、底面波及び欠陥波となつて表面に
戻つてくる。これらの底面波および欠陥波は、試
料１の表面上で、前記磁界との相互作用による渦
電流を発生し、これによつて受信用コイル３２に
誘起々電力が発生される。
１１で反射し、底面波及び欠陥波となつて表面に
戻つてくる。これらの底面波および欠陥波は、試
料１の表面上で、前記磁界との相互作用による渦
電流を発生し、これによつて受信用コイル３２に
誘起々電力が発生される。
受信用コイル３２に誘起された電圧は、増幅器
５に供給されて増幅され、モニター６に印加され
る。モニター６では、例えば第２図に示されるよ
うな波形が観測される。第２図において、横軸は
時間、縦軸は受信用コイル３２による検波出力電
圧を示す。また、波形Ｔは送信用コイル３１から
の誘導による漏れ込み波、波形Ｆは欠陥波、波形
Ｂは底面波をそれぞれ示している。
５に供給されて増幅され、モニター６に印加され
る。モニター６では、例えば第２図に示されるよ
うな波形が観測される。第２図において、横軸は
時間、縦軸は受信用コイル３２による検波出力電
圧を示す。また、波形Ｔは送信用コイル３１から
の誘導による漏れ込み波、波形Ｆは欠陥波、波形
Ｂは底面波をそれぞれ示している。
第２図からも明らかなように、漏れ込み波Ｔの
占める時間tnは、欠陥探傷を行う場合に、計測不
能な不感帯部となる。すなわち、従来の反射型電
磁式超音波探傷装置では、被検体の表面にごく近
い領域（前記漏れ込み波Ｔの占める時間tnに相当
する深さまでの範囲）では、探傷を行なうことが
できないという欠点があつた。
占める時間tnは、欠陥探傷を行う場合に、計測不
能な不感帯部となる。すなわち、従来の反射型電
磁式超音波探傷装置では、被検体の表面にごく近
い領域（前記漏れ込み波Ｔの占める時間tnに相当
する深さまでの範囲）では、探傷を行なうことが
できないという欠点があつた。
本発明は、前述のような従来方式の欠点である
不感帯部を極力低減させることによつて、探傷領
域を、被検体の表面のごく近くまで広範に拡げら
れるようになした反射型電磁式超音波探傷装置を
提供することを目的とするものである。
不感帯部を極力低減させることによつて、探傷領
域を、被検体の表面のごく近くまで広範に拡げら
れるようになした反射型電磁式超音波探傷装置を
提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本発明において
は、被検体から比較的離れた位置か、あるいは被
検体に印加される磁界の影響が可及的少ない個所
に、補償用コイルを設け、受信用コイルの出力か
ら補償用コイルの出力を減じた差の出力―すなわ
ち、送信用コイルからの直接誘導による漏れ込み
波の影響を除去、または低減した信号を検波出力
としてモニターに供給するように構成されてい
る。
は、被検体から比較的離れた位置か、あるいは被
検体に印加される磁界の影響が可及的少ない個所
に、補償用コイルを設け、受信用コイルの出力か
ら補償用コイルの出力を減じた差の出力―すなわ
ち、送信用コイルからの直接誘導による漏れ込み
波の影響を除去、または低減した信号を検波出力
としてモニターに供給するように構成されてい
る。
第３図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。３３は補償用コイルであり、第１図と同一の
符号は同一または同等部分をあらわしている。こ
の第２図と第１図の対比から明らかなように、本
実施例は、送信用コイル３１の外側に補償用コイ
ル３３を設け、これと前記受信用コイル３２とを
差動結線にした構成において、従来例と著しく相
違する。
る。３３は補償用コイルであり、第１図と同一の
符号は同一または同等部分をあらわしている。こ
の第２図と第１図の対比から明らかなように、本
実施例は、送信用コイル３１の外側に補償用コイ
ル３３を設け、これと前記受信用コイル３２とを
差動結線にした構成において、従来例と著しく相
違する。
なお、この場合、補償用コイル３３は、磁極２
１の磁界外に配置されるか、あるいは磁界内の場
合は、被検体１から離れた位置に設定するのが望
ましい。
１の磁界外に配置されるか、あるいは磁界内の場
合は、被検体１から離れた位置に設定するのが望
ましい。
第４図に、本実施例における補償用コイル３
３、受信用コイル３２、送信用コイル３１および
パルス発生器４の部分の電気的等価回路を示す。
不感帯部の要因となる漏れ込み波は、送信用コイ
ル３１と受信用コイル３２との相互インダクタン
スM12によつて、受信用コイル３２に誘導雑音電
圧e12を発生させる。
３、受信用コイル３２、送信用コイル３１および
パルス発生器４の部分の電気的等価回路を示す。
不感帯部の要因となる漏れ込み波は、送信用コイ
ル３１と受信用コイル３２との相互インダクタン
スM12によつて、受信用コイル３２に誘導雑音電
圧e12を発生させる。
前記誘導雑音電圧e12は、パルス発生器４から
のパルス電流値をIp、その周波数をωとすると、
(1)式であらわされる。
のパルス電流値をIp、その周波数をωとすると、
(1)式であらわされる。
e12＝jωM12Ip −(1)
一方、補償用コイル３３を設けることによつ
て、送信用コイル３１と補償用コイル３３との間
に生ずる相互インダクタンスをM13とすると、こ
の時の補償用コイル３３における誘導雑音電圧
e13は、(2)式のようになる。
て、送信用コイル３１と補償用コイル３３との間
に生ずる相互インダクタンスをM13とすると、こ
の時の補償用コイル３３における誘導雑音電圧
e13は、(2)式のようになる。
e13＝jωM13Ip −(2)
したがつて、両方の誘導雑音電圧e12およびe13
が等しくなるように、各相互インダクタンスM12
およびM13を等しくした上に、第４図に示すよう
に、受信用コイル３２および補償用コイル３３を
差動結線にすれば、誘導雑音電圧を相殺・除去す
ることができる。
が等しくなるように、各相互インダクタンスM12
およびM13を等しくした上に、第４図に示すよう
に、受信用コイル３２および補償用コイル３３を
差動結線にすれば、誘導雑音電圧を相殺・除去す
ることができる。
実際には、アンバランス成分が入るため、誘導
雑音電圧を完全に相殺・除去することは、極めて
困難であるが、不感帯部を数分の１に低減するこ
とができるため、実用上その効果は著しく大き
い。
雑音電圧を完全に相殺・除去することは、極めて
困難であるが、不感帯部を数分の１に低減するこ
とができるため、実用上その効果は著しく大き
い。
尚、この時、補償用コイル３３には超音波信号
を誘起させないことが必要である。そのために
は、前述したように、補償用コイル３３を磁極２
１による磁界の外に設置するとか、磁界中の場合
には、被検体１より離して設置するとか、試料面
に対するコイル面の角度を変えて設置する（第５
図参照）などの注意が必要である。
を誘起させないことが必要である。そのために
は、前述したように、補償用コイル３３を磁極２
１による磁界の外に設置するとか、磁界中の場合
には、被検体１より離して設置するとか、試料面
に対するコイル面の角度を変えて設置する（第５
図参照）などの注意が必要である。
以上においては、補償用コイル３３を、受信用
コイル３２に対して、直接に差動結線して両コイ
ルの出力を相殺するように構成した例について述
べたが、このことは必ずしも必要ではない。
コイル３２に対して、直接に差動結線して両コイ
ルの出力を相殺するように構成した例について述
べたが、このことは必ずしも必要ではない。
例えば、補償用コイル３３および受信用コイル
３２の各出力信号を、差動増幅器に入力して相殺
したり、またはそれぞれ別個の増幅器で増幅した
後、両信号を差動的に加えて相殺したりすること
も可能である。
３２の各出力信号を、差動増幅器に入力して相殺
したり、またはそれぞれ別個の増幅器で増幅した
後、両信号を差動的に加えて相殺したりすること
も可能である。
第５図は、本発明の他の実施例の要部断面図で
あり、第１図と同一の符号は同一または同等部分
をあらわす。
あり、第１図と同一の符号は同一または同等部分
をあらわす。
この実施例は、磁極２１の先端面に送信用コイ
ル３１および受信用コイル３２を、第１図の場合
と同様に設けると共に、磁極２１の先端縁に傾斜
部を設け、その部分に補償用コイル３３を設けた
ものである。また、３６は各コイルのリード線を
外部へ接続するためのコネクタである。
ル３１および受信用コイル３２を、第１図の場合
と同様に設けると共に、磁極２１の先端縁に傾斜
部を設け、その部分に補償用コイル３３を設けた
ものである。また、３６は各コイルのリード線を
外部へ接続するためのコネクタである。
このような構成にすれば、補償用コイル３３を
被検体１から離れて、かつ磁極２１による磁界の
外に配置することが容易になり、底面波および欠
陥波などの信号成分を損なうことなしに、漏れ込
み波成分を相殺して不感帯部を低減することが容
易になるという利点がある。
被検体１から離れて、かつ磁極２１による磁界の
外に配置することが容易になり、底面波および欠
陥波などの信号成分を損なうことなしに、漏れ込
み波成分を相殺して不感帯部を低減することが容
易になるという利点がある。
第６図は、本発明を縦波用の反射型電磁式超音
波探傷装置に適用した。さらに他の実施例の要部
断面図であり、第１，５図と同一の符号は同一ま
たは同等部分をあらわしている。図において、３
４は導電性ケース、３５は絶縁板である。
波探傷装置に適用した。さらに他の実施例の要部
断面図であり、第１，５図と同一の符号は同一ま
たは同等部分をあらわしている。図において、３
４は導電性ケース、３５は絶縁板である。
この場合には、すべてのコイルを磁極２１，２
１間の空間に配置して装置をコンパクトに構成す
ることができる。また、第５図の場合と同様に、
補償用コイル３３を被検体１から離れて、しかも
磁極２１，２１による磁界の外に配置することが
容易になるので、底面波および欠陥波などの信号
成分を損なうことなしに、漏れ込み波成分を相殺
して不感帯部を低減することが容易になるという
利点がある。
１間の空間に配置して装置をコンパクトに構成す
ることができる。また、第５図の場合と同様に、
補償用コイル３３を被検体１から離れて、しかも
磁極２１，２１による磁界の外に配置することが
容易になるので、底面波および欠陥波などの信号
成分を損なうことなしに、漏れ込み波成分を相殺
して不感帯部を低減することが容易になるという
利点がある。
第１図は従来の反射型電磁式超音波探傷装置の
構成を示すブロツク図、第２図はその時のモニタ
ーに表示される波形例を示す図、第３図は本発明
による一実施例のブロツク図、第４図は本発明の
動作を説明するための電気的等価回路図、第５図
および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例の要
部を示す断面図である。 １…金属被検体、４…パルス発生器、５…増幅
器、６…モニター、２１…磁極、３１…送信用コ
イル、３２…受信用コイル、３３…補償用コイ
ル。
構成を示すブロツク図、第２図はその時のモニタ
ーに表示される波形例を示す図、第３図は本発明
による一実施例のブロツク図、第４図は本発明の
動作を説明するための電気的等価回路図、第５図
および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例の要
部を示す断面図である。 １…金属被検体、４…パルス発生器、５…増幅
器、６…モニター、２１…磁極、３１…送信用コ
イル、３２…受信用コイル、３３…補償用コイ
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属被検体の一表面に対向して磁界を発生さ
せる磁極と、前記被検体の表面近傍に置かれた送
信用コイルおよび受信用コイルと、前記送信用コ
イルにパルス電流を与えて前記被検体の表面に渦
電流を発生させるためのパルス発生器と、前記受
信用コイルに誘起される電圧を増幅するための増
幅器と、前記増幅器の信号出力を監視するための
モニターとからなる反射型電磁式超音波探傷装置
において、 前記送信用コイルの近傍であつて、かつ磁極に
よる磁界の影響が可及的少ない位置か、被検体か
ら離れた位置かに設けられた補償用コイルと、 前記受信用コイルに誘起される電圧を該補償用
コイルに誘起される電圧によつて相殺する手段と
を具備したことを特徴とする反射型電磁式超音波
探傷装置。 ２ 磁極からの磁界が、被検体の表面にほぼ垂直
に印加されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の反射型電磁式超音波探傷装置。 ３ 磁極からの磁界が、被検体の表面にほぼ平行
に印加されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の反射型電磁式超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56093047A JPS57208451A (en) | 1981-06-18 | 1981-06-18 | Electromagnetic type ultrasonic flaw inspector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56093047A JPS57208451A (en) | 1981-06-18 | 1981-06-18 | Electromagnetic type ultrasonic flaw inspector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57208451A JPS57208451A (en) | 1982-12-21 |
| JPS6355668B2 true JPS6355668B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=14071586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56093047A Granted JPS57208451A (en) | 1981-06-18 | 1981-06-18 | Electromagnetic type ultrasonic flaw inspector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57208451A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3511076A1 (de) * | 1985-03-27 | 1986-10-09 | Kopp AG International Pipeline Services, 4450 Lingen | Molch fuer elektromagnetische pruefungen an rohrleitungswandungen aus stahl sowie verfahren hierzu |
| DE3515977A1 (de) * | 1985-05-03 | 1986-11-06 | Nukem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren und vorrichtung zur zerstoerungsfreien pruefung ferromagnetischer koerper |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5631637A (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-31 | Nippon Steel Corp | Instrument unit of electromagnetic ultrasonic wave |
-
1981
- 1981-06-18 JP JP56093047A patent/JPS57208451A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57208451A (en) | 1982-12-21 |
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