JP2009515158A5

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Publication number: JP2009515158A5
Application number: JP2008538388A
Authority: JP
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2026-09-14

Claims

試験対象物の超音波非破壊検査のための装置であって、前記装置は、
超音波透過性材料の細長いストリップであって、前記細長いストリップは前記試験対象物と結合するための近位端及び遠位端を有するストリップ；及び、
前記細長いストリップに結合される超音波トランスデューサを含んでなり、
ここに前記細長いストリップは、１対１を超えるアスペクト比を与える幅及び厚さを伴う横方向の断面を有し、前記超音波トランスデューサの励起が前記細長いストリップに沿って進行する実質的に非分散の超音波信号を誘導して前記試験対象物に進入するように、前記超音波トランスデューサと整合する、装置。
前記細長いストリップはせん断速度Ｃ_ｓ及びせん断波長λ_Ｂを有する材料で形成され、ここにλ_Ｂ＝Ｃ_ｓ／Ｆであり、Ｆはλ_Ｂに対応する周波数であり、前記実質的に非分散の超音波パルスは異なる周波数成分を生成してλ_{ｓｈｏｒｔ}からλ_ｌｏｎｇまでの範囲のせん断波長を有する、請求項１に記載の装置。
前記厚さは２．５λ_{ｓｈｏｒｔ}未満である、請求項２に記載の装置。
前記厚さはλ_{ｓｈｏｒｔ}未満である、請求項２に記載の装置。
前記幅は３．５λ_ｌｏｎｇを超える、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
前記幅は５λ_ｌｏｎｇを超える、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
前記厚さはλ_ｌｏｎｇ未満である、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
前記実質的に非分散の超音波信号は、進行方向に垂直かつ前記幅に平行な偏向を有する最低次せん断モード振動である、請求項２から７のいずれかに記載の装置。
前記細長いストリップは棒速度Ｃ_ｂａｒ及び棒波長λ_ｂａｒを有する材料で形成され、ここにλ_ｂａｒ＝Ｃ_ｂａｒ／Ｆであり、Ｆはλ_ｂａｒに対応する周波数であり、前記実質的に非分散の超音波パルスは異なる周波数成分を生成してλ_{ｓｈｏｒｔ}からλ_ｌｏｎｇまでの範囲の棒波長を有する、請求項１に記載の装置。
前記厚さは２．５λ_{ｓｈｏｒｔ}未満である、請求項９に記載の装置。
前記厚さはλ_{ｓｈｏｒｔ}未満である、請求項９に記載の装置。
前記幅は３．５λ_ｌｏｎｇを超える、請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
前記幅は５λ_ｌｏｎｇを超える、請求項９から１１のいずれかに記載の装置。
前記実質的に非分散の超音波信号は、進行方向に垂直かつ前記幅に平行な偏向を有する最低次せん断モード振動である、請求項９から１３のいずれかに記載の装置。
前記超音波トランスデューサは実質的に単一モードの進行ガイド波のみを励起する、請求項１から１４のいずれかに記載の装置。
前記超音波トランスデューサは実質的に単一モードの進行ガイド波のみを励起して前記実質的に非分散超音波信号を誘導する、請求項１５に記載の装置。
前記実質的に非分散の超音波信号は、前記近位端から前記試験対象物へ実質的に円筒状に広がる、請求項１から１６のいずれかに記載の装置。
前記超音波トランスデューサは前記遠位端に結合される、請求項１から１７のいずれかに記載の装置。
前記超音波トランスデューサは、
（ｉｖ）接着結合；
（ｖ）機械的固定及び超音波透過性カプラ；並びに、
（ｖｉ）機械的固定及び可変の力の１により前記遠位端に結合する、
請求項１８に記載の装置。
前記超音波トランスデューサは、前記細長いストリップの少なくとも１の縦側の側面に結合されたトランスデューサを含む、請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
前記超音波トランスデューサは、電磁的な超音波変換のために動作しうるコイルを含む、請求項１から１９のいずれかに記載の装置。
前記細長いストリップは、前記細長いストリップの前記幅に実質的に平行で進行方向に実質的に垂直な軸の回りに屈曲する、請求項１から２１のいずれかに記載の装置。
前記細長いストリップは進行方向に実質的に平行な軸の回りに屈曲する、請求項１から２２のいずれかに記載の装置。
前記試験対象物に進行する前記実質的に非分散の超音波信号から生じる、試験対象物からの反射超音波の受信動作が可能な超音波受信器を含む、請求項１から２３のいずれかに記載の装置。
前記超音波受信器は、前記反射した超音波を受信する相対的な位置においてそれぞれが前記試験対象物に結合され、前記反射した超音波を検出するために超音波受信トランスデューサを有する１以上のさらなる細長いストリップを含む、請求項２４に記載の装置。
前記細長いストリップ及び前記超音波トランスデューサは前記超音波受信器も形成する、請求項２４に記載の装置。
前記反射した超音波は少なくとも１の反射した信号を含み、前記超音波受信器は前記反射した信号の時間変化を測定する、請求項２４から２６のいずれかに記載の装置。
前記近位端は前記試験対象物に対して、
（ｉ）溶接；
（ｉｉ）ろう付け；
（ｉｉｉ）はんだ付け；及び
（ｉｖ）接着
のいずれかにより固定される、請求項１から２７のいずれかに記載の装置。
前記近位端は前記試験対象物にクランプされる、請求項１から２７のいずれかに記載の装置。
前記近位端と前記試験対象物との間に超音波透過性カプラが配置される、請求項２９に記載の装置。
前記細長いストリップを前記試験対象物に対して調節可能な力によりクランプがクランプする、請求項２９から３０のいずれかに記載の装置。
前記クランプは、前記試験対象物に溶接されるスタッドにより前記試験対象物に結合される、請求項３１に記載の装置。
前記超音波信号が前記試験対象物に非法線角度で進入するように、前記進行方向は前記表面に対する法線とならないよう、前記近位端は前記試験対象物の表面に結合される、請求項１から３２のいずれかに記載の装置。
前記超音波非破壊検査は厚さ測定である、請求項１から３３のいずれかに記載の装置。
前記超音波非破壊検査はひび割れモニタである、請求項１から３３のいずれかに記載の装置。
前記試験対象物は、
（ｉ）２００℃を超える温度で、
（ｉｉ）電離放射のバックグラウンドレベルに曝される、
請求項１から３５のいずれかに記載の装置。
細長いストリップを試験対象物の近位端に結合するステップ；
前記細長いストリップ内に実質的に非分散の超音波信号を励起し、前記細長いストリップに沿って進行させ前記試験対象物に進入させるステップ；
を含んでなる、試験対象物の超音波非破壊検査方法。
前記細長いストリップはせん断速度Ｃ_ｓ及びせん断波長λ_Ｂを有する材料で形成され、ここにλ_Ｂ＝Ｃ_ｓ／Ｆであり、Ｆはλ_Ｂに対応する周波数であり、前記実質的に非分散の超音波パルスは異なる周波数成分を生成してλ_{ｓｈｏｒｔ}からλ_ｌｏｎｇまでの範囲のせん断波長を有する、請求項３７に記載の方法。
前記細長いストリップは、横方向に厚さ２．５λ_{ｓｈｏｒｔ}未満の断面を有する、請求項３８に記載の方法。
前記細長いストリップは、横方向に厚さλ_{ｓｈｏｒｔ}未満の断面を有する、請求項３８に記載の方法。
前記細長いストリップは、横方向に幅３．５λ_ｌｏｎｇを超える断面を有する、請求項３８、３９及び４０のいずれかに記載の方法。
前記細長いストリップは、横方向に幅５λ_ｌｏｎｇを超える断面を有する、請求項３８、３９及び４０のいずれかに記載の方法。
前記細長いストリップは、横方向に厚さλ_ｌｏｎｇ未満の断面を有する、請求項３８、３９及び４０のいずれかに記載の方法。
前記実質的に非分散の超音波信号は、進行方向に垂直かつ前記細長いストリップの幅に平行な偏向を有する最低次せん断モード振動を含む、請求項３７から４２のいずれかに記載の方法。
前記細長いストリップは棒速度Ｃ_ｂａｒ及び棒波長λ_ｂａｒを有する材料で形成され、ここにλ_ｂａｒ＝Ｃ_ｂａｒ／Ｆであり、Ｆはλ_ｂａｒに対応する周波数であり、前記実質的に非分散の超音波パルスは異なる周波数成分を生成してλ_{ｓｈｏｒｔ}からλ_ｌｏｎｇまでの範囲の棒波長を有する、請求項３７に記載の方法。
前記厚さは２．５λ_{ｓｈｏｒｔ}未満である、請求項４５に記載の方法。
前記厚さはλ_{ｓｈｏｒｔ}未満である、請求項４５に記載の方法。
前記幅は３．５λ_ｌｏｎｇを超える、請求項４５、４６及び４７のいずれかに記載の方法。
前記幅は５λ_ｌｏｎｇを超える、請求項４５、４６及び４７のいずれかに記載の方法。
前記厚さはλ_ｌｏｎｇ未満である、請求項４５、４６及び４７のいずれかに記載の方法。
前記実質的に非分散の超音波信号は、進行方向に平行な偏向を有する最低次せん断モード振動である、請求項４５から５０のいずれかに記載の方法。
前記細長い導波路内で実質的に単一モードの進行ガイド波のみが励起される、請求項３７から５１のいずれかに記載の方法。
前記超音波非破壊検査は厚さ測定である、請求項３７から５２のいずれかに記載の方法。
前記超音波非破壊検査はひび割れモニタである、請求項３７から５３のいずれかに記載の方法。
前記試験対象物は、
（ｉ）２００℃を超える温度で、
（ｉｉ）電離放射のバックグラウンドレベルに曝される、
請求項３７から５３のいずれかに記載の方法。