[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2011135732A1 - Ｌモードガイド波センサ - Google Patents

Ｌモードガイド波センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2011135732A1
WO2011135732A1 PCT/JP2010/057934 JP2010057934W WO2011135732A1 WO 2011135732 A1 WO2011135732 A1 WO 2011135732A1 JP 2010057934 W JP2010057934 W JP 2010057934W WO 2011135732 A1 WO2011135732 A1 WO 2011135732A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vibrator
guided wave
coil
test object
magnet
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/057934
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光喜 大黒
正人 吉崎
佐藤　秀一
Original Assignee
株式会社Ｉｈｉ検査計測
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｉｈｉ検査計測 filed Critical 株式会社Ｉｈｉ検査計測
Priority to US13/639,466 priority Critical patent/US9551691B2/en
Priority to EP10850747.6A priority patent/EP2565642B1/en
Publication of WO2011135732A1 publication Critical patent/WO2011135732A1/ja

Links

Images

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
    • G01N29/22—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]
    • 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
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N35/00—Magnetostrictive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/02—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by magnetic means, e.g. reluctance
    • G01H11/04—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by magnetic means, e.g. reluctance using magnetostrictive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0425—Parallel to the surface, e.g. creep waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/263—Surfaces
    • G01N2291/2634—Surfaces cylindrical from outside

Definitions

  • the present invention relates to an L mode guided wave sensor that inspects an object using a guided wave in L mode (Longitudinal mode).
  • the L-mode guide wave propagates through the object while vibrating in the propagation direction.
  • the frequency of the guide wave is, for example, 1 kHz to several hundreds kHz (in one example, 32 kHz, 64 kHz, 128 kHz, etc.).
  • the L-mode guide wave is generated, for example, by the configuration of FIG. In FIG. 1, a coil 21 is wound around a test object 1 (a pipe in the figure), and a magnet 23 is attached to the test object 1. In this state, when an alternating current flows through the coil 21, an alternating magnetic field is generated.
  • the to-be-inspected object 1 which is a ferromagnetic body is vibrated by a magnetostriction effect using the magnetic force by this alternating current magnetic field and the magnetic field by the magnet 23, and the guide wave which is 1 type of an acoustic wave is generated by this.
  • the generated guide wave propagates in the inspection object 1 along its longitudinal direction.
  • the soundness of the inspection object 1 is inspected.
  • the guide wave is reflected as a reflected wave due to a discontinuity in the inspection object 1 or a change in sectional area of the inspection object 1 or the like.
  • the soundness of the inspection object 1 is inspected.
  • the soundness of the test object for example, the presence or absence of a defect such as a scratch or corrosion of the test object 1 is checked.
  • Such a guided wave has less attenuation as compared to a sound wave used in general sonication, and the soundness of the test object 1 can be checked over a wide range of the test object 1.
  • Sound waves used in general sonography for example, are easily attenuated because they have a high frequency of 5 MHz and a small wavelength of 0.6 mm.
  • the guided wave as described above for example, has a small frequency of several kHz to several tens of kHz and a large wavelength of 100 mm, so it is difficult to attenuate.
  • the apparatus becomes large as follows.
  • the dimensions of the coil 21 since the coil 21 is wound around the test object 1, when the test object 1 is large, the dimensions of the coil 21 also become large.
  • a large magnet 23 having a magnetic force capable of holding the magnetic field in the test object 1 which is a ferromagnetic body is required.
  • the dimensions of the coil 21 and the magnet 23 become large.
  • test object 1 In order to generate the L-mode guide wave in the test object 1, the test object 1 needs to be formed of a ferromagnetic material. Therefore, an L-mode guided wave can not be used to inspect an object formed of a material other than a ferromagnetic material.
  • an object of the present invention is to provide an L-mode guided wave sensor that can be miniaturized and can also inspect an object formed of a material other than a ferromagnetic material.
  • an L-mode guided wave sensor for inspecting a subject using a guided wave in L mode, A vibrator attached to a subject to be inspected; A coil wound around a vibrator and to which an alternating voltage is applied; The L-mode guided wave sensor is provided, wherein the vibrator is made of a ferromagnetic material.
  • a magnet is attached to the vibrator;
  • one axial direction side of the coil is an S pole, and the other axial direction side of the coil is an N pole.
  • the vibrator is formed in a thin plate shape.
  • the vibrator attached to the test object is formed of a ferromagnetic material and the coil is wound around the vibrator, it is not necessary to make the dimensions of the coil match the size of the test object. Therefore, the L mode guided wave sensor can be miniaturized. Also, by applying an alternating current magnetic field by the coil to the vibrator itself which is a ferromagnetic body separate from the test object, the vibrator is vibrated, thereby generating a guide wave in the test object. Therefore, an object formed of a material other than the ferromagnetic material can also be the test object.
  • FIG. 6 shows an apparatus conventionally used to generate an L mode guided wave.
  • the state which attached the L mode guide wave sensor by embodiment of this invention to the to-be-inspected object is shown.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2B-2B in FIG. 2A. It is the elements on larger scale in the vicinity of L mode guide wave sensor in Drawing 2A.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3B-3B in FIG. 3A.
  • L mode guide wave sensor it is a perspective view showing the state where a vibrator and a magnet were separated. It is a perspective view of L mode guide wave sensor.
  • the case where a guide wave is made into multiple channels by several L mode guide wave sensors is shown.
  • oscillator and a to-be-inspected object is shown.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A.
  • FIG. 2A shows a state in which an L-mode guided wave sensor 10 according to an embodiment of the present invention is attached to a test object.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2B-2B in FIG. 2A.
  • FIG. 3A is a partially enlarged view of the vicinity of the L mode guided wave sensor 10 in FIG. 2A.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3B-3B in FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a perspective view showing the L-mode guided wave sensor 10 with the vibrator 3 and the magnet 7 separated.
  • FIG. 4B is a perspective view of the L mode guided wave sensor 10.
  • the L mode guided wave sensor 10 is a device for inspecting the test object 1 using a L type guided wave.
  • the L mode guided wave sensor 10 includes a vibrator 3, a coil 5, and a magnet 7.
  • the vibrator 3 is formed of a ferromagnetic material.
  • the vibrator 3 is formed thin (in a thin plate). Thereby, even if the vibrator 3 is small, the contact area between the vibrator 3 and the test object 1 can be increased so that the vibration of the vibrator 3 is more easily transmitted to the test object 1 .
  • oscillator 3 is a plane, it may be a curved surface.
  • the contact surface 3a of the vibrator 3 may be a curved surface that matches the curved surface shape of the surface of the inspection object 1 to which the contact surface 3a is attached. Thereby, the entire contact surface 3 a of the vibrator 3 can be brought into close contact with the inspection object 1.
  • the vibrator 3 may be attached to the inspection object 1 by an appropriate means (tape or adhesive).
  • the test object 1 is formed of a magnetic material
  • the vibrator 3 can be attached to the test object 1 by using the magnetic force of the magnet 7 attached to the vibrator 3.
  • the coil 5 is wound around the vibrator 3. An alternating voltage is applied to the coil 5.
  • the magnet 7 is attached to the vibrator 3.
  • one axial direction side of the coil 5 is an S pole, and the other axial direction side of the coil 5 is an N pole.
  • the magnet 7 may have a magnetic force sufficient to hold the magnetic field in the ferromagnetic body (vibrator 3).
  • the magnet 7 may be a permanent magnet.
  • the magnet 7 is attached to the surface 3 b opposite to the contact surface 3 a of the vibrator 3. Further, the magnet 7 is preferably formed thin (thin plate shape) like the vibrator 3. Thus, the magnetic field generated by the magnet 7 can be efficiently applied to the inside of the vibrator 3.
  • the attachment surface 7 a of the magnet 7 attached to the surface 3 b of the vibrator 3 preferably has a shape that matches the shape of the surface 3 b of the vibrator 3. As a result, the entire attachment surface 7 a of the magnet 7 can be brought into close contact with the inspection object 1.
  • the vibrator 3, the coil 5 and the magnet 7 may be integrally coupled by an appropriate coupling means such as an adhesive.
  • the L mode guided wave sensor 10 further includes an AC power supply 9 and a detection device 11 as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the AC power supply 9 applies an AC voltage to the coil 5.
  • the detection device 11 is connected to the coil 5 so that the voltage across the coil 5 can be detected.
  • illustration of the alternating current power supply 9 and the detection device 11 is omitted.
  • the AC switch is turned on.
  • the power supply 9 applies an alternating voltage to the coil 5.
  • the vibrator 3 vibrates, a L-mode guide wave is generated in the test object 1, and the guide wave propagates in the test object 1.
  • the guided wave thus propagated is reflected at a defect site such as a flaw or corrosion (thickness reduction) in the inspection object 1 and returns to the position of the vibrator 3.
  • the reflected wave reaches the position of the vibrator 3, the voltage generated between both ends of the coil 5 is detected by the detection device 11.
  • the L-mode guided wave sensor 10 can be made much smaller than in the case of FIG.
  • the magnetic force of the magnet 7 can be made much smaller than in the conventional case, so the magnet 7 can be miniaturized.
  • a large magnet having a magnetic force capable of holding the magnetic field in the test object 1 which is a ferromagnetic body has been required.
  • the magnet 7 since the magnet 7 only needs to have a magnetic force sufficient to hold the magnetic field in the small-sized vibrator 3 (ferromagnetic body), the magnet 7 can be miniaturized.
  • the vibrator 3, the coil 5 and the magnet 7 are integrated by an appropriate bonding means such as an adhesive, the handling of the vibrator 3, the coil 5 and the magnet 7 becomes easy.
  • the integrated vibrator 3, coil 5 and magnet 7 can be used as the L mode guided wave sensor 10 to which the AC power supply 9 and the inspection apparatus 11 and the coil 5 can be connected. Can be sold as a product separated from the AC power supply 9 and the inspection apparatus.
  • the L-mode guided wave sensor 10 can be miniaturized, it is possible to cope with various shapes of the test object 1 as follows.
  • the inspection object 1 has to have a shape (for example, a cylindrical shape) in which a coil is wound by an amount necessary for generating a guide wave.
  • the small vibrator 3 may be attached to the test object 1. Therefore, in the present embodiment, an object having various shapes (for example, a large flat plate) can be used as the test object 1 without being limited to the shape of the test object 1.
  • the L-mode guide wave sensor 10 can be miniaturized, the L-mode guide wave sensor 10 can be attached to the narrow portion of the test object 1 as well.
  • the L mode guided wave sensor 10 can be miniaturized, a plurality of L mode guided wave sensors 10 are arrayed on the test object 1 and attached to the test object 1 as shown in FIG. be able to. Thereby, multi-channeling of L mode guided waves (channels CH1 to CH4 in FIG. 5) is possible.
  • illustration of the AC power supply 9 and the inspection device 11 of each L mode guided wave sensor 10 is omitted.
  • FIGS. 3A and 3B In the example of FIGS. 3A and 3B, the vibrator 3 is directly attached to the test object 1, but as shown in FIGS. 6A and 6B, even if the vibrator 3 is attached to the test object 1 via the contact medium 13 Good.
  • FIG. 6A corresponds to FIG. 3A, but shows the case where a couplant 13 is provided.
  • 6B is a cross-sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A. Even when the contact area between the vibrator 3 and the test object 1 can not be made large by the contact medium 13, the vibration transferability between the vibrator 3 and the test object 1 can be improved.
  • the contact medium 13 may be an adhesive for bonding the vibrator 3 and the test object 1, a deformable solid such as a tape, and a liquid that fills the space between the vibrator 3 and the test object 1.
  • a solid is used as the contact medium 13
  • the contact medium 13 preferably has a shape that can be in close contact with both the vibrator 3 and the test object 1.
  • the space between the vibrator 3 and the test object 1 may be formed by an appropriate means (for example, a sealing material bonded to the test object 1 so as to surround the space). It is better to hold the liquid.
  • the magnet 7 is a permanent magnet, but may be an electromagnet.
  • the magnet 7 is composed of a solid part (preferably, a core formed of a magnetic material) and a coil wound around the solid part. Further, a magnetic field is caused to act on the vibrator 3 by supplying a direct current to the coil.
  • the magnet 7 may be omitted. That is, by applying an alternating voltage to the coil 5, it is possible to propagate the L-mode guided wave to the test object 1 by using the magnetic field generated in the ferromagnetic vibrator 3. In this case, the magnet 7 may be omitted, and the other points are the same as described above.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

　Ｌモードのガイド波を用いて被検査体を検査するためのＬモードガイド波センサ１０。被検査体１に取り付けられる振動子３と、振動子３に巻かれ交流電圧が印加されるコイル５とを備える。振動子３は、強磁性材料により形成されている。

Description

Ｌモードガイド波センサ
　本発明は、Ｌモード（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｍｏｄｅ）のガイド波を用いて被検査体を検査するＬモードガイド波センサに関する。なお、Ｌモードのガイド波は、その伝播方向に振動しながら被検査体中を伝播する。また、当該ガイド波の周波数は、例えば、１ｋＨｚ～数百ｋＨｚ（一例では、３２ｋＨｚ、６４ｋＨｚ、１２８ｋＨｚなど）である。
　Ｌモードのガイド波は、例えば、図１の構成により発生させられる。図１において、コイル２１が被検査体１（図では配管）に巻かれており、磁石２３が被検査体１に取り付けられている。この状態で、コイル２１に交流電流を流すと、交流磁場が発生する。この交流磁場による磁力と磁石２３による磁場を利用して、強磁性体である被検査体１を磁歪効果により振動させ、これにより音波の一種であるガイド波を発生させる。発生したガイド波は、被検査体１中をその長手方向に沿って伝播していく。
　ガイド波の反射波を検出することで、被検査体１の健全性を検査する。ガイド波は、被検査体１における不連続部や、被検査体１の断面積変化などによって反射波として反射される。この反射波を検出することで、被検査体１の健全性を検査する。被検査体１の健全性として、例えば、被検査体１の傷または腐食のなどの欠損部分の有無を検査する。
　このようなガイド波は、一般の音波検査で用いる音波と比較して、減衰が少なく、被検査体１の広範囲にわたって被検査体１の健全性を検査できる。一般の音波検査において使用する音波は、例えば、周波数が５ＭＨｚと高く波長が０．６ｍｍと小さいため、減衰しやすい。これに対し、上述のようなガイド波は、例えば、周波数が数ｋＨｚ～数十ｋＨｚと小さく波長が１００ｍｍと大きいので、減衰しにくい。
　本願の先行技術文献として、例えば下記の特許文献１がある。
特開２００９－３６５１６号公報
　Ｌモードのガイド波を用いた検査において、以下の問題（Ａ）、（Ｂ）があった。
　（Ａ）装置が、次のように大型化してしまう。図１の構成では、コイル２１を被検査体１に巻くので、被検査体１が大きい場合には、コイル２１の寸法も大きくなってしまう。同様に、被検査体１が大きい場合には、強磁性体である被検査体１内の磁場を保持できる磁力を有する大型の磁石２３が必要であった。このように、コイル２１や磁石２３の寸法が大きくなってしまう。
　（Ｂ）被検査体１に、Ｌモードのガイド波を発生させるためには、被検査体１が強磁性材料で形成されている必要があった。そのため、強磁性材料以外の材料で形成されている物については、Ｌモードのガイド波により検査ができなかった。
　そこで、本発明の目的は、小型化が可能になるとともに、強磁性材料以外の材料で形成されている物についても検査することを可能にするＬモードガイド波センサを提供することにある。
　上述の目的を達成するため、本発明によると、Ｌモードのガイド波を用いて被検査体を検査するためのＬモードガイド波センサであって、
　被検査体に取り付けられる振動子と、
　振動子に巻かれ、交流電圧が印加されるコイルと、を備え、
　前記振動子は、強磁性材料により形成されている、ことを特徴とするＬモードガイド波センサが提供される。
　本発明の好ましい実施形態によると、前記振動子には、磁石が取り付けられており、
　該磁石において、前記コイルの軸方向一方側がＳ極となっており、前記コイルの軸方向他方側がＮ極となっている。
　好ましくは、前記振動子は、薄板状に形成されている。
　上述した本発明によると、被検査体に取り付けられる振動子を強磁性材料で形成し、この振動子にコイルを巻くようにしたので、コイルの寸法を被検査体の寸法に合わせる必要がない。従って、Ｌモードガイド波センサを小型化することが可能となる。
　また、被検査体とは別個の強磁性体である振動子自体に、コイルによる交流磁場を印加することで、振動子を振動させ、これにより、被検査体にガイド波を発生させる。従って、強磁性材料以外の材料で形成されている物も、被検査体とすることができる。
Ｌモードのガイド波を発生させるために従来用いていた装置を示す。 本発明の実施形態によるＬモードガイド波センサを被検査体に取り付けた状態を示す。 図２Ａの２Ｂ－２Ｂ矢視断面図である。 図２ＡにおけるＬモードガイド波センサ付近の部分拡大図である。 図３Ａの３Ｂ－３Ｂ矢視断面図である。 Ｌモードガイド波センサにおいて、振動子と磁石とを分離した状態を示す斜視図である。 Ｌモードガイド波センサの斜視図である。 複数のＬモードガイド波センサによりガイド波を多チャンネル化する場合を示す。 振動子と被検査体の間に接触媒質を設けた場合を示す。 図６Ａの６Ｂ－６Ｂ矢視断面図である。
　本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
　図２Ａは、本発明の実施形態によるＬモードガイド波センサ１０を被検査体に取り付けた状態を示す。図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ－２Ｂ矢視断面図である。
　図３Ａは、図２ＡにおけるＬモードガイド波センサ１０付近の部分拡大図である。図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ－３Ｂ矢視断面図である。
　図４Ａは、Ｌモードガイド波センサ１０において、振動子３と磁石７とを分離した状態を示す斜視図である。図４Ｂは、Ｌモードガイド波センサ１０の斜視図である。
　Ｌモードガイド波センサ１０は、Ｌモードのガイド波を用いて被検査体１を検査するための装置である。Ｌモードガイド波センサ１０は、振動子３、コイル５、および磁石７を備える。
　振動子３は、強磁性材料で形成されている。好ましくは、図３Ａ、図３Ｂのように、振動子３を、薄く（薄板状に）形成する。これにより、振動子３が小型であっても、振動子３の振動が、被検査体１へより伝わりやすくなるように、振動子３と被検査体１との接触面積を大きくすることができる。
　図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂの例では、振動子３における被検査体１に接触する接触面３ａは、平面であるが、曲面であってもよい。すなわち、振動子３を薄く（薄板状に）形成する場合、振動子３の接触面３ａは、接触面３ａが取り付けられる被検査体１の表面の曲面形状に整合した曲面であってもよい。これにより、振動子３の接触面３ａ全体を被検査体１に密着させることができる。
　振動子３は、適宜の手段（テープや接着剤）などで被検査体１に取り付けてよい。ただし、被検査体１が磁性材料で形成されている場合には、振動子３に取り付けられた磁石７の磁力を利用して、振動子３を被検査体１に取り付けることができる。
　コイル５は、振動子３に巻かれている。コイル５には、交流電圧が印加される。
　磁石７は、振動子３に取り付けられている。磁石７において、コイル５の軸方向一方側がＳ極となっており、コイル５の軸方向他方側がＮ極となっている。磁石７は、強磁性体（振動子３）内の磁場を保持するだけの磁力を有していればよい。磁石７は、永久磁石であるのがよい。磁石７は、振動子３の接触面３ａと反対側の面３ｂに取り付けられる。
　また、磁石７は、振動子３と同様に薄く（薄板状）に形成するのがよい。これにより、磁石７による磁場を、振動子３内に効率よく作用させることができる。この場合、振動子３の面３ｂに取り付けられる磁石７の取付面７ａは、振動子３における面３ｂの形状に整合した形状であるのがよい。これにより、磁石７の取付面７ａ全体を被検査体１に密着させることができる。
　振動子３、コイル５および磁石７は、接着剤などの適宜の結合手段により、一体として結合されているのがよい。
　Ｌモードガイド波センサ１０は、図４Ａ、図４Ｂのように、交流電源９、および検出装置１１をさらに備える。交流電源９は、コイル５に交流電圧を印加する。検出装置１１は、コイル５の両端間の電圧を検出できるようにコイル５に接続されている。なお、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂでは、交流電源９と検出装置１１の図示を省略している。
　図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂのように、コイル５が巻かれ磁石７が取り付けられた振動子３を被検査体１に取り付けた状態で、適宜のスイッチをオンすることで、交流電源９がコイル５に交流電圧を印加する。これにより、振動子３が振動して、Ｌモードのガイド波が被検査体１中に発生し、かつ、当該ガイド波が被検査体１内を伝播していく。このように伝播していったガイド波が、被検査体１における傷や腐食（減肉）などの欠陥部位で反射して、振動子３の位置へ戻って来る。反射波が振動子３の位置に到達することでコイル５の両端間に発生する電圧を検出装置１１により検出する。
　上述した本実施形態のＬモードガイド波センサ１０によると、以下の効果（１）～（７）が得られる。
　（１）被検査体１に取り付けられる振動子３を強磁性材料で形成し、この振動子３にコイル５を巻くようにしたので、コイル５の寸法を被検査体１の寸法に合わせる必要がない。従って、Ｌモードガイド波センサ１０を、図１の場合と比較して格段に小型化することが可能となる。
　（２）被検査体１とは別個の強磁性体である振動子３に、コイル５による交流磁場を印加することで、振動子３を振動させ、これにより、被検査体１にガイド波を発生させる。従って、強磁性材料以外の材料で形成されている物も、被検査体１とすることができる。
　（３）磁石７の磁力を、従来の場合と比較して大幅に小さくすることができるので、磁石７を小型化することができる。従来では、図１のように、強磁性体である被検査体１内の磁場を保持できる磁力を有する大型の磁石が必要であった。これに対し、本実施形態では、小型の振動子３（強磁性体）内の磁場を保持するだけの磁力を有する磁石７であればよいので、磁石７を小型化できる。
　（４）振動子３、コイル５および磁石７は、接着剤などの適宜の結合手段により、一体化されているので、振動子３、コイル５および磁石７の取り扱いが容易になる。この場合、一体化した振動子３、コイル５および磁石７を、交流電源９および検査装置１１とコイル５が接続可能なＬモードガイド波センサ１０とすることができ、当該Ｌモードガイド波センサ１０を、交流電源９および検査装置と切り離した製品として販売することもできる。
　（５）Ｌモードガイド波センサ１０を小型化することができるので、次のように、被検査体１の多様な形状にも対応可能となる。従来では、被検査体１は、ガイド波発生に必要な分だけコイルが巻き付けられる形状（例えば、円筒形状）を有している必要があった。これに対し、本実施形態では、被検査体１に、小型の振動子３を取り付ければよい。従って、本実施形態では、被検査体１の形状に制限されることなく、様々な形状（例えば、大型の平板）を有する物を被検査体１にすることができる。
　（６）Ｌモードガイド波センサ１０を小型化することができるので、被検査体１の狭隘部にもＬモードガイド波センサ１０を取り付けることができる。
　（７）Ｌモードガイド波センサ１０を小型化することができるので、図５のように、複数のＬモードガイド波センサ１０を、被検査体１上に配列させて、被検査体１に取り付けることができる。これにより、Ｌモードガイド波の多チャンネル化（図５では、チャンネルＣＨ１～ＣＨ４）が可能となる。なお、図５では、各Ｌモードガイド波センサ１０の交流電源９と検査装置１１の図示を省略している。
　本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記の変形例１～３を、適切に組み合わせて、または、単独で採用してもよい。
（変形例１）
　図３Ａ、図３Ｂの例では、振動子３を被検査体１に直接取り付けていたが、図６Ａ、図６Ｂのように接触媒質１３を介して振動子３を被検査体１に取り付けてもよい。図６Ａは、図３Ａに対応するが、接触媒質１３を設けた場合を示す。図６Ｂは、図６Ａの６Ｂ－６Ｂ矢視断面図である。
　接触媒質１３により、振動子３と被検査体１との接触面積が大きくとれない場合でも、振動子３と被検査体１との間の振動伝達性を良好にすることができる。接触媒質１３は、振動子３と被検査体１とを結合させる接着剤、テープなどの変形可能な固体、振動子３と被検査体１との間の空間を埋める液体であってよい。接触媒質１３として固体を用いる場合には、接触媒質１３は、振動子３と被検査体１との両方に密着できる形状を有するのがよい。接触媒質１３として液体を用いる場合には、適宜の手段（例えば、前記空間を囲むように被検査体１に接着したシール材）により、振動子３と被検査体１との間の前記空間に液体を保持するのがよい。
（変形例２）
　磁石７は、永久磁石であったが、電磁石であってもよい。この場合、磁石７は、固体部分（好ましくは、磁性材料で形成された芯部）と、該固体部分に巻かれたコイルとからなる。また、該コイルに直流電流を流すことで、磁場を振動子３に作用させる。
（変形例３）
　磁石７を省略してもよい。すなわち、交流電圧をコイル５に印加することで、強磁性体の振動子３に生じる磁場を利用して、Ｌモードのガイド波を被検査体１に伝播させること可能である。この場合には、磁石７を省略してもよく、他の点は、上述と同じである。
１　被検査体、３　振動子、３ａ　振動子の接触面，５　コイル、７　磁石、９　交流電源、１０　Ｌモードガイド波センサ、１１　検出装置、１３　接触媒質

Claims (3)

  1. 　Ｌモードのガイド波を用いて被検査体を検査するためのＬモードガイド波センサであって、
    　被検査体に取り付けられる振動子と、
    　振動子に巻かれ、交流電圧が印加されるコイルと、を備え、
    　前記振動子は、強磁性材料により形成されている、ことを特徴とするＬモードガイド波センサ。
  2. 　前記振動子には、磁石が取り付けられており、
    　該磁石において、前記コイルの軸方向一方側がＳ極となっており、前記コイルの軸方向他方側がＮ極となっている、ことを特徴とする請求項１に記載のＬモードガイド波センサ。
  3. 　前記振動子は、薄板状に形成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬモードガイド波センサ。
PCT/JP2010/057934 2010-04-27 2010-05-11 Ｌモードガイド波センサ WO2011135732A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/639,466 US9551691B2 (en) 2010-04-27 2010-05-11 L-mode guided wave sensor
EP10850747.6A EP2565642B1 (en) 2010-04-27 2010-05-11 L-mode guided wave sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010101817A JP4568377B1 (ja) 2010-04-27 2010-04-27 Ｌモードガイド波センサとその使用方法
JP2010-101817 2010-04-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011135732A1 true WO2011135732A1 (ja) 2011-11-03

Family

ID=43098841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/057934 WO2011135732A1 (ja) 2010-04-27 2010-05-11 Ｌモードガイド波センサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9551691B2 (ja)
EP (1) EP2565642B1 (ja)
JP (1) JP4568377B1 (ja)
WO (1) WO2011135732A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2999677B1 (fr) * 2012-12-18 2015-01-16 V & M France Element de conduite equipe
US10466206B2 (en) * 2016-12-12 2019-11-05 Southwest Research Institute Non destructive magnetostrictive testing with unidirectional guided waves generated by ferromagnetic strip sensor
US11283486B1 (en) * 2018-06-25 2022-03-22 Hrl Laboratories, Llc Mechanically actuated magnetostrictive transmitter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4131179B2 (ja) * 2003-03-11 2008-08-13 セイコーエプソン株式会社 超磁歪型広帯域超音波発生装置
JP2009036516A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd ガイド波を用いた非破壊検査装置及び非破壊検査方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3512400A (en) * 1967-04-13 1970-05-19 Panametrics Ultrasonic testing method
US4127035A (en) * 1977-09-02 1978-11-28 Rockwell International Corporation Electromagnetic transducer
US4296486A (en) * 1980-01-24 1981-10-20 Rockwell International Corporation Shielded electromagnetic acoustic transducers
JPS57165761A (en) * 1981-04-03 1982-10-12 Nippon Kokan Kk <Nkk> Transducer for electro-magnetic ultrasonic wave
GB2124764B (en) * 1982-08-03 1986-01-08 Atomic Energy Authority Uk Ice detector
US4522071A (en) * 1983-07-28 1985-06-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method and apparatus for measuring stress
JPH08334431A (ja) * 1995-06-09 1996-12-17 Mitsubishi Electric Corp 非破壊検査装置
US6917196B2 (en) * 1999-03-17 2005-07-12 Southwest Research Institute Method and apparatus generating and detecting torsional wave inspection of pipes or tubes
DE10016468C2 (de) * 2000-04-01 2002-03-14 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Laufzeitmessung von Schallimpulsen in einem magnetoelastischen Werkstück
KR100677920B1 (ko) * 2005-10-20 2007-02-05 재단법인서울대학교산학협력재단 자기변형 효과를 이용하여 봉이나 축, 또는 배관 부재에비틀림파를 발생 및 측정하는 방법, 그 방법을 이용한자기변형 트랜스듀서, 및 구조 진단 장치
JP4508266B2 (ja) * 2008-05-12 2010-07-21 セイコーエプソン株式会社 コイルユニット及びそれを用いた電子機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4131179B2 (ja) * 2003-03-11 2008-08-13 セイコーエプソン株式会社 超磁歪型広帯域超音波発生装置
JP2009036516A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd ガイド波を用いた非破壊検査装置及び非破壊検査方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2565642A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2565642A4 (en) 2016-12-21
EP2565642A1 (en) 2013-03-06
JP2011232135A (ja) 2011-11-17
EP2565642B1 (en) 2022-03-09
US9551691B2 (en) 2017-01-24
JP4568377B1 (ja) 2010-10-27
US20130036822A1 (en) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7735373B2 (en) Apparatus for measuring pressure in a vessel using magnetostrictive acoustic transducer
KR100561215B1 (ko) 탄성 초음파를 발생 및 측정할 수 있는 자기변형트랜스듀서와 이를 이용한 구조진단 장치
US10073065B2 (en) Segmented strip design for a magnetostriction sensor (MsS) using amorphous material for long range inspection of defects and bends in pipes at high temperatures
WO2011135732A1 (ja) Ｌモードガイド波センサ
KR101061226B1 (ko) 유도초음파 변환용 자기변형 트랜스듀서 모듈
US9465011B2 (en) Flexible magnetostrictive probe having sensor elements without permanent magnets
JP5893889B2 (ja) ガイド波のｌモード・ｔモード併用検査方法
JP4203045B2 (ja) テールパッチを利用した磁気変形トランスデューサと、それを利用した弾性波測定装置
KR101877769B1 (ko) 복합 다중 주파수 초음파 위상배열 영상화 장치
US12078614B2 (en) Ultrasound probe
KR101253965B1 (ko) 단방향 초음파 발생 트랜스듀서
JP2012122751A (ja) 材料劣化診断装置
KR101587740B1 (ko) 접촉식 자왜 피도파 변환기 모듈
US11536693B2 (en) Folded flat flexible cable guided wave sensor
JPS60105960A (ja) 電磁超音波トランスデユ−サ
JP4500895B2 (ja) 非線形電磁超音波センサおよびこれを用いた微小傷検出装置並びに微小傷検出方法
JPH0875714A (ja) 探傷試験方法及び探触子
JP5784793B2 (ja) 材料劣化診断装置
JP2018084461A (ja) 超音波探傷装置及び超音波探傷方法
JPH04283659A (ja) 金属板の接着異常の非接触検出方法及びその装置
Zennaro et al. Parametric investigation of a transducer for guided wave applications
JP6777301B2 (ja) 検査装置及び検査方法
JP2011075511A (ja) 電磁超音波センサ及び電磁超音波検出システム
JPS5895256A (ja) 圧電セラミツクスのクラツク検査装置
JP2011149865A (ja) ガイド波を用いた検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10850747

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13639466

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010850747

Country of ref document: EP