(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査面との接触面が長方形で、振動子が埋め込まれた箱型状の超音波探触子であって、
振動子は長辺方向に並んで３個埋め込まれており、中央の振動子は振動面が上記接触面に平行に埋め込まれ、その両側の２個の振動子は振動面が接触面の一方の長辺の方向を向いて所定の角度をもって埋め込まれており、接触面には被検査面との間に接触媒質を供給するための溝が設けられており、溝の形状は漢字の巨の字状であり、中央の振動子は巨の字状のうちロの字状の部分に囲まれた位置に配置されており、両側の２個の振動子は巨の字状のうちロの字状の部分とこのロの字状の両側を形成するＬの字状及び逆Ｌの字状の部分との間の位置にそれぞれ配置されており、巨の字状の縦の線は前記両側の２個の振動子の振動面が向いていない方の長辺側に沿っており、しかも、溝の少なくとも４隅に接触媒質供給孔を連通して設けていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
被検査面との接触面が長方形で、振動子が埋め込まれた箱型状の超音波探触子であって、
振動子は長辺方向に並んで３個埋め込まれており、かつ、それら３個の振動子のうち、端の１個は振動面が上記接触面に平行に埋め込まれ、他の２個は振動面が接触面の一方の長辺の方向を向いて所定の角度をもって埋め込まれており、接触面には被検査面との間に接触媒質を供給するための溝が設けられており、溝の形状は、上記振動面が接触面に平行に埋め込まれた振動子の位置では振動子を囲むようにロの字状を形成し、他の２個の振動子の位置ではＬの字状に形成してその一辺が前記ロの字状の一辺と同一直線状に連通しており、このロの字状の一辺と連通しているＬの字状の一辺は前記他の２個の振動子の振動面が向いていない方の長辺側に沿っており、しかも、溝の少なくとも４隅に接触媒質供給孔を連通して設けていることを特徴とする超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉圧力容器等の溶接部の超音波探傷検査に使用する超音波探触子に関するもので、詳しくは原子炉圧力容器等の溶接部に発生するブローホール等の欠陥を超音波により探傷検査するために使用する超音波探触子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の原子炉圧力容器等の溶接部の超音波探傷検査においては、超音波探触子の接触面と被検査面との間に、安定した超音波を伝播，入射させるため接触媒質として水，グリセリン等の液体を供給しながら、あるいは一旦塗布した後、超音波の入射角度を変化させながら走査していた。
【０００３】
図８は、従来の超音波探触子の一部を切り欠いた側断面図で、１は超音波探触子（以下「探触子」という。）で、アクリル樹脂等で構成されている。そして、その探触子１の内部には圧電素子等で構成された３個の振動子５，６，７が埋め込まれている。この振動子５，６，７は、信号線１４，１５，１６によりコネクタ１２と接続し、そこから外部の監視装置（図示せず）と接続している。また、上記３個の振動子は、振動面の角度がそれぞれ異なる。そのうちの中央の振動子５は、この振動子５により発振させた超音波が被検査体へ屈折角０°で入射するように振動面が上記接触面２に平行に埋め込まれており、その両側の２個の振動子６，７は、超音波が被検査体へ屈折角４５°ならびに６０°で入射するように振動面が接触面２の一方の長辺の方向を向いて所定の角度をもってそれぞれ埋め込まれている。この接触面２には接触媒質（以下「水」という。）供給のための溝３が形成されており、その溝３の下端部に２個の接触媒質供給孔４（以下「水供給孔」という。）があり、水ホースを通じてポンプ（いずれも図示せず）に連通されている。なお、１０は水ホース継手であり、１１は探触子１を検査装置等（図示せず）に取り付ける取付具である。
【０００４】
図９は、図８のＡ−Ａ矢視図で、探触子１の接触面２には、コの字状で開口部を下向きに形成した溝３が設けられており、その下端部には２個の水供給孔４が設けられている。
【０００５】
上記探触子１により探傷検査を行なう時は、探触子１を取付具１１により検査装置（図示せず）に取り付け、スプリング等（図示せず）で被検査体の被検査面に押し当て、３種類の屈折角度を有する振動子５，６，７により、同時に超音波を発振させ、その超音波を被検査体に向けて発射する。そして、被検査体から反射して戻ってきた反射波を受信し、アンプを通じて増幅した後、オシロスコープに送り、自動的に走査しながらその波形の大きさを検視するようにしている。その際、探触子１の接触面２と被検査面との間には正確で安定した超音波を伝播，入射させるため、接触面２に設けた溝３に、その下端部に設けた２個の水供給孔４から、例えば水を流し、超音波の向きを変化させながら走査している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、探傷検査を行なう被検査体は、一般に鉛直方向に配置されている場合が多いばかりか、被検査面の表面は必ずしも平坦でないことが多い。また、従来の探触子１は、接触面２に設けた水供給のための溝３がコの字状で開口部を下向きになるように形成されていて、しかも、その水は溝３の下端部に連通して設けられている２個の水供給孔４から供給されているため、水は重力で下方に流れてしまい、本来、溝３を通って上方にまで届くはずの水が届かず、したがって被検査面と接触面２との間で超音波を伝播する部分に必要な水が十分に充填されなくなる。そのため、正確な超音波が入射されなくなり探傷感度が低下してしまう問題があった。また、上辺の溝のため斜め上向きに発射される振動子６，７からの超音波が乱れてしまい、これも探傷感度に影響を与えた。
【０００７】
本発明は、上記の従来のような問題点を解決しようとするもので、被検査面と、探触面２との間が水で十分に満たされ、かつ、溝からの影響のない正確で安定した超音波を伝播，入射させることのできる超音波探触子を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の発明では、被検査面との接触面が長方形で、振動子が埋め込まれた箱型状の超音波探触子であって、振動子は長辺方向に並んで３個埋め込まれており、中央の振動子は振動面が上記接触面に平行に埋め込まれ、その両側の２個の振動子は振動面が接触面の一方の長辺の方向を向いて所定の角度をもって埋め込まれており、接触面には被検査面との間に接触媒質を供給するための溝が設けられており、溝の形状は漢字の巨の字状であり、中央の振動子は巨の字状のうちロの字状の部分に囲まれた位置に配置されており、両側の２個の振動子は巨の字状のうちロの字状の部分とこのロの字状の両側を形成するＬの字状及び逆Ｌの字状の部分との間の位置にそれぞれ配置されており、巨の字状の縦の線は前記両側の２個の振動子の振動面が向いていない方の長辺側に沿っており、しかも、溝の少なくとも４隅に接触媒質供給孔を連通して設けている。
【０００９】
第２の発明では、被検査面との接触面が長方形で、振動子が埋め込まれた箱型状の超音波探触子であって、振動子は長辺方向に並んで３個埋め込まれており、かつ、それら３個の振動子のうち、端の１個は振動面が上記接触面に平行に埋め込まれ、他の２個は振動面が接触面の一方の長辺の方向を向いて所定の角度をもって埋め込まれており、接触面には被検査面との間に接触媒質を供給するための溝が設けられており、溝の形状は、上記振動面が接触面に平行に埋め込まれた振動子の位置では振動子を囲むようにロの字状を形成し、他の２個の振動子の位置ではＬの字状に形成してその一辺が前記ロの字状の一辺と同一直線状に連通しており、このロの字状の一辺と連通しているＬの字状の一辺は前記他の２個の振動子の振動面が向いていない方の長辺側に沿っており、しかも、溝の少なくとも４隅に接触媒質供給孔を連通して設けている。
【００１０】
上述した本発明の構成によれば、被検査体の被検査面の向きが垂直であったり、斜めであるような条件の下で探傷検査を行なう場合であっても、水を溝３の少なくとも４隅から供給するので、上方にまで十分に届かせることができるから、被検査体に正確で安定した超音波を伝播、入射させることができるとともに被検査体からも正確で安定した反射波を伝播、受信することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、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、従来のものと共通の部材については同じ符号を用いており説明を省略する。
図１は本発明の探触子１の正面図、図２は図１に示した探触子の背面図、図３は探触子の一部を切り欠いた側面図、図４は探触子を被検査体の被検査面に当接し、使用している状態を示す概要図、図５はオシロスコープに表示された超音波の波形図、図６は、本発明の使用概念図である。
【００１２】
図１ないし図３において、１はアクリル樹脂等で構成された長方形で、かつ、箱型状の探触子である。また、その探触子１の内部には圧電素子等で構成された３個の振動子５，６，７が埋め込まれている（図１および図２）。この振動子５，６，７は、信号線１４，１５，１６（図３）によりコネクタ１２と接続し、そこから外部の監視装置（図示せず）と接続している。また、上記３個の振動子は、振動面の角度がそれぞれ異なる。そのうちの中央の振動子５は、この振動子５により発振させた超音波が被検査体へ屈折角０°で入射するように振動面が上記接触面２に平行に埋め込まれており、その両側の２個の振動子６，７は、超音波が被検査体へ屈折角４５°ならびに６０°で入射するように振動面が接触面２の一方の長辺の方向を向いて所定の角度をもってそれぞれ埋め込まれている。なお、これらの構造は、従来の探触子と同じである。この接触面２には、図１に示すように、漢字の巨の字状を形成した溝３が設けられており、しかも、その巨の字状の縦の線は探触子１の長辺に沿って平行に設けられている。中央の振動子５は巨の字状のうちロの字状の部分に囲まれた位置に配置されており、両側の２個の振動子６、７は巨の字状のうちロの字状の部分とこのロの字状の両側を形成するＬの字状及び逆Ｌの字状の部分との間の位置にそれぞれ配置されている。巨の字状の縦の線は前記両側の２個の振動子６、７の振動面が向いていない方の長辺側に沿っている。また、溝３の４隅には水供給孔４が４個連通して設けられ、外部の水供給装置（図示せず）と接続しているホース継手１０と接続している。そして、検査の際には、この水供給孔４から被検査面との間に水が供給される。なお、１１は探触子１を検査装置等に取り付けるための取付具である。両端の振動子６、７の部分の長辺に沿った溝３が一方の長辺側のみに設けられ、他方の長辺側に設けられていないのは、他方の側に溝３を設けると、その溝３により超音波の発振、受信が影響を受け、正確な反射波が検出しにくいからである。
【００１３】
図４は探触子１を被検査体Ｐの被検査面Ｐ１に当接し、使用している状態を示す概要図で、１３は被検査面Ｐ１と接触面２との間に供給された水である。
【００１４】
図５は監視装置であるオシロスコープに表示された超音波の波形図で、ｄは被検査体Ｐ（図６）内に内在する欠陥までの路程を表し、ｔおよび２ｔは同一の欠陥から得られた波高値を示している。そして、このｔは、従来の探触子１を使用して行なった検査により得られた欠陥からの反射エコーの大きさを、２ｔは本発明の探触子１を使用して行なった検査により得られた欠陥からの反射エコーの大きさをそれぞれ示している。
【００１５】
図６は本発明の使用概念図である。そして、図４同様に探触子１を被検査体Ｐの被検査面Ｐ１に押し当てながら監視装置であるアンプ８およびオシロスコープ９により検視する。
【００１６】
次に実施形態の作用を説明する。
図１ないし図３に示すように構成された探触子１によって、被検査体Ｐの探傷検査を行なう時は、探触子１を取付具１１により検査装置等（図示せず）に取り付け、スプリング等（図示せず）により被検査体の被検査面に押し当て、被検査面と接触面２との間に設けた溝３より水１３を流して、それらの間に形成される隙間を水で十分充填する。次に図４および図６に示すように探触子１を被検査体Ｐの被検査面Ｐ１に押し当て、振動子５，６，７により発生した超音波を被検査体Ｐに向けて発射し、被検査体Ｐから反射して戻ってきた超音波を受信し、アンプ８を通じて増幅した後、オシロスコープ９に送り、自動的に走査しながらその波形の大きさを検視する。
【００１７】
図７は本発明の他の実施形態を示すものである。１はアクリル樹脂等で構成された長方形で、かつ、箱型状の探触子である。また、その探触子１の内部には圧電素子等で構成された３個の振動子５，６，７が埋め込まれているが、これらの構成は、本発明の前記実施形態と同じである。そして、前記実施形態とは、上記３個の振動子５，６，７のうち、中央の振動子５を端に設けるとともに振動子６，７を並べて設けた点と、接触面２に水１３を供給するための溝３が、振動子５の位置では振動子を囲むようにロの字状を形成し、振動子６，７の位置ではＬの字状に形成してその一辺が前記ロの字状の一辺と同一直線状に連通させた点で相違している。このロの字状の一辺と連通しているＬの字状の一辺は前記他の２個の振動子の振動面が向いていない方の長辺側に沿っている。なお、溝３の少なくとも４隅に水供給孔４を連通して設けている点も前記実施形態と同じである。
【００１８】
なお、本発明者が行なった実験結果によると、本発明に基づき溝３の４隅から水１３を供給した場合、図５に示すように、従来の２隅から水１３を供給した場合と比較し、感度が向上されるため、監視装置のオシロスコープ９に表示される波高が高くなる。これにより、探傷条件が悪く、欠陥からの反射エコー高さが上がらないなどにより、不合格欠陥のものを合格として判定してしまうというような問題も解消することが確認された。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、探触子の接触面に形成された水供給溝に少なくとも４隅から水を供給するようにしたので接触面と被検査面との隙間が水で十分に満たされる。また、両側の振動子の向いた方向の接触面の長辺には近接して溝が設けられていないので、斜め方向を向いて発射される超音波が乱されることがなく、正確で安定した超音波を伝播，入射させることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の探触子の一実施形態を示した正面図。
【図２】図１に示した探触子の裏面図。
【図３】本発明の探触子の一部を切り欠いた右側面図。
【図４】探触子を被検査体の被検査面に押し当てて使用している状態を示す概要図。
【図５】オシロスコープに表示された超音波の波形図。
【図６】本発明の使用概念図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示した正面図。
【図８】従来探触子の一部を切り欠いた右側面図。
【図９】従来の探触子の一実施形態を示した正面図。
【符号の説明】
１  超音波探触子
２  接触面
３  溝
４  水供給孔
５、６、７  振動子
８  アンプ
９  オシロスコープ
１０  ホース継手
１３  水
１４、１５、１６  信号線
Ｐ  被検査体
Ｐ１  被検査面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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