(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、前記静磁界および前記渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、
前記コイルは、前記磁界発生手段と前記被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、該並列コイルを構成する各コイルが被検体に発生させる渦電流の電流量と前記静磁界との積が一定であることを特徴とする電磁超音波探触子。
【請求項２】
静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、前記静磁界および前記渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、
前記コイルは、前記磁界発生手段と前記被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、前記並列コイルを構成する各コイルは、前記磁界発生手段の中央部を中心として同心状に接続され、前記各コイルに流れる電流量は、同心状の中心から最外周に向けて大きくなることを特徴とする電磁超音波探触子。
【請求項３】
静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、前記静磁界および前記渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、
前記コイルは、前記磁界発生手段と前記被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、前記並列コイルを構成する各コイルは、前記磁界発生手段の中央部を中心として同心状に接続され、前記同心状に接続された各コイルは、それぞれ異なる線径の導線で構成され、該導線の線径は同心状の中心から最外周に向けて大きくなることを特徴とする電磁超音波探触子。
【請求項４】
静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、前記静磁界および前記渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、
前記コイルは、前記磁界発生手段と前記被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、前記並列コイルを構成する各コイルは、前記磁界発生手段の中央部を中心として同心状に接続され、前記同心状に接続された各コイルは、それぞれ異なる抵抗率の導線で構成され、該導線の抵抗は同心状の中心から最外周に向けて小さくなることを特徴とする電磁超音波探触子。
【請求項５】
前記同心状に接続された各コイルは、それぞれ異なる巻き数の導線で構成され、該導線の単位面積あたりの巻き数は同心状の中心から最外周に向けて大きくなることを特徴とする請求項２記載の電磁超音波探触子。
【請求項６】
前記同心状に接続された各コイルにはそれぞれ異なる抵抗値を有する抵抗素子が接続され、当該抵抗素子の抵抗値は同心状の中心から最外周に向けて小さくなることを特徴とする請求項２記載の電磁超音波探触子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の電磁超音波探触子を用いて前記被検体に超音波を発生させ、発生した超音波のうち前記被検体の欠陥部において散乱された超音波を受信して前記被検体の探傷を行う電磁超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触で検査対象中の欠陥部を検索するために用いられる電磁超音波探触子、およびこの電磁超音波探触子を用いた電磁超音波探傷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属の板や管等の被検体に被接触で超音波の発生や検出を行う方法として、電磁超音波探触子（Electromagnetic Acoustic Transducer : ＥＭＡＴ、以下ＥＭＡＴと記す）を利用した方法が知られている。一般にＥＭＡＴは、高周波電流を流すコイルと、静磁界を与える磁石等の磁界発生部とから構成されている。ＥＭＡＴは、コイルを流れる電流の高周波振動により、被検体表面近傍に生じる渦電流と、磁界発生部によって被検体中に作られる静磁界との相互作用によりローレンツ力を発生させ、このローレンツ力で被検体を振動させることにより、被検体中に超音波を発生させるものである。また、逆の物理現象により被検体中の超音波を検出することができる。このため、接触媒質を必要とせず、非接触で超音波の送受信を行うことができる。また、磁石やコイルの構成により種々のモードの超音波を発生・検出することができる。
【０００３】
特許文献１には、このＥＭＡＴの技術を用いたボルトの軸力測定方法が開示され、短いバースト波で印加した超音波とその反射波の二つの受信信号の位相差を測定することにより、短時間で正確に軸力測定を行う構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７７３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のＥＭＡＴでは、磁界発生部により被検体中に作られる静磁界の強度は、磁界発生部からの距離により変化してしまう。一方、コイルにより被検体に生じる渦電流はコイル直下では場所によらずほぼ一定となる。このため、被検体表面近傍に生じる渦電流と静磁界の相互作用であるローレンツ力の大きさは、磁界発生部からの距離に応じて変化する。ローレンツ力が生じる領域は超音波の励振源となるが、この領域で、ローレンツ力の大きさが分布を持つことに対応して、被検体での振動の大きさが分布を持つ。よって、励振源は、実効的に小さくなってしまい、指向性が広くなってしまうため、超音波は被検体中に拡がって伝搬していくこととなる。したがって、従来のＥＭＡＴによる測定方法で、金属片等の探傷を行うと、上述した指向性の広さにより、所望の欠陥部とは異なる位置に存在する欠陥部を誤検出してしまうという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、被検体中における超音波の広がりを抑制した電磁超音波探触子および電磁超音波探傷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電磁超音波探触子は、磁界発生手段と被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルを備え、該並列コイルを構成する各コイルが被検体に発生させる渦電流の電流量と静磁界との積が一定となるように構成する。
また、この発明に係る電磁超音波探触子は、静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、静磁界および渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、コイルは、磁界発生手段と被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、並列コイルを構成する各コイルは、磁界発生手段の中央部を中心として同心状に接続され、各コイルに流れる電流量は、同心状の中心から最外周に向けて大きくなるように構成する。
また、この発明に係る電磁超音波探触子は、静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、静磁界および渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、コイルは、磁界発生手段と被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、並列コイルを構成する各コイルは、磁界発生手段の中央部を中心として同心状に接続され、同心状に接続された各コイルは、それぞれ異なる線径の導線で構成され、該導線の線径は同心状の中心から最外周に向けて大きくなるように構成する。
また、この発明に係る電磁超音波探触子は、静磁界を形成する磁界発生手段と、被検体に渦電流を発生させるコイルとを備え、静磁界および渦電流の相互作用で発生するローレンツ力による超音波の送受信を行う超音波探触子において、コイルは、磁界発生手段と被検体との間に配置された、少なくとも２以上の複数のコイルを並列に接続した並列コイルであり、並列コイルを構成する各コイルは、磁界発生手段の中央部を中心として同心状に接続され、同心状に接続された各コイルは、それぞれ異なる抵抗率の導線で構成され、該導線の抵抗は同心状の中心から最外周に向けて小さくなるように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、励振する超音波の指向性の尖鋭化が可能となり、被検体中の欠陥部の誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による電磁超音波探触子の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による電磁超音波探触子による超音波の発生原理を示す説明図である。
【図３】実施の形態１による電磁超音波探触子により発生する渦電流のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】図４で示したシミュレーションに用いた電磁超音波探触子の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１による電磁超音波探触子により発生するローレンツ力のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】実施の形態２による電磁超音波探触子の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３による電磁超音波探触子の構成を示す図である。
【図８】実施の形態４による電磁超音波探触子の構成を示す図である。
【図９】実施の形態１の電磁超音波探触子を用いた電磁超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電磁超音波探触子の構成を示す図であり、図１（ａ）は電磁超音波探触子を上方から見た図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
電磁超音波探触子（以下、ＥＭＡＴと記す）１０は、コイル１および磁石２で構成されている。コイル１は、少なくとも２個以上の複数のコイルが並列接続されて構成されている。図１（ｂ）に示した例では、コイル１の中心から外側に向けてコイル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆが同心状に接続されている。なお、磁石２の中心は、コイル１の同心状の中心と一致している。各コイル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆは銅などの導線を中心部から渦巻状に巻いたものであり、各コイル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆはそれぞれ線径の異なる導線で構成されている。図１（ｂ）に示した例では、コイル１の中心から外側に向かって導線の線径が大きく（線径：１ａ＜１ｂ＜１ｃ＜１ｄ＜１ｅ＜１ｆ）なるように構成している。磁石２は、永久磁石や電磁石あるいは電磁石などの静磁界を発生させる手段である。
【００１１】
次に、ＥＭＡＴ１０による超音波の送受信原理について説明する。図２は、実施の形態１による電磁超音波探触子の超音波の発生原理を説明する図である。なお図２では、コイル１を構成する複数のコイルの各符号の記載を省略している。また、図２では、ＥＭＡＴ１０による超音波の駆動力としてローレンツ力を用いる構成を示す。
図２に示すように、コイル１に交流電流が流れると、導電性材料からなる被検体３の表層部には、コイル１に流れる電流量に対応した逆極性の渦電流４が生じる。また、磁石２により静磁界５が形成される。これらの渦電流４と静磁界５との相互作用により、被検体３にはローレンツ力６が発生する。ここで、コイル１には交流電流が流れているため、当該コイル１に流れる電流の極性に合せて渦電流４の極性が周期的に変化し、ローレンツ力６の極性も変化する。ローレンツ力６の極性の変化により被検体３が振動し、この振動により超音波が励振され、被検体３中に超音波が伝搬する。
【００１２】
ＥＭＡＴ１０を被検体３の近傍に配置した場合、磁石２により生じる静磁界５は、磁石２の近傍に集中して生じるため、磁石２の近傍の静磁界５の強度は大きいが、磁石２から離れるに従って静磁界５の強度は徐々に小さくなる。よって、磁石２により生じる静磁界５の強度は、磁石２の中心部が最も大きく、磁石２の外側に向けて徐々に小さくなる。
一方、コイル１に交流電流を印加することにより被検体３に生じる渦電流４の電流量は、被検体３の場所によりそれぞれ異なる。これは、図１（ｂ）で示したように各コイル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆの導線の線径に変化を設けているためである。コイル１の中心から外側に向かって導線の線径が大きくなるように構成することにより、コイル１の導線の線径に対応して渦電流４の電流量が被検体３の中心から外側に向けて大きくなる。
【００１３】
このように、磁石２により生じる静磁界５の強度は、磁石２の中心部から外側に向かって小さくなるが、コイル１により生じる渦電流４の電流量は、磁石２の中心から外側に向かって大きくなる。よって、静磁界５と渦電流４の積が一定となるように、各コイル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆの導線の線径を設定することにより、静磁界５と渦電流４との相互作用により発生するローレンツ力６の大きさは、磁石２の中心部である磁界発生部からの距離によらず一定の値をとる。
【００１４】
ローレンツ力６が発生する領域が超音波の励振源となるため、この励振源におけるローレンツ力６を一定に保つことにより被検体３の振動の大きさも一定となり、励振源における超音波は場所による分布を持たない。これにより、実効的に励振源が広くなり、結果として超音波の指向性が尖鋭化される。
【００１５】
続いて、上述したＥＭＡＴ１０を用いたシミュレーション結果を示す。図３は、実施の形態１の電磁超音波探触子を用いた場合に被検体に発生する渦電流の分布のシミュレーション結果を示す図である。なお、シミュレーションは図４に示す２次元平面モデルに対して行った。
図３（ａ）は、図４で示した被検体３のコイル１側の表層面で発生した渦電流の分布を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）における被検体３の中心部から右側部分の渦電流の分布を拡大して示している。図３（ａ），（ｂ）において、横軸は被検体３の位置を示し、被検体３の中心部を原点としている。一方縦軸は、渦電流密度を示している。なお、図３（ａ），（ｂ）では比較のため、従来のＥＭＡＴ、すなわちコイルの導線の線径を同一とした構造を有するＥＭＡＴを用いた場合のシミュレーション結果も合せて示している。実施の形態１のＥＭＡＴ１０によるシミュレーション結果は実線で示し、従来のＥＭＡＴによるシミュレーション結果は点線で示している。
【００１６】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、従来のＥＭＡＴを用いた場合には、被検体３に発生する渦電流４がコイル１の直下においてほぼ一定になっているのに対して、実施の形態１のＥＭＡＴ１０を用いた場合には、被検体３に発生する渦電流４がコイル１の直下においてコイル１の中心から外側に向けて大きくなっていることが確認できる。
【００１７】
図５は、実施の形態１の電磁超音波探触子を用いた場合に被検体に発生するローレンツ力の分布のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは図４に示すモデルに対して行った。
図５（ａ）は被検体３全体のローレンツ力６の分布を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）における被検体３の中心部から右側部分のローレンツ力６の分布を拡大して示している。図５（ａ），（ｂ）において、横軸は被検体３の位置を示し、被検体３の中心部を原点としている。一方縦軸は、ローレンツ力の大きさを示している。なお、図５（ａ），（ｂ）においても、比較のため従来のＥＭＡＴを用いた場合のシミュレーション結果も合せて示している。実施の形態１のＥＭＡＴ１０によるシミュレーション結果は実線で示し、従来のＥＭＡＴによるシミュレーション結果は点線で示している。
【００１８】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、従来のＥＭＡＴの場合には、被検体３に発生するローレンツ力６がコイル１の直下においてコイル１の中心から外側に向けて小さくなっているのに対して、実施の形態１のＥＭＡＴ１０を用いた場合には、被検体３に発生するローレンツ力６がコイル１の直下においてほぼ一定となっていることが確認できる。このように、実施の形態１のＥＭＡＴ１０を用いた場合、被検体３に発生するローレンツ力６がコイル１の直下においてほぼ一定となることから、被検体３に生じる振動の大きさが一定となり、超音波の励振源が場所による分布を持たないことから、励振源が実効的に広くなり、結果として超音波の指向性が尖鋭化される。
【００１９】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、コイル１を構成する複数のコイルの導線の線径が、コイルの中心から外側に向けて大きくなるように構成したので、被検体に発生する渦電流がコイル直下においてコイルの中心から外側に向けて大きくなり、これにより被検体に発生するローレンツ力をコイル直下においてほぼ一定とすることができる。その結果、超音波の励振源が場所による分布を持たず、実効的に励振源が広くなり、超音波の指向性を尖鋭化することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による電磁超音波探触子の構成を示す図であり、図６（ａ）は電磁超音波探触子を上方から見た図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
実施の形態２のＥＭＡＴ２０は、コイル１および磁石２から構成されている。コイル１は、銅などの導線からなる複数のコイルが並列されて構成され、磁石２は永久磁石あるいは電磁石などの静磁界を発生させる手段である点は実施の形態１のＥＭＡＴ１０と同様であるが、コイル１の中心から外側に向けて並列に接続されたコイル１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋの導線の線径を同一とし、導線の抵抗率をそれぞれ異なる値に設定した点で実施の形態１と異なっている。
【００２１】
実施の形態２のＥＭＡＴ２０の基本的動作は、実施の形態１で示したＥＭＡＴ２０の基本的動作と同様であるため、異なる部分についてのみ説明を行う。
ＥＭＡＴ２０のコイル１は、抵抗率ｒの異なるコイル１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋが並列に接続されている。コイル１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋの抵抗率ｒはｒｇ＞ｒｈ＞ｒｉ＞ｒｊ＞ｒｋとの条件を満たすように設定されている。被検体３に発生する渦電流４の電流量は、コイル１の導線の抵抗率ｒに対応してコイル１の中央から外側に向けて大きくなる。
一方、磁石２により発生する静磁界５は実施の形態１と同様に、磁石２の外側に向かって小さくなっていく。よって、静磁界５と渦電流４との積が一定となるように各コイル１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋを構成する導線の抵抗率ｒを決定することにより、静磁界５と渦電流４の相互作用であるローレンツ力６の大きさが磁石２の中心部である磁界発生部からの距離によらず一定の値をとる。
【００２２】
ローレンツ力６が発生する領域が超音波の励振源となるため、この励振源におけるローレンツ力６を一定に保つことにより被検体３の振動の大きさも一定となり、励振源における超音波は場所による分布を持たない。これにより、実効的に励振源が広くなり、結果として超音波の指向性が尖鋭化される。
【００２３】
以上のように、この実施の形態２によれば、コイル１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋを構成する導線の抵抗率ｒをコイル１の中心から外側に向けて小さくなるように構成したので、被検体に発生する渦電流がコイル直下においてコイルの中心から外側に向けて大きくなり、これにより被検体に発生するローレンツ力をコイル直下においてほぼ一定とすることができる。その結果、超音波の励振源が場所による分布を持たず、実効的に励振源が広くなり、超音波の指向性を尖鋭化することができる。
【００２４】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による電磁超音波探触子の構成を示す図であり、図７（ａ）は電磁超音波探触子を上方から見た図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
実施の形態３のＥＭＡＴ３０は、コイル１および磁石２から構成されている。コイル１は、銅などの導線からなる複数のコイルが並列されて構成され、磁石２は永久磁石あるいは電磁石などの静磁界を発生させる手段である点は実施の形態１のＥＭＡＴ１０と同様であるが、コイル１の中心から外側に向けて並列に接続されたコイル１ｌ，１ｍ，１ｎ，１ｏ，１ｐの導線の線径は同一を同一とし、導線の巻き数をそれぞれ異なる値に設定した点で実施の形態１と異なっている。
【００２５】
実施の形態３のＥＭＡＴ３０の基本的動作は、実施の形態１で示したＥＭＡＴ１０の基本的動作と同様であるため、異なる部分についてのみ説明を行う。
ＥＭＡＴ３０のコイル１は、導線の巻き数が異なるコイル１ｌ，１ｍ，１ｎ，１ｏ，１ｐが並列に接続されている。導線の巻き数は、１ｌ＜１ｍ＜１ｎ＜１ｏ＜１ｐとの条件を満たすように設定されている。被検体３に発生する渦電流４の電流量は、コイル１の導線の巻き数に対応してコイル１の中心から外側に向けて大きくなる。
一方、磁石２により発生する静磁界５は実施の形態１と同様に、磁石２の外側に向かって小さい。よって、静磁界５と渦電流４との積が一定となるように各コイル１ｌ，１ｍ，１ｎ，１ｏ，１ｐを構成する導線の巻き数を決定することにより、静磁界５と渦電流４の相互作用であるローレンツ力６の大きさが磁石２の中心部である磁界発生部からの距離によらず一定の値をとる。
【００２６】
ローレンツ力６が発生する領域が超音波の励振源となるため、この励振源におけるローレンツ力６を一定に保つことにより被検体３の振動の大きさも一定となり、励振源における超音波は場所による分布を持たない。これにより、実効的に励振源が広くなり、結果として超音波の指向性が尖鋭化される。
【００２７】
以上のように、この実施の形態３によれば、コイル１ｌ，１ｍ，１ｎ，１ｏ，１ｐを構成する導線の巻き数をコイル１の中心から外側に向けて大きくするように構成したので、被検体３に生じる渦電流がコイル直下においてコイルの中心から外側に向けて大きくなり、これにより被検体に発生するローレンツ力をコイル直下においてほぼ一定とすることができる。その結果、超音波の励振源が場所による分布を持たず、実効的に励振源が広くなり、超音波の指向性を尖鋭化することができる。
【００２８】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４による電磁超音波探触子の構成を示す図であり、図８（ａ）は電磁超音波探触子を上方から見た図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
実施の形態４のＥＭＡＴ４０は、コイル１および磁石２から構成されている。コイル１は、銅などの導線からなる複数のコイルが並列されて構成され、磁石２は永久磁石あるいは電磁石などの静磁界を発生させる手段である点は実施の形態１のＥＭＡＴ１０と同様であるが、コイル１の中心から外側に向けて並列に接続されたコイル１ｑ，１ｒ，１ｓ，１ｔ，１ｕにそれぞれ異なる抵抗値の抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ（以下、総称する場合、抵抗７と記す）が接続されている点で異なっている。
【００２９】
実施の形態４のＥＭＡＴ４０の基本的動作は、実施の形態１で示したＥＭＡＴ１０の基本的動作と同様であるため、異なる部分についてのみ説明を行う。
ＥＭＡＴ４０のコイル１は、抵抗値が異なる抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅが接続されたコイル１ｑ，１ｒ，１ｓ，１ｔ，１ｕが並列に接続されている。抵抗値は、７ａ＞７ｂ＞７ｃ＞７ｄ＞７ｅとの条件を満たすように設定されている。被検体３に発生する渦電流４の電流量は、コイル１に接続された抵抗７の抵抗値に対応してコイル１の中心から外側に向けて大きくなる。
一方、磁石２により発生する静磁界５は実施の形態１と同様に、磁石２の外側に向かって小さい。よって、静磁界５と渦電流４の積が一定となるように、抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅの各抵抗値を決定することにより、静磁界５と渦電流４の相互作用であるローレンツ力６の大きさが磁石２の中心部である次回発生部からの距離によらず一定の値をとる。
【００３０】
ローレンツ力６が発生する領域が超音波の励振源となるため、この励振源におけるローレンツ力６を一定に保つことにより被検体３の振動の大きさも一定となり、励振源における超音波は場所による分布を持たない。これにより、実効的に励振源が広くなり、結果として超音波の指向性が尖鋭化される。
【００３１】
以上のように、この実施の形態４によれば、コイル１ｑ，１ｒ，１ｓ，１ｔ，１ｕそれぞれに接続された抵抗７の抵抗値をコイル１の中心から外側に向けて小さくするように構成したので、被検体３に生じる渦電流がコイル直下においてコイルの中心から外側に向けて大きくなり、これにより被検体３に生じるローレンツ力をコイル直下においてほぼ一定とすることができる。その結果、超音波の励振源が場所による分布を持たず、実効的に励振源が広くなり、超音波の指向性を尖鋭化することができる。
【００３２】
なお、実施の形態１から実施の形態４で示したコイル１の接続数は一例であり、適宜変更可能である。
【００３３】
次に、上述した実施の形態１から実施の形態４で示した電磁超音波探触子を用いて構成した電磁超音波探傷装置について示す。図９は、実施の形態１で示した電磁超音波探触子を備えた電磁超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。なお、図９では、実施の形態１で示したＥＭＡＴ１０を用いて構成する例を示すが、実施の形態２から実施の形態４で示したＥＭＡＴ２０、ＥＭＡＴ３０またはＥＭＡＴ４０に置き換えて構成可能である。
【００３４】
電磁超音波探傷装置１００は、ＥＭＡＴ１０、駆動信号送信部５０および位置情報検出部６０で構成されている。ここで、ＥＭＡＴ１０は、上述した実施の形態１のＥＭＡＴ１０と同様の構成を有している。送信および受信動作を行うＥＭＡＴ１０は、被検体３に対して近接配置され、被検体３中の欠陥部３ａの探傷を行う。ＥＭＡＴ１０を駆動するための任意の駆動信号が、駆動信号送信部５０からＥＭＡＴ１０に入力される。駆動信号がＥＭＡＴ１０に入力されると、ＥＭＡＴ１０が有するコイルにより、被検体３に渦電流４が発生する。また、ＥＭＡＴ１０が有する磁石２により静磁界５が発生する。
【００３５】
この渦電流４と静磁界５の相互作用により、被検体３にはローレンツ力６が発生し、このローレンツ力６により被検体３が振動する。この振動が超音波へと変換され、被検体３中へ伝搬していく。被検体３中を伝搬した超音波は、被検体３の欠陥部３ａにより散乱され、散乱波の一部は再びＥＭＡＴ１０に向けて伝搬してＥＭＡＴ１０に受信される。ＥＭＡＴ１０で受信された超音波は、位置情報検出部６０において信号処理され、欠陥部３ａの位置情報が検出される。
【００３６】
上述のように、実施の形態１から実施の形態４で示したＥＭＡＴ、すなわち超音波の指向性が尖鋭化されたＥＭＡＴを用いて被検体３の欠陥部３ａを探傷する電磁超音波探傷装置１００を構成することにより、探傷したい欠陥部とは異なる位置に存在する傷などの誤検出を抑制した電磁超音波探傷装置を提供することができる。
【００３７】
なお、位置情報検出部６０を設ける構成を示したが、受信した超音波から被検体３の欠陥部３ａを特定可能な構成であれば、適宜変更して構成可能である。
【００３８】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  コイル、２  磁石、３  被検体、３ａ  欠陥部、４  渦電流、５  静磁界、１０，２０，３０，４０  電磁超音波探触子（ＥＭＡＴ）、５０  駆動信号送信部、６０  位置情報検出部、１００  電磁超音波探傷装置。
【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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