(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体材料の被検査体に対向する面に磁極を有していて且つ当該被検査体に磁場を印加する磁石と、前記磁石により磁場が印加された被検査体に渦電流を発生させて当該被検査体内に電磁超音波を生じさせるコイル体とを有する電磁超音波センサにおいて、
前記コイル体は、複数のコイルを前記磁石の磁化方向に垂直となる方向に配備されてなり、
前記複数のコイルは、レーストラック状に巻回されたコイルからなり、水平面内において、中心部から外向きに巻き回された一のコイルと、前記一のコイルの外側において、当該一のコイルを取り囲むように配備された他のコイルを有し、
前記複数のコイルのうち、前記他のコイルにパルス電流を印加し、その後、所定の時間間隔Δｔだけ遅らせ、前記一のコイルにパルス電流を印加することで斜角超音波を発生するように構成されている
ことを特徴とする電磁超音波センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の欠陥検査などを非接触で行なうための電磁超音波センサに関するものであって、特に、被検査体の内部を斜めに伝播する斜角超音波を発生することができる電磁超音波センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材などの被検査体の表面や内部に存在する欠陥の検査方法の一つとして、超音波探傷方法が挙げられる。
超音波探傷に関し、従来の圧電素子による方法では、センサ内で発生した超音波を水や油などの接触媒質を介して被検査体に伝達させていた。これに対して、被検査体に非接触で超音波探傷ができる電磁超音波探触子（ＥＭＡＴ：Electro Magnetic Acoustic Transducer）が知られている。この電磁超音波探触子は、電磁気的な作用を利用して接触媒質を介することなく、直接、被検査体内に超音波を発生させ伝播させることができる。
【０００３】
図１Ａ〜図１Ｃに、一般的な横波発生用の電磁超音波センサ１０１（レーストラック型ＥＭＡＴ）の概略図を示す。レーストラック型ＥＭＡＴは、電流を流す導線を渦巻き状（平面視で矩形の形状）に配備したコイル１０４を有している。レーストラック型ＥＭＡＴの原理は、永久磁石１０２により発生する静磁場と、コイル１０４にパルス電流を流すことにより発生する渦電流との相互作用によりローレンツ力を発生させて、それによって被検査体内に超音波を発生させる。このようなＥＭＡＴにおいては、被検査体と非接触で超音波を伝達させることができるが、受信感度が圧電素子に比べて２桁低くまた電磁気的な作用で超音波の送受信を行なっているため電磁気的なノイズが大きくなるという課題がある。
【０００４】
一方、被検査体内を斜め方向に進む超音波（斜角超音波）を用いて、欠陥の検査を行うこともある。図２Ａ〜図２Ｃに、一般的なメアンダ型ＥＭＡＴ（斜角超音波を発生するＥＭＡＴ）の構成図を示す。このようなメアンダ型ＥＭＡＴとしては、特許文献１に開示されたものがある。
図２Ｂに示す如く、メアンダ型ＥＭＡＴを構成するメアンダコイル１０６は、コイルを構成する導線を櫛形に配置したものであり、櫛型配置であるため隣り合う導線には逆向きの電流が流れることになる。
【０００５】
図２Ｃには、メアンダ型ＥＭＡＴから斜角の超音波発生が発生する原理が示されている。メアンダコイル１０６の隣り合う導線毎の路程差が超音波の半波長と一致（一本飛ばした同じ向きの導線では路程差が波長と一致）するように周波数、入射角を決めることで斜角に超音波が発生する。なお、メアンダコイル１０６の特徴としては導線が対向している向きに並んでいるため、対象に発生する渦電流が互いに打ち消しあうことになるため、発生する超音波の強度が低いという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９５６０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したメアンダ型ＥＭＡＴの課題である「対象に発生する渦電流が互いに打ち消しあうことになるため、発生する超音波の強度が低い」に対して、特許文献１では、コイルが導線としてプリントされた基板を多層に重ねることで、コイルの巻き数を大きくして信号強度の向上を図ろうとしている。
しかしながら、基板を多層に重ね合わせているとはいえ実質は数巻き程度しか巻き数を向上させることができず、超音波の強度向上は僅かなものとなる。また、一般的には欠陥の検出限界サイズは波長の1/2〜1/5程度とされており、探傷において求める検出サイズによって超音波の波長（周波数）を決めることになる。このメアンダコイル１０６による超音波の発生原理においては線間と周波数が決まれば入射角が一意に決まり、また線間と入
射角が決まれば周波数が決まってしまうため、異なる入射角度で一定の周波数にすることは不可能である（同じ周波数にしようとすると、線間距離を変えたメアンダコイル１０６が複数必要である）。
【０００８】
以上述べたように、レーストラック型ＥＭＡＴやメアンダ型ＥＭＡＴには、電磁気的なノイズが大きくなる、発生する超音波の強度が低い等の課題があり、その課題を解決して良好な欠陥探傷を可能とする技術は開発されるに至っていなかった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、同じ周波数で異なる入射角に対応可能な超音波を強い信号高強で発生することが可能な電磁超音波センサ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】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の電磁超音波センサは、強磁性体材料の被検査体に対向する面に磁極を有していて且つ当該被検査体に磁場を印加する磁石と、前記磁石により磁場が印加された被検査体に渦電流を発生させて当該被検査体内に電磁超音波を生じさせるコイル体とを有する電磁超音波センサにおいて、前記コイル体は、複数のコイルを前記磁石の磁化方向に垂直となる方向に配備されてなり、前記複数のコイルは、レーストラック状に巻回されたコイルからなり、水平面内において、中心部から外向きに巻き回された一のコイルと、前記一のコイルの外側において、当該一のコイルを取り囲むように配備された他のコイルを有し、前記複数のコイルのうち、前記他のコイルにパルス電流を印加し、その後、所定の時間間隔Δｔだけ遅らせ、前記一のコイルにパルス電流を印加することで斜角超音波を発生するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電磁超音波センサによれば、同じ周波数で異なる入射角に対応可能な超音波を強い信号高強で発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】電磁超音波センサ（レーストラック型ＥＭＡＴ）の構成を模式的に示した正面図である（図１Ｂ中の破線で囲んだ部分の断面図、従来法）。
【図１Ｂ】電磁超音波センサ（レーストラック型ＥＭＡＴ）の構成を模式的に示した平面図である（従来法）。
【図１Ｃ】レーストラック型ＥＭＡＴを構成するコイルを模式的に示した平面図である（従来法）。
【図２Ａ】メアンダ型ＥＭＡＴを構成するコイルを模式的に示した平面図である（従来法）。
【図２Ｂ】電磁超音波センサ（メアンダ型ＥＭＡＴ）の構成を模式的に示した正面図である（従来法）。
【図２Ｃ】メアンダ型ＥＭＡＴにより、超音波が発生する様子を模式的に示した平面図である（従来法）。
【図３Ａ】第１実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した正面図である（図３Ｂ中の破線で囲んだ部分の断面図）。
【図３Ｂ】第１実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した平面図である。
【図４Ａ】第２実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した正面図である（図４Ｂ中の破線で囲んだ部分の断面図）。。
【図４Ｂ】第２実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した平面図である。
【図５】斜角超音波が発生する様子を模式的に示した図である。
【図６Ａ】シミュレーションに用いた電磁超音波センサにおけるコイルの寸法を示した図である。
【図６Ｂ】斜角超音波の発生をシミュレーションした結果である。
【図７】第３実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した正面図である。
【図８】第４実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した正面図である。
【図９Ａ】第５実施形態にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した平面図である。
【図９Ｂ】第５実施形態の変形例にかかる電磁超音波センサの構成を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る電磁超音波センサについて説明する。
【００１３】
本実施形態の電磁超音波センサ１は、ソレノイド型電磁超音波センサ１であり、横波発生用センサである。
図３Ａに示すように、電磁超音波センサ１は、静磁場発生用の磁石２と、被検査体Ｗの表面内部に渦電流を発生するためのコイル体３（送信コイル）とから構成される。コイル体３は被検査体Ｗの上方空間に配置されている。静磁場発生用の磁石２は、永久磁石乃至は電磁石から構成されており、一方の磁極（Ｓ極）が被検査対象に対面し、他方の磁極（Ｎ極）が被検査対象とは反対側の位置になるように配備されている。すなわち、磁石２は、その磁極が上方と下方を向くように配備され、磁化方向が被検査体Ｗの表面に垂直となっている。
【００１４】
この磁石２の外周面に沿って、縦回り（左右方向を向く軸心回り）に配線が巻回され、コイル体３（ソレノイド型のコイル体）が構成されている。
図３Ｂに示すように、コイル体３は磁石２の水平方向に沿って複数群、本実施形態の場合は、３群（第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃ）が横に並ぶように配備されている。第１のコイル４ａは、磁石２の一方側（図３Ａでの左側）から磁石２の幅方向の１／３程度の位置まで巻き回されるようになっている。第３のコイル４ｃは、磁石２の他方側（図３Ａでの右側）から磁石２の幅方向の１／３程度の位置まで巻き回されるようになっている。第１のコイル４ａと第３のコイル４ｃとに挟まれるように、第２のコイル４ｂが磁石２の幅方向の１／３程度の幅で巻き回されている。第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃの構造、例えば、巻数などは同じとされている。すなわち、複数のソレノイドコイル４ａ〜４ｃが連なるように配置され、コイル体３が形成される。
【００１５】
上記した構成の電磁超音波センサ１を、被検査体Ｗ表面上に配備し、磁石２に巻回されたコイル４にパルス電流を流す。これにより、被検査体Ｗ内に誘起される渦電流と磁界との相互作用により発生するローレンツ力が音源となって被検査体Ｗ内に超音波を発生させる。発生した超音波は被検査体Ｗ内を進み、疵等の内部欠陥により反射され反射波となり、電磁超音波センサ１側へ戻ってくる。なお、図３Ａの丸印の中に点を備えた印は、紙面裏側から紙面表側への電流の流れを示す記号である。丸印の中に×を備えた印は、紙面表側から紙面裏側への電流の流れを示す記号である。
【００１６】
より詳細には、図５に示す如く、各コイル４に流す電流に異なるディレイをかける。すなわち、第１のコイル４ａに電流を印加する時刻に対して、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。更に、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻に対して、第３のコイル４ｃに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。
【００１７】
すると、まず第１のコイル４ａから超音波が発生し、所定時間Δｔだけ遅れて、第２のコイル４ｂから超音波が発生する。その後に、所定時間Δｔだけ遅れて、第３のコイル４ｃから超音波が発生する。図５に示す如く、所定時間毎に遅れた形で発生した超音波の波形は互いに干渉するため、ディレイに応じて発生した超音波の波面が角度を持ち、斜角超音波が生じることとなる。
【００１８】
図６Ａ、図６Ｂには、上記した電磁超音波センサ１から超音波が発射される様子をシミュレーションした結果が示されている。被検査体Ｗは鋼材で、印加するパルス電流の周波
数は3MHz、第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃの各コイルの幅は２ｍｍ、各コイル間の隙間を１．５ｍｍとしている。本来なら電磁超音波の原理では対象内部で超音波が発生するが、ディレイによって超音波の角度を変化させることが可能であることを検証することが目的であるため、シミュレーションでは、対象の上部から圧電素子を介して超音波を入射させている。
【００１９】
第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃの３個のコイル４で、ディレイがない場合（同時刻にパルス電流を印加する場合）では、垂直に超音波が伝播する（図６Ｂの上段の図）。一方で、Δｔ＝0.3μsecだけ遅れて、第１のコイル４ａ、第２のコイル４ｂ、第３のコイル４ｃの順にパルス電流を印加した場合、斜角超音波が発生していることがわかる（図６Ｂの下段の図）。所定時間Δｔの値を可変とすることで、斜角超音波の進行角度を様々に変化させることが可能である。またコイル４の幅やピッチ、巻数を変化させることで発生する超音波の強度や集束の状態を変えることも可能である。定性的には巻数が多くピッチが小さいほうが超音波の波面を制御しやすく所望の波形を得やすいことを、本願出願人は知見している。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る電磁超音波センサについて説明する。第２実施形態に関しては、コイルの構成が第１実施形態と大きく異なっている。
【００２０】
すなわち、図４Ａに示すように、電磁超音波センサ１は、静磁場発生用の磁石２と、被検査体Ｗの表面内部に渦電流を発生するためのコイル体３（送信コイル）とから構成される。具体的には、磁石２は、一方の磁極（Ｓ極）が被検査対象に対面し、他方の磁極（Ｎ極）が被検査対象とは反対側の位置になるように配備されている。
この磁石２の下面側であって被検査体Ｗの上方に、レーストラック状に巻回されたコイル４が磁石２の水平方向に沿って複数群、本実施形態の場合は、３群（第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃ）配備されている。
【００２１】
第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃのそれぞれのコイルに関しては、図４Ｂに示されるように、水平面内で矩形の渦巻き状に巻かれたレーストラック型のコイルとなっている。その上で、第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃが上下方向に一部重なるように、水平方向にズラした形で配備されている。例えば、第１のコイル４ａに対して、コイル４幅の１／５程度水平方向（図例では右側）にズラした形で第２のコイル４ｂが重ねられて配備され、第２のコイル４ｂに対して、コイル４幅の１／５程度水平方向にズラした形で第３のコイル４ｃが重ねられて配備されている。第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃの構造、例えば、巻数などは同じとされている。
【００２２】
上記した構成の電磁超音波センサ１においても、各コイルに流す電流に異なるディレイをかける。すなわち、第１のコイル４ａに電流を印加する時刻に対して、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。更に、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻に対して、第３のコイル４ｃに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。
【００２３】
すると、まず第１のコイル４ａから超音波が発生し、所定時間Δｔだけ遅れて、第２のコイル４ｂから超音波が発生する。その後に、所定時間Δｔだけ遅れて、第３のコイル４ｃから超音波が発生する。図５に示す如く、所定時間毎に遅れた形で発生した超音波の波形は互いに干渉するため、ディレイに応じて発生した超音波の波面が角度を持ち、斜角超音波が生じることとなる。
【００２４】
このように、レーストラック型コイル４を横方向に並列に並べるだけでも、コイル４を複数枚重ねることになるのでリフトオフが大きくなるという難点は存在するものの、斜角超音波を発生することが可能となる。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る電磁超音波センサについて説明する。第３実施形態に関しては、コイルの構成が第１実施形態と大きく異なっている。
【００２５】
すなわち、図７に示すように、電磁超音波センサ１は、静磁場発生用の磁石２と、被検査体Ｗの表面内部に渦電流を発生するためのコイル体３（送信コイル）とから構成される
。具体的には、磁石２は、一方の磁極（Ｓ極）が被検査対象に対面し、他方の磁極（Ｎ極）が被検査対象とは反対側の位置になるように配備されている。
この磁石２の下面側であって被検査体Ｗの上方に、ボビン５に導線が巻回された構造（ソレノイド構造）のコイル体３が配備されている。
【００２６】
ボビン５は長尺の円筒体であり、非磁性体から構成されている。このボビン５は、その軸心が水平方向を向くように、磁石２の下面側であって被検査体Ｗの上方に配備されている。
このボビン５の長手方向に沿って、複数群、本実施形態の場合は、３群（第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃ）配備されている。
【００２７】
第１のコイル４ａは、ボビン５の一方側（図７での左側）からボビン５の長手方向の１／３程度の位置まで巻き回されるようになっている。第３のコイル４ｃは、ボビン５の他方側（図７での右側）からボビン５の長手方向の１／３程度の位置まで巻き回されるようになっている。第１のコイル４ａと第３のコイル４ｃとに挟まれるように、第２のコイル４ｂがボビン５の長手方向の１／３程度の幅で巻き回されている。第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃの構造、例えば、巻数などは同じとされている。
【００２８】
上記した構成の電磁超音波センサ１においても、各コイル４に流す電流に異なるディレイをかける。すなわち、第１のコイル４ａに電流を印加する時刻に対して、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。更に、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻に対して、第３のコイル４ｃに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。
【００２９】
すると、まず第１のコイル４ａから超音波が発生し、所定時間Δｔだけ遅れて、第２のコイル４ｂから超音波が発生する。その後に、所定時間Δｔだけ遅れて、第３のコイル４ｃから超音波が発生する。図５に示す如く、所定時間毎に遅れた形で発生した超音波の波形は互いに干渉するため、ディレイに応じて発生した超音波の波面が角度を持ち、斜角超音波が生じることとなる。
【００３０】
このように、導線を磁石２ではなくボビン５のようなものに立体的に巻くことでコイル体３を形成し、磁石２と分離することも可能である。この場合、磁石２が対象から遠ざかるため信号強度は小さくなるものの、確実に斜角超音波を送出可能である。
また、コイル４ａ〜４ｃはソレノイド型であるため、第２実施形態のレーストラック型のコイルに比べ多層巻きが可能であり、その結果、発生する信号強度を大きなものとすることが可能となる。信号強度を高くすることができるため、リフトオフを大きなものとすることが可能となる。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る電磁超音波センサについて説明する。第４実施形態に関しては、磁石２の配置及びコイル４の配置が第３実施形態と大きく異なっている。
【００３１】
すなわち、図８に示すように、本実施形態の電磁超音波センサ１は、静磁場発生用の磁石２を２つ備えており、水平方向においてこの磁石２に挟まれるように、渦電流を発生するためのコイル体３（送信コイル）が配備されている。
具体的には、２つの磁石２のうち、第１の磁石２は、一方の磁極（Ｓ極）が被検査対象に対面し、他方の磁極（Ｎ極）が被検査対象とは反対側の位置になるように配備されている。第２の磁石２は、Ｎ極が被検査対象に対面し、Ｓ極が被検査対象とは反対側の位置になるように配備されている。
【００３２】
第２の磁石２は、第１の磁石２から水平方向に所定の間隔を空けて配備される。第２の磁石２は第１の磁石２と同じ高さに位置しており、被検査対象からの上下高さは、両磁石２で同じものとされている。
第１の磁石２と第２の磁石２との間には、第３実施形態と同じ構成のコイル４が配備されている。すなわち、コイルは、ボビン５に導線が巻回された構造（ソレノイド構造）とされている。ボビン５は長尺の円筒体であり、非磁性体から構成されている。このボビン５は、その軸心が水平方向を向くように、磁石２の下面側であって被検査体Ｗの上方に配備されている。
【００３３】
このボビン５の長手方向に沿って、複数群、本実施形態の場合は、３群（第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃ）配備されている。
第１のコイル４ａは、ボビン５の一方側（図８での左側）からボビン５の長手方向の１／３程度の位置まで巻き回されるようになっている。第３のコイル４ｃは、ボビン５の他方側（図８での右側）からボビン５の長手方向の１／３程度の位置まで巻き回されるようになっている。第１のコイル４ａと第３のコイル４ｃとに挟まれるように、第２のコイル４ｂがボビン５の長手方向の１／３程度の幅で巻き回されている。第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃの構造、例えば、巻数などは同じとされている。
【００３４】
上記した構成の電磁超音波センサ１においても、各コイル４に流す電流に異なるディレイをかける。すなわち、第１のコイル４ａに電流を印加する時刻に対して、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。更に、第２のコイル４ｂに電流を印加する時刻に対して、第３のコイル４ｃに電流を印加する時刻を所定時間Δｔだけ遅らせるようにする。
【００３５】
すると、まず第１のコイル４ａから超音波が発生し、所定時間Δｔだけ遅れて、第２のコイル４ｂから超音波が発生する。その後に、所定時間Δｔだけ遅れて、第３のコイル４ｃから超音波が発生する。図５に示す如く、所定時間毎に遅れた形で発生した超音波の波形は互いに干渉するため、ディレイに応じて発生した超音波の波面が角度を持ち、斜角超音波が生じることとなる。なお、コイル体３を挟み込むように磁石２が配備されているため、第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃで発生する超音波は、縦波となる。この点が第１実施形態〜第３実施形態とは異なっている。
【００３６】
このように、図８のように磁石２とコイル体３を配置し、水平方向に配備された２つの磁石２を用いることで縦波の発生も可能である。第１のコイル４ａ〜第３のコイル４ｃに対し、パルス電流を時間差をもって印加することで縦波の斜角超音波を発生させることが可能となる。
以上述べたように、本発明の電磁超音波センサ１によれば、同じ周波数で異なる入射角に対応可能な超音波を強い信号高強で発生することができる。すなわち、複数のコイル４ａ〜４ｃに印加するパルス電流を、所定時刻Δｔずつ遅らせることで、斜角超音波の進行角度を可変とすることが可能である。
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係る電磁超音波センサについて説明する。
【００３７】
本実施形態の電磁超音波センサ１は、静磁場発生用の磁石２と、被検査体Ｗの表面内部に渦電流を発生するためのコイル体３（送信コイル）とから構成される。具体的には、磁石２は、一方の磁極（Ｓ極）が被検査対象に対面し、他方の磁極（Ｎ極）が被検査対象とは反対側の位置になるように配備されている。すなわち、磁石２は、その磁極が上方と下方を向くように配備されている。
【００３８】
この磁石２の下面側であって被検査体Ｗの上方に、レーストラック状に巻回されたコイルが配備されている。
図９Ａに示すように、本実施形態のコイル体３は、水平面内において、平面視で矩形形状に巻かれたレーストラック型のコイルであり、中心部から外向きに巻き回された第１のコイル４ａを有している。この第１のコイル４ａの外側には、水平面内において、第１のコイル４ａを取り囲むように平面視で矩形形状に巻かれた第２のコイル４ｂ（レーストラック型のコイル４）が配備されている。
【００３９】
図９Ａの破線で囲まれた部位（図９Ａにおいてコイル体３の左辺の配線）を考えるに、第２実施形態と同様に、複数のコイル４が磁石２の磁化方向に垂直となる方向に配備されるものとなっている。したがって、第２のコイル４ｂ（外側のコイル４）にパルス電流を印加し、その後、所定の時間間隔Δｔだけ遅らせ、第１のコイル４ａ（内側のコイル４）に電流を印加することで、巻回の中心に向かった方向に斜角超音波が発生することとなる。
【００４０】
このような状況は、図９Ａにおけるコイル体３の右辺の配線、コイル４の上辺の配線、コイル４の下辺の配線でも同様となり、全ての辺で、巻回の中心に向かった方向に斜角超
音波が発生することとなる。
本実施形態のコイル４は、第１のコイル４ａと第２のコイル４ｂとが同一平面上に配備されているため、コイルを複数枚重ねることによるリフトオフの変化が無く、均等に斜角超音波を発生することが可能となる。
【００４１】
図９Ｂは、図９Ａの変形例である。すなわち、図９Ｂのコイル体３は、水平面内において、平面視で円形渦巻き状に巻かれたコイルであり、中心部から外向きに巻き回された第１のコイル４ａを有している。この第１のコイル４ａの外側には、水平面内において、第１のコイル４ａを取り囲むように平面視で円形（渦巻き状）に巻かれた第２のコイル４ｂが配備されている。
【００４２】
このようなコイル体３であっても、図９Ａと同様な理論により、巻回の中心に向かった方向に斜角超音波が発生することとなる。特に、巻回の中心から、コイルを形成する配線までの距離が略同じであるため、巻回中心に向かった斜角超音波を均一に発生することが可能となる。
以上まとめれば、本発明の電磁超音波センサ１によれば、複数のコイル４ａ〜４ｃのうち、一方端に配備されているコイル４ａから他方端に配備されているコイル４ｃに向けて順番に電流を印加するとともに、隣り合うコイルに電流を印加するタイミングを所定の時間間隔Δｔだけ遅らせる構成とすることで、時間間隔Δｔを調節することのみで、斜角超音波の進行角度を変化させることが可能となる。この際、斜角超音波の周波数は一定である。加えて、コイル体３を形成する複数のコイル４ａ〜４ｃは、レーストラック型（渦巻き型）やソレノイド型であるため、従来のメアンダコイルに比べ多層巻きが可能であり、発生する信号強度を高強度とすることが可能である。信号強度が強いため、リフトオフも従来型のメアンダコイルに比べ大きくすることが可能となる。
【００４３】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４４】
１      電磁超音波センサ
２      磁石
３      コイル体
４ａ    第１のコイル
４ｂ    第２のコイル
４ｃ    第３のコイル
５      ボビン
【図１Ａ】
0006275031.tif 000002
【図１Ｂ】
0006275031.tif 000003
【図１Ｃ】
0006275031.tif 000004
【図２Ａ】
0006275031.tif 000005
【図２Ｂ】
0006275031.tif 000006
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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