(57)【要約】【課題】  本発明は、超音波振動子のスキュー角を較正するための対比試験片を提供する。【解決手段】  較正装置（１０）は、案内面（１６、１８）と、案内面（１６、１８）の第１の側面（２０）上で該案内面（１６、１８）に対して支持された角度ゲージ（１４）とを含む。角度ゲージ（１４）は、案内面（１６、１８）上の超音波振動子（１００）のスキュー角を測定するために調節可能である。角度ゲージ（１４）は、案内面（１６、１８）の全長に沿って摺動可能である。角度ゲージ（１４）は、案内面（１６、１８）と平行に回転可能に支持される。角度ゲージブロック（７０）は、角度ゲージ（１４）を回転可能に支持する。【選択図】      図１
2005114735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子（１００）を較正するための標準試験片（１０）であって、
案内面（１６、１８）と、
前記案内面（１６、１８）の第１の側面（２０）上で該案内面（１６、１８）に対して支持された角度ゲージ（１４）と、
を含み、
前記角度ゲージ（１４）が、前記案内面（１６、１８）上の前記超音波振動子（１００）のスキュー角を測定するために調節可能である、
標準試験片（１０）。
【請求項２】
前記角度ゲージ（１４）が、前記案内面（１６、１８）の全長に沿って摺動可能である、請求項１記載の標準試験片（１０）。
【請求項３】
前記角度ゲージ（１４）が、前記案内面（１６、１８）と平行に回転可能に支持されている、請求項１記載の標準試験片（１０）。
【請求項４】
前記角度ゲージ（１４）を回転可能に支持したゲージブロック（７０）をさらに含む、請求項１記載の標準試験片（１０）。
【請求項５】
前記案内面（１６）の第１の側面（２０）内に形成された第１の較正面（２４）をさらに含み、
前記超音波振動子（１００）が、前記第１の較正面（２４）に超音波を送るように前記案内面（１６）上に載置されている、
請求項１記載の標準試験片（１０）。
【請求項６】
前記案内面（１６）の第１の側面（２０）内に形成された第２の較正面（２６）をさらに含み、
前記超音波振動子（１００）が、前記第２の較正面（２６）に超音波を送るように前記案内面（１６）上に載置されている、
請求項１記載の標準試験片（１０）。
【請求項７】
前記角度ゲージ（１４）が、前記案内面（１６、１８）の第２の側面（２２）上で該案内面（１６、１８）と平行に支持されるように可動である、請求項１記載の標準試験片（１０）。
【請求項８】
前記案内面（１６、１８）の第２の側面（２２）内に形成された較正面（３６、３８、４０）をさらに含み、
前記超音波振動子（１００）が、前記較正面（３６、３８、４０）に超音波を送るように前記案内面（１６、１８）上に載置されている、
請求項７記載の標準試験片（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標準対比試験片に関し、より具体的には、超音波振動子のスキュー角を較正するための対比試験片に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波振動子は、材料に入射する超音波ビームを放射する。超音波ビームは、反射体からエコーとして反射して戻される。エコー応答は、伝播した経路の特性を表すことができる。超音波ビームは、誘導角とスキュー角とをプログラミングすることによって、空間内の所望の点に向けることができる。超音波振動子は、プログラミングされた誘導角とスキュー角とに対応した超音波ビームを放射する。
【０００３】
超音波振動子は、構造体の観察できない内部状態を評価及び検査するために使用される。幾つかの場合では、超音波振動子は、配管の壁厚、溶接の健全性、応力腐食及び／又は割れを評価するために使用される。特に核エネルギー産業では、原子炉の様々な構成部品を評価するために超音波振動子を使用する。石油及び航空宇宙産業のようなその他の産業では、金属割れ、溶接健全性及び金属厚さについて構成部品を検査するために超音波振動子を使用する。
【０００４】
構成部品の検査に先立って、超音波振動子は較正されなくてはならない。較正結果を用いて、適正なビーム角度をプログラミングしかつビームを空間内の所望の点に集束させる。従来型の対比試験片は、誘導角の正確な較正のみを可能にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、超音波振動子を較正するための較正装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本較正装置は、案内面と、案内面の第１の側面上で該案内面に対して支持された角度ゲージとを含む。角度ゲージは、案内面上の超音波振動子のスキュー角を測定するために調節可能である。
【０００７】
１つの形態では、角度ゲージは、案内面の全長に沿って摺動可能である。
【０００８】
別の形態では、角度ゲージは、案内面と平行に回転可能に支持される。ゲージブロックは、角度ゲージを回転可能に支持する。
【０００９】
さらに別の形態では、第１の較正面が、案内面の第１の側面内に形成される。超音波振動子は、第１の較正面に超音波を送るように案内面上に載置される。
【００１０】
さらに別の形態では、第２の較正面が、案内面の第１の側面内に形成される。超音波振動子は、第２の較正面に超音波を送るように案内面上に載置される。
【００１１】
さらに別の形態では、角度ゲージは、案内面の第２の側面上で該案内面と平行に支持されるように可動である。較正面は、案内面の第２の側面内に形成される。超音波振動子は、較正面に超音波を送るように案内面上に載置される。
【００１２】
本発明の更なる応用可能範囲は、以下に記す詳細な説明から明らかになるであろう。以下の詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示してはいるが、単に例示目的のものであって、本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００１３】
本発明は、詳細な説明及び添付の図面から一層完全に理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
好ましい実施形態についての以下の説明は、事実上単に例示的なものに過ぎず、決して本発明、その応用又は用途を限定することを意図するものではない。
【００１５】
次に図１〜図４を参照すると、これらの図は較正装置１０を示している。較正装置１０は、標準試験片１２と該標準試験片に摺動可能に取付けられた角度ゲージ１４とを含む。標準試験片１２は、上部案内面１６、底部案内面１８、前面２０及び背面２２を含む。１つの構成によると、角度ゲージ１４は、溝２１に取付けられて、前面２０を横切って摺動可能である（図１参照）。別の構成によると、角度ゲージ１４は、溝２３に取付けられて、背面２２を横切って摺動可能である（図２参照）。
【００１６】
標準試験片１２はさらに、複数の較正又は反射面を含む。反射面は、形が弓形であって、各々が確定半径を有する。反射面は弓形であるが、対比試験面は各々、検査しようとする構成部品の幾何学的形状に基づいて、その他の形状で形成できることを理解されたい。
【００１７】
第１の反射面２４は、第１の半径（ｒ１）によって定められ、また第２の反射面２６は、第２の半径（ｒ２）によって定められる。上部案内面１６の前縁部２８、底部案内面１８の前縁部３０並びにそれぞれ第１及び第２の反射面２４、２６の縁部３２、３４は、前面２０の境界を定める。第３の反射面３６は、第３の半径（ｒ３）によって定められ、また第４の反射面３８は、第４の半径（ｒ４）によって定められる。第５の反射面４０は、第５の半径（ｒ５）によって定められる。上部案内面１６の後縁部４２、底部案内面１８の後縁部４４並びにそれぞれ第３、第４及び第５の反射面３６、３８、４０の縁部４６、４８、５０は、背面２２の境界を定める。
【００１８】
前面２０に関連して言えば、第１のスクライブ線５２は、第１の半径の中心点を示す。第２のスクライブ線５４は、第２の半径の中心点を示す。第１のインデックス孔５６が、第２の反射面２６に隣接して前面２０内に穿たれる。一連のスクライブ角度線５８が、第１のインデックス孔５６から前縁部２８まで様々な角度で延びる。第１の角度線、第２の角度線及び第３の角度線は各々、垂直方向に対して４０°、５０°及び６０°の角度で延びる。しかしながら、スクライブ角度線５８の特定の角度は、設計要件に従って変更できることが分かるであろう。
【００１９】
背面２２に関連して言えば、第３のスクライブ線６０は、第３の半径の中心点を示し、第４のスクライブ線６２は、第４の半径の中心点を示す。第５のスクライブ線６４は、第５の半径の中心点を示す。第２のインデックス孔６６が、第３の反射面３６に隣接して背面２２内に穿たれる。
【００２０】
次に図５を参照すると、角度ゲージ１４は、それに対してダブテールレール７２と支持体７４とが取付けられるスライドプレート７０を含む。ダブテールレール７２は、スライドプレート７０の溝７６内に嵌め込まれ、固締具７８によって該溝７６内に固定される。支持体７４は、固締具８２によってスライドプレート７０の面８０に隣接して固定される。支持体７４は、穴８４と、スクライブ線８８を有する指示アーム８６とを含む。角度プレート９０が、支持体７４上に回転可能に支持される。ダブテールレール７２の拡がった側は、角度ゲージ１４がそれぞれ前面２０及び背面２２を横切って摺動するのを可能にするように、溝２１、２３のいずれか内に嵌め込まれる。
【００２１】
固締具９２が、皿又はスプリングワッシャ９４と角度プレート９０内に形成された孔９６とを貫通して受けられる。固締具９２は、穴８４内に螺合されて角度プレート９０を支持体７４に固定する。スプリングワッシャ９４は角度プレート９０に対して十分な力を加えて、角度プレート９０が固締具９２の周りで望ましくない回転をするのを防止する。角度プレート９０を回転させたい時には、操作者は、スプリングワッシャ９４の力に抗して上向きの力を加え、角度プレート９０を固締具９２の周りで回転させる。角度プレート９０をそこまで回転させる特定の角度は、線８８を角度プレート９０内にスクライブした角度マーカ９６に整列させることによって決定される。角度プレート９０はさらに、それに対する角度を求めようとする対象物と平行に整列させる位置合わせエッジ９７を含む。
【００２２】
次に図６及び図７を参照しながら較正装置１０の使用法について説明する。超音波振動子１００は、最初に、ビームを空間内の点に集束させるための所望の誘導角（α）及びスキュー角（β）でプログラミングされる。必要とする特定の反射面に応じて、超音波振動子１００を上部又は底部案内面１６、１８の１つ上に設置する。反射面は、構成部品の幾何学的形状に基づいて選択される。例えば、構成部品が２インチの外径を有する管である場合、４インチの半径を有する反射面を選択する。
【００２３】
図６及び図７の例示的な実施形態では、超音波振動子１００は、上部案内面１６上に設置されている。超音波振動子１００のビームは、第２の反射面２６に向かって方向付けられる。所望の増幅応答が得られるまで、超音波振動子１００を、上部案内面１６を横切って摺動させかつ上部案内面１６上の所定の位置で回転させる。所望の振幅応答は、最大振幅応答とすることができる。しかしながら、最大振幅応答よりも小さい振幅応答でも、特定の材料分析には十分である場合があることが分かるであろう。そのような場合には、所望の振幅応答は、充足振幅応答として定められる。一例として、４５°の誘導角の場合、所望の振幅応答は、超音波振動子１００が第２の反射面２６に対して４５°である時に得られる。４５°の場合には、超音波振動子１００は、半径（ｒ２）の中心点つまり第２のスクライブ線５４とほぼ整列することになる。
【００２４】
所望の振幅応答が得られたら、誘導角（α）とスキュー角（β）とが確認される。誘導角は、第１のインデックス孔５６を用いて確認される。インデックス孔は、完全反射体である。その結果、所望の振幅応答は、第１のインデックス孔５６に向けられたビームによって容易に識別される。誘導角は、角度線５８に対して超音波振動子１００の位置を比較することによって確認される。スキュー角は、角度ゲージ１４を超音波振動子１００に整列させることによって確認される。位置合わせエッジ９７が超音波振動子１００に隣接しかつ該超音波振動子１００と平行になるまで、角度プレート９０を回転させる。スキュー角は、線８８が指している特定の角度マーカ９６を目視することによって求められる。
【００２５】
本発明の説明は、事実上単に例示的なものに過ぎず、従って本発明の要点から逸脱しない変更は、本発明の技術的範囲内にあることを意図している。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】較正装置の前面斜視図。
【図２】較正装置の後面斜視図。
【図３】較正装置の前面図。
【図４】較正装置の後面図。
【図５】較正装置の角度ゲージの分解図。
【図６】角度ゲージが除去されかつ超音波振動子がその上に配置された状態の較正装置を示す、図３の前面図。
【図７】超音波振動子に対する角度ゲージの整列を示す、較正装置の平面図。
【符号の説明】
【００２７】
１０  較正装置
１２  標準試験片
１４  角度ゲージ
１６  上部案内面
１８  底部案内面
２０  前面
２１、２３  溝
２２  背面
２４  第１の反射面
２６  第２の反射面
３６  第３の反射面
３８  第４の反射面
４０  第５の反射面
５６  第１のインデックス孔
５８  スクライブ角度線
６６  第２のインデックス孔
７０  角度ゲージブロック
８６  指示アーム
９０  角度プレート
９７  位置合わせエッジ
１００  超音波振動子
α  誘導角
β  スキュー角
【図１】
2005114735.tif 000003
【図２】
2005114735.tif 000004
【図３】
2005114735.tif 000005
【図４】
2005114735.tif 000006
【図５】
2005114735.tif 000007
【図６】
2005114735.tif 000008
【図７】
2005114735.tif 000009