(57)【要約】【課題】安価に短時間で材料の厚さおよび応力測定のできる電磁超音波測定装置を提供する。【解決手段】測定対象板の表面で超音波を発生させる。このとき、横波、または、縦波の音速を仮定する（Ｓ１１）。受信した共鳴スペクトルの波形を算出し（Ｓ１２）、まず、板厚を算出する（Ｓ１３）。次に、板厚に基づいて音速を算出する（Ｓ１４）。算出した音速に基づいて、音響複屈折Ｂまたは音速比Ｒを求める。求めた音響複屈折Ｂ、または、音速比Ｒから応力を算出する（Ｓ１５）。その後、求めた板厚および応力を表示部に表示する（Ｓ１６）。【選択図】図１３
2009025093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の板厚と前記材料にかかる応力とを、電磁超音波を用いて同時に測定することを特徴とする、電磁超音波測定装置。
【請求項２】
前記電磁超音波の速度値を仮定して板厚を測定する板厚測定手段と、
前記板厚測定手段で得られた板厚値を用いて前記材料内の音速を求める音速検出手段と、
前記音速検出手段の求めた音速から、前記材料にかかる応力を測定する応力測定手段とを含む、請求項１に記載の電磁超音波測定装置。
【請求項３】
前記電磁超音波は横波または縦波を含み、
前記音速検出手段は、前記電磁超音波の横波または縦波を検出するセンサを含む、請求項２に記載の電磁超音波測定装置。
【請求項４】
前記縦波を検出する縦波検出センサは、相互に分離された送信用センサと受信用センサとを含む、請求項３に記載の電磁超音波測定装置。
【請求項５】
前記送信用センサは、第１極性を有する磁石と、前記第１極性を有する磁石の周囲に巻き付けられたコイルと、前記コイルの外部で前記第１極性の磁石を挟むように設けられた一対の第２極性の磁石とを含む、請求項４に記載の電磁超音波測定装置。
【請求項６】
前記受信用センサは、前記第１極性を有する磁石と、前記第１極性を有する磁石の周囲に巻き付けられたコイルとを含む、請求項５に記載の電磁超音波測定装置。
【請求項７】
材料の板厚と材料にかかる応力とを、電磁超音波を用いて同時に測定することを特徴とする、電磁超音波を用いた板厚および応力の測定方法。
【請求項８】
電磁超音波の速度値を仮定して材料の板厚を測定するステップと、
板厚測定で得られた板厚値を用いて材料内の音速を求めるステップと、
求めた音速から、材料にかかる応力を測定するステップとを含む、請求項７に記載の電磁超音波を用いた板厚および応力の測定方法。
【請求項９】
電磁超音波は横波または縦波を含み、
電磁超音波の横波または縦波をそれぞれ検出するステップを含む、請求項７または８に記載の電磁超音波を用いた板厚および応力の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁超音波測定装置および電磁超音波を用いた板厚および応力の測定方法に関し、特に、電磁超音波共鳴法を用いて鋼構造物の板厚および応力を測定可能な電磁超音波測定測定装置および電磁超音波を用いた板厚および応力の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管の曲げ応力測定を電磁超音波で行う方法が、たとえば、特開平９−２８０９６９号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
特許文献１によれば、管周方向に走査可能な電磁超音波ユニットによって管軸方向に振動する第１横波と管周方向に振動する第２横波を励起し、第１横波と第２横波の管体伝播音速を共鳴法を利用して算出し、第１横波と第２横波の管体伝播音速差の管周方向全域にわたる分布から管にかかる曲げ応力を評価している。
【特許文献１】特開平９−２８０９６９号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の、超音波を用いた管の応力測定は上記のように行われていた。また板厚の測定は、たとえば、超音波厚さ計などを用いて測定していた。このように、従来は、鋼構造物における応力測定や厚さ測定は、それぞれ個別に行われていた。そのため、コストがかかるとともに、測定に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、安価に短時間で材料の厚さおよび応力測定のできる、電磁超音波測定装置および電磁超音波を用いた板厚および応力の測定方法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】
【０００６】
この発明にかかる、電磁超音波測定装置は、材料の板厚と材料にかかる応力とを、電磁超音波を用いて同時に測定する。
【０００７】
好ましくは、電磁超音波測定装置は、電磁超音波の速度値を仮定して板厚を測定する板厚測定手段と、板厚測定手段で得られた板厚値を用いて材料内の音速を求める音速検出手段と、音速検出手段の求めた音速から、材料にかかる応力を測定する応力測定手段とを含む。
【０００８】
さらに好ましくは、電磁超音波は横波または縦波を含み、音速検出手段は、電磁超音波の横波または縦波を検出するそれぞれのセンサを含む。
【０００９】
縦波を検出する縦波検出センサは、相互に分離された送信用センサと受信用センサとを含むのが好ましい。
【００１０】
また、送信用センサは、第１極性を有する磁石と、第１極性を有する磁石の周囲に巻き付けられたコイルと、コイルの外部で第１極性の磁石を挟むように設けられた一対の第２極性の磁石とを含んでもよい。
【００１１】
また、受信用センサは、第１極性を有する磁石と、第１極性を有する磁石の周囲に巻き付けられたコイルとを含むのが好ましい。
【００１２】
この発明の他の局面においては、板厚および応力の測定方法は、材料の板厚と材料にかかる応力とを、電磁超音波を用いて同時に測定することを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、電磁超音波の速度値を仮定して板厚を測定するステップと、板厚測定で得られた板厚値を用いて材料内の音速を求めるステップと、求めた音速から、材料にかかる応力を測定するステップとを含む。
【００１４】
さらに好ましくは、電磁超音波は横波と縦波とを含み、電磁超音波の横波および縦波をそれぞれ検出するステップを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、材料の板厚と材料にかかる応力とを、電磁超音波を用いて同時に測定する。したがって、板厚測定用の測定装置と応力測定用の装置とを個別に用意する必要はない。
【００１６】
その結果、安価に短時間で材料の厚さおよび応力測定のできる電磁超音波測定装置および電磁超音波を用いた測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（１）電磁超音波測定装置の構成
以下、図面を参照して、この発明の一実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施の形態にかかる電磁超音波測定装置の要部を示すブロック図である。電磁超音波測定装置１０は、電磁超音波共鳴法を用いて測定を行う。この電磁超音波共鳴法は、板厚方向に十分な波数を持つバースト波を励起し、超音波位相を刻々と変化させることで励起バースト波と反射波の共鳴状態を誘起させる。ここで使用する超音波としては、横波でも縦波でもよいが、まず、横波を使用する場合について説明する。
【００１８】
図１を参照して、電磁超音波測定装置１０は、測定装置本体１１と、測定装置本体１１に接続された横波用電磁超音波センサ２０とを含む。測定装置本体１１は、電磁超音波センサ２０に接続されたダイプレクサ１２と、ダイプレクサ１２で受信した電磁超音波センサ２０からの信号を増幅する受信用の増幅器１３と、増幅器１３で増幅された信号のスペクトルを演算するスペクトル演算処理部１４と、スペクトル演算処理部１４での演算結果をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器１５と、測定した板厚、および後に説明する、応力を演算する板厚および応力演算処理部１６と、ディスプレイのような表示部１９とを含む。
【００１９】
測定装置本体１１は、さらに、測定用の信号を発生する信号発生器１７と、信号発生器１７で発生された信号を増幅する増幅器１８とを含み、増幅器１８で増幅された測定信号がダイプレクサ１２を介して電磁超音波センサ２０に送られる。なお、板厚および応力演算処理部１６はＣＰＵで構成されている。また、ダイプレクサ１２は、超音波の送受信信号を分離する装置である。横波用電磁超音波センサ２０は、コイルと磁石で構成されている。
【００２０】
次に横波用電磁超音波センサ２０の構成について説明する。電磁超音波センサ２０はコイルと磁石とで構成されており、それらの組合わせ方により種々のモードの超音波を発生させることが可能である。図２（Ａ）は、一般によく知られた横波垂直伝播型の横波検出センサの模式図である。軟鋼などの磁性材料に対しても容易に横波を送受信させることができる。
【００２１】
一方、縦波に関しては、非磁性体であれば問題なく検出可能であるが、磁性材料に対しては、従来、十分な強度の信号を得ることは困難であるといわれてきた。しかしながら、発明者は、種々の検討により、図２（Ｂ）および（Ｃ）に示すような、送信用（図２（Ｃ））、受信用(図２（Ｂ）)の縦波センサに分けた二探触子法を用いることにより、軟鋼のような磁性体における十分な受信信号を確認した。各検出センサの磁石とコイルの特性の一例を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2009025093.tif 000003
【００２３】
図２（Ｂ）および（Ｃ）を参照して、送信用縦波センサは、Ｎ極の磁石と、Ｎ極の磁石の周囲に巻き付けられたコイルと、コイルの外部でＮ極の磁石を挟むように設けられた一対のＳ極の磁石を含む。また、受信用縦波センサは、Ｎ極の磁石と、Ｎ極の磁石の周囲に巻き付けられたコイルとを含む。なお、このＮ極とＳ極とは逆にしてもよい。
【００２４】
次に、超音波として縦波を使用した場合の、磁性体について測定可能な電磁超音波測定装置について説明する。図３は、超音波として縦波を使用した場合の電磁超音波測定装置１０ａの構成を示すブロック図であり、横波を使用した場合の図１に対応する。横波を用いた場合と、縦波を用いた場合とで異なるのは電磁超音波センサだけであり、受信部の受信用増幅器１３から表示部１９までの構成、および、送信部の信号発生器１７および増幅器１８の構成は図１に示した構成と同じであるため、同一部分に同一参照番号を付して、その説明は省略する。図３に示すように、縦波を用いた場合は、電磁超音波センサとして、送信用センサ２１と受信用センサ２２とが分離され、送信用センサ２１は、増幅器１８に接続され、受信用センサ２２は受信用増幅器１３に接続されている。したがって、縦波を用いた場合は、ダイプレクサは不要である。
【００２５】
（２）板厚の測定
次に、板厚の測定方法について説明する。横波を用いた場合も縦波を用いた場合も基本的に同じであるが、ここでは、まず、横波を用いた場合について説明する。図４は図２（Ａ）に示した横波検出センサを用いて、鋼製の板３０を測定する状態を示す図である。図４においては、板３０の上に電磁超音波センサ２０が置かれた状態を示している。ここで、Ｎ，Ｓで示した磁石部分（図中斜線で示した部分）で超音波が発生する。
【００２６】
具体的な板厚測定方法については、後に説明するが、一般に、電磁超音波共鳴法においては、次式（１）が成り立つ。
【００２７】
ｆｎ＝（ｎ×Ｖ）／（２×ｄ）……（１）
ここで、ｆは周波数、Ｖは音速、ｄは板厚、ｎ（≧１）は共鳴次数である。共鳴スペクトルのピーク値はスペクトルデータを最小二乗法により近似して算出し、これを共鳴周波数とする。
【００２８】
横波を用いた場合は、上記のように横波音速Ｖを３２３０ｍ／ｓとして測定した。この場合の結果の一例を図５に示す。図５は、板厚ｄ＝２０ｍｍの板３０を測定した場合の周波数と振幅との関係を示す図である。
【００２９】
測定材料が一定の板厚を有する場合は、板厚に相当する周波数ごとに共鳴スペクトル４１が立っている。このように音速を仮定すれば、板厚は測定可能である。
【００３０】
なお、縦波を用いた場合も基本的に同様である。縦波としては、たとえば、音速として５９００ｍ/ｓと仮定すればよい。
【００３１】
（３）応力測定
次に応力測定の方法について説明する。ここでは、音弾性法を用いて応力の測定を行う。音弾性法とは、超音波の音速が応力に依存して変化する効果を利用し、音速から応力を評価する方法である。一般に、材料の直交異方性の軸と主応力方向が一致する平面応力状態では、以下の式（２）および（３）が成立する。
【００３２】
Ｂ＝（Ｖ１−Ｖ２）／（（Ｖ１＋Ｖ２）／２）＝Ｂ０＋ＣＡ（σ１―σ２）…（２）
Ｒ＝ＶＬ／（（Ｖ１＋Ｖ２）／２）＝Ｒ０＋ＣＲ（σ１＋σ２）…（３）
ここで、Ｖ１およびＶ２は相互に直交する方向の横波の音速であり、ＶＬは縦波の音速であり、Ｂは音響複屈折であり、Ｒは縦波音速と二方向に偏向した横波平均音速との比であり、Ｂ０は組織異方性であり、Ｒ０は無応力時の音速比であり、ＣＡ，ＣＲは音弾性定数である。
【００３３】
発明者は、図２に示した、横波検出センサ、または、開発した縦波検出センサを用い、音弾性特性の基礎検討として弾性域内での引張試験を行った。単軸引張試験に用いた試験片を図６に示す。試験片の圧延方向の長さは５５０ｍｍで、幅は１０８ｍｍであった。材質はＳＳ４００で、引張方向は材料の圧延方向とした。なお、単軸引張であるため、式（２）および（３）のσ２＝０とした。電磁超音波センサ２０は試験片中央に配置し、横波検出センサでは、偏向方向が圧延方向と平行な音速Ｖ１、および垂直な音速Ｖ２の２方向を測定した。縦波の場合では、試験片の表裏に縦波検出センサを配置して二探触子法で行った。各音速測定は、無負荷の状態から約３０ＭＰａごとに弾性域の範囲で行った。共鳴法の測定条件は、バースト波数を２５０サイクル、測定周波数を２．０〜４．０ＭＨｚ、サンプリング数を６００とした。
【００３４】
（４）引張試験片における応力測定実験結果
引張試験により得られた二方向に偏向した横波の音速測定結果を図７に示す。式（１）において板厚を６．００ｍｍとして算出した。圧延方向に偏向した横波音速Ｖ１（図中□で表す）は、応力の増加に伴い減少し、反対にＶ２（図中○で表す）は応力の増加に伴い増えている。一方、縦波音速ＶＬ（図中◇で表す）は、応力に伴い増加傾向にある。各音速値から算出した音響複屈折Ｂおよび音速比Ｒを図８に示す。また、これらの回帰曲線より得られた音弾性定数および各初期値を表２に示す。音響複屈折Ｂおよび音速比Ｒはともに応力に対して直線的に変化し、傾きは音速比のほうがやや大きくなっていた。音弾性法から求めた測定応力値と公称応力値との比較を図９に示す。図中□は横波を示し、■は縦波を示す。図９に示すように、音弾性法による測定結果は、公称応力とよく合っており、横波だけでなく、縦波においても十分な精度で測定可能であることがわかった。したがって、上記した横波検出センサ、または縦波検出センサを用いることで複屈折法、または、音速比法により各主応力σ１、σ２の差および和を求めることができる。すなわち、複屈折法と音速比法の組合わせにより、鉄鋼材料においても各主応力σ１、σ２を求めることができる。
【００３５】
【表２】
2009025093.tif 000004
【００３６】
（５）板厚と応力の同時測定の検討
これまでの検討結果から、電磁超音波共鳴法を用いて板厚および応力（各主応力）が個別に測定できることがわかった。これらの各測定は、音速または板厚が既知の場合での結果であり、実構造物に適用する際には、両方の測定が必要になる。
【００３７】
一般の圧電探触子による板厚測定では、キャリブレーションピースを用いて音速を設定し、適切な校正後、板厚測定を行っている。鋼の横波音速を３２３０ｍ／ｓとしたときの電磁超音波共鳴法による板厚測定誤差を図１０に示す。
【００３８】
図１０は横軸に実際の板厚を、縦軸に各データのサンプリング数を変えて測定した板厚をプロットした図である。各点についての拡大図を矢印で示した部分に表示している。拡大図において、○，●は、サンプリング数が１００の場合のデータを示し、△，▲，▽，▼はそれぞれ、サンプリング数が２００，３００の場合のデータを示す。なお、白色と黒色は二方向に偏向した各横波のデータを示す。図１０を参照して、たとえば、板厚が２０ｍｍ未満であれば、全測定点が±０．１ｍｍ以内に含まれているが、板厚が２０ｍｍ以上になると、サンプリング数が多くないと、測定点のほとんどが±０．１ｍｍ内に存在しなくなることがわかる。すなわち、板厚が大きくなれば、サンプリング数を多くしないと正確な値が求まらない。
【００３９】
なお、バースト波数は各板厚に対して十分な波数とした。板厚が大きくなると、上記した式(１)において、ｄが大きくなるため、ｆｎが小さくなる。その結果、共鳴スペクトルの数が増えるため、薄板と同じサンプリング数では各共鳴スペクトル当たりのデータ数が少なくなり、最小二乗法によってピークを検出する際の誤差が大きくなる。したがって、厚板の場合は、上記したように、測定周波数範囲に対して十分なサンプリング数が必要となる。今回の結果では、３５ｍｍ程度までの厚板に対しては、１ＭＨｚの周波数範囲にサンプリング数が２００あれば、０．１ｍｍ未満の精度を確保することができることがわかった。以上のことから、板厚測定に関しては、高精度な音速は必要とせず、板厚に応じた十分なサンプリング数で測定すれば、横波音速３２３０ｍ／ｓで十分な板厚測定精度が得られることを確認できた。
【００４０】
次に、応力測定における板厚の影響を検討する。応力による各音速値の変化は、図７に示したように、０〜２４０ＭＰａの範囲で５ｍ／ｓ程度である。横波Ｖ２においても、５／３２３０＝０．１５％程度であり、これは、一般の超音波による板厚測定の誤差範囲にすぎない。板厚測定誤差による音速値の変化を確認するために、板厚を実際の値から０．１ｍｍ変えたときの応力による音速値の変化を図１１、および図１２に示す。図１１は横波の場合であり、図１２は縦波の場合である。
【００４１】
図１１（Ａ）は相互に９０度異なる偏向方向における、板厚を変化させた場合の、応力と横波の音速との関係を示す図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）を基に作成した、応力と音響複屈折との関係を示す図である。図１１（Ａ）において、□はＶ１に対応し、○はＶ２に対応する。また、図１１（Ａ）において、板厚６ｍｍの場合を黒で示している。図１１（Ａ）を参照して、板厚が変化すると、各音速の絶対値は変化するものの、横波のそれぞれの偏向方向における傾きは一定であり、かつ、横波の偏向方向における音速差は変化していない。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように、板厚に関係なく各応力における音響複屈折Ｂが得られることがわかる。したがって、予め測定材料ごとに音弾性特性を把握しておけば、板厚測定の影響を受けずに応力測定は可能であると考えられる。
【００４２】
一方、図１２（Ａ）は縦波を用いて板厚を変化させた場合の、応力と音速との関係とを示す図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に基づいて作成した、応力と縦波音速と二方向に偏向した横波平均音速との比Ｒとの関係を示す図である。
【００４３】
図１２を参照して、この場合も、上記と同様に、予め測定材料ごとに音弾性特性を把握しておけば、板厚測定の影響を受けずに音速比法を用いて、応力測定が可能である。
【００４４】
以上から、発明者は、電磁超音波測定装置を用いて板厚測定と応力測定とを同時に行うことができるということを思いついた。以下にその手順について説明する。
【００４５】
（６）板厚測定と応力測定とを同時に行う方法
図１３は、この実施の形態に係る、電磁超音波測定装置１０を用いて、板厚および応力測定を行う動作を説明する図であり、具体的には、板厚および応力演算処理部１６の行う動作を示すフローチャートである。図１３を参照して、まず、信号発生器１７で高周波信号を発生させ、それを増幅器１８で増幅して、横波の場合はダイプレクサ１２を介して電磁超音波センサ２０へ、縦波の場合は直接送信用センサを用いて、高周波電流を流し、測定対象板の表面で超音波を発生させ、そこから板３０に向けて超音波を伝搬させる。このとき、横波であれば音速を、たとえば、３２３０ｍ／ｓと、縦波であれば、たとえば、５９００ｍ／ｓ仮定する（ステップＳ１１、以下、ステップを省略する）。
【００４６】
次に、電磁超音波センサ２０（または、受信用センサ）で板３０からの反射波を受信し、受信した反射波を増幅器１３で増幅し、増幅された反射波をスペクトル演算処理部１４で演算して共鳴スペクトルの波形を算出し（Ｓ１２）、それをＡ／Ｄ変換器１５で変換して、板厚および応力演算処理部１６で、まず、板厚を算出する（Ｓ１３）。
【００４７】
ここでの共鳴条件としては、測定周波数の範囲を１〜５ＭＨｚとし、バースト波数を２５０サイクルとした。また、板厚値は、共鳴法に基づく上記式（１）を変形した次式で求める。
【００４８】
ｄ＝（ｎ×Ｖ）／（２×ｆ）
ここで、各変数は上記のとおりである。
【００４９】
また、このとき、上記したように、板厚に応じた十分なサンプリングを行えば、０．１ｍｍ未満の精度で板厚が求まる。
【００５０】
次に、式（１）に、算出された板厚と共鳴周波数を入力して、横波、または、縦波の音速を高精度に算出する（Ｓ１４）。算出された横波音速と式(２)とに基づいて音響複屈折Ｂを求める。縦波を使用するときには、同様に、音速比Ｒを求める。音響複屈折Ｂ、および、音速比Ｒが求まれば、図１１（Ｂ）および図１２（Ｂ）において矢印で示すように、主応力の差と主応力の和が得られ、部材に生じる各主応力を求めることができる（Ｓ１５）。その後、求めた板厚および応力を表示部１９に表示する（Ｓ１６）。したがって、板厚および応力演算処理部１６は、板厚測定手段、音速検出手段、応力測定手段として機能する。
【００５１】
以上のように、この実施の形態によれば、一つの電磁超音波測定装置を用いて板厚とその板にかかる応力とを測定可能である。その結果、安価なコストで、しかも、短時間で板厚と応力とを測定可能な装置を提供できる。
【００５２】
また、ここでは、電磁超音波を用いたため、一般の圧電素子型超音波センサと異なり、接触媒質は必要とせず、効率的かつ容易に高精度な板厚および応力の測定が可能になる。
【００５３】
次に、縦波用受信センサを用いて縦波を検出したデータについて説明する。図１４は、縦波検出用のセンサによって得られたデータを示す図であり、図５に示した横波で得られたデータに対応する。（Ａ）は、２０ｍｍの板厚を有するアルミニウムにおける検出例であり、（Ｂ）、（Ｃ）は５．６ｍｍの板厚を有する鋼における検出例である。（Ｂ）における図中の点線は、Ｖ＝５９４７ｍ／ｓとして式（１）から算出した５．６ｍｍ板厚に相当する縦波スペクトルの周波数を示す。また（Ｃ）ではＶ＝３２５６ｍ／ｓとして式（１）から算出した５．６ｍｍ板厚に相当する横波スペクトルの周波数を示す。
【００５４】
アルミニウム板においては、図２（Ｃ）に示したセンサを送受信兼用として測定した場合であり、鋼においては、図２（Ｃ）を送信用、図２（Ｂ）を受信用として試験片の表裏に各センサを配置して測定した場合の例である。
【００５５】
（Ａ）を参照して、アルミニウムであれば、容易に縦波スペクトルが得られているのがわかる。
【００５６】
また、鋼の場合においても、（Ｂ），（Ｃ）に示すように、横波スペクトルが存在しているものの縦波スペクトルは明瞭に得られている。したがって、この実施の形態においては、鋼のような磁性体においても、縦波が検出できていることがわかる。
【００５７】
すなわち、この実施の形態においては、縦波用のセンサとして送信用と受信用とに分けたセンサを開発したため、鋼のような磁性材料に対しても板厚と各主応力とを同時に測定可能となった。
【００５８】
なお、上記実施の形態においては、板厚を測定した後で応力を測定する場合について説明したが、これに限らず、板厚を測定しながら、応力を測定するようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態においては、縦波を用いた場合として、磁性材料を用いた場合について説明したが、これに限らず、非磁性体であれば、縦波を検出する場合も、１つの電磁超音波センサを用いて可能である。
【００６０】
また、上記実施の形態においては、電磁超音波共鳴法を用いて板厚の測定を行ったが、これに限らず、単一の探触子で送受信を行うものであれば、シングアラウンド法、パルスオーバーラップ法等の任意の方法を用いて行ってもよい。
【００６１】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の一実施の形態にかかる横波を用いた電磁超音波測定装置の要部を示すブロック図である。
【図２】電磁超音波センサの平面図である。
【図３】縦波を用いた電磁超音波測定装置の要部を示すブロック図である。
【図４】電磁超音波センサを用いて、鋼製の板を測定する状態を示す図である。
【図５】健全な板を測定した場合の共鳴スペクトルを示す図である。
【図６】引張試験片を示す平面図である。
【図７】引張試験により得られた二方向に偏向した横波の音速測定結果を示す図である。
【図８】音響複屈折Ｂおよび音速比Ｒを示す図である。
【図９】音弾性法から求めた測定応力値と公称応力値との比較を示す図である。
【図１０】電磁超音波共鳴法による板厚測定誤差を示す図である。
【図１１】板厚を変化させた場合の、応力と横波の音速との関係、および、応力と音響複屈折との関係を示す図である。
【図１２】縦波を用いて板厚を変化させた場合の、応力と音速との関係、および、応力と縦波音速と二方向に偏向した横波平均音速との比Ｒとの関係を示す図である。
【図１３】電磁超音波測定装置を用いて板厚および応力測定を行う動作を説明するフローチャートである。
【図１４】縦波検出用のセンサによって得られたデータを示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  電磁超音波測定装置、１１  測定装置本体、１２  ダイプレクサ、１３  増幅器、１４  スペクトル演算処理部、１５  Ａ/Ｄ変換器、１６  板厚および応力演算処理部、１７  信号発生器、１８  増幅器、１９  表示部、２０  電磁超音波センサ、２１  送信用センサ、２２  受信用センサ、３０  板。
【図１】
2009025093.tif 000005
【図２】
2009025093.tif 000006
【図３】
2009025093.tif 000007
【図４】
2009025093.tif 000008
【図５】
2009025093.tif 000009
【図６】
2009025093.tif 000010
【図７】
2009025093.tif 000011
【図８】
2009025093.tif 000012
【図９】
2009025093.tif 000013
【図１０】
2009025093.tif 000014
【図１１】
2009025093.tif 000015
【図１２】
2009025093.tif 000016
【図１３】
2009025093.tif 000017
【図１４】
2009025093.tif 000018