2003 Fiscal Year Annual Research Report

高機能型ラム波用電磁超音波探触子による非破壊評価方法高度化に関する研究

Research Project

Project/Area Number	13650108
Research Institution	Fukuoka Institute of Technology
Principal Investigator	村山理一福岡工業大学, 工学部, 教授 (20330946)
Keywords	ラム波 / 非破壊検査 / 電磁超音波探触子 / 薄板 / 対称モード / 非対称モード / 多波長
Research Abstract	薄板の超音波探傷には定在波の一種であるラム波が広く用いられている。現状は圧電振動子を利用するタイヤ探触子で探傷が実施されているが、接触媒質(油等)が必要な為に発生する課題があり、また探傷能力が不十分であった。この解決法として接触媒質が不要な電磁超音波探触子が研究されているが、従来は駆動条件に関わらず単一モードのラム波しか送受信できなかった。ラム波は横波と縦波の混合波で進行面に対し対称(S)、反対称(A)に振動するモードが存在し、周波数が高くなるにつれて高次モードも発生する。各モードとも横波・縦波の混合比が異なるため面内・面外の振動分布も変わり、傷種・傷位置による反射率が変化する。すなわち傷の状態に影響しない探傷を実現するためには,複数モードを同時、或いは選択的に変更して送受信することが極めて有効である。同様のことはラム波波長が変わった場合も当てはまると考えられる。そこで電磁超音波探触子内のセンサコイルの導線間隔を狭くし、高周波化して複数モードのラム波を同時に或いは選択的に容易に送受信でき、また多波長のラム波を送受信できる電磁超音波探触子を研究開発する。本研究では、まず電磁超音波探触子の駆動力を模倣したラム波発生伝搬挙動プログラムを作成し、各仕様の櫛形センサコイルを用いた場合、どのようなモード・波長のラム波が発生するか検討した。その結果、センサコイルの電極間間隔を短くすると、複数のモードが発生しやすくなり、また多波長のラム波も発生することを確認した。次に、電極間間隔10、5、4、2、1、0.5mmの櫛形センサコイルを試作し、また共鳴条件を0.5MHz、1.0MHz、2.0MHzと変更し、全ての組み合わせについて受信信号波形を評価した。その結果、電極間間隔2mm以下の場合、共鳴条件との組み合わせにより、多波長・多モードラム波の発生条件を確定できた。また確定した各多波長・多モードラム波について、波長毎、モード毎の欠陥検出特性について評価し、各々特有の特性を持っていることを確認した。更に確定したS、Aモードラム波について、送信用電磁超音波探触子のみを鋼板を挟んで両側駆動実験を行った。その結果両側同相駆動ではSモード受信信号強度が最大になり、Aモード受信信号強度が最小になることがわかり、S、Aモード選別の可能性を示すことが出来た。また、確定した条件で、同一モードで波長が異なる場合、或いは波長が同じでモードが異なる場合の傷検出能を評価し、波長の違いは被検査材の板厚の変化に応じた使い分けに有効であり、モードの違いは、傷の大きさの同定に有効であることが確認できた。

Research Products

(4 results)

All Other

All Publications (4 results)

[Publications] R.Murayama, K.Mizutani: "Development of an Electromagnetic Acoustic Transducer with Multi-Wavelength for Lamb wave"Jpn.J.Appl.Phys.. 41(5B). 3534-3538 (2002)
[Publications] R.Murayama, K.Mizutani: "Conventional electromagnetic acoustic transducer development for optimum Lamb wave modes"Ultrasonics. 40(1). 491-495 (2002)
[Publications] R.Murayama, Hirotugu Hashihara, Tomonori Fukushige: "Development of an Electromagnetic Acoustic Transducer that can Alternately Drive the Lamb Wave and Shear Horizontal Plate wave"Jpn.J.Appl.Physpp. 42(5B). 3180-3183 (2003)
[Publications] 村山理一, 中田善之, 脇部康彦, 和田秀樹, 今川幸久, 林知幸: "管波用電磁超音波センサの駆動条件の研究"日本音響学会. 59(12). 699-705 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

高機能型ラム波用電磁超音波探触子による非破壊評価方法高度化に関する研究

Principal Investigator

村山 理一 福岡工業大学, 工学部, 教授 (20330946)

Research Products

[Publications] R.Murayama, K.Mizutani: "Development of an Electromagnetic Acoustic Transducer with Multi-Wavelength for Lamb wave"Jpn.J.Appl.Phys.. 41(5B). 3534-3538 (2002)

[Publications] R.Murayama, K.Mizutani: "Conventional electromagnetic acoustic transducer development for optimum Lamb wave modes"Ultrasonics. 40(1). 491-495 (2002)

[Publications] R.Murayama, Hirotugu Hashihara, Tomonori Fukushige: "Development of an Electromagnetic Acoustic Transducer that can Alternately Drive the Lamb Wave and Shear Horizontal Plate wave"Jpn.J.Appl.Physpp. 42(5B). 3180-3183 (2003)

[Publications] 村山理一, 中田善之, 脇部康彦, 和田秀樹, 今川幸久, 林 知幸: "管波用電磁超音波センサの駆動条件の研究"日本音響学会. 59(12). 699-705 (2003)

村山理一福岡工業大学, 工学部, 教授 (20330946)

[Publications] 村山理一, 中田善之, 脇部康彦, 和田秀樹, 今川幸久, 林知幸: "管波用電磁超音波センサの駆動条件の研究"日本音響学会. 59(12). 699-705 (2003)