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パルスエコー超音波検査

1940
  • Floyd Firestone
実験室で金属パイプのパルスエコー超音波試験を行う技術者。.

(画像はイメージです)

パルスエコー 方法 ほとんどの基礎となる 超音波 試験では、トランスデューサが短く高周波の音波パルスを材料中に発信します。このパルスは境界や欠陥に当たるまで伝わり、エネルギーの一部を反射してエコーとして返します。同じトランスデューサがこのエコーを検出し、その伝搬時間から反射体の深さを計算することで、欠陥の検出と厚さの測定が可能になります。

The pulse-echo technique operates on a simple principle of timing sound waves. A specialized device called a pulser-receiver generates a high-voltage electrical pulse. This pulse is sent to a transducer, which contains a piezoelectric element that vibrates in response, creating a high-frequency ultrasonic wave. This wave propagates through the test material. When it encounters an interface with a different acoustic impedance, such as a crack, void, or the back wall of the material, a portion of the wave’s energy is reflected.

反射波、すなわちエコーはトランスデューサに戻ります。圧電素子はこの戻ってきた音響エネルギーを電気信号に変換します。パルサー・レシーバーの受信部はこの微弱な信号を増幅します。システム内部のクロックは、最初のパルス送信からエコー受信までの正確な経過時間を計測します。これは「飛行時間」(ToF)として知られています。

試験対象の特定の材料における音速([latex]c[/latex])が分かれば、反射体までの距離([latex]d[/latex])は、[latex]d = (c × ToF) / 2[/latex]の式で計算できます。2で割る必要があるのは、測定時間には音が反射体まで往復する時間が含まれているためです。結果は通常、信号振幅を時間に対してプロットしたAスキャンとして画面に表示され、熟練したオペレーターが内部欠陥の位置、サイズ、および向きを特定できます。

UNESCO Nomenclature: 3322
材料科学

タイプ

試験方法

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 水中探知用ソナーの開発
  • ジャック・キュリーとピエール・キュリーによる圧電効果の発見
  • 固体中における音波伝搬の基礎的な理解
  • 製造業およびインフラにおける内部欠陥検出に対する産業界のニーズ

アプリケーション

  • 重要構造物の溶接検査
  • パイプおよびタンクの厚さ測定
  • 臓器の画像診断のための医療用超音波検査
  • 航空宇宙用複合材料の層間剥離検査
  • 石油・ガス産業における腐食マッピング

特許:

  • US2280226

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

パルスエコー超音波検査

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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