が 超音波 波が2つの異なる材料の境界に斜めに当たると、屈折して方向が変わります。これは、入射角と屈折角を2つの媒体における波の速度に関連付けるスネルの法則によって支配されます。[latex]frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2}[/latex]。この原理は、真上からアクセスできない溶接部などの部品を検査するために使用される角度ビーム検査の基本です。

(画像はイメージです)
が 超音波 波が2つの異なる材料の境界に斜めに当たると、屈折して方向が変わります。これは、入射角と屈折角を2つの媒体における波の速度に関連付けるスネルの法則によって支配されます。[latex]frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2}[/latex]。この原理は、真上からアクセスできない溶接部などの部品を検査するために使用される角度ビーム検査の基本です。
スネルの法則は波動物理学の基礎となる法則であり、もともとは光波のために定式化されたものですが、音波にも同様に適用できます。超音波探傷検査では、正面からのアプローチが不可能な場合の検査設計に不可欠です。これは溶接検査で最もよく見られるケースで、溶接キャップがあるため、トランスデューサを直接上に置くことができません。そのため、プラスチック製のくさびに圧電素子を取り付けた角度ビームトランスデューサが使用されます。
式 [latex]frac{sintheta_1}{c_1} = frac{sintheta_2}{c_2}[/latex] は挙動を規定する式であり、[latex]theta_1[/latex] は第 1 媒体 (くさび) における入射角、[latex]c_1[/latex] はくさび内の音速、[latex]theta_2[/latex] は第 2 媒体 (試験片、例えば鋼) における屈折角、[latex]c_2[/latex] は試験片内の音速である。くさびの角度と材質を慎重に選択することで、検査員は試験部品内で正確な所望の角度でせん断波または縦波を発生させ、溶接部を効果的に検査することができる。
この重要な側面の一つはモード変換です。縦波が界面に斜めに当たると、スネルの法則(縦波と横波は速度が異なるため)で予測されるように、屈折縦波と屈折横波の両方が発生し、それぞれ異なる角度になります。技術者は、波長が短い横波の方が小さな欠陥に対する感度が高いため、発生した横波をよく利用します。
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超音波に対するスネルの屈折法則
(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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