JPS61169759A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
- Publication number
- JPS61169759A JPS61169759A JP60010450A JP1045085A JPS61169759A JP S61169759 A JPS61169759 A JP S61169759A JP 60010450 A JP60010450 A JP 60010450A JP 1045085 A JP1045085 A JP 1045085A JP S61169759 A JPS61169759 A JP S61169759A
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- Japan
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- compressed gas
- defect
- flaw detection
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は超音波探傷装置の改良に関する。
従来、この種の装置には、透過法、インパルス法、共振
法等の各方法があり、いずれも探触子を鋼板等の被検査
体に接触させて超音波を被検査体内部に放射する。そし
て、被検査体内部を透過した超音波あるいは他端面およ
び中間の傷等の欠陥からの反射波を同一の探触子や別途
設けた探触子をにより検出し、反射波の入射タイミング
や強度により欠陥等を検出している。したがって、いず
れの方法を用いるにしても探触子を被検査体に接触しな
ければならず、このため、接触状態を良好にして超音波
の透過を激減を防ぐための油や水等の接触媒質を用いた
カッブラントが介在されている。したがって、カッブラ
ントが使用出来ないあるいは使用してはいけない状況下
では探傷が出来なくなってしまう。これに対して、非接
触方式の１ 超音波探傷法として電磁超音波探傷法があ
り、この探傷法では探触子と被検査体とを非接触状態に
出来るが超音波の送受信の際の変換効率が悪いうえ、探
触子と被検査体との間隔を常に約０．５ｍ＋に保たなけ
ればならず実用に耐えない。
法等の各方法があり、いずれも探触子を鋼板等の被検査
体に接触させて超音波を被検査体内部に放射する。そし
て、被検査体内部を透過した超音波あるいは他端面およ
び中間の傷等の欠陥からの反射波を同一の探触子や別途
設けた探触子をにより検出し、反射波の入射タイミング
や強度により欠陥等を検出している。したがって、いず
れの方法を用いるにしても探触子を被検査体に接触しな
ければならず、このため、接触状態を良好にして超音波
の透過を激減を防ぐための油や水等の接触媒質を用いた
カッブラントが介在されている。したがって、カッブラ
ントが使用出来ないあるいは使用してはいけない状況下
では探傷が出来なくなってしまう。これに対して、非接
触方式の１ 超音波探傷法として電磁超音波探傷法があ
り、この探傷法では探触子と被検査体とを非接触状態に
出来るが超音波の送受信の際の変換効率が悪いうえ、探
触子と被検査体との間隔を常に約０．５ｍ＋に保たなけ
ればならず実用に耐えない。
本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、被接触状態で探触ができる高精度の超
音波探傷装置を提供することにある。
とするところは、被接触状態で探触ができる高精度の超
音波探傷装置を提供することにある。
本発明は、被検査体から離れた位置に置かれた超音波放
出手段から比較的高い圧力でもって超音波を被検査体に
放出し、この超音波の加圧による被検査体表面に発生す
る微小変位を被検査体から離れた位置に置かれた変位検
出手段によりレーザ光を照射して検出し、もってこの微
小変位から欠陥位置検出手段が被検査体内の欠陥位置を
求める超音波探傷装置である。
出手段から比較的高い圧力でもって超音波を被検査体に
放出し、この超音波の加圧による被検査体表面に発生す
る微小変位を被検査体から離れた位置に置かれた変位検
出手段によりレーザ光を照射して検出し、もってこの微
小変位から欠陥位置検出手段が被検査体内の欠陥位置を
求める超音波探傷装置である。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は超音波探傷装置の構成図である。同図にお
いて１は鋼板の溶接部であり、２は溶接部内部の傷等の
欠陥を示している。３は圧搾気体供給用アキュームレー
タであって、これはいわゆるエアースプレーガンの機能
を有し、高圧状態に貯えられている圧縮気体を電磁弁４
を介してを瞬間的に圧搾気体放出口５から放出させるも
のである。これにより、超音波が比較的高い圧力でもっ
て鋼板溶接部１に加わる。ところで、これら圧搾気体供
給用アキュームレータ３、電磁弁４および圧搾気体放出
口５は一体に形成され、鋼板溶接部１から離れた位置つ
まり気体の放出圧力に応じた距離を置いて設置されてい
る。
る。第１図は超音波探傷装置の構成図である。同図にお
いて１は鋼板の溶接部であり、２は溶接部内部の傷等の
欠陥を示している。３は圧搾気体供給用アキュームレー
タであって、これはいわゆるエアースプレーガンの機能
を有し、高圧状態に貯えられている圧縮気体を電磁弁４
を介してを瞬間的に圧搾気体放出口５から放出させるも
のである。これにより、超音波が比較的高い圧力でもっ
て鋼板溶接部１に加わる。ところで、これら圧搾気体供
給用アキュームレータ３、電磁弁４および圧搾気体放出
口５は一体に形成され、鋼板溶接部１から離れた位置つ
まり気体の放出圧力に応じた距離を置いて設置されてい
る。
６は変位検出手段としてのオプティカルアコースティッ
クセンサ（以下、センサと省略する）であって、これは
レーザ光を鋼板溶接部１に照射してその反射光を受け、
この反射レーザ光と照射したレーザ光との干渉を利用し
て鋼板溶接部１表面の微小変位を検出するものである。
クセンサ（以下、センサと省略する）であって、これは
レーザ光を鋼板溶接部１に照射してその反射光を受け、
この反射レーザ光と照射したレーザ光との干渉を利用し
て鋼板溶接部１表面の微小変位を検出するものである。
具体的にはレーザ光発生部６−１と、ビームスプリッタ
６−２と、干渉計６−３と、フォトダイオード６−４と
から構成されている。
６−２と、干渉計６−３と、フォトダイオード６−４と
から構成されている。
〜
７は欠陥位置出力手段としての探傷部であって、これは
超音波の圧縮気体を放出したタイミングとセンサ６によ
る欠陥を示す反射レーザ光の検出タイミングとの時間差
により欠陥の位置を求める機能を持ったものである。具
体的には電磁弁４を開閉制御して開タイミング信号を送
出する電磁弁開閉回路８と、フォトダイオード６−４か
らの反射レーザ光に応じた検出信号に含まれる欠陥に関
連した周波数のみを通過させてこれを増幅するフィルタ
・増幅回路９と、このフィルタ・増幅回路９の出力信号
を欠陥と判定するしきい値と比較するディスクリミネー
タ１０と、開タイミング信号を受けてからディスクリミ
ネータ１０からの出力信号を受けるまでの期間を計数し
て求める時間計測回路１１と、この時間計測回路１１か
らの時間を受けて欠陥の位置を求める出力回路１２とか
ら構成されている。
超音波の圧縮気体を放出したタイミングとセンサ６によ
る欠陥を示す反射レーザ光の検出タイミングとの時間差
により欠陥の位置を求める機能を持ったものである。具
体的には電磁弁４を開閉制御して開タイミング信号を送
出する電磁弁開閉回路８と、フォトダイオード６−４か
らの反射レーザ光に応じた検出信号に含まれる欠陥に関
連した周波数のみを通過させてこれを増幅するフィルタ
・増幅回路９と、このフィルタ・増幅回路９の出力信号
を欠陥と判定するしきい値と比較するディスクリミネー
タ１０と、開タイミング信号を受けてからディスクリミ
ネータ１０からの出力信号を受けるまでの期間を計数し
て求める時間計測回路１１と、この時間計測回路１１か
らの時間を受けて欠陥の位置を求める出力回路１２とか
ら構成されている。
次に上記の如く構成された装置の動作について説明する
。電磁弁開閉回路８から開タイミング信号が電磁弁４に
送出されると電磁弁４は瞬間的に開状態になり、これに
より圧搾気体供給用アキュームレータ３から圧縮気体が
圧搾気体放出口５を通して鋼板溶接部１に放出される。
。電磁弁開閉回路８から開タイミング信号が電磁弁４に
送出されると電磁弁４は瞬間的に開状態になり、これに
より圧搾気体供給用アキュームレータ３から圧縮気体が
圧搾気体放出口５を通して鋼板溶接部１に放出される。
この超音波の圧縮気体が鋼板溶接部１に加わると鋼板溶
接部１内には縦波あるいは横波、表面波が励振される。
接部１内には縦波あるいは横波、表面波が励振される。
ここで、励振される多波について第２図を参照して詳し
く説明する。これら波は超音波の法線Ｎ−Ｎ−となす角
すなわち入射各θｉを変化させることにより縦波あるい
は横波、表面波が発生することになる。つまり、媒質１
内の音速をｖｉ１媒質■内の音速をＶＯとし、溶接部１
内に励振された超音波の屈折各をθ０とすると次式に示
すスネルの法則が成立つ。つまり、 ｖｔｉ ｓｔｎθ１−ｖｏ／ｓｉｎθＯ・・−・−・（
１）である。この第（１）式から例えば媒質工を空気、
媒質■を鋼として、鋼板内の横波の音速ＶＯを３２３０
ｍ５とすると空気内の音速■１は３４０ｍ５であるので
、入射各θｉと屈折各θ０との関係は表に示す如くとな
る。
く説明する。これら波は超音波の法線Ｎ−Ｎ−となす角
すなわち入射各θｉを変化させることにより縦波あるい
は横波、表面波が発生することになる。つまり、媒質１
内の音速をｖｉ１媒質■内の音速をＶＯとし、溶接部１
内に励振された超音波の屈折各をθ０とすると次式に示
すスネルの法則が成立つ。つまり、 ｖｔｉ ｓｔｎθ１−ｖｏ／ｓｉｎθＯ・・−・−・（
１）である。この第（１）式から例えば媒質工を空気、
媒質■を鋼として、鋼板内の横波の音速ＶＯを３２３０
ｍ５とすると空気内の音速■１は３４０ｍ５であるので
、入射各θｉと屈折各θ０との関係は表に示す如くとな
る。
表
この表から入射各θｉが６．０４°になると横波の臨界
角となり溶接部１に表面波のみが励振される。このよう
にして励振された超音波が綱体溶接部１内に発生して欠
陥２にあたって反射すると、この反射波の作用により銅
体溶接部１の表面が振動して微小に変位する。ここで、
センサ６はこの微小変位を検出する。すなわち、レーザ
光発生部６−２に発生したレーザ光はビームスプリッタ
６−２および干渉計６−３を通って銅体溶接部１に照射
される。このレーザ光は銅体溶接部１の表面で反射して
再び干渉計６−３に入射される。この干渉計６−３では
照射したレーザ光と反射されてきたレーザ光との干渉波
が発生しこの干渉波をビームスプリッタ６−２に送る。
角となり溶接部１に表面波のみが励振される。このよう
にして励振された超音波が綱体溶接部１内に発生して欠
陥２にあたって反射すると、この反射波の作用により銅
体溶接部１の表面が振動して微小に変位する。ここで、
センサ６はこの微小変位を検出する。すなわち、レーザ
光発生部６−２に発生したレーザ光はビームスプリッタ
６−２および干渉計６−３を通って銅体溶接部１に照射
される。このレーザ光は銅体溶接部１の表面で反射して
再び干渉計６−３に入射される。この干渉計６−３では
照射したレーザ光と反射されてきたレーザ光との干渉波
が発生しこの干渉波をビームスプリッタ６−２に送る。
これにより干渉波はフォトダイオード６−４により電気
的な検出信号に変換されてフィルタ・増幅回路９に送出
されて欠陥に関連した周波数信号のみ増幅されてディス
クリミネータ１０に送出されて、このディスクリミネー
タ１０により欠陥と判定するしきい値を越えた信号のみ
時間計測回路１１に送出される。
的な検出信号に変換されてフィルタ・増幅回路９に送出
されて欠陥に関連した周波数信号のみ増幅されてディス
クリミネータ１０に送出されて、このディスクリミネー
タ１０により欠陥と判定するしきい値を越えた信号のみ
時間計測回路１１に送出される。
この時間計測回路１１は、電磁弁開閉回路８から開タイ
ミング信号が入力しているので、この開タイミング信号
の入力待からディスクリミネータ１０からの信号が入力
するまでの時間を計測する。
ミング信号が入力しているので、この開タイミング信号
の入力待からディスクリミネータ１０からの信号が入力
するまでの時間を計測する。
そして、計測さＫた時間は出力回路１２に送出され、こ
の出力回路１２により欠陥２の位置に変換されて出力さ
れる。なお、出力回路１２からは、検出信号のピーク値
も出力される。
の出力回路１２により欠陥２の位置に変換されて出力さ
れる。なお、出力回路１２からは、検出信号のピーク値
も出力される。
このように上記一実施例においては、銅体溶接部１から
所望距離離して置いた圧搾気体供給用アキューレータ３
から圧縮気体を銅体溶接部１に加え、このときに発生す
る銅体溶接部１での微小変位を綱体溶接８！１１から所
望距離離して置いたセンサ６からレーザ光を照射してレ
ーザ光の干渉を利用して検出し、もって圧縮気体の加え
たタイミングと干渉波の検出タイミングとの時間差から
欠陥の位置を求める構成としたので、非接触状態で欠陥
等を探傷することができる。つまり、圧縮気体の圧力を
高めることにより圧搾気体放出口５の位置を銅体溶接部
１から１０ａ１以上離すことが可能であり、一方、セン
サ６は光学系レンズを選択交換することにより銅体溶接
部１から１０１１Ｉ１１以上離すことが可能である。こ
れにより、探触子が使用できない状況下であっても、ざ
らに探触子を一定間隔離しておかなくとも探傷試験が出
来る。
所望距離離して置いた圧搾気体供給用アキューレータ３
から圧縮気体を銅体溶接部１に加え、このときに発生す
る銅体溶接部１での微小変位を綱体溶接８！１１から所
望距離離して置いたセンサ６からレーザ光を照射してレ
ーザ光の干渉を利用して検出し、もって圧縮気体の加え
たタイミングと干渉波の検出タイミングとの時間差から
欠陥の位置を求める構成としたので、非接触状態で欠陥
等を探傷することができる。つまり、圧縮気体の圧力を
高めることにより圧搾気体放出口５の位置を銅体溶接部
１から１０ａ１以上離すことが可能であり、一方、セン
サ６は光学系レンズを選択交換することにより銅体溶接
部１から１０１１Ｉ１１以上離すことが可能である。こ
れにより、探触子が使用できない状況下であっても、ざ
らに探触子を一定間隔離しておかなくとも探傷試験が出
来る。
本発明によれば、被検査体から離れた位置に置かれた超
音波放出手段から比較的高い圧力でもって超音波を被検
査体に放出して被検査体表面に発生する微小変位を被検
査体から離れた位置に置かれた変位検出手段により検出
し、この微小変位から欠陥位置検出手段により欠陥位置
を求めるので、非接触状態で探触ができる高精度の超音
波探傷装置を提供できる。
音波放出手段から比較的高い圧力でもって超音波を被検
査体に放出して被検査体表面に発生する微小変位を被検
査体から離れた位置に置かれた変位検出手段により検出
し、この微小変位から欠陥位置検出手段により欠陥位置
を求めるので、非接触状態で探触ができる高精度の超音
波探傷装置を提供できる。
第１図は本発明に係わる超音波探傷装置の一実施例を示
す構成因、第２図は被試験体内での超音波の励振を説明
するための模式図である。 １・・・・・・銅体溶接部、２・・・・・・欠陥、３・
・・・・・圧搾気体供給用アキュームレータ、４・・・
・・・電磁弁、５・・・・・・圧搾気体放出口、６・・
・・・・オプティカル・アコースチック・センサ、７・
・・・・・探傷部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
す構成因、第２図は被試験体内での超音波の励振を説明
するための模式図である。 １・・・・・・銅体溶接部、２・・・・・・欠陥、３・
・・・・・圧搾気体供給用アキュームレータ、４・・・
・・・電磁弁、５・・・・・・圧搾気体放出口、６・・
・・・・オプティカル・アコースチック・センサ、７・
・・・・・探傷部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
Claims (1)
- 被検査体から離れた位置に置かれ比較的高い圧力でもっ
て超音波を前記被検査体に対して放出する超音波放出手
段と、前記被検査体から離れた位置に置かれ前記被検査
体に対してレーザ光を照射して前記超音波の加圧により
発生する前記被検査体表面の微小変位を検出する変位検
出手段と、前記被検査体表面の微小変位により前記被検
査体内の欠陥位置を求める欠陥位置出力手段とを具備し
たことを特徴とする超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60010450A JPS61169759A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60010450A JPS61169759A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61169759A true JPS61169759A (ja) | 1986-07-31 |
Family
ID=11750477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60010450A Pending JPS61169759A (ja) | 1985-01-23 | 1985-01-23 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61169759A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020023861A (ko) * | 2001-12-24 | 2002-03-29 | 장호섭 | 결함 변형 동시 계측용 휴대용 비접촉 비파괴 레이저계측기 |
| JP2015509589A (ja) * | 2012-02-22 | 2015-03-30 | ザ ニュージーランド インスティテュート フォー プラント アンド フード リサーチ リミティド | 物体の特性を判定するシステム及び方法、並びにバルブ |
| US9134279B2 (en) | 2010-08-27 | 2015-09-15 | Hitachi, Ltd. | Internal defect inspection method and apparatus for the same |
| RU205036U1 (ru) * | 2020-12-03 | 2021-06-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский Комплекс Центра Технологического Обеспечения" (ООО "ИК ЦТО") | Роботизированный лазерно-ультразвуковой структуроскоп |
-
1985
- 1985-01-23 JP JP60010450A patent/JPS61169759A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020023861A (ko) * | 2001-12-24 | 2002-03-29 | 장호섭 | 결함 변형 동시 계측용 휴대용 비접촉 비파괴 레이저계측기 |
| US9134279B2 (en) | 2010-08-27 | 2015-09-15 | Hitachi, Ltd. | Internal defect inspection method and apparatus for the same |
| JP2015509589A (ja) * | 2012-02-22 | 2015-03-30 | ザ ニュージーランド インスティテュート フォー プラント アンド フード リサーチ リミティド | 物体の特性を判定するシステム及び方法、並びにバルブ |
| RU205036U1 (ru) * | 2020-12-03 | 2021-06-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский Комплекс Центра Технологического Обеспечения" (ООО "ИК ЦТО") | Роботизированный лазерно-ультразвуковой структуроскоп |
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