ES2742863T3 - Detector de defectos por ultrasonidos - Google Patents
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Abstract
Detector (100) de defectos por ultrasonidos, que comprende: un cabezal (10) de detección de defectos que incluye una sonda que está configurada para transmitir una onda ultrasónica a un objeto (31) para inspección formada por un elemento compuesto; y un mecanismo (90) de soporte dispuesto de tal modo que el mecanismo de soporte entra en contacto con una superficie inferior del objeto para inspección, estando configurado el mecanismo de soporte para soportar el objeto para inspección, caracterizado por que el cabezal (10) de detección de defectos está configurado para recibir la onda ultrasónica que se ha reflejado sobre el objeto (31) para inspección, en el que el detector (100) de defectos por ultrasonidos comprende un mecanismo (40) de desplazamiento que está configurado para hacer que el cabezal (10) de detección de defectos realice el escaneo, y por que el mecanismo (90) de soporte está configurado para entrar en contacto con el objeto (31) para inspección y está dispuesto en una zona en la que se realiza la inspección para la detección de defectos y el mecanismo (90) de soporte incluye: una base (92); y una serie de partes (91) que sobresalen dispuestas en posición vertical sobre la base y están configuradas de modo que los extremos distales de las respectivas partes que sobresalen entran en contacto con la superficie inferior del objeto para inspección en una zona que está sometida a la detección de defectos por la sonda, y en el que un número total de las partes (91) que sobresalen, una densidad de la disposición de las partes (91) que sobresalen y una zona de los extremos distales de las partes (91) que sobresalen se establecen de modo que, sobre una zona del objeto (31) para inspección, la zona con la que está en contacto el mecanismo (90) de soporte cuando el detector (100) de defectos por ultrasonidos realiza la inspección para la detección de defectos por ultrasonidos del objeto (31) para inspección, la variación de la magnitud de la onda ultrasónica que se ha reflejado desde la superficie posterior del objeto (31) para inspección en una posición en la que el mecanismo (90) de soporte está en contacto con el objeto (31) para inspección y que es recibida por la sonda está dentro del intervalo de variación del ruido del material.
Description
DESCRIPCIÓN
Detector de defectos por ultrasonidos
Sector técnico
La presente invención se refiere a un detector de defectos por ultrasonidos y, concretamente, se refiere a un detector de defectos por ultrasonidos que realiza la inspección de un componente compuesto.
Estado de la técnica anterior
La inspección de defectos de un componente compuesto se realiza con el uso de un detector de defectos por ultrasonidos mediante un procedimiento de transmisión o un procedimiento de reflexión. La inspección mediante el procedimiento de transmisión se realiza de la siguiente manera: recibir una onda ultrasónica que se ha transmitido a través de un componente compuesto; y determinar, basándose en la energía de la onda ultrasónica recibida, si el componente compuesto tiene o no un defecto. Por otra parte, la inspección mediante el procedimiento de reflexión se realiza de la siguiente manera: recibir una onda ultrasónica que ha sido reflejada por el componente compuesto; y determinar, basándose en la energía de la onda ultrasónica recibida, si el componente compuesto tiene o no un defecto.
Entre dichos detectores de defectos por ultrasonidos, se conoce un detector de defectos por ultrasonidos que está destinado a inspeccionar una serie de objetos para inspección (componentes compuestos) (véase el documento de Patente 1, por ejemplo). El detector de defectos por ultrasonidos dado a conocer en el documento de Patente 1 incluye una serie de palés. Los objetos para inspección están dispuestos en los respectivos palés. Los objetos para inspección están soportados por una serie de alambres dispuestos en los palés. Al transportar los palés, se reduce el tiempo de trabajo requerido para la inspección para la detección de defectos de la serie de objetos para inspección.
Lista de referencia
Documentos de patente
Documento de Patente 1: publicación de la solicitud de Patente japonesa abierta a inspección n° 2011 -99810 Características de la invención
Problema técnico
No obstante, en el detector de defectos por ultrasonidos dado a conocer en el documento de Patente 1, se utilizan alambres metálicos. En consecuencia, en las partes de los objetos para inspección (componentes compuestos), las partes que están en contacto con los alambres, la reflectancia de la onda ultrasónica cambia debido a los alambres. Esto puede dar lugar a una inspección imprecisa.
Además, para realizar una inspección precisa, es necesario desplazar estas partes de los objetos para inspección de los alambres en contacto y volver a realizar la inspección para la detección de defectos en estas partes. Así pues, existe un problema en el que la inspección para la detección de defectos requiere mucho tiempo.
Asimismo, dado que los objetos para inspección están soportados por los alambres, en el caso en que un cabezal para detección de defectos escanee cada objeto para inspección de modo que entre en contacto con el objeto para inspección (es decir, de modo que presione sobre el objeto para inspección), si los alambres contiguos están separados entre sí una distancia grande, el objeto para inspección se puede doblar o deformar y, por tanto, la distancia entre el objeto para inspección y una sonda no puede mantenerse constante. Esto puede dar lugar a una inspección imprecisa.
La presente invención soluciona los problemas convencionales anteriores. Un objetivo de la presente invención es dar a conocer un detector de defectos por ultrasonidos que realiza la inspección para la detección de defectos de un objeto para inspección mientras soporta el objeto para inspección mediante un mecanismo de soporte y que es capaz de reducir un aumento o disminución en la reflectancia de una onda ultrasónica debido al mecanismo de soporte, reduciendo el tiempo de trabajo de la inspección del objeto para inspección y realizar la inspección del objeto para inspección de forma precisa.
La Patente JP 2013-007686 A da a conocer un aparato de inspección de prueba que tiene un aparato de excitación por vibración en la parte superior de los transportadores que transportan el objeto a examinar y que está sostenido por un soporte de apoyo en un nivel más alto que el nivel de los transportadores durante la prueba, en el que un aparato de detección de señales está dispuesto debajo de los transportadores en una posición central orientada al aparato de excitación por vibración.
La Patente US 4,848,159 A da a conocer una técnica de inspección por ultrasonidos que comprende una serie de transductores dispuestos en cuerpos envolventes de transporte de transductores, siendo mejorada la técnica en concreto para ubicar y dimensionar los defectos en la zona del radio y áreas adyacentes de una estructura laminada. La Patente EP 0289207 A da a conocer un conjunto de cabezal de transductor ultrasónico de contacto que incluye un cuerpo envolvente estacionario diseñado para ser instalado en un operador manipulado a distancia.
La Patente JP-H-0620793 A se refiere asimismo a la medición de objetos que incluye la medición de inspección por ultrasonidos.
Solución al problema
Para solucionar los problemas convencionales anteriormente descritos, un detector de defectos por ultrasonidos según la presente invención tiene las características de la reivindicación 1. Incluye: un cabezal de detección de defectos que incluye una sonda que transmite una onda ultrasónica a un objeto para inspección formado por un elemento compuesto y recibe la onda ultrasónica que se ha reflejado sobre el objeto para inspección; un mecanismo de desplazamiento que hace que el cabezal de detección de defectos realice un escaneo; y un mecanismo de soporte dispuesto de tal modo que el mecanismo de soporte entra en contacto con una superficie inferior del objeto para inspección, soportando el mecanismo de soporte el objeto para inspección. El mecanismo de soporte está configurado para entrar en contacto con el objeto para inspección sobre un área predeterminada, de modo que una forma de onda de la onda ultrasónica que se ha reflejado en una posición en la que el mecanismo de soporte está en contacto con el objeto para inspección y que ha sido recibida por la sonda está dentro del nivel de ruido.
Esta configuración hace posible, mientras se soporta mediante el mecanismo de soporte el objeto para inspección formado por el elemento compuesto, reducir un aumento o una disminución en la reflectancia de la onda ultrasónica debido al mecanismo de soporte y realizar la inspección del objeto para inspección de forma precisa.
Efectos ventajosos de la invención
El detector de defectos por ultrasonidos según la presente invención hace posible, mientras soporta mediante el mecanismo de soporte el objeto para inspección formado por el elemento compuesto, reducir un aumento o una disminución de la reflectancia de la onda ultrasónica debido al mecanismo de soporte, reducir el tiempo de trabajo de la inspección del objeto para inspección, y realizar la inspección de forma precisa.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una configuración esquemática de un detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1.
La figura 2 es un diagrama esquemático que muestra una configuración esquemática del detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1.
La figura 3 es una vista, en sección, de un mecanismo de soporte del detector de defectos por ultrasonidos tomada a lo largo de la línea A-A mostrada en la figura 2.
La figura 4 es un gráfico que muestra un ejemplo de los resultados de detección de defectos por ultrasonidos de un objeto para inspección formado por un elemento compuesto.
Descripción de las realizaciones
(Principales hallazgos)
Los inventores de la presente invención llevaron a cabo estudios diligentes con el objetivo de realizar la inspección para detección de defectos por ultrasonidos de un objeto para inspección formado por un elemento compuesto de una manera más simple que en la técnica convencional. Como resultado de los estudios, los inventores han obtenido los siguientes hallazgos. Concretamente, una sonda está configurada para transmitir/recibir una onda ultrasónica en un alcance (área) predeterminado. Un objeto para inspección formado por un elemento compuesto tiene una estructura interna no uniforme. Por esta razón, la sonda recibe no solo la onda ultrasónica que se ha reflejado en la superficie frontal del objeto para inspección y la onda ultrasónica que se ha reflejado en la superficie posterior del objeto para inspección sino también el ruido del material, es decir, la onda ultrasónica que se ha reflejado en los componentes internos del objeto para inspección.
Mientras tanto, un aparato de inspección para detección de defectos por ultrasonidos recibe ruido eléctrico desde diversas partes internas, tal como desde el interior de sus dispositivos o desde los cables de la sonda.
Entonces, tal como se muestra en la figura 4, la onda ultrasónica que se ha reflejado en los componentes internos del objeto para inspección (es decir, el ruido del material) y el ruido que ha ocurrido en el interior del aparato (es decir, el ruido eléctrico) se combinan entre sí y aparecen como una pequeña forma de onda (ruido). Por esta razón, la onda ultrasónica que se ha reflejado en la superficie posterior del objeto para inspección y que se ha recibido mediante la sonda varía dependiendo del ruido. Cabe destacar que el ruido en este documento es, tal como se muestra en la figura 4, una forma de onda (de la onda ultrasónica) que es, en un caso en el que existe un defecto en el interior del objeto para inspección, suficientemente menor que la magnitud (forma de onda) de la onda ultrasónica que se ha reflejado en el defecto, es decir, una forma de onda de tal nivel que la inspección se puede realizar con una proporción SN (proporción señal-ruido) suficientemente elevada.
En vista de lo anterior, los inventores de la presente invención han descubierto que si la reflectancia de la onda ultrasónica, que aumenta o disminuye debido al mecanismo de soporte que soporta el objeto para inspección, está en una proporción que se encuentra dentro del intervalo de la variación del ruido, es decir, la reflectancia de nivel de ruido, entonces la proporción SN se mantiene dentro de un intervalo tal que la inspección no se verá obstaculizada, e incluso si la inspección del objeto para inspección se realiza en una situación en la que el objeto para inspección está soportado por el mecanismo de soporte, la inspección no se verá obstaculizada. Basándose en estos hallazgos, los inventores han llegado a la presente invención. En otras palabras, los inventores han descubierto que se puede evitar este impedimento en la inspección del objeto para inspección al eliminar el ruido debido al mecanismo de soporte en partes del objeto para inspección que están soportadas por el mecanismo de soporte en un grado que es sustancialmente el mismo grado que la variación de la onda ultrasónica que se ha transmitido a través del interior del objeto para inspección y que ha alcanzado la superficie posterior del objeto para inspección y, por tanto, los inventores han llegado a la presente invención.
Cabe señalar que dado que el ruido eléctrico puede ser eliminado casi totalmente al tomar ciertas medidas en el aparato de inspección para la detección de defectos por ultrasonidos, se puede tratar el ruido anteriormente mencionado como el ruido del material.
A continuación, se describen las realizaciones preferentes de la presente invención con referencia a los dibujos. En los dibujos, los componentes iguales o correspondientes son indicados mediante los mismos signos de referencia y se evita repetir las mismas descripciones. En los dibujos, solo se muestran los componentes necesarios para describir la presente invención, y los demás componentes pueden omitirse. Además, la presente invención no está limitada a las realizaciones descritas a continuación.
(Realización 1)
Un detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1 incluye: un cabezal para la detección de defectos que incluye una sonda que transmite una onda ultrasónica a un objeto para inspección formado por un elemento compuesto y recibe la onda ultrasónica que se ha reflejado en el objeto para inspección; un mecanismo de desplazamiento que hace que el cabezal para la detección de defectos realice el escaneo; y un mecanismo de soporte dispuesto de tal modo que el mecanismo de soporte entra en contacto con una superficie inferior del objeto para inspección, soportando el mecanismo de soporte el objeto para inspección. El mecanismo de soporte está configurado para entrar en contacto con el objeto para inspección sobre un área predeterminada, de modo que una forma de onda de la onda ultrasónica que se ha reflejado en una posición en la que el mecanismo de soporte está en contacto con el objeto para inspección y que es recibida por la sonda está dentro de un nivel de ruido.
Esta configuración hace posible, mientras se soporta el objeto para inspección formado por el elemento compuesto mediante el mecanismo de soporte, reducir un aumento o disminución de la reflectancia de la onda ultrasónica debido al mecanismo de soporte y realizar la inspección del objeto para inspección de forma precisa.
En el detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1, el mecanismo de soporte incluye: una base; y una serie de partes que sobresalen dispuestas en posición vertical sobre la base y configuradas de modo que los extremos distales de las partes sobresalientes respectivas entran en contacto con la superficie inferior del objeto para inspección.
En el detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1, cada uno de los extremos distales de las partes que sobresalen puede tener una forma cónica.
En el detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1, el mecanismo de soporte puede incluir, además, una parte giratoria que provoca una situación en la que las partes que sobresalen cambian entre una situación de posición vertical en la que las partes que sobresalen están en posición vertical y una situación acostada en la que las partes que sobresalen están acostadas.
El detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1 puede incluir, además, un mecanismo de retención que retiene el objeto para inspección.
En el detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1, el mecanismo de retención puede incluir un par de
elementos de brazo y puede estar configurado para retener el objeto para inspección intercalando, mediante el par de elementos de brazo, ambos extremos del objeto para inspección que no están sometidos al escaneo.
En adelante, se describe en detalle con referencia a los dibujos un ejemplo del detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1.
[Configuración del detector de defectos por ultrasonidos]
La figura 1 y la figura 2 son diagramas esquemáticos que muestran cada uno una configuración esquemática del detector de defectos por ultrasonidos según la realización 1. La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una vista superior del detector de defectos por ultrasonidos, y la figura 2 es un diagrama esquemático que muestra una vista frontal del detector de defectos por ultrasonidos. La figura 3 es una vista, en sección, de un mecanismo de soporte del detector de defectos por ultrasonidos tomada a lo largo de la línea A-A mostrada en la figura 2.
Cabe destacar que, en la figura 1, la dirección frontal-posterior y la dirección derecha-izquierda del detector de defectos por ultrasonidos son la dirección frontal-posterior y la dirección derecha-izquierda mostrada en la figura 1. De manera similar, en la figura 2, la dirección arriba-abajo y la dirección frontal-posterior del detector de defectos por ultrasonidos son la dirección arriba-abajo y la dirección derecha-izquierda mostradas en la figura 2. La figura 2 muestra la configuración interna de un recipiente para el propósito de mostrar la forma de cada dispositivo dispuesto en el interior del recipiente. En la figura 3, el detector de defectos por ultrasonidos se omite parcialmente, y se indica mediante líneas de trazo y punto una situación en la que las partes que sobresalen están acostadas.
Tal como se muestra en la figura 1 y en la figura 2, un detector 100 de defectos por ultrasonidos según la realización 1 incluye: un cabezal 10 de detección de defectos que incluye un sensor (una sonda) que inspecciona un objeto 31 para inspección; un mecanismo 40 de desplazamiento; un controlador 50; un recipiente 60; y un mecanismo 90 de soporte.
Concretamente, el recipiente 60 tiene forma de un paralelepípedo rectangular, y está dispuesto de modo que la dirección longitudinal del recipiente 60 coincide con la dirección derecha-izquierda. La parte superior del recipiente 60 es abierta. El objeto 31 para inspección y el mecanismo 90 de soporte están dispuestos en el espacio interior del recipiente 60. El cabezal 10 de detección de defectos está retenido por el mecanismo 40 de desplazamiento, y el mecanismo 40 de desplazamiento está configurado para hacer que el cabezal 10 de detección de defectos escanee el objeto 31 para inspección.
En el espacio interior del recipiente 60 se almacena agua, y el objeto 31 para inspección está soportado por el mecanismo 90 de soporte. El objeto 31 para inspección del presente documento es largo en la dirección derechaizquierda y tiene una sección transversal en forma de U. El objeto 31 para inspección está dispuesto de modo que su parte curvada está posicionada hacia arriba (véase la figura 2).
Aunque la realización 1 adopta una configuración en la que el agua está almacenada en el espacio interior del recipiente 60, la configuración no está limitada a esto. Alternativamente, se puede adoptar una configuración en la que no se almacena agua en el espacio interior del recipiente 60, es decir, una configuración en la que el espacio interior del recipiente 60 está lleno de aire. Asimismo, en la realización 1, el objeto 31 para inspección puede ser, por ejemplo, un componente de aeronave que está formado por elementos compuestos. La forma de la sección transversal del objeto 31 para inspección no está limitada a la forma de U, sino que puede ser cualquier forma de entre varias formas, incluyendo la forma de T, forma de I, forma de L, etc.
Una muestra estándar 21 de calibración está dispuesta en el extremo del lado derecho del recipiente 60. Se forman defectos artificiales 22 necesarios para realizar la calibración del cabezal 10 de detección de defectos en la muestra estándar 21 de calibración. Aunque en la realización 1, la muestra estándar 21 de calibración está dispuesta en el extremo del lado derecho del recipiente 60, la posición en la que está dispuesta la muestra estándar 21 de calibración no se limita a esto. Alternativamente, la muestra estándar 21 de calibración puede estar dispuesta en el extremo del lado izquierdo del recipiente 60 o puede estar dispuesta en una posición superior en el recipiente 60. Además, alternativamente, las muestras estándar 21 de calibración pueden estar dispuestas en ambos extremos del recipiente 60 en la dirección derecha-izquierda, respectivamente.
En la parte frontal y posterior del recipiente 60, se disponen, respectivamente, un elemento 43A de guía y un elemento 43B de guía. El elemento 43A de guía y el elemento 43B de guía están formados para extenderse en la dirección longitudinal del recipiente 60 (es decir, en la dirección derecha-izquierda). Concretamente, el elemento 43A de guía y el elemento 43B de guía están dispuestos de modo que, cuando se observan en la dirección arriba-abajo del detector 100 de defectos por ultrasonidos, el elemento 43A de guía y el elemento 43B de guía están paralelos el uno respecto al otro con el recipiente 60 situado entre ellos.
El mecanismo 40 de desplazamiento está situado en el elemento 43A de guía y el elemento 43B de guía, y está configurado para desplazarse en la dirección derecha-izquierda a lo largo del elemento 43A de guía y el elemento 43B de guía.
El detector 100 de defectos por ultrasonidos según la realización 1 incluye un mecanismo 70 de retención para retener el objeto 31 para inspección durante la detección de defectos. El mecanismo 70 de retención está dispuesto en el espacio interior del recipiente 60.
El mecanismo 70 de retención incluye pares de elementos 71A y 71B de brazo (en este ejemplo, cuatro pares de elementos 71A y 71B de brazo). El mecanismo 70 de retención retiene el objeto 31 para inspección intercalando partes del objeto 31 para inspección con el uso de los elementos 71A y 71B de brazo, no estando sometidas las partes al escaneo por el cabezal 10 de detección de defectos (en este ejemplo, las partes son ambos extremos del objeto 31 para inspección (concretamente, ambos extremos en la dirección frontal-posterior (dirección de anchura)). A continuación, los dispositivos que forman el detector 100 defectos por ultrasonidos según la realización 1 se describen en detalle adicionalmente con referencia a las figuras 1 a 3.
[Configuración del mecanismo de desplazamiento]
Tal como se muestra en la figura 1 y la figura 2, el mecanismo 40 de desplazamiento incluye una parte 41 de desplazamiento y una parte 42 de pórtico, y está dispuesto en el extremo del lado derecho del detector 100 de defectos por ultrasonidos. El mecanismo 40 de desplazamiento incluye dispositivos de accionamiento conocidos, tales como motores, engranajes, pistones o cilindros. El mecanismo 40 de desplazamiento está configurado para hacer que, mediante el uso de los dispositivos de accionamiento, el cabezal 10 de detección de defectos se desplace y/o gire en las direcciones frontal-posterior, derecha-izquierda y arriba-abajo. Es decir, el mecanismo 40 de desplazamiento está configurado para hacer que el cabezal 10 de detección de defectos se mueva triaxialmente y/o gire triaxialmente. Cabe destacar que los dispositivos de accionamiento del mecanismo 40 de desplazamiento pueden tener cualquier forma, siempre que los dispositivos de accionamiento hagan que el cabezal 10 de detección de defectos se desplace y/o gire en las direcciones frontal-posterior, derecha-izquierda y arriba-abajo.
La parte 42 de pórtico tiene forma de arco, de modo que la parte 42 de pórtico se extiende sobre el recipiente 60 cuando se observa en la dirección derecha-izquierda. Concretamente, la parte 42 de pórtico incluye un par de partes de pata dispuestas en posición vertical en la parte frontal y posterior del recipiente 60 y una parte de puente que conecta entre los extremos superiores de las partes de pata. Los extremos de base del par de partes de pata de la parte 42 de pórtico están en contacto con los extremos superiores de los elementos 43A y 43B de guía, respectivamente. Los dispositivos de accionamiento, tales como motores, están dispuestos en los extremos de base de las partes de pata de la parte 42 de pórtico (no mostrado), de modo que la parte 42 de pórtico se puede desplazar a lo largo de los elementos 43A y 43B de guía.
El mecanismo 40 de desplazamiento puede desplazarse linealmente en la dirección derecha-izquierda desplazándose a lo largo de los elementos 43A y 43B de guía, desplazando de este modo el cabezal 10 de detección de defectos en la dirección derecha-izquierda. Cabe señalar que uno o ambos del elemento 43A de guía y el elemento 43B de guía pueden ser eliminados, siempre que el mecanismo 40 de desplazamiento pueda desplazarse linealmente en la dirección derecha-izquierda (es decir, no en zigzag).
La parte de puente de la parte 42 de pórtico está dotada de: la parte 41 de desplazamiento que se extiende hacia abajo; y un dispositivo de accionamiento, tal como un motor (no mostrado) que permite que la parte 41 de desplazamiento se desplace en la dirección frontal-posterior. La parte 41 de desplazamiento está dotada de un dispositivo de accionamiento, tal como un motor que permite que el cabezal 10 de detección de defectos avance o retroceda en la dirección arriba-abajo. En consecuencia, el cabezal 10 de detección de defectos se puede desplazar en la dirección frontal-posterior o arriba-abajo.
[Configuración del cabezal para la detección de defectos]
Tal como se muestra en la figura 2, el cabezal 10 de detección de defectos está montado en la parte 41 de desplazamiento del mecanismo 40 de desplazamiento a través de una parte 11 de montaje. El cabezal 10 de detección de defectos incluye una sonda. La sonda del presente documento está configurada para transmitir una onda ultrasónica y recibir la onda ultrasónica que se ha reflejado en el objeto 31 para inspección.
El cabezal 10 de detección de defectos está clasificado aproximadamente en un tipo configurado para realizar la detección de defectos por ultrasonidos de una parte plana del objeto 31 para inspección y un tipo configurado para realizar la detección de defectos por ultrasonidos de una parte curvada del objeto 31 para inspección. El cabezal para la detección de defectos del tipo que realiza la detección de defectos de una parte plana del objeto 31 para inspección está clasificado, además, en un tipo con un amplio rango de detección de defectos y un tipo con un estrecho intervalo de detección de defectos. El cabezal para la detección de defectos del tipo que realiza la detección de defectos de una parte curvada del objeto 31 para inspección está clasificado, además, en un tipo que escanea el lado de la superficie interior del objeto 31 para inspección y un tipo que escanea el lado de la superficie exterior del objeto 31 para inspección.
El detector 100 de defectos por ultrasonidos según la realización 1 está configurado para cambiar el cabezal 10 de detección de defectos según sea necesario de acuerdo con una parte a inspeccionar del objeto 31 para inspección. Se debe señalar que se puede montar una serie de tipos de cabezales 10 de detección de defectos en el mecanismo 40 de desplazamiento, y el cabezal para la detección de defectos a utilizar puede cambiarse según sea necesario de acuerdo con una parte a inspeccionar del objeto 31 para inspección.
[Configuración del mecanismo de retención]
El mecanismo 70 de retención incluye: los pares de los elementos 71A y 71B de brazo; una unidad 72 de accionamiento, que aloja dispositivos de accionamiento, tales como motores (no mostrados) en su carcasa; una parte 73 de conexión, que conecta los elementos 71A y 71B de brazo y la unidad 72 de accionamiento. La unidad 72 de accionamiento está configurada para mover la parte 73 de conexión en la dirección arriba-abajo y también para accionar un mecanismo de correa, etc. descrito más adelante.
Cada uno de los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo del presente documento tienen forma de U, y están dispuestos de modo que los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo están orientados el uno hacia el otro con la unidad 72 de accionamiento colocada entre ellos. Para ser más concretos, cada uno de los elementos 71A de brazo del lado frontal tienen una forma de U que está abierta hacia el lado posterior, y cada uno de los elementos 71B de brazo del lado derecho tienen una forma de U que está abierta hacia el lado frontal.
Los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo están dispuestos de modo que sus aberturas están orientadas la una hacia la otra. Uno de los extremos distales (el extremo inferior) de cada uno de los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo está conectado a un extremo de la parte 73 de conexión. El otro extremo de la parte 73 de conexión está conectado a los dispositivos de accionamiento dentro de la unidad 72 de accionamiento.
La parte 73 de conexión incluye: un conducto que se extiende desde la unidad 72 de accionamiento a la parte inferior interior del recipiente 60; y un mecanismo de transmisión de potencia (por ejemplo, un mecanismo de correa; no mostrado) alojado en el conducto. El extremo proximal del mecanismo de transmisión de potencia está conectado a los dispositivos de accionamiento de la unidad 72 de accionamiento, y el extremo distal del mecanismo de transmisión de potencia está conectado al extremo inferior de cada uno de los elementos 71A y 71B de brazo a través de un convertidor que aloja una cremallera, piñón, etc. Al hacer funcionar el mecanismo de transmisión de potencia, se puede provocar que los elementos 71A y 71B de brazo avancen o retrocedan (es decir, se acerquen o se alejen el uno del otro) en la dirección frontal-posterior.
En consecuencia, al hacer entrar en contacto el otro extremo distal (el extremo superior) de cada uno de los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo con el objeto 31 para inspección, se puede retener el objeto 31 para inspección. Asimismo, al alejar el otro extremo distal de cada uno de los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo del objeto 31 para inspección, se puede liberar el objeto 31 para inspección de la situación retenida.
Cabe señalar que los dispositivos de accionamiento del mecanismo 70 de retención pueden tener cualquier forma, siempre que los dispositivos de accionamiento hagan que los elementos 71A de brazo y los elementos 71B de brazo avancen o retrocedan en las direcciones frontal-posterior y arriba-abajo.
[Configuración del mecanismo de soporte]
Tal como se muestra de la figura 1 a la figura 3, el mecanismo 90 de soporte incluye un elemento 90A de soporte, un elemento 90B de base y un accionador 90C. El elemento 90A de soporte está montado en el elemento 90B de base y está configurado para ser accionado por el accionador 90C para girar, de modo que la situación del elemento 90A de soporte cambia entre una situación de posición vertical y una situación acostada. El elemento 90B de base es una base de soporte que es larga en la dirección derecha-izquierda, y se establece en el espacio interior del recipiente 60. El accionador 90C del presente documento está dispuesto fuera del recipiente 60.
El accionador 90C incluye dispositivos de accionamiento conocidos, tales como motores paso a paso, engranajes, pistones o cilindros. El accionador 90C está configurado para hacer que el elemento 90A de soporte gire mediante el uso de los dispositivos de accionamiento.
El elemento 90A de soporte incluye partes 91 que sobresalen, bases 92, soportes 93 y una parte 94 giratoria. La parte 94 giratoria incluye una base 94A inferior, una varilla 94B y un árbol 94C. El árbol 94C está dispuesto de tal manera que su eje central está posicionado para extenderse en la dirección frontal-posterior, y está soportado de forma giratoria mediante un cojinete 95 dispuesto en el elemento 90B de base. El extremo posterior del árbol 94C está conectado al accionador 90C.
Se forma un orificio pasante en un extremo de la varilla 94B. El árbol 94C se hace encajar en el orificio pasante. En consecuencia, la varilla 94B puede girar de acuerdo con la rotación del árbol 94C.
La base 94A inferior en forma de placa está dispuesta en el otro extremo de la varilla 94B. La base 94A inferior del presente documento tiene forma rectangular. El otro extremo de la varilla 94B está conectado a una superficie principal de la base 94A inferior. El extremo proximal de cada uno de los soportes 93 en forma de placa está conectado a la otra superficie principal de la base 94A inferior. Para ser más concretos, los soportes 93 están dispuestos en posición vertical en la otra superficie principal de la base 94A inferior, de modo que, cuando se observa en la dirección derecha-izquierda, los cuatro soportes 93 son paralelos entre sí (de modo que los cuatro soportes 93 están dispuestos uno al lado del otro) (véase la figura 2). Se debe señalar que las aberturas están formadas en las superficies principales de los soportes 93.
Cada par de soportes 93 contiguos (un par de soportes 93 colocados en el lado frontal y un par de soportes 93 colocados en el lado posterior) está formado de tal modo que una base 92 en forma de placa se extiende sobre los extremos distales de los soportes 93 contiguos (de modo que una superficie principal de la base 92 está conectada a los extremos distales de los soportes 93 contiguos). En otras palabras, cada base 92 está soportada por un par correspondiente de soportes 93. Cada una de las bases 92 del presente documento tienen una forma rectangular. Se debe señalar que cada uno de los soportes 93 puede tener forma de placa o forma de pilar, siempre que los soportes 93 puedan soportar las bases 92.
En la otra superficie principal de cada base 92, por ejemplo, ocho (2 x 4) partes 91 que sobresalen están dispuestas en posición vertical de modo que, cuando se observa en la dirección derecha-izquierda (o dirección frontalposterior), las partes 91 que sobresalen son paralelas la una respecto a la otra (de modo que las partes 91 que sobresalen están dispuestas una al lado de la otra) (véase la figura 2 y la figura 3). Aunque en la realización 1 las partes 91 que sobresalen están dispuestas en paralelo la una respecto a la otra, la disposición de las partes 91 que sobresalen no está limitada a una disposición en paralelo. Las posiciones en las que están dispuestas las partes 91 que sobresalen no están particularmente limitadas, siempre que la onda ultrasónica recibida por la sonda en estas posiciones sea una onda ultrasónica de nivel de ruido. Por ejemplo, las partes 91 que sobresalen pueden estar dispuestas de manera escalonada cuando se observa en la dirección arriba-abajo.
Cada una de las partes 91 que sobresalen tiene forma de varilla, y el extremo distal de las mismas tiene forma cónica. La parte 91 que sobresale puede estar formada por una resina (por ejemplo, poliacetal). Una parte de la parte 91 que sobresale, la parte que entra en contacto con el objeto 31 para inspección (es decir, el extremo distal de la parte 91 que sobresale), puede estar formada para tener una superficie plana o puede tener forma de arco, siempre que la parte 91 que sobresale no dañe la superficie del objeto 31 para inspección.
El número total de partes 91 que sobresalen dispuestas en el detector 100 de defectos por ultrasonidos, la densidad de la disposición de las partes 91 que sobresalen, y el área de los extremos distales de las partes 91 que sobresalen se establecen adecuadamente con antelación mediante un experimento o similar, de acuerdo con, por ejemplo, la sensibilidad de detección de la sonda y el material, peso, estructura de la superficie y la densidad del objeto 31 para inspección. Es decir, el número total de las partes 91 que sobresalen dispuestas en el detector 100 de defectos por ultrasonidos y el área de los extremos distales de las partes 91 que sobresalen se establecen adecuadamente, de modo que el aumento o disminución de la reflectancia de la onda ultrasónica debido al mecanismo 90 de soporte será en una proporción de nivel de ruido.
En otras palabras, el número total de las partes 91 que sobresalen y el área de los extremos distales de las partes 91 que sobresalen se establecen de modo que el resultado de la inspección para la detección de defectos por ultrasonidos en una zona del objeto 31 para inspección, no estando soportada la zona por el mecanismo 90 de soporte, y el resultado de la realización de la inspección para la detección de defectos por ultrasonidos en una zona del objeto 31 para inspección, estando soportada la zona mediante el mecanismo 90 de soporte, serán el mismo. La “zona del objeto 31 para inspección, estando soportada la zona por el mecanismo 90 de soporte” en el presente documento significa una parte de una zona (área) del objeto 31 para inspección, estando sometida la zona a la detección de defectos por la sonda, en cuya parte no solo existen partes del objeto 31 para inspección, las partes en contacto con las partes 91 que sobresalen, sino también las partes del objeto 31 para inspección, las partes que no están en contacto con las partes 91 que sobresalen. Asimismo, la expresión “serán el mismo” no significa que sean completamente el mismo, sino que significa que la discrepancia entre el resultado de la inspección en el caso anterior y el resultado de la inspección en el último caso es una discrepancia a nivel de ruido (es decir, la relación SN se mantiene dentro de un intervalo tal que no se obstaculiza la inspección).
El controlador 50 controla el accionador 90C para accionar el elemento 90A de soporte, de modo que la situación del elemento 90A de soporte cambia entre la situación en posición vertical en la que las partes 91 que sobresalen están en posición vertical (una situación en la que las partes 91 que sobresalen pueden entrar en contacto con la superficie inferior del objeto 31 para inspección; la situación indicada mediante líneas continuas en la figura 3) y la situación acostada en la que las partes 91 que sobresalen están acostadas (indicada mediante líneas de trazo y punto en la figura 3).
Se debe señalar que el controlador 50 está configurado para seleccionar de forma adecuada el mecanismo 90 de
soporte, que se debe levantar en posición vertical o acostar, de acuerdo con el tamaño y similares del objeto 31 para inspección. El cambio de la situación entre la situación en posición vertical en la que las partes 91 que sobresalen están en posición vertical y la situación acostada en la que las partes 91 que sobresalen están acostadas puede realizarse no por medio del accionador 90C sino mediante una operación manual por un operador.
[Configuración del controlador]
El controlador 50 está configurado para controlar los componentes (dispositivos) que forman el detector 100 de defectos por ultrasonidos. El controlador 50 incluye: una unidad de procesamiento aritmético, tal como un microprocesador o una CPU; una unidad de almacenamiento; y una unidad de entrada. A través de la carga y la ejecución, mediante la unidad de procesamiento aritmético, de un programa de control predeterminado almacenado en la unidad de almacenamiento, el controlador 50 realiza diversos controles del detector 100 de defectos por ultrasonidos.
La unidad de almacenamiento está configurada para almacenar diversos datos de modo recuperable. Los ejemplos de la unidad de almacenamiento incluyen dispositivos de almacenamiento conocidos, tales como una memoria y un disco duro. La unidad de entrada está configurada para introducir, por ejemplo, diversos parámetros en relación con el control de cada componente del detector 100 de defectos por ultrasonidos u otros datos a la unidad de procesamiento aritmético. Un dispositivo de entrada conocido, tal como un teclado, un panel táctil, un grupo de conmutadores de botones pulsadores o similares, sirven como la unidad de entrada.
Se debe señalar que el controlador 50 puede estar configurado no solo como un controlador individual, sino como un grupo de múltiples controladores que funcionan en colaboración los unos con los otros para controlar el detector 100 de defectos por ultrasonidos. Además, el controlador 50 puede estar configurado como un microcontrolador. Además, el controlador 50 puede estar configurado como una MPU, un PLC (Programmable Logic Controller, controlador lógico programable), un circuito lógico o similares.
[Ventajas funcionales del detector de defectos por ultrasonidos]
El detector 100 de defectos por ultrasonidos, según la realización 1, con la configuración descrita anteriormente puede realizar la inspección del objeto 31 para inspección en una situación en la que el objeto 31 para inspección está soportado por el mecanismo 90 de soporte, debido a que el aumento o disminución de la reflectancia de la onda ultrasónica debido al mecanismo 90 de soporte está en una proporción de nivel de ruido. Por tanto, a diferencia de la técnica convencional, no es necesario desplazar las partes soportadas del objeto para inspección del mecanismo 90 de soporte y volver a realizar la inspección para la detección de defectos en estas partes. Esto hace posible reducir el tiempo de trabajo de la inspección del objeto 31 para inspección.
En el detector 100 de defectos por ultrasonidos, según la realización 1, dado que el mecanismo 90 de soporte soporta el objeto 31 para inspección, incluso en un caso en el que el cabezal 10 de detección de defectos escanea el objeto 31 para inspección de manera que entre en contacto con el objeto 31 para inspección (de manera que presione sobre el objeto 31 para inspección), el objeto 31 para inspección no se doblará o deformará y, por tanto, la distancia entre el objeto 31 para inspección y la sonda puede mantenerse constante. Esto hace posible una inspección precisa.
A partir de la descripción anterior, numerosas modificaciones y otras realizaciones de la presente invención serán obvias para los expertos en la materia. Por tanto, la anterior descripción deberá ser interpretada solo como un ejemplo y se da a conocer con el propósito de enseñar el mejor modo de llevar a cabo la presente invención a un experto en la materia.
Aplicabilidad industrial
El detector de defectos por ultrasonidos según la presente invención es útil dado que el detector de defectos por ultrasonidos, que realiza la inspección de un objeto para inspección mientras soporta el objeto para inspección mediante el mecanismo de soporte, es capaz de reducir enormemente la influencia de la variación de la reflectancia de la onda ultrasónica debido al mecanismo de soporte, reducir el tiempo de trabajo de la inspección del objeto para inspección, y realizar la inspección de forma precisa.
Lista de signos de referencia
10 cabezal de detección de defectos
11 parte de montaje
20 área de calibración
20 área de calibración
21 muestra estándar de calibración
22 defecto artificial
30 área de detección de defectos
objeto para inspección
mecanismo de desplazamiento parte de desplazamiento
parte de pórtico
A elemento de guía
B elemento de guía
controlador
recipiente
mecanismo de retención
A elemento de brazo
B elemento de brazo
unidad de accionamiento
parte de conexión
mecanismo de soporte
A elemento de soporte
B elemento de base
C accionador
parte que sobresale
base
soporte
parte giratoria
A base inferior
B varilla
C árbol
cojinete
eje
0 detector de defectos por ultrasonidos
Claims (5)
1. Detector (100) de defectos por ultrasonidos, que comprende:
un cabezal (10) de detección de defectos que incluye una sonda que está configurada para transmitir una onda ultrasónica a un objeto (31) para inspección formada por un elemento compuesto; y
un mecanismo (90) de soporte dispuesto de tal modo que el mecanismo de soporte entra en contacto con una superficie inferior del objeto para inspección, estando configurado el mecanismo de soporte para soportar el objeto para inspección,
caracterizado por que
el cabezal (10) de detección de defectos está configurado para recibir la onda ultrasónica que se ha reflejado sobre el objeto (31) para inspección, en el que
el detector (100) de defectos por ultrasonidos comprende un mecanismo (40) de desplazamiento que está configurado para hacer que el cabezal (10) de detección de defectos realice el escaneo, y por que
el mecanismo (90) de soporte está configurado para entrar en contacto con el objeto (31) para inspección y está dispuesto en una zona en la que se realiza la inspección para la detección de defectos y el mecanismo (90) de soporte incluye: una base (92); y una serie de partes (91) que sobresalen dispuestas en posición vertical sobre la base y están configuradas de modo que los extremos distales de las respectivas partes que sobresalen entran en contacto con la superficie inferior del objeto para inspección en una zona que está sometida a la detección de defectos por la sonda, y en el que un número total de las partes (91) que sobresalen, una densidad de la disposición de las partes (91) que sobresalen y una zona de los extremos distales de las partes (91) que sobresalen se establecen de modo que, sobre una zona del objeto (31) para inspección, la zona con la que está en contacto el mecanismo (90) de soporte cuando el detector (100) de defectos por ultrasonidos realiza la inspección para la detección de defectos por ultrasonidos del objeto (31) para inspección, la variación de la magnitud de la onda ultrasónica que se ha reflejado desde la superficie posterior del objeto (31) para inspección en una posición en la que el mecanismo (90) de soporte está en contacto con el objeto (31) para inspección y que es recibida por la sonda está dentro del intervalo de variación del ruido del material.
2. Detector de defectos por ultrasonidos, según la reivindicación 1, en el que
cada uno de los extremos distales de las partes (91) que sobresalen tiene forma cónica.
3. Detector de defectos por ultrasonidos, según la reivindicación 1 o 2, en el que
el mecanismo (90) de soporte incluye, además, una parte (94) giratoria que está configurada para girar entre una situación en posición vertical y una situación acostada.
4. Detector de defectos por ultrasonidos, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además, un mecanismo (70) de retención que está configurado para retener el objeto (31) para inspección.
5. Detector de defectos por ultrasonidos, según la reivindicación 4, en el que
el mecanismo (70) de retención incluye un par de elementos (71) de brazo, y está configurado para retener el objeto (31) para inspección intercalando, mediante el par de elementos (71) de brazo, ambos extremos del objeto (31) para inspección que no están sometidos al escaneo.
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