JP2002243703A - Ultrasonic flaw detector - Google Patents

Ultrasonic flaw detector

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JP2002243703A
JP2002243703A JP2001041832A JP2001041832A JP2002243703A JP 2002243703 A JP2002243703 A JP 2002243703A JP 2001041832 A JP2001041832 A JP 2001041832A JP 2001041832 A JP2001041832 A JP 2001041832A JP 2002243703 A JP2002243703 A JP 2002243703A
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Japan
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flaw detection
waveform data
echo
defect
probe
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JP2001041832A
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Japanese (ja)
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Hirohisa Yamada
裕久 山田
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Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • G01N2291/0234Metals, e.g. steel
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a defect existing in the vicinity of a surface of a specimen detected. SOLUTION: A waveform data of a reflected echo provided by a probe 10 in each flaw detection position is stored in a waveform memory 40. A difference computing means 31 conducts difference computation between the waveform data obtained by flaw detection in the each flaw detection point and the waveform data obtained by the last flaw detection in the flaw detection point adjacent to the flaw detection position to find a difference waveform data. A surface echo reflected on the specimen 2 to be returned is removed thereby, and only a defect echo reflected by the defect to be returned is contained in the difference waveform data, when the defect exists in the vicinity of the surface of the specimen 2. The defect existing in the vicinity of the surface of the specimen 2 is detected thereby based on the difference wave form data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材等の内部欠陥
を超音波を用いて非破壊で検査するための超音波探傷装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic flaw detector for non-destructively inspecting internal defects such as steel materials using ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、鋼材等の内部に生じうる欠陥
を非破壊で検査する装置として、超音波探傷装置が知ら
れている。かかる超音波探傷装置は、探触子を用いて、
被検査体内の欠陥の検査を行うものである。探触子は、
超音波を被検査体中に入射させ、被検査体内の反射源で
反射された超音波(反射エコー)を受信する。ここで、
探触子には、被検査体の表面に対して垂直に進行する超
音波を送出する垂直探触子や、被検査体の表面に対して
斜めに進行する超音波を送出する斜角探触子がある。超
音波は、被検査体の表面及び底面や被検査体内の欠陥等
の不均一な部分があると、それを反射源として反射され
る。このため、例えば、垂直探触子が受信する反射エコ
ーには、被検査体の表面で反射された表面エコー、欠陥
で反射された欠陥エコー、被検査体の底面で反射された
底面エコー等が含まれる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic flaw detector has been known as a device for nondestructively inspecting a defect which may occur in a steel material or the like. Such an ultrasonic flaw detector uses a probe,
The inspection of the defect in the inspection object is performed. The transducer is
Ultrasonic waves are made to enter the object to be inspected, and the ultrasonic waves (reflected echoes) reflected by the reflection source in the object to be inspected are received. here,
The probe includes a vertical probe that transmits ultrasonic waves that travel perpendicular to the surface of the device under test, and an oblique probe that transmits ultrasonic waves that travel obliquely to the surface of the device under test. There is a child. If there is an uneven portion such as a defect or the like in the surface or bottom surface of the inspection object or the inspection object, the ultrasonic wave is reflected using the non-uniform portion as a reflection source. Therefore, for example, the reflected echo received by the vertical probe includes a surface echo reflected on the surface of the inspection object, a defect echo reflected on a defect, and a bottom echo reflected on the bottom surface of the inspection object. included.

【0003】超音波探傷装置は、探触子で受信した反射
エコーに基づいて、そのエコー高さと反射源の位置とを
特定する。その後、各反射エコーについて、当該反射源
が所定領域に含まれているか、エコー高さが所定の値以
上であるか等を調べることにより、当該反射源が欠陥で
あるか否かを判断する。そして、超音波探傷装置は各欠
陥の位置にエコー高さをプロットした探傷画像を作成
し、オペレータはその探傷画像に基づいて欠陥の有無を
判断する。
[0003] The ultrasonic flaw detection apparatus specifies the echo height and the position of the reflection source based on the reflection echo received by the probe. Thereafter, for each reflection echo, it is determined whether the reflection source is defective or not by examining whether the reflection source is included in a predetermined area, the echo height is equal to or more than a predetermined value, and the like. Then, the ultrasonic flaw detection apparatus creates a flaw detection image in which the echo height is plotted at the position of each defect, and the operator determines the presence or absence of the defect based on the flaw detection image.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、垂
直探触子を用いて探傷を行う場合、探触子から被検査体
の表面までの距離は探触子から被検査体の底面までの距
離よりも短いので、当然、探触子は、最初に表面エコー
を受信し、その後に底面エコーを受信する。このとき、
被検査体の内部に欠陥が存在すれば、探触子は、表面エ
コーの受信時と底面エコーの受信時との間に欠陥エコー
を受信する。しかしながら、各エコーはある程度の拡が
りをもっているので、欠陥が被検査体の表面近傍に存在
する場合には、当該欠陥で反射された欠陥エコーは、表
面エコーに重なり、その中に埋もれてしまうことがあ
る。このため、表面エコーに埋もれた欠陥エコーについ
ては検出することが難しく、したがって被検査体の表面
近傍に存在する欠陥の検出には限界があった。
For example, when performing a flaw detection using a vertical probe, the distance from the probe to the surface of the device under test is the distance from the probe to the bottom surface of the device under test. Of course, the probe will receive the surface echo first and then the bottom echo. At this time,
If a defect exists inside the object to be inspected, the probe receives the defect echo between the time of receiving the surface echo and the time of receiving the bottom echo. However, since each echo has a certain extent, if a defect exists near the surface of the test object, the defect echo reflected by the defect may overlap with the surface echo and be buried in it. is there. For this reason, it is difficult to detect a defect echo buried in the surface echo, and therefore, there is a limit in detecting a defect existing near the surface of the inspection object.

【0005】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、被検査体の表面近傍に存在する欠陥を検出する
ことができる超音波探傷装置を提供することを目的とす
るものである。
[0005] The present invention has been made based on the above circumstances, and has as its object to provide an ultrasonic flaw detector capable of detecting a defect existing near the surface of an object to be inspected.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項1記載の発明は、被検査体中に超音波を送出
し前記被検査体から戻る超音波を受信する探触子と、前
記被検査体の表面に沿って前記探触子を所定のピッチで
走査する走査手段とを有し、前記走査手段による走査時
に各探傷位置において前記探触子で得られた超音波の波
形データに基づいて前記被検査体内の欠陥の検査を行う
超音波探傷装置において、各探傷位置における探傷で得
られた前記波形データと当該探傷位置に隣り合う探傷位
置における探傷で得られた前記波形データとの差分演算
を行うことにより差分波形データを求める演算手段と、
前記演算手段で得られた前記差分波形データを表示する
表示手段と、を具備することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a probe for transmitting an ultrasonic wave into an object to be inspected and receiving an ultrasonic wave returning from the object to be inspected. Scanning means for scanning the probe at a predetermined pitch along the surface of the object to be inspected, and a waveform of an ultrasonic wave obtained by the probe at each flaw detection position during scanning by the scanning means. In an ultrasonic flaw detector for inspecting a defect in the inspected body based on data, the waveform data obtained by flaw detection at each flaw detection position and the waveform data obtained by flaw detection at a flaw detection position adjacent to the flaw detection position Calculation means for obtaining difference waveform data by performing a difference calculation with
Display means for displaying the differential waveform data obtained by the calculation means.

【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の超音波探傷装置において、前記演算手段で得られた
前記差分波形データに基づいて前記被検査体の表面近傍
の領域に欠陥が存在するか否かを判断する判断手段を備
えることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect, a defect is detected in a region near the surface of the inspection object based on the differential waveform data obtained by the arithmetic means. It is characterized by comprising a judging means for judging whether or not it exists.

【0008】更に、請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載の超音波探傷装置において、前記探触子は前記
被検査体の表面に略垂直に進行する超音波を送出するこ
とを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic flaw detector according to the first or second aspect, the probe transmits an ultrasonic wave which travels substantially perpendicularly to the surface of the inspection object. It is a feature.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態
である超音波探傷装置の概略構成ブロック図、図2はそ
の超音波探傷装置の探触子で受信される探傷波形データ
を説明するための図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic flaw detector according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining flaw detection waveform data received by a probe of the ultrasonic flaw detector.

【0010】かかる超音波探傷装置は、図1に示すよう
に、被検査体2の内部における欠陥を検出するためのも
のであり、探触子10と、走査装置(不図示)と、AD
変換部20と、制御部30と、波形メモリ40と、差分
波形メモリ50と、表示装置60とを備える。
As shown in FIG. 1, such an ultrasonic flaw detector is for detecting a defect inside the object 2 to be inspected, and includes a probe 10, a scanning device (not shown), and an AD.
It includes a conversion unit 20, a control unit 30, a waveform memory 40, a difference waveform memory 50, and a display device 60.

【0011】探触子10は、超音波を被検査体2中に送
出し、被検査体2から戻る超音波(反射エコー)を受信
するものである。本実施形態では、探触子10として、
被検査体2の表面に対して略垂直に進行する超音波を送
出する、いわゆる垂直探触子を用いる場合を考える。こ
の探触子10としては、公知のものを使用することがで
きるので、ここでは探触子10の構造についての詳細な
説明を省略する。
The probe 10 transmits an ultrasonic wave into the inspection object 2 and receives an ultrasonic wave (reflected echo) returning from the inspection object 2. In the present embodiment, as the probe 10,
It is assumed that a so-called vertical probe that transmits an ultrasonic wave that travels substantially perpendicular to the surface of the test object 2 is used. Since a known probe can be used as the probe 10, a detailed description of the structure of the probe 10 is omitted here.

【0012】走査装置は、探触子10を被検査体2の表
面に沿って所定のピッチで走査するものである。このピ
ッチ間隔は、例えば1mmに設定される。また、探触子
10と被検査体2との間には接触媒体として水を介在さ
せている。したがって、探触子10と被検査体2とは、
図1に示すように、一定距離だけ離れている。
The scanning device scans the probe 10 at a predetermined pitch along the surface of the test object 2. This pitch interval is set to, for example, 1 mm. Further, water is interposed between the probe 10 and the device under test 2 as a contact medium. Therefore, the probe 10 and the test object 2
As shown in FIG. 1, they are separated by a certain distance.

【0013】探触子10は、所定の方向に沿って所定の
ピッチだけ移動する度に探傷動作を行う。例えば、図2
(a)の左側に示すように、探触子10がある探傷位置
に停止しており、当該探傷位置の真下であって被検査体
2の略中央部に一つの欠陥Fが存在しているものとす
る。当該探傷位置において探傷動作が開始すると、ま
ず、探触子10は超音波を発生する。探触子10から発
生した超音波は、被検査体2の表面Sに略垂直に入射す
る。このとき、超音波の一部は被検査体2の表面Sで反
射し表面エコーEとして探触子10に戻り、他の超音
波は被検査体2の内部に入る。被検査体2内に入った超
音波は、そのまま被検査体2の底面側に向かって伝播す
る。そして、被検査体2内を伝播する超音波の一部は、
欠陥Fで反射して欠陥エコーEとして探触子10に戻
る。また、被検査体2の底面Bに達した超音波の一部
は、底面Bで反射され底面エコーEとして探触子10
に戻る。このように、探触子10は、各探傷位置におい
て、その真下の領域に存在する各反射源で反射して戻っ
てきた反射エコーの探傷波形データを受信する。
The probe 10 performs a flaw detection operation every time it moves by a predetermined pitch along a predetermined direction. For example, FIG.
As shown on the left side of (a), the probe 10 is stopped at a certain flaw detection position, and one defect F exists just below the flaw detection position and substantially at the center of the test object 2. Shall be. When the flaw detection operation starts at the flaw detection position, first, the probe 10 generates an ultrasonic wave. Ultrasonic waves generated from the probe 10 are incident on the surface S of the device under test 2 substantially perpendicularly. At this time, part of the ultrasonic wave returns to the probe 10 as the reflection surface echo E S at the surface S of the subject 2, another ultrasound enters the inside of the subject 2. The ultrasonic wave that has entered the test object 2 propagates toward the bottom surface of the test object 2 as it is. Then, a part of the ultrasonic wave propagating in the subject 2 is
The light is reflected by the defect F and returns to the probe 10 as a defect echo EF. A part of the ultrasonic wave reaches the bottom surface B of the subject 2 is probe 10 as bottom echo E B is reflected by the bottom surface B
Return to As described above, the probe 10 receives the flaw detection waveform data of the reflected echo that has been returned from each of the reflection sources existing in the area immediately below the flaw detection position at each of the flaw detection positions.

【0014】図2(a)の右側には、一つの欠陥Fが被
検査体2の略中央部に存在する場合に探触子10が受信
する探傷波形データの一例を示す。この探傷波形データ
は、縦軸にエコー高さを、横軸にビーム路程をとってい
る。ビーム路程とは、超音波の発射位置から反射源まで
の距離のことである。接触媒体である水及び被検査体2
の内部を伝播する超音波の音速はそれぞれ略一定である
ので、ビーム路程は超音波がその距離だけ伝播するのに
要した時間から算出される。この場合、探触子10は、
最初に表面エコーEを受信し、その後、欠陥エコーE
を受信する。そして、さらに遅れて底面エコーE
受信する。したがって、欠陥が被検査体2内のある程度
深い位置に存在すれば、図2(a)の右側に示すような
探傷波形データに基づいて欠陥を検出することができ
る。
The right side of FIG. 2A shows an example of flaw detection waveform data received by the probe 10 when one defect F exists at a substantially central portion of the test object 2. The flaw detection waveform data has the echo height on the vertical axis and the beam path on the horizontal axis. The beam path is the distance from the ultrasonic wave emission position to the reflection source. Water as a contact medium and test object 2
Since the speed of sound of the ultrasonic wave propagating inside the inside of each is substantially constant, the beam path is calculated from the time required for the ultrasonic wave to propagate that distance. In this case, the probe 10
Initially receiving the surface echo E S, then defect echo E
F is received. Then, receiving the bottom echo E B further delayed. Therefore, if the defect exists at a relatively deep position in the inspection object 2, the defect can be detected based on the flaw detection waveform data as shown on the right side of FIG.

【0015】尚、探触子10と被検査体2とは一定距離
だけ離れているが、この距離は被検査体2の厚さに応じ
て決められる。すなわち、探触子10が受信する表面エ
コーには、超音波が被検査体2の表面で一回反射して戻
る表面エコーだけでなく、例えば、被検査体2と探触子
10との間で反射を繰り返し、被検査体2の表面で二回
目の反射をした後に探触子10に戻る表面エコー(二回
目の表面エコー)もある。この二回目の表面エコーが底
面エコーよりも早く探触子に戻ってきてしまうと、二回
目の表面エコーを欠陥エコーと区別するのが困難にな
る。このため、二回目の表面エコーが底面エコーよりも
遅く探触子10に戻ってくるように、被検査体2の厚さ
に応じて探触子10と被検査体2との距離を設定してい
る。
Although the probe 10 and the device under test 2 are separated by a certain distance, the distance is determined according to the thickness of the device under test 2. That is, the surface echo received by the probe 10 includes not only the surface echo in which the ultrasonic wave is reflected once and returns on the surface of the test object 2, but also, for example, the ultrasonic wave between the test object 2 and the probe 10. There is also a surface echo (second surface echo) that returns to the probe 10 after the second reflection on the surface of the test object 2 after the reflection. If the second surface echo returns to the probe earlier than the bottom surface echo, it becomes difficult to distinguish the second surface echo from the defect echo. Therefore, the distance between the probe 10 and the test object 2 is set according to the thickness of the test object 2 so that the second surface echo returns to the probe 10 later than the bottom echo. ing.

【0016】ところで、きず等の欠陥は、被検査体2内
の比較的浅い部分に存在することがある。この場合の探
傷波形データは、図2(a)の探傷波形データにおいて
欠陥エコーEが表面エコーEに近づいたようなもの
になる。そして、図2(b)の左側に示すように、欠陥
Fが被検査体2の表面近傍に存在すると、欠陥エコー
は、表面エコーに重なり、その中に埋もれてしまう。す
なわち、この場合、図2(b)の右側に示すように、被
検査体2の表面近傍に対応するビーム路程のところで
は、表面エコーと欠陥エコーとが重なり合ったエコーE
S+Fが現れる。欠陥エコーが表面エコーに埋没してし
まうような被検査体2の表層の領域のことを「表層不感
帯」という。従来の超音波探傷装置では、表層不感帯が
比較的広い範囲に発生し、被検査体2の表面付近に発生
した欠陥の検出が困難であったが、本実施形態では、後
述するように、表層不感帯が狭い探傷が可能である。
Incidentally, a defect such as a flaw may be present in a relatively shallow portion of the device under test 2. The flaw detection waveform data when the defect echo E F in flaw detection waveform data shown in FIG. 2 (a) is such that close to the surface echo E S. Then, as shown on the left side of FIG. 2B, when the defect F exists near the surface of the inspection object 2, the defect echo overlaps the surface echo and is buried therein. That is, in this case, as shown on the right side of FIG. 2B, in the beam path corresponding to the vicinity of the surface of the inspection object 2, the echo E where the surface echo and the defect echo overlap each other.
S + F appears. The surface layer region of the inspection object 2 in which the defect echo is buried in the surface echo is referred to as “surface dead zone”. In the conventional ultrasonic flaw detector, the surface dead zone is generated in a relatively wide range, and it is difficult to detect a defect generated near the surface of the inspection object 2. However, in the present embodiment, as described later, the surface Flaw detection with a narrow dead zone is possible.

【0017】AD変換部20は、探触子10が受信した
反射エコーの探傷波形データをAD変換して、デジタル
の波形データにするものである。例えば、エコー高さは
1バイトのデータであり、0から255までの値をと
る。このデジタル波形データは、波形メモリ40に記憶
される。
The AD converter 20 converts the flaw detection waveform data of the reflected echo received by the probe 10 into digital waveform data. For example, the echo height is 1-byte data and takes a value from 0 to 255. This digital waveform data is stored in the waveform memory 40.

【0018】制御部30は、探触子10の走査を制御し
たり、探触子10で得られたデータを処理するものであ
る。この制御部30は、図1に示すように、差分演算手
段31と、ピーク検出手段32と、欠陥判断手段33
と、探傷画像作成手段34とを有する。
The control unit 30 controls scanning of the probe 10 and processes data obtained by the probe 10. As shown in FIG. 1, the control unit 30 includes a difference calculating unit 31, a peak detecting unit 32, and a defect determining unit 33.
And a flaw detection image creating means 34.

【0019】差分演算手段31は、各探傷位置における
探傷で得られたデジタル波形データと当該探傷位置に隣
り合う探傷位置における前回の探傷で得られたデジタル
波形データとの差分演算を行うことにより差分波形デー
タを求めるものである。かかる差分波形データは差分波
形メモリ50に記憶される。ピーク検出手段32は、波
形メモリ40に記憶されたデジタル波形データ及び差分
波形メモリ50に記憶された差分波形データに基づい
て、各ピークのエコー高さと各ピークに対応する反射源
の位置(エコー位置)とを求める。欠陥判断手段33
は、ピーク検出手段32で得られた結果に基づいて、被
検査体2内に欠陥が存在するか否かを判断する。そし
て、探傷画像作成手段34は、欠陥判断手段33で欠陥
と判断されたエコーについて、そのエコー位置にエコー
高さをプロットした探傷画像を作成するものである。
尚、上記の各手段は、実際にはソフトウエア的に実現さ
れる。
The difference calculating means 31 calculates a difference between digital waveform data obtained by flaw detection at each flaw detection position and digital waveform data obtained by previous flaw detection at a flaw detection position adjacent to the flaw detection position. This is for obtaining waveform data. Such difference waveform data is stored in the difference waveform memory 50. The peak detecting means 32 determines the echo height of each peak and the position of the reflection source (echo position corresponding to each peak) based on the digital waveform data stored in the waveform memory 40 and the differential waveform data stored in the differential waveform memory 50. ) And ask. Defect judgment means 33
Determines whether a defect exists in the inspection object 2 based on the result obtained by the peak detection means 32. Then, the flaw detection image creating means 34 creates a flaw detection image in which the echo height is plotted at the echo position of the echo determined as a defect by the defect determining means 33.
Note that each of the above means is actually realized by software.

【0020】表示装置60は、デジタル波形データや差
分波形データを表示したり、探傷画像作成手段34で作
成された探傷画像を表示したりするものである。
The display device 60 displays digital waveform data and differential waveform data, and displays a flaw detection image created by the flaw detection image creating means 34.

【0021】次に、本実施形態の超音波探傷装置におい
て探触子10で得られたデータの処理手順を説明する。
図3は本実施形態の超音波探傷装置においてデータの処
理手順を説明するためのフローチャートである。また、
図4は差分演算手段31の処理内容を説明するための図
である。
Next, a procedure for processing data obtained by the probe 10 in the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a data processing procedure in the ultrasonic inspection equipment of the present embodiment. Also,
FIG. 4 is a diagram for explaining the processing contents of the difference calculating means 31.

【0022】制御部30は、探触子10の走査及び探傷
動作が終了し、波形メモリ40にデジタル波形データが
格納された後、図3のフローに従った処理を実行する。
最初に、制御部30の差分演算手段31は、波形メモリ
40から各探傷位置における探傷で得られたデジタル波
形データを読み出す。そして、当該探傷位置における探
傷で得られたデジタル波形データと当該探傷位置に隣り
合う探傷位置における前回の探傷で得られたデジタル波
形データとの差分演算を行うことにより差分波形データ
を求める(S1)。
After the scanning and flaw detection operations of the probe 10 have been completed and the digital waveform data has been stored in the waveform memory 40, the control unit 30 executes processing according to the flow of FIG.
First, the difference calculating means 31 of the control unit 30 reads digital waveform data obtained by flaw detection at each flaw detection position from the waveform memory 40. Then, differential waveform data is obtained by performing a difference operation between the digital waveform data obtained by the flaw detection at the flaw detection position and the digital waveform data obtained by the previous flaw detection at the flaw detection position adjacent to the flaw detection position (S1). .

【0023】例えば、図4に示すように、探傷位置に
対向する被検査体2の表面近傍に欠陥Fが存在してお
り、一方、探傷位置に隣り合う前回の探傷位置に対
向する被検査体2の内部には欠陥が存在していないとす
る。このとき、被検査体2の表面付近に対応するビーム
路程のところにおける探傷波形データには、探傷位置
での探傷の場合にあっては、表面エコーEだけが含ま
れており、一方、探傷位置での探傷の場合にあって
は、欠陥エコーと表面エコーとが重ね合わされたエコー
S+Fが含まれている。通常、被検査体2である鋼材
の表面が平坦である場合には、その被検査体2上の近接
した二つの地点における表面状態はほとんど変わらな
い。このため、かかる二つの近接した地点における探傷
で得られる表面エコーもほどんど同じであると考えられ
る。すなわち、探傷位置での探傷で得られる表面エコ
ーは、探傷位置での探傷で得られた表面エコーE
ほどんど同じと考えてよい。したがって、探傷波形デー
タをデジタル波形データに変換したときに、探傷位置
におけるエコーES+Fと探傷位置における表面エコ
ーEとの差分をとって得られる差分波形データΔE
は、探傷位置において、欠陥Fで反射して探触子10
に戻ってきた欠陥エコーを表している。こうして得られ
た差分波形データは、差分波形メモリ50に記憶され
る。
For example, as shown in FIG. 4, a defect F exists near the surface of the inspection object 2 facing the inspection position, while the inspection object facing the previous inspection position adjacent to the inspection position. It is assumed that no defect exists in the inside of No. 2. At this time, the wound waveform data probe in place of the beam path length corresponding to near the surface of the subject 2, in the case of the flaw in the inspection position, includes only the surface echo E S, whereas, flaw detection In the case of flaw detection at a position, an echo ES + F in which a defect echo and a surface echo are superimposed is included. Normally, when the surface of the steel material as the test object 2 is flat, the surface state at two adjacent points on the test object 2 hardly changes. For this reason, it is considered that the surface echoes obtained by the flaw detection at these two adjacent points are almost the same. That flaw detection surface echo obtained in flaw at position may be considered resulting surface echo E S Tohodondo same for flaw detection in inspection position. Therefore, when converting the flaw detection waveform data into digital waveform data, the difference waveform data ΔE obtained by taking the difference between the surface echo E S in the echo E S + F and flaw detection position in the inspection position
In the flaw detection position, the probe 10
Represents the defect echo that has returned. The difference waveform data thus obtained is stored in the difference waveform memory 50.

【0024】尚、差分演算は、被検査体2の表面付近に
対応するビーム路程のところにおけるデジタル波形デー
タについてだけ行えば十分である。差分波形データは被
検査体2の表面近傍における欠陥を検出するために用い
るものだからである。但し、すべてのデジタル波形デー
タについて差分演算を行うことは自由である。
It is sufficient that the difference calculation is performed only on the digital waveform data in the beam path corresponding to the vicinity of the surface of the test object 2. This is because the difference waveform data is used for detecting a defect near the surface of the inspection object 2. However, it is free to perform a difference operation on all digital waveform data.

【0025】また、差分演算手段31で得られた差分波
形データを表示装置60に表示することができる。これ
により、オペレータは自分の目で見て直ちに欠陥がある
かどうかを判断することができる。
The difference waveform data obtained by the difference calculation means 31 can be displayed on the display device 60. As a result, the operator can immediately determine whether there is a defect with his own eyes.

【0026】次に、ピーク検出手段32は、波形メモリ
40に記憶されたデジタル波形データ及び差分波形メモ
リ50に記憶された差分波形データから各ピークを見い
出し、各ピークについてエコー高さとビーム路程とを抽
出する(S2)。その後、欠陥判断手段33は、ピーク
検出手段32で求めた各エコーについて、それが欠陥エ
コーであるか否かを判断する(S3)。具体的には、デ
ジタル波形データから見い出したピークについては、被
検査体2の内部であってその表面近傍以外の領域に存在
しており、且つ、エコー高さが所定のしきい値以上であ
るときに、当該エコーを欠陥エコーであると判断する。
一方、差分波形データから見い出したピークについて
は、被検査体2の内部であってその表面近傍の領域に存
在しており、且つ、エコー高さが前記しきい値以上であ
るときに、当該エコーを欠陥エコーであると判断する。
また、上記の条件を満たさないエコーについては欠陥エ
コーでないと判断する。
Next, the peak detecting means 32 finds each peak from the digital waveform data stored in the waveform memory 40 and the differential waveform data stored in the differential waveform memory 50, and determines the echo height and the beam path for each peak. Extract (S2). Thereafter, the defect determining means 33 determines whether each of the echoes obtained by the peak detecting means 32 is a defective echo (S3). Specifically, the peak found from the digital waveform data is present inside the inspection object 2 and in a region other than the vicinity of the surface thereof, and the echo height is equal to or higher than a predetermined threshold value. Sometimes, the echo is determined to be a defective echo.
On the other hand, when the peak found from the differential waveform data is present in a region inside the inspection object 2 near the surface thereof and the echo height is equal to or higher than the threshold value, Is determined to be a defect echo.
An echo that does not satisfy the above conditions is determined to be not a defective echo.

【0027】次に、探傷画像作成手段34は、探傷画像
を作成する(S4)。これは次のようにして行われる。
まず、探傷画像作成手段34は、被検査体2の立体図に
おいて所定の領域を一定サイズのセルに分割する。ここ
で、セルは、一辺の長さが1mmの立方体とするのが基
本であるが、任意に設定可能である。次に、探傷画像作
成手段34は、欠陥判断手段33により欠陥エコーであ
ると識別された各エコーについて、エコー位置に対応す
るセルに当該エコー高さをプロットする。具体的には、
例えば、エコー高さに応じて色分けすることによりプロ
ットする。これを各欠陥エコーに対して行う。こうし
て、探傷画像が作成される。
Next, the flaw detection image creating means 34 creates a flaw detection image (S4). This is performed as follows.
First, the flaw detection image creating unit 34 divides a predetermined area in the three-dimensional view of the inspection object 2 into cells of a certain size. Here, the cell is basically a cube having a side length of 1 mm, but can be set arbitrarily. Next, the flaw detection image creating means 34 plots the height of each echo identified as a defective echo by the defect determining means 33 in a cell corresponding to the echo position. In particular,
For example, plotting is performed by color-coding according to the echo height. This is performed for each defect echo. Thus, a flaw detection image is created.

【0028】尚、探傷画像として、立体図を用いたので
は、オペレータは欠陥の評価をしにくいこともある。こ
のため、各エコー高さを所定の平面に投影して作成した
画像を作成することもできる。
Incidentally, if a three-dimensional view is used as a flaw detection image, it may be difficult for an operator to evaluate a defect. Therefore, an image created by projecting each echo height onto a predetermined plane can be created.

【0029】その後、制御部30は、探傷画像作成手段
34で作成された探傷画像を表示装置60に表示する
(S5)。オペレータは、その探傷画像を見ながら、欠
陥が発生している場合にその欠陥が許容できるものであ
るか等を調べる。そして、最終的に当該被検査体2の合
否を判定する。
Thereafter, the control section 30 displays the flaw detection image created by the flaw detection image creating means 34 on the display device 60 (S5). The operator examines the flaw detection image to determine whether the defect is acceptable when the defect has occurred. Then, finally, the pass / fail of the subject 2 is determined.

【0030】本実施形態の超音波探傷装置では、各探傷
位置における探傷で得られた波形データと当該探傷位置
に隣り合う探傷位置における探傷で得られた波形データ
との差分演算を行い、差分波形データを求める。これに
より、差分波形データには、被検査体の表面近傍に欠陥
が存在する場合、被検査体の表面で反射して戻ってきた
表面エコーが取り除かれて、当該欠陥で反射して戻って
きた欠陥エコーだけが含まれることになる。このため、
かかる差分演算で得られた差分波形データに基づいて、
被検査体の表面近傍に存在する欠陥を検出することがで
きる。
In the ultrasonic flaw detector of this embodiment, the difference calculation is performed between the waveform data obtained by the flaw detection at each flaw detection position and the waveform data obtained by the flaw detection at the flaw detection position adjacent to the flaw detection position. Ask for data. Thereby, when a defect is present near the surface of the object to be inspected, the surface echo that has returned and reflected on the surface of the object to be inspected is removed from the differential waveform data, and the surface echo that has returned and reflected by the defect is removed. Only the defect echo will be included. For this reason,
Based on the difference waveform data obtained by the difference calculation,
Defects existing near the surface of the inspection object can be detected.

【0031】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention.

【0032】上記の実施形態では、垂直探触子を用いて
探傷を行う場合について説明したが、被検査体の表面近
傍に存在する欠陥を検査したいという要求があれば、斜
角探触子を用いた場合にも本発明を適用することができ
る。
In the above-described embodiment, the case where the flaw detection is performed using the vertical probe has been described. However, if there is a demand to inspect a defect existing near the surface of the object to be inspected, the oblique probe is used. The present invention can also be applied to the case where it is used.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波探傷
装置によれば、各探傷位置における探傷で得られた波形
データと当該探傷位置に隣り合う探傷位置における探傷
で得られた波形データとの差分演算を行い、差分波形デ
ータを求める。これにより、差分波形データには、被検
査体の表面近傍に欠陥が存在する場合、被検査体の表面
で反射して戻ってきた表面エコーが取り除かれて、当該
欠陥で反射して戻ってきた欠陥エコーだけが含まれるこ
とになる。このため、かかる差分演算で得られた差分波
形データに基づいて、被検査体の表面近傍に存在する欠
陥を検出することができる。
As described above, according to the ultrasonic inspection apparatus of the present invention, the waveform data obtained by the inspection at each inspection position and the waveform data obtained by the inspection at the inspection position adjacent to the inspection position To calculate difference waveform data. Thereby, in the case where a defect exists near the surface of the inspection object, the surface echo reflected and returned on the surface of the inspection object is removed from the differential waveform data, and the differential echo data is reflected and returned on the defect. Only the defect echo will be included. For this reason, it is possible to detect a defect existing near the surface of the inspection object based on the difference waveform data obtained by the difference calculation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態である超音波探傷装置の概
略構成ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic flaw detector according to an embodiment of the present invention.

【図2】その超音波探傷装置の探触子で受信される探傷
波形データを説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining flaw detection waveform data received by a probe of the ultrasonic flaw detection apparatus.

【図3】本実施形態の超音波探傷装置においてデータの
処理手順を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a data processing procedure in the ultrasonic flaw detector according to the embodiment;

【図4】差分演算手段の処理内容を説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a diagram for explaining the processing contents of a difference calculating means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 被検査体 10 探触子 20 AD変換部 30 制御部 31 差分演算手段 32 ピーク検出手段 33 欠陥判断手段 34 探傷画像作成手段 40 波形メモリ 50 差分波形メモリ 60 表示装置 2 Inspection object 10 Probe 20 A / D conversion unit 30 Control unit 31 Difference calculation means 32 Peak detection means 33 Defect judgment means 34 Flaw detection image creation means 40 Waveform memory 50 Difference waveform memory 60 Display device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査体中に超音波を送出し前記被検査
体から戻る超音波を受信する探触子と、前記被検査体の
表面に沿って前記探触子を所定のピッチで走査する走査
手段とを有し、前記走査手段による走査時に各探傷位置
において前記探触子で得られた超音波の波形データに基
づいて前記被検査体内の欠陥の検査を行う超音波探傷装
置において、 各探傷位置における探傷で得られた前記波形データと当
該探傷位置に隣り合う探傷位置における探傷で得られた
前記波形データとの差分演算を行うことにより差分波形
データを求める演算手段と、 前記演算手段で得られた前記差分波形データを表示する
表示手段と、 を具備することを特徴とする超音波探傷装置。
1. A probe for transmitting ultrasonic waves into an object to be inspected and receiving ultrasonic waves returning from the object to be inspected, and scanning the probe at a predetermined pitch along the surface of the object to be inspected. An ultrasonic flaw detector which performs a defect inspection in the object to be inspected based on ultrasonic waveform data obtained by the probe at each flaw detection position during scanning by the scanning means, Calculating means for calculating differential waveform data by performing a difference calculation between the waveform data obtained by the flaw detection at each flaw detection position and the waveform data obtained by the flaw detection at a flaw detection position adjacent to the flaw detection position; And a display means for displaying the differential waveform data obtained in (1).
【請求項2】 前記演算手段で得られた前記差分波形デ
ータに基づいて前記被検査体の表面近傍の領域に欠陥が
存在するか否かを判断する判断手段を備えることを特徴
とする請求項1記載の超音波探傷装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit configured to determine whether a defect exists in a region near the surface of the inspection object based on the difference waveform data obtained by the calculation unit. 2. The ultrasonic flaw detector according to claim 1.
【請求項3】 前記探触子は前記被検査体の表面に略垂
直に進行する超音波を送出することを特徴とする請求項
1又は2記載の超音波探傷装置。
3. The ultrasonic flaw detector according to claim 1, wherein the probe emits an ultrasonic wave that travels substantially perpendicularly to the surface of the inspection object.
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