JP2005249581A - Alignment adjusting mechanism of probe for ultrasonic flaw detection - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板をはじめとする圧延金属板等の金属板の介在物の検出を行うための超音波探傷装置で使用される探触子の位置を調整するアライメント調整機構に係り、特に広い範囲を一度に探傷可能なラインフォーカス型の超音波ラインセンサにおける、対向する送信子、受信子のアライメント微調整機構に関する。 The present invention relates to an alignment adjustment mechanism that adjusts the position of a probe used in an ultrasonic flaw detector for detecting inclusions in a metal plate such as a rolled metal plate including a steel plate, and particularly in a wide range. The present invention relates to an alignment fine-tuning mechanism for opposing transmitters and receivers in a line focus type ultrasonic line sensor that can detect flaws at once.
金属板に含まれる微小な介在物の探傷を広い範囲にわたり一度に行うときには、例えば、鋼板を挟んで対向配置するラインフォーカス型の送受信子の組を、板幅方向に且つ板幅以上の長さにわたり複数組配置することで超音波探傷装置である超音波ラインセンサを構成する。ここで、ラインフォーカス型の探触子(送信子及び受信子)は、それぞれ複数個の素子の配列、つまり複数チャンネルから構成される。 When flaw detection of minute inclusions contained in a metal plate is performed at once over a wide range, for example, a set of line focus type transceivers arranged opposite to each other with a steel plate interposed therebetween is longer than the plate width in the plate width direction. An ultrasonic line sensor, which is an ultrasonic flaw detector, is configured by arranging a plurality of sets over the entire area. Here, each of the line focus type probes (transmitter and receiver) is composed of an array of a plurality of elements, that is, a plurality of channels.
上記複数の送信探触子及び受信探触子は、それぞれ板幅方向に沿って平行に延びる送信用枠体若しくは受信用枠体に取り付けられる。このとき、複数チャンネルの受信波形を安定させてゲート範囲を広げ、表面不感帯を出来る限り狭くして、感度を高くすることにより微小な介在物を検出するためには、対向する送受信子についてアライメント調整して上記枠体に取り付けることが重要となる。また、取付け後であっても、アライメントに狂いが生じる場合があり、その場合であっても再度のアライメント調整が要求される。 The plurality of transmission probes and reception probes are each attached to a transmission frame or a reception frame extending in parallel along the plate width direction. At this time, in order to detect minute inclusions by stabilizing the reception waveform of multiple channels, expanding the gate range, narrowing the surface dead zone as much as possible, and increasing the sensitivity, adjust the alignment of the opposing transceiver And it becomes important to attach to the said frame. Further, even after the attachment, the alignment may be out of order, and even in that case, the alignment adjustment is required again.
従来のアライメント調整に関する技術を挙げると、例えば、特許文献1において、開示されている取付け構造では、図6に示すように、取付け板100の取付け面100aに対し、テーパ付きのシム130を使用したオフセット調整機構Aが取付けられ、このオフセット調整機構Aの可動部である第1取付け座120に平行度調整機構Bが取付けられ、この平行度調整機構Bの可動部第2取付け座180に送信子1が取付けられるようになっている。すなわち、アライメント調整は、取付け面100aに直交する方向(以下、「前後方向」と称する)に進退させる調整であるオフセット調整、および、前記取付け面100aに直交する軸回りに回転させる調整である平行度調整の両方を行う調整である。
For example, in the conventional mounting structure disclosed in
具体的には、前記オフセット調整機構Aは、基準板110、第1取付け座120、及びシム130によって構成される。前記基準板110は、前記取付け板100の取付け面100aに固定され、この基準板110の送信子1側の面は、下方に向かうにつれて取付け面100aに近づくテーパがついた傾斜面110aを有する。前記第1取付け座120は、前記基準板110の傾斜面110aと前記シム130を介して対向し、4本のボルト140によって前記基準板110に取り付けられている。前記ボルト140の軸部の途中には、皿バネ150が設けられている。この皿バネ150の変形により、前記基準板110と前記第1取付け座120の距離を変化させることが可能となっている。
Specifically, the offset adjustment mechanism A includes a
また、前記第1取付け座120の下部には、張出部160が基準板110側に突設されている。前記張出部160には、上下方向にネジ用の穴が貫通され、このネジ用の穴に下側からオフセット用調整ネジ170が差し込まれて回転自在な状態で固定されており、その軸部先端部が前記シム130の下端部に螺合されている。
他方、前記平行度調整機構Bは、前記第1取付け座120及び第2取付け座180によって主要部が構成される。
In addition, an overhanging
On the other hand, the parallelism adjusting mechanism B includes a main part composed of the
具体的には、前記第1取付け座120には、第2取付け座180が当接されている。前記第1取付け座120及び第2取付け座180の下部中央にネジ穴が設けられており、この両ネジ穴にネジ190を締結することで、第2取付け座180が、第1取付け座120に対し当該ネジ190を支点として正逆回転可能な状態で支持される。
また、第2取付け座180の上部左右対称位置には、棒体200を遊挿可能大きさの大径穴がそれぞれ穿設されており、前記大径穴内を前記棒体200が貫通している。また、前記第2取付け座180の幅方向端面上部には、前記大径穴内に向けて平行度調整用ネジ210がそれぞれ螺合されている。前記平行度調整用ネジ210の各軸部先端が前記棒体200側面に対向可能に配置されている。
そして、前記第2取付け座180には、探触子取付け用ボルト穴220が設けられており、前記ボルト穴220を通じて送信子1が取り付けられる。
Specifically, a
In addition, large-diameter holes large enough to allow the
The
次、上記取付け構造における、アライメント微調整の方法について説明すると、まず、平行度の微調整を行う場合には、ネジ190を仮締め状態として、一対の平行度調整ネジ210、210の螺合量を変化させることで、第1取付け座120に対し第2取付け座180がネジ190を支点にして回転変位する。これによって、受信子2に対して平行となるように送信子1を微調整することができる。
Next, the method of fine alignment adjustment in the mounting structure will be described. First, when performing fine adjustment of parallelism, the
次に、オフセット微調整を行う場合には、張出部160に回転自在な状態で固定したオフセット用調整ネジ170を正逆回転させてシム130に対する軸部の螺合位置を変位させることで、シム130の上下方向の位置を変位させる。このシム130の上下スライドに伴い、皿バネ150の伸縮変形によって、第1取付け座120が水平方向に移動する。これによって、受信子2に対して正対するように、送信子1の取付け板100に対する水平方向のオフセットを微調整することができる。
しかしながら、上記の従来取付け構造によるアライメント調整では、皿バネ150が常に押圧されるため、一定の使用期間が経つと、その復元力特性が低下し、アライメントずれが生ずるという問題があった。また、上記取付け構造を常に水没して使用するため、シム130及びネジ170の動きが悪くなり易いという問題もあった。これらの問題を回避するためには、皿バネの交換、アライメントずれの調整およびオフセット調整機構Aの清掃、オーバーホール等が必要であるため、これらの調整作業に長時間を要していた。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、アライメント調整機構を簡略化して調整作業の簡易化及び効率化を図ることができる超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を提供することを課題としている。
However, in the alignment adjustment using the conventional mounting structure described above, since the
The present invention has been made paying attention to the above points, and provides an alignment adjustment mechanism for an ultrasonic flaw detection probe that can simplify the alignment adjustment mechanism to simplify and improve the efficiency of adjustment work. The issue is to provide.
上記課題を解決するため、本発明は、金属板を挟んで一対の探触子を対向配置して探傷する超音波探傷装置で使用される前記探触子を取付け面に対して位置調整するアライメント調整機構であって、前記取付け面に直交する軸回りに前記探触子を回転させる平行度調整機構と、前記探触子を前記取付け面に直交する方向に進退するオフセット調整機構とを有する超音波探傷用探触子のアライメント調整機構において、前記オフセット調整機構は、前記取付け面に固定される平板状の支持部材と、オフセット調整用ボルトによって、前記取付け面に直交する方向に進退可能に連結されると共に前記探触子が取付けられる平板状の調整部材とを備え、前記平板状の支持部材に対して前記オフセット調整用ボルトを進退させることで、前記取付け面からの前記探触子のオフセット量を調整し、前記平行度調整機構は、前記平板状の支持部材と、平板状の調整部材を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルトと、前記平板状の調整部材の幅方向端面に、前記オフセット調整用ボルトに当接可能に螺合される平行度調整用ボルトとを備え、前記平行度調整ボルトの進退によって、前記平行度調整用支点ボルトを支点として、前記探触子を回転することによって平行度を調整することを特徴とする超音波探傷用探触子のアライメント調整機構である。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an alignment for adjusting the position of the probe used in an ultrasonic flaw detection apparatus for flaw detection by arranging a pair of probes facing each other across a metal plate. An adjustment mechanism comprising: a parallelism adjustment mechanism that rotates the probe about an axis orthogonal to the attachment surface; and an offset adjustment mechanism that advances and retracts the probe in a direction orthogonal to the attachment surface. In the alignment adjustment mechanism of the probe for acoustic flaw detection, the offset adjustment mechanism is connected to the flat support member fixed to the mounting surface and an offset adjustment bolt so as to be able to advance and retreat in a direction perpendicular to the mounting surface. And a flat plate-shaped adjusting member to which the probe is mounted, and the offset adjusting bolt is advanced and retracted with respect to the flat plate-shaped supporting member, whereby the mounting surface Adjusting the offset amount of the probe, and the parallelism adjusting mechanism includes the flat plate supporting member, a parallelism adjusting fulcrum bolt that rotatably connects the flat plate adjusting member, and the flat plate shape. A parallelism adjustment bolt that is threadably engaged with the offset adjustment bolt on the end surface in the width direction of the adjustment member, and the parallelism adjustment fulcrum bolt is supported by the advancement and retraction of the parallelism adjustment bolt. As an alignment adjustment mechanism for an ultrasonic flaw detection probe, the parallelism is adjusted by rotating the probe.
本発明に係る超音波探傷用探触子のアライメント調整機構におけるオフセット調整機構は、平板状の支持部材と、オフセット調整用ボルトによって、前記平板状の支持部材に対して前後方向に移動可能に連結されると共に前記探触子が取付けられる平板状の調整部材とを備え、前記板状支持部材に対して前記オフセット調整用ボルトを進退させることで、前記取付け面からの前記探触子のオフセット量を変更することができる。 The offset adjustment mechanism in the ultrasonic flaw detection probe alignment adjustment mechanism according to the present invention is connected to the flat plate support member so as to be movable in the front-rear direction by a flat plate support member and an offset adjustment bolt. And an offset amount of the probe from the mounting surface by advancing and retracting the offset adjustment bolt with respect to the plate-like support member. Can be changed.
また、本発明に係る超音波探傷用探触子のアライメント調整機構における平行度調整機構は、平板状の支持部材と、平板状の調整部材を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルトと、平板状の調整部材の幅方向端面に、前記オフセット調整用ボルトに当接可能に螺合される平行度調整用ボルトとを備え、前記平行度調整ボルトの進退によって、前記平行度調整用支点ボルトを支点として、前記探触子を回転することができる。
従って、本発明は、従来の皿バネやシム等からなるスライド機構を不要とするため、アライメント調整機構を簡略化することができる。また、皿バネの交換、調整及びオーバーホールを行う必要がなくなるため、調整作業の簡易化及び効率化を図ることができる。
Further, the parallelism adjustment mechanism in the alignment adjustment mechanism of the ultrasonic flaw detector according to the present invention includes a flat plate-like support member, a parallelism adjustment fulcrum bolt that rotatably connects the flat plate-like adjustment member, and A parallelism adjustment bolt screwed so as to come into contact with the offset adjustment bolt is provided on the end surface in the width direction of the flat plate-shaped adjustment member, and the parallelism adjustment fulcrum bolt is moved forward and backward by the parallelism adjustment bolt. The probe can be rotated about the fulcrum.
Therefore, the present invention eliminates the need for a conventional slide mechanism made up of a disc spring, shim, or the like, thereby simplifying the alignment adjustment mechanism. In addition, since it is not necessary to replace, adjust and overhaul the disc spring, the adjustment work can be simplified and made more efficient.
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す側面図、図2は本発明の超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す正面図、図3は本発明の平行度調整機構を示す正面図、図4は本発明のオフセット調整機構の一部を示す側面図、図5は本発明の支持部を示す正面図、図6は従来技術の説明図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an alignment adjustment mechanism of an ultrasonic flaw detection probe according to the present invention, FIG. 2 is a front view showing the alignment adjustment mechanism of the ultrasonic flaw detection probe according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a front view showing a part of the offset adjustment mechanism of the present invention, FIG. 5 is a front view showing a support portion of the present invention, and FIG. 6 is an explanatory view of the prior art.
図1は、本発明に係る超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す側面図である。超音波ラインセンサの送信子1と受信子2とは、被検査板である金属板3の通過路を挟んで上下に対向配置されている。上記各探触子は、ラインフォーカス型超音波探触子である一次元アレイ型探触子からそれぞれ構成される。
上記構成によって、送信子1から超音波が送信され、金属板3を板厚方向に往復して受信子2に到達する往復透過波と金属板3を板厚方向に往復して受信子2に到達する往復透過波との間にあらわれる反射波が抽出され、その反射波が所定レベル以上である場合には内部欠陥からの反射として検出されるようになっている。
FIG. 1 is a side view showing an alignment adjustment mechanism of an ultrasonic flaw detector according to the present invention. The
With the above configuration, an ultrasonic wave is transmitted from the
上記送信子1側のアライメント調整機構は、図1に示すように、取付け板4の取付け面4aに固定される平板状の支持部材5と、この平板状の支持部材5に移動、回転可能に連結される平板状の調整部材7とによって主要部が構成される。
具体的には、前記支持部材5の中央部の対称位置には、図1及び図5に示すように、4本の取付け用ネジ穴5aが開設されており、これらの取付けネジ穴5a内を4本の取付け用ボルト6が貫通して、これらの先端部が前記取付け板4のネジ穴(図示せず)に螺合している。また、前記支持部材5の4隅部には、前記調整部材7を支持し、かつ、オフセット調整を行うためのオフセット調整用ネジ穴5bが設けられている。更に、前記支持部材5の下部中央には、平行度調整を行うための平行度調整用支点ネジ穴5cが設けられている(図5を参照)。
As shown in FIG. 1, the alignment adjusting mechanism on the
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 5, four mounting
次に、前記調整部材7の左右端部には、図3に示すように、2本の取付けネジ穴7aがそれぞれ設けられており、これらの取付けネジ穴7aを介して、前記調整部材7に探触子1が固定されている(図1及び図2を参照)。
一方、前記支持部材5のオフセット調整用ネジ穴5b(図1及び図5を参照)の位置に対応して、前記調整部材7の4隅部には、図4に示すような大径穴11がそれぞれ設けられ、前記大径穴11内には、オフセット調整用ボルト8が遊挿自在に貫通している(図1乃至図3を参照)。また、オフセット調整ボルト8の頭部は、図4に示すように、ワッシャ12を介してオフセット調整用ボルト8をナット8aで締めることで前記調整部材7に固定される。さらに、オフセット調整用ボルト8の先端部は、図1に示すように、前記オフセット調整用ネジ穴5bに螺合している。そして、前記オフセット調整ボルト8を回転調整することにより、前記支持部材5に対して前記調整部材7が前後方向に(図1中の矢印方向)に移動でき、オフセット量の調整が可能となる。
ここで、前記支持部材5、調整部材7及びオフセット調整用ボルト8によってオフセット調整機構が構成される(図1を参照)。
Next, as shown in FIG. 3, two mounting
On the other hand, corresponding to the positions of the offset
Here, the
また、前記調整部材7の幅方向端面正面には、図3に示すように、前記オフセット調整用ボルト8に当接可能に、前記大径穴11に向けて2本の平行度調整用ボルト9が取付けられる。このとき、この平行度調整用ボルト9の各軸部先端が前記オフセット調整用ボルト8の側面に当接している。さらに、前記調整部材7の下部中央には、支点ネジ穴(図示せず)が設けられ、この支点ネジ穴内に平行度調整用支点ボルト10が貫通し、その先端部が前記平行度調整用支点ネジ穴5cに螺合している。なお、前記ネジ穴5c、支点ネジ穴の軸は前記取付け面4aに直交し、この両ネジ穴に平行度調整用支点ボルト10を締結することで、前記調整部材7が、前記支持部材5に対して前記支点ボルト10を支点として正逆回転可能な状態で支持される。なお、オフセット調整用ボルト8と大径穴11との間には、隙間があるため、前記平行度調整用ボルト9により、調整部材7を前記間隙とオフセット調整用ボルト8が干渉しない範囲で回転することができ、平行度調整が可能となる。
ここで、前記支持部材5、調整部材7及び平行度調整用ボルト9、支点ボルト10によって平行度調整機構が構成される(図3を参照)。
Further, as shown in FIG. 3, two parallelism adjusting bolts 9 toward the large-
Here, the
次に、本発明のアライメント調整機構の作動方法について説明する。
まず、平行度の微調整について説明する。対向する受信子2と送信子1との間の平行度を調整する場合には、平行度調整用支点ボルト10を仮締め状態として、上側一対の平行度調整用ボルト9を利用することで、オフセット調整用ボルト8と大径穴11との隙間を調整しながら、支持部材5に対して、調整部材7を前記平行度調整用支点ボルト10を支点にして回転する。これによって、受信子2に対し送信子1が平行となるように微調整する。調整が終了したら、前記平行度調整用支点ボルト10について本締めを行う。
Next, an operation method of the alignment adjustment mechanism of the present invention will be described.
First, the fine adjustment of the parallelism will be described. When adjusting the parallelism between the opposing
なお、平行度の微調整の確認は、次のように行う。すなわち、送信子1の各素子から同期をとって超音波を送信させて対応する受信子2の各素子で受信させ、その各素子に対応するチャネルでの受信時刻を検出する。この受信時刻は、伝搬時間に対応した時刻である。即ち、受信時刻から送信時刻を減算処理すれば伝搬時間となる。
例えば、複数のチャンネルの複数超音波探触子を使用した場合には、各チャンネルの受信信号に基づき、当該信号の伝播時間が同じになるように、各送信子1、受信子2の組について、平行度の微調整を行うことで、対向する送受信子1、2を正確に平行にすることが可能となる。
The confirmation of the fine adjustment of the parallelism is performed as follows. That is, an ultrasonic wave is transmitted from each element of the
For example, when a plurality of ultrasonic probes of a plurality of channels are used, a set of each
次に、オフセットの微調整について説明する。取付け面4aに対して送信子1のオフセット量を調整する場合には、オフセット調整用ボルト8を正逆回転させて支持部材5に対する軸部の螺合位置を変化させることで、調整部材7を前後方向に位置調整する。例えば、4本のオフセット調整用ボルト8を右回りに回転させると、この回転量に応じて、前記調整部材7が後進することで、送信子1の位置が取付け面4aから離れる方向にオフセットする。このとき、前記オフセット調整用ボルト8と前記大径穴11との間には、隙間があるため、上下方向(図1中の矢印方向に垂直する方向)にも前記調整部材7を移動することができる。
Next, fine adjustment of the offset will be described. When adjusting the offset amount of the
一方、従来のオフセット調整機構では、前後方向に平行移動しかできなかったため、探触子の製作等の誤差があると、複数のチャンネルの感度を同時に高めることが困難であった。
これに対して、本発明では、4本のオフセット調整用ボルト8をそれぞれ独立に調整できるため、各送信子1、受信子2の組を上下、前後方向にオフセットすることにより、最適なオフセット位置を特定できるとともに、全てのチャンネルの感度を容易に高めることができる。
On the other hand, since the conventional offset adjustment mechanism can only translate in the front-rear direction, it is difficult to increase the sensitivity of a plurality of channels at the same time if there is an error in the manufacture of the probe.
On the other hand, in the present invention, since the four offset adjusting
A オフセット調整機構
B 平行度調整機構
1 探触子(送信子)
2 探触子(受信子)
3 金属板
4 取付け板
4a 取付け面
5 平板状の支持部材
5a 取付け用ネジ穴
5b オフセット調整用ネジ穴
5c 平行度調整用支点ネジ穴
6 取付け用ボルト
7 平板状の調整部材
7a 取付け穴
8 オフセット調整用ボルト
8a ナット
9 平行度調整用ボルト
10 平行度調整用支点ボルト
11 大径穴
12 ワッシャ
A Offset adjustment mechanism B
2 Probe (receiver)
3 Metal plate 4
Claims (1)
前記オフセット調整機構は、前記取付け面に固定される平板状の支持部材と、オフセット調整用ボルトによって、前記取付け面に直交する方向に進退可能に連結されると共に前記探触子が取付けられる平板状の調整部材とを備え、前記平板状の支持部材に対して前記オフセット調整用ボルトを進退させることで、前記取付け面からの前記探触子のオフセット量を調整し、
前記平行度調整機構は、前記平板状の支持部材と、平板状の調整部材を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルトと、前記平板状の調整部材の幅方向端面に、前記オフセット調整用ボルトに当接可能に螺合される平行度調整用ボルトとを備え、前記平行度調整ボルトの進退によって、前記平行度調整用支点ボルトを支点として、前記探触子を回転することによって平行度を調整することを特徴とする超音波探傷用探触子のアライメント調整機構。 An alignment adjustment mechanism that adjusts the position of the probe with respect to the mounting surface, which is used in an ultrasonic flaw detector that detects a pair of probes facing each other across a metal plate, and is orthogonal to the mounting surface In an alignment adjustment mechanism for a probe for ultrasonic testing, comprising: a parallelism adjustment mechanism for rotating the probe around an axis to be rotated; and an offset adjustment mechanism for moving the probe forward and backward in a direction perpendicular to the mounting surface. ,
The offset adjustment mechanism is connected to a flat plate-like support member fixed to the mounting surface and an offset adjustment bolt so as to be able to advance and retreat in a direction perpendicular to the mounting surface and to which the probe is mounted. And adjusting the offset amount of the probe from the mounting surface by advancing and retracting the offset adjustment bolt with respect to the flat plate-shaped support member,
The parallelism adjustment mechanism includes the flat plate-shaped support member, a parallelism adjustment fulcrum bolt that rotatably connects the flat plate-shaped adjustment member, and a width-direction end surface of the flat plate-shaped adjustment member. A parallelism adjusting bolt that is screwed so as to be able to abut against the bolt, and the parallelism adjusting bolt is moved forward and backward to rotate the probe around the parallelism adjusting fulcrum bolt as a fulcrum. Adjusting mechanism of ultrasonic flaw detection probe, characterized by adjusting
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