JP2005274444A

JP2005274444A - 超音波探傷画像処理装置及びその処理方法

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Publication number: JP2005274444A
Application number: JP2004089955A
Authority: JP
Inventors: Akira Tsuyuki; 陽露木; Katsumi Kubo; 克巳久保; Tetsuo Aikawa; 徹郎相川; Takashi Butsuen; 隆仏円
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP4364031B2

Abstract

【課題】検査員の解析レベルに依存せずに配管の内在欠陥を評価すること。
【解決手段】超音波探傷画像処理装置１に備える画像処理装置１４には、超音波探傷器１２からのエコー信号ａ等によって画像ｄを作成する画像作成部２１と、画像ｄから画素分解能を算出すると共に画像ｄの領域を限定して限定領域画像ｅを作成する画像領域限定処理部２３と、限定領域画像ｅに現れる各種エコー像から所要のエコー像を識別するエコー像方向識別処理部２４と、識別されたエコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像の有無を判断し、このエコー像から形成されるエコー像対を検出する輝度分布作成・エコー像対検出部２５と、エコー像対を形成するエコー像上における輝度ピーク座標を読み取り、エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標のｙ座標差と画素分解能とから指示高さを演算する欠陥実寸演算部２６とが設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を用いて非破壊で鋼材の内在欠陥を評価する技術に係り、特に、鋼材の溶接の際生じる熱影響部に発生する内在欠陥（内部欠陥）を評価する超音波探傷画像処理装置及びその処理方法に関するものである。

従来より、鋼材の溶接箇所に生じうる内在欠陥を非破壊で評価する装置として、超音波探傷装置が知られている。この超音波探傷装置は、探触子を用いて、鋼材の内在欠陥を評価するものである。探傷動作を開始すると、探触子は超音波を発生し、この超音波は、鋼材内に入射される。また、探触子は、鋼材内の反射源で反射された超音波（エコー）を受信する。

超音波が鋼材内を伝搬される時に、内部欠陥や溶接部の裏波部（余盛）等の不均一な部分があると、超音波は、不均一な部分を反射源として反射する。このため、探触子が受信するエコーには、内部欠陥にて反射した欠陥エコーだけでなく、裏波部にて反射した裏波エコー等が含まれる。

反射源からのエコー、探触子の位置及び超音波の入射角度、の信号からＡスコープ波形、Ｂスコープ及びＣスコープの画像が作成され、超音波探傷装置の表示装置の画面上にそれぞれ表示される（例えば、特許文献１参照）。

検査員は、超音波探傷装置の表示装置の画面に表示された、Ａスコープ波形、Ｂスコープ及びＣスコープの画像を見ながら、鋼材の内在欠陥の評価をマニュアルで実施する。
特開平２−３１１５４号公報（第２頁−第３頁、図１）

しかしながら、従来の超音波探傷装置の表示装置の画面上に表示されたＢスコープ及びＣスコープの画像には、ノイズ成分による妨害エコー像が現れる。よって、検査員の解析レベルの違いから、従来の超音波探傷装置の表示装置の画面上に表示された画像を見ながら溶け込み不良の有無・品質等の評価を一定に維持することが困難であり、評価の標準化ができなかった。

また、Ｖ開先溶接及びＸ開先溶接等の施工後の鋼材には、熱影響部の管内周面に応力腐食割れが形成されることがある。応力腐食条件下での使用により応力腐食割れが生じると、鋼材の熱影響部には内在欠陥が発生する。従来の超音波探傷装置では、内在欠陥の実寸を正確に測定することができず、内在欠陥の進行状況が把握できないため、鋼材の取替えのタイミングが計れなかった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、検査員の解析レベルに依存せずに鋼材の内在欠陥を評価できる超音波探傷画像処理装置及びその処理方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、内在欠陥の大きさや探傷の程度を正確に測定できる超音波探傷画像処理装置及びその処理方法を提供することにある。

本発明に係る超音波探傷画像処理装置は、上述した課題を解決するために、鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷装置において、前記エコーから画像を作成して、この画像のデータを処理する画像処理装置には、前記画像を作成する画像作成部と、前記画像から画素分解能を算出すると共に、前記画像の領域を限定して限定領域画像を作成する画像領域限定処理部と、前記限定領域画像に現れるエコー像の直線の方向を利用してエコー像を識別するエコー像方向識別処理部と、前記エコー像方向識別処理部にて識別されたエコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像の有無を判断し、このエコー像から形成されるエコー像対を検出する輝度分布作成・エコー像対検出部と、前記エコー像対を形成するエコー像上における輝度ピーク座標を読み取り、エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標の座標差と前記画素分解能とから内在欠陥の実寸を演算する欠陥実寸演算部とが設けられた。

本発明に係る超音波探傷画像処理方法は、上述した課題を解決するために、鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷方法において、前記画像の画素分解能が算出される画素分解能算出工程と、前記画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向の裏波エコー像が識別され、前記画像に現れるエコー像のうち、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像が識別されるエコー識別工程と、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像から輝度分布が作成され、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像であり、そのエコー像から形成されるエコー像対が検出されるエコー像対検出工程と、前記エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、これら輝度ピーク座標の座標差が算出される座標差算出工程と、前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される実寸換算工程と、前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される表示工程とを有する。

さらに、本発明に係る超音波探傷画像処理方法は、鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷方法において、前記画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向の裏波エコー像が識別され、前記画像に現れるエコー像のうち、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像が識別されるエコー識別工程と、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像のみが現われる画像が表示される表示工程とを有する。

また、本発明に係る超音波探傷画像処理方法は、鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷方法において、前記画像の画素分解能が算出される画素分解能算出工程と、前記画像に現れるエコー像から輝度分布が作成され、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像であり、そのエコー像から形成されるエコー像対が検出されるエコー像対検出工程と、前記エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、これら輝度ピーク座標の座標差が算出される座標差算出工程と、前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される実寸換算工程と、前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される表示工程とを有する。

本発明に係る超音波探傷画像処理装置及びその処理方法によると、検査員の解析レベルに依存せずに鋼材の内在欠陥を評価できる。

また、本発明に係る超音波探傷画像処理装置及びその処理方法によると、内在欠陥の大きさや探傷の程度を正確に測定できる。

以下、本発明に係る超音波探傷画像処理装置及びその処理方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る超音波探傷画像処理装置の実施の形態を示す概略図である。

図１は、超音波探傷画像処理装置１と、溶接された鋼材、例えば２つの管本体を管軸方向に整列させてその端部どうしが溶接された配管１０、とを示す。なお、図１に示した配管は、２つの管本体によってＶ開先溶接施工された配管１０を示すが、特にＶ開先溶接施工に限定されるものではなく、例えばＸ開先溶接施工された配管でもよい。

超音波探傷画像処理装置１には、超音波の送信パルスを発する超音波探傷器１２と、超音波を所要の入射方向（入射角度）で配管１０内に入射する探触子１３とが備えられる。また、探触子１３は、配管１０内の反射源からのパルス状の反射波（エコー）を受信して電気信号に変換することができ、超音波探傷器１２は、探触子１３からの電気信号をデジタル変換・増幅してエコー信号ａを得ることができる。

さらに、超音波探傷画像処理装置１には、超音波探傷器１２からのエコー信号ａ等によって画像ｄを作成してこの画像ｄのデータを処理する画像処理装置１４と、画面上に画像ｄ等を表示する表示装置１５とが備えられる。

超音波探傷画像処理装置１に備える画像処理装置１４には、超音波探傷器１２からのエコー信号ａ等によって画像ｄを作成する画像作成部２１と、画像ｄのデータを記憶する画像記憶部２２と、画像ｄの領域を限定して、限定領域画像ｅを作成する画像領域限定処理部２３と、限定領域画像ｅに現れるエコー像の直線の方向（傾き、角度）を利用してエコー像を識別するエコー像方向識別処理部２４と、エコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像の有無を判断し、このエコー像から裏波エコー像付近に形成されるエコー像対を検出する輝度分布作成・エコー像対検出部２５と、この輝度分布作成・エコー像対検出部２５にて検出されたエコー像対を形成するエコー像上における輝度ピーク座標（画素）を読み取り、エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標の座標差から内在欠陥（内部欠陥）１１の実寸を演算する欠陥実寸演算部２６とが設けられる。

エコー像方向識別処理部２４からの限定領域エコー識別画像ｆのデータと、欠陥実寸演算部２６にて算出された内在欠陥１１の実寸のデータとは、表示装置１５にそれぞれ入力できるようになっている。

一方、配管１０は、第１管本体１０ａと、第２管本体１０ｂと、第１管本体１０ａ及び第２管本体１０ｂの端部どうしを溶融金属にて溶接させた部分である溶接部１０ｃと、溶接の際生じる熱影響部１０ｄとを有する。溶接部１０ｃの管内周面には、溶融金属が溶け込んで裏波部（余盛）１０ｅが形成されている。さらに、熱影響部１０ｄの管内周面には、熱影響部１０ｄの応力腐食割れから進展したような内在欠陥１１が発生しており、その内在欠陥１１の最奥部を欠陥端部１１ａと、内在欠陥１１の開口部を欠陥開口部１１ｂとする。

超音波探傷画像処理装置１に備える探触子１３は、配管１０の管外周面に配置される。探触子１３からは、配管１０の管外周面上の探触子１３の位置を示す位置信号ｂと、超音波の入射方向（入射角度）を示す探傷角度信号ｃとを画像処理装置１４にそれぞれ出力できるようになっている。

続いて、超音波探傷画像処理装置１を用いた超音波探傷画像処理方法を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。

超音波探傷画像処理装置１に備える探触子１３は、配管１０の管外周面を管外周方向及び管軸方向に所定の走査間隔だけ移動する。探触子１３は、所定の走査間隔だけ移動する毎に探傷動作を行なう。

探傷動作を開始すると、まず、探触子１３は超音波を発生する。この超音波は、斜角探傷法により、超音波を探傷面に対して所要の入射方向（入射角度）にて、探触子１３と配管１０との境界面で屈折して配管１０内に入る。境界面での探傷屈折角は、境界面への入射方向、配管１０内を伝搬する超音波の音速により、スネルの法則から求められる一定値である。

配管１０内に入った超音波は、配管１０内の反射源で反射する。反射されたエコーは、探触子１３によって受信される。探触子１３に受信されたエコーは、探触子１３にて電気信号に変換される。この電気信号は、超音波探傷器１２に入力され、超音波探傷器１２にてデジタル変換・増幅される。超音波探傷器１２にて増幅された電気信号は、エコー信号ａとして画像処理装置１４に入力される（ステップＳ１）。

ここで反射源として内在欠陥及び裏波部１０ｅ等があり、エコーは、内在欠陥１１にて反射した欠陥エコー、例えば欠陥端部エコー及び欠陥開口部エコーや、裏波部１０ｅにて反射した裏波エコーを含んでおり、加えてノイズ成分による妨害エコー等を含んでいる。

一方、探傷動作を開始すると、探触子１３から画像処理装置１４に、配管１０の位置を示す位置信号ｂが入力される。加えて、探触子１３から画像処理装置１４に、確定された超音波の入射芳香を示す入射方向信号ｃが入力される（ステップＳ２）。

画像処理装置１４の画像作成部２１には、超音波探傷器１２からエコー信号ａが、探触子１３から位置信号ｂ及び入射方向信号ｃがそれぞれ入力される。画像作成部２１では、エコー信号ａ、位置信号ｂ及び入射方向信号ｃからＡスコープ波形、Ｂスコープ及びＣスコープの画像ｄが作成される（ステップＳ３）。この画像ｄは、ノイズ成分による妨害エコーを含んでいる。

ここで、Ａスコープ波形は、ほぼリアルタイムに得られ、受信エコー強度（ＲＦ波又は検波）と音波伝搬時間（深さ）とを直角座標にとった時系列の波形で、Ｂスコープは、Ａスコープの波形を輝度変調又は色変調して直線で表し、探触子１３の位置と音波伝搬時間（深さ）とを直角座標にとった配管１０の断層像で、Ｃスコープは、配管１０の所要深さにおける受信エコー強度を輝度変調して、探触子１３の位置に表示した配管１０の平面像である。

画像作成部２１にて作成された配管１０内の画像ｄのデータは、画像作成部２１から画像記憶部２２に入力され、この画像記憶部２２内に記憶される。

一方、画像ｄのデータは、画像作成部２１から表示装置１５に入力される。この表示装置１５の画面上には、Ａスコープ波形、Ｂスコープ及びＣスコープが画像として表示される（ステップＳ４）。

図３は、配管１０内のＢスコープの画像ｄを示す説明図である。

図３に示されたＢスコープの画像ｄには、探触子１３から入射した超音波が裏波部１０ｅで反射し、その裏波部１０ｅで反射した裏波エコーに相応する裏波エコー像Ｐが現れる。

裏波エコー像Ｐは、超音波の入射方向に対して略直交方向に直線で現れ、図３に示されたＢスコープの画像ｄのように、裏波エコー像Ｐ付近に他のエコー像が現れない場合、熱影響部１０ｄの管内周面に、図１に示されたような内在欠陥１１が内在しないと判断できる。よって、図３に示されたＢスコープの画像ｄから、配管１０のＶ開先溶接施行の結果は良好であると判断できる。

図４は、配管１０内のＢスコープの画像ｄの一例を示す概略図である。

図４に示されたＢスコープの画像ｄには、探触子１３から入射された超音波が裏波部１０ｅで反射し、その裏波部１０ｅで反射した裏波エコーに相応する裏波エコー像Ｐが現れる。

また、図１に示されたように、熱影響部１０ｄに、熱影響部１０ｄの応力腐食割れから進展したような内在欠陥１１が存在する場合、図４に示されたＢスコープの画像ｄの裏波エコー像Ｐ付近に、内在欠陥１１の欠陥端部１１ａから反射された欠陥端部エコーに相応する欠陥端部エコー像Ｑと、内在欠陥１１の欠陥開口部１１ｂから反射された欠陥開口部エコーに相応する欠陥開口部エコー像Ｒと、ノイズ成分による妨害エコーを表す妨害エコー像とが現れる。なお、図４に示されたＢスコープの画像ｄは、裏波エコー像Ｐ、欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒを見易くするため、妨害エコー像の一部を省いて簡略化表示している。

検査員は、ステップＳ４にて表示装置１５の画面上に表示された、図４に示されたようなＢスコープの画像ｄを見ながら、配管１０の内在欠陥１１を評価する。なお、表示装置１５に表示されたＡスコープ波形及びＣスコープの画像ｄを見ながら、配管１０の内在欠陥１１を評価することもできる。

一方、図１に示された画像処理装置１４の画像作成部２１で、ステップＳ３にて作成された配管１０内のＢスコープの画像ｄのデータは、画像作成部２１から画像領域限定処理部２３に入力される。この画像領域限定処理部２３では、Ｂスコープの画像ｄから画素分解能が算出される（ステップＳ５）。この画素分解能は、例えば図４に示されたＢスコープの画像ｄの左端にあるスケールを読取ることで算出することができる。

続いて、ステップＳ５にて算出された画素分解能と、配管１０の肉厚とから、裏波エコー像Ｐが現れる画面上の領域が限定され、限定領域画像ｅが作成される（ステップＳ６）。配管１０の肉厚は、既知の値として検査員によって入力される。

画像領域限定処理部２３にて作成された限定領域画像ｅのデータは、画像領域限定処理部２３からエコー像方向識別処理部２４に入力される。このエコー像方向識別処理部２４では、ステップＳ６にて限定された領域に現れた各種エコー像のうち、超音波の入射方向と略直交方向をもっている裏波エコー像が識別される（ステップＳ７）。

ここで、エコー像方向識別処理部２４では、限定領域画像ｅに現れたエコー像が、ステップＳ７にて識別された裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像であるかが判断される（ステップＳ８）。ステップＳ８の判断にてＹｅｓ、すなわち、限定領域画像ｅに現れたエコー像が、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像である場合、限定領域画像ｅに現れたエコー像から、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像が識別され、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像のみが現れたＢスコープの限定領域エコー識別画像ｆが作成される（ステップＳ９）。なお、Ｃスコープの画像ｄについて、ステップＳ５〜Ｓ９を行なえば、Ｂスコープの限定領域エコー識別画像ｆの場合と同様に、Ｃスコープの限定領域エコー識別画像ｆが作成できる。

エコー像方向識別処理部２４にて抽出されたエコー像のみが現れた限定領域エコー識別画像ｆのデータは、エコー像方向識別処理部２４から表示装置１５に入力され、この表示装置１５の画面上にＢスコープ及びＣスコープが画像として表示される（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ８の判断にてＮｏ、すなわち、限定領域画像ｅに現れたエコー像が、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像でない場合、そのエコー像は、ノイズ成分による妨害エコー像であるとして限定領域エコー識別画像ｆから除去される（ステップＳ１１）。

そして、ステップＳ９にて作成され、エコー像のみが現れたＢスコープの限定領域エコー識別画像ｆのデータは、輝度分布作成・エコー像対検出部２５に入力される。輝度分布作成・エコー像対検出部２５では、限定領域エコー識別画像ｆに現れているエコー像に関してエコーの輝度が計測され、エコー像が現れた直線上の画素列に対する輝度の分布が取得される（ステップＳ１２）。

図５は、エコーの輝度分布を示す説明図である。

図５に示されたエコーの輝度分布は、エコー像が現れた直線上の画素列に対して輝度の大きさをとったものである。図５（ａ）は、欠陥エコーの輝度分布を示す一方、図５（ｂ）は、妨害エコーの輝度分布を示す。

図５（ａ）の輝度分布に示すように、エコーの輝度分布内に輝度ピーク（輝度重心）がある場合、配管１０に内在欠陥１１が存在する可能性が高い。加えて、輝度分布内に輝度ピークがあるエコー像から、裏波エコー像付近にエコー像対が形成される場合、配管１０に、内在欠陥１１が存在すると断定できる。エコー像対を形成するエコー像は、欠陥端部１１ａから反射した欠陥端部エコーに相応する欠陥端部エコー像Ｑと、欠陥開口部１１ｂから反射した欠陥開口部エコーに相応する欠陥開口部エコー像Ｒと、であると断定可能である。

そして、輝度分布作成・エコー像対検出部２５では、図５（ａ）の輝度分布に示すように、輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像があり、そのエコー像から裏波エコー像付近に形成されるエコー像対が検出されるか否かが判断される（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判断にてＹｅｓ、すなわち、エコー像対が検出される場合、そのエコー像対を形成する２つのエコー像が欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒであると断定される。そして、輝度分布内の輝度ピークに相当する、欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒ上の輝度ピーク座標（画素）が読み取られる（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１３の判断にてＮｏ、すなわち、図５（ｂ）の輝度分布に示すように輝度分布内に輝度ピークがない場合、又は輝度分布内に輝度ピークはあるがエコー像対が検出されない場合、輝度分布内に輝度ピークがないエコー像、又は輝度ピークはあるがエコー像対を形成しないエコー像は、ノイズ成分による妨害エコー像であるとして画像から除去される（ステップＳ１１）。

図６は、裏波エコー像Ｐ、欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒを示し、欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒのそれぞれの輝度ピーク座標を説明する図である。

図６は、ｘ−ｙ平面画像上の裏波エコー像Ｐ、欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒを示す。加えて、ステップＳ１２にて欠陥端部エコー像Ｑ及び欠陥開口部エコー像Ｒから輝度分布を取得して、ステップＳ１４にて輝度分布から読み取られた欠陥端部エコー像Ｑ上の輝度ピーク座標ｑ（ｘ_ｑ，ｙ_ｑ）及び欠陥開口部エコー像Ｒ上の輝度ピーク座標ｒ（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ）をそれぞれ示す。

ここで、欠陥端部エコー像Ｑ上の輝度ピーク座標ｑ（ｘ_ｑ，ｙ_ｑ）及び欠陥開口部エコー像Ｒ上の輝度ピーク座標ｒ（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ）の座標差（画素数）が算出される。ここでは、内在欠陥１１の高さ（以下、「指示高さ」という。）を求めるために、輝度ピーク座標ｑ（ｘ_ｑ，ｙ_ｑ）及び輝度ピーク座標ｒ（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ）のｙ座標差（ｙ_ｑ−ｙ_ｒ）が算出される（ステップＳ１５）。

そして、算出された輝度ピーク座標ｑ及び輝度ピーク座標ｒのｙ座標差と、ステップＳ５にて算出した画素分解能とを用いて、ｙ座標差が指示高さに実寸換算され（ステップＳ１６）、指示高さの実寸のデータが表示装置１５に入力される。

ステップＳ１６にて実寸換算された指示高さは、表示装置１５の画面上に表示される（ステップＳ１７）。

なお、図２に示されたフローチャートのステップＳ７の裏波エコー像の識別は、ステップＳ６による限定領域画像ｅにて行なったほうが望ましいが、ステップＳ６を省略し、ステップＳ３による画像ｄにて行なわれてもよい。また、ステップＳ１２による輝度分布の取得は、ステップＳ５による画素分解能の算出又はステップＳ６による限定領域画像ｅの作成後に行なってもよく、その場合、ステップＳ７〜Ｓ１１が省略され、画像ｄ又は限定領域画像ｅに現れるエコーの輝度分布が取得される（ステップＳ１２）。

本発明に係る超音波探傷画像処理装置１及びその処理方法によると、エコー像のうち、エコー像の方向（角度）を利用して妨害エコー像を除去することでエコーのＳ／Ｎ比を増大させ、検査員の解析レベルに依存せずに配管１０の内在欠陥１１を評価できる。

さらに、本発明に係る超音波探傷画像処理装置１及びその処理方法によると、エコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布から検出される輝度ピークの有無を利用して妨害エコー像を除去することでエコーのＳ／Ｎ比を増大させ、検査員の解析レベルに依存せずに配管１０の内在欠陥１１を評価できる。

また、本発明に係る超音波探傷画像処理装置１及びその処理方法によると、輝度ピーク座標ｑ（ｘ_ｑ，ｙ_ｑ）及び輝度ピーク座標ｒ（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ）のｙ座標差（ｙ_ｑ−ｙ_ｒ）を算出し、ｙ座標差を実寸換算することで、指示高さを正確に測定できる。

本発明に係る超音波探傷画像処理装置の実施の形態を示す概略図。本発明に係る超音波探傷画像処理方法を示すフローチャート。配管内のＢスコープの画像を示す説明図。配管内のＢスコープの画像の一例を示す概略図。（ａ）欠陥エコーの輝度分布を示す説明図、（ｂ）妨害エコーの輝度分布を示す説明図。裏波エコー像、欠陥端部エコー像及び欠陥開口部エコー像を示し、欠陥端部エコー像及び欠陥開口部エコー像のそれぞれの輝度ピーク座標を説明する図。

符号の説明

１超音波探傷画像処理装置
１４画像処理装置
１５表示装置
２１画像作成部
２２画像記憶部
２３画像領域限定処理部
２４エコー像方向識別処理部
２５輝度分布作成・エコー像対検出部
２６欠陥実寸演算部

Claims

鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷装置において、
前記エコーから画像を作成して、この画像のデータを処理する画像処理装置には、
前記画像を作成する画像作成部と、
前記画像から画素分解能を算出すると共に、前記画像の領域を限定して限定領域画像を作成する画像領域限定処理部と、
前記限定領域画像に現れるエコー像の直線の方向を利用してエコー像を識別するエコー像方向識別処理部と、
前記エコー像方向識別処理部にて識別されたエコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像の有無を判断し、このエコー像から形成されるエコー像対を検出する輝度分布作成・エコー像対検出部と、
前記エコー像対を形成するエコー像上における輝度ピーク座標を読み取り、エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標の座標差と前記画素分解能とから内在欠陥の実寸を演算する欠陥実寸演算部とが設けられたことを特徴とする超音波探傷画像処理装置。
前記画像のデータを記憶する画像記憶部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷画像処理装置。
鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷方法において、
前記画像の画素分解能が算出される画素分解能算出工程と、
前記画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向の裏波エコー像が識別され、前記画像に現れるエコー像のうち、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像が識別されるエコー識別工程と、
前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像から輝度分布が作成され、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像であり、そのエコー像から形成されるエコー像対が検出されるエコー像対検出工程と、
前記エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、これら輝度ピーク座標の座標差が算出される座標差算出工程と、
前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される実寸換算工程と、
前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される表示工程とを有することを特徴とする超音波探傷画像処理方法。
前記エコー識別工程にて識別された、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像のみが現われる画像が表示されることを特徴とする請求項３に記載の超音波探傷画像処理方法。
鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷方法において、
前記画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向の裏波エコー像が識別され、前記画像に現れるエコー像のうち、前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像が識別されるエコー識別工程と、
前記裏波エコー像と略平行方向のエコー像のみが現われる画像が表示される表示工程とを有することを特徴とする超音波探傷画像処理方法。
鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を画像として画面上に表示し、この画像を見ながら鋼材の内在欠陥を評価する超音波探傷方法において、
前記画像の画素分解能が算出される画素分解能算出工程と、
前記画像に現れるエコー像から輝度分布が作成され、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像であり、そのエコー像から形成されるエコー像対が検出されるエコー像対検出工程と、
前記エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、これら輝度ピーク座標の座標差が算出される座標差算出工程と、
前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される実寸換算工程と、
前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される表示工程とを有することを特徴とする超音波探傷画像処理方法。
前記エコー像対検出工程で、Ｂスコープの画像に現れるエコー像から形成されるエコー像対が検出され、このエコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標のｙ座標差が算出され、このｙ座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の高さが実寸換算され、この高さが表示されることを特徴とする請求項３又は６に記載の超音波探傷画像処理方法。
前記画素分解能と鋼材の肉厚とから、前記裏波エコー像の現れる領域を限定して、限定領域画像が作成される工程を有することを特徴とする請求項３，５又は６に記載の超音波探傷画像処理方法。