JP2005315582A - Three-dimensional ultrasonic inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象物の内部構造、接合部の状態、欠陥の状態を超音波で非破壊検査する3次元超音波検査装置に係り、特に、検査対象物の溶接部の状態、溶接欠陥の状態を3次元的に検査する3次元超音波検査装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus that performs non-destructive inspection of the internal structure of an inspection object, the state of a joint, and the state of a defect with an ultrasonic wave. The present invention relates to a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus that three-dimensionally inspects a state.
検査対象物である平板状構造部同士の接合部の溶接状態や溶接欠陥の状態を非破壊検査する技術の1つに超音波探傷技術がある。 There is an ultrasonic flaw detection technique as one of the techniques for nondestructive inspection of the welded state and welded defect state of the joints between the plate-like structures that are inspection objects.
この超音波探傷技術を採用した超音波検査装置として特開2003−149213号公報(特許文献1)および特開2004−53360号公報(特許文献2)に記載されたものがある。 As an ultrasonic inspection apparatus employing this ultrasonic flaw detection technology, there are those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-149213 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-53360 (Patent Document 2).
これらの超音波検査装置は、多数の圧電振動子をマトリクス状に配設した超音波トランスデューサを超音波の発生、検出に用いたものであり、この超音波トランスデューサの圧電振動子から発振された超音波を検査対象物の接合部である溶接部に送り、溶接部から反射された反射エコーを超音波トランスデューサで受信し、この受信エコー信号を信号検出回路を経て信号処理部に送り、この信号処理部で並列演算処理を行ない、検査対象物の溶接部を画像化処理している。画像化処理された溶接部の超音波画像は表示装置に表示され、この超音波画像を目視することにより、溶接部の状態や溶接欠陥の状態を非破壊で検査することができるようになっている。 These ultrasonic inspection apparatuses use an ultrasonic transducer in which a large number of piezoelectric vibrators are arranged in a matrix to generate and detect ultrasonic waves. Ultrasonic waves oscillated from the piezoelectric vibrators of the ultrasonic transducers are used. The sound wave is sent to the welded part that is the joint of the object to be inspected, the reflected echo reflected from the welded part is received by the ultrasonic transducer, and the received echo signal is sent to the signal processing part through the signal detection circuit. Parallel calculation processing is performed in the part, and the welded part of the inspection object is imaged. The ultrasonic image of the welded part that has been imaged is displayed on a display device, and by visually observing this ultrasonic image, the state of the welded part and the state of the weld defect can be inspected nondestructively. Yes.
従来の超音波検査装置は、検査対象物の溶接部に超音波を照射し、その反射エコーを画像化処理して表示装置に超音波画像で表示し、表示された溶接部の画像を目視により判断し、溶接部の状態や溶接欠陥の状態を非破壊で検査している。 A conventional ultrasonic inspection apparatus irradiates a welded portion of an inspection object with ultrasonic waves, images the reflected echo, displays the ultrasonic image on a display device, and visually displays the displayed image of the welded portion. Judgment is made and the state of the welded part and the state of the weld defect are inspected nondestructively.
具体的には、特開平11−326287号公報(特許文献3)に記載されているように、平板状構造部を検査対象物とし、2つの平板状構造物を重ね合せ、スポット溶接により接合したとき、平板状構造物同士の溶接部の状態や溶接欠陥の状態を超音波検査装置で非破壊検査し、溶接部に溶融凝固部分が形成されているか否か、ブローホール等の溶接欠陥の有無・状態を検査することができる。 Specifically, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-326287 (Patent Document 3), the plate-like structure portion is used as an inspection object, and two plate-like structures are overlapped and joined by spot welding. When the state of the welded part between the flat structures and the state of the weld defect are nondestructively inspected with an ultrasonic inspection device, whether or not a melt-solidified part is formed in the welded part, whether there is a weld defect such as a blowhole・ Check the condition.
また、検査対象物の溶接部の接合強度は、溶融凝固部の大きさに依存し、接合部とこの内側に形成される溶融凝固部の境界は、検査対象物の接合部底面部の反射エコーの強度分布曲線の変曲点から求められることが、特開平6−265529号公報(特許文献4)に知られている。
従来の超音波検査装置では、複数の異なる音響特性を有する検査対象物の層構造や、検査対象物内の溶接部の欠陥やボイドや剥れを超音波により可視化させることができ、表示装置に表示された溶接部の超音波画像を目視することにより判断しているが、2次元の超音波画像を目視により判断しているために、判断結果に個人差によるバラツキが生じたり、検査対象物に対する溶接部の位置関係を3次元的に正確にかつ精度よく定量的に検査することが困難であった。 In conventional ultrasonic inspection equipment, it is possible to visualize the layer structure of inspection objects having different acoustic characteristics and defects, voids and peeling of welded parts in the inspection object with ultrasonic waves. Judgment is made by visually observing the displayed ultrasonic image of the welded part, but since the two-dimensional ultrasonic image is visually judged, the judgment result may vary due to individual differences, or the inspection object It was difficult to quantitatively inspect the positional relationship of the weld with respect to the three-dimensionally accurately and accurately.
従来の超音波検査装置では、
1.検査対象物の内部検査を画像化処理された超音波画像を観察することで行なっているため、溶接部の状態や溶接欠陥の状態を客観的にかつ定量的に精度よく検査することが困難である。
In conventional ultrasonic inspection equipment,
1. Since the internal inspection of the inspection object is performed by observing the imaged ultrasonic image, it is difficult to objectively and quantitatively inspect the state of the welded part and the state of the weld defect accurately. is there.
2.検査対象物内部の画像化処理により得られた超音波画像に表示される溶接部の状態、溶接欠陥の状態を表わす情報から異常の有無を定量的にかつ精度よく自動判定することが困難であった。 2. It was difficult to automatically determine the presence or absence of abnormality quantitatively and accurately from information indicating the state of the welded part and the state of the weld defect displayed in the ultrasonic image obtained by imaging processing inside the inspection object. It was.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、検査対象物の内部検査を精度よく正確に非破壊で3次元検査することができるとともに、内部検査による異常の有無を定量的に行ない、自動判定が可能な3次元超音波検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and can perform an internal inspection of an inspection object accurately and accurately in a non-destructive manner in a three-dimensional manner and quantitatively determine whether there is an abnormality due to the internal inspection. An object of the present invention is to provide a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus capable of automatic determination.
また、本発明の他の目的は、マトリクス状あるいはアレイ状に配設された超音波トランスデューサの各圧電振動子から発振される超音波の検査対象物からの反射エコーを検出して信号処理することで、接合部の溶融凝固部、固相接合部(コロナボンド)、溶融欠陥の大きさや位置が迅速かつ高解像度の超音波探傷画像として得ることができる3次元超音波検査装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to detect and process signal processing by detecting reflection echoes of ultrasonic waves oscillated from the respective piezoelectric vibrators of the ultrasonic transducers arranged in a matrix or array. Therefore, the present invention provides a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus in which the size and position of a melt-solidified part, a solid-phase joint (corona bond), and a melt defect of a joint can be obtained quickly and as a high-resolution ultrasonic flaw detection image. is there.
さらに、本発明の別の目的は、適切な溶接状態の超音波探傷画像を基準として合否判定パターン像を格納したデータベースと、検査した超音波探傷画像を照合させることで、定量的で安定した合否判定を迅速に行なうことができる3次元超音波検査装置を提供することができる。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a quantitative and stable acceptance / rejection by collating a database storing acceptance / rejection determination pattern images with an ultrasonic inspection image in an appropriate welded state as a reference, and the inspected ultrasonic inspection image. It is possible to provide a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus that can make a quick determination.
本発明に係る3次元超音波検査装置は、上述した課題を解決するために、請求項1に記載したように、複数の圧電振動子をマトリクス状あるいはアレイ状に配設した超音波トランスデューサと、上記超音波トランスデューサの複数の圧電振動子のうち、超音波を発振させる圧電振動子を順次選択する駆動素子選択部と、上記駆動素子選択部に選択された圧電振動子から発振される超音波を音響伝播媒体を介して検査対象物の接合部に入射させ、この接合部からの反射エコーを受信し、その反射エコーの電気信号を検出する信号検出回路と、この信号検出回路で検出された電気信号を信号処理し、前記検査対象物の内部に設定された3次元画像化領域内に区画されたメッシュに対応させて3次元画像化データを生成する信号処理部と、この信号処理部で生成された3次元画像化データの強度分布から溶融凝固部の大きさ、位置および接合部の溶接欠陥の位置・大きさを検出する一方、その検出結果および信号処理部からの3次元画像データを表示する表示処理装置とを備えたものである。
In order to solve the above-described problem, a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to the present invention includes an ultrasonic transducer in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a matrix or an array, as described in
本発明に係る3次元超音波検査装置によれば、検査対象物の接合部の内部検査を迅速に精度よく正確に超音波で非破壊検査することができ、内部検査による異常の有無、すなわち、溶融凝固部や溶融欠陥の大きさ、位置を定量的に精度よく検査し、自動判定を行なうことができる。 According to the three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to the present invention, the internal inspection of the joint portion of the inspection object can be quickly and accurately performed with non-destructive inspection with ultrasonic waves. The size and position of the melt-solidified part and melt defect can be inspected quantitatively and accurately, and automatic determination can be performed.
また、超音波トランスデューサがマトリクス状あるいはアレイ状配列の圧電振動子を備え、各圧電振動子を順次作動させて超音波を発振させ、検査対象物の接合部から反射された反射エコーを検出して、信号処理することで、接合部の溶融凝固部、固相接合部、溶接欠陥の大きさと位置を高解像度の超音波診断画像として迅速に得ることができる。 In addition, the ultrasonic transducer has a matrix or array arrangement of piezoelectric vibrators, and each piezoelectric vibrator is sequentially operated to oscillate ultrasonic waves and detect reflected echoes reflected from the joint portion of the inspection object. By performing the signal processing, the size and position of the melt-solidified portion, the solid-phase joint portion, and the weld defect of the joint portion can be quickly obtained as a high-resolution ultrasonic diagnostic image.
さらに、適切な溶接状態の超音波探傷画像を基準として合否判定パターン像をデータベースに格納しておき、検出された検査対象物の超音波探傷画像を格納させた基準の超音波探傷画像と比較照合させることで、安定した合否判定を迅速に自動的にかつ定量的に行なうことができる。 Furthermore, a pass / fail judgment pattern image is stored in a database based on an ultrasonic flaw detection image in an appropriate welding state, and compared with a reference ultrasonic flaw detection image in which the ultrasonic flaw detection image of the detected inspection object is stored. By doing so, it is possible to quickly and automatically and quantitatively perform stable pass / fail determination.
本発明に係る3次元超音波検査装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る3次元超音波検査装置の一実施形態を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to the present invention.
3次元超音波検査装置10は、超音波振動と電気信号を相互変換させ、所要周波数の超音波を送受信する超音波トランスデューサ11と、この超音波トランスデューサ11を駆動させる駆動信号を発生させる信号発生部12と、信号発生部12からの駆動信号を選択し、超音波トランスデューサ11の圧電振動子を選択的に駆動させる駆動素子選択部13と、超音波トランスデューサ11から発振される超音波を検査対象物14の接合部である溶接部15に照射し、この溶接部からの反射エコーの信号を超音波トランスデューサ11を介して検出する信号検出回路16と、この信号検出回路16で検出された反射エコーの電気信号を並列演算処理して3次元(3D)超音波画像を生成させる信号処理部17と、この信号処理部17で処理された超音波探傷画像のデータ処理をさらに行ない高解像度の3次元超音波探傷画像を得、内部構造や溶接部15の状態および溶接欠陥16の状態を自動的に精度よく判定し、判定結果を表示させる表示処理装置18とを備える。
The three-dimensional
超音波トランスデューサ11は、圧電素子からなる多数の圧電振動素子20を基板21にm行n列のマトリクス状に整列配置させてマトリクスセンサ11を構成している。超音波トランスデューサ11の各圧電振動子20mnには、信号発生部12で発生した駆動信号が駆動素子選択部13により選択されて加えられる。駆動素子選択部13の選択により各圧電振動子20mnの駆動順序が1個ずつあるいは複数個ずつ決定され、各圧電振動子20mnは所要の駆動タイミングで駆動される。圧電振動素子20はマトリクス状に配設する代りに、一列にあるいは十字のライン状に配列させ、アレイセンサを構成してもよい。
The
超音波トランスデューサ11のセンサ面である超音波発受信面、具体的には、検査対象物14側に液体あるいは固体の音響伝播媒体23が密着される。音響伝播媒体23と検査対象物14との間には超音波の音響的整合をとるカップラント24が設けられる。カップラント24は、音響伝播媒体23が水等の液体を用いる場合は、不要である。
A liquid or solid
また、音響伝播媒体23はボックス状となり、その開口面積は、検査対象物14の検査領域(ターゲット領域)である接合部15の大きさに応じて形成され、音響伝播媒体23の高さは、圧電振動子20から発振される超音波の発振角度(拡がり角度)により決定される。
The
検査対象物14は、例えばスポット溶接にて接合された2枚の板状構造物14a,14bを対象とし、この板状構造物14a,14bのスポット溶接部は、3次元超音波検査装置10により超音波を用いて非破壊にて内部検査される。検査対象物14は、3枚以上の板状構造物を重ね合せて溶接したものを用いてもよい。検査対象物14は、金属材料であっても、樹脂材料であってもよい。
The inspection object 14 is, for example, two plate-
検査対象物14である2枚の板状構造物14a,14bを重ね合せてスポット溶接により接合すると、板状構造物14は接合部15の外表面に溶接用電極による打痕部としての凹部25が形成され、接合部15の厚さTは、凹部25の形成分だけ、接合部15周りの非接合部26より小さくなる。
When the two plate-
なお、符号27は、接合部15の溶接凝固部28は、接合部15に生じたブローホール等の溶接欠陥を示す。
In addition, the code |
一方、超音波トランスデューサ11に駆動信号を作用させる信号発生部12は、圧電振動子20の圧電体を駆動させて超音波を発生させるべく、外部電圧の印加により、パルス状あるいは連続した駆動信号を発生させる。発生した駆動信号は駆動素子選択部13により駆動させる各圧電振動子20mnが選択され、選択された圧電振動子20mnに駆動信号が所要のタイミングで作用せしめられる。駆動素子選択部13は、駆動すべき1つまたは複数の圧電振動子20を所要のタイミングで順次選択しており、選択された圧電振動子20に信号発生部12からの駆動信号が加えられると、圧電振動子20が駆動され、所要周波数の超音波Uを発振させるようになっている。
On the other hand, the
超音波トランスデューサ11の各圧電振動子20mnから順次発振された超音波は、音響伝播媒体23を通り、カップラント24を経て検査対象物14の内部に入射され、検査対象物14の検査領域15(非接合部26、溶融凝固部27、ブローホール等の溶接欠陥部28、底面29)に達し、各境界層で反射する。
The ultrasonic waves sequentially oscillated from the respective
検査対象物14の底面29、非接合部26、溶融凝固部27、溶接欠陥部28の各境界層で反射した超音波の反射エコーは、検査対象物14から音響伝播媒体23を経てマトリクスセンサとしての超音波トランスデューサ11の各圧電振動子20に時間差をもってそれぞれ入力され、各圧電振動子20に入力された反射エコーは、電気信号に変換されて信号検出回路16に入力され、ここで反射エコーの電気信号が各圧電振動子20毎に検出される。
The reflected echoes of the ultrasonic waves reflected by the boundary layers of the
この3次元超音波検査装置10は、超音波トランスデューサ11の各圧電振動子20のうち、駆動素子選択部13で選択された圧電振動子20mnに駆動信号が加えられると、この圧電振動子20mnが作動して超音波Uを発振させる。この発振した超音波Uが音響伝播媒体23や必要に応じたカップラント24を経て検査対象物14の接合部15である検査領域に照射される。検査対象物14の検査領域15に照射された超音波Uは、検査領域15の密度的境界層から一部が反射して反射エコーとなる。この反射エコーは、カップラント24、音響伝播媒体23を通ってマトリクスセンサ(超音波トランスデューサ11)の各圧電振動子20で時間差を持ってそれぞれ受信し、各圧電振動子20による圧電変換により、反射エコーの電気信号として信号検出回路16に送られ、検出される。
When a drive signal is applied to the
超音波トランスデューサ11は、各圧電振動子20mnに、駆動信号選択部13で駆動信号を順次作用させることにより、各圧電振動子20mnは、順次所要のタイミングで駆動され、各圧電振動子20mnから発振された超音波の反射エコーを、マトリクスセンサ11でそれぞれ2次元的に受信する。圧電振動子20mnのm行n列が、例えば10×10個の100個がマトリクス状に配設された場合、各圧電振動子20mnが駆動素子選択部13により順次駆動信号が加えられると、駆動信号が順次加えられるタイミングで各圧電振動子20mnから超音波Uが順次発振せしめられ、各圧電振動子20mnから順次発振された超音波の反射エコーをマトリクスセンサ11で順次受信し、その受信信号である反射エコーの電気信号をその都度信号検出回路16に送るようになっている。
The
このため、信号検出回路16には、超音波トランスデューサ11の作動によりマトリクス状配列の個々の圧電振動子20mnから発振された超音波の反射エコーをマトリクスセンサ11で2次元的に受信する。マトリクスセンサ11は超音波を発振する個々の超音波振動子20mn分の反射エコーをそれぞれ受信し、反射エコーの電気信号として信号検出回路16に送られ、この信号検出回路16を経て信号処理部17に送られる。
Therefore, the
信号検出回路16は、マトリクスセンサ11で発生する反射エコーの電気信号を検出するものである。検出された電気信号のうち、検査に必要な複数のものは、信号処理部70内の増幅器31a,31b,…,31iにそれぞれ導かれる。
The
増幅器31a,31b,…,31iは、導かれた反射エコーの電気信号をそれぞれ増幅し、これをA/D変換器32a,32b,…,32iにそれぞれ供給している。A/D変換器32a,32b,…,32iは、導かれた電気信号をA/D変換し、これを並列プロセッサ33a,33b,…,33iにそれぞれ導くものである。
The
信号処理部17内の並列プロセッサ33は、A/D変換器32a,32b,…,32iから導かれたディジタル信号を並列的にかつ迅速に演算処理し、それぞれ、検査領域(画像化領域)に区画された各メッシュからの反射強度を特定するものである。特定された反射強度は、統合プロセッサである3次元画像生成部34により統合されて3次元画像化情報(データ)となり、表示処理装置18に送られる。表示処理装置18は、導かれた3次元画像化データを中間部データ処理部35、および底面部データ処理部36でデータ処理し、検査対象物14の検査領域(測定部)15の良否を判定部37で判断する一方、この良否判定結果や3次元画像生成部35からの3次元超音波画像を超音波探傷画像として表示部38に表示させるようになっている。
The
信号処理部17は、図2に示すように構成させる。
The
信号処理部17に備えられる並列プロセッサ33はそれぞれ、内部メモリ40a,40b,…,40i、および演算回路41a,41b,…,41iを有する。また、統合プロセッサである3次元画像生成部34は、画像統合処理部44、境界抽出処理部45、形状データ記憶部46、テーブルデータ格納部47をそれぞれ有する。
The
内部メモリ40a,40b,…,40iは、それぞれA/D変換器32a,32b,…,32iから供給されたA/D変換信号とテーブルデータ格納部47から得た伝播時間データとを一時格納するものである。演算回路41a,41b,…,41iは、それぞれ、内部メモリ40a,40b,…,40iに格納されたA/D変換信号と伝播時間データとから、画像化領域(検査領域)の各メッシュからの反射強度を特定し、各メッシュと反射強度とを対応付けるものである。対応付けられた反射強度は3次元画像生成部(統合プロセッサ)34の画像統合処理部44に供給される。
The
画像統合処理部44は、供給された反射強度を検査領域の各メッシュ毎に加算し3次元画像化データを生成するものである。生成された3次元(3D)画像化データは、表示処理装置18に導かれる。
The image
一方、境界抽出処理部45は、画像統合処理部44が出力する結果から検査対象物14の内部に存在する境界を抽出するものである。抽出された境界に関する情報はテーブルデータ格納部47に送られる。
On the other hand, the boundary
形状データ記憶部46は、検査対象物14に関する表面形状や境界層構造に関する情報を予め記憶するものである。記憶された情報は、必要に応じてテーブルデータ格納部47に送られる。
The shape
テーブルデータ格納部47は、マトリクスセンサ11の各圧電振動子20mn間の超音波伝播時間(または等価的な距離でもよい。)をテーブル化し、予め格納しておくものである。格納された超音波伝播時間は、その一部または全部が、各並列プロセッサ33の内部メモリ40a,40b,…,40iに必要に応じて転送される。
The table
また、テーブルデータ格納部47に格納された超音波伝播時間は、境界抽出処理部45が供給したり、検査対象物14における抽出された境界に関する情報や形状データ記憶部46が供給する、検査対象物14に関する表面形状や層構造に関する情報により、再設定され得る。
Further, the ultrasonic wave propagation time stored in the table
このように、信号処理部17の並列プロセッサ33と3次元(3D)画像生成部34は、A/D変換器32a,32b,…,32iから導かれたディジタル信号を処理し検査対象物14の接合部15の状態を可視化する3次元画像化データIを生成するものである。信号検出回路46により検出された反射エコーの電気信号から開口合成処理により、検査対象物14の内部に設定された3次元画像化領域内の各メッシュに対応させて3次元画像化データを生成する。
As described above, the
3次元画像生成部34は、超音波トランスデューサ11から見て正面(X−Y平面)の方向と、正面と直交する2つの側面(Y−Z平面)、(Z−X平面)に対して垂直な方向の合計3つの方向から3次元画像化データIを透視すると共に、それぞれ3方向の3次元画像化データIのうち透視方向に重なった画像化データのうち最も値の大きいデータを平面に投影することで各方向から透視して3枚の平面(2次元)画像を生成する。3次元画像生成部34により生成された3次元画像化データIは、表示処理装置18に出力される。
The three-dimensional
表示処理装置18の中間部データ処理部35は3次元画像化データIの強度分布から2枚の板状構造物14a,14bの接合部15付近の中間層領域の透過正面画像を抽出して接合部15の接合状態を検出し、底面部データ処理部36は3次元画像化データIの強度分布から底面部29の透過正面画像を抽出して溶融凝固部27の大きさを検出し、判定部37は中間部データ処理部35と底面部データ処理部36から得られた結果を比較・判定する。表示部38は中間部データ処理部35と底面部データ処理部36と判定部37とから得られたそれぞれの比較判定結果と3次元画像生成部34からの3次元画像化データIを表示する。
The intermediate
次に、3次元超音波検査装置10の表示処理装置18の機能を図3を用いて説明する。
Next, functions of the
表示処理装置18の中間部データ処理部35は、中間検出部50と中心位置・接合部測定部51とを備える。中間検出部50は信号処理部17から生成された3次元画像化データIから中間接合部15の3次元画像化データを抽出し、中間接合面の透過平面画像を生成すると共に板状構造物14aの板厚tを測定する。また、中心位置・接合部測定部51は中間検出部50で生成された中間接合面の透過平面画像から中間接合部の中心位置と接合部15の大きさと位置やブローホール等の溶接欠陥の大きさと位置を測定する。
The intermediate
一方、表示処理装置18の底面部データ処理部36は底面検出部53と溶融凝固部検出部54とを備える。底面検出部53は信号処理部17から生成された3次元画像化データIから検査対象物14の底面29の透過平面画像を生成すると共に接合部15の厚さTを測定する。また、溶融凝固部検出部54は底面検出部53で生成された底面29の透過平面画像と中心位置・接合部測定部51から取り込んだ中間接合部15の中心位置から溶融凝固部27の大きさと位置を測定する。
On the other hand, the bottom surface
また、表示処理装置18の判定部37は中間検出部50から取り込んだ板状構造物14aの板厚tから最低限必要とされる溶融凝固部27の大きさを演算し、この溶融凝固部27を求めた判定基準を設定すると共に、溶融凝固部検出部54から取り込んだ溶融凝固部27の大きさと位置を設定した判定基準値と比較し、良否判定を行なう。この判定基準は、適切な状態の超音波探傷画像を基準としてデータベースに格納される合否判定パターン像で定められ、この合否判定パターン像は判定部37のデータベースに予め記憶され、格納されている。
Further, the
表示部38は中心位置・接合部測定部51で使用した中間接合面の透過平面画像やこれから測定した中間接合部の中心位置と接合部15の大きさと位置やブローホール等の溶接欠陥部28の大きさと位置、溶融凝固部検出部54で使用した底面の透過平面画像や測定した溶融凝固部の大きさと位置、判定部37で設定した判定基準値と良否判定を表示する。
The
図4は、3次元超音波検査装置10の表示処理装置18の中間検出部50における機能を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating functions in the
表示処理装置18の中間検出部50は、検査対象物14の表面・中間位置検出部50aと、板状構造物14aの板厚tを測定する板厚測定部50bと、中間層領域の平面画像を形成する中間位置平面画像生成部50cとを有する。
The
信号処理部17から生成された3次元画像化データI内の正面と直交する側面の画像化データには接合部15を有する複数の平板状検査対象の厚さ方向の情報が含まれている。表面・中間位置検出部50aは接合されていない非接合部位ではマトリクスセンサ11から見て1枚目の平板底面からの反射強度が高いことを利用してこの板状構造物(平板)14aの底面、すなわち接合部15の中間層位置(厚さ方向)を確定する。
The imaging data of the side surface orthogonal to the front surface in the three-dimensional imaging data I generated from the
板厚測定部50bは表面・中間位置検出部50aで確定した1枚目の平板の底面位置(厚さ方向)から1枚目の平板厚さtを測定する。
The plate thickness measuring unit 50b measures the first flat plate thickness t from the bottom surface position (thickness direction) of the first flat plate determined by the surface / intermediate
中間検出部50の中間位置平面画像生成部50cは信号処理部17で生成された3次元画像化データIからこの中間層部のみの正面方向の画像化データを抽出する。この中間層部には反射強度の高い非接合部26と反射強度の低い接合部15が存在するので、非接合部26と接合部15の境界が接合部輪郭形状として顕著に現れる。また、接合部15内部の溶融凝固部27内に生成されるブローホール等の溶接欠陥部28もこの中間層部の正面方向の画像化データに現れる。
The intermediate position plane
図5は3次元超音波検査装置10の表示処理装置18の中心位置・接合部測定部51における機能を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining functions in the center position / joint
接合部輪郭判定部51aは中間検出部50で抽出された中間層部のみの正面方向の画像化データに反射強度の差として現れる接合部輪郭形状の大きさと位置を画像データとして認識する。併せて接合部15内部の溶融凝固部27内に生成されるブローホール28の形状と大きさと位置も画像データとして認識する。
The joint
中心位置判定部51bは接合部輪郭判定部51aで認識された接合部15の輪郭データからその中心位置を演算する。
The center
接合部測定部51cは、接合部輪郭判定部51aで認識された接合部15の輪郭データから接合部輪郭形状の大きさと位置を測定する。なお、接合部15の内部の溶融凝固部27とブローホール等の溶接欠陥部28では反射強度に差があり、この差を利用して両者を区別する。
The
図6は3次元超音波検査装置10の表示処理装置18の底面検出部53における機能について説明する図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining functions of the bottom
表面処理装置18の底面検出部53は、検査対象物14の凹部(打痕部)および底面29の位置を検出する打痕部・底面位置検出部53aと、接合部15の厚さTを検出する接合部厚測定部53bと、底面位置平面画像生成部53cとを有する。
The bottom
信号処理部17から生成された3次元画像化データI内の正面と直交する側面の画像化データには接合部15を有する複数の平板状検査対象物14の厚さ方向の情報が含まれている。打痕部・底面位置検出部53aは複数の平板状検査対象物14全体の底面位置を最も厚い部分での反射位置から確定する。
The imaging data of the side surface orthogonal to the front surface in the three-dimensional imaging data I generated from the
接合部厚測定部53bは打痕部・底面位置検出部53aで確定した検査対象物14全体の底面位置(厚さ方向)から厚さTを測定する。
The joint
底面位置平面画像生成部53cは信号処理部17で生成された3次元画像化データIからこの底面部のみの正面方向の画像化データを抽出する。この底面部画像化データには接合部や接合部15内部の溶融凝固部27、溶融凝固部27内のブローホール等の溶接欠陥部28の情報も含まれるが、このままでは接合部15とブローホール28は反射強度差から判別可能だが、接合部15と溶融凝固部27は反射強度差が小さく判別不可能である。
The bottom surface position plane
図7は3次元超音波検査装置10の表示処理装置18の溶融凝固部検出部54における機能について説明する図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the function of the melted and solidified
表示処理装置18の溶融凝固検出部54は、検出対象物14の底面位置の超音波強度分布画像を作成する強度分布作成部54aと、作成された超音波強度分布画像データを平滑化処理する平滑化処理部54bと、平滑化処理された接合部15の底面位置透過平面画像を(一次)差分処理する一次差分(一次微分)処理部54cと、差分処理された接合部15の底面位置透過平面画像をさらに差分処理(二次差分処理または二次微分処理)する二次差分(二次微分)処理部54dと、接合部15の溶融凝固部27を特定する溶融凝固部特定部54eと、溶融凝固部27の大きさ・位置を測定する溶融凝固部27を特定する溶融凝固部特定部54eと、溶融凝固部27の大きさ・位置を測定する溶融凝固部測定部54fとを有する。
The melt
溶融凝固部検出部54の強度分布作成部54aは底部検出部53により生成された底面位置透過平面画像と中心位置・接合部測定部51から取り込んだ接合部15の中心位置から、接合部15の中心位置情報を含む底面位置の超音波強度分布画像を作成する。
The intensity
溶融凝固部検出部54の平滑化処理部54bは強度分布作成部54aにより生成された超音波強度分布画像データに含まれるノイズを除去するために超音波強度分布画像データを平滑化処理する。
The smoothing
平滑化処理部54bで平滑化処理された底面部画像化データには接合部15と接合部15内部の溶融凝固部27と溶融凝固部27内のブローホール等の溶接欠陥部28の情報が含まれる。この底面部画像化データによりこのままでも接合部15とブローホール部28の境界は反射強度差から判別可能だが、接合部15と溶融凝固部27は反射強度差が小さく判別不可能である。
The bottom surface imaging data smoothed by the smoothing
但し、接合部15と接合部内部の溶融凝固部27の境界は、図8に示すように平滑化処理部54bで平滑化処理された底面位置透過平面画像の反射エコー強度を接合部15の外側から中心位置方向に見たときの変曲点Pとして現れる。したがって、平滑化処理部54bで平滑化処理された接合部15の底面位置透過平面画像を一次差分(微分)処理部54cで外側から中心位置方向に一次差分(一次微分)処理し、さらに二次差分(微分)処理部54dで同様に二次差分(微分)処理すると、底面位置透過平面画像の変曲点Pの画像化データが得られる。
However, the boundary between the joined
溶融凝固部特定部54eでは二次差分(微分)処理部54dで得られた底面位置透過平面画像の変曲点Pの画像化データから、スポット溶接におけるナゲット部と言われるような溶融凝固部27を特定する。この変曲点Pの画像化データは溶融凝固部27の輪郭を示す連続状の曲線となるはずであるが、現実には不連続な曲線データしか得られない場合もある。不連続な曲線データしか得られない場合には強度分布作成部54aで中心位置・接合部測定部51から取り込んである接合部15の中心位置データを用いて不連続な曲線データと中心位置データから溶融凝固部27の輪郭を示す連続状の曲線として演算により求めることができる。
In the melt solidification
溶融凝固部測定部54fは溶融凝固部特定部54eで得られた溶融凝固部27の輪郭データから溶融凝固部27の形状の大きさと位置を画像データとして認識する。溶融凝固部27の外周部に形成される熱影響層の固相接合部(ナゲット)は、接合部15と溶融凝固部27の解析による演算処理で求めることができる。
The melted and solidified part measuring unit 54f recognizes the size and position of the shape of the melted and solidified
図9は3次元超音波検査装置10の表示処理装置18の判定部37における機能について説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining functions in the
表示処理装置18の判定部37は、判定基準作成部37aと良否判定部37bとを有する。
The
判定部37の判定基準作成部37aは中心位置・接合部測定部51で得られた板厚値tから最低限必要とされる溶融凝固部27の大きさを演算している。
The determination
良否判定部37bは判定基準作成部37aで演算した最低限必要とされる溶融凝固部27の大きさと溶融凝固部検出部54で得られた溶融凝固部27の大きさを比較することにより良否が判断され、自動的に判定される。
The pass / fail judgment unit 37b compares the size of the minimum required melt-solidified
次に、3次元超音波検査装置10の作用を説明する。
Next, the operation of the three-dimensional
この3次元超音波検査装置10による検査対象物14の検査領域(ターゲット領域)である接合部15の超音波探傷画像を得るために、マトリクスセンサである超音波トランスデューサ11を作動させる。
In order to obtain an ultrasonic flaw detection image of the joint 15 which is an inspection region (target region) of the inspection object 14 by the three-dimensional
超音波トランスデューサ11は、信号発生部12で発生したパルス状あるいは連続の駆動信号を駆動素子選択部13により、マトリクス状の各圧電振動子20に所要のタイミングをとって、1個ずつあるいは複数個ずつ順次加える。駆動素子選択部13により作動する圧電振動子20が選択され、選択された圧電振動子20mnに駆動信号(電気信号)が作用すると、圧電振動子20mnは圧電変換され、所要周波数の超音波が発振せしめられる。
One or a plurality of
選択された圧電振動子20mnから発振された超音波Uは、音響伝播媒体23を通って検査対象物14の検査領域(接合部)15に所要の拡がりをもって入射される。検査対象物14の検査領域15に入射された超音波Uは、検査対象物14内部の密度の異なる境界層に順次到達し、面照射される。検査対象物14の内部に面(2次元)照射された超音波は、境界層で一部が反射し、その反射波は反射エコーとなって音響伝播媒体23を通ってマトリクスセンサ11に入射され、マトリクスセンサ11の各圧電振動子20に入射される。
The ultrasonic wave U oscillated from the selected
反射エコーを入射したマトリクスセンサ11の各圧電振動子20は、圧電変換素子として作用し、反射エコーの大きさに応じた電気信号を信号検出回路16に出力する。マトリクスセンサ11を構成する超音波トランスデューサ11には、多数の圧電振動子20mnが設けられており、各圧電振動子20mnから発振位置を異にして順次発振された超音波は、検査対象物14の接合部(検査領域)で次々と反射し、反射エコーとなってマトリクスセンサ11に入射され、このマトリクスセンサ11の各圧電振動子20から信号検出回路16に反射エコーの電気信号となって次々に送信される。
Each
信号検出回路16に送られた反射エコーの電気信号は、続いて信号処理部17に入射され、この信号処理部17で反射エコーの電気信号が信号処理され、検査対象物14の検査領域である接合部15の並列プロセッサ33および統合プロセッサである3次元画像生成部34により、3次元画像化データが作成される。
The electrical signal of the reflected echo sent to the
その際、信号処理部17には、並列プロセッサ33が備えられ、信号処理部17に入力された反射エコーの電気信号を並列プロセッサ33で並列的に演算処理されているので、演算処理を短時間で迅速に行なうことができる。
At this time, the
信号処理部17で生成された3次元画像化データから、3次元画像生成部34は、超音波トランスデューサ11から検査対象物14を見て正面の方向と、正面と直交する2つの側面に対して垂直な方向の計3方向から3次元超音波画像化データを透視すると共に、3次元超音波画像化データのうち透視方向に重なった画像化データのうち最も値の大きいデータを平面に投影することで各方向の3枚の平面画像を生成する。
From the three-dimensional imaging data generated by the
正面と直交する2つの側面の画像化データには、接合部15を有する複数の平板状検査対象物14の厚さ方向の情報が多数含まれており、接合されていない非接合部位では超音波トランスデューサ11から見て1枚目の平板状構造物14aの底面からの反射強度が高いことからこの平板状構造物14aの底面部位置が確定できる。一方、複数の平板状検査対象物14が接合されている部位では超音波の透過率が高いことから最も反射強度が高い部位として複数の平板状検査対象物14の底面部29位置が確定できる。
The imaging data of the two side surfaces orthogonal to the front includes a large amount of information in the thickness direction of the plurality of flat plate inspection objects 14 having the
3次元画像化データから非接合部26の底面、すなわち中間層部のみの正面方向の画像化データを抽出すると、接合部15と非接合部26では反射強度が大きく異なることから接合部15と非接合部26の境界が接合部輪郭形状として顕著に現れる。この接合部輪郭データから、複数の平板状検査対象物14の中間層部分における接合部15の状態、すなわち接合部の大きさと接合部の中心位置が確定できる。また、接合部15内部の溶融凝固部27内に生成されるブローホール等の溶接欠陥部28もこの中間層部の正面方向の画像化データに現れ、大きさと位置が確定できる。
When the imaging data in the front direction of only the bottom surface of the
3次元画像化データから複数の平板状検査対象物14全体の底面29、すなわち底面部のみの正面方向の画像化データを抽出すると、接合部15内の接合状態差による反射エコーの強度分布が得られる。
When the imaging data in the front direction of only the
接合部15の接合強度は接合部15内に存在する溶融凝固部27の大きさに依存するが、単なる接合部15と接合部15内に生成される溶融凝固部27の境界は、平板状検査対象物14の底面部29の反射強度分布の変曲点Pで判定できることが知られている。
The joint strength of the joint 15 depends on the size of the melt-solidified
したがって、理論的には平板状検査対象物14の底面部29の反射強度分布データを、溶融凝固部27の外側から中心位置方向に、2回の差分処理を行なって反射強度の変曲点Pを算出することにより、接合部15内の溶融凝固部27の輪郭データが得られ、溶融凝固部27の大きさと位置を測定することができる。
Therefore, theoretically, the reflection intensity distribution data of the
しかしながら、現実には不連続な輪郭データしか得られない場合もあり、得られた連続部分の量と部位によっては、溶融凝固部27の大きさを測定することができない場合がある。
However, in reality, only discontinuous contour data may be obtained, and the size of the melt-solidified
但し、接合部15の中心と溶融凝固部27の中心は一致していると考えられる。
However, it is considered that the center of the
この3次元超音波検査装置10では、複数の平板状検査対象物14の中間層部分における接合部15の大きさから接合部15の中心位置を測定していることから、溶融凝固部27の輪郭データが部分的に不連続なデータであっても、この中心位置を利用して溶融凝固部27の不連続な輪郭データから連続する輪郭データを演算し、溶融凝固部27の大きさを測定することができる。
In the three-dimensional
接合部15の接合強度は接合部15内に存在する溶融凝固部27の大きさに依存するので、複数の平板状接合部15に最低限必要とされる接合強度は、最低限必要とされる溶融凝固部27の大きさと同意である。
Since the joint strength of the
一方、複数の平板状接合部15に最低限必要とされる接合強度、すなわち最低限必要とされる溶融凝固部27の大きさは、検査対象物14の板状構造物14aの板厚値tから規定される。
On the other hand, the minimum bonding strength required for the plurality of flat plate-like
したがって、検査対象物14の複数の平板状接合部15が最低限必要とされる接合強度を満足するか否かの判定は、平板である板状構造物14aの板厚値tから算出される溶融凝固部27の大きさと検査対象物14の測定結果として得られた溶融凝固部27の大きさを比較することで可能となる。
Therefore, the determination as to whether or not the plurality of flat plate-like
なお、本発明に係る3次元超音波検査装置は、上記実施の形態で説明したものに限定されず、種々の変形が考えられる。 The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to the present invention is not limited to the one described in the above embodiment, and various modifications can be considered.
3次元超音波検査装置の一実施形態では、3次元画像化装置10の中に信号処理部17、表示処理装置18とを備える構成にしたが、それぞれ独立したコンピュータで実現してもよい。また、信号処理部17の3次元画像生成部34は、表示処理装置18の中にシフトさせて備えてもよい。
In one embodiment of the three-dimensional ultrasonic inspection apparatus, the
コンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施形態における各処理を実行するものであって、パソコンなどの一つからなるコンピュータ装置、複数のコンピュータ装置がネットワーク接続されたコンピュータシステムなどのいずれの構成であってもよい。また、コンピュータとは、パーソナルコンピュータ(パソコン)に限らず、通信機器、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコンなども含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。 The computer executes each process in the present embodiment based on a program stored in a storage medium. The computer includes a computer device such as a personal computer or a computer system in which a plurality of computer devices are connected to a network. Any configuration may be used. The computer is not limited to a personal computer (personal computer), and includes a communication device, an arithmetic processing device included in an information processing device, a microcomputer, etc., and a device or device that can realize the functions of the present invention by a program. Collectively.
また、表示処理装置18の内部構成は、ソフトウェアで実現できる。ソフトウェアは、フレキシブルディスク等のコンピュータが読み出し可能な記憶媒体に記憶されていてもよく、また、ソフトウェア(プログラム)単体としてLANやインターネット等のネットワーク上を伝送されるものでもよい。この場合、記憶媒体に記憶されたソフトウェア(プログラム)をコンピュータが読み出したり、LANやインターネット上のサイト(サーバ)からコンピュータがダウンロードしてハードディスクにインストールすることにより、コンピュータにおける処理が可能になる。
The internal configuration of the
つまり、本発明におけるソフトウェア(プログラム)は、コンピュータと独立した記憶媒体に記憶されているものだけに限らず、LANやインターネット等の伝送媒体を介して流通されるものも含まれる。 That is, the software (program) in the present invention is not limited to software stored in a storage medium independent of the computer, but includes software distributed via a transmission medium such as a LAN or the Internet.
なお、プログラムは、メモリ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク(CD−ROM、CD−R、DVD等)、光磁気ディスク(MO等)、半導体メモリ等の記憶媒体に、コンピュータが読取り可能に記憶されているものであれば、その言語形式、記憶形式はいずれの形態であってもよい。 The program is stored in a storage medium such as a memory, a flexible disk, a hard disk, an optical disk (CD-ROM, CD-R, DVD, etc.), a magneto-optical disk (MO, etc.), a semiconductor memory, etc. so that it can be read by a computer. As long as it is, the language format and the storage format may be any form.
また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のMW(ミドルウェア)等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。 Further, an OS (operating system) running on the computer, MW (middleware) such as database management software, network software, and the like implement the present embodiment based on instructions from a program installed in the computer from the storage medium. A part of each process may be executed.
さらに、記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、LANやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。また、記憶媒体は一つに限らず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も本発明における記憶媒体に含まれ、媒体構成はいずれの構成であってもよい。 Furthermore, the storage medium is not limited to a medium independent of the computer, but also includes a storage medium in which a program transmitted via a LAN or the Internet is downloaded and stored or temporarily stored. Further, the number of storage media is not limited to one, and the case where the processing in the present embodiment is executed from a plurality of media is also included in the storage media in the present invention, and the media configuration may be any configuration.
この3次元超音波検査装置10によれば、超音波による内部検査の精度を向上し、検査の自動判定を可能とする3次元超音波検査装置を提供できる。
According to the three-dimensional
10 3次元超音波検査装置
11 超音波トランスデューサ(マトリクスセンサ)
12 信号発生部
13 駆動素子選択部
14 検査対象物
14a,14b 板状構造物
15 接合部(溶接部、検査領域、ターゲット領域)
16 信号検出回路
17 信号処理部
18 表示処理装置
20(20mn) 圧電振動子
21 基板
23 音響伝播媒体
24 カップラント
25 凹部(打痕部)
26 非接合部
27 溶融凝固部
28 溶接欠陥部
29 底面
31a,31b,…,31i 増幅器
32a,32b,…,32i A/D変換器
33 並列プロセッサ
34 3次元画像生成部(統合プロセッサ)
35 中間部データ処理部
36 底面部データ処理部
37 判定部(良否判定部)
38 表示部
40a,40b,…,40i 内部メモリ
41a,41b,…,41i 演算回路
44 画像統合処理部
45 境界抽出処理部
46 形状データ記憶部
47 テーブルデータ格納部
50 中間検出部
51 中心位置・接合部測定部
53 底面検出部
54 溶融凝固部検出部
10 3D
12
26
35 Intermediate
Claims (10)
上記超音波トランスデューサの複数の圧電振動子のうち、超音波を発振させる圧電振動子を順次選択する駆動素子選択部と、
上記駆動素子選択部に選択された圧電振動子から発振される超音波を音響伝播媒体を介して検査対象物の接合部に入射させ、この接合部からの反射エコーを受信し、その反射エコーの電気信号を検出する信号検出回路と、
この信号検出回路で検出された電気信号を信号処理し、前記検査対象物の内部に設定された3次元画像化領域内に区画されたメッシュに対応させて3次元画像化データを生成する信号処理部と、
この信号処理部で生成された3次元画像化データの強度分布から溶融凝固部の大きさ、位置および接合部の溶接欠陥の位置・大きさを検出する一方、その検出結果および信号処理部からの3次元画像データを表示する表示処理装置とを備えたことを特徴とする3次元超音波検査装置。 An ultrasonic transducer in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a matrix or array; and
A drive element selection unit that sequentially selects a piezoelectric vibrator that oscillates an ultrasonic wave among the plurality of piezoelectric vibrators of the ultrasonic transducer;
The ultrasonic wave oscillated from the piezoelectric vibrator selected by the drive element selection unit is incident on the joint portion of the inspection object via the acoustic propagation medium, and the reflected echo from the joint portion is received. A signal detection circuit for detecting an electrical signal;
Signal processing for processing the electrical signal detected by the signal detection circuit and generating three-dimensional imaging data corresponding to the mesh defined in the three-dimensional imaging region set inside the inspection object And
While detecting the size and position of the melt-solidified portion and the position and size of the weld defect at the joint from the intensity distribution of the three-dimensional imaging data generated by the signal processing unit, the detection result and the signal processing unit A three-dimensional ultrasonic inspection apparatus comprising: a display processing device that displays three-dimensional image data.
前記検査対象物の検査対象の中間接合部の3次元画像化データの強度分布から接合部の溶融欠陥の有無・大きさを検出する中間部データ処理部と、
前記底面部データ処理部と中間部データ処理部で検出された結果を比較し、良否を判定する判定部と、
前記底面部データ処理部、中間部データ処理部および判定部から得られた結果および前記信号処理部で生成された3次元画像化データを表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項1記載の3次元超音波検査装置。 The display processing device includes a bottom surface data processing unit that detects the size of the melt-solidified portion from the intensity distribution of the three-dimensional imaging data of the bottom surface of the joint portion of the inspection object generated by the signal processing unit,
An intermediate data processing unit for detecting the presence / absence / size of a fusion defect in the joint from the intensity distribution of the three-dimensional imaging data of the intermediate joint to be inspected of the inspection object;
A determination unit that compares the results detected by the bottom surface data processing unit and the intermediate data processing unit and determines pass / fail,
2. A display unit for displaying the results obtained from the bottom surface data processing unit, the intermediate data processing unit and the determination unit and the three-dimensional imaging data generated by the signal processing unit. The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus described.
この中間検出部から取り込んだ透過平面画像から中間接合部の中心位置と接合部の大きさと位置、およびブローホール等の溶接欠陥の大きさと位置を測定する中心位置・接合部測定部とを備えたことを特徴とする請求項2記載の3次元超音波検査装置。 The intermediate data processing unit of the display processing device extracts the three-dimensional imaging data of the intermediate part of the joint part of the inspection object from the three-dimensional imaging data generated from the signal processing part, and transmits the transmission plane of the intermediate joint surface. An intermediate detection unit for generating an image and measuring the plate thickness;
The center position of the intermediate joint, the size and position of the joint, and the center position / joint measurement unit for measuring the size and position of the weld defect such as a blowhole from the transmission plane image captured from the intermediate detector are provided. The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2.
この底面検出部から取り込んだ透過平面画像と前記中心位置・接合部測定部から取り込んだ中間接合部の中心位置とから溶融凝固部の大きさと位置を測定する溶融凝固部検出部と、を備えたことを特徴とする請求項2または3記載の3次元超音波検査装置。 The bottom surface data processing unit of the display processing device extracts the three-dimensional imaging data of the bottom surface of the joint portion of the inspection object from the three-dimensional imaging data generated from the signal processing unit, and generates a transmission plane image of the bottom surface of the joint portion. A bottom detection unit to be generated;
A melt solidification part detection unit for measuring the size and position of the melt solidification part from the transmission plane image taken from the bottom face detection part and the center position of the intermediate joint taken from the center position / joint measurement part; The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2 or 3.
前記底面データ処理部の中心位置・接合部判定部から取り込んだ接合部の状態と、前記判定部から取り込んだ溶融凝固部の状態とを比較した判定結果と前記信号処理部で生成された3次元画像化データを表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする請求項2記載の3次元超音波検査装置。 The display processing device includes a determination criterion obtained from a thickness of an inspection object captured from the intermediate detection unit of the intermediate data processing unit, and a size of the melt solidification unit captured from the melt solidification detection unit of the bottom surface data processing unit. A determination unit that performs pass / fail determination by comparing the position;
3D generated by the signal processing unit and the determination result obtained by comparing the state of the joined portion taken in from the center position / joining portion judging unit of the bottom surface data processing unit and the state of the melted and solidified portion taken in from the judging unit A display for displaying the imaging data;
The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2, further comprising:
前記表面・中間位置検出部から取り込んだ表面位置と接合部位置のデータから板厚を測定する板厚測定部と、
前記表面・中間位置検出部から取り込んだ中間位置データと前記信号処理部から生成された3次元画像化データから中間位置の透過平面画像を生成する中間位置平面画像生成部と、
を有することを特徴とする請求項2または3記載の3次元超音波検査装置。 The display processing device includes an intermediate detection unit in the intermediate data processing unit, and detects a surface position and a joint position of an inspection target from the three-dimensional imaging data generated by the signal processing unit. When,
A plate thickness measuring unit that measures the plate thickness from the data of the surface position and the joint position acquired from the surface / intermediate position detecting unit;
An intermediate position plane image generation unit that generates a transmission plane image of an intermediate position from the intermediate position data captured from the surface / intermediate position detection unit and the three-dimensional imaging data generated from the signal processing unit;
The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2 or 3, characterized by comprising:
この接合部輪郭判定部から取り込んだ接合部の輪郭データから接合部の中心位置を判定する中心位置判定部と、
前記接合部輪郭判定部から取り込んだ接合部の輪郭データから接合部の大きさを測定する接合部測定部と、
を有することを特徴とする請求項2または6記載の3次元超音波検査装置。 The display processing apparatus includes a center position / joint part measuring unit in the intermediate part data processing unit, and the center position / joint part measuring unit is configured to generate a contour of the joint from the intermediate position transmission plane image generated by the intermediate detecting unit. A joint contour determination unit for determining
A center position determination unit for determining the center position of the joint from the contour data of the joint taken in from the joint contour determination unit;
A joint measuring unit that measures the size of the joint from the contour data of the joint captured from the joint contour determination unit;
The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2, wherein:
この底面検出部は、前記信号処理部により生成された3次元画像化データから検査対象物の接合部の打痕部を表わす凹部位置と底部位置を検出する打痕部・底面位置検出部と、
前記打痕部・底面位置検出部から取り込んだ凹部・底面位置のデータから接合部の厚さを測定する接合部厚測定部と、
前記打痕部・底面位置検出部から取り込んだ凹部・底面位置のデータと前記信号処理部から生成された3次元画像化データから底面位置透過平面画像を生成する底面位置平面画像生成部と、
を有することを特徴とする請求項2または4記載の3次元超音波検査装置。 The display processing device includes a bottom surface detection unit in a bottom surface data processing unit,
The bottom surface detection unit is a dent / bottom position detection unit that detects a concave portion position and a bottom position representing a dent portion of the joint portion of the inspection object from the three-dimensional imaging data generated by the signal processing unit,
A junction thickness measurement unit that measures the thickness of the junction from the data of the concave portion and the bottom surface position captured from the dent portion and bottom surface position detection unit;
A bottom surface position plane image generation unit that generates a bottom surface position transmission plane image from the concave portion / bottom surface position data captured from the dent portion / bottom surface position detection unit and the three-dimensional imaging data generated from the signal processing unit;
The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2 or 4, characterized by comprising:
この溶融凝固部検出部は、底面部データ処理部の底部検出部により生成された底面位置透過平面画像と前記中間部データ処理部の中心位置・接合部測定部から取り込んだ接合部の中心位置から超音波強度分布画像を作成する強度分布作成部と、
強度分布作成部により生成された超音波強度分布画像を平滑化処理する平滑化処理部と、
平滑化処理された底面位置透過平面画像を外側から中心位置方向に一次差分処理する一次差分処理部と、
前記一次差分処理部で一次差分処理された底面位置透過平面画像を溶融凝固部の外側から中心位置方向に二次差分処理する二次差分処理部と、
二次差分処理された底面位置透過平面画像の変曲点データから接合部の溶融凝固部を特定する溶融凝固部特定部と、
前記溶融凝固部特定部により特定された溶融凝固部データから溶融凝固部の大きさを測定する溶融凝固部測定部と、
を有することを特徴とする請求項2または4記載の3次元超音波検査装置。 The display processing device includes a melt solidification part detection unit in a bottom surface data processing unit,
This melt-solidified part detection part is obtained from the bottom surface position transmission plane image generated by the bottom part detection part of the bottom part data processing part and the center position of the intermediate part data processing part and the center position of the joint part taken in from the joint part measurement part. An intensity distribution creation unit for creating an ultrasonic intensity distribution image;
A smoothing processing unit that smoothes the ultrasonic intensity distribution image generated by the intensity distribution creating unit;
A primary difference processing unit that performs a primary difference process on the smoothed bottom surface position transmission plane image from the outside toward the center position direction;
A secondary difference processing unit that performs secondary difference processing from the outside of the melt-solidified part to the center position direction of the bottom surface transmission plane image subjected to the primary difference processing by the primary difference processing unit;
A melt-solidified part identifying unit for identifying a melt-solidified part of the joint from the inflection point data of the bottom surface transmission plane image subjected to the secondary difference processing;
A melt-solidified part measuring unit that measures the size of the melt-solidified part from the melt-solidified part data identified by the melt-solidified part identifying unit;
The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2 or 4, characterized by comprising:
この判定基準作成部により生成された必要とされる溶融凝固部の大きさと前記底面部データ処理部の溶融凝固部検出部により測定された溶融凝固部の大きさとを比較・判定する良否判定部と、
を有することを特徴とする請求項2記載の3次元超音波検査装置。 The display processing apparatus includes a determination unit that determines whether or not the bonding state of the bonding portion is good, and the determination portion is necessary based on the plate thickness value t measured by the center position / bonding portion measurement unit of the intermediate data processing unit. A criterion creation part for calculating the size of the melt-solidified part,
A pass / fail judgment unit for comparing / determining the required size of the melt-solidified part generated by the determination reference creating unit and the size of the melt-solidified part measured by the melt-solidified part detecting unit of the bottom surface data processing unit; ,
The three-dimensional ultrasonic inspection apparatus according to claim 2, wherein:
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