JP2005512088A - 冶金製品の非破壊制御のための超音波センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 検出される信号を処理するための下流の回路(2,4,5)は、超音波励起における管の全応答(7)を解析する。トランスデューサ・エレメント(Ci)が単一の放射を生成するためにのみ励起され、かつ下流の回路は各々トランスデューサ・エレメント(Ci)を介して検出される信号のサンプル(Sij)を回復して(4)これを個々にオフセットされた連続する時間(tj)に関連づけ、前記連続する時間間のシフトを変更することにより単一放射における管の幾つかの全応答を計算する。
Description
選択的にアクセス可能な超音波トランスデューサ・エレメント(Ci)セットを備える超音波センサ・デバイスと、
前記トランスデューサ・エレメントを選択された瞬間に選択的に励起する能力のある上流の回路と、
前記トランスデューサ・エレメントにより復路で検出される信号を収集する能力のある下流の回路と、
検出される信号を超音波励起に対する冶金製品の全応答として解析する能力のある(前記下流の回路に組み込まれることが可能な)処理コンポーネントと、
を備える、特に間接的結合による冶金製品の非破壊制御のための装置を提案する。
前記上流の回路は、トランスデューサ・エレメントの励起の同じ時間則に関連づけられるバーストによって動作するように配置され、
前記下流の回路はメモリを備え、かつ各バーストに対応して各トランスデューサ・エレメントによって検出される信号(Sij)のサンプルを選択された時間的深度に格納するように配置され、
前記処理コンポーネントは、
各バーストが、その各々が偏向αT(マルチ処理)に対応する複数の再構成された応答(ST,αT)を各バーストについて計算することを可能にする各反復固有の選択された時間処理法則により、異なるトランスデューサ・エレメント(Ci)かつまたエレメント毎にずらされた瞬間(tj)に対応するサンプル(Sij)群を繰返し読み取って合計するために、かつ、
これらの再構成された応答によって構成される全応答を全体として解析するために、前記メモリとの共動に適している。
sinα=V.dt/pe
から所与の偏向αを求めるように構築すること(位相則)が可能である。ここで、dtは連続する2つのエレメント間に付加される遅延であり、vは水中の超音波の縦方向速度に一致する(V=1490m.s-1)。こうして形成されかつαで偏向されたビームは入射角αによって管上に到達する。言い替えれば、製品上の入射角は、実際にはビームの偏向角である。
sinδ=1.22λ/L
によって与えられる。但し、λは水中でのビームの波長であり、Lはセンサ(図7)のトランスデューサ・エレメントの幅である。何れの場合も、発散角は常時、β=30゜の傾斜度を検出するための最大角度αT(11゜)より大きい。この発散は、所望のαTを達成するために効果的に使用される。
Tt=Te+Tm,但し、Te>Tm
によって与えられる。
Tt=n.(Te+Tm)
になる。
dt=pe.sinαT/V
を計算する。
このような加算は、トランスデューサ・エレメントにおいて、同じ瞬間に放射されかつ2つのエレメント間で往路のdt及び復路のdtが相違する行程時間による行程を経験した信号を同位相に戻すことを可能にする。
Tt=Te+Tm+n.Tcalc
によって与えられる。TcalcはTmの関数として表示されることが可能な計算時間であり、よって、
Tt=Te+n.G.Tm
である。但しGは、A/D変換器、メモリ4、記憶された強度セットからの強度の選択、他を含むチェーンの処理速度を表す係数である。従って、Gが低値であるほど、処理速度は速くなる。
N=切り捨て{(NT−NV)/pi}+1
によって与えられる。
− NT=64,NV=8及びpi=1であれば、N=57である。この場合、連続する2つの配列が7つのエレメントを共通に保有する。
− NT=64,NV=8及びpi=8であれば、N=57である。この場合、連続する2つの配列は共通のエレメントを保有しない。
− NT=64,NV=8及びpi=4であれば、N=57である。この場合、連続する2つの配列は、前記連続する配列の50%のカバーに相当する4つのエレメントを共有する。
N’=切り捨て{(NT−2NV)/pi}+1
まで減少される。
付属文書
Claims (23)
- 特に間接的結合による冶金製品の非破壊制御のための装置であって、
選択的にアクセス可能な超音波トランスデューサ・エレメント(Ci)セットを備える超音波センサ・デバイス(3)と、
前記トランスデューサ・エレメントを選択された瞬間に選択的に励起する上流の回路(1)と、
前記トランスデューサ・エレメントにより復路で検出される信号を収集する下流の回路(2,4)と、
検出される信号を超音波励起に対する冶金製品の全応答(7)として解析する処理コンポーネント(5)とを備え、
前記上流の回路(1)は、前記トランスデューサ・エレメントの励起の同じ時間則に関連づけられるバーストによって動作するように配置され、
前記下流の回路(2,4)はメモリ(4)を備え、かつ各バーストに対応して各トランスデューサ・エレメントによって検出される信号(Sij)のサンプルを選択された時間的深度に格納するように配置され、
前記処理コンポーネントは、
各バーストが、その各々が放射時の偏向αTに対応する複数の再構成された応答(ST,αT)を各バーストについて計算することを可能にする各反復固有の選択された時間処理法則により、異なるトランスデューサ・エレメント(Ci)かつまたエレメント毎にずらされた瞬間(tj)に対応するサンプル(Sij)群を繰返し読み取って合計する(5)ために、かつ、
これらの再構成された応答によって構成される全応答を全体として解析するために、前記メモリとの共動に適していることを特徴とする装置。 - 前記超音波トランスデューサ・エレメント(Ci)は、再構成された様々な応答に関して、少なくとも最大偏向角度に等しい発散角(δ)を有することを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記下流の回路は、センサ・デバイス(3)のエレメント(Ci)の各々によって検出される信号のためのデジタル化ユニット(2)を備えることを特徴とする請求項2記載の装置。
- 前記メモリ(4)は、各トランスデューサ・エレメントによって検出される信号(Sij)のサンプルを、一方では連続する瞬間の関数として、他方ではアクティブなトランスデューサ・エレメントの関数として格納する目的で前記デジタル化ユニット(2)と共動するように配置されることを特徴とする請求項3記載の装置。
- 前記処理コンポーネントは、各分散について、選択されたビーム偏向(αT)によるバーストに対応する再構成された応答を取得するために、検出された信号に個々に付加される遅延の分散を定義する計算手段(5)を備えることを特徴とする請求項4記載の装置。
- 前記処理コンポーネントは、各トランスデューサ・エレメントに関して、前記処理コンポーネントが前記サンプルに関連づけられる時間の関数として前記メモリへのアクセスを取得できるようにする選択手段を備えることを特徴とする請求項4または5記載の装置。
- 前記上流の回路(1)には、前記トランスデューサ・エレメント(Ci)の励起に対応する、実質的にそれらの間の位相シフトを伴わない時間的励起法則が装備されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記上流の回路(1)には、前記トランスデューサ・エレメント(Ci)の励起に対応する、放射時に偏向されるビームを画定するそれらの間の位相シフトを伴う時間的励起法則が装備され、前記時間的励起法則に鑑みて、前記処理コンポーネント(5)は励起時のトランスデューサ・エレメント間の位相シフトを考慮して検出される信号に付加される遅延の分散を画定するように配置され、よって前記再構成された応答は各々、放射時のビームの物理的偏向角度の周囲に集中される偏向αTに一致することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 合計される各サンプル(Sij)群は、仮想センサと呼ばれる選択されたトランスデューサ・エレメントのサブセットに対応することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記処理コンポーネント(5)は、前記センサ・デバイスの異なるサブセットについて、同じ偏向αT下の同じバーストに対する製品の再構成された幾つかの基本応答を計算するように配置されることを特徴とする請求項9記載の装置。
- 前記処理コンポーネント(5)は、再構成された応答を、前記同じ偏向αT及び前記センサ・デバイスの異なるサブセットに関する前記再構成された基本応答の関数の形式で計算するように配置されることを特徴とする請求項10記載の装置。
- 偏向αT下のバーストに対する前記製品の応答は、最大ピーク振幅を有する基本応答であることを特徴とする請求項11記載の装置。
- 前記処理コンポーネント(5)は、前記センサ・デバイスの異なるサブセットによる異なる偏向αTの再構成された応答を計算するように配置されることを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記センサ・デバイスの様々なサブセットは、偏向αT下のバーストに対する前記製品の再構成された応答を計算するために、実質的に同数(NV)のトランスデューサ・エレメントを備えることを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記センサ・デバイスのサブセットは、各端で保護帯域を除去しながらセンサ・デバイスから選択され、そのトランスデューサ・エレメントの数は1つのサブセットのトランスデューサ・エレメントの数のほぼ半分(NV/2)であることを特徴とする請求項14記載の装置。
- 連続する2つのサブセットは、インブリケーションピッチと呼ばれるピッチpiによって平行移動されることにより互いから導出されることを特徴とする請求項14または請求項15記載の装置。
- 連続する2つのサブセットは共通のエレメントを備えることを特徴とする請求項16記載の装置。
- 偏向αT下の再構成された応答を計算するための前記センサ・デバイスの前記選択されるサブセット数は、実質的に、前記選択されたインブリケーションピッチpi及び(NT−NV)個のエレメントから選択されるエレメントの数NVに関して可能サブセットの最大数に一致することを特徴とする請求項9〜17のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置は管の軸を中心とする螺旋動作によって前記管を起動するための手段を備え、前記超音波センサ・デバイスは、前記管(T)の軸に実質上平行に置かれかつ放射時の超音波ビームが管(T)の断面平面に特に斜め方向の欠陥の検出を有効化する選択された偏向(αL)を有するように配置されるトランスデューサ・エレメントの直線バー(3)の形式で構築されることを特徴とする、鋼管タイプ(T)の冶金製品を制御すべく意図されたことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置は管の軸に沿った直線動作によって前記管(T)を起動するための手段を備えることと、前記超音波センサ・デバイスは、前記管(T)の軸に実質上平行に置かれかつ放射時の超音波ビームが管(T)の断面平面に選択された偏向(αL)を有するように配置されるトランスデューサ・エレメントの直線バー(3)の形式で構築され、前記バーは前記管を中心にして回転するように設定され、これにより特に斜め方向の欠陥の検出が有効化されることを特徴とする、鋼管タイプの冶金製品を制御すべく意図された請求項1〜18のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置は管の軸に沿った直線動作によって前記管(T)を起動するための手段を備えることと、前記超音波センサ・デバイスは、管(T)の周りに配置された実質上円弧の形状であるトランスデューサ・エレメントのバー(3)の形式で構築され、これにより特に縦方向の欠陥の検出が有効化されることを特徴とする、鋼管タイプの冶金製品を制御すべく意図された請求項1〜18のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置は管の軸に沿った直線動作によって前記管(T)を起動するための手段を備えることと、前記超音波センサ・デバイスは、実質上円筒表面に従って管(T)と同軸に幾つかのエレメント行に配置されるトランスデューサ・エレメント(13)のネットワークを備え、前記行は互いに、かつ前記管(T)の軸に対して平行であることと、前記下流の回路及びその処理コンポーネントは、復路でサブセットのエレメントまたはネットワーク全体のエレメントによって検出される信号上への遅延の分散を決定する能力があり、これにより特に斜め方向の欠陥の検出が有効化されることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の装置。
- 前記処理コンポーネントは前記下流の回路に組み込まれることを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の装置。
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