JP2008008827A - Ultrasonic probe and ultrasonic flaw detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を用いてボルトに欠陥が存在するかどうかを検査する超音波探傷装置、及び超音波探傷装置に使用される超音波探触子に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flaw detector that inspects whether or not a bolt has a defect using ultrasonic waves, and an ultrasonic probe used in the ultrasonic flaw detector.
図11に従来例を示す。図11のように、従来のボルト用の超音波探触子50には、垂直振動子10しか組み込まれていなかった。このため、垂直振動子10が垂直超音波ビーム6を発した場合には、図11に示すように超音波が到達しない「未到達領域51」が生じてしまい、「未到達領域51」に欠陥が存在する場合には検出できないという課題があった。
FIG. 11 shows a conventional example. As shown in FIG. 11, only the vertical vibrator 10 is incorporated in the conventional ultrasonic probe 50 for bolts. For this reason, when the vertical vibrator 10 emits the vertical
図12は、別の従来例を示す(例えば非特許文献1)。図12では、超音波探触子50に斜角振動子11が組み込まれている。斜角振動子11を超音波探触子50に組み込むことで、図11に示した「未到達領域51」に斜角超音波ビーム7が到達し、この領域に存在する欠陥を検出するこが可能である。しかし、図11に示した「未到達領域51」のすべての表面付近を検査するには、斜角振動子11を組み込んだ超音波探触子50をボルト軸回りに回転させる必要があるという課題があった。
FIG. 12 shows another conventional example (for example, Non-Patent Document 1). In FIG. 12, the oblique transducer 11 is incorporated into the ultrasonic probe 50. By incorporating the oblique transducer 11 into the ultrasonic probe 50, the oblique
また、超音波探傷装置自体の課題として、超音波探触子50とボルト頭部上面2aとの接触状況により検査データが影響を受けるため、超音波探触子50とボルト頭部上面2aとの接触状況に細かな注意を払わなければならないという課題があった。
本発明は、簡易な手段によってボルトの検査に適用することができ、特にボルトの頭部に超音波探触子を当てるだけでボルト軸全体を検査することのできるボルトの超音波探傷装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a bolt ultrasonic inspection device that can be applied to inspection of bolts by simple means, and in particular can inspect the entire bolt shaft only by applying an ultrasonic probe to the head of the bolt. The purpose is to do.
また本発明は、超音波探触子とボルト頭部上面との接触状況に左右されない安定した検査を可能にするボルトの超音波探傷装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an ultrasonic flaw detector for a bolt that enables a stable inspection that is not affected by the contact state between the ultrasonic probe and the upper surface of the bolt head.
この発明の超音波探触子は、
頭部と軸部とからなるボルトの前記頭部の上面に装着されるとともに前記軸部に向けて超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する超音波探触子において、
前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する垂直振動子と、
前記軸部の軸方向と異なる所定の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する複数の斜角振動子と
を備えたことを特徴とする。
The ultrasonic probe of the present invention is
In an ultrasonic probe that is mounted on the upper surface of the head of a bolt composed of a head and a shaft and emits an ultrasonic wave toward the shaft, and detects an echo of the emitted ultrasonic wave,
A vertical vibrator that emits ultrasonic waves in substantially the same direction as the axial direction of the shaft portion, and detects echoes of the emitted ultrasonic waves;
And a plurality of oblique vibrators that emit ultrasonic waves in a predetermined direction different from the axial direction of the shaft portion and detect echoes of the emitted ultrasonic waves.
複数の前記斜角振動子は、
前記垂直振動子の周りに前記垂直振動子を囲むように配置されたことを特徴とする。
The plurality of oblique angle vibrators are:
The vertical vibrator is arranged so as to surround the vertical vibrator.
前記超音波探触子は、さらに、
磁石を備えたことを特徴とする。
The ultrasonic probe further includes:
A magnet is provided.
この発明の超音波探傷装置は、
前記超音波探触子の前記垂直振動子が発した超音波に起因する前記ボルトの特定の部位である特定部からのエコーに対応するデータである特定部エコーデータを記憶する特定部エコーデータ記憶部と、
前記斜角振動子と前記垂直振動子とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する検出エコーデータ記憶部と、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理の実行を指令する指令信号を生成して出力する指令信号出力部と、
前記指令信号出力部が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する処理実行部と
を備えたことを特徴とする。
The ultrasonic flaw detector of the present invention is
Specific part echo data storage for storing specific part echo data that is data corresponding to an echo from a specific part, which is a specific part of the bolt, caused by the ultrasonic wave emitted by the vertical transducer of the ultrasonic probe And
A detection echo data storage unit that stores detection echo data that is data corresponding to an echo detected by at least one of the oblique angle transducer and the vertical transducer;
A command signal for comparing the specific part echo data stored in the specific part echo data storage unit with a preset reference value, and generating and outputting a command signal for instructing execution of a predetermined process based on the comparison result An output section;
A command execution unit configured to input a command signal output from the command signal output unit and execute predetermined processing on the detected echo data stored in the detected echo data storage unit in accordance with the input command signal; And
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とする処理の実行を指令する有効指令信号と無効とする処理を指令する無効指令信号とのいずれかを生成して出力し、
前記処理実行部は、
有効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とし、無効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを無効とすることを特徴とする。
The command signal output unit is
A process of comparing the specific part echo data stored in the specific part echo data storage unit with a preset reference value and validating the detected echo data stored in the detection echo data storage unit based on the comparison result. Generate and output either a valid command signal for commanding execution or an invalid command signal for commanding invalidation,
The process execution unit
When the valid command signal is input, the detection echo data stored in the detection echo data storage unit is validated. When the invalid command signal is input, the detection echo data stored in the detection echo data storage unit is invalidated. It is characterized by that.
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータの補正処理を指令する補正指令信号を生成して出力し、
前記処理実行部は、
補正指令信号を入力した場合には、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを補正することを特徴とする。
The command signal output unit is
The specific part echo data stored in the specific part echo data storage unit is compared with a preset reference value, and based on the comparison result, the correction processing of the detected echo data stored in the detected echo data storage unit is commanded. Generate and output a correction command signal,
The process execution unit
When a correction command signal is input, the detected echo data stored in the detected echo data storage unit is corrected.
この発明により、ボルトの頭部に探触子を当てるだけでボルト軸全体を安定して検査できるボルトの超音波探傷装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic flaw detection apparatus for a bolt that can stably inspect the entire bolt shaft only by applying a probe to the head of the bolt.
以下の実施の形態1、実施の形態2は、試験体であるボルトに超音波を照射する探触子及び超音波探傷する超音波探傷装置に関する。
実施の形態1.
図1〜図4を参照して実施の形態1を説明する。実施の形態1は、ボルトの超音波探傷に使用される複合探触子であって垂直振動子と複数の斜角振動子とを備えた複合探触子に関する。
The first embodiment will be described with reference to FIGS. The first embodiment relates to a composite probe that is used for ultrasonic testing of bolts and includes a vertical vibrator and a plurality of oblique vibrators.
図1は、「実施の形態1の複合探触子12」が用いられる超音波探傷装置100を示している。超音波探傷装置100は、探傷装置本体15、切換部14、複合探触子12とを備える。切換部14と複合探触子12とは、接続ケーブル13で接続されている。 FIG. 1 shows an ultrasonic flaw detector 100 in which the “compound probe 12 of the first embodiment” is used. The ultrasonic flaw detector 100 includes a flaw detector main body 15, a switching unit 14, and a composite probe 12. The switching unit 14 and the composite probe 12 are connected by a connection cable 13.
探傷装置本体15は、送受信部16、増幅部17、データ処理部19、制御部26、出力部20を備える。
(1)送受信部16は、それぞれの振動子に送信パルスを与えるとともに垂直振動子10や斜角振動子11が検出した超音波エコー信号(エコーデータともいう)を受信する。
(2)増幅部17は、受信信号を増幅する。
(3)データ処理部19は、データを処理する。
(4)制御部26は、切換部14や送受信部16やデータ処理部19を制御する。
(5)出力部20は、処理結果を外部に出力する。
制御部26とデータ処理部19とは、データ処理ブロック18を構成する。
The flaw detector main body 15 includes a transmission /
(1) The transmission /
(2) The amplifying
(3) The
(4) The
(5) The
The
図1に示すように、複合探触子12は、ボルト1のボルト頭部上面2aに装着される。図1に示すように「ボルト頭部上面2a」とは、ボルトの頭部の上面である。通常、複合探触子12をボルト頭部上面2aに装着する場合には、例えばゼリー状の接触媒質5が、ボルト頭部上面2aに塗布される。
As shown in FIG. 1, the composite probe 12 is attached to the bolt head upper surface 2 a of the
複合探触子12の詳細ついて説明する前に、超音波探傷装置100の動作概要を図2を参照して説明する。図2は、複合探触子12の構成を示す図である。図2は、一つの垂直振動子(No.9)と8個の斜角振動子(No.1〜No.8)とを備えた複合探触子12を示しているが、これは一例である。垂直振動子、斜角振動子の数を限定するものではない。複合探触子12では、複数の斜角振動子が、垂直振動子の周りに垂直振動子を囲むように配置されていればよい。例えば、複合探触子12は、一つの垂直振動子と12個の斜角振動子とを備えるような構成でも構わない。以下では、複合探触子12が、一つの垂直振動子(No.9)と8個の斜角振動子(No.1〜No.8)とを備えた場合を例に説明する。図2による複合探触子12の詳しい説明は後述する。
(1)制御部26が切換部14の端子1〜端子9のうちのいずれかの端子に切り替える。後述する図2に示すように複合探触子12は9個の振動子を備えており、端子1〜端子9がそれぞれの振動子(No.1〜No.9)に対応する。No.1〜No.8が斜角振動子11であり、No.9が垂直振動子10である。制御部26は、切換部14のいずれかの端子に切り替えた後、送受信部16に送信パルスを送信させる。この送信パルスにより対応する振動子が超音波を発する。
(2)超音波を発した振動子は、自身の発した超音波のエコーを検出する。このエコーは前記振動子により検出信号(エコーデータという場合がある)に変換され送受信部16が受信する。
(3)送受信部16は、前記検出信号を増幅部17に出力する。
(4)データ処理部19は、増幅部17により増幅され検出信号(エコーデータ)を処理する。
(5)出力部20は、データ処理部19が処理したデータを他の装置に出力する。
Before describing the details of the composite probe 12, an outline of the operation of the ultrasonic flaw detector 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the composite probe 12. FIG. 2 shows a composite probe 12 including one vertical vibrator (No. 9) and eight oblique vibrators (No. 1 to No. 8), but this is an example. is there. The number of vertical vibrators and oblique vibrators is not limited. In the composite probe 12, a plurality of oblique transducers may be arranged around the vertical transducer so as to surround the vertical transducer. For example, the composite probe 12 may be configured to include one vertical vibrator and twelve oblique angle vibrators. Hereinafter, a case where the composite probe 12 includes one vertical vibrator (No. 9) and eight oblique angle vibrators (No. 1 to No. 8) will be described as an example. A detailed description of the composite probe 12 according to FIG. 2 will be given later.
(1) The
(2) The transducer that emits the ultrasonic wave detects the echo of the ultrasonic wave that it has emitted. This echo is converted into a detection signal (sometimes referred to as echo data) by the vibrator and received by the transmission /
(3) The transmission /
(4) The
(5) The
図2を用いて複合探触子12の構成を詳しく説明する。図2に示すように、複合探触子12は、超音波を送受信することのできる垂直振動子10(No.9)と複数の斜角振動子11(No.1〜No.8)とを備えている。
(1)「垂直振動子10」は、図1に示すようにボルト1の幹部3(軸部)の軸方向と略同一の方向に垂直超音波ビーム6を発し、発した垂直超音波ビーム6のエコーを検出する。
(2)「斜角振動子11」は、幹部3(軸部)の軸方向と異なる所定の方向に斜角超音波ビーム7を発し、発した斜角超音波ビーム7のエコーを検出する。ここで「垂直」とは、振動子の超音波ビームを発する方向がボルト1の軸方向であることを意味する。また、「斜角」とは、振動子の超音波ビームを発する方向がボルト1の軸方向とある角度をなすことを意味する。
The configuration of the composite probe 12 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the composite probe 12 includes a vertical vibrator 10 (No. 9) and a plurality of oblique vibrators 11 (No. 1 to No. 8) capable of transmitting and receiving ultrasonic waves. I have.
(1) The “vertical vibrator 10” emits a vertical
(2) The “bevel transducer 11” emits an oblique
図2(b)の平面図に示すように、複合探触子12では、垂直振動子10が中心に配置され、複数の斜角振動子11が垂直振動子10の周りに垂直振動子10を囲むように配置されている。 As shown in the plan view of FIG. 2 (b), in the composite probe 12, the vertical vibrator 10 is arranged at the center, and a plurality of oblique vibrators 11 place the vertical vibrator 10 around the vertical vibrator 10. It is arranged to surround.
また、図2(a),(b)に示すように、垂直振動子10と複数の斜角振動子11とは、同一のケース30に収納されており、一体化した複合探触子12として構成されている。 Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the vertical vibrator 10 and the plurality of oblique vibrators 11 are housed in the same case 30 and integrated as a composite probe 12. It is configured.
以上、図2に示したように、実施の形態1の複合探触子12は垂直振動子10と複数の斜角振動子11を備える。このため、図1に示すように、垂直振動子10の垂直超音波ビーム6と、複数の斜角振動子11のそれぞれによる斜角超音波ビーム7とにより、表面を含めたボルト軸の内部全体を検査することができる。すなわち、図11で示した「未到達領域51」の課題も解消でき、また、図12で述べたように、探触子を回転させる手間も不要になる。
As described above, as shown in FIG. 2, the composite probe 12 of the first embodiment includes the vertical vibrator 10 and the plurality of oblique vibrators 11. Therefore, as shown in FIG. 1, the entire interior of the bolt shaft including the surface is obtained by the vertical
図3、図4は、複合探触子12が、さらに磁石9を備えた構成を示す図である。図3は、複合探触子12をボルト頭部上面2aに装着した様子を示す。図4は、磁石9が組み込まれた接材用リング8を備えた複合探触子12の構成を示す。図4に示すように、複合探触子12は、1個の垂直振動子10と8個の斜角振動子11とが収納されているケース30と、磁石9が組み込まれた接材用リング8とを備えている。図4に示すように、ケース30は円柱状である。接材用リング8は、その内径側がケース30の外径側と固着している。接材用リング8は、円柱状であるケース30のうちのボルト頭部上面2aに接する側の底面側付近に取り付けられる。このように、ケース30の外周に接材用リング8を設け、接材用リング8の全体または一部に磁石を用いることで、ケース30を外部から押さえる必要がなくなる。例えば、人が手で複合探触子12を押さえることなく、固定的に複合探触子12をボルト頭部上面2aに装着することができる。
3 and 4 are diagrams showing a configuration in which the composite probe 12 further includes a
本実施の形態1の複合探触子12は、垂直振動子10と複数の斜角振動子11とを備えたので、図11で示した超音波の「未到達領域」をなくすことができる。また、複数の斜角振動子を備えたので複合探触子12をボルト軸周りに回転させる必要がない。このため、ボルトの超音波探傷試験において、複合探触子12の装着後は複合探触子12を動かす必要がなくなり、作業効率が向上する。 Since the composite probe 12 according to the first embodiment includes the vertical transducer 10 and the plurality of oblique transducers 11, the “unreachable region” of the ultrasonic wave shown in FIG. 11 can be eliminated. In addition, since a plurality of oblique angle transducers are provided, there is no need to rotate the composite probe 12 around the bolt axis. For this reason, in the ultrasonic flaw detection test of the bolt, it is not necessary to move the composite probe 12 after the composite probe 12 is mounted, and the working efficiency is improved.
本実施の形態1の複合探触子12は、磁石を備えたので、複合探触子12をボルト頭部上面部に装着する場合に複合探触子12を押さえる必要ない。このため、ボルトの超音波探傷検査の作業効率が向上する。 Since the composite probe 12 according to the first embodiment includes a magnet, it is not necessary to hold down the composite probe 12 when the composite probe 12 is mounted on the upper surface of the bolt head. For this reason, the work efficiency of the ultrasonic flaw detection inspection of a bolt improves.
実施の形態2.
図5〜図9を用いて実施の形態2を説明する。実施の形態2は、図1の実施の形態1において説明した複合探触子12を備える超音波探傷装置100に関する。実施の形態2の超音波探傷装置100の構成は、図1に示した通りである。
The second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment relates to an ultrasonic flaw detector 100 including the composite probe 12 described in the first embodiment in FIG. The configuration of the ultrasonic flaw detector 100 of the second embodiment is as shown in FIG.
実施の形態2で説明する超音波探傷装置100の概要は次の様である。
(1)超音波探傷装置100は、超音波を送受信することのできる垂直振動子10および複数の斜角振動子11からなる複合探触子12を備える。
(2)そして、その複合探触子12をボルト1のボルト頭部上面2aに接触させるだけで、ボルト1の各部に存在する欠陥からの反射波を複合探触子12によって検出する。
(3)反射波を検出する場合に、超音波探傷装置100は、複合探触子12の垂直振動子10から超音波を発するとともに発した超音波のエコーを垂直振動子10が検出することにより、ボルト1の特定の部位(以下、特定部という場合がある)からのエコー(特定部エコーデータ)を検出する。超音波の感度は接触媒質の状況や試験体の表面性状によって大きく左右されることから、実施の形態2の超音波探傷装置100では、垂直振動子10で得られた特定部からの特定部エコーデータのエコー高さと、予め記憶している基準値とを比較する。そして超音波探傷装置100は、この比較結果に基づき、垂直振動子10が検出したエコーあるいは斜角振動子11が検出したエコーのデータ処理を決定する。例えば、超音波探傷装置100は、特定部エコーデータのエコー高さと基準値との比較結果に基づき、検出したエコーをデータとして採用するか否かの採否判断を行う。あるいは、超音波探傷装置100は、特定部エコーデータのエコー高さと基準値との比較結果に基づき、検出したエコーのデータを補正する補正量を決定し補正処理を実行する。
(4)このように実施の形態2の超音波探傷装置100は、垂直振動子10が発した超音波に起因する特定部からのエコーに対応する特定部エコーデータを記憶しておき、この記憶した特定部エコーデータと予め設定されている基準値とを比較し、比較結果に基づき、垂直振動子10、斜角振動子11の検出したデータに所定の処理(検出したデータを採用する否かの採否処理、検出したデータに補正を加える補正処理等)を行なうことが特徴である。このような処理により、安定した性能でボルトの超音波探傷検査をすることができる。以下の実施の形態では、先ずデータの採否について説明し、次にデータの補正について説明する。
The outline of the ultrasonic flaw detector 100 described in the second embodiment is as follows.
(1) The ultrasonic flaw detector 100 includes a composite probe 12 including a vertical vibrator 10 and a plurality of oblique vibrators 11 capable of transmitting and receiving ultrasonic waves.
(2) By simply bringing the composite probe 12 into contact with the bolt head upper surface 2 a of the
(3) When detecting the reflected wave, the ultrasonic flaw detector 100 emits an ultrasonic wave from the vertical vibrator 10 of the composite probe 12 and the vertical vibrator 10 detects an echo of the emitted ultrasonic wave. Then, an echo (specific part echo data) from a specific part of bolt 1 (hereinafter sometimes referred to as a specific part) is detected. Since the sensitivity of the ultrasonic wave greatly depends on the condition of the contact medium and the surface property of the test specimen, in the ultrasonic flaw detector 100 according to
(4) As described above, the ultrasonic flaw detection apparatus 100 according to the second embodiment stores the specific portion echo data corresponding to the echo from the specific portion caused by the ultrasonic wave generated by the vertical vibrator 10, and stores this memory. The specific part echo data is compared with a preset reference value, and based on the comparison result, a predetermined process (whether the detected data is adopted or not is used for the data detected by the vertical vibrator 10 and the oblique vibrator 11). And a correction process for correcting the detected data). By such processing, the ultrasonic flaw detection inspection of the bolt can be performed with stable performance. In the following embodiments, data acceptance / rejection will be described first, and then data correction will be described.
図5を用いてデータの採否処理について説明する。図5は、実施の形態2で説明する超音波探傷装置100のデータ処理部19の内部構成を示すブロック図である。
The data acceptance / rejection process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the
図5に示すように、データ処理部19は、第1記憶部21S(特定部エコーデータ記憶部)、第2記憶部21H(検出エコーデータ記憶部)、比較部22(指令信号出力部)、判定部23(処理実行部)を備える。第1記憶部21Sと比較部22とが特定側処理部19Sを構成し、第2記憶部21Hと判定部23とが検出側処理部19Hを構成する。
As shown in FIG. 5, the
図6〜図8を参照して図5のデータ処理部19の動作を説明する。
図6は、図5に示すデータ処理部19の動作を示すフローチャートである。
図7は、複合探触子12が備える垂直振動子10の出力エコー波形を示す。
図8は、複合探触子12が備える斜角振動子11の出力エコー波形を示す。
The operation of the
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
FIG. 7 shows an output echo waveform of the vertical vibrator 10 provided in the composite probe 12.
FIG. 8 shows an output echo waveform of the oblique transducer 11 provided in the composite probe 12.
まず図7を説明する。
図7は、横軸は時間を示す。縦軸は、垂直振動子10が発した超音波のエコーを垂直振動子10自身が検出した際のエコー高さを示す。
記号はそれぞれ以下を示す。
すなわち、
TH:送信パルス、
S1:ボルト頭部上面2aからのエコー、
F1:ある欠陥部からの欠陥部エコー(検出エコーデータ)、
F1−1:F1の欠陥部と異なるある欠陥部からの欠陥部エコー(検出エコーデータ)、
FE1:欠陥部エコーF1のエコー高さ、
B:バックエコー(特定部エコーデータ)、
BE:バックエコー高さ、
JL:基準値
を示している。
First, FIG. 7 will be described.
In FIG. 7, the horizontal axis represents time. The vertical axis represents the echo height when the vertical vibrator 10 itself detects the echo of the ultrasonic wave emitted by the vertical vibrator 10.
Each symbol indicates the following.
That is,
TH: Transmission pulse,
S1: Echo from bolt head upper surface 2a,
F1: Defect portion echo (detected echo data) from a certain defect portion,
F1-1: defective part echo (detected echo data) from a defective part different from the defective part of F1,
FE1: Echo height of defect part echo F1,
B: Back echo (specific part echo data),
BE: Back echo height,
JL: indicates a reference value.
次に図8を説明する。
図8は、横軸は時間を示す。縦軸は、ある一つの斜角振動子11に着目し、その斜角振動子11が発した超音波のエコーをその斜角振動子11自身が検出した際のエコー高さを示す。
記号はそれぞれ以下を示す。
すなわち、
TS:送信パルス、
S2:ボルト頭部上面2aからのエコー、
F2:ある欠陥部からの欠陥部エコー(検出エコーデータ)、
FE2:欠陥部エコーF2のエコー高さ、
を示している。
Next, FIG. 8 will be described.
In FIG. 8, the horizontal axis indicates time. The vertical axis indicates the height of an echo when the oblique vibrator 11 itself detects an ultrasonic echo emitted from the oblique vibrator 11 by paying attention to a certain oblique vibrator 11.
Each symbol indicates the following.
That is,
TS: Transmit pulse,
S2: Echo from bolt head upper surface 2a,
F2: defective part echo (detected echo data) from a certain defective part,
FE2: Echo height of the defect part echo F2,
Is shown.
図7、図8において、時間t1よりも時間t2の方が大きいのは、ボルト頭部上面2aまでの距離が垂直振動子10よりも斜角振動子11の方が遠いからである。 In FIG. 7 and FIG. 8, the time t2 is larger than the time t1 because the distance to the bolt head upper surface 2 a is farther from the oblique vibrator 11 than from the vertical vibrator 10.
図6のフローチャートを参照して図5のデータ処理部19の動作を説明する。
The operation of the
S101において、第1記憶部21Sが図7に示すバックエコーB(特定部エコーデータ)を入力して記憶する。このバックエコーBは、垂直振動子10が発した超音波に起因するボルト1の特定部からのエコーに対応する特定部エコーデータである。特定部エコーデータとして採用するのは、垂直振動子10が検出したデータのうち、好適なものを採用してよい。
In S101, the
S102において、第2記憶部21H(検出エコーデータ記憶部)が、複数の斜角振動子11と垂直振動子10とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。すなわち図2に示したNo.1〜No.9のうちのいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。第2記憶部21Hは、No.1〜No.9振動子のうち全部の振動子の検出したデータを記憶することができる。図7では、欠陥部エコーF1、F1−1は、いずれも検出エコーデータである。また図8では欠陥部エコーF2が検出エコーデータである。第2記憶部21Hは、これら検出エコーデータである欠陥部エコーF1、F1−1、F2等を記憶する。
In S102, the
S103において、比較部22(指令信号出力部)は、第1記憶部21Sが記憶したバックエコーB(特定部エコーデータ)と予め設定されている基準値JLとを比較する。そのイメージを図7に示している。比較部22(指令信号出力部)は、例えば第1記憶部21Sに記憶されたバックエコーB(特定部エコーデータ)と基準値JL(制御部26から送られてくる)とを比較する。その比較方法として、例えば、比較部22(指令信号出力部)は、図7に示すようにバックエコーBの「バックエコー高さBE」と、基準値JLとを比較する。比較部22は、その比較結果に基づいて、第2記憶部21Hが記憶した検出エコーデータを有効とする処理の実行を指令する「有効指令信号JS」と無効とする処理を令する「無効指令信号JS」とのいずれかを生成して出力する。具体例としては、比較部22は、「バックエコー高さBE」が基準値JLの70%未満の場合には無効指令信号JSを生成して出力し、70%以上の場合は有効指令信号JSを生成して出力する。
In S103, the comparison unit 22 (command signal output unit) compares the back echo B (specific unit echo data) stored in the
S104において、判定部23(処理実行部)は、有効指令信号を入力した場合には第2記憶部21Hが記憶した検出エコーデータである欠陥部エコーF1、F1−1、F2等を有効とする。一方、判定部23は、無効指令信号を入力した場合には第2記憶部21Hが記憶した検出エコーデーである欠陥部エコーF1、F1−1、F2等を無効とする。判定部23(処理実行部)は、欠陥部エコーF1、F1−1、F2等を有効とした場合には出力部にこれらを出力する(図5の出力FV)。
In S104, the determination unit 23 (processing execution unit) validates the defect part echoes F1, F1-1, F2, and the like, which are the detected echo data stored in the
次に図9、図10と前述の図7、図8を用いて、データを補正する場合を説明する。 Next, the case of correcting data will be described with reference to FIGS. 9 and 10 and FIGS. 7 and 8 described above.
図9は、データの補正を行う場合のデータ処理部19のブロック図である。図9では、図5に対して比較部22が補正量演算部24(指令信号出力部)となっており、判定部23が補正部25(処理実行部)となっている。図10のフローチャートを参照して、図9に示したデータ処理部19の補正処理の動作を説明する。
FIG. 9 is a block diagram of the
S201において、S101の場合と同様に、第1記憶部21Sが図7に示すバックエコーB(特定部エコーデータ)を入力して記憶する。
In S201, as in S101, the
S202において、S102の場合と同様に、第2記憶部21H(検出エコーデータ記憶部)が、複数の斜角振動子11と垂直振動子10とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。第2記憶部21Hは、S102同様に、検出エコーデータである欠陥部エコーF1、F1−1、F2等を記憶する。
In S202, as in S102, the
S203において、補正量演算部24(指令信号出力部)は、第1記憶部21Sが記憶したバックエコーB(特定部エコーデータ)と予め設定されている基準値JT(例えば制御部26から送られてくる)とを比較する。その比較方法としてはS103と同様に、補正量演算部24は、図7に示すようにバックエコーBの「バックエコー高さBE」と、基準値JTとを比較する。補正量演算部24は、その比較結果に基づいて、第2記憶部21Hが記憶した検出エコーデータの補正を指令する補正指令信号JCを生成して出力する。具体例としては、補正量演算部24は「バックエコー高さBE」と基準値JTとの比率を計算する。その計算の結果、「バックエコー高さBE」が基準値JTの50%である場合には、第2記憶部21Hが記憶する検出エコーデータの値(大きさ)を2倍にする指示を内容とする補正指令信号JCを生成して出力する。
In S203, the correction amount calculation unit 24 (command signal output unit) is sent from the back echo B (specific part echo data) stored in the
S204において、補正部25は、補正指令信号JCを入力した場合には、入力した補正指令信号JCにしたがって、第2記憶部21Hが記憶した検出エコーデータを補正する。前記の例で説明すれば、補正部25は、第2記憶部21Hが記憶している検出エコーデータの値(大きさ)を2倍にする指示を内容とする補正指令信号JCを入力した場合には、第2記憶部21Hが記憶している検出エコーデータである欠陥部エコーF1、F1−1、F2等の値を2倍にする補正を実行する。補正部25は、補正後のデータを出力部20に出力する(図9のFN)。
In S204, when the correction command signal JC is input, the
以上ではデータの採否、データの補正について説明したがこれは一例である。図5に示した比較部22は、第1記憶部21Sが記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理の実行を指令する指令信号を生成して出力する機能を有するものである。そして、判定部23は、比較部22が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、第2記憶部21Hが記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する機能を有するものである。
Although the data acceptance / rejection and the data correction have been described above, this is an example. The
実施の形態2の超音波探傷装置100は、判定部23が、検出したデータの採否を判定するので、精度の高い測定結果を得ることができる。
In the ultrasonic flaw detector 100 according to the second embodiment, the
実施の形態2の超音波探傷装置100は、補正部25が、検出したデータの補正処理を行なうので、安定した性能で検査することができる。
In the ultrasonic flaw detector 100 according to the second embodiment, since the
以上の実施の形態では、超音波を送受信することのできる垂直振動子および複数の斜角振動子からなる超音波探触子と、それぞれの振動子に送信パルスを与えるとともに検出した超音波エコー信号を受信する送受信部と、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信信号を記憶したり判断処理するデータ処理部と、処理結果を外部に提示する出力部とから成り、前記垂直振動子を中心に置き、複数の斜角振動子をその周りに配置して同じケースに収納され、一体化した複合探触子として構成されていることを特徴とするボルトの超音波探傷装置を説明した。 In the above embodiment, an ultrasonic probe composed of a vertical vibrator and a plurality of oblique vibrators capable of transmitting and receiving ultrasonic waves, and an ultrasonic echo signal detected while giving a transmission pulse to each vibrator A transmission / reception unit for receiving the received signal, an amplification unit for amplifying the received signal, a data processing unit for storing or judging the amplified received signal, and an output unit for presenting the processing result to the outside, A bolt ultrasonic flaw detector characterized in that it is configured as an integrated composite probe placed in the center and housed in the same case with a plurality of oblique angle transducers arranged around it.
以上の実施の形態では、送受信部、増幅部、データ処理部および出力部に関し、垂直振動子と斜角振動子との間で、一つまたは複数の部分を共用化するために時間的に切り替えて使用するようにしたボルト用超音波探傷装置を説明した。 In the above embodiments, the transmission / reception unit, the amplification unit, the data processing unit, and the output unit are temporally switched to share one or more parts between the vertical vibrator and the oblique vibrator. An ultrasonic flaw detector for bolts that has been used in the past has been described.
以上の実施の形態では、複合探触子の外周に接材用リングを設け、接材用リングの全体または一部に磁石を用いることで、探触子を外部から抑えなくても開放状態で探触子全体がボルトの頭部に接触できるようにしたボルト用超音波探傷装置を説明した。 In the above embodiment, the contact ring is provided on the outer periphery of the composite probe, and the magnet is used for the entire contact ring or a part thereof, so that the probe can be opened without being suppressed from the outside. An ultrasonic flaw detector for bolts in which the entire probe can come into contact with the head of the bolt has been described.
以上の実施の形態では、垂直振動子のデータ処理で得られるボルト特定部からのエコー高さによって、垂直振動子および斜角振動子のデータ処理で得られるボルトの検査データの有効/無効を判断するようにしたボルト用超音波探傷装置を説明した。 In the above embodiments, the validity / invalidity of the bolt inspection data obtained by the data processing of the vertical vibrator and the oblique vibrator is determined based on the echo height from the bolt specifying part obtained by the data processing of the vertical vibrator. An ultrasonic flaw detector for bolts that has been made to be described has been described.
以上の実施の形態では、垂直振動子のデータ処理で得られるボルト特定部からのエコー高さによって、垂直振動子および斜角振動子のデータ処理で得られるボルトの検査データの感度に補正を加えるボルト用超音波探傷装置を説明した。 In the above embodiment, correction is applied to the sensitivity of the inspection data of the bolts obtained by the data processing of the vertical vibrator and the oblique vibrator by the echo height from the bolt specifying part obtained by the data processing of the vertical vibrator. An ultrasonic flaw detector for bolts has been described.
1 ボルト、2 ボルトの頭部、2a ボルト頭部上面、3 ボルトの幹部、4 ボルトのネジ部、5 接触媒質、6 垂直超音波ビーム、7 斜角超音波ビーム、8 接材用リング、9 磁石、10 垂直振動子、11 斜角振動子、12 複合探触子、13 接続ケーブル、14 切換部、15 探傷装置本体、16 送受信部、17 増幅部、18 データ処理ブロック、19 データ処理部、19H 検出側処理部、19S 特定側処理部、20 出力部、21H 第2記憶部、21S 第1記憶部、22 比較部、23 判定部、24 補正量演算部、25 補正部、26 制御部、30 ケース、50 超音波探触子、51 未到達領域、100 超音波探傷装置、F1 欠陥部エコー、FE 欠陥部エコー高さ、B バックエコー、BE バックエコー高さ、JL 基準値、JS 有効/無効指令信号、JT 基準値、JC 補正指令信号。 1 bolt, 2 bolt head, 2a top surface of bolt head, 3 bolt trunk, 4 bolt screw, 5 contact medium, 6 vertical ultrasonic beam, 7 oblique ultrasonic beam, 8 ring for contact material, 9 Magnet, 10 Vertical vibrator, 11 Oblique vibrator, 12 Compound probe, 13 Connection cable, 14 Switching part, 15 Flaw detector main body, 16 Transmitting / receiving part, 17 Amplifying part, 18 Data processing block, 19 Data processing part, 19H detection side processing unit, 19S specific side processing unit, 20 output unit, 21H second storage unit, 21S first storage unit, 22 comparison unit, 23 determination unit, 24 correction amount calculation unit, 25 correction unit, 26 control unit, 30 cases, 50 ultrasonic probe, 51 unreachable area, 100 ultrasonic flaw detector, F1 defect echo, FE defect echo height, B back echo, BE back echo height JL reference value, JS valid / invalid command signal, JT reference value, JC correction command signal.
Claims (7)
前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する垂直振動子と、
前記軸部の軸方向と異なる所定の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する複数の斜角振動子と
を備えたことを特徴とする超音波探触子。 In an ultrasonic probe that is attached to the head of a bolt composed of a head and a shaft and emits an ultrasonic wave toward the shaft, and detects an echo of the emitted ultrasonic wave,
A vertical vibrator that emits ultrasonic waves in substantially the same direction as the axial direction of the shaft portion, and detects echoes of the emitted ultrasonic waves;
An ultrasonic probe comprising: a plurality of oblique angle transducers that emit ultrasonic waves in a predetermined direction different from the axial direction of the shaft portion and detect echoes of the emitted ultrasonic waves.
前記垂直振動子の周りに前記垂直振動子を囲むように配置されたことを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。 The plurality of oblique angle vibrators are:
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the ultrasonic probe is disposed around the vertical vibrator so as to surround the vertical vibrator.
磁石を備えたことを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe further includes:
The ultrasonic probe according to claim 1, further comprising a magnet.
前記超音波探触子の前記垂直振動子が発した超音波に起因する前記ボルトの特定の部位である特定部からのエコーに対応するデータである特定部エコーデータを記憶する特定部エコーデータ記憶部と、
前記斜角振動子と前記垂直振動子とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する検出エコーデータ記憶部と、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理を指令する指令信号を生成して出力する指令信号出力部と、
前記指令信号出力部が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する処理実行部と
を備えたことを特徴とする請求項4記載の超音波探傷装置。 The ultrasonic flaw detector further comprises:
Specific part echo data storage for storing specific part echo data that is data corresponding to an echo from a specific part, which is a specific part of the bolt, caused by the ultrasonic wave emitted by the vertical transducer of the ultrasonic probe And
A detection echo data storage unit that stores detection echo data that is data corresponding to an echo detected by at least one of the oblique angle transducer and the vertical transducer;
A command signal output unit that compares the specific part echo data stored in the specific part echo data storage unit with a preset reference value and generates and outputs a command signal for instructing predetermined processing based on the comparison result When,
A command execution unit configured to input a command signal output from the command signal output unit and execute predetermined processing on the detected echo data stored in the detected echo data storage unit in accordance with the input command signal; The ultrasonic flaw detector according to claim 4.
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とする処理を指令する有効指令信号と無効とする処理を指令する無効指令信号とのいずれかを生成して出力し、
前記処理実行部は、
有効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とし、無効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを無効とすることを特徴とする請求項5記載の超音波探傷装置。 The command signal output unit is
A process of comparing the specific part echo data stored in the specific part echo data storage unit with a preset reference value and validating the detected echo data stored in the detection echo data storage unit based on a comparison result. Generate and output either a valid command signal to command or an invalid command signal to command invalidation,
The process execution unit
When the valid command signal is input, the detection echo data stored in the detection echo data storage unit is validated. When the invalid command signal is input, the detection echo data stored in the detection echo data storage unit is invalidated. The ultrasonic flaw detector according to claim 5.
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータの補正処理を指令する補正指令信号を生成して出力し、
前記処理実行部は、
補正指令信号を入力した場合には、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを補正することを特徴とする請求項5記載の超音波探傷装置。 The command signal output unit is
The specific part echo data stored in the specific part echo data storage unit is compared with a preset reference value, and based on the comparison result, the correction processing of the detected echo data stored in the detected echo data storage unit is commanded. Generate and output a correction command signal,
The process execution unit
6. The ultrasonic flaw detector according to claim 5, wherein when the correction command signal is input, the detected echo data stored in the detected echo data storage unit is corrected.
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