JP2008064556A - Ultrasonic inspection method and system therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波漏れ試験に用いられる超音波検査方法およびそのシステムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic inspection method and system used for an ultrasonic leak test.
タンク等の容器や、バルブ等の配管用具のような被検査物に微小な孔がなく(洩れがなく)、被検査物が充分に密閉されているか否かを調べる、いわゆる洩れ試験を行う装置として、気密式漏れ試験装置、水没式の洩れ試験装置、ヘリウム式の洩れ試験装置および超音波を利用した洩れ試験装置(「超音波洩れ試験装置」と称する。)が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A device that performs so-called leak tests to check whether or not the test object is sufficiently sealed (no leaks) in the test object such as a container such as a tank or a piping tool such as a valve. There are known an airtight leak test apparatus, a submerged leak test apparatus, a helium leak test apparatus, and a leak test apparatus using ultrasonic waves (referred to as an “ultrasonic leak test apparatus”) (for example, Patent Document 1).
この超音波洩れ試験装置は、従来の水没式の洩れ試験装置や、ヘリウム式の洩れ試験装置等と比べて、孔径が数μm程度の微小な孔であっても検出することができ、大がかりで高価な装置を必要とせず、装置の維持管理も容易であるというメリットがある。 This ultrasonic leak test device can detect even small holes with a hole diameter of several μm compared to conventional submerged leak test devices and helium leak test devices. There is an advantage that an expensive apparatus is not required and the apparatus can be easily maintained.
従来の超音波洩れ試験装置には、被検査物の内部に超音波を出力する超音波発信装置、被検査物から洩れた超音波を受信する超音波受信装置、超音波受信装置で受信された超音波に基づいて被検査物の洩れ判定を行う判定装置等が備えられている。 In the conventional ultrasonic leak test apparatus, the ultrasonic transmission apparatus that outputs ultrasonic waves inside the inspection object, the ultrasonic reception apparatus that receives ultrasonic waves leaking from the inspection object, and the ultrasonic reception apparatus A determination device or the like for determining leakage of an inspection object based on ultrasonic waves is provided.
このような超音波洩れ試験装置において、超音波発信装置により被検査物の内部に超音波を出力すると、被検査物に孔がある場合には、その孔から超音波が洩れ、超音波受信装置により洩れた超音波が受信される。逆に、被検査物に孔がない場合には、その孔からは超音波が洩れず、超音波受信装置によっては超音波が受信されない。 In such an ultrasonic leak test apparatus, when an ultrasonic wave is output to the inside of the inspection object by the ultrasonic wave transmitting apparatus, if the inspection object has a hole, the ultrasonic wave leaks from the hole, and the ultrasonic reception apparatus The ultrasonic wave leaked by is received. Conversely, when there is no hole in the object to be inspected, the ultrasonic wave does not leak from the hole, and the ultrasonic wave is not received by the ultrasonic wave receiver.
判定装置では、超音波受信装置で受信された超音波に基づいて被検査物に洩れがあるか否かが判定される。具体的には、超音波受信装置により超音波が受信された場合には、判定装置は、その検出された信号の出力と、予め設定された出力とを比較し、検出された信号の出力の方が大きいとき漏れがあると判断し、漏れ信号を出力してブザーを作動させる。
特許文献1に記載の超音波洩れ試験装置は、検出された信号の出力と、予め設定された出力とを比較し、検出された信号の出力の方が大きいとき漏れがあると判断する構成である。このため、被検査物の種類によっては、比較する出力を予め正確に設定するのは容易ではなく、そのため、被検査物の孔の有無が迅速且つ確実に判断ができないおそれがあった。 The ultrasonic leakage test apparatus described in Patent Document 1 compares the output of a detected signal with a preset output, and determines that there is a leak when the output of the detected signal is greater. is there. For this reason, depending on the type of the object to be inspected, it is not easy to accurately set the output to be compared in advance, and therefore there is a possibility that the presence or absence of holes in the object to be inspected cannot be determined quickly and reliably.
本発明は、被検査物の孔の有無が迅速且つ確実に判断ができ、超音波を用いた検査方法による不安定さがなくなり、任意の被検査物に対して安定した検査を行えることを課題とする。 It is an object of the present invention to be able to quickly and reliably determine the presence or absence of a hole in an inspection object, eliminate instability due to an inspection method using ultrasonic waves, and perform a stable inspection on an arbitrary inspection object. And
本発明は、前記課題を解決するために超音波検査方法およびそのシステムとしてなされたもので、超音波検査方法としての特徴は、超音波発信装置から被測定物の内部に超音波を出力し、前記被測定物から洩れた超音波を超音波受信装置で受信し、その受信された超音波に基づいて被検査物の洩れ判定を行う超音波洩れ試験に用いられる超音波検査方法において、前記被測定物として披検査物とマスターとを準備した後に、前記マスターから発生する超音波から閾値を設定するとともに、前記披検査物から発生する超音波から測定データを検出し、前記閾値と前記測定データと予め設定された判定条件とに基づいて、前記披検査物が適合しているか否かを判断することにある。 The present invention has been made as an ultrasonic inspection method and system for solving the above problems, and the characteristic of the ultrasonic inspection method is that an ultrasonic wave is output from the ultrasonic transmitter to the inside of the object to be measured. In the ultrasonic inspection method used in an ultrasonic leakage test in which ultrasonic waves leaking from the object to be measured are received by an ultrasonic receiver and the leakage of the object to be inspected is determined based on the received ultrasonic waves. After preparing the inspection object and the master as the measurement object, the threshold value is set from the ultrasonic wave generated from the master, and the measurement data is detected from the ultrasonic wave generated from the inspection object, and the threshold value and the measurement data are detected. And determining whether or not the test article is compatible based on the determination conditions set in advance.
前記本発明は、無圧方式の超音波検査方法を実施して、被検査物の孔の有無が迅速且つ確実に判断ができ、有孔の場合には、闘値と判定条件の設定によりその大きさ判定をも可能となる。また、超音波を用いた検査方法による不安定さがなくなり、任意の被検査物に対して安定した検査を行なえる。 The present invention implements a pressureless ultrasonic inspection method, and can quickly and surely determine the presence or absence of a hole in the object to be inspected. Size determination is also possible. Further, the instability due to the inspection method using ultrasonic waves is eliminated, and a stable inspection can be performed on an arbitrary inspection object.
本発明の超音波検査方法としての特徴は、圧縮気体供給装置により被測定物の内部に所定圧の圧縮気体を供給し、前記被測定物から洩れた気体が発する超音波を超音波受信装置で受信し、その受信された超音波に基づいて被検査物の洩れ判定を行う超音波洩れ試験に用いられる超音波検査方法において、前記閾値と前記測定データと予め設定された判定条件とに基づいて、前記披検査物が適合しているか否かを判断することにある。 The ultrasonic inspection method of the present invention is characterized in that a compressed gas of a predetermined pressure is supplied to the inside of the object to be measured by the compressed gas supply device, and the ultrasonic wave emitted from the gas leaked from the object to be measured is received by the ultrasonic receiver. In an ultrasonic inspection method used in an ultrasonic leakage test for receiving and determining leakage of an inspection object based on the received ultrasonic wave, based on the threshold value, the measurement data, and a predetermined determination condition It is to determine whether or not the test article is suitable.
前記本発明は、加圧方式の超音波検査方法において、前記同様の作用効果が得られる。 According to the present invention, the same effect as described above can be obtained in a pressurization type ultrasonic inspection method.
本発明の超音波検査システムとしての特徴は、被測定物の内部に超音波を出力する超音波発信装置と、前記被測定物から洩れた超音波を受信する超音波受信装置と、超音波受信装置で受信された超音波に基づいて被検査物の洩れ判定を行う解析装置とを備えた超音波洩れ試験に用いられる無圧方式の超音波検査システムにおいて、前記被測定物は、披検査物とマスターとからなり、前記解析装置は、前記マスターから発生する超音波から閾値を設定する閾値設定装置と、前記披検査物から発生する超音波の測定データを検出し、前記閾値と前記測定データと予め設定された判定条件とに基づいて、前記披検査物が適合しているか否かを判断する判定装置とを備えることにある。 The ultrasonic inspection system according to the present invention is characterized by an ultrasonic transmission device that outputs ultrasonic waves to the inside of a measurement object, an ultrasonic reception device that receives ultrasonic waves leaking from the measurement object, and an ultrasonic reception In a non-pressure type ultrasonic inspection system used for an ultrasonic leakage test, comprising an analysis device for determining leakage of an inspection object based on ultrasonic waves received by the apparatus, the measurement object is a test object The analysis device detects a threshold value setting device that sets a threshold value from ultrasonic waves generated from the master, and detects measurement data of ultrasonic waves generated from the specimen, and the threshold value and the measurement data And a determination device for determining whether or not the test article is suitable based on a predetermined determination condition.
本発明の超音波検査システムとしての特徴は、被測定物の内部に所定圧の圧縮気体を供給する圧縮気体供給装置と、被測定物から洩れた気体が発する超音波を受信する超音波受信装置と、超音波受信装置で受信された超音波に基づいて被検査物の洩れ判定を行う解析装置とを備えた超音波洩れ試験に用いられる加圧方式の超音波検査システムにおいて、前記閾値と前記測定データと予め設定された判定条件とに基づいて、前記披検査物が適合しているか否かを判断する判定装置とを備えることにある。 The ultrasonic inspection system according to the present invention is characterized in that a compressed gas supply device that supplies a compressed gas having a predetermined pressure to the inside of the object to be measured, and an ultrasonic receiver that receives the ultrasonic waves emitted from the gas leaking from the object to be measured. And a pressure-type ultrasonic inspection system used for an ultrasonic leakage test, comprising: an analysis device that performs leakage determination of an inspection object based on ultrasonic waves received by an ultrasonic receiver; It is provided with the determination apparatus which determines whether the said to-be-inspected object is suitable based on measurement data and the preset determination conditions.
本発明の超音波検査システムの前記解析装置の判断により前記披検査物が適合しているか否かを表示する表示装置が設けられている。 A display device is provided for displaying whether or not the object to be inspected is adapted according to the judgment of the analysis device of the ultrasonic inspection system of the present invention.
本発明の超音波検査システムの前記マスターは、孔径が相違する複数種類のものからなり、各マスターの閾値が設定される。 The master of the ultrasonic inspection system of the present invention consists of a plurality of types having different hole diameters, and a threshold value for each master is set.
本発明は、被検査物の加圧による漏れ音もしくは超音波による漏れ音を、超音波受信装置により発生する超音波を受信し、解析装置にてマスターによる閾値と判定条件にて適合、不適合を比較判断する相対試験法なので、被検査物の孔の有無が迅速且つ確実に判断ができ、有孔の場合には、闘値と判定条件の設定によりその大きさ判定をも可能となる。また、超音波を用いた検査方法による不安定さがなくなり、任意の被検査物に対して安定した検査を行なえる。 The present invention receives leakage sound due to pressurization of an object to be inspected or leakage sound due to ultrasonic waves. Since it is a relative test method for comparing and determining, the presence or absence of holes in the object to be inspected can be determined quickly and reliably, and in the case of holes, the size can be determined by setting a threshold value and a determination condition. Further, the instability due to the inspection method using ultrasonic waves is eliminated, and a stable inspection can be performed on an arbitrary inspection object.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1〜図4は、本発明の一実施の形態を示し、図1に示すように、超音波洩れ試験装置1は、超音波測定ユニット2と、測定装置本体3とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasonic leakage test apparatus 1 includes an
超音波測定ユニット2は、無圧式のものと、加圧式のものとを適宜設定することができる。無圧式の超音波測定ユニット2は、発信装置として被測定物4の内部に所定の周波数(例えば、40kHz等)の超音波を出力する超音波発信装置5と、被測定物4から洩れた超音波を受信する超音波受信センサー(超音波受信装置)6を備えている。
The
ここで、被測定物4とは、洩れ試験の対象となる製品等の試験体(被検査物)40と、図2に示すように予め所定径の微細孔41aが貫通して形成された基準片(マスター)41とを含む概念である。なお、図2に示すマスター41は、便宜上その切断した一部を拡大して図示している。被検査物40として、タンク、缶等の容器、バルブ等の配管用具が挙げられるが、これらに特に限定されず、自動車用部品や家電用部品のような各種部品であってもよい。
Here, the object to be measured 4 is a reference in which a test body (inspection object) 40 such as a product to be subjected to a leak test and a fine hole 41a having a predetermined diameter as shown in FIG. It is a concept including a piece (master) 41. In addition, the
加圧式の超音波測定ユニット2は、発信装置としてコンプレッサー等の圧縮気体供給装置5Aが採用される。そして、圧縮気体供給装置5Aを用いて気体(本実施例では、空気)を、マスター41および被検査物40の内部に供給し、0.05Mpa以上の所定圧に加圧する。マスター41およびの被検査物40のリーク箇所(孔)から気体が流出する際に、10kHz〜100kHzの超音波が生成され、その出てくる超音波を超音波受信装置6が受信する。
The pressurized
超音波測定ユニト2は、ゴム製や、樹脂製のシールド9に囲まれており、このシールド9により外部から飛散してくる超音波、つまり、バックグラウンドとなる超音波を遮断するようにしている。
The
超音波洩れ試験装置1により洩れ試験を行うにあたり、マスター41または被検査物40の何れか一方が、図示省略のクランプ装置に適宜セットされる。無圧式の超音波測定ユニット2の場合には、超音波発信装置5により、マスター41または被検査物40の被測定物4の内部に超音波が出力され、超音波受信装置6により被測定物4からの超音波の洩れが検出されるようになっている。そして、被測定物4に孔がある場合には、その孔から超音波が洩れ、洩れた超音波が超音波受信装置6により検出される。逆に、被測定物4に孔がない場合には、超音波が洩れず、超音波受信装置6によっては超音波が検出されない。
When performing a leak test by the ultrasonic leak test apparatus 1, either the
測定装置本体3は、超音波受信装置6と接続されており、超音波受信装置6で受信された超音波に基づいて被測定物4の洩れ判定を行う。測定装置本体3は、電子計算機(パソコン等)から構成された解析装置8と、解析装置8の結果を表示する解析モニター等の表示装置10とからなる。
The measuring device
解析装置8は、特定のマスター41から発生する超音波(音)を超音波受信装置6が受信した際に、その超音波の音圧から閾値を設定する閾値設定装置13と、被検査物40から発生する超音波を超音波受信装置6が受信した際に、その入力された受信データ(測定データ)、前記閾値および予め設定されている判定条件とに基づいて、被検査物40が適合しているか不適合かを判断する判定手段15と、閾値設定装置13により設定された閾値および判定条件等のデータを記憶しておく記憶装置16とを備えている。なお、判定条件は、被検査物40の種類およびその被検査物40に適した値に設定される閾値により、適宜設定可能である。
The
予め所定の微細孔41aが形成されたマスター41は、微細孔の孔径が相違する複数種類のものが準備され、各マスター41の閾値が記憶装置16に記憶される。
A plurality of types of
表示装置10は、解析装置8と接続されており、解析装置8の判定により、被検査物40が適合ならば「OK」を、不適合なら「NG」の文字を表示するようになっている。
The
次に、超音波洩れ試験装置1により洩れ試験を行う場合について、図3を参照しながら説明する。 Next, the case where a leak test is performed by the ultrasonic leak test apparatus 1 will be described with reference to FIG.
先ず、無圧式による超音波洩れ試験装置1により洩れ試験を行う場合について説明する。かかる超音波洩れ試験装置1により洩れ試験を行うに際して、無孔、有孔(小、中、大)の孔径の相違する複数種類の閾値決定用のマスター41を準備する。例えば、マスター41として、無孔のもの、孔径がそれぞれ3μm、10μm、30μmに形成されたものをそれぞれ準備する。
First, the case where a leak test is performed by the pressureless ultrasonic leak test apparatus 1 will be described. When performing a leak test using the ultrasonic leak test apparatus 1, a plurality of types of
なお、孔径が3μmのマスター41は、ヘリウム式の洩れ試験装置による検査精度に相当する。孔径が10μmのマスター41は、水没試験による検査精度に相当する。孔径が30μmのマスター41は、気密試験による検査精度に相当する。従って、それぞれの試験精度の必要に応じて任意のマスター41を選択することができる。
Note that the
各マスター41を準備した後に、超音波洩れ試験装置1を閾値設定モードに設定する(S1)。そして、何れかのマスター41をクランプ装置にセットする(S2)。このとき、マスター41は、その内部に超音波発信装置5からの超音波が入射されるような位置に配置される。
After preparing each
マスター41をセットした後に、超音波発信装置5によりマスター41の内部に超音波を出力し(S3)、超音波受信装置6によりマスター41からの超音波の洩れを検出する(S4)。
After setting the
マスター41から発生する超音波を超音波受信装置6が受信し、その音圧によるデータが解析装置8に送信され、閾値設定装置13は出力値を読み取る(S5)、閾値設定装置13は、読み取った出力値から被検査物40に適した閾値を設定し、記憶装置16で記憶する(S6)。なお、前記マスターを設置するステップS2から、閾値を入力するステップS6までの工程を、各マスター41毎に行い、各マスター41の閾値を設定し、それぞれの閾値を記憶装置16が記憶する。
The ultrasonic
次に、超音波洩れ試験装置1を通常(検査)モードに変更する(S7)。かかる通常モードにおいて(S8)、マスター41と同様に被検査物40をセットする(S9)。このとき、被検査物40の内部に超音波発信装置5からの超音波が入射されるような位置に配置される。被検査物40をセットした後、超音波発信装置5により被検査物4の内部に超音波を出力し(S10)、超音波受信装置6により被検査物4からの超音波の洩れを検出する(S11)。
Next, the ultrasonic leak test apparatus 1 is changed to the normal (inspection) mode (S7). In the normal mode (S8), the
被検査物40から発生する超音波を超音波受信装置6が受信し、その測定データが判定装置15に送信される(S12)。判定装置15は、入力された被検査物40の測定データと、入力保持されている所定の閾値とを比較し(S13)、被検査物40に適した判定条件に基づいて被検査物40の適合、不適合を判断する。
The ultrasonic
例えば、孔径3μmのマスター41の閾値が選択され、しかも、判定条件が閾値<測定値=不良と設定されているとする。入力された被検査物40の測定データと、前述で入力保持されている閾値とを比較し、測定データにより求めた測定値が閾値よりも大きい場合には、不適合と判断しその結果を解析モニター10に送る。測定値が閾値以下の場合には、適合と判断しその結果を解析モニター10に送る。
For example, it is assumed that the threshold value of the
解析モニター10は、適合、不適合の判断を表示する。本実施例では、適合ならば
「OK」と表示し(S15)、不適合ならば「NG」と表示する(S14)。
The analysis monitor 10 displays a judgment of conformity or nonconformity. In the present embodiment, “OK” is displayed if it conforms (S15), and “NG” is displayed if it does not conform (S14).
1つの被検査物40に対する洩れ試験が終わると、クランプ装置にセットする被検査物40を順次取り替えて、そのセットした被検査物40に対する洩れ試験を順次行うようにする。
When the leakage test for one
また、無圧式による超音波洩れ試験装置1により洩れ試験を行う場合には、前記ステップS2からステップS4において、圧縮気体供給装置5Aを用いて空気を、マスター41の内部に供給し、0.05Mpa以上の所定圧に加圧する(S3A)。マスター41から空気が流出する際に、10kHz〜100kHzの超音波が生成され、その出てくる超音波を超音波受信装置6が検出する(S4)。その後の出力値を読み取るステップS5から被検査物40をセットするステップS9までは、前記無圧式による検査方法と同様である。
When a leak test is performed by the non-pressure ultrasonic leak test apparatus 1, air is supplied into the
さらに、圧縮気体供給装置5Aを用いて空気を、被検査物40の内部に供給し、0.05Mpa以上の所定圧に加圧する(S10A)。その後の工程(ステップS11〜ステップS15)は、前記無圧式による検査方法と同様である。
Further, air is supplied into the object to be inspected 40 using the compressed
判定条件は、被検査物40の種類および閾値に応じて任意に設定可能であり、例えば、判定条件が閾値>測定値=不良と設定されている場合には、かかる判定条件に基づいて被検査物40の測定データと、入力保持されている所定閾値とを比較し(S17)、適合ならば「OK」と表示し(S18)、不適合ならば「NG」と表示する(S19)。
The determination condition can be arbitrarily set according to the type and threshold value of the object to be inspected 40. For example, when the determination condition is set as threshold value> measured value = defective, the inspection object is inspected based on the determination condition The measurement data of the
以上のように、本実施の形態は、加圧による漏れ音もしくは超音波による漏れ音を、被検査物40の近傍に設置した超音波受信装置6により受信し、解析装置8にてマスター41による閾値と判定条件にて適合、不適合を比較判断する相対試験法なので、被検査物の孔の有無が迅速且つ確実に判断ができる。しかも、被検査物40が有孔の場合には、マスター41における孔径に応じた複数の闘値と判定条件の設定により、被検査物40の孔の大きさ判定をも即時に可能となる。
As described above, in the present embodiment, leakage sound due to pressurization or leakage sound due to ultrasonic waves is received by the
また、試験結果は解析モニター10の表示により行われるので、人による目視等による判断の個人差が無くなり検査の均一性に優れるとともに、従来の水没式の洩れ試験装置等に比し、試験に要していた時間、場所、搬入、搬出等の手数が大幅に軽減され、経済性に優れている。
In addition, since the test results are displayed on the
解析装置8にてマスター41による閾値と判定条件にて適合、不適合を比較判断する相対試験法なので、従来技術での超音波を用いた検査方法に比し、不安定さがなくなり、安定した実用的な検査方法となった。
Relative test method for comparing and judging conformity / nonconformity based on the threshold value and judgment condition by the
図4に示すように、超音波受信装置の配置方法によっては、漏れ位置の特定をすることも可能となる。具体的には、被検査物40と超音波受信装置6とを相対的に移動させながら測定する。例えば、被検査物40をその軸心方向に移動させるとともに、軸心を中心にして回転させる。このことにより、被検査物40のリーク部(孔)40aを、超音波受信装置6に接近させることができ、超音波受信装置6の受信データのピーク値を測定することにより、漏れ位置を特定でき、より正確な検査を行えるようになる。
As shown in FIG. 4, depending on the arrangement method of the ultrasonic receiving apparatus, it is possible to specify the leak position. Specifically, the measurement is performed while relatively moving the
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、マスター41は前記基準片以外に、実際に不良品となった製品をマスター41として採用することも可能である。かかる場合には、その不良品となった製品の闘値を求め、その闘値に基づいて製品の良否を現場において迅速に判定することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in addition to the reference piece, the
1 超音波洩れ試験装置
2 超音波測定ユニト
3 測定装置本体
4 被測定物
5 超音波発信装置
6 超音波受信装置
8 解析装置
9 シールド
10 解析モニター(表示装置)
13 閾値設定装置
15 判定装置
40 被検査物
41 マスター(基準片)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic
13
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006241675A JP2008064556A (en) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Ultrasonic inspection method and system therefor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016532133A (en) * | 2013-10-02 | 2016-10-13 | エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft | Device for detecting leaks |
-
2006
- 2006-09-06 JP JP2006241675A patent/JP2008064556A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016532133A (en) * | 2013-10-02 | 2016-10-13 | エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲーF. Hoffmann−La Roche Aktiengesellschaft | Device for detecting leaks |
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