JP2011214891A - Array ultrasonic flaw detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an array ultrasonic flaw detector capable of improving the SN ratio by reducing the surface echoes relative to flaw echoes, when performing automatic flaw detection which uses array probe.SOLUTION: The array ultrasonic flaw detector includes the array probe (10), having a plurality of excitation elements driven by receiving an excitation signal for having a test body irradiated with an ultrasonic beam via a contact medium, receiving an ultrasonic wave reflected by the test body surface and an acoustic discontinuous part inside the test body through the contact medium, and converting the ultrasonic waves into an electrical signal; and a transceiver (20) for driving the array probe, by transmitting the excitation signal and performing flaw detection of the test body by receiving the electric signal. When an excitation signal is transmitted or an electrical signal is received, the transceiver does not excite several elements or a single element on the center among the excitation elements in a covering range required for flaw detection of the test body, but will transmit the excitation signal to partially excited elements corresponding to several elements or a single element on both ends, and receives an electrical signal that is converted by the partially excited elements.

Description

本発明は、固体に発生したきずを、非破壊で検査する超音波探傷に関し、特に、SN比の向上を図ったアレイ超音波探傷装置に関するものである。   The present invention relates to ultrasonic flaw detection for nondestructively inspecting flaws generated in a solid, and more particularly to an array ultrasonic flaw detection apparatus with an improved S / N ratio.

まず、従来の自動探傷装置による探査方法について、試験体対象が丸棒である場合を例に説明する。図4は、従来の自動探傷装置における丸棒自動探傷を行う際の垂直探傷の説明図であり、図5は、従来の自動探傷装置における丸棒自動探傷を行う際の斜角探傷の説明図である(例えば、非特許文献1参照)。図4および図5においては、丸棒1の自動探傷に用いられる垂直探触子11、および斜角探触子12が示されている。なお、図5における斜角探触子12は、2つ配置されており、それぞれ12aおよび12bとして示している。   First, a description will be given of an example of a search method using a conventional automatic flaw detector using a case where a test object is a round bar. FIG. 4 is an explanatory view of vertical flaw detection when performing round bar automatic flaw detection in a conventional automatic flaw detection apparatus, and FIG. 5 is an explanatory diagram of oblique angle flaw detection when performing round bar automatic flaw detection in a conventional automatic flaw detection apparatus. (For example, see Non-Patent Document 1). 4 and 5, a vertical probe 11 and an oblique probe 12 used for automatic flaw detection of the round bar 1 are shown. Incidentally, two oblique angle probes 12 in FIG. 5 are arranged and are shown as 12a and 12b, respectively.

丸棒の自動探傷は、図4に示すように、垂直探触子11を用いて丸棒1内に超音波ビームを垂直に入射して、丸棒1の内部を探傷する。または、図5に示すように、斜角探触子12aおよび12bを用いて丸棒1に対して斜めに超音波ビームを入射して、丸棒1の表層部を探傷する。この際、図示はしていないが、丸棒1の周囲には接触媒質として水などの液体が満たされている。   As shown in FIG. 4, the round bar automatic flaw detection uses the vertical probe 11 to inject the ultrasonic beam vertically into the round bar 1 to detect the inside of the round bar 1. Alternatively, as shown in FIG. 5, an ultrasonic beam is obliquely incident on the round bar 1 using the oblique angle probes 12a and 12b, and the surface layer portion of the round bar 1 is detected. At this time, although not illustrated, the round bar 1 is filled with a liquid such as water as a contact medium.

従来の丸棒自動探傷では、丸棒の周囲を探触子が回転することにより、全面探傷を行っている。この方式に対し、近年では、アレイ探触子を周囲に配置し、探触子が回転する代わりに、超音波ビームの励振位置を回転させる方式の自動探傷装置がある(例えば、特許文献1参照)。   In the conventional round bar automatic flaw detection, the entire surface flaw detection is performed by rotating a probe around the round bar. In contrast to this method, in recent years, there is an automatic flaw detector of a type in which an array probe is arranged around and the excitation position of the ultrasonic beam is rotated instead of rotating the probe (see, for example, Patent Document 1). ).

この特許文献1には、アレイ探触子を丸棒周囲に配置し、表層部のきずを探傷する装置が示されており、超音波ビームを斜めに入射している。これは、先の図5に示した斜角探傷に相当する。当然、図4に示した垂直探傷も、アレイ探触子を丸棒周囲に配置することにより実現できる。   This Patent Document 1 discloses an apparatus in which an array probe is arranged around a round bar to detect a flaw on a surface layer portion, and an ultrasonic beam is incident obliquely. This corresponds to the oblique flaw detection shown in FIG. Naturally, the vertical flaw detection shown in FIG. 4 can also be realized by arranging the array probe around the round bar.

図6は、従来のアレイ超音波探傷装置による垂直探傷の説明図である。図6に示す従来のアレイ超音波探傷装置は、アレイ探触子10および送受信器20を有しており、アレイ探触子10を丸棒1の周囲に配置することで、丸棒1の中心にあるきず2を垂直探傷する状況を示している。   FIG. 6 is an explanatory diagram of vertical flaw detection by a conventional array ultrasonic flaw detector. The conventional array ultrasonic flaw detector shown in FIG. 6 has an array probe 10 and a transmitter / receiver 20. By arranging the array probe 10 around the round bar 1, the center of the round bar 1 is arranged. This shows a situation where the flaw 2 in FIG.

ここで、アレイ探触子10は、外部からの励振信号を受信することにより駆動される複数の励振素子を有している。さらに、アレイ探触子10は、水などの接触媒質を介して超音波ビームを試験体である丸棒1へ向けて照射し、試験体表面および試験体内部の音響的不連続部で反射された超音波を、接触媒質を介して受信して電気信号に変換する。   Here, the array probe 10 has a plurality of excitation elements that are driven by receiving external excitation signals. Furthermore, the array probe 10 irradiates an ultrasonic beam toward the round bar 1 as a test body through a contact medium such as water, and is reflected by the surface of the test body and the acoustic discontinuity inside the test body. The received ultrasonic wave is received through the contact medium and converted into an electrical signal.

一方、送受信器20は、励振信号を送信することでアレイ探触子10を駆動し、その応答として、アレイ探触子10で変換された電気信号を受信することで、試験体である丸棒1の探傷を行う。   On the other hand, the transmitter / receiver 20 drives the array probe 10 by transmitting an excitation signal, and receives the electrical signal converted by the array probe 10 as a response to the round probe as a test specimen. Perform 1 flaw detection.

図6では、時間経過に伴う(a)〜(c)の3つの状態が示されている。図6(a)は、アレイ探触子10の左側にある素子を励振し、探傷する状態を示している。同様に、図6(b)は、アレイ探触子10の中央付近にある素子を励振し、探傷する状態を示しており、図6(c)は、アレイ探触子10の右側にある素子を励振し、探傷する状態を示している。   FIG. 6 shows three states (a) to (c) over time. FIG. 6A shows a state in which the element on the left side of the array probe 10 is excited to detect a flaw. Similarly, FIG. 6B shows a state in which an element located near the center of the array probe 10 is excited and flawed, and FIG. 6C shows an element located on the right side of the array probe 10. Shows a state where the flaw is excited and the flaw is detected.

これら(a)〜(c)の状態を連続的に行うことにより、励振位置が丸棒周囲を回転することになるので、探触子が回転する代わりとなる。励振素子数は、システムで要求されるビーム幅を満足するように決められる。励振素子数がカバーする範囲を、ここでは、カバー範囲と呼ぶことにする。なお、励振位置を移動させる距離やスピードは、システムによって異なる。   By continuously performing these states (a) to (c), the excitation position rotates around the round bar, which is an alternative to the rotation of the probe. The number of excitation elements is determined so as to satisfy the beam width required by the system. The range covered by the number of excitation elements is referred to herein as the cover range. The distance and speed for moving the excitation position vary depending on the system.

特開2009−150679号公報JP 2009-150679 A

(社)日本非破壊検査協会編、「新非破壊検査便覧」p 972、日刊工業新聞社(1992)Japan Nondestructive Inspection Association, “New Nondestructive Inspection Handbook” p 972, Nikkan Kogyo Shimbun (1992)

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来のアレイ超音波探傷装置では、垂直探傷を行う際に、丸棒表面で反射された表面エコーが、探傷ゲート内に侵入することによるSN比の劣化が問題であった。ここで、信号成分Sはきずエコーであり、ノイズ成分Nは表面エコーの尾引きである。SN比を向上させるには、表面エコーをきずエコーに対して相対的に低減させる必要があり、SN比の改善によるアレイ超音波探傷装置の性能向上が望まれている。
However, the prior art has the following problems.
In conventional array ultrasonic flaw detectors, when vertical flaw detection is performed, the degradation of the signal-to-noise ratio due to surface echoes reflected from the round bar surface entering the flaw detection gate has been a problem. Here, the signal component S is a flaw echo, and the noise component N is a tail of the surface echo. In order to improve the S / N ratio, it is necessary to reduce the surface echo relative to the scratch echo, and it is desired to improve the performance of the array ultrasonic flaw detector by improving the S / N ratio.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、アレイ探触子を用いた自動探傷を行う際に、表面エコーをきずエコーに対して相対的に低減させ、SN比の改善を図ったアレイ超音波探傷装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When performing an automatic flaw detection using an array probe, the surface echo is reduced relative to the flaw echo, and the SN ratio is reduced. It is an object of the present invention to obtain an array ultrasonic flaw detector that improves the above.

本発明に係るアレイ超音波探傷装置は、励振信号を受信することにより駆動される複数の励振素子を有し、接触媒質を介して超音波ビームを試験体へ向けて照射し、試験体表面および試験体内部の音響的不連続部で反射された超音波を、接触媒質を介して受信して電気信号に変換するアレイ探触子と、励振信号を送信してアレイ探触子を駆動し、アレイ探触子で変換された電気信号を受信することで試験体の探傷を行う送受信器とを備えたアレイ超音波探傷装置において、送受信器は、複数の励振素子の中で、試験体の探傷に要求されるビーム幅を満足するようなカバー範囲の励振素子を特定して励振信号の送信および電気信号の受信を行う際に、カバー範囲の励振素子のうち、真ん中の数素子あるいは単一素子を励振せず、両端の数素子あるいは単一素子に相当する部分的励振素子に対して励振信号を送信し、部分的励振素子で変換された電気信号を受信するものである。   An array ultrasonic flaw detector according to the present invention has a plurality of excitation elements that are driven by receiving an excitation signal, irradiates an ultrasonic beam toward a test body via a contact medium, An array probe that receives an ultrasonic wave reflected by an acoustic discontinuity inside the test body through a contact medium and converts it into an electrical signal, and transmits an excitation signal to drive the array probe. In an array ultrasonic flaw detector having a transceiver for receiving a test signal by receiving an electrical signal converted by the array probe, the transmitter / receiver is a test object flaw among a plurality of excitation elements. When an excitation element in the cover range that satisfies the beam width required for the transmission is specified and an excitation signal is transmitted and an electrical signal is received, the middle number of the excitation elements in the cover range or a single element Several elements at both ends. There are those sending the excitation signal to the partial excitation element corresponding to a single element, it receives the electrical signal converted by the partial excitation element.

本発明に係るアレイ超音波探傷装置によれば、アレイ探触子においてカバー範囲内の真ん中の数素子あるいは単一素子を励振しないことにより、アレイ探触子を用いた自動探傷を行う際に、表面エコーをきずエコーに対して相対的に低減させ、SN比の改善を図ったアレイ超音波探傷装置を得ることができる。   According to the array ultrasonic flaw detector according to the present invention, when performing automatic flaw detection using an array probe by not exciting several elements or a single element in the middle of the cover range in the array probe, It is possible to obtain an array ultrasonic flaw detector in which the surface echo is reduced relative to the flaw echo and the SN ratio is improved.

本発明の実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置による垂直探傷の説明図である。It is explanatory drawing of the vertical flaw detection by the array ultrasonic flaw detector in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置のSN比向上に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the SN ratio improvement of the array ultrasonic flaw detector in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における表面エコーおよびきずエコーのシミュレーション結果を示した図である。It is the figure which showed the simulation result of the surface echo and the flaw echo in Embodiment 1 of this invention. 従来の自動探傷装置における丸棒自動探傷を行う際の垂直探傷の説明図である。It is explanatory drawing of the vertical flaw detection at the time of performing the round bar automatic flaw detection in the conventional automatic flaw detector. 従来の自動探傷装置における丸棒自動探傷を行う際の斜角探傷の説明図である。It is explanatory drawing of the angle flaw detection at the time of performing the round bar automatic flaw detection in the conventional automatic flaw detector. 従来のアレイ超音波探傷装置による垂直探傷の説明図である。It is explanatory drawing of the vertical flaw detection by the conventional array ultrasonic flaw detector.

以下、本発明のアレイ超音波探傷装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an array ultrasonic flaw detector according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置による垂直探傷の説明図である。この図1は、従来法を説明した図6に対応するものであり、アレイ探触子10の励振方法が相違している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram of vertical flaw detection by the array ultrasonic flaw detector according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 corresponds to FIG. 6 describing the conventional method, and the method of exciting the array probe 10 is different.

まず、図1を参照して、本実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置の構成について説明する。図1に示した本実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置は、アレイ探触子10および送受信器20を備えており、被探傷対象である丸棒1の中心にあるきず2の検出を行う。ここで、丸棒1とアレイ探触子10は、同じ方向の曲率を有しているものとする。すなわち、図1を示した紙面と垂直方向には曲がっておらず、曲率中心は、図1の下側にあるものとする。   First, the configuration of the array ultrasonic flaw detector according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The array ultrasonic flaw detection apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes an array probe 10 and a transmitter / receiver 20 and detects a flaw 2 at the center of a round bar 1 to be flaw detected. . Here, it is assumed that the round bar 1 and the array probe 10 have a curvature in the same direction. That is, it is not bent in the direction perpendicular to the paper surface shown in FIG. 1, and the center of curvature is on the lower side of FIG.

送受信器20は、アレイ探触子10を電気的に励振するとともに、アレイ探触子10からの電気信号を処理する。図1では、従来法を説明した図6と同様に、時間経過に伴う(a)〜(c)の3つの状態が示されている。   The transceiver 20 electrically excites the array probe 10 and processes electrical signals from the array probe 10. In FIG. 1, the three states (a) to (c) with the passage of time are shown, as in FIG. 6 describing the conventional method.

次に、本実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置の動作について説明する。送受信器20は、電気的な励振信号をアレイ探触子10に送信する。先の図6を用いて説明した従来法における送受信器20は、励振信号をカバー範囲内のアレイ素子へ伝達していた。これに対して本発明における送受信器20は、カバー範囲は同じであるが、真ん中の数素子あるいは単一素子を励振せず、両端の数素子あるいは単一素子を励振するような励振信号を伝達する。   Next, the operation of the array ultrasonic flaw detector according to the first embodiment will be described. The transceiver 20 transmits an electrical excitation signal to the array probe 10. The transmitter / receiver 20 according to the conventional method described with reference to FIG. 6 transmits the excitation signal to the array elements within the cover range. On the other hand, the transmitter / receiver 20 in the present invention has the same cover range, but does not excite a few elements or a single element in the middle, and transmits an excitation signal that excites several elements or a single element at both ends. To do.

このようにして部分的に励振された素子からは、超音波ビームが放射され、丸棒1の中心にあるきず2へ超音波ビームが照射される。そして、丸棒1の中心にあるきず2で反射された超音波は、伝搬経路を逆に辿って、アレイ探触子10で受信される。   An ultrasonic beam is emitted from the element partially excited in this way, and the ultrasonic beam is irradiated to the flaw 2 at the center of the round bar 1. Then, the ultrasonic wave reflected by the flaw 2 at the center of the round bar 1 traces the propagation path in the reverse direction and is received by the array probe 10.

受信時においても、カバー範囲内の素子の内、真ん中の数素子あるいは単一素子を無視して受信する。このような励振および受信を、図1(a)〜(c)で示すように、時間的に連続的に行うことにより、励振位置が丸棒1の周囲を回転することになるので、探触子が回転する代わりとなる。   Even at the time of reception, reception is performed by ignoring several elements or a single element in the middle of the elements within the cover range. As shown in FIGS. 1A to 1C, the excitation position rotates around the round bar 1 by continuously performing such excitation and reception as shown in FIGS. This is an alternative to rotating the child.

次に、本発明におけるアレイ超音波探傷装置において、垂直探傷のSN比が向上する理由を説明する。図2は、本発明の実施の形態1におけるアレイ超音波探傷装置のSN比向上に関する説明図である。図1を用いて説明したように、本発明では、カバー範囲内の真ん中の数素子あるいは単一素子を励振しないことを技術的特徴としている。そこで、励振しない素子を挟んで左側の数素子をアレイA、右側の数素子をアレイBとする。この場合、送受の状態としては、
(ケース1)アレイAで送受信
(ケース2)アレイBで送受信
(ケース3)アレイAで送信、アレイBで受信
(ケース4)アレイBで送信、アレイAで受信
という4ケースに分けて考えることができる。
Next, the reason why the SN ratio of vertical flaw detection is improved in the array ultrasonic flaw detector according to the present invention will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram relating to the improvement of the SN ratio of the array ultrasonic flaw detector according to Embodiment 1 of the present invention. As described with reference to FIG. 1, the technical feature of the present invention is not to excite a few elements or a single element in the middle of the cover range. Therefore, the elements on the left side are array A, and the elements on the right side are array B, with elements not excited. In this case, the status of sending and receiving is
(Case 1) Transmission / reception by array A (Case 2) Transmission / reception by array B (Case 3) Transmission by array A, reception by array B (Case 4) Transmission by array B, reception by array A Can do.

(ケース1)および(ケース2)は、表面エコーときずエコーが同様に受信されるので、両エコーに差異はない。しかしながら、(ケース3)および(ケース4)は、両エコーに差異が生じる。そこで、(ケース3)の場合を例に、両エコーに差が生じることを、図2を参照しながら説明する。   In (Case 1) and (Case 2), the echo is received in the same way, not the surface echo, so there is no difference between the two echoes. However, (Case 3) and (Case 4) are different in both echoes. Thus, taking the case of (Case 3) as an example, the difference between both echoes will be described with reference to FIG.

まず、きずエコーの受信について、図2(a)を用いて説明する。アレイAで励振された超音波ビームは、音軸中心の主成分が丸棒1の中心部へ向かって伝搬し、丸棒1の中心にあるきず2で反射される。丸棒1の中心にあるきず2は、小さいので、反射波は、四方八方へ伝搬し、指向性がないような状態となる。したがって、アレイBでも十分受信可能となり、きずエコーは、アレイAで受信した場合と同様に、大きな振幅でアレイBにより受信される。   First, reception of a flaw echo will be described with reference to FIG. The ultrasonic beam excited by the array A propagates toward the center of the round bar 1 with the main component at the center of the sound axis, and is reflected by the flaw 2 at the center of the round bar 1. Since the flaw 2 at the center of the round bar 1 is small, the reflected wave propagates in all directions, and there is no directivity. Therefore, the array B can be sufficiently received, and the flaw echo is received by the array B with a large amplitude as in the case of the array A.

これに対し表面エコーは、状況が異なることを、図2(b)を用いて説明する。アレイAで励振された超音波ビームは、丸棒1の表面で反射されるが、音軸中心の主成分は、アレイBの方向へは伝搬しない。一方、音軸から少し異なる角度で伝搬した成分が、丸棒1の表面で反射され、アレイBで受信され、表面エコーとなる。音軸から少し異なる方向で伝搬した成分は、音軸中心の主成分に比べてビーム強度が小さいので、きずエコーと比較すると相対的に振幅は小さくなる。   On the other hand, the fact that the surface echo is different will be described with reference to FIG. The ultrasonic beam excited by the array A is reflected by the surface of the round bar 1, but the main component at the center of the sound axis does not propagate in the direction of the array B. On the other hand, the component propagated at a slightly different angle from the sound axis is reflected on the surface of the round bar 1, received by the array B, and becomes a surface echo. Since the component propagated in a slightly different direction from the sound axis has a smaller beam intensity than the main component at the center of the sound axis, the amplitude is relatively smaller than that of the flaw echo.

(ケース4)は、(ケース3)と送受が反転しているだけなので、同様に、表面エコーの振幅は、きずエコーと比較すると相対的に小さくなる。したがって(ケース3)および(ケース4)の全体として考えても、表面エコーの振幅は、きずエコーと比較して小さくなる。ここで、表面エコーは、ノイズ成分であり、きずエコーは、信号成分であるので、結果としてSN比が向上することになる。   In (Case 4), since transmission / reception is only reversed from (Case 3), similarly, the amplitude of the surface echo is relatively smaller than that of the flaw echo. Accordingly, even when considered as a whole of (Case 3) and (Case 4), the amplitude of the surface echo is smaller than that of the flaw echo. Here, since the surface echo is a noise component and the flaw echo is a signal component, the S / N ratio is improved as a result.

カバー範囲内の真ん中の数素子あるいは単一素子を励振しないと、表面エコーがきずエコーと比較して相対的に小さくなることを確認するため、シミュレーションでエコーを求めた。図3は、本発明の実施の形態1における表面エコーおよびきずエコーのシミュレーション結果を示した図である。   In order to confirm that the surface echo is relatively smaller than the scratch echo unless the middle or single element in the middle of the cover is excited, the echo was obtained by simulation. FIG. 3 is a diagram showing simulation results of surface echoes and flaw echoes in the first embodiment of the present invention.

アレイ探触子10の応答特性は、周波数7MHzで広帯域なものとし、丸棒1は、直径20mmとした。また、アレイ探触子10のカバー範囲は、16チャンネル分とし、
(パターン1)16チャンネル全てを送受信
(パターン2)16チャンネルの内、真ん中の6チャンネルを無視して送受信
という2つのパターンで、エコーを求めた結果が図3に示されている。
The response characteristic of the array probe 10 is a broadband with a frequency of 7 MHz, and the round bar 1 has a diameter of 20 mm. The coverage of the array probe 10 is 16 channels,
(Pattern 1) Transmission / reception of all 16 channels (Pattern 2) FIG. 3 shows the results of obtaining echoes in two patterns of transmission / reception ignoring the middle 6 channels out of 16 channels.

図3(a)は、表面エコーおよびきずエコーを示している。また、図3(b)は、図3(a)だけでは、きずエコーの比較が困難なため、図3(a)の縦軸を拡大したものを示している。   FIG. 3A shows surface echoes and flaw echoes. FIG. 3B shows an enlarged vertical axis of FIG. 3A because it is difficult to compare flaw echoes only with FIG. 3A.

なお、図3中、実線で示したエコーが、16チャンネル全てを送受信した(パターン1)の場合に受信されたエコーである。また、点線で示したエコーが、16チャンネルの内、真ん中の6チャンネルを無視して送受信した(パターン2)の場合に受信されたエコーである。   In FIG. 3, the echo indicated by the solid line is the echo received when all 16 channels are transmitted and received (pattern 1). The echo indicated by the dotted line is an echo received when transmission / reception is performed while ignoring the middle 6 channels out of 16 channels (pattern 2).

図3(b)に示すように、表面エコーについて、(パターン1)による実線の振幅と(パターン2)による点線の振幅とを比較すると、真ん中の6チャンネルを無視して送受信することで、表面エコーの振幅は、−13,9dBとなる。一方、きずエコーについて、(パターン1)による実線の振幅と(パターン2)による点線の振幅とを比較すると、きすエコーの振幅は、−8.2dBにとどまっている。このように、カバー範囲内の真ん中の数素子あるいは単一素子を励振しない(パターン2)の場合には、表面エコーの振幅がきずエコーの振幅と比較して、相対的に小さくなることが確認できた。   As shown in FIG. 3B, when comparing the amplitude of the solid line according to (Pattern 1) and the amplitude of the dotted line according to (Pattern 2), the surface echoes are transmitted and received while ignoring the middle 6 channels. The amplitude of the echo is −13, 9 dB. On the other hand, when the flaw echo is compared with the amplitude of the solid line by (Pattern 1) and the amplitude of the dotted line by (Pattern 2), the amplitude of the flaw echo is only -8.2 dB. In this way, it is confirmed that the amplitude of the surface echo is relatively small compared with the amplitude of the flaw echo when the middle few elements or a single element in the cover range is not excited (pattern 2). did it.

実際のシステムでは、探傷ゲート内にある表面エコーの尾引きがノイズ成分となるが、表面エコー自体が低減されれば、このような尾引きによるノイズ成分も低減される。したがって、カバー範囲内の真ん中の数素子あるいは単一素子を励振しないことにより、SN比の向上を図ることができる。   In an actual system, the tailing of the surface echo in the flaw detection gate becomes a noise component. If the surface echo itself is reduced, the noise component due to such tailing is also reduced. Therefore, the S / N ratio can be improved by not exciting several elements or a single element in the middle of the cover range.

なお、図3におけるシミュレーション結果では、16チャンネルの内の真ん中の6チャンネルを無視して送受信した場合を示したが、このような励振条件が最適であるとは限らない。丸棒1の径や周波数によって最適条件は変化すると考えられる。従って、送受信器20は、丸棒1の径や周波数によって励振条件を変更して設定できる機能を有することで、丸棒1の径や周波数に応じた最適な探傷を実施することができる。   Although the simulation result in FIG. 3 shows a case where transmission / reception is performed while ignoring the middle 6 channels of the 16 channels, such excitation conditions are not always optimal. It is considered that the optimum condition varies depending on the diameter and frequency of the round bar 1. Therefore, the transmitter / receiver 20 has a function of changing the excitation condition according to the diameter and frequency of the round bar 1 and can perform optimum flaw detection according to the diameter and frequency of the round bar 1.

なお、上述した実施の形態1では、試験体が丸棒1である場合について説明したが、本発明は試験体が丸棒に限定されるものではない。パイプやビレット等の試験体の探傷にも、適用可能である。この場合、アレイ探触子10の音響放射面の曲率は、試験体と同様である必要はない。   In addition, although Embodiment 1 mentioned above demonstrated the case where a test body is the round bar 1, this invention is not limited to a round bar. It can also be applied to flaw detection on test specimens such as pipes and billets. In this case, the curvature of the acoustic radiation surface of the array probe 10 need not be the same as that of the test body.

以上のように、実施の形態1によれば、アレイ探触子においてカバー範囲内の真ん中の数素子あるいは単一素子を励振しないことで自動探傷を行うことにより、表面エコーの振幅をきずエコーの振幅に対して相対的に低減させることができる。この結果、SN比の改善を図ったアレイ超音波探傷装置を実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, by performing automatic flaw detection without exciting several elements or a single element in the middle of the cover range in the array probe, the amplitude of the surface echo is reduced. It can be reduced relative to the amplitude. As a result, an array ultrasonic flaw detector with an improved SN ratio can be realized.

10 アレイ探触子、20 送受信器。   10 array probe, 20 transceiver.

Claims (3)

励振信号を受信することにより駆動される複数の励振素子を有し、接触媒質を介して超音波ビームを試験体へ向けて照射し、前記試験体表面および前記試験体内部の音響的不連続部で反射された超音波を、前記接触媒質を介して受信して電気信号に変換するアレイ探触子と、
前記励振信号を送信して前記アレイ探触子を駆動し、前記アレイ探触子で変換された前記電気信号を受信することで前記試験体の探傷を行う送受信器と
を備えたアレイ超音波探傷装置において、
前記送受信器は、前記複数の励振素子の中で、前記試験体の探傷に要求されるビーム幅を満足するようなカバー範囲の励振素子を特定して前記励振信号の送信および前記電気信号の受信を行う際に、前記カバー範囲内の励振素子のうち、真ん中の数素子あるいは単一素子を励振せず、両端の数素子あるいは単一素子に相当する部分的励振素子に対して前記励振信号を送信し、前記部分的励振素子で変換された前記電気信号を受信する
ことを特徴とするアレイ超音波探傷装置。
A plurality of excitation elements driven by receiving an excitation signal, irradiating the test body with an ultrasonic beam via a contact medium, and an acoustic discontinuity in the surface of the test body and in the test body An array probe that receives the ultrasonic waves reflected at the contact medium through the contact medium and converts them into electrical signals;
An array ultrasonic flaw detector comprising: a transmitter / receiver that transmits the excitation signal, drives the array probe, and receives the electric signal converted by the array probe to flaw the specimen. In the device
The transmitter / receiver specifies an excitation element in a cover range that satisfies a beam width required for flaw detection of the specimen, and transmits the excitation signal and receives the electrical signal among the plurality of excitation elements. When performing the above, the excitation signal within the cover range is not excited in the middle several elements or single elements, and the excitation signal is sent to the partial excitation elements corresponding to several elements or single elements at both ends. An array ultrasonic flaw detector characterized by transmitting and receiving the electric signal converted by the partial excitation element.
請求項1に記載のアレイ超音波探傷装置において、
前記送受信器は、前記試験体の特性および周波数に応じて励振条件を変更して前記励振信号を送信する機能を有することを特徴とするアレイ超音波探傷装置。
The array ultrasonic flaw detector according to claim 1,
The array ultrasonic flaw detector is characterized in that the transmitter / receiver has a function of changing the excitation condition according to the characteristics and frequency of the specimen and transmitting the excitation signal.
請求項1または2に記載のアレイ超音波探傷装置において、
前記アレイ探触子は、前記試験体と対向する音響放射面が前記試験体と同様の曲率を有するように構成されていることを特徴とするアレイ超音波探傷装置。
The array ultrasonic flaw detector according to claim 1 or 2,
The array probe is configured so that an acoustic radiation surface facing the test body has the same curvature as that of the test body.
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