JP2013088118A - Inspection method using guide wave - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管状または棒状の検査体の検査方法に関する。より詳しくは、本発明は、計測対象の検査体中をその長手方向に伝搬する音波であるガイド波を発生させ、ガイド波の反射波を検出し、この反射波に基づいて検査体を検査するガイド波を用いた検査方法に関する。なお、ガイド波の周波数は、例えば、１ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ（一例では、３２ｋＨｚ、６４ｋＨｚ、１２８ｋＨｚなど）である。 The present invention relates to a method for inspecting a tubular or rod-shaped inspection body. More specifically, the present invention generates a guide wave, which is a sound wave propagating in the longitudinal direction in an inspection object to be measured, detects a reflected wave of the guide wave, and inspects the inspection object based on the reflected wave. The present invention relates to an inspection method using a guide wave. The frequency of the guide wave is, for example, 1 kHz to several hundred kHz (in one example, 32 kHz, 64 kHz, 128 kHz, etc.).
ガイド波は、例えば、検査体に巻いたコイルに交流電流を流すことで発生させられる。検査体に巻いたコイルに交流電流を流すと、交流磁場が発生する。この交流磁場による磁力を利用して、検査体を振動させ、これにより音波の一種であるガイド波を発生させる。発生・発振したガイド波は、検査体中をその長手方向に沿って伝搬していく。 The guide wave is generated, for example, by passing an alternating current through a coil wound around the test object. When an alternating current is passed through the coil wound around the test object, an alternating magnetic field is generated. The inspection object is vibrated using the magnetic force generated by the alternating magnetic field, thereby generating a guide wave which is a kind of sound wave. The generated / oscillated guide wave propagates along the longitudinal direction in the test object.
ガイド波の反射波を検出することで、検査体の健全性を検査する。ガイド波は、検査体における不連続部や、円周方向に関する検査体の断面積変化などによって反射波として反射される。この反射波をガイド波の発振箇所において検出することで、検査体の健全性を検査する。検査体の健全性の検査として、例えば、検査体のきずまたは腐食などの欠損部分の有無を検査する。 The soundness of the test object is inspected by detecting the reflected wave of the guide wave. The guide wave is reflected as a reflected wave by a discontinuous portion in the inspection object, a change in the cross-sectional area of the inspection object in the circumferential direction, or the like. The soundness of the test object is inspected by detecting the reflected wave at the guide wave oscillation location. As an inspection of the soundness of the inspection object, for example, the presence or absence of a defect such as a flaw or corrosion of the inspection object is inspected.
ガイド波として、例えば、Ｌモード（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｍｏｄｅ）のガイド波や、Ｔモード（Ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅ）のガイド波がある。Ｌモードのガイド波は、その伝搬方向に振動しながら検査体中を伝搬し、Ｔモードのガイド波は、検査体をねじるように振動しながら検査体中を伝搬する。 Examples of the guide wave include an L mode (Longitudinal mode) guide wave and a T mode (Torsional mode) guide wave. The L mode guide wave propagates through the specimen while vibrating in the propagation direction, and the T mode guide wave propagates through the specimen while vibrating so as to twist the specimen.
このようなガイド波は、一般の音波検査で用いる音波と比較して、減衰が少なく、検査体の広範囲にわたって検査体の健全性を検査できる。一般の音波検査において使用する音波は、例えば、鋼中横波の場合、周波数が５ＭＨｚと高く、波長が約０．６ｍｍと小さいため、減衰しやすい。これに対し、上述のようなガイド波は、例えば、周波数が３２ｋＨｚと低く、波長が１００ｍｍ程度と大きいので、減衰しにくい。 Such a guide wave is less attenuated than a sound wave used in general sound wave inspection, and the soundness of the inspection object can be inspected over a wide range of the inspection object. For example, in the case of a transverse wave in steel, a sound wave used in a general sound wave inspection is easily attenuated because the frequency is as high as 5 MHz and the wavelength is as small as about 0.6 mm. On the other hand, the guide wave as described above is difficult to attenuate because the frequency is as low as 32 kHz and the wavelength is as large as about 100 mm.
本願の先行技術文献として、例えば下記の特許文献１がある。 As a prior art document of the present application, for example, there is Patent Document 1 below.
また、特定方向からのパルス圧縮信号のみを選択的に増幅抽出するため、ガイド波を受信する際に、基準となる受信センサと他の受信センサとの距離に応じて、パルス圧縮信号の時間の遅れを補正し、各信号を加え合わせる方法がある。該方法の先行技術文献として、例えば下記の特許文献２がある。 In addition, since only the pulse compression signal from a specific direction is selectively amplified and extracted, the time of the pulse compression signal depends on the distance between the reference reception sensor and another reception sensor when receiving the guide wave. There is a method of correcting the delay and adding each signal. As a prior art document of the method, for example, there is Patent Document 2 below.
しかし、従来においては、検査体が土中に埋められているような場合には、土中によるガイド波の減衰が大きくなり、ガイド波の送信エネルギーを大きくせざるをえないため、ノイズ信号が増大してしまう。そのため、様々なモードに起因する波長を受信センサが多数検出してしまい、ノイズの多い探傷となることが多かった。
また、各々の受信センサが受信した各信号を加え合わせても、ノイズ信号が消えるわけではないので、従来の方法では、多数のノイズ信号の中に存在するわずかに振幅の大きい波長を欠損部分の反射波として認識せざるをえなかった。しかし、反射波の振れ幅は欠損部位の断面積に比例するため、探傷により得られた波形が、ノイズ信号なのか、断面積の小さな欠損部位の反射波か否かの判断は、極めて困難であった。また、波長を読み取る技術には熟練が必要であり、判断を誤るおそれがあった。
However, conventionally, when the test object is buried in the soil, the attenuation of the guide wave by the soil increases, and the transmission energy of the guide wave has to be increased. It will increase. For this reason, the receiving sensor detects a large number of wavelengths resulting from various modes, often resulting in noisy flaw detection.
Further, even if the signals received by the respective receiving sensors are added together, the noise signal does not disappear, so in the conventional method, a wavelength having a slightly large amplitude present in a large number of noise signals is eliminated. I had to recognize it as a reflected wave. However, since the amplitude of the reflected wave is proportional to the cross-sectional area of the defect site, it is extremely difficult to determine whether the waveform obtained by flaw detection is a noise signal or a reflected wave of a defect site with a small cross-sectional area. there were. Further, the technique for reading the wavelength requires skill, and there is a risk of misjudgment.
そこで、本発明の目的は、ガイド波を用いた検査方法において、ノイズ信号を限りなくゼロに近づけ、他のモードに起因する波形を削除し、欠損部位の反射波をさらに強調することができるようにすることにある。 Therefore, an object of the present invention is to allow a noise signal to approach zero as much as possible in an inspection method using a guide wave, delete a waveform caused by another mode, and further enhance a reflected wave of a defective portion. Is to make it.
上記目的を達成するため、本発明によると、棒状または管状である計測対象の検査体中をその長手方向に伝搬するガイド波を発生させ、該ガイド波の反射波を検出し、この反射波に基づいて該検査体を検査するガイド波を用いた検査方法であって、
（Ａ）コイルに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体に前記ガイド波を発生させ、かつ、このガイド波が欠損部位で反射した反射波を所定の距離を離した複数の検出部位で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波を互いに乗算する、ことを特徴とするガイド波を用いた検査方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a guide wave propagating in the longitudinal direction in a measurement object, which is a rod or tube, is generated, a reflected wave of the guide wave is detected, and the reflected wave is detected. An inspection method using a guide wave for inspecting the inspection body based on the inspection object,
(A) A plurality of detection parts in which the guide wave is generated in the inspected object to be measured by applying an alternating voltage to the coil, and the reflected waves reflected by the defect part are separated from each other by a predetermined distance. To detect and memorize
(B) The plurality of reflected waves stored in (A) are shifted and stored in the same phase,
(C) There is provided an inspection method using a guide wave, wherein the plurality of reflected waves whose positions are aligned in the same phase are multiplied with each other in (B).
また、前記（Ｂ）の前に、
（ａ）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ）複数の前記ガイド波の検出時点の時間差から前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間を予め求め記憶し、
（ｃ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う。
In addition, before (B),
(A) generating the guide wave propagating through the test object, and detecting and storing the guide wave at a plurality of the detection portions;
(B) Predetermining and storing a propagation time during which the guide wave propagates between the detection sites from a time difference between detection times of the plurality of guide waves,
(C) Performing (B) by moving the coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in (A) for the propagation time.
また、別の方法では、前記（Ｂ）の前に、
（ａ’）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ’）同じ時間軸上において、一の前記ガイド波を他のガイド波に対して移動させ、
（ｃ’）この状態で、移動後の一のガイド波の波形数値と他のガイド波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ’）（ｂ’）と（ｃ’）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ’）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一のガイド波が（ａ’）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ’）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う。
In another method, before (B),
(A ′) generating the guide wave propagating through the test object, and detecting and storing the guide wave at a plurality of the detection portions;
(B ′) On the same time axis, one guide wave is moved relative to another guide wave,
(C ′) In this state, the sum of values obtained by multiplying the waveform value of one guide wave after movement and the waveform value of another guide wave at the same coordinates on the time axis is stored as a waveform correlation value. And
(D ′) Repeating (b ′) and (c ′) to obtain a large number of the waveform correlation values,
(E ′) The distance on the time axis from which the one guide wave after movement when the maximum value of the waveform correlation value is obtained is detected at (a ′) is the distance on the time axis that is detected by the guide wave Memorize as propagation time to propagate between,
(F ′) (B) is performed by moving the coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in (A) above for the propagation time.
さらに、別の方法では、前記（Ｂ）の前に、
（ａ”）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記反射波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ”）同じ時間軸上において、一の前記反射波を他の反射波に対して移動させ、
（ｃ”）この状態で、移動後の一の反射波の波形数値と他の反射波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ”）（ｂ”）と（ｃ”）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ”）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一の反射波が（ａ”）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記反射波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ”）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う。
Further, in another method, before (B),
(A ″) generating the guide wave propagating through the test object, and detecting and storing the reflected wave at a plurality of the detection portions;
(B ″) moving one reflected wave with respect to another reflected wave on the same time axis;
(C ″) In this state, the sum of values obtained by multiplying the waveform value of one reflected wave after movement and the waveform value of another reflected wave at the same coordinates on the time axis is stored as a waveform correlation value. And
(D ″) (b ″) and (c ″) are repeated to obtain a plurality of waveform correlation values,
(E ″) The distance on the time axis that has moved from the time when the one reflected wave after movement when the maximum value of the waveform correlation value is obtained is detected in (a ″). Memorize as propagation time to propagate between,
(F ″) Performing (B) by moving the coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in (A) by the propagation time.
また、複数の前記検出部位に配置された複数の受信センサにより前記（ａ）、（ａ’）、または（ａ”）と（Ａ）を行う。 Further, (a), (a ′), or (a ″) and (A) are performed by a plurality of receiving sensors arranged at a plurality of detection sites.
また、前記検査体上を前記検査体の長手方向に位置を変える受信センサにより前記（ａ）、（ａ’）、または（ａ”）と（Ａ）を行う。 Further, (a), (a ′), or (a ″) and (A) are performed by a receiving sensor that changes the position of the inspection body in the longitudinal direction of the inspection body.
上述した本発明によると、（Ａ）コイルに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体に前記ガイド波を発生させ、かつ、このガイド波が欠損部位で反射した反射波を所定の距離を離した複数の検出部位で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波を互いに乗算するので、一つの検出部位で検出した反射波の波形データにノイズ信号が存在しても、他の検出部位で検出した反射波の波形データにノイズ信号が存在しないことにより掛け合わせた結果がゼロに近づく。また、欠損部位の反射信号である反射波は、掛け合わせることにより増幅する。そのため、欠損部位の反射信号を強調することができる。
According to the present invention described above, (A) the guide wave is generated in the measurement object by applying an AC voltage to the coil, and the reflected wave is reflected from the defect site by a predetermined distance. Detect and memorize at multiple detection sites
(B) The plurality of reflected waves stored in (A) are shifted and stored in the same phase,
(C) Since the plurality of reflected waves whose positions are aligned in the same phase in (B) are multiplied with each other, even if a noise signal is present in the waveform data of the reflected wave detected at one detection site, another detection is performed. The result obtained by multiplying the waveform data of the reflected wave detected at the site by the absence of the noise signal approaches zero. In addition, the reflected wave, which is a reflected signal of the defect site, is amplified by being multiplied. Therefore, it is possible to emphasize the reflected signal of the defective part.
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態によるガイド波１を用いた検査方法に使用可能な検査装置３の構成例を示す。（Ａ）はＬモードの検査装置３の構成例を示す。（Ｂ）は、Ｔモードの検査装置３の構成例を示す。
図１（Ａ）の検査装置３は、金属、ガラス、樹脂などで形成された計測対象の検査体７中をその長手方向に伝搬するＬモードのガイド波１を発生させ、該ガイド波１の反射波２を検出し、この反射波２に基づいて該検査体７を検査するための装置である。また、（Ｂ）の検査装置５は、金属、ガラス、樹脂などで形成された計測対象の検査体７中をその長手方向に伝搬するＴモードのガイド波１を発生させ、該ガイド波１の反射波２を検出し、この反射波２に基づいて該検査体７を検査するための装置である。検査装置３、５は、コイル３ａ、５ａ、磁石３ｄまたは強磁性金属板５ｄである強磁性部材６、交流電源３ｂ、５ｂから構成される送信センサＴ１と、コイル３ａ、５ａ、強磁性部材６、検出部３ｃ、５ｃから構成される複数の受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３からなる。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a configuration example of an inspection apparatus 3 that can be used in an inspection method using a guide wave 1 according to the first embodiment of the present invention. (A) shows the structural example of the inspection apparatus 3 of L mode. (B) shows the structural example of the inspection apparatus 3 of T mode.
The inspection apparatus 3 in FIG. 1A generates an L-mode guide wave 1 propagating in the longitudinal direction through an inspection object 7 to be measured formed of metal, glass, resin, or the like. This is a device for detecting the reflected wave 2 and inspecting the inspection object 7 based on the reflected wave 2. Further, the inspection device 5 of (B) generates a T-mode guide wave 1 propagating in the longitudinal direction through the inspection object 7 to be measured formed of metal, glass, resin, etc. This is a device for detecting the reflected wave 2 and inspecting the inspection object 7 based on the reflected wave 2. The inspection devices 3 and 5 include a coil 3a and 5a, a ferromagnetic member 6 that is a magnet 3d or a ferromagnetic metal plate 5d, a transmission sensor T1 including an AC power source 3b and 5b, and coils 3a and 5a. , And a plurality of receiving sensors R1, R2, and R3 including detection units 3c and 5c.
検査体７は、管状または棒状のものである。例えば、管状の検査体７としては、内部に流体が流れる配管であってもよいし、棒状の検査体７としては、グラウンドアンカーやアンカーボルトや鉄筋などであってもよい。 The inspection body 7 is tubular or rod-shaped. For example, the tubular inspection body 7 may be a pipe through which a fluid flows, and the rod-shaped inspection body 7 may be a ground anchor, an anchor bolt, a reinforcing bar, or the like.
Ｌモードを例にすると、送信センサＴ１のコイル３ａは、検査体７に巻かれる。磁石３ｄは、検査体７の軸方向に関して、コイル３ａの一方側にＮ極９が位置し、コイル３ａの他方側にＳ極１１が位置し、当該Ｎ極９とＳ極１１でコイル３ａを挟むように配置される。また、これらＮ極９とＳ極１１が、適宜の手段により、検査体７の外周面に対し、検査体７の中心軸に向けて押し付けられるように当該外周面に固定される。 Taking the L mode as an example, the coil 3a of the transmission sensor T1 is wound around the inspection body 7. The magnet 3 d has an N pole 9 located on one side of the coil 3 a and an S pole 11 located on the other side of the coil 3 a with respect to the axial direction of the inspection object 7, and the N pole 9 and the S pole 11 connect the coil 3 a. It arrange | positions so that it may pinch | interpose. Further, the N pole 9 and the S pole 11 are fixed to the outer peripheral surface so as to be pressed against the outer peripheral surface of the inspection body 7 toward the central axis of the inspection body 7 by an appropriate means.
このようにコイル３ａと磁石３ｄを設けた状態で、交流電源３ｂが、コイル３ａに交流電流を流すことで、Ｌモードのガイド波１が検査体７中に発生し、かつ、当該ガイド波１が検査体７の長手方向に伝搬していく。このように伝搬していったガイド波１が、検査体７におけるきずや腐食（減肉）などの欠損部位１０で反射して、受信センサ側へ伝搬して戻って来る。
受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３にも、送信センサＴ１と同様に、コイル３ａが検査体７に巻かれている。磁石３ｄは、検査体７の軸方向に関して、コイル３ａの一方側にＮ極９が位置し、コイル３ａの他方側にＳ極１１が位置し、当該Ｎ極９とＳ極１１でコイル３ａを挟むように配置される。また、これらＮ極９とＳ極１１が、適宜の手段により、検査体７の外周面に対し、検査体７の中心軸に向けて押し付けられるように当該外周面に固定される。そして、検出部３ｃは、コイル３ａの両端間の電圧を検出できるようにコイル３ａに接続されている。受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３に取り付けられた検出部３ｃは、反射波２がコイル３ａの巻かれた検査体７部分に到達することでコイル３ａの両端間に発生する電圧を検出する。
With the coil 3a and the magnet 3d provided in this manner, the AC power source 3b causes an AC current to flow through the coil 3a, whereby an L-mode guide wave 1 is generated in the inspection body 7, and the guide wave 1 Propagates in the longitudinal direction of the inspection object 7. The guide wave 1 propagated in this way is reflected by the defect portion 10 such as a flaw or corrosion (thinning) in the inspection object 7, and propagates back to the receiving sensor side.
Similarly to the transmission sensor T1, the coil 3a is wound around the inspection body 7 in the reception sensors R1, R2, and R3. The magnet 3 d has an N pole 9 located on one side of the coil 3 a and an S pole 11 located on the other side of the coil 3 a with respect to the axial direction of the inspection object 7, and the N pole 9 and the S pole 11 connect the coil 3 a. It arrange | positions so that it may pinch | interpose. Further, the N pole 9 and the S pole 11 are fixed to the outer peripheral surface so as to be pressed against the outer peripheral surface of the inspection body 7 toward the central axis of the inspection body 7 by an appropriate means. And the detection part 3c is connected to the coil 3a so that the voltage between the both ends of the coil 3a can be detected. The detection unit 3c attached to the reception sensors R1, R2, and R3 detects a voltage generated between both ends of the coil 3a when the reflected wave 2 reaches the inspection object 7 portion around which the coil 3a is wound.
なお、図１（Ｂ）に示すように、検査装置５の送信センサＴ１は、検査体７に巻きつけた強磁性金属板５ｄにコイルを巻きつけ、そのコイルに交流電圧を印加することによりＴモードのガイド波が発生する。そして、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、送信センサＴ１と同様に、検査体７に巻きつけた強磁性金属板５ｄにコイルが巻きつけられており、検出部５ｃが、コイル５ａの両端間の電圧を検出できるようにコイル５ａに接続されている。 As shown in FIG. 1 (B), the transmission sensor T1 of the inspection device 5 winds the coil around the ferromagnetic metal plate 5d wound around the inspection body 7 and applies an AC voltage to the coil. A mode guide wave is generated. The reception sensors R1, R2, and R3 have coils wound around the ferromagnetic metal plate 5d that is wound around the inspection body 7 in the same manner as the transmission sensor T1, and the detection unit 5c is connected between both ends of the coil 5a. It is connected to the coil 5a so that the voltage can be detected.
また、本発明は、強磁性部材６により形成される振動子と、該振動子に巻かれ交流電圧が印加されるコイルとからなる小型のＬモードガイド波センサにおいても使用することができる。 The present invention can also be used in a small L-mode guide wave sensor including a vibrator formed of the ferromagnetic member 6 and a coil wound around the vibrator and applied with an AC voltage.
図２は、本発明の第１実施形態によるガイド波１を用いた検査方法示すフローチャートである。図３は、受信センサがガイド波１を検出したときの本発明の第１実施形態による検査装置の説明図である。図３（Ａ）は本発明の第１実施形態による検査装置３の模式図である。図３（Ｂ）は各受信センサにより検出されたガイド波１を記憶した波形データを表す図である。図４は、受信センサがガイド波１と反射波２を検出したときの本発明の第１実施形態による検査装置の説明図である。図４（Ａ）は、本発明の第１実施形態による検査装置３の模式図である。図４（Ｂ）は、各受信センサにより検出されたガイド波１と反射波２を記憶した波形データを表す図である。図４（Ｃ）は、（Ｂ）の波形データを加工した図である。 FIG. 2 is a flowchart showing an inspection method using the guide wave 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention when the reception sensor detects the guide wave 1. FIG. 3A is a schematic diagram of the inspection apparatus 3 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a diagram showing waveform data in which the guide wave 1 detected by each receiving sensor is stored. FIG. 4 is an explanatory diagram of the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention when the reception sensor detects the guide wave 1 and the reflected wave 2. FIG. 4A is a schematic diagram of the inspection apparatus 3 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4B is a diagram illustrating waveform data in which the guide wave 1 and the reflected wave 2 detected by each reception sensor are stored. FIG. 4C is a diagram obtained by processing the waveform data of FIG.
図２のステップＳ１において、計測対象の検査体７中を伝搬するガイド波１を発生させ、かつ、前記検査体上に所定の距離を離した複数の検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に配置された受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３により、このガイド波１を直接伝搬パルス波形ｐ１、ｐ２、ｐ３として検出し、このガイド波１が欠損部位１０で反射した反射波２を複数の前記受信センサで、きずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３として検出し、各波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３として記憶する。
受信センサは、図３（Ａ）に示すように、送信センサＴ１から所定の距離を離して配置されている。すなわち、本実施形態では、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３と送信センサＴ１は、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３離れており、受信センサＲ１からＲ３に行くにつれて送信センサＴ１から遠くなる配置となっている。そのため、送信センサＴ１から各受信センサにガイド波１が到達する時間はそれぞれ異なり、受信センサが送信センサＴ１から離れるほど到達時間は長くかかる。
各受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３から検出された直接伝搬パルス波形ｐ１、ｐ２、ｐ３と、それぞれ記憶された波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３は図３（Ｂ）に示すとおりである。
In step S1 of FIG. 2, the guide wave 1 propagating through the measurement object 7 to be measured is generated, and arranged at a plurality of detection sites D1, D2, and D3 separated by a predetermined distance on the inspection object. This guide wave 1 is directly detected as propagation pulse waveforms p1, p2, and p3 by the reception sensors R1, R2, and R3, and the reflected wave 2 that is reflected from the defect site 10 is detected by the plurality of reception sensors. Are reflected as waveform waveforms P1, P2, and P3, and stored as waveform data P1, P2, and P3.
As shown in FIG. 3A, the reception sensor is arranged at a predetermined distance from the transmission sensor T1. In other words, in the present embodiment, the reception sensors R1, R2, and R3 and the transmission sensor T1 are separated from each other by L1, L2, and L3, and are arranged farther from the transmission sensor T1 as they go from the reception sensor R1 to R3. Therefore, the time for the guide wave 1 to reach each reception sensor from the transmission sensor T1 is different, and the longer the arrival time is, the longer the reception sensor is away from the transmission sensor T1.
The direct propagation pulse waveforms p1, p2, and p3 detected from the reception sensors R1, R2, and R3 and the stored waveform data P1, P2, and P3 are as shown in FIG.
また、図４（Ａ）に示すように、検査体７にきずや腐食などの欠損部位１０が存在する場合、その欠損部位１０で反射したガイド波１が反射波２となり、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３で受信される。そして、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３の各々で受信された反射波２は、それぞれ波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３として記憶される。
すなわち、波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３には、直接伝搬パルス波形の後に、欠損部位１０の存在を示すきずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３と、ノイズ信号（図示せず）が記される。
上述したように、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、所定の距離を離して検査体７に設置されている。そのため、反射波２を受信する時間は、受信センサＲ３、Ｒ２、Ｒ１の順に速くなる。
Further, as shown in FIG. 4A, when a defect part 10 such as a flaw or corrosion exists in the inspection object 7, the guide wave 1 reflected by the defect part 10 becomes a reflected wave 2, and the reception sensors R1, R2 , R3. The reflected wave 2 received by each of the reception sensors R1, R2, and R3 is stored as waveform data P1, P2, and P3, respectively.
That is, in the waveform data P1, P2, and P3, reflected waveforms q1, q2, and q3 from a flaw indicating the presence of the defect site 10 and a noise signal (not shown) are written after the direct propagation pulse waveform.
As described above, the reception sensors R1, R2, and R3 are installed on the inspection object 7 at a predetermined distance. Therefore, the time for receiving the reflected wave 2 becomes faster in the order of the reception sensors R3, R2, and R1.
ステップＳ２において、前記波形データにおける複数の直接伝搬パルス波形の検出時点の時間差からガイド波１が検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３間を伝搬する伝搬時間を予め求めて記憶する。
具体的には、図３（Ｂ）に示された波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３を用いて、受信センサＲ１と受信センサＲ２との間をガイド波１が伝搬する伝搬時間Δｔ１を、直接伝搬パルス波形ｐ１の起点と直接伝搬パルス波形ｐ２の起点との時間軸上の距離を測定することにより求める。同様に、伝搬時間Δｔ２は、直接伝搬パルス波形ｐ１の起点と直接伝搬パルス波形ｐ３の起点との距離を測定することにより求める。
すなわち、図３（Ｂ）において、受信センサＲ１と受信センサＲ２までのガイド波１の伝搬時間Δｔ１は、直接伝搬パルス波形ｐ１の前端から直接伝搬パルス波形ｐ２の前端までの距離により表されている。同様に、受信センサＲ１と受信センサＲ３までの伝搬時間Δｔ２は、直接伝搬パルス波形ｐ１の前端から直接伝搬パルス波形ｐ３の前端までの距離により表される。
したがって、これらの伝搬時間から、ガイド波１の音速ｖを数式（１）と数式（２）で求めることができる。数式（１）と数式（２）はΔｔ１を例とする。
Δｔ１＝（Ｌ１−Ｌ２）／ｖ ・・・（１）
ｖ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Δｔ１ ・・・（２）
受信センサＲ１と受信センサＲ３の距離と伝搬時間Δｔ２から音速を求める方法も、上記と同様である。
In step S2, a propagation time during which the guide wave 1 propagates between the detection portions D1, D2, and D3 from the time difference between the detection points of the plurality of direct propagation pulse waveforms in the waveform data is obtained and stored in advance.
Specifically, using the waveform data P1, P2, and P3 shown in FIG. 3B, the propagation time Δt1 in which the guide wave 1 propagates between the reception sensor R1 and the reception sensor R2 is directly expressed as a propagation pulse. It is obtained by measuring the distance on the time axis between the starting point of the waveform p1 and the starting point of the direct propagation pulse waveform p2. Similarly, the propagation time Δt2 is obtained by measuring the distance between the starting point of the direct propagation pulse waveform p1 and the starting point of the direct propagation pulse waveform p3.
That is, in FIG. 3B, the propagation time Δt1 of the guide wave 1 to the reception sensors R1 and R2 is represented by the distance from the front end of the direct propagation pulse waveform p1 to the front end of the direct propagation pulse waveform p2. . Similarly, the propagation time Δt2 between the reception sensor R1 and the reception sensor R3 is represented by the distance from the front end of the direct propagation pulse waveform p1 to the front end of the direct propagation pulse waveform p3.
Therefore, from these propagation times, the sound velocity v of the guide wave 1 can be obtained by Equation (1) and Equation (2). Equations (1) and (2) take Δt1 as an example.
Δt1 = (L1−L2) / v (1)
v = (L1-L2) / Δt1 (2)
The method for obtaining the sound speed from the distance between the reception sensor R1 and the reception sensor R3 and the propagation time Δt2 is the same as described above.
また、図４（Ｂ）に示すように、受信センサＲ１がきずからの反射波形ｑ１を検出する時点と、受信センサＲ３がきずからの反射波形ｑ３を検出する時点の時間差は、伝搬時間Δｔ２である。同様に、受信センサＲ１がきずからの反射波形ｑ１を検出する時点と、受信センサＲ２がきずからの反射波形ｑ２を検出する時点の時間差は、伝搬時間Δｔ１である。 As shown in FIG. 4B, the time difference between the time when the reception sensor R1 detects the reflection waveform q1 from the flaw and the time when the reception sensor R3 detects the reflection waveform q3 from the flaw is a propagation time Δt2. is there. Similarly, the time difference between the time point when the reception sensor R1 detects the reflection waveform q1 from the flaw and the time point when the reception sensor R2 detects the reflection waveform q2 from the flaw is the propagation time Δt1.
ステップＳ３において、受信センサで検出した複数の波形データの時間軸上の座標をステップＳ２で取得した伝搬時間移動させることにより、複数の反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶する。
図４（Ｃ）において、受信センサＲ１により得られた波形データＰ１に、その他の波形データの位相を合わせるとした場合、波形データＰ３を伝搬時間Δｔ２、そして波形データＰ２を伝搬時間Δｔ１、伝搬時間の大きい側（図４（Ｃ）においては、右側）に移動させる。これにより、きずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３の位相を同じ時間軸上に揃え、きずからの反射波形ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３とする。位相を揃えた波形データを波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３として記憶する。
In step S3, the coordinates on the time axis of the plurality of waveform data detected by the receiving sensor are moved by the propagation time acquired in step S2, thereby shifting the plurality of reflected waves and storing them in the same phase.
In FIG. 4C, when the waveform data P1 obtained by the reception sensor R1 is matched with the phase of other waveform data, the waveform data P3 is the propagation time Δt2, the waveform data P2 is the propagation time Δt1, and the propagation time. Is moved to the larger side (the right side in FIG. 4C). Thereby, the phases of the reflected waveforms q1, q2, and q3 from the flaws are aligned on the same time axis, and the reflected waveforms q′1, q′2, and q′3 from the flaw are obtained. Waveform data with the same phase is stored as waveform data P′1, P′2, and P′3.
ステップＳ４において、ステップＳ３で同じ位相に位置を揃えた複数の前記波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３を互いに乗算し、乗算波形データとし記憶する。
すなわち、きずからの反射波形ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３を各時点のそれぞれの波形振幅の値を互いに掛けることにより、きずからの反射波形は強調され、ＳＮ比を改善することができる。また、ノイズ信号は、ランダムに出現するため、一つの波形データに出現しても、他の波形データには存在しない。したがって、波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３を互いに掛けることにより、きずからの反射波形ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３以外の部位のノイズ信号は限りなくゼロに近づく。
In step S4, the plurality of waveform data P′1, P′2, and P′3 whose positions are aligned in the same phase in step S3 are multiplied with each other and stored as multiplication waveform data.
That is, by multiplying the reflected waveform q′1, q′2, q′3 from the flaw by the respective waveform amplitude values at each time point, the reflected waveform from the flaw is emphasized, and the SN ratio can be improved. it can. Further, since the noise signal appears randomly, even if it appears in one waveform data, it does not exist in other waveform data. Therefore, by multiplying the waveform data P′1, P′2, and P′3 with each other, the noise signals of the portions other than the reflected waveforms q′1, q′2, and q′3 from the flaws are as close to zero as possible.
ガイド波１は、波のモードによって音速が異なり、種々の音速を持つ波が存在することが知られている。図４（Ｂ）で、きずや腐食部などからくるガイド波１（反射波２）が、送信されたガイド波１のモードと同一で同じ音速を持つ場合には、図３（Ｂ）のΔｔ１及びΔｔ２は、図４（Ｂ）と同一の値となり、図４（Ｃ）のように本発明の処理により波の位相を揃えることができる。
しかし、ガイド波１は、きずなどの反射などにおいて、波のモードを変化させ、音速の異なる波が発生しノイズ信号を形成することになる。これらの音速の異なる波を受信した場合には、図４（Ｂ）におけるΔｔ１及びΔｔ２は、図３（Ｂ）のΔｔ１及びΔｔ２に一致しなくなる。従って、図４（Ｃ）の処理をした場合に三つの波の位相が揃うことはなく、掛け合わせることでこれらのノイズ信号は除去されることになる。
It is known that the guide wave 1 has different sound speeds depending on wave modes, and there are waves having various sound speeds. In FIG. 4B, when the guide wave 1 (reflected wave 2) coming from a flaw or a corroded part has the same sound speed as the mode of the transmitted guide wave 1, Δt1 in FIG. And Δt2 have the same values as in FIG. 4B, and the phases of the waves can be made uniform by the processing of the present invention as shown in FIG. 4C.
However, the guide wave 1 changes a wave mode in reflection of a flaw or the like, and waves having different sound speeds are generated to form a noise signal. When these waves with different sound speeds are received, Δt1 and Δt2 in FIG. 4B do not coincide with Δt1 and Δt2 in FIG. Therefore, when the processing of FIG. 4C is performed, the phases of the three waves are not aligned, and these noise signals are removed by multiplication.
なお、ステップＳ１において、反射波２を複数の前記受信センサで、きずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３として検出する過程は、ステップＳ１とは別に行っても良い。その過程を仮にステップＳ５とした場合、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ５、ステップＳ３、ステップＳ４の手順となる。
なお、その際、送信センサＴ１と受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、ステップＳ１で配置した位置と同じでなければならない。
In step S1, the process of detecting the reflected wave 2 as the reflected waveforms q1, q2, and q3 from the flaws by the plurality of reception sensors may be performed separately from step S1. If the process is step S5, the procedure is step S1, step S2, step S5, step S3, and step S4.
In this case, the transmission sensor T1 and the reception sensors R1, R2, and R3 must be the same positions as those arranged in step S1.
また、第１実施形態は、Ｌモードを用いて説明したが、Ｔモードを用いる場合も同様である。 Moreover, although 1st Embodiment demonstrated using the L mode, it is the same also when using T mode.
図５は第１実施形態をＴモードのガイド波１で実験した実測値を表す図である。（Ａ）は、実験時の送信センサＴ１と受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及び人工きず１０の位置関係を示す。
図５（Ａ）に示す通り、実験は、５５００ｍｍの検査体７で行った。一方の端面から１０００ｍｍの位置に人工きず１０を設け、他方の端面から５００ｍｍ毎に送信センサＴ１、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３の順に検査装置５を設置した。
図５（Ｂ）は、ガイド波１を発生させることにより、受信センサで受信した波形であり、送信波形ｋ１、ｋ２、ｋ３、送信センサＴ１で送信されたガイド波１を受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３で直接受信した直接伝搬パルス波形ｐ１、ｐ２、ｐ３、きずおよび端面から反射し受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３で受信した反射波形を表す図である。波形データは上から順に、Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１となっている。また、受信センサＲ３で得たデータで説明すると、波形は左から順に、送信波形ｋ３、直接伝搬パルス波形ｐ３、きずからの反射波形ｑ３、端面からの反射波形ｕ３と端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形ｍ３などの信号である。その他の受信センサＲ１、Ｒ２で得たデータの波形も同様である。
FIG. 5 is a diagram showing actual measurement values obtained by experimenting the first embodiment with the guide wave 1 in the T mode. (A) shows the positional relationship between the transmission sensor T1, the reception sensors R1, R2, R3, and the artificial flaw 10 during the experiment.
As shown in FIG. 5 (A), the experiment was performed using an inspection object 7 of 5500 mm. An artificial flaw 10 is provided at a position 1000 mm from one end face, and the inspection device 5 is installed in order of the transmission sensor T1, the receiving sensors R1, R2, and R3 every 500 mm from the other end face.
FIG. 5B shows a waveform received by the reception sensor by generating the guide wave 1, and the transmission waveforms k1, k2, k3, and the guide wave 1 transmitted by the transmission sensor T1 are received by the reception sensors R1, R2, It is a figure showing the direct propagation pulse waveform p1, p2, p3 received directly by R3, the reflected waveform which reflected from the flaw and the end surface, and was received by receiving sensor R1, R2, R3. The waveform data is P3, P2, and P1 in order from the top. Further, the data obtained by the reception sensor R3 will be described in order from the left: the transmission waveform k3, the direct propagation pulse waveform p3, the reflection waveform q3 from the flaw, the reflection waveform u3 from the end face, and the waveform reflected from the end face. This is a signal such as a reflected waveform m3 reflected by a flaw and reflected again by the end face. The same applies to the waveforms of data obtained by other receiving sensors R1 and R2.
図６は、ステップ２とは別の、検査体７を伝搬するガイド波１の伝搬時間の求め方の説明図である。図６（Ａ）は図５（Ｂ）の波形データＰ１とＰ２の拡大図であり、太線が直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２である。上の波形が直接伝搬パルス波形ｐ２であり、下の波形が直接伝搬パルス波形ｐ１である。
ステップ２とは別の伝搬時間の求め方は、（１）〜（６）の手順により求められる。
（１）前記検査体中を伝搬するガイド波を発生させ、かつ該ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶する。
（２）同じ時間軸上において、一の前記ガイド波を他のガイド波に対して移動させる。
（３）この状態で、移動後の一のガイド波の波形数値（振幅値）と他のガイド波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値とし、記憶する。
（４）（２）と（３）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得する。
（５）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一のガイド波が（１）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶する。
（６）前記ステップＳ１で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記ステップＳ３を行う。
すなわち、図６（Ａ）において、まず、波形データＰ１の時間軸を調整し、波形データＰ２の直接伝搬パルス波形ｐ２に対して、波形データＰ１の直接伝搬パルス波形ｐ１を徐々に近づける。直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２とは、同じ時間軸幅ｘである。直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２の同じ時間軸上にある波形数値を互いに掛け合わせて得た値の和が波形相関値である。そして、波形データＰ１の時間軸上の移動と波形相関値の算出を繰り返した結果が、図６（Ｂ）のグラフとなる。
つまり、図６（Ｂ）は（Ａ）で得られた直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２の波形相関値と直接伝搬パルス波形ｐ１を移動した伝搬時間との関係を示し、図６（Ｂ）の波形相関値の最大値は、直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２が最も重なった部位を示す。そして、波形相関値の最大値を得たときの移動後の波形データＰ１が時間軸上で移動した距離が、受信センサＲ１からＲ２までの伝搬時間Δｔ１である。
図６（Ｂ）に示した結果より、伝搬時間Δｔ１は、１５３．４μｓｅｃであることが分かった。同様に、直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ３を検査した結果、受信センサＲ１からＲ３までの伝搬時間Δｔ２は、３１０．２μｓｅｃであることが分かった。これらの数値と、送信センサＴ１から各受信センサまでの距離の実測値を考慮すると、音速は、３２５０ｍ／ｓｅｃ．であることが分かった。
この方法をとることにより、上記ステップ２より正確に伝搬時間を求めることができる。
なお、図６はガイド波１の直接伝搬パルス波形を用いて伝搬時間を求めたが、人工きず１０にガイド波１を反射して得られる反射波２を同様の方法に用いても、伝搬時間を求めることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of how to determine the propagation time of the guide wave 1 propagating through the test object 7, which is different from step 2. FIG. 6A is an enlarged view of the waveform data P1 and P2 of FIG. 5B, and the thick lines are the direct propagation pulse waveforms p1 and p2. The upper waveform is the direct propagation pulse waveform p2, and the lower waveform is the direct propagation pulse waveform p1.
A method of obtaining the propagation time different from step 2 is obtained by the procedures (1) to (6).
(1) A guide wave propagating through the test object is generated, and the guide wave is detected and stored at the plurality of detection portions.
(2) One guide wave is moved relative to another guide wave on the same time axis.
(3) In this state, the waveform correlation is the sum of the values obtained by multiplying the waveform value (amplitude value) of one guide wave after movement and the waveform value of another guide wave at the same coordinates on the time axis. Store as value.
(4) Repeat (2) and (3) to obtain a large number of waveform correlation values.
(5) The distance on the time axis moved from the time when the one guide wave after movement when the maximum value of the waveform correlation value is obtained is detected in (1), and the guide wave passes between the detection parts. Store as propagation time to propagate.
(6) The step S3 is performed by moving the coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in the step S1 by the propagation time.
That is, in FIG. 6A, first, the time axis of the waveform data P1 is adjusted, and the direct propagation pulse waveform p1 of the waveform data P1 is gradually brought closer to the direct propagation pulse waveform p2 of the waveform data P2. The direct propagation pulse waveforms p1 and p2 have the same time axis width x. The sum of the values obtained by multiplying the waveform values on the same time axis of the directly propagated pulse waveforms p1 and p2 with each other is the waveform correlation value. Then, the result of repeating the movement of the waveform data P1 on the time axis and the calculation of the waveform correlation value is the graph of FIG. 6B.
That is, FIG. 6B shows the relationship between the waveform correlation values of the direct propagation pulse waveforms p1 and p2 obtained in FIG. 6A and the propagation time when the direct propagation pulse waveform p1 is moved, and the waveform of FIG. The maximum correlation value indicates the portion where the direct propagation pulse waveforms p1 and p2 overlap most. The distance traveled on the time axis by the waveform data P1 after movement when the maximum value of the waveform correlation value is obtained is the propagation time Δt1 from the reception sensors R1 to R2.
From the result shown in FIG. 6B, it was found that the propagation time Δt1 was 153.4 μsec. Similarly, as a result of examining the direct propagation pulse waveforms p1 and p3, it was found that the propagation time Δt2 from the reception sensors R1 to R3 was 310.2 μsec. Considering these numerical values and the actual measured value of the distance from the transmission sensor T1 to each reception sensor, the sound velocity is 3250 m / sec. It turns out that.
By adopting this method, the propagation time can be obtained more accurately than in step 2 above.
In FIG. 6, the propagation time is obtained using the direct propagation pulse waveform of the guide wave 1. However, even if the reflected wave 2 obtained by reflecting the guide wave 1 on the artificial flaw 10 is used in the same method, the propagation time is obtained. Can be requested.
図７は、実測値から求めた波形データ、それを加算した加算波形データＺ、乗算波形データＷを表す図である。上から順に、実測値から求めた波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、各波形データを加算した加算波形データＺ、各波形データを乗算した乗算波形データＷの順に並んでいる。
図７から分かるとおり、加算波形データＺにおいては、ｙ１に記した範囲において、ノイズ信号が多数検出されている。上述したとおり、反射波２の振れ幅は欠損部位１０の断面積に比例する。例えば、ｚ１、ｚ２に示したノイズ信号と加算したきずからの反射波形ｚ３を比較すると、ｚ１、ｚ２の波形がｚ３より断面積が小さいきずからの反射波形であるのか、ノイズ信号であるのか否かの判断は、困難である。
それに対し、乗算波形データＷにおいて、ｙ２に記した範囲においてはノイズ信号がほとんど認められず、限りなくゼロに近くなっている。そして、きずからの反射波形ｗ１と端面からの反射波形ｗ２と端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形ｗ３が、例えばノイズ信号ｗ４と比較して、顕著に強調されており、ノイズ信号かきずからの反射波形かの区別を容易に判断することができる。
FIG. 7 is a diagram showing waveform data obtained from actual measurement values, addition waveform data Z obtained by adding the waveform data, and multiplication waveform data W. In order from the top, the waveform data P′1, P′2, and P′3 obtained from the actual measurement values, the added waveform data Z obtained by adding the respective waveform data, and the multiplied waveform data W obtained by multiplying the respective waveform data are arranged in this order.
As can be seen from FIG. 7, in the added waveform data Z, many noise signals are detected in the range indicated by y1. As described above, the fluctuation width of the reflected wave 2 is proportional to the cross-sectional area of the defect site 10. For example, when the reflected waveforms z3 from the flaws added to the noise signals indicated by z1 and z2 are compared, whether the waveform of z1 and z2 is a reflected waveform from a flaw having a smaller cross-sectional area than z3 or not is a noise signal. Such a determination is difficult.
On the other hand, in the multiplication waveform data W, a noise signal is hardly recognized in the range indicated by y2, and is almost zero. The reflected waveform w1 from the flaw, the reflected waveform w2 from the end face, and the reflected waveform w3 reflected from the end face after being reflected by the flaw and reflected again from the end face are remarkably emphasized as compared with, for example, the noise signal w4. Therefore, it is possible to easily determine whether the reflected waveform is from a noise signal flaw.
図８は、従来技術の反射波２の波形と本発明の反射波２の乗算波形データとの比較図である。図８（Ａ）は従来技術の反射波２の波形であり、１２が従来技術のきずの反射波形、１３が従来技術の端面からの反射波形、１４が従来技術の端面からの反射波形と端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形などの信号であり、１５はノイズ信号である。図８（Ｂ）は、本発明の反射波２の乗算波形データであり、ｗ１が乗算波形データのきずからの反射波形、ｗ２が乗算波形データの端面からの反射波形、ｗ３が乗算波形データの乗算波形データの端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形である。
従来技術に比べ、本発明の乗算波形データは、明らかにノイズ信号が無くなっていることが認められる。
FIG. 8 is a comparison diagram of the waveform of the reflected wave 2 of the prior art and the multiplied waveform data of the reflected wave 2 of the present invention. FIG. 8A shows the waveform of the reflected wave 2 of the prior art, 12 is the reflected waveform of the flaw of the prior art, 13 is the reflected waveform from the end face of the prior art, and 14 is the reflected waveform and end face from the end face of the prior art. The waveform reflected from the signal is further reflected by the flaw and reflected again from the end surface, and 15 is a noise signal. FIG. 8B shows the multiplied waveform data of the reflected wave 2 of the present invention, where w1 is the reflected waveform from the flaw of the multiplied waveform data, w2 is the reflected waveform from the end face of the multiplied waveform data, and w3 is the multiplied waveform data. This is a reflected waveform in which the waveform reflected from the end face of the multiplied waveform data is further reflected by the flaw and reflected again by the end face.
As compared with the prior art, it can be seen that the multiplication waveform data of the present invention clearly has no noise signal.
なお、本実施例では、受信センサは３つ使用したが２つ以上であればいくつでもよい。
受信センサの数が多くなるほど、精度が良くなる。
In this embodiment, three receiving sensors are used, but any number of receiving sensors may be used as long as it is two or more.
The greater the number of receiving sensors, the better the accuracy.
また、複数のモードの波長が送信された場合でも、受信センサで受信をし、その波形データの中で最も高い波形に着目して処理をすれば、探傷に使用するモードの波長でキャリブレーションすることができる。 Even if multiple modes of wavelengths are transmitted, if reception is performed by the receiving sensor and processing is performed focusing on the highest waveform among the waveform data, calibration is performed at the wavelength of the mode used for flaw detection. be able to.
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態によるガイド波１を用いた検査方法に使用可能な検査装置３の構成例とその模式図である。（Ａ）はＬモードの検査装置３の構成例、（Ｂ）はＴモードの検査装置５の構成例を示す。（Ｃ）は、ガイド波１の送信時の本発明の第２実施形態による検査装置３、５の模式図である。（Ｄ）は、計測対象の検査体７に検査装置３、５を使用した検査の模式図である。
図９（Ａ）（Ｂ）の検査装置３、５は、コイル３ａ、５ａ、磁石３ｄまたは強磁性金属板５ｄである強磁性部材６、交流電源３ｂ、５ｂから構成される１つの送信センサＴ１と、コイル３ａ、５ａ、強磁性部材６、検出部３ｃ、５ｃから構成される１つの受信センサＲ１からなり、受信センサＲ１は検査体７に沿って長手方向に位置を変え、複数個所に存在する検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３において、ガイド波１と反射波２を受信する。受信センサが位置を変える方法は、スキャンが好ましいが、検出部位の測定毎に取り外して設置しても良い。そして、ガイド波１は、受信センサが複数の検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に配置された時にその都度送信センサＴ１から送信される。検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、図９に示すように所定の距離を離して配置されている。
その他の点は、第１実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a configuration example of an inspection apparatus 3 that can be used in the inspection method using the guide wave 1 according to the second embodiment of the present invention, and a schematic diagram thereof. (A) shows a configuration example of the inspection apparatus 3 in the L mode, and (B) shows a configuration example of the inspection apparatus 5 in the T mode. (C) is a schematic diagram of the inspection devices 3 and 5 according to the second embodiment of the present invention when the guide wave 1 is transmitted. (D) is a schematic diagram of an inspection using the inspection devices 3 and 5 on the inspection object 7 to be measured.
The inspection devices 3 and 5 in FIGS. 9A and 9B are one transmission sensor T1 including coils 3a and 5a, a ferromagnetic member 6 that is a magnet 3d or a ferromagnetic metal plate 5d, and AC power supplies 3b and 5b. And one receiving sensor R1 composed of the coils 3a and 5a, the ferromagnetic member 6, and the detecting portions 3c and 5c. The receiving sensor R1 changes its position in the longitudinal direction along the test body 7 and exists at a plurality of locations. At the detection sites D1, D2, and D3, the guide wave 1 and the reflected wave 2 are received. The method of changing the position of the receiving sensor is preferably scanning, but it may be removed and installed for each measurement of the detection site. The guide wave 1 is transmitted from the transmission sensor T1 each time the reception sensor is arranged in the plurality of detection parts D1, D2, and D3. The detection sites D1, D2, and D3 are arranged at a predetermined distance as shown in FIG.
Other points are the same as in the first embodiment.
第２実施形態の形態にすることにより、一つの受信センサＲ１を数か所の検出部位において併用することができるため、第１実施形態より装置設備をコンパクトにすることができる。また、状況や検査体７の種類に応じて検査部位の数を調整することができるため、予め検査部位の数を決める必要がない。 By adopting the form of the second embodiment, one receiving sensor R1 can be used in combination at several detection sites, so that the equipment can be made more compact than the first embodiment. In addition, since the number of inspection parts can be adjusted according to the situation and the type of the inspection object 7, it is not necessary to determine the number of inspection parts in advance.
上述したとおり、本発明により、（Ａ）コイル３ａ，５ａに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体７に前記ガイド波１を発生させ、かつ、このガイド波１が欠損部位１０で反射した反射波２を所定の距離を離した複数の検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波２をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波２を互いに乗算するので、一つの検出部位で検出した反射波２の波形データにノイズ信号が存在しても、他の検出部位で検出した反射波２の波形データにノイズ信号が存在しないことにより、掛け合わせた結果がゼロに近づく。また、欠損部位１０の反射信号である反射波２は、掛け合わせることにより増幅する。そのため、図７のｙ１とｙ２を比較しても分かるように、ノイズ信号を限りなくゼロに近づけ、かつ欠損部位１０の反射信号を強調することができる。
As described above, according to the present invention, (A) by applying an AC voltage to the coils 3 a and 5 a, the guide wave 1 is generated in the inspection object 7 to be measured, and the guide wave 1 is generated at the defect site 10. The reflected reflected wave 2 is detected and stored at a plurality of detection portions D1, D2, D3 separated by a predetermined distance,
(B) The plurality of reflected waves 2 stored in (A) are shifted and stored in the same phase,
(C) Since the plurality of reflected waves 2 whose positions are aligned in the same phase in (B) are multiplied with each other, even if a noise signal exists in the waveform data of the reflected wave 2 detected at one detection site, Since the noise signal does not exist in the waveform data of the reflected wave 2 detected at the detection part, the multiplied result approaches zero. Moreover, the reflected wave 2 which is a reflected signal of the defect site 10 is amplified by being multiplied. Therefore, as can be seen by comparing y1 and y2 in FIG. 7, the noise signal can be made as close to zero as possible, and the reflected signal of the defect site 10 can be enhanced.
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. . The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
１ ガイド波、２ 反射波、３，５ 検査装置、３ａ，５ａ コイル、３ｂ，５ｂ 交流電源、３ｃ，５ｃ 検出部、３ｄ 磁石、５ｄ 強磁性金属板、６ 強磁性部材
７ 計測対象の検査体、１０ 欠損部位、人工きず、
Ｔ１ 送信センサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３受信センサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 検出部位、
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 波形データ、
Ｐ’１、Ｐ’２、Ｐ’３ 位相の位置を揃えた波形データ
ｐ１、ｐ２、ｐ３ 直接伝搬パルス波形、
ｑ１、ｑ２、ｑ３ きずからの反射波形、
ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３ 位相の位置を揃えたきずからの反射波形、
Δｔ１、Δｔ２ 伝搬時間、
Ｗ 乗算波形データ、ｗ１ 乗算波形データのきずからの反射波形
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide wave, 2 Reflected wave, 3, 5 Inspection apparatus, 3a, 5a coil, 3b, 5b AC power supply, 3c, 5c detection part, 3d magnet, 5d Ferromagnetic metal plate, 6 Ferromagnetic member 7 Inspection object of measurement object 10 defects, artificial flaws,
T1 transmission sensor R1, R2, R3 reception sensor D1, D2, D3 detection part,
P1, P2, P3 waveform data,
P′1, P′2, and P′3 Waveform data p1, p2, and p3 in which the phase positions are aligned.
q1, q2, q3 Reflected waveform from scratch,
q'1, q'2, q'3 Reflected waveform from a flaw with the same phase position,
Δt1, Δt2 propagation time,
W Multiplied waveform data, w1 Reflected waveform from flaw of multiplied waveform data
Claims (6)
（Ａ）コイルに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体に前記ガイド波を発生させ、かつ、このガイド波が欠損部位で反射した反射波を所定の距離を離した複数の検出部位で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波を互いに乗算する、ことを特徴とするガイド波を用いた検査方法。 A guide wave propagating in the longitudinal direction is generated in an object to be measured that is rod-shaped or tubular, a reflected wave of the guide wave is detected, and a guide wave for inspecting the object to be inspected based on the reflected wave is used. Inspection method,
(A) A plurality of detection parts in which the guide wave is generated in the inspected object to be measured by applying an alternating voltage to the coil, and the reflected waves reflected by the defect part are separated from each other by a predetermined distance. To detect and memorize
(B) The plurality of reflected waves stored in (A) are shifted and stored in the same phase,
(C) An inspection method using guide waves, wherein the plurality of reflected waves whose positions are aligned in the same phase in (B) are multiplied with each other.
（ａ）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ）複数の前記ガイド波の検出時点の時間差から前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間を予め求め記憶し、
（ｃ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のガイド波を用いた検査方法。 Before (B)
(A) generating the guide wave propagating through the test object, and detecting and storing the guide wave at a plurality of the detection portions;
(B) Predetermining and storing a propagation time during which the guide wave propagates between the detection sites from a time difference between detection times of the plurality of guide waves,
(C) The guide wave according to claim 1, wherein (B) is performed by moving the propagation time of coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in (A). Inspection method used.
（ａ’）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ’）同じ時間軸上において、一の前記ガイド波を他のガイド波に対して移動させ、
（ｃ’）この状態で、移動後の一のガイド波の波形数値と他のガイド波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ’）（ｂ’）と（ｃ’）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ’）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一のガイド波が（ａ’）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ’）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のガイド波を用いた検査方法。 Before (B)
(A ′) generating the guide wave propagating through the test object, and detecting and storing the guide wave at a plurality of the detection portions;
(B ′) On the same time axis, one guide wave is moved relative to another guide wave,
(C ′) In this state, the sum of values obtained by multiplying the waveform value of one guide wave after movement and the waveform value of another guide wave at the same coordinates on the time axis is stored as a waveform correlation value. And
(D ′) Repeating (b ′) and (c ′) to obtain a large number of the waveform correlation values,
(E ′) The distance on the time axis from which the one guide wave after movement when the maximum value of the waveform correlation value is obtained is detected at (a ′) is the distance on the time axis that is detected by the guide wave Memorize as propagation time to propagate between,
(F ') The guide wave according to claim 1, wherein (B) is performed by moving coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in (A) for the propagation time. Inspection method using
（ａ”）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記反射波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ”）同じ時間軸上において、一の前記反射波を他の反射波に対して移動させ、
（ｃ”）この状態で、移動後の一の反射波の波形数値と他の反射波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ”）（ｂ”）と（ｃ”）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ”）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一の反射波が（ａ”）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記反射波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ”）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のガイド波を用いた検査方法。 Before (B)
(A ″) generating the guide wave propagating through the test object, and detecting and storing the reflected wave at a plurality of the detection portions;
(B ″) moving one reflected wave with respect to another reflected wave on the same time axis;
(C ″) In this state, the sum of values obtained by multiplying the waveform value of one reflected wave after movement and the waveform value of another reflected wave at the same coordinates on the time axis is stored as a waveform correlation value. And
(D ″) (b ″) and (c ″) are repeated to obtain a plurality of waveform correlation values,
(E ″) The distance on the time axis that has moved from the time when the one reflected wave after movement when the maximum value of the waveform correlation value is obtained is detected in (a ″). Memorize as propagation time to propagate between,
The guide wave according to claim 1, wherein (B) is performed by moving coordinates on the time axis of the plurality of reflected waves stored in (A) for the propagation time. Inspection method using
5. (a), (a ′), or (a ″) and (A) are performed by a receiving sensor that changes a position on the inspection body in a longitudinal direction of the inspection body. Inspection method using the guide wave described in 1.
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