JP2014077804A - 任意の表面輪郭を有する部材の超音波浸漬検査 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】a.液体中に部品を浸漬し、多数の小型の超音波要素の配列体よりなる超音波プローブと部品との間に数超音波波長分の厚さの流体カップリングを与え、b.個々の超音波要素を一つずつ作動させながら超音波ビームで部品を走査し、c.各作動ごとに個々の超音波要素から出て部品の表面により反射された超音波波形と部品の内部反射物とにより反射された超音波波形とをそれぞれ同時に記憶し、d.プローブの各位置ごとに既知の角度とプローブ位置とを使用して収集され記録された超音波波形データの配列を掃引して部品の表面形状を測定し、e.測定された表面形状に基づいて、超音波プローブの位置の関数として信号処理パラメーターを算出し、f.信号処理パラメーターを用いてデータ配列を処理し、部品表面の不規則性に対する補正を行い、部品の内部の反射物の検査結果を算出する。
【選択図】図4
Description
付随する図面において、類似する部材には同一または同様な番号が付けられている。
第1の共通部分は、それらが複合要素配列超音波プローブの使用に適していることである。
焦点幅〜=(焦点距離)(超音波波長)/(有効プローブ幅)
部品の表面形状は領域プローブ超音波を使用することによって正確に測定することができる。この操作はビームを角度方向に掃引しながら部品を走査し、超音波表面反射データを収集し、そして部品の表面の正確な形状を生成するためにデータを取得したときの既知のビーム角度及びプローブの位置を使用して収集されたデータを結合することによって達成される。表面上の点からの最大の反射は、超音波ビームが表面に対して垂直になったときに取得される。各ビーム角度及びプローブの位置に対してデータを結合するときに、表面上の任意の点からの最大の振幅を有する反射はプローブから表面上のその点までの距離を測定するために使用される。最大の反射に対するプローブの正確な位置及びビームの正確な角度を調べることにより、表面上の点の位置を決定することができる。表面を画定する点の格子に対してこの測定を実施することによって表面全体の輪郭を決定することができる。同様な表面輪郭作成能力を与えるために、上述した位相配列処理に等価な信号処理をマトリクス作動収集データに対して実施することができる。
本発明の主要な長所の1つは、部品とプローブの間のウォーターパスを使用することによって、単純な配列のプローブを使用することができ、検査を実施するために比較的容易に部品の表面を走査することができることである。ウォーターパスは検査を実施するために部品を液体のタンクに浸すことによって与えることができる。ウォーターパスはまた、部品の表面に対する柔軟な封止とともにプローブの周りに小さな容器を使用し、プローブの表面と部品の表面の間の領域を充填するために容器に液体を注入することによって確立することができる。カップリング液体の使用は一般に、信頼性のあるカップリングを与え、自動的な走査に対して便利である。ウォーターパスはまた、上述したように、部品の表面形状の測定に対する便利な手段を与える。
θ2 屈折後の角度
Claims (16)
- 不均一表面を有する部品を超音波で検査する方法であって:
a.液体中に前記部品を浸漬し、各々が実質的な超音波ビーム広がりを有する多数の小型の超音波要素の配列体よりなる超音波プローブと前記不均一表面を有する部品との間に少なくとも数超音波波長分の厚さの流体カップリングを与えること;
b.個々の前記超音波要素を一度に一つずつ作動させながら前記超音波ビームで前記部品を走査すること;
c.前記各作動ごとに前記配列体中の前記個々の超音波要素から出て前記部品の表面により反射された超音波波形と前記部品の内部反射物とにより反射された超音波波形とをそれぞれ同時に記憶すること;
d.前記プローブの各位置ごとに既知の角度と前記プローブ位置とを使用して前記収集され記録された前記超音波波形データの配列を掃引して前記部品の表面形状を測定すること;
e.ビーム歪みを排除するために、前記測定された表面形状に基づいて、前記超音波プローブの位置の関数として信号処理パラメーターを算出すること;及び、
f.前記算出された信号処理パラメーターを用いて前記収集されたデータ配列を処理することにより、前記処理部品の表面の不規則性に対する補正を行い、次いで該補正に基づいて前記部品の内部の反射物の検査結果を算出すること、
を含む検査方法。 - a.前記検査を実施するために横方向に分離された第1及び第2の複合要素配列超音波プローブが使用され;
b.前記第1の複合要素配列超音波プローブは超音波パルスをカップリング液体及び部品の内部に伝播させ、前記部品の表面形状のマッピングのために部品の表面からの超音波反射を受信するために使用され;そして、
c.第2の複合要素配列超音波プローブは部品の内部の反射物からの超音波反射を受信するために使用される、請求項1に記載の方法。 - 収集されたデータの配列の処理ステップ中に合成開口焦点技術が利用される、請求項1に記載の方法。
- 不均一表面を有する部品を超音波で検査する方法であって:
a.前記部品を係留性のカップリング柱を使用して、各々が実質的な超音波ビーム広がりを有する小型の超音波要素の配列体よりなる超音波プローブと、該超音波プローブには非接触の前記不均一表面を有する部品との間に、少なくとも数超音波波長分の厚さの流体カップリングを与えること;
b.個々の前記超音波要素を一度に一つずつ作動させて超音波ビームで前記部品を走査すること;
c.前記各作動ごとに配列の各要素で受信した前記部品の表面と前記部品の内部の反射物から反射された超音波波形とを同時に記憶すること;
d.各超音波プローブ位置ごとに既知の角度と前記超音波プローブ位置とを使用して前記収集され記録された前記超音波波形データの配列を掃引して前記部品の表面形状を測定すること;
e.ビーム歪みを排除するために、前記測定された表面形状に基づいて、前記プローブの位置の関数として信号処理パラメーターを算出すること;及び、
f.前記算出された信号処理パラメーターを用いて前記収集されたデータ配列を処理することにより、前記処理部品の表面の不規則性に対する補正を行い、次いで該補正に基づいて前記部品の内部の反射物の検査結果を算出すること、
を含む検査方法。 - 不均一表面を有する部品を超音波で検査する方法であって:
a. 多要素超音波素子の配列体よりなる超音波プローブと前記部品の間に少なくとも数超音波波長分の厚さの流体カップリングを与えること;
b. 前記部品の二次元表面の形状をコード化された超音波プローブの位置の関数として、測定すること、
c. 前記測定された表面形状に基づいて、信号処理パラメータをコード化された超音波プローブの位置の関数として算出して、超音波ひずみを除去し、
d.前記算出された信号処理パラメータを前記超音波素子にダウンロードし、
e.前記部品の内部を検査するために、前記ダウンロードした信号処理パラメータを使用して、前記コード化された超音波素子配列体プローブ位置の関数として、前記部品を前記超音波プローブで走査すること、よりなる検査方法。 - 前記部品の二次元表面形状が機械的な針を使用して決定される、請求項5に記載の方法。
- 前記部品の二次元表面形状がレーザーに基づく技術を使用して決定される、請求項5に記載の方法。
- 前記部品の二次元表面形状が前記部品の内部の検査に使用された超音波プローブを使用して決定される、請求項5に記載の方法。
- 超音波プローブはフェーズドアレイ型多素子超音波配列体である請求項5に記載の方法。
- a.前記検査を実施するために部品に対して横方向に分離された第1及び第2の多要素配列超音波プローブが使用され;
b.超音波パルスをカップリング液体及び部品の内部に伝播させるため、及び部品の表面形状のマッピングのために部品の表面からの超音波反射を受信するために前記第1の多要素超音波プローブが使用され;そして、
c.部品の内部からの超音波反射を受信するために前記第2超音波プローブが使用される、請求項5に記載の方法。 - 不均一表面を有する部品を超音波で検査する方法であって:
a.多数の超音波要素の配列体よりなる超音波プローブと、部品との間に少なくとも数超音波波長分の厚さの流体カップリングを与えること;
b.前記部品の二次元表面形状をコード化された前記超音波要素の位置の関数として測定すること;
c.個々の前記超音波要素を一度に一つずつ作動させて超音波ビームで前記部品を走査することにより前記部品の二次元表面形状を測定すること;
d.前記超音波プローブの各要素に対する反射された超音波波形を記憶すること;
e.ビーム歪みを排除するために、前記測定された表面形状に基づいて、プローブの位置の関数として信号処理パラメーターを算出すること;及び
f.前記新たに算出された信号処理パラメーターを用いて各個のプローブ素子からの収集したデータ配列を処理することにより、前記処理部品の表面の不規則性に対する補正を行うこと、
を含む検査方法。 - 前記部品の二次元表面形状が機械的な針を使用して決定される、請求項11に記載の方法。
- 前記部品の二次元表面形状がレーザーに基づく技術を使用して決定される、請求項11に記載の方法。
- 前記部品の二次元表面形状が超音波技術を使用して決定される、請求項11に記載の方法。
- a.前記検査を実施するために横方向に分離された第1及び第2の多要素配列超音波プローブが使用され;
b.超音波パルスをカップリング液体及び部品の内部に伝播させるため、及び部品の表面形状のマッピングのために部品の表面からの超音波反射を受信するために前記第1超音波プローブが使用され;そして、
c.部品の内部からの超音波反射を受信するために前記第2超音波プローブが使用される、請求項11に記載の方法。 - 合成開口焦点法が収集されたデータ配列の処理工程で使用される、請求項11に記載の方法。
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