JP2014173939A - Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波探傷方法及び超音波探傷装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic flaw detection apparatus.
各種構造材などを検査対象とした超音波探傷法では、従来から超音波の送信と受信とに単一の素子からなる超音波センサを用い、検査対象内部の欠陥などにより反射された超音波信号を検出し、伝搬時間と超音波センサの位置に基づいて欠陥の検出を行っている。 In the ultrasonic flaw detection method for inspection of various structural materials, etc., an ultrasonic signal consisting of a single element is conventionally used for transmission and reception of ultrasonic waves, and the ultrasonic signal reflected by defects inside the inspection target. The defect is detected based on the propagation time and the position of the ultrasonic sensor.
このとき、超音波センサを移動させては欠陥からの反射波が得られる位置を求め、検査対象の底面(センサから遠い方の境界面)又は表面(センサから近い方の境界面)からの反射波の受信時間の差と、材料音速(検査対象材料中の音速)との積算により、欠陥の寸法を同定している。 At this time, by moving the ultrasonic sensor, the position where the reflected wave from the defect is obtained is obtained, and the reflection from the bottom surface (boundary surface far from the sensor) or surface (boundary surface near the sensor) to be inspected. The dimension of the defect is identified by integrating the difference between the reception times of the waves and the sound speed of the material (the speed of sound in the material to be inspected).
この方法は、動作原理が単純明快であり、装置も比較的簡便で済むので、一般的な欠陥検査によく用いられているが、反射波形の受信信号が確認できる程の高いSN比が必要だった。 This method is simple and clear in principle, and the apparatus is relatively simple. Therefore, this method is often used for general defect inspection, but it requires a high S / N ratio so that the received signal of the reflected waveform can be confirmed. It was.
SN比を高める方法としては、信号を繰返し測定して加算または積算する方法があり、この方法により、繰返した回数分の倍数だけ信号強度は向上させられる。しかし、ガウス分布に従うような、熱雑音やショット雑音など周波数依存性をほとんど無視できるホワイトノイズのパワースペクトル密度は、繰返した回数分の平方根の倍数だけ増加するため、全体のSN比としては、繰返した回数分の平方根の倍数だけ向上することになる(例えば、非特許文献1参照)。 As a method for increasing the S / N ratio, there is a method in which signals are repeatedly measured and added or integrated. By this method, the signal strength is improved by a multiple of the repeated number of times. However, the power spectral density of white noise, which follows the Gaussian distribution and can almost ignore frequency dependence, such as thermal noise and shot noise, increases by a multiple of the square root of the number of repetitions. This is improved by a multiple of the square root of the number of times (for example, see Non-Patent Document 1).
そのため、これを用いて、反射波形の受信信号を繰り返しメモリに記憶し、記憶したデータを加算平均または積算平均することで、ホワイトノイズを低減し、SN比を向上させる方法が知られている。 For this reason, a method is known in which the received signal having a reflected waveform is repeatedly stored in a memory using this, and the stored data is subjected to addition averaging or integration averaging to reduce white noise and improve the SN ratio.
一方、特許文献1では、アレイ型超音波センサの一部の圧電振動素子から検査対象に対して超音波を送・受信する際に、送信に用いる圧電振動素子と受信に用いる圧電振動素子との組合せを切替えながら、超音波送・受信の焦点は1点にした状態で超音波の伝播経路のみを変えて複数の反射信号を収録し、この複数の反射信号を加算あるいは平均化することで、超音波が伝播する経路で重畳するノイズを低減している。この処理をアレイ並び方向には電子的に走査し、さらにアレイ並びの法線方向には機械走査することで、検査対象の内部からの反射信号を用いて高SN比の検査画像を生成することが記載されている。 On the other hand, in Patent Document 1, when ultrasonic waves are transmitted / received to / from the inspection object from a part of the piezoelectric vibration elements of the array type ultrasonic sensor, the piezoelectric vibration element used for transmission and the piezoelectric vibration element used for reception While switching the combination, with the focus of ultrasonic transmission / reception set to one point, change only the propagation path of ultrasonic waves and record multiple reflection signals, and add or average these multiple reflection signals, Noise superimposed on the path of ultrasonic waves is reduced. This processing is electronically scanned in the array arrangement direction and further mechanically scanned in the normal direction of the array arrangement, thereby generating a high S / N ratio inspection image using a reflection signal from the inside of the inspection target. Is described.
各種構造材などを検査対象とした従来技術における超音波探傷法では、超音波の送信と受信に単一の素子からなる超音波センサを用い、検査対象内部の欠陥などにより反射された超音波信号を検出し、伝搬時間と超音波センサの位置に基づいて欠陥の検出を行っている。 In the conventional ultrasonic flaw detection method for various structural materials to be inspected, an ultrasonic signal consisting of a single element is used for transmission and reception of ultrasonic waves, and the ultrasonic signal reflected by defects inside the inspection target The defect is detected based on the propagation time and the position of the ultrasonic sensor.
従来技術における方法は、動作原理が単純明快であり、装置も比較的簡便で済むので、一般的な欠陥検査によく用いられているが、反射波形の受信信号が確認できる程の高いSN比が必要だった。 The method in the prior art is simple and clear in operation principle and relatively simple in apparatus, and is often used for general defect inspection. However, the method has a high S / N ratio so that a reflected waveform received signal can be confirmed. It was necessary.
しかしながら、非特許文献1の超音波検査においては、SN比を向上することは可能であるが、繰返し測定により、画面への表示までに遅延時間が発生し、リアルタイム性が低下していた。 However, in the ultrasonic inspection of Non-Patent Document 1, it is possible to improve the S / N ratio, but due to repeated measurement, a delay time is generated until display on the screen, and the real-time property is deteriorated.
また、特許文献1の超音波検査においては、高価なアレイ型超音波センサを用いて、複数ステップの制御を行う必要があり、高価であるばかりでなく、リアルタイム性が低下していた。 In addition, in the ultrasonic inspection of Patent Document 1, it is necessary to control a plurality of steps using an expensive array type ultrasonic sensor, which is not only expensive but also has reduced real-time properties.
本発明の目的は、安価でありながら、高いSN比の信号をリアルタイムに表示可能な超音波探傷方法及び超音波探傷装置を実現することである。 An object of the present invention is to realize an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic flaw detection apparatus that can display a signal with a high S / N ratio in real time while being inexpensive.
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
超音波探傷方法において、超音波を発生させるために電気信号を超音波振動子に送信し、超音波振動子から超音波を被検査体に送信し、上記被検査体からの反射波を上記超音波振動子により受信し、上記受信した反射波を上記超音波振動子により電気信号に変換し、変換した電気信号を互いに並列に接続された複数の受信器に送信し、これら複数の受信器で、デジタル信号に変換する。さらに、上記複数の受信器で変換したデジタル信号を互いに加算処理または加算平均処理し、処理した信号を表示部に表示するために画像化処理を行い、画像化処理された信号を表示部に表示する。 In the ultrasonic flaw detection method, an electrical signal is transmitted to an ultrasonic transducer to generate an ultrasonic wave, an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transducer to an object to be inspected, and a reflected wave from the object to be inspected is transmitted to the ultrasonic wave. The ultrasonic wave is received by the ultrasonic transducer, the received reflected wave is converted into an electric signal by the ultrasonic transducer, and the converted electric signal is transmitted to a plurality of receivers connected in parallel to each other. , Convert to digital signal. Further, the digital signals converted by the plurality of receivers are added or averaged to each other, imaged to display the processed signal on the display unit, and the imaged signal is displayed on the display unit. To do.
また、超音波探傷装置において、超音波を被検査体送信し、被検査体からの反射波を受信する超音波振動子と、上記超音波振動子に駆動信号を発生する駆動信号発生器と、互いに並列に接続され、上記超音波振動子が受信した上記被検査体からの反射波をデジタル信号に変換する複数の受信器とを備える。さらに、上記複数の受信器で変換されたデジタル信号を互いに加算処理又は加算平均処理する加算器と、上記加算器で処理されたデジタル信号の画像化処理を行う制御処理部と、上記制御処理部により画像処理された信号を表示する表示部とを備える。 Further, in the ultrasonic flaw detection apparatus, an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves and receives reflected waves from the test object, a drive signal generator that generates a drive signal for the ultrasonic transducer, A plurality of receivers which are connected in parallel to each other and which convert reflected waves from the object to be inspected received by the ultrasonic transducer into digital signals. Furthermore, an adder that performs addition processing or addition averaging processing on the digital signals converted by the plurality of receivers, a control processing unit that performs imaging processing of the digital signals processed by the adder, and the control processing unit And a display unit for displaying a signal subjected to image processing.
本発明によれば、安価でありながら、高いSN比の信号をリアルタイムに表示可能な超音波探傷方法及び超音波探傷装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic flaw detection apparatus that can display a signal with a high S / N ratio in real time while being inexpensive.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1による超音波探傷装置の概略構成である。
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 1 of the present invention.
図1において、超音波探傷装置は、超音波センサ100と、送受信部101と、制御部102と、表示部103とを備えている。
In FIG. 1, the ultrasonic flaw detection apparatus includes an
探傷対象は、例えば、物体(被検査体)にあるキズや欠陥などである。超音波を用いた非破壊検査の場合、超音波を送受信した時間情報により、キズや欠陥の有無、さらにキズや欠陥がある場合はそれらの位置を得ることができる。 The flaw detection target is, for example, a scratch or a defect in an object (inspected object). In the case of nondestructive inspection using ultrasonic waves, it is possible to obtain the presence or absence of a flaw or a defect and the position of a flaw or a defect if there is a flaw or a defect based on time information transmitted and received.
ここで、本発明の実施例1による超音波探傷装置は、探傷対象の情報を高SN比で得ることができる。 Here, the ultrasonic flaw detector according to Embodiment 1 of the present invention can obtain information on a flaw detection target with a high SN ratio.
超音波センサ100は、主に圧電材料を電極で挟みこんだ構造の単一の超音波振動子100Aを有する。また、送受信部101は、パルサ(駆動信号発生器)101Aと、複数のレシーバ回路(受信器)101Bとを備える。パルサ101Aは、超音波を発生させるために、超音波センサ100の超音波振動子100Aに電圧を印加する。それにより、超音波振動子100Aから超音波が送信されて検査対象物である物体を伝搬する。その超音波は、探傷対象で反射して物体を再び伝搬して、超音波振動子100Aに到達する。互いに並列に接続された複数のレシーバ101Bは、超音波振動子(超音波プローブ)100Aによって受信した超音波を、アナログ・デジタル変換して受信信号とする。
The
制御部102は、制御・処理用コンピュータ102Aと、記憶装置102Bと、加算回路(加算器)102Cとを備える。複数のレシーバ101Bで処理された電気信号は、加算回路102Cに伝送されて加算処理又は加算平均処理される。制御・処理用コンピュータ102Aは、加算回路102Cから受信した信号を収録するとともに処理を行う。記憶装置102Bは、受信信号の情報やレシーバ101Bの使用個数の情報などを保持している。
The
また、表示部103は、使用するレシーバ101Bの個数を記入または選択できる入力部103Aと、検査対象物からの受信信号及び検査画像を表示する出力部103Bを備える。そして、出力部103Bには、制御・処理用コンピュータ102Aで処理した信号を表示する第1表示部103Cや、検査結果の画像を表示する第2表示部103Dがある。
In addition, the
まず、制御・処理用コンピュータ102Aは、超音波を送受信して探傷対象からの反射信号を収録する際には、切替制御機能により制御処理用コンピュータ102Aとパルサ101A及びレシーバ101Bとの接続を切り替える。パルサ101Aより送信信号を受けた超音波センサ100の超音波振動子100Aは、圧電効果で超音波を送信する。検査対象物である探傷対象で反射した超音波は、超音波センサ100の超音波振動子100Aで受信され、圧電効果により、信号に変換される。
First, the control /
次に、受信信号は、複数のレシーバ101Bに送られて、アナログ・デジタル変換処理が行われる。複数のレシーバ101Bは、表示部103の入力部103Aで、操作者等により使用個数が予め決定される。
Next, the received signal is sent to a plurality of
ここで、複数のレシーバ101Bの使用個数は、その数が多いほどSN比が向上する。レシーバ101Bでは、電気信号Sが処理される過程で、電気ノイズNが発生して重畳される。電気ノイズNは、例えばホワイトノイズであり、Mを2以上の整数とすれば、M回の信号測定の加算によって√M倍になることが知られている。
Here, the used number of the plurality of
一方で、M回の信号測定の加算によって、電気信号SはM倍と増大するため、結果的にSN比は√M倍向上することになる。 On the other hand, the electrical signal S increases M times by the addition of M signal measurements, and as a result, the SN ratio is improved by √M times.
従って、本発明の実施例1において互いに並列に接続された複数のレシーバ101Bを備えることでSN比を√M倍に向上させることができる。
Therefore, the SN ratio can be improved by a factor of √M by providing a plurality of
レシーバ101Bにより、アナログ・デジタル変換処理をされた電気信号は、加算回路102Cに送られて加算される。この時、加算平均でも同等のSN比向上の効果が得られる。そして、加算処理された信号は、記憶装置102Bに送られ、記憶される。
The electric signal subjected to the analog / digital conversion processing by the
図11及び図12は、超音波検査装置の表示画面の例を示す図である。複数のレシーバ101Bを備える場合において、例えば、1個のみレシーバ101Bを選んだ場合、信号強度の時間変化は、図11に示すようになる。図11に示すように、きず、欠陥などの探傷対象で反射して、波形として現れる。その他に探傷対象の物体の構造に由来する反射波なども波形として現れる。さらに、その他に、反射波の影響を受けない時間帯には電気ノイズのみが現れることになる。
11 and 12 are diagrams illustrating examples of display screens of the ultrasonic inspection apparatus. In the case where a plurality of
図11に示した例では、信号の波高値を確認できる程のSN比はあるが、高周波である電気ノイズが大きい。 In the example shown in FIG. 11, there is an SN ratio that can confirm the peak value of the signal, but the electrical noise that is high frequency is large.
一方、複数のレシーバ101Bを使用する場合、例えば、16個のレシーバ101Bを選んだ場合、信号強度の時間変化は図12に示すようになり、高周波である電気ノイズは低減されてSN比は、図11の例と比較して約4倍向上する。
On the other hand, when a plurality of
このように、複数のレシーバ101Bを使用することにより、電気ノイズを減少することができる。
Thus, electrical noise can be reduced by using a plurality of
次に、図9を参照して、本発明の実施例1による超音波探傷装置を用いた探傷動作について説明する。 Next, a flaw detection operation using the ultrasonic flaw detector according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
図9は、本発明の実施例1による超音波探傷装置による探傷動作を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing a flaw detection operation by the ultrasonic flaw detector according to Embodiment 1 of the present invention.
図9のステップS10において、操作者により、入力部103Aでレシーバの使用個数の情報が入力または選択される。
In step S10 of FIG. 9, the operator inputs or selects information on the number of receivers used by the
次に、ステップS20において、制御・処理用コンピュータ102Aよりパルサ101Aに送信信号の情報を伝達し、パルサ101Aから超音波振動子100Aに電気信号を印加する。そして、超音波振動子100Aから、検査対象物に超音波を送信する。
Next, in step S20, information on the transmission signal is transmitted from the control /
次に、ステップS30において、検査対象物により反射された超音波を、超音波振動子100Aにて受信し、受信した超音波が電気信号に変換されて、その電気信号をステップS10で選択した複数のレシーバ101Bに伝送する。制御処理用コンピュータ102Aは、入力部103Aで入力されたレシーバの使用個数に従って、複数のレシーバ101Bのうちのいずれかを動作又は非動作状態としているものとする。
Next, in step S30, the ultrasonic wave reflected by the inspection object is received by the
そして、ステップS40において、伝送された電気信号をステップS10で選択した複数のレシーバ101Bでアナログ・デジタル変換処理を同時並列に行う。
In step S40, the plurality of
そして、ステップS50において、ステップS40で並列処理した信号を加算回路102Cに伝送し、加算回路102Cで加算して制御・処理用コンピュータ102Aに伝送する。
In step S50, the signals processed in parallel in step S40 are transmitted to the adding
そして、ステップS60において、制御・処理用コンピュータ102Aは、加算回路102Cから送られた信号を画像信号として、出力部103Bに伝送し、出力部103Bにて波形表示する。
In step S60, the control /
以上説明したように、本発明の実施例1によれば、単一の超音波振動子100Aからの信号を複数のレシーバ101Bにより、アナログ・デジタル変換処理を同時並列に行い、加算回路102Cで加算処理する構成としたので、超音波探傷において、超音波振動子を複数回駆動し、繰返し測定をする必要なく、大きな遅延時間を伴うことなく、ほぼリアルタイムで、検査対象物の探傷検査を行うことができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, signals from a single
また、超音波振動子100Aは単一の振動子を使用するものであり、高価なアレイ型超音波センサを用いる必要はない。よって、安価でありながら、高いSN比の信号をリアルタイムに表示可能な超音波探傷方法及び超音波探傷装置を実現することができる。
Further, the
ここで、図1に示した例では、複数の信号線を用いて、超音波振動子100Aと複数のレシーバ101Bとを接続しているが、図2に示すように、単一の入力信号線を並列の複数の出力信号線に分配する分配部と、単一の入力信号線を単一の出力信号とする接続部とを有するコネクタ106を用いることも可能である。
Here, in the example shown in FIG. 1, the
(実施例2)
次に、本発明の実施例2による超音波探傷装置について説明する。図3は、本発明の実施例2による超音波探傷装置の概略構成図である。
(Example 2)
Next, an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 2 of the present invention.
図3において、送受信部101、制御部102、表示部103については、図1に示した実施例1と同様の構成となっている。実施例1と実施例2との相違点は、実施例2の超音波センサ100に電気整合回路104が設けられ、かつ、この電気整合回路104を調整する調整部107が設けられているところである。電気整合回路104は、一般的な抵抗器、コンデンサ、コイル等の電子部品から構成されるものであり、可変抵抗器、可変コンデンサ、可変コイルを併用することで、整合させたい周波数帯域に応じた設定が可能となる。これにより、超音波振動子100Aと、互いに並列接続している複数のレシーバ101Bとの電気整合が可能である。
3, the transmission / reception unit 101, the
次に、図10を参照して、本発明の実施例2による超音波探傷装置を用いた探傷動作について説明する。図10は、本発明の実施例2による超音波探傷装置による探傷内容を示すフローチャートである。 Next, a flaw detection operation using the ultrasonic flaw detector according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the contents of flaw detection by the ultrasonic flaw detector according to Embodiment 2 of the present invention.
図10のステップS10からステップS60は、図9に示したフローチャートと同様である。 Steps S10 to S60 in FIG. 10 are the same as those in the flowchart shown in FIG.
図10のステップS70において、出力部103Bの第1表示部103Dに表示された波形により、感度が十分であるかを操作者が判断し、十分であれば探傷を終了する。十分でなければ、ステップS71において、超音波センサ100に備えられた電気整合回路104により超音波振動子100Aと並列接続している複数のレシーバ101Bとの電気インピーダンスを、操作者が調整部107を用いて整合する。電気インピーダンスの整合後、ステップS20に戻り、超音波センサ100による超音波の送信を再度行い、ステップS20からステップS70を繰り返し行う。
In step S70 of FIG. 10, the operator determines whether the sensitivity is sufficient based on the waveform displayed on the
ここで、感度が十分であるか否かの判断は、第1表示部103Dに表示された波形に基づいて、例えばSN比が1より大となるように、操作者が調整部107を用いて電気インピーダンスを調整する。調整部107は手動により電気整合回路の抵抗、静電容量、インダンクタスを可変することができる機構である。手動で動作可能であれば、調整部107は電気整合回路104内に設けられていてもよい。
Here, whether or not the sensitivity is sufficient is determined by the operator using the
また、図3に示した例は、電気整合回路104の電気インピーダンスを、操作者が手動で調整する例であるが、自動的に調整する構成とすることもできる。
The example shown in FIG. 3 is an example in which the operator manually adjusts the electrical impedance of the
図4は、図3に示した例の変形例である。図4に示した例において、制御処理用コンピュータ102に判断部102Dが設けられ、この判断部102Dからの指令により、電気整合回路104の電気インピーダンスを変化させる駆動部108が設けられている。
FIG. 4 is a modification of the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, a
判断部102Dは、第1表示部103Dに表示される波形に基づいて、SN比が1より大となるように、駆動部108に指令信号を供給する。第1表示部103Dに表示される波形のSN比が1より大か否かの判断方法は、任意に設定可能である。例えば、波形をフーリエ変換し、一定値以上の周波数の成分をノイズNとみなし、一定値未満の周波数の成分を信号Sとみなして、SN比を算出することも可能である。その他の方法ももちろん可能である。
Based on the waveform displayed on the
以上説明したように、本発明の実施例2によれば、実施例1と同様な効果を得ることができる。さらに、実施例2によれば、電気整合回路104を調整することにより、超音波振動子100Aと複数のレシーバ101Bとの電気整合が可能となり、感度を向上し、より高いSN比の超音波探傷ができるという効果がある。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the same effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to the second embodiment, by adjusting the
(実施例3)
次に、本発明の実施例3による超音波探傷装置について説明する。図5は、本発明の実施例3による超音波探傷装置の概略構成図である。
(Example 3)
Next, an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 3 of the present invention.
図5において、超音波センサ100、制御部102、表示部103については、図1に示した実施例1と同様の構成となっている。実施例1と実施例3との相違点は、実施例3の送受信部101には、電気整合回路104が設けられているところである。電気整合回路104は、一般的な抵抗器、コンデンサ、コイル等の電子部品から構成されるものであり、可変抵抗器、可変コンデンサ、可変コイルを併用することで、整合させたい周波数帯域に応じた設定が可能となる。これにより、超音波振動子100Aと並列接続している複数のレシーバ101Bの電気整合が可能である。
5, the
なお、図5に示した実施例3においても、図3に示した調整部107が設けられ、電気整合回路104の調整が可能である。図5においては、図示の簡略化の観点から、調整部107の図示を省略している。
Also in the third embodiment shown in FIG. 5, the
実施例3による超音波探傷装置を用いた探傷内容については、実施例2と同様に図10に示したフローチャートで示すことができる。 The contents of flaw detection using the ultrasonic flaw detector according to the third embodiment can be shown in the flowchart shown in FIG.
本発明の実施例3においても、実施例2と同様な効果を得ることができる。 In the third embodiment of the present invention, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
なお、実施例3においても、実施例2と同様に、図4に示したような、制御処理用コンピュータ102に判断部102Dを設け、この判断部102Dからの指令により、電気整合回路104の電気インピーダンスを変化させる駆動部108を設けることが可能である。
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, a
(実施例4)
次に、本発明の実施例4による超音波探傷装置について説明する。図6は、本発明の実施例4による超音波探傷装置の概略構成図である。
Example 4
Next, an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 4 of the present invention.
図6において、超音波センサ100、送受信部101、制御部102、表示部103については、図1に示した実施例1と同様の構成となっている。実施例1と実施例4との相違点は、実施例4は、超音波センサ100と送受信部101との間に超音波センサ100と送受信部101とを接続するコネクタ105が設けられているところである。
6, the
コネクタ105は、複数のレシーバ101Bを互い並列となるように接続し、かつ、超音波振動子100Aと複数のレシーバ101Bとを接続する構造であり、電気整合回路104を備えている。電気整合回路104は、一般的な抵抗器、コンデンサ、コイル等の電子部品から構成されるものであり、上述した実施例2、3と同様な構成となっている。電気整合回路104により、超音波振動子100Aと、互いに並列に接続している複数のレシーバ101Bとの電気整合が可能である。
The
なお、図6に示した実施例4においても、図3に示した調整部107が設けられ、電気整合回路104の調整が可能である。図6においては、図示の簡略化の観点から、調整部107の図示を省略している。
Note that the
実施例4による超音波探傷装置を用いた探傷内容については、実施例2と同様に図10に示したフローチャートで示すことができる。 The contents of flaw detection using the ultrasonic flaw detector according to the fourth embodiment can be shown in the flowchart shown in FIG.
本発明の実施例4においても、実施例2と同様な効果を得ることができる。 In the fourth embodiment of the present invention, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
なお、実施例4においても、実施例2と同様に、図4に示したような、制御処理用コンピュータ102に判断部102Dを設け、この判断部102Dからの指令により、電気整合回路104の電気インピーダンスを変化させる駆動部108を設けることが可能である。
In the fourth embodiment, similarly to the second embodiment, a
(実施例5)
次に、本発明の実施例5よる超音波探傷装置について説明する。図7は、本発明の実施例5による超音波探傷装置の概略構成図である。
(Example 5)
Next, an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 5 of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 5 of the present invention.
図7において、送受信部101、制御部102、表示部103については、図1に示した実施例1と同様の構成となっている。実施例1と実施例5との相違点は、実施例5は、超音波センサ100に、超音波振動子100Aと、超音波振動子100Bと、超音波振動子100Aとパルサ101Aとに接続される電気整合回路100Cと、超音波振動子100Bと複数のレシーバ101Bとに接続される電気整合回路101Dとが設けられている点である。さらに、実施例5においては、電気整合回路100Cの電気インピーダンスを調整するための調整部109Bと、電気整合回路101Dの電気インピーダンスを調整するための調整部109Aとが設けられている点が実施例1と異なっている。
In FIG. 7, the transmitting / receiving unit 101, the
電気整合回路100C、101Dは、一般的な抵抗器、コンデンサ、コイル等の電子部品から構成されるものであり、可変抵抗器、可変コンデンサ、可変コイルを併用することで、整合させたい周波数帯域に応じた設定が可能となる。これにより、超音波振動子100Aから送信する超音波のエネルギーを増大し、超音波振動子100Bと並列接続している複数のレシーバ101Bの互いに電気的整合が可能であり、SN比を向上することができる。
The
次に、図10を用いて、実施例5による超音波探傷装置を用いた探傷動作について説明する。 Next, the flaw detection operation using the ultrasonic flaw detector according to Embodiment 5 will be described with reference to FIG.
図10のステップS10からステップS60は、本発明の実施例1と同様な動作が行われる。ステップS70において、出力部103Bの第1表示部103Dに表示された波形に基づいて、操作者はSN比により感度が十分であるかを判断し、十分であれば探傷を終了する。
In step S10 to step S60 in FIG. 10, the same operation as in the first embodiment of the present invention is performed. In step S70, based on the waveform displayed on the
ステップS70において、感度が十分ではないと操作者が判断した場合は、ステップS71において操作者は、調整部109Bを用いて、超音波センサ100に備えられた電気整合回路100Cにより超音波振動子100Aから送信する超音波のエネルギーを増大するように調整する。さらに、操作者は、調整部109Aを用いて、電気整合回路101Dにより超音波振動子100Bと並列接続されている複数のレシーバ101Bの電気インピーダンスを整合させる。電気インピーダンスの整合後、ステップS20の超音波の送信を再度行い、ステップS20からステップS70を繰り返し行う。
If the operator determines that the sensitivity is not sufficient in step S70, in step S71, the operator uses the
本発明の実施例5においても、実施例2と同様な効果を得ることができる。 In the fifth embodiment of the present invention, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
さらに、実施例5においては、感度が十分ではないと操作者が判断した場合は、電気整合回路101Dにより超音波振動子100Bと並列接続されている複数のレシーバ101Bの電気インピーダンスを整合させるのみならず、超音波振動子100Aから送信する超音波のエネルギーを増大するように調整するように構成したので、さらに、SN比を向上することができる。
Furthermore, in the fifth embodiment, when the operator determines that the sensitivity is not sufficient, the
なお、実施例5においても、図8に示したような、制御処理用コンピュータ102に判断部102Eを設け、この判断部102Eからの指令により、電気整合回路100Cの電気インピーダンスを変化させる駆動部110Bと、電気整合回路101Dの電気インピーダンスを変化させる駆動部110Aを設けることが可能である。
Also in the fifth embodiment, a
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
100・・・超音波センサ、100A、100B・・・超音波振動子、101・・・送・受信部、101A・・・パルサ、101B・・・レシーバ、102・・・制御部、102A・・・制御・処理用コンピュータ、102B・・・記憶装置、102C・・・加算回路、103・・・表示部、103A・・・入力部、103B・・・出力部、105、106・・・コネクタ、107、109A、109B・・・調整部、108、110A、110B・・・駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記被検査体からの反射波を上記超音波振動子により受信する第2のステップと、
上記受信した反射波を上記超音波振動子により電気信号に変換し、変換した電気信号を互いに並列に接続された複数の受信器に送信し、これら複数の受信器で、デジタル信号に変換する第3のステップと、
上記複数の受信器で変換したデジタル信号を互いに加算処理または加算平均処理する第4のステップと、
上記第4のステップで処理した信号を表示部に表示するために画像化処理を行う第5のステップと、
上記第5ステップで画像化処理された信号を表示部に表示する第6のステップと、
を備えることを特徴とする超音波探傷方法。 A first step of transmitting an electrical signal to an ultrasonic transducer to generate an ultrasonic wave, and transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic transducer to an object to be inspected;
A second step of receiving the reflected wave from the inspection object by the ultrasonic transducer;
The received reflected wave is converted into an electrical signal by the ultrasonic transducer, the converted electrical signal is transmitted to a plurality of receivers connected in parallel to each other, and the plurality of receivers convert the signals into digital signals. 3 steps,
A fourth step of adding or averaging the digital signals converted by the plurality of receivers;
A fifth step of performing an imaging process to display the signal processed in the fourth step on the display unit;
A sixth step of displaying the signal imaged in the fifth step on the display unit;
An ultrasonic flaw detection method comprising:
上記第1のステップより以前に、上記複数の受信器のうちの使用する個数を設定するステップを備えることを特徴とする超音波探傷方法。 The ultrasonic flaw detection method according to claim 1,
An ultrasonic flaw detection method comprising a step of setting a number to be used among the plurality of receivers before the first step.
上記表示部に表示された上記画像化処理信号に基づいて、超音波振動子と上記複数の受信器との電気インピーダンスを電気整合回路により整合するステップを備えることを特徴とする超音波探傷方法。 The ultrasonic flaw detection method according to claim 1,
An ultrasonic flaw detection method comprising: matching an electrical impedance of an ultrasonic transducer and the plurality of receivers by an electric matching circuit based on the imaging processing signal displayed on the display unit.
上記被検査体からの反射波を第2の超音波振動子により受信する第2のステップと、
上記受信した反射波を上記第2の超音波振動子により電気信号に変換し、変換した電気信号を第2の電気整合回路を介して互いに並列に接続された複数の受信器に送信し、これら複数の受信器で、デジタル信号に変換する第3のステップと、
上記複数の受信器で変換したデジタル信号を互いに加算処理または加算平均処理する第4のステップと、
上記第4のステップで処理した信号を表示部に表示するために画像化処理を行う第5のステップと、
上記第5ステップで画像化処理された信号を表示部に表示する第6のステップと、
上記表示部に表示された画像化処理信号に基づいて、上記第1の電気整合回路を調整して上記第1の超音波振動子の超音波発生エネルギーを調整し、上記第2の電気整合回路により上記第2の超音波振動子と上記複数の受信器との電気インピーダンスを上記第2の電気整合回路により整合する第7のステップと、
を備えることを特徴とする超音波探傷方法。 In order to generate an ultrasonic wave, an electrical signal is transmitted to a first ultrasonic transducer via a first electrical matching circuit, and an ultrasonic wave is transmitted from the first ultrasonic transducer to an object to be inspected. And the steps
A second step of receiving a reflected wave from the object to be inspected by a second ultrasonic transducer;
The received reflected wave is converted into an electrical signal by the second ultrasonic transducer, and the converted electrical signal is transmitted to a plurality of receivers connected in parallel to each other via the second electrical matching circuit. A third step of converting to a digital signal at a plurality of receivers;
A fourth step of adding or averaging the digital signals converted by the plurality of receivers;
A fifth step of performing an imaging process to display the signal processed in the fourth step on the display unit;
A sixth step of displaying the signal imaged in the fifth step on the display unit;
Based on the imaging processing signal displayed on the display unit, the first electrical matching circuit is adjusted to adjust the ultrasonic generation energy of the first ultrasonic transducer, and the second electrical matching circuit A seventh step of matching the electrical impedance of the second ultrasonic transducer and the plurality of receivers by the second electrical matching circuit by:
An ultrasonic flaw detection method comprising:
上記超音波振動子に駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
互いに並列に接続され、上記超音波振動子が受信した上記被検査体からの反射波をデジタル信号に変換する複数の受信器と、
上記複数の受信器で変換されたデジタル信号を互いに加算処理又は加算平均処理する加算器と、
上記加算器で処理されたデジタル信号の画像化処理を行う制御処理部と、
上記制御処理部により画像処理された信号を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波探傷装置。 An ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves and receives reflected waves from the object;
A drive signal generator for generating a drive signal for the ultrasonic transducer;
A plurality of receivers that are connected in parallel to each other and that convert reflected waves from the inspected object received by the ultrasonic transducer into digital signals;
An adder that adds or averages digital signals converted by the plurality of receivers;
A control processing unit that performs imaging processing of the digital signal processed by the adder;
A display unit for displaying a signal image-processed by the control processing unit;
An ultrasonic flaw detector characterized by comprising:
上記表示部は、上記複数の受信器のうちの使用する個数を設定する入力部を有することを特徴とする超音波探傷装置。 The ultrasonic flaw detector according to claim 5,
The ultrasonic flaw detection apparatus, wherein the display unit includes an input unit that sets a number to be used among the plurality of receivers.
上記複数の受信器と上記超音波振動子との間に接続され、上記超音波振動子と上記複数の受信器との間の電気インピーダンスを整合させる電気整合回路を備えることを特徴とする超音波探傷装置。 The ultrasonic flaw detector according to claim 5,
An ultrasonic wave connected between the plurality of receivers and the ultrasonic transducer, and comprising an electrical matching circuit for matching an electrical impedance between the ultrasonic transducer and the plurality of receivers. Flaw detection equipment.
上記第1の超音波振動子に駆動信号を発生する駆動信号発生器と、
上記駆動信号発生器と上記第1の超音波振動子との間に接続され、上記第1の超音波振動子の超音波発生エネルギーを調整する第1の電気整合回路と、
上記被検査体からの反射波を受信する第2の超音波振動子と、
互いに並列に接続され、上記第2の超音波振動子が受信した上記被検査体からの反射波をデジタル信号に変換する複数の受信器と、
上記第2の超音波振動子と上記複数の受信器との間に接続され、上記第2の超音波振動子と上記複数の受信器との間の電気インピーダンスを整合する第2の電気整合回路と、
上記複数の受信器で変換されたデジタル信号を互いに加算処理又は加算平均処理する加算器と、
上記加算器で処理されたデジタル信号の画像化処理を行う制御処理部と、
上記制御処理部により画像処理された信号を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波探傷装置。 A first ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to the object to be inspected and receives reflected waves from the object to be inspected;
A drive signal generator for generating a drive signal for the first ultrasonic transducer;
A first electrical matching circuit that is connected between the drive signal generator and the first ultrasonic transducer and adjusts the ultrasonic generation energy of the first ultrasonic transducer;
A second ultrasonic transducer for receiving a reflected wave from the object to be inspected;
A plurality of receivers that are connected in parallel to each other and that convert the reflected waves from the inspected object received by the second ultrasonic transducer into digital signals;
A second electrical matching circuit that is connected between the second ultrasonic transducer and the plurality of receivers and matches an electrical impedance between the second ultrasonic transducer and the plurality of receivers. When,
An adder that adds or averages digital signals converted by the plurality of receivers;
A control processing unit that performs imaging processing of the digital signal processed by the adder;
A display unit for displaying a signal image-processed by the control processing unit;
An ultrasonic flaw detector characterized by comprising:
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