JP2932947B2 - 板波超音波探傷方法及び装置 - Google Patents
板波超音波探傷方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被探傷材に板波超音波を
入射し、その反射波を受信して前記被圧延材に生じた欠
陥を探傷する方法及びその実施に使用する装置に関す
る。
入射し、その反射波を受信して前記被圧延材に生じた欠
陥を探傷する方法及びその実施に使用する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】熱延鋼板，冷延鋼板等、その厚みが比較
的薄い被探傷材の表面又は内部に生じた欠陥をオンライ
ンで非破壊検査するために、タイヤ探触子を用いて被探
傷材に板波超音波を伝播させ、その反射波を受信し、そ
の中に欠陥に基づく信号が含まれているか否かによっ
て、被探傷材に生じた欠陥を探傷する板波超音波探傷が
行われている。
的薄い被探傷材の表面又は内部に生じた欠陥をオンライ
ンで非破壊検査するために、タイヤ探触子を用いて被探
傷材に板波超音波を伝播させ、その反射波を受信し、そ
の中に欠陥に基づく信号が含まれているか否かによっ
て、被探傷材に生じた欠陥を探傷する板波超音波探傷が
行われている。
【０００３】図７はタイヤ探触子の使用態様を示す模式
的断面図であり、図中Ｓはその長手方向に搬送される帯
状の被探傷材である。被探傷材Ｓの表面には接触媒質15
が所定の厚みに均一に塗布されている。被探傷材Ｓの上
方には支持棒13が鉛直に配置してあり、支持棒13の下端
近傍には被探傷材Ｓの幅方向に固定軸16が支持されてい
る。固定軸16には被探傷材Ｓに転接する探触部22が回転
自在に取付けてある。
的断面図であり、図中Ｓはその長手方向に搬送される帯
状の被探傷材である。被探傷材Ｓの表面には接触媒質15
が所定の厚みに均一に塗布されている。被探傷材Ｓの上
方には支持棒13が鉛直に配置してあり、支持棒13の下端
近傍には被探傷材Ｓの幅方向に固定軸16が支持されてい
る。固定軸16には被探傷材Ｓに転接する探触部22が回転
自在に取付けてある。
【０００４】探触部22は、その周縁部に溝18，18が形成
してあるホイル17，17と該ホイル17，17の周囲を取り囲
むゴム等の帯状のタイヤ部14とを備えており、タイヤ部
14の両エッジは両ホイル17，17の溝18，18に固定してあ
る。探触部22の内の固定軸16には、所定周期毎に超音波
を送受信する板波探触子20が被探傷材Ｓのエッジ部の方
向に所定角度傾斜して固定してある。また探触部22内に
は接触媒質15が充填してあり、板波探触子20が発生した
超音波は探触部22内の接触媒質15，タイヤ部14及び接触
媒質15を介して被探傷材Ｓへ、該被探傷材の幅方向と平
行に所定の入射角で入射され、そこで超音波の入射角，
被探傷材Ｓの板厚及び超音波の周波数に応じた振動モー
ドの板波超音波に変換されて、被探傷材Ｓ中を伝播す
る。
してあるホイル17，17と該ホイル17，17の周囲を取り囲
むゴム等の帯状のタイヤ部14とを備えており、タイヤ部
14の両エッジは両ホイル17，17の溝18，18に固定してあ
る。探触部22の内の固定軸16には、所定周期毎に超音波
を送受信する板波探触子20が被探傷材Ｓのエッジ部の方
向に所定角度傾斜して固定してある。また探触部22内に
は接触媒質15が充填してあり、板波探触子20が発生した
超音波は探触部22内の接触媒質15，タイヤ部14及び接触
媒質15を介して被探傷材Ｓへ、該被探傷材の幅方向と平
行に所定の入射角で入射され、そこで超音波の入射角，
被探傷材Ｓの板厚及び超音波の周波数に応じた振動モー
ドの板波超音波に変換されて、被探傷材Ｓ中を伝播す
る。
【０００５】被探傷材Ｓ中を伝播された板波超音波は、
被探傷材Ｓの表面又は内部に生じた欠陥、及び被探傷材
のエッジ部で反射され、反射波は被探傷材Ｓ表面の接触
媒質15，タイヤ部14及び探傷部22内の接触媒質15を介し
て板波探触子20に受信されて探傷信号が得られる。
被探傷材Ｓの表面又は内部に生じた欠陥、及び被探傷材
のエッジ部で反射され、反射波は被探傷材Ｓ表面の接触
媒質15，タイヤ部14及び探傷部22内の接触媒質15を介し
て板波探触子20に受信されて探傷信号が得られる。
【０００６】図８は板波超音波探傷による探傷信号の一
例を示すグラフであり、図中、縦軸は探傷信号の強度
を、また横軸は超音波を送信してからの時間を示してい
る。図８の如く、超音波の送信直後から所定の時間Ａ内
に、探触子近傍の乱反射によって受信された複数の信号
が現れている。そして、被探傷材の幅方向に伝播される
板波超音波の伝播時間である時間Ｂ内に、被探傷材の欠
陥の反射によって受信された信号が現れており、その後
に被探傷材のエッジ部の反射によって受信された信号が
所定の時間Ｃだけ現れている。このようにエッジ部から
の反射信号の幅が広いのは、被探傷材中を伝播する板波
超音波は伝播速度が異なる複数の振動モードの板波が重
合した波であるため、各振動モードの板波毎にエッジ部
による反射波が受信されるからである。
例を示すグラフであり、図中、縦軸は探傷信号の強度
を、また横軸は超音波を送信してからの時間を示してい
る。図８の如く、超音波の送信直後から所定の時間Ａ内
に、探触子近傍の乱反射によって受信された複数の信号
が現れている。そして、被探傷材の幅方向に伝播される
板波超音波の伝播時間である時間Ｂ内に、被探傷材の欠
陥の反射によって受信された信号が現れており、その後
に被探傷材のエッジ部の反射によって受信された信号が
所定の時間Ｃだけ現れている。このようにエッジ部から
の反射信号の幅が広いのは、被探傷材中を伝播する板波
超音波は伝播速度が異なる複数の振動モードの板波が重
合した波であるため、各振動モードの板波毎にエッジ部
による反射波が受信されるからである。
【０００７】従来の板波超音波探傷方法では、超音波を
送信して時間Ａが経過したタイミングでゲートを開け、
時間Ｂだけゲートを開けておくようにすることによっ
て、欠陥による反射波のみを受信するようにし、探傷信
号内に予め定めた閾値以上の信号が含まれていた場合、
欠陥が存在すると判断する。そして、探傷信号の強度に
基づいて欠陥の大きさを評価し、また超音波を送信して
から欠陥による反射波が受信される時間の１／２と、予
め求めた超音波の被探傷材中の伝播速度との積から、被
探傷材の幅方向における欠陥の存在位置を求めていた。
なお、前述したゲート開のタイミング及びゲート領域の
幅は、被探傷材の材質，板幅，及び板厚等に基づいて予
め定められる。
送信して時間Ａが経過したタイミングでゲートを開け、
時間Ｂだけゲートを開けておくようにすることによっ
て、欠陥による反射波のみを受信するようにし、探傷信
号内に予め定めた閾値以上の信号が含まれていた場合、
欠陥が存在すると判断する。そして、探傷信号の強度に
基づいて欠陥の大きさを評価し、また超音波を送信して
から欠陥による反射波が受信される時間の１／２と、予
め求めた超音波の被探傷材中の伝播速度との積から、被
探傷材の幅方向における欠陥の存在位置を求めていた。
なお、前述したゲート開のタイミング及びゲート領域の
幅は、被探傷材の材質，板幅，及び板厚等に基づいて予
め定められる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
板波超音波探傷方法にあっては、その長手方向に搬送さ
れる被探傷材に蛇行が生じた場合、次のように欠陥の誤
検出又は欠陥の見逃しが発生するという問題があった。
板波超音波探傷方法にあっては、その長手方向に搬送さ
れる被探傷材に蛇行が生じた場合、次のように欠陥の誤
検出又は欠陥の見逃しが発生するという問題があった。
【０００９】図９はタイヤ探触子によって被探傷材を探
傷している状態を示す平面図であり、図中Ｓは帯状の被
探傷材である。矢符方向に搬送される被探傷材Ｓの一方
のエッジ部Ｅの近傍にはタイヤ探触子11が配置してあ
り、タイヤ探触子11は破線上を被探傷材Ｓに転接しなが
ら、被探傷材Ｓの他方のエッジ部Ｅの方向へ所定周期毎
に板波超音波を伝播させ、被探傷材Ｓの全長を探傷す
る。
傷している状態を示す平面図であり、図中Ｓは帯状の被
探傷材である。矢符方向に搬送される被探傷材Ｓの一方
のエッジ部Ｅの近傍にはタイヤ探触子11が配置してあ
り、タイヤ探触子11は破線上を被探傷材Ｓに転接しなが
ら、被探傷材Ｓの他方のエッジ部Ｅの方向へ所定周期毎
に板波超音波を伝播させ、被探傷材Ｓの全長を探傷す
る。
【００１０】さて、被探傷材Ｓが搬送方向に直交する方
向にずれる蛇行が生じた場合、被探傷材Ｓがタイヤ探触
子11が配置された一方のエッジＥ側にずれた地点Ｐ1 で
は、タイヤ探触子11と被探傷材Ｓの他方のエッジ部Ｅと
の間の距離が短くなり、被探傷材Ｓが地点Ｐ1 とは逆の
方向にずれた地点Ｐ2 では、タイヤ探触子11と被探傷材
Ｓの他方のエッジ部Ｅとの間の距離が長くなる。
向にずれる蛇行が生じた場合、被探傷材Ｓがタイヤ探触
子11が配置された一方のエッジＥ側にずれた地点Ｐ1 で
は、タイヤ探触子11と被探傷材Ｓの他方のエッジ部Ｅと
の間の距離が短くなり、被探傷材Ｓが地点Ｐ1 とは逆の
方向にずれた地点Ｐ2 では、タイヤ探触子11と被探傷材
Ｓの他方のエッジ部Ｅとの間の距離が長くなる。
【００１１】図10及び図11は、蛇行が生じた場合の探傷
信号を示すグラフであり、図10は図９に示した地点Ｐ1
における探傷信号を、また図11は図９に示した地点Ｐ2
における探傷信号をそれぞれ示している。両図におい
て、欠陥は被探傷材の幅方向の同じ位置に形成してあ
る。図10の如く、地点Ｐ1 ではタイヤ探触子と被探傷材
の他方のエッジ部との間の距離が短くなるため、他方の
エッジ部の反射波による信号がゲート領域Ｂ内に入り欠
陥の誤検出となる。一方、図11の如く、地点Ｐ2 では、
タイヤ探触子と被探傷材の他方のエッジ部との間の距離
が長くなるため、ゲート領域Ｂの端と他方のエッジ部の
反射波による信号の受信開始位置とが一致せず、未探傷
領域Ｎが生じて欠陥の見逃しが発生する。
信号を示すグラフであり、図10は図９に示した地点Ｐ1
における探傷信号を、また図11は図９に示した地点Ｐ2
における探傷信号をそれぞれ示している。両図におい
て、欠陥は被探傷材の幅方向の同じ位置に形成してあ
る。図10の如く、地点Ｐ1 ではタイヤ探触子と被探傷材
の他方のエッジ部との間の距離が短くなるため、他方の
エッジ部の反射波による信号がゲート領域Ｂ内に入り欠
陥の誤検出となる。一方、図11の如く、地点Ｐ2 では、
タイヤ探触子と被探傷材の他方のエッジ部との間の距離
が長くなるため、ゲート領域Ｂの端と他方のエッジ部の
反射波による信号の受信開始位置とが一致せず、未探傷
領域Ｎが生じて欠陥の見逃しが発生する。
【００１２】また従来、被探傷材の幅方向における欠陥
の存在位置は、超音波を送信してから欠陥による反射波
が受信される時間の１／２と、予め求めた超音波の被探
傷材中の伝播速度との積から求めているため、蛇行が発
生した場合、図10及び図11から明らかな如く、欠陥の存
在位置は、実際の位置より被探傷材のずれた方向側であ
るとして求められており、欠陥の存在位置が正確に求め
られなていない。
の存在位置は、超音波を送信してから欠陥による反射波
が受信される時間の１／２と、予め求めた超音波の被探
傷材中の伝播速度との積から求めているため、蛇行が発
生した場合、図10及び図11から明らかな如く、欠陥の存
在位置は、実際の位置より被探傷材のずれた方向側であ
るとして求められており、欠陥の存在位置が正確に求め
られなていない。
【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは複数の探傷信号によ
って形成した２次元画像に基づいて、欠陥及びエッジを
弁別することによって、被探傷材に蛇行が生じても欠陥
の誤検出及び見逃しを低減すると共に、その存在位置を
正確に求めることができる板波超音波探傷方法及びその
実施に使用する装置を提供することにある。
であって、その目的とするところは複数の探傷信号によ
って形成した２次元画像に基づいて、欠陥及びエッジを
弁別することによって、被探傷材に蛇行が生じても欠陥
の誤検出及び見逃しを低減すると共に、その存在位置を
正確に求めることができる板波超音波探傷方法及びその
実施に使用する装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る板波超音
波探傷方法は、長手方向に搬送される被探傷材の所定の
位置に配置した超音波探触子から超音波を所定周期で送
信し、それを板波超音波として前記被探傷材のエッジ側
へ伝播させ、各反射波を受信して探傷信号を得、該探傷
信号に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する方法におい
て、超音波の送信周期毎に得られた各探傷信号を、前記
被探傷材の幅方向及び搬送方向を座標軸とする２次元探
傷信号に変換し、該２次元探傷信号に基づいて２次元探
傷画像を形成し、該２次元探傷画像に基づいて前記被探
傷材のエッジに係る信号の像及び前記超音波探触子近傍
の乱反射に係る信号の像を弁別し、両信号の像以外の像
について、その像に係る探傷信号の強度と予め定めた閾
値とに基づいて欠陥であるか否かを判断することを特徴
とする。
波探傷方法は、長手方向に搬送される被探傷材の所定の
位置に配置した超音波探触子から超音波を所定周期で送
信し、それを板波超音波として前記被探傷材のエッジ側
へ伝播させ、各反射波を受信して探傷信号を得、該探傷
信号に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する方法におい
て、超音波の送信周期毎に得られた各探傷信号を、前記
被探傷材の幅方向及び搬送方向を座標軸とする２次元探
傷信号に変換し、該２次元探傷信号に基づいて２次元探
傷画像を形成し、該２次元探傷画像に基づいて前記被探
傷材のエッジに係る信号の像及び前記超音波探触子近傍
の乱反射に係る信号の像を弁別し、両信号の像以外の像
について、その像に係る探傷信号の強度と予め定めた閾
値とに基づいて欠陥であるか否かを判断することを特徴
とする。
【００１５】第２発明に係る板波超音波探傷方法は、第
１発明において、更に、欠陥であると判断された場合、
欠陥であると判断された像と前記被探傷材のエッジに係
る信号の像との間の距離に基づいて、欠陥の位置を求め
ることを特徴とする。
１発明において、更に、欠陥であると判断された場合、
欠陥であると判断された像と前記被探傷材のエッジに係
る信号の像との間の距離に基づいて、欠陥の位置を求め
ることを特徴とする。
【００１６】第３発明に係る板波超音波探傷装置は、長
手方向に搬送される被探傷材の所定の位置に配置した超
音波探触子から超音波を所定周期で送信し、それを板波
超音波として前記被探傷材のエッジ側へ伝播させ、各反
射波を受信して探傷信号を得、該探傷信号に基づいて被
探傷材の欠陥を探傷する装置において、超音波の送信周
期毎に得られた各探傷信号を、前記被探傷材の幅方向及
び搬送方向を座標軸とする２次元探傷信号に変換する手
段と、該２次元探傷信号に基づいて２次元探傷画像を形
成する手段と、該２次元探傷画像に基づいて前記被探傷
材のエッジに係る信号の像及び前記超音波探触子近傍の
乱反射に基づく信号の像を弁別する手段と、両信号の像
以外の像について、その像に係る探傷信号の強度と予め
定めた閾値とに基づいて欠陥であるか否かを判断する手
段とを備えることを特徴とする。
手方向に搬送される被探傷材の所定の位置に配置した超
音波探触子から超音波を所定周期で送信し、それを板波
超音波として前記被探傷材のエッジ側へ伝播させ、各反
射波を受信して探傷信号を得、該探傷信号に基づいて被
探傷材の欠陥を探傷する装置において、超音波の送信周
期毎に得られた各探傷信号を、前記被探傷材の幅方向及
び搬送方向を座標軸とする２次元探傷信号に変換する手
段と、該２次元探傷信号に基づいて２次元探傷画像を形
成する手段と、該２次元探傷画像に基づいて前記被探傷
材のエッジに係る信号の像及び前記超音波探触子近傍の
乱反射に基づく信号の像を弁別する手段と、両信号の像
以外の像について、その像に係る探傷信号の強度と予め
定めた閾値とに基づいて欠陥であるか否かを判断する手
段とを備えることを特徴とする。
【００１７】第４発明に係る板波超音波探傷装置は、第
３発明において、更に、欠陥であると判断された場合、
欠陥であると判断された像と前記被探傷材のエッジに基
づく信号の像との間の距離を算出する手段と、算出され
た距離に基づいて欠陥の位置を求める手段とを備えるこ
とを特徴とする。
３発明において、更に、欠陥であると判断された場合、
欠陥であると判断された像と前記被探傷材のエッジに基
づく信号の像との間の距離を算出する手段と、算出され
た距離に基づいて欠陥の位置を求める手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【００１８】
【作用】第１及び第３発明にあっては、その長手方向に
搬送される帯状の被探傷材の所定の位置からエッジ側へ
板波超音波を所定周期で伝播させ、その反射波を受信し
て得た各探傷信号を用いて、被探傷材の搬送方向を座標
軸とする２次元探傷信号に変換する。そして２次元探傷
信号において、適宜強度の信号領域を特定することによ
って２次元探傷画像を形成する。この２次元探傷画像に
あっては、被探傷材のエッジに係る信号の像及び前記超
音波探触子近傍の乱反射に係る信号の像は、２次元探傷
画像の両端の位置に被探傷材の搬送方向に長い帯状の像
となるため、その長さ，面積，像のパターン等に基づい
てこれらの像を弁別する。そして、弁別された像以外の
像に係る信号強度が予め定めた閾値以上であった場合に
欠陥であると判断する。これによって、被探傷材に蛇行
が生じても欠陥の誤検出及び見逃しはほとんど生じな
い。
搬送される帯状の被探傷材の所定の位置からエッジ側へ
板波超音波を所定周期で伝播させ、その反射波を受信し
て得た各探傷信号を用いて、被探傷材の搬送方向を座標
軸とする２次元探傷信号に変換する。そして２次元探傷
信号において、適宜強度の信号領域を特定することによ
って２次元探傷画像を形成する。この２次元探傷画像に
あっては、被探傷材のエッジに係る信号の像及び前記超
音波探触子近傍の乱反射に係る信号の像は、２次元探傷
画像の両端の位置に被探傷材の搬送方向に長い帯状の像
となるため、その長さ，面積，像のパターン等に基づい
てこれらの像を弁別する。そして、弁別された像以外の
像に係る信号強度が予め定めた閾値以上であった場合に
欠陥であると判断する。これによって、被探傷材に蛇行
が生じても欠陥の誤検出及び見逃しはほとんど生じな
い。
【００１９】また第２及び第４発明にあっては、欠陥で
あると判断された場合、２次元探傷画像において欠陥で
あると判断された像と被探傷材のエッジに係る信号の像
との間の距離を算出して、該欠陥の被探傷材の幅方向の
位置を求める。また欠陥の像に係る超音波の送信タイミ
ング及び被探傷材の搬送速度等に基づいて、前記欠陥の
被探傷材の長手方向の位置を求め、前記幅方向の位置と
合わせて、被探傷材における当該欠陥の位置を求める。
あると判断された場合、２次元探傷画像において欠陥で
あると判断された像と被探傷材のエッジに係る信号の像
との間の距離を算出して、該欠陥の被探傷材の幅方向の
位置を求める。また欠陥の像に係る超音波の送信タイミ
ング及び被探傷材の搬送速度等に基づいて、前記欠陥の
被探傷材の長手方向の位置を求め、前記幅方向の位置と
合わせて、被探傷材における当該欠陥の位置を求める。
【００２０】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る板波超音波探
傷装置の構成を示すブロック図であり、図中11はタイヤ
探触子である。タイヤ探触子11は矢符方向に搬送される
帯状の被探傷材Ｓの一方のエッジ部Ｅ上に転接させてあ
る。タイヤ探触子11にはパルサ２から電圧が印加される
ようになっており、パルサ２はパルスタイミングコント
ローラ３からのパルス信号によって電圧を印加する周期
が制御されている。そしてタイヤ探触子11は印加された
電圧によって励振され、被探傷材Ｓの他方のエッジ部Ｅ
へ超音波を送信しその反射波を受信する。
て具体的に説明する。図１は本発明に係る板波超音波探
傷装置の構成を示すブロック図であり、図中11はタイヤ
探触子である。タイヤ探触子11は矢符方向に搬送される
帯状の被探傷材Ｓの一方のエッジ部Ｅ上に転接させてあ
る。タイヤ探触子11にはパルサ２から電圧が印加される
ようになっており、パルサ２はパルスタイミングコント
ローラ３からのパルス信号によって電圧を印加する周期
が制御されている。そしてタイヤ探触子11は印加された
電圧によって励振され、被探傷材Ｓの他方のエッジ部Ｅ
へ超音波を送信しその反射波を受信する。
【００２１】タイヤ探触子11が探傷受信した信号は信号
増幅器４にて増幅された後、所定の通過周波数領域を有
するバンドパスフィルタ５に入力されてノイズ成分が除
去される。バンドパスフィルタ５を通過した信号はアナ
ログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器６によってディジタ
ル信号に変換されてマッピングメモリ７に与えられる。
マッピングメモリ７には前述したパルスタイミングコン
トローラ３からパルス信号も与えられるようになってお
り、マッピングメモリ７はパルスタイミングコントロー
ラ３から与えられたパルス信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換
器６から与えられた探傷信号の２次元化を行う。
増幅器４にて増幅された後、所定の通過周波数領域を有
するバンドパスフィルタ５に入力されてノイズ成分が除
去される。バンドパスフィルタ５を通過した信号はアナ
ログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器６によってディジタ
ル信号に変換されてマッピングメモリ７に与えられる。
マッピングメモリ７には前述したパルスタイミングコン
トローラ３からパルス信号も与えられるようになってお
り、マッピングメモリ７はパルスタイミングコントロー
ラ３から与えられたパルス信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換
器６から与えられた探傷信号の２次元化を行う。
【００２２】図２はマッピングメモリ７に与えられる信
号の波形図であり、図３はマッピングメモリ７によって
２次元化された探傷信号の波形図である。マッピングメ
モリには、図２（ａ）の如く、パルスタイミングコント
ローラからのパルス信号と、（ｂ）の如く、各パルス信
号のタイミングで被探傷材の幅方向に伝播される板波超
音波によって探傷された探傷信号とが与えられる。この
探傷信号をパルス信号毎に分割すると、被探傷材の搬送
方向の順に該被探傷材の幅方向毎の探傷信号が得られ
る。そして、各探傷信号をｘ軸が被探傷材の板幅方向，
ｙ軸が被探傷材の搬送方向，ｚ軸が信号強度である座標
軸上に、被探傷材の搬送方向の順に配列して２次元化す
ると、図３のようになる。両図中、ＲE はタイヤ探触子
近傍の乱反射による信号であり、ＫE は欠陥による信号
であり、ＴE は被探傷材の他端エッジ部による信号であ
る。
号の波形図であり、図３はマッピングメモリ７によって
２次元化された探傷信号の波形図である。マッピングメ
モリには、図２（ａ）の如く、パルスタイミングコント
ローラからのパルス信号と、（ｂ）の如く、各パルス信
号のタイミングで被探傷材の幅方向に伝播される板波超
音波によって探傷された探傷信号とが与えられる。この
探傷信号をパルス信号毎に分割すると、被探傷材の搬送
方向の順に該被探傷材の幅方向毎の探傷信号が得られ
る。そして、各探傷信号をｘ軸が被探傷材の板幅方向，
ｙ軸が被探傷材の搬送方向，ｚ軸が信号強度である座標
軸上に、被探傷材の搬送方向の順に配列して２次元化す
ると、図３のようになる。両図中、ＲE はタイヤ探触子
近傍の乱反射による信号であり、ＫE は欠陥による信号
であり、ＴE は被探傷材の他端エッジ部による信号であ
る。
【００２３】マッピングメモリ７内に２次元化された探
傷信号は、中央演算装置（ＣＰＵ）９によって、同程度
の信号強度である領域をそれに対応した階調の濃淡で示
す２次元探傷画像に変換されて画像メモリ８に記憶され
る。
傷信号は、中央演算装置（ＣＰＵ）９によって、同程度
の信号強度である領域をそれに対応した階調の濃淡で示
す２次元探傷画像に変換されて画像メモリ８に記憶され
る。
【００２４】図４は画像メモリ８に記憶された２次元探
傷画像図であり、等高線表示を行った場合について示し
てある。図４において縦軸は被探傷材の搬送方向であ
り、横軸は被探傷材の幅方向である。図４の如く、２次
元探傷画像の両端にはタイヤ探触子近傍の乱反射による
像ＲP 及び被探傷材の他方のエッジ部による像ＴP が、
縦に帯状に形成されている。そして両像の間に欠陥によ
るものと思われる島状の複数の像ＫP が形成されてい
る。
傷画像図であり、等高線表示を行った場合について示し
てある。図４において縦軸は被探傷材の搬送方向であ
り、横軸は被探傷材の幅方向である。図４の如く、２次
元探傷画像の両端にはタイヤ探触子近傍の乱反射による
像ＲP 及び被探傷材の他方のエッジ部による像ＴP が、
縦に帯状に形成されている。そして両像の間に欠陥によ
るものと思われる島状の複数の像ＫP が形成されてい
る。
【００２５】ＣＰＵ９は、画像メモリ８に記憶された２
次元探傷画像を予め定めた閾値を用いて２値化し、２値
化後の画像に基づいて、タイヤ探触子近傍の乱反射によ
る像ＲP 及び被探傷材の他端エッジ部の像ＴP と、それ
以外の信号の像ＫP とを弁別する。ＣＰＵ９は、弁別し
たタイヤ探触子の乱反射の像ＲP 及び被探傷材の他端エ
ッジ部の像ＴP を２次元探傷画像から一時除去し、除去
後に像が存在していた場合、その像は欠陥によるもので
あると判断する。欠陥であると判断された像Ｋ P は、該
像ＫP と他端エッジ部の像ＴP との距離が算出されて、
該像ＫP の被探傷材の幅方向の位置が求められる。また
欠陥の像に係る超音波の送信タイミング及び被探傷材の
搬送速度等に基づいて、前記欠陥の被探傷材の搬送方向
の位置を求め、前記幅方向の位置と合わせて、被探傷材
における当該欠陥の位置を求める。
次元探傷画像を予め定めた閾値を用いて２値化し、２値
化後の画像に基づいて、タイヤ探触子近傍の乱反射によ
る像ＲP 及び被探傷材の他端エッジ部の像ＴP と、それ
以外の信号の像ＫP とを弁別する。ＣＰＵ９は、弁別し
たタイヤ探触子の乱反射の像ＲP 及び被探傷材の他端エ
ッジ部の像ＴP を２次元探傷画像から一時除去し、除去
後に像が存在していた場合、その像は欠陥によるもので
あると判断する。欠陥であると判断された像Ｋ P は、該
像ＫP と他端エッジ部の像ＴP との距離が算出されて、
該像ＫP の被探傷材の幅方向の位置が求められる。また
欠陥の像に係る超音波の送信タイミング及び被探傷材の
搬送速度等に基づいて、前記欠陥の被探傷材の搬送方向
の位置を求め、前記幅方向の位置と合わせて、被探傷材
における当該欠陥の位置を求める。
【００２６】図５は欠陥検出手順の一例を示すフローチ
ャートである。画像メモリに記憶された２次元探傷画像
を予め定めた閾値を用いて２値化し（ステップＳ１）
て、ノイズ等による像を除去する。２値化後、像に穴が
生じた場合は、その像について穴埋め処理を施す（ステ
ップＳ２）。
ャートである。画像メモリに記憶された２次元探傷画像
を予め定めた閾値を用いて２値化し（ステップＳ１）
て、ノイズ等による像を除去する。２値化後、像に穴が
生じた場合は、その像について穴埋め処理を施す（ステ
ップＳ２）。
【００２７】図６は２値化によって穴が生じた像及び穴
埋め処理後の像を示す模式図である。図６（ａ）の如
く、像の内部に閾値よりレベルが低い部分が存在する
と、その部分は２値化によって穴となり、該穴は弁別誤
差の原因となる。そこで、図６（ｂ）の如く、穴が生じ
た部分にそれと同じ形状の像を形成して穴埋め処理を行
う。
埋め処理後の像を示す模式図である。図６（ａ）の如
く、像の内部に閾値よりレベルが低い部分が存在する
と、その部分は２値化によって穴となり、該穴は弁別誤
差の原因となる。そこで、図６（ｂ）の如く、穴が生じ
た部分にそれと同じ形状の像を形成して穴埋め処理を行
う。
【００２８】穴埋め処理が終了すると、各像それぞれに
ついて、像に外接する外接長方形を描き、該外接長方形
に基づいて各像の長さ，幅，重心座標を求める（ステッ
プＳ３）。そして、重心座標が２次元探傷画像の両端で
あり、長さ及び／又は幅が所定値以上であった場合、タ
イヤ探触子近傍の乱反射による像及び被探傷材のエッジ
部の像であると弁別し（ステップＳ４）て、それらの像
を２次元探傷画像から一時除去し（ステップＳ５）、除
去後に像が存在していた場合、その像は欠陥によるもの
であると判断する（ステップＳ６）。
ついて、像に外接する外接長方形を描き、該外接長方形
に基づいて各像の長さ，幅，重心座標を求める（ステッ
プＳ３）。そして、重心座標が２次元探傷画像の両端で
あり、長さ及び／又は幅が所定値以上であった場合、タ
イヤ探触子近傍の乱反射による像及び被探傷材のエッジ
部の像であると弁別し（ステップＳ４）て、それらの像
を２次元探傷画像から一時除去し（ステップＳ５）、除
去後に像が存在していた場合、その像は欠陥によるもの
であると判断する（ステップＳ６）。
【００２９】そして、欠陥であると判断された像につい
て、該像とエッジ部の像との距離を算出し（ステップＳ
７）て、欠陥の被探傷材の幅方向の位置が求められる。
また欠陥の像に係る超音波の送信タイミング及び被探傷
材の搬送速度等に基づいて、前記欠陥の被探傷材の搬送
方向の位置を求め、前記幅方向の位置と合わせて、被探
傷材における当該欠陥の位置を求める（ステップＳ
８）。
て、該像とエッジ部の像との距離を算出し（ステップＳ
７）て、欠陥の被探傷材の幅方向の位置が求められる。
また欠陥の像に係る超音波の送信タイミング及び被探傷
材の搬送速度等に基づいて、前記欠陥の被探傷材の搬送
方向の位置を求め、前記幅方向の位置と合わせて、被探
傷材における当該欠陥の位置を求める（ステップＳ
８）。
【００３０】なお、本実施例では像の長さ，幅，重心座
標に基づいて弁別を行ったが、本発明はこれに限らず、
２値化後の画像を高速フーリエ変換し、これと、タイヤ
探触子近傍の乱反射による信号の像及び被探傷材のエッ
ジ部による信号の像複数を予め高速フーリエ変換した基
準パターンとをパターンマッチングし、フーリエ位相相
関処理によってタイヤ探触子近傍の乱反射による信号の
像及び被探傷材のエッジ部による信号の像のみを抽出す
ることによって弁別を行うことも可能である。また、所
定長さ，又は所定面積以上である像がタイヤ探触子近傍
の乱反射による信号の像及び被探傷材のエッジ部による
信号の像であるとして弁別を行うこともできる。更に、
それらの像は２次元探傷画像内を縦断するという形状特
徴に基づいて弁別することもできる。
標に基づいて弁別を行ったが、本発明はこれに限らず、
２値化後の画像を高速フーリエ変換し、これと、タイヤ
探触子近傍の乱反射による信号の像及び被探傷材のエッ
ジ部による信号の像複数を予め高速フーリエ変換した基
準パターンとをパターンマッチングし、フーリエ位相相
関処理によってタイヤ探触子近傍の乱反射による信号の
像及び被探傷材のエッジ部による信号の像のみを抽出す
ることによって弁別を行うことも可能である。また、所
定長さ，又は所定面積以上である像がタイヤ探触子近傍
の乱反射による信号の像及び被探傷材のエッジ部による
信号の像であるとして弁別を行うこともできる。更に、
それらの像は２次元探傷画像内を縦断するという形状特
徴に基づいて弁別することもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述した如く第１及び第３発明にあ
っては、被探傷材に蛇行が生じても欠陥の誤検出及び見
逃しがほとんど生じず、板波超音波探傷が高精度に実施
されることによって、製品の信頼性が向上する。
っては、被探傷材に蛇行が生じても欠陥の誤検出及び見
逃しがほとんど生じず、板波超音波探傷が高精度に実施
されることによって、製品の信頼性が向上する。
【００３２】また第２及び第４発明にあっては、欠陥の
存在位置を正確に求めることができるため、この情報に
基づいて欠陥の発生原因の解明を高精度に行うことがで
き、製品の品質向上に寄与し得る等、本発明は優れた効
果を奏する。
存在位置を正確に求めることができるため、この情報に
基づいて欠陥の発生原因の解明を高精度に行うことがで
き、製品の品質向上に寄与し得る等、本発明は優れた効
果を奏する。
【図１】本発明に係る板波超音波探傷装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】マッピングメモリに与えられる信号の波形図で
ある。
ある。
【図３】マッピングメモリによって２次元化された探傷
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図４】画像メモリに記憶された２次元探傷画像図であ
る。
る。
【図５】欠陥検出手順の一例を示すフローチャートであ
る。
る。
【図６】２値化によって穴が生じた像及び穴埋め処理後
の像を示す模式図である。
の像を示す模式図である。
【図７】タイヤ探触子の使用態様を示す模式的断面図で
ある。
ある。
【図８】板波超音波探傷による探傷信号の一例を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図９】タイヤ探触子によって被探傷材を探傷している
状態を示す平面図である。
状態を示す平面図である。
【図１０】蛇行が生じた場合の探傷信号を示すグラフで
ある。
ある。
【図１１】蛇行が生じた場合の探傷信号を示すグラフで
ある。
ある。
２ パルサ ３ パルスタイミングコントローラ ７ マッピングメモリ ８ 画像メモリ ９ 中央演算装置 １１ タイヤ探触子 Ｓ 被探傷材 Ｅ エッジ部
Claims (4)
- 【請求項１】 長手方向に搬送される被探傷材の所定の
位置に配置した超音波探触子から超音波を所定周期で送
信し、それを板波超音波として前記被探傷材のエッジ側
へ伝播させ、各反射波を受信して探傷信号を得、該探傷
信号に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する方法におい
て、 超音波の送信周期毎に得られた各探傷信号を、前記被探
傷材の幅方向及び搬送方向を座標軸とする２次元探傷信
号に変換し、該２次元探傷信号に基づいて２次元探傷画
像を形成し、該２次元探傷画像に基づいて前記被探傷材
のエッジに係る信号の像及び前記超音波探触子近傍の乱
反射に係る信号の像を弁別し、両信号の像以外の像につ
いて、その像に係る探傷信号の強度と予め定めた閾値と
に基づいて欠陥であるか否かを判断することを特徴とす
る板波超音波探傷方法。 - 【請求項２】 更に、欠陥であると判断された場合、欠
陥であると判断された像と前記被探傷材のエッジに係る
信号の像との間の距離に基づいて、欠陥の位置を求める
請求項１記載の板波超音波探傷方法。 - 【請求項３】 長手方向に搬送される被探傷材の所定の
位置に配置した超音波探触子から超音波を所定周期で送
信し、それを板波超音波として前記被探傷材のエッジ側
へ伝播させ、各反射波を受信して探傷信号を得、該探傷
信号に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する装置におい
て、 超音波の送信周期毎に得られた各探傷信号を、前記被探
傷材の幅方向及び搬送方向を座標軸とする２次元探傷信
号に変換する手段と、該２次元探傷信号に基づいて２次
元探傷画像を形成する手段と、該２次元探傷画像に基づ
いて前記被探傷材のエッジに係る信号の像及び前記超音
波探触子近傍の乱反射に基づく信号の像を弁別する手段
と、両信号の像以外の像について、その像に係る探傷信
号の強度と予め定めた閾値とに基づいて欠陥であるか否
かを判断する手段とを備えることを特徴とする板波超音
波探傷装置。 - 【請求項４】 更に、欠陥であると判断された場合、欠
陥であると判断された像と前記被探傷材のエッジに基づ
く信号の像との間の距離を算出する手段と、算出された
距離に基づいて欠陥の位置を求める手段とを備える請求
項３記載の板波超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245663A JP2932947B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 板波超音波探傷方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245663A JP2932947B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 板波超音波探傷方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110324A JPH08110324A (ja) | 1996-04-30 |
| JP2932947B2 true JP2932947B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=17136973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6245663A Expired - Fee Related JP2932947B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 板波超音波探傷方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932947B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP6245663A patent/JP2932947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110324A (ja) | 1996-04-30 |
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