JP3189463B2 - Ultrasonic flaw detector and its probe - Google Patents

Ultrasonic flaw detector and its probe

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JP3189463B2
JP3189463B2 JP02880493A JP2880493A JP3189463B2 JP 3189463 B2 JP3189463 B2 JP 3189463B2 JP 02880493 A JP02880493 A JP 02880493A JP 2880493 A JP2880493 A JP 2880493A JP 3189463 B2 JP3189463 B2 JP 3189463B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波探傷器に関し、
特に、試料の欠陥を超音波ビームにより探査する超音波
探傷器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic flaw detector,
In particular, the present invention relates to an ultrasonic flaw detector for detecting a defect of a sample by an ultrasonic beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属材料の内部や溶接部等における損傷
及び欠陥を探査するために超音波探傷器が使用されてい
る。この超音波探傷器は、一般に、試料の探査面に超音
波ビームを送受波するための圧電振動子等が内蔵された
探触子と、この探触子に接続され送受波用の信号を送受
波するための探査装置本体と、探査結果を表示するモニ
タ等から構成されている。この超音波探傷器では、探触
子から試料に超音波を送波し、試料内部から反射してく
る超音波エコー信号を得てこれを演算処理することによ
り、試料の欠陥を探査するものである。
2. Description of the Related Art An ultrasonic flaw detector is used for detecting damages and defects inside a metal material or a welded portion. In general, the ultrasonic flaw detector includes a probe having a built-in piezoelectric vibrator for transmitting and receiving an ultrasonic beam on a surface to be detected of a sample, and transmitting and receiving signals for transmitting and receiving signals connected to the probe. It is composed of a search device main body for wave, a monitor for displaying a search result, and the like. This ultrasonic flaw detector transmits ultrasonic waves from the probe to the sample, obtains ultrasonic echo signals reflected from the inside of the sample, and performs arithmetic processing on the signals to search for defects in the sample. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般に超音波探傷器で
は、探触子と試料との間における超音波の送受波が効率
良く行われるように、試料の探査面に対して探触子から
の超音波ビームが垂直に照射される必要がある。これに
より、良好な感度を一定に保ちながら探査精度を上げる
ことができる。
Generally, in an ultrasonic flaw detector, a probe from a probe is applied to a probe surface of a sample so that ultrasonic waves can be efficiently transmitted and received between the probe and the sample. The ultrasonic beam needs to be irradiated vertically. As a result, the search accuracy can be increased while maintaining good sensitivity at a constant level.

【0004】そこで、試料の探査面の表面形状が平坦で
ない場合、探触子の走査に伴って常に超音波ビームが探
査面に対して垂直に当たるように、試料の表面形状に対
応して探触子の角度制御データを予めをティーチングし
ておく必要がある。しかし、ティーチング作業は面倒で
時間がかかり、しかもティーチング時と実測時とで試料
の位置が変わると正確な探査を行うことができない。
Therefore, when the surface shape of the search surface of the sample is not flat, the probe is probed in accordance with the surface shape of the sample so that the ultrasonic beam always hits the search surface perpendicularly with the scanning of the probe. It is necessary to teach child angle control data in advance. However, the teaching operation is troublesome and time-consuming, and if the position of the sample changes between teaching and actual measurement, accurate exploration cannot be performed.

【0005】本発明の目的は、容易に高精度の探傷を行
うことができるようにすることにある。
An object of the present invention is to enable easy and high-accuracy flaw detection.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る超音波
探傷器は、試料の欠陥を超音波ビームにより探査するた
めのものであり、送受波手段と送受信手段と表示手段と
判断手段と角度制御手段とを備えている。前記送受波手
段は、送受波角度が可変であり、試料の探査用の超音波
ビームを送受波する主送受波部と、主送受波部の周囲に
密着して均等に配置されるとともに超音波ビームの送受
波角度を計測するための超音波ビームを送受波する4つ
の副送受波部とを有する手段である。前記送受信手段
は、送受波手段に超音波ビーム送波用の駆動信号を与え
るとともに、送受波手段からの反射信号を処理する手段
である。前記表示手段は、送受信手段での処理結果を表
示する手段である。前記判断手段は、送受信手段での処
理結果を基に、送受波手段から送波される超音波ビーム
の試料の探査面に対する角度が垂直か否かを判断する手
段である。前記角度制御手段は、判断手段の結果に基づ
いて送受波手段から送波される超音波ビームの試料に対
する送受波角度を制御する手段である。
SUMMARY OF THE INVENTION An ultrasonic flaw detector according to a first aspect of the present invention is for detecting a defect in a sample by an ultrasonic beam. Angle control means. The transmitting and receiving means has a variable transmitting and receiving angle, a main transmitting and receiving unit for transmitting and receiving an ultrasonic beam for searching for a sample, and an ultrasonic wave, which is disposed in close contact with the main transmitting and receiving unit and is uniformly arranged. Means for transmitting and receiving an ultrasonic beam for measuring a beam transmission / reception angle. The transmitting / receiving means is a means for supplying a driving signal for transmitting an ultrasonic beam to the transmitting / receiving means and for processing a reflected signal from the transmitting / receiving means. The display means is means for displaying a processing result of the transmission / reception means. The judging means is means for judging whether or not the angle of the ultrasonic beam transmitted from the transmitting and receiving means is perpendicular to the search surface of the sample based on the processing result of the transmitting and receiving means. The angle control unit is a unit that controls a transmission / reception angle of the ultrasonic beam transmitted from the transmission / reception unit with respect to the sample based on a result of the determination unit.

【0007】第2の発明に係る超音波探傷器用探触子
は、試料の欠陥を超音波ビームにより探査するための超
音波探傷器に用いられる探触子であり、試料の探査用の
超音波ビームを送受波する主送受波部と、主送受波部の
周囲に密着して均等に配置され、試料の探査中に超音波
ビームの送受波角度を計測するための超音波ビームを送
受波する4つの副送受波部とを備えている。
A probe for an ultrasonic flaw detector according to a second aspect of the present invention is a probe used for an ultrasonic flaw detector for detecting a defect of a sample by an ultrasonic beam. A main transmitting / receiving section for transmitting and receiving a beam, and an ultrasonic beam for measuring the transmitting / receiving angle of the ultrasonic beam while the sample is being explored, which is arranged evenly in close contact with the main transmitting / receiving section. And four sub transmitting / receiving sections.

【0008】[0008]

【作用】第1の発明に係る超音波探傷器では、試料の探
査中に、送受信手段からの駆動信号により送受波手段が
駆動され、この送受波手段の主送受波部から試料に対し
て超音波ビームが送波される。試料からの反射超音波ビ
ームは送受波手段の主送受波部で受波され、送受信手段
によって処理される。処理結果としての探査情報は、表
示手段によってCRT等のモニタに表示される。
In the ultrasonic flaw detector according to the first aspect of the present invention, the transmitting and receiving means is driven by the driving signal from the transmitting and receiving means during the search of the sample, and the ultrasonic transmitting and receiving means of the transmitting and receiving means transmits the ultrasonic wave to the sample. A sound beam is transmitted. The reflected ultrasonic beam from the sample is received by the main transmitting / receiving section of the transmitting / receiving means and processed by the transmitting / receiving means. The search information as the processing result is displayed on a monitor such as a CRT by the display means.

【0009】ここで、試料の探査面が平面でない場合に
は、探査面の角度に応じて送受波手段からの超音波ビー
ムの送受角度を制御する必要がある。そこで、まず、判
断手段により、送受信手段での処理結果を基に超音波ビ
ームの試料の探査面に対する角度が判断される。このと
き、前記角度が垂直でないと判断されると、超音波ビー
ムの試料に対する送受波角度が垂直になるように角度制
御手段により制御される。この角度制御動作において、
角度制御手段は、送受波手段の4つの副送受波部からの
超音波ビームに基づいて送受波角度の制御を行う。
Here, when the search surface of the sample is not flat, it is necessary to control the angle of transmission and reception of the ultrasonic beam from the wave transmitting and receiving means according to the angle of the search surface. Therefore, first, the angle of the ultrasonic beam with respect to the search surface of the sample is determined by the determination unit based on the processing result of the transmission / reception unit. At this time, if it is determined that the angle is not vertical, the angle control unit controls the transmission and reception angle of the ultrasonic beam with respect to the sample to be vertical. In this angle control operation,
The angle control means controls the transmission / reception angle based on the ultrasonic beams from the four sub-transmission / reception units of the transmission / reception means.

【0010】このように、試料の探査を行いながら自動
的に超音波ビームの送受波角度が制御されるので、ティ
ーチング等の面倒な作業をすることなしに、常に超音波
ビームの角度を探査面に垂直にでき、容易に精度の良い
探査を行うことができる。第2の発明に係る超音波探傷
器用探触子では、主送受波部から超音波ビームが送波さ
れ、試料の探査が行われる。また、試料の探査中に、4
つの副送受波部から超音波ビームが送受波され超音波ビ
ームの試料に対する送受波角度を計測する。
As described above, since the transmission and reception angle of the ultrasonic beam is automatically controlled while the sample is being searched, the angle of the ultrasonic beam can always be determined without any troublesome work such as teaching. , And it is possible to easily perform accurate exploration. In the probe for an ultrasonic flaw detector according to the second invention, an ultrasonic beam is transmitted from the main transmitting / receiving section, and the specimen is searched. During the exploration of the sample,
An ultrasonic beam is transmitted and received from the two sub-transmission / reception units, and a transmission / reception angle of the ultrasonic beam with respect to the sample is measured.

【0011】このような探触子を用いることにより、簡
単な構成で超音波ビームの試料の探査面に対する角度を
測定することが可能となる。
By using such a probe, it is possible to measure the angle of the ultrasonic beam with respect to the search surface of the sample with a simple configuration.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明の一実施例による超音波探傷器
の概略ブロック図である。この超音波探傷器は、探傷器
本体1と、探触子装置2及びその保持部6を含むスキャ
ナー3とを有している。スキャナー3は、試料4が収納
される水槽5の上部に取り付けられている。
1 is a schematic block diagram of an ultrasonic flaw detector according to one embodiment of the present invention. This ultrasonic flaw detector has a flaw detector main body 1 and a scanner 3 including a probe device 2 and a holder 6 thereof. The scanner 3 is attached to an upper part of a water tank 5 in which a sample 4 is stored.

【0013】探触子装置2は探触子保持部6により保持
されている。探触子保持部6は、円筒フレーム6aと、
円筒フレーム6aの下端部にA軸方向に回動自在に装着
された上フレーム6bと、上フレーム6bの下端にB軸
方向に回動自在に装着された下フレーム6cとを有して
いる。なお、円筒フレーム6aは、図6に示すように、
外筒部材7と、この外筒部材7の内部を貫通する内筒部
材8とを有している。また、探触子装置2は、X軸駆動
機構10、Y軸駆動機構11、Z軸駆動機構12、R軸
駆動機構13、A軸駆動機構14、B軸駆動機構15に
よって各方向に移動させられ、超音波ビームの送受波角
度を制御可能である。ここで、X軸駆動機構10は探触
子装置2をX軸方向(図2参照)に移動させるための機
構であり、Y軸駆動機構11は探触子装置2をX軸と直
交するY軸方向に移動させるための機構である。また、
Z軸駆動機構12は探触子装置2を上下方向に移動させ
るための機構であり、R軸駆動機構13は探触子装置2
をZ軸を中心として回転させるための機構である。さら
に、A軸駆動機構14及びB軸駆動機構15は、それぞ
れ上フレーム6b及び下フレーム6cをA軸、B軸方向
に回動させるための機構である。
The probe device 2 is held by a probe holder 6. The probe holder 6 includes a cylindrical frame 6a,
An upper frame 6b is attached to the lower end of the cylindrical frame 6a so as to be rotatable in the A-axis direction, and a lower frame 6c is attached to the lower end of the upper frame 6b so as to be rotatable in the B-axis direction. The cylindrical frame 6a is, as shown in FIG.
It has an outer cylinder member 7 and an inner cylinder member 8 penetrating inside the outer cylinder member 7. The probe device 2 is moved in each direction by an X-axis drive mechanism 10, a Y-axis drive mechanism 11, a Z-axis drive mechanism 12, an R-axis drive mechanism 13, an A-axis drive mechanism 14, and a B-axis drive mechanism 15. The transmission and reception angles of the ultrasonic beam can be controlled. Here, the X-axis drive mechanism 10 is a mechanism for moving the probe device 2 in the X-axis direction (see FIG. 2), and the Y-axis drive mechanism 11 is for moving the probe device 2 in the Y direction orthogonal to the X axis. This is a mechanism for moving in the axial direction. Also,
The Z-axis drive mechanism 12 is a mechanism for moving the probe device 2 in the vertical direction, and the R-axis drive mechanism 13 is a mechanism for moving the probe device 2.
Is a mechanism for rotating about the Z axis. Further, the A-axis drive mechanism 14 and the B-axis drive mechanism 15 are mechanisms for rotating the upper frame 6b and the lower frame 6c in the A-axis and B-axis directions, respectively.

【0014】図2〜図6において、X軸駆動機構10
は、水槽5の上部においてX軸方向両端に配置された1
対のフレーム20a,20bと、1対のフレーム20
a,20bの両端部にX軸方向に沿って配置された1対
のガイドロッド21a,21bと、一方のガイドロッド
21aに近接しかつ当該ロッド21aと平行に配置され
たX方向ねじ軸22と、X方向ねじ軸22を回転するた
めのX軸モータ23とを有している。1対のガイドロッ
ド21a,21bには、それぞれリテーナ24a,24
bが移動自在に装着されている。一方のリテーナ24a
にはナット25が固定されており、ナット25はX方向
ねじ軸22に螺合している。
In FIG. 2 to FIG.
Are arranged at both ends in the X-axis direction in the upper part of the water tank 5.
A pair of frames 20a and 20b and a pair of frames 20
a pair of guide rods 21a and 21b arranged at both ends of the a and 20b along the X-axis direction, and an X-direction screw shaft 22 arranged close to and parallel to one of the guide rods 21a. , And an X-axis motor 23 for rotating the X-direction screw shaft 22. The pair of guide rods 21a and 21b are respectively provided with retainers 24a and 24a.
b is movably mounted. One retainer 24a
, A nut 25 is fixed, and the nut 25 is screwed to the X-direction screw shaft 22.

【0015】Y軸駆動機構11は、1対のリテーナ24
a,24b間にY軸方向に沿って設けられたガイドロッ
ド26と、同様に1対のリテーナ24a,24b間にガ
イドロッド26と平行に設けられたY方向ねじ軸27
と、Y方向ねじ軸27を回転するためのY軸モータ28
とを有している。ガイドロッド26にはリテーナ29が
Y軸方向に移動自在に装着されており、リテーナ29の
一部にはY方向ねじ軸27に螺合するナット部29aが
形成されている。
The Y-axis drive mechanism 11 includes a pair of retainers 24.
a, 24b along a Y-axis direction, and a Y-direction screw shaft 27 similarly provided between a pair of retainers 24a, 24b in parallel with the guide rod 26.
And a Y-axis motor 28 for rotating the Y-direction screw shaft 27
And A retainer 29 is attached to the guide rod 26 so as to be movable in the Y-axis direction, and a nut portion 29 a screwed to the Y-direction screw shaft 27 is formed in a part of the retainer 29.

【0016】Z軸駆動機構12は、リテーナ29の上部
に装着されたZ軸モータ30と、モータ30によって回
転させられるウォーム31及びウォームホイール32
(図6参照)とを有している。円筒フレーム6aを構成
する外筒部材7の外周には縦方向にラック7aが形成さ
れており、ウォームホイール32はラック7aに噛み合
っている。なお、外筒部材7はリテーナ29に昇降自在
に支持されている。
The Z-axis drive mechanism 12 includes a Z-axis motor 30 mounted on a retainer 29, a worm 31 and a worm wheel 32 rotated by the motor 30.
(See FIG. 6). A rack 7a is formed in a vertical direction on the outer periphery of the outer cylinder member 7 constituting the cylindrical frame 6a, and the worm wheel 32 meshes with the rack 7a. The outer cylinder member 7 is supported by a retainer 29 so as to be able to move up and down.

【0017】R軸駆動機構13は、円筒フレーム6aの
上部に固定されたR軸モータ35と、かさ歯車列36を
介して前記R軸モータ35により回転する第1歯車37
とを有している。第1歯車37は、内筒部材8の上端に
固定された第2歯車38と噛み合っている。なお、外筒
部材7と内筒部材8との間には互いに回転自在となるよ
うに軸受9が配置されている。
The R-axis drive mechanism 13 comprises an R-axis motor 35 fixed on the upper part of the cylindrical frame 6a, and a first gear 37 rotated by the R-axis motor 35 via a bevel gear train 36.
And The first gear 37 meshes with a second gear 38 fixed to the upper end of the inner cylinder member 8. A bearing 9 is arranged between the outer cylinder member 7 and the inner cylinder member 8 so as to be rotatable with each other.

【0018】さらにA軸駆動機構14は、円筒フレーム
6aの上端に固定されたA軸モータ40と、内筒部材8
の中心部を貫通する回転軸41とを有している。回転軸
41はモータ40によって回転させられるようになって
いる。回転軸41の下端には第3歯車42が固定されて
おり、第3歯車42は第4歯車43と噛み合っており、
第4歯車43とウォーム44とは一体回転するように連
結されている。第4歯車43は内筒部材8の下端に固定
された下プレート45及び上フレーム6bを支持する支
持プレート46に回転自在に支持されている。また、回
転軸41の下端は支持プレート46を保持している。な
お、回転軸41と支持プレート46とは回転自在となっ
ている。支持プレート46の下部には軸47を介して上
フレーム6bが支持されている。軸47には、ウォーム
44と噛み合うウォームホイール48が固定されてお
り、ウォームホイール48が回転すると上フレーム6b
がA軸方向に回転するようになっている。
Further, the A-axis drive mechanism 14 includes an A-axis motor 40 fixed to the upper end of the cylindrical frame 6a,
And a rotating shaft 41 penetrating through the center of the rotating shaft. The rotating shaft 41 is rotated by a motor 40. A third gear 42 is fixed to a lower end of the rotating shaft 41, and the third gear 42 is meshed with a fourth gear 43,
The fourth gear 43 and the worm 44 are connected so as to rotate integrally. The fourth gear 43 is rotatably supported by a support plate 46 supporting the lower plate 45 and the upper frame 6b fixed to the lower end of the inner cylinder member 8. The lower end of the rotating shaft 41 holds a support plate 46. The rotation shaft 41 and the support plate 46 are rotatable. The upper frame 6b is supported below the support plate 46 via a shaft 47. A worm wheel 48 meshing with the worm 44 is fixed to the shaft 47. When the worm wheel 48 rotates, the upper frame 6b
Rotate in the A-axis direction.

【0019】図3及び図4に示すように、B軸駆動機構
15は、下フレーム6cに固定されたB軸モータ50
と、B軸モータ50によって回転させられる第5歯車5
1及び第6歯車52と、第6歯車52とともに回転する
ウォーム53と、ウォームホイール54とを有してい
る。ウォームホイール54は軸55に固定されており、
さらに軸55は下フレーム6cに固定されている。この
ため、ウォームホイール54が回転することにより、下
フレーム6cがB軸方向に回転する。なお、下フレーム
6cと上フレーム6bとは軸55により回転自在となっ
ている。さらに、第6歯車52及びウォーム53は軸5
6を介して下フレーム6cの一部に回転自在に支持され
ている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the B-axis driving mechanism 15 includes a B-axis motor 50 fixed to the lower frame 6c.
And a fifth gear 5 rotated by the B-axis motor 50
It has a first and sixth gear 52, a worm 53 that rotates with the sixth gear 52, and a worm wheel 54. The worm wheel 54 is fixed to a shaft 55,
Further, the shaft 55 is fixed to the lower frame 6c. Therefore, the rotation of the worm wheel 54 causes the lower frame 6c to rotate in the B-axis direction. The lower frame 6c and the upper frame 6b are rotatable by a shaft 55. Further, the sixth gear 52 and the worm 53 are
6, and is rotatably supported by a part of the lower frame 6c.

【0020】探触子装置2は取り付け部材60を介して
下フレーム6cの下端に固定されており、中央部の測定
用探触子61と、測定用探触子61の周囲に配置された
4個の補正用探触子62a〜62dとから構成されてい
る。測定用探触子61は、通常の探傷用の探触子として
用いられる。また、補正用探触子62a〜62dは測定
用探触子61の周囲に密着して均等に配置されており、
各探触子62a〜62dで受波された反射エコー信号の
処理結果、すなわち各探触子の送信から受信までの時間
(距離)に基づいて超音波ビームの送受波角度を制御す
るために用いられる。
The probe device 2 is fixed to the lower end of the lower frame 6c via a mounting member 60, and includes a centrally located measurement probe 61 and a measurement probe 4 disposed around the measurement probe 61. And the correction probes 62a to 62d. The measurement probe 61 is used as a normal flaw detection probe. Further, the correction probes 62a to 62d are closely arranged around the measurement probe 61 in a uniform manner.
It is used to control the transmission / reception angle of the ultrasonic beam based on the processing result of the reflected echo signal received by each of the probes 62a to 62d, that is, the time (distance) from transmission to reception of each probe. Can be

【0021】探傷器本体1は、CPU、ROM、RAM
等を有するマイクロコンピュータを含む制御部65を有
している。制御部65には、送信部66、受信部67、
送受信切り換え部68及び探触子切り換え部69が接続
されている。また、制御部65には、測定条件等の入力
のためのキー等が配列されたキー入力部70、探傷結果
を表示するためのCRT等を含む表示部71及び各駆動
機構10〜15を駆動制御するための駆動回路部72が
接続されている。送信部66は、遅延回路やパルサー等
を含んでいる。また、受信部67は検波回路等を含んで
いる。送受信切り換え部68は、探触子装置2側と送信
部66及び受信部67のいずれかとを接続するためのも
のである。また、探触子切り換え部69は、送信部66
及び受信部67のいずれか一方と測定用探触子61及び
補正用探触子62a〜62dのいずれか一方とを切り換
え接続するためのものである。
The flaw detector main unit 1 includes a CPU, a ROM, and a RAM.
And a control unit 65 including a microcomputer having the same. The control unit 65 includes a transmission unit 66, a reception unit 67,
The transmission / reception switching unit 68 and the probe switching unit 69 are connected. The control unit 65 drives a key input unit 70 in which keys and the like for inputting measurement conditions and the like are arranged, a display unit 71 including a CRT and the like for displaying a flaw detection result, and each of the driving mechanisms 10 to 15. A drive circuit unit 72 for control is connected. The transmission unit 66 includes a delay circuit, a pulsar, and the like. The receiving section 67 includes a detection circuit and the like. The transmission / reception switching unit 68 is for connecting the probe device 2 to one of the transmission unit 66 and the reception unit 67. The probe switching unit 69 includes a transmitting unit 66.
And one of the receiving unit 67 and one of the measurement probe 61 and the correction probes 62a to 62d.

【0022】本実施例の超音波探傷器1は、制御部65
によって制御され、以下に説明するように動作する。な
お、図7及び図8はその制御フローチャートである。起
動スイッチがオンされると、まずステップS1において
初期設定が行われる。この初期設定では、各駆動機構1
0〜15を初期位置に設定する等の処理を行う。次に、
ステップS2ではオペレータによってスタートキーが押
されたか否かを判断する。スタートキーが押されていな
い場合には、ステップS3に移行して条件設定のキー入
力が行われたか否かを判断する。条件設定のためのキー
が入力された場合は、ステップS4に移行して、キー入
力に応じて測定のための条件設定処理を実行する。ま
た、キー入力が行われていない場合はステップS5に移
行して他の処理を行うための指令がなされたか否か判断
し、指令がなされた場合はステップS6に移行して指令
に応じた処理を実行する。
The ultrasonic flaw detector 1 of the present embodiment includes a controller 65
And operates as described below. FIGS. 7 and 8 are control flowcharts. When the start switch is turned on, first, in step S1, initialization is performed. In this initial setting, each driving mechanism 1
Processing such as setting 0 to 15 as the initial position is performed. next,
In step S2, it is determined whether or not the start key has been pressed by the operator. If the start key has not been pressed, the flow shifts to step S3 to determine whether a key input for setting a condition has been performed. If a key for setting conditions has been input, the process proceeds to step S4, and a condition setting process for measurement is executed according to the key input. If no key input has been made, the flow shifts to step S5 to judge whether or not an instruction for performing another process has been issued. If an instruction has been issued, the flow shifts to step S6 to execute a process corresponding to the instruction. Execute

【0023】測定のためのスタートキーが押された場合
は、図8のステップS7に移行する。ステップS7で
は、駆動回路部72に対して原点移動指令が出力され
る。これにより、各駆動機構10〜15が駆動制御さ
れ、探触子装置2は予め設定された原点に移動する。次
に、ステップS8において測定用探触子61及び補正用
探触子62a〜62dから超音波ビームを発射するため
に、各探触子にパルス(主パルス及び補正パルス)を出
力させる。ここで、この場合は送受信切り換え部68は
送信部側に切り換えられ、また探触子切り換え部69は
時分割で切り換えられる。また、各パルスを出力した後
は、反射エコーを受波するために送受信切り換え部68
は受信部側に切り換えられる。ステップS9では、ステ
ップS8での超音波ビームに対する反射エコー信号から
フォーカス距離を演算する。ステップS10では、この
フォーカス距離が予め設定した距離であるか否かを判断
する。フォーカス距離が許容範囲内でない場合はステッ
プS11に移行し、Z軸駆動機構12を制御する。これ
により、Z軸モータ30が回転制御され、探触子装置2
が昇降する。フォーカス距離が許容範囲内に入るまでス
テップS8〜ステップS11の処理を繰り返し実行す
る。
If the start key for measurement has been pressed, the flow shifts to step S7 in FIG. In step S7, an origin movement command is output to the drive circuit unit 72. As a result, the driving of each of the driving mechanisms 10 to 15 is controlled, and the probe device 2 moves to the preset origin. Next, in step S8, a pulse (main pulse and correction pulse) is output to each probe in order to emit an ultrasonic beam from the measurement probe 61 and the correction probes 62a to 62d. Here, in this case, the transmission / reception switching unit 68 is switched to the transmission unit side, and the probe switching unit 69 is switched in a time division manner. After each pulse is output, the transmission / reception switching unit 68 receives the reflected echo.
Is switched to the receiving unit side. In step S9, the focus distance is calculated from the reflected echo signal for the ultrasonic beam in step S8. In step S10, it is determined whether or not the focus distance is a preset distance. If the focus distance is not within the allowable range, the process shifts to step S11 to control the Z axis drive mechanism 12. Thereby, the rotation of the Z-axis motor 30 is controlled, and the probe device 2
Goes up and down. Steps S8 to S11 are repeatedly executed until the focus distance falls within the allowable range.

【0024】フォーカス距離が許容範囲内に入ったと判
断された場合には、ステップS10からステップS12
に移行する。ステップS12では、まず探触子装置2の
傾きを測定するために、補正パルスを出力し、補正用探
触子62a〜62dから順に補正用の超音波ビームを送
受波する。次にステップS13では、各補正用探触子6
2a〜62dによって得られた反射エコー信号の処理結
果から、各探触子における送信から受信までの時間を求
め、探触子装置2の傾きの演算を行う。ステップS14
では、ステップS13での演算結果に基づいて、超音波
ビームが試料の探査面に垂直に照射されているか否かを
判断する。傾きが許容範囲外であれば、ステップS15
に移行し、A軸駆動機構14及びB軸駆動機構15を制
御する。これにより、A軸モータ40及びB軸モータ5
0が回転制御され、探触子装置2の傾きが制御される。
探触子装置2の傾きが許容範囲内に入るまでステップS
12〜ステップS15の処理を繰り返し実行する。
If it is determined that the focus distance is within the allowable range, the process proceeds from step S10 to step S12.
Move to In step S12, first, in order to measure the inclination of the probe device 2, a correction pulse is output, and the correction ultrasonic beams are sequentially transmitted and received from the correction probes 62a to 62d. Next, in step S13, each correction probe 6
From the processing results of the reflected echo signals obtained by 2a to 62d, the time from transmission to reception in each probe is obtained, and the inclination of the probe device 2 is calculated. Step S14
Then, based on the result of the calculation in step S13, it is determined whether or not the ultrasonic beam is irradiated perpendicularly to the search surface of the sample. If the inclination is out of the allowable range, step S15
Then, the A-axis drive mechanism 14 and the B-axis drive mechanism 15 are controlled. Thereby, the A-axis motor 40 and the B-axis motor 5
The rotation of 0 is controlled, and the inclination of the probe device 2 is controlled.
Step S until the inclination of the probe device 2 falls within the allowable range.
The processing from step 12 to step S15 is repeatedly executed.

【0025】探触子装置2の傾きが許容範囲内に入った
と判断された場合は、ステップS14からステップS1
6に移行する。ステップS16では、主パルスを出力
し、測定用探触子61から試料4に対して超音波ビーム
を発射する。ステップS17では、試料4からの反射エ
コー信号に基づいて通常の探傷のための計測を行う。次
にステップS18では、X,Y駆動機構10,11を駆
動制御して異なる位置にスキャンし、試料4の新たな探
査面に探触子装置2を移動させる。ステップS19で
は、計測が終了したか否かを判断し、終了していない場
合はステップS8に戻って前述の処理を繰り返す。ま
た、処理が終了したと判断した場合は、ステップS3に
戻る。
If it is determined that the inclination of the probe device 2 is within the allowable range, the process proceeds from step S14 to step S1.
Move to 6. In step S16, a main pulse is output, and an ultrasonic beam is emitted from the measurement probe 61 to the sample 4. In step S17, measurement for normal flaw detection is performed based on the reflected echo signal from the sample 4. Next, in step S18, the X and Y drive mechanisms 10 and 11 are driven and controlled to scan at different positions, and the probe device 2 is moved to a new search surface of the sample 4. In step S19, it is determined whether or not the measurement has been completed. If the measurement has not been completed, the process returns to step S8 to repeat the above-described processing. If it is determined that the process has been completed, the process returns to step S3.

【0026】このような実施例では、補正用探触子62
a〜62dを設けて、計測中に自動的に探触子装置2の
傾き補正を行うようにしたので、前もってティーチング
等の面倒な作業を行う必要がない。また、精度の高い計
測を行うことができる。さらに、補正用探触子62a〜
62dを測定用探触子61と一体的に設けたので、コン
パクトになる。
In such an embodiment, the correction probe 62
Since a to 62d are provided to automatically correct the inclination of the probe device 2 during measurement, it is not necessary to perform a troublesome operation such as teaching in advance. In addition, highly accurate measurement can be performed. Further, the correction probes 62a-
Since 62d is provided integrally with the measurement probe 61, it becomes compact.

【0027】〔他の実施例〕 (a)前記実施例では、4個の補正用探触子を設けた
が、補正用探触子の個数は前記実施例に限定されない。
例えば、1個の補正用探触子を測定用探触子に隣接して
配置し、これを回転させながら複数の補正用超音波ビー
ムを発射して傾き演算を行うようにしてもよい。
[Other Embodiments] (a) In the above embodiment, four correction probes are provided, but the number of correction probes is not limited to the above embodiment.
For example, one correction probe may be arranged adjacent to the measurement probe, and a plurality of correction ultrasonic beams may be emitted while rotating the probe to perform the tilt calculation.

【0028】(b)各軸の駆動機構は前記実施例の構成
に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
(B) The drive mechanism for each axis is not limited to the configuration of the above-described embodiment, but can be variously modified.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように第1の発明では、予めティ
ーチング等の作業が不要となり、計測中に自動で傾き補
正を行いながら正確に計測を行うことができる。また第
2の発明では、簡単な構成で探触子の傾きを計測するこ
とができる。
As described above, in the first invention, the work such as teaching is not necessary in advance, and the measurement can be performed accurately while automatically correcting the inclination during the measurement. In the second aspect, the inclination of the probe can be measured with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による超音波探傷器の概略ブ
ロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an ultrasonic flaw detector according to one embodiment of the present invention.

【図2】前記超音波探傷器のスキャナーの斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a scanner of the ultrasonic flaw detector.

【図3】前記超音波探傷器の探傷器保持部の正面図。FIG. 3 is a front view of a flaw detector holding unit of the ultrasonic flaw detector.

【図4】前記探傷器保持部の側面図。FIG. 4 is a side view of the flaw detector holding unit.

【図5】探触子装置の底面図。FIG. 5 is a bottom view of the probe device.

【図6】前記スキャナーの各軸の駆動機構の模式図。FIG. 6 is a schematic diagram of a driving mechanism of each axis of the scanner.

【図7】前記探傷器の制御フローチャート。FIG. 7 is a control flowchart of the flaw detector.

【図8】前記探傷器の制御フローチャート。FIG. 8 is a control flowchart of the flaw detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 探傷器本体 2 探触子装置 3 スキャナー 4 試料 61 測定用探触子 62a〜62d 補正用探触子 65 制御部 66 送信部 67 受信部 71 表示部 REFERENCE SIGNS LIST 1 flaw detector main body 2 probe device 3 scanner 4 sample 61 measurement probe 62 a to 62 d correction probe 65 control unit 66 transmission unit 67 reception unit 71 display unit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料の欠陥を超音波ビームにより探査する
ための超音波探傷器であって、 送受波角度が可変であり、前記試料の探査用の超音波ビ
ームを送受波する主送受波部と、前記主送受波部の周囲
に密着して均等に配置されるとともに超音波ビームの送
受波角度を計測するための超音波ビームを送受波する4
つの副送受波部とを有する送受波手段と、 前記送受波手段に超音波ビーム送波用の駆動信号を与え
るとともに、前記送受波手段からの反射信号を処理する
送受信手段と、 前記送受信手段での処理結果を表示する表示手段と、 前記送受信手段での処理結果を基に、前記送受波手段か
ら送波される超音波ビームの前記試料の探査面に対する
角度が垂直か否かを前記試料の探査中に判断する判断手
段と、 前記判断手段の結果に基づいて前記送受波手段から送波
される超音波ビームの前記試料に対する送受波角度を前
記試料の探査中に制御する角度制御手段と、 を備えた超音波探傷器。
An ultrasonic flaw detector for detecting a defect of a sample by an ultrasonic beam, wherein a transmitting and receiving angle is variable, and a main transmitting and receiving unit for transmitting and receiving an ultrasonic beam for detecting the sample. And transmitting and receiving an ultrasonic beam for measuring an angle of transmission and reception of the ultrasonic beam, which is arranged uniformly in close contact with the periphery of the main transmitting and receiving unit.
Transmitting / receiving means having two sub-transmitting / receiving sections; a transmitting / receiving means for providing a drive signal for transmitting an ultrasonic beam to the transmitting / receiving means, and processing a reflected signal from the transmitting / receiving means; and Display means for displaying the processing result of the sample, based on the processing result in the transmitting and receiving means, whether the angle of the ultrasonic beam transmitted from the transmitting and receiving means with respect to the search surface of the sample is perpendicular or not, Judgment means for judging during the exploration, Angle control means for controlling the transmission and reception angle of the ultrasonic beam transmitted from the transmission and reception means with respect to the sample based on the result of the judgment means during the exploration of the sample, Ultrasonic flaw detector equipped with.
【請求項2】試料の欠陥を超音波ビームにより探査する
ための超音波探傷器に用いられる超音波探触子であっ
て、 前記試料の探査用の超音波ビームを送受波する主送受波
部と、 前記主送受波部の周囲に密着して均等に配置され、前記
試料の探査中に超音波ビームの送受波角度を計測するた
めの超音波ビームを送受波する4つの副送受波部と、 を備えた超音波探傷器用探触子。
2. An ultrasonic probe used for an ultrasonic flaw detector for detecting a defect of a sample by an ultrasonic beam, wherein the main transmitting / receiving section transmits and receives the ultrasonic beam for detecting the sample. And four sub-transmitting and receiving sections for transmitting and receiving an ultrasonic beam for measuring the transmitting and receiving angle of the ultrasonic beam during the exploration of the sample, wherein the four sub-transmitting and receiving sections are arranged uniformly in close contact with the periphery of the main transmitting and receiving section. A probe for an ultrasonic flaw detector, comprising:
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