JP3350491B2 - 自動超音波探傷装置 - Google Patents

自動超音波探傷装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック製、
複合材料製または金属製の型材の内部欠陥を検出するた
めの自動超音波探傷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば複合材料製の型材は、断面がL字
状、T字状、H字状のもので、長手方向に成形されて製
作される。これらの型材は、内部の欠陥の有無を検査す
るために、例えば超音波探傷技術が使用される。超音波
探傷技術は、型材の表面に水等の媒体を介して超音波を
照射し、型材の表面、内部の欠陥、裏面からの反射音波
を電気信号に変換して、内部の状態を探知するものであ
る。また、水中にある型材の一方から超音波を照射し、
その透過音波を受信して内部欠陥を検出することもでき
る(透過法)。
【0003】図9は、透過法を利用した超音波探傷装置
の原理を示す。水槽10内に水Wを充填し、検出対象の
型材P1を入れる。送信探触子20から超音波V1を型材
1に向けて照射し、対向して配設する受信探触子30
で透過音波V2を受信して欠陥を検出する。この装置に
あっては、送信探触子20と受信探触子30を同期して
操作する必要がある。また、発信される超音波V1は収
束させてエネルギーの集中を図る必要があり、型材P1
の隅部A1等の検査が難しい等の問題がある。
【0004】そこで、図10に示すように、反射法を用
いて型材の探傷を検出する装置を得ることができる。す
なわち、水槽10内に水W1を充填し型材P1を入れる。
水槽10の一方の側壁には、複数本の探触子40が配設
されて、超音波の発信と受信を行なう。同様に、水槽1
0の底部にも複数本の探触子50を配設し、超音波の発
信と受信を行なう。
【0005】図11は、この探傷装置により得られる検
査結果を示す説明図である。探触子40から発信された
超音波V1は、型材P1の表面S1と裏面B1で反射し、オ
シロスコープO1上に図のような波形を形成する。予
め、試料により正常な裏面の反射レベルL1を、裏面の
範囲の幅をゲートG1の範囲内に設定する。
【0006】図11の(A)は、型材P1の健全部の反
射波を示し、裏面B1からの反射波EB1がゲートG1
で設定レベルL1以上であり、合格と判定される。
【0007】図11(B)は、型材P1内部にボロシテ
ィーと称する穿孔H1が形成された状態を示す。この穿
孔H1が存在すると、反射波EB1は減衰され、レベルが
設定レベルL1に達せず、不合格と判定される。
【0008】図11の(C)は、例えば、型材P1の裏
面B1近くにデラミネーションと称される剥離部F1が存
在する状態を示す。型材P1をFRPのフィルムを複数
枚積層してプレス成型して型材を製造する場合等には、
内部にデラミネーション部F1が発生する場合がある。
このような状態では、デラミネーション部F1からの反
射波EF1が裏面B1の位置に設定されるゲート部G1
で設定レベルL1を超え、合格と判定されてしまう。特
に、型材の厚さ寸法が小さいものであると、上述した現
象が発生しやすい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上述
した従来の不具合を解消し、複合材料の型材等であって
も、正確に型材内部の欠陥を検出することができる装置
を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の自動超音波探傷
装置は、基本手段として、検査対象物である型材が通過
する開口部を有し、水が充填される探傷室と、探傷室内
にあって、型材の検査対象部の一方の面に対向して配設
される超音波探触子と、超音波探触子に対向し、検査対
象部の他方の面から所定の距離に配設される超音波の反
射板と超音波の反射信号を健全部の信号と対比して、検
査する手段とを備える。
【0011】そして、型材を挾持して探傷室内に送るロ
ーラを備え、また、探傷室の型材が通過する開口部に設
けられて洩水を防止するベローズを備えるものである。
反射板はユニット化され、探傷室内に着脱自在に配設さ
れるとともに、反射板のユニットは、探傷室の開口部を
境界として2分割されるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】図1,図2は、本発明の超音波探
傷装置の要部の正面図、図3はその作用を示す説明図で
ある。図1において、水槽10の一方の側壁には、縦方
向に5本の超音波探触子40が配設される。1本の超音
波探触子40は、約10mmの直径を有し、この超音波
探触子40を検査対象の型材P1の寸法に応じて必要本
数装備される。型材P1は、後述するガイド装置によっ
て長手方向に送られるが、水槽10の他方の側壁には、
反射板100が取り付けられる。
【0013】反射板100は、反射面100aを有し、
この反射面100aが型材P1の検査対象部P10の裏面
から距離D1離れた位置に設置され、5本の探触子40
からの超音波を反射する。検査対象の型材P1が、例え
ば、T字形やH字形の断面を有するものであれば、水槽
10の底部に超音波探触子50を配置し、型材P1の検
査対象部P20に対向して2枚の反射板110,120を
取り付ける。第1の反射板110は、チャンネル6,
7,8の3本の探触子の音波を反射し、第2の反射板1
20は、チャンネル9,10,11の3本の探触子の音
波を反射する位置に設けられる。検査対象部P10,P20
の検査が終了したときには、型材P1の上下を逆にし
て、残りの検査対象部P10とP30の検査を行なう。
【0014】図3において、探触子40から照射される
超音波V1は、検査対象部P10の表面、裏面、反射板1
00の反射面100aに反射し、オシロスコープO1
に図のようなパルス波形を描く。ゲートG1は、反射面
100aの位置に設定しておく。検査対象部P10が健全
部であれば、(A)に示すように反射波のパルスEa
は、設定レベルL1より高くなり、合格と判断される。
(B)に示すように、内部にポロシティー部H1が存在
すると、反射波は減衰を受け、波形Eaがレベルに達し
ない。したがって、不合格と判定される。
【0015】次に、(C)に示すように、内部にデラミ
ネーション部F1があると、超音波はこのデラミネーシ
ョン部F1で反射され、ゲートG1で規定される反射板1
00aからの反射波が消失し、不合格と判定される。反
射板100を検査対象部の面から離して設置するので、
ゲートG1の位置も検査対象面から明確に区別できる位
置となり、検査精度を向上させることができる。
【0016】図4は、自動超音波探傷装置の要部の平面
図、図5は側面図である。超音波探傷装置200は、箱
形の超音波探傷室250を有し、探傷室250内にパイ
プライン230を介して水が供給される。探傷室250
の前後には、送りローラ210,220が設けられ、型
材P1を挾んで型材P1の探傷室250内を通過させる。
探傷室250の内部には、1対の反射板ユニット30
0,350が着脱自在に取り付けられる。
【0017】探傷室250の一方の側壁260には、縦
方向用の探触子400が取り付けられる。この探触子4
00は、例えば5本の探触子が縦方向に所定の間隔で配
設される。探傷室250の底部には、横方向用の探触子
500が取り付けられる。この横方向の探触子500
は、例えば6本の探触子が横方向に所定の間隔で配設さ
れる。
【0018】第1の反射板ユニット300は、縦方向の
探触子400に対向する1対の反射板310と、横方向
の探触子500に対向する1対の反射板320を有す
る。第2の反射板ユニット350は、横方向の探触子5
00に対向する1対の反射板370を有する。
【0019】図6は、反射板ユニットを取外した状態の
超音波探傷装置の平面図である。探傷室250内の縦方
向の探触子400と横方向の探触子500の配設位置が
示されている。
【0020】図7は、反射板ユニットの平面図、図8は
側面図である。反射板ユニット300,350は、探傷
室250内に上方から挿入自在となっており、適宜に取
外して反射面等の清掃を行なうことができる。また、探
傷室250内には水が充填され、図5に示す型材の通過
する開口部270が設けられる。そこで、この開口部2
70にはベローズを設けて水洩れを最少限とし、かつ、
ベローズの外側からエアを噴射して水の洩出を防止する
構造が採用されている。
【0021】
【発明の効果】本発明の超音波探傷装置は以上のよう
に、超音波の反射板を探傷室内に配設し、検査対象の型
材を長手方向に移動させて連続的に探傷を行なうので、
検査能率も高く、また探傷精度も向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波探傷装置の要部の正面図。
【図2】本発明の超音波探傷装置の要部の正面図。
【図3】本発明の超音波探傷装置の作用の説明図。
【図4】本発明の超音波探傷装置の要部の平面図。
【図5】本発明の超音波探傷装置の要部の側面図。
【図6】反射板ユニットを取外した超音波探傷装置の平
面図。
【図7】反射板ユニットの平面図。
【図8】反射板ユニットの側面図。
【図9】透過法を利用した超音波探傷装置の説明図。
【図10】反射法を利用した超音波探傷装置の説明図。
【図11】反射法を利用した超音波探傷装置の作用の説
明図。
【符号の説明】
10 水槽 40,50 超音波探触子 100 反射板 P1 型材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−150765(JP,A) 特開 平6−288991(JP,A) 特開 平10−78419(JP,A) 特開 平1−229962(JP,A) 特開 昭51−94295(JP,A) 特開 平6−273391(JP,A) 実開 昭60−56267(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 29/00 - 29/28 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 H字形状の断面を有する複合材料製の型
    材の内部欠陥を連続的に検出する自動超音波探傷装置で
    あって、 H字形状の型材の平行する2つの面が水平方向となる姿
    勢で長手方向に連続的に通過する水槽と、水槽の一方の
    側壁に縦方向に配設される複数本の超音波探触子と、水
    槽の他方の側壁に配設される反射板と、水槽の底部に型
    材の進行方向に直交する方向に配設される複数本の超音
    波探触子と、水槽を通過するH字形状の型材の平行する
    2つの面のうちの水槽の底部に近い方の面を挟んで水槽
    内に配設される反射板を備え、 1回目の検査でH字形状の型材の断面の半分の検査を行
    い、型材の上下を逆にした2回目の検査でH字形状の型
    材の残りの断面を検査する 自動超音波探傷装置。
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