JP3542173B2 - 超音波探傷方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は超音波探傷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳鉄製の管の肉厚を測定する際に超音波を利用することが従来から知られている。また、この管を球状黒鉛鋳鉄で製造した場合には、その黒鉛球状化率は、管の材質に及ぼす影響が大きく、品質管理上における重要な因子となっているが、この球状化率を音速によって測定する方法が広く知られている。そこで、超音波を利用して、被検材の肉厚と、球状化率を求めるための音速とを同時に測定する方法も知られている。
【０００３】
さらに、被検材中に鋳巣などの欠陥があると、B1波やB2波などの一部の音波は、この欠陥によって反射、吸収されるために、欠陥が存在しない場合に比べてエコー高さが低くなる。したがって、このエコー高さを測定することによって、鋳巣などの欠陥を探傷できることになる。
なお、本明細書において、 B1 波とは被検材を一度だけ透過した超音波をいい、 B2 波とは、被検材を透過した後にその底面で反射し、次いでその表面で反射したうえで被検材を透過した超音波、すなわち被検材を一往復半して透過した超音波をいい、エコー高さとは B1 波および B2 波の高さすなわち振幅をいう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際には、B1波やB2波のエコー高さは探傷装置の感度や被検材の表面状態などによって大きく変動するため、単にエコー高さを測定するだけでは実用的でないという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明はこのような問題点を解決し、エコー高さの測定によって実用上の問題なく探傷を行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、超音波の送信部と受信部との間に被検材を挟み込み、この被検材を一度だけ透過した超音波である B1 波と、前記被検材を透過した後にその底面で反射し、次いでその表面で反射したうえで被検材を透過した超音波であるB2波とを受信部にて受信し、前記 B1 波の振幅と前記 B2 波の振幅との比を求め、この比の値によって被検材における欠陥の有無を判定するものである。
【０００７】
【作用】
このようにすると、感度や被検材の表面状態の影響などはB1波とB2波とに等しく影響するため、両者のエコー高さ（振幅）の比を求めることにより、すなわち両者のエコー高さ（振幅）の値を割算することにより、その影響が取り除かれる。したがって、その影響を受けることなしに、容易かつ正確に欠陥の有無が判定される。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明にもとづく超音波探傷装置の探傷プローブの部分を示す。ここで11はＵ形のフレームで、一対の脚部12、13を有し、これら脚部12、13によって被検材14を挟み込み可能とされている。フレーム11における一方の脚部12には超音波の送信プローブ15が設けられ、また、他方の脚部13における送信プローブ15に対応した位置には、この送信プローブ15から送信される超音波を受信するための受信プローブ16が設けられている。このように構成することで、送信プローブ15と受信プローブ16とが常に同軸上に等距離で存在した状態で、被検材14をスキャンすることができる。このプローブ15、16が設けられたフレーム11は、被検材の表面に沿ったＸ軸の方向17と、このＸ軸の方向17に直角なＹ軸の方向18とに移動可能である。
【０００９】
図２は、超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。送信プローブ15および受信プローブ16は、探傷器本体20に接続されている。探傷器本体20からの２チャンネルのゲートアナログ信号ライン21は、Ａ／Ｄ変換器22を経てＣＰＵ23へ接続されている。ＣＰＵ23からＩ／Ｏポート24を経たゲート切り換え信号ライン25は、探傷器本体20に接続されている。26はＸ軸の方向17とＹ軸の方向18とについてのエンコーダで、これらＸ軸の方向17とＹ軸の方向18とに沿ったフレーム11の位置を検知するために用いられ、Ｉ／Ｏポート24を経てＣＰＵ23に接続されている。
【００１０】
被検材14の探傷を行うときには、図１に示すようにフレーム11の脚部12、13でこの被検材14を挟み込み、図３に示すように水浸透過方式によって送信プローブ15から受信プローブ16に向けて超音波28を発射する。すると、受信プローブ16では、被検材14を直接透過したB1波と、被検材14の中での反射によってさらに１往復したB2波とを含む超音波が受信される。図４は探傷器本体20によって測定される受信波形を示す。Ｈはエコー高さで、 100％をフルスケールとして表示されている。
【００１１】
被検材14中に鋳巣などの欠陥があると、B1波とB2波のエコー高さが低下するため、それによって欠陥を検出できる。特にB2波が大きく低下するため、このB2波を用いて検出する。
【００１２】
このとき、エコー高さＨは探傷器本体20の感度調整や被検材14の表面の状態などによって変化するので、一定のしきい値をもって被検材14の良否を判断すると、感度調整が適切でない場合などには誤判定をするおそれがある。
【００１３】
そこで、感度などの影響をなくすために、ＣＰＵ23においてB1波とB2波とのエコー高さの比をとって割算を行う。すなわち、
【００１４】
【数１】
【００１５】
とする。
このようにすれば、感度や被検材14の表面状態の影響などはB1波とB2波とのエコー高さに等しく影響するため、上記のように両方のエコー高さの比をとって割算を行うことにより、その影響を取り除くことができる。その結果、たとえば探傷感度を変えたときに感度調整が適切に行われなかったような場合にも、誤判定することなく正確に探傷を行うことが可能となる。欠陥部の存在する位置は、エンコーダ26からの信号によって求められる。
【００１６】
次に実際のエコー高さの測定結果について説明する。探傷器本体20の感度目盛りを40dBに設定してB2波のエコー高さを測定したところ、被検材14の健全部ではフルスケールに対し80％の高さとなり、また欠陥部では40％の高さとなった。これに対し感度目盛りを46dBに設定して同様に測定したところ、健全部では 100％であったものの、欠陥部では80％もの高さとなった。したがって、これでは、欠陥部を健全部であると誤判定するおそれがあった。
【００１７】
一方、本発明の方法にもとづき、上式を用いて割算によりBdivの値を求めたところ、探傷器本体20の感度目盛りを40dBに設定した場合と46dBに設定した場合とのいずれにおいても、Bdivの値は、健全部では90、欠陥部では35と変化わりがなかった。すなわちBdivの値は、探傷感度の変化に関係なく、健全部では常に大きく、反対に欠陥部では常に小さくなるので、誤判定の発生のおそれを確実に防止できた。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、受信されたB1波のエコー高さ（振幅）とB2波のエコー高さ（振幅）との比の値によって被検材における欠陥の有無を判定するため、B1波とB2波とに等しく影響する感度や被検材の表面状態の影響などが割算によって取り除かれ、したがって、その影響を受けることなしに容易かつ正確に欠陥の有無を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の超音波探傷装置の探傷プローブの部分の斜視図である。
【図２】同超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
【図３】水浸透過方式による探傷時の超音波の経路を示す図である。
【図４】測定された受信波形を例示する図である。
【符号の説明】
14 被検材
15 送信プローブ
16 受信プローブ
Ｈ エコー高さ
【産業上の利用分野】
本発明は超音波探傷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳鉄製の管の肉厚を測定する際に超音波を利用することが従来から知られている。また、この管を球状黒鉛鋳鉄で製造した場合には、その黒鉛球状化率は、管の材質に及ぼす影響が大きく、品質管理上における重要な因子となっているが、この球状化率を音速によって測定する方法が広く知られている。そこで、超音波を利用して、被検材の肉厚と、球状化率を求めるための音速とを同時に測定する方法も知られている。
【０００３】
さらに、被検材中に鋳巣などの欠陥があると、B1波やB2波などの一部の音波は、この欠陥によって反射、吸収されるために、欠陥が存在しない場合に比べてエコー高さが低くなる。したがって、このエコー高さを測定することによって、鋳巣などの欠陥を探傷できることになる。
なお、本明細書において、 B1 波とは被検材を一度だけ透過した超音波をいい、 B2 波とは、被検材を透過した後にその底面で反射し、次いでその表面で反射したうえで被検材を透過した超音波、すなわち被検材を一往復半して透過した超音波をいい、エコー高さとは B1 波および B2 波の高さすなわち振幅をいう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際には、B1波やB2波のエコー高さは探傷装置の感度や被検材の表面状態などによって大きく変動するため、単にエコー高さを測定するだけでは実用的でないという問題点がある。
【０００５】
そこで本発明はこのような問題点を解決し、エコー高さの測定によって実用上の問題なく探傷を行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、超音波の送信部と受信部との間に被検材を挟み込み、この被検材を一度だけ透過した超音波である B1 波と、前記被検材を透過した後にその底面で反射し、次いでその表面で反射したうえで被検材を透過した超音波であるB2波とを受信部にて受信し、前記 B1 波の振幅と前記 B2 波の振幅との比を求め、この比の値によって被検材における欠陥の有無を判定するものである。
【０００７】
【作用】
このようにすると、感度や被検材の表面状態の影響などはB1波とB2波とに等しく影響するため、両者のエコー高さ（振幅）の比を求めることにより、すなわち両者のエコー高さ（振幅）の値を割算することにより、その影響が取り除かれる。したがって、その影響を受けることなしに、容易かつ正確に欠陥の有無が判定される。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明にもとづく超音波探傷装置の探傷プローブの部分を示す。ここで11はＵ形のフレームで、一対の脚部12、13を有し、これら脚部12、13によって被検材14を挟み込み可能とされている。フレーム11における一方の脚部12には超音波の送信プローブ15が設けられ、また、他方の脚部13における送信プローブ15に対応した位置には、この送信プローブ15から送信される超音波を受信するための受信プローブ16が設けられている。このように構成することで、送信プローブ15と受信プローブ16とが常に同軸上に等距離で存在した状態で、被検材14をスキャンすることができる。このプローブ15、16が設けられたフレーム11は、被検材の表面に沿ったＸ軸の方向17と、このＸ軸の方向17に直角なＹ軸の方向18とに移動可能である。
【０００９】
図２は、超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。送信プローブ15および受信プローブ16は、探傷器本体20に接続されている。探傷器本体20からの２チャンネルのゲートアナログ信号ライン21は、Ａ／Ｄ変換器22を経てＣＰＵ23へ接続されている。ＣＰＵ23からＩ／Ｏポート24を経たゲート切り換え信号ライン25は、探傷器本体20に接続されている。26はＸ軸の方向17とＹ軸の方向18とについてのエンコーダで、これらＸ軸の方向17とＹ軸の方向18とに沿ったフレーム11の位置を検知するために用いられ、Ｉ／Ｏポート24を経てＣＰＵ23に接続されている。
【００１０】
被検材14の探傷を行うときには、図１に示すようにフレーム11の脚部12、13でこの被検材14を挟み込み、図３に示すように水浸透過方式によって送信プローブ15から受信プローブ16に向けて超音波28を発射する。すると、受信プローブ16では、被検材14を直接透過したB1波と、被検材14の中での反射によってさらに１往復したB2波とを含む超音波が受信される。図４は探傷器本体20によって測定される受信波形を示す。Ｈはエコー高さで、 100％をフルスケールとして表示されている。
【００１１】
被検材14中に鋳巣などの欠陥があると、B1波とB2波のエコー高さが低下するため、それによって欠陥を検出できる。特にB2波が大きく低下するため、このB2波を用いて検出する。
【００１２】
このとき、エコー高さＨは探傷器本体20の感度調整や被検材14の表面の状態などによって変化するので、一定のしきい値をもって被検材14の良否を判断すると、感度調整が適切でない場合などには誤判定をするおそれがある。
【００１３】
そこで、感度などの影響をなくすために、ＣＰＵ23においてB1波とB2波とのエコー高さの比をとって割算を行う。すなわち、
【００１４】
【数１】
とする。
このようにすれば、感度や被検材14の表面状態の影響などはB1波とB2波とのエコー高さに等しく影響するため、上記のように両方のエコー高さの比をとって割算を行うことにより、その影響を取り除くことができる。その結果、たとえば探傷感度を変えたときに感度調整が適切に行われなかったような場合にも、誤判定することなく正確に探傷を行うことが可能となる。欠陥部の存在する位置は、エンコーダ26からの信号によって求められる。
【００１６】
次に実際のエコー高さの測定結果について説明する。探傷器本体20の感度目盛りを40dBに設定してB2波のエコー高さを測定したところ、被検材14の健全部ではフルスケールに対し80％の高さとなり、また欠陥部では40％の高さとなった。これに対し感度目盛りを46dBに設定して同様に測定したところ、健全部では 100％であったものの、欠陥部では80％もの高さとなった。したがって、これでは、欠陥部を健全部であると誤判定するおそれがあった。
【００１７】
一方、本発明の方法にもとづき、上式を用いて割算によりBdivの値を求めたところ、探傷器本体20の感度目盛りを40dBに設定した場合と46dBに設定した場合とのいずれにおいても、Bdivの値は、健全部では90、欠陥部では35と変化わりがなかった。すなわちBdivの値は、探傷感度の変化に関係なく、健全部では常に大きく、反対に欠陥部では常に小さくなるので、誤判定の発生のおそれを確実に防止できた。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、受信されたB1波のエコー高さ（振幅）とB2波のエコー高さ（振幅）との比の値によって被検材における欠陥の有無を判定するため、B1波とB2波とに等しく影響する感度や被検材の表面状態の影響などが割算によって取り除かれ、したがって、その影響を受けることなしに容易かつ正確に欠陥の有無を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の超音波探傷装置の探傷プローブの部分の斜視図である。
【図２】同超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
【図３】水浸透過方式による探傷時の超音波の経路を示す図である。
【図４】測定された受信波形を例示する図である。
【符号の説明】
14 被検材
15 送信プローブ
16 受信プローブ
Ｈ エコー高さ
Claims (1)
- 超音波の送信部と受信部との間に被検材を挟み込み、この被検材を一度だけ透過した超音波である B1 波と、前記被検材を透過した後にその底面で反射し、次いでその表面で反射したうえで被検材を透過した超音波であるB2波とを受信部にて受信し、前記 B1 波の振幅と前記 B2 波の振幅との比を求め、この比の値によって被検材における欠陥の有無を判定することを特徴とする超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20119294A JP3542173B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20119294A JP3542173B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862189A JPH0862189A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3542173B2 true JP3542173B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=16436877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20119294A Expired - Fee Related JP3542173B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3542173B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105806950B (zh) * | 2014-12-31 | 2018-10-26 | 北京有色金属研究总院 | 利用超声波检测铝基复合材料均匀性及工艺稳定性的方法 |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP20119294A patent/JP3542173B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0862189A (ja) | 1996-03-08 |
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