JP4364031B2 - Ultrasonic flaw detection image processing apparatus and processing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、超音波を用いて非破壊で鋼材の内在欠陥を評価する技術に係り、特に、鋼材の溶接の際生じる熱影響部に発生する内在欠陥(内部欠陥)を評価する超音波探傷画像処理装置及びその処理方法に関するものである。 The present invention relates to a technique for nondestructive evaluation of an intrinsic defect of a steel material using ultrasonic waves, and in particular, an ultrasonic inspection image for evaluating an intrinsic defect (internal defect) generated in a heat-affected zone that occurs during welding of a steel material. The present invention relates to a processing apparatus and a processing method thereof.
従来より、鋼材の溶接箇所に生じうる内在欠陥を非破壊で評価する装置として、超音波探傷装置が知られている。この超音波探傷装置は、探触子を用いて、鋼材の内在欠陥を評価するものである。探傷動作を開始すると、探触子は超音波を発生し、この超音波は、鋼材内に入射される。また、探触子は、鋼材内の反射源で反射された超音波(エコー)を受信する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic flaw detection apparatus is known as an apparatus for nondestructively evaluating an intrinsic defect that can occur in a welded portion of steel. This ultrasonic flaw detector uses a probe to evaluate an inherent defect in a steel material. When the flaw detection operation is started, the probe generates an ultrasonic wave, and this ultrasonic wave enters the steel material. Further, the probe receives an ultrasonic wave (echo) reflected by a reflection source in the steel material.
超音波が鋼材内を伝搬される時に、内部欠陥や溶接部の裏波部(余盛)等の不均一な部分があると、超音波は、不均一な部分を反射源として反射する。このため、探触子が受信するエコーには、内部欠陥にて反射した欠陥エコーだけでなく、裏波部にて反射した裏波エコー等が含まれる。 When ultrasonic waves propagate through the steel material, if there are non-uniform portions such as internal defects or back-wave portions (excess) of the welded portion, the ultrasonic waves are reflected using the non-uniform portions as a reflection source. For this reason, the echo received by the probe includes not only the defect echo reflected by the internal defect but also the back wave echo reflected by the back wave part and the like.
反射源からのエコー、探触子の位置及び超音波の入射角度、の信号からAスコープ波形、Bスコープ及びCスコープの画像が作成され、超音波探傷装置の表示装置の画面上にそれぞれ表示される(例えば、特許文献1参照)。 Images of the A scope waveform, B scope, and C scope are created from signals of the echo from the reflection source, the position of the probe, and the incident angle of the ultrasonic wave, and displayed on the screen of the display device of the ultrasonic flaw detector. (For example, see Patent Document 1).
検査員は、超音波探傷装置の表示装置の画面に表示された、Aスコープ波形、Bスコープ及びCスコープの画像を見ながら、鋼材の内在欠陥の評価をマニュアルで実施する。
しかしながら、従来の超音波探傷装置の表示装置の画面上に表示されたBスコープ及びCスコープの画像には、ノイズ成分による妨害エコー像が現れる。よって、検査員の解析レベルの違いから、従来の超音波探傷装置の表示装置の画面上に表示された画像を見ながら溶け込み不良の有無・品質等の評価を一定に維持することが困難であり、評価の標準化ができなかった。 However, a disturbing echo image due to a noise component appears in the images of the B scope and the C scope displayed on the screen of the display device of the conventional ultrasonic flaw detector. Therefore, it is difficult to maintain a constant evaluation of the presence / absence or quality of the penetration failure while looking at the image displayed on the screen of the display device of the conventional ultrasonic flaw detector due to the difference in the analysis level of the inspector. The standardization of the evaluation was not possible.
また、V開先溶接及びX開先溶接等の施工後の鋼材には、熱影響部の管内周面に応力腐食割れが形成されることがある。応力腐食条件下での使用により応力腐食割れが生じると、鋼材の熱影響部には内在欠陥が発生する。従来の超音波探傷装置では、内在欠陥の実寸を正確に測定することができず、内在欠陥の進行状況が把握できないため、鋼材の取替えのタイミングが計れなかった。 Moreover, stress corrosion cracking may be formed in the pipe inner peripheral surface of the heat affected zone in steel materials after construction such as V groove welding and X groove welding. When stress corrosion cracking occurs due to use under stress corrosion conditions, inherent defects occur in the heat-affected zone of the steel material. In the conventional ultrasonic flaw detector, the actual size of the internal defect cannot be measured accurately, and the progress of the internal defect cannot be grasped, so the timing for replacing the steel material cannot be measured.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、検査員の解析レベルに依存せずに鋼材の内在欠陥を評価できる超音波探傷画像処理装置及びその処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic flaw detection image processing apparatus and a processing method thereof that can evaluate an intrinsic defect of a steel material without depending on an analysis level of an inspector. To do.
また、本発明の他の目的は、内在欠陥の大きさや探傷の程度を正確に測定できる超音波探傷画像処理装置及びその処理方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection image processing apparatus and a processing method therefor that can accurately measure the size of the inherent defect and the degree of flaw detection.
本発明に係る超音波探傷画像処理装置は、上述した課題を解決するために、鋼材の管外周面から超音波を入射して、前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を含むBスコープの画像を生成する手段と、前記画像から画素分解能を算出すると共に、前記画像分解能を基に前記画像内の限定領域画像を生成する手段と、前記限定領域画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とをそれぞれ識別する手段と、前記非裏波エコー像のうち輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像対を検出する手段と、前記エコー像対を形成する各エコー像上における輝度ピーク座標をそれぞれ読み取り、前記輝度ピーク座標の座標差と前記画素分解能とから内在欠陥の実寸を演算する手段とが設けられた。 In order to solve the above-described problem, an ultrasonic flaw detection image processing apparatus according to the present invention receives an ultrasonic wave from the outer peripheral surface of a steel material tube and generates an echo image corresponding to an echo reflected by a reflection source in the steel material. means for generating an image of a B-scope, including, to calculate the pixel resolution from the image, means for generating a limited area image in said image based on said image resolution, among the echo image appearing on the limited area image the a penetration echo image having a linearity an incident direction substantially perpendicular direction of the ultrasound, and means for identifying each the non-penetration bead echo image substantially parallel with the back wave echo image, the non-back reading means for detecting the echo image pair such that the luminance peak luminance distribution of the wave echo image, the luminance peak coordinates on each echo images forming the echo image pair respectively, the seat of the luminance peak coordinates Means for calculating the actual size of the endogenous defect from the difference between said pixel resolution is provided.
本発明に係る超音波探傷画像処理方法は、上述した課題を解決するために、鋼材の管外周面から入射された超音波に基づき前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を含むBスコープの画像の画素分解能が算出され、前記画素分解能を基に前記画像内の限定領域画像が生成される工程と、前記限定領域画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とがそれぞれ識別される工程と、前記非裏波エコー像のうち輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像対が検出される工程と、前記エコー像対を形成する各エコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、前記輝度ピーク座標の座標差が算出される工程と、前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される工程と、前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される工程とを有する。 In order to solve the above-described problem, an ultrasonic flaw detection image processing method according to the present invention generates an echo image corresponding to an echo reflected by a reflection source in the steel material based on an ultrasonic wave incident from the outer peripheral surface of the steel material. A pixel resolution of an image of the B scope including the step of calculating a limited area image in the image based on the pixel resolution, and an incident direction of the ultrasonic wave among echo images appearing in the limited area image; and penetration echo image having a linearly resistance substantially perpendicular direction, and a non-penetration bead echo image of the back wave echo image and substantially parallel direction with enough engineering that will be identified, respectively, the luminance of the non-back wave echo image and as factories to echo image pair is discovered that there is a luminance peak in the distribution, each of the luminance peak coordinates on the echo image forming said echo image pair is read, the coordinate difference between the luminance peak coordinates and as calculated Ru Engineering, Having from serial coordinate difference and the pixel resolution, and as the engineering of the size of the inherent defect Ru is exact terms of the steel, and Cheng Hao the actual size still appears intrinsic defects of the steel material.
さらに、本発明に係る超音波探傷画像処理方法は、鋼材の管外周面から入射された超音波に基づき前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を含むBスコープの画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とがそれぞれ識別される工程と、前記非裏波エコー像のみが現われる画像が表示される工程とを有する。 Furthermore, the ultrasonic flaw detection image processing method according to the present invention appears in a B-scope image including an echo image corresponding to an echo reflected by a reflection source in the steel based on an ultrasonic wave incident from the outer peripheral surface of the steel material. Engineering the of echo image, wherein the penetration echo image having a linearity an incident direction substantially perpendicular direction of the ultrasound, and the non-penetration bead echo image of the back wave echo image and substantially parallel direction Ru each identified I have a degree, and a degree of Engineering of the Ru only non Uranami echo images appear image is displayed.
また、本発明に係る超音波探傷画像処理方法は、鋼材の管外周面から入射された超音波に基づき前記鋼材内の反射源で反射したエコーに相応するエコー像を含むBスコープの画像の画素分解能が算出され、前記画素分解能を基に前記画像内の限定領域画像が生成される工程と、前記限定領域画像に現れるエコー像のうち前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とがそれぞれ識別される工程と、前記非裏波エコー像のうち輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像対が検出される工程と、前記エコー像対を形成する各エコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、前記輝度ピーク座標の座標差が算出される工程と、前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される工程と、前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される工程とを有する。 Further, the ultrasonic flaw detection image processing method according to the present invention is a pixel of a B scope image including an echo image corresponding to an echo reflected by a reflection source in the steel material based on an ultrasonic wave incident from the outer peripheral surface of the steel material tube. A resolution is calculated , and a limited area image in the image is generated based on the pixel resolution; and an echo image that appears in the limited area image is substantially orthogonal to the incident direction of the ultrasonic wave and linearity and penetration echo image having the steps of a non-back-wave echo image of the back wave echo image and substantially parallel direction are respectively identified, the such that the luminance peak luminance distribution of the non-back-wave echo image and as factories to echo image pair is discovered, and the respective intensity peak coordinates on the echo image is read to form an echo image partner, as engineering the coordinate differences Ru is calculated of the intensity peak coordinates, the coordinates Difference and pixel resolution From has a higher engineering the size of the inherent defects of the steel material Ru is exact terms and Cheng Hao the actual size still appears intrinsic defects of the steel material.
本発明に係る超音波探傷画像処理装置及びその処理方法によると、検査員の解析レベルに依存せずに鋼材の内在欠陥を評価できる。 According to the ultrasonic flaw detection image processing apparatus and the processing method thereof according to the present invention, it is possible to evaluate the internal defect of the steel material without depending on the analysis level of the inspector.
また、本発明に係る超音波探傷画像処理装置及びその処理方法によると、内在欠陥の大きさや探傷の程度を正確に測定できる。 Further, according to the ultrasonic flaw detection image processing apparatus and the processing method thereof according to the present invention, the size of the inherent defect and the degree of flaw detection can be accurately measured.
以下、本発明に係る超音波探傷画像処理装置及びその処理方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an ultrasonic inspection image processing apparatus and a processing method thereof according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る超音波探傷画像処理装置の実施の形態を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an ultrasonic flaw detection image processing apparatus according to the present invention.
図1は、超音波探傷画像処理装置1と、溶接された鋼材、例えば2つの管本体を管軸方向に整列させてその端部どうしが溶接された配管10、とを示す。なお、図1に示した配管は、2つの管本体によってV開先溶接施工された配管10を示すが、特にV開先溶接施工に限定されるものではなく、例えばX開先溶接施工された配管でもよい。
FIG. 1 shows an ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 and a welded steel material, for example, a
超音波探傷画像処理装置1には、超音波の送信パルスを発する超音波探傷器12と、超音波を所要の入射方向(入射角度)で配管10内に入射する探触子13とが備えられる。また、探触子13は、配管10内の反射源からのパルス状の反射波(エコー)を受信して電気信号に変換することができ、超音波探傷器12は、探触子13からの電気信号をデジタル変換・増幅してエコー信号aを得ることができる。
The ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 includes an
さらに、超音波探傷画像処理装置1には、超音波探傷器12からのエコー信号a等によって画像dを作成してこの画像dのデータを処理する画像処理装置14と、画面上に画像d等を表示する表示装置15とが備えられる。
Further, the ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 includes an
超音波探傷画像処理装置1に備える画像処理装置14には、超音波探傷器12からのエコー信号a等によって画像dを作成する画像作成部21と、画像dのデータを記憶する画像記憶部22と、画像dの領域を限定して、限定領域画像eを作成する画像領域限定処理部23と、限定領域画像eに現れるエコー像の直線の方向(傾き、角度)を利用してエコー像を識別するエコー像方向識別処理部24と、エコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像の有無を判断し、このエコー像から裏波エコー像付近に形成されるエコー像対を検出する輝度分布作成・エコー像対検出部25と、この輝度分布作成・エコー像対検出部25にて検出されたエコー像対を形成するエコー像上における輝度ピーク座標(画素)を読み取り、エコー像対を形成するエコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標の座標差から内在欠陥(内部欠陥)11の実寸を演算する欠陥実寸演算部26とが設けられる。
The
エコー像方向識別処理部24からの限定領域エコー識別画像fのデータと、欠陥実寸演算部26にて算出された内在欠陥11の実寸のデータとは、表示装置15にそれぞれ入力できるようになっている。
The data of the limited area echo identification image f from the echo image direction
一方、配管10は、第1管本体10aと、第2管本体10bと、第1管本体10a及び第2管本体10bの端部どうしを溶融金属にて溶接させた部分である溶接部10cと、溶接の際生じる熱影響部10dとを有する。溶接部10cの管内周面には、溶融金属が溶け込んで裏波部(余盛)10eが形成されている。さらに、熱影響部10dの管内周面には、熱影響部10dの応力腐食割れから進展したような内在欠陥11が発生しており、その内在欠陥11の最奥部を欠陥端部11aと、内在欠陥11の開口部を欠陥開口部11bとする。
On the other hand, the
超音波探傷画像処理装置1に備える探触子13は、配管10の管外周面に配置される。探触子13からは、配管10の管外周面上の探触子13の位置を示す位置信号bと、超音波の入射方向(入射角度)を示す探傷角度信号cとを画像処理装置14にそれぞれ出力できるようになっている。
The
続いて、超音波探傷画像処理装置1を用いた超音波探傷画像処理方法を、図2に示すフローチャートを用いて説明する。 Next, an ultrasonic flaw detection image processing method using the ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
超音波探傷画像処理装置1に備える探触子13は、配管10の管外周面を管外周方向及び管軸方向に所定の走査間隔だけ移動する。探触子13は、所定の走査間隔だけ移動する毎に探傷動作を行なう。
The
探傷動作を開始すると、まず、探触子13は超音波を発生する。この超音波は、斜角探傷法により、超音波を探傷面に対して所要の入射方向(入射角度)にて、探触子13と配管10との境界面で屈折して配管10内に入る。境界面での探傷屈折角は、境界面への入射方向、配管10内を伝搬する超音波の音速により、スネルの法則から求められる一定値である。
When the flaw detection operation is started, the
配管10内に入った超音波は、配管10内の反射源で反射する。反射されたエコーは、探触子13によって受信される。探触子13に受信されたエコーは、探触子13にて電気信号に変換される。この電気信号は、超音波探傷器12に入力され、超音波探傷器12にてデジタル変換・増幅される。超音波探傷器12にて増幅された電気信号は、エコー信号aとして画像処理装置14に入力される(ステップS1)。
The ultrasonic wave that enters the
ここで反射源として内在欠陥及び裏波部10e等があり、エコーは、内在欠陥11にて反射した欠陥エコー、例えば欠陥端部エコー及び欠陥開口部エコーや、裏波部10eにて反射した裏波エコーを含んでおり、加えてノイズ成分による妨害エコー等を含んでいる。
Here, the reflection source includes an intrinsic defect and a
一方、探傷動作を開始すると、探触子13から画像処理装置14に、配管10の位置を示す位置信号bが入力される。加えて、探触子13から画像処理装置14に、確定された超音波の入射方向を示す入射方向信号cが入力される(ステップS2)。
On the other hand, when the flaw detection operation is started, a position signal b indicating the position of the
画像処理装置14の画像作成部21には、超音波探傷器12からエコー信号aが、探触子13から位置信号b及び入射方向信号cがそれぞれ入力される。画像作成部21では、エコー信号a、位置信号b及び入射方向信号cからAスコープ波形、Bスコープ及びCスコープの画像dが作成される(ステップS3)。この画像dは、ノイズ成分による妨害エコーを含んでいる。
An echo signal a is input from the
ここで、Aスコープ波形は、ほぼリアルタイムに得られ、受信エコー強度(RF波又は検波)と音波伝搬時間(深さ)とを直角座標にとった時系列の波形で、Bスコープは、Aスコープの波形を輝度変調又は色変調して直線で表し、探触子13の位置と音波伝搬時間(深さ)とを直角座標にとった配管10の断層像で、Cスコープは、配管10の所要深さにおける受信エコー強度を輝度変調して、探触子13の位置に表示した配管10の平面像である。
Here, the A scope waveform is obtained almost in real time, and is a time-series waveform in which the received echo intensity (RF wave or detection) and the sound wave propagation time (depth) are taken as rectangular coordinates. The B scope is the A scope. Is a tomographic image of the
画像作成部21にて作成された配管10内の画像dのデータは、画像作成部21から画像記憶部22に入力され、この画像記憶部22内に記憶される。
The data of the image d in the
一方、画像dのデータは、画像作成部21から表示装置15に入力される。この表示装置15の画面上には、Aスコープ波形、Bスコープ及びCスコープが画像として表示される(ステップS4)。
On the other hand, the data of the image d is input from the
図3は、配管10内のBスコープの画像dを示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image d of the B scope in the
図3に示されたBスコープの画像dには、探触子13から入射した超音波が裏波部10eで反射し、その裏波部10eで反射した裏波エコーに相応する裏波エコー像Pが現れる。
In the image d of the B scope shown in FIG. 3, the ultrasonic wave incident from the
裏波エコー像Pは、超音波の入射方向に対して略直交方向に直線で現れ、図3に示されたBスコープの画像dのように、裏波エコー像P付近に他のエコー像が現れない場合、熱影響部10dの管内周面に、図1に示されたような内在欠陥11が内在しないと判断できる。よって、図3に示されたBスコープの画像dから、配管10のV開先溶接施行の結果は良好であると判断できる。
The back-wave echo image P appears in a straight line in a direction substantially orthogonal to the incident direction of the ultrasonic waves, and other echo images are present in the vicinity of the back-wave echo image P as in the image d of the B scope shown in FIG. When it does not appear, it can be determined that the
図4は、配管10内のBスコープの画像dの一例を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an image d of the B scope in the
図4に示されたBスコープの画像dには、探触子13から入射された超音波が裏波部10eで反射し、その裏波部10eで反射した裏波エコーに相応する裏波エコー像Pが現れる。
In the image d of the B scope shown in FIG. 4, the ultrasonic wave incident from the
また、図1に示されたように、熱影響部10dに、熱影響部10dの応力腐食割れから進展したような内在欠陥11が存在する場合、図4に示されたBスコープの画像dの裏波エコー像P付近に、内在欠陥11の欠陥端部11aから反射された欠陥端部エコーに相応する欠陥端部エコー像Qと、内在欠陥11の欠陥開口部11bから反射された欠陥開口部エコーに相応する欠陥開口部エコー像Rと、ノイズ成分による妨害エコーを表す妨害エコー像とが現れる。なお、図4に示されたBスコープの画像dは、裏波エコー像P、欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像Rを見易くするため、妨害エコー像の一部を省いて簡略化表示している。
Further, as shown in FIG. 1, when the
検査員は、ステップS4にて表示装置15の画面上に表示された、図4に示されたようなBスコープの画像dを見ながら、配管10の内在欠陥11を評価する。なお、表示装置15に表示されたAスコープ波形及びCスコープの画像dを見ながら、配管10の内在欠陥11を評価することもできる。
The inspector evaluates the
一方、図1に示された画像処理装置14の画像作成部21で、ステップS3にて作成された配管10内のBスコープの画像dのデータは、画像作成部21から画像領域限定処理部23に入力される。この画像領域限定処理部23では、Bスコープの画像dから画素分解能が算出される(ステップS5)。この画素分解能は、例えば図4に示されたBスコープの画像dの左端にあるスケールを読取ることで算出することができる。
On the other hand, the data of the B-scope image d in the
続いて、ステップS5にて算出された画素分解能と、配管10の肉厚とから、裏波エコー像Pが現れる画面上の領域が限定され、限定領域画像eが作成される(ステップS6)。配管10の肉厚は、既知の値として検査員によって入力される。
Subsequently, from the pixel resolution calculated in step S5 and the thickness of the
画像領域限定処理部23にて作成された限定領域画像eのデータは、画像領域限定処理部23からエコー像方向識別処理部24に入力される。このエコー像方向識別処理部24では、ステップS6にて限定された領域に現れた各種エコー像のうち、超音波の入射方向と略直交方向をもっている裏波エコー像が識別される(ステップS7)。
The data of the limited area image e created by the image area
ここで、エコー像方向識別処理部24では、限定領域画像eに現れたエコー像が、ステップS7にて識別された裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像であるかが判断される(ステップS8)。ステップS8の判断にてYes、すなわち、限定領域画像eに現れたエコー像が、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像である場合、限定領域画像eに現れたエコー像から、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像が識別され、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像のみが現れたBスコープの限定領域エコー識別画像fが作成される(ステップS9)。なお、Cスコープの画像dについて、ステップS5〜S9を行なえば、Bスコープの限定領域エコー識別画像fの場合と同様に、Cスコープの限定領域エコー識別画像fが作成できる。
Here, the echo image direction
エコー像方向識別処理部24にて抽出されたエコー像のみが現れた限定領域エコー識別画像fのデータは、エコー像方向識別処理部24から表示装置15に入力され、この表示装置15の画面上にBスコープ及びCスコープが画像として表示される(ステップS10)。
The data of the limited area echo identification image f in which only the echo image extracted by the echo image direction
一方、ステップS8の判断にてNo、すなわち、限定領域画像eに現れたエコー像が、裏波エコー像の方向と略平行方向のエコー像でない場合、そのエコー像は、ノイズ成分による妨害エコー像であるとして限定領域エコー識別画像fから除去される(ステップS11)。 On the other hand, if the determination in step S8 is No, that is, if the echo image that appears in the limited area image e is not an echo image in a direction substantially parallel to the direction of the back wave echo image, the echo image is an interference echo image due to noise components Is removed from the limited area echo identification image f (step S11).
そして、ステップS9にて作成され、エコー像のみが現れたBスコープの限定領域エコー識別画像fのデータは、輝度分布作成・エコー像対検出部25に入力される。輝度分布作成・エコー像対検出部25では、限定領域エコー識別画像fに現れているエコー像に関してエコーの輝度が計測され、エコー像が現れた直線上の画素列に対する輝度の分布が取得される(ステップS12)。
Then, the data of the limited area echo identification image f of the B scope that is created in step S9 and only the echo image appears is input to the luminance distribution creation / echo image
図5は、エコーの輝度分布を示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the luminance distribution of echoes.
図5に示されたエコーの輝度分布は、エコー像が現れた直線上の画素列に対して輝度の大きさをとったものである。図5(a)は、欠陥エコーの輝度分布を示す一方、図5(b)は、妨害エコーの輝度分布を示す。 The luminance distribution of the echo shown in FIG. 5 is obtained by taking the magnitude of luminance with respect to the pixel line on the straight line where the echo image appears. FIG. 5A shows the luminance distribution of the defect echo, while FIG. 5B shows the luminance distribution of the disturbing echo.
図5(a)の輝度分布に示すように、エコーの輝度分布内に輝度ピーク(輝度重心)がある場合、配管10に内在欠陥11が存在する可能性が高い。加えて、輝度分布内に輝度ピークがあるエコー像から、裏波エコー像付近にエコー像対が形成される場合、配管10に、内在欠陥11が存在すると断定できる。エコー像対を形成するエコー像は、欠陥端部11aから反射した欠陥端部エコーに相応する欠陥端部エコー像Qと、欠陥開口部11bから反射した欠陥開口部エコーに相応する欠陥開口部エコー像Rと、であると断定可能である。
As shown in the luminance distribution of FIG. 5A, when there is a luminance peak (luminance centroid) in the luminance distribution of the echo, there is a high possibility that the
そして、輝度分布作成・エコー像対検出部25では、図5(a)の輝度分布に示すように、輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像があり、そのエコー像から裏波エコー像付近に形成されるエコー像対が検出されるか否かが判断される(ステップS13)。ステップS13の判断にてYes、すなわち、エコー像対が検出される場合、そのエコー像対を形成する2つのエコー像が欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像Rであると断定される。そして、輝度分布内の輝度ピークに相当する、欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像R上の輝度ピーク座標(画素)が読み取られる(ステップS14)。
Then, in the luminance distribution creation / echo image
一方、ステップS13の判断にてNo、すなわち、図5(b)の輝度分布に示すように輝度分布内に輝度ピークがない場合、又は輝度分布内に輝度ピークはあるがエコー像対が検出されない場合、輝度分布内に輝度ピークがないエコー像、又は輝度ピークはあるがエコー像対を形成しないエコー像は、ノイズ成分による妨害エコー像であるとして画像から除去される(ステップS11)。 On the other hand, if the determination in step S13 is No, that is, if there is no luminance peak in the luminance distribution as shown in the luminance distribution of FIG. 5B, or there is a luminance peak in the luminance distribution, an echo image pair is not detected. In this case, an echo image having no luminance peak in the luminance distribution or an echo image having a luminance peak but not forming an echo image pair is removed from the image as a disturbing echo image due to a noise component (step S11).
図6は、裏波エコー像P、欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像Rを示し、欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像Rのそれぞれの輝度ピーク座標を説明する図である。 FIG. 6 shows a back-wave echo image P, a defect end echo image Q, and a defect opening echo image R, and is a diagram for explaining respective luminance peak coordinates of the defect end echo image Q and the defect opening echo image R. is there.
図6は、x−y平面画像上の裏波エコー像P、欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像Rを示す。加えて、ステップS12にて欠陥端部エコー像Q及び欠陥開口部エコー像Rから輝度分布を取得して、ステップS14にて輝度分布から読み取られた欠陥端部エコー像Q上の輝度ピーク座標q(xq,yq)及び欠陥開口部エコー像R上の輝度ピーク座標r(xr,yr)をそれぞれ示す。 FIG. 6 shows a back-wave echo image P, a defect end portion echo image Q, and a defect opening portion echo image R on an xy plane image. In addition, the luminance distribution is acquired from the defect end echo image Q and the defect opening echo image R in step S12, and the luminance peak coordinates q on the defect end echo image Q read from the luminance distribution in step S14. (X q , y q ) and luminance peak coordinates r (x r , y r ) on the defect opening echo image R are respectively shown.
ここで、欠陥端部エコー像Q上の輝度ピーク座標q(xq,yq)及び欠陥開口部エコー像R上の輝度ピーク座標r(xr,yr)の座標差(画素数)が算出される。ここでは、内在欠陥11の高さ(以下、「指示高さ」という。)を求めるために、輝度ピーク座標q(xq,yq)及び輝度ピーク座標r(xr,yr)のy座標差(yq−yr)が算出される(ステップS15)。 Here, the coordinate difference (number of pixels) between the luminance peak coordinate q (x q , y q ) on the defect edge echo image Q and the luminance peak coordinate r (x r , y r ) on the defect opening echo image R is calculated. Calculated. Here, in order to obtain the height of the intrinsic defect 11 (hereinafter referred to as “indicated height”), y of the luminance peak coordinate q (x q , y q ) and the luminance peak coordinate r (x r , y r ). A coordinate difference (y q −y r ) is calculated (step S15).
そして、算出された輝度ピーク座標q及び輝度ピーク座標rのy座標差と、ステップS5にて算出した画素分解能とを用いて、y座標差が指示高さに実寸換算され(ステップS16)、指示高さの実寸のデータが表示装置15に入力される。
Then, using the y coordinate difference between the calculated luminance peak coordinate q and luminance peak coordinate r and the pixel resolution calculated in step S5, the y coordinate difference is converted into an actual height (step S16). The actual height data is input to the
ステップS16にて実寸換算された指示高さは、表示装置15の画面上に表示される(ステップS17)。 The instruction height converted in actual size in step S16 is displayed on the screen of the display device 15 (step S17).
なお、図2に示されたフローチャートのステップS7の裏波エコー像の識別は、ステップS6による限定領域画像eにて行なったほうが望ましいが、ステップS6を省略し、ステップS3による画像dにて行なわれてもよい。また、ステップS12による輝度分布の取得は、ステップS5による画素分解能の算出又はステップS6による限定領域画像eの作成後に行なってもよく、その場合、ステップS7〜S11が省略され、画像d又は限定領域画像eに現れるエコーの輝度分布が取得される(ステップS12)。 It should be noted that the identification of the back-wave echo image in step S7 in the flowchart shown in FIG. 2 is preferably performed on the limited region image e in step S6, but step S6 is omitted and performed on the image d in step S3. May be. The luminance distribution acquisition in step S12 may be performed after the pixel resolution is calculated in step S5 or the limited area image e is generated in step S6. In that case, steps S7 to S11 are omitted, and the image d or the limited area is acquired. The luminance distribution of the echo that appears in the image e is acquired (step S12).
本発明に係る超音波探傷画像処理装置1及びその処理方法によると、エコー像のうち、エコー像の方向(角度)を利用して妨害エコー像を除去することでエコーのS/N比を増大させ、検査員の解析レベルに依存せずに配管10の内在欠陥11を評価できる。
According to the ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 and the processing method thereof according to the present invention, the S / N ratio of the echo is increased by removing the interference echo image from the echo image using the direction (angle) of the echo image. Thus, the
さらに、本発明に係る超音波探傷画像処理装置1及びその処理方法によると、エコー像から輝度分布を取得し、この輝度分布から検出される輝度ピークの有無を利用して妨害エコー像を除去することでエコーのS/N比を増大させ、検査員の解析レベルに依存せずに配管10の内在欠陥11を評価できる。
Furthermore, according to the ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 and the processing method thereof according to the present invention, the luminance distribution is acquired from the echo image, and the interference echo image is removed using the presence or absence of the luminance peak detected from the luminance distribution. Thus, the S / N ratio of the echo can be increased, and the
また、本発明に係る超音波探傷画像処理装置1及びその処理方法によると、輝度ピーク座標q(xq,yq)及び輝度ピーク座標r(xr,yr)のy座標差(yq−yr)を算出し、y座標差を実寸換算することで、指示高さを正確に測定できる。 Further, according to the ultrasonic flaw detection image processing apparatus 1 and the processing method thereof according to the present invention, the y coordinate difference (y q ) between the luminance peak coordinate q (x q , y q ) and the luminance peak coordinate r (x r , y r ). -Y r ) is calculated, and the indicated height can be accurately measured by converting the y coordinate difference to the actual size.
1 超音波探傷画像処理装置
14 画像処理装置
15 表示装置
21 画像作成部
22 画像記憶部
23 画像領域限定処理部
24 エコー像方向識別処理部
25 輝度分布作成・エコー像対検出部
26 欠陥実寸演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic flaw detection
Claims (8)
前記画像から画素分解能を算出すると共に、前記画素分解能を基に前記画像内の限定領域画像を生成する手段と、
前記限定領域画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とをそれぞれ識別する手段と、
前記非裏波エコー像のうち輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像対を検出する手段と、
前記エコー像対を形成する各エコー像上における輝度ピーク座標をそれぞれ読み取り、前記輝度ピーク座標の座標差と前記画素分解能とから内在欠陥の実寸を演算する手段とが設けられたことを特徴とする超音波探傷画像処理装置。 Means for generating an image of a B scope including an echo image corresponding to an echo reflected from a reflection source in the steel material by entering ultrasonic waves from the outer peripheral surface of the steel material;
Means for calculating a pixel resolution from the image, and generating a limited area image in the image based on the pixel resolution ;
Among echo images appearing in the limited region image, a back-wave echo image that is substantially orthogonal to the incident direction of the ultrasonic waves and has linearity, and a non-back-wave echo image in a direction substantially parallel to the back-wave echo image, Means for identifying each of
Means for detecting the echo image pair such that the luminance peak in the intensity distribution of the non-back-wave echo image,
Reading each luminance peak coordinates on each echo images forming the echo image pair, wherein the means for calculating the actual size of the endogenous defects from said pixel resolution as the coordinate difference between the luminance peak coordinates is provided Ultrasonic flaw detection image processing device.
前記限定領域画像に現れるエコー像のうち、前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とがそれぞれ識別される工程と、
前記非裏波エコー像のうち輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像対が検出される工程と、
前記エコー像対を形成する各エコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、前記輝度ピーク座標の座標差が算出される工程と、
前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される工程と、
前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される工程とを有することを特徴とする超音波探傷画像処理方法。 A pixel resolution of an image of a B scope including an echo image corresponding to an echo reflected by a reflection source in the steel material is calculated based on an ultrasonic wave incident from the outer peripheral surface of the steel tube, and the image resolution is calculated based on the pixel resolution. Generating a limited area image of
Of the echo image appearing on the limited area image, and the penetration echo image having a linearity above a incident direction substantially perpendicular direction of the ultrasound, and the non-penetration bead echo image of the back wave echo image direction substantially parallel but the higher the factory that will be identified, respectively,
Wherein the higher engineering that echo image pair is discovered that there is a luminance peak luminance distribution of the non-back-wave echo image,
And wherein each of the luminance peak coordinates on the echo image is read to form an echo image partner, as engineering the coordinate differences Ru is calculated of the intensity peak coordinates,
From said pixel resolution as the coordinate difference, the higher engineering the size of the inherent defect Ru is exact terms of the steel,
Ultrasonic flaw detection image processing method characterized by having a degree Engineering the actual size of the inherent defects of the steel product that is displayed.
前記非裏波エコー像のみが現われる画像が表示される工程とを有することを特徴とする超音波探傷画像処理方法。 Of echo images appearing in an image of a B scope including an echo image corresponding to an echo reflected from a reflection source in the steel based on an ultrasonic wave incident from the outer peripheral surface of the steel pipe, the incident direction of the ultrasonic wave is substantially orthogonal. and penetration echo image having a linearity in a direction, and a non-penetration bead echo image of the back wave echo image and substantially parallel direction with enough engineering that will be identified, respectively,
Ultrasonic flaw detection image processing method characterized by having a degree of Engineering for images only the non-back-wave echo image appears still appears.
前記限定領域画像に現れるエコー像のうち前記超音波の入射方向と略直交方向であって直線性を有する裏波エコー像と、前記裏波エコー像と略平行方向の非裏波エコー像とがそれぞれ識別される工程と、
前記非裏波エコー像のうち輝度分布内に輝度ピークがあるようなエコー像対が検出される工程と、
前記エコー像対を形成する各エコー像上のそれぞれの輝度ピーク座標が読み取られ、前記輝度ピーク座標の座標差が算出される工程と、
前記座標差と前記画素分解能とから、前記鋼材の内在欠陥の大きさが実寸換算される工程と、
前記鋼材の内在欠陥の実寸が表示される工程とを有することを特徴とする超音波探傷画像処理方法。 A pixel resolution of an image of a B scope including an echo image corresponding to an echo reflected by a reflection source in the steel material is calculated based on an ultrasonic wave incident from the outer peripheral surface of the steel tube, and the image resolution is calculated based on the pixel resolution. Generating a limited area image of
Among the echo images appearing in the limited region image, there are back wave echo images that are substantially orthogonal to the incident direction of the ultrasonic waves and have linearity, and the back wave echo images and non-back wave echo images in a substantially parallel direction. Each identified process; and
Wherein the higher engineering that echo image pair is discovered that there is a luminance peak luminance distribution of the non-back-wave echo image,
And wherein each of the luminance peak coordinates on the echo image is read to form an echo image partner, as engineering the coordinate differences Ru is calculated of the intensity peak coordinates,
From said pixel resolution as the coordinate difference, the higher engineering the size of the inherent defect Ru is exact terms of the steel,
Ultrasonic flaw detection image processing method characterized by having a degree Engineering the actual size of the inherent defects of the steel product that is displayed.
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