JP5930886B2 - 3次元超音波探傷方法 - Google Patents
3次元超音波探傷方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5930886B2 JP5930886B2 JP2012150325A JP2012150325A JP5930886B2 JP 5930886 B2 JP5930886 B2 JP 5930886B2 JP 2012150325 A JP2012150325 A JP 2012150325A JP 2012150325 A JP2012150325 A JP 2012150325A JP 5930886 B2 JP5930886 B2 JP 5930886B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flaw detection
- ultrasonic
- sensor
- rotation angle
- ultrasonic flaw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 171
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 64
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 34
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
(1)1つの3DUTセンサあるいはジグ等で固定した複数個の3DUTセンサを用いて超音波探傷を実施して2個以上の形状エコーを検出するステップと、
(2)形状エコーが検出されるセクタ走査面の回転角度と形状エコーまでの距離を求めるステップと、
(3)適正位置にセンサを設置した場合の回転角と伝播距離と、測定された回転角と伝播距離の偏差を求めるステップと、
(4)(2)のステップで求めた回転角と伝播距離、(3)のステップで求めた回転角と伝播距離の偏差、あるいは後述の実施例記載の数式を用いて求められる超音波探傷センサの設置位置と設置角度を表示するステップと、
(5)回転角と伝播距離の偏差が許容範囲内となるようセンサ設置位置を調整するステップと、
(6)探傷データを取得するステップを有する。
θ2=90+φ2−tan-1((sy2−y01)÷(sx2)) 数式(2)
L1=√{(x0−sx1)2+(sy1−y02)2+(h)2} 数式(3)
L2=√{(sx2)2+(sy2−y01)2+(h)2} 数式(4)
ここで、
x0 :検査対象の幅 [m]
y01:検査対象左端の形状信号発生源のy座標 [m]
y02:検査対象右端の形状信号発生源のy座標 [m]
sx1:センサNo.1の超音波走査中心点のx座標 [m]
sy1:センサNo.1の超音波走査中心点のy座標 [m]
φ1 :センサNo.1と検査対象幅方向のなす角度 [°]
sx2:センサNo.2の超音波走査中心点のx座標 [m]
sy2:センサNo.2の超音波走査中心点のy座標 [m]
φ2 :センサNo.2と検査対象幅方向のなす角度 [°]
h :図面と垂線方向の検査対象の厚さ [m]
を表す。また、sx1、sx2は適正位置における検査対象左端を基準とした距離であり、sy1、sy2は適正位置におけるセンサ固定ジグ下端を基準とした距離である。また、図中、y1はセンサ固定ジグのy方向幅[m]を示す。
sy1’=sin(α)×sx1+cos(α)×sy1 数式(6)
sx2’=cos(α)×sx2−sin(α)×sy2 数式(7)
sy2’=sin(α)×sx2+cos(α)×sy2 数式(8)
これらのsx1’、sy1’、sx2’、sy2’を使って、角度変化後のセンサNo.1の回転角θ1’と超音波伝播距離L1’、角度変化後のセンサNo.2の回転角θ2’と超音波伝播距離L2’は数式(9)〜(12)で記述される。
θ2’=90+φ2−tan-1((sy2’−y01)÷(sx2’)) 数式(10)
L1’=√{(x0−sx1’)2+(sy1’−y02)2+(h)2} 数式(11)
L2’=√{(sx2’)2+(sy2’−y01)2+(h)2} 数式(12)
適正位置の回転角度及び超音波伝播距離と、実際に測定された回転角度及び超音波伝播距離との偏差は、
α>0の場合、
θ1’−θ1>0、L1’−L1>0
θ2’−θ2<0、L2’−L2>0
となり、
α<0の場合、
θ1’−θ1<0、L1’−L1<0
θ2’−θ2>0、L2’−L2<0
となる。適正位置の回転角度及び超音波伝播距離と、実際に測定された回転角度及び超音波伝播距離との偏差の正負からセンサの回転方向が判る。また、数式(1)〜(12)の関係に基づき、この偏差の絶対値からセンサ設置位置の誤差量が許容可能か否かを判別することが可能であり、許容範囲を超える場合には偏差の大小関係から設置角度の修正方向が判る。また、超音波の波長が空間分解能となるのでそれ以上の距離精度は得られないため、センサ設置位置の許容範囲の最小値は超音波の波長となる。また、センサ設置位置の誤差の許容値は、超音波探傷装置に対して要求される検出精度を考慮して適宜設定される。
sy1’’=sy1+dy 数式(14)
sx2’’=sx2+dx 数式(15)
sy2’’=sy2+dy 数式(16)
これらのsx1’’、sy1’’、sx2’’、sy2’’を用いて、平行移動後のセンサNo.1の回転角θ1’’と超音波伝播距離L1’’、平行移動後のセンサNo.2の回転角θ2’’と超音波伝播距離L2’’は数式(17)〜(20)で記述される。
θ2’’=90+φ2−tan-1((sy2’’−y01)÷(sx2’’)) 数式(18)
L1’’=√{(x0−sx1’’)2+(sy1’’−y02)2+(h)2} 数式(19)
L2’’=√{(sx2’’)2+(sy2’’−y01)2+(h)2} 数式(20)
図4Dにセンサ固定ジグ3が(dx、dy)ずれてα°回転した場合を示す。このときのセンサNo.1の超音波走査中心点の検査対象左端からの距離sx1’’’、センサNo.1の超音波走査中心点の適正位置におけるセンサ固定ジグ下端からの距離sy1’’’、センサNo.2の超音波走査中心点の検査対象左端からの距離sx2’’’、センサNo.2の超音波走査中心点の適正位置におけるセンサ固定ジグ下端からの距離sy2’’’は数式(21)〜(24)で記述される。
sy1’’’=sin(α)×(sx1+dx)+cos(α)×(sy1+dy) 数式(22)
sx2’’’=cos(α)×(sx2+dx)−sin(α)×(sy2+dy) 数式(23)
sy2’’’=−sin(α)×(sx2+dx)+cos(α)×(sy2+dy) 数式(24)
これらのsx1’’’、sy1’’’、sx2’’’、sy2’’’を用いて、平行・回転移動後のセンサNo.1の回転角θ1’’’と超音波伝播距離L1’’’、角度変化後のセンサNo.2の回転角θ2’’’と超音波伝播距離L2’’’は数式(25)〜(28)で記述される。
θ2’’’=90+φ2−tan-1((sy2’’’−y01)÷(sx2’’’)) 数式(26)
L1’’’=√{(x0−sx1’’’)2+(sy1’’’−y02)2+(h)2} 数式(27)
L2’’’=√{(sx2’’’)2+(sy2’’’−y01)2+(h)2} 数式(28)
ここで、不明な変数はdx、dy、αの3つであるのに対して、それらの関係を記述する数式は25〜28の4つあるため、それらの数式に基づきdx、dy、αを評価可能である。
sx1=30mm、sy1=20mm、φ1=45°、sx2=70mm、sy2=20mm、φ2=45°、y01=−50mm、y02=−50mm、x0=100mm、h=50mmの場合の、
−5mm<dx<5mm、
−5mm<dy<5mm、
−10°<α<10° における、
dL1≡L1#−L1、
dθ1≡θ1#−θ1、
dL2≡L2#−L2、
dθ2≡θ2#−θ2 を評価した。
L1#:角度・位置変化後のセンサNo.1から形状信号源への超音波伝播距離
θ1#:角度・位置変化後のセンサNo.1での形状信号検出回転角度
L2#:角度・位置変化後のセンサNo.2から形状信号源への超音波伝播距離
θ2#:角度・位置変化後のセンサNo.2での形状信号検出回転角度
を表す。
α>0の場合、
θ1’−θ1<0、L1’−L1>0
θ2’−θ2>0、L2’−L2>0
となり、
α<0の場合、
θ1’−θ1>0、L1’−L1<0
θ2’−θ2<0、L2’−L2<0
となる。従って、適正位置の回転角度及び超音波伝播距離と、実際に測定された回転角度及び超音波伝播距離の偏差の正負からセンサの回転方向が判る。また、dL1、dθ1、dL2、dθ2の値、あるいは数式(1)〜(20)から許容可能な偏差か否かを判別することが可能である。
dθ1(dx=5)=dθ2(dx=−5)、
dL1(dx=5)=dL2(dx=−5)、
となる。
dL1>dL2の場合、dx<0
dL1<dL2の場合、dx>0
dθ1>dθ2>0の場合、dy>0
dθ1<dθ2<0の場合、dy<0
dL1=dL2でdθ1=dθ2の場合、dx=0
さらにdL1>0の場合、dy>0
あるいはdL1<0の場合、dy<0
と評価される。
L(i’)=√{(ky(i’)-sy(i))2+(kx(i’)-sx(i))2+kz(i’)2} 数式(30)
ここで、
sx(i):アレイセンサの領域iの超音波走査中心点のx座標 [m]
sy(i):アレイセンサの領域iの超音波走査中心点のy座標 [m]
kx(i’):i’ 番目の形状信号発生源のx座標 [m]
ky(i’):i’ 番目の形状信号発生源のy座標 [m]
kz(i’):i’ 番目の形状信号発生源のz座標 [m]
を表す。
sy’(i)=sin(β)×(sx(i)+dx)+cos(β)×(sy(i)+dy) 数式(32)
θ(i’)=tan―1{(ky(i’)-sy’(i))÷(kx(i’)-sx’(i))} 数式(33)
L(i’)=√{(ky(i’)-sy’(i))2+(kx(i’)-sx’(i))2+kz(i’)2} 数式(34)
ここで、不明な変数はβ、dx、dyの3つであるため、2つ以上の形状信号源を検出することにより、それらの変数間の関係を記述する数式を4つ以上として、β、dx、dyを評価可能である。
−5mm<dx<5mm、
−5mm<dy<5mm、
−10°<β<10° における、
dL1≡L1#−L1
dθ1≡θ1#−θ1
dL2≡L2#−L2
dθ2≡θ2#−θ2
dL3≡L3#−L3
dθ3≡θ3#−θ3 を評価した。
L1#:角度・位置変化後の領域1と形状信号1の超音波伝播距離
θ1#:角度・位置変化後の領域1での形状信号1検出の回転角度
L2#:角度・位置変化後の領域3と形状信号2の超音波伝播距離
θ2#:角度・位置変化後の領域3での形状信号2検出の回転角度
L3#:角度・位置変化後の領域3と形状信号3の超音波伝播距離
θ3#:角度・位置変化後の領域3での形状信号3検出の回転角度
を表す。
0>dθ3>dθ2>dθ1
dL1>0>dL3>dL2
β<0の場合、
dθ2>dθ1>dθ3>0
dL3>dL2>0>dL1
となり、適正位置で検出されるべき回転角度と超音波伝播距離と、実際に測定された回転角度と超音波伝播距離の大小関係からセンサの回転方向が判る。また、dL1、dθ1、dL2、dθ2、dL3、dθ3の値と、あるいは数式(1)〜(4)、数式(29)〜(34)から、センサ設置位置の誤差が許容範囲内か否かを判別可能である。
dθ2(dx=5)=dθ3(dx=−5)、
dL2(dx=5)=dL3(dx=−5)、
dθ2(dx=−5)=dθ3(dx=5)、
dL2(dx=−5)=dL3(dx=5)、
となる。この場合、dL1、dL2、dL3の正負及び大小関係は表2のとおりとなる。また、dθ1、dθ2、dθ3の正負及び大小関係は表3のとおりとなる。
3:センサ固定ジグ
4:検査対象
8:超音波探傷装置
9:パソコン
21:CPU
22:ハードディスクドライブ(HDD)
23:ランダムアクセスメモリ(RAM)
24:リードオンリーメモリ(ROM)
25:I/Oポート
26:キーボード
27:記録メディア
28:モニタ
29:A/Dコンバータ
30:D/Aコンバータ
31:超音波素子
32、32B:電極
33:ダンパー
34:保護ケース
36:焦点
S100:探傷情報入力ステップ
S101:超音波探傷ステップ
S102:超音波伝播距離・回転角計算ステップ
S103:探傷データ収録可否判断ステップ
S104:センサ設置位置・角度調整ステップ
S105:超音波探傷データ収録・表示ステップ
S200:探傷情報入力ステップ
S201:超音波探傷ステップ
S202:超音波伝播距離・回転角計算ステップ
S203:探傷データ収録可否判断ステップ
S204:センサ設置位置・角度調整ステップ
S205:超音波探傷データ収録・表示ステップ
Claims (7)
- アレイ型3次元超音波探傷センサを用いた3次元超音波探傷方法であって、
検査対象に対する前記センサの適正な設置位置における基準形状信号発生源の形状エコーが検出されるセクタ走査面の回転角度及び超音波伝播距離を、2つ以上の基準形状信号発生源につき予め求めておき、前記センサを前記検査対象に設置して超音波探傷を実施し、前記基準形状信号発生源の形状エコーが検出される回転角度及び超音波伝搬距離を求め、前記超音波探傷を実施して求めた回転角度及び超音波伝搬距離が、前記センサの適性な設置位置における回転角度及び超音波伝搬距離と比較して許容範囲内の場合には、前記超音波探傷を実施して得られた探傷データを探傷結果として取得するようにし、
前記アレイ型3次元超音波探傷センサとして、相対位置を固定した2つ以上のアレイ型3次元超音波探傷センサを用い、それぞれのアレイ型3次元超音波探傷センサは別の前記基準形状信号発生源の形状エコーを検出するようにしたことを特徴とする3次元超音波探傷方法。 - アレイ型3次元超音波探傷センサを用いた3次元超音波探傷方法であって、
検査対象に対する前記センサの適正な設置位置における基準形状信号発生源の形状エコーが検出されるセクタ走査面の回転角度及び超音波伝播距離を、2つ以上の基準形状信号発生源につき予め求めておき、前記センサを前記検査対象に設置して超音波探傷を実施し、前記基準形状信号発生源の形状エコーが検出される回転角度及び超音波伝搬距離を求め、前記超音波探傷を実施して求めた回転角度及び超音波伝搬距離が、前記センサの適性な設置位置における回転角度及び超音波伝搬距離と比較して許容範囲内の場合には、前記超音波探傷を実施して得られた探傷データを探傷結果として取得するようにし、
前記アレイ型3次元超音波探傷センサとして、1つのアレイ型3次元超音波探傷センサを用い、前記アレイ型3次元超音波探傷センサをn個の領域に分け、それぞれの領域を1つのセンサとして取り扱い、少なくとも2の領域のそれぞれの領域は別の前記基準形状信号発生源の形状エコーを検出するようにしたことを特徴とする3次元超音波探傷方法。 - 請求項1または2に記載の3次元超音波探傷方法において、
前記超音波探傷を実施して求めた回転角度及び超音波伝搬距離、及び/又は、前記超音波探傷を実施して求めた回転角度及び超音波伝搬距離と前記センサの適正な設置位置における回転角度及び超音波伝播距離との偏差を表示することを特徴とする3次元超音波探傷方法。 - 請求項3に記載の3次元超音波探傷方法において、
さらに前記探傷結果を表示することを特徴とする3次元超音波探傷方法。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の3次元超音波探傷方法において、
前記超音波探傷を実施して求めた回転角度及び超音波伝搬距離と前記センサの適正な設置位置における回転角度及び超音波伝播距離との偏差に基づいて、前記センサの設置位置と設置角度を調整することを特徴とする3次元超音波探傷方法。 - 請求項5に記載の3次元超音波探傷方法において、
前記センサの設置位置と設置角度の調整量を、前記超音波探傷を実施して求めた回転角度及び超音波伝搬距離と前記センサの適正な設置位置における回転角度及び超音波伝播距離との偏差に基づいて計算することを特徴とする3次元超音波探傷方法。 - 請求項5に記載の3次元超音波探傷方法において、
前記超音波探傷センサの設置位置と設置角度を調整する方法が、前記アレイ型3次元超音波探傷センサにおける使用する超音波素子と超音波走査条件を電子的に変更することにより行うことを特徴とする3次元超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012150325A JP5930886B2 (ja) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | 3次元超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012150325A JP5930886B2 (ja) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | 3次元超音波探傷方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014013174A JP2014013174A (ja) | 2014-01-23 |
JP5930886B2 true JP5930886B2 (ja) | 2016-06-08 |
Family
ID=50108933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012150325A Active JP5930886B2 (ja) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | 3次元超音波探傷方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5930886B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH076953B2 (ja) * | 1984-12-28 | 1995-01-30 | 株式会社東芝 | 超音波探傷装置 |
JPH0455756A (ja) * | 1990-06-26 | 1992-02-24 | Nippon Steel Corp | 線材の超音波探傷装置 |
JP3265511B2 (ja) * | 1992-04-24 | 2002-03-11 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
JPH06174703A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-24 | Hitachi Ltd | 曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法 |
JP2007240342A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 探傷検査装置及び方法 |
JP5401330B2 (ja) * | 2010-01-05 | 2014-01-29 | 株式会社日立製作所 | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
JP5535680B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2014-07-02 | 三菱重工業株式会社 | 超音波検査方法 |
JP2011208978A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Hitachi Ltd | タービン翼植込み部の超音波検査方法および装置 |
-
2012
- 2012-07-04 JP JP2012150325A patent/JP5930886B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014013174A (ja) | 2014-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tabjula et al. | Outlier analysis for defect detection using sparse sampling in guided wave structural health monitoring | |
JP6290718B2 (ja) | 超音波検査装置及び超音波検査方法 | |
WO1991002971A1 (en) | Ultrasonic flaw detector | |
JP7475814B2 (ja) | 複合積層板の面外皺を測定するための方法 | |
US20130160551A1 (en) | Ultrasonic flaw detection device and ultrasonic flaw detection method | |
US11073498B2 (en) | Detection system, detection device, and detection method | |
JP5622597B2 (ja) | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 | |
JP2013156166A (ja) | 超音波探傷方法 | |
JP5846847B2 (ja) | タービン動翼フォークの3次元超音波探傷方法 | |
JP6220838B2 (ja) | 非破壊検査方法及び非破壊検査装置並びに弾性波トモグラフィにおける情報特定方法及び情報特定装置 | |
JP6290748B2 (ja) | 超音波検査方法及び超音波検査装置 | |
KR101403377B1 (ko) | 2차원 레이저 센서를 이용한 대상 물체의 6 자유도 운동 산출 방법 | |
JP5930886B2 (ja) | 3次元超音波探傷方法 | |
JP7264770B2 (ja) | 超音波検査システム及び超音波検査方法 | |
WO2015111143A1 (ja) | 溶接部を検査する超音波探傷装置および溶接部を検査する超音波探傷方法、それを用いた鉄道車両構体の製造方法 | |
US20220011269A1 (en) | Digital twin of an automated non-destructive ultrasonic testing system | |
JP6298371B2 (ja) | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 | |
JP7050511B2 (ja) | 溶接部探傷装置と方法 | |
JP2015075415A (ja) | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 | |
JP6095916B2 (ja) | 超音波探傷方法及び装置 | |
JP2020148603A (ja) | 超音波探触子、アンカーボルト超音波探傷検査装置およびアンカーボルトの超音波探傷検査方法 | |
JP4738243B2 (ja) | 超音波探傷システム | |
JP2006138672A (ja) | 超音波検査方法及び装置 | |
JP2017067589A (ja) | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 | |
JP2018205091A (ja) | 超音波探傷装置および超音波による検査方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150402 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160307 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160426 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5930886 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |