JP6761780B2 - Defect evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、被検査体に存在する欠陥を評価する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for evaluating a defect existing in an object to be inspected.

従来、非破壊で被検査体の欠陥を検査する方法として、超音波を利用する方法が知られている。例えば、特許文献1には、所定の位置に焦点位置が合わされた収束パルス波を被検査体に送信する送信工程と、前記収束パルス波が被検査体で反射することにより生成される反射超音波に基づいて欠陥を評価する評価工程と、を含む超音波探傷方法が開示されている。送信工程では、多数のアレイ送信子をそれぞれ独立して制御することにより、パルス波の収束位置が調整されている。 Conventionally, a method using ultrasonic waves has been known as a method for inspecting a defect of an inspected object in a non-destructive manner. For example, Patent Document 1 describes a transmission step of transmitting a convergent pulse wave whose focal position is adjusted to a predetermined position to an inspected object, and a reflected ultrasonic wave generated by reflecting the convergent pulse wave in the inspected object. An evaluation step for evaluating defects based on the above, and an ultrasonic flaw detection method including the above are disclosed. In the transmission process, the convergence position of the pulse wave is adjusted by controlling a large number of array transmitters independently.

特開2001−153847号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-153847

特許文献1に記載される方法では、収束パルス波が用いられるため、被検査体に存在する欠陥を高精度に評価することが可能であるものの、収束パルス波は、被検査体を探傷可能な領域が小さいため、特に被検査体を3次元的に広範囲に検査する場合には多くの時間を要する。また、多数のアレイ送信子を備えており、それらを独立して制御するため、装置の構成が複雑である。 In the method described in Patent Document 1, since the convergent pulse wave is used, it is possible to evaluate the defect existing in the inspected object with high accuracy, but the convergent pulse wave can detect the inspected object. Since the area is small, it takes a lot of time to inspect a wide area in three dimensions. Further, since a large number of array transmitters are provided and they are controlled independently, the configuration of the device is complicated.

本発明の目的は、被検査体に存在する欠陥を効率的に評価することが可能な欠陥評価方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a defect evaluation method capable of efficiently evaluating defects existing in an inspected object.

前記課題を解決する手段として、本発明は、被検査体に存在する欠陥の評価方法であって、前記被検査体に向けてバースト波を送信するバースト波送信工程と、前記バースト波が前記被検査体で反射することにより生成される反射超音波である第1反射超音波のうち前記バースト波の周波数よりも高い周波数を有する高調波を受信するとともに、その高調波に基づいて前記欠陥の存在位置を特定する欠陥位置特定工程と、前記欠陥の存在位置に対してパルス波を送信するパルス波送信工程と、前記パルス波が前記欠陥で反射することにより生成される反射超音波である第2反射超音波を受信するとともに、その第2反射超音波に基づいて前記欠陥を評価する評価工程と、を含む、欠陥評価方法を提供する。 As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention is a method for evaluating defects existing in an inspected object, which includes a burst wave transmission step of transmitting a burst wave toward the inspected object and the burst wave being the inspected object. Of the first reflected ultrasonic waves, which are reflected ultrasonic waves generated by reflection by the inspection body, a harmonic having a frequency higher than the frequency of the burst wave is received, and the defect is present based on the harmonic wave. A second defect position specifying step for specifying a position, a pulse wave transmission step for transmitting a pulse wave to the existing position of the defect, and a second reflected ultrasonic wave generated by the pulse wave being reflected by the defect. Provided is a defect evaluation method including an evaluation step of receiving a reflected ultrasonic wave and evaluating the defect based on the second reflected ultrasonic wave.

本欠陥評価方法では、バースト波の送信によって被検査体の広範囲について欠陥の存在位置を検出することができるので、効率的に欠陥を評価することができる。具体的に、被検査体にバースト波を送信すると、欠陥において非線形効果が生じることにより、バースト波の反射超音波として当該バースト波の周波数よりも高い周波数を有する高調波が生成される。この高調波は、バースト波(入射波)の周波数とは異なる周波数を有する反射超音波であるので、つまり、組織反乱ノイズ(入射波の周波数と同じ周波数の反射超音波)をほとんど含まないので、この高調波に基づいて被検査体における欠陥の存在位置を特定することが可能となる。よって、その欠陥の存在位置に対してパルス波を送信することにより、このパルス波の反射超音波である第2反射超音波に基づいて高精度に欠陥を評価することができる。 In this defect evaluation method, since the existence position of the defect can be detected in a wide range of the inspected object by transmitting the burst wave, the defect can be evaluated efficiently. Specifically, when a burst wave is transmitted to the object to be inspected, a non-linear effect is generated in the defect, so that a harmonic having a frequency higher than the frequency of the burst wave is generated as the reflected ultrasonic wave of the burst wave. Since this harmonic is a reflected ultrasonic wave having a frequency different from that of the burst wave (incident wave), that is, it contains almost no tissue repulsion noise (reflected ultrasonic wave having the same frequency as the incident wave frequency). Based on this harmonic, it is possible to identify the location of defects in the object to be inspected. Therefore, by transmitting the pulse wave to the existing position of the defect, the defect can be evaluated with high accuracy based on the second reflected ultrasonic wave which is the reflected ultrasonic wave of the pulse wave.

この場合において、前記パルス波送信工程では、前記パルス波として、前記欠陥の存在位置に焦点位置が合された収束パルス波を送信することが好ましい。 In this case, in the pulse wave transmission step, it is preferable to transmit a convergent pulse wave whose focal position is aligned with the presence position of the defect as the pulse wave.

このようにすれば、第2反射超音波のSN比が高まるので、より高精度な欠陥の評価が可能となる。 By doing so, the SN ratio of the second reflected ultrasonic wave is increased, so that more accurate defect evaluation becomes possible.

また、前記パルス波送信工程では、前記パルス波として、前記バースト波送信工程で送信する前記バースト波の周波数よりも高い周波数を有するものを送信することが好ましい。 Further, in the pulse wave transmission step, it is preferable to transmit the pulse wave having a frequency higher than the frequency of the burst wave transmitted in the burst wave transmission step.

このようにすれば、比較的低い周波数を有するバースト波によって被検査体の広範囲について欠陥の存在位置を検出することができ、かつ、評価工程では、バースト波の周波数よりも高い周波数を有する第2反射超音波に基づいてより高精度に欠陥を評価することが可能となる。 In this way, the location of defects in a wide range of the inspected object can be detected by the burst wave having a relatively low frequency, and in the evaluation process, the second burst wave having a frequency higher than the frequency of the burst wave. Defects can be evaluated with higher accuracy based on reflected ultrasonic waves.

また、前記欠陥位置特定工程では、前記第1反射超音波のうち前記高調波以外の反射超音波を除去しつつ前記高調波のみを受信することが好ましい。 Further, in the defect position specifying step, it is preferable to receive only the harmonics while removing the reflected ultrasonic waves other than the harmonics among the first reflected ultrasonic waves.

このようにすれば、欠陥の存在位置をより高い精度で特定することが可能となる。 In this way, it is possible to identify the location of the defect with higher accuracy.

以上のように、本発明によれば、被検査体に存在する欠陥を効率的に評価することが可能な欠陥評価方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a defect evaluation method capable of efficiently evaluating defects existing in an inspected object.

本発明の一実施形態の欠陥評価方法に用いられる探傷装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the flaw detection apparatus used in the defect evaluation method of one Embodiment of this invention. 第1反射超音波の高調波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the harmonic of the 1st reflected ultrasonic wave. 被検査体における欠陥の存在位置を示す図である。It is a figure which shows the existence position of the defect in the object to be inspected. 第2反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the 2nd reflected ultrasonic wave. 被検査体における欠陥の存在位置を示す図である。It is a figure which shows the existence position of the defect in the object to be inspected. 焦点位置が被検査体の表面から1.2mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave which the focal position was set to 1.2 mm from the surface of an inspected object. 焦点位置が被検査体の表面から1.4mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave which the focal position was set to 1.4mm from the surface of the object to be inspected. 焦点位置が被検査体の表面から1.6mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave which the focal position was set to 1.6 mm from the surface of an inspected object. 焦点位置が被検査体の表面から1.2mmに設定された収束バースト波の反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent burst wave which the focal position was set to 1.2 mm from the surface of an inspected object. 焦点位置が被検査体の表面から1.4mmに設定された収束バースト波の反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent burst wave which the focal position was set to 1.4mm from the surface of an inspected object. 焦点位置が被検査体の表面から1.6mmに設定された収束バースト波の反射超音波の受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent burst wave which the focal position was set to 1.6 mm from the surface of an inspected object. 焦点位置と人工欠陥からの反射超音波の強度変化(正規化振幅)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the focal position and the intensity change (normalized amplitude) of the reflected ultrasonic wave from an artificial defect.

本発明の一実施形態の欠陥評価方法について、図1を参照しながら説明する。本欠陥評価方法は、バースト波とパルス波と用いることによって効率的にかつ3次元的に被検査体1の欠陥を評価する方法である。なお、パルス波は、正弦波1波分を意味し、バースト波は、連続するパルス波(正弦波2波分以上)を意味する。 A defect evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This defect evaluation method is a method for efficiently and three-dimensionally evaluating a defect of the inspected object 1 by using a burst wave and a pulse wave. The pulse wave means one sine wave, and the burst wave means a continuous pulse wave (two or more sine waves).

欠陥評価方法では、図1に示される探傷装置が用いられる。この探傷装置は、超音波探触子3と、探傷器5と、を備えている。超音波探触子3は、探傷器5から受ける送信信号に基づいて超音波(バースト波又はパルス波)4を送信するとともに、バースト波又はパルス波が被検査体1で反射することにより生成される反射超音波に基づく受信信号を探傷器5に送る。この超音波探触子3は、3次元的に走査される。探傷器5は、超音波探触子3に送信させる超音波(バースト波又はパルス波)4に応じた送信信号を当該超音波探触子3に送信するとともに、超音波探触子3から受け取る受信信号を処理する。 In the defect evaluation method, the flaw detector shown in FIG. 1 is used. This flaw detector includes an ultrasonic probe 3 and a flaw detector 5. The ultrasonic probe 3 is generated by transmitting an ultrasonic wave (burst wave or pulse wave) 4 based on a transmission signal received from the flaw detector 5 and reflecting the burst wave or pulse wave on the inspected object 1. The received signal based on the reflected ultrasonic wave is sent to the flaw detector 5. The ultrasonic probe 3 is scanned three-dimensionally. The flaw detector 5 transmits a transmission signal corresponding to the ultrasonic wave (burst wave or pulse wave) 4 transmitted to the ultrasonic probe 3 to the ultrasonic probe 3 and receives the transmission signal from the ultrasonic probe 3. Process the received signal.

具体的に、欠陥評価方法は、バースト波送信工程と、欠陥位置特定工程と、パルス波送信工程と、評価工程と、を含む。本実施形態では、超音波探触子3は、接触媒質としての水2を介して被検査体1と音響的に結合するように配置される。 Specifically, the defect evaluation method includes a burst wave transmission step, a defect position identification step, a pulse wave transmission step, and an evaluation step. In the present embodiment, the ultrasonic probe 3 is arranged so as to acoustically bond with the object 1 to be inspected via water 2 as a contact medium.

バースト波送信工程では、超音波探触子3から被検査体1に向けてバースト波が送信される。このバースト波は、水中を経て被検査体1内に入射する。 In the burst wave transmission step, the burst wave is transmitted from the ultrasonic probe 3 toward the object 1 to be inspected. This burst wave enters the inspected body 1 via the water.

欠陥位置特定工程では、バースト波が被検査体1で反射することにより生成される反射超音波である第1反射超音波が超音波探触子3で受信されるとともに、その受信信号が探傷器5に送られる。具体的に、被検査体1にバースト波を送信すると、被検査体1に存在する欠陥において非線形効果が生じることにより、バースト波の反射超音波として当該バースト波の周波数よりも高い周波数を有する高調波が生成される。このため、第1反射超音波には、バースト波(入射波)の周波数と同じ周波数を有する基本波に加え、前記高調波が含まれる。本実施形態の欠陥位置特定工程では、第1反射超音波のうち前記高調波以外の反射超音波(基本波等)を除去しつつ前記高調波のみを受信する。なお、第1反射超音波のうちの前記高調波以外の反射超音波は、探傷器5においてフィルタにより除去される。前記高調波は、バースト波の周波数とは異なる周波数を有する反射超音波であるので、つまり、組織反乱ノイズ(入射波の周波数と同じ周波数を有する基本波)をほとんど含まないので、この高調波に基づいて被検査体1における欠陥の存在位置を明確に特定することが可能となる。すなわち、この欠陥位置特定工程では、バースト波が被検査体1で反射することにより生成される第1反射超音波のうち高調波を受信するとともに、その高調波に基づいて欠陥の存在位置を特定する。なお、この工程では、探傷器5においてバースト波(入射波)の周波数とは異なる周波数成分を有する反射超音波を受信するので、その受信信号に基づく欠陥の評価はできない。 In the defect positioning step, the first reflected ultrasonic wave, which is a reflected ultrasonic wave generated by the burst wave reflected by the object 1 to be inspected, is received by the ultrasonic probe 3, and the received signal is received by the flaw detector. Sent to 5. Specifically, when a burst wave is transmitted to the inspected body 1, a non-linear effect is generated in a defect existing in the inspected body 1, so that a harmonic having a frequency higher than the frequency of the burst wave as a reflected ultrasonic wave of the burst wave is generated. Waves are generated. Therefore, the first reflected ultrasonic wave includes the harmonics in addition to the fundamental wave having the same frequency as the burst wave (incident wave). In the defect position identification step of the present embodiment, only the harmonics are received while removing the reflected ultrasonic waves (fundamental waves and the like) other than the harmonics of the first reflected ultrasonic waves. The reflected ultrasonic waves other than the harmonics of the first reflected ultrasonic waves are removed by the filter in the flaw detector 5. Since the harmonic is a reflected ultrasonic wave having a frequency different from that of the burst wave, that is, it contains almost no tissue repulsion noise (a fundamental wave having the same frequency as the incident wave), the harmonic has a frequency different from that of the burst wave. Based on this, it is possible to clearly identify the location of the defect in the object 1 to be inspected. That is, in this defect position identification step, the harmonic of the first reflected ultrasonic wave generated by the burst wave reflected by the object 1 to be inspected is received, and the existence position of the defect is specified based on the harmonic. To do. In this step, since the flaw detector 5 receives the reflected ultrasonic wave having a frequency component different from the frequency of the burst wave (incident wave), it is not possible to evaluate the defect based on the received signal.

パルス波送信工程では、欠陥位置特定工程において特定された欠陥の存在位置に向けて超音波探触子3からパルス波を送信する。本実施形態のパルス波送信工程では、前記パルス波として、欠陥の存在位置に焦点位置が合された収束パルス波を送信する。また、パルス波送信工程では、前記パルス波として、バースト波送信工程で送信するバースト波の周波数(例えば20MHz)よりも高い周波数(例えば50MHz)を有するものを送信する。 In the pulse wave transmission step, the pulse wave is transmitted from the ultrasonic probe 3 toward the existence position of the defect specified in the defect position identification step. In the pulse wave transmission step of the present embodiment, as the pulse wave, a convergent pulse wave whose focal position is aligned with the presence position of the defect is transmitted. Further, in the pulse wave transmission step, the pulse wave having a frequency (for example, 50 MHz) higher than the frequency (for example, 20 MHz) of the burst wave transmitted in the burst wave transmission step is transmitted.

評価工程では、パルス波が欠陥で反射することにより生成される反射超音波である第2反射超音波を超音波探触子3で受信するとともに、その第2反射超音波に基づいて欠陥を評価する。欠陥の評価は、探傷器5で受信される反射信号の大きさ等に基づいて行われる。 In the evaluation process, the ultrasonic probe 3 receives the second reflected ultrasonic wave, which is the reflected ultrasonic wave generated by the reflection of the pulse wave due to the defect, and evaluates the defect based on the second reflected ultrasonic wave. To do. The defect is evaluated based on the magnitude of the reflected signal received by the flaw detector 5.

以上に説明したように、本実施形態の欠陥評価方法では、まずバースト波の送信によって被検査体1の広範囲について欠陥の存在位置を検出することができるので、その欠陥の存在位置に向けてパルス波を送信することにより、このパルス波の反射超音波である第2反射超音波に基づいて効率的にかつ高精度に欠陥を評価することができる。 As described above, in the defect evaluation method of the present embodiment, first, the existing position of the defect can be detected in a wide range of the inspected object 1 by transmitting the burst wave, and therefore a pulse is directed toward the existing position of the defect. By transmitting the wave, the defect can be evaluated efficiently and with high accuracy based on the second reflected ultrasonic wave which is the reflected ultrasonic wave of the pulse wave.

また、パルス波送信工程では、パルス波として、欠陥の存在位置に焦点位置が合された収束パルス波が送信されるので、第2反射超音波のSN比が高まる。よって、より高精度な欠陥の評価が可能となる。 Further, in the pulse wave transmission step, as a pulse wave, a convergent pulse wave whose focal position is aligned with the presence position of the defect is transmitted, so that the SN ratio of the second reflected ultrasonic wave is increased. Therefore, more accurate defect evaluation becomes possible.

さらに、パルス波送信工程では、パルス波として、バースト波送信工程で送信するバースト波の周波数よりも高い周波数を有するものが送信される。このため、比較的低い周波数(例えば20MHz)を有するバースト波によって被検査体1の広範囲について欠陥の存在位置を検出することができ、かつ、評価工程では、バースト波の周波数よりも高い周波数(例えば50MHz)を有する第2反射超音波に基づいてより高精度に欠陥を評価することが可能となる。 Further, in the pulse wave transmission step, a pulse wave having a frequency higher than the frequency of the burst wave transmitted in the burst wave transmission step is transmitted. Therefore, the presence position of the defect can be detected in a wide range of the inspected object 1 by the burst wave having a relatively low frequency (for example, 20 MHz), and in the evaluation process, the frequency higher than the frequency of the burst wave (for example). It is possible to evaluate the defect with higher accuracy based on the second reflected ultrasonic wave having (50 MHz).

また、欠陥位置特定工程では、第1反射超音波のうち高調波以外の反射超音波を除去しつつ高調波のみが受信されるので、欠陥の存在位置をより高い精度で特定することが可能となる。 Further, in the defect position identification step, since only the harmonics are received while removing the reflected ultrasonic waves other than the harmonics of the first reflected ultrasonic waves, it is possible to identify the existence position of the defect with higher accuracy. Become.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not considered to be restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiment, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

例えば、超音波探触子3として、バースト波の送信及び第1反射超音波の受信が可能な探触子と、パルス波の送信及び第2反射超音波の受信が可能な探触子と、が別体で構成されたものが用いられてもよい。ただし、上記実施形態のように、バースト波送信工程及びパルス波送信工程において、共通の超音波探触子3が用いられることにより、各工程における探触子の交換作業が不要となるので、各工程において互いに異なる探触子が用いられる場合に比べて測定時間が短縮される。 For example, as the ultrasonic probe 3, a probe capable of transmitting a burst wave and receiving a first reflected ultrasonic wave, a probe capable of transmitting a pulse wave and receiving a second reflected ultrasonic wave, and a probe capable of receiving a second reflected ultrasonic wave. May be used which is composed of separate bodies. However, as in the above embodiment, since the common ultrasonic probe 3 is used in the burst wave transmission step and the pulse wave transmission step, it is not necessary to replace the probe in each step. The measurement time is shortened as compared with the case where different probes are used in the process.

上記実施形態の欠陥評価方法の実施例について説明する。この実施例のバースト波送信工程では、被検査体1(この実施例では鋼材)に対して超音波探触子3から20MHzのバースト波を送信した。図2は、欠陥位置特定工程において探傷器5で受信された受信信号の例を示している。図2の横軸は時間を表しており、欠陥の存在位置の深さに対応している。この図2に示されるように、第1反射超音波のうち高調波(この実施例では40MHz以上)以外の反射超音波が除去されており(組織反乱ノイズが有効に抑制されており)、欠陥の存在位置が明確に特定される。このことは、バースト波の送信パワーや第1反射超音波の増幅度を向上させることにより、より顕著となる。図3は、被検査体1の特定の面内(この実施例では10mm×10mmの領域)における欠陥の存在位置の例を示している。 An example of the defect evaluation method of the above embodiment will be described. In the burst wave transmission step of this embodiment, a burst wave of 20 MHz was transmitted from the ultrasonic probe 3 to the object 1 to be inspected (steel material in this embodiment). FIG. 2 shows an example of a received signal received by the flaw detector 5 in the defect positioning step. The horizontal axis of FIG. 2 represents time and corresponds to the depth of the location of the defect. As shown in FIG. 2, of the first reflected ultrasonic waves, the reflected ultrasonic waves other than the harmonics (40 MHz or more in this embodiment) are removed (tissue rebellion noise is effectively suppressed), and defects are obtained. The location of the is clearly identified. This becomes more remarkable by improving the transmission power of the burst wave and the amplification degree of the first reflected ultrasonic wave. FIG. 3 shows an example of the existence position of the defect in a specific plane (10 mm × 10 mm region in this embodiment) of the object to be inspected 1.

一方、図4は、被検査体1にパルス波を送信した場合の比較例を示している。具体的に、図4は、被検査体1に対して超音波探触子3から送信したパルス波が被検査体1で反射することにより生成された反射超音波の受信信号の例を示しており、図5は、被検査体1の特定の面内における欠陥の存在位置の例を示している。特に図2及び図4より、被検査体1にバースト波を送信することにより生成される第1反射超音波のうち高調波のみを受信することにより、被検査体1にパルス波を送信することにより生成される反射超音波を受信する場合に比べて欠陥の存在位置を明確に特定できることが確認された。 On the other hand, FIG. 4 shows a comparative example when a pulse wave is transmitted to the object 1 to be inspected. Specifically, FIG. 4 shows an example of a received signal of reflected ultrasonic waves generated by the pulse wave transmitted from the ultrasonic probe 3 to the inspected object 1 being reflected by the inspected object 1. FIG. 5 shows an example of the location of the defect in a specific plane of the object 1 to be inspected. In particular, from FIGS. 2 and 4, the pulse wave is transmitted to the inspected object 1 by receiving only the harmonic of the first reflected ultrasonic wave generated by transmitting the burst wave to the inspected object 1. It was confirmed that the location of the defect can be clearly identified as compared with the case of receiving the reflected ultrasonic wave generated by.

次に、表面から深さ1.8mmの位置に直径0.1mmの人工欠陥を有する被検査体1に対し、超音波探触子3から収束パルス波を送信した。図6〜図8は、被検査体1に収束パルス波が送信されたときの第2反射超音波の受信信号を示している。図6は、焦点位置が被検査体1の表面から1.2mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号であり、図7は、焦点位置が被検査体1の表面から1.4mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号であり、図8は、焦点位置が被検査体1の表面から1.6mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号である。図6〜図9より、パルス波の焦点位置が人工欠陥の存在位置に近づくにしたがって第2反射超音波の受信信号の振幅が大きくなること、つまり、パルス波の焦点位置が前記欠陥位置特定工程で特定された欠陥の存在位置に設定されることにより、高精度な欠陥の評価が可能となることが確認された。 Next, a convergent pulse wave was transmitted from the ultrasonic probe 3 to the inspected object 1 having an artificial defect with a diameter of 0.1 mm at a depth of 1.8 mm from the surface. 6 to 8 show the reception signal of the second reflected ultrasonic wave when the convergent pulse wave is transmitted to the object 1 to be inspected. FIG. 6 shows a received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave whose focal position is set to 1.2 mm from the surface of the object to be inspected 1. FIG. 7 shows the focal position of the object to be inspected 1 from the surface of the object to be inspected 1. It is a reception signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave set to 4 mm, and FIG. 8 is a received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave set to 1.6 mm from the surface of the object 1 to be inspected. is there. From FIGS. 6 to 9, the amplitude of the received signal of the second reflected ultrasonic wave increases as the focal position of the pulse wave approaches the existence position of the artificial defect, that is, the focal position of the pulse wave is the defect position identification step. It was confirmed that high-precision defect evaluation is possible by setting the location of the defect identified in.

一方、図9〜図11は、被検査体1に収束バースト波が送信されたときの第1反射超音波の受信信号を示している。図9は、焦点位置が被検査体1の表面から1.2mmに設定された収束バースト波の反射超音波の受信信号であり、図10は、焦点位置が被検査体1の表面から1.4mmに設定された収束バースト波の反射超音波の受信信号であり、図11は、焦点位置が被検査体1の表面から1.6mmに設定された収束パルス波の反射超音波の受信信号である。これらの図9〜図11に見られるように、収束バースト波の焦点位置が人工欠陥の存在位置からある程度離間したとしても、欠陥の存在位置を比較的明確に特定可能であることが分かる。 On the other hand, FIGS. 9 to 11 show the reception signal of the first reflected ultrasonic wave when the convergent burst wave is transmitted to the inspected body 1. FIG. 9 shows a received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent burst wave whose focal position is set to 1.2 mm from the surface of the object to be inspected 1. FIG. It is a reception signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent burst wave set to 4 mm, and FIG. 11 is a received signal of the reflected ultrasonic wave of the convergent pulse wave whose focal position is set to 1.6 mm from the surface of the object 1 to be inspected. is there. As can be seen in FIGS. 9 to 11, even if the focal position of the convergent burst wave is separated from the existing position of the artificial defect to some extent, it can be seen that the existing position of the defect can be relatively clearly identified.

図12は、送信波(20MHzのバースト波又は50MHzのパルス波)の焦点位置と人工欠陥からの反射超音波の強度変化(正規化振幅)との関係を示すグラフである。この図12には、20MHzのバースト波が被検査体1に送信された場合に生成される第1反射超音波のうちの高調波の受信信号と、50MHzのパルス波が被検査体1に送信された場合に生成される第2反射超音波の基本波の受信信号と、が示されている。なお、縦軸の値は、焦点位置が1.8mmである場合の受信信号の値に対する割合を示す。この図12から、第1反射超音波の高調波を受信することにより、比較的低い周波数であったとしても微小な人工欠陥の存在位置を明確に特定可能であること、すなわち、被検査体1の広範囲において明確に欠陥の存在位置を検出可能であることが確認された。なお、これは、周波数が低い程、収束域(焦点探度)が広くなるためと考えられる。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the focal position of the transmitted wave (burst wave of 20 MHz or pulse wave of 50 MHz) and the intensity change (normalized amplitude) of the reflected ultrasonic wave from the artificial defect. In FIG. 12, a reception signal of a harmonic of the first reflected ultrasonic wave generated when a 20 MHz burst wave is transmitted to the inspected body 1 and a 50 MHz pulse wave are transmitted to the inspected body 1. The received signal of the fundamental wave of the second reflected ultrasonic wave generated when this is done is shown. The value on the vertical axis indicates the ratio of the received signal to the value when the focal position is 1.8 mm. From FIG. 12, by receiving the harmonics of the first reflected ultrasonic wave, the existence position of a minute artificial defect can be clearly identified even at a relatively low frequency, that is, the object 1 to be inspected. It was confirmed that the location of the defect can be clearly detected in a wide range of. It is considered that this is because the lower the frequency, the wider the convergence region (focus search).

1 被検査体
2 水
3 超音波探触子
4 超音波(バースト波、パルス波)
5 探傷器
1 Subject 2 Water 3 Ultrasonic probe 4 Ultrasonic waves (burst wave, pulse wave)
5 flaw detector

Claims (4)

被検査体に存在する欠陥の評価方法であって、
前記被検査体に向けてバースト波を送信するバースト波送信工程と、
前記バースト波が前記被検査体で反射することにより生成される反射超音波である第1反射超音波のうち前記バースト波の周波数よりも高い周波数を有する高調波を受信するとともに、その高調波に基づいて前記欠陥の存在位置を特定する欠陥位置特定工程と、
前記欠陥の存在位置に対してパルス波を送信するパルス波送信工程と、
前記パルス波が前記欠陥で反射することにより生成される反射超音波である第2反射超音波を受信するとともに、その第2反射超音波に基づいて前記欠陥を評価する評価工程と、を含む、欠陥評価方法。
It is a method of evaluating defects existing in the object to be inspected.
A burst wave transmission step of transmitting a burst wave toward the object to be inspected,
Among the first reflected ultrasonic waves, which are reflected ultrasonic waves generated by the burst wave being reflected by the object to be inspected, a harmonic having a frequency higher than the frequency of the burst wave is received, and the harmonic is used as the harmonic. Defect location identification step to identify the location of the defect based on
A pulse wave transmission step of transmitting a pulse wave to the position where the defect exists, and
It includes an evaluation step of receiving a second reflected ultrasonic wave, which is a reflected ultrasonic wave generated by reflecting the pulse wave by the defect, and evaluating the defect based on the second reflected ultrasonic wave. Defect evaluation method.
請求項1に記載の欠陥評価方法において、
前記パルス波送信工程では、前記パルス波として、前記欠陥の存在位置に焦点位置が合された収束パルス波を送信する、欠陥評価方法。
In the defect evaluation method according to claim 1,
In the pulse wave transmission step, a defect evaluation method of transmitting a convergent pulse wave whose focal position is aligned with the existence position of the defect as the pulse wave.
請求項1又は2に記載の欠陥評価方法において、
前記パルス波送信工程では、前記パルス波として、前記バースト波送信工程で送信する前記バースト波の周波数よりも高い周波数を有するものを送信する、欠陥評価方法。
In the defect evaluation method according to claim 1 or 2,
In the pulse wave transmission step, a defect evaluation method of transmitting a pulse wave having a frequency higher than the frequency of the burst wave transmitted in the burst wave transmission step.
請求項1ないし3のいずれかに記載の欠陥評価方法において、
前記欠陥位置特定工程では、前記第1反射超音波のうち前記高調波以外の反射超音波を除去しつつ前記高調波のみを受信する、欠陥評価方法。
In the defect evaluation method according to any one of claims 1 to 3,
In the defect position specifying step, a defect evaluation method in which only the harmonics are received while removing the reflected ultrasonic waves other than the harmonics of the first reflected ultrasonic waves.
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