JP6977529B2 - Measuring equipment, measuring methods, measuring systems and programs - Google Patents
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Description
本発明は、被検査材の肉厚を測定する測定装置及び測定方法、当該測定装置を含み構成される測定システム、並びに、当該測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。 The present invention relates to a measuring device and a measuring method for measuring the wall thickness of a material to be inspected, a measuring system including the measuring device, and a program for causing a computer to execute the measuring method.
従来から、被検査材である鋼管の肉厚を超音波を用いて測定する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的に、特許文献1では、鋼管の内側表面の欠陥を検出するために、超音波探触子を介して鋼管の外側表面(表面)から内側表面(裏面)に向けて超音波を伝搬させて、その超音波の路程(即ち鋼管の肉厚)を算出するようにしている。この際、特許文献1では、鋼管の複数個所の肉厚を測定するために、超音波探触子と被検査材である鋼管とを相対的に移動させながら測定を行っている。 Conventionally, a method of measuring the wall thickness of a steel pipe as an inspected material by using ultrasonic waves has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Specifically, in Patent Document 1, in order to detect a defect on the inner surface of a steel pipe, ultrasonic waves are propagated from the outer surface (front surface) to the inner surface (back surface) of the steel pipe via an ultrasonic probe. Therefore, the ultrasonic path (that is, the wall thickness of the steel pipe) is calculated. At this time, in Patent Document 1, in order to measure the wall thickness of a plurality of steel pipes, the measurement is performed while the ultrasonic probe and the steel pipe as the inspected material are relatively moved.
特許文献1では、被検査材である鋼管の内部を伝搬した超音波の路程(即ち鋼管の肉厚)を算出する際に、所定の閾値を設定して鋼管の内側表面(裏面)からのエコー信号を検出するようにしている。 In Patent Document 1, when calculating the path of ultrasonic waves propagating inside a steel pipe as an inspected material (that is, the wall thickness of the steel pipe), a predetermined threshold value is set and an echo from the inner surface (back surface) of the steel pipe is set. I try to detect the signal.
一般に、鋼管製造時のオンライン超音波計測においては、鋼管の表面に付着したスケール等による表面状態の変化や、鋼管の曲りや形状不良、鋼管搬送時のばたつき等の様々な外乱が生じる。そして、このような様々な外乱が生じると、エコー信号の振幅値が著しく変動することが考えられ、この場合、上述した特許文献1の技術では、鋼管の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことは困難である。 In general, in online ultrasonic measurement during steel pipe manufacturing, various disturbances such as changes in the surface state due to scales attached to the surface of the steel pipe, bending and shape defects of the steel pipe, and fluttering during transportation of the steel pipe occur. When such various disturbances occur, it is considered that the amplitude value of the echo signal fluctuates remarkably. In this case, the technique of Patent Document 1 described above makes it possible to measure the wall thickness of a plurality of steel pipes with high accuracy. It's difficult to do.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、様々な外乱のある環境下においても、被検査材の複数個所の肉厚測定を高精度に行える仕組みを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a mechanism capable of measuring the wall thickness of a plurality of places to be inspected with high accuracy even in an environment with various disturbances. And.
本発明の測定装置は、被検査材の肉厚を測定する測定装置であって、前記被検査材の各測定点において、前記被検査材の表面に向けて超音波を送信する送信手段と、前記各測定点ごとに、前記被検査材からの前記超音波を受信する受信手段と、前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する超音波波形データ生成手段と、前記超音波波形データ生成手段で生成された超音波波形データの前記振幅の値を輝度の値に変換し、二次元配列輝度データを生成する二次元配列輝度データ生成手段と、前記二次元配列輝度データを所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、二次元配列2値データを生成する二次元配列2値データ生成手段と、前記二次元配列2値データにおける2値のうちの一方の値の領域が一塊となった一塊領域のうち、所定の条件を満たす一塊領域を除去する処理を行う二次元配列2値データ処理手段と、直線化画像生成手段と、前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた二次元配列2値データに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出手段とを有し、前記二次元配列輝度データ生成手段は、前記二次元配列輝度データとして前記被検査材の肉厚方向を上から下に向かう方向としたBスコープ画像を生成し、前記二次元配列2値データ生成手段は、前記二次元配列2値データとして、前記Bスコープ画像を前記所定の2値化閾値を用いて2値化処理して2値画像を生成し、前記二次元配列2値データ処理手段は、前記一塊領域として前記2値画像の画像粒子を除去する処理を行い、前記直線化画像生成手段は、前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた2値画像について前記画像粒子に係る上端の位置を検出し、前記上端の位置が所定の位置で直線となるように前記Bスコープ画像のデータを上下にシフトさせた直線化画像を生成し、前記肉厚算出手段は、前記直線化画像を用いて、前記各測定点ごとに、前記被検査材の肉厚を算出する。 The measuring device of the present invention is a measuring device for measuring the wall thickness of the material to be inspected, and is a transmission means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected at each measurement point of the material to be inspected. For each measurement point, the receiving means for receiving the ultrasonic waves from the material to be inspected and the ultrasonic waveform data for generating ultrasonic waveform data showing the amplitude of the ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order. The generation means, the two-dimensional array brightness data generation means for converting the amplitude value of the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation means into the brightness value, and generating the two-dimensional array brightness data, and the above-mentioned. A two-dimensional array binary data generation means for generating two-dimensional array binary data by binarizing the two-dimensional array brightness data using a predetermined binarization threshold, and two in the two-dimensional array binary data. The two-dimensional array binary data processing means, the linearized image generation means, and the above-mentioned one based on the two-dimensional array binary data obtained as a result of the processing by the two-dimensional array binary data processing means, wherein possess a wall thickness calculating means for calculating the thickness of the test material, the two-dimensional array intensity data The generation means generates a B-scope image in which the wall thickness direction of the material to be inspected is from top to bottom as the two-dimensional array brightness data, and the two-dimensional array binary data generation means is the two-dimensional array. As the binary data, the B-scope image is binarized using the predetermined binarization threshold to generate a binary image, and the two-dimensional array binary data processing means is the 2 as a single block region. The process of removing the image particles of the value image is performed, and the linearized image generation means detects the position of the upper end of the image particles in the binary image obtained as a result of the process by the two-dimensional array binary data processing means. Then, a linearized image is generated in which the data of the B scope image is shifted up and down so that the position of the upper end becomes a straight line at a predetermined position, and the wall thickness calculating means uses the linearized image. The wall thickness of the material to be inspected is calculated for each measurement point.
本発明の測定装置における他の態様は、被検査材の肉厚を測定する測定装置であって、超音波探触子を介して、前記被検査材の表面に向けて超音波を送信する送信手段と、前記超音波探触子を介して、前記被検査材からの前記超音波を受信する受信手段と、前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データに対して、前記被検査材の表面で反射した前記超音波である表面反射超音波を検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、前記被検査材の内部を伝搬し且つ前記被検査材の裏面で反射した前記超音波である裏面反射超音波を検出するための範囲を示す第2の検出ゲートとを設定するゲート設定手段と、前記第1の超音波波形データにおける前記第1の検出ゲート及び前記第2の検出ゲートのうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、前記振幅を変更する処理を行う超音波波形データ処理手段と、前記超音波波形データ処理手段で前記振幅を変更する処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、前記第1の検出ゲートの範囲内から前記表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第1の受信時刻と、前記第2の検出ゲートの範囲内から前記裏面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する受信時刻算出手段と、前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻と、前記被検査材の内部を伝搬した前記超音波の速度とに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出手段とを有し、前記超音波波形データ処理手段は、前記第1の超音波波形データにおける前記第1の検出ゲート及び前記第2の検出ゲートのうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、窓関数を掛け合わせる処理を行って前記振幅を変更する窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段において、窓関数を掛け合わせる処理を行うことで得られたデータについて、前記超音波の振幅に係る第1のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出する増幅度算出手段とを有し、前記増幅度算出手段で算出された増幅度に基づいて前記第1の超音波波形データの前記振幅を変更する処理を行って、第2の超音波波形データを取得し、前記受信時刻算出手段は、前記第2の超音波波形データについて、前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻を算出する。 Another aspect of the measuring device of the present invention is a measuring device for measuring the wall thickness of the material to be inspected, which transmits an ultrasonic wave toward the surface of the material to be inspected via an ultrasonic probe. The means, the receiving means for receiving the sound wave from the material to be inspected via the ultrasonic probe, and the first sound wave showing the amplitude of the sound wave from the material to be inspected in chronological order. With respect to the waveform data, a first detection gate indicating a range for detecting the surface reflected sound wave, which is the sound wave reflected on the surface of the material to be inspected, and the inside of the material to be inspected are propagated and said. A gate setting means for setting a second detection gate indicating a range for detecting the back surface reflected sound wave which is the ultrasonic wave reflected on the back surface of the material to be inspected, and the first ultrasonic wave waveform data. An ultrasonic wave waveform data processing means that performs a process of changing the amplitude of data within the range of at least one of the detection gate 1 and the second detection gate, and the ultrasonic wave waveform data processing. With respect to the ultrasonic wave waveform data obtained by performing the process of changing the amplitude by the means, the first reception, which is the time when the surface reflected sound wave is received by the receiving means from within the range of the first detection gate. A reception time calculation means for calculating the time and a second reception time which is the time when the back surface reflected sound wave is received by the reception means from within the range of the second detection gate, the first reception time, and the first reception time. said second reception time, said propagated through inside the test material on the basis of the ultrasonic velocity, said possess a wall thickness calculating means for calculating the thickness of the test material, the ultrasonic wave The data processing means is a process of multiplying the data within the range of at least one of the first detection gate and the second detection gate in the first ultrasonic waveform data by a window function. A first histogram relating to the amplitude of the sound wave is created for the data obtained by multiplying the window function by the window function processing means for changing the amplitude and the window function processing means. It has an amplification degree calculating means for calculating an amplification degree at which the count value of a specific bin in the first histogram becomes a predetermined value, and is based on the amplification degree calculated by the amplification degree calculation means. The processing for changing the amplitude of the first ultrasonic wave waveform data is performed to acquire the second ultrasonic wave waveform data, and the reception time calculation means obtains the second ultrasonic wave waveform data with respect to the second ultrasonic wave waveform data. Calculate the reception time of 1 and the second reception time. Put out.
また、本発明の測定装置におけるその他の態様は、被検査材の肉厚を測定する測定装置であって、前記被検査材に対して配置された複数の超音波探触子における各超音波探触子を介して、前記被検査材の表面に向けて超音波を送信する送信手段と、前記各超音波探触子を介して、前記被検査材からの前記超音波を受信する受信手段と、前記各超音波探触子ごとに、前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する超音波波形データ生成手段と、前記複数の超音波探触子に含まれる1つの超音波探触子である第1の超音波探触子を除く第2の超音波探触子に係る前記超音波波形データについて、前記被検査材の表面で反射した前記超音波である表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻を検出する受信時刻検出手段と、前記受信時刻検出手段で検出した時刻の位置に、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データにおいて重畳する、前記第2の超音波探触子を介して受信した前記表面反射超音波に基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データを生成する参照波形データ生成手段と、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データから、前記参照波形データを減算する処理を行う波形データ減算手段と、前記波形データ減算手段で前記減算する処理を行うことにより得られた超音波波形データに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出手段とを有する。 Further, another aspect of the measuring device of the present invention is a measuring device for measuring the wall thickness of the material to be inspected, and each ultrasonic probe in a plurality of ultrasonic probes arranged with respect to the material to be inspected. A transmitting means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected via a tentacle, and a receiving means for receiving the ultrasonic waves from the material to be inspected via each ultrasonic probe. For each ultrasonic probe, an ultrasonic waveform data generation means for generating ultrasonic waveform data showing the amplitude of ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order, and a plurality of ultrasonic probes. The ultrasonic waveform data of the second ultrasonic probe excluding the first ultrasonic probe, which is one ultrasonic probe included in the above, is reflected on the surface of the material to be inspected. The ultrasonic probe according to the first ultrasonic probe is located at the position of the reception time detecting means for detecting the time when the surface reflected ultrasonic wave, which is a sound wave, is received by the receiving means, and the time detected by the receiving time detecting means. A reference waveform data generation means for generating reference waveform data in which a reference waveform is arranged assuming noise based on the surface reflected ultrasonic wave received via the second ultrasonic probe, which is superimposed on the ultrasonic waveform data. Obtained by performing the processing of subtracting the reference waveform data from the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe and the processing of subtracting the reference waveform data by the waveform data subtracting means. It has a wall thickness calculating means for calculating the wall thickness of the material to be inspected based on the ultrasonic waveform data.
また、本発明は、上述した測定装置による測定方法、上述した測定装置を含み構成される測定システム、及び、当該測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。 The present invention also includes a measuring method using the above-mentioned measuring device, a measuring system including the above-mentioned measuring device, and a program for causing a computer to execute the measuring method.
本発明によれば、様々な外乱のある環境下においても、被検査材の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to measure the wall thickness of a plurality of places to be inspected with high accuracy even in an environment with various disturbances.
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。なお、以下に示す本発明の各実施形態では、本発明における被検査材として、鋼管を適用した例について説明を行うが、本発明においてはこの鋼管に限定されるものではなく、超音波を用いて肉厚を測定できる物(例えば鋼板等)であれば適用可能である。 Hereinafter, embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment of the present invention shown below, an example in which a steel pipe is applied as the material to be inspected in the present invention will be described, but the present invention is not limited to this steel pipe, and ultrasonic waves are used. It is applicable as long as it can measure the wall thickness (for example, steel plate).
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
(First Embodiment)
First, the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100の概略構成の一例を示す図である。この測定装置100は、被検査材である鋼管400と超音波探触子110とを相対的に移動させながら、鋼管400の各測定点において鋼管400の肉厚を測定する装置である。ここで、鋼管400の肉厚は、鋼管400の外側表面である鋼管の表面400Sと鋼管400の内側表面である鋼管の裏面400Bとの間の長さで定められるものである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
測定装置100は、図1に示すように、超音波探触子110、送受信部120、増幅部130、A/D変換部140、制御・処理部150、情報入力部160、通信部170、記憶部180、及び、表示部190を有して構成されている。
As shown in FIG. 1, the measuring
超音波探触子110は、鋼管400に対して相対的に移動することにより、鋼管400の複数個所の測定点において超音波の授受を司るものである。
The
なお、超音波探触子110と鋼管400とを相対的に移動させる例として、図1では、制御・処理部150の制御に基づいて超音波探触子110が鋼管400の周方向を移動する形態を例示しているが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば超音波探触子110を静止させた状態で、鋼管400側が移動する形態も、本発明に適用可能であり、また、超音波探触子110を複数設け、それらの超音波探触子110の超音波送信タイミングを適宜制御することで、超音波の送信方向を電気的に変えることにより、鋼管400における肉厚測定位置を移動させる形態も、本発明に適用可能である。また、図1では、超音波探触子110が鋼管400の周方向を移動する例を示しているが、例えば超音波探触子110が鋼管400の管軸方向(図1のz方向)を移動する形態にも適用可能である。また、図1では、説明を簡単にするために、鋼管400の周方向に1つの超音波探触子110を設けた例を示しているが、上述の通り、例えば測定効率の向上のために鋼管400の周方向に複数の超音波探触子110を設ける形態にも適用可能である。
As an example of relatively moving the
送受信部120は、制御・処理部150の制御に基づいて、超音波探触子110を介して、鋼管400との間で超音波の送受信を行うものである。この送受信部120には、送信部121と受信部122が構成されている。
The transmission /
送信部121は、制御・処理部150の制御に基づいて、鋼管400の各測定点において、鋼管400に対して相対的に移動する超音波探触子110を介して、鋼管の表面400Sに向けて超音波111を送信する処理を行う。また、受信部122は、制御・処理部150の制御に基づいて、鋼管400の各測定点ごとに、超音波探触子110を介して、鋼管400からの超音波112を受信する処理を行う。
The
増幅部130は、制御・処理部150の制御に基づいて、受信部122で受信した鋼管400からの超音波112を増幅する処理を行う。
The
A/D変換部140は、制御・処理部150の制御に基づいて、増幅部130で増幅された後の鋼管400からの超音波112をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を行う。
Based on the control of the control /
なお、本実施形態では、増幅部130を通過した信号が、A/D変換部140を通過するという順番になっているが、順番を逆にして、A/D変換部140を通過した信号を増幅部130で増幅する順番にすることもできる。こうすることで、ディジタル信号を増幅することになるため、信号の取扱いを容易にすることができるようになる。
In the present embodiment, the signal that has passed through the
制御・処理部150は、例えば情報入力部160から入力された入力情報や通信部170から入力された入力情報に基づいて、測定装置100の各構成部を制御し、測定装置100の動作を統括的に制御する。また、制御・処理部150は、例えば情報入力部160から入力された入力情報や通信部170から入力された入力情報に基づいて、各種の処理を行う。この制御・処理部150は、図1に示すように、超音波波形データ生成部151、Bスコープ画像生成部152、2値画像生成部153、2値画像処理部154、直線化画像生成部155、ゲート設定部156、位置検出部157、肉厚算出部158、及び、表示制御部159を有して構成されている。この制御・処理部150内の各構成部151〜159の説明は後述する。
The control /
情報入力部160は、例えば、ユーザにより操作入力された入力情報を制御・処理部150に入力する。
The
通信部170は、コンピュータネットワークNを介した外部装置Gとの通信を司るものである。第1の実施形態の場合、外部装置Gとしては、例えば、後述する第2の実施形態に係る測定装置200や第3の実施形態に係る測定装置300が挙げられる。
The
記憶部180は、制御・処理部150で用いる各種の情報や各種のデータ等や、制御・処理部150の処理で得られた各種の情報や各種のデータ等を記憶する。
The
表示部190は、制御・処理部150の制御に基づいて、各種の情報や各種のデータ等を表示する。
The
次に、図1の制御・処理部150内の各構成部151〜159の説明を行う。
Next, each component 151 to 159 in the control /
図1に示す超音波波形データ生成部151は、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する。
The ultrasonic waveform data generation unit 151 shown in FIG. 1 measures the amplitude of the
図2は、図1に示す超音波波形データ生成部151で生成される超音波波形データ、及び、図1に示すBスコープ画像生成部152で生成されるBスコープ画像を説明するための模式図である。この図2において、図1に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation unit 151 shown in FIG. 1 and the B-scope image generated by the B-scope image generation unit 152 shown in FIG. Is. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG.
まず、図2(a)の領域1011には、図1に示す鋼管の表面400Sと鋼管の裏面400Bを水平方向に描き、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111と鋼管400から超音波探触子110に向かう超音波112とのパターンを3つ示している。図2(a)の領域1011の左側に示す第1のパターンは、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111が鋼管の表面400Sで反射し、表面反射超音波112−Sとして超音波探触子110に向かう様子を示している。また、図2(a)の領域1011の中央に示す第2のパターンは、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111が鋼管の裏面400Bで反射し、第1の裏面反射超音波112−B1として超音波探触子110に向かう様子を示している。また、図2(a)の領域1011の右側に示す第3のパターンは、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111が鋼管の裏面400Bで反射し、その後に鋼管の表面400Sで反射した後、再度鋼管の裏面400Bで反射して、第2の裏面反射超音波112−B2として超音波探触子110に向かう様子を示している。具体的に、本実施形態では、裏面反射超音波112−Bに関して、nを正の整数とすると第nの裏面反射超音波112−Bnを、鋼管の表面400Sと鋼管の裏面400Bとの間をn往復した裏面反射超音波112−Bと定義する。
First, in the
また、図2(a)の領域1012には、図2(a)の領域1011に示す表面反射超音波112−S、第1の裏面反射超音波112−B1及び第2の裏面反射超音波112−B2の振幅を時系列で示した超音波波形データの一例を模式的に示している。この図2(a)の領域1012では、図2(a)の領域1011に示す表面反射超音波112−SをSエコー、第1の裏面反射超音波112−B1をB1エコー、第2の裏面反射超音波112−B2をB2エコーとしてその波形を示している。また、本実施形態においては、図2(a)の領域1012に示す超音波波形データの横軸に示す振幅は、例えば入力レンジが±1.0Vで8ビットのA/D変換部140を用いた場合に、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が−1.0Vのときには「0」、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が0.0Vのときには「127」、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が+1.0Vのときには「255」の値となるものとする。また、本実施形態においては、A/D変換部140の入力レンジを超えた超音波の振幅が入力された場合については、例えばA/D変換部140に入力する超音波の振幅が−1.0Vよりも小さいときには「0」に強制され、また、例えばA/D変換部140に入力する超音波の振幅が+1.0Vよりも大きいときには「255」に強制されるものとする。また、本実施形態においては、図2(a)の領域1012に示す超音波波形データの縦軸に示す時間は、受信部122で受信処理を開始してからの経過時間を示すものとする。
Further, in the
図2(b)の領域1013には、鋼管400と超音波探触子110とを相対的に移動させながら、鋼管400の肉厚を測定する測定点401の一例を模式的に示している。そして、図2(b)の領域1014には、図2(b)の領域1013に示す測定点401ごとに、超音波波形データ生成部151によって生成された超音波波形データ(いわゆるAスコープに係る超音波波形データ)の一例を模式的に示している。
The
図1に示すBスコープ画像生成部152は、超音波波形データ生成部151によって各測定点ごとに生成された超音波波形データの振幅の値を輝度の値に変換し、鋼管400の肉厚方向及び超音波探触子110の鋼管400に対する相対的な移動方向を軸とするBスコープ画像を生成する。
The B-scope image generation unit 152 shown in FIG. 1 converts the amplitude value of the ultrasonic waveform data generated for each measurement point by the ultrasonic waveform data generation unit 151 into a brightness value, and converts the amplitude value of the ultrasonic waveform data into a brightness value in the wall thickness direction of the
ここで、図2を用いて、Bスコープ画像生成部152によるBスコープ画像の生成方法の一例について説明する。
図2(b)の領域1015には、図2(b)の領域1013に示す測定点401ごとに生成された図2(b)の領域1014に示す超音波波形データの振幅の値を輝度の値に変換するための変換テーブルの一例を示している。具体的に、図2(b)の領域1015に示す変換テーブルは、図2(a)の領域1012に示す超音波波形データの振幅の値が「0」のときに「黒色」の輝度の値に変換し、図2(a)の領域1012に示す超音波波形データの振幅の値が「127」のときに「中間色(灰色)」の輝度の値に変換し、図2(a)の領域1012に示す超音波波形データの振幅の値が「255」のときに「白色」の輝度の値に変換するテーブルが示されている。本実施形態におけるBスコープ画像生成部152は、この図2(b)の領域1015に示す変換テーブルを用いて、図2(b)の領域1013に示す測定点401ごとに生成された図2(b)の領域1014に示す超音波波形データの振幅の値を輝度の値に変換して、図2(c)に示すBスコープ画像1016を生成する。この図2(c)に示すBスコープ画像1016は、上下の1ラインが図2(b)に示す1つの測定点401において生成された1つの超音波波形データを示しており、具体的に、上から下に向かう方向が図2(a)に示すように鋼管400の肉厚方向となっている。このため、図2(c)に示すBスコープ画像1016においても、上から下に向かう方向が鋼管400の肉厚方向となっており、また、左から右に向かう方向が超音波探触子110の鋼管400に対する相対的な移動方向(即ち、図2(b)の領域1013に示す測定点401の移動方向)となっている。また、図2(c)では、Bスコープ画像1016において、表面反射超音波112−SのSエコーに相当する部分と、第1の裏面反射超音波112−B1のB1エコーに相当する部分と、第2の裏面反射超音波112−B2のB2エコーに相当する部分を図示している。
Here, an example of a method of generating a B-scope image by the B-scope image generation unit 152 will be described with reference to FIG.
In the
図3は、外乱によるノイズが発生した場合に、図1に示す超音波波形データ生成部151で生成される超音波波形データ、及び、図1に示すBスコープ画像生成部152で生成されるBスコープ画像の一例を示す図である。具体的に、図3は、例えば、鋼管400と超音波探触子110との間を水で満たして鋼管400の肉厚測定を行う際に当該水に気泡が存在する場合や、鋼管400の表面にスケールが付着した場合等において、これらの気泡やスケールが超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111の反射源となり、これが反射エコーとして観測された場合を示している。
3 shows the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation unit 151 shown in FIG. 1 and the B generated by the B scope image generation unit 152 shown in FIG. 1 when noise is generated due to disturbance. It is a figure which shows an example of the scope image. Specifically, FIG. 3 shows, for example, the case where air bubbles are present in the water when the thickness of the
具体的に、図3(a)には、外乱によるノイズが発生した場合に、図1に示す超音波波形データ生成部151で生成される超音波波形データ1021の一例が示されている。この超音波波形データ1021は、図2(a)の領域1012に示す超音波波形データとは逆に、横軸に受信部122で受信処理を開始してからの経過時間を示し、縦軸に振幅を示したデータとなっている。この際、超音波波形データ1021には、表面反射超音波112−SのSエコーに相当する部分よりも前の時間に外乱によるノイズに相当する部分が存在しているが、表面反射超音波112−SのSエコーを検出するための検出ゲートの設定によっては、当該ノイズに相当する部分を誤って表面反射超音波112−Sが検出されたと判定してしまう懸念があり、この場合、鋼管400の肉厚測定を高精度に行えないという問題が生じてしまう。
Specifically, FIG. 3A shows an example of
図3(b)には、外乱によるノイズが発生した場合に、図1に示すBスコープ画像生成部152で生成されるBスコープ画像1022の一例が示されている。このBスコープ画像1022には、外乱によるノイズに相当する部分10221と、図3(a)に示す超音波波形データ1021に相当するライン10222が示されている。そして、このBスコープ画像1022上では、外乱によるノイズに相当する部分10221は、表面反射超音波112−SのSエコーに相当する部分10223及び裏面反射超音波112−BのBエコーに相当する部分10224の帯状の多重信号とは異なり、塊状の模様となって観測される。そこで、本実施形態では、この外乱によるノイズに相当する部分10221の画像上の特徴の違いを用いて、外乱によるノイズに相当する部分10221を除去し、鋼管400の肉厚測定を高精度に行えるようにした形態を示す。
FIG. 3B shows an example of the B-
図1に示す2値画像生成部153は、Bスコープ画像生成部152で生成されたBスコープ画像を所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、2値画像を生成する。
The binary
図4は、外乱によるノイズが発生した場合に、図1に示すBスコープ画像生成部152で生成されるBスコープ画像、図1に示す2値画像生成部153で生成される2値画像、図1に示す2値画像処理部154による処理の結果得られた2値画像、及び、図1に示す直線化画像生成部155で生成される直線化画像の一例を示す図である。
FIG. 4 shows a B-scope image generated by the B-scope image generation unit 152 shown in FIG. 1 and a binary image generated by the binary
具体的に、図4(a)には、外乱によるノイズが発生した場合に、図1に示すBスコープ画像生成部152で生成されるBスコープ画像1031の一例が示されている。このBスコープ画像1031には、外乱によるノイズに相当する部分10311が示されている。そして、この場合、図1に示す2値画像生成部153は、図4(a)に示すBスコープ画像1031を所定の2値化閾値を用いて2値化処理し、図4(b)に示す2値画像1032を生成する。この際、図1に示す2値画像生成部153は、例えば図6を用いて後述する2値化閾値を用いて2値画像1032を生成することもでき、また、他の2値化閾値を用いて2値画像1032を生成することもできるものとする。また、図4(b)に示す2値画像1032では、黒色の部分が「0」の値に相当し、黒色以外の色の部分が「1」の値に相当するものとする。
Specifically, FIG. 4A shows an example of the B-
図1に示す2値画像処理部154は、まず、2値画像生成部153で生成された2値画像に対して、一般的な粒子除去や粒子結合の処理である膨張・収縮処理を行う。その後、図1に示す2値画像処理部154は、いわゆる粒子解析を行って、膨張・収縮処理後の2値画像における2値のうちの一方の値の領域が一塊となった画像粒子のうち、所定の面積未満及び所定の幅未満のうちの少なくともいずれか一方を満たす画像粒子を除去する処理を行う。
The binary
具体的に、図1に示す2値画像処理部154は、図4(b)に示す2値画像1032に対して膨張・収縮処理を行った後に、当該2値画像における2値のうちの一方の値(図4(b)に示す例では、黒色以外の色の部分に係る「1」の値)の領域が一塊となった画像粒子のうち、所定の面積未満及び所定の幅未満のうちの少なくともいずれか一方を満たす画像粒子を除去し、図4(c)に示す処理後の2値画像1033を取得する。ここで、画像粒子の幅は、図4(b)に示す2値画像1032の横方向(即ち、図2(b)の領域1013に示す測定点401の移動方向)の長さを表している。このため、画像粒子を除去する閾値である所定の幅として、例えば、図4(b)に示す2値画像1032の横方向の全長に対して1/2の長さを設定すると、図4(c)に示す処理後の2値画像1033では図4(a)に示すノイズに相当する部分10311の画像粒子が除去されたものとなる。なお、画像粒子を除去する閾値として設定した上述の所定の幅は、飽くまでも例示であり、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。また、本実施形態においては、画像粒子を除去するための所定の特徴量及びパラメータ条件に係る情報(即ち、ここでは所定の面積及び所定の幅に係る情報)は、予め記憶部180に記憶されているものとする。
Specifically, the binary
この2値画像処理部154による画像処理では、図3(b)に示したように、表面反射超音波112−SのSエコーに相当する帯状の部分10223や裏面反射超音波112−BのBエコーに相当する帯状の部分10224に比べて、外乱によるノイズに相当する部分10221の面積や幅が小さいことに着目し、この外乱によるノイズに相当する部分10221を除去するための処理を行うものである。これにより、図4に示す例では、上述したように、2値画像処理部154による処理後の2値画像1033においては、図4(a)に示すノイズに相当する部分10311の画像粒子が除去されている。
In the image processing by the binary
図1に示す直線化画像生成部155は、2値画像処理部154による処理の結果得られた2値画像について画像粒子に係る上端の位置を検出し、当該上端の位置が所定の位置で直線となるようにBスコープ画像生成部152で生成されたBスコープ画像のデータを上下にシフトさせた直線化画像を生成する。
The linearized
具体的に、図1に示す直線化画像生成部155は、まず、図4(c)に示す2値画像1033について画像粒子(図4(c)に示す例では、黒色以外の色の部分)に係る上端の位置(上端の線)10331を検出する。この上端の位置(上端の線)10331は、表面反射超音波112−SのSエコーに相当する部分である。次いで、図1に示す直線化画像生成部155は、図4(c)に示す上端の位置(上端の線)10331が、所定の位置(具体的に、本実施形態では上方の位置)で直線となるように図4(a)に示すBスコープ画像1031のデータを上下にシフトさせた直線化画像1034を生成する。この直線化画像1034には、図4(c)に示す上端の位置(上端の線)10331を直線化した直線10341が示されている。また、この直線化画像1034では、下方に位置するデータが無い領域には、所定の数値(例えば127)で埋めたものを示している。
Specifically, the linearized
図1に示すゲート設定部156は、直線化画像生成部155で生成された直線化画像に対して、表面反射超音波112−Sを検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、裏面反射超音波112−Bを検出するための範囲を示す第2の検出ゲートを設定する。
The
図5は、図1に示すゲート設定部156で設定される第1の検出ゲート及び第2の検出ゲート、図1に示す位置検出部157で行われる位置検出処理、図1に示す肉厚算出部158で行われる肉厚算出処理、並びに、図1に示す表示制御部159により表示される肉厚チャートの一例を示す図である。
5A and 5B show a first detection gate and a second detection gate set by the
具体的に、図1に示すゲート設定部156は、図5(a)に示すように、直線化画像生成部155で生成された直線化画像に対して、表面反射超音波112−Sを検出するための範囲を示す第1の検出ゲート1041と、裏面反射超音波112−Bを検出するための範囲を示す第2の検出ゲート1042を設定する。ここでは、ゲート設定部156は、第2の検出ゲート1042として、第2の裏面反射超音波112−B2を検出するための範囲を示す検出ゲートを設定するものとする。なお、ここでの第1の検出ゲート1041及び第2の検出ゲート1042の設定は、各測定点401ごとに生成されたAスコープに係る超音波波形データにおいて検出ゲートを設定することに相当する。また、直線化画像では、表面反射超音波112−SのSエコーに相当する部分が直線化されているため、第1の検出ゲート1041及び第2の検出ゲート1042の設定は、各測定点401ごとに追従して設定することは不要であり、矩形の領域を設定することができる。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the
その後、例えば、図1に示す2値画像生成部153は、図5(a)に示す直線化画像を所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、図5(b)に示す2値画像を生成する。ここで、2値画像生成部153で2値化処理を行う際に用いる2値化閾値について説明する。
After that, for example, the binary
図6は、図1に示す2値画像生成部153で2値化処理を行う際に用いる2値化閾値を説明するための図である。
図6では、説明を分かり易くするために、或る1つの測定点401において生成されたAスコープに係る超音波波形データを示している。また、この図6には、ゲート設定部156で設定された第1の検出ゲート1041及び第2の検出ゲート1042の範囲も図示している。そして、図6に示す例では、第1の検出ゲート1041の範囲については、下限閾値1045以上で且つ下限閾値1046以下の値を「1」とし、それ以外を「0」とする。また、第2の検出ゲート1042の範囲については、下限閾値1047以上で且つ下限閾値1048以下の値を「1」とし、それ以外を「0」とする。なお、表面反射超音波112−Sを検出するための第1の検出ゲート1041と裏面反射超音波112−B(ここでは、第2の裏面反射超音波112−B2)を検出するための第2の検出ゲート1042とにおいて、下限閾値1045及び下限閾値1046と下限閾値1047及び下限閾値1048とを反転させているのは、表面反射超音波112−Sと裏面反射超音波112−Bとで位相が反転することによるものである。
FIG. 6 is a diagram for explaining the binarization threshold value used when the binarization process is performed by the binary
FIG. 6 shows ultrasonic waveform data related to the A scope generated at a certain measurement point 401 for the sake of clarity. Further, FIG. 6 also illustrates the range of the
その後、例えば、図1に示す2値画像処理部154は、上述した一般的な粒子除去や粒子結合の処理である膨張・収縮処理を行って、図5(b)に示す2値画像を取得する。
After that, for example, the binary
図1に示す位置検出部157は、各測定点ごとに、ゲート設定部156で設定された第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻に相当する第1の位置と、ゲート設定部156で設定された第2の検出ゲートの範囲内から裏面反射超音波112−B(ここでは、第2の裏面反射超音波112−B2)を受信部122で受信した時刻に相当する第2の位置を検出する。
The
具体的に、図1に示す位置検出部157は、図5(b)に示す2値画像について、上述した直線化画像生成部155による画像粒子に係る上端の位置検出と同様の手法を用いて、ゲート設定部156で設定された第1の検出ゲート1041の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻に相当する第1の位置と、ゲート設定部156で設定された第2の検出ゲート1042の範囲内から裏面反射超音波112−B(ここでは、第2の裏面反射超音波112−B2)を受信部122で受信した時刻に相当する第2の位置を検出する。そして、図1に示す位置検出部157は、この検出結果に基づいて、図5(c)に示す直線化画像から、第1の位置1043及び第2の位置1044を検出する。
Specifically, the
図1に示す肉厚算出部158は、各測定点401ごとに、位置検出部157で検出された第1の位置及び第2の位置と、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて、鋼管400の肉厚を算出する。
The wall
具体的に、肉厚算出部158は、図5(c)に示す直線化画像において、各測定点401ごとに(即ち、上下の1ラインごとに)、第1の位置1043と第2の位置1044との画素間隔(時間に相当する量であって、例えばA/D変換部140のサンプリングピッチによって画素あたりの時間は決定される)から時間に変換し、この時間と鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とから、鋼管400の肉厚を算出する。この肉厚算出部158により各測定点401ごとに算出した鋼管400の肉厚に係る肉厚チャートの一例を図5(d)に示す。
Specifically, in the linearized image shown in FIG. 5 (c), the wall
ここで、第2の検出ゲート1042として、例えば第n(nは正の整数)の裏面反射超音波112−Bnを検出するもの設定する場合には、第1の位置1043に基づく時刻をTSとし、第2の位置1044に基づく時刻をTBnとすると(「TBn−TS」が上述した第1の位置1043と第2の位置1044との画素間隔に基づき求まる「時間」に相当)、肉厚算出部158は、以下の式(1)を用いて鋼管400の肉厚を算出する。
肉厚=(TBn−TS)×(鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度)÷(2×n)
・・・(1)
Here, when the
Wall thickness = (TBn-TS) × (velocity of ultrasonic waves propagating inside the steel pipe 400) ÷ (2 × n)
... (1)
図1に示す表示制御部159は、例えば、図5(c)に示す第1の位置1043及び第2の位置1044に色彩(例えば赤色)を付した直線化画像を表示部190に表示する制御を行う。この表示を行うことにより、鋼管400の肉厚変化と表面反射超音波112−SのSエコー及び裏面反射超音波112−1のBエコーが正しい位置で検出されているか否かを明瞭に観測することができる。
また、図1に示す表示制御部159は、例えば、図5(c)に示す肉厚チャートを表示部190に表示する制御を行う。
The
Further, the
次に、被検査材である鋼管400の肉厚測定方法の処理手順について説明を行う。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of the
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、図7のステップS1101において、制御・処理部150(例えば超音波波形データ生成部151)は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、鋼管400の肉厚測定を行う測定点の数Tを設定する。
First, in step S1101 of FIG. 7, the control / processing unit 150 (for example, the ultrasonic waveform data generation unit 151) measures the wall thickness of the
続いて、図7のステップS1102において、制御・処理部150(例えば超音波波形データ生成部151)は、測定点を示す変数tに1を設定する。 Subsequently, in step S1102 of FIG. 7, the control / processing unit 150 (for example, the ultrasonic waveform data generation unit 151) sets 1 to the variable t indicating the measurement point.
続いて、図7のステップS1103において、送信部121は、制御・処理部150の制御に基づいて、超音波探触子110を介して被検査材である鋼管400の測定点tの表面400Sに向けて超音波111を送信する。
Subsequently, in step S1103 of FIG. 7, the
続いて、図7のステップS1104において、受信部122は、制御・処理部150の制御に基づいて、超音波探触子110を介して鋼管400からの超音波112を受信する。
Subsequently, in step S1104 of FIG. 7, the receiving
続いて、図7のステップS1105において、超音波波形データ生成部151は、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する。ここでは、例えば図2(a)の領域1012に示す超音波波形データを生成する。
Subsequently, in step S1105 of FIG. 7, the ultrasonic waveform data generation unit 151 is superposed from the
続いて、図7のステップS1106において、制御・処理部150(例えば超音波波形データ生成部151)は、測定点を示す変数tが測定点の数Tよりも小さいか否かを判断する。 Subsequently, in step S1106 of FIG. 7, the control / processing unit 150 (for example, the ultrasonic waveform data generation unit 151) determines whether or not the variable t indicating the measurement point is smaller than the number T of the measurement points.
図7のステップS1106の判断の結果、測定点を示す変数tが測定点の数Tよりも小さい場合には(S1106/YES)、未だ測定を行っていない測定点があると判断し、図7のステップS1107に進む。
図7のステップS1107に進むと、制御・処理部150(例えば超音波波形データ生成部151)は、測定点を示す変数tに1を加算する。その後、図7のステップS1103に戻り、変更した測定点tについてステップS1103以降の処理を行う。
As a result of the determination in step S1106 of FIG. 7, when the variable t indicating the measurement point is smaller than the number T of the measurement points (S1106 / YES), it is determined that there is a measurement point that has not been measured yet, and FIG. Step S1107 of.
Proceeding to step S1107 of FIG. 7, the control / processing unit 150 (for example, the ultrasonic waveform data generation unit 151) adds 1 to the variable t indicating the measurement point. After that, the process returns to step S1103 of FIG. 7, and the changed measurement point t is processed after step S1103.
一方、図7のステップS1106の判断の結果、測定点を示す変数tが測定点の数Tよりも小さくない場合には(S1106/NO)、全ての測定点について測定を行ったと判断し、図7のステップS1108に進む。
図7のステップS1108に進むと、Bスコープ画像生成部152は、ステップS1105で各測定点ごとに生成された超音波波形データの振幅の値を輝度の値に変換し、鋼管400の肉厚方向及び超音波探触子110の鋼管400に対する相対的な移動方向を軸とするBスコープ画像を生成する。ここでは、例えば図2(b)に示す処理を行って図2(c)に示すBスコープ画像1016を生成する。なお、以降の説明では、本ステップの処理により、図4(a)に示すBスコープ画像1031が生成されたものとして説明を行う。
On the other hand, as a result of the determination in step S1106 of FIG. 7, if the variable t indicating the measurement point is not smaller than the number T of the measurement points (S1106 / NO), it is determined that the measurement has been performed for all the measurement points, and FIG. Step S1108 of step 7 proceeds.
Proceeding to step S1108 of FIG. 7, the B-scope image generation unit 152 converts the amplitude value of the ultrasonic waveform data generated for each measurement point in step S1105 into a brightness value, and converts the amplitude value of the ultrasonic waveform data into a brightness value in the wall thickness direction of the
続いて、図7のステップS1109において、2値画像生成部153は、ステップS1108で生成されたBスコープ画像を所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、2値画像を生成する。ここでは、例えば図4(b)に示す2値画像1032を生成する。
Subsequently, in step S1109 of FIG. 7, the binary
続いて、図7のステップS1110において、2値画像処理部154は、まず、ステップS1109で生成された2値画像に対して、一般的な粒子除去や粒子結合の処理である膨張・収縮処理を行う。その後、2値画像処理部154は、いわゆる粒子解析を行って、膨張・収縮処理後の2値画像における2値のうちの一方の値の領域が一塊となった画像粒子のうち、所定の面積未満及び所定の幅未満のうちの少なくともいずれか一方を満たす画像粒子を除去する処理を行う。ここでは、例えば図4(c)に示す処理後の2値画像1033が取得される。
Subsequently, in step S1110 of FIG. 7, the binary
続いて、図7のステップS1111において、直線化画像生成部155は、ステップS1110の処理の結果得られた2値画像について画像粒子に係る上端の位置を検出する。ここでは、例えば図4(c)に示す上端の位置(上端の線)10331を検出する。
Subsequently, in step S1111 of FIG. 7, the linearized
続いて、図7のステップS1112において、直線化画像生成部155は、ステップS1111で検出した上端の位置が、所定の位置(具体的に、本実施形態では上方の位置)で直線となるようにステップS1108で生成されたBスコープ画像のデータを上下にシフトさせた直線化画像を生成する。ここでは、例えば図4(d)に示す直線化画像1034を生成する。
Subsequently, in step S1112 of FIG. 7, the linearized
続いて、図7のステップS1113において、ゲート設定部156は、ステップS1112で生成された直線化画像に対して、表面反射超音波112−Sを検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、裏面反射超音波112−B(ここでは、第2の裏面反射超音波112−B2)を検出するための範囲を示す第2の検出ゲートを設定する。例えば、図5(a)に示す第1の検出ゲート1041及び第2の検出ゲート1042を設定する。
その後、例えば、2値画像生成部153は、図5(a)に示す直線化画像を所定の2値化閾値を用いて2値化処理して2値画像を生成し、2値画像処理部154は、当該2値画像に対して上述した一般的な粒子除去や粒子結合の処理である膨張・収縮処理を行って、図5(b)に示す2値画像を取得する。
Subsequently, in step S1113 of FIG. 7, the
After that, for example, the binary
続いて、図7のステップS1114において、位置検出部157は、各測定点ごとに、ステップS1113で設定された第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻に相当する第1の位置と、ステップS1113で設定された第2の検出ゲートの範囲内から裏面反射超音波112−B(ここでは、第2の裏面反射超音波112−B2)を受信部122で受信した時刻に相当する第2の位置を検出する。
Subsequently, in step S1114 of FIG. 7, the
具体的に、位置検出部157は、図5(b)に示す2値画像について、ステップS1111による画像粒子に係る上端の位置検出と同様の手法を用いて、ステップS1113で設定された第1の検出ゲート1041の範囲内から第1の位置と、ステップS1113で設定された第2の検出ゲート1042の範囲内から第2の位置を検出する。そして、位置検出部157は、この検出結果に基づいて、図5(c)に示す直線化画像から、第1の位置1043及び第2の位置1044を検出する。
その後、表示制御部159は、例えば、図5(c)に示す第1の位置1043及び第2の位置1044に色彩(例えば赤色)を付した直線化画像を表示部190に表示する制御を行う。
Specifically, the
After that, the
続いて、図7のステップS1115において、肉厚算出部158は、各測定点ごとに、ステップS1114で検出された第1の位置及び第2の位置と、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて、鋼管400の肉厚を算出する。
Subsequently, in step S1115 of FIG. 7, the wall
続いて、図7のステップS1116において、表示制御部159は、ステップS1115で算出された鋼管400の肉厚を表示部190に表示する制御を行う。ここでは、例えば図5(d)に示す肉厚チャートを表示する。その後、制御・処理部150は、必要に応じて、ステップS1115で算出された鋼管400の肉厚のデータを記憶部180に記憶する処理を行う。
Subsequently, in step S1116 of FIG. 7, the
続いて、図7のステップS1117において、制御・処理部150は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、被検査材である鋼管400の肉厚測定を終了するか否かを判断する。
Subsequently, in step S1117 of FIG. 7, the control /
図7のステップS1117の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了しない場合には(S1117/NO)、図7のステップS1101に戻り、ステップS1101以降の処理を再度行う。
If the wall thickness measurement of the
一方、図7のステップS1117の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了する場合には(S1117/YES)、図7のフローチャートの処理を終了する。
On the other hand, as a result of the determination in step S1117 of FIG. 7, when the wall thickness measurement of the
なお、上述した例では、ゲート設定部156は、第2の検出ゲート1042として、第2の裏面反射超音波112−B2を検出するための範囲を示す検出ゲートを設定するものとしたが、本実施形態においてはこれに限定されるものではない。本実施形態においては、以下の形態も適用可能である。
まず、ゲート設定部156において、第2の検出ゲート1042として、鋼管の裏面400Bでの反射回数が異なる少なくとも2つの裏面反射超音波112−B(例えば、第1の裏面反射超音波112−B1及び第2の裏面反射超音波112−B2)のそれぞれを検出するための範囲を設定可能とする。そして、肉厚算出部158は、ゲート設定部156において第2の検出ゲート1042として上述した2つの裏面反射超音波112−Bのうちの一方の裏面反射超音波(例えば、第2の裏面反射超音波112−B2)を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合に、当該第2の検出ゲート1042に基づき算出した鋼管400の肉厚値が基準肉厚値を超えたときには、ゲート設定部156において第2の検出ゲート1042として上述した2つの裏面反射超音波のうちの他方の裏面反射超音波(例えば、第1の裏面反射超音波112−B1)を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合に当該第2の検出ゲート1042に基づき算出した鋼管400の肉厚値を考慮して、鋼管400の最終的な肉厚を算出する形態である。ここで、基準肉厚値は、例えばユーザが任意に設定可能な閾値に相当するものである。この形態について、図8及び図9を用いて以下に説明する。
In the above-mentioned example, the
First, in the
図8は、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100において、鋼管400における第1の肉厚測定結果の一例を示す図である。具体的に、図8に示す第1の肉厚測定結果は、鋼管400として欠陥(きず)無しの鋼管を用いた肉厚測定結果である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a first wall thickness measurement result in a
図8(a)は、第2の検出ゲート1042として第1の裏面反射超音波112−B1を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合の第1の肉厚測定結果を示している。具体的に、図8(a)の領域1052には、直線化画像生成部155で生成された直線化画像とともに、位置検出部157において検出された表面反射超音波112−Sに係る第1の位置10521及び第1の裏面反射超音波112−B1に係る第2の位置10522が示されている。また、図8(a)の領域1051には、図8(a)の領域1052に示す第1の位置10521及び第2の位置10522に基づき、肉厚算出部158で算出された肉厚チャートを示している。
FIG. 8A shows the first wall thickness measurement result when the detection gate indicating the range for detecting the first back surface reflected ultrasonic wave 112-B1 is set as the
また、図8(b)は、第2の検出ゲート1042として第2の裏面反射超音波112−B2を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合の第1の肉厚測定結果を示している。具体的に、図8(b)の領域1054には、直線化画像生成部155で生成された直線化画像とともに、位置検出部157において検出された表面反射超音波112−Sに係る第1の位置10541及び第2の裏面反射超音波112−B2に係る第2の位置10542が示されている。また、図8(b)の領域1053には、図8(b)の領域1054に示す第1の位置10541及び第2の位置10542に基づき、肉厚算出部158で算出された肉厚チャートを示している。
Further, FIG. 8B shows the first wall thickness measurement result when a detection gate indicating a range for detecting the second back surface reflected ultrasonic wave 112-B2 is set as the
図8(a)において、領域1051の矢印10511の位置及びこの矢印10511の位置に相当する領域1052の星印10523の位置には、局所的な薄肉が観測されている。一方、図8(b)において、領域1051の矢印10511の位置と同じ位置である領域1053の矢印10531の位置及びこの矢印10531の位置に相当する領域1054の星印10543の位置には、いずれも局所的な薄肉は観測されていない。これは、領域1051の矢印10511の位置及びこの矢印10511の位置に相当する領域1052の星印10523の位置でノイズが観測されたことを意味している。即ち、同じ超音波波形データ上においては、ノイズは、第1の裏面反射超音波112−B1及び第2の裏面反射超音波112−B2のうちのいずれか一方に大きく影響を及ぼし、他方は影響を受け難いことを意味する。
In FIG. 8A, local thinning is observed at the position of the
図9は、本発明の第1の実施形態に係る測定装置100において、鋼管400における第2の肉厚測定結果の一例を示す図である。具体的に、図9に示す第2の肉厚測定結果は、鋼管400として4つの人工欠陥(きず)を形成した鋼管を用いた肉厚測定結果である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a second wall thickness measurement result of the
図9(a)は、第2の検出ゲート1042として第1の裏面反射超音波112−B1を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合の第2の肉厚測定結果を示している。具体的に、図9(a)の領域1062には、直線化画像生成部155で生成された直線化画像とともに、位置検出部157において検出された表面反射超音波112−Sに係る第1の位置10621及び第1の裏面反射超音波112−B1に係る第2の位置10622が示されている。また、図9(a)の領域1061には、図9(a)の領域1062に示す第1の位置10621及び第2の位置10622に基づき、肉厚算出部158で算出された肉厚チャートを示している。
FIG. 9A shows a second wall thickness measurement result when a detection gate indicating a range for detecting the first back surface reflected ultrasonic wave 112-B1 is set as the
また、図9(b)は、第2の検出ゲート1042として第2の裏面反射超音波112−B2を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合の第2の肉厚測定結果を示している。具体的に、図9(b)の領域1064には、直線化画像生成部155で生成された直線化画像とともに、位置検出部157において検出された表面反射超音波112−Sに係る第1の位置10641及び第2の裏面反射超音波112−B2に係る第2の位置10642が示されている。また、図9(b)の領域1063には、図9(b)の領域1064に示す第1の位置10641及び第2の位置10642に基づき、肉厚算出部158で算出された肉厚チャートを示している。
Further, FIG. 9B shows a second wall thickness measurement result when a detection gate indicating a range for detecting the second back surface reflected ultrasonic wave 112-B2 is set as the
図9(a)の領域1061に示す肉厚チャート及び図9(b)の領域1063に示す肉厚チャートには、ともに、4つの人工欠陥に基づく4つの局所的な位置で薄肉が観測されている。また、図9(a)に示す領域1061の矢印10611の位置及びこの矢印10611の位置に相当する領域1062の星印10623の位置と、領域1061の矢印10611の位置と同じ位置である図9(b)に示す領域1063の矢印10631の位置及びこの矢印10631の位置に相当する領域1064の星印10643の位置には、ともに局所的な薄肉が観測されている。具体的に、同じ位置である、図9(a)の領域1062に示す星印10623の位置及び図9(b)の領域1064に示す星印10643の位置には、局所的な薄肉を示す凸状の模様が観測される。このように、鋼管400に欠陥(きず)がある場合には、複数の裏面反射超音波112−Bうちのいずれの裏面反射超音波においても同様の変化があり、ほぼ同じ肉厚測定結果となる。
In both the wall thickness chart shown in
以上のことから、第2の検出ゲート1042として、少なくとも2つの裏面反射超音波112−Bのそれぞれを検出するための検出ゲートを設定可能とし、一方の裏面反射超音波を検出するための検出ゲートに基づき算出した鋼管400の第1の肉厚値が基準肉厚値を超えたときには、他方の裏面反射超音波を検出するための検出ゲートに基づき算出した鋼管400の第2の肉厚値を考慮して再評価し、鋼管400の最終的な肉厚を算出する(例えば、第1の肉厚値と第2の肉厚値との差が所定値未満の場合にはいずれの肉厚値を採用してもよく、第1の肉厚値と第2の肉厚値との差が所定値以上の場合には第2の肉厚値を採用する)。これにより、肉厚測定をより高精度に行うことができる。
From the above, as the
以上説明したように、第1の実施形態に係る測定装置100では、鋼管400の各測定点ごとに、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成し、各測定点ごとに生成された超音波波形データの振幅の値を輝度の値に変換して鋼管400の肉厚方向及び超音波探触子110の鋼管400に対する相対的な移動方向を軸とするBスコープ画像を生成し、このBスコープ画像を2値化処理して2値画像を生成し、この2値画像における2値のうちの一方の値の領域が一塊となった画像粒子のうち、所定の面積未満及び所定の幅未満のうちの少なくともいずれか一方を満たす画像粒子を除去する処理を行い、当該処理の結果得られた2値画像に基づいて各測定点ごとに鋼管400の肉厚を算出するようにしている。
かかる構成によれば、超音波探触子110と鋼管400とを相対的に移動させながら鋼管400の複数個所の肉厚測定を行う際に、例えば、鋼管400と超音波探触子110との間に介在する水に気泡が存在する場合や鋼管400の表面にスケールが付着した場合等の外乱によるノイズが発生したときにおいても、当該ノイズを除去すべく処理を行うため、鋼管400の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。
As described above, in the
According to this configuration, when measuring the wall thickness of a plurality of locations of the
なお、上述した第1の実施形態では、超音波波形データ生成部151によって各測定点ごとに生成された超音波波形データの振幅の値を輝度の値に変換し、鋼管400の肉厚方向及び超音波探触子110の鋼管400に対する相対的な移動方向を軸とするBスコープ画像を生成するBスコープ画像生成部152を設ける形態について説明した。しかしながら、本発明においては、このBスコープ画像を生成する形態に限定されるものではなく、鋼管400の肉厚方向及び超音波探触子110の鋼管400に対する相対的な移動方向を軸とする二次元状に配列された輝度データである二次元配列輝度データを生成する形態も、本発明に含まれる。この場合、Bスコープ画像生成部152は、二次元配列輝度データとしてBスコープ画像を生成する「二次元配列輝度データ生成手段」を構成する。
また、上述した第1の実施形態では、Bスコープ画像生成部152で生成されたBスコープ画像を所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、2値画像を生成する2値画像生成部153を設ける形態について説明した。しかしながら、本発明においては、この2値画像を生成する形態に限定されるものではなく、上述した二次元配列輝度データを所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、二次元配列2値データを生成する形態も、本発明に含まれる。この場合、2値画像生成部153は、二次元配列2値データとして2値画像を生成する「二次元配列2値データ生成手段」を構成する。
また、上述した第1の実施形態では、上述した2値画像における2値のうちの一方の値の領域が一塊となった画像粒子のうち、所定の面積未満及び所定の幅未満のうちの少なくともいずれか一方を満たす画像粒子を除去する処理を行う2値画像処理部154を設ける形態について説明した。しかしながら、本発明においては、この2値画像を処理する形態に限定されるものではなく、上述した二次元配列2値データにおける2値のうちの一方の値の領域が一塊となった一塊領域のうち、所定の面積未満及び所定の幅未満のうちの少なくともいずれか一方を満たす一塊領域を除去する処理を行う形態も、本発明に含まれる。この場合、2値画像処理部154は、二次元配列2値データの一塊領域として2値画像の画像粒子を除去する処理を行う「二次元配列2値データ処理手段」を構成する。そして、この場合、肉厚算出部158は、この二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた二次元配列2値データに基づいて、各測定点ごとに、鋼管400の肉厚を算出する形態を採る。
In the first embodiment described above, the amplitude value of the ultrasonic waveform data generated for each measurement point by the ultrasonic waveform data generation unit 151 is converted into a brightness value, and the thickness direction of the
Further, in the first embodiment described above, the B-scope image generated by the B-scope image generation unit 152 is binarized using a predetermined binarization threshold value to generate a binary image. The mode in which the
Further, in the first embodiment described above, at least of the image particles in which the region of one of the binary values in the above-mentioned binary image is a mass, which is smaller than a predetermined area and less than a predetermined width. A mode of providing a binary
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
<第2の実施形態の態様1>
まず、本発明の第2の実施形態の態様1について説明する。
<Aspect 1 of the second embodiment>
First, the first aspect of the second embodiment of the present invention will be described.
図10は、本発明の第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1の概略構成の一例を示す図である。この図10において、図1に示す第1の実施形態に係る測定装置100の概略構成と同様の構成については同じ符号をしており、その詳細な説明は必要に応じて省略する。この測定装置200−1は、図1に示す第1の実施形態に係る測定装置100と同様に、被検査材である鋼管400の肉厚を測定する装置である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring device 200-1 according to the first embodiment of the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the configurations similar to the schematic configuration of the measuring
また、本実施形態の態様1では、鋼管400の肉厚を測定する際に、事前に、当該鋼管400の基準となる基準材(以下、単に「基準材」と称する)410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚も、基準材410の外側表面である基準材の表面410Sと基準材410の内側表面である基準材の裏面410Bとの間の長さで定められるものである。なお、基準材の肉厚の値は、別途事前に行われた他の測定等により、正確に分かっているものとする。
Further, in the first aspect of the present embodiment, when measuring the wall thickness of the
測定装置200−1は、図10に示すように、超音波探触子110、送受信部120、増幅部130、A/D変換部140、制御・処理部250−1、情報入力部160、通信部170、記憶部180、及び、表示部190を有して構成されている。
As shown in FIG. 10, the measuring device 200-1 includes an
超音波探触子110は、第1の実施形態と同様に、鋼管400に対して相対的に移動することにより、鋼管400の複数個所において超音波の授受を司るものである。
Similar to the first embodiment, the
なお、超音波探触子110と鋼管400とを相対的に移動させる例として、図10では、制御・処理部250−1の制御に基づいて超音波探触子110が鋼管400の周方向を移動する形態を例示しているが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば超音波探触子110を静止させた状態で、鋼管400側が移動する形態も、本発明に適用可能であり、また、超音波探触子110を複数設け、それらの超音波探触子110の超音波送信タイミングを適宜制御することで、超音波の送信方向を電気的に変えることにより、鋼管400における肉厚測定位置を移動させる形態も、本発明に適用可能である。また、図10では、超音波探触子110が鋼管400の周方向を移動する例を示しているが、例えば超音波探触子110が鋼管400の管軸方向(図10のz方向)を移動する形態にも適用可能である。また、図10では、説明を簡単にするために、鋼管400の周方向に1つの超音波探触子110を設けた例を示しているが、上述の通り、例えば測定効率の向上のために鋼管400の周方向に複数の超音波探触子110を設ける形態にも適用可能である。
As an example of relatively moving the
また、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に、事前に、基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合には、ノイズ等の外乱の低減のために、超音波探触子110と基準材410とをともに静止させた状態で、超音波探触子110は基準材410に対して超音波を授受する形態を採ることができる。
Further, in the first aspect of the present embodiment, as described above, an example of measuring the wall thickness of the reference material 410 in advance when measuring the wall thickness of the
送受信部120は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、超音波探触子110を介して、鋼管400との間で超音波の送受信を行うものである。この送受信部120には、送信部121と受信部122が構成されている。
The transmission /
送信部121は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、鋼管400に対して相対的に移動する超音波探触子110を介して、鋼管の表面400Sに向けて超音波111を送信する処理を行う。また、受信部122は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、超音波探触子110を介して、鋼管400からの超音波112を受信する処理を行う。
The
また、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に、事前に、基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合には、送信部121は超音波探触子110を介して基準材の表面410Sに向けて超音波111を送信し、また、受信部122は超音波探触子110を介して基準材410からの超音波112を受信する形態を採る。
Further, in the first aspect of the present embodiment, as described above, an example of measuring the wall thickness of the reference material 410 in advance when measuring the wall thickness of the
増幅部130は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、受信部122で受信した鋼管400からの超音波112を増幅する処理を行う。特に、増幅部130は、後述する増幅度算出部2532で算出された増幅度に基づいて、超音波波形データの振幅方向の大きさを、超音波波形データ全体について、拡大収縮(何倍か、又は、何分の1か)する処理を行うことができる。また、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合には、増幅部130は受信部122で受信した基準材410からの超音波112を増幅する形態を採る。
The
A/D変換部140は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、増幅部130で増幅された後の鋼管400からの超音波112をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を行う。また、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合には、A/D変換部140は増幅部130で増幅された後の基準材410からの超音波112をアナログ信号からディジタル信号に変換する形態を採る。
The A /
なお、本実施形態の態様1では、増幅部130を通過した信号が、A/D変換部140を通過するという順番になっているが、順番を逆にして、A/D変換部140を通過した信号を増幅部130で増幅する順番にすることもできる。こうすることで、ディジタル信号を増幅することになるため、信号の取扱いを容易にすることができるようになる。
In the first aspect of the present embodiment, the signal that has passed through the
制御・処理部250−1は、例えば情報入力部160から入力された入力情報や通信部170から入力された入力情報に基づいて、測定装置200−1の各構成部を制御し、測定装置200−1の動作を統括的に制御する。また、制御・処理部250−1は、例えば情報入力部160から入力された入力情報や通信部170から入力された入力情報に基づいて、各種の処理を行う。この制御・処理部250−1は、図10に示すように、超音波波形データ生成部251、ゲート設定部252、ヒストグラム作成部2531及び増幅度算出部2532を含む超音波波形データ処理部253−1、受信時刻算出部254、肉厚算出部255、並びに、表示制御部256を有して構成されている。この制御・処理部250−1内の各構成部251〜256の説明は後述する。
The control / processing unit 250-1 controls each component of the measuring device 200-1 based on, for example, the input information input from the
情報入力部160は、例えば、ユーザにより操作入力された入力情報を制御・処理部250−1に入力する。
The
通信部170は、コンピュータネットワークNを介した外部装置Gとの通信を司るものである。第2の実施形態の場合、外部装置Gとしては、例えば、上述した第1の実施形態に係る測定装置100や後述する第3の実施形態に係る測定装置300が挙げられる。
The
記憶部180は、制御・処理部250−1で用いる各種の情報や各種のデータ等や、制御・処理部250−1の処理で得られた各種の情報や各種のデータ等を記憶する。
The
表示部190は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、各種の情報や各種のデータ等を表示する。
The
次に、図10の制御・処理部250−1内の各構成部251〜256の説明を行う。 Next, each component 251 to 256 in the control / processing unit 250-1 of FIG. 10 will be described.
図10に示す超音波波形データ生成部251は、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する。この超音波波形データは、本実施形態における「第1の超音波波形データ」に相当する。
The ultrasonic waveform data generation unit 251 shown in FIG. 10 measures the amplitude of the
図11は、図10に示す超音波波形データ生成部251で生成される超音波波形データを説明するための模式図である。この図11において、図10に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation unit 251 shown in FIG. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the configurations similar to those shown in FIG.
まず、図11(a)には、図10に示す鋼管の表面400Sと鋼管の裏面400Bを水平方向に描き、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111と鋼管400から超音波探触子110に向かう超音波112とのパターンを3つ示している。図11(a)の左側に示す第1のパターンは、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111が鋼管の表面400Sで反射し、表面反射超音波112−Sとして超音波探触子110に向かう様子を示している。また、図11(a)の中央に示す第2のパターンは、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111が鋼管の裏面400Bで反射し、第1の裏面反射超音波112−B1として超音波探触子110に向かう様子を示している。また、図11(a)の右側に示す第3のパターンは、超音波探触子110から鋼管400に向かう超音波111が鋼管の裏面400Bで反射し、その後に鋼管の表面400Sで反射した後、再度鋼管の裏面400Bで反射して、第2の裏面反射超音波112−B2として超音波探触子110に向かう様子を示している。具体的に、本実施形態では、裏面反射超音波112−Bに関して、nを正の整数とすると第nの裏面反射超音波112−Bnを、鋼管の表面400Sと鋼管の裏面400Bとの間(或いは基準材の表面410Sと基準材の裏面410Bとの間)をn往復した裏面反射超音波112−Bと定義する。
First, in FIG. 11A, the
図11(b)は、図11(a)に示す表面反射超音波112−S、第1の裏面反射超音波112−B1及び第2の裏面反射超音波112−B2の振幅を時系列で示した超音波波形データの一例を模式的に示す図である。この図11(b)では、図11(a)に示す表面反射超音波112−SをSエコー、第1の裏面反射超音波112−B1をB1エコー、第2の裏面反射超音波112−B2をB2エコーとしてその波形を示している。 11 (b) shows the amplitudes of the front surface reflected ultrasonic wave 112-S, the first back surface reflected ultrasonic wave 112-B1 and the second back surface reflected ultrasonic wave 112-B2 shown in FIG. 11 (a) in chronological order. It is a figure which shows an example of the ultrasonic wave waveform data schematically. In FIG. 11B, the front surface reflected ultrasonic wave 112-S shown in FIG. 11 (a) is an S echo, the first back surface reflected ultrasonic wave 112-B1 is a B1 echo, and the second back surface reflected ultrasonic wave 112-B2. Is shown as a B2 echo.
また、後述する超音波波形データ処理部253−1は、後述する増幅度算出部2532で算出された増幅度に基づいて、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データ(第1の超音波波形データ)の振幅を変更する処理を行って、新たな超音波波形データを取得する。この新たな超音波波形データは、本実施形態における「第2の超音波波形データ」に相当する。
Further, the ultrasonic waveform data processing unit 253-1 described later shows an ultrasonic waveform showing the amplitude of the
さらに、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に、事前に、基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合に、図10に示す超音波波形データ生成部251は、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の基準材410からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する。この超音波波形データは、本実施形態における「第3の超音波波形データ」に相当する。なお、この基準材410を用いた場合の超音波波形データについても、上述した鋼管400を用いた場合の超音波波形データと同様に、図11に示す例を適用することができる。
Further, in the first aspect of the present embodiment, as described above, an example of measuring the wall thickness of the reference material 410 in advance when measuring the wall thickness of the
図10に示すゲート設定部252は、上述した第1〜第3の超音波波形データにおける各超音波波形データに対して、表面反射超音波112−Sを検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、裏面反射超音波112−Bを検出するための範囲を示す第2の検出ゲートとを設定する処理を行う。図11(b)に、ゲート設定部252で設定された第1の検出ゲート2011と第2の検出ゲート2012の一例を示す。
The
ここで、本実施形態では、図11(b)に示すように、裏面反射超音波112−Bを検出するための第2の検出ゲート2012として、第2の裏面反射超音波112−B2を検出するものを設定するものとするが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、例えば第1の裏面反射超音波112−B1を検出するものを設定する形態や、第3の裏面反射超音波やそれ以降の裏面反射超音波を検出するものを設定する形態も、本発明に適用可能である。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 11B, the second back surface reflected ultrasonic wave 112-B2 is detected as the
また、本実施形態では、図11(b)に示すように、第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を振幅の下限側に設定するものとするが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を振幅の上限側に設定する形態も、本発明に適用可能である。また、第1の検出ゲート2011を振幅の上限側かつ第2の検出ゲート2012を振幅の下限側、又は、第1の検出ゲート2011を振幅の下限側かつ第2の検出ゲート2012を振幅の上限側に設定する形態も、本発明に適用可能である。そうすることで信号の位相変化にも対応することができるようになる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 11B, the
ここで、ゲート設定部252による第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012の設定例について、以下に説明する。
本実施形態の態様1では、ゲート設定部252は、第1の検出ゲート2011として、その始点の時刻を受信部122で受信処理を開始してからの時間で設定し、且つ、その時間の長さとその振幅値のレベルを設定する。また、本実施形態の態様1では、ゲート設定部252は、第2の検出ゲート2012として、その始点の時刻を、超音波波形と第1の検出ゲート2011との交点の時刻(TS)からの時間で設定し、且つ、その時間の長さとその振幅値のレベルを設定する。なお、ここで説明した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012の設定は一例であり、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。表面反射超音波112−Sの振幅ピークと第1の検出ゲート2011とが、例えば最初(適宜、「2回目」等の調整も可能)に交差する時間を、表面反射超音波112−Sが受信部122に戻ってきた時間であると見なし、第1の検出ゲート2011内にその他の振幅のピークがあったとしても、それらはノイズであると見なすようにする。また、第2の裏面反射超音波112−B2の振幅ピークと第2の検出ゲート2012とが、例えば最初(適宜、「2回目」等の調整も可能)に交差する時間を、裏面反射超音波112−Bが受信部122に戻ってきた時間であると見なし、第2の検出ゲート2012内にその他の振幅があったとしても、それらはノイズであると見なすようにする。こうすることで、超音波の速度を加味することにより、機械的に、鋼管400(又は基準材410)の、表面及び裏面までの距離を知ることができ、結果として肉厚を知ることができるようになる。そのため、第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012の振幅方向の値(振幅値のレベル)は、事前に種々の試験を行っておくことで最適値を決めておくことが必要となる。
Here, a setting example of the
In the first aspect of the present embodiment, the
図10に示す超音波波形データ処理部253−1は、超音波波形データ生成部251で生成された、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データである第1の超音波波形データにおける、第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012のうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、振幅を変更する処理を行う。この超音波波形データ処理部253−1は、図10に示すように、ヒストグラム作成部2531及び増幅度算出部2532を含み構成されている。
The ultrasonic waveform data processing unit 253-1 shown in FIG. 10 is the first ultrasonic waveform data showing the amplitude of the
図10に示すヒストグラム作成部2531は、第1の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012のうちの一方の検出ゲートの範囲内で超音波の振幅に係るヒストグラムを作成する処理を行う。この第1の超音波波形データについて作成されるヒストグラムは、本実施形態における「第1のヒストグラム」に相当する。また、本実施形態においては、ヒストグラム作成部2531は、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係るヒストグラムを作成するものとするが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、第1の検出ゲート2011の範囲内で超音波の振幅に係るヒストグラムを作成する形態も、本発明に適用可能である。このヒストグラム作成部2531の処理を図12及び図13を用いて説明する。
The
図12は、図10に示す超音波波形データ生成部251で生成される第1の超音波波形データ、並びに、図10に示すゲート設定部252で設定される第1の検出ゲート及び第2の検出ゲートの一例を示す図である。この図12において、図11に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。また、図12の縦軸に示す振幅は、例えば入力レンジが±1.0Vで8ビットのA/D変換部140を用いた場合に、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が−1.0Vのときには「0」、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が0.0Vのときには「127」、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が+1.0Vのときには「255」の値となる。また、このA/D変換部140の入力レンジを超えた超音波の振幅が入力された場合については、例えばA/D変換部140に入力する超音波の振幅が−1.0Vよりも小さいときには「0」に強制され、また、例えばA/D変換部140に入力する超音波の振幅が+1.0Vよりも大きいときには「255」に強制される。また、本実施形態の態様1においては、図12の横軸に示す時間は、受信部122で受信処理を開始してからの経過時間を示すものとする。
FIG. 12 shows the first ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation unit 251 shown in FIG. 10, and the first detection gate and the second detection gate set by the
図13は、図10に示すヒストグラム作成部2531において、図12に示す第1の超音波波形データについて第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係る第1のヒストグラムを作成した場合の一例を示す図である。図13に示す第1のヒストグラムにおいて、横軸は図12に示す超音波の振幅を表し、縦軸は各ビンのカウント値を表している。
FIG. 13 shows a case where the
また、本実施形態の態様1においては、図10に示すヒストグラム作成部2531は、超音波波形データ生成部251で生成された、基準材410からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データである第3の超音波波形データについても、上述した第1の超音波波形データと同様に、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係るヒストグラムを作成する処理を行う。この第3の超音波波形データについて作成されるヒストグラムは、本願における「第2のヒストグラム」に相当する。
Further, in the first aspect of the present embodiment, the
図14は、図10に示すヒストグラム作成部2531において、第3の超音波波形データについて第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係る第2のヒストグラムを作成した場合の一例を示す図である。具体的に、図14には、図13に示す第1のヒストグラムと同様のビンで表された第2のヒストグラムが示されている。この図14に示す第2のヒストグラムを図13に示す第1のヒストグラムと比較すると、図14に示す第2のヒストグラムは、図13に示す第1のヒストグラムよりも、最小のビン及び最大のビンのカウント値が増大している。このことから、第3の超音波波形データ(不図示)は、図12に示す第1の超音波波形データよりも、第2の検出ゲート2012の範囲内における超音波の振幅が下限値の「0」及び上限値の「255」に強制される割合が多くなっていると推測できる。
FIG. 14 shows an example of a case where the
図10に示す増幅度算出部2532は、ヒストグラム作成部2531で作成された第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出する処理を行う。
The amplification
具体的には、本実施形態の態様1の増幅度算出部2532は、図13に示す第1のヒストグラムの各ビンのうち、0を含む最小のビン2031(即ち、A/D変換部140の下限値を含むビン)のカウント値が、図14に示す第2のヒストグラムの各ビンのうち、ビン2031に対応する0を含む最小のビン2041(即ち、A/D変換部140の下限値を含むビン)のカウント値と同じになるように増幅し、その増幅倍率を「増幅度」として算出する処理を行う。
Specifically, the amplification
ここで、本実施形態においては、特定のビンとして0を含む最小のビンを適用した例について説明を行ったが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、例えば、特定のビンとして255を含む最大のビン(即ち、A/D変換部140の上限値を含むビン)を適用した形態も、本発明に適用可能である。また、本実施形態においては、最小のビン2041のカウント値と同じになるように増幅する例について説明を行ったが、厳密に同じである必要はなく、表面反射超音波112−Sや裏面反射超音波112−Bが検出できる程度であれば、最小のビン2041のカウント値とほぼ同じ値になるように増幅することでも、本発明に適用可能である。
Here, in the present embodiment, an example in which the smallest bottle containing 0 is applied as a specific bin has been described, but the present invention is not limited to this embodiment, and for example, as a specific bottle. A form to which the maximum bin including 255 (that is, the bin including the upper limit value of the A / D conversion unit 140) is applied is also applicable to the present invention. Further, in the present embodiment, an example of amplifying so as to be the same as the count value of the
また、増幅度算出部2532による増幅度の算出方法としては、例えば、細かいステップで超音波波形データを増幅させてその都度、最小のビンのカウント値を比較して所定値になるまで繰り返す方法や、予め最小のビンのカウント値とそれに対応する増幅度との関係を示す検量線データを作成しておき、この検量線データを参照して最小のビンのカウント値から増幅度を算出する方法等が考えられる。この検量線データを用いて増幅度を算出する方法について、図15を用いて説明する。
Further, as a method of calculating the amplification degree by the amplification
図15は、図10に示す増幅度算出部2532において増幅度を算出する際に用いる検量線データの一例を示す図である。具体的に、図15には、第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値(横軸)と、第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値と第2のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値とにより定められる増幅度(縦軸)との関係を示す検量線データの一例が示されている。この図15に示す検量線データは、記憶部180に予め記憶されている。
FIG. 15 is a diagram showing an example of calibration curve data used when calculating the amplification degree in the amplification
この場合、本実施形態の態様1においては、図10に示す増幅度算出部2532は、記憶部180から図15に示す検量線データを読み出して、ヒストグラム作成部2531で作成された第1のヒストグラムにおける最小のビン2031のカウント値から増幅度を算出する。
In this case, in the first aspect of the present embodiment, the amplification
そして、増幅度算出部2532で増幅度が算出されると、その後、図10に示す超音波波形データ処理部253−1は、増幅度算出部2532で算出された増幅度に基づいて、第1の超音波波形データの振幅を変更する処理を行って、新たな超音波波形データである第2の超音波波形データを取得する。その後、図10に示すゲート設定部252は、この第2の超音波波形データに対して、第1の検出ゲート2011と第2の検出ゲート2012とを設定する。
Then, when the amplification degree is calculated by the amplification
図16は、図10に示す超音波波形データ処理部253−1で取得される第2の超音波波形データ、並びに、図10に示すゲート設定部252で設定される第1の検出ゲート及び第2の検出ゲートの一例を示す図である。ここで、本実施形態の態様1においては、図10に示すゲート設定部252は、図16に示す第2の超音波波形データに対して、図12に示す第1の超音波波形データに対して設定した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012とそれぞれ同レベルの第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を設定するものとする。
FIG. 16 shows the second ultrasonic waveform data acquired by the ultrasonic waveform data processing unit 253-1 shown in FIG. 10, and the first detection gate and the first detection gate set by the
図10に示す受信時刻算出部254は、この図16に示す第2の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲート2012の範囲内から第2の裏面反射超音波112−B2を受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する処理を行う。具体的に、本実施形態の態様1においては、図10に示す受信時刻算出部254は、図11(b)に示すように、超音波波形と第1の検出ゲート2011とが最初に交わった交点の時刻TSを第1の受信時刻として算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート2012とが最初に交わった交点の時刻TB2を第2の受信時刻として算出するものとする。なお、超音波波形と第1の検出ゲート2011との交点から前方に遡って、最初に振幅0と交差する時刻を時刻TSとして算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート2012との交点から前方に遡って、最初に振幅0と交差する時刻TB2を第2の受信時刻として算出することもできる。振幅0との交点の時刻は振幅の増減に影響をされないため、こうすることで、高精度な時刻算出ができる。
The reception
さらに、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合に、図10に示す受信時刻算出部254は、基準材410からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データである第3の超音波波形データについても、第1の受信時刻及び第2の受信時刻を算出する処理を行う。なお、鋼管400の肉厚を測定する際に基準材410の肉厚を用いた例の詳細については、図17及び図18のフローチャートの説明において後述する。
Further, in the first aspect of the present embodiment, as described above, an example of measuring the wall thickness of the reference material 410 when measuring the wall thickness of the
図10に示す肉厚算出部255は、受信時刻算出部254で算出された、第2の超音波波形データにおける第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて、鋼管400の肉厚を算出する処理を行う。この際、本実施形態の態様1では、上述したように、鋼管400の肉厚を測定する際に基準材410の肉厚を測定する例について説明を行うが、この基準材410の肉厚を測定する場合に、図10に示す肉厚算出部255は、受信時刻算出部254で算出された、第3の超音波波形データにおける第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、基準材410の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて、基準材410の肉厚を算出する処理を行う。ここで、本実施形態の態様1においては、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度のデータ及び基準材410の内部を伝搬した超音波の速度のデータは、予め記憶部180に記憶されているものとする。
The wall
なお、以上は、検出ゲートのレベルを固定し、波形の振幅(増幅度)を可変にする例で説明したが、本質的には、検出ゲートのレベルと波形の増幅度との相対関係が問題であるため、波形の振幅を固定にして、ゲートレベル(減衰度)を可変にすることも可能である。即ち、波形の増幅度を上げるのと、検出ゲートのレベルを下げるのは、本発明の技術的思想の上では同義であるため、図15における「カウント値−増幅度(倍率)」の関係を、「カウント値−ゲートレベルの減衰度」に置き換えることで、同様の処理が可能となる。 In the above, the example of fixing the level of the detection gate and making the amplitude (attenuation degree) of the waveform variable has been described, but in essence, the relative relationship between the level of the detection gate and the amplification degree of the waveform is a problem. Therefore, it is also possible to fix the amplitude of the waveform and make the gate level (attenuation degree) variable. That is, since increasing the amplification degree of the waveform and lowering the level of the detection gate are synonymous in terms of the technical idea of the present invention, the relationship of "count value-amplification degree (magnification)" in FIG. 15 is used. , By substituting "count value-gate level attenuation", the same processing can be performed.
図10に示す表示制御部256は、例えば、肉厚算出部255で算出された鋼管400の肉厚を表示部190に表示する制御を行う。
The
次に、第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1による測定方法の処理手順について説明を行う。 Next, the processing procedure of the measuring method by the measuring device 200-1 according to the first embodiment of the second embodiment will be described.
まず、基準材410の肉厚測定方法の処理手順について説明を行う。
図17は、本発明の第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1による基準材410の肉厚測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
First, the processing procedure of the wall thickness measuring method of the reference material 410 will be described.
FIG. 17 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of the reference material 410 by the measuring device 200-1 according to the first embodiment of the second embodiment of the present invention.
まず、図17のステップS2101において、制御・処理部250−1は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、増幅部130の増幅度(ゲイン)を設定する。
First, in step S2101 of FIG. 17, the control / processing unit 250-1 sets the amplification degree (gain) of the
続いて、図17のステップS2102において、送信部121は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、超音波探触子110を介して基準材の表面410Sに向けて超音波111を送信する。
Subsequently, in step S2102 of FIG. 17, the
続いて、図17のステップS2103において、受信部122は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、超音波探触子110を介して基準材410からの超音波112を受信する。
Subsequently, in step S2103 of FIG. 17, the receiving
この際、本実施形態では、超音波探触子110と基準材410とをともに静止させた状態で、ステップS2102及びS2103の処理を行う。
At this time, in the present embodiment, the processes of steps S2102 and S2103 are performed with the
続いて、図17のステップS2104において、超音波波形データ生成部251は、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の基準材410からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データである第3の超音波波形データを生成する。ここでは、例えば図11(b)に示す超音波波形データが生成されたものとする。 Subsequently, in step S2104 of FIG. 17, the ultrasonic waveform data generation unit 251 is from the reference material 410 after being amplified by the amplification unit 130 (and further A / D converted by the A / D conversion unit 140). A third ultrasonic waveform data, which is ultrasonic waveform data showing the amplitude of the ultrasonic 112 in time series, is generated. Here, it is assumed that the ultrasonic waveform data shown in FIG. 11B is generated, for example.
続いて、図17のステップS2105において、ゲート設定部252は、ステップS2104で生成された第3の超音波波形データに対して、表面反射超音波112−Sを検出するための範囲を示す第1の検出ゲート2011と裏面反射超音波112−Bを検出するための範囲を示す第2の検出ゲート2012とを設定する。ここでは、例えば図11(b)に示す第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012が設定されたものとする。
Subsequently, in step S2105 of FIG. 17, the
続いて、図17のステップS2106において、ヒストグラム作成部2531は、ステップS2104で生成された、基準材410からの超音波112の振幅を時系列で示した第3の超音波波形データについて、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係る第2のヒストグラムを作成する。ここでは、例えば図14に示す第2のヒストグラムが作成されたものとする。
Subsequently, in step S2106 of FIG. 17, the
続いて、図17のステップS2107において、制御・処理部250−1は、ステップS2106で作成された第2のヒストグラムにおける特定のビン(本実施形態においては、例えば図14の示す最小のビン2041)のカウント値が、予め定められている所定範囲以内であるか否かを判断する。
Subsequently, in step S2107 of FIG. 17, the control / processing unit 250-1 has a specific bin in the second histogram created in step S2106 (in this embodiment, for example, the
図17のステップS2107の判断の結果、ステップS2106で作成された第2のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が予め定められている所定範囲以内でない場合には(S2107/NO)、図17のステップS2101に戻り、ステップS2101以降の処理を再度行う。 As a result of the determination in step S2107 of FIG. 17, if the count value of a specific bin in the second histogram created in step S2106 is not within a predetermined range (S2107 / NO), the step of FIG. 17 Returning to S2101, the processing after step S2101 is performed again.
一方、図17のステップS2107の判断の結果、ステップS2106で作成された第2のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が予め定められている所定範囲以内である場合には(S2107/YES)、図17のステップS2108に進む。
図17のステップS2108に進むと、受信時刻算出部254は、ステップS2104で生成された第3の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲート2012の範囲内から第2の裏面反射超音波112−B2を受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する。具体的に、本実施形態の態様1においては、受信時刻算出部254は、図11(b)に示すように、超音波波形と第1の検出ゲート2011との交点の時刻TSを第1の受信時刻として算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート2012との交点の時刻TB2を第2の受信時刻として算出する。
On the other hand, as a result of the determination in step S2107 of FIG. 17, when the count value of the specific bin in the second histogram created in step S2106 is within a predetermined range (S2107 / YES), FIG. The process proceeds to step S2108 of 17.
Proceeding to step S2108 of FIG. 17, the reception
続いて、図17のステップS2109において、肉厚算出部255は、ステップS2108で算出された第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、記憶部180に記憶されている基準材410の内部を伝搬した超音波の速度とから、基準材410の肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2109 of FIG. 17, the wall
続いて、図17のステップS2110において、制御・処理部250−1は、ステップS2109で算出された基準材410の肉厚が、例えば記憶部180に予め記憶されている実際の基準材410の肉厚と比較して予め定められている所定範囲以内であるか否かを判断する。
Subsequently, in step S2110 of FIG. 17, the control / processing unit 250-1 has the actual meat of the reference material 410 in which the wall thickness of the reference material 410 calculated in step S2109 is stored in advance in, for example, the
図17のステップS2110の判断の結果、ステップS2109で算出された基準材410の肉厚が実際の基準材410の肉厚と比較して所定範囲以内でない場合には(S2110/NO)、超音波の検出の際にノイズを拾ってしまった等の問題が生じていることが考えられるため、図17のステップS2101に戻り、ステップS2101以降の処理を再度行う。 As a result of the determination in step S2110 of FIG. 17, when the wall thickness of the reference material 410 calculated in step S2109 is not within a predetermined range as compared with the actual wall thickness of the reference material 410 (S2110 / NO), ultrasonic waves are used. Since it is considered that a problem such as picking up noise has occurred at the time of detection of the above, the process returns to step S2101 in FIG. 17 and the processing after step S2101 is performed again.
一方、図17のステップS2110の判断の結果、ステップS2109で算出された基準材410の肉厚が実際の基準材410の肉厚と比較して所定範囲以内である場合には(S2110/YES)、図17のステップS2111に進む。
図17のステップS2111に進むと、肉厚算出部255は、ステップS2109で算出された基準材410の肉厚と実際の基準材410の肉厚との差に基づき、後述する肉厚補正値を決定する。
On the other hand, as a result of the determination in step S2110 of FIG. 17, when the wall thickness of the reference material 410 calculated in step S2109 is within a predetermined range as compared with the actual wall thickness of the reference material 410 (S2110 / YES). , Proceed to step S2111 in FIG.
Proceeding to step S2111 of FIG. 17, the wall
その後、例えば制御・処理部250−1は、ステップS2111で決定された肉厚補正値のデータを記憶部180に記憶する。さらに、例えば制御・処理部250−1は、基準材410の肉厚を算出する際に用いた第3の超音波波形データについてステップS2106で作成された第2のヒストグラムのデータを記憶部180に記憶する。
After that, for example, the control / processing unit 250-1 stores the data of the wall thickness correction value determined in step S2111 in the
図17のステップS2111における処理が終了すると、基準材410の肉厚測定方法の処理手順の一例を示す図17のフローチャートの処理を終了する。 When the processing in step S2111 of FIG. 17 is completed, the processing of the flowchart of FIG. 17 showing an example of the processing procedure of the wall thickness measuring method of the reference material 410 is completed.
次いで、被検査材である鋼管400の肉厚測定方法の処理手順について説明を行う。
図18は、本発明の第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この図18のフローチャートの処理を開始する際には、図17のフローチャートの処理で得られた肉厚補正値のデータ及び第2のヒストグラムのデータが記憶部180に既に記憶されているものとする。また、この図18のフローチャートの処理を開始する際には、例えば図17のステップS2101で設定された増幅度と同じ増幅度が増幅部130に設定されているものとする。
Next, a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of the
FIG. 18 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、図18のステップS2201において、送信部121は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、超音波探触子110を介して被検査材である鋼管の表面400Sに向けて超音波111を送信する。
First, in step S2201 of FIG. 18, the
続いて、図18のステップS2202において、受信部122は、制御・処理部250−1の制御に基づいて、超音波探触子110を介して鋼管400からの超音波112を受信する。
Subsequently, in step S2202 of FIG. 18, the receiving
続いて、図18のステップS2203において、超音波波形データ生成部251は、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データである第1の超音波波形データを生成する。ここでは、例えば図12に示す超音波波形データが生成されたものとする。
Subsequently, in step S2203 of FIG. 18, the ultrasonic waveform data generation unit 251 is superposed from the
続いて、図18のステップS2204において、ゲート設定部252は、ステップS2203で生成された第1の超音波波形データに対して、表面反射超音波112−Sを検出するための範囲を示す第1の検出ゲート2011と裏面反射超音波112−Bを検出するための範囲を示す第2の検出ゲート2012とを設定する。ここでは、例えば図12に示す第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012が設定されたものとする。また、本実施形態の態様1においては、ゲート設定部252は、図12に示す第1の超音波波形データに対して、図17のステップS2105で設定した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012とそれぞれ同レベルの第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を設定するものとする。
Subsequently, in step S2204 of FIG. 18, the
続いて、図18のステップS2205において、ヒストグラム作成部2531は、ステップS2203で生成された、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データについて、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係る第1のヒストグラムを作成する。ここでは、例えば図13に示す第1のヒストグラムが作成されたものとする。
Subsequently, in step S2205 of FIG. 18, the
続いて、図18のステップS2206において、増幅度算出部2532は、ステップS2205で作成された第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出する処理を行う。具体的に、本実施形態の態様1では、増幅度算出部2532は、図13に示す第1のヒストグラムにおける最小のビン2031のカウント値が、記憶部180に記憶されている図14に示す第2のヒストグラムにおける最小のビン2041のカウント値となる増幅度を算出する処理を行う。この際、増幅度の算出方法としては、上述したように、例えば、細かいステップで超音波波形データを増幅させてその都度、最小のビンのカウント値を比較して所定値になるまで繰り返す方法や、予め最小のビンのカウント値とそれに対応する増幅度との関係を示す検量線データ(図15)を作成しておき、この検量線データを参照して最小のビンのカウント値から増幅度を算出する方法等が考えられる。
Subsequently, in step S2206 of FIG. 18, the amplification
続いて、図18のステップS2207において、超音波波形データ処理部253−1は、ステップS2206で算出された増幅度に基づいて、ステップS2203で生成された第1の超音波波形データの振幅を変更する処理を行って、新たな超音波波形データである第2の超音波波形データを取得する。ここでは、例えば図16に示す超音波波形データが生成されたものとする。その後、ゲート設定部252は、この第2の超音波波形データに対して、第1の検出ゲート2011と第2の検出ゲート2012とを設定する。ここで、本実施形態の態様1においては、ゲート設定部252は、図16に示す第2の超音波波形データに対して、図18のステップS2204で設定した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012とそれぞれ同レベルの第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を設定するものとする。
Subsequently, in step S2207 of FIG. 18, the ultrasonic waveform data processing unit 253-1 changes the amplitude of the first ultrasonic waveform data generated in step S2203 based on the amplification degree calculated in step S2206. The second ultrasonic waveform data, which is new ultrasonic waveform data, is acquired. Here, for example, it is assumed that the ultrasonic waveform data shown in FIG. 16 is generated. After that, the
続いて、図18のステップS2208において、受信時刻算出部254は、ステップS2207で取得された第2の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲート2012の範囲内から第2の裏面反射超音波112−B2を受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する処理を行う。具体的に、本実施形態の態様1においては、受信時刻算出部254は、図11(b)に示すように、超音波波形と第1の検出ゲート2011とが最初に交わった交点の時刻TSを第1の受信時刻として算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート2012とが最初に交わった交点の時刻TB2を第2の受信時刻として算出するものとする。
Subsequently, in step S2208 of FIG. 18, the reception
続いて、図18のステップS2209において、肉厚算出部255は、ステップS2208で算出された第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、記憶部180に記憶されている鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とから、鋼管400の肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2209 of FIG. 18, the wall
続いて、図18のステップS2210において、肉厚算出部255は、ステップS2209で算出した肉厚値に、記憶部180に記憶されている肉厚補正値を加えて、鋼管400の最終的な肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2210 of FIG. 18, the wall
具体的に、ステップS2210では、以下の式(2)を用いて鋼管400の最終的な肉厚を算出する。
肉厚=(TB2−TS)×(鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度)÷4
+肉厚補正値 ・・・(2)
Specifically, in step S2210, the final wall thickness of the
Wall thickness = (TB2-TS) × (velocity of ultrasonic waves propagating inside the steel pipe 400) ÷ 4
+ Wall thickness correction value ・ ・ ・ (2)
なお、本実施形態の態様1では、裏面反射超音波112−Bを検出するための第2の検出ゲート2012として、第2の裏面反射超音波112−B2を検出するものを設定したため、上述した(2)式により鋼管400の最終的な肉厚を算出するが、これを一般化して、第2の検出ゲート2012として、例えば第n(nは正の整数)の裏面反射超音波112−Bnを検出するもの設定する場合には、以下の式(3)を用いて鋼管400の最終的な肉厚を算出する。
肉厚=(TBn−TS)×(鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度)÷(2×n)
+肉厚補正値 ・・・(3)
In the first aspect of the present embodiment, the
Wall thickness = (TBn-TS) × (velocity of ultrasonic waves propagating inside the steel pipe 400) ÷ (2 × n)
+ Wall thickness correction value ・ ・ ・ (3)
続いて、図18のステップS2211において、表示制御部256は、ステップS2210で算出された鋼管400の最終的な肉厚を表示部190に表示する制御を行う。さらに、制御・処理部250−1は、必要に応じて、ステップS2210で算出された鋼管400の最終的な肉厚のデータを記憶部180に記憶する処理を行う。
Subsequently, in step S2211 of FIG. 18, the
続いて、図18のステップS2212において、制御・処理部250−1は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、被検査材である鋼管400の肉厚測定を終了するか否かを判断する。
Subsequently, in step S2212 of FIG. 18, whether or not the control / processing unit 250-1 ends the wall thickness measurement of the
図18のステップS2212の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了しない場合には(S2212/NO)、例えば制御・処理部250−1が超音波探触子110の設置位置を所定距離だけ移動させて設置位置を変更した後に図18のステップS2201に戻り、ステップS2201以降の処理を再度行う。この図18のステップS2201〜S2212の処理を繰り返し行うことにより、被検査材である鋼管400の複数個所(例えば図1に示す鋼管400の全周等)の肉厚測定を行うことができる。
As a result of the determination in step S2212 of FIG. 18, if the wall thickness measurement of the
一方、図18のステップS2212の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了する場合には(S2212/YES)、鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示す図18のフローチャートの処理を終了する。
On the other hand, when the wall thickness measurement of the
以上説明したように、第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1では、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データについて、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係るヒストグラム(第1のヒストグラム)を作成し、当該ヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出し、当該増幅度に基づいて第1の超音波波形データの振幅を変更して第2の超音波波形データを取得し、第2の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と第2の検出ゲート2012の範囲内から裏面反射超音波112−Bを受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出し、第1の受信時刻及び第2の受信時刻と鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて鋼管400の肉厚を算出するようにしている。
かかる構成によれば、超音波探触子110と鋼管400とを相対的に移動させながら鋼管400の複数個所の肉厚測定を行う際に、鋼管400の表面に付着したスケール等による表面状態の変化や、鋼管400の曲りや形状不良、鋼管400の搬送時のばたつき等の様々な外乱により超音波112の振幅が著しく変化する場合においても、鋼管400の各個所で得られる第1の超音波波形データの振幅に係る増幅度を調整するため、鋼管400の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。
また、従来、超音波波形データが入力レンジを超え、オーバーフローする場合には、波形データの全体像が分からず、増幅度の調整が困難であるという問題があったが、かかる構成によれば、オーバーフローに起因してカウント値が大きくなると考えられる、0を含む最小のビン2031又はA/D変換部140の上限値を含むビンのカウント値に着目して増幅度を調整するため、そうした問題が生じず、最適な増幅度で、肉厚測定を行うことができるようになる。
As described above, in the measuring device 200-1 according to the first embodiment of the second embodiment, the second ultrasonic waveform data showing the amplitude of the ultrasonic 112 from the
According to this configuration, when measuring the wall thickness of a plurality of locations of the
Further, conventionally, when the ultrasonic waveform data exceeds the input range and overflows, there is a problem that the entire image of the waveform data cannot be known and it is difficult to adjust the amplification degree. However, according to such a configuration, Since the amplification degree is adjusted by focusing on the count value of the
<第2の実施形態の態様2>
次いで、本発明の第2の実施形態の態様2について説明する。この第2の実施形態の態様2の説明においては、上述した第2の実施形態の態様1と同様の構成及び同様の処理については省略して説明する。
<Aspect 2 of the second embodiment>
Next, aspect 2 of the second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment, the same configuration and the same processing as the first aspect of the second embodiment described above will be omitted.
図19は、本発明の第2の実施形態の態様2に係る測定装置200−2の概略構成の一例を示す図である。この図19では、図10に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しているため、その詳細な説明は省略する。 FIG. 19 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring device 200-2 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 19, the same components as those shown in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and therefore detailed description thereof will be omitted.
ここで、図19に示す第2の実施形態の態様2に係る測定装置200−2の概略構成において、図10に示す第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1の概略構成と異なる点は、図19に示す制御・処理部250−2の内部に、図10に示す増幅度算出部2532が構成されていない点と、図19に示す窓関数処理部2533が新たに構成されている点である。
Here, in the schematic configuration of the measuring device 200-2 according to the second embodiment shown in FIG. 19, the schematic configuration of the measuring device 200-1 according to the second embodiment shown in FIG. 10 and The difference is that the amplification
制御・処理部250−2は、図19に示すように、超音波波形データ生成部251、ゲート設定部252、ヒストグラム作成部2531及び窓関数処理部2533を含む超音波波形データ処理部253−2、受信時刻算出部254、肉厚算出部255、並びに、表示制御部256を有して構成されている。ここで、制御・処理部250−2内の構成部251〜252,254〜256については、それぞれ、図10に示す第2の実施形態の態様1における制御・処理部250−1内の構成部251〜252,254〜256と同様であるため、その説明は省略する。以下、図19の超音波波形データ処理部253−2について説明する。
As shown in FIG. 19, the control / processing unit 250-2 includes an ultrasonic waveform data generation unit 251, a
図19に示す超音波波形データ処理部253−2は、超音波波形データ生成部251で生成された、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データである第1の超音波波形データにおける、第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012のうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、振幅を変更する処理を行う。この超音波波形データ処理部253−2は、図19に示すように、ヒストグラム作成部2531及び窓関数処理部2533を含み構成されている。ここで、図19のヒストグラム作成部2531については、図10のヒストグラム作成部2531と同様の構成であるため、その説明は省略する。
The ultrasonic waveform data processing unit 253-2 shown in FIG. 19 is the first ultrasonic waveform data showing the amplitude of the
窓関数処理部2533は、超音波波形データ生成部251で生成された、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して、窓関数を掛け合わせる処理を行う。
The window
図20は、図19に示す窓関数処理部2533で使用する窓関数の一例を示す図である。また、この図20に示す窓関数のデータは、記憶部180に予め記憶されているものとする。この図20に示す窓関数は、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対応するものとなっている。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a window function used in the window
そして、窓関数処理部2533は、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して、図20に示す窓関数を掛け合わせる処理を行って振幅を変更する。ここで、窓関数処理部2533は、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内の所定位置と図20に示す窓関数のピーク位置2051とを時間軸について位置合わせして、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して、図20に示す窓関数を掛け合わせる処理を行う。
Then, the window
この際、本実施形態の態様2においては、図20に示す窓関数のピーク位置2051と時間軸について位置合わせをする、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内の所定位置として、例えば、図12に示す第2の検出ゲート2012の範囲内の最大振幅の位置2021、または、当該第2の検出ゲート2012の範囲内の振幅の絶対値をとった際にその包絡線の最大値の位置とすることが考えられる。なお、ここでは、図20に示すようなガウス分布状の窓関数について、そのピーク位置2051に基づいて位置合わせを行う例で説明しているが、窓関数は、ノイズ等の発生状況によっては、ガウス分布状である必要は無く、例えば、上面が平らな矩形波状や、三角波状等であっても良い。そのため、そうした窓関数の特定の位置(例えば、矩形波の上面の中央位置、三角波の頂点)を、基準位置として決めておき、その基準位置に基づいて位置合わせを行うようにすることもできる。
At this time, in the second embodiment of the present embodiment, the
次に、第2の実施形態の態様2に係る測定装置200−2による測定方法の処理手順について説明を行う。 Next, the processing procedure of the measuring method by the measuring device 200-2 according to the second embodiment will be described.
まず、第2の実施形態の態様2における基準材410の肉厚測定方法の処理手順については、図17に示す第2の実施形態の態様1における基準材410の肉厚測定方法の処理手順と同様であるため、その説明は省略する。 First, the processing procedure of the wall thickness measuring method of the reference material 410 in the second embodiment is the same as the processing procedure of the wall thickness measuring method of the reference material 410 in the first aspect of the second embodiment shown in FIG. Since they are the same, the description thereof will be omitted.
次いで、第2の実施形態の態様2における被検査材である鋼管400の肉厚測定方法の処理手順について説明を行う。
Next, the processing procedure of the wall thickness measuring method of the
図21は、本発明の第2の実施形態の態様2に係る測定装置200−2による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この図21のフローチャートの処理を開始する際には、図17のフローチャートの処理で得られた肉厚補正値のデータが記憶部180に既に記憶されているものとする。また、この図21のフローチャートの処理を開始する際には、例えば図17のステップS2101で設定された増幅度と同じ増幅度が増幅部130に設定されているものとする。
FIG. 21 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、第2の実施形態の態様2における鋼管400の肉厚測定方法の処理では、図18に示す第2の実施形態の態様1におけるステップS2201〜S2204の処理を経る。これにより、例えば図12に示す第1の超音波波形データが生成され、また、例えば図12に示す第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012が設定される。
First, in the process of the method for measuring the wall thickness of the
続いて、図21のステップS2301において、窓関数処理部2533は、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して、図20に示す窓関数を掛け合わせる処理を行う。ここで、窓関数処理部2533は、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内の所定位置(例えば、上述したように、図12に示す第2の検出ゲート2012の範囲内の最大振幅の位置2021、または、当該第2の検出ゲート2012の範囲内の振幅の絶対値をとった際にその包絡線の最大値の位置等)と、図20に示す窓関数のピーク位置2051とを時間軸について位置合わせして、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して、図20に示す窓関数を掛け合わせる処理を行って振幅を変更する。
Subsequently, in step S2301 of FIG. 21, the window
その後、窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データに対して、ゲート設定部252は、第1の検出ゲート2011と第2の検出ゲート2012とを設定する。ここで、本実施形態の態様2においては、ゲート設定部252は、窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データに対して、図21のステップS2204で設定した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012とそれぞれ同レベルの第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を設定するものとする。
After that, the
続いて、図21のステップS2302において、受信時刻算出部254は、ステップS2301において窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲート2012の範囲内から第2の裏面反射超音波112−B2を受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する処理を行う。具体的に、本実施形態においては、受信時刻算出部254は、図11(b)に示すように、超音波波形と第1の検出ゲート2011とが最初に交わった交点の時刻TSを第1の受信時刻として算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート2012とが最初に交わった交点の時刻TB2を第2の受信時刻として算出するものとする。
Subsequently, in step S2302 of FIG. 21, the reception
続いて、図21のステップS2303において、肉厚算出部255は、ステップS2302で算出された第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、記憶部180に記憶されている鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とから、鋼管400の肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2303 of FIG. 21, the wall
続いて、図21のステップS2304において、肉厚算出部255は、ステップS2303で算出した肉厚値に、記憶部180に記憶されている肉厚補正値を加えて、鋼管400の最終的な肉厚を算出する。この際、本実施形態の態様2においても、本実施形態の態様1と同様に、肉厚算出部255は、上述した(2)式(或いはこれを一般化した(3)式)を用いて鋼管400の最終的な肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2304 of FIG. 21, the wall
続いて、図21のステップS2305において、表示制御部256は、ステップS2304で算出された鋼管400の最終的な肉厚を表示部190に表示する制御を行う。さらに、制御・処理部250−2は、必要に応じて、ステップS2304で算出された鋼管400の最終的な肉厚のデータを記憶部180に記憶する処理を行う。
Subsequently, in step S2305 of FIG. 21, the
続いて、図21のステップS2212において、制御・処理部250−2は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、被検査材である鋼管400の肉厚測定を終了するか否かを判断する。
Subsequently, in step S2212 of FIG. 21, whether or not the control / processing unit 250-2 ends the wall thickness measurement of the
図21のステップS2212の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了しない場合には(S2212/NO)、例えば制御・処理部250−2が超音波探触子110の設置位置を所定距離だけ移動させて設置位置を変更した後に図21のステップS2201に戻り、ステップS2201以降の処理を再度行う。この図21のステップS2201〜S2212の処理を繰り返し行うことにより、被検査材である鋼管400の複数個所(例えば図19に示す鋼管400の全周等)の肉厚測定を行うことができる。
As a result of the determination in step S2212 in FIG. 21, if the wall thickness measurement of the
一方、図21のステップS2212の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了する場合には(S2212/YES)、鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示す図21のフローチャートの処理を終了する。
On the other hand, when the wall thickness measurement of the
以上説明したように、第2の実施形態の態様2に係る測定装置200−2では、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して窓関数を掛け合わせる処理を行い、当該窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と第2の検出ゲート2012の範囲内から裏面反射超音波112−Bを受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出し、第1の受信時刻及び第2の受信時刻と鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて鋼管400の肉厚を算出するようにしている。
かかる構成によれば、超音波探触子110と鋼管400とを相対的に移動させながら鋼管400の複数個所の肉厚測定を行う際に、鋼管400の表面に付着したスケール等による表面状態の変化や、鋼管400の曲りや形状不良、鋼管400の搬送時のばたつき等の様々な外乱により、第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内に前の反射超音波の波形が尾引きによって混入している場合や当該第2の検出ゲート2012の範囲内に種々の乱反射ノイズが重畳している場合においても、当該第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して窓関数を掛け合わせる処理を行うため、上述した尾引きや乱反射ノイズの影響を抑制することができる。これにより、様々な外乱のある環境下においても、鋼管400の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。
なお、以上の説明では、窓関数を第2の検出ゲートに掛け合わせる処理に基づいて説明を行ったが、窓関数を第1の検出ゲートに掛ける処理を行う場合や、窓関数を第1の検出ゲート及び第2の検出ゲートの両方に掛ける処理を行う場合であっても、本実施形態の態様2に適用することができる。
As described above, in the measuring device 200-2 according to the second embodiment, the second detection in the first ultrasonic wave waveform data showing the amplitude of the
According to this configuration, when measuring the wall thickness of a plurality of locations of the
In the above description, the description is based on the process of multiplying the window function by the second detection gate. However, in the case of performing the process of multiplying the window function by the first detection gate or by multiplying the window function by the first detection gate, the first description is performed. Even when the process of applying to both the detection gate and the second detection gate is performed, it can be applied to the second aspect of the present embodiment.
<第2の実施形態の態様3>
次いで、本発明の第2の実施形態の態様3について説明する。この第2の実施形態の態様3の説明においては、上述した第2の実施形態の態様1及び態様2と同様の構成及び同様の処理については省略して説明する。
<
Next, the third aspect of the second embodiment of the present invention will be described. In the description of the third aspect of the second embodiment, the same configuration and the same processing as those of the first and second aspects of the second embodiment described above will be omitted.
図22は、本発明の第2の実施形態の態様3に係る測定装置200−3の概略構成の一例を示す図である。この図22では、図10に示す構成及び図19に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しているため、その詳細な説明は省略する。 FIG. 22 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring device 200-3 according to the third embodiment of the second embodiment of the present invention. In FIG. 22, the configurations shown in FIG. 10 and the same configurations as those shown in FIG. 19 are designated by the same reference numerals, and therefore detailed description thereof will be omitted.
ここで、図22に示す第2の実施形態の態様3に係る測定装置200−3の概略構成において、図10に示す第2の実施形態の態様1に係る測定装置200−1の概略構成と異なる点は、図22に示す制御・処理部250−3の内部に、図22に示す窓関数処理部2533が新たに構成されている点である。なお、この図22に示す窓関数処理部2533は、図19に示す第2の実施形態の態様2における窓関数処理部2533と同様である。
Here, in the schematic configuration of the measuring device 200-3 according to the third embodiment shown in FIG. 22, the schematic configuration of the measuring device 200-1 according to the first embodiment shown in FIG. 10 and The difference is that the window
次に、第2の実施形態の態様3に係る測定装置200−3による測定方法の処理手順について説明を行う。 Next, the processing procedure of the measurement method by the measuring device 200-3 according to the third embodiment of the second embodiment will be described.
まず、第2の実施形態の態様3における基準材410の肉厚測定方法の処理手順については、図17に示す第2の実施形態の態様1における基準材410の肉厚測定方法の処理手順と同様であるため、その説明は省略する。 First, regarding the processing procedure of the wall thickness measuring method of the reference material 410 in the third embodiment of the second embodiment, the processing procedure of the wall thickness measuring method of the reference material 410 in the first aspect of the second embodiment shown in FIG. Since they are the same, the description thereof will be omitted.
次いで、第2の実施形態の態様3における被検査材である鋼管400の肉厚測定方法の処理手順について説明を行う。
Next, the processing procedure of the wall thickness measuring method of the
図23は、本発明の第2の実施形態の態様3に係る測定装置200−3による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この図23のフローチャートの処理を開始する際には、図17のフローチャートの処理で得られた肉厚補正値のデータ及び第2のヒストグラムのデータが記憶部180に既に記憶されているものとする。また、この図23のフローチャートの処理を開始する際には、例えば図17のステップS2101で設定された増幅度と同じ増幅度が増幅部130に設定されているものとする。
FIG. 23 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、第2の実施形態の態様3における鋼管400の肉厚測定方法の処理では、図18に示す第2の実施形態の態様1におけるステップS2201〜S2204の処理を経る。これにより、例えば図12に示す第1の超音波波形データが生成され、また、例えば図12に示す第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012が設定される。
First, in the process of the method for measuring the wall thickness of the
続いて、図23のステップS2301において、窓関数処理部2533は、図12に示す第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して、図20に示す窓関数を掛け合わせる処理を行う。この図23のステップS2301の処理は、上述した第2の実施形態の態様2における図21のステップS2301の処理と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Subsequently, in step S2301 of FIG. 23, the window
その後、窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データに対して、ゲート設定部252は、第1の検出ゲート2011と第2の検出ゲート2012とを設定する。ここで、本実施形態においては、ゲート設定部252は、窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データに対して、図23のステップS2204で設定した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012とそれぞれ同レベルの第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を設定するものとする。
After that, the
続いて、図23のステップS2401において、ヒストグラム作成部2531は、ステップS2301において窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係る第1のヒストグラムを作成する。ここでは、例えば図13に示す第1のヒストグラムが作成されたものとする。
Subsequently, in step S2401 of FIG. 23, the
続いて、図23のステップS2402において、増幅度算出部2532は、ステップS2401で作成された第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出する処理を行う。この図23のステップS2402の処理は、上述した第2の実施形態の態様1における図18のステップS2206の処理と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Subsequently, in step S2402 of FIG. 23, the amplification
続いて、図23のステップS2403において、超音波波形データ処理部253−3は、ステップS2402で算出された増幅度に基づいて、ステップS2301において窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データの振幅を変更する処理を行って、新たな超音波波形データである第2の超音波波形データを取得する。ここでは、例えば図16に示す超音波波形データが生成されたものとする。その後、ゲート設定部252は、この第2の超音波波形データに対して、第1の検出ゲート2011と第2の検出ゲート2012とを設定する。ここで、本実施形態の態様3においては、ゲート設定部252は、図16に示す第2の超音波波形データに対して、ステップS2301において窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データについて設定した第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012とそれぞれ同レベルの第1の検出ゲート2011及び第2の検出ゲート2012を設定するものとする。
Subsequently, in step S2403 of FIG. 23, the ultrasonic waveform data processing unit 253-3 performs a process of multiplying the window function in step S2301 based on the amplification degree calculated in step S2402. A process of changing the amplitude of the sound wave waveform data is performed, and a second ultrasonic wave waveform data, which is new ultrasonic wave waveform data, is acquired. Here, for example, it is assumed that the ultrasonic waveform data shown in FIG. 16 is generated. After that, the
続いて、図23のステップS2404において、受信時刻算出部254は、ステップS2403で取得された第2の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲート2012の範囲内から第2の裏面反射超音波112−B2を受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する処理を行う。具体的に、本実施形態の態様3においては、受信時刻算出部254は、図11(b)に示すように、超音波波形と第1の検出ゲート2011とが最初に交わった交点の時刻TSを第1の受信時刻として算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート2012とが最初に交わった交点の時刻TB2を第2の受信時刻として算出するものとする。
Subsequently, in step S2404 of FIG. 23, the reception
続いて、図23のステップS2405において、肉厚算出部255は、ステップS2404で算出された第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、記憶部180に記憶されている鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とから、鋼管400の肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2405 of FIG. 23, the wall
続いて、図23のステップS2406において、肉厚算出部255は、ステップS2405で算出した肉厚値に、記憶部180に記憶されている肉厚補正値を加えて、鋼管400の最終的な肉厚を算出する。この際、本実施形態の態様3においても、本実施形態の態様1と同様に、肉厚算出部255は、上述した(2)式(或いはこれを一般化した(3)式)を用いて鋼管400の最終的な肉厚を算出する。
Subsequently, in step S2406 of FIG. 23, the wall
続いて、図23のステップS2407において、表示制御部256は、ステップS2406で算出された鋼管400の最終的な肉厚を表示部190に表示する制御を行う。さらに、制御・処理部250−3は、必要に応じて、ステップS2406で算出された鋼管400の最終的な肉厚のデータを記憶部180に記憶する処理を行う。
Subsequently, in step S2407 of FIG. 23, the
続いて、図23のステップS2212において、制御・処理部250−3は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、被検査材である鋼管400の肉厚測定を終了するか否かを判断する。
Subsequently, in step S2212 of FIG. 23, whether or not the control / processing unit 250-3 ends the wall thickness measurement of the
図23のステップS2212の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了しない場合には(S2212/NO)、例えば制御・処理部250−3が超音波探触子110の設置位置を所定距離だけ移動させて設置位置を変更した後に図23のステップS2201に戻り、ステップS2201以降の処理を再度行う。この図23のステップS2201〜S2212の処理を繰り返し行うことにより、被検査材である鋼管400の複数個所(例えば図13に示す鋼管400の全周等)の肉厚測定を行うことができる。
As a result of the determination in step S2212 in FIG. 23, if the wall thickness measurement of the
一方、図23のステップS2212の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了する場合には(S2212/YES)、鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示す図23のフローチャートの処理を終了する。
On the other hand, when the wall thickness measurement of the
以上説明したように、第2の実施形態の態様3に係る測定装置200−3では、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して窓関数を掛け合わせる処理を行い、当該窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第2の検出ゲート2012の範囲内で超音波の振幅に係るヒストグラム(第1のヒストグラム)を作成し、当該ヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出し、当該増幅度に基づいて窓関数を掛け合わせる処理を行うことにより得られた超音波波形データの振幅を変更して第2の超音波波形データを取得し、第2の超音波波形データについて、第1の検出ゲート2011の範囲内から表面反射超音波112−Sを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と第2の検出ゲート2012の範囲内から裏面反射超音波112−Bを受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出し、第1の受信時刻及び第2の受信時刻と鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて鋼管400の肉厚を算出するようにしている。
かかる構成によれば、超音波探触子110と鋼管400とを相対的に移動させながら鋼管400の複数個所の肉厚測定を行う際に、鋼管400の表面に付着したスケール等による表面状態の変化や、鋼管400の曲りや形状不良、鋼管400の搬送時のばたつき等の様々な外乱により、第1の超音波波形データにおける第2の検出ゲート2012の範囲内に前の反射超音波の波形が尾引きによって混入している場合や当該第2の検出ゲート2012の範囲内に種々の乱反射ノイズが重畳している場合においても、当該第2の検出ゲート2012の範囲内のデータに対して窓関数を掛け合わせる処理を行うため、上述した尾引きや乱反射ノイズの影響を抑制することができる。これにより、様々な外乱のある環境下においても、鋼管400の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。さらに、上述した様々な外乱により超音波112の振幅が著しく変化する場合においても、鋼管400の各個所で得られる第1の超音波波形データの振幅に係る増幅度を調整するため、この点からも、鋼管400の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。
また、従来、超音波波形データが入力レンジを超え、オーバーフローする場合には、波形データの全体像が分からず、増幅度の調整が困難であるという問題があったが、かかる構成によれば、オーバーフローに起因してカウント値が大きくなると考えられる、0を含む最小のビン2031又はA/D変換部140の上限値を含むビンのカウント値に着目して増幅度を調整するため、そうした問題が生じず、最適な増幅度で、肉厚測定を行うことができるようになる。
なお、以上の説明では、窓関数を第2の検出ゲートに掛け合わせる処理に基づいて説明を行ったが、窓関数を第1の検出ゲートに掛ける処理を行う場合や、窓関数を第1の検出ゲート及び第2の検出ゲートの両方に掛ける処理を行う場合であっても、本実施形態の態様3に適用することができる。
また、以上の説明では、窓関数を掛け合わせた第2の検出ゲートに対して、ヒストグラムを作成しているが、その限りではなく、窓関数を掛け合わせた検出ゲートと、ヒストグラムを作成する検出ゲートが異なる場合であっても、本実施形態の態様3に適用することができる。
As described above, in the measuring device 200-3 according to the third embodiment of the second embodiment, the second detection in the first ultrasonic wave waveform data showing the amplitude of the
According to this configuration, when measuring the wall thickness of a plurality of locations of the
Further, conventionally, when the ultrasonic waveform data exceeds the input range and overflows, there is a problem that the entire image of the waveform data cannot be known and it is difficult to adjust the amplification degree. However, according to such a configuration, Since the amplification degree is adjusted by focusing on the count value of the
In the above description, the description is based on the process of multiplying the window function by the second detection gate. However, in the case of performing the process of multiplying the window function by the first detection gate or by multiplying the window function by the first detection gate, the first description is performed. Even when the process of applying to both the detection gate and the second detection gate is performed, it can be applied to the third aspect of the present embodiment.
Further, in the above description, the histogram is created for the second detection gate multiplied by the window function, but the present invention is not limited to this, and the detection gate multiplied by the window function and the detection for creating the histogram are created. Even if the gates are different, it can be applied to the third aspect of the present embodiment.
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
図24は、本発明の第3の実施形態に係る測定装置300の概略構成の一例を示す図である。この図24において、図1に示す第1の実施形態に係る測定装置100の概略構成と同様の構成については同じ符号をしており、その詳細な説明は必要に応じて省略する。この測定装置300は、被検査材である鋼管400に対して配置された複数の超音波探触子110における各超音波探触子を介して、鋼管400の肉厚を測定する装置である。ここで、鋼管400の肉厚は、鋼管400の外側表面である鋼管の表面400Sと鋼管400の内側表面である鋼管の裏面400Bとの間の長さで定められるものである。
FIG. 24 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measuring
測定装置300は、図24に示すように、超音波探触子110、送受信部120、増幅部130、A/D変換部140、制御・処理部350、情報入力部160、通信部170、記憶部180、及び、表示部190を有して構成されている。
As shown in FIG. 24, the measuring
超音波探触子110は、鋼管400に対して相対的に移動することにより、鋼管400の複数個所の測定点において超音波の授受を司るものである。ここで、本実施形態においては、超音波探触子110として、複数の超音波探触子110−1〜110−4を設ける形態について示している。
The
なお、超音波探触子110−1〜110−4と鋼管400とを相対的に移動させる例として、図24では、制御・処理部350の制御に基づいてそれぞれの超音波探触子110−1〜110−4が鋼管400の周方向を移動する形態を例示しているが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば超音波探触子110−1〜110−4を静止させた状態で、鋼管400側が移動する形態も、本発明に適用可能であり、また、それぞれの超音波探触子110−1〜110−4の超音波送信タイミングを適宜制御することで、超音波の送信方向を電気的に変えることにより、鋼管400における肉厚測定位置を移動させる形態も、本発明に適用可能である。また、図24では、超音波探触子110−1〜110−4が鋼管400の周方向を移動する例を示しているが、例えば超音波探触子110−1〜110−4が鋼管400の管軸方向(図24のz方向)を移動する形態にも適用可能である。
As an example of relatively moving the ultrasonic probes 110-1 to 110-4 and the
送受信部120は、制御・処理部350の制御に基づいて、各超音波探触子110−1〜110−4を介して、鋼管400との間で超音波の送受信を行うものである。この送受信部120には、送信部121と受信部122が構成されている。
The transmission /
送信部121は、制御・処理部350の制御に基づいて、各超音波探触子110−1〜110−4を介して、鋼管の表面400Sに向けて超音波111を送信する処理を行う。ここで、図24においては、送信部121が、超音波探触子110−1を介して鋼管の表面400Sに向けて送信する超音波111を超音波111−1とし、超音波探触子110−2を介して鋼管の表面400Sに向けて送信する超音波111を超音波111−2とし、超音波探触子110−3を介して鋼管の表面400Sに向けて送信する超音波111を超音波111−3とし、超音波探触子110−4を介して鋼管の表面400Sに向けて送信する超音波111を超音波111−4として図示している。また、受信部122は、制御・処理部350の制御に基づいて、各超音波探触子110−1〜110−4を介して、鋼管400からの超音波112を受信する処理を行う。ここで、図24においては、受信部122が、超音波探触子110−1を介して鋼管400から受信する超音波112を超音波112−1とし、超音波探触子110−2を介して鋼管400から受信する超音波112を超音波112−2とし、超音波探触子110−3を介して鋼管400から受信する超音波112を超音波112−3とし、超音波探触子110−4を介して鋼管400から受信する超音波112を超音波112−4として図示している。
The
増幅部130は、制御・処理部350の制御に基づいて、受信部122で受信した鋼管400からの超音波112を増幅する処理を行う。
The
A/D変換部140は、制御・処理部350の制御に基づいて、増幅部130で増幅された後の鋼管400からの超音波112をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を行う。
The A /
なお、本実施形態では、増幅部130を通過した信号が、A/D変換部140を通過するという順番になっているが、順番を逆にして、A/D変換部140を通過した信号を増幅部130で増幅する順番にすることもできる。こうすることで、ディジタル信号を増幅することになるため、信号の取扱いを容易にすることができるようになる。
In the present embodiment, the signal that has passed through the
制御・処理部350は、例えば情報入力部160から入力された入力情報や通信部170から入力された入力情報に基づいて、測定装置300の各構成部を制御し、測定装置300の動作を統括的に制御する。また、制御・処理部350は、例えば情報入力部160から入力された入力情報や通信部170から入力された入力情報に基づいて、各種の処理を行う。この制御・処理部350は、図24に示すように、超音波波形データ生成部351、ゲート設定部352、受信時刻検出部353、参照波形データ生成部354、波形データ減算部355、受信時刻算出部356、肉厚算出部357、及び、表示制御部358を有して構成されている。この制御・処理部350内の各構成部351〜358の説明は後述する。
The control /
情報入力部160は、例えば、ユーザにより操作入力された入力情報を制御・処理部350に入力する。
The
通信部170は、コンピュータネットワークNを介した外部装置Gとの通信を司るものである。第3の実施形態の場合、外部装置Gとしては、例えば、上述した第1の実施形態に係る測定装置100や第2の実施形態に係る測定装置200が挙げられる。
The
記憶部180は、制御・処理部350で用いる各種の情報や各種のデータ等や、制御・処理部350の処理で得られた各種の情報や各種のデータ等を記憶する。
The
表示部190は、制御・処理部350の制御に基づいて、各種の情報や各種のデータ等を表示する。
The
次に、図24の制御・処理部350内の各構成部351〜358の説明を行う。
Next, each component 351 to 358 in the control /
図24に示す超音波波形データ生成部351は、各超音波探触子110−1〜110−4ごとに、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する。
The ultrasonic waveform data generation unit 351 shown in FIG. 24 is amplified by the
図25は、図24に示す超音波波形データ生成部351で生成される超音波波形データ、並びに、図24に示すゲート設定部352で設定される第1の検出ゲート及び第2の検出ゲートの一例を示す図である。
FIG. 25 shows the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation unit 351 shown in FIG. 24, and the first detection gate and the second detection gate set by the
図25(a)は、例えば、超音波探触子110−1に係る処理例を示している。
具体的に、図25(a)には、その左側に、例えば制御・処理部350で生成されるBスコープ画像3011が示されている。このBスコープ画像3011は、第1の実施形態で上述したBスコープ画像と同様のものである。また、図25(a)には、その右側に、図25(a)に示すBスコープ画像3011における上下のライン30111のデータに相当する超音波波形データ3012が示されている。この超音波波形データ3012は、超音波波形データ生成部351で生成される。
FIG. 25A shows, for example, a processing example relating to the ultrasonic probe 110-1.
Specifically, FIG. 25A shows, for example, a B-
図25(b)は、例えば、上述した図25(a)に示す超音波探触子110−1と対向する位置に配置された超音波探触子110−3に係る処理例を示している。
具体的に、図25(b)には、その左側に、例えば制御・処理部350で生成されるBスコープ画像3013が示されている。このBスコープ画像3013も、第1の実施形態で上述したBスコープ画像と同様のものである。また、図25(b)には、その右側に、図25(b)に示すBスコープ画像3013における上下のライン30131のデータに相当する超音波波形データ3014が示されている。この超音波波形データ3014も、超音波波形データ生成部351で生成される。
FIG. 25 (b) shows, for example, a processing example relating to the ultrasonic probe 110-3 arranged at a position facing the ultrasonic probe 110-1 shown in FIG. 25 (a) described above. ..
Specifically, FIG. 25B shows, for example, a B-
図25(a)に示す超音波波形データ3012及び図25(b)に示す超音波波形データ3014は、ともに、第1及び第2の実施形態で上述した表面反射超音波112−SをSエコー、第1の裏面反射超音波112−B1をB1エコー、第2の裏面反射超音波112−B2をB2エコーとしてその波形を示している。また、本実施形態においては、図25(a)に示す超音波波形データ3012及び図25(b)に示す超音波波形データ3014の横軸に示す振幅は、例えば入力レンジが±1.0Vで8ビットのA/D変換部140を用いた場合に、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が−1.0Vのときには「0」、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が0.0Vのときには「127」、このA/D変換部140に入力する超音波の振幅が+1.0Vのときには「255」の値となるものとする。また、本実施形態においては、A/D変換部140の入力レンジを超えた超音波の振幅が入力された場合については、例えばA/D変換部140に入力する超音波の振幅が−1.0Vよりも小さいときには「0」に強制され、また、例えばA/D変換部140に入力する超音波の振幅が+1.0Vよりも大きいときには「255」に強制されるものとする。また、本実施形態においては、図25(a)に示す超音波波形データ3012及び図25(b)に示す超音波波形データ3014の縦軸に示す時間は、受信部122で受信処理を開始してからの経過時間を示すものとする。
Both the
ここで、図25(a)に示す超音波探触子110−1に係るBスコープ画像3011をみると、濃淡の強い本来のSエコーとBエコーの多重信号の他に、濃淡の弱い同様の模様が異なる位相で現れていることがわかる。そして、図25(b)に示す超音波探触子110−3に係るBスコープ画像3031を参照すると、図25(a)に示す超音波探触子110−1に係るBスコープ画像3011において本来の多重信号以外の模様30112及び30113の部分は、その軌跡から、図25(b)に示す超音波探触子110−3に係るBスコープ画像3031の特に振幅の大きいSエコーが重畳していることがわかる。このことは、単に、超音波探触子110−1に係る超音波波形データ3012のみを観察しているだけではわからない。なお、図25(a)に示す超音波探触子110−1に係るBスコープ画像3011において本来の多重信号以外の模様には、模様30112及び30113以外の模様も現れており、これは、その他の超音波探触子110−2及び110−4のSエコーの影響であると考えられる。
Here, looking at the B-
さらに、上述した他の超音波探触子110のSエコーの影響に関して、図25(a)に示す超音波波形データ3012と図25(b)に示す超音波波形データ3014とを見比べると、図25(a)に示す超音波探触子110−1に係る超音波波形データ3012のB1エコーとB2エコーとの間に観測されるエコーは、図25(b)に示す他の超音波探触子110−3に係る超音波波形データ3014のSエコーとほぼ同じ時間軸上の位置にあることがわかる。そこで、第3の実施形態では、或る1つの超音波探触子110に係る超音波波形データにおいて、他の超音波探触子110におけるSエコーの影響を低減させるための技術を提供する。
Further, regarding the influence of the S echo of the other
図24に示すゲート設定部352は、超音波波形データ生成部351で各超音波探触子110−1〜110−4ごとに生成された超音波波形データに対して、表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーを検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、裏面反射超音波(第1及び第2の実施形態における裏面反射超音波112−B)のBエコーを検出するための範囲を示す第2の検出ゲートとを設定する処理を行う。
The
図25に示す例では、ゲート設定部352は、超音波波形データ生成部351で超音波探触子110−1について生成された超音波波形データ3012に対しては、第1の検出ゲート30121及び第2の検出ゲート30122を設定している。同様に、図25に示す例では、ゲート設定部352は、超音波波形データ生成部351で超音波探触子110−3について生成された超音波波形データ3014に対しては、第1の検出ゲート30141及び第2の検出ゲート30142を設定している。ここで、本実施形態では、図25に示すように、裏面反射超音波112−Bを検出するための第2の検出ゲートとして、第2の裏面反射超音波112−B2(B2エコー)を検出するものを設定するものとするが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、例えば第1の裏面反射超音波112−B1(B1エコー)を検出するものを設定する形態や、第3の裏面反射超音波やそれ以降の裏面反射超音波を検出するものを設定する形態も、本発明に適用可能である。
In the example shown in FIG. 25, the
図26は、図24に示す超音波波形データ生成部351で生成される超音波波形データ、図24に示すゲート設定部352で設定される第1の検出ゲート及び第2の検出ゲート、図24に示す受信時刻検出部353で行われる時刻検出処理、図24に示す参照波形データ生成部354で生成される参照波形データ、並びに、図24に示す受信時刻検出部353で行われる波形データ減算処理の一例を示す図である。
26 shows the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation unit 351 shown in FIG. 24, the first detection gate and the second detection gate set by the
図26(a)は、図25(a)に示す超音波波形データ3012と同様に、超音波波形データ生成部351において、例えば超音波探触子110−1について生成した超音波波形データ3021を示している。また、この超音波波形データ3021には、ゲート設定部352において設定された第1の検出ゲート30211及び第2の検出ゲート30212が示されている。この第1の検出ゲート30211及び第2の検出ゲート30212は、図25(a)に示す第1の検出ゲート30121及び第2の検出ゲート30122と同様のものである。
FIG. 26A shows the ultrasonic
図26(b)は、図25(b)に示す超音波波形データ3014と同様に、超音波波形データ生成部351において、例えば超音波探触子110−3について生成した超音波波形データ3022を示している。また、この超音波波形データ3022には、ゲート設定部352において設定された第1の検出ゲート30221及び第2の検出ゲート30222が示されている。この第1の検出ゲート30221及び第2の検出ゲート30222は、図25(b)に示す第1の検出ゲート30141及び第2の検出ゲート30142と同様のものである。
26 (b) shows the
また、図26(a)に示す超音波探触子110−1に係る超音波波形データ3021には、図25を用いて説明した場合と同様に、図26(b)に示す他の超音波探触子110−3に係るSエコーの影響を受けて、ノイズレベル30213の信号が含まれているものとする。
Further, the
図24に示す受信時刻検出部353は、複数の超音波探触子110−1〜110−4に含まれる1つの超音波探触子である第1の超音波探触子(ここでは、超音波探触子110−1とする)を除く第2の超音波探触子(ここでは、超音波探触子110−2〜110−4とする)に係る超音波波形データについて、第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーを受信部122で受信した時刻を検出する。
The reception
具体的に、図24に示す受信時刻検出部353は、図26(b)に示す超音波探触子110−3(第2の超音波探触子)に係る超音波波形データ3022について、第1の検出ゲート30221の範囲内から表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーを受信部122で受信した時刻を検出する。ここでは、第2の実施形態において図11(b)を用いて説明した場合と同様に、超音波波形と第1の検出ゲート30221とが最初に交わった交点の時刻TSを受信時刻として検出する。
Specifically, the reception
図24に示す参照波形データ生成部354は、受信時刻検出部353で検出した受信時刻の位置に、第1の超音波探触子(ここでは、超音波探触子110−1とする)に係る超音波波形データにおいて重畳する、第2の超音波探触子(ここでは、超音波探触子110−2〜110−4とする)を介して受信した表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーに基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データを生成する。
The reference waveform data generation unit 354 shown in FIG. 24 uses the first ultrasonic probe (here, ultrasonic probe 110-1) at the position of the reception time detected by the reception
具体的に、図24に示す参照波形データ生成部354は、図26(c)に示すように、受信時刻検出部353において図26(b)に示す超音波探触子110−3に係る超音波波形データ3022から検出した受信時刻の位置に、図26(a)に示す超音波探触子110−1に係る超音波波形データ3021において重畳する、当該超音波探触子110−3を介して受信した表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーに基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データ3023を生成する。
この際、図24に示す参照波形データ生成部354は、例えば、予め設定されて記憶部180に記憶されている参照波形の振幅の大きさ及び参照波形の形状を用いて、参照波形データ3023を生成する形態を採る。なお、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、例えば、図24に示す参照波形データ生成部354は、図26(b)に示す超音波探触子110−3(第2の超音波探触子)に係る超音波波形データ3022の表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーの波形に基づいて参照波形の振幅の大きさ及び参照波形の形状を決定して(例えば、当該Sエコーの波形を所定の減衰率で減衰させた波形を参照波形として決定して)、参照波形データ3023を生成する形態も、本発明に適用可能である。
Specifically, as shown in FIG. 26 (c), the reference waveform data generation unit 354 shown in FIG. 24 is the ultrasonic probe 110-3 shown in FIG. 26 (b) in the reception
At this time, the reference waveform data generation unit 354 shown in FIG. 24 uses, for example, the magnitude of the amplitude of the reference waveform and the shape of the reference waveform stored in the
また、図26に示す例では、第2の超音波探触子として超音波探触子110−3を代表して用いた例を示したが、本実施形態に係る測定装置300では、図24に示すように、他の超音波探触子110−2及び110−4も第2の超音波探触子として適用可能であるため、この場合、超音波探触子110−2及び110−4のそれぞれについても、上述した超音波探触子110−3と同様に、図24に示す受信時刻検出部353において受信時刻を検出し、図24に示す参照波形データ生成部354において参照波形データを生成する形態を採る。
Further, in the example shown in FIG. 26, an example in which the ultrasonic probe 110-3 was used as a representative of the second ultrasonic probe was shown, but in the
図24に示す波形データ減算部355は、第1の超音波探触子(ここでは、超音波探触子110−1とする)に係る超音波波形データから、参照波形データ生成部354で生成された参照波形データを減算する処理を行う。
The waveform
具体的に、図24に示す波形データ減算部355は、図26(a)に示す超音波探触子110−1に係る超音波波形データ3021から、図26(c)に示す参照波形データ3023を減算する処理を行う。この波形データ減算部355による減算処理により、図26(d)に示す超音波波形データ3024が取得される。図26(d)には、この波形データ減算部355による減算処理により、図26(a)に示すノイズレベル30213の信号が、ノイズレベル30241の信号に低減したことを示している。なお、図26に示す例では、図26(a)に示す超音波波形データ3021に重畳する、図26(b)に示す他の超音波探触子に係るSエコーの影響に基づくノイズレベル30213が、第2の検出ゲート30212で検出されるレベルには至っていないが、例えば第2の検出ゲート30212のレベルをより低く設定した場合やノイズレベル30213がより大きくなった場合には、当該ノイズレベル30213の信号が第2の検出ゲート30212で誤検出されることになり、その結果、鋼管400の肉厚が誤った値として算出されることになる。これに対して、第3の実施形態に係る測定装置300では、波形データ減算部355によってノイズレベルの信号を低減させる処理を行うことにより、鋼管400の肉厚測定を高精度に行えるようにしている。
Specifically, the waveform
また、図26に示す例では、第2の超音波探触子として超音波探触子110−3を代表して用いた例を示したが、本実施形態に係る測定装置300では、図24に示すように、他の超音波探触子110−2及び110−4も第2の超音波探触子として適用可能であるため、この場合、図24に示す波形データ減算部355は、図26(a)に示す超音波探触子110−1に係る超音波波形データ3021から、それぞれの超音波探触子110−2及び110−4に係るそれぞれの参照波形データを減算する処理を行う形態を採る。
Further, in the example shown in FIG. 26, an example in which the ultrasonic probe 110-3 was used as a representative of the second ultrasonic probe was shown, but in the
図24に示す受信時刻算出部356は、波形データ減算部355で減算処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲートの範囲内から裏面反射超音波(第1及び第2の実施形態における裏面反射超音波112−B)のBエコーを受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する。
The reception
具体的に、図24に示す受信時刻算出部356は、例えば、図26(d)に示す超音波波形データ3024について、第1の検出ゲート30211の範囲内から第1の受信時刻と、第2の検出ゲート30212の範囲内から第2の受信時刻とを算出する。ここでは、第2の実施形態において図11(b)を用いて説明した場合と同様に、超音波波形と第1の検出ゲート30211とが最初に交わった交点の時刻TSを第1の受信時刻として算出し、また、超音波波形と第2の検出ゲート30212とが最初に交わった交点の時刻TB2を第2の受信時刻として算出するものとする。
Specifically, the reception
図24に示す肉厚算出部357は、波形データ減算部355で減算する処理を行うことにより得られた超音波波形データに基づいて、鋼管400の肉厚を算出する処理を行う。より具体的には、肉厚算出部357は、受信時刻算出部356で算出された第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて、鋼管400の肉厚を算出する処理を行う。ここで、本実施形態においては、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度のデータは、予め記憶部180に記憶されているものとする。ここで、この肉厚算出部357による具体的な肉厚算出方法は、第2の実施形態における肉厚算出部255による肉厚算出方法と同様であるため、その説明は省略する。
The wall
図24に示す表示制御部358は、例えば、肉厚算出部357で算出された鋼管400の肉厚を表示部190に表示する制御を行う。
The
次に、被検査材である鋼管400の肉厚測定方法の処理手順について説明を行う。
図27は、本発明の第3の実施形態に係る測定装置300による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of the
FIG. 27 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、図27のステップS3101において、送信部121は、制御・処理部350の制御に基づいて、各超音波探触子110−1〜110−4を介して、被検査材である鋼管の表面400Sに向けて超音波111を送信する。
First, in step S3101 of FIG. 27, the
続いて、図27のステップS3102において、受信部122は、制御・処理部350の制御に基づいて、各超音波探触子110−1〜110−4を介して、鋼管400からの超音波112を受信する。
Subsequently, in step S3102 of FIG. 27, the receiving
続いて、図27のステップS3103において、超音波波形データ生成部351は、各超音波探触子110−1〜110−4ごとに、増幅部130で増幅された後(更にA/D変換部140でA/D変換された後)の鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する。
Subsequently, in step S3103 of FIG. 27, the ultrasonic waveform data generation unit 351 is amplified by the
続いて、図27のステップS3104において、ゲート設定部352は、ステップS3103で各超音波探触子110−1〜110−4ごとに生成された超音波波形データに対して、表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーを検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、裏面反射超音波(第1及び第2の実施形態における裏面反射超音波112−B)のBエコーを検出するための範囲を示す第2の検出ゲートとを設定する処理を行う。
Subsequently, in step S3104 of FIG. 27, the
続いて、図27のステップS3105において、制御・処理部350は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、超音波探触子110の数Mを設定する。ここで、図24に示す例では、超音波探触子110の数Mとして4が設定されることになる。
Subsequently, in step S3105 of FIG. 27, the control /
続いて、図27のステップS3106において、制御・処理部350は、処理対象とする第1の超音波探触子110を示す変数mに1を設定する。
Subsequently, in step S3106 of FIG. 27, the control /
続いて、図27のステップS3107において、受信時刻検出部353は、第1の超音波探触子mを除く第2の超音波探触子に係る超音波波形データについて、ステップS3104で設定された第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波(第1及び第2の実施形態における表面反射超音波112−S)のSエコーを受信部122で受信した時刻を検出する。
Subsequently, in step S3107 of FIG. 27, the reception
ここでは説明を分かり易くするために、例えば、図26(a)に示す超音波波形データ3021を第1の超音波探触子mに係る超音波波形データとし、図26(b)に示す超音波波形データ3022を第2の超音波探触子に係る超音波波形データとする。以降の説明も同様とする。この場合、具体的に、図27のステップS3107において、受信時刻検出部353は、図26(b)に示す超音波波形データ3022について、第1の検出ゲート30221の範囲内から表面反射超音波のSエコーを受信部122で受信した時刻を検出する。
Here, in order to make the explanation easy to understand, for example, the
続いて、図27のステップS3108において、参照波形データ生成部354は、ステップS3107で検出された受信時刻の位置に、第1の超音波探触子mに係る超音波波形データにおいて重畳する、第2の超音波探触子を介して受信した表面反射超音波のSエコーに基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データを生成する。 Subsequently, in step S3108 of FIG. 27, the reference waveform data generation unit 354 superimposes the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe m on the position of the reception time detected in step S3107. The reference waveform data in which the reference waveform assuming the noise based on the S echo of the surface reflected ultrasonic wave received through the ultrasonic probe of 2 is generated is generated.
具体的に、例えば、図27のステップS3108において、参照波形データ生成部354は、ステップS3107で検出した受信時刻の位置に、図26(a)に示す超音波波形データ3021において重畳する、第2の超音波探触子を介して受信した表面反射超音波のSエコーに基づくノイズを想定した参照波形を配置した、図26(c)に示す参照波形データ3023を生成する。
Specifically, for example, in step S3108 of FIG. 27, the reference waveform data generation unit 354 superimposes on the position of the reception time detected in step S3107 in the
続いて、図27のステップS3109において、波形データ減算部355は、第1の超音波探触子mに係る超音波波形データから、ステップS3108で生成された参照波形データを減算する処理を行う。
Subsequently, in step S3109 of FIG. 27, the waveform
具体的に、例えば、図27のステップS3109において、波形データ減算部355は、図26(a)に示す超音波波形データ3021から、図26(c)に示す参照波形データ3023を減算する処理を行う。この減算処理により、図26(d)に示す超音波波形データ3024が取得される。
Specifically, for example, in step S3109 of FIG. 27, the waveform
続いて、図27のステップS3110において、受信時刻算出部356は、ステップS3109の減算処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波のSエコーを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲートの範囲内から裏面反射超音波のBエコーを受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する。
Subsequently, in step S3110 of FIG. 27, the reception
具体的に、例えば、図27のステップS3110において、受信時刻算出部356は、図26(d)に示す超音波波形データ3024について、第1の検出ゲート30211の範囲内から表面反射超音波のSエコーを受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と、第2の検出ゲート30212の範囲内から裏面反射超音波のBエコーを受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する。
Specifically, for example, in step S3110 of FIG. 27, the reception
続いて、図27のステップS3111において、肉厚算出部357は、ステップS3110で算出された第1の受信時刻及び第2の受信時刻と、鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて、鋼管400の肉厚を算出する処理を行う。ここで、この肉厚算出部357による具体的な肉厚算出方法は、第2の実施形態における肉厚算出部255による肉厚算出方法と同様であるため、その説明は省略する。
Subsequently, in step S3111 of FIG. 27, the wall
続いて、図27のステップS3112において、制御・処理部350は、第1の超音波探触子110を示す変数mが超音波探触子110の数Mよりも小さいか否かを判断する。
Subsequently, in step S3112 of FIG. 27, the control /
図27のステップS3112の判断の結果、第1の超音波探触子110を示す変数mが超音波探触子110の数Mよりも小さい場合には(S3112/YES)、未だ処理を行っていない超音波探触子110があると判断し、図27のステップS3113に進む。
図27のステップS3113に進むと、制御・処理部350は、第1の超音波探触子110を示す変数mに1を加算する。その後、図27のステップS3107に戻り、変更した第1の超音波探触子mについてステップS3107以降の処理を行う。なお、本実施形態においては、図24に示すように、4つの超音波探触子110−1〜110−4が設けられているため、図27のステップS3107〜S3113における一連の処理は4回繰り返し行われることになる。
As a result of the determination in step S3112 in FIG. 27, if the variable m indicating the first
Proceeding to step S3113 of FIG. 27, the control /
一方、図27のステップS3112の判断の結果、第1の超音波探触子110を示す変数mが超音波探触子110の数Mよりも小さくない場合には(S3112/NO)、全ての超音波探触子110について処理を行ったと判断し、図27のステップS3114に進む。
図27のステップS3114に進むと、表示制御部358は、ステップS3111で算出された鋼管400の肉厚を表示部190に表示する制御を行う。その後、制御・処理部350は、必要に応じて、ステップS3111で算出された鋼管400の肉厚のデータを記憶部180に記憶する処理を行う。
On the other hand, as a result of the determination in step S3112 of FIG. 27, when the variable m indicating the first
Proceeding to step S3114 of FIG. 27, the
続いて、図27のステップS3115において、制御・処理部350は、例えば情報入力部160から入力された入力情報に基づいて、被検査材である鋼管400の肉厚測定を終了するか否かを判断する。
Subsequently, in step S3115 of FIG. 27, the control /
図27のステップS3115の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了しない場合には(S3115/NO)、図27のステップS3101に戻り、ステップS3101以降の処理を再度行う。
If the wall thickness measurement of the
一方、図27のステップS3115の判断の結果、鋼管400の肉厚測定を終了する場合には(S3115/YES)、図27のフローチャートの処理を終了する。
On the other hand, as a result of the determination in step S3115 of FIG. 27, when the wall thickness measurement of the
以上説明したように、第3の実施形態に係る測定装置300では、各超音波探触子110ごとに、鋼管400からの超音波112の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成し、複数の超音波探触子110に含まれる1つの超音波探触子である第1の超音波探触子を除く第2の超音波探触子に係る超音波波形データについて、第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波を受信部122で受信した時刻を検出し、当該検出した時刻の位置に、第1の超音波探触子に係る超音波波形データにおいて重畳する第2の超音波探触子を介して受信した表面反射超音波に基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データを生成し、第1の超音波探触子に係る超音波波形データから参照波形データを減算する処理を行い、当該減算する処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、第1の検出ゲートの範囲内から表面反射超音波を受信部122で受信した時刻である第1の受信時刻と第2の検出ゲートの範囲内から裏面反射超音波を受信部122で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出し、第1の受信時刻及び第2の受信時刻と鋼管400の内部を伝搬した超音波の速度とに基づいて鋼管400の肉厚を算出するようにしている。
かかる構成によれば、鋼管400の複数個所の肉厚測定を行う際に、第1の超音波探触子に係る超音波波形データに第2の超音波探触子を介して受信した表面反射超音波に基づくノイズの信号が重畳した場合においても、当該ノイズを低減すべく処理を行うため、鋼管400の複数個所の肉厚測定を高精度に行うことができる。
As described above, the measuring
According to such a configuration, when the wall thickness of the
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
本発明の第4の実施形態は、第1の実施形態に係る測定装置100、第2の実施形態に係る測定装置200及び第3の実施形態に係る測定装置300のうち、少なくとも2つの測定装置を含み構成される測定システムの形態である。本発明においては、このように、測定装置100、測定装置200及び測定装置300のうち、少なくとも2つの測定装置を含む測定システムであれば、如何なる測定装置の組合せにおいても適用可能であるが、この測定装置の組合せに係る測定システムのうち、代表的なものを態様1〜態様3として以下に説明する。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
A fourth embodiment of the present invention includes at least two measuring devices among the measuring
<第4の実施形態の態様1>
まず、本発明の第4の実施形態の態様1について説明する。
<Aspect 1 of the fourth embodiment>
First, the first aspect of the fourth embodiment of the present invention will be described.
図28は、本発明の第4の実施形態の態様1に係る測定システム10−1の概略構成の一例を示す図である。 FIG. 28 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measurement system 10-1 according to the first embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
この測定システム10−1は、図28に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100と、第2の実施形態に係る測定装置200とが、コンピュータネットワークNを介して通信接続されている。この際、第2の実施形態に係る測定装置200としては、測定装置200−1〜200−3のうち、いずれの測定装置200を適用してもよい。また、図1に示す第1の実施形態に係る測定装置100の構成部と、図10,図19又は図22に示す第2の実施形態に係る測定装置200の構成部とにおいて、共通する構成部については、必要に応じて全部又は一部を統合できるものとする。また、図28に示す、第1の実施形態に係る測定装置100と第2の実施形態に係る測定装置200とを含み構成される測定システム10−1は、例えば、1つの測定装置として形成されるものであってもよい。
In this measurement system 10-1, as shown in FIG. 28, the measuring
図29は、本発明の第4の実施形態の態様1に係る測定システム10−1による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示す模式図である。
FIG. 29 is a schematic diagram showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、測定システム10−1では、図29に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100の処理を行う。具体的には、図7のステップS1101〜S1112までの処理を行って、図29(a)に示すBスコープ画像1031、図29(b)に示す2値画像1032、図29(c)に示す2値画像処理部154による処理の結果得られた2値画像、及び、図29(d)に示す直線化画像1034を生成する。この図29(a)〜図29(d)は、図4に示したものと同様であるため、その説明は省略する。その後、図1に示すゲート設定部156において第1の検出ゲート1041及び第2の検出ゲート1042が設定されると、図29(e)のようになる。
First, in the measurement system 10-1, as shown in FIG. 29, the processing of the measuring
次いで、測定システム10−1では、図29に示すように、第2の実施形態に係る測定装置200の処理を行う。ここで、図29に示す例では、第2の実施形態に係る測定装置200−3の処理を行う場合について示している。図29(e)の画像に対して、例えば情報入力部160等から1ラインが選択されると、第2の実施形態に係る測定装置200−3のゲート設定部252は、図29(f)の超音波波形データに対して、上述した第1の検出ゲート1041及び第2の検出ゲート1042に基づき、第1の検出ゲート及び第2の検出ゲートを設定する。次いで、第2の実施形態に係る測定装置200−3は、図23のステップS2301〜S2403までの処理を行うことによって、図29(g),図29(h),図29(i)及び図29(j)に示す処理を行う。その後、第2の実施形態に係る測定装置200−3は、図23のステップS2404〜S2212までの処理を行うことによって、鋼管400の肉厚測定を行う。
Next, in the measurement system 10-1, as shown in FIG. 29, the processing of the measuring
第4の実施形態の態様1に係る測定システム10−1によれば、第1の実施形態に係る測定装置100と第2の実施形態に係る測定装置200とを含み構成するようにしたので、様々な外乱のある環境下においても、被検査材の複数個所の肉厚測定をより高精度に行うことができる。
According to the measurement system 10-1 according to the first embodiment of the fourth embodiment, the measuring
<第4の実施形態の態様2>
次いで、本発明の第4の実施形態の態様2について説明する。
<Aspect 2 of the fourth embodiment>
Next, the second aspect of the fourth embodiment of the present invention will be described.
図30は、本発明の第4の実施形態の態様2に係る測定システム10−2の概略構成の一例を示す図である。 FIG. 30 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measurement system 10-2 according to the second embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
この測定システム10−2は、図30に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100と、第3の実施形態に係る測定装置300とが、コンピュータネットワークNを介して通信接続されている。この際、図1に示す第1の実施形態に係る測定装置100の構成部と、図24に示す第3の実施形態に係る測定装置300の構成部とにおいて、共通する構成部については、必要に応じて全部又は一部を統合できるものとする。また、図30に示す、第1の実施形態に係る測定装置100と第3の実施形態に係る測定装置300とを含み構成される測定システム10−2は、例えば、1つの測定装置として形成されるものであってもよい。
In this measurement system 10-2, as shown in FIG. 30, the measuring
図31は、本発明の第4の実施形態の態様2に係る測定システム10−2による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順の一例を示す模式図である。
FIG. 31 is a schematic view showing an example of a processing procedure of a method for measuring the wall thickness of a
まず、測定システム10−2では、図31に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100による、図24に示す超音波探触子110−1(Ch1)の処理を行う。具体的には、図7のステップS1101〜S1111までの処理を行って、図31に示すBスコープ画像4021、2値画像処理部154による処理の結果得られた2値画像4022、上端の位置(Sエコー)の検出処理4023を行う。
First, in the measurement system 10-2, as shown in FIG. 31, the ultrasonic probe 110-1 (Ch1) shown in FIG. 24 is processed by the measuring
この際、測定システム10−2では、図31に示すように、第3の実施形態に係る測定装置300による、図24に示す超音波探触子110−1(Ch1)の処理を行う。具体的には、図27のステップS3101〜S3108までの処理を行って、参照波形データに基づくCh2に係る参照画像4024を生成する。次いで、第3の実施形態に係る測定装置300は、図27のステップS3109の処理において、Bスコープ画像4021から参照画像4024を減算する処理を行う。
At this time, in the measurement system 10-2, as shown in FIG. 31, the ultrasonic probe 110-1 (Ch1) shown in FIG. 24 is processed by the measuring
次いで、測定システム10−2では、図31に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100は、図7のステップS1112の処理において、検出処理4023で検出した上端の位置(Sエコー)が所定の位置となるように、減算処理が施されたBスコープ画像4021のデータを上下にシフトさせたCh1に係る直線化画像4027を生成する。その後、例えば、第1の実施形態に係る測定装置100は、図7のステップS1113〜S1117までの処理を行うことによって、鋼管400の肉厚測定を行う。
Next, in the measurement system 10-2, as shown in FIG. 31, the measuring
同様に、測定システム10−2では、図31に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100による、図24に示す超音波探触子110−2(Ch2)の処理を行う。具体的には、図7のステップS1101〜S1111までの処理を行って、図31に示すBスコープ画像4031、2値画像処理部154による処理の結果得られた2値画像4032、上端の位置(Sエコー)の検出処理4033を行う。
Similarly, in the measurement system 10-2, as shown in FIG. 31, the ultrasonic probe 110-2 (Ch2) shown in FIG. 24 is processed by the measuring
この際、測定システム10−2では、図31に示すように、第3の実施形態に係る測定装置300による、図24に示す超音波探触子110−2(Ch2)の処理を行う。具体的には、図27のステップS3101〜S3108までの処理を行って、参照波形データに基づくCh1に係る参照画像4034を生成する。次いで、第3の実施形態に係る測定装置300は、図27のステップS3109の処理において、Bスコープ画像4031から参照画像4034を減算する処理を行う。
At this time, in the measurement system 10-2, as shown in FIG. 31, the ultrasonic probe 110-2 (Ch2) shown in FIG. 24 is processed by the measuring
次いで、測定システム10−2では、図31に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100は、図7のステップS1112の処理において、検出処理4033で検出した上端の位置(Sエコー)が所定の位置となるように、減算処理が施されたBスコープ画像4031のデータを上下にシフトさせたCh2に係る直線化画像4037を生成する。その後、例えば、第1の実施形態に係る測定装置100は、図7のステップS1113〜S1117までの処理を行うことによって、鋼管400の肉厚測定を行う。
Next, in the measurement system 10-2, as shown in FIG. 31, the measuring
第4の実施形態の態様2に係る測定システム10−2によれば、第1の実施形態に係る測定装置100と第3の実施形態に係る測定装置300とを含み構成するようにしたので、様々な外乱のある環境下においても、被検査材の複数個所の肉厚測定をより高精度に行うことができる。
According to the measurement system 10-2 according to the second embodiment of the fourth embodiment, the measuring
<第4の実施形態の態様3>
次いで、本発明の第4の実施形態の態様3について説明する。
<
Next, the third aspect of the fourth embodiment of the present invention will be described.
図32は、本発明の第4の実施形態の態様3に係る測定システム10−3の概略構成の一例を示す図である。 FIG. 32 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the measurement system 10-3 according to the third embodiment of the fourth embodiment of the present invention.
この測定システム10−3は、図32に示すように、第1の実施形態に係る測定装置100と、第2の実施形態に係る測定装置200と、第3の実施形態に係る測定装置300とが、相互に、コンピュータネットワークNを介して通信接続されている。この際、第2の実施形態に係る測定装置200としては、測定装置200−1〜200−3のうち、いずれの測定装置200を適用してもよい。また、図1に示す第1の実施形態に係る測定装置100の構成部と、図10,図19又は図22に示す第2の実施形態に係る測定装置200の構成部と、図24に示す第3の実施形態に係る測定装置300の構成部とにおいて、共通する構成部については、必要に応じて全部又は一部を統合できるものとする。また、図32に示す、第1の実施形態に係る測定装置100と第2の実施形態に係る測定装置200と第3の実施形態に係る測定装置300とを含み構成される測定システム10−3は、例えば、1つの測定装置として形成されるものであってもよい。
As shown in FIG. 32, the measuring system 10-3 includes a
この測定システム10−3による鋼管400の肉厚測定方法の処理手順としては、まず、図29に示す測定システム10−1の処理を行う。次いで、図31に示す測定システム10−2の処理を行う。
As a processing procedure of the wall thickness measuring method of the
第4の実施形態の態様3に係る測定システム10−3によれば、第1の実施形態に係る測定装置100と第2の実施形態に係る測定装置200と第3の実施形態に係る測定装置300とを含み構成するようにしたので、様々な外乱のある環境下においても、被検査材の複数個所の肉厚測定をより高精度に行うことができる。
According to the measurement system 10-3 according to the third embodiment of the fourth embodiment, the measuring
(その他の実施形態)
上述した第1の実施形態に係る測定装置100及び第3の実施形態に係る測定装置300においても、上述した第2の実施形態に係る測定装置200と同様に、基準材410の肉厚を考慮して鋼管400の最終的な肉厚を算出するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the
また、その他の実施形態として、図7,図17,図18,図21,図23及び図27に示すフローチャートの処理を実行するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種の記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する形態も、本発明に含まれる。また、このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明に含まれる。 Further, as another embodiment, software (program) for executing the processing of the flowchart shown in FIGS. 7, 17, 18, 21, 23, and 27 is installed in a system or various storage media via a network or various storage media. The present invention also includes a form in which a program is supplied to a device and the system or a computer (or CPU, MPU, etc.) of the device reads and executes a program. The present invention also includes this program and a computer-readable storage medium that stores the program.
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that the above-described embodiments of the present invention are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.
100,200,300:測定装置、110:超音波探触子、111,112:超音波、120:送受信部、121:送信部、122:受信部、130:増幅部、140:A/D変換部、150,250,350:制御・処理部、151,251,351:超音波波形データ生成部、152:Bスコープ画像生成部、153:2値画像生成部、154:2値画像処理部、155:直線化画像生成部、156,252,352:ゲート設定部、157:位置検出部、158,255,357:肉厚算出部、159,256,358:表示制御部、160:情報入力部、170:通信部、180:記憶部、190:表示部、253:超音波波形データ処理部、2531:ヒストグラム作成部、2532:増幅度算出部、2533:窓関数処理部、254,356:受信時刻算出部、353:受信時刻検出部、354:参照波形データ生成部、355:波形データ減算部、400:鋼管、400S:鋼管の表面、400B:鋼管の裏面 100, 200, 300: Measuring device, 110: Ultrasonic probe, 111, 112: Ultrasonic, 120: Transmitter / receiver, 121: Transmitter, 122: Receiver, 130: Amplifier, 140: A / D conversion Unit, 150, 250, 350: Control / processing unit, 151,251,351: Ultrasonic waveform data generation unit, 152: B scope image generation unit, 153: Binary image generation unit, 154: Binary image processing unit, 155: Linearized image generation unit, 156,252,352: Gate setting unit, 157: Position detection unit, 158,255,357: Wall thickness calculation unit, 159,256,358: Display control unit, 160: Information input unit , 170: Communication unit, 180: Storage unit, 190: Display unit, 253: Ultrasonic waveform data processing unit, 2531: Histogram creation unit, 2532: Amplification degree calculation unit, 2533: Window function processing unit, 254,356: Reception Time calculation unit, 353: Reception time detection unit, 354: Reference waveform data generation unit, 355: Waveform data subtraction unit, 400: Steel pipe, 400S: Steel pipe front surface, 400B: Steel pipe back surface
Claims (22)
前記被検査材の各測定点において、前記被検査材の表面に向けて超音波を送信する送信手段と、
前記各測定点ごとに、前記被検査材からの前記超音波を受信する受信手段と、
前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する超音波波形データ生成手段と、
前記超音波波形データ生成手段で生成された超音波波形データの前記振幅の値を輝度の値に変換し、二次元配列輝度データを生成する二次元配列輝度データ生成手段と、
前記二次元配列輝度データを所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、二次元配列2値データを生成する二次元配列2値データ生成手段と、
前記二次元配列2値データにおける2値のうちの一方の値の領域が一塊となった一塊領域のうち、所定の条件を満たす一塊領域を除去する処理を行う二次元配列2値データ処理手段と、
直線化画像生成手段と、
前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた二次元配列2値データに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出手段と
を有し、
前記二次元配列輝度データ生成手段は、前記二次元配列輝度データとして前記被検査材の肉厚方向を上から下に向かう方向としたBスコープ画像を生成し、
前記二次元配列2値データ生成手段は、前記二次元配列2値データとして、前記Bスコープ画像を前記所定の2値化閾値を用いて2値化処理して2値画像を生成し、
前記二次元配列2値データ処理手段は、前記一塊領域として前記2値画像の画像粒子を除去する処理を行い、
前記直線化画像生成手段は、前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた2値画像について前記画像粒子に係る上端の位置を検出し、前記上端の位置が所定の位置で直線となるように前記Bスコープ画像のデータを上下にシフトさせた直線化画像を生成し、
前記肉厚算出手段は、前記直線化画像を用いて、前記各測定点ごとに、前記被検査材の肉厚を算出する、測定装置。 A measuring device that measures the wall thickness of the material to be inspected.
A transmission means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected at each measurement point of the material to be inspected.
For each measurement point, a receiving means for receiving the ultrasonic wave from the material to be inspected, and a receiving means.
An ultrasonic waveform data generation means for generating ultrasonic waveform data showing the amplitude of ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order.
A two-dimensional array brightness data generation means that converts the amplitude value of the ultrasonic waveform data generated by the ultrasonic waveform data generation means into a brightness value and generates two-dimensional array brightness data.
A two-dimensional array binary data generation means that generates two-dimensional array binary data by binarizing the two-dimensional array brightness data using a predetermined binarization threshold.
A two-dimensional array binary data processing means for performing a process of removing a single block region satisfying a predetermined condition from a single block region in which the region of one of the two values in the two-dimensional array binary data is a single block. ,
Linear image generation means and
A wall thickness calculating means for calculating the wall thickness of the material to be inspected based on the two-dimensional array binary data obtained as a result of processing by the two-dimensional array binary data processing means.
Have,
The two-dimensional array brightness data generation means generates a B-scope image in which the wall thickness direction of the material to be inspected is from top to bottom as the two-dimensional array brightness data.
The two-dimensional array binary data generation means generates a binary image by binarizing the B-scope image as the two-dimensional array binary data using the predetermined binarization threshold value.
The two-dimensional array binary data processing means performs a process of removing image particles of the binary image as the one-lump region.
The linearized image generation means detects the position of the upper end of the image particle in the binary image obtained as a result of processing by the two-dimensional array binary data processing means, and the position of the upper end is a straight line at a predetermined position. A linearized image in which the data of the B scope image is shifted up and down is generated so as to be
The wall thickness calculating means is a measuring device that calculates the wall thickness of the material to be inspected at each measurement point using the linearized image.
前記各測定点ごとに、前記第1の検出ゲートの範囲内から前記表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻に相当する第1の位置と、前記第2の検出ゲートの範囲内から前記裏面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻に相当する第2の位置とを検出する位置検出手段と
を更に有し、
前記肉厚算出手段は、前記各測定点ごとに、前記第1の位置及び前記第2の位置と、前記被検査材の内部を伝搬した前記超音波の速度とに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する、請求項1に記載の測定装置。 It propagates inside the inspected material and a first detection gate indicating a range for detecting the surface reflected ultrasonic wave which is the ultrasonic wave reflected on the surface of the inspected material with respect to the linearized image. A gate setting means for setting a second detection gate indicating a range for detecting the back surface reflected ultrasonic wave, which is the ultrasonic wave reflected on the back surface of the material to be inspected, and a gate setting means.
For each measurement point, the first position corresponding to the time when the surface reflected ultrasonic wave is received by the receiving means from within the range of the first detection gate, and the range of the second detection gate. It further has a position detecting means for detecting a second position corresponding to the time when the back surface reflected ultrasonic wave is received by the receiving means.
The wall thickness calculating means is the material to be inspected based on the first position and the second position and the velocity of the ultrasonic wave propagating inside the material to be inspected at each measurement point. The measuring device according to claim 1, which calculates the wall thickness of the above.
前記第2の位置は、前記直線化画像における前記第2の検出ゲートの範囲内の位置であって前記2値化処理をした際に前記一方の値となる上端の位置である、請求項2又は3に記載の測定装置。 The first position is the predetermined position in the linearized image.
2. The second position is a position within the range of the second detection gate in the linearized image, and is a position of the upper end which becomes the one value when the binarization process is performed . Or the measuring device according to 3.
前記肉厚算出手段は、前記ゲート設定手段において前記第2の検出ゲートとして前記2つの裏面反射超音波のうちの一方の裏面反射超音波を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合に、当該第2の検出ゲートに基づき算出した前記被検査材の肉厚値が基準肉厚値を超えたときには、前記ゲート設定手段において前記第2の検出ゲートとして前記2つの裏面反射超音波のうちの他方の裏面反射超音波を検出するための範囲を示す検出ゲートが設定された場合に当該第2の検出ゲートに基づき算出した前記被検査材の肉厚値を考慮して、前記被検査材の最終的な肉厚を算出する、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の測定装置。 As the second detection gate, the gate setting means is configured to be capable of setting a range for detecting each of at least two backside reflected ultrasonic waves having different reflection times on the back surface of the material to be inspected. ,
When the gate setting means sets a detection gate indicating a range for detecting the back surface reflected ultrasonic wave of one of the two back surface reflected ultrasonic waves as the second detection gate in the gate setting means. In addition, when the wall thickness value of the material to be inspected exceeds the reference wall thickness value calculated based on the second detection gate, the two back surface reflected ultrasonic waves are used as the second detection gate in the gate setting means. When a detection gate indicating a range for detecting the back surface reflected ultrasonic wave of the other of them is set, the wall thickness value of the material to be inspected calculated based on the second detection gate is taken into consideration, and the inspected material is inspected. The measuring device according to any one of claims 2 to 4, which calculates the final wall thickness of the material.
前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する超音波波形データ生成ステップと、
前記超音波波形データ生成ステップで生成された超音波波形データの前記振幅の値を輝度の値に変換し、二次元配列輝度データを生成する二次元配列輝度データ生成ステップと、
前記二次元配列輝度データを所定の2値化閾値を用いて2値化処理して、二次元配列2値データを生成する二次元配列2値データ生成ステップと、
前記二次元配列2値データにおける2値のうちの一方の値の領域が一塊となった一塊領域のうち、所定の条件を満たす一塊領域を除去する処理を行う二次元配列2値データ処理ステップと、
直線化画像生成ステップと、
前記二次元配列2値データ処理ステップによる処理の結果得られた二次元配列2値データに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出ステップと
を有し、
前記二次元配列輝度データ生成ステップにおいては、前記二次元配列輝度データとして前記被検査材の肉厚方向を上から下に向かう方向としたBスコープ画像を生成し、
前記二次元配列2値データ生成ステップにおいては、前記二次元配列2値データとして、前記Bスコープ画像を前記所定の2値化閾値を用いて2値化処理して2値画像を生成し、
前記二次元配列2値データ処理ステップにおいては、前記一塊領域として前記2値画像の画像粒子を除去する処理を行い、
前記直線化画像生成ステップにおいては、前記二次元配列2値データ処理ステップによる処理の結果得られた2値画像について前記画像粒子に係る上端の位置を検出し、前記上端の位置が所定の位置で直線となるように前記Bスコープ画像のデータを上下にシフトさせた直線化画像を生成し、
前記肉厚算出ステップにおいては、前記直線化画像を用いて、前記各測定点ごとに、前記被検査材の肉厚を算出する、測定方法。 At each measurement point of the material to be inspected, a transmission means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected and a receiving means for receiving the ultrasonic waves from the material to be inspected at each measurement point. This is a measuring method using a measuring device for measuring the wall thickness of the material to be inspected.
An ultrasonic waveform data generation step for generating ultrasonic waveform data showing the amplitude of ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order, and
A two-dimensional array brightness data generation step that converts the amplitude value of the ultrasonic waveform data generated in the ultrasonic waveform data generation step into a brightness value and generates two-dimensional array brightness data.
A two-dimensional array binary data generation step that generates two-dimensional array binary data by binarizing the two-dimensional array luminance data using a predetermined binarization threshold.
A two-dimensional array binary data processing step for performing a process of removing a single block region satisfying a predetermined condition from a single block region in which the region of one of the two values in the two-dimensional array binary data is a single block. ,
The linearized image generation step and
Based on the two-dimensional array binary data obtained as a result of processing by the two-dimensional array binary data processing step, said possess a thickness calculating step of calculating the thickness of the test material,
In the two-dimensional array brightness data generation step, a B-scope image in which the wall thickness direction of the material to be inspected is from top to bottom is generated as the two-dimensional array brightness data.
In the two-dimensional array binary data generation step, the B-scope image is binarized using the predetermined binarization threshold as the two-dimensional array binary data to generate a binary image.
In the two-dimensional array binary data processing step, a process of removing image particles of the binary image as the one-lump region is performed.
In the linearized image generation step, the position of the upper end of the image particles is detected in the binary image obtained as a result of the processing by the two-dimensional array binary data processing step, and the position of the upper end is a predetermined position. A linearized image is generated by shifting the data of the B scope image up and down so as to be a straight line.
In the wall thickness calculation step, a measurement method for calculating the wall thickness of the material to be inspected for each measurement point using the linearized image.
超音波探触子を介して、前記被検査材の表面に向けて超音波を送信する送信手段と、
前記超音波探触子を介して、前記被検査材からの前記超音波を受信する受信手段と、
前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データに対して、前記被検査材の表面で反射した前記超音波である表面反射超音波を検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、前記被検査材の内部を伝搬し且つ前記被検査材の裏面で反射した前記超音波である裏面反射超音波を検出するための範囲を示す第2の検出ゲートとを設定するゲート設定手段と、
前記第1の超音波波形データにおける前記第1の検出ゲート及び前記第2の検出ゲートのうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、前記振幅を変更する処理を行う超音波波形データ処理手段と、
前記超音波波形データ処理手段で前記振幅を変更する処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、前記第1の検出ゲートの範囲内から前記表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第1の受信時刻と、前記第2の検出ゲートの範囲内から前記裏面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する受信時刻算出手段と、
前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻と、前記被検査材の内部を伝搬した前記超音波の速度とに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出手段と
を有し、
前記超音波波形データ処理手段は、
前記第1の超音波波形データにおける前記第1の検出ゲート及び前記第2の検出ゲートのうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、窓関数を掛け合わせる処理を行って前記振幅を変更する窓関数処理手段と、
前記窓関数処理手段において、窓関数を掛け合わせる処理を行うことで得られたデータについて、前記超音波の振幅に係る第1のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出する増幅度算出手段と
を有し、前記増幅度算出手段で算出された増幅度に基づいて前記第1の超音波波形データの前記振幅を変更する処理を行って、第2の超音波波形データを取得し、
前記受信時刻算出手段は、前記第2の超音波波形データについて、前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻を算出する、測定装置。 A measuring device that measures the wall thickness of the material to be inspected.
A transmission means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected via an ultrasonic probe, and a transmission means.
A receiving means for receiving the ultrasonic wave from the material to be inspected via the ultrasonic probe, and a receiving means.
For detecting surface reflected ultrasonic waves, which are the ultrasonic waves reflected on the surface of the material to be inspected, with respect to the first ultrasonic wave waveform data showing the amplitude of the ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order. A first detection gate indicating a range and a second detection indicating a range for detecting the backside reflected ultrasonic wave which is the ultrasonic wave propagating inside the material to be inspected and reflected on the back surface of the material to be inspected. Gate setting means to set the gate and
An ultrasonic waveform that performs a process of changing the amplitude of data within the range of at least one of the first detection gate and the second detection gate in the first ultrasonic waveform data. Data processing means and
With respect to the ultrasonic waveform data obtained by performing the processing of changing the amplitude by the ultrasonic waveform data processing means, the time when the surface reflected ultrasonic wave is received by the receiving means from within the range of the first detection gate. The reception time calculation means for calculating the first reception time, which is the time when the back surface reflected ultrasonic wave is received by the reception means from within the range of the second detection gate, and the second reception time.
A wall thickness calculating means for calculating the wall thickness of the material to be inspected based on the first reception time, the second reception time, and the speed of the ultrasonic wave propagating inside the material to be inspected.
Have,
The ultrasonic waveform data processing means is
The amplitude of the first ultrasonic waveform data is subjected to a process of multiplying the data within the range of at least one of the first detection gate and the second detection gate by a window function. Window function processing means to change,
In the window function processing means, a histogram creating means for creating a first histogram related to the amplitude of the ultrasonic wave with respect to the data obtained by performing the processing of multiplying the window function, and
It has an amplification degree calculation means for calculating an amplification degree at which the count value of a specific bin in the first histogram becomes a predetermined value, and the first supersonic wave is based on the amplification degree calculated by the amplification degree calculation means. The second ultrasonic waveform data is acquired by performing the process of changing the amplitude of the ultrasonic waveform data.
The reception time calculation means is a measuring device that calculates the first reception time and the second reception time of the second ultrasonic waveform data.
前記送信手段から、前記超音波探触子を介して前記被検査材の基準となる基準材の表面に向けて超音波を送信し、前記受信手段において、前記超音波探触子を介して前記基準材からの前記超音波を受信し、前記ゲート設定手段において、前記基準材からの超音波の振幅を時系列で示した第3の超音波波形データに対して、前記第1の検出ゲートと前記第2の検出ゲートとを設定し、
前記ヒストグラム作成手段において、前記第3の超音波波形データについて前記第1のヒストグラムを作成した検出ゲートの範囲内で前記超音波の振幅に係る第2のヒストグラムを作成した際に、前記第2のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値である、請求項7に記載の測定装置。 The predetermined value is
An ultrasonic wave is transmitted from the transmitting means toward the surface of the reference material as a reference of the material to be inspected via the ultrasonic probe, and the receiving means transmits the ultrasonic wave via the ultrasonic probe. With respect to the third ultrasonic wave waveform data in which the ultrasonic wave from the reference material is received and the amplitude of the ultrasonic wave from the reference material is shown in time series in the gate setting means, the first detection gate is used. The second detection gate is set, and the second detection gate is set.
When the second histogram relating to the amplitude of the ultrasonic wave is created within the range of the detection gate for which the first histogram was created for the third ultrasonic waveform data in the histogram creating means, the second histogram is created. The measuring device according to claim 7 , which is a count value of a specific bin in a histogram.
前記特定のビンは、前記変換手段の上限値または下限値を含むビンである、請求項7又は8に記載の測定装置。 Further having a conversion means for converting an ultrasonic wave from the material to be inspected received by the receiving means from an analog signal to a digital signal.
The measuring device according to claim 7 or 8 , wherein the specific bin is a bin including an upper limit value or a lower limit value of the conversion means.
前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した第1の超音波波形データに対して、前記被検査材の表面で反射した前記超音波である表面反射超音波を検出するための範囲を示す第1の検出ゲートと、前記被検査材の内部を伝搬し且つ前記被検査材の裏面で反射した前記超音波である裏面反射超音波を検出するための範囲を示す第2の検出ゲートとを設定するゲート設定ステップと、
前記第1の超音波波形データにおける前記第1の検出ゲート及び前記第2の検出ゲートのうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、前記振幅を変更する処理を行う超音波波形データ処理ステップと、
前記超音波波形データ処理ステップで前記振幅を変更する処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、前記第1の検出ゲートの範囲内から前記表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第1の受信時刻と、前記第2の検出ゲートの範囲内から前記裏面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する受信時刻算出ステップと、
前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻と、前記被検査材の内部を伝搬した前記超音波の速度とに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出ステップと
を有し、
前記超音波波形データ処理ステップにおいては、
前記第1の超音波波形データにおける前記第1の検出ゲート及び前記第2の検出ゲートのうちの少なくとも一方の検出ゲートの範囲内のデータに対して、窓関数を掛け合わせる処理を行って前記振幅を変更する窓関数処理ステップと、
前記窓関数処理ステップにおいて、窓関数を掛け合わせる処理を行うことで得られたデータについて、前記超音波の振幅に係る第1のヒストグラムを作成するヒストグラム作成ステップと、
前記第1のヒストグラムにおける特定のビンのカウント値が所定値となる増幅度を算出する増幅度算出ステップと
を有し、前記増幅度算出ステップで算出された増幅度に基づいて前記第1の超音波波形データの前記振幅を変更する処理を行って、第2の超音波波形データを取得し、
前記受信時刻算出ステップにおいては、前記第2の超音波波形データについて、前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻を算出する、測定方法。 A transmitting means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected via an ultrasonic probe and a receiving means for receiving the ultrasonic waves from the material to be inspected via the ultrasonic probe. It is a measuring method by a measuring device for measuring the wall thickness of the material to be inspected.
For detecting surface reflected ultrasonic waves, which are the ultrasonic waves reflected on the surface of the material to be inspected, with respect to the first ultrasonic wave waveform data showing the amplitude of the ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order. A first detection gate indicating a range and a second detection indicating a range for detecting the backside reflected ultrasonic wave which is the ultrasonic wave propagating inside the material to be inspected and reflected on the back surface of the material to be inspected. The gate setting step to set the gate and
An ultrasonic waveform that performs a process of changing the amplitude of data within the range of at least one of the first detection gate and the second detection gate in the first ultrasonic waveform data. Data processing steps and
With respect to the ultrasonic waveform data obtained by performing the processing of changing the amplitude in the ultrasonic waveform data processing step, the time when the surface reflected ultrasonic wave is received by the receiving means from within the range of the first detection gate. The reception time calculation step for calculating the first reception time, which is the time when the back surface reflected ultrasonic wave is received by the reception means from within the range of the second detection gate, and the second reception time, which is the time when the back surface reflected ultrasonic wave is received by the reception means.
A wall thickness calculation step for calculating the wall thickness of the material to be inspected based on the first reception time, the second reception time, and the speed of the ultrasonic wave propagating inside the material to be inspected. Yes, and
In the ultrasonic waveform data processing step,
The amplitude of the first ultrasonic waveform data is subjected to a process of multiplying the data within the range of at least one of the first detection gate and the second detection gate by a window function. To change the window function processing step and
In the window function processing step, a histogram creation step for creating a first histogram related to the amplitude of the ultrasonic wave for the data obtained by performing the processing of multiplying the window function, and a histogram creation step.
Amplification degree calculation step for calculating the amplification degree at which the count value of a specific bin in the first histogram becomes a predetermined value.
The second ultrasonic waveform data is acquired by performing a process of changing the amplitude of the first ultrasonic waveform data based on the amplification degree calculated in the amplification degree calculation step.
In the reception time calculation step, a measurement method for calculating the first reception time and the second reception time of the second ultrasonic waveform data.
前記被検査材に対して配置された複数の超音波探触子における各超音波探触子を介して、前記被検査材の表面に向けて超音波を送信する送信手段と、
前記各超音波探触子を介して、前記被検査材からの前記超音波を受信する受信手段と、
前記各超音波探触子ごとに、前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する超音波波形データ生成手段と、
前記複数の超音波探触子に含まれる1つの超音波探触子である第1の超音波探触子を除く第2の超音波探触子に係る前記超音波波形データについて、前記被検査材の表面で反射した前記超音波である表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻を検出する受信時刻検出手段と、
前記受信時刻検出手段で検出した時刻の位置に、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データにおいて重畳する、前記第2の超音波探触子を介して受信した前記表面反射超音波に基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データを生成する参照波形データ生成手段と、
前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データから、前記参照波形データを減算する処理を行う波形データ減算手段と、
前記波形データ減算手段で前記減算する処理を行うことにより得られた超音波波形データに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出手段と
を有する、測定装置。 A measuring device that measures the wall thickness of the material to be inspected.
A transmission means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected via each ultrasonic probe in a plurality of ultrasonic probes arranged for the material to be inspected.
A receiving means for receiving the ultrasonic wave from the material to be inspected via each ultrasonic probe, and a receiving means.
An ultrasonic waveform data generation means for generating ultrasonic waveform data showing the amplitude of ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order for each ultrasonic probe.
The ultrasonic waveform data related to the second ultrasonic probe excluding the first ultrasonic probe, which is one ultrasonic probe included in the plurality of ultrasonic probes, is to be inspected. A reception time detecting means for detecting the time when the surface reflected ultrasonic wave, which is the ultrasonic wave reflected on the surface of the material, is received by the receiving means, and a receiving time detecting means.
The surface reflection received via the second ultrasonic probe, which is superimposed on the ultrasonic waveform data of the first ultrasonic probe at the position of the time detected by the reception time detecting means. A reference waveform data generation means for generating reference waveform data in which reference waveforms assuming noise based on ultrasonic waves are arranged, and
A waveform data subtracting means that performs a process of subtracting the reference waveform data from the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe.
On the basis of the ultrasonic waveform data obtained by performing the processing of the subtraction by the waveform data subtraction means, said having a thickness calculation means for calculating the thickness of the test material, the measuring device.
前記波形データ減算手段で前記減算する処理を行うことにより得られた超音波波形データについて、前記第1の検出ゲートの範囲内から前記表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第1の受信時刻と、前記第2の検出ゲートの範囲内から前記裏面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻である第2の受信時刻とを算出する受信時刻算出手段とを更に有し、
前記肉厚算出手段は、前記第1の受信時刻及び前記第2の受信時刻と、前記被検査材の内部を伝搬した前記超音波の速度とに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する、請求項13に記載の測定装置。 A first detection gate indicating a range for detecting the surface reflected ultrasonic wave with respect to the ultrasonic wave waveform data generated for each ultrasonic probe by the ultrasonic waveform data generation means, and the subject. A gate setting means for setting a second detection gate indicating a range for detecting the backside reflected ultrasonic wave which is the ultrasonic wave propagating inside the inspection material and reflected on the back surface of the inspection material, and a gate setting means.
The first time is the time when the surface reflected ultrasonic wave is received by the receiving means from within the range of the first detection gate with respect to the ultrasonic waveform data obtained by performing the subtraction process by the waveform data subtracting means. Further has a reception time calculation means for calculating the reception time of the above and the second reception time which is the time when the back surface reflected ultrasonic wave is received by the reception means from within the range of the second detection gate.
The wall thickness calculating means calculates the wall thickness of the material to be inspected based on the first reception time and the second reception time and the velocity of the ultrasonic wave propagating inside the material to be inspected. The measuring device according to claim 13.
前記受信時刻検出手段は、それぞれの前記第2の超音波探触子に係るそれぞれの前記超音波波形データについて、前記表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻を検出し、
前記参照波形データ生成手段は、それぞれの前記第2の超音波探触子に係るそれぞれの前記参照波形データを生成し、
前記波形データ減算手段は、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データから、それぞれの前記第2の超音波探触子に係るそれぞれの前記参照波形データを減算する処理を行う、請求項13乃至16のいずれか1項に記載の測定装置。 When there are a plurality of the second ultrasonic probes,
The reception time detecting means detects the time when the surface reflected ultrasonic wave is received by the receiving means for each of the ultrasonic waveform data related to the second ultrasonic probe.
The reference waveform data generation means generates the reference waveform data related to each of the second ultrasonic probes, and generates the reference waveform data.
The waveform data subtracting means performs a process of subtracting the reference waveform data related to the second ultrasonic probe from the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe. , The measuring device according to any one of claims 13 to 16.
前記各超音波探触子ごとに、前記被検査材からの超音波の振幅を時系列で示した超音波波形データを生成する超音波波形データ生成ステップと、
前記複数の超音波探触子に含まれる1つの超音波探触子である第1の超音波探触子を除く第2の超音波探触子に係る前記超音波波形データについて、前記被検査材の表面で反射した前記超音波である表面反射超音波を前記受信手段で受信した時刻を検出する受信時刻検出ステップと、
前記受信時刻検出ステップで検出した時刻の位置に、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データにおいて重畳する、前記第2の超音波探触子を介して受信した前記表面反射超音波に基づくノイズを想定した参照波形を配置した参照波形データを生成する参照波形データ生成ステップと、
前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データから、前記参照波形データを減算する処理を行う波形データ減算ステップと、
前記波形データ減算ステップで前記減算する処理を行うことにより得られた超音波波形データに基づいて、前記被検査材の肉厚を算出する肉厚算出ステップと
を有する、測定方法。 A transmission means for transmitting ultrasonic waves toward the surface of the material to be inspected via each ultrasonic probe in a plurality of ultrasonic probes arranged with respect to the material to be inspected, and each ultrasonic probe. It is a measuring method using a measuring device that includes a receiving means for receiving the ultrasonic wave from the material to be inspected via a tentacle and measures the wall thickness of the material to be inspected.
For each ultrasonic probe, an ultrasonic waveform data generation step for generating ultrasonic waveform data showing the amplitude of ultrasonic waves from the material to be inspected in chronological order, and
The ultrasonic waveform data related to the second ultrasonic probe excluding the first ultrasonic probe, which is one ultrasonic probe included in the plurality of ultrasonic probes, is to be inspected. A reception time detection step for detecting the time when the surface reflected ultrasonic wave, which is the ultrasonic wave reflected on the surface of the material, is received by the receiving means, and
The surface reflection received via the second ultrasonic probe, which is superimposed on the ultrasonic waveform data of the first ultrasonic probe at the position of the time detected in the reception time detection step. A reference waveform data generation step that generates reference waveform data in which reference waveforms that assume noise based on ultrasonic waves are arranged, and
A waveform data subtraction step for performing a process of subtracting the reference waveform data from the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe, and a waveform data subtraction step.
The waveform data subtraction based on ultrasound waveform data obtained by performing the processing of the subtraction in step, said having a thickness calculating step of calculating the thickness of the test material, the measuring method.
請求項7乃至11のいずれか1項に記載の測定装置と
を含み構成されており、
請求項7乃至11のいずれか1項に記載の測定装置では、
前記ゲート設定手段において、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の測定装置において前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた二次元配列2値データに基づき処理された前記二次元配列輝度データにおける各測定点に係る前記超音波波形データを前記第1の超音波波形データとし、当該第1の超音波波形データに対して前記第1の検出ゲートと前記第2の検出ゲートとを設定し、
前記肉厚算出手段において、前記被検査材の肉厚を算出する、測定システム。 The measuring device according to any one of claims 1 to 5.
It is configured to include the measuring device according to any one of claims 7 to 11.
The measuring device according to any one of claims 7 to 11
The gate setting means is processed based on the two-dimensional array binary data obtained as a result of the processing by the two-dimensional array binary data processing means in the measuring device according to any one of claims 1 to 5. The ultrasonic waveform data related to each measurement point in the two-dimensional array brightness data is defined as the first ultrasonic waveform data, and the first detection gate and the second detection with respect to the first ultrasonic waveform data. Set up the gate and
Wherein the wall thickness calculation means calculates a thickness of the inspection member, the measurement system.
請求項13乃至17のいずれか1項に記載の測定装置と
を含み構成されており、
請求項13乃至17のいずれか1項に記載の測定装置では、
前記波形データ減算手段において、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データとして請求項1乃至5のいずれか1項に記載の測定装置で得られた前記二次元配列輝度データを適用し、前記二次元配列輝度データから前記参照波形データを減算する処理を行い、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の測定装置では、
前記肉厚算出手段において、前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた二次元配列2値データに基づき処理された前記二次元配列輝度データを用いて前記被検査材の肉厚を算出する、測定システム。 The measuring device according to any one of claims 1 to 5.
It is configured to include the measuring device according to any one of claims 13 to 17.
The measuring device according to any one of claims 13 to 17
In the waveform data subtraction means, the two-dimensional array brightness data obtained by the measuring device according to any one of claims 1 to 5 is used as the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe. Apply and perform the process of subtracting the reference waveform data from the two-dimensional array brightness data.
The measuring device according to any one of claims 1 to 5
In the wall thickness calculating means, the wall thickness of the material to be inspected is used by using the two-dimensional array brightness data processed based on the two-dimensional array binary data obtained as a result of the processing by the two-dimensional array binary data processing means. to calculate the measurement system.
請求項7乃至11のいずれか1項に記載の測定装置と、
請求項13乃至17のいずれか1項に記載の測定装置と
を含み構成されており、
請求項13乃至17のいずれか1項に記載の測定装置では、
前記波形データ減算手段において、前記第1の超音波探触子に係る前記超音波波形データとして請求項1乃至5のいずれか1項に記載の測定装置で得られた前記二次元配列輝度データを適用し、前記二次元配列輝度データから前記参照波形データを減算する処理を行い、
請求項7乃至11のいずれか1項に記載の測定装置では、
前記ゲート設定手段において、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の測定装置において前記二次元配列2値データ処理手段による処理の結果得られた二次元配列2値データに基づき処理された前記二次元配列輝度データにおける各測定点に係る前記超音波波形データを前記第1の超音波波形データとし、当該第1の超音波波形データに対して前記第1の検出ゲートと前記第2の検出ゲートとを設定し、
前記肉厚算出手段において、前記被検査材の肉厚を算出する、測定システム。 The measuring device according to any one of claims 1 to 5.
The measuring device according to any one of claims 7 to 11.
It is configured to include the measuring device according to any one of claims 13 to 17.
The measuring device according to any one of claims 13 to 17
In the waveform data subtraction means, the two-dimensional array brightness data obtained by the measuring device according to any one of claims 1 to 5 is used as the ultrasonic waveform data related to the first ultrasonic probe. Apply and perform the process of subtracting the reference waveform data from the two-dimensional array brightness data.
The measuring device according to any one of claims 7 to 11
The gate setting means is processed based on the two-dimensional array binary data obtained as a result of the processing by the two-dimensional array binary data processing means in the measuring device according to any one of claims 1 to 5. The ultrasonic waveform data related to each measurement point in the two-dimensional array brightness data is defined as the first ultrasonic waveform data, and the first detection gate and the second detection with respect to the first ultrasonic waveform data. Set up the gate and
Wherein the wall thickness calculation means calculates a thickness of the inspection member, the measurement system.
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