JPH02154144A

JPH02154144A - 超音波探傷画像処理装置

Info

Publication number: JPH02154144A
Application number: JP63309156A
Authority: JP
Inventors: Akira Hasegawa; 亮長谷川; Yoshinobu Masuda; 佳宣増田; Yasuhiro Shimizu; 保弘清水; Kuniharu Uchida; 内田　邦治
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1990-06-13
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2642459B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は物体内に生じた欠陥部分に係わる画像データを
表示する超音波探傷器（３）処理装置に関する。

（従来の技術）従来、超音波探ＩＥｆｒ機により金属に発生した空洞笠
の欠陥部分を検出器この欠陥部分をデイスプレィに画像
として表示することは良く知られている。この欠陥部分
の画（３）表示は、超音波探触子がら欠陥部分に照射さ
れた超音波の反射波強度と、ｔｉｉ音波発射点から欠陥
部分までの距離と、予め定められた座は系にある超音波
探触子の位置とが既知とされることによって、それぞれ
のデータの画像処理を行ない、欠陥部分を画１象として
表示するものである。このような従来の超音波探傷画像
処理装置の場合、欠陥部分が被検査体の表面からどの位
の深さにあるかを画像表示できるのは、被検査体が平板
状等の単純な形状のものである。被検査体の表面が曲面
形状の場合、この曲面を予め計算して形状を画像データ
として超音波探傷画像処理装置に予め記憶させておく必
要がある。

次に、被検査体の欠陥部分が画像として表示される例を
説明する。はじめに、被検査体の形状が鋼板のように平
板状のものの場合を第７図ないし第９図に基づいて説明
する。まず、超音波探触子］の位置は第７図に示すよう
に被検査体２の上に基準点を設定して基準点からの座標
点（ｘ、ｙ）によって求まる。超音波探触子１からの超
音波の照射方向Ｖ、および超音波入射角φは第８図に示
すように超音波を被検査体２に照射するときに求まる。

超音波探触子１から欠陥部分３までの距離りは同じく第
８図に示すように照射される超音波の速度と欠陥部分３
から反射波が戻るまでの時間とから求まる。このように
求められたそれぞれの値から欠陥部分３の反射点（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）が求まる。この反射点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は超音波
探触子１を被検査体２の探傷面（被検査体の表面）に沿
って手動または自動で移動することによって欠陥部分３
の輪郭を表わすデータとなる。このように求められた輪
郭のデータをコンピュータで画像処理することによって
、欠陥部分３の欠陥像４が第９図に示すように表示され
る。第９図に示された欠陥（ｔ４は平面上の位置を表わ
しており、欠陥部分３が被検査体２の探傷器からどの位
の深さにあるかは超音波探触子１から欠陥部分３までの
距離りの最短距離を検出するなりして求められる。

次に、被検査体２の表面が曲面形状の場合を第１０図な
いし第１２図に基づいて説明する。まず、超音波探触子
１を手動または自動で被検査体２の探傷曲面５に沿って
移動させると、第１０図に示すように欠陥部分３と超音
波探触子１の距離り。

および超音波の照射方向Ｖによって順次反射点（Ｘ、Ｙ
、Ｚ）を求める。この反射点（Ｘ、　Ｙ。

Ｚ）によって欠陥部分３の輪郭を表わすデータが画像処
理され、欠陥部分３が第１１因に示すように欠陥像４と
して表示される。一方、被検査体２の探傷曲面５は予め
：１算されて探傷曲面５の形状の画像データをコンピュ
ータに記憶しておく。そして、欠陥部分３が被検査体２
の探傷曲面５からどの位の深さにあるかを知るためには
、はじめに欠陥像４を表示し、次に第１２図に示すよう
に探傷曲面５の形状像６を欠陥像４に合せる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記したように従来の超音波探傷画像処
理装置では探傷面の形状、特に、探傷器の曲面形状が事
前に分っていなければ第１３図および第１４図に示すよ
うに欠陥部分３が二次元で同じ座標位置にあっても欠陥
部分３の最も重要な要素である深さＤを知ることができ
ない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、被検査体の表面が任意の曲面形状であっても欠陥部分
を被検査体の表面と共に同時に表示でき、欠陥部分が表
面からどの位の深さにあるかを正確に察知できる超音波
探傷画像処理装置を提（ｊ（することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本発明は、被検査体の表面
を移動しながら超音波を被検査体内に照射して欠陥部分
からの反射波を受ける超音波探触子と、超音波探触子の
超音波発射点が被検査体の表面に沿って移動するときの
超音波発射点の位置信号を検出する位置検出器と、超音
波探触子から受けた反射波に応じて欠陥部分の形に対応
した欠陥反射信号を検出する超音波探傷器と、位置信号
を受けて被検査体の表面形状に応じた形状画像データを
形成すると共に欠陥反射信号を受けて欠陥部分の形に応
じた欠陥画像データを形成する画像処理部と、形状画像
データおよび欠陥画像データに基づいて欠陥部分と被検
査体形状の画像を表示する画像表示器とを備えたもので
ある。

（作　用）上記のような構成の超音波探傷画像処理装置において、
超音波探触子を被検査体の表面に沿って移動させながら
超音波を披検査体内に照射し、この時、位置検出器は超
音波発射点が被検査体の表面形状に沿って移動する位置
信号を検出する。

方、超音波探傷器は超音波探触子が移動することによっ
て欠陥部分からの反射波に応じて欠陥部分の形に対応し
た欠陥反射信号を検出する。画像処理器は位置信号にバ
づいて被検査体の表面に沿った形状画像データを形成す
ると共に欠陥反射信号に基づいて欠陥画像データを形成
し、この形状画像データと欠陥画像データに基づいて欠
陥部分と被検査体の形状が画像表示器に表示される。

（実施例）以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は超音波探傷画像処理装置の構成を示す一実施例であ
り、超音波探触子１から被検査体２内の欠陥部分３に超
音波を照射している状態を示している。超音波探触子１
は支持部材により構成された位置検出器７の一端に取付
けられている。

この位置検出器７の他端にはマグネット８が取付けられ
、このマグネット８は被検査体２の任意の位置に固着さ
れるものである。マグネット８の位置は超音波探触子１
が被検査体２の探傷曲面５に沿って移動するときの基準
点となる。第１図には位置検出器７を簡略化して示して
いるが、位置検出器７の回動自在となっている軸支部に
はポテンショメータが取付けられており、超音波探触子
１が試準点から探傷曲面５に沿って移動する時に、ポテ
ンショメータは超音波探触子１の超音波発射点Ｅ（第４
図）の位置を表わす発射点座標値（Ｘｙ、　　ｚ）およ
び超音波探触子１の傾きによって決まる超音波の照射方
向マを出力し、この照射方向Ｖと発射点座標値（ｘ、ｙ
、ｚ）を信号処理器９に与える。また、超音波探触子１
には超音波探傷器１０が接続され、この超音波探傷器１
０は超音波探触子１が探傷曲面５に沿って移動する時に
、超音波が欠陥部分３の反射点Ｒ（第４図）から反射す
る反射時間に応じて計測された距離りと、反射波を受け
た時の反射強度Ａとを計測し、この距離りと反射強度Ａ
を信号処理器９に与える。このように超音波探触子１、
位置検出器７およびマグネット８により超音波探傷体１
１を構成している。

なお、照射方向Ｖと発射点座標値（ｘ、ｙ、ｚ）はマグ
ネット８の部分からの信号線１２を通して出力するよう
になっているが、マグネット８は磁石の他に位置検出器
７に取付けられた各ポテンショメータの信号を伝送する
ように信号線等が集められた箇所になっている。

信号処理器９が受けた超音波探傷器１ｏからの距離Ｌ１
および反射強度Ａ１そして位置検出器７からの発射点座
標値（ｘ＋　　）’＋　　ｚ）　、および照射方向Ｖは
、信号処理器９でディジタル信号に変換された後、コン
ピュータ１３に与えられる。コンピュータ１３では受け
たそれぞれのディジタル信号に基づいて欠陥部分３の輪
郭を表わす欠陥画像データを形成し、また被検査体２の
探傷曲面５に沿った形状画像データを形成する。形成さ
れた欠陥画像データと形状画像データはデイスプレィ１
４に伝送されて欠陥部分３の欠陥像４と被検査体２の形
状像６を同時に表示する。

次に、上記のように構成された超音波探傷画像処理装置
の動作を第２図ないし第５図に基づいて説明する。まず
、第３図に示すように超音波探傷体１１が探傷曲面５に
置かれ、マグネット８を被検査体２に固着し、超音波探
触子１を探傷曲面５に沿って超音波を照射しながら自動
または手動で移動させる。そして、第４図に示すように
超音波探触子１から被検査体２に照射される超音波のう
ちその一部が欠陥部分３に照射される。

第２図はコンピュータ１３の処理順序を示しており、こ
の処理順序において、まずステップＳ１では信号処理器
９から探傷データを受ける。この探傷データは、超音波
発射点が被検査体２の探傷曲面５と接触している接点の
発射点座標値（ｘ。

ｙ、ｚ’）、超音波探触子１が探傷曲面５に接触してい
るときの傾きから決定される超音波の照射方向マー（ｘ
’　、　　ｙ’　、　　ｚ’　）、超音波の発射点から
欠陥部分３までの距離し、および超音波の反射強度Ａか
らなる。

ステップＳ２では探１易データのうちの発射点座標値（
ｘ＋　　Ｙ＋　　ｚ）を保存する。即ち、探傷曲面５の
形状を表わす発射点座標値（Ｘ＋　　Ｙｒ　　ｚ）を保
存する。

ステップＳ３では反射強度Ａが予め定められたしきい値
よりも大きい否かが判断され、しきい値よりも小さけれ
ばステップＳ１に戻る。即ち、反射波は欠陥部分３から
のものではないと判断され、次の探傷データを受ける。

反射強度Ａがしきい値よりも大きければステップＳ４に
移る。

ステップＳ４では発射点座標値（ｘ、　　ｙ、　　ｚ）
、超音波の照射方向ｊ−（ｘ’　、ｙ’　、ｚ’　）、
および距離りに基づいて反射点座標値（ｘ、　ｙ、　　
ｚ）を次の式によって求める。

Ｘｍ　ｘ　＋　Ｌ　ｘ’ Ｙ−ｙ＋Ｌｙ’ Ｚ−ｚ＋Ｌｚ’ この反射点座標値（Ｘ、　Ｙ、　　Ｚ）は欠陥部分３の
輪郭の一部分を示す座標値として保存される。

ステップＳ５では探傷完了か否かが判断され、探傷を続
けるときはステップＳ１に移り、次の探傷データを受け
る。このようにステップＳ１からステップＳ５の処理を
繰返して探傷データを順次処理していくことにより、ス
テップＳ２では発射点座標値（ｘ、ｙ、ｚ）に基づいて
被検査体２の探傷曲面５の形状画像データが形成される
。また、ステップＳ４では反射点座標値（Ｘ、　Ｙ、　
Ｚ）に基づいて欠陥部分３の輪郭に応じた欠陥画像デー
タが形成される。そして、ステップＳ５において探傷完
了ならばステップＳ６に移る。

ステップＳ６では形状画像データが整理される。

即ち、超音波探触子１は被検査体２の探傷曲面５を不規
則に移動するので、同じ探傷曲面５の位置を何度も通過
することにより同じ発射点座標値（ｘ、ｙ、ｚ）が重複
して保存されている。したがって、発射点座標値（ｘ＋
　　”／ｌ　　Ｚ）を並べ替えて重複しているものを削
除し、探傷曲面５の形状画像データを整理する。

ステップＳ７ではステップＳ６と同様に反射点座標値（
ｘ、ｙ、ｚ）を並べ替えて重複しているものを削除し、
欠陥部分３の欠陥画像データを整理する。

ステップＳ８では形状画像データと欠陥画像データの表
示範囲を指定する。即ち、発射点座標値（Ｘ＋　　ｙ＋
　　ｚ）において第３図、および第４図に示すようにｙ
”ｙｏの断面を表示する場合、整理された形状画像デー
タのうちｙの値がｙｏ−Δｙからｙｏ＋Δｙの範囲の形
状画像データを選択する。同じように反射点座標値（Ｘ
、Ｙ、Ｚ）で表わされる欠陥画像データのうちＹ−ｙｏ
の欠陥画像データを選択する。なお、幅Δｙを持たせた
理由は形状画像データがプロットされるときの不連続状
態を避けるためである。

ステップＳ９では整理された形状画像データおよび欠陥
画像データをそれぞれ形状像６および欠陥像４としてデ
イスプレィ１４に同時に表示する。

この表示された状態が第５図に示されており、欠陥部分
３が被検査体２の探傷曲面５からどの位の深さＤにある
かを示している。

なお、上記の実施例ではｙ−ｙｏの断面をとり、その形
状像６および欠陥像４を二次元で表示したが、形状画像
データと欠陥画像データを三次元座標で構成することに
よって第６図に示すように形状像６と欠陥像４を三次元
表示とすることもできる。

また、上記の実施例では発射点座標値（ｘ、ｙ。

Ｚ）および反射点座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を保存して形状
画像データと欠陥画像データを整理した後、これらを形
状像６および欠陥像４としてデイスプレィ１４に表示し
たが、発射点座標値（Ｘ＋Ｖ＋２）および反射点座標値
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を保存することなく、また形状画像デー
タおよび欠陥画像データを整理することなく、発射点座
標値（Ｘ。

ｙ、　　ｚ）および反射点座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を順次
デイスプレィ１４にプロットさせることもできる。

さらに、従来のように形状画像データを予め形成してお
いて本発明の超音波探傷両像処理装置を使用するように
すれば、予め定められていた形状画像データが訂正され
るような機能を持たすこともでき、画像表示をより正確
にすることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の超音波探傷画像処理装置は、
超音波探触子を被検査体の表面に沿って移動させながら
超音波探触子の超音波発射点の位置信号を検出し、かつ
超音波探触子が受けた欠陥部分からの反射波に応じて欠
陥部分の欠陥反射信号を検出し、上記の位置信号に基づ
いて被検査体の表面形状に応じた形状画像データ、そし
て欠陥反射信号に基づいて欠陥部分の形に応じた欠陥画
像データを形成するので、被検査体の表面がいかなる曲
面形状であってもこの曲面形状を事前に画像データとし
て設定する必要はなく、欠陥部分を被検査体の表面と共
に同時に表示することができ、欠陥部分が被検査体の表
面からどの位の深さにあるかを正確に察知することがで
きる。

体が置かれた状態を示す斜視図、第４図は第３図にｙｏ
成分によって示された断面図、第５図は形状像と欠陥像
がデイスプレィに表示された状態を示す説明図、第６図
は形状像と欠陥像を三次元で示した説明図、第７図ない
し第９図は被検査体が平板状の場合の従来の探傷順序を
示す説明図、第１０図ないし第１２図は被検査体の表面
が曲面形状の場合の従来の探傷順序を示す説明図、第１
３図および第１４図は被検査体の表面が異なった曲面形
状の場合の欠陥部分も位置を示す説明図である。

１・・・超音波探触子、２・・・被検査体、３・・・欠
陥部分、４・・・欠陥像、５・・・探傷曲面、６・・・
形状像、７・・・位置検出器、８・・・マグネット、１
１・・・超音波探傷体。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】被検査体の表面を移動しながら超音波を前記被検査体内
に照射して欠陥部分からの反射波を受ける超音波探触子
と、前記超音波探触子の超音波発射点が前記被検査体の表面
に沿って移動するときの前記超音波発射点の位置信号を
検出する位置検出器と、前記超音波探触子から受けた反射波に応じて前記欠陥部
分の形に対応した欠陥反射信号を検出する超音波探傷器
と、前記位置信号を受けて前記被検査体の表面形状に応じた
形状画像データを形成すると共に前記欠陥反射信号を受
けて前記欠陥部分の形に応じた欠陥画像データを形成す
る画像処理器と、前記形状画像データおよび欠陥画像データに基づいて前
記欠陥部分と前記被検査体形状の画像を表示する画像表
示器とを備えたことを特徴とする超音波探傷画像処理装
置。