JPH022101B2 - - Google Patents

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JPH022101B2
JPH022101B2 JP57102151A JP10215182A JPH022101B2 JP H022101 B2 JPH022101 B2 JP H022101B2 JP 57102151 A JP57102151 A JP 57102151A JP 10215182 A JP10215182 A JP 10215182A JP H022101 B2 JPH022101 B2 JP H022101B2
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JP
Japan
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ultrasonic
flaw detection
probe
data
amplitude correction
Prior art date
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JP57102151A
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Japanese (ja)
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JPS58219451A (en
Inventor
Kimio Kanda
Yukio Kakinuma
Mikito Kabuki
Shuichi Hiruoka
Shoichi Naito
Akisuke Naruse
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Engineering Co Ltd
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Publication of JPS58219451A publication Critical patent/JPS58219451A/en
Publication of JPH022101B2 publication Critical patent/JPH022101B2/ja
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor

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  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、超音波探傷装置に係り、特に、容
器、配管等の工業材料の欠陥等を非破壊的に検査
する際に用いる超音波探傷装置に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic flaw detection device, and particularly to an ultrasonic flaw detection device used for non-destructively inspecting defects in industrial materials such as containers and piping. It is related to the device.

[従来の技術] 従来の超音波探傷装置は、1個の探触子または
複数の探触子を用い、1点または波形をサンプリ
ングして超音波信号を入力し、この超音波信号を
オンライン処理するものであつた。
[Prior Art] Conventional ultrasonic flaw detection equipment uses one probe or multiple probes, samples one point or waveform, inputs an ultrasonic signal, and processes this ultrasonic signal online. It was something to do.

[発明が解決しようとする課題] そのため、探触子を1個用いる場合は、探触子
走査回数が多くなり、例えば、原子力設備の検査
作業者の被曝低減には、寄与しなかつた。一方、
複数の探触子を用いる場合は、結果的に探触子の
接触面積および走査範囲が大きくなるという問題
があつた。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, when one probe is used, the number of probe scans increases, and does not contribute to reducing the radiation exposure of, for example, nuclear facility inspection workers. on the other hand,
When using a plurality of probes, there is a problem in that the contact area and scanning range of the probes become large as a result.

また、1点ピークにより探傷する場合は、形状
エコーおよびノイズ等が発生すると、欠陥を検出
できないこともあつた。一方、波形をサンプリン
グする場合は、サンプル数が多く必要となり、コ
ンピユータおよびメモリが大型化する欠点があつ
た。
Furthermore, when flaw detection is performed using a single peak, if shape echoes, noise, etc. occur, defects may not be detected. On the other hand, when sampling a waveform, a large number of samples are required, which has the drawback of increasing the size of the computer and memory.

さらに、オンライン処理する構成では、複数装
置を導入する際に、現場探傷機器部とデータ収録
部とデータ処理部とをそれぞれ同数ずつ用意して
独立した組を構成しなければならず、無駄が多く
なるという欠点があつた。
Furthermore, in a configuration that performs online processing, when multiple devices are introduced, it is necessary to prepare the same number of on-site flaw detection equipment sections, data recording sections, and data processing sections to form independent sets, which is wasteful. It had the disadvantage of becoming.

特に、超音波信号のレベルが不適当で、ピーク
値が飽和してしまつた場合は、欠陥位置や形状の
測定に大きな誤差が生ずることがあつた。
In particular, if the level of the ultrasonic signal is inappropriate and the peak value is saturated, a large error may occur in the measurement of the defect position or shape.

本発明の目的は、探触子走査回数が少なくて済
み、形状エコーおよびノイズ等の影響を受けにく
く、特に、超音波信号のレベルにより生ずる誤差
を回避でき、しかも拡張性に富み、自動または半
自動探傷が可能な超音波探傷装置を提供すること
である。
The purpose of the present invention is to reduce the number of probe scans, be less susceptible to shape echoes and noise, avoid errors caused by ultrasonic signal levels, and be highly scalable and automatic or semi-automatic. An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection device capable of flaw detection.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、被検体
への屈折角が少なくとも0゜、45゜、60゜の3角度の
超音波ビームを送信しかつ前記被検体からの反射
波を受信するとともに送受信した超音波信号を出
力するマルチビーム超音波探触子と、マルチビー
ム超音波探触子を被検体表面上で移動させる駆動
装置と、この駆動装置を制御しマルチビーム超音
波探触子を所定の位置に移動させかつその位置に
対応する位置信号を出力する制御信号と、前記少
なくとも3角度の超音波信号を送信するための励
振信号を出力しかつ受信された超音波信号を増幅
する超音波探傷器と、超音波信号の振幅を距離に
応じて補正する距離振幅補正装置と、前記位置信
号および受信された超音波信号を取り込みこの超
音波信号の波高値が所定の距離振幅補正レベル例
えばDAC100%を越えた部分について距離振幅補
正装置を介して前記超音波探傷器内の増幅器の利
得を変更させ前記所定の距離振幅補正レベルを越
えた部分の直前から直後までを再度超音波探傷さ
せ前記所定の距離振幅補正レベルを越えた部分が
無くなつたときに前記受信された超音波信号を記
憶装置に記憶させるデータ収録用コンピータと、
前記位置信号および超音波信号を用いてマルチビ
ーム超音波探触子の移動軌跡を表示するときに波
高値が前記所定の距離振幅補正レベルを越えた部
分の輝度を変化させて表示する軌跡表示装置と、
記憶装置に記憶されたデータをオフライン処理し
かつ少なくとも探傷結果を図表として出力するデ
ータ処理部とを含む超音波探傷装置を提案するも
のである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention transmits an ultrasound beam having three refraction angles of at least 0°, 45°, and 60° to a subject, and A multi-beam ultrasound probe that receives reflected waves from the specimen and outputs the transmitted and received ultrasound signals, a drive device that moves the multi-beam ultrasound probe over the surface of the specimen, and a drive device that controls this drive device. and outputting and receiving a control signal for moving the multi-beam ultrasound probe to a predetermined position and outputting a position signal corresponding to the position, and an excitation signal for transmitting the ultrasound signals at the at least three angles. an ultrasonic flaw detector that amplifies the received ultrasonic signal; a distance amplitude correction device that corrects the amplitude of the ultrasonic signal according to the distance; For the part where the high value exceeds a predetermined distance amplitude correction level, for example, DAC100%, the gain of the amplifier in the ultrasonic flaw detector is changed via the distance amplitude correction device, and from immediately before the part where the high value exceeds the predetermined distance amplitude correction level. a data recording computer that performs ultrasonic flaw detection again up to the point immediately after and stores the received ultrasonic signal in a storage device when there is no longer a part that exceeds the predetermined distance amplitude correction level;
A trajectory display device that displays a moving trajectory of a multi-beam ultrasound probe using the position signal and the ultrasound signal by changing the brightness of the portion where the wave height value exceeds the predetermined distance amplitude correction level. and,
The present invention proposes an ultrasonic flaw detection apparatus that includes a data processing unit that performs off-line processing of data stored in a storage device and outputs at least the flaw detection results as a graph.

[作用] 本発明においては、少なくとも屈折角0゜、45゜、
60゜の超音波ビームを被検体内に順次送信し、欠
陥等の反射体からのエコーを受信し、探触子位
置、エコー波高値、路程等の探傷データを収録
し、マルチビーム探触子の軌跡をリアルタイム表
示し、エコーの波高値が所定の距離振幅補正
(DAC:Distance Amplitude Correction)レベ
ルを越えたときに軌跡の輝度等を代えて表示し、
超音波探傷器内の増幅器の利得を変えて再度探傷
し、一様な輝度とした後、すなわち、距離振幅補
正レベルを越えた部分が無くなるまで増幅器の利
得を変えて適正なレベル範囲で測定した後、収録
したデータをオフラインで解析処理し、各種図表
として出力する。
[Function] In the present invention, at least refraction angles of 0°, 45°,
A 60° ultrasonic beam is sequentially transmitted into the subject, receiving echoes from reflecting objects such as defects, and recording flaw detection data such as the probe position, echo wave height, and path length. The trajectory of the echo is displayed in real time, and when the peak value of the echo exceeds a predetermined Distance Amplitude Correction (DAC) level, the brightness of the trajectory is changed and displayed.
After changing the gain of the amplifier in the ultrasonic flaw detector and testing again to make the brightness uniform, we changed the gain of the amplifier and measured within the appropriate level range until there was no part that exceeded the distance amplitude correction level. After that, the recorded data is analyzed offline and output as various charts and tables.

このように、マルチビーム超音波探触子を採用
しているために、1回の走査で3角度の探傷を実
行でき、走査回数が減るから、例えば原子力設備
の検査作業者の被曝低減への寄与が大きい。
In this way, since a multi-beam ultrasonic probe is used, flaw detection can be performed from three angles in one scan, reducing the number of scans, which is useful for reducing radiation exposure for nuclear facility inspection workers, for example. The contribution is large.

また、ピークエコーを複数点取り込んでいるの
で、欠陥エコーを必ず取り込むことができる。一
方、波形全体は取り込んでいないから、コンピユ
ータおよびメモリを小型のもので済ますことがで
きる。
Furthermore, since peak echoes are captured at multiple points, defective echoes can be captured without fail. On the other hand, since the entire waveform is not captured, a small computer and memory can be used.

さらに、データ処理部をオフライン処理として
あるため、このデータ処理部を1セツトだけ設置
し、現場探傷機器部およびデータ収録部を例えば
原子炉圧力容器用と配管用のように複数セツト設
置することもできるので、装置構成に無駄がな
い。
Furthermore, since the data processing section is an offline process, it is possible to install only one set of this data processing section and multiple sets of on-site flaw detection equipment and data recording sections, such as one for reactor pressure vessels and one for piping. There is no waste in the equipment configuration.

特に、エコーの波高値が所定の距離振幅補正レ
ベルを越えたときに増幅器の利得を変えて再度探
傷するから、欠陥位置や形状の測定が正確にな
る。
In particular, when the peak value of the echo exceeds a predetermined distance amplitude correction level, the gain of the amplifier is changed and the flaw detection is performed again, so that the defect position and shape can be measured accurately.

[実施例] 次に、図面を参照して、本発明の一実施例を詳
細に説明する。
[Example] Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施例は、第1図に示すように、探傷現場に
おいて超音波探触子を走査し探傷データを採取す
る現場探傷機器部1と、現場探傷機器部1の超音
波探触子の走査を制御し探触子からの超音波信号
および探触子位置信号を用いて探傷データ収録、
軌跡表示、画像表示を行うデータ収録部2と、デ
ータ収録部2とオフライン接続され探傷データの
解析、処理、作図、作表等を行うデータ処理部3
とからなる。
As shown in FIG. 1, this embodiment includes an on-site flaw detection equipment section 1 that scans an ultrasonic probe at a flaw detection site and collects flaw detection data, and Record flaw detection data using controlled ultrasonic signals and probe position signals from the probe.
A data recording section 2 that displays a trajectory and an image, and a data processing section 3 that is connected offline to the data recording section 2 and performs analysis, processing, drawing, tabulation, etc. of flaw detection data.
It consists of

現場探傷機器部1は、マルチビーム超音波探触
子5を備えている。マルチビーム超音波探触子5
は、少なくとも0゜、45゜、60゜用の振動素子を有し
予め設定された周期で高圧パルスを発生するプリ
アンプ/パルサ4に接続されている。前記高圧パ
ルスはパルサから出力され、受信信号はプリアン
プにより増幅される。また、制御装置10からの
位置信号に基づいて駆動制御される探触子駆動装
置7により位置決めされる。探触子駆動装置7
は、手動または自動でマルチビーム超音波探触子
5を被検体6上で走査する装置であり、被検体6
の形状に応じて種々の形式のものが用いられる。
例えば原子力発電所用駆動装置の場合は、原子炉
圧力容器胴体用、下鏡用、ノズル用、配管用自動
駆動装置、配管用半自動駆動装置等がある。マル
チビーム超音波探触子5には、探触子駆動装置7
により、例えばa−b−c−d−e−f−g−h
…のように走査され、被検体6に超音波パルスを
入射させ、被検体6内の欠陥等からの反射波を検
出し、プリアンプ/パルサ4のプリアンプに出力
する。なお、9はスコープモニタ、16は表示装
置である。
The on-site flaw detection equipment section 1 is equipped with a multi-beam ultrasonic probe 5. Multibeam ultrasound probe 5
is connected to a preamplifier/pulser 4 which has vibration elements for at least 0°, 45°, and 60° and generates high voltage pulses at preset cycles. The high voltage pulse is output from the pulser, and the received signal is amplified by a preamplifier. Further, positioning is performed by a probe drive device 7 whose drive is controlled based on a position signal from the control device 10. Probe drive device 7
is a device that manually or automatically scans a multi-beam ultrasound probe 5 over a subject 6.
Various types are used depending on the shape.
For example, in the case of drive devices for nuclear power plants, there are automatic drive devices for reactor pressure vessel bodies, lower mirrors, nozzles, piping automatic drive devices, semi-automatic piping drive devices, etc. The multi-beam ultrasound probe 5 includes a probe drive device 7.
For example, a-b-c-d-e-f-gh
..., an ultrasonic pulse is made incident on the object 6, and reflected waves from defects in the object 6 are detected and output to the preamplifier of the preamplifier/pulser 4. Note that 9 is a scope monitor, and 16 is a display device.

データ収録部2は、超音波探傷器8と、距離振
幅補正(DAC)装置80と、制御装置10と、
画像表示装置11と、X−Yレコーダ12と、デ
ータ収録用コンピユータ13と、フロツピデイス
ク装置14と、探触子軌跡表示装置15と、デー
タタイプライタ17とを備えている。
The data recording unit 2 includes an ultrasonic flaw detector 8, a distance amplitude correction (DAC) device 80, a control device 10,
It includes an image display device 11, an XY recorder 12, a data recording computer 13, a floppy disk device 14, a probe trajectory display device 15, and a data typewriter 17.

超音波探傷器8は、マルチビーム超音波探触子
5からの超音波信号をプリアンプ/パルサ4のプ
リアンプを介して取り込み、この超音波信号を増
幅した後、アナログ−デイジタル変換してデータ
収録用コンピユータ13に出力する。それと同時
に、超音波探傷器8は、超音波信号をアナログ信
号としても出力する。このアナログ信号は、現場
探傷器1のAスコープモニタ9に入力され、波形
表示される。したがつて、探傷現場において、波
形のリアルタイムモニタが可能となる。距離振幅
補正装置80は、超音波信号の強度が距離により
変わるため、そのレベルを補正する。補正曲線
は、対比試験片を用いて予め作成する。すなわ
ち、対比試験片を用いて、距離振幅補正(DAC)
曲線を求め、これを100%の曲線とし、この曲線
から6dB下側の曲線をDAC50%、さらに8dB下側
の曲線をDAC20%とする。補正は、コンピユー
タ13の指令により、例えば超音波探傷器8の増
幅度を前記補正曲線に従つて変えることにより実
行する。
The ultrasonic flaw detector 8 takes in the ultrasonic signal from the multi-beam ultrasonic probe 5 via the preamplifier of the preamplifier/pulser 4, amplifies this ultrasonic signal, and converts it from analog to digital for data recording. Output to computer 13. At the same time, the ultrasonic flaw detector 8 also outputs the ultrasonic signal as an analog signal. This analog signal is input to the A scope monitor 9 of the field flaw detector 1 and displayed in waveform. Therefore, it is possible to monitor waveforms in real time at the flaw detection site. The distance amplitude correction device 80 corrects the level of the ultrasonic signal since the intensity varies depending on the distance. A correction curve is created in advance using a comparison test piece. i.e., distance amplitude correction (DAC) using contrast specimens
Find a curve, make it the 100% curve, set the curve 6 dB below this curve as DAC 50%, and the curve further 8 dB below it as DAC 20%. The correction is executed by, for example, changing the amplification degree of the ultrasonic flaw detector 8 according to the correction curve according to a command from the computer 13.

制御装置10は、探触子駆動装置7を遠隔制御
するとともに、マルチビーム超音波探触子5の位
置信号および位置のデイジタル信号を出力する。
画像表示装置11は、超音波探傷器8から出力さ
れる超音波信号および制御装置10から出力され
る探触子の位置信号を用いて、被検体の断面像お
よび平面像等をリアルタイム表示する。
The control device 10 remotely controls the probe driving device 7 and outputs a position signal of the multi-beam ultrasound probe 5 and a digital signal of the position.
The image display device 11 displays a cross-sectional image, a planar image, etc. of the object in real time using the ultrasonic signal output from the ultrasonic flaw detector 8 and the probe position signal output from the control device 10.

X−Yレコーダ12は、画像表示装置11と同
様に、超音波探傷器8から出力される超音波信号
および制御装置10から出力される位置信号を取
り込み、位置信号をX軸およびY軸に印加すると
ともに、超音波信号をZ軸に加えて、画像表示す
る。X−Yレコーダ12による表示は、本質的に
は底面エコーの表示であるが、この表示を用いて
底面形状またはマルチビーム超音波探触子5の音
響的な結合状態のチエツクにも使用できる。
Similar to the image display device 11, the X-Y recorder 12 captures the ultrasonic signal output from the ultrasonic flaw detector 8 and the position signal output from the control device 10, and applies the position signal to the X-axis and Y-axis. At the same time, an ultrasonic signal is added to the Z axis and an image is displayed. The display by the X-Y recorder 12 is essentially a display of bottom echoes, but this display can also be used to check the shape of the bottom surface or the acoustic coupling state of the multi-beam ultrasonic probe 5.

データ収録用コンピユータ13は、超音波信号
と探触子の位置信号とを入力し、フロツピデイス
ク装置14等の記録装置に波高値、路程、探触子
の位置信号を記憶させる。
The data recording computer 13 inputs the ultrasonic signal and the probe position signal, and stores the wave height value, path length, and probe position signal in a recording device such as a floppy disk device 14.

探触子軌跡表示装置15は、超音波探触子5の
軌跡を表示し、エコーの波高値が所定の距離振幅
補正レベルを越えた場合は、輝度を変えて表示す
る。超音波探触子5の軌跡は、探傷現場でも、表
示装置16により必要に応じて観測できる。な
お、データ収録用コンピユータ13への指令は、
例えばデータタイプライタ17から入力される。
The probe trajectory display device 15 displays the trajectory of the ultrasound probe 5, and when the peak value of the echo exceeds a predetermined distance amplitude correction level, displays the trajectory by changing the brightness. The trajectory of the ultrasonic probe 5 can also be observed at the flaw detection site using the display device 16 if necessary. The command to the data recording computer 13 is as follows:
For example, it is input from the data typewriter 17.

データ処理部3は、データ処理用コンピユータ
18、磁気デイスク装置19、紙テープリーダ2
0、データタイプライタ21、プリンタプロツタ
22、フロツピデイスク装置23からなる。
The data processing section 3 includes a data processing computer 18, a magnetic disk device 19, and a paper tape reader 2.
0, a data typewriter 21, a printer plotter 22, and a floppy disk device 23.

探傷データは、データ収録部2のフロツピデイ
スク装置14からオフライン処理により、すなわ
ちフロツピデイスクに一旦記録した状態で、フロ
ツピデイスク装置23に入力され、解析され処理
された後、プリンタプロツタ22に図表として出
力される。
The flaw detection data is input to the floppy disk device 23 from the floppy disk device 14 of the data recording section 2 through offline processing, that is, once recorded on the floppy disk, and is analyzed and processed, and then output as a diagram to the printer plotter 22. .

第1図実施例の超音波探傷装置のソフトウエア
の構成を第2図に示す。図において、RMS/
PMS50は、データ収録装置の各プログラム実
行および入出力を制御する管理機能である。コン
ソールコントロール51は、条件設定52、探傷
コントロール53、ROMチエツク54、RMSデ
バツグル−チン55等を起動する機能であり、デ
ータタイプライタ17から指令を入力する。条件
設定52は、探傷開始前に各種データを登録する
機能であり、日付、溶接番号、被検体配管の直
径、被検体配管の肉厚、超音波探触子走査モー
ド、走査範囲、走査ピツチ、走査開始点、使用超
音波探触子等の条件を設定するものである。ま
た、探傷コントロール53は、探傷の開始、中
断、再開、終了、探傷データ取り込み56、走査
軌跡表示57、探傷データ収録58等を制御する
機能である。
FIG. 2 shows the software configuration of the ultrasonic flaw detection apparatus of the embodiment shown in FIG. In the figure, RMS/
The PMS 50 is a management function that controls the execution of each program and input/output of the data recording device. The console control 51 has the function of starting a condition setting 52, flaw detection control 53, ROM check 54, RMS debugging routine 55, etc., and inputs commands from the data typewriter 17. Condition setting 52 is a function to register various data before starting flaw detection, including date, weld number, diameter of the pipe to be tested, wall thickness of the pipe to be tested, ultrasonic probe scanning mode, scanning range, scanning pitch, This is used to set conditions such as the scanning start point and the ultrasonic probe used. Further, the flaw detection control 53 is a function for controlling start, interruption, restart, and termination of flaw detection, flaw detection data import 56, scanning locus display 57, flaw detection data recording 58, and the like.

次に、上記実施例のソフトウエアのフローチヤ
ートを第3図に示す。まず、スタート指令によ
り、本実施例の探傷装置を起動し、ステツプ60に
おいて、超音波探傷に必要な条件を設定する。条
件設定完了後、ステツプ61において、探傷データ
を取り込む。探傷データには、探触子位置、波高
値、路程等があるが、ステツプ62において、探触
子位置と波高値との信号を用いて、軌跡を表示す
る。この軌跡表示は、超音波探触子5の動きに同
期してなされ、軌跡が表示された位置の探傷デー
タは、ステツプ63において収録され、フロツピデ
イスクに格納される。このようにして、探傷範囲
がすべて走査され、探傷データの格納が完了した
ところで、探傷を終了する。
Next, FIG. 3 shows a flowchart of the software of the above embodiment. First, the flaw detection apparatus of this embodiment is activated by a start command, and in step 60, conditions necessary for ultrasonic flaw detection are set. After the condition setting is completed, in step 61, flaw detection data is imported. The flaw detection data includes the probe position, peak value, path length, etc., and in step 62, the locus is displayed using the signals of the probe position and peak value. This locus display is performed in synchronization with the movement of the ultrasonic probe 5, and the flaw detection data at the position where the locus is displayed is recorded in step 63 and stored on the floppy disk. In this way, when the entire flaw detection range has been scanned and the storage of the flaw detection data has been completed, the flaw detection ends.

次に第4図を参照して、マルチビーム超音波探
触子5を説明する。本発明のマルチビーム超音波
探触子5は、溶接部分等の被検体に、少なくとも
0゜、45゜、60゜の屈折角の超音波ビームを入射させ
るものであり、1回の走査で3角度以上の探傷が
可能となる。超音波を伝播させるための断面が多
角形のシユー24には、超音波を発生させる3つ
の振動素子25〜27が固定されている。これら
の振動素子25〜27には、例えば送波の際の振
動が受波時に影響を与えないように、送波子と受
波子とに2分割された素子を用いている。振動素
子25からは屈折角0゜の超音波ビーム28が送波
され、振動素子26からは屈折角45゜の超音波ビ
ーム29が送波され、振動素子27からは屈折角
60゜の超音波ビーム30が送波される。これらの
振動素子には、プリアンプ/パルサ4のパルサか
ら、時系列的に高電圧の電気パルスが加えられ、
超音波を順次送出し、被検体からのエコーを受信
する。
Next, the multi-beam ultrasound probe 5 will be explained with reference to FIG. The multi-beam ultrasonic probe 5 of the present invention has at least
Ultrasonic beams with refraction angles of 0°, 45°, and 60° are incident, making it possible to detect flaws from three or more angles in one scan. Three vibration elements 25 to 27 that generate ultrasonic waves are fixed to a shoe 24 having a polygonal cross section for propagating ultrasonic waves. These vibration elements 25 to 27 are divided into two parts, a wave transmitter and a wave receiver, so that, for example, vibrations during wave transmission do not affect wave reception. An ultrasonic beam 28 with a refraction angle of 0° is transmitted from the vibration element 25, an ultrasonic beam 29 with a refraction angle of 45° is transmitted from the vibration element 26, and an ultrasound beam 29 with a refraction angle of 45° is transmitted from the vibration element 27.
A 60° ultrasonic beam 30 is transmitted. High-voltage electrical pulses are applied to these vibrating elements in time series from the pulser of the preamplifier/pulsar 4.
Sequentially transmits ultrasound waves and receives echoes from the subject.

以下、本実施例の動作の一例を説明する。ま
ず、探傷データ取り込み指令により、データ収録
用コンピユータ13は、制御装置10から位置デ
ータを取り込み、超音波探傷器8から超音波信号
を取り込む。その超音波信号の一例を第5図に示
す。超音波ビームは、マルチビーム超音波探触子
5から屈折角0゜、45゜、60゜、0゜、45゜、60゜、0゜
、…
の順に送り出される。図の各角度においては、
IPは送波信号、P1,P2,P3,P4は被検体の反射
源からのエコー、T1,T2,T3,T4は各エコーの
路程に相当する時間を表わす。ここで、各屈折角
においてエコーを4点取り込むのは、4点を越え
ると処理時間が長くなりすぎ、3点以下であると
欠陥を十分に検出できないという考えから、ノイ
ズ1点、エコー2点、予備1点の4点に落ち着い
たものである。
An example of the operation of this embodiment will be described below. First, in response to a flaw detection data capture command, the data recording computer 13 captures position data from the control device 10 and captures an ultrasonic signal from the ultrasonic flaw detector 8 . An example of the ultrasonic signal is shown in FIG. The ultrasonic beam is transmitted from the multi-beam ultrasonic probe 5 at refraction angles of 0°, 45°, 60°, 0°, 45°, 60°, 0°,...
are sent in this order. At each angle in the figure,
IP represents a transmitted signal, P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 represent echoes from reflection sources of the subject, and T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 represent times corresponding to the path of each echo. The reason for capturing 4 echoes at each refraction angle is that if the processing time exceeds 4 points, the processing time will be too long, and if the number of echoes is less than 3 points, defects cannot be detected sufficiently. We settled on 4 points, 1 preliminary point.

これらの探傷データは、データ収録用コンピユ
ータ13により、フロツピデイスク装置14内の
フロツピデイスクに収録される。フロツピデイス
クへの格納形式の一例を第6図に示す。図におい
て、X,Yは超音波探触子5の位置座標、P1
P2,P3,P4はエコーの波高値、T1、T2、T3、T4
は各エコーの路程に相当する時間、0゜、45゜、60゜
は各々被検体に入射させる超音波ビームの屈折角
を表わす。これらの探傷データは、各々屈折角0゜
に対するX,Y,P1,T1,P2,T2,…,P4
T4,屈折角45゜に対するX,Y,P1,T1,P2
T2,…,P4,T4、屈折角60゜に対するX,Y,
P1,T1,P2,T2,…,P4,T4の順に収録され
る。
These flaw detection data are recorded on a floppy disk in a floppy disk device 14 by a data recording computer 13. An example of a storage format on a floppy disk is shown in FIG. In the figure, X, Y are the position coordinates of the ultrasound probe 5, P 1 ,
P 2 , P 3 , P 4 are echo peak values, T 1 , T 2 , T 3 , T 4
is the time corresponding to the path of each echo, and 0°, 45°, and 60° each represent the refraction angle of the ultrasound beam incident on the subject. These flaw detection data are X, Y, P 1 , T 1 , P 2 , T 2 , ..., P 4 , respectively for a refraction angle of 0°.
T 4 , X, Y, P 1 , T 1 , P 2 for refraction angle 45°,
T 2 ,..., P 4 , T 4 , X, Y for refraction angle 60°,
They are recorded in the order of P 1 , T 1 , P 2 , T 2 , ..., P 4 , T 4 .

次に、軌跡表示と探傷データとの関係を第7図
に示す。図の横軸は超音波探触子の走査距離を表
し、lは走査方向の単位長さを表す。この超音波
探傷装置は、各単位長さの中に屈折角0゜、45゜、
60゜の3点の探傷データが取り込まれた場合に、
軌跡を表示する。なお、第7図では、取り込み順
序が0゜、45゜、60゜の場合を示したが、この順序は
一例であり、例えば45゜、60゜、0゜の順に取り込ま
れた場合にも、軌跡を表示する。
Next, FIG. 7 shows the relationship between trajectory display and flaw detection data. The horizontal axis of the figure represents the scanning distance of the ultrasonic probe, and l represents the unit length in the scanning direction. This ultrasonic flaw detection device has refraction angles of 0°, 45°, and
When flaw detection data from three points at 60° is imported,
Display the trajectory. Note that although Fig. 7 shows the case where the capture order is 0°, 45°, and 60°, this order is just an example; for example, even if the capture order is 45°, 60°, and 0°, Display the trajectory.

軌跡表示用CRT画面上の表示は、条件設定に
より定まり、例えば第8図のようになる。図にお
いて、31はCRT、32は表示画面、33はX
軸方向の探触子位置表示マーク、34はY軸方向
の探触子位置表示マークである。探触子が走査さ
れ、第9図に示すように、走査軌跡70が表示さ
れ、エコーの波高値が所定の距離振幅補正レベル
例えばDAC100%を越えると、符号35の部分の
ように、例えば輝度を変えて表示する。そこで、
探触子表示マークとその輝度を変えて表示されて
いる部分の直前の位置、例えば一走査線程度前の
位置に戻し、図示ないし利得補正指令スイツチ等
により増幅器の利得の変更の指令し、利得を変え
て再び探傷し、第10図に示すように、一様な輝
度の状態にした後、すなわち、距離振幅補正レベ
ルを越えた部分が無くなるまで増幅器の利得を変
えて適正なレベル範囲で測定した後、探傷を終了
する。なお、前記利得補正指令スイツチを操作す
ると、その後に得られるデータの前にはフラグが
立てられるので、コンピユータはレベル補正の状
態で得られたデータか、レベル補正しない状態で
得られたデータかを区別できる。
The display on the trajectory display CRT screen is determined by the condition settings, and is, for example, as shown in FIG. In the figure, 31 is a CRT, 32 is a display screen, and 33 is an X
A mark 34 indicates the probe position in the axial direction, and a mark 34 indicates the probe position in the Y-axis direction. When the probe is scanned and a scanning locus 70 is displayed as shown in FIG. Change and display. Therefore,
Change the probe display mark and its brightness to return it to the position immediately before the displayed part, for example, about one scanning line before, and then command the amplifier gain to be changed using a gain correction command switch (not shown) or the like, and then adjust the gain. As shown in Figure 10, the flaw detection was performed again by changing the amplifier gain until the brightness was uniform, that is, until there was no part that exceeded the distance amplitude correction level, and measurement was carried out within the appropriate level range. After that, finish the flaw detection. When the gain correction command switch is operated, a flag is set in front of the data obtained after that, so the computer can determine whether the data is obtained with level correction or without level correction. Can be distinguished.

本発明のデータ処理部3は、オフラインでデー
タを処理するから、データ収録の段階では、デイ
ジタル処理による探傷結果をリアルタイム表示す
ることはない。そこで、探傷結果のリアルタイム
表示として、超音波探傷用の画像表示装置11を
備えている。この画像表示装置11は、マルチビ
ーム超音波探触子用の表示装置であり、超音波信
号および探触子位置信号を入力し、0゜、45゜、60゜
の超音波ビームに同期して、第11図に示す鋸歯
状波36,37を発生し、第12図に0゜、45゜、
60゜で示した走査線を出力し、CRT38上に表面
39、底面40、欠陥41等を表示する。この表
示は、最終的に第13図に示すように、被検体6
の輪郭(表面および底面)39,40と欠陥から
のエコー41とを重畳して表示できる。なお、第
13図の表示は、被検体の断面に相当するため、
断面表示とよばれているが、この画像表示装置
は、平面表示や側面表示をすることも可能であ
る。
Since the data processing section 3 of the present invention processes data off-line, the flaw detection results obtained by digital processing are not displayed in real time at the data recording stage. Therefore, an image display device 11 for ultrasonic flaw detection is provided to display the flaw detection results in real time. This image display device 11 is a display device for a multi-beam ultrasound probe, and inputs ultrasound signals and probe position signals, and synchronizes with the ultrasound beams of 0°, 45°, and 60°. , generates sawtooth waves 36 and 37 shown in FIG. 11, and generates sawtooth waves 36 and 37 shown in FIG.
A scanning line shown at an angle of 60 degrees is output, and the top surface 39, bottom surface 40, defects 41, etc. are displayed on the CRT 38. This display is finally displayed on the subject 6 as shown in FIG.
The contours (front and bottom surfaces) 39, 40 of the defect and the echo 41 from the defect can be displayed in a superimposed manner. Note that the display in FIG. 13 corresponds to a cross section of the subject, so
Although this image display device is called a cross-sectional display, it is also possible to perform a flat display or a side display.

一般に、自動探傷においては、自動探傷の動作
状態を確認する一手段として、底面エコーをチヤ
ート式記録計で記録している。本発明では、底面
エコーの記録にX−Yレコーダ12を用い、制御
装置10からの位置信号をX−Yレコーダ12の
X、Y軸に入力し、超音波信号をペンの上げ、下
げ用軸に入力し、記録と非記録の2段階表示と
し、記録レベルを任意の距離振幅補正レベルで設
定できるようにしてある。例えば、底面エコー記
録レベルをDAC20%付近に設定しておくことに
より、底面エコーが記録されている間は、底面エ
コー強度が少なくとも記録レベルよりも高い値で
あることを示す。第14図は、X−Yレコーダ1
2の表示の一例である。図の符号42の部分は、
底面エコーが受信されなかつたことを示してい
る。
Generally, in automatic flaw detection, bottom echoes are recorded using a chart recorder as a means of confirming the operating status of the automatic flaw detection. In the present invention, the X-Y recorder 12 is used to record the bottom echo, the position signal from the control device 10 is input to the X- and Y-axes of the X-Y recorder 12, and the ultrasonic signal is transmitted to the shaft for raising and lowering the pen. is input, a two-stage display of recording and non-recording is made, and the recording level can be set at an arbitrary distance amplitude correction level. For example, by setting the bottom echo recording level to around 20% DAC, it is indicated that the bottom echo intensity is at least higher than the recording level while the bottom echo is being recorded. Figure 14 shows the X-Y recorder 1
This is an example of display No. 2. The part numbered 42 in the figure is
Indicates that no bottom echo was received.

[発明の効果] 本発明によれば、以下の効果が得られる。[Effect of the invention] According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1) マルチビーム超音波探触子を採用しているた
めに、1回の走査で3角度以上の探傷を実行で
き、走査回数を削減できる。
(1) Since a multi-beam ultrasonic probe is used, flaw detection can be performed from three or more angles in one scan, reducing the number of scans.

(2) ピークエコーを複数点取り込んでいるため、
欠陥エコーを必ず取り込むことができる。
(2) Because peak echoes are captured at multiple points,
Defect echoes can be captured without fail.

(3) データ処理部をオフライン処理としてあるの
で、このデータ処理部を1セツトだけ設置し、
現場探傷機器部およびデータ収録部を例えば原
子炉圧力容器用と配管用のように複数セツト設
置することもできるので、設置構成に無駄がな
い。
(3) Since the data processing unit is used for offline processing, only one set of this data processing unit is installed.
Since it is possible to install multiple sets of on-site flaw detection equipment and data recording units, such as one for reactor pressure vessels and one for piping, there is no waste in the installation configuration.

(4) 探触子の軌跡、所定の距離振幅補正レベル例
えばDAC100%以上のエコー分布や底面エコー
等が現場の機器側にリアルタイム表示されるか
ら、欠陥の識別が容易になる。
(4) The trajectory of the probe, the predetermined distance amplitude correction level, for example, the echo distribution of DAC 100% or more, the bottom echo, etc. are displayed in real time on the on-site equipment, making it easier to identify defects.

(5) 特に、エコーの波高値が所定の距離振幅補正
レベルを越えたときに増幅器の利得を変えて再
度探傷するようになつており、欠陥位置や形状
の測定が超音波信号レベルの影響を受けない。
(5) In particular, when the peak value of the echo exceeds a predetermined distance amplitude correction level, the amplifier gain is changed and the flaw detection is performed again. I don't accept it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による超音波探傷装置の一実施
例の構成を示すブロツク図、第2図は第1図実施
例のソフトウエアのブロツク図、第3図はソフト
ウエアの処理の流れを示すフローチヤート、第4
図はマルチビーム超音波探触子の断面図、第5図
は上記実施例における超音波信号の一例を示す
図、第6図は超音波信号のデータの格納形式の一
例を示す図、第7図は超音波探触子の軌跡表示と
探傷データとの関係を示す図、第8図、第9図、
第10図はCRT上の軌跡表示例を示す図、第1
1図は画面表示装置用鋸歯状波を示す図、第12
図および第13図は断面表示の画像表示例を示す
図、第14図は底面エコーの表示例を示す図であ
る。 1……現場探傷機器部、2……データ収録部、
3……データ処理部、4……プリアンプ/パル
サ、5……マルチビーム超音波探触子、6……被
検体、7……超音波探触子駆動装置、8……超音
波探傷器、9……Aスコープモニタ、10……制
御装置、11……画像表示装置、12……X−Y
レコーダ、13……データ収録コンピユータ、1
4……フロツピデイスク装置、15……軌跡表示
装置、16……表示装置、17……データタイプ
ライタ、18……データ処理用コンピユータ、1
9……磁気デイスク装置、20……紙テープリー
ダ、21……データタイプライタ、22……プリ
ンタプロツタ、31……CRT、32……表示範
囲、33……X軸位置表示、34……Y軸位置表
示、35……高輝度表示部分、70……走査軌
跡、80……距離振幅補正装置。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the ultrasonic flaw detection device according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the software of the embodiment shown in Fig. 1, and Fig. 3 shows the flow of software processing. Flow chart, 4th
The figure is a cross-sectional view of a multi-beam ultrasound probe, FIG. 5 is a diagram showing an example of an ultrasound signal in the above embodiment, FIG. The figures are diagrams showing the relationship between the trajectory display of the ultrasonic probe and the flaw detection data, Figures 8 and 9.
Figure 10 is a diagram showing an example of trajectory display on CRT.
Figure 1 is a diagram showing a sawtooth wave for a screen display device;
13 and 13 are diagrams showing an example of image display of a cross-sectional display, and FIG. 14 is a diagram showing a display example of a bottom echo. 1... Field flaw detection equipment department, 2... Data recording department,
3...Data processing section, 4...Preamplifier/pulsar, 5...Multi-beam ultrasonic probe, 6...Object to be examined, 7...Ultrasonic probe drive device, 8...Ultrasonic flaw detector, 9...A scope monitor, 10...Control device, 11...Image display device, 12...X-Y
Recorder, 13...Data recording computer, 1
4...Floppy disk device, 15...Trajectory display device, 16...Display device, 17...Data typewriter, 18...Data processing computer, 1
9...Magnetic disk device, 20...Paper tape reader, 21...Data typewriter, 22...Printer plotter, 31...CRT, 32...Display range, 33...X-axis position display, 34...Y Axis position display, 35...High brightness display portion, 70...Scanning locus, 80...Distance amplitude correction device.

【特許請求の範囲】[Claims]

1 一側縁中央部に切欠きを有するジルコニウム
合金製試験片の前記切欠きの先端部周辺に前記側
縁と平行な圧縮応力を生ずるように繰返し荷重を
かけ、前記切欠きの先端に疲れ亀裂を発生させた
後、前記試験片を温度の変動する水中に所定期間
浸漬して取出し、引張負荷を与えて破壊させ、そ
の亀裂強度から前記試験片の水素脆化を監視する
ことを特徴とするジルコニウム合金材の水素脆化
監視試験方法。 2 特許請求の範囲第1項に記載の方法におい
て、前記試験片に繰返し荷重をかける段階が、前
記切欠きを中心とした短いスパンの一対の第一支
点で前記試験片の切欠きの存在する側縁を支持す
るとともに前記切欠きの存在しない側縁を前記第
一支点のスパンよりも長いスパンの一対の第二支
点で支持し、前記第一及び第二の支点から前記試
験片の側縁に直角な互いに逆向きの繰返し荷重を
1. A zirconium alloy specimen having a notch in the center of one side edge is repeatedly loaded around the tip of the notch to generate a compressive stress parallel to the side edge, and a fatigue crack is generated at the tip of the notch. After the test piece is generated, the test piece is immersed in water at a varying temperature for a predetermined period of time, taken out, and subjected to a tensile load to cause it to break. Hydrogen embrittlement of the test piece is monitored from the crack strength. Hydrogen embrittlement monitoring test method for zirconium alloy materials. 2. In the method according to claim 1, the step of repeatedly applying a load to the test piece is performed at a pair of first supporting points of a short span centered on the notch, where the notch exists in the test piece. While supporting the side edge, the side edge where the notch does not exist is supported by a pair of second fulcrums with a span longer than the span of the first fulcrum, and from the first and second fulcrums to the side edge of the test piece. cyclic loads in opposite directions perpendicular to

Claims (1)

超音波信号の振幅を距離に応じて補正する距離
振幅補正装置と、 前記位置信号および前記受信された超音波信号
を取り込み当該超音波信号の波高値が所定の距離
振幅補正レベルを越えた部分について前記距離振
幅補正装置を介して前記超音波探傷器内の増幅器
の利得を変更させ前記所定の距離振幅補正レベル
を越えた部分の直前から直後までを再度超音波探
傷させ前記所定の距離振幅補正レベルを越えた部
分が無くなつたときに前記受信された超音波信号
を記憶装置に記憶させるデータ収録用コンピユー
タと、 前記位置信号および前記超音波信号を用いて前
記マルチビーム超音波探触子の移動軌跡を表示す
るときに波高値が前記所定の距離振幅補正レベル
を越えた部分の輝度を変化させて表示する軌跡表
示装置と、 前記記憶装置に記憶されたデータをオフライン
処理しかつ少なくとも探傷結果を図表として出力
するデータ処理部とを含む超音波探傷装置。
a distance amplitude correction device that corrects the amplitude of an ultrasonic signal according to the distance; The gain of the amplifier in the ultrasonic flaw detector is changed through the distance amplitude correction device, and the area from immediately before to immediately after the portion exceeding the predetermined distance amplitude correction level is ultrasonically tested again to the predetermined distance amplitude correction level. a data recording computer that stores the received ultrasonic signal in a storage device when there is no longer a part beyond the ultrasonic probe; A trajectory display device that changes and displays the brightness of a portion where the peak value exceeds the predetermined distance amplitude correction level when displaying the trajectory; An ultrasonic flaw detection device including a data processing unit that outputs data as a chart.
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JPS5267688A (en) * 1975-12-03 1977-06-04 Toshiba Corp Ultrasonic flaw detector
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