JPH02216050A - 鋼板用超音波自動探傷装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、搬送テーブル上を搬送されてくる鋼板の内
部に存在する欠陥を超音波を利用して検査する鋼板用超
音波自動探傷装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に数Ｕから数十駄の厚さの鋼板を超音波探触子を用
いて自動的に非破壊検査する超音波自動探傷装置には、
大きく分ばて二つの探傷方法がある。

その第一の方法は第４図に示す方法で、（１）は被検鋼
板、（２）は鋼板の中央部を探傷するインサイド探傷機
構、（３）は鋼板の幅方向の板端いわゆるエツジを探傷
するエツジ探傷機構、（４）は鋼板の幅方向に走行し、
先端部及び後端部の板端を探傷するトップ・ボトム探傷
機構を表し、（３）は両端用として２台の装置が必要で
ある。

この図において、（２）のインサイド探傷機構の中にあ
る１１〜工５は中央部探傷用の探触子群を表し。

図示していない探触子保持機構にて保持され、探傷時適
当なる圧力で被検鋼板に押しつけられ９才た接触媒質の
水も同時に噴射される。才たＴＢはトップ及びボトム探
傷用の探触子又は探触子群。

Ｅｌ及びＥ２（４エツジ探傷用の探触子又は探触子群を
表し、中央部探傷用の探触子と同様に図示していない探
触子保持機構にて保持されている。

いま鋼板が矢印の（支）の方向に搬送されてくる場合、
鋼板（１）の先端が探触子ＴＢのあるトップ探傷位置に
到達したとき、鋼板は停止し探触子保持機構はエアシリ
ンダー等にて接板させられ、トップ・ボトム探傷機構が
板幅方向に走行しながら鋼板トップ部の探傷を行う。ト
ップ部の探傷が完了すると、鋼板（１）は再び（７）の
方向に搬送され、先端が工１〜■５のインサイド探触子
の直下に到達したとき、インサイド探触子保持機構はエ
アシリンダー等にて接板させられて鋼板中央部の探傷を
行う。

インサイド探触子の探傷軌跡は第４図中Ｓ１１〜ＳＩ５
で示されている。次に鋼板の先端がエツジ探触子Ｅ１．
Ｅ２の直下に到達したとき、Ｅｌ。

Ｅ２は接板させられ板側端の探傷を行う。エツジ探触子
の探傷軌跡は第４図中それぞれＳＥＩ、　ＳＦ３で示さ
れている。第４図の探傷方法においては。

鋼板のトップ端及びボトム端を除いて探傷軌跡と搬送方
向とが一致しており、一般にＹ走査探傷と呼ばれている
。

次に第二の方法は第５図に示す方法である。第５図にお
いて（１）は被検鋼板、（２１はインサイド探傷機構、
（３１はエツジ探傷機構、　　１１〜Ｉ５は中央部探傷
用の探触子ヌは探触子群を表している。

この図において鋼板（１）が（至）の方向に搬送され。

鋼板の先端が探触子１１の面下に到達したとき鋼板（１
）は搬送を停止され、探触子工１〜■５　は全て接板す
る。次にインサイド探傷機構（２）は矢印（イ）の方向
に自走し、第５図における上方の板端まで到達すると、
探触子■１〜Ｉ５は離板する、　この方法では一回の走
査で第５図に示すＷの幅だけ搬送方向と直角方向に探傷
される。−回の走査探傷後書ひＷの距離だけ鋼板（１）
は（支）の方向に搬送され。

再び探触子■１〜Ｉ５ｉ接板させた後インサイド探傷機
構全自走させる。以後この動作を繰り返して次々と鋼板
を搬送方向と直交する方向に探傷していく。

第５図は３回目の探傷途中の様子を示しており。

ＳＩｉ〜５Ｉ５ｔｒｉ探触子工１〜Ｉ５の探傷軌跡を表
している。この軌跡は鋼板の搬送方向（７）と直交して
おり、一般にこの探傷方式６ｘ走査探傷と呼んでいる。

第４図及び第５図においては中央部探傷用の探触子群は
便宜上１１〜工５の５個の探触子群で示されている。

第６図は従来の鋼板用超音波自動探傷装置のブロック図
であり１図において（１）は検査される鋼板。

（２）は探傷機構（インサイド探傷機構のみを代表で図
示）、＋５１は鋼板（１）を搬送する搬送ローラ、（６
）は超音波探触子に接続された送受信回路、（７）は送
受信回路（６）から出力された信号によシ鋼板内部の欠
陥有無を判定する欠陥有無判定回路、（８）は欠陥有無
判定回路（７）より出力される判定結果を処理するデー
タ処理部、（９）はデータ処理部（８）で処理された判
定結果を出力・記録する出力機器、００は欠陥有無判定
回路（７）に判定のための区間信号を発生させるケート
発生回路、０３１はパルスジェネレータａつからの信号
を受はデータ炉部（８）にタイミング全知らせるタイミ
ングコントロール部、０４１は鋼板（１）の板厚を設定
する板厚設定部である。

第７図は従来の鋼板用超音波自動探傷装置により、長さ
方向の途中で段階的に板厚が変化する鋼板（１）を検査
した場合の検査仙域を示す断面図である。

次に動作について説明する。鋼板（１１は搬送ローラ（
５）上を矢印団の方向に搬送され図示の位置で停止する
。その後各探触子は鋼板（１）上に接板し、探傷機構（
２）が矢印（イ）の方向に走行することによってて探傷
が開始される。このときタイミングコントロール部ｆ１
３１ではパルスジェネレータ（１！Ｋ）からの搬送距離
パルスを受け、データ処理部（８）に対して鋼板（］）
の搬送方向の位置情報を送る。

鋼板（１）上にある探傷機構に収納され、複数個配置さ
れた超音波探触子は、送受信回路（６）より受けた電気
パルスを超音波に変換して鋼板＋１１に送る。

鋼板（１）に放出された超音波は鋼板（１）の底面また
は鋼板（１）の内部に欠陥があった場合は欠陥部で反射
されて返ってくる。この返ってきた超音波は超音汲探触
子で再び電気信号に変換されて送受信部（６）に送られ
、信号増幅された後、欠陥有無判定回路（７）に送られ
る。欠陥有無判定（ロ）路（７）では、送受信回路で６
１より送られてきた受信信号の中で９時間軸上で鋼板【
１ンの表面から底面エコーの石＠までの区間のみに着目
し、この区間内にあらかじめ設定されたレベル以上の信
号があれば鋼板ｆｉ＋の内部に欠陥有りと判定するもの
である。この鋼板（１）の表面から底面エコー直前まで
の区間信号は一般的に欠陥検出ゲートと称され、この欠
陥検出ゲートは板厚設定部０４＋で設定された板厚をも
とにゲート発生回路ａｃｉで発生さ′ｉ″したものであ
る。ただし近年の鋼板用超音波自動探傷装置では、板厚
の変化に対応させるため底面エコーの位置を検知して欠
陥検出ゲートの後端を修正する機能を持つものが主流と
なっている。この欠陥隆出ゲートの後端位置修正は搬送
に対して少しずつ、つまりかなりの低速で修正されるよ
うになっている。それは通常の鋼板においては板厚変化
の度合いが小さいこと、速いまたは急な底面エコー位置
の変化は内部欠陥であることが多く、連〈欠陥検出ゲー
トの後端を修正させると欠陥を見逃す恐れがある為であ
る。

このようにして鋼板内部の不陥有無を判断した後、デー
タ処理部（８）に各データが集められ、データ処理部（
８１では鋼板の位置情報と重ねて、鋼板（１）の全体の
検査結果をまとめ、出力機器（９）に結果が出力される
。

以上説明した従来の鋼板用超音波自動探傷装置で鋼板（
１）を検査した場合、＊板（１，１が通常のほとんど均
一な板厚であれば、８１］述の欠陥検出ゲートの修正機
能により９表面から底面エコー＠ｉ１］までの欠陥検出
ゲートが設定でき、＃足な検査領域が確保できる。

しかし第７図に示すような板幅方向の途中で段階的に板
厚が変化する鋼板（］）を検査しようとすると、欠陥検
出ゲートがうまく設定できない。鋼板が第７図（で示す
ごとくＡ部、Ｂ部、６部と長さ方向の途中で段階的に板
厚が変化していると、超音波探触子がＡ部からＢ部に移
行するとき、欠陥検出ゲートは即座にＢ部の板厚に対応
できず、しはらくの間は底面エコーを含んだ欠陥検出ゲ
ートとなり、底面エコーを欠陥として誤検出する。また
超音波探触子がＢ部から６部に移行するときは。

欠陥検出ゲートは即座に６部の板厚に対応できず。

ある程度の距離を経過した後、６部の板厚に対応した欠
陥検出ゲートとなる為、Ｂ部から６部に移行した直後、
底面側の未探傷旬域が増える。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の鋼板用超音波自動探傷装置は９以上のように構成
されているので、長さ方向の途中で段階的に板厚が変イ
ヒする鋼板を検査するとき、厚い板から薄い板に変化し
た場合は、欠陥検出ゲート内に底面からの反射エコーが
飛び込み、それを欠陥として誤検出し、菫た薄い板から
厚い板に変化した場合は欠陥検出ゲート後端が即座に底
面近傍まで追従しないため、底面側にある程度の未探傷
領域が発生するという問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、板幅方向の途中で段階的に板厚が変化する
鋼板を検査しても、底面エコーをｒ！］） 欠陥として誤検出せず１寸た板厚方向の不感帯をできる
だけ小さくする鋼板用超音波自動探傷装置をイ幻ること
を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る鋼板用超音波自動探傷装＠は。

板幅方向の途中で段階的に板厚が変化する鋼板の板厚お
よび板厚変化点を設定して訃〈板情報設定部と、板厚変
化Ａを超音波探触子の位置までシフトする板厚シフト回
路とを具備したものである。

またこの発明の別の発明はさらに探触子の走査方向によ
って変る段差の方向を検出する板厚変化方向検出部を設
けたものである。

〔作用〕

この発明における鋼板用超音波自動探傷装置は。

板厚変化点において即座に欠陥検出ゲートを変化させる
ことが可能となり、板幅方向の途中で段階的に板厚が変
化する鋼板の検査において、誤検出を防ぎ、なおかつ禾
探傷佃域ヲｌＪ１さくすることができるものである。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図に基、ついて説明する。第
１図において０１）は板情報設定部口？で設定された板
厚を超音波探触子（２）の位置に達する寸でシフトする
板厚シフト回路、（１ｚは鋼板（１）の板厚および板厚
変化点を設定する板情報設定部、０＆は通過検知センサ
Ｓおよびパルスジェネレータａｓカラの信号を受け、デ
ータ処理部（８）および板厚シフト回路０１）にタイミ
ングを知らせるタイミングコントロール部である。

第２図は、第１図にさらに板厚変化方向検出部０′＋１
を具備した。この発明の第２の実施例を示したものであ
る。

第３図はこの発明による鋼板用超音波自動探傷装置によ
り、板幅方向の途中で段階的に板厚が変化する鋼板（］
）を検査した場合の検査佃域を示す断面図である。

次にこの発明の第１の実施例の動作について説明する。

第１図において、鋼板（１１は搬送ローン（５）上を矢
印（７）の方向に搬送され１図示の位置で停止する。そ
の後、各探触子は鋼板（１＋上に振板し、探傷機構（２
）が矢印（イ）の方向に走行することによって探傷が開
始される。

このときタイミングコントロール部（Ｉ３１では、パル
スジェネレータ（１つからの走査距離パルスを受はデー
タ処理部（８）および板厚シフト回路０１）に対して探
触子の板幅方向の位置情報を送る。１だ、板幅方向の途
中で段階的に板厚が変化する鋼板（１）を検査する場合
は、あらかじめ板情報設定部０ｚに鋼板ｉ１１の複数個
の板厚およびそれぞれの板厚の変化点を入力しておき、
この値が板厚シフト回路１１）に送られる。板厚シフト
回路（１１１では、タイミングコントロール部０３より
送られてくる走査距離パルスにより、板厚を設定された
板厚変化点才でシフトし。

超音波探触子がちょうど板厚変化点に達したとき。

次の板厚をゲート発生回路時に出力するようにする。ゲ
ート発生回路０σでは指定された板厚により。

欠陥検出ゲートを発生させ、欠陥有無判定回路（７）に
送られる。

一万、鋼板（１）上にある探傷機構に収納され、複数個
配置された超音波探触子は送受信回路で６１より受けた
電気パルスを超音波に変押して鋼板（１）に送る。鋼板
（１）に放出された超音波は鋼板（１）の底面または鋼
板（１）の内部に欠陥があった場合は欠陥部で反射され
て返ってくる。この返ってきた超音波は超音波探触子で
再び電気パルスに変換されて送受信回路＋６１１ｃ送ら
れ、信号増幅された後、欠陥有無判定回路（７）に送ら
れる。欠陥有無判定回路（７）では送受信回路（６）か
らの受信信号に前述の欠陥検出ゲトをかけて、ゲート内
の受信信号であらかじめ設定されたレベル以上の信号が
あれば鋼板（１）の内部に欠陥有りと判断し、結果をデ
ータ処理部（８）に送る。データ処理部（８）では鋼板
の位置情報と重ねて鋼板（１）の全体の検査結果を１と
め、出力機器（９）に結果が出力される。

なお、欠陥検出ケートの長さは、板厚シフト回路旧）か
ら伯だ板厚に対して若干短かくすることにより、欠陥ゲ
ートの後端は常に底面エコーの百罰にするものとする。

以上言兄明した鋼板用超音波自動探傷装置で、板幅方向
の途中で段階的に板厚が変化する鋼板（１）を検査した
場合の検査仰域を第３図に示す。この方式では、鋼板（
１）がＡ部、Ｂ部、Ｃ部と段階的に板厚が変わっても、
板厚変什点において、自動的に次の板厚に対応した欠陥
検出ゲー１−が設定されるため、常に底面側の未探傷領
域をできるだけ小さく、一定に保つことができる。

次に第２図により、この発明の第２の実施例について説
明する。この例は第１の実施例にさらに板厚変化方向検
出部＋１７）を設けたものである。この板厚変化方向検
出部側には機構制御Ｍｕｅからの探触子走査方向信号と
、板情報設定部０ｚからの板厚信号が入力され２両者を
論理判断することによって段差の方向が演算される。こ
の段差の方向は板厚シフト回路旧１に指示され、探触子
の走育方向に対して薄板から厚板に変化する場合は探触
子が板厚変化部を通り過ぎてからゲート長さを厚板に対
応して長くし、厚板から薄板に変化する場合な探触子が
板厚変化部を通過する＾ｊ］にゲート長さを薄板に対応
して短くするように制御される。その結果、板厚変化部
においても誤検出なく、より確実にゲート長さを板厚に
追従させることが実現可能となる。

なお上記第１の実施例では、板情報設定部として記載し
たが、こわ、は、上位計算機等からの情報設定という形
であってもよく、上記実施例と同様の効果を得ることが
できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば板厚の変イヒ部を超音
波探触子が通過するタイミングにおいて。

ゲート発生回路のゲート長さ全板厚に応じて変えるよう
に構成したので、板幅方向の途中で段階的に板厚が変化
する鋼板を検査するとき、未探傷領域を小さくすること
ができるとともに、底面エコを欠陥として誤検出するこ
ともない、

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例による鋼板用超音波自
動探傷装置の構成図、第２図はこの発明の第２の実施例
を示す構成図、第３図はこの発明による実施例で検査し
た場合の鋼板の検査領域を示す図、第４図はＸ走査の鋼
板用超音波自動探傷ｇ置を示す構成図、第５図ばＸ走査
の鋼板用超音波自動探傷装置を示す構戚図、第６図は従
来の鋼板用超音波自動探傷装置を示すブロック図、第７
図は従来の鋼板用超音波自動探傷装置で検査した場合の
鋼板の検査領域を示す図である。 図において、（１）は鋼板、（２）はインサイド探傷機
構、（３）はエツジ探傷機構、（４）はドッグ・ボトム
探傷機構、（５）は搬送ローラ、（６）は送受信回路、
（７）は欠陥有無判定回路、（８）はデータ処理部、（
９）け出力機器、αＯはゲート発生回路、■）は板厚シ
フト同州。 α２は板情報設定部、　＋ｌ：ｌはタイミングコントロ
ール部、０４］は板厚設定部、（１つはパルスジェネレ
ータ。 ａＳは機構制御部、ａｎｄ板厚変（Ｅ方向検出部である
。 なお２図中、同一符号は同一または和尚部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板幅方向の途中で段階的に板厚が変化する鋼板を
   、その段差に対して直交する方向に探触子を走査させて
   探傷する鋼板用超音波自動探傷装置において、超音波を
   発生および受信するために設けられた複数個の超音波探
   触子と、前記各、探触子を収納し、鋼板表面に探触子を
   接触させながら走査するための探傷機構と、前記探傷機
   構を走行駆動するための機構制御部と、前記各探触子に
   接続された送受信回路と、前記送受信回路の受信信号よ
   り欠陥有無を判定する欠陥有無判定回路と、前記欠陥有
   無判定回路の出力信号を処理するデータ処理部と、前記
   欠陥有無判定回路に受信信号から必要な部分のみを取り
   出すゲートを発生させるゲート発生回路と、検査する鋼
   板の板厚および板厚変化位置を設定しておく板情報設定
   部と、上記ゲート発生回路に対して探触子が前記の板厚
   変化部を通過するタイミングまで板厚設定値をシフトし
   、上記板厚変化部を探触子が通過するタイミングにおい
   て、前記ゲート発生回路のゲート長さを板厚に応じて変
   える板厚シフト回路とを具備したことを特徴とする鋼板
   用超音波自動探傷装置。
2. （２）前記の機構制御部から得られる探触子走査方向信
   号と、板情報設定部から得られる板厚信号とを入力とす
   る板厚変化方向検出回路を具備し、探触子の走査方向に
   対して薄板から厚板に変化する場合は探触子が板厚変化
   部を通り過ぎてからゲート長さを厚板に対応して長くし
   、厚板から薄板に変化する場合は探触子が板厚変化部を
   通過する前にゲート長さを薄板に対応して短くするよう
   に前記板厚シフト回路を制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の鋼板用超音波自動探傷装置
   。