JPH0254505B2 - - Google Patents
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- JPH0254505B2 JPH0254505B2 JP57220443A JP22044382A JPH0254505B2 JP H0254505 B2 JPH0254505 B2 JP H0254505B2 JP 57220443 A JP57220443 A JP 57220443A JP 22044382 A JP22044382 A JP 22044382A JP H0254505 B2 JPH0254505 B2 JP H0254505B2
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は金属、非金属材料の表面及び内部欠陥
寸法を超音波探傷法によつて測定する超音波探傷
装置に関するものである。
寸法を超音波探傷法によつて測定する超音波探傷
装置に関するものである。
構造材料の表面及び内部欠陥は、構造強度上、
重大な欠陥と見做される場合が多く、従つてこれ
らの欠陥の寸法の推定を行ううえでその精度を高
めることは非破壊検査技術の分野で重要な課題と
なつている。
重大な欠陥と見做される場合が多く、従つてこれ
らの欠陥の寸法の推定を行ううえでその精度を高
めることは非破壊検査技術の分野で重要な課題と
なつている。
このため、従来より材料の表面及び内部欠陥寸
法を超音波探傷法で推定するため、第１図ａ，ｂ
に示すように、検査対象材料即ち、被検体Ｍの表
面に表面波探触子PBを接触させ、この表面波探
触子PBにより表面波Ｗを発生させてそのエコー
を捕え、ブラウン管等の表示装置DpにＡスコー
プ表示させ、表面波Ｗのビーム路程変化から推定
する方法や欠陥先端部での超音波散乱エコーを捕
えて推定する方法などが試みられている。（尚、
CLは被検体表面のき裂を示している。） しかしながら、表面波を用いる方法では第１図
ｂの如く欠陥面が密着している場合には欠陥面に
沿つた超音波の伝播が十分ではなく、欠陥端から
の表面波の反射が十分な感度で検出し得ない。
法を超音波探傷法で推定するため、第１図ａ，ｂ
に示すように、検査対象材料即ち、被検体Ｍの表
面に表面波探触子PBを接触させ、この表面波探
触子PBにより表面波Ｗを発生させてそのエコー
を捕え、ブラウン管等の表示装置DpにＡスコー
プ表示させ、表面波Ｗのビーム路程変化から推定
する方法や欠陥先端部での超音波散乱エコーを捕
えて推定する方法などが試みられている。（尚、
CLは被検体表面のき裂を示している。） しかしながら、表面波を用いる方法では第１図
ｂの如く欠陥面が密着している場合には欠陥面に
沿つた超音波の伝播が十分ではなく、欠陥端から
の表面波の反射が十分な感度で検出し得ない。
また、欠陥先端での超音波散乱エコーを二探触
子法で検出して推定する方法では欠陥先端部位置
が不明であるため、欠陥端部に精度良く超音波を
入射させるには超音波探触子を高精度に走査させ
る必要があり、送受信用の探触子の走査に複雑な
治具を必要としていた。
子法で検出して推定する方法では欠陥先端部位置
が不明であるため、欠陥端部に精度良く超音波を
入射させるには超音波探触子を高精度に走査させ
る必要があり、送受信用の探触子の走査に複雑な
治具を必要としていた。
さらに従来、一探触子法による欠陥端部での超
音波反射波（エコー）が高くなることに注目した
端部ピークエコー法により、欠陥先端部を検出す
る方法も用いられているが、欠陥面への超音波ビ
ームの入射角度によつては十分な端部ピークが検
出できない。
音波反射波（エコー）が高くなることに注目した
端部ピークエコー法により、欠陥先端部を検出す
る方法も用いられているが、欠陥面への超音波ビ
ームの入射角度によつては十分な端部ピークが検
出できない。
また、欠陥が被検体裏面より生じている場合に
は第２図に示すように欠陥である表面き裂CLと
被検体裏側面で形成されるコーナ部Cnからのエ
コーUE1がき裂CLの末端部側からのエコーUE2
より強く、従つて、欠陥長さが短い場合には探触
子走査に伴う欠陥端部でのエコーのピークは分離
して検出し得ない。
は第２図に示すように欠陥である表面き裂CLと
被検体裏側面で形成されるコーナ部Cnからのエ
コーUE1がき裂CLの末端部側からのエコーUE2
より強く、従つて、欠陥長さが短い場合には探触
子走査に伴う欠陥端部でのエコーのピークは分離
して検出し得ない。
尚、第２図において表示装置Dp上のＡスコー
プ像SA1，SA2は前者がX1位置において検出した
エコーUE1の像、後者がX2位置において検出し
たエコーUE2像である。
プ像SA1，SA2は前者がX1位置において検出した
エコーUE1の像、後者がX2位置において検出し
たエコーUE2像である。
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、材
料の表面および内部の欠陥寸法を超音波送信用お
よび受信用の二つの探触子を固定したまま、超音
波ビームの送波方向および受波方向を電子的に順
次変更して超音波ビームの送受方向及び最大エコ
ー高さの推移、最小ビーム路程の推移およびそれ
らの値を測定してこれらをもとに高精度に欠陥寸
法の値を知ることができるようにした超音波探傷
装置を提供することを目的とする。
料の表面および内部の欠陥寸法を超音波送信用お
よび受信用の二つの探触子を固定したまま、超音
波ビームの送波方向および受波方向を電子的に順
次変更して超音波ビームの送受方向及び最大エコ
ー高さの推移、最小ビーム路程の推移およびそれ
らの値を測定してこれらをもとに高精度に欠陥寸
法の値を知ることができるようにした超音波探傷
装置を提供することを目的とする。
即ち、本発明は上記目的を達成するため、複数
の超音波振動子を並設して成り、所定の間隔を隔
てて被検体表面に配される電子走査法による超音
波送信用の振動子群及び受信用の振動子群と、前
記送信用振動子群の各々の振動子に送信パルスを
与えられた超音波送波方向角度を得ることのでき
る遅延時間で各々与える超音波送信制御手段と、
前記受信側振動子群の各々の振動子の受波出力を
与えられた超音波受波方向角となる遅延時間をも
つて加算合成する遅延加算手段と、この加算合成
された受波出力の所定時間の領域内にある最大レ
ベルまたは該最大レベルと最小伝播時間を検出す
る信号処理手段と、前記遅延加算手段に超音波送
波に対応して順次受波方向角度を変えるべく該受
波方向角度を切換えて与え受波方向を扇状に変化
させる手段と、この扇状の受波方向変化を終了す
る毎に超音波送波方向角度を切換えてこれを前記
超音波送信制御手段に与え、送波方向を扇状に変
化させる手段と、前記信号処理手段の検出出力を
もとに前記各送波方向の最大受波信号レベルが得
られる送波方向角度または送波方向角度及び最小
伝播時間を知り、これらをデータとして登録する
手段と、これらデータをもとに被検体厚、送受信
用の超音波振動子群間の配設距離及び送、受波方
向角度が超音波反射点位置と幾何学的関係が得ら
れることを利用して前記最大受波信号レベルの複
数の極大点における各々の送波方向角度または送
受波方向角度または送受波方向角度及び超音波ビ
ームの最小伝播時間を用いて被検体内の欠陥部寸
法を算定する手段とより構成し、送信用、受信用
の各々異なる超音波振動子群を被検体表面に所定
間隔を置いて配設し、両超音波振動子群はともに
扇状電子走査を行つて超音波の反射経路を変えつ
つエコーの大きな反射経路を各送波方向角度別に
調べ、被検体内に欠陥部があれば欠陥部の端部で
の散乱が生じ、被検体底面での反射とともに前記
送波方向角度毎の最大受波レベル特性に極大点が
複数生じ、且つこのときの送受波方向角度、送受
信用超音波振動子群の配設間隔、被検体厚、超音
波の最小伝播時間と欠陥の寸法との間に幾何学的
な関係があることを利用してこれらより欠陥部の
寸法を算定するようにする。
の超音波振動子を並設して成り、所定の間隔を隔
てて被検体表面に配される電子走査法による超音
波送信用の振動子群及び受信用の振動子群と、前
記送信用振動子群の各々の振動子に送信パルスを
与えられた超音波送波方向角度を得ることのでき
る遅延時間で各々与える超音波送信制御手段と、
前記受信側振動子群の各々の振動子の受波出力を
与えられた超音波受波方向角となる遅延時間をも
つて加算合成する遅延加算手段と、この加算合成
された受波出力の所定時間の領域内にある最大レ
ベルまたは該最大レベルと最小伝播時間を検出す
る信号処理手段と、前記遅延加算手段に超音波送
波に対応して順次受波方向角度を変えるべく該受
波方向角度を切換えて与え受波方向を扇状に変化
させる手段と、この扇状の受波方向変化を終了す
る毎に超音波送波方向角度を切換えてこれを前記
超音波送信制御手段に与え、送波方向を扇状に変
化させる手段と、前記信号処理手段の検出出力を
もとに前記各送波方向の最大受波信号レベルが得
られる送波方向角度または送波方向角度及び最小
伝播時間を知り、これらをデータとして登録する
手段と、これらデータをもとに被検体厚、送受信
用の超音波振動子群間の配設距離及び送、受波方
向角度が超音波反射点位置と幾何学的関係が得ら
れることを利用して前記最大受波信号レベルの複
数の極大点における各々の送波方向角度または送
受波方向角度または送受波方向角度及び超音波ビ
ームの最小伝播時間を用いて被検体内の欠陥部寸
法を算定する手段とより構成し、送信用、受信用
の各々異なる超音波振動子群を被検体表面に所定
間隔を置いて配設し、両超音波振動子群はともに
扇状電子走査を行つて超音波の反射経路を変えつ
つエコーの大きな反射経路を各送波方向角度別に
調べ、被検体内に欠陥部があれば欠陥部の端部で
の散乱が生じ、被検体底面での反射とともに前記
送波方向角度毎の最大受波レベル特性に極大点が
複数生じ、且つこのときの送受波方向角度、送受
信用超音波振動子群の配設間隔、被検体厚、超音
波の最小伝播時間と欠陥の寸法との間に幾何学的
な関係があることを利用してこれらより欠陥部の
寸法を算定するようにする。
以下、本発明の一実施例について第３図〜第９
図を参照しながら説明する。
図を参照しながら説明する。
本発明は電子走査（電子スキヤン）方式の超音
波装置を用いて探傷を行うようにしたものであ
る。
波装置を用いて探傷を行うようにしたものであ
る。
ここで、電子走査方式とは複数の超音波振動子
を並列に配設した超音波探触子を用い、リニア・
電子スキヤン・モードであれば、前記超音波振動
子を複数素子で１単位としてこの１単位の超音波
振動子について励振を行い、超音波発振を行う。
を並列に配設した超音波探触子を用い、リニア・
電子スキヤン・モードであれば、前記超音波振動
子を複数素子で１単位としてこの１単位の超音波
振動子について励振を行い、超音波発振を行う。
そして例えば順次１振動子分ずつピツチをずら
しながら１単位の素子の位置が順に変わるように
して励振してゆくことにより、超音波ビームの送
波位置を電子的にずらしてゆくものである。
しながら１単位の素子の位置が順に変わるように
して励振してゆくことにより、超音波ビームの送
波位置を電子的にずらしてゆくものである。
そして、超音波ビームがビームとして集束する
ように、励振される超音波振動子はビームの中心
側に位置するものと側方に位置するものでは励振
のタイミングをずらし、これによつて生ずる超音
波振動子の各発生超音波の位相差を利用して放射
される超音波を集束させる。これを電子フオーカ
スと云う。
ように、励振される超音波振動子はビームの中心
側に位置するものと側方に位置するものでは励振
のタイミングをずらし、これによつて生ずる超音
波振動子の各発生超音波の位相差を利用して放射
される超音波を集束させる。これを電子フオーカ
スと云う。
また、セクタ電子スキヤン・モード（扇形走査
モード）であれば、励振させる１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの放射方向が超音波
ビーム１パルス分毎に順次扇形に変るように各振
動子の励振タイミングを方向に応じて変化させて
ゆく。
モード）であれば、励振させる１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの放射方向が超音波
ビーム１パルス分毎に順次扇形に変るように各振
動子の励振タイミングを方向に応じて変化させて
ゆく。
このような電子走査方式の超音波装置は基本的
には励振させた超音波振動子にて超音波のエコー
を捕え、これを電気信号に変換して超音波像を得
る。
には励振させた超音波振動子にて超音波のエコー
を捕え、これを電気信号に変換して超音波像を得
る。
本発明の一実施例を第３図に示す。
図において、１ａは超音波の送信用振動子群、
１ｂは受信用振動子群であり、本発明においては
送波専用受波専用として用いるようにしている。
これらのうち、送信用振動子群１ａは超音波送信
器群２にまた、受信用振動子群１ｂは超音波受信
器群３に結合されている。
１ｂは受信用振動子群であり、本発明においては
送波専用受波専用として用いるようにしている。
これらのうち、送信用振動子群１ａは超音波送信
器群２にまた、受信用振動子群１ｂは超音波受信
器群３に結合されている。
超音波送信器群２は送信パルス遅延制御器４か
らの互いに遅延されたパルス群により各々駆動さ
れ、各超音波送信器に対応した送信用振動子群１
ａ中の振動子を励振して超音波を送波させるもの
である。
らの互いに遅延されたパルス群により各々駆動さ
れ、各超音波送信器に対応した送信用振動子群１
ａ中の振動子を励振して超音波を送波させるもの
である。
また、超音波受信器群３は超音波送波の時点と
同期させて受信用振動子群１ｂにおける各々の受
信用振動子に検出される受波信号を増幅するもの
であり、増幅後の各々の受波信号波形は受信信号
遅延加算器５に入力される。
同期させて受信用振動子群１ｂにおける各々の受
信用振動子に検出される受波信号を増幅するもの
であり、増幅後の各々の受波信号波形は受信信号
遅延加算器５に入力される。
ここで、受信信号遅延加算器５は各々の受波信
号波形を予め設定した時間だけ遅延させ、遅延後
の各々の受波信号波形を時間軸上で加算し、一つ
の受波信号として出力する機能を有している。
号波形を予め設定した時間だけ遅延させ、遅延後
の各々の受波信号波形を時間軸上で加算し、一つ
の受波信号として出力する機能を有している。
さらに本装置においては信号処理器６を設け、
この信号処理器６で前記遅延加算器５により加算
されて得られた受波信号波形の所定時間軸上にゲ
ートを付し、このゲート内の最大エコー高さＰを
検出すると共にゲート内のエコー高さにスレシヨ
ールドレベルを付し、スレシヨールドレベル越え
るエコーのビーム伝播時間（ビーム路程）Ｔを検
出することを可能としている。また、これらのゲ
ート内最大エコー高さＰおよび超音波のビーム路
程Ｔは記録表示器７に出力することを可能として
いる。
この信号処理器６で前記遅延加算器５により加算
されて得られた受波信号波形の所定時間軸上にゲ
ートを付し、このゲート内の最大エコー高さＰを
検出すると共にゲート内のエコー高さにスレシヨ
ールドレベルを付し、スレシヨールドレベル越え
るエコーのビーム伝播時間（ビーム路程）Ｔを検
出することを可能としている。また、これらのゲ
ート内最大エコー高さＰおよび超音波のビーム路
程Ｔは記録表示器７に出力することを可能として
いる。
なお、本発明の実施例においては、超音波送波
時の送信パルス遅延制御器４への遅延時間設定な
らびにその変更、また、受信信号遅延加算器５へ
の遅延時間設定ならびにその変更、さらに加算さ
れて得られた受波信号波形への時間軸上のゲート
設定（時間ゲート設定）とスレシヨールドレベル
設定はすべてコンピユータ８によりプログラムに
よつて行うことができるようにしており、時間ゲ
ート内の最大エコー高さＰおよび超音波のビーム
路程Ｔもコンピユータ８のプログラムに従つて検
出し、記録表示器７に出力させるものである。
時の送信パルス遅延制御器４への遅延時間設定な
らびにその変更、また、受信信号遅延加算器５へ
の遅延時間設定ならびにその変更、さらに加算さ
れて得られた受波信号波形への時間軸上のゲート
設定（時間ゲート設定）とスレシヨールドレベル
設定はすべてコンピユータ８によりプログラムに
よつて行うことができるようにしており、時間ゲ
ート内の最大エコー高さＰおよび超音波のビーム
路程Ｔもコンピユータ８のプログラムに従つて検
出し、記録表示器７に出力させるものである。
次に上記構成の本装置の動作について説明す
る。
る。
本装置においては送信用振動子群１ａと受信用
振動子群１ｂを所望間隔を離して被検体Ｍの表側
面上に配設する。
振動子群１ｂを所望間隔を離して被検体Ｍの表側
面上に配設する。
そして、送信パルス遅延制御器４から互いに遅
延されたパルス群を超音波送信器群２に送り、こ
れら超音波送信器群２の各超音波送信器を各々駆
動し、これによつて各超音波送信器に対応した送
信用振動子を励振して超音波ビームを送波する。
延されたパルス群を超音波送信器群２に送り、こ
れら超音波送信器群２の各超音波送信器を各々駆
動し、これによつて各超音波送信器に対応した送
信用振動子を励振して超音波ビームを送波する。
このようにして送波された超音波ビームは被検
体Ｍ内を伝播して反射し、その反射波即ちエコー
は受信用振動子群１ｂに入射して各々の振動子に
より受波される。そして、受信用振動子群１ｂの
各振動子出力は超音波受信器３の対応する受信器
に入力される。
体Ｍ内を伝播して反射し、その反射波即ちエコー
は受信用振動子群１ｂに入射して各々の振動子に
より受波される。そして、受信用振動子群１ｂの
各振動子出力は超音波受信器３の対応する受信器
に入力される。
超音波受信器群３は超音波送波時点と同期して
各々の受信用振動子に検出される受波信号を増幅
するものであり、各々の受波信号は受信信号遅延
加算器５に入力される。
各々の受信用振動子に検出される受波信号を増幅
するものであり、各々の受波信号は受信信号遅延
加算器５に入力される。
ここで、受信信号遅延加算器５は各々の受波信
号波形を予め設定した時間だけ遅延させ、遅延さ
れた各々の受波信号波形を時間軸上で加算し、一
つの受波信号波形として出力する。
号波形を予め設定した時間だけ遅延させ、遅延さ
れた各々の受波信号波形を時間軸上で加算し、一
つの受波信号波形として出力する。
この遅延加算された信号は信号処理器６に送ら
れ、ここで、この加算されて得られた受波信号波
形の所定時間軸上にゲート（時間ゲート）を付し
て該ゲート内の最大エコー高さＰを検出すると共
に時間ゲート内のエコー高さにスレシヨールドレ
ベルを付し、スレシヨールドレベルを越えるエコ
ーのビーム伝播時間（ビーム路程）Ｔが検出され
る。
れ、ここで、この加算されて得られた受波信号波
形の所定時間軸上にゲート（時間ゲート）を付し
て該ゲート内の最大エコー高さＰを検出すると共
に時間ゲート内のエコー高さにスレシヨールドレ
ベルを付し、スレシヨールドレベルを越えるエコ
ーのビーム伝播時間（ビーム路程）Ｔが検出され
る。
そして、これら時間ゲート内最大エコー高さＰ
およびビーム路程Ｔは記録表示器７に出力され、
記録、表示される。
およびビーム路程Ｔは記録表示器７に出力され、
記録、表示される。
なお、超音波送波時の送信パルス遅延制御器４
への遅延時間設定、並びにその変更、また、受信
信号遅延加算器５への遅延時間設定ならびにその
変更、更に加算されて得られた受信信号波形への
時間軸上のゲート設定とスレシヨールドレベル設
定はすべてコンピユータ８のプログラムによつて
設定可能としており、上記ゲート内の最大エコー
高さＰおよび超音波ビーム伝播時間Ｔもコンピユ
ータ８のプログラムに従つて検出し、記録表示器
７に出力させるものである。
への遅延時間設定、並びにその変更、また、受信
信号遅延加算器５への遅延時間設定ならびにその
変更、更に加算されて得られた受信信号波形への
時間軸上のゲート設定とスレシヨールドレベル設
定はすべてコンピユータ８のプログラムによつて
設定可能としており、上記ゲート内の最大エコー
高さＰおよび超音波ビーム伝播時間Ｔもコンピユ
ータ８のプログラムに従つて検出し、記録表示器
７に出力させるものである。
以上は本装置の基本的動作を示すものであるが
本発明はこのような装置を用い、送、受波ともセ
クタスキヤンを行うようにするが、一つのビーム
送波方向角度毎に受波側は扇形走査で受波を行つ
て（その逆でも可能）、扇形走査時の受波方向に
伴うエコー高さ変化或いはビーム路程の変化から
被検体表面或いは内部の欠陥寸法を知るものであ
る。
本発明はこのような装置を用い、送、受波ともセ
クタスキヤンを行うようにするが、一つのビーム
送波方向角度毎に受波側は扇形走査で受波を行つ
て（その逆でも可能）、扇形走査時の受波方向に
伴うエコー高さ変化或いはビーム路程の変化から
被検体表面或いは内部の欠陥寸法を知るものであ
る。
次にその詳細を説明する。
第４図は本発明による装置を用いて平板の裏面
からの欠陥寸法を推定する場合におけるコンピユ
ータ８のプログラム内容を示すフローチヤート例
である。
からの欠陥寸法を推定する場合におけるコンピユ
ータ８のプログラム内容を示すフローチヤート例
である。
このフローチヤート例に従い無欠陥の平板を探
傷した例を第５図に示す。
傷した例を第５図に示す。
第５図ａに示すように被検体Ｍの表面に適宜な
る間隔をおいて送信用振動子群１ａと受信用振動
子群１ｂを配置し、そのコンピユータ８を作動さ
せて第１のステツプＳ１を実行させる。これによ
りコンピユータ８はαなる送波方向で超音波ビー
ムUB1を送波させるべく、送信パルス遅延制御器
４を制御する。これにより、超音波送信器群２は
αなる送波方向となるような遅延時間をもつて各
送信用振動子に遅延パルスを与え、これを駆動さ
せる。
る間隔をおいて送信用振動子群１ａと受信用振動
子群１ｂを配置し、そのコンピユータ８を作動さ
せて第１のステツプＳ１を実行させる。これによ
りコンピユータ８はαなる送波方向で超音波ビー
ムUB1を送波させるべく、送信パルス遅延制御器
４を制御する。これにより、超音波送信器群２は
αなる送波方向となるような遅延時間をもつて各
送信用振動子に遅延パルスを与え、これを駆動さ
せる。
これにより、送信用振動子群１ａから送波方向
角度αで被検体Ｍ内に超音波ビームUB1が送波さ
れる。
角度αで被検体Ｍ内に超音波ビームUB1が送波さ
れる。
次にコンピユータ８は第２のステツプＳ２を実
行し、超音波受波方向角度θを与えて受信信号遅
延加算器５に受波方向がθなる角度方向からの超
音波が得られるように遅延時間を設定する。従つ
て、受信用振動子群１ｂにより得られた反射超音
波は超音波受信器群３により増幅された後、受信
信号遅延加算器５で遅延加算され信号処理器６に
与えられる。
行し、超音波受波方向角度θを与えて受信信号遅
延加算器５に受波方向がθなる角度方向からの超
音波が得られるように遅延時間を設定する。従つ
て、受信用振動子群１ｂにより得られた反射超音
波は超音波受信器群３により増幅された後、受信
信号遅延加算器５で遅延加算され信号処理器６に
与えられる。
この遅延加算後の信号は受波方向角度θなる方
向の超音波エコーの受波を行うような遅延時間に
設定されているため、このθ方向からのエコーの
レベルに対応したものとなる。
向の超音波エコーの受波を行うような遅延時間に
設定されているため、このθ方向からのエコーの
レベルに対応したものとなる。
次にコンピユータ８は第３のステツプＳ３を実
行し、ゲート内最大エコー高さを検出する。これ
は信号処理器６において前記遅延加算された信号
波形の所定時間軸上に時間ゲートを付し、ゲート
内の最大エコー高さＰを調べることによつて行
う。
行し、ゲート内最大エコー高さを検出する。これ
は信号処理器６において前記遅延加算された信号
波形の所定時間軸上に時間ゲートを付し、ゲート
内の最大エコー高さＰを調べることによつて行
う。
最大エコー高さＰが得られたならばコンピユー
タ８はこれをα及びθとの対応のもとに一時記憶
すると共に第４のステツプＳ４に移り、これが既
に得られたエコー高さより大きいか否かを判別す
る。そして小さい場合には第２のステツプＳ２に
戻るが、第３のステツプＳ３と平行して第５のス
テツプＳ５も実行し、時間ゲート内におけるエコ
ーの最小ビーム路程Ｔの検出を行う。これは超音
波発振時点から受信までの間の最大エコー到来に
要する時間を検出するなどの方法により行える。
そして、次に第６のステツプＳ６を実行してこの
得られたビーム路程が既に得られたビーム路程よ
り小さいか否かを調べ、大きければ前述のＳ４に
移り、小さければ第７のステツプＳ７に移つて時
間ゲート内最小ビーム路程及び受波方向角度の記
憶を行つた後、前述のＳ４に移る。
タ８はこれをα及びθとの対応のもとに一時記憶
すると共に第４のステツプＳ４に移り、これが既
に得られたエコー高さより大きいか否かを判別す
る。そして小さい場合には第２のステツプＳ２に
戻るが、第３のステツプＳ３と平行して第５のス
テツプＳ５も実行し、時間ゲート内におけるエコ
ーの最小ビーム路程Ｔの検出を行う。これは超音
波発振時点から受信までの間の最大エコー到来に
要する時間を検出するなどの方法により行える。
そして、次に第６のステツプＳ６を実行してこの
得られたビーム路程が既に得られたビーム路程よ
り小さいか否かを調べ、大きければ前述のＳ４に
移り、小さければ第７のステツプＳ７に移つて時
間ゲート内最小ビーム路程及び受波方向角度の記
憶を行つた後、前述のＳ４に移る。
そして、Ｓ４において最大エコー高さＰが既に
得られているものより小であればＳ２に移つて、
前述の受波方向角度θの設定を次の予定角度に切
換え設定しなおして、再び前述の動作を行わせ
る。
得られているものより小であればＳ２に移つて、
前述の受波方向角度θの設定を次の予定角度に切
換え設定しなおして、再び前述の動作を行わせ
る。
即ち、ここでは超音波の送波方向角度をαに設
定してこのα方向に超音波の送波を繰り返し、各
送波毎に受信側では受波方向を順次切換えなが
ら、最大エコー高さＰと最小ビーム路程を調べて
ゆく。
定してこのα方向に超音波の送波を繰り返し、各
送波毎に受信側では受波方向を順次切換えなが
ら、最大エコー高さＰと最小ビーム路程を調べて
ゆく。
即ち、超音波の送波方向は特定方向とし、その
送波毎にセクタ位置を変え、これによつて受波の
みセクタスキヤン（扇状走査）を行つて最大エコ
ー高さと最小ビーム路程を求めてゆく。
送波毎にセクタ位置を変え、これによつて受波の
みセクタスキヤン（扇状走査）を行つて最大エコ
ー高さと最小ビーム路程を求めてゆく。
このようにして最小ビーム路程と最大エコー高
さＰが求められたならば次に第８のステツプＳ８
に移り、この求められた最大エコー高さＰと最小
ビーム路程及びこれらの得られた受波方向θを記
憶して第９のステツプＳ９に移る。
さＰが求められたならば次に第８のステツプＳ８
に移り、この求められた最大エコー高さＰと最小
ビーム路程及びこれらの得られた受波方向θを記
憶して第９のステツプＳ９に移る。
Ｓ９では超音波受波方向の走査完了か否かを調
べ受波方向の走査即ち、セクタスキヤンが終了し
ていなければＳ２に戻り、終了していれば第10の
ステツプＳ１０に移る。
べ受波方向の走査即ち、セクタスキヤンが終了し
ていなければＳ２に戻り、終了していれば第10の
ステツプＳ１０に移る。
これによりある送波方向における最大エコー高
さＰと最小ビーム路程及びこれらの得られた受波
方向がわかる。
さＰと最小ビーム路程及びこれらの得られた受波
方向がわかる。
従つて、次にＳ１０ではこれらを記録し、次に
第11のステツプＳ１１に移つて超音波送波方向の
走査が完了したか否か調べ、完了しているならば
作業を終了させ、完了していなければＳ１に移つ
て前述の作業を再び繰り返す。
第11のステツプＳ１１に移つて超音波送波方向の
走査が完了したか否か調べ、完了しているならば
作業を終了させ、完了していなければＳ１に移つ
て前述の作業を再び繰り返す。
即ち、これにより、送信側での送波方向を順に
所定の角度ずつ変えてゆき、各送波方向毎に受信
側ではセクタスキヤンを行つて最大エコー高さと
最小ビーム路程及びそれらが得られる受波方向を
求める。
所定の角度ずつ変えてゆき、各送波方向毎に受信
側ではセクタスキヤンを行つて最大エコー高さと
最小ビーム路程及びそれらが得られる受波方向を
求める。
第５図ｂは無欠陥平板Ｍの探傷例を示すもの
で、無欠陥平板に対し、第５図ａのように超音
波、受用の振動子群１ａ，１ｂを配設し、上述の
ようにして超音波送波方向角度αを所定の角度範
囲だけ変更した時の最大エコー高さの変化の様子
を示す図である。
で、無欠陥平板に対し、第５図ａのように超音
波、受用の振動子群１ａ，１ｂを配設し、上述の
ようにして超音波送波方向角度αを所定の角度範
囲だけ変更した時の最大エコー高さの変化の様子
を示す図である。
この図からわかるように各送波方向毎にセクタ
スキヤンを行いつつ送波方向もセクタスキヤンさ
せる本方式によつて最大エコー高さＰはエコーの
反射方向との関係で送受波方向によつて変わるこ
とになり、送受波方向が一致する角度α0で最大値
P0が得られる。また、各送受波方向別の最大エ
コー高さｐの得られた時点のビーム路程は第５図
ｃに示す如く、送波方向角度αの変化とともに長
くなる。
スキヤンを行いつつ送波方向もセクタスキヤンさ
せる本方式によつて最大エコー高さＰはエコーの
反射方向との関係で送受波方向によつて変わるこ
とになり、送受波方向が一致する角度α0で最大値
P0が得られる。また、各送受波方向別の最大エ
コー高さｐの得られた時点のビーム路程は第５図
ｃに示す如く、送波方向角度αの変化とともに長
くなる。
尚、P0の得られるα0なる角度でのビーム路程
をT0で示す。
をT0で示す。
一方、同一の板厚で裏面にき裂CLがある平板
Ｍの場合、超音波送信用振動子群１ａと受信用の
振動子群１ｂの設置間隔を第５図ａと同一の状態
で、且つき裂CLが両振動子群１ａ，１ｂのほぼ
中間位置に来るようにして探傷すると送波方向角
度α―最大エコー高さＰの関係は第６図ｂの如き
となり、また、送波方向角度α―最小ビーム路程
の関係は第６図ｃの如きとなる。
Ｍの場合、超音波送信用振動子群１ａと受信用の
振動子群１ｂの設置間隔を第５図ａと同一の状態
で、且つき裂CLが両振動子群１ａ，１ｂのほぼ
中間位置に来るようにして探傷すると送波方向角
度α―最大エコー高さＰの関係は第６図ｂの如き
となり、また、送波方向角度α―最小ビーム路程
の関係は第６図ｃの如きとなる。
即ち、平板Ｍの底面による反射及びき裂CLの
端部での乱反射によりP1，P2なる２つの極大点
が生ずる。これは平坦な平板Ｍの底面での乱れの
少ない反射による強いエコーの反射方向と受波方
向が一致する送波方向角度で強い最大エコー高さ
P1が得られることになること及びき裂の端部で
生ずる乱反射を生ずる送波方向角度でP1よりも
レベルの低い最大エコー高さP2が得られること
によるもので、き裂部分による乱反射や減衰が伴
なうため、欠陥のない平板Ｍの場合のようにレベ
ルの大きな単一のピークP0は表われない。
端部での乱反射によりP1，P2なる２つの極大点
が生ずる。これは平坦な平板Ｍの底面での乱れの
少ない反射による強いエコーの反射方向と受波方
向が一致する送波方向角度で強い最大エコー高さ
P1が得られることになること及びき裂の端部で
生ずる乱反射を生ずる送波方向角度でP1よりも
レベルの低い最大エコー高さP2が得られること
によるもので、き裂部分による乱反射や減衰が伴
なうため、欠陥のない平板Ｍの場合のようにレベ
ルの大きな単一のピークP0は表われない。
また、ビーム路程についても第６図ｃのよう
に、き裂CLの端部での反射時などでは路程が短
くなり、特に縦方向に伸びる第６図ａの場合のよ
うなき裂CLでは送波方向角度αに応じて反射が
複雑に変わることによつてT1，T2の少なくとも
二つの極小点が表われる。
に、き裂CLの端部での反射時などでは路程が短
くなり、特に縦方向に伸びる第６図ａの場合のよ
うなき裂CLでは送波方向角度αに応じて反射が
複雑に変わることによつてT1，T2の少なくとも
二つの極小点が表われる。
即ち、第６図ｂに示した最大エコー高さＰの極
大点および最小ビーム路程の極小点が２回生ずる
時の振動子群１ａ，１ｂ及び欠陥（き裂CL）及
び超音波送受波方向の幾何学的関係を示すと第７
図の如きとなる。
大点および最小ビーム路程の極小点が２回生ずる
時の振動子群１ａ，１ｂ及び欠陥（き裂CL）及
び超音波送受波方向の幾何学的関係を示すと第７
図の如きとなる。
図に示す如くα1及びα2なる送波方向角度で最大
エコー高さの極大点が得られるが、α2なる送波方
向角度はき裂CL端部での反射によるものである。
このき裂CLがあるためにα1からα2までの送波方
向角度の間ではき裂面での反射によりビーム路程
が複雑に変化して路程が伸びることから最小ビー
ム路程の極小点T1，T2がこの間の両はしでそれ
ぞれ表われることが理解できる。
エコー高さの極大点が得られるが、α2なる送波方
向角度はき裂CL端部での反射によるものである。
このき裂CLがあるためにα1からα2までの送波方
向角度の間ではき裂面での反射によりビーム路程
が複雑に変化して路程が伸びることから最小ビー
ム路程の極小点T1，T2がこの間の両はしでそれ
ぞれ表われることが理解できる。
ここでａはき裂CLの深さ寸法であり、またθ1，
θ2はそれぞれ最大エコー高さＰの極大値が得られ
る受波方向角度を示している。
θ2はそれぞれ最大エコー高さＰの極大値が得られ
る受波方向角度を示している。
更にｌおよびｄはそれぞれ被検体である平板Ｍ
の板厚および送信用、受信用の振動子群１ａ，１
ｂ間の距離を示している。
の板厚および送信用、受信用の振動子群１ａ，１
ｂ間の距離を示している。
従つてき裂CLの深さ寸法ａは以下に示す各々
の式によつて表わすことができる。
の式によつて表わすことができる。
ａ＝ｌ−ｄ／tanα2＋tanθ2 ……(1)
ａ＝ｌ（tanθ1＋tanα1）−ｄ／tanθ1−tanα2……
(2) ａ＝ｌ・sin（α2−α1）／sin（α2＋α1） ……(3) ａ＝〔ｌ（１／CRcosθ2＋１／CTcosα2）−T2 １／（１／CRcosθ2＋１／CTcosα2） ……(4) ａ＝〔ｌ（１／CRcosθ1＋１／CTcosα1）−T1〕 １／１／CRcosθ1−１／CTcosα1） ……(5) ａ＝〔CT（T1−T2）−ｌ（１／cosα1−１／cosα2）
〕 １／（１／cosα1＋１／cosα2） ……(6) ここで、CTおよびCRは超音波送波時の音速お
よびき裂CL先端で散乱を生じた時の受波時の音
速であるが、直接接触方式の電子走査型超音波探
傷法においては縦波を用いることができ、超音波
振動子群にシユーを付加して用いる場合にはシユ
ーの傾きと電子走査による送波及び受波方向角度
に応じて横波または縦波の音波が用いられる。
(2) ａ＝ｌ・sin（α2−α1）／sin（α2＋α1） ……(3) ａ＝〔ｌ（１／CRcosθ2＋１／CTcosα2）−T2 １／（１／CRcosθ2＋１／CTcosα2） ……(4) ａ＝〔ｌ（１／CRcosθ1＋１／CTcosα1）−T1〕 １／１／CRcosθ1−１／CTcosα1） ……(5) ａ＝〔CT（T1−T2）−ｌ（１／cosα1−１／cosα2）
〕 １／（１／cosα1＋１／cosα2） ……(6) ここで、CTおよびCRは超音波送波時の音速お
よびき裂CL先端で散乱を生じた時の受波時の音
速であるが、直接接触方式の電子走査型超音波探
傷法においては縦波を用いることができ、超音波
振動子群にシユーを付加して用いる場合にはシユ
ーの傾きと電子走査による送波及び受波方向角度
に応じて横波または縦波の音波が用いられる。
また、第７図に示されるように最大エコー高さ
Ｐの極大点が得られる受波方向角度θ1，θ2はθ1
θ2であり、従つて上記式の場合はθ1＝θ2として扱
うようにしても差しつかえない。
Ｐの極大点が得られる受波方向角度θ1，θ2はθ1
θ2であり、従つて上記式の場合はθ1＝θ2として扱
うようにしても差しつかえない。
このように上記関係式第１式から第６式のうち
の一つを用いてき裂CLの深さａを求めることが
できる。
の一つを用いてき裂CLの深さａを求めることが
できる。
即ち、き裂CLの形状や進展状況等に応じ、最
も顕著に測定できる項目を含む関係式を用いてき
裂CLの深さａを求めて推定するようにすれば良
いが、通常、最大エコー高さのピーク値が容易に
検出し得る場合には第３式を用いるのが有効であ
り、またビーム路程が明瞭に検出し得る場合は第
６式が有効である。
も顕著に測定できる項目を含む関係式を用いてき
裂CLの深さａを求めて推定するようにすれば良
いが、通常、最大エコー高さのピーク値が容易に
検出し得る場合には第３式を用いるのが有効であ
り、またビーム路程が明瞭に検出し得る場合は第
６式が有効である。
尚、このような計算は得られた項目別の値を用
いてコンピユータ８により自動的に或いはマニユ
アル操作により行わせるようにしても良く、また
計算式は第１〜第６式までの全部について或いは
選択した式について行わせるようにすることもで
き、また、得られた解答は記録表示器７に記録或
いは表示させるようにしても良い。
いてコンピユータ８により自動的に或いはマニユ
アル操作により行わせるようにしても良く、また
計算式は第１〜第６式までの全部について或いは
選択した式について行わせるようにすることもで
き、また、得られた解答は記録表示器７に記録或
いは表示させるようにしても良い。
また、第４式〜第６式を用いない場合にはビー
ム路程の項目は必要がないのでこの場合にはビー
ム路程を求めるプログラムステツプは不必要とな
る。
ム路程の項目は必要がないのでこの場合にはビー
ム路程を求めるプログラムステツプは不必要とな
る。
また、超音波探触子を２個用いるようにした
が、超音波探触子の幅と被検体の板厚によつては
超音波探触子の片側の振動子群を送信用に、他方
の側の振動子群を受信用に使用して実施すれば一
つの超音波探触子でも実施可能となる。
が、超音波探触子の幅と被検体の板厚によつては
超音波探触子の片側の振動子群を送信用に、他方
の側の振動子群を受信用に使用して実施すれば一
つの超音波探触子でも実施可能となる。
以上は本発明の一例として平板Ｍの裏面にき裂
がある場合について説明したが本発明は被検体と
して平板に限られるものではなく裏面が傾いた面
を有した板にも容易に適用し得る。
がある場合について説明したが本発明は被検体と
して平板に限られるものではなく裏面が傾いた面
を有した板にも容易に適用し得る。
更に本発明によれば第８図に示すように被検体
の内部にある欠陥Dfの寸法或いは第９図に示す
ように被検体の表面に生じた欠陥CLの深さも同
様に測定できることは容易に理解できる。
の内部にある欠陥Dfの寸法或いは第９図に示す
ように被検体の表面に生じた欠陥CLの深さも同
様に測定できることは容易に理解できる。
尚、本発明は電子走査型の超音波装置を用いて
いるため、送波時の超音波ビームを集束させた
り、受波時の超音波ビームを集束させたりするこ
とが電子的に自在に行え、これによつて所望位置
でのビームの集束度を高めれば分解能を向上させ
ることができるので、欠陥の寸法推定精度を向上
させることができる。
いるため、送波時の超音波ビームを集束させた
り、受波時の超音波ビームを集束させたりするこ
とが電子的に自在に行え、これによつて所望位置
でのビームの集束度を高めれば分解能を向上させ
ることができるので、欠陥の寸法推定精度を向上
させることができる。
また、本装置を用い送波時の超音波ビームを広
範囲に広げることが可能であり、最大エコー高さ
の検出される受波方向角度、すなわち第７図にお
けるθ1およびθ2（但しθ1θ2）において、第７図
における送波方向角度α1とα2方向からのエコーが
ビーム路程T1およびT2を持つて検出されるため、
単にθ1またはθ2の値とビーム路程T1およびT2の
値から幾何学的関係により欠陥深さａを推定する
ことも可能としている。
範囲に広げることが可能であり、最大エコー高さ
の検出される受波方向角度、すなわち第７図にお
けるθ1およびθ2（但しθ1θ2）において、第７図
における送波方向角度α1とα2方向からのエコーが
ビーム路程T1およびT2を持つて検出されるため、
単にθ1またはθ2の値とビーム路程T1およびT2の
値から幾何学的関係により欠陥深さａを推定する
ことも可能としている。
以上の結果、本装置によれば表面欠陥さらには
内部欠陥の寸法推定に際し、探触子を固定したま
ま角度を変えて欠陥の端に音波を入射でき、且つ
欠陥先端で生じた散乱音波を見逃すことなく効率
良く検出できるため、超音波の送波方向角度、受
波方向角度、ビーム路程の値をもとにこれらのう
ちの最も顕著な検出結果の得られる項目を利用し
た関係式を用いることによつて、き裂などの欠陥
の深さ（大きさ）などが算定できる。したがつ
て、各検出結果を見て、或いは欠陥先端の形状、
き裂進展状況を知つてこれらに応じて高精度なき
裂（欠陥）の深さ（寸法）が算定できる関係式を
選び、算定を行うことによつて高精度に欠陥寸法
を知ることができ、また、各関係式を併用するこ
とによつても更に算定精度を向上させることがで
きる。
内部欠陥の寸法推定に際し、探触子を固定したま
ま角度を変えて欠陥の端に音波を入射でき、且つ
欠陥先端で生じた散乱音波を見逃すことなく効率
良く検出できるため、超音波の送波方向角度、受
波方向角度、ビーム路程の値をもとにこれらのう
ちの最も顕著な検出結果の得られる項目を利用し
た関係式を用いることによつて、き裂などの欠陥
の深さ（大きさ）などが算定できる。したがつ
て、各検出結果を見て、或いは欠陥先端の形状、
き裂進展状況を知つてこれらに応じて高精度なき
裂（欠陥）の深さ（寸法）が算定できる関係式を
選び、算定を行うことによつて高精度に欠陥寸法
を知ることができ、また、各関係式を併用するこ
とによつても更に算定精度を向上させることがで
きる。
以上詳述したように本発明は複数の超音波振動
子を並設して成り、所定の間隔を隔てて被検体表
面に配される電子走査法による超音波送信用の振
動子群及び受信用の振動子群と、前記送信用振動
子群の各々の振動子に送信パルスを与えられた超
音波送波方向角度を得ることのできる遅延時間で
各々与える超音波送信制御手段と、前記受信側振
動子群の各々の振動子の受波出力を与えられた超
音波受波方向角となる遅延時間をもつて加算合成
する遅延加算手段と、この加算合成された受波出
力の所定時間の領域内にある最大レベルを検出す
る信号処理手段と、前記遅延加算手段に超音波送
波に対応して順次受波方向角度を変えるべく該受
波方向角度を切換えて与え受波方向を扇状に変化
させる手段と、この扇状の受波方向変化を終了す
る毎に超音波送波方向角度を切換えてこれを前記
超音波送信制御手段に与え、送波方向を扇状に変
化させる手段と、前記信号処理手段の検出出力を
もとに前記各送波方向毎の最大受波信号レベルが
得られる送波方向角度または送波方向角度及び最
小伝播時間を知り、これらをデータとして登録す
る手段と、これらデータをもとに被検体厚、送、
受信用の超音波振動子群間の配設距離及び送、受
波方向角度が超音波反射点位置と幾何学的関係が
得られることを利用して前記最大受波信号レベル
の複数の極大点における各々の送波方向角度また
は送受波方向角度または送受波方向角度及び超音
波ビームの最小伝播時間を用いて被検体内の欠陥
部寸法を算定する手段とより構成し、送信用、受
信用の各々異なる超音波振動子群を被検体表面に
所定間隔を置いて配設し、両超音波振動子群はと
もに扇状電子走査を行つて超音波の反射経路を変
えつつエコーの大きな反射経路を各送波方向角度
別に調べ、被検体内に欠陥部があれば欠陥部の端
部での散乱が生じ、被検体底面での反射とともに
前記送波方向角度毎の最大受波レベル特性に極大
点が複数生じ、且つこのときの送受波方向角度、
送受信用超音波振動子群の配設間隔、被検体厚、
超音波の最小伝播時間と欠陥の寸法との間に幾何
学的な関係があることを利用してこれらより欠陥
部の寸法を算定するようにしたので、欠陥部の寸
法を容易にしかも高精度に得ることができ、しか
も電子走査方式を用いており、送受信用ともそれ
ぞれ扇状電子走査を行わせることによつて超音波
振動子群は送、受信用を所定間隔を介して配すれ
ば超音波伝播方向は電子的に変えることができ、
超音波の該方向別の最大受波レベル及び最小伝播
時間を超音波振動子群の位置固定のまま測定で
き、取扱いが容易で且つ欠陥部で生じた散乱音波
を見逃すこなくしかもその方向を含めて正確に探
知し得ることから、欠陥部の存在を見逃す心配も
なく高精度に探傷し得るなど優れた特徴を有する
超音波探傷装置を提供することができる。
子を並設して成り、所定の間隔を隔てて被検体表
面に配される電子走査法による超音波送信用の振
動子群及び受信用の振動子群と、前記送信用振動
子群の各々の振動子に送信パルスを与えられた超
音波送波方向角度を得ることのできる遅延時間で
各々与える超音波送信制御手段と、前記受信側振
動子群の各々の振動子の受波出力を与えられた超
音波受波方向角となる遅延時間をもつて加算合成
する遅延加算手段と、この加算合成された受波出
力の所定時間の領域内にある最大レベルを検出す
る信号処理手段と、前記遅延加算手段に超音波送
波に対応して順次受波方向角度を変えるべく該受
波方向角度を切換えて与え受波方向を扇状に変化
させる手段と、この扇状の受波方向変化を終了す
る毎に超音波送波方向角度を切換えてこれを前記
超音波送信制御手段に与え、送波方向を扇状に変
化させる手段と、前記信号処理手段の検出出力を
もとに前記各送波方向毎の最大受波信号レベルが
得られる送波方向角度または送波方向角度及び最
小伝播時間を知り、これらをデータとして登録す
る手段と、これらデータをもとに被検体厚、送、
受信用の超音波振動子群間の配設距離及び送、受
波方向角度が超音波反射点位置と幾何学的関係が
得られることを利用して前記最大受波信号レベル
の複数の極大点における各々の送波方向角度また
は送受波方向角度または送受波方向角度及び超音
波ビームの最小伝播時間を用いて被検体内の欠陥
部寸法を算定する手段とより構成し、送信用、受
信用の各々異なる超音波振動子群を被検体表面に
所定間隔を置いて配設し、両超音波振動子群はと
もに扇状電子走査を行つて超音波の反射経路を変
えつつエコーの大きな反射経路を各送波方向角度
別に調べ、被検体内に欠陥部があれば欠陥部の端
部での散乱が生じ、被検体底面での反射とともに
前記送波方向角度毎の最大受波レベル特性に極大
点が複数生じ、且つこのときの送受波方向角度、
送受信用超音波振動子群の配設間隔、被検体厚、
超音波の最小伝播時間と欠陥の寸法との間に幾何
学的な関係があることを利用してこれらより欠陥
部の寸法を算定するようにしたので、欠陥部の寸
法を容易にしかも高精度に得ることができ、しか
も電子走査方式を用いており、送受信用ともそれ
ぞれ扇状電子走査を行わせることによつて超音波
振動子群は送、受信用を所定間隔を介して配すれ
ば超音波伝播方向は電子的に変えることができ、
超音波の該方向別の最大受波レベル及び最小伝播
時間を超音波振動子群の位置固定のまま測定で
き、取扱いが容易で且つ欠陥部で生じた散乱音波
を見逃すこなくしかもその方向を含めて正確に探
知し得ることから、欠陥部の存在を見逃す心配も
なく高精度に探傷し得るなど優れた特徴を有する
超音波探傷装置を提供することができる。
第１図は従来の表面波法によるき裂寸法の推定
法を説明するための図、第２図は従来の端部ピー
クエコー法によりき裂寸法を推定する方法を説明
するための図、第３図は本発明の一実施例を示す
ブロツク図、第４図は本発明装置のコンピユータ
のプログラムにおけるフローチヤートを示す図、
第５図、第６図は本発明装置の動作例を説明する
ための図、第７図、第８図、第９図は欠陥部と音
波の経路との関係を説明するための図である。 １ａ…送信用振動子群、１ｂ…受信用振動子
群、２…超音波送信器群、３…超音波受信器群、
４…送信パルス遅延制御器、５…受信信号遅延加
算器、６…信号処理器、７…記録表示器、８…コ
ンピユータ、Ｍ…被検体、CL…き裂、Df…内部
欠陥。
法を説明するための図、第２図は従来の端部ピー
クエコー法によりき裂寸法を推定する方法を説明
するための図、第３図は本発明の一実施例を示す
ブロツク図、第４図は本発明装置のコンピユータ
のプログラムにおけるフローチヤートを示す図、
第５図、第６図は本発明装置の動作例を説明する
ための図、第７図、第８図、第９図は欠陥部と音
波の経路との関係を説明するための図である。 １ａ…送信用振動子群、１ｂ…受信用振動子
群、２…超音波送信器群、３…超音波受信器群、
４…送信パルス遅延制御器、５…受信信号遅延加
算器、６…信号処理器、７…記録表示器、８…コ
ンピユータ、Ｍ…被検体、CL…き裂、Df…内部
欠陥。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の超音波振動子を並設して成り、所定の
間隔を隔てて被検体表面に配される電子走査法に
よる超音波送信用の振動子群及び受信用の振動子
群と、前記送信用振動子群の各々の振動子に送信
パルスを、与えられた超音波送波方向角度を得る
ことのできる遅延時間で各々与える超音波送信制
御手段と、前記受信側振動子群の各々の振動子の
受波出力を与えられた超音波受波方向角となる遅
延時間をもつて加算合成する遅延加算手段と、こ
の加算合成された受波出力の所定時間の領域内に
ある最大レベルを検出する信号処理手段と、前記
遅延加算手段に超音波送波に対応して順次受波方
向角度を変えるべく該受波方向角度を切換えて与
え受波方向を扇状に変化させる手段と、この扇状
の受波方向変化を終了する毎に超音波送波方向角
度を切換えてこれを前記超音波送信制御手段に与
え、送波方向を扇状に変化させる手段と、前記信
号処理手段の検出出力をもとに前記各送波方向毎
の最大受波信号レベルが得られる送波方向角度を
知り、これらをデータとして登録する手段と、こ
れらデータをもとに被検体厚、送、受信用の超音
波振動子群間の配設距離及び送、受波方向角度が
超音波反射点位置と幾何学的関係があることを利
用して前記最大受波信号レベルの複数の極大点に
おける各々の送波角度または送受波角度を用いて
被検体内の欠陥部寸法を算定する手段とより構成
したことを特徴とする超音波探傷装置。 ２ 複数の超音波振動子を並設して成り、所定の
間隔を隔てて被検体表面に配される電子走査法に
よる超音波送信用の振動子群及び受信用の振動子
群と、前記送信用振動子群の各々の振動子に送信
パルスを与えられた超音波送波方向角度を得るこ
とのできる遅延時間で各々与える超音波送信制御
手段と、前記受信側振動子群の各々の振動子の受
波出力を与えられた超音波受波方向角となる遅延
時間をもつて加算合成する遅延加算手段と、この
加算合成された受波出力の所定時間の領域内にあ
る最大レベル及びその最小伝播時間を検出する信
号処理手段と、前記遅延加算手段に超音波送波に
対応して順次受波方向角度を変えるべく該受波方
向角度を切換えて与え受波方向を扇状に変化させ
る手段と、この扇状の受波方向変化を終了する毎
に超音波送波方向角度を切換えてこれを前記超音
波送信制御手段に与え、送波方向を扇状に変化さ
せる手段と、前記信号処理手段の検出出力をもと
に前記各送波方向毎の最大受波信号レベルが得ら
れる送波方向角度及び最小伝播時間を知り、これ
らをデータとして登録する手段と、これらデータ
をもとに被検体厚、送、受信用の超音波振動子群
間の配設距離及び送、受波方向角度が超音波反射
点位置と幾何学的関係があることを利用して前記
最大受波信号レベルの複数の極大点における各々
の送受波方向角度及び最小伝播時間を用いて被検
体内の欠陥部寸法を算定する手段とより構成した
ことを特徴とする超音波探傷装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220443A JPS59109860A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 超音波探傷装置 |
| US06/510,834 US4497210A (en) | 1982-07-05 | 1983-07-05 | Phased array ultrasonic testing apparatus and testing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220443A JPS59109860A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59109860A JPS59109860A (ja) | 1984-06-25 |
| JPH0254505B2 true JPH0254505B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=16751187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57220443A Granted JPS59109860A (ja) | 1982-07-05 | 1982-12-16 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59109860A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4564183B2 (ja) * | 2001-01-19 | 2010-10-20 | 株式会社東芝 | 超音波探傷方法 |
| JP5846367B2 (ja) * | 2011-10-26 | 2016-01-20 | 株式会社ニチゾウテック | Ｔｏｆｄ法を用いた溶接部の探傷方法および探傷装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55436A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-05 | Toshiba Corp | Automatic ultrasonic flaw detector |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP57220443A patent/JPS59109860A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55436A (en) * | 1978-06-19 | 1980-01-05 | Toshiba Corp | Automatic ultrasonic flaw detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59109860A (ja) | 1984-06-25 |
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