JPH0311735Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は特に被検材の底面近傍における欠陥
比較的薄い肉厚を持つ被検材の欠陥、偏肉が著し
い被検材の欠陥等を超音波を用いて探傷する場合
に適した超音波探傷装置を提案するものである。

従来被検材の欠陥を検出する場合は超音波を被
検材に入射させ探傷有効区間内に現われる反射エ
コーの高さを求めて欠陥の判定を行なう方式が使
用されていた。

このような方法で、不感帯をできる限り少なく
探傷する場合、探傷ゲートを底面にできる限り接
近させるか、又は、底面反射エコーまでの伝播距
離の変化に対応させ探傷ゲートの追従を行なう方
法がある。

前者は、被検材中の音波の伝播速度の変化ある
いは偏肉等により、底面反射エコーが探傷ゲート
内に入り誤検出を行なう恐れがある。従つて誤検
出をなくするため不感帯をある程度大きくしなけ
ればならない。

後者は、底面反射エコーまでの伝播距離を常に
計測し探傷ゲートにフイードバツクする必要があ
り、機能の追加が必要で、構成が複雑となる。

この考案は、このような問題点の改善を図つた
超音波探傷装置を提案するものである。

通常の被検材において偏肉の変化は、ゆるやか
な変化をするものである。そこである判定値以上
のエコー高さが得られた位置までの入射点からの
伝播距離を常に計測する。被検材の健全部におい
て計測された入射点からの伝播距離は、底面まで
の距離を示し、計測位置を変えても偏肉によるゆ
るやかな変化が得られる。もしも被検材中に判定
値以上のエコー高さの欠陥があつた場合計測され
た入射点からの伝播距離は変化し欠陥までの伝播
距離となる。

この考案はこのような伝播距離の変化量により
欠陥を検出するものであり、以下図面に従つてこ
の発明の一実施例を詳述する。

第１図はこの考案の超音波探傷装置を示すブロ
ツク構成図であり、同図において、１は被検材、
２は上記被検材中に存在する欠陥部、３は被検材
１に対向して配置され、後述する送信信号を受け
て超音波信号を発生する超音波探触子、４はトリ
ガ信号５を発生するトリガ信号発生回路、６は上
記トリガ信号５を受けて送信信号７を発生する送
信信号発生回路、８は上記探触子３によつて得ら
れた被検材１からの超音波エコー信号、９は上記
超音波エコー信号８を増幅する受信回路、１０は
上記受信回路９の出力信号、１１は上記トリガ信
号５を所定時間遅らせて出力する遅延回路でこの
遅延回路の出力１２は送信信号７が被検材１に入
る入射点位置を示すエコー伝播時間の計測開始信
号となる。１３は上記計測開始信号１２と上記増
幅された超音波エコー信号１０とを導入するタイ
マー回路で開始信号１２によりタイマーが作動
し、超音波エコー信号が得られたときにはタイマ
ーの作動が中止するようになつている。１４は上
記タイマ回路１３のタイマーが作動しているとき
に出力される信号でこの信号は被検材の入射点か
ら反射エコーまでの超音波伝播時間を示すもので
ある。１５は上記タイマ回路１３の作動時間すな
わち超音波伝播時間にパルス発生回路１６から発
生されるパルス１７を計数して超音波エコーの伝
播距離を測定する伝播距離測定回路、１８は上記
伝播距離測定回路１７によつて得られた伝播距離
信号、１９は上記伝播距離信号１８の値と予じめ
設定手段２０で設定された基準距離（被検材の正
常な部分における超音波入射面から底面までの距
離）との差を計算する比較回路、２１は上記比較
回路１９によつて得られた比較結果（以下偏差値
という。）を予じめ設定した設定値２２と比較す
る欠陥判定回路、２３は上記欠陥判定回路２１の
判定信号、２４は肉厚の変化量が保持される肉厚
変化量保持部、２５は上記超音波エコーの伝播距
離の値と上記設定手段２０に設定されている基準
距離の値を比較し比較結果が上記肉厚変化量保持
部２４に設定されている肉厚変化量の範囲内にあ
るか否かを判定する肉厚値判定回路２５によつて
得られた肉厚値を導入して、その平均値を計算す
る演算回路であり、この演算回路の出力は設定手
段２０にフイードバツクされている。

次にこの考案の動作を第１図、第２図を用いて
説明する。

いま送信信号発生回路６にトリガ信号が入力す
ると送信信号発生回路６は送信信号７を発生して
超音波探触子３に導入する。超音波探触子３は上
記送信信号を超音波信号に変換して超音波を被検
材１に入射させるとともに被検材１から反射した
超音波エコー信号を電気信号に変換する。

上記超音波探触子３によつて電気信号に変換さ
れた超音波エコー信号は受信回路９に入力され
る。受信回路９の出力は被検材１が欠陥部２を有
する場合は第２図Ａの示すように欠陥エコー信号
イ、底面エコー信号ロが存在し、又欠陥部２が存
在しない場合には第２図Ｂに示すように底面エコ
ー信号ハのみが存在する。

タイマー回路１３は遅延回路１１によつて作ら
れたエコー伝播時間の計測開始信号（第２図Ｄ）
の立上りでタイマーが作動してＨレベル“１”の
出力を発生し、エコー信号イ、又はハの到来でそ
の作動が止まり出力はＬレベル“０”となる。こ
のタイマーの作動時間は超音波エコーの伝播時間
（第２図Ｅは欠陥部における超音波伝播時間、第
２図Ｆは被検材の正常な部分における超音波伝播
時間）となり、第２図Ｅ，Ｆで明らかなように欠
陥エコーの伝播時間が底面エコーの伝播時間より
短かいことになる。伝播距離測定回路１５は上記
タイマーの作動時間内に第２図Ｇ、又Ｈに示すよ
うにパルス発生回路１６のパルスを計数し、その
計数値（エコー伝播距離）は比較回路１９に与え
られ、そこで予じめ設定した基準距離の値D₁と
比較され、その偏差値は欠陥判定回路２１に入力
する。

なお上記基準距離の値D₁は被検材１の正常な
部分における超音波入射面から底面までの距離に
対応している。いま仮に伝播距離測定回路１５の
出力値をD₂として考えると比較回路の偏差値が
｜D₁−D₂｜＜設定値２２であれば欠陥無として
判定され、｜D₁−D₂｜≧設定値２２のときにはD₂
の距離に欠陥が存在するものとして判定される。

又上記超音波エコーの伝播距離値１８は肉厚値
判定回路２５に導入され、判定回路２５において
上記設定手段２０に設定されている基準距離の値
と比較され、比較結果が肉厚変化量保持部２４に
設定されている肉厚変化量の範囲内にあるか否か
判定される。上記肉厚値判定回路２５は上記伝播
距離が肉厚変化量の許容範囲内にあるときには上
記伝播距離１８を、又肉厚変化量の許容範囲外に
あるときには上記設定手段２０に設定されている
基準距離の値を出力する。すなわち上記判定回路
２５は常に被検材の正常な部分の肉厚値を出力す
ることになる。上記判定回路２５で得られた肉厚
値は演算回路２６にＮ回（Ｎ＝１，２，３……い
ずれかの値をあらかじめ設定する）取込まれて、
平均化された後、その平均値は設定手段２０に与
えられ、基準距離の設定値として用いられる。

なお第２図Ｃは超音波エコーの伝播距離測定用
ゲートを示す。又上記肉厚変化量の許容範囲は被
検材の種類によつて異なるものであり、通常偏肉
の変化の傾きから決定される。

この考案は以上のように超音波エコーの伝播距
離を予じめ設定した被検材の超音波入射面から底
面までの基準距離と比較し、その比較結果によつ
て欠陥の有無を検出することができるので従来の
ようにエコー高さで欠陥判定を行なうものより回
路構成が簡略化される。又この考案は被検材の超
音波入射面から底面までの基準距離を正確にかつ
自動的に設定することが可能となるので偏肉の著
しい欠陥を検出するのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す図、第２図
はこの考案の主要構成部の動作波形図である。 図において１は被検材、２は欠陥部、３は超音
波探触子、６は送信信号発生回路、１１は遅延回
路、１３はタイマー回路、１５は伝播距離測定回
路、１６はパルス発生回路、１９は比較回路、２
０は設定手段、２１は欠陥判定回路、２２は設定
値、２３は判定信号、２４は肉厚変化量保持部、
２５は肉厚値判定回路、２６は演算回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 送信信号を発生する送信信号発生回路と、被検
   材に対向して配置され、かつ上記送信信号を受け
   て超音波信号を発生する超音波探触子と、上記超
   音波探触子によつて得られた被検材からの超音波
   エコー信号から超音波伝播時間を測定する時間測
   定手段と、上記測定手段によつて測定された超音
   波伝播時間をもとに上記超音波エコーの伝播距離
   を測定する距離測定手段と、被検材の超音波入射
   面から底面までの基準距離を設定する設定手段
   と、上記距離測定手段によつて測定された超音波
   エコーの伝播距離の値と上記設定手段によつて設
   定された基準距離の値を比較する比較手段と、上
   記比較手段の比較結果に基づいて欠陥の有無を判
   定する欠陥判定手段と、上記超音波エコーの伝播
   距離の値が予じめ設定した肉厚の変化量の許容範
   囲内にあるか否かを判定し、被検材の正常な部分
   における肉厚値を出力する肉厚値判定手段と、上
   記肉厚値判定手段によつて得られた複数の肉厚値
   を導入し、その平均値を計算する演算手段とを備
   え、上記演算手段によつて平均化された肉厚値を
   上記設定手段によつて設定される基準距離の設定
   値としたことを特徴とする超音波探傷装置。