JPH03125964A - 超音波検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超音波検査装置に関し、詳しくは、検査基
準に従って被検体を検査することが容易で、被検体の評
価を効率よく行うことができるようなＡスコープ画像表
示の超音波検査装置に関する。

［従来の技術］ 液晶表示器（以下Ｌ　ＣＤ表示器）を備え、マイクロプ
ロセッサを内蔵し、グラフィック表示機能を持つ小型の
超音波探傷装置では、一般にＡスコープ波形を画像表示
する機能を持つものが多く、探傷結果が目視できるので
各種の測定分野で使用され、特に、その携帯型探傷装置
は、利用範囲が幅広く、超音波の専門家でない人が取扱
うことも多い。

［解決しようとする課題］ この種の超音波探傷装置で表示されるＡスフ−１画像で
は欠陥からのエコー高さとビーム路程のみが観測される
だけであるので、この種の装置を部材等の品質を検査す
る超音波検査装置として利用した場合には欠陥の大きさ
や深さなどの位置をＡスコープ波形を読取って別途算出
しなければならない欠点がある。

特に、溶接部材等についての品質検査では、欠陥エコー
高さや路程等から欠陥の長さ等を求めることが必要であ
り、それを特定の判定基準に従って評価しなければなら
ない。その評価として溶接材料のようにＪＩＳで規定さ
れた等級分類に従って等級評価行う場合には、超音波探
触子（以ドブローブ）により溶接部材を走査して、走査
に応じて多数の箇所についてエコー高さと路程とを表示
し、表示したＡスコープ像からその値を読取り、そのと
きの測定条件に従ってＪＩＳ等で規定される距離振幅特
性に応じて個別的に計算をして溶接部材の等級評価を行
わなければならないために特に作業効率が悪（、かつ、
評価誤りが生じ易い。

この発明の［目的は、このような従来技術の問題点を解
決するものであって、Ａスコープ像の観測において誤読
や誤認を防止するこができ、効率よく所定の基準に基づ
いた検査ができる超音波検査装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の超音波検査
装置の構成は、超音波探傷により被検体から反射したエ
コー受信信号を得てＡスコープ像を表示してこのＡスコ
ープ像の状態を読取ることで被検体の検査をする超音波
検査装置において、検査基準となる欠陥エコーの高さと
路程との関係を示す特性グラフをＡスコープ像に重ねて
表示するものである。

［作用］ このように、弔にＡスコープ像だけでなく、人事される
Ａスコープ像の路程に対応して検査基準となる特性フラ
グを表示することにより、超音波の探傷中、距離や振幅
に関する判定基準が欠陥エフ−のレベルとともに表示さ
れるので欠陥レベルの判定が速くできる。

その結果、後から詳細に計算しなくても判定基準に従っ
てデータを採るだけで評価データを得ることができ、誤
りが少なく、かつ、作業効率のよい検査が可能になる。

［実施例コ 以ド、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明を適用した一実施例の超音波検査装
置のブロック図であり、第２図は、そのＡスフ−１画像
の表示状態の説明図、第３図は、測定を行った場合の欠
陥エコーの表示状態の説明図、第４図は、ＪＩＳの規定
による等級評価の一例を示す表の説明図、第５図は、グ
ラフ特性表示測定処理のフローチャートである。

第１図において、２０は、携帯型の超音波検査装置であ
って、１は、その探傷器部である。この探傷器部１は、
パルサーφレシーバ等から構成され、送信端子１１から
プローブ１６にパルス信号を送り、エコー受信信号を受
信端７−１２で受けてそれを増幅し、アナログ信号とし
てＡ／Ｄ変換回路２に出力する。

Ａ／Ｄ変換回路２は、探傷器部ｌから得られる送信波９
表面反射波、欠陥反射波等についての各アナログ信号を
、例えば、２０ＭＨｚ程度の高い周波数でサンプリング
し、これらのアナログ出力をデジタル値に変換してマイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）５が処理できる入力データ値
としてバス１３に送出する。

バス１３には、ゲインダイヤル、カーソルダイヤル等を
有するダイヤル式数値設定回路３とシートキーを有する
キー入力回路４とが接続されていて、マイクロプロセッ
サ５は、これら回路からバス１３を介してダイヤルによ
り設定される設定値及び各種のキー人力信号を受ける。

そこで、ゲインダイヤルにより探傷器部１に対するゲイ
ン設定値（調整値）が入力されると、マイクロプロセッ
サ５は、探傷器部１の高周波増幅器のゲイン（増幅率）
を制御し、ゲインダイヤルにより入力されたゲイン設定
値に対応するゲインになるように高周波増幅器のゲイン
を設定する。

６は、バス１３に接続されたＲＡＭであり、Ａ／Ｄ変換
されたエコー受信信号についてのデジタルデータとＲＯ
Ｍカードによりロードされた各種のアプリケーション処
理プログラムと入カキ−により指定された探傷モードを
示すフラグ等の各種の情報や種々のデータが格納されて
いて、さらに、表示グラフデータ記憶領域６ａを有して
いる。

７は、ＲＯＭであり、これにはマイクロプロセ、す５が
実行するＡスフ−１画像演算処理プログラム７１のほか
、各種の基本プログラムが記憶されている。また、８は
、ＲＯＭカードインタフェースであって、装置に装着さ
れるＲＯＭカードとコネクタにより着脱できる関係で接
続され、マイクロプロセンサ５の制御に応じてＲＯＭカ
ードのプログラム等の情報をバス１３に送出する。

９は、Ｒ５−２３２Ｃインタフエースであり、外部の情
報処理装置（特に、そのマイクロプロセッサ）とデータ
交換をするための回路である。

また、１０は、ＬＣＤ表示装置であって、Ａスフ−１画
像等のほか、各種の測定値を表示し、内部にビデオメモ
リインタフェースとビデオメモリ、ビデオメモリの情報
を読出してビデオ信号を発生するビデオメモリコントロ
ーラ、液晶駆動回路、そして、例えば、１２８Ｘ２５Ｅ
３ドツト等のドツトマトリックスの液晶表示器等とを有
していて、ビデオメモリインタフェースを介してバス１
３に接続されている。

ここで、ＲＡＭ８には、画像表示データをビット展開し
て記憶する画像メモリ部６１が設けられている。また、
表示グラフデータを記憶する表示グラフデータ記憶領域
６ａのほかに、判定基準グラフ生成処理プログラム６ｂ
と、グラフ・枠設定処理プログラム６　ｃ　ｓそして表
示処理プログラム６ｄ等の処理プログラムが格納される
領域が設けられ、７Ｉｔｌ！定の際にＲＯＭカードから
これら処理プログラムが読出されてそれぞれの領域にロ
ードされて記憶される。

判定基準グラフ生成処理プログラム６ｂは、この実施例
では、Ｊ　Ｉ　５Ｚ３０８０の等級判定のための特性グ
ラフを設定する処理プログラムであって、超音波探傷に
よる探傷モードにおいてキー入力回路４からグラフ生成
の機能キーが入力されたときにマイクロプロセッサ５に
より実行され、標準試験片を探傷したときにえられる路
程とエコー高さとを表示グラフデータ記憶領域６ａに記
憶する。

オペレータは、グラフ生成の機能キーを入力した後に後
述するように、例えば、Ｈの特性グラフ。

（第２図参照）が得られる標準試験片について複数箇所
で探傷を行う。そして、その都度、判定基準グラフ生成
処理プログラム６ｂは、標準試験片についての欠陥エコ
ーの路程とエコー高さのデータを抽出してそれを順次表
示グラフデータ記憶領域６ａに記憶し、グラフΦ枠設定
処理プログラム６ｃを起動する。なお、この測定のとき
には測定範囲とゲインとは固定されている。

このような標準試験片の測定が終了すると、オペレータ
は測定終了キーを入力する。グラフ生成の機能キーが入
力された後の処理状態においてキー入力回路４からこの
測定線ｒの機能キーが人力されると、判定基準グラフ生
成処理プログラム６ｂは、所定の状態フラグのうち重ね
表示状態を設定する重ね表示処理フラグを重ね状態に設
定（“ＯＮ”或は“１”　（有Ｍ）状態に設定）シ、そ
の処理を終了する。なお、標準試験片を測定した場合の
特性グラフのり、Ｍ、Ｈ（第２図参照）の１つの指定は
、標準試験片を測定するに当たって（すなわち、キー入
力回路４からグラフ生成の機能キーが入力された後の状
態において）、キー人力により指定するか、あらかじめ
画像表示するスケールとの関係で標準試験片は特性グラ
フＨのものと決定しておくことによる。

グラフ・枠設定処理プログラム６ｃは、判定基型グラフ
生成処理プログラム６ｂにより起動されるとともに、測
定開始スイッチ（又は測定開始キー）でも起動され、実
行される。また、標準試験片の測定が行われ、それが終
ｒしたときに（すなわち、キー入力回路４からグラフ生
成の機能キーが人力された後の状態において）、終了キ
ーが入力されたときに起動される。この処理プログラム
は、表示グラフデータ記憶領域６ａに記憶されたり、　
Ｍ、　Ｈの３つのうちの１つの判定基準のグラフ表示デ
ータ（現在の実施例ではＨの特性グラフのデータ）に基
づいて、Ｌ、Ｍ、Ｈの関係は、あらかじめ、例えば、エ
コー高さが１／２と定めておけば、第２図のり、Ｍ、Ｈ
の３つの特性グラフに対応する３つのグラフの画素デー
タを生成し、さらに、入力された測定条件に応じて縦軸
の％や横軸の路程の表示データを生成して、これらを合
成した第２図に示す表示画像に対応する各画素データを
ＲＡＭθの画像メモリ部６１８込む。そして、その画素
データをＬＣＤ表示装置１０のビデオメモリに転送して
書込み、第２図に示すような画像を表示させる。なお、
この場合、　Ｉ、　Ｉｆ、　ＩＩＩ。

■の文字は、領域を示すものであるが、これは表示して
もよいし、しな（でもよい。

表示処理プログラム６ｄは、グラフ・枠設定処理プログ
ラム６ｃにより起動されるとともに、Ａスコープ画像演
算処理プログラム７１によりそれが実行された後に起動
されて実行され、重ね表示処理フラグが設定されている
ときには、画像メモリ部６１に対してすでに記憶されて
いるデータ（ここでは特性グラフ等を含む第２図の画像
表示データ）を消さずにここにＡスコープ画像演算処理
プログラム７１により生成されたＡスコープ像の画素の
データを重ねＭきする。次に、画像メモリ都６１に記憶
されている画素点展開された画素データ（ビｙ）データ
）を読出してそれをＬＣＤ表示装置１０に転送してその
ビデオメモリに書込む。

その結果、ＬＣＤ表示装置１０には、Ａスコープ画像演
算処理プログラム７１から得られるＡスコープの画像表
示データと、判定基準となる特性グラフ、そしてスケー
ルとが第３図に示すように表示される。

ここで、超音波検査装置２０は、測定開始キー又は測定
開始スイッチの入力に応じて動作する。

そこで、探傷器部１から送出された送信パルスイバ号に
応じて得られる被検体（試験材）についてのエコー受信
信号（探傷波形）がＲＡＭ８に転送されて記憶される。

Ａスコープ画像演算処理プログラム７１は、この後に起
動されて実行され、ＲＡＭ６に記憶された、採取された
エコー受信信号のデジタル値を読出してＡスフ−１画像
データを生成して、表示処理プログラム６ｄを起動する
。

次に、その全体的な動作について説明すると、まず、第
５図のステップ■において、装置を探傷モードに設定す
るために探傷モードの機能キーをキー入力回路４から入
力する。次のステップ■において、この入力情報を受け
てＲＯＭ７に記憶された所定の処理プログラムが起動さ
れてマイクロプロセッサ５がそれを実行し、ゲインがダ
イヤル式数値設定回路３のゲインダイヤルにより設定さ
れ、測定条件や測定範囲等がキー入力回路４のキーによ
りオペレータ（？ｔ１定者）から人力される。

その結果、これら人力情報とＲＯＭ７に記憶された処理
プログラムによってマイクロプロセッサ５が動作して、
その制御により探傷器部１の利得がゲインダイヤルに従
って設定され、装置自体の探傷機能が生ずる。

次のステップ■では、超音波探傷において判定基準とな
るグラフ表示を行うか否かを、人力される機能キーによ
り判定する。ここで、所定の測定開始キー或はその他の
キーが入力されればＮｏ条件が成立し、測定開始キーが
入力されたときには、ステップ■へと移る。

・方、このときキー入力回路４からグラフ生成の機能キ
ーが入力されれば、ここでＹＥＳ条件が成立して次のス
テップ■へと移る。

ステップ■では、判定基準グラフ生成処理プログラム７
２が起動されて実行され、判定基準グラフの生成に入る
。このとき、オペレータは標準試験片について探傷を行
う。その結果、ある点を測定した測定点の路程とエコー
高さとが判定基準グラフ生成処理プログラム７２により
表示グラフデータ記憶領域６ａに記憶され、その測定点
までの３つの特定グラフがＬ　ＣＤ表示装置１０の画面
１−に表示される。次のステップ■で測定終了か否かを
終了キーかそれ以外のキー、例えば、測定開始キーやプ
ローブ等に設けられている測定開始スイッチが入力され
たか否かによって判定する。測定開始キー、測定開始ス
イッチ等が人力されたときには、ステップ■へと戻り、
同様な測定を他の測定点について行う。そこで、他の測
定点についての欠陥エコーの路程とエコー高さとが表示
グラフデータ記憶領域６ａに先のデータに続いてさらに
記憶される。

このようにして標準試験片についての測定が複数点につ
いて繰り返されて３つの特性グラフが測定に応じて必要
な路程に屍って表示されると、キー入力回路４から測定
線ｒの機能キーがオペレータから入力される。この終了
キー人力によりステップ■においてＹＥＳ条件が成立し
てステップ■で、グラフ・枠設定処理プログラム７３が
起動されて実行され、ここで、第２図に表示するような
判定基準の特性グラフとスケール等の枠とがＬＣ【）表
示装置ｌＯの画面−Ｌに表示されることになる。

そして、処理が次のステップ■へと移り、この状態でオ
ペレータは検査対象となる未知の溶接部材にプローブ１
６を当てて選択したある測定点において測定開始スイッ
チ又は測定開始キーを入力する。ステップ■は、測定開
始スイッチ又は測定開始キーの人力待ちループであって
、オペレータの測定開始スイッチ又は測定開始キーの入
力に応じてグラフ・枠設定処理プログラム７３が起動さ
れて枠と３つの特性グラフについての画素データが画像
メモリ部６１に記憶され、それが表示されるとともにス
テップ■へと移行し、このステップにおいて試験対象と
なる未知の溶接部材のプローブ１６の当てられた位置で
探傷が行われる。これは、ステップ■で、例えば、プロ
ーブ１６に設けられた測定開始スイッチが操作（人力）
されると、ステップ■ではその操作に応じて探傷器部１
からプローブ１６に送信パルス信号が送出され、探傷器
部ｌから送出された送信パルス信号に応じてプローブ１
６から得られる被検体（未知の溶接部材）からのエコー
に対応するエコー受信信号（探傷波形）が得られ、それ
がデジタル値に変換されてＲＡＭ８に転送され、記憶さ
れる。そして、Ａスコープ画像演算処理プログラム７１
が起動されて実行され、探傷したＡスフ−１画像が生成
されてそれが表示処理プログラム６ｄにより前記の特性
グラフや枠が先に記憶された画像メモリ部６１に重ね書
きされる。その結果としてＬＣＤ表示装置１０にそれが
転送されて、第３図に示される表示画像で表示される。

この測定が終ｒするとステップ■において、測定処理が
終ｒか否かの判定が終了キー人力の有無によりなされる
。そして、終了キー以外のキーが入力されたときには、
ステップ■（測定開始スイッチのときにはステップ■で
も可）へと戻り、次の７Ｉ−１定点について同様な測定
が繰り返される。

なお、この場合の測定の仕方としては、まず、検査対象
となる溶接部材に対して探傷距離を一定にし、左右にプ
ローブを移動させて第３図の欠陥エコー１４を観察し、
最大エコーが判定基準となる特性グラフにより区切られ
るどの評価範囲にあるかを観察してその領域を求める（
第２図、第３図の１．　ｎ、　ＩＩｌ、　ＩＶに対応）
。そして、そのエコー高さが８ｄＢ低下する左右の位置
で欠陥エコーが発生する溶接部材の長さを溶接部材上で
求めるものである。

その結果得られた探傷している部材の厚さと、この最大
エコー高さと、その特性フラグ上の評価レベルとその長
さとにより、第４図の第１表で定める１〜４級までの等
級を決定する。

例えば、このような測定において、Ｍ又はＬレベル検出
の場合、板厚２０ｍｍで第３図で示す欠陥エコー１４の
レベルが評価レベル■の範囲にあって、その欠陥の長さ
が最大で１２ｍｍと測定された場合は、領域■で最大長
さ１２＋ｕ＋となるので、第４図のｔ／２〜ｔ（ｔ＝２
０ｍｍ）の範囲にあることが判る。そこで、その溶接部
材は等級３級と決定される。

このように、探傷中に第２図の判定グラフがＬＣＤ表示
装置１０にいつも出ていることにより、第３図のように
、欠陥エコー１４と重ね合わせて見ることができ、探傷
中にいつも現在の欠陥レベルがどの程度であるか（どの
評価レベルにあるか）を［Ｉ視することができる。

この場合、第４図の表に対応する等級を判定する基準デ
ータをあらかじめＲＡＭ６にデータとして、例えば、テ
ーブル化して記憶しておき、先の特性グラフＬ、　Ｍ、
　Ｈにより決定される領域Ｉ。

ＩＩ、　ＩＩＩ、　ＩＶを判定する基準値を生成し、さ
らにこれら基準値に基づき領域及び等級判定を行う判定
プログラムをＲＡＭ８等に設けて、被検体等の板厚およ
び欠陥長さをキー入力回路４より入力して判定するよう
にすれば、等級を自動的に判定してＬＣＤ表示装置ＩＯ
に測定結果の等級を表示するようにすることができる。

また、必要によりインタフェース９により、表示された
画面や結果を外部に出力したり、内蔵したプリンタに出
力するようにしてもよい。

以］−説明してきたが、実施例において、標準試験片を
測定してそれにより生成したり、Ｍ、Ｈのいずれかの判
定基準の特性グラフとゲイン、例えば、そのダイヤル設
定値との関係のデータを表示グラフデータ記憶領域６ａ
等に記憶してお（ことにより、探傷中、ゲインや測定範
囲を変えてもそれに応じてそれに対応する判定基準の特
性グラフを表示することができる。

また、実施例ではＪ　Ｉ　５Ｚ３０６０を適用した場合
を中心として説明しているが、他の判定基準となるグラ
フを表示してもよいことはもちろんである。

実施例では、オペレータが特性グラフと欠陥エコーの振
幅との関係を観測してその状態を判定するようにしてい
るが、被検体を測定して得られる欠陥エコーについての
エコー受信信号のピークレベルと判定基準となる特性グ
ラフで示される値とを比較する比較手段をプログラム或
はハードウェアとして設ければ、これにより特性グラフ
で示される値を欠陥エコーのピークレベルが越えたとき
にアラーム信号として発生することができ、それにより
オペレータに評価レベルを知らせることができる。この
場合、実施例のように異なる特性グラフが複数あるとき
には、それぞれ特性グラフを越えたときに警報とする音
や色を変えて、例えば、音の場合には評価レベルに応じ
て高低音を変えるようにしてオペレータに知らせてもよ
い。

［発明の効果］ 以ヒの説明から理解できるように、この発明にあっては
、単にＡスコープ像だけでなく、表示されるＡスコープ
像の路程に対応して検査基準となる特性フラグを表示す
ることにより、超音波の探傷中、距離や振幅に関する判
定基準が欠陥エコーのレベルとともに表示されるので欠
陥レベルの判定が速くできる。

その結果、後から詳細に計算しなくても判定基準に従っ
てデータを採るだけで評価データを得ることができ、誤
りが少なく、かつ、作業効率のよい検査が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した一実施例の超音波検査装
置のブロック図、第２図は、そのＡスコープ画像の表示
状態の説明図、第３図は、測定を行った場合の欠陥エコ
ーの表示状態の説明図、第４図は、ＪＩＳの規定による
等級評価の一例を示す表の説明図、第５図は、グラフ特
性表示測定処理のフローチャートである。 ｌ・・・超音波探傷器部、２・・・Ａ／Ｄ変換回路、３
・・・ダイヤル式数値設定回路、４・・・キー入力回路
、５・・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、６・・・Ｒ
ＡＭ１８ａ・・・表示グラフデータ記憶領域、６ｂ・・
・判定基準グラフ生成処理プログラム、６ｃ・・・グラ
フ・枠設定処理プログラム、６ｅ・・・表示処理プログ
ラム、 ８・−ＲＯＭインタフェース、 ９・・・Ｒ５−２３２Ｃインタフエース、１０・・・液
晶表示装置（ＬＣＤ表示装置）、２０・・・携帯型の超
音波検査装置、 ７１・・・Ａスコープ画像演算処理プログラム。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波探傷により被検体から反射したエコー受信
   信号を得てＡスコープ像を表示してこのＡスコープ像の
   状態を読取ることで前記被検体の検査をする超音波検査
   装置において、検査基準となる欠陥エコーの高さと路程
   との関係を示す特性グラフを前記Ａスコープ像に重ねて
   表示することを特徴とする超音波検査装置。
2. （２）被検体を測定して得られる欠陥エコーについての
   エコー受信信号のピークレベルと特性グラフで示される
   値とを比較する比較手段を有していて、前記特性グラフ
   で示される値を越えたときにアラーム信号を発生するこ
   とを特徴とする請求項１記載の超音波検査装置。
3. （３）特性グラフは、ＪＩＳのＺ３０６０等として規定
   された規格に従った距離振幅特性曲線であって、この特
   性グラフが複数設けられ、これらそれぞれの特性グラフ
   に応じてエコー受信信号から得られる欠陥エコー信号の
   ピークレベルの状態を判定する判定手段とこの判定手段
   の判定に応じて等級を判定する等級判定手段とが設けら
   れていることを特徴とする請求項１記載の超音波検査装
   置。