JPH03257361A - Ultrasonic flaw detection apparatus - Google Patents

Ultrasonic flaw detection apparatus

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Publication number
JPH03257361A
JPH03257361A JP2056008A JP5600890A JPH03257361A JP H03257361 A JPH03257361 A JP H03257361A JP 2056008 A JP2056008 A JP 2056008A JP 5600890 A JP5600890 A JP 5600890A JP H03257361 A JPH03257361 A JP H03257361A
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JP
Japan
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spectrum
time window
waveform
detection signal
band
Prior art date
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Pending
Application number
JP2056008A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukimichi Iizuka
幸理 飯塚
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03257361A publication Critical patent/JPH03257361A/en
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Abstract

PURPOSE:To extract the flaw echo buried in a scattering echo and to enhance the detection accuracy of the flaw contained in an object to be inspected by dividing the spectrum of each time window in a detection signal by the spectrum of a transmission wave and performing the limitation of a band. CONSTITUTION:At first, with respect to the detection signal (b) of the ultrasonic pulse to a standard test piece 13, for example, a time window of predetermined time width of 1 - 10 mus is set to a transmission wave region by the control of a time window control part 20 to calculate the transmission wave spectrum within the time window. Next, the spectrum of the waveform within the time window is calculated with respect to the detection signal (b) from the object 11 to be inspected mounted on an ultrasonic probe 12 while the time window is successively moved from a measuring start point to a completion point and divided by the transmission wave spectrum to be normalized and the limitation of a band is performed on the basis of the width of the frequency component contained in a transmission wave and a flaw is displayed on a display part 28 as a numerical value. By this method, a scattering echo always having a constant spectrum and a flaw echo are clearly discriminated to be capable of being displayed on the display part 28 and, therefore, the flaw echo buried in the scattering echo can be certainly extracted.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は超音波を用いて被検体に存在する欠陥を検出す
る超音波探傷装置に係わり、特に、結晶粒が大きい被検
体を測定する場合に生じる結晶粒界からの散乱エコーの
影響を効率的に除去するようにした超音波探傷装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic flaw detection device that uses ultrasonic waves to detect defects in a test object, and is particularly suitable for measuring a test object with large crystal grains. The present invention relates to an ultrasonic flaw detection device that efficiently removes the influence of scattered echoes from grain boundaries that occur in crystal grain boundaries.

[従来の技術] 超音波を用いて固体で形成された被検体の内部または表
面に存在する欠陥を検出する超音波探傷装置は例えば第
5図に示すように構成されている。
[Prior Art] An ultrasonic flaw detection apparatus that uses ultrasonic waves to detect defects existing inside or on the surface of a solid object is configured as shown in FIG. 5, for example.

被検体1に例えば圧電素子等で形成された超音波探触子
2を取付け、この超音波探触子2にパルス発生回路3お
よび広帯域増幅器4を接続する。
An ultrasonic probe 2 formed of, for example, a piezoelectric element is attached to a subject 1, and a pulse generating circuit 3 and a broadband amplifier 4 are connected to the ultrasonic probe 2.

そして、トリガ信号発生器5から出力されるトリガ信号
に同期してパルス発生回路3から超音波探触子2ヘパル
ス信号を送信すると、超音波探触子2から超音波パルス
が被検体]へ印加される。そして、この超音波パルスが
被検体1内を伝搬して例えば底面で反射されて再度超音
波探触子2ヘエコーとして戻る。そして超音波パルスが
被検体1内を伝搬する過程で欠陥に遭遇すると、この欠
陥で反射されて超音波探触子2へ戻る。超音波探触子2
は底面や欠陥で反射されて再度入射した超音波パルスを
電気信号に変換して、検出信号aとして出力する。超音
波探触子2から出力された検出信号aは広帯域増幅器4
で増幅されたのち、A/D変換器6でデジタル値に変換
され、波形解析装置7へ入力される。波形解析装置7は
検出信号aを解析して被検体1に欠陥が存在するか否か
を判断し、また存在すればその欠陥規模を算出する。
Then, when a pulse signal is transmitted from the pulse generation circuit 3 to the ultrasound probe 2 in synchronization with the trigger signal output from the trigger signal generator 5, an ultrasound pulse is applied from the ultrasound probe 2 to the subject. be done. Then, this ultrasonic pulse propagates inside the subject 1, is reflected from the bottom surface, and returns to the ultrasonic probe 2 again as an echo. When the ultrasonic pulse encounters a defect while propagating within the object 1, it is reflected by the defect and returns to the ultrasonic probe 2. Ultrasonic probe 2
converts the ultrasonic pulse reflected by the bottom surface or defect and incident again into an electrical signal and outputs it as a detection signal a. The detection signal a output from the ultrasonic probe 2 is transmitted to the broadband amplifier 4.
After being amplified, the signal is converted into a digital value by an A/D converter 6 and input to a waveform analyzer 7. The waveform analyzer 7 analyzes the detection signal a to determine whether or not a defect exists in the object 1 to be inspected, and if so, calculates the scale of the defect.

しかし、被検体1が、異方性が強く、さらに結晶粒が大
きい金属である場合には、第6図に示すように、結晶粒
界からの散乱エコーが検出信号aに大量に含まれる。し
たがって、被検体1内に小さい欠陥が存在したとしても
、この欠陥による欠陥エコーは図示するように、散乱エ
コーの中に完全に埋もれてしまう。したがって、欠陥の
検出精度が低下する。
However, when the object 1 is a metal with strong anisotropy and large crystal grains, the detection signal a contains a large amount of scattered echoes from the crystal grain boundaries, as shown in FIG. Therefore, even if a small defect exists within the object 1, the defect echo due to this defect is completely buried in the scattered echoes as shown in the figure. Therefore, defect detection accuracy is reduced.

このような不都合を解消するために、第7図(a)に示
すように、検出信号aに所定時間幅Tを有した時間窓8
を設け、その時間窓8内に存在する波形に対してスペク
トル計算を実行して、第7図(b)に示す周波数fを横
軸とするスペクトル9を求める。そして、時間窓8の時
間tを順次移動させていって、各時間tにおける各時間
窓8のスペクトル9を算出する。そして、各時間窓8を
移動させていった場合における各スペクトル9の形状を
順次数値化していき、それを時間tを横軸にして表示す
ると、第7図(C)に示すように、欠陥が存在する時間
位置にピークが発生する。よって、欠陥の存在を検出で
きる。
In order to solve this problem, as shown in FIG. 7(a), a time window 8 having a predetermined time width T is provided in the detection signal
is provided, and spectrum calculation is performed on the waveform existing within the time window 8 to obtain a spectrum 9 with the frequency f as the horizontal axis shown in FIG. 7(b). Then, the time t of the time window 8 is sequentially moved, and the spectrum 9 of each time window 8 at each time t is calculated. Then, when each time window 8 is moved, the shape of each spectrum 9 is sequentially digitized and displayed with time t as the horizontal axis. As shown in FIG. 7(C), the defect A peak occurs at the time position where . Therefore, the presence of defects can be detected.

これは、散乱エコーの周波数特性はどの時間位置であっ
てもほぼ一定である性質を利用したものである(フラク
タル理論によるパワースペクトル形状評価法 点散乱体
間隔のランダム度推定への応用;電子情報通信学会、超
音波研究会、研究発表予稿集: 1989.5.28 
’)。
This takes advantage of the fact that the frequency characteristics of scattered echoes are almost constant regardless of the time position (power spectrum shape evaluation method based on fractal theory; application to randomness estimation of point scatterer spacing; electronic information Communication Society, Ultrasonic Research Group, Research Presentation Proceedings: 1989.5.28
').

[発明が解決しようとする課題] しかしながら第7図に示すような手順で欠陥エコーを散
乱エコーの中から抽出するようにした超音波探傷装置に
おいてもまだ次のような問題かあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, even in the ultrasonic flaw detection apparatus which extracts defective echoes from scattered echoes by the procedure shown in FIG. 7, the following problems still exist.

すなわち、第7図の検出信号aに設定した時間窓8内の
波形のスペクトル9は当然被検体1に印加される超音波
パルスの波形で規制される送信波のスペクトルに大きく
影響される。その結果、時間窓8内のスペクトル9の形
状を数値化する際にも前記送信波のスペクトルが含まれ
る。したがって、第7図(e)には、送信波のスペクト
ル形状の影響が含まれており、検出精度が低下する。
That is, the spectrum 9 of the waveform within the time window 8 set for the detection signal a in FIG. 7 is naturally greatly influenced by the spectrum of the transmitted wave, which is regulated by the waveform of the ultrasound pulse applied to the subject 1. As a result, the spectrum of the transmitted wave is also included when quantifying the shape of the spectrum 9 within the time window 8. Therefore, FIG. 7(e) includes the influence of the spectral shape of the transmitted wave, and the detection accuracy decreases.

また、一般に超音波探触子2を介して被検体1へ印加す
る超音波パルスは全ての周波数成分を含ますに、一定の
帯域制限が存在する。したがって、この一定の帯域制限
がある超音波パルスを印加した場合におけるエコーによ
る検出信号aの周波数成分のうち印加した超音波パルス
の帯域以外の成分は雑音となる。よって、この雑音成分
が7j在するので検出信号aの解析精度が低下する。
Furthermore, although the ultrasonic pulse applied to the subject 1 through the ultrasonic probe 2 generally includes all frequency components, there is a certain band limit. Therefore, when an ultrasonic pulse with a certain band limit is applied, components of the frequency components of the detection signal a due to echoes outside the band of the applied ultrasonic pulse become noise. Therefore, since this noise component 7j is present, the accuracy of analysis of the detection signal a is reduced.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
検出信号における各時間窓のスペクトルを送信波のスペ
クトルで除算し、かつ帯域制限することによって、散乱
エコーに埋もれている欠陥エコーを精度良く抽出でき、
被検体に存在する欠陥の検出精度を大幅に向上できる超
音波探傷装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of these circumstances, and
By dividing the spectrum of each time window in the detection signal by the spectrum of the transmitted wave and limiting the band, defective echoes buried in scattered echoes can be extracted with high precision.
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flaw detection device that can significantly improve the accuracy of detecting defects present in a test object.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解消するために本発明は、被検体に超音波パ
ルスを印加し、この被検体から超音波探触子を介して受
信されるエコーによる検出信号の波形に対して所定時間
幅を有した時間窓を設定して、検出信号波形のうちの時
間窓内に存在する波形に対してスペクトル計算を実施し
て、時間窓を移動した場合の各時間窓のスペクトルの変
化から被検体に存在する欠陥を検出する超音波探傷装置
において、 検出信号波形に含まれる送信波のスペクトルを送信スペ
クトルとして記憶する送信波形メモリと、各時間窓のス
ペクトルを送信波形メモリの送信スペクトルで除算する
除算部と、この除算部にて除算された各時間窓のスペク
トルを帯域制限する帯域制限部と、この帯域制限部で帯
域制限された各時間窓のスペクトルの形状を数値化した
値を時系列的に表示する表示部とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention applies ultrasonic pulses to a subject and detects detection signals by echoes received from the subject via an ultrasound probe. Each time window when the time window is moved by setting a time window with a predetermined time width for the waveform and performing spectrum calculation on the waveform existing within the time window among the detected signal waveforms. In an ultrasonic flaw detection device that detects defects in a test object from changes in the spectrum of A division unit that divides the spectrum by the transmission spectrum of and a display section that displays the converted values in chronological order.

[作用] このように構成された超音波探傷装置であれば、被検体
から得られた検出信号に対して設定された各時間窓の各
波形のスペクトルは送信波のスペクトルで除算されて正
規化される。よってこの正規化された各時間窓のスペク
トルから送信波のスペクトルの影響を除去できる。した
がって、従来と同様に各時間窓のスペクトルの変化から
欠陥エコーを検出できる。また、正規化された各スペク
トルを帯域制限することによって、帯域外の雑音成分が
除去される。
[Operation] With an ultrasonic flaw detection device configured in this way, the spectrum of each waveform in each time window set for the detection signal obtained from the object is divided by the spectrum of the transmitted wave and normalized. be done. Therefore, the influence of the spectrum of the transmitted wave can be removed from the normalized spectrum of each time window. Therefore, defective echoes can be detected from changes in the spectrum of each time window as in the conventional method. Further, by band-limiting each normalized spectrum, noise components outside the band are removed.

[実施例] 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は実施例の超音波探傷装置の概略構成を示すブロ
ック図である。図中11は例えば異方性が強く結晶粒が
大きいステンレス等の金属材料で形成された被検体であ
り、この被検体11に例えば圧電素子で形成された超音
波探触子12が取付けられる。なお、この超音波探傷装
置には表面および内部に欠陥が全く存在しない普通鋼で
形成された標準試験片]3が準備されていて、必要に応
じて、被検体11に代って超音波探触子12に取付けら
れる。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic flaw detection apparatus according to an embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes an object made of a metal material such as stainless steel with strong anisotropy and large crystal grains, and an ultrasonic probe 12 made of, for example, a piezoelectric element is attached to this object 11. This ultrasonic flaw detection device is equipped with a standard test piece made of ordinary steel with no defects on its surface or inside. It is attached to the tentacle 12.

また、トリガ信号発生回路]4は測定開始のタイミング
を制御するトリガ信号をパルス発生回路15へ送出する
。パルス発生回路15はトリが信号入力に同期して、超
音波探触子12ヘパルス信号を印加する。すると、超音
波探触子12は被検体11に所定周波数帯域を有した超
音波パルスを印加する。この超音波パルスは被検体11
内を伝搬して底面で反射されて再度超音波探触子12ヘ
エコーとして戻る。そして超音波パルスが被検体11内
を伝搬する過程で欠陥に遭遇すると、この欠陥で反射さ
れて超音波探触子12へ戻る。超音波探触子12は底面
や欠陥で反射されて再度入射した超音波パルスを電気信
号に変換して、検出信号すとして出力する。なお、この
超音波探触子12は2〜IOM)lzの超音波を送受信
できる。超音波探触子12から出力された検出信号すは
広帯域増幅器16で増幅されたのち、A/D変換器17
において例えば40nsのサンプリング周期でもってデ
ジタル値に変換され、−旦受信波形メモリ18へ格納さ
れる。受信波形メモリー8に一旦記憶された検出信号す
は次の波形解析装置19へ入力される。
Further, the trigger signal generation circuit] 4 sends a trigger signal for controlling the timing of starting measurement to the pulse generation circuit 15. The pulse generating circuit 15 applies a pulse signal to the ultrasonic probe 12 in synchronization with the signal input. Then, the ultrasonic probe 12 applies an ultrasonic pulse having a predetermined frequency band to the subject 11. This ultrasonic pulse
It propagates inside, is reflected at the bottom surface, and returns to the ultrasound probe 12 again as an echo. When the ultrasonic pulse encounters a defect while propagating within the object 11, it is reflected by the defect and returns to the ultrasonic probe 12. The ultrasonic probe 12 converts the ultrasonic pulse reflected by the bottom surface or a defect and incident again into an electric signal and outputs it as a detection signal. Note that this ultrasonic probe 12 can transmit and receive ultrasonic waves of 2 to IOM) lz. The detection signal output from the ultrasonic probe 12 is amplified by the broadband amplifier 16 and then sent to the A/D converter 17.
The signal is converted into a digital value at a sampling period of, for example, 40 ns, and then stored in the received waveform memory 18. The detection signal once stored in the received waveform memory 8 is input to the next waveform analyzer 19.

この波形解析装置19は例えばマイクロコンビエータで
構成されており、図示するように、時間窓制御部209
時間窓波形続出部21.スペクトル計算部22.送信波
形メモリ23.除算部24゜帯域制御部25.波形数値
化処理部26.演算結果メモリ27等の機能を有する。
This waveform analysis device 19 is composed of, for example, a micro combinator, and as shown in the figure, a time window control section 209
Time window waveform succession part 21. Spectrum calculation unit 22. Transmission waveform memory 23. Dividing unit 24° Bandwidth control unit 25. Waveform digitization processing section 26. It has functions such as a calculation result memory 27.

そして、送信波形メモリ23および演算結果メモリ27
はRAM等の記憶素子で形成され、時間窓制御部201
時間窓波形続出部21.スペクトル計算部22.除鼻部
24.帯域制御部25は制御プログラムにおける各デー
タ処理手順で構成されている。
Then, a transmission waveform memory 23 and a calculation result memory 27
is formed of a memory element such as a RAM, and the time window control unit 201
Time window waveform succession part 21. Spectrum calculation unit 22. Nasal removal part 24. The bandwidth control unit 25 is composed of each data processing procedure in the control program.

また、この波形解析装置1つには波形解析結果を表示す
る表示部28が接続されている。
Further, a display unit 28 for displaying waveform analysis results is connected to one of the waveform analysis devices.

しかして、この超音波探傷装置は第2図の流れ図に示す
手順に従って、被検体11に対する欠陥探傷処理を実行
するように構成されている。
This ultrasonic flaw detection apparatus is configured to perform defect detection processing on the object 11 according to the procedure shown in the flowchart of FIG.

流れ図が開始されると、まずS(ステップ)1にて超音
波探触子12に標準試験片13を取付ける。次にこの標
準試験片13に対する測定を行う。
When the flowchart starts, first, in S (step) 1, the standard test piece 13 is attached to the ultrasonic probe 12. Next, measurements are performed on this standard test piece 13.

すなわち、トリガ発生回路14を起動してトリガ信号を
パルス発生回路15へ送出する。すると、超音波探触子
12から超音波パルスが標準試験片12へ印加される。
That is, the trigger generation circuit 14 is activated and a trigger signal is sent to the pulse generation circuit 15. Then, an ultrasonic pulse is applied from the ultrasonic probe 12 to the standard test piece 12.

そして、この標準試験片12から出力される検出信号す
を広帯域増幅器16で増幅し、A/D変換器17でデジ
タル値に変換する。そしてデジタル値に変換された標準
試験片13の検出信号すを一旦受信波形メモリ18へ格
納する。
Then, the detection signal outputted from this standard test piece 12 is amplified by a broadband amplifier 16 and converted into a digital value by an A/D converter 17. Then, the detection signal of the standard test piece 13 converted into a digital value is temporarily stored in the received waveform memory 18.

次に、S2にて、時間窓制御部20を起動して、0 例えば1μs〜10μSの間の所定時間綿Tを有した第
3図(a)に示す時間窓29を検出信号すの先頭近傍に
現れる送信波の領域へ設定する。そして、時間窓波形読
出部21を起動して送信波の領域に設定された時間窓2
9内に存在する送信波形を読出す。S3にて、読出した
送信波形に対するスペクトル計算を行う。そして、算出
された送信波スペクトルS(ω)を送信波形メモリ23
へ格納する。
Next, in S2, the time window control unit 20 is activated, and the time window 29 shown in FIG. Set to the area of the transmitted wave that appears in the area. Then, the time window waveform reading unit 21 is activated and a time window 2 is set in the region of the transmitted wave.
Read out the transmission waveform existing in 9. In S3, spectrum calculation is performed for the read transmission waveform. Then, the calculated transmission wave spectrum S(ω) is stored in the transmission waveform memory 23.
Store it in

以上で測定準備が終了したので、S4にて標準試験片1
3を取外し、被検体11を超音波探触子12に取付ける
。そして、標準試験片13と同一条件で測定する。そし
て、被検体11のデジタル変換された検出信号すを受信
波形メモリ18へ格納する。
Now that the measurement preparations have been completed, proceed to S4 to prepare the standard test piece 1.
3 is removed, and the subject 11 is attached to the ultrasound probe 12. Then, it is measured under the same conditions as the standard test piece 13. Then, the digitally converted detection signal of the subject 11 is stored in the received waveform memory 18.

しかして、S5にて、時間窓制御部20を起動して、時
間窓29を第3図に示すように、時間窓29を測定開始
点t。へ設定する。次に、S6にて、被検体11の検出
信号すのうちの設定された時間窓29内の波形を時間窓
波形読出部21にて1 読出して、読出した波形D (t)に対するスペクトル
算出処理を実行してスベ゛クトルD(ω)を求める。次
に、S7にて、算出された時間窓29内のスペクトルD
(ω)を送信波形メモリ23から読出した送信波スペク
トルS(ω)で除算して、正規化スペクトル[D (ω
)/S(ω)]を求める。次に求めた正規化スペクトル
[D (ω)/S(ω)]に対して第3図に示すように
帯域制限を実行する。なお、この帯域制限の周波数幅は
送信波に含まれる周波数成分の幅とする。例えば図示す
るように送信スペクトルの最大値Pの10%以上のスペ
クトル波形が含まれる値とする。
Then, in S5, the time window control unit 20 is activated and the time window 29 is set to the measurement starting point t as shown in FIG. Set to Next, in S6, the waveform within the set time window 29 of the detection signal of the subject 11 is read out by the time window waveform reading unit 21, and spectrum calculation processing is performed on the read waveform D (t). is executed to find the vector D(ω). Next, in S7, the spectrum D within the calculated time window 29
(ω) is divided by the transmission wave spectrum S(ω) read from the transmission waveform memory 23, and the normalized spectrum [D (ω
)/S(ω)]. Next, band limitation is performed on the normalized spectrum [D(ω)/S(ω)] as shown in FIG. Note that the frequency width of this band limitation is the width of frequency components included in the transmitted wave. For example, as shown in the figure, it is assumed that the value includes a spectrum waveform of 10% or more of the maximum value P of the transmission spectrum.

S8にて、帯域制限された正規化スペクトル[D (ω
)/S(ω)]を例えば一つのデータに数値化する。こ
の正規化スペクトル[D (ω)/S(ω)]の波形を
数値化する手順を第3図(b)(C)を用いて説明する
At S8, the band-limited normalized spectrum [D (ω
)/S(ω)], for example, is digitized into one data. The procedure for quantifying the waveform of this normalized spectrum [D(ω)/S(ω)] will be explained using FIGS. 3(b) and 3(C).

すなわち、変数をiとした場合の数値化すべき波形の関
数をA(i)(−正規化スペクトル)とし、波形の分割
数をNとしたときの単位変数をd2 と定義する。次に、演算変数kを下式のように定義する
That is, when the variable is i, the function of the waveform to be quantified is A(i) (-normalized spectrum), and when the number of waveform divisions is N, the unit variable is defined as d2. Next, the calculation variable k is defined as shown in the following equation.

−1 k=log[(Σl A(id+d) −A(1d) 
l )/(N/d)]次に上式を用いて各単位変数dに
対応する各演算変数k (d)を算出する。算出された
各演算変数k (d)を、第3図(C)に示すように、
前記単位変数d (−1,2,・・・、N)の対数1o
gd値を横軸にしてグラフ化する。なお、第3図(a)
の最下段のグラフは横軸をlogdでなく直線的に表示
したものである。
−1 k=log[(Σl A(id+d) −A(1d)
l )/(N/d)] Next, each calculation variable k (d) corresponding to each unit variable d is calculated using the above formula. As shown in FIG. 3(C), each calculated calculation variable k (d) is expressed as
Logarithm 1o of the unit variable d (-1, 2, ..., N)
Graph the gd value on the horizontal axis. In addition, Fig. 3(a)
In the graph at the bottom of the graph, the horizontal axis is displayed not as logd but as a straight line.

次に、該当波形の数値化データρを算出する。Next, digitized data ρ of the corresponding waveform is calculated.

すなわち、第3図(C)の特性において、相関係数が0
.9を満足する単位変数dの範囲でもって、点線で示す
直線30を決定する。そして、その直線30の横軸との
交差角θを求め、この交差角θから最終的な数値化デー
タDを下式で算出する。
That is, in the characteristics shown in Figure 3(C), the correlation coefficient is 0.
.. A straight line 30 shown by a dotted line is determined within the range of the unit variable d that satisfies 9. Then, the intersecting angle θ between the straight line 30 and the horizontal axis is determined, and the final numerical data D is calculated from this intersecting angle θ using the following formula.

ρ−2−〇   (1≦p≦2) このようにして算出された数値化データρを現在の時間
窓29の示す時間tの情報と共に演算結果メモリ27の
空き領域へ格納する。
ρ-2-〇 (1≦p≦2) The digitized data ρ thus calculated is stored in the empty area of the calculation result memory 27 together with the information of the time t indicated by the current time window 29.

3 以上で1つの時間位置tにおける時間窓29内の波形に
対する解析処理が終了したので、S9にて時間窓29を
Δtだけ時間tが増加する方向へ移動させる。31.0
にて移動後の時間窓29が測定終了点tF、に達してい
ないことを確認すると、S6へ戻り該当時間窓29内の
波形に対する解析処理を開始する。
3 Since the analysis process for the waveform within the time window 29 at one time position t has been completed, in S9 the time window 29 is moved by Δt in the direction in which the time t increases. 31.0
When it is confirmed that the time window 29 after the movement has not reached the measurement end point tF, the process returns to S6 and the analysis process for the waveform within the corresponding time window 29 is started.

SIOにて時間窓2つが測定終了点t6に達すると、被
検体11の検出信号すに対する全時間領域(t o =
 t’ E )における波形解析処理が終了したので、
S11にて、演算結果メモリ27に記憶されている各時
間位置tにおける数値化された正規化スペクトル[D 
(ω)/S(ω)コの演算結果(数値化データρ)を読
出して第3図(a)の最上欄に示すよう横軸を時間tと
して表示する。
When the two time windows reach the measurement end point t6 in SIO, the entire time domain (t o =
Since the waveform analysis process at t' E ) has been completed,
In S11, the normalized spectrum [D
The calculation result (numerized data ρ) of (ω)/S(ω) is read out and displayed as time t on the horizontal axis as shown in the top column of FIG. 3(a).

なお、時間窓29の幅、移動量、スペクトル計算の際の
点数は、被検体11の組成状況により設定する。
Note that the width of the time window 29, the amount of movement, and the score for spectrum calculation are set depending on the compositional situation of the subject 11.

このように構成された超音波探傷装置によれば、第3図
(、a)に示すように、被検体11の検出信4 号すに対して所定時間幅Tを有し、順次移動していく時
間窓29を設け、各時間窓29における波形のベクトル
を求め、この各スペクトルを送信波のスペクトルで正規
化している。そして、正規化されたスペクトルの数値の
時間変化を表示部26で表示している。
According to the ultrasonic flaw detection apparatus configured in this way, as shown in FIG. Several time windows 29 are provided, a waveform vector in each time window 29 is obtained, and each spectrum is normalized by the spectrum of the transmitted wave. The display unit 26 displays changes over time in the numerical values of the normalized spectrum.

したがって、常時一定のスペクトルを有する散乱エコー
と欠陥エコーとを明確に区別して表示できるので、散乱
エコーに埋もれた欠陥エコーを確実に抽出できる。
Therefore, the scattered echoes and defective echoes, which always have a constant spectrum, can be clearly distinguished and displayed, so that the defective echoes buried in the scattered echoes can be reliably extracted.

また、波形数値化の際、送信波のスペクトルの影響を除
去できる。
Furthermore, when converting the waveform into numerical values, the influence of the spectrum of the transmitted wave can be removed.

さらに、送信波のスペクトルで正規化された各時間窓の
スペクトルを例えば送信波のスペクトルの帯域幅で帯域
制限しているので、必要な帯域幅以外の雑音を除去でき
る。よって、測定精度をより向上できる。
Furthermore, since the spectrum of each time window normalized by the spectrum of the transmitted wave is band-limited, for example, by the bandwidth of the spectrum of the transmitted wave, noise outside the required bandwidth can be removed. Therefore, measurement accuracy can be further improved.

第4図は同一の被検体11を用いて従来装置にて得られ
た演算結果と、実施例装置で得られた演算結果との対比
を示す図である。この図からも理 5 解できるように、従来装置に比較して実施例装置の演算
結果の方が、欠陥をより精度良く、かつより定量的に検
出できる。
FIG. 4 is a diagram showing a comparison between the calculation results obtained with the conventional apparatus and the calculation results obtained with the embodiment apparatus using the same subject 11. As can be understood from this figure, defects can be detected more accurately and quantitatively with the calculation results of the apparatus of the embodiment than with the conventional apparatus.

[発明の効果] 以上説明したように本発明の超音波探傷装置によれば、
検出信号における各時間窓のスペクトルを送信波のスペ
クトルで除算し、かつ帯域制限することによって、散乱
エコーに埋まれている欠陥エコーを精度良く抽出できる
。よって、被検体に存在する欠陥の検出精度を大幅に向
上できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the ultrasonic flaw detection device of the present invention,
By dividing the spectrum of each time window in the detection signal by the spectrum of the transmitted wave and limiting the band, defective echoes buried in scattered echoes can be extracted with high accuracy. Therefore, the accuracy of detecting defects present in the object can be greatly improved.

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

第1図乃至第4図は本発明の一実施例に係わる超音波探
傷装置を示すものであり、第1図は概略構成を示すブロ
ック図、第2図は動作を示す流れ図、第3図(a)は動
作を示す各信号波形図、第3図(b)(C)は波形を数
値化する手順を説明するための図、第4図は従来装置と
の対比で示す演算結果を示す図であり、第5図は従来の
超音波探傷装置を示すブロック図、第6図は一般的な検
出信号の波形図、第7図は従来装置の動作を示す 6 各信号波形図である。 11・・・被検体、12・・・超音波探触子、13・・
・標準試験片、15・・パルス発生回路、17・・・A
/D変換器、18・・・受信波形メモリ、19・・・波
形解析装置、20・・・時間窓制御部、21・・・時間
窓波形読出部、22・・・スペクトル計算部、23・・
・送信波形メモリ、24・・・除算部、25・・・帯域
制限部、26・・・波形数値化処理部、27・・・演算
結果メモリ、28・・・表示部、2つ・・・時間窓。
1 to 4 show an ultrasonic flaw detection device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration, FIG. 2 is a flowchart showing the operation, and FIG. a) is a diagram of each signal waveform showing the operation, FIGS. 3(b) and 3(C) are diagrams for explaining the procedure for converting waveforms into numerical values, and FIG. 4 is a diagram showing calculation results in comparison with a conventional device. FIG. 5 is a block diagram showing a conventional ultrasonic flaw detection device, FIG. 6 is a waveform diagram of a general detection signal, and FIG. 7 is a waveform diagram of each signal showing the operation of the conventional device. 11... Subject, 12... Ultrasonic probe, 13...
・Standard test piece, 15...Pulse generation circuit, 17...A
/D converter, 18... Received waveform memory, 19... Waveform analyzer, 20... Time window control section, 21... Time window waveform reading section, 22... Spectrum calculation section, 23.・
- Transmission waveform memory, 24...Dividing unit, 25...Band limiting unit, 26...Waveform digitization processing unit, 27...Computation result memory, 28...Display unit, two... time window.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 被検体に超音波パルスを印加し、この被検体から超音波
探触子を介して受信されるエコーによる検出信号の波形
に対して所定時間幅を有した時間窓を設定して、前記検
出信号波形のうちの前記時間窓内に存在する波形に対し
てスペクトル計算を実施して、前記時間窓を移動した場
合の各時間窓のスペクトルの変化から前記被検体に存在
する欠陥を検出する超音波探傷装置において、 検出信号波形に含まれる送信波のスペクトルを送信スペ
クトルとして記憶する送信波形メモリと、前記各時間窓
のスペクトルを前記送信波形メモリの送信スペクトルで
除算する除算部と、この除算部にて除算された各時間窓
のスペクトルを帯域制限する帯域制限部と、この帯域制
限部で帯域制限された各時間窓のスペクトルの形状を数
値化した値を時系列的に表示する表示部とを備えた超音
波探傷装置。
[Claims] Applying ultrasonic pulses to a subject and setting a time window with a predetermined time width for the waveform of a detection signal based on an echo received from the subject via an ultrasound probe. Then, spectral calculation is performed on the waveform existing within the time window among the detection signal waveforms, and from the change in the spectrum of each time window when the time window is moved, it is possible to calculate the spectrum that exists in the subject from the change in the spectrum of each time window when the time window is moved. An ultrasonic flaw detection device for detecting defects includes: a transmission waveform memory that stores a spectrum of a transmission wave included in a detection signal waveform as a transmission spectrum; and a division unit that divides the spectrum of each time window by the transmission spectrum of the transmission waveform memory. , a band limiter that limits the band of the spectrum of each time window divided by this divider, and a value that quantifies the shape of the spectrum of each time window band-limited by this band limiter in time series. An ultrasonic flaw detection device equipped with a display section.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008224226A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Mazda Motor Corp Method and device for ultrasonic inspection of spot-welded part
JP2010513867A (en) * 2006-12-15 2010-04-30 オトクリトエ アクツィオネルノエ オブシェストボ ”ノルディンクラフト” Method for enhancing interference protection in ultrasonic testing and apparatus for carrying out this method
JP2017146173A (en) * 2016-02-17 2017-08-24 古野電気株式会社 Observational data analyzer, observational data analysis system, and observational data analysis method

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