JPH03272462A - 超音波探触子の駆動装置 - 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〕 本発明は、超音波検査装置に係り、特に、被検査体の任
意の面に対して超音波探触子を法線方向に設定するのに
好適な超音波探触子の駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の超音波検査装置における超音波探触子の駆動装置
は、日本非破壊検査協会の昭和６３年度春季大会講演概
要集の、「曲面形状追従用自動超音波探傷装置の開発」
にみられるように、Ｘ軸。

Ｙ軸、二軸の直角座標系の走査装置の２軸の先端に設け
てあり、水平に回転するθ軸とθ軸に垂直に回転するα
軸の二軸で構威しである。また、形状データ用にレーザ
距離計を、検査用に超音波探触子とセンサを二系統持っ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、非検査体の表面が曲面形状である時に
、あらかじめ、レーザ距離計で曲面形状を測定し、この
データをもとに超音波探触子の姿勢と距離を制御してい
る。この、超音波探触子の姿勢の制御は、θ軸とα軸で
行っている。そのため、この二軸を動作させると超音波
探触子の先端部が目的の面から外れてしまう。この現象
を補うためには、Ｘ軸、Ｙ軸とＺ軸を持つ走査装置のす
八での軸を制御しなければならない。このように、曲面
形状の表面を把握し、かつ、法線方向に超音波探触子を
設定するための考慮がなされておらず。

距離センサからの信号による帰還制御が難しいという問
題があった。

本発明は、被検査体の曲面形状が未知であっても超音波
探触子−つで任意の位置の面の形状データをフィードバ
ックし、超音波探触子を法線方向に設定させて、即座に
超音波検査を連続して行うことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、内側の円弧状ガ
イドレールに沿って移動するスライダの先端部に設けた
超音波探触子はガイドレールの同心円の中心点を支点と
してＸ軸とＹ軸方向に駆動するように曲率半径の異なる
二つの円弧状ガイドレールを同心円状に直交させて配置
しである。

〔作用〕

本発明はこのように構成されるので被検査体の任意の表
面位置で超音波探触子をＸ軸方向に走査し、そのエコー
が最大値となる位置にＸ軸をホールトし同様にＹ軸方向
に走査し、そのエコーが最大値となる位置が法線方向と
なる。この位置で超音波データを採取し、次ぎの検査位
置に移動させ、同じ走査を繰り返すことにより連続して
超音波検査が出来る。

また、スライダは円弧状のガイドレールに沿って動作す
る。それによって、超音波探触子は中心点に向いた状態
で傾斜するので、超音波ビームは中心点を外れることは
無い。さらに、直交して動作するスライダによって、超
音波探触子から発射されたビームのエコーを測定し二方
向の最大値を検出することにより、被検査体の任意の面
での法線方向が容易に設定できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は、本発明の全体図を示す。曲率半径Ｒを持つ第一の
円弧状ガイドレール２は、保持枠８と保持枠８の中心部
に垂直となるように設けた固定金具１３に溶接等で固定
したベース１０とから或っており、円弧状ガイドレール
２の円弧に沿って走行する第一のスライダが設けである
。曲率半径Ｒより小さな曲率半径ｒを持つ第二の円弧状
ガイドレール３は、保持枠９と保持枠９の中心部に垂直
となるように設けた固定金具１４から成っており、円弧
状ガイドレール３の円弧に沿って移動する第二のスライ
ダ５が設けである。円弧状ガイドレール２と円弧状ガイ
ドレール３とは、中心点Ｐから同心円になるように配置
され、かつ、スライダ４と固定金具１３で直交するよう
に固定されている。保持枠８，９は、スライダ４，５の
走行を妨げることの無いように取り付けである。

円弧状ガイドレール２とスライダ４とは、第２図に示す
ように、円弧状ガイドレール２の一部をＶ形に、また、
他の一部にラック２３を加工し、このＶ形し一ル２０を
車輪２１．２２で挾み込むように保持し、モータ６によ
る駆動力の伝達は、モータ軸２４の先端にピニオン２５
を取り付はラックに噛み合わせたラック・ピニオン方式
等があり、走査位置の検出にはモータ６に内蔵されたエ
ンコーダからのパルスを計測することにより達成できる
。一方の円弧状ガイドレール３とスライダ５とモータ７
との構成も上記方式と同様に行うことができる。

超音波探触子１は１円弧状ガイドレール３のスライダ５
に垂直に固定されたホルダ１１に７曲率半径ｒの中心点
Ｐに向けて支持されている。すなわち、超音波探触子１
の発射ビームの方向は、スライダ４、及び、スライダ５
を円弧状ガイドレール８，９の動作範囲内のいずれの位
置でも中心点Ｐを通過する。従って、被検査体１２の任
意の表面に中心点Ｐを合せておけば、その面に対しスラ
イダ４，５のそれぞれを動作させることにより、中心点
Ｐと超音波接触子１とは、その間隔を変えることなく中
心点Ｐに向かって、自由な角度をとることが出来る。

被検査体１２の任意の面に、超音波探触子１のビームを
法線方向に設定するには、先ず、三次元スキャナ（図示
していない）のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸を操作して中心点Ｐを
任意の面上に合せる。次いで、第一のスライダ４を円弧
状ガイドレール２に沿って走査しながら適当な間隔で連
続的に超音波ビームを発射し、そのエコーの大きさを検
出する。

このエコーの最大値の位置にスライダ４を固定し、スラ
イダ５を円弧状ガイドレール３に沿って走査しながら適
当な間隔で連続的に超音波を発射し、そのエコーの大き
さを検出する。このエコーの最大値の位置が、被検査体
の任意の面上における法線方向となる。この走査の順序
は、スライダ５を先に走査してもなんら変わるものでは
ない。

超音波探触子１に点焦点形の探触子を用いて、第３図に
示すように焦点距離Ｆを中心点Ｐに合致させ、前述と同
様の走査を行えば、より精度の高い角度の設定が出来る
。

なお、被検査体］−２の表面が二次元に限定されている
場合には、第４図に示すように、一方向のみの走査が出
来る様、−組の円弧状ガイドレール２とスライダ４に超
音波探触子上を取り付けてあれば、前述の様に動作させ
れば被検査体１２の任意の表面に超音波ビームを法線方
向に入射できる。

図中では、被検査体１２の曲面がＹ方向にうねっている
が１曲面がどの方向を向いていてもその方向に円弧状ガ
イドレールを合わすことの出来るように固定金具１３の
一部に円環形等モータ３０を取り付けてＺ軸を旋回可能
にしておくことも出来る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二組の円弧状ガイドレールを同心円に
、かつ、直交させて構成したことにより、超音波探触子
の入射角度を自由に設定することができる。また、二組
の円弧状ガイドレールを個別に動作させ、超音波ビーム
のエコーの最大値を検出することにより、容易に非検査
体の任意の面に、超音波探触子を法線方向に設定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はガイドレ
ールとスライダの断面図、第３図は超音波探触子と被検
査体の位置関係を示す説明図、第４図は本発明の他の実
施例の斜視図である。 １・・・超音波探触子、２，３・・・円弧状ガイドレー
ル、４．５・・・スライダ、１１・・・ホルダ、１２・
・・被検査体・　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波自動探傷装置において、 超音波探触子を駆動する手段として、第一の円弧状ガイ
   ドレールと、前記第一のガイドレールの円弧に沿つて移
   動する第一のスライダと、前記第一の円弧状ガイドレー
   ルと直交させて配した第二の円弧状ガイドレールを、同
   心円状に組み合わせ、前記第二の円弧状ガイドレールの
   円弧に沿つて移動する第二のスライダとからなり、前記
   第二の円弧状ガイドレールと前記第一のスライダとは固
   定し、前記第二のスライダの先端部に前記超音波探触子
   を設けたことを特徴とする超音波探触子の駆動装置。 ２、請求項１において、前記超音波探触子を点焦点形と
   した超音波探触子の駆動装置。