JPH0328374Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は鋼板又は鋼片の表面又は裏面より探
傷する超音波探傷装置で、被探傷材表面と探触子
間の距離変動に、欠陥を検出するためのゲートを
追従させようとする超音波探傷装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来の鋼板又は鋼片を探傷する超音波探傷装置
は、例えば、非破壊検査第29巻、第10号P731〜
P737「デイジタル超音波探傷器」に示されたもの
であり、鋼板又は鋼片を探傷する際、鋼板の表面
と探傷子の距離変動に欠陥を検出するためのゲー
ト追従させることは有効である。

第４図は、例えば従来の鋼板をその表面より探
傷する超音波探傷装置の図であり、図において、
１は被探傷材である鋼板、２は前記鋼板を搬送す
るローラで、鋼板はこのローラによつて矢印３の
方向へ搬送される。４は探傷装置の機構部で５は
この機構部に取り付けられた探触子保持機構、６
は上記探触子保持機構に取り付けられた分割型探
触子、７は接触媒質、８は前記探触子より鋼板内
へ入射された超音波、９は前記探触子より出てい
る接続ケーブル、１０は前記接続ケーブルを通し
て前記探触子へ送信信号を送り又、前記探触子か
らの電気信号を受信する送受信回路、 １２は前記探触子にて受信された超音波エコー
のうち被探傷材の表面にて反射された表面エコー
（以降Ｓエコーという）の測定のために設定され
るゲート（以降Ｓゲートという）を発生するＳゲ
ート発生回路、 １３は前記Ｓゲートの立ち上がりからＳエコー
のピーク点までの路程（以降Ｓエコービーム路程
という）を測定するＳエコービーム路程測定回
路、 １４は、前記Ｓエコービーム路程の立ち下がり
から、欠陥を検出するために設定されるゲート
（以降Ｆゲートという）の立ち上がりを決定する
ためのゲート（以降Ｆゲートスタートという）を
発生するＦゲートスタート発生回路、 １５は、前記Ｆゲートスタートの立ち下がりよ
り設定されるＦゲートの発生回路、 １６は、前記送受信回路により受信された、探
触子からの電気信号のうち、前記Ｆゲート内のエ
コーを、欠陥エコーとしてあらかじめ設定されて
いる判定レベルにて判定する欠陥判定回路、 １７は、前記判定回路にて判定された、判定結
果を表示する表示回路、 １１は、前記送受信回路及び、Ｓゲート発生回
路に送信する同期信号を発生する同期信号発生回
路である。

第５図は、前記従来装置により、鋼板を探傷し
た際に送信信号、各ゲート信号、及び、超音波エ
コーを表わした図である。

３０は、送信信号、 ３１は、分割型探触子の遅延材と、接触媒質の
境界より反射され送信側振動子にて受信されるエ
コー（以降BKエコーという）、 ３２は、分割型探触子の接触媒質と鋼板表面と
の境界より反射され、送信側振動子にて受信され
るエコー（以降Ｓエコーという）、 ３３は、鋼板内の欠陥より反射され受信側振動
子で受信されたエコー（以降Ｆエコーという）、 ３４は、鋼板底面にて反射され、受信側振動子
により受信されたエコー（以降Ｂエコーという）、 ４０は、前記Ｓエコーを測定するために設定さ
れたＳゲート。

４１は、Ｓエコーのビーム路程、４２はＦゲー
トスタート、４３はＦゲートである。

第６図は、前記従来装置で鋼板を探傷した場合
の図で、Ｓエコーが、BKエコーより小さくなつ
た場合の送信信号、各ゲート、超音波エコーを表
わした図で、３０は送信信号、３１はBKエコ
ー、３２はＳエコー、３３はＦエコー、３４はＢ
エコー、４０はＳゲート、４１はＳエコーのビー
ム路程、４２はＦゲートスタート、４３はＦゲー
トである。

第７図は前記従来装置により鋼板を探傷した場
合で、ＳゲートをBKエコー直後より設定した場
合の送信信号、各ゲート、超音波エコーを表わし
た図である。

３０は、送信信号、３１はBKエコー、３２は
Ｓエコー、３３はＦエコー、３４はＢエコー、４
０はＳゲート、４１はＳエコーのビーム路程、４
２はＦゲートスタート、４３はＦゲートである。

第８図は、前記従来装置により鋼板を探触した
場合でＳゲートをBKエコー直後に設定して探傷
し、探触子の遅延材の摩耗により、BKエコーが
送信信号の方へ近づいた場合の、送信信号、ゲー
ト、超音波エコーを表わした図である。

３０は送信信号、３１はBKエコー、３２はＳ
エコー、３３はＦエコー、３４はＢエコー、４０
はＳゲートである。

従来の超音波探傷装置は、上記のように構成さ
れ、鋼板１の表面に探触子保持機構５に保持され
た探触子６が接触媒質７を介して接している。

同期信号発生回路１１からの同期信号に同期し
て送受信回路１０から送信パルスを発生させ、こ
れにより探触子６から超音波８が被探傷材内へ送
信される。そして探触子６の遅延材の表面、被探
傷材の表面、及び被探傷材の底面で反射された超
音波が、探触子６に受信され電気信号となつて、
第５図に示すような信号（以降エコーという）が
送受信回路に受信される。受信されたエコーのう
ち、第５図のＦゲート４３内のエコーが第４図の
欠陥判定回路１６で判定され表示される。被探傷
材１が、搬送され上記動作が繰り返し行なわれる
が、鋼板の曲り、振動などで探触子６と鋼板１の
距離（以降ギヤツプという）が変動し、これに伴
ない、第５図のＳエコー３２、Ｆエコー３３、Ｂ
エコー３４の位置が変動し、Ｆゲート４３の位置
が固定されていると、Ｆエコー３３がＦゲート４
３からはずれる場合もあり、結果として有害欠陥
の見逃しという問題になる。このため従来の装置
は第５図に示すような方法で上記問題を解決しよ
うとしていた。

Ｓエコー３２の位置測定を行うために、Ｓゲー
ト４０を設定し、Ｓゲート４０の立ち上がりから
Ｓエコー３２のピーク点までのビーム路程４１を
測定する。ビーム路程４１の終点からＦゲート４
３の立ち上がりの位置を決めるためのＦゲートス
タート４２を設定し、その終点よりＦゲート４３
を設定する。上記方法によれば、前記ギヤツプ変
動によつてＳエコー３２位置が変動しても追従し
てＳエコービーム路程４１が変動し、追従してＦ
ゲートスタート４２の立ち上がりの位置が変化す
るので結果的にＦゲート４３の位置が、Ｓエコー
３２位置に追従し、有害欠陥の見逃しという問題
は発生しない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

鋼板を探傷する際鋼板の曲がり、搬送による振
動等で鋼板と探触子間の距離や平行度が変化し、
第６図に示すように、Ｓエコー３２が小さくなる
場合がある。BKエコー３１は、探触子遅延材の
表面より反射されるものであるから、鋼板との距
離及び平行度の影響を受けず、常に一定のレベル
がある。上記のような場合、Ｓゲート４０内のピ
ークエコーのビーム路程４１は、BKエコー３１
のビーム路程となつてしまい、Ｆゲートスタート
４２が送信パルス３０の方向へ近づき、Ｆゲート
４３も送信パルス３０の方向へ近づくため、Ｆエ
コー３３からＦゲート４３がはずれてしまい、有
害欠陥の見逃しという問題があつた。

従来装置では、上記問題を解決するために、第
７図に示すように、Ｓゲート４０をBKエコー３
１直後の位置から設定してＳエコービーム路程４
１を測定するような試みがなされた。この場合
は、Ｓエコー３２が小さくなつても、Ｓゲート４
０にBKエコー３１がないため、正しくＳエコー
３２のビーム路程４１を測定することができる。
しかし、BKエコーの位置は、装置を使用するこ
とにより、探触子の遅延材が摩耗し、これに伴つ
て送信パルスの方向へ移動し、同時にＳエコーも
前記同一方向へ移動するため、第８図に示すよう
に、Ｓエコー３２がＳゲート４０からはずれてし
まい、正しいビーム路程の測定が不可能となり結
果としてＦゲートの設定が不可能となる問題があ
つた。

上記の場合には、ＳゲートをBKエコー直後よ
り再設定する必要があつた。又、複数の探触子を
同時に使用する超音波探傷装置においては、全て
の探触子において、上記のように、Ｓゲートを
BKエコー直後から設定し、維持し、管理するこ
とは、非常に繁雑な作業となる問題があつた。

この考案は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、長期的に安定にしかも複数の探触
子を使用した超音波探傷装置においても、BKエ
コー直後から、Ｓゲートを設定し正しくＳエコー
のビーム路程を測定することによりＦゲートを追
従させる超音波探傷装置を、提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案にかかわる超音波探傷装置は、BKエ
コーのビーム路程を測定する回路を設け、この
BKエコーのビーム路程により、Ｓゲートの立ち
上がりを決定する回路を設けたものである。

〔作用〕

この考案においては、BKエコーの位置を検出
し、そのビーム路程を測定するため、Ｓゲートの
立ち上がりをこのBKエコーのビーム路程の直後
に設定することができる。BKエコーの位置が、
探触子の遅延材の摩耗によつて変化しても、これ
に対応して、BKエコーのビーム路程が変化する
ので、安定にＳゲートの立ち上がりを、BKエコ
ーの直後にすることができる。

〔実施例〕

第１図は、この考案の一実施例を示すものであ
り、１から１７は、上記従来装置と全く同一のも
のである。２０は、BKエコーのビーム路程を測
定するためのBKゲート。２１は、BKエコービ
ーム路程測定回路。２２は、BKエコーのビーム
路程からＳゲートの立ち上がりまでの時間を決定
するＳゲートスタートである。

第２図は、この考案による装置の送信信号及び
各ゲート超音波エコーの図であり、３０から３４
及び４０から４３は従来装置の場合と全く同一で
ある。

５０は、BKエコーのビーム路程を測定するた
めのBKゲート、５１はBKエコーのビーム路程、
５２は、BKエコーのビーム路程からＳゲートの
立ち上がりの時間を決定するＳゲートスタート、
６０は、BKエコーのビーム路程を測定するため
のしきい値である。

第３図は、探触子の遅延材が摩耗した場合の、
この考案による装置の送信信号及び各ゲート及び
各ゲート及び超音波エコーの図であり、３０から
３４及び４０から４３及び、５０から５２及び６
０は、上記第２図と全く同一である。

〔動作〕

上記のように構成された超音波探傷装置におい
ては、第１図に示すように、BKエコーのビーム
路程を測定するために、BKゲート発生回路２０
によりBKゲートを設定し、BKエコービーム路
程測定回路２１にて、BKエコーのビーム路程を
測定する。前記、BKエコーのビーム路程の立ち
下がりより、Ｓゲートの立ち上がりを決定するＳ
ゲートスタートを、Ｓゲートスタート発生回路２
２により設定する。以降の動作は、従来装置と同
様である。

ゲートと超音波エコーとの関係は、第２図に示
すようにBKゲート５０を設定し、エコーの高さ
方向に、しきい値６０を設定し、BKゲート５０
内のエコーで、しきい値を最初に越える点を、
BKエコーのビーム路程５１とする。送信信号３
０とBKエコー３１の間に、他のエコーはなく、
BKエコー３１は常に現われているから、しきい
値をあらかじめ定めておけば、BKエコーのビー
ム路程５１は安定に測定することができる。

前記BKエコービーム路程５１の立ち下がりか
ら、Ｓゲートスタート５２を設定し、このＳゲー
トスタート５２の立ち下がりよりＳゲート４０を
設定する。

上記のように、Ｓゲートは、BKエコーの直後
に設定される。

次に第３図に示すように、BKエコーが、送信
信号の方向へ近づいた場合、BKエコービーム路
程５１が、測定されるため、Ｓゲートスタート５
２、及び、Ｓゲート４０が、BKエコーと同様
に、送信信号の方向へ近づくそのため、Ｓエコー
のビーム路程４１が正しく測定されこれに対応し
て、Ｆゲートスタート４２及びＦゲート４３が設
定されるため、有害欠陥の見逃しという問題は発
生しない。

上記説明では、鋼板を超音波探傷する場合につ
いて述べたが、鋼片を分割型探触子を用いて、探
触子と、鋼片の間にギヤツプを設けて探傷する場
合にもこの方法を適用できる。

〔考案の成果〕

この考案は以上説明した通り、BKエコーのビ
ーム路程を測定することにより、長期的に安定し
て、ＳゲートをBKエコー直後から設定でき、Ｓ
エコービーム路程を正しく測定できるので探触子
と被探傷材の距離変動にＦゲートを正しく追従さ
せることができる。

【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
及び第３図は、この考案による超音波探傷装置の
送信信号、各ゲート及び超音波エコーを示す図、
第４図は、従来の超音波探傷装置を示す図、第５
図、第６図、第７図、及び第８図は、従来装置の
送信信号、各ゲート及び超音波エコーを示す図で
あり、図において、１は被探傷材である鋼板、２
は搬送ローラ、３は鋼板の搬送方向、４は機構
部、５は探触子保持機構、６は分割型探触子、７
は接触媒質、８は鋼板に入射された超音波、９は
ケーブル、１０は送受信回路、１１は同期信号発
生回路、１２はＳゲート発生回路、１３はＳエコ
ービーム路程測定回路、１４はＦゲートスタート
発生回路、１５はＦゲート発生回路、１６は欠陥
エコー判定回路、１７は表示回路、２０はBKゲ
ート発生回路、２１はBKエコービーム路程測定
回路、２２はＳゲートスタート発生回路、３０は
送信信号、３１はBKエコー、３２はＳエコー、
３３はＦエコー、３４は底面エコー、４０はＳゲ
ート、４１はＳエコービーム路程、４２はＦゲー
トスタート、４３はＦゲート、５０はBKゲー
ト、５１はBKエコービーム路程、５２はＳゲー
トスタート、６０はしきい値である。 なお、図中同一符号は、同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被探傷材である鋼板又は鋼片に周期的に超音波
   を入射し、被探傷材の表面又は裏面より探傷する
   探傷装置において、同期信号を発生する同期信号
   発生回路と、上記回路から生じる同期信号に同期
   して送信する送信回路と、この送信信号を超音波
   信号に変換しそれを接触媒質を介して、被探傷材
   の表面より入射する分割型探触子と、被探傷材内
   部より反射された超音波信号が上記探触子により
   電気信号に変換されこれを受信する受信回路と、
   上記探触子からの信号のうち被探傷材の表面にて
   反射されたエコーの位置を検出し、測定する回路
   と、この位置に追従して欠陥検出用のゲートを発
   生させる回路と、上記被探傷材の表面にて反射さ
   れるエコーの位置を測定するゲートの始点を、上
   記探触子の遅延材と接触媒質との境界からの反射
   エコーの位置に追従させる回路とを設けたことを
   特徴とする超音波探傷装置。