JPH0385444A - 超音波測定における連続性欠陥の検出方法 - 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、超音波測定における連続性欠陥の検出方式
に関し、詳しくは、Ｃスキャンを行ってＣスコープ像（
又はＣモード像、以下同じ）を得る超音波測定装置にお
いて、Ｃスコープ像上で表示されるような連続した欠陥
を自動的に検出することができるような超音波測定装置
に関する。

［従来の技術］ 従来の超き波探査映像装置は、一般に、Ｃスキャンを行
って超音波探傷器からのエコーレベル信号とスキャナか
らのプローブ位置信号とをマイクロプロセッサを有する
画像処理装置に取込み、それを画像処理して探傷データ
についてＣスコープ表示を行う機能を有している。

この種の超音波探査映像装置を検査装置として利用し、
被検体を探傷してそのＣスコープ像を表示し、検査者（
測定者）がＣスコープ像を観測して検査対象となってい
る被検体、例えば、溶接部材についてその欠陥の状態や
欠陥の長さを得てその良否や品質（等級）等を判定する
検査が行われる。

［解決しようとする課ａ］ しかし、近年、このような目視検査に変わって欠陥の状
態を自動的に検査できるような自動検査装置の要求が高
くなってきていて、例えば、タンク部品や圧力容４等の
大型の溶接部品をはじめとして各種の溶接部品、溶接筐
体について未溶接部、未ろう何部の欠陥が溶接部（ろう
何部）を跨ぐように連続して発生するような場合にその
Ｃスコープ像を目視観測せずに自動検査を行いたいとい
う要望がある。

第４図（ａ）’、（ｂ）は、超笥波探査映像装置による
従来のＣスコープ像観測による部品検査の一例を示すも
のであって、図（ａ）の平面図に示すワーク１は、図（
ｂ）の断面図に示されるように、リング状の部品１ａと
部品１ｂとがろう何部２でろう付されたものである。こ
のワーク１を検査する場合には、超音波探触子（以ドブ
ローブ）３によりワーク１を回転させて部品１ａの底面
エコー（Ｂエコー）を取込み、ワーク１の１回転が終ｒ
した後にプローブ３を固定しているスキャナ（図示せず
）を制御してプローブ３を一定距離だけ移動させて（ス
キャンさせて）、同様にＢエコーを取込む。このような
測定が全スキャン距ｉＩ！ｉ０〜ヌまでの間繰り返され
て、各測定点の測定時点で採取した部品１ａのＢエコー
が一定以上のレベルか否かが判定され、それが一定レベ
ル以上の場合には欠陥点として検出し、スキャナにより
設定されたプロ・−ブ位置及びワーク１の回転位置から
第５図に示すようなＣスコープ像を生成して表示する。

なお、第５図において、縦軸はプローブ３のワーク１に
おける半径方向の位置（スキャン位置）であり、横軸は
、ワーク１を回転させたときの回転位置であって、原点
は左端上部に位置する。

このＣスコープ像において、４，５．６で示す斜線部分
は欠陥が検出された測定点を示している。

これらは、ワークｌの半径方向（スキャン方向）におい
て未ろう付は部や未溶接部（又は亀裂、剥がれ等）の欠
陥があることを示すものであって、斜線部分４，５では
、それが未だろう何部分のワーク半径方向の全幅に亙っ
ていない。このことから斜線部分４，５を含む領域は裏
部と判定できる。

一方、斜線部分６は、ワーク１の半径方向において欠陥
がろう材部全幅にわたって連続している。

そこで、ここを不良部と判定できる。

従来、測定者は、後者の欠陥の連続性をＣスコープ像を
目視して確認し、ワークの良否の判定している。そのた
め、表示画像りにおいて連続する欠陥とそうでない欠陥
とを見分ける必要があって、判定作業に時間を要し、か
つ、見落とし等による判定誤りが発生し易い。

そこで、データ処理により自動的に連続性の判定を行う
ことが考えられるが、欠陥の連続性を一般の画像認識で
行われているような、方向を示すチェーンコードや周囲
すべてを見る隣接判定で行うと処理ロードが大きくなり
、その処理に時間がかかる欠点がある。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、Ｃスコープ像ヒで表示される連続した欠陥
を自動的に簡単な処理で検出することができる超音波測
定における連続性欠陥の検出方式を提供することを目的
とする。

［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き波測定
における連続性欠陥の検出方式の構成は、被検体を超５
波探触ｆにより二次元走査して各測定点における欠陥デ
ータを測定点の二次元座標の位置座標データとともに採
取し、二次元座標について欠陥の連続性を検出する方向
に対応する一方の座標軸の座標値を固定して他方の座標
軸の座標値に従って欠陥のある欠陥位置座標を検索し、
検索された欠陥位置座標について固定した一方の座標軸
の座標値をその前及び後のいずれか一方の座標値に更新
して、検索された欠陥位置座標の他方の座標軸の座標値
と同じ座標値とその前及び後の座標値とを持つ位置座標
について欠陥座標となっているか否かを判定してそのい
ずれかが欠陥位置座標であるときにその欠陥位置座標と
検索された欠陥位置座標とが連続するものとして欠陥の
連続性を検出するものである。

［作用］ このように、各測定点における欠陥データをその測定点
の二次元の位置座標とともに採取し、方の座標値を固定
して欠陥位置座標を検索し、固定した座標値を前又は後
の座標値に順次更新して欠陥位置座標の他方の座標値と
同じ座標値及びその前後の座標値を持つ位置座標につい
てこれらのいずれかが欠陥座標となっているか否かを判
定することにより欠陥の連続性を検出するので、欠陥の
連続性の処理が容易となり、処理ロードも少なくて済む
。

その結果、自動的に欠陥の連続性を判定でき、検査物品
について測定者が目視観測して判断する場合に比較して
連速で信頼性の高い検査を行うことができる。

［実施例コ 以下、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、この発明の超音波測定における連続性欠陥の
検出方式を適用した一実施例の超測定装置のブロック図
、第２図は、その欠陥データ記憶内容についての説明図
、第３図は、その連続外のある欠陥についてのＣスコー
プ像の説明図である。

第１［Ｍに示す被検体であるワーク１は、回転装置１３
上に載置されて固定されている。ｌｌ−１転装置１３の
回転軸にはワーク１の同転角度を検出する角度検出器１
４が結合されていて、ワーク１の回転量がデジタル値の
形で画像処理装置１５に人力される。回転装置４は、画
像処理装置１５又は他の装置で起動され、回転装置４に
より回転されたワーク１は、プローブ３により回転走査
される。

プローブ３は、ＸＹＺ方向にそれぞれの軸が移動する三
次元のスキャナ（走査装置）１１に固定され、このこと
によりプローブ３は、ワーク１をＸＹ方向に沿って走査
することができ、かつ、そのＸ方向の移動によりワーク
１に対する高さ方向の位置決めがなされる。なお、この
場合、スキャナ１１は、ワークｌの半径方向である第４
図のスキャン方向に一致するＸ方向だけ移動するような
装置であってもよい。また、１２は、スキャナ１１に結
合され、プローブ３のスキャン位置を検出するスキャナ
位置検出器である。

プローブ３は、超音波探傷器１０から送信パルスを受け
てそのエコーを受信する。プローブ３がワークｌを走査
して得られる超音波のエコー受信信号は超音波探傷器１
０に人力される。超音波探傷器１０は、内部にＡ／Ｄ変
換脳（Ａ／Ｄ）１０ａを有していて、入力されたエコー
受信信号の所定の位置にゲートをかけて欠陥エコーを抽
出し、得られた欠陥エコーのピーク値を前記のＡ／Ｄ変
ＪｉｒＡＩＯａによりデジタル値に変換してこのピーク
値のデジタル値を画像処理装置１５に送出する。

画像処理装置１５は、相互にバス２０で接続されたマイ
クロプロセッサ１６と、メモリ１７、インタフェース１
８、そしてデイスプレィインタフェース１９ａ１このデ
イスプレィインタフェース１９ａを介して接続されたデ
イスプレィ１９等を有していて、スキャナ１１に制御信
号を送出してプローブ３をピッチ送りし、スキャン位置
を設定する制御を行う。その結果、画像処理装置１５は
、ワーク１の各測定点について探傷した結果得られる欠
陥エコーにっていのピーク値のデータを得ることができ
る。

ここで、画像処理装置１５が超音波探傷器１゜を制御し
、超音波探傷器１０においてゲートがＢエコーを採取す
る位置に設定されているときには、Ｂエコーについての
ピーク値をデジタル値の形でマイクロプロセッサ１７が
受ける。

マイクロプロセッサ１６は、メモリ１７に記憶された処
理プログラムに従ってとのＢエコーについてのデータを
メモリ１７に一旦記憶し、メモリ１７に記憶された欠陥
判定処理プログラム１７ａを起動してこのプログラムに
従って、そのピーク値をあらかじめ設定された基準値と
比較して欠陥か否かの判定を行う。欠陥判定処理プログ
ラム１７ａは、各測定点対応に第４図に示すワーク１に
ついてその部品１ａについて採取されたＢエコーに基づ
き前記の判定をして各測定点について欠陥の有無を示す
欠陥データ（例えば、欠陥があるときフラグを“１”に
セットするなど）を生成してメモリ１７の欠陥データ記
憶領域１７ｃにそれぞれの測定点の位置座標とともに記
憶する。なお、マイクロプロセッサ１７は、測定と同時
にスキャナ位置検出７９ｉ１２の位置データと角度検出
器１４から得られるワーク１についての角度データとを
受け、これらによりワーク１の測定点の位置座標データ
が生成される。そして、前記の欠陥データはこの生成し
た位置座標に対応して記憶される。

第２図は、欠陥データ記憶領域１７ｃに記憶される欠陥
データの説明図であて、プローブ３の位置座標軸（縦軸
）における座標値として示すＭｌ。

Ｍｌ、　　・・・は、ワーク１の位置データ（ワークｌ
の半径方向の位置座標値）に対応していて、ワーク１の
回転角座標軸（横軸）における座標値として示すＮ＋　
＋　Ｎ２　＊　　・・・は、ワーク１の回転角について
の角度データ（角度座標値）に対応している。そして、
ここでの縦横の座標値により示されるマトリックスの各
点の位置座標がワークｌの各測定点の位置座標となる。

ここでは、プローブ３の位置座標軸（縦軸）とワーク１
の回転角座標軸（横軸）とによる座標を二次元座標とし
て採り、このそれぞれの位置座標をそれぞれデイスプレ
ィ１９において表示されるＣスコープ像の画面りの各画
素の位置座標に対応させている。したがって、ワーク１
の半径方向の位置座標ｆ直が画面の縦の座標値に一致し
、角度座標値が画面の横の座標値に一致する。なお、図
中、斜線で示す位置座標が欠陥のある欠陥位置座標であ
って、例えば、欠陥フラグが“１”　（欠陥有りにセッ
ト）になっているところである。

第１図のメモリ１７に格納されている合否判定処理プロ
グラム１７ｂは、ワーク１の走査がすべて終了して、欠
陥データ記憶領域１７ｃに第２図に示すようなデータが
採取された時点で起動され、実行される。この合否判定
処理プログラム１７ｂは、欠陥データ記憶領域１７ｃに
記憶させた画面ヒの各画素の座標に対応する座標で管理
される欠陥データについてプローブ３の座標軸を行方向
とし、ワーク１の回転角座標軸を列方向として管理して
各位置座標を読込み、次のような判定をする。

まず、プローブ３のエコーレベル取込み座標位置Ｍｒ行
の座標を横方向（ワーク１の回転角座標軸）に沿って検
索して欠陥位置座標（フラグが“ｌ”にセットされてい
る位置圧ｅＡ）があるか否かをフラグが丈てられている
か否か（言い換えれば欠陥データが有る（フラグｌ”）
か否か）により検査し、欠陥位置座標についてその座標
を欠陥座標記憶領域１７ｄに記憶する。

例えば、第２図では、座標（Ｎｌ　＊　Ｎ３）に欠陥レ
ベル以上のエコーレベル（欠陥）があるとし、それを示
す欠陥のフラグが“１”となっている。

この欠陥位置座標（Ｍｌ、　Ｎ３　）を欠陥座標記憶領
域１７ｄのＭｌに対応する１行目の記憶部分に記憶する
。同様にして順次、欠陥位置座標（Ｍｌ　。

Ｎ７）、（Ｍｌ　、Ｎａ）を欠陥座標記憶領域１７ｄの
１行口の記憶部分に入れる。次にＭ１行口の位置座標値
を更新してＭ２２行目ついて、欠陥座標があるか否かを
ＭＩで検出した欠陥位置座標（Ｍｌ　、　Ｎ３　）に対
して位置座標（Ｍｌ　＋　Ｎ２　）　＋（Ｍｌ、Ｎ３）
、（Ｍｌ、Ｎ４）の前方３点を検索してこれら位置座標
に欠陥があるか否か（これらがフラグが立っている欠陥
座標であるか否か）を検出する。以下同様にして欠陥位
置座標（Ｍｌ　＋Ｎ７　）　、（Ｍｔ　＊　Ｎａ　）に
ついても同様にこのことを行い、欠陥が検出された座標
があるときにはその欠陥位置座標を欠陥座標記憶領域１
７ｄのＭｌに対応する２行目の記憶部分に欠陥位置座標
として順次記憶していく。

こうして記憶した欠陥座標記憶領域１７ｄの２行〔１の
欠陥位置座標についても同様なことを行い、３行口、４
行目と順次行方向に座標値を更新して３行目以降の欠陥
位置座標の検出をしていく。このように検索して検出さ
れた欠陥位置座標に対して行１つを更新した次の座標に
ついて検索して欠陥位置座標に隣接する３つの位置座標
（１つ更新した縦の座標について欠陥位置座標と同じ横
座標値及びこの同じ横座標の前後の座標値を持つ位置座
標）について欠陥座標検出を行う。そして、このように
縦の座標を更新してそれを最後の行まで行い、最後の行
のメモリに欠陥位置座標が１つでも記憶されるときには
、最初の行から最後の行まで欠陥部が連続したことにな
る。これは、欠陥位置座標を検出した次の行に欠陥位置
座標があるときにその欠陥位置座標を記憶する関係で欠
陥位置座標が記憶されていくからである。そして、この
ことでワーク１に連続する欠陥があることが検出できる
。

このようにして連続する欠陥位置座標を検出した場合に
は、欠陥座標記憶領域１７ｄの最終行に記憶された欠陥
位置座標（欠陥位置座標が複数記憶されているときには
、そのそれぞれの位置座標）から逆に始点方向の行Ｍｌ
の座標値まで欠陥位置座標を遡って検索（前述と同様に
１つ前の行の隣接する３つの位置座標についての検査に
よる）すると、連続する欠陥部分のみの画素対応のすべ
ての欠陥座標データが得られる。そこで、これをＣスコ
ープ像の表示データとしてデイスプレィ１９に表示する
と第３図に示すように、そのまま連続する欠陥部のみの
画像を表示することができる。

その結果、連続する欠陥のみのデータが画面りに表示さ
れ、目視観測してワーク１の品質検査をする場合に求め
るデータのみの見やすいＣスコープ像を得ることができ
る。

なお、この場合、欠陥データ記憶領域１７ｃの欠陥位置
座標データを表示する画素対応に管理しているが、単に
、欠陥の連続性だけを検出する場合には、必ずしも画素
対応でなくてもよい。この場合には連続性のある欠陥が
あるか否か、或はそれがいくつあるかをデイスプレィ１
９に表示するか、他の出力装置に出力すれば済む。また
、画素対応よりもより詳細な位置座標或はそれより粗い
位置座標データの管理で欠陥を検出する場合には、それ
を画素対応の表示データに変換して展開してもよい。

以−Ｌ説明してきたが、実施例では、ワークを回転ｓＡ
置に固定しているが、ｌ【’ｊ１転装置は必ずしも必要
な装置ではない。また、実施例では、連続性を検索する
欠陥位置座標を縦方向の１行目から検索しているが、こ
れは、欠陥の連続性を検査する方向が角度方向であれば
、横方向の一列目を基準にして列方向に欠陥位置座標を
検索する処理をすることになる。要するに、欠陥の連続
性を検出した方向に沿って次の３つの座標について欠陥
座標の検出を順次行えばその順序方向についての欠陥の
連続性を検出できる。さらに、欠陥の連続性の検出は、
最後の行から逆に１行目まで検索してもよい。また、途
中の設定された行から後、或は前に検索して欠陥の部分
的な連続性を検出してもよい。

［発明の効果］ 以−Ｌの説明から理解できるように、この発明にあって
は、各測定点における欠陥データをその測定点の二次元
の位置座標とともに採取し、一方の座標値を固定して欠
陥位置座標を検索し、固定した座標値をｆＴｉｆ又は後
の座標値に順次更新して欠陥位置座標の他方の座標値と
同じ座標値及びその前後の座標値を持つ位置座標につい
てこれらのいずれかが欠陥座標となっているか否かを判
定することにより欠陥の連続性を検出するので、欠陥の
連続性の処理が容易となり、処理ロードも少なくて済む
。

その結果、自動的に欠陥の連続性判定でき、検査物品に
ついて測定者が目視観測して判断する場合に比較して迅
速で信頼性の高い検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の超ぎ波測定における連続性欠陥の
検出方式を適用した一実施例の超測定装置のブロック図
、第２図は、その欠陥データ記憶内容についての説明図
、第３図は、その連続性のある欠陥についてのＣスコー
プ像の説明図、第４図は、従来の連続性のある欠陥検査
を行う検査方式の一例の説明図、第５図は、そのＣスコ
ープ像の説明図である。 １・・・ワーク、ｌａｙ　　ｌｂ・・・ワークの構成部
品、２・・・ろう何部、３・・・プローブ、４・・・未
溶接部、１０・・・超ぎ被探傷４．１１・・・スキャナ
、１２・・・スキャナ位置検出器、１３・・・同転装置
、１４・・・角度検出２Ｒ１１５・・・画像処理装置、
１６・・・マイクロプロセッサ、１７・・・メモリ、１
７ａ・・・欠陥判定処理プログラム、１７ｂ・・・合否
判定処理プログラム、１７ｃ・・・欠陥データ記憶領域
、１７ｄ・・・欠陥座標記憶領域、１８・・・インタフ
ェース、１９・・・デイスプレィ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体を超音波探触子により二次元走査して各測
   定点における欠陥データを測定点の二次元座標の位置座
   標データとともに採取し、前記二次元座標について欠陥
   の連続性を検出する方向に対応する一方の座標軸の座標
   値を固定して他方の座標軸の座標値に従って欠陥のある
   欠陥位置座標を検索し、検索された欠陥位置座標につい
   て前記固定した一方の座標軸の座標値をその前及び後の
   いずれか一方の座標値に更新して、前記検索された欠陥
   位置座標の前記他方の座標軸の座標値と同じ座標値とそ
   の前及び後の座標値とを持つ位置座標について欠陥座標
   となっているか否かを判定してそのいずれかが欠陥位置
   座標であるときにその欠陥位置座標と前記検索された欠
   陥位置座標とが連続するものとして欠陥の連続性を検出
   することを特徴とする超音波測定における連続性欠陥の
   検出方式。