JPH04350554A - 超音波検査方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体の反射エコー中
から検査面の反射エコーをゲート信号で抽出して検査を
行う超音波検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図２及び図３に示す歯車１の
ように、２個の部材２及び３を溶接して製作したものの
該溶接部４の状態を超音波で検査するような場合には、
図４に示すように、超音波プローブ５を歯車１の表面に
沿って移動させながら該超音波プローブ５から歯車１に
超音波を送信し、該歯車１からの反射エコーＳ１，Ｓ２
，Ｂ１（Ｎ），Ｂ２（Ｎ）を受信して、該反射エコーＳ
１，Ｓ２，Ｂ１（Ｎ），Ｂ２（Ｎ）の中から検査面であ
る溶接部４からの反射エコーＢ１（Ｎ），Ｂ２（Ｎ）を
ゲート信号で抽出して検査していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の超音波
検査方法では、超音波プローブ５を被検体である歯車１
に平行に移動させて走査するので、検査面である溶接部
４と超音波プローブ５との距離は走査期間中一定に保た
れるが、部材２の表面には歯が切ってあって山部と谷部
とがあるので、超音波プローブ５と部材２の表面との距
離は走査期間中変化する。このため、超音波プローブ５
で受信される部材２の山部での反射エコーは図５（Ａ）
に示すようなパルス列となり、谷部での反射エコーは図
５（Ｂ）に示すようなパルス列となる。なお、図５（Ａ
），（Ｂ）において、Ｔは超音波プローブ５から送信さ
れる送信パルス、Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ部材２の山部及
び谷部の表面からの反射エコーパルス、Ｂ１（１），Ｂ
１（２）……，Ｂ２（１），Ｂ２（２）……はそれぞれ
部材２の山部及び谷部に対応する溶接部４で（　　）内
の回数だけ反射された多重エコーパルス、Ｇはゲートパ
ルスを表わす。

【０００４】溶接部４からの多重エコーパルスは、通常
１回目の反射のエコーパルスが最も信号レベルが大きい
から、該多重エコーパルスをサンプリングするゲートパ
ルスＧは図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、エコーパル
スＢ１（１），Ｂ２（１）の発生位置に設定される。

【０００５】ところが、同図に示す如く、部材２の山部
，谷部で反射エコーパルスＢ１（１），Ｂ２（１）の発
生位置が異なるため、超音波プローブ５を歯車１に沿っ
て走査して受信した多重エコーパルスから溶接部４の反
射エコーパルスＢ１（１），Ｂ２（１）を、送信パルス
Ｔに同期したゲートパルスＧでサンプリングして抽出す
るには、部材２の山部，谷部に対応してゲート位置（送
信パルスＴとゲートパルスＧとの時間間隔）を変更しな
ければならなかった。

【０００６】そのため、この超音波検査方法を実現する
ためのシステム構成が複雑となり、検査時間も長くかか
り、またゲート位置を頻繁に変更するので、検査データ
の信頼性が低いという欠点があった。

【０００７】本発明は、従来の超音波検査方法のこのよ
うな欠点を解消するためになされたものであり、システ
ム構成が簡単で、表面に凹凸のある被検体でも高速に検
査でき、検査の結果得られたデータの信頼性の高い超音
波検査方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波検査方法
は、超音波プローブから被検体に超音波を送信し、該被
検体からの反射エコーパルス列を受信して、該反射エコ
ーパルス列の中から前記被検体の検査面からの反射エコ
ーパルスをゲート信号により抽出して該検査面の検査を
行う超音波検査方法において、前記被検体中での超音波
の伝播速度が、前記超音波プローブと前記被検体との間
に介在する超音波伝播媒体中での超音波の伝播速度のほ
ぼ整数Ｎ倍であるとき、前記被検体の検査面からの多重
エコーパルスの第Ｎ番目のエコーパルスを前記ゲート信
号により抽出して前記検査面の検査を行うことを特徴と
するものである。

【０００９】

【作用】本発明の超音波検査方法においては、被検体中
での超音波の伝播速度が、超音波伝播媒体中での伝播速
度のほぼ整数Ｎ倍であるとき、被検体の検査面からの多
重エコーパルスの第Ｎ番目のエコーパルスをゲート信号
により抽出するので、ゲート信号のゲート位置を被検体
の表面形状に合わせて変更する必要がなく、したがって
、本発明の超音波検査方法を実現するためのシステム構
成が簡単となり、表面形状に変化のある被検体でも高速
で検査でき、かつ検査の結果得られるデータの信頼性も
高い。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例を説明する。

【００１１】図６は、本発明の超音波検査方法を実施す
る状態を示した図であり、図７は、図６の超音波探傷器
６の具体的回路構成を示したブロック図である。

【００１２】図６及び図７において、被検体である歯車
１は、表面に歯が切ってある部材２と筒状の部材３とが
溶接部４で溶接されている。該歯車１に超音波を送受信
する超音波プローブ５は、歯車１の溶接部４と等距離を
保ちながら３軸スキャナ１０により移動させられ、歯車
１を走査する。

【００１３】３軸スキャナ１０は駆動回路１１からの駆
動信号により駆動され、駆動回路１１は制御回路１２か
ら入力される制御信号に基づき前記駆動信号を生成する
。超音波プローブ５は、パルス信号送受信回路１３から
入力されるパルス信号によって超音波を歯車１に送信し
、該歯車１からのエコーパルス列を受信して、パルス信
号送受信回路１３へ入力する。パルス信号送受信回路１
３は、受信したエコーパルス列を制御回路１２へ入力し
、制御回路１２は入力されたエコーパルス列を映像信号
に加工してＣＲＴ１４へ出力する。ＣＲＴ１４は、図６
に示すように、エコーパルス列を表示する。

【００１４】また、パルス信号送受信回路１３は、受信
したエコーパルス列をゲート回路１６へ入力する。

【００１５】制御回路１２は、パルス信号送受信回路１
３へ、超音波プローブ５へ送信する送信パルスＴを入力
するとともに、パルス信号送受信回路１３から入力され
たエコーパルス列を映像信号に加工してメモリに記憶す
る。

【００１６】また、制御回路１２は、キーボード１５か
ら入力された、被検体である歯車１の部材２中での超音
波伝播速度Ｖ１及び超音波プローブ５と部材２との間に
介在する水等の超音波伝播媒体中での伝播速度Ｖ０並び
に部材２の山部の厚さｔ１，谷部の厚さｔ２等のデータ
に基づき、ゲートパルスＧのゲート位置を算出してゲー
トパルスＧとしてゲート回路１６へ入力する。ゲート回
路１６では、パルス信号送受信回路１３から入力された
エコーパルス列の中から、制御回路１２から入力された
ゲートパルスＧのゲート位置のエコーパルスを抽出して
制御回路１２へ出力する。制御回路１２は、抽出された
エコーパルスに基づいて溶接部４のエコーの映像信号を
生成してＣＲＴ１４へ出力し、ＣＲＴ１４上に表示する
。

【００１７】本実施例における超音波プローブ５から送
信される送信パルスＴ、部材２の山部の表面からのエコ
ーパルスＳ１及び該山部に対応する溶接部４からの多重
エコーパルスＢ１（Ｎ）を時系列的に示すと図１（Ａ）
の如くなり、部材２の谷部からのエコーパルス列を同一
の時系列で示すと同図（Ｂ）の如くなる。

【００１８】図１におけるエコーパルスＳ１，Ｓ２間の
時間差Ｔｓは、図８に示す如く、部材２の山部の厚さを
ｔ１，谷部の厚さをｔ２，超音波伝播媒体中での超音波
伝播速度をｖ０，部材２中での超音波伝播速度をｖ１と
して、となり、溶接部４で１回反射されたエコーパルス
Ｂ１（１），Ｂ２（１）間の時間差Ｔв（１）は、とな
る。同様にして、溶接部４で２回反射されたエコーパル
スＢ１（２），Ｂ２（２）間の時間差Ｔв（２）は、と
なり、このことから、溶接部４でＮ回反射されたエコー
パルスＢ１（Ｎ），Ｂ２（Ｎ）間の時間差Ｔв（Ｎ）は
、 となる。

【００１９】以上より、検査部である溶接部４からの多
重エコーパルスのうち部材２の山部と谷部で時間位置（
送信パルスＴからの時間的距離）が等しくなる数Ｎを求
めるには、Ｔв（Ｎ）＝０とおいて、より、 と求められる。

【００２０】したがって、ｖ１／ｖ０がほぼ整数Ｎであ
るときは、被検体の検査面からの多重エコーパルスの第
Ｎ番目のエコーパルスにゲート位置を設定すれば、被検
体表面の凹凸に無関係に一定のゲート位置で検査面から
の多重エコーパルスのサンプリングができることとなる
。

【００２１】例えば、超音波伝播媒体を水（超音波伝播
速度ｖ０＝１，４８０ｍ／ｓ）、部材２を鋼（超音波伝
播速度ｖ１＝５，９００ｍ／ｓ）とすれば、 となり、図１に示す如く、第４番目のエコーパルスにゲ
ート位置を設定すれば、部材２の山部と谷部とで同一の
ゲート位置でサンプリングできる。

【００２２】なお、本実施例では被検体として歯車１を
用いたが、被検体はこれに限定されるものではなく、表
面に凹凸のある部材の所定の深度位置を検査する目的に
適するものであれば何であってもよい。

【００２３】また、本実施例においては、ゲート回路１
６を制御回路１２とは別異に設けたが、制御回路１２中
の回路要素として用いてもよいことも言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明はの超音波検査方法においては、
被検体中での超音波伝播速度と超音波伝播媒体中での超
音波伝播速度の比に対応する反射回数の検査面からのエ
コーパルス位置にゲート位置を設定したので、被検体の
表面の凹凸にかかわりなく、ゲートパルスのゲート位置
を被検体走査期間中同一位置に設定でき、本発明の超音
波検査方法を実施するためのシステム構成が簡単となり
、測定時間も短縮でき、得られたデータの信頼性も高い
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のエコーパルス列のタイミン
グチャートである。

【図２】従来からの超音波検査方法の被検体として用い
られる歯車の平面図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ線における断面図である。

【図４】被検体からのエコーパルスの発生状態を示す図
である。

【図５】従来の検査方法のエコーパルス列のタイミング
チャートの一列である。

【図６】図１の実施例の検査状態を示す図である。

【図７】図６中の超音波探傷器の回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】図１の実施例のエコーパルスの発生状態を示す
図である。

【符号の説明】

１　　歯車 ２　　部材 ４　　溶接部 ５　　超音波プローブ ６　　超音波探傷器 １６　　ゲート回路 ｖ０　　超音波伝播媒体中の超音波伝播速度ｖ１　　被
検体中の超音波伝播速度 Ｔ　　送信パルス Ｂ１（Ｎ）　　多重エコーパルス Ｇ　　ゲートパルス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　超音波プローブから被検体に超音波を
   送信し、該被検体からの反射エコーパルス列を受信して
   、該反射エコーパルス列の中から前記被検体の検査面か
   らの反射エコーパルスをゲート信号により抽出して該検
   査面の検査を行う超音波検査方法において、前記被検体
   中での超音波の伝播速度が、前記超音波プローブと前記
   被検体との間に介在する超音波伝播媒体中での超音波の
   伝播速度のほぼ整数Ｎ倍であるとき、前記被検体の検査
   面からの多重エコーパルスの第Ｎ番目のエコーパルスを
   前記ゲート信号により抽出して前記検査面の検査を行う
   ことを特徴とする超音波検査方法。