JPH0526140B2 - - Google Patents
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- JPH0526140B2 JPH0526140B2 JP57046040A JP4604082A JPH0526140B2 JP H0526140 B2 JPH0526140 B2 JP H0526140B2 JP 57046040 A JP57046040 A JP 57046040A JP 4604082 A JP4604082 A JP 4604082A JP H0526140 B2 JPH0526140 B2 JP H0526140B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
- G01N29/0618—Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
- G01N29/0627—Cathode-ray tube displays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は小欠陥部の検出も可能にする超音波探
傷装置に関する。
傷装置に関する。
超音波探傷法の原理は次の通りである。
被検体の表面に超音波探触子を配置し、この超
音波探触子より超音波を被検体の内部へ向けて発
信すると、その超音波は被検体と気相との境界面
で反射する。したがつて被検体の底面から反射波
を生ずるほか、被検体内部に空洞状の欠陥部があ
るとその欠陥部からも反射波を生ずることにな
る。そこでその反射波を検出することにより、超
音波発信位置及び発信時から反射波の受信時まで
の所要時間等により欠陥部の位置を知ることがで
き、また欠陥部の大きさは反射波が得られる超音
波探触子の移動範囲及び反射波の振幅の大きさ等
により算出することができる。
音波探触子より超音波を被検体の内部へ向けて発
信すると、その超音波は被検体と気相との境界面
で反射する。したがつて被検体の底面から反射波
を生ずるほか、被検体内部に空洞状の欠陥部があ
るとその欠陥部からも反射波を生ずることにな
る。そこでその反射波を検出することにより、超
音波発信位置及び発信時から反射波の受信時まで
の所要時間等により欠陥部の位置を知ることがで
き、また欠陥部の大きさは反射波が得られる超音
波探触子の移動範囲及び反射波の振幅の大きさ等
により算出することができる。
ところで従来の超音波探傷装置にあつては、欠
陥部からの反射波の振幅の大きさが欠陥部の大き
さに依存し、欠陥部が小さいと反射波の振幅を小
さくなるため検出されない欠点があつた。
陥部からの反射波の振幅の大きさが欠陥部の大き
さに依存し、欠陥部が小さいと反射波の振幅を小
さくなるため検出されない欠点があつた。
また欠陥部の大きさの評価に反射波の大きさを
用いているため、振幅の安定した反射波を得る必
要がある。そこで超音波探触子と被検体の表面と
の間に音響的な結合材である水、グリース等の液
体又は粘着性の物質を介挿して、超音波探触子を
被検体にほぼ一定の力で押付けるようにしてい
る。ところが被検体の表面に凹凸などがあると音
響的結合が不安定となり、そのため超音波が一定
の強さで被検体の内部へ発信されないことがあ
り、その結果、反射波の振幅が欠陥部の大きさと
は無関係に変動し、欠陥部の検出が不能となつた
り欠陥部の大きさが適正に評価されない事態が生
ずるおそれもあつた。
用いているため、振幅の安定した反射波を得る必
要がある。そこで超音波探触子と被検体の表面と
の間に音響的な結合材である水、グリース等の液
体又は粘着性の物質を介挿して、超音波探触子を
被検体にほぼ一定の力で押付けるようにしてい
る。ところが被検体の表面に凹凸などがあると音
響的結合が不安定となり、そのため超音波が一定
の強さで被検体の内部へ発信されないことがあ
り、その結果、反射波の振幅が欠陥部の大きさと
は無関係に変動し、欠陥部の検出が不能となつた
り欠陥部の大きさが適正に評価されない事態が生
ずるおそれもあつた。
本発明は以上の事情にもとづいてなされたもの
で、その目的は、反射波の振幅の大きさに依存す
ることなく欠陥部の検出及びその大きさの評価を
行なうことができ、小さな欠陥部も見落すことの
ない超音波探傷装置を提供することにある。
で、その目的は、反射波の振幅の大きさに依存す
ることなく欠陥部の検出及びその大きさの評価を
行なうことができ、小さな欠陥部も見落すことの
ない超音波探傷装置を提供することにある。
本発明に係る超音波探傷装置は、被検体に向け
て超音波パルスを送信すると共に被検体からのエ
コー信号を受信する超音波探触子と、この超音波
探触子を前記被検体の表面に沿つて移動させる走
査装置と、この走査装置からの信号に基づいて前
記超音波探触子の位置を検出する探触子位置検出
器と、前記超音波探触子で受信したエコー信号を
周波数分析して前記エコー信号に含まれる欠陥情
報の周波数成分と周波数スペクトルを得る周波数
分析器と、この周波数分析器から出力された周波
数成分信号及び周波数スペクトル信号と前記探触
子位置検出器から出力された探触子位置信号とに
基づいて前記被検体内に存在する欠陥部の位置と
大きさを周波数成分のスペクトル情報としてカラ
ー表示するカラー表示器とを具備して構成されて
いる。
て超音波パルスを送信すると共に被検体からのエ
コー信号を受信する超音波探触子と、この超音波
探触子を前記被検体の表面に沿つて移動させる走
査装置と、この走査装置からの信号に基づいて前
記超音波探触子の位置を検出する探触子位置検出
器と、前記超音波探触子で受信したエコー信号を
周波数分析して前記エコー信号に含まれる欠陥情
報の周波数成分と周波数スペクトルを得る周波数
分析器と、この周波数分析器から出力された周波
数成分信号及び周波数スペクトル信号と前記探触
子位置検出器から出力された探触子位置信号とに
基づいて前記被検体内に存在する欠陥部の位置と
大きさを周波数成分のスペクトル情報としてカラ
ー表示するカラー表示器とを具備して構成されて
いる。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、図中
１は被検体、２はこの被検体１内に存在する空洞
状の欠陥部であり、３は超音波探傷装置の超音波
探触子である。この超音波探触子３は走査装置４
に駆動され、被検体１の表面に沿つて矢印Ｘ方向
へ移動する。そしてこの走査装置４からの信号に
もとづいて探触子位置検出器５では超音波探触子
３の位置を検出するように構成されている。また
図中６は時間コントロール部でこの時間コントロ
ール部６は前記探触子位置検出器５を所定のタイ
ミングで作動させるように構成されている。また
超音波パルス発生器７も時間コントロール部６に
制御されて所定のタイミングで超音波パルスを発
生し、前記超音波探触子３より被検体１の内部に
向けて超音波を発信させるものである。一方、超
音波探触子３は自ら発信した超音波の反射波を受
信する。そしてその受信信号はエコー増幅器８で
増幅され送信パルスを除去するゲート回路９を介
して、対象範囲から得られた反射波の周波数を分
析する周波数分析器１０へ出力される。なお、こ
れらゲート回路９及び周波数分析器１０も前記時
間コントロール部６によつてその作動タイミング
を制御されている。また図中１１は被検体１が健
全状態にあるときのデータを比較用基準データと
して記憶しておくメモリーであり、その基準デー
タは適宜前記周波数分析器１０へ入力される。ま
た周波数分析器１０による周波数分析結果はカラ
ー表示器（カラーCRT）１２によつて表示され
るように構成されている。
１は被検体、２はこの被検体１内に存在する空洞
状の欠陥部であり、３は超音波探傷装置の超音波
探触子である。この超音波探触子３は走査装置４
に駆動され、被検体１の表面に沿つて矢印Ｘ方向
へ移動する。そしてこの走査装置４からの信号に
もとづいて探触子位置検出器５では超音波探触子
３の位置を検出するように構成されている。また
図中６は時間コントロール部でこの時間コントロ
ール部６は前記探触子位置検出器５を所定のタイ
ミングで作動させるように構成されている。また
超音波パルス発生器７も時間コントロール部６に
制御されて所定のタイミングで超音波パルスを発
生し、前記超音波探触子３より被検体１の内部に
向けて超音波を発信させるものである。一方、超
音波探触子３は自ら発信した超音波の反射波を受
信する。そしてその受信信号はエコー増幅器８で
増幅され送信パルスを除去するゲート回路９を介
して、対象範囲から得られた反射波の周波数を分
析する周波数分析器１０へ出力される。なお、こ
れらゲート回路９及び周波数分析器１０も前記時
間コントロール部６によつてその作動タイミング
を制御されている。また図中１１は被検体１が健
全状態にあるときのデータを比較用基準データと
して記憶しておくメモリーであり、その基準デー
タは適宜前記周波数分析器１０へ入力される。ま
た周波数分析器１０による周波数分析結果はカラ
ー表示器（カラーCRT）１２によつて表示され
るように構成されている。
次にこのように構成された超音波探傷装置の作
用を説明する。
用を説明する。
前記時間コントロール部６からのパルスによつ
て超音波パルス発生器７はトリガされ、これによ
つて超音波探触子３が励振される。そしてこの超
音波探触子３から超音波パルスが被検体１の内部
へ向けて発信され欠陥部２に達すると、その欠陥
部で反射し反射波が探触子３において受信され
る。そして探触子３からの反射波受信信号はエコ
ー増幅器８で増幅される。超音波探触子３は、第
２図に示すように矢印Ｘ方向へ被検体１に沿つて
走査しながら反射波を受信すると、第３図のよう
にその探触子位置Xa，……X1，……，Xn，…
…，X2に対応して、エコー増幅器８より欠陥エ
コー及び底面エコーが出力される。なお欠陥エコ
ーは前記欠陥部２からの反射波によつて得られる
ものであり、底面エコーは被検体１の底面からの
反射波によつて得られるものである。また超音波
探触子３より発信される送信パルスは信号処理に
は不要な信号であり、このような不要な送信パル
スはゲート回路９を通すことによつて除去され、
ゲート回路通過時間（ゲート時間）Tgの間に生
じた信号のみが、前記周波数分析器１０に対し出
力される。なお、このようなゲート時間Tgは、
底面エコーが得られるに充分な時間幅として設定
されるものである。ここで、ゲート回路９より出
力されたエコーは、周波数分析器１０にてフーリ
エ変換などによつて周波数領域へ変換される。そ
の結果、第４図に示すようなエコー信号の周波数
スペクトルが得られる。ここで、無欠陥エコー
（底面エコー）の周波数スペクトルの最大値を1.0
とすると、欠陥エコーの周波数スペクトルは1.0
よりも大きくなるので、被検体１内に欠陥が存在
するか否かをエコー信号の周波数スペクトルから
判断することができる。また、欠陥エコーの周波
数スペクトルは被検体１内に存在する欠陥部２が
被検体１の表面近くにあるほど強くなるので、周
波数スペクトルの強さから欠陥部２の深さ位置を
推定することができる。さらに、欠陥部２の大き
さについては超音波探触子３を被検体１の表面に
沿つて移動させながら超音波探傷を行うことによ
り、各測定点で得られたエコー信号の周波数スペ
クトルから欠陥部２の大きさを推定することがで
きる。そして、周波数分析器１０から出力される
エコー信号の周波数スペクトルをその強さに応じ
て色別表示することにより、欠陥部２の位置と大
きさを一目で把握することが可能となる。
て超音波パルス発生器７はトリガされ、これによ
つて超音波探触子３が励振される。そしてこの超
音波探触子３から超音波パルスが被検体１の内部
へ向けて発信され欠陥部２に達すると、その欠陥
部で反射し反射波が探触子３において受信され
る。そして探触子３からの反射波受信信号はエコ
ー増幅器８で増幅される。超音波探触子３は、第
２図に示すように矢印Ｘ方向へ被検体１に沿つて
走査しながら反射波を受信すると、第３図のよう
にその探触子位置Xa，……X1，……，Xn，…
…，X2に対応して、エコー増幅器８より欠陥エ
コー及び底面エコーが出力される。なお欠陥エコ
ーは前記欠陥部２からの反射波によつて得られる
ものであり、底面エコーは被検体１の底面からの
反射波によつて得られるものである。また超音波
探触子３より発信される送信パルスは信号処理に
は不要な信号であり、このような不要な送信パル
スはゲート回路９を通すことによつて除去され、
ゲート回路通過時間（ゲート時間）Tgの間に生
じた信号のみが、前記周波数分析器１０に対し出
力される。なお、このようなゲート時間Tgは、
底面エコーが得られるに充分な時間幅として設定
されるものである。ここで、ゲート回路９より出
力されたエコーは、周波数分析器１０にてフーリ
エ変換などによつて周波数領域へ変換される。そ
の結果、第４図に示すようなエコー信号の周波数
スペクトルが得られる。ここで、無欠陥エコー
（底面エコー）の周波数スペクトルの最大値を1.0
とすると、欠陥エコーの周波数スペクトルは1.0
よりも大きくなるので、被検体１内に欠陥が存在
するか否かをエコー信号の周波数スペクトルから
判断することができる。また、欠陥エコーの周波
数スペクトルは被検体１内に存在する欠陥部２が
被検体１の表面近くにあるほど強くなるので、周
波数スペクトルの強さから欠陥部２の深さ位置を
推定することができる。さらに、欠陥部２の大き
さについては超音波探触子３を被検体１の表面に
沿つて移動させながら超音波探傷を行うことによ
り、各測定点で得られたエコー信号の周波数スペ
クトルから欠陥部２の大きさを推定することがで
きる。そして、周波数分析器１０から出力される
エコー信号の周波数スペクトルをその強さに応じ
て色別表示することにより、欠陥部２の位置と大
きさを一目で把握することが可能となる。
そこで、本実施例では周波数分析器１０から出
力された周波数成分信号をカラー表示器１２のＹ
軸に入力するとともに、周波数分析器１０から出
力された周波数スペクトル信号をカラー表示器１
２のＺ軸に入力する。これによりカラー表示器１
２の画面上には、エコー信号の周波数スペクトル
がその強さに応じて色別表示されることになる。
力された周波数成分信号をカラー表示器１２のＹ
軸に入力するとともに、周波数分析器１０から出
力された周波数スペクトル信号をカラー表示器１
２のＺ軸に入力する。これによりカラー表示器１
２の画面上には、エコー信号の周波数スペクトル
がその強さに応じて色別表示されることになる。
一方、探触子３の位置は探触子位置検出器５に
よつて検出され、この探触子位置検出器５から出
力された位置信号はカラー表示器１２のＸ軸に入
力される。その結果、カラー表示器１２上の画面
上には第５図に示すような周波数スペクトルの２
次元表示がなされることになる。ここで周波数ス
ペクトルのエネルギの最大値を１として表示され
る。そしてこの表示から超音波探触子３がX1〜
Xnの間に位置するときの周波数スペクトルが、
欠陥部２の存在しないXa、Xzなどの位置にある
ときの周波数スペクトルと異なることが一目で理
解できるものとなる。また、欠陥部２の大きさに
関する情報は、色の変るピツチによつて表わされ
るので、このピツチから欠陥部２の大きさを評価
することができる。
よつて検出され、この探触子位置検出器５から出
力された位置信号はカラー表示器１２のＸ軸に入
力される。その結果、カラー表示器１２上の画面
上には第５図に示すような周波数スペクトルの２
次元表示がなされることになる。ここで周波数ス
ペクトルのエネルギの最大値を１として表示され
る。そしてこの表示から超音波探触子３がX1〜
Xnの間に位置するときの周波数スペクトルが、
欠陥部２の存在しないXa、Xzなどの位置にある
ときの周波数スペクトルと異なることが一目で理
解できるものとなる。また、欠陥部２の大きさに
関する情報は、色の変るピツチによつて表わされ
るので、このピツチから欠陥部２の大きさを評価
することができる。
なお、メモリー１１に無欠陥位置での周波数ス
ペクトルを基準スペクトルとして記憶させてお
き、これと異なる周波数スペクトルのみを表示さ
せるようにすることによつて、欠陥部検出の能率
向上をはかることができる。
ペクトルを基準スペクトルとして記憶させてお
き、これと異なる周波数スペクトルのみを表示さ
せるようにすることによつて、欠陥部検出の能率
向上をはかることができる。
以上のようにカラー表示器１２の画面上に周波
数スペクトルの２次元表示を行うことによつて対
象範囲全体をパターン化することができ、従来、
探触子位置毎に周波数スペクトルを求めて欠陥部
を評価していたのに比べてより小さい欠陥部の検
出が可能になり、また対象範囲内の探傷時間が短
縮されることになる。
数スペクトルの２次元表示を行うことによつて対
象範囲全体をパターン化することができ、従来、
探触子位置毎に周波数スペクトルを求めて欠陥部
を評価していたのに比べてより小さい欠陥部の検
出が可能になり、また対象範囲内の探傷時間が短
縮されることになる。
本発明に係る超音波探傷装置は、被検体に向け
て超音波パルスを送信すると共に被検体からのエ
コー信号を受信する超音波探触子と、この超音波
探触子を前記被検体の表面に沿つて移動させる走
査装置と、この走査装置からの信号を基づいて前
記超音波探触子の位置を検出する探触子位置検出
器と、前記超音波探触子で受信したエコー信号を
周波数分析して前記エコー信号に含まれる欠陥情
報の周波数成分と周波数スペクトルを得る周波数
分析器と、この周波数分析器から出力された周波
数成分信号及び周波数スペクトル信号と前記探触
子位置検出器から出力された探触子位置信号とに
基づいて前記被検体内に存在する欠陥部の位置と
大きさを周波数成分のスペクトル情報としてカラ
ー表示するカラー表示器とを具備して構成される
ものであるから、欠陥部が大きさに応じて色分け
された状態で容易に検出させ、かつ小さな欠陥部
をも検出することができる。また、エコーレベル
に依存することなく欠陥部の検出及びその大きさ
の評価がなされるので、従来のようにカツプラン
トの不安定供給や被検体表面の凹凸によるエコー
レベルの不安定に影響されることはなく、探傷精
度の向上並びに探傷時間の短縮がはかられる。
て超音波パルスを送信すると共に被検体からのエ
コー信号を受信する超音波探触子と、この超音波
探触子を前記被検体の表面に沿つて移動させる走
査装置と、この走査装置からの信号を基づいて前
記超音波探触子の位置を検出する探触子位置検出
器と、前記超音波探触子で受信したエコー信号を
周波数分析して前記エコー信号に含まれる欠陥情
報の周波数成分と周波数スペクトルを得る周波数
分析器と、この周波数分析器から出力された周波
数成分信号及び周波数スペクトル信号と前記探触
子位置検出器から出力された探触子位置信号とに
基づいて前記被検体内に存在する欠陥部の位置と
大きさを周波数成分のスペクトル情報としてカラ
ー表示するカラー表示器とを具備して構成される
ものであるから、欠陥部が大きさに応じて色分け
された状態で容易に検出させ、かつ小さな欠陥部
をも検出することができる。また、エコーレベル
に依存することなく欠陥部の検出及びその大きさ
の評価がなされるので、従来のようにカツプラン
トの不安定供給や被検体表面の凹凸によるエコー
レベルの不安定に影響されることはなく、探傷精
度の向上並びに探傷時間の短縮がはかられる。
第１図は、本発明（第１、第２の発明）の一実
施例を示す概略図、第２図ないし第５図は同実施
例の作用を説明する図である。 １……被検体、２……欠陥部、３……超音波探
触子、４……走査装置、５……探触子位置検出
器、７……超音波パルス発生器、１０……周波数
分析器、１１……メモリー、１２……カラー表示
器。
施例を示す概略図、第２図ないし第５図は同実施
例の作用を説明する図である。 １……被検体、２……欠陥部、３……超音波探
触子、４……走査装置、５……探触子位置検出
器、７……超音波パルス発生器、１０……周波数
分析器、１１……メモリー、１２……カラー表示
器。
Claims (1)
- １ 被検体に向けて超音波パルスを送信すると共
に被検体からのエコー信号を受信する超音波探触
子と、この超音波探触子を前記被検体の表面に沿
つて移動させる走査装置と、この走査装置からの
信号に基づいて前記超音波探触子の位置を検出す
る探触子位置検出器と、前記超音波探触子で受信
したエコー信号を周波数分析して前記エコー信号
に含まれる欠陥情報の周波数成分と周波数スペク
トルを得る周波数分析器と、この周波数分析器か
ら出力された周波数成分信号及び周波数スペクト
ル信号と前記探触子位置検出器から出力された探
触子位置信号とに基づいて前記被検体内に存在す
る欠陥部の位置と大きさを周波数成分のスペクト
ル情報としてカラー表示するカラー表示器とを具
備したことを特徴とする超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57046040A JPS58162861A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57046040A JPS58162861A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58162861A JPS58162861A (ja) | 1983-09-27 |
| JPH0526140B2 true JPH0526140B2 (ja) | 1993-04-15 |
Family
ID=12735913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57046040A Granted JPS58162861A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58162861A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131287A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Japan Science & Technology Corp | 磁気計測による探傷方法及び装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125662A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-02 | Rigaku Denki Kk | Ultrasonic flaw detecting apparatus |
| JPS578445A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-16 | Hitachi Ltd | Method and device of non-destructive inspection by frequency spectral analysis |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP57046040A patent/JPS58162861A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125662A (en) * | 1980-03-10 | 1981-10-02 | Rigaku Denki Kk | Ultrasonic flaw detecting apparatus |
| JPS578445A (en) * | 1980-06-20 | 1982-01-16 | Hitachi Ltd | Method and device of non-destructive inspection by frequency spectral analysis |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131287A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Japan Science & Technology Corp | 磁気計測による探傷方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58162861A (ja) | 1983-09-27 |
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