JPH05312792A - アレイ探触子による割れ検出法 - Google Patents
アレイ探触子による割れ検出法Info
- Publication number
- JPH05312792A JPH05312792A JP4118753A JP11875392A JPH05312792A JP H05312792 A JPH05312792 A JP H05312792A JP 4118753 A JP4118753 A JP 4118753A JP 11875392 A JP11875392 A JP 11875392A JP H05312792 A JPH05312792 A JP H05312792A
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- array elements
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】アレイ超音波探触子により、薄板の割れ状欠陥
を効率良く検査すること。 【構成】アレイ探触子１に配列した３列のアレイ素子２
1 〜２ｍ，３1 〜３ｍ，４1 〜４ｍと、このうち同時に
駆動する３列×ｎ個をアレイの配列方向にも３ブロック
に分割するように制御する電子走査回路とにより、３列
の外側の列同士、又は３ブロックの外側のブロック同士
で、薄板に対し斜角で超音波の送受信を行う。
を効率良く検査すること。 【構成】アレイ探触子１に配列した３列のアレイ素子２
1 〜２ｍ，３1 〜３ｍ，４1 〜４ｍと、このうち同時に
駆動する３列×ｎ個をアレイの配列方向にも３ブロック
に分割するように制御する電子走査回路とにより、３列
の外側の列同士、又は３ブロックの外側のブロック同士
で、薄板に対し斜角で超音波の送受信を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレイ探触子による割
れ検出法に係り、特に、薄板の割れを能率良く、かつ精
度良く検出するのに好適なアレイ探触子による割れ検出
法に関する。
れ検出法に係り、特に、薄板の割れを能率良く、かつ精
度良く検出するのに好適なアレイ探触子による割れ検出
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に示すように、薄板１０の板面に垂
直に発生するＸ方向及びＹ方向の割れ状欠陥イ及びロの
検査は、まず、Ｘ方向の割れ状欠陥イを検出するため
に、これと直行するＹ方向に単一探触子Ａをセットし、
超音波ビームを板内に斜角に入射させ、かつ、探触子Ａ
を平面的に機械走査し、欠陥からの反射波を受信して検
査を行っていた。また、Ｙ方向の割れ状欠陥ロの検査
は、これと直行するＸ方向に単一探触子Ｂをセットし、
超音波ビームを板内に斜角に入射させ、かつ、探触子Ｂ
を平面的に機械走査し、欠陥からの反射波を受信して検
査を行っていた。
直に発生するＸ方向及びＹ方向の割れ状欠陥イ及びロの
検査は、まず、Ｘ方向の割れ状欠陥イを検出するため
に、これと直行するＹ方向に単一探触子Ａをセットし、
超音波ビームを板内に斜角に入射させ、かつ、探触子Ａ
を平面的に機械走査し、欠陥からの反射波を受信して検
査を行っていた。また、Ｙ方向の割れ状欠陥ロの検査
は、これと直行するＸ方向に単一探触子Ｂをセットし、
超音波ビームを板内に斜角に入射させ、かつ、探触子Ｂ
を平面的に機械走査し、欠陥からの反射波を受信して検
査を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術は、
割れ状欠陥の方向に垂直に超音波ビームを入射させるこ
とが必要となり、例えば、図５のように、割れ状欠陥の
方向がＸとＹ方向のように異なる場合には、二回の探触
子セットの工程と二回の探触子機械走査の工程で検査を
行うため、検査能率が悪いという問題があった。
割れ状欠陥の方向に垂直に超音波ビームを入射させるこ
とが必要となり、例えば、図５のように、割れ状欠陥の
方向がＸとＹ方向のように異なる場合には、二回の探触
子セットの工程と二回の探触子機械走査の工程で検査を
行うため、検査能率が悪いという問題があった。
【０００４】また、従来技術では、超音波ビームを欠陥
に対して垂直に入射できない場合には、欠陥での反射波
が探触子に戻らない方向に反射して受信されにくくなる
ため、検出性が低下するという問題があった。
に対して垂直に入射できない場合には、欠陥での反射波
が探触子に戻らない方向に反射して受信されにくくなる
ため、検出性が低下するという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、あらゆる方向の割れ状欠
陥を能率良く、しかも検出性を損なわずに検査し得るア
レイ探触子による割れ検出法を提供することにある。
陥を能率良く、しかも検出性を損なわずに検査し得るア
レイ探触子による割れ検出法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は少なくても３列のアレイ素子を配列したア
レイ探触子と、それに取付けた音響レンズとを備え、各
列のｎ個の前記アレイ素子から放射される超音波ビーム
が一点で交差するように前記各アレイ素子に与える送受
信タイミングを制御する手段と、前記３列の各ｎ個の前
記アレイ素子を電気的に三つのブロックで構成するよう
に制御する手段と、前記３列の外側の列の前記アレイ素
子同士、又は前記３ブロックの外側のブロックの前記ア
レイ素子同士を選択して超音波の送受信を行う手段と、
前記３列×ｎ個の前記アレイ素子を１組として、アレイ
の配列方向に１素子ずつ電気的に切り換える手段とを備
えて構成したことにより達成される。
め、本発明は少なくても３列のアレイ素子を配列したア
レイ探触子と、それに取付けた音響レンズとを備え、各
列のｎ個の前記アレイ素子から放射される超音波ビーム
が一点で交差するように前記各アレイ素子に与える送受
信タイミングを制御する手段と、前記３列の各ｎ個の前
記アレイ素子を電気的に三つのブロックで構成するよう
に制御する手段と、前記３列の外側の列の前記アレイ素
子同士、又は前記３ブロックの外側のブロックの前記ア
レイ素子同士を選択して超音波の送受信を行う手段と、
前記３列×ｎ個の前記アレイ素子を１組として、アレイ
の配列方向に１素子ずつ電気的に切り換える手段とを備
えて構成したことにより達成される。
【０００７】
【作用】本発明では、少なくても３列のアレイ素子を配
列したアレイ探触子と、それに取付けた音響レンズとを
備え、各列のｎ個のアレイ素子から放射される超音波ビ
ームが一点で交差するように、各アレイ素子の送受信タ
イミングを制御する手段と、ｎ個のアレイ素子を電気的
に三つのブロックで構成するように制御し、３列の外側
のアレイ素子と、３ブロックの外側のアレイ素子を選択
して超音波の送受信を行う手段とを備えている。そこ
で、超音波ビームの交差点に対しては、あらゆる方向か
ら超音波ビームを斜角で入射することができるようにな
り、割れ状欠陥の方向性に合わせて超音波ビームの入射
方向をその都度セットする必要がないので、割れ状欠陥
がどの方向にあっても検出性を低下させることなく、し
かも効率良く割れ状欠陥の検出が可能となる。
列したアレイ探触子と、それに取付けた音響レンズとを
備え、各列のｎ個のアレイ素子から放射される超音波ビ
ームが一点で交差するように、各アレイ素子の送受信タ
イミングを制御する手段と、ｎ個のアレイ素子を電気的
に三つのブロックで構成するように制御し、３列の外側
のアレイ素子と、３ブロックの外側のアレイ素子を選択
して超音波の送受信を行う手段とを備えている。そこ
で、超音波ビームの交差点に対しては、あらゆる方向か
ら超音波ビームを斜角で入射することができるようにな
り、割れ状欠陥の方向性に合わせて超音波ビームの入射
方向をその都度セットする必要がないので、割れ状欠陥
がどの方向にあっても検出性を低下させることなく、し
かも効率良く割れ状欠陥の検出が可能となる。
【０００８】本発明では、３列×ｎ個のアレイ素子を１
組として、１素子ずつ隣の素子に電気的に切り換える電
子走査手段を備えている。そこで、薄板に対する超音波
ビームの走査を、機械的な走査に較べて高速に行えるの
で、薄板の検査をいっそう効率良く行うことが可能とな
る。
組として、１素子ずつ隣の素子に電気的に切り換える電
子走査手段を備えている。そこで、薄板に対する超音波
ビームの走査を、機械的な走査に較べて高速に行えるの
で、薄板の検査をいっそう効率良く行うことが可能とな
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
る。
【００１０】図１ないし図４は本発明の実施例を示すも
ので、図１はアレイ探触子のアレイ素子の配列を示す斜
視図、図２はアレイ素子の切り換え制御を行う電子走査
回路図、図３はアレイ探触子による超音波ビームの送受
信経路図、図４は割れ状欠陥の検出の様子を示す説明図
である。図１に示すように、アレイ探触子１は、複数の
細長いアレイ素子を３列に各ｍ個ずつ配列している。各
アレイ素子２1，２2，２3 ・・・２ｍ、及び３1，３2，
３3・・・３ｍ、及び４1，４2，４3・・・４ｍの各電極
は、コネクター（図示せず）により外部に引出され、電
子走査回路に接続される。また、アレイ素子の超音波放
射面（図の下面）には、片面が平面で、もう一方の面が
二次曲面形状の音響レンズ５を、アレイ素子の配列方向
Ｘと二次曲面形状の軸方向Ｘとが平行になるように両者
の平面同士を音響的に接続している。さらに、当然なが
らアレイ素子の裏面（図の上面）には、音響ダンパ材
（図示せず）が配備されている。
ので、図１はアレイ探触子のアレイ素子の配列を示す斜
視図、図２はアレイ素子の切り換え制御を行う電子走査
回路図、図３はアレイ探触子による超音波ビームの送受
信経路図、図４は割れ状欠陥の検出の様子を示す説明図
である。図１に示すように、アレイ探触子１は、複数の
細長いアレイ素子を３列に各ｍ個ずつ配列している。各
アレイ素子２1，２2，２3 ・・・２ｍ、及び３1，３2，
３3・・・３ｍ、及び４1，４2，４3・・・４ｍの各電極
は、コネクター（図示せず）により外部に引出され、電
子走査回路に接続される。また、アレイ素子の超音波放
射面（図の下面）には、片面が平面で、もう一方の面が
二次曲面形状の音響レンズ５を、アレイ素子の配列方向
Ｘと二次曲面形状の軸方向Ｘとが平行になるように両者
の平面同士を音響的に接続している。さらに、当然なが
らアレイ素子の裏面（図の上面）には、音響ダンパ材
（図示せず）が配備されている。
【００１１】今、３列のアレイ素子の端から夫々９個を
選択して一本の超音波ビームを発生する場合を例にとる
と、３列×９個の各アレイ素子から放射した超音波は、
アレイ素子の長手方向であるＹ方向では、音響レンズ５
により光学的にその焦点Ｆに集束される。一方、アレイ
素子の配列方向であるＸ方向では、各素子から放射され
る超音波が音響レンズの焦点に集束するように、図２の
電子走査回路の送受信遅延回路１６〜２１により、各素
子に超音波送受信の遅延時間差を与える。そして、同図
の素子選択回路１０，１１，１２によって、アレイ配列
方向の９個の素子を、第１のブロック２1〜２3，３1〜
３3，４1〜４3 及び第２のブロック２4〜２6，３4〜
３6，４4〜４6並びに第３のブロック２7〜２9，３7〜３
9，４7〜４9の三つのブロックが独立に選択できるよう
に切り換える。探傷は、放射された超音波の交差点Ｆが
薄板の底面付近になるように、アレイ探触子と薄板との
距離を設定し、第１に、図３（ａ）に示すように、Ｙ方
向の対向する素子の２1〜２9のブロックと４1〜４9のブ
ロックとで一方を送信、他方を受信として超音波の送受
信を行い、薄板に欠陥が有れば図３（ｂ）の様に、４1
〜４9のブロックから放射した超音波の底面での反射波
は、欠陥でさえぎられて、２1〜２9のブロックで受信で
きない。また、第二に、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方
向の対向する素子の２1〜２3，３1〜３3，４1〜４3のブ
ロックと２7〜２9，３7〜３9，４7〜４9のブロックとで
一方を送信、他方を受信として超音波の送受信を行い、
薄板に欠陥が有れば図３（ｄ）の様に、２7〜２9，３7
〜３9，４7〜４9のブロックから放射した超音波の底面
での反射波は、欠陥でさえぎられて、２1〜２3，３1〜
３3，４1〜４3 のブロックで受信できない。薄板に対す
る超音波ビームの走査は、図２の素子選択回路１０，１
１，１２と、パルサ／レシーバ回路１３，１４，１５
と、送受信遅延制御回路１６〜２１を電子走査制御回路
２６で、送受信の組み合わせを維持したまま１素子ずつ
隣の素子に切り換えることにより、アレイ素子の配列方
向Ｘに走査できる。受信信号は最終的には同図の加算回
路２２〜２５で加算して出力する。この結果、図４に示
すように、薄板６のＸ方向あるいはＹ方向に角度を持つ
欠陥ハに対しても、どちらかの超音波斜角送受信経路
で、割れ状欠陥によって超音波がさえぎられることにな
り、二回の超音波の送受信において、両方もしくはどち
らか一方で加算回路２５の出力信号の振幅値が低下した
ときに欠陥有りと判断する。
選択して一本の超音波ビームを発生する場合を例にとる
と、３列×９個の各アレイ素子から放射した超音波は、
アレイ素子の長手方向であるＹ方向では、音響レンズ５
により光学的にその焦点Ｆに集束される。一方、アレイ
素子の配列方向であるＸ方向では、各素子から放射され
る超音波が音響レンズの焦点に集束するように、図２の
電子走査回路の送受信遅延回路１６〜２１により、各素
子に超音波送受信の遅延時間差を与える。そして、同図
の素子選択回路１０，１１，１２によって、アレイ配列
方向の９個の素子を、第１のブロック２1〜２3，３1〜
３3，４1〜４3 及び第２のブロック２4〜２6，３4〜
３6，４4〜４6並びに第３のブロック２7〜２9，３7〜３
9，４7〜４9の三つのブロックが独立に選択できるよう
に切り換える。探傷は、放射された超音波の交差点Ｆが
薄板の底面付近になるように、アレイ探触子と薄板との
距離を設定し、第１に、図３（ａ）に示すように、Ｙ方
向の対向する素子の２1〜２9のブロックと４1〜４9のブ
ロックとで一方を送信、他方を受信として超音波の送受
信を行い、薄板に欠陥が有れば図３（ｂ）の様に、４1
〜４9のブロックから放射した超音波の底面での反射波
は、欠陥でさえぎられて、２1〜２9のブロックで受信で
きない。また、第二に、図３（ｃ）に示すように、Ｘ方
向の対向する素子の２1〜２3，３1〜３3，４1〜４3のブ
ロックと２7〜２9，３7〜３9，４7〜４9のブロックとで
一方を送信、他方を受信として超音波の送受信を行い、
薄板に欠陥が有れば図３（ｄ）の様に、２7〜２9，３7
〜３9，４7〜４9のブロックから放射した超音波の底面
での反射波は、欠陥でさえぎられて、２1〜２3，３1〜
３3，４1〜４3 のブロックで受信できない。薄板に対す
る超音波ビームの走査は、図２の素子選択回路１０，１
１，１２と、パルサ／レシーバ回路１３，１４，１５
と、送受信遅延制御回路１６〜２１を電子走査制御回路
２６で、送受信の組み合わせを維持したまま１素子ずつ
隣の素子に切り換えることにより、アレイ素子の配列方
向Ｘに走査できる。受信信号は最終的には同図の加算回
路２２〜２５で加算して出力する。この結果、図４に示
すように、薄板６のＸ方向あるいはＹ方向に角度を持つ
欠陥ハに対しても、どちらかの超音波斜角送受信経路
で、割れ状欠陥によって超音波がさえぎられることにな
り、二回の超音波の送受信において、両方もしくはどち
らか一方で加算回路２５の出力信号の振幅値が低下した
ときに欠陥有りと判断する。
【００１２】このように、本実施例では、駆動するアレ
イ素子の対抗するブロックを選択し、割れ状欠陥に対し
て互いに９０度の方向から斜角で超音波の送受信を行う
ようにしているので、どの方向の欠陥に対しても検出性
を損なうことなく探傷が行える。また、アレイ探触子の
アレイ素子を電子的に切り換えることにより、超音波ビ
ームをアレイ素子の配列方向に高速で走査できるので検
査能率の向上を図ることができる。
イ素子の対抗するブロックを選択し、割れ状欠陥に対し
て互いに９０度の方向から斜角で超音波の送受信を行う
ようにしているので、どの方向の欠陥に対しても検出性
を損なうことなく探傷が行える。また、アレイ探触子の
アレイ素子を電子的に切り換えることにより、超音波ビ
ームをアレイ素子の配列方向に高速で走査できるので検
査能率の向上を図ることができる。
【００１３】なお、実施例では、超音波の送受信を行う
対向する列又はブロックの片方を送信、もう一方を受信
としたが、どちらか一方のみで送受信を行うこともでき
る。さらに、送受信を行う素子のブロックの組み合わせ
は自由に選択できる。
対向する列又はブロックの片方を送信、もう一方を受信
としたが、どちらか一方のみで送受信を行うこともでき
る。さらに、送受信を行う素子のブロックの組み合わせ
は自由に選択できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、細長い超音波振動子を
複数個アレイ状に少なくとも３列配列し、これに音響レ
ンズを取付け、アレイ素子の各配列のｎ個のアレイ素子
を選択して、ｎ個のアレイ素子から放射される超音波が
一点で交差するように、各アレイ素子の送受信タイミン
グを制御する手段と、ｎ個のアレイ素子を電気的に三つ
のブロックで構成するように制御し、前記３列の外側の
アレイ素子同士、及び３ブロックの外側のアレイ素子同
士で超音波の送受信を行う手段と、ｎ個のアレイ素子を
１組として、１素子ずつ隣の素子に電気的に切り換える
手段とで構成しているので、薄板の割れ状欠陥を効率良
く、かつ精度良く検査を行い得る。
複数個アレイ状に少なくとも３列配列し、これに音響レ
ンズを取付け、アレイ素子の各配列のｎ個のアレイ素子
を選択して、ｎ個のアレイ素子から放射される超音波が
一点で交差するように、各アレイ素子の送受信タイミン
グを制御する手段と、ｎ個のアレイ素子を電気的に三つ
のブロックで構成するように制御し、前記３列の外側の
アレイ素子同士、及び３ブロックの外側のアレイ素子同
士で超音波の送受信を行う手段と、ｎ個のアレイ素子を
１組として、１素子ずつ隣の素子に電気的に切り換える
手段とで構成しているので、薄板の割れ状欠陥を効率良
く、かつ精度良く検査を行い得る。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。
【図２】本発明の電子走査回路図。
【図３】本発明の超音波の送受信経路を示す説明図。
【図４】図３の平面図。
【図５】従来の探傷の様子を示す説明図。
２1〜２9，３1〜３9，４1〜４9…アレイ素子、６…薄
板。
板。
Claims (1)
- 【請求項１】細長い超音波振動子を複数個アレイ状に少
なくても３列配列し、アレイ素子の面に、一面が平面
で、他面が二次曲面形状の音響レンズを、前記アレイ素
子の配列方向と前記二次曲面形状の軸方向とが平行にな
るように両者の平面同士を合わせ、前記アレイ素子の各
配列のｎ個の前記アレイ素子を選択して、前記３列×ｎ
個の前記アレイ素子から放射される超音波が一点で交差
するように、前記各アレイ素子の送受信タイミングを制
御し、前記３列の各ｎ個の前記アレイ素子を電気的に三
つのブロックで構成するように制御し、前記３列の外側
の列の前記アレイ素子同士、又は前記３ブロックの外側
のブロック同士の前記アレイ素子を選択して超音波の送
受信を行い、前記３列×ｎ個の前記アレイ素子を１組と
して、アレイの配列方向に１素子ずつ電気的に切り換え
ることを特徴とするアレイ探触子による割れ検出法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118753A JPH05312792A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | アレイ探触子による割れ検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118753A JPH05312792A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | アレイ探触子による割れ検出法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312792A true JPH05312792A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14744207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4118753A Pending JPH05312792A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | アレイ探触子による割れ検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312792A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015053014A1 (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 探触子、超音波探傷装置及び超音波探傷制御方法 |
| KR20160023634A (ko) * | 2013-04-11 | 2016-03-03 | 더 보잉 컴파니 | 입사각을 이용하는 초음파 검사 |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP4118753A patent/JPH05312792A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160023634A (ko) * | 2013-04-11 | 2016-03-03 | 더 보잉 컴파니 | 입사각을 이용하는 초음파 검사 |
| JP2016514848A (ja) * | 2013-04-11 | 2016-05-23 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 入射角を利用した超音波検査 |
| WO2015053014A1 (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 探触子、超音波探傷装置及び超音波探傷制御方法 |
| JP2015075360A (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-20 | 三菱重工業株式会社 | 探触子、超音波探傷装置及び超音波探傷制御方法 |
| CN105579841A (zh) * | 2013-10-07 | 2016-05-11 | 三菱重工业株式会社 | 探头、超声波探伤装置以及超声波探伤控制方法 |
| US10261055B2 (en) | 2013-10-07 | 2019-04-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Probe, ultrasonic testing apparatus, and ultrasonic testing control method |
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