JPH0550706B2 - - Google Patents
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- JPH0550706B2 JPH0550706B2 JP59045637A JP4563784A JPH0550706B2 JP H0550706 B2 JPH0550706 B2 JP H0550706B2 JP 59045637 A JP59045637 A JP 59045637A JP 4563784 A JP4563784 A JP 4563784A JP H0550706 B2 JPH0550706 B2 JP H0550706B2
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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
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- 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
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
-
- 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
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
- 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
- G01N2291/10—Number of transducers
- G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver
-
- 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
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2693—Rotor or turbine parts
-
- 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
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2695—Bottles, containers
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は２個の探触子を用いた超音波探傷装置
に係り、特に圧力容器、タービンロータデイスク
等の厚肉材の非破壊検査に好適な２探触子超音波
探傷装置に関する。
に係り、特に圧力容器、タービンロータデイスク
等の厚肉材の非破壊検査に好適な２探触子超音波
探傷装置に関する。
タービンデイスク等の複雑な形状の被検体を探
傷するには、送信用と受信用の探触子を分離して
別の位置に配置したタンデム走査方式が用いられ
ており、このような探触子を送受で分離したもの
を２探触子超音波探傷装置とよんでいる。この２
探触子超音波探傷装置の従来のものでは、送信探
触子に対する受信探触子の位置を、送信探触子か
ら被検体へ入射した超音波ビームの音軸（入射超
音波ビームの強度の最も強い方向）の幾何光学的
反射位置としていた。例えば、第１図に示す被検
体１の溶接部９を検査する場合には、被検体１表
面に配置した送信探触子２から被検体内へ超音波
を入射する。この時入射超音波の音軸６Ａが溶接
部９へ角度γで入射するとすると溶接部９からの
反射超音波の強度が最も強いビームの中心、即ち
反射超音波の音軸６Ｂは、溶接部９への入射角γ
と同角度で反射するものと考え、この反射超音波
ビームの音軸６Ｂが被検体１裏面に達する位置に
受信探触子３を配置していた。従つて送信探触子
２が同図の点線の位置にある時には受信探触子３
も同図の点線の位置にくるようにしていた。しか
し、被検体１の形状及び被検体１への超音波入射
角によつては、音軸の幾何光学的反射位置で受信
強度が必ずしも最大となるとは限らない。そして
この差がある時は、その差の大きさは被検体１の
厚さに依存し、肉厚が厚いほど差が大きくなる。
従つて、厚肉材の超音波探傷において受信探触子
を音軸の幾何光学的反射位置に配置するという従
来装置では受信強度が低下し、欠陥等の検出感度
が低いという問題があつた。
傷するには、送信用と受信用の探触子を分離して
別の位置に配置したタンデム走査方式が用いられ
ており、このような探触子を送受で分離したもの
を２探触子超音波探傷装置とよんでいる。この２
探触子超音波探傷装置の従来のものでは、送信探
触子に対する受信探触子の位置を、送信探触子か
ら被検体へ入射した超音波ビームの音軸（入射超
音波ビームの強度の最も強い方向）の幾何光学的
反射位置としていた。例えば、第１図に示す被検
体１の溶接部９を検査する場合には、被検体１表
面に配置した送信探触子２から被検体内へ超音波
を入射する。この時入射超音波の音軸６Ａが溶接
部９へ角度γで入射するとすると溶接部９からの
反射超音波の強度が最も強いビームの中心、即ち
反射超音波の音軸６Ｂは、溶接部９への入射角γ
と同角度で反射するものと考え、この反射超音波
ビームの音軸６Ｂが被検体１裏面に達する位置に
受信探触子３を配置していた。従つて送信探触子
２が同図の点線の位置にある時には受信探触子３
も同図の点線の位置にくるようにしていた。しか
し、被検体１の形状及び被検体１への超音波入射
角によつては、音軸の幾何光学的反射位置で受信
強度が必ずしも最大となるとは限らない。そして
この差がある時は、その差の大きさは被検体１の
厚さに依存し、肉厚が厚いほど差が大きくなる。
従つて、厚肉材の超音波探傷において受信探触子
を音軸の幾何光学的反射位置に配置するという従
来装置では受信強度が低下し、欠陥等の検出感度
が低いという問題があつた。
本発明の目的は、圧力容器、タービンロータデ
イスク等の厚肉材の探傷を行うに当つて、受信探
触子が常に受信強度がほぼ最大となる位置に配置
されるようにした、高感度で探傷を行える２探触
子超音波探傷装置を提供するにある。
イスク等の厚肉材の探傷を行うに当つて、受信探
触子が常に受信強度がほぼ最大となる位置に配置
されるようにした、高感度で探傷を行える２探触
子超音波探傷装置を提供するにある。
本発明は、送信探触子の位置と送受探触子及び
被検体の超音波に関する各種の特性値や寸法等か
ら各受信位置強度を計算し、この受信強度が最大
となる受信位置に受信探触子を配置するようにし
たことを特徴とするものである。
被検体の超音波に関する各種の特性値や寸法等か
ら各受信位置強度を計算し、この受信強度が最大
となる受信位置に受信探触子を配置するようにし
たことを特徴とするものである。
以下、本発明を実施例によつて詳細に説明す
る。第２図は本発明の装置の実施例を示すブロツ
ク図で、送信探触子用の制御装置１１は、送信探
触子用の駆動装置１０を作動させて、送信探触子
２からの被検体への入射超音波の音軸が探傷した
い部分に達するように送信探触子２の位置及び入
射角を所定の値になるように制御する。そしてこ
の時指示した送信探触子２の位置、被検体への超
音波入射角の値を受信位置演算装置１５へ入力す
る。受信位置演算装置１５は後に詳述するように
して受信強度が最大となる位置を算出し、この位
置情報を受信探触子用の制御装置１３へ知らせ
る。制御装置１３は受信探触子用の駆動装置１２
を作動させて、上記受信位置演算装置１５で算出
された位置へ受信探触子３を移動させる。以上の
送、受信探触子２，３の位置決めが終了すると探
傷器１４は、送信探触子２へ超音波を発信させる
信号を送り、発信された超音波が被検体を介して
受信探触子３へ受信されるとここからの信号を受
信して処理する。この処理結果にもとづいて映像
表示装置１６では、被検体内の欠陥等を立体的に
表示する。次に送信探触子２の位置を変えて、上
記の順序を繰り返す。
る。第２図は本発明の装置の実施例を示すブロツ
ク図で、送信探触子用の制御装置１１は、送信探
触子用の駆動装置１０を作動させて、送信探触子
２からの被検体への入射超音波の音軸が探傷した
い部分に達するように送信探触子２の位置及び入
射角を所定の値になるように制御する。そしてこ
の時指示した送信探触子２の位置、被検体への超
音波入射角の値を受信位置演算装置１５へ入力す
る。受信位置演算装置１５は後に詳述するように
して受信強度が最大となる位置を算出し、この位
置情報を受信探触子用の制御装置１３へ知らせ
る。制御装置１３は受信探触子用の駆動装置１２
を作動させて、上記受信位置演算装置１５で算出
された位置へ受信探触子３を移動させる。以上の
送、受信探触子２，３の位置決めが終了すると探
傷器１４は、送信探触子２へ超音波を発信させる
信号を送り、発信された超音波が被検体を介して
受信探触子３へ受信されるとここからの信号を受
信して処理する。この処理結果にもとづいて映像
表示装置１６では、被検体内の欠陥等を立体的に
表示する。次に送信探触子２の位置を変えて、上
記の順序を繰り返す。
以上の実施例で、本発明の特徴とするところの
反射波の受信強度が最大となる位置を求める方法
を次に説明する。第３図は一般的な被検体１とこ
れに送、受信探触子２，３をとりつけた様子を示
しており、送信探触子２から入射される超音波の
音軸６Ａは反射面CDで反射され幾何光学的反射
位置へ音軸６Ｂとして向うと考えたのが従来装置
であつた。しかし本発明では、音軸６Ｂの方向が
必ずしも真の音軸とは限らないので、これを以下
のようにして算出する。今受信面DEに沿つてＤ
点よりの距離ｘに受信探触子３があるとすると、
ここへ到達する超音波は第３図のR1やR2のよう
な点で反射されたものすべての合成波である。そ
こで今反射面CD上のＣ点よりの距離ｙの位置の
点R1があるとしかつ送信探触子２の位置をＦと
した時R1Fの長さをlyとする。送信探触子２より
発射される超音波の強度は超音波ビームの中心即
ち音軸６Ａ方向で最も強く、音軸から離れるに従
い弱くなるという指向性をもつている。従つて送
信探触子２からの点R1へ向けての超音波強度
（以下指向係数という）をDiとするとこれはｙの
関数となる。また点Ｆ→R1間の超音波伝播距離ly
による減衰割合Liとするとこれもｙの関数とな
る。そして点R1へ到達する超音波の瞬時値φi（ｙ）
は、式(1)で与えられる。
反射波の受信強度が最大となる位置を求める方法
を次に説明する。第３図は一般的な被検体１とこ
れに送、受信探触子２，３をとりつけた様子を示
しており、送信探触子２から入射される超音波の
音軸６Ａは反射面CDで反射され幾何光学的反射
位置へ音軸６Ｂとして向うと考えたのが従来装置
であつた。しかし本発明では、音軸６Ｂの方向が
必ずしも真の音軸とは限らないので、これを以下
のようにして算出する。今受信面DEに沿つてＤ
点よりの距離ｘに受信探触子３があるとすると、
ここへ到達する超音波は第３図のR1やR2のよう
な点で反射されたものすべての合成波である。そ
こで今反射面CD上のＣ点よりの距離ｙの位置の
点R1があるとしかつ送信探触子２の位置をＦと
した時R1Fの長さをlyとする。送信探触子２より
発射される超音波の強度は超音波ビームの中心即
ち音軸６Ａ方向で最も強く、音軸から離れるに従
い弱くなるという指向性をもつている。従つて送
信探触子２からの点R1へ向けての超音波強度
（以下指向係数という）をDiとするとこれはｙの
関数となる。また点Ｆ→R1間の超音波伝播距離ly
による減衰割合Liとするとこれもｙの関数とな
る。そして点R1へ到達する超音波の瞬時値φi（ｙ）
は、式(1)で与えられる。
φi（ｙ）＝Li・Di・exp（−ｉ・ｋ・ly） …(1)
ここでｋは波数、即ち超音波の波長をλとする
とｋ＝2π／λである。式(1)で表される超音波は
点R1で反射されるが、この時反射面への入射角
γにより横波から縦波へのモード変換の割合が異
なるため、横波で入射し横波で反射する割合即ち
超音波反射率RSは入射角γの関数となり、これ
は２つの探触子２，３の位置とR1の位置の関数
であることを意味する。更にこの反射率で反射さ
れた超音波は受信探触子３の位置をＧとしたとき
R1G＝lxを通過し、この間にLrの減衰をうけ、受
信探触子３に対しβの入射角で入る。この入射角
βに対して受信探触子の指向係数Dr、また超音
波が被検体から探触子３のくさび中へ通過する割
合（超音波通過率）Ｔの大きさが定まり、これら
も結局は探触子２，３及び点R1の位置の関数と
して定まる。これらを総合すると点R1で反射さ
れ受信探触子３へ入力される超音波の瞬時値は φr（ｘ，ｙ）＝φi（ｙ）RSDrLrTexp（−iklx） …(2) で与えられる。R1を反射面CD上で移動させた式
(2)の値を合成する。即ち式(2)のｙを反射面上のＣ
からＤまで０≦ｙ≦l0（＝CD）の範囲で変化させ
て積分すれば受信探触子３の位置Ｇに於る受信超
音波の瞬時値φr(x)が求められる。
とｋ＝2π／λである。式(1)で表される超音波は
点R1で反射されるが、この時反射面への入射角
γにより横波から縦波へのモード変換の割合が異
なるため、横波で入射し横波で反射する割合即ち
超音波反射率RSは入射角γの関数となり、これ
は２つの探触子２，３の位置とR1の位置の関数
であることを意味する。更にこの反射率で反射さ
れた超音波は受信探触子３の位置をＧとしたとき
R1G＝lxを通過し、この間にLrの減衰をうけ、受
信探触子３に対しβの入射角で入る。この入射角
βに対して受信探触子の指向係数Dr、また超音
波が被検体から探触子３のくさび中へ通過する割
合（超音波通過率）Ｔの大きさが定まり、これら
も結局は探触子２，３及び点R1の位置の関数と
して定まる。これらを総合すると点R1で反射さ
れ受信探触子３へ入力される超音波の瞬時値は φr（ｘ，ｙ）＝φi（ｙ）RSDrLrTexp（−iklx） …(2) で与えられる。R1を反射面CD上で移動させた式
(2)の値を合成する。即ち式(2)のｙを反射面上のＣ
からＤまで０≦ｙ≦l0（＝CD）の範囲で変化させ
て積分すれば受信探触子３の位置Ｇに於る受信超
音波の瞬時値φr(x)が求められる。
φr(x)＝∫l 00φr（ｘ，ｙ）dy …(3)
従つて位置Ｇに於る受信強度Pr(x)は
Pr(x)＝｜φr(x)｜2 …(4)
で求められる。以下この強度を具体的に計算した
結果及びそれと実験との比較を示す。そのため
に、第３図で送信面CFと受信面DGが平行でかつ
反射面CDが送受信面に直角であるとする。これ
は丁度第１図のような状況に相当する。
結果及びそれと実験との比較を示す。そのため
に、第３図で送信面CFと受信面DGが平行でかつ
反射面CDが送受信面に直角であるとする。これ
は丁度第１図のような状況に相当する。
第４図は被検体への超音波入射角が52.5゜の
場合の結果である。横軸が受信位置ｘ、縦軸が受
信強度Prであり、図中実線は計算値、破線は実験
値である。受信強度が最大となる位置xnはどち
らも幾何光学的な反射位置x0に一致している。し
かし、第５図に示す如く、被検体への超音波入射
角が57.5゜の場合には、計算値（実線）の受信
強度が最大となる位置xnは実験値（破線）とほ
ぼ一致するが、音軸の反射位置x0からは大きく
（約43mm）ずれている。この主な原因は、反射面
での横波から縦波へのモード変換による超音波反
射率Rsの違いによるものと考えられる。第６図
は被検体への超音波入射角と受信強度が最大とな
る位置xnの関係を示すもので、横軸は被検体へ
の超音波入射角、縦軸は受信強度Prが最大とな
る位置が音軸の幾何光学的反射位置になるような
超音波入射角（以下実効入射角という）0であ
る。第６図中45゜の傾きで引いた一点鎖線上であ
れば、受信強度が最大となる位置は音軸の幾何光
学的反射位置に一致していることを示す。同図か
ら被検体への超音波入射角が53゜以上68゜以下の
場合に、受信強度が最大となる位置xnは、音軸
の幾何光学的反射位置x0より反射面に近い方へず
れることがわかる。図中実験値を表す点M1は第
４図、M2は第５図の結果に対応している。
場合の結果である。横軸が受信位置ｘ、縦軸が受
信強度Prであり、図中実線は計算値、破線は実験
値である。受信強度が最大となる位置xnはどち
らも幾何光学的な反射位置x0に一致している。し
かし、第５図に示す如く、被検体への超音波入射
角が57.5゜の場合には、計算値（実線）の受信
強度が最大となる位置xnは実験値（破線）とほ
ぼ一致するが、音軸の反射位置x0からは大きく
（約43mm）ずれている。この主な原因は、反射面
での横波から縦波へのモード変換による超音波反
射率Rsの違いによるものと考えられる。第６図
は被検体への超音波入射角と受信強度が最大とな
る位置xnの関係を示すもので、横軸は被検体へ
の超音波入射角、縦軸は受信強度Prが最大とな
る位置が音軸の幾何光学的反射位置になるような
超音波入射角（以下実効入射角という）0であ
る。第６図中45゜の傾きで引いた一点鎖線上であ
れば、受信強度が最大となる位置は音軸の幾何光
学的反射位置に一致していることを示す。同図か
ら被検体への超音波入射角が53゜以上68゜以下の
場合に、受信強度が最大となる位置xnは、音軸
の幾何光学的反射位置x0より反射面に近い方へず
れることがわかる。図中実験値を表す点M1は第
４図、M2は第５図の結果に対応している。
以上は入射角を変化させた時の受信位置ｘに
対する受信強度Pr(x)の変化の様子を他のパラメー
タを固定して例示したものであるが、次に幾何光
学的反射位置x0と実際の受信強度最大位置xnと
が異る入射角＝60゜を固定し、第２図の被検体
１の厚さCD＝l0の変化に対する受信強度最大位
置xnの変化を示したのが第７図である。同図で
よこ軸にはl0と同時に幾何光学的反射位置x0も示
してあるが、これは第３図で送受信面が平行、ｘ
＝０の基準位置は反射面であり、＝60゜という
条件から x0＝√３／２l0＝0.866l0 という簡単な関係があるためで、45゜傾斜の一点
鎖線上にxnがあればxn＝x0である。しかし＝
60゜の時はこれは一致せず、l0が大なるほど受信強
度が最大となる位置xnと音軸の反射位置x0との
ずれが大きくなることを示している。
対する受信強度Pr(x)の変化の様子を他のパラメー
タを固定して例示したものであるが、次に幾何光
学的反射位置x0と実際の受信強度最大位置xnと
が異る入射角＝60゜を固定し、第２図の被検体
１の厚さCD＝l0の変化に対する受信強度最大位
置xnの変化を示したのが第７図である。同図で
よこ軸にはl0と同時に幾何光学的反射位置x0も示
してあるが、これは第３図で送受信面が平行、ｘ
＝０の基準位置は反射面であり、＝60゜という
条件から x0＝√３／２l0＝0.866l0 という簡単な関係があるためで、45゜傾斜の一点
鎖線上にxnがあればxn＝x0である。しかし＝
60゜の時はこれは一致せず、l0が大なるほど受信強
度が最大となる位置xnと音軸の反射位置x0との
ずれが大きくなることを示している。
以上、第３図の様に送、受信探触子２，３を被
検体１の相対する面上に設置した場合についての
受信強度最大位置の算出法についてのべたが、第
８図のように両探触子２，３を被検体１の同一面
上に配置する場合もある。この時は送信探触子２
から被検体１内へ角度で入射した超音波は、送
信面に平行な欠陥１７で反射され、送信探触子２
と同じ面に配置された受信探触子３により受信さ
れる。この場合の探触子２よりの超音波入射角
と反射面への入射角γとは等しく、一方第３図で
送受信面平行の時は＋γ＝90゜であつた。受信
強度に直接関係するのはγの方であるから、第８
図の入射角を90゜から差引したものを改めて
とすると、第３図の場合と同じ反射面への入射角
γがえられる。従つて第３図に対して得られた第
６図の特性のよこ軸を、第８図のを90゜−
に置き換えた値とすれば第８図の場合の特性とみ
なせる。同様な理由で第６図たて軸も90゜から実
効入射角を差引いた値としてよみとる。従つて例
えば第８図で＝30゜なら、第６図のよこ軸は
＝60゜のところを見、この時の実効入射角は36゜と
なる。またこの場合、基線（ｘ＝０の線）から受
信強度が最大となる位置xnまでの距離は、音軸
の幾何光学的反射位置より遠くなる。例えば、被
検体への超音波入射角が30゜、送信面から欠陥
１７までの距離ｌが100mmの場合に、受信強度の
最大となる位置と音軸の幾何光学的反射位置との
差は35mmである。
検体１の相対する面上に設置した場合についての
受信強度最大位置の算出法についてのべたが、第
８図のように両探触子２，３を被検体１の同一面
上に配置する場合もある。この時は送信探触子２
から被検体１内へ角度で入射した超音波は、送
信面に平行な欠陥１７で反射され、送信探触子２
と同じ面に配置された受信探触子３により受信さ
れる。この場合の探触子２よりの超音波入射角
と反射面への入射角γとは等しく、一方第３図で
送受信面平行の時は＋γ＝90゜であつた。受信
強度に直接関係するのはγの方であるから、第８
図の入射角を90゜から差引したものを改めて
とすると、第３図の場合と同じ反射面への入射角
γがえられる。従つて第３図に対して得られた第
６図の特性のよこ軸を、第８図のを90゜−
に置き換えた値とすれば第８図の場合の特性とみ
なせる。同様な理由で第６図たて軸も90゜から実
効入射角を差引いた値としてよみとる。従つて例
えば第８図で＝30゜なら、第６図のよこ軸は
＝60゜のところを見、この時の実効入射角は36゜と
なる。またこの場合、基線（ｘ＝０の線）から受
信強度が最大となる位置xnまでの距離は、音軸
の幾何光学的反射位置より遠くなる。例えば、被
検体への超音波入射角が30゜、送信面から欠陥
１７までの距離ｌが100mmの場合に、受信強度の
最大となる位置と音軸の幾何光学的反射位置との
差は35mmである。
第９図は第８図の場合の被検体１への超音波入
射角を＝30゜に固定した時の送信面から欠陥ま
での距離ｌに対する受信強度最大位置xnを示し
ている。送信面から欠陥までの距離ｌが長い程、
受信強度最大位置xnと音軸の幾何光学的反射位
置x0との差が大きくなる。なお以上は送信面に直
角もしくは平行な欠陥に対するものであつたが、
本発明は欠陥が送信面とある角度を有していて
も、同様に適用可能である。しかしこの場合には
受信強度最大位置xnと音軸の幾何光学的反射位
置x0が一致しない超音波入射角の範囲は欠陥面
が送信面に直角な場合の53゜〜68゜又は平行な場合
の22゜〜37゜とは異なる特性となる。
射角を＝30゜に固定した時の送信面から欠陥ま
での距離ｌに対する受信強度最大位置xnを示し
ている。送信面から欠陥までの距離ｌが長い程、
受信強度最大位置xnと音軸の幾何光学的反射位
置x0との差が大きくなる。なお以上は送信面に直
角もしくは平行な欠陥に対するものであつたが、
本発明は欠陥が送信面とある角度を有していて
も、同様に適用可能である。しかしこの場合には
受信強度最大位置xnと音軸の幾何光学的反射位
置x0が一致しない超音波入射角の範囲は欠陥面
が送信面に直角な場合の53゜〜68゜又は平行な場合
の22゜〜37゜とは異なる特性となる。
第３図〜第９図で詳細に説明したように、受信
強度最大位置は必ずしも音軸の幾何光学的反射位
置とは一致しない。このため例えば第５図の例で
は幾何光学的反射位置x0よりも実際の受信強度最
大位置では受信強度Prは約14dBも高くなる。従
つて本発明の装置によると検出感度がこれだけ上
昇し、今迄検出不能だつた欠陥の検出も可能にな
り、これは第２図の実施例に於て、受信位置演算
装置１５によつて上述した受信強度最大位置を以
下のようにして算出することにより実現される。
強度最大位置は必ずしも音軸の幾何光学的反射位
置とは一致しない。このため例えば第５図の例で
は幾何光学的反射位置x0よりも実際の受信強度最
大位置では受信強度Prは約14dBも高くなる。従
つて本発明の装置によると検出感度がこれだけ上
昇し、今迄検出不能だつた欠陥の検出も可能にな
り、これは第２図の実施例に於て、受信位置演算
装置１５によつて上述した受信強度最大位置を以
下のようにして算出することにより実現される。
第１０図は受信位置演算装置１５内の演算のフ
ローを示す図である。ステツプ１００では被検体
中の横波の音速等被検体及び探触子の条件があら
かじめオフラインで入力されている。ステツプ１
０１以下はオンライン動作であつて、まずステツ
プ１０１では送信探触子用の制御装置１１から送
信探触子２の位置及び被検体１への超音波入射角
をとり込み、ステツプ１０２では式(1)によつて
反射面での超音波振幅φ1(y)を算出し、ステツプ
１０３では反射面での超音波反射率Rsを求め、
ステツプ１０４では受信面での超音波振幅を式(3)
に従つて求め、ステツプ１０５では受信面での超
音波強度Pr(x)を式(4)に従つて計算する。以上の計
算は受信探触子３の位置ｘの種種の値について行
い、そしてステツプ１０６では受信強度が最大と
なる位置xnを決定する。この演算フローにより
どのような送信探触子２の位置、被検体への超音
波入射角等に対しても、短時間で受信強度が最大
となる位置を計算できる。
ローを示す図である。ステツプ１００では被検体
中の横波の音速等被検体及び探触子の条件があら
かじめオフラインで入力されている。ステツプ１
０１以下はオンライン動作であつて、まずステツ
プ１０１では送信探触子用の制御装置１１から送
信探触子２の位置及び被検体１への超音波入射角
をとり込み、ステツプ１０２では式(1)によつて
反射面での超音波振幅φ1(y)を算出し、ステツプ
１０３では反射面での超音波反射率Rsを求め、
ステツプ１０４では受信面での超音波振幅を式(3)
に従つて求め、ステツプ１０５では受信面での超
音波強度Pr(x)を式(4)に従つて計算する。以上の計
算は受信探触子３の位置ｘの種種の値について行
い、そしてステツプ１０６では受信強度が最大と
なる位置xnを決定する。この演算フローにより
どのような送信探触子２の位置、被検体への超音
波入射角等に対しても、短時間で受信強度が最大
となる位置を計算できる。
第１１図は他の演算フローを示す図である。送
信探触子２の位置、被検体への超音波入射角等に
対し、受信強度が最大となる位置をあらかじめ計
算してマツプを作成しメモリに記憶させておく。
そしてオフラインのステツプ１１０とオンライン
のステツプ１１１で第１０図の時と同様に各種パ
ラメータをとり込むとそれらのパラメータに対応
する受信強度最大位置をステツプ１１２にてメモ
リから引き出す。この演算フローでは、送信探触
子の位置、被検体への超音波入射角等の変更に対
して毎回計算する必要がないため、受信強度が最
大となる位置を求めるのがより短時間ですむとい
う特徴がある。
信探触子２の位置、被検体への超音波入射角等に
対し、受信強度が最大となる位置をあらかじめ計
算してマツプを作成しメモリに記憶させておく。
そしてオフラインのステツプ１１０とオンライン
のステツプ１１１で第１０図の時と同様に各種パ
ラメータをとり込むとそれらのパラメータに対応
する受信強度最大位置をステツプ１１２にてメモ
リから引き出す。この演算フローでは、送信探触
子の位置、被検体への超音波入射角等の変更に対
して毎回計算する必要がないため、受信強度が最
大となる位置を求めるのがより短時間ですむとい
う特徴がある。
以上の実施例から明らかなように、本発明によ
れば、受信探触子を常に受信強度が最大となる位
置に配置することができるため、欠陥の検出感度
を高めることができ、従来の方法では反射波の受
信強度が低く検出できなかつた欠陥も検出できる
という効果がある。
れば、受信探触子を常に受信強度が最大となる位
置に配置することができるため、欠陥の検出感度
を高めることができ、従来の方法では反射波の受
信強度が低く検出できなかつた欠陥も検出できる
という効果がある。
第１図は従来の探傷法における送・受信探触子
の位置関係を示す図、第２図は本発明の一実施例
を示すブロツク図、第３図は受信強度を計算する
時の送・受信探触子の位置関係を示す図、第４〜
７図は第３図の位置関係に対応する受信強度最大
位置の計算例を示す図、第８図及び第９図は第３
図とは別の送・受信探触子の配置例と対応する受
信強度最大位置の計算例を示す図、第１０図及び
第１１図は受信強度最大位置計算のためのフロー
チヤート例を示す図である。 １…被検体、２…送信探触子、３…受信探触
子、１０…送信探触子用駆動装置、１１…送信探
触子用制御装置、１２…受信探触子用駆動装置、
１３…受信探触子用制御装置、１４…探傷器、１
５…受信位置演算装置、１６…映像表示装置、１
７…欠陥。
の位置関係を示す図、第２図は本発明の一実施例
を示すブロツク図、第３図は受信強度を計算する
時の送・受信探触子の位置関係を示す図、第４〜
７図は第３図の位置関係に対応する受信強度最大
位置の計算例を示す図、第８図及び第９図は第３
図とは別の送・受信探触子の配置例と対応する受
信強度最大位置の計算例を示す図、第１０図及び
第１１図は受信強度最大位置計算のためのフロー
チヤート例を示す図である。 １…被検体、２…送信探触子、３…受信探触
子、１０…送信探触子用駆動装置、１１…送信探
触子用制御装置、１２…受信探触子用駆動装置、
１３…受信探触子用制御装置、１４…探傷器、１
５…受信位置演算装置、１６…映像表示装置、１
７…欠陥。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検体の超音波送信面上に配置され該被検体
に超音波を入射する送信探触子と、前記被検体の
超音波受信面上に配置され該被検体の超音波反射
面から反射されてくる超音波を受信する受信探触
子であつて前記送信探触子とは別に設けた受信探
触子を備える２探触子超音波探傷装置において、
少なくとも、前記送信探触子の配置位置と、該配
置位置から入射される超音波の指向係数と、前記
超音波反射面の各点における超音波入射角に依存
する超音波反射率とをパラメータとし、前記超音
波受信面上の各点における夫々の超音波受信強度
を、前記超音波反射面の各点から反射されてくる
超音波の合成強度として算出する演算手段と、該
演算手段で求めた受信強度最大位置に前記受信探
触子を配置する受信探触子位置制御手段とを備え
ることを特徴とする２探触子超音波探傷装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、演算手段は
送信探触子の配置位置及び被検体への超音波入射
角毎に対応する受信強度最大位置を予め算出しメ
モリに格納していることを特徴とする２探触子超
音波探傷装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045637A JPS60190855A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | ２探触子超音波探傷装置 |
| US06/709,704 US4615217A (en) | 1984-03-12 | 1985-03-08 | Two-probe ultrasonic flaw detection apparatus |
| EP85102745A EP0158819B1 (en) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Two-probe ultrasonic flaw detection apparatus |
| DE8585102745T DE3572032D1 (en) | 1984-03-12 | 1985-03-11 | Two-probe ultrasonic flaw detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045637A JPS60190855A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | ２探触子超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190855A JPS60190855A (ja) | 1985-09-28 |
| JPH0550706B2 true JPH0550706B2 (ja) | 1993-07-29 |
Family
ID=12724872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59045637A Granted JPS60190855A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | ２探触子超音波探傷装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4615217A (ja) |
| EP (1) | EP0158819B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60190855A (ja) |
| DE (1) | DE3572032D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2579764B1 (fr) * | 1985-03-29 | 1987-05-15 | Labo Electronique Physique | Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore |
| GB9000314D0 (en) * | 1990-01-06 | 1990-03-07 | Lk Ltd | A control system |
| US5475613A (en) * | 1991-04-19 | 1995-12-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic defect testing method and apparatus |
| US8156784B2 (en) * | 2009-12-04 | 2012-04-17 | Olympus Ndt, Inc. | System and method for derivation and real-time application of acoustic V-path correction data |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5357893A (en) * | 1976-11-04 | 1978-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | Inspecting apparatus of flaw by ultrasonic wave |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3407650A (en) * | 1965-04-05 | 1968-10-29 | Ben Wade Oakes Dickinson | Ultrasonic apparatus for detecting flaws |
| DE1648664A1 (de) * | 1967-01-31 | 1972-05-04 | Ruhrgas Ag | Verfahren und Vorrichtung zum zerstoerungsfreien Pruefen von Werkstuecken mittels Ultraschallwellen im Impuls-Echo-Verfahren |
| FR2244173A1 (en) * | 1973-09-19 | 1975-04-11 | Thome Paul | Non-destructive ultrasonic testing system - permits location and indication of contour of fault to be determined |
| US3996791A (en) * | 1975-04-24 | 1976-12-14 | Krautkramer-Branson, Incorporated | Ultrasonic test method and apparatus utilizing scattered signals |
| JPS5826550A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-17 | Toshiba Corp | 固定子コイル插入装置 |
| DE3203827A1 (de) * | 1982-02-04 | 1983-08-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Datenauswerte-verfahren und geraet fuer die zerstoerungsfreie ultraschall-werkstoffpruefung und ultraschall-ortung |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP59045637A patent/JPS60190855A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-08 US US06/709,704 patent/US4615217A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-11 DE DE8585102745T patent/DE3572032D1/de not_active Expired
- 1985-03-11 EP EP85102745A patent/EP0158819B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5357893A (en) * | 1976-11-04 | 1978-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | Inspecting apparatus of flaw by ultrasonic wave |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3572032D1 (en) | 1989-09-07 |
| JPS60190855A (ja) | 1985-09-28 |
| EP0158819A1 (en) | 1985-10-23 |
| US4615217A (en) | 1986-10-07 |
| EP0158819B1 (en) | 1989-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |