JPH06288991A - 非破壊検査装置 - Google Patents

非破壊検査装置

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Publication number
JPH06288991A
JPH06288991A JP5078147A JP7814793A JPH06288991A JP H06288991 A JPH06288991 A JP H06288991A JP 5078147 A JP5078147 A JP 5078147A JP 7814793 A JP7814793 A JP 7814793A JP H06288991 A JPH06288991 A JP H06288991A
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JP
Japan
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dut
rotating body
cylindrical rotating
test
aerial
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Pending
Application number
JP5078147A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaaki Ishikawa
貴章 石川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH06288991A publication Critical patent/JPH06288991A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲りのある被検査材の検査を行なう非破壊検
査装置の探傷試験精度向上及び異常材の早期検出を提供
することを目的としている。 【構成】 被試験体の曲りを測定する空中超音波センサ
ーを備え、外径測定装置が検出した被試験体の曲りデー
タを用いて、被試験体に対する円筒回転体の芯出しを自
動で行なう機能と、空中超音波センサーにより音速補正
を連続探傷中に自動で行なう機能を備えたことを特徴と
する非破壊検査装置。 【効果】 探傷試験時の機構装置における被試験体の芯
出しと空中超音波センサーの音速補正を連続探傷試験中
に実行でき、探傷試験結果の大幅な精度向上が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は鉄や複合材料等の内部
格子の変化や欠陥等の検出を非破壊で試験するための装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は従来の非破壊検査装置のブロック
図である。図において1は搬送ライン上において直進搬
送される被試験体、2は被試験体1のまわりを回転して
超音波の送受信を行う超音波探触子、3は超音波探触子
2を保持する円筒回転体、4は円筒回転体3を回転保持
しかつ上下左右に位置移動可能な機構装置、5は円筒回
転体3内部へ超音波伝播用の水を供給するための水路、
6は円筒回転体3外部に設けられ被試験体1に内接する
リング、7は被試験体1と円筒回転体3とリング6の間
に形成される超音波伝播用の水室、8は超音波探触子1
からの反射エコーを受信して探傷試験データを処理し、
被試験体1内部及び表面の欠陥を検出する探傷装置、9
は探傷措置8への処理開始終了指令出力、円筒回転体3
の回転起動/停止制御、機構装置4の位置制御を実行す
る制御装置、10は被試験体1が円筒回転体3へ搬送さ
れる時に被試験体1を支持するピンチローラ、11はピ
ンチローラ10を保持するピンチローラ保持機構、12
は被試験体1を円筒回転体3へ搬送する被試験体搬送ロ
ーラ、13は機構装置4を制御装置9からの指令により
昇降させるための機構装置昇降モータ、14は機構装置
4を制御装置9からの指令により左右方向へ移動させる
ための機構装置移動モータ、15は機構装置4を支持し
かつ上下左右にギアにより移動させる機構装置移動機構
である。
【0003】従来の非破壊検査装置は上記のように構成
されており、被試験体1の外径を予め制御装置9へ設定
しておき、探傷試験開始前に制御装置9がその外径デー
タをもとに機構装置昇降モータ13及び機構装置移動モ
ータ14に回転指令を出力し、機構装置4を機構装置移
動機構15を動作させて、予め設定された位置へ機構装
置4を移動させて、機構装置4に回転保持された円筒回
転体3に対する被試験体1の芯出しを行った後に、機構
装置4へ円筒回転体3の回転指令を制御装置9が出力
し、円筒回転体の回転が一定になった時点で探傷試験開
始及びデータ処理開始指令を制御装置9が探傷装置8へ
出力し、被試験体1を円筒回転体3へ搬入していた。そ
のため探傷試験を実施する被試験体1の外径が変更にな
るごとに、円筒回転体3の回転を停止して、制御装置9
へ新しい外径データを設定して、外径に対応した位置へ
機構装置4を移動させ、円筒回転体3の被試験体1に対
する芯出し実施を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の非
破壊検査装置は、被試験体軸方向の曲りに対して超音波
探触子を実装する円筒回転体の芯位置が正確に設定でき
ず、それによって超音波探触子と被試験体間の距離変動
して、探傷試験精度が低下すること、異常な曲りを持つ
或いは検査対象外径以外の被試験体が機構装置に保持さ
れた円筒回転体に搬入された場合、円筒回転体に設けら
れたリングや円筒回転体自体に追突して損傷が生じると
いう課題があり、実際の連続搬送試験中に被試験体の曲
りにより探傷試験を中断するということが発生してい
た。
【0005】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、機構装置に保持された円筒回転体
へ被試験体が搬入される前に被試験体の外径及び曲りを
計測し、異常材の機構装置への搬入を防ぐとともに、機
構装置に保持された円筒回転体の被試験体に対する芯ず
れ量を事前に収集することにより、円筒回転体の被試験
体に対する正確な芯出しをリアルタイムで行える非破壊
検査装置を得ることを目的としている。
【0006】さらに搬送ライン上を連続して搬送される
被試験体と被試験体の材間において、一方の空中超音波
センサーから発信した超音波を対向して設置されている
空中超音波センサーが受信し、対向して設置されている
空中超音波センサーとの据え付け距離を基準に音速を被
試験体の連続探傷試験中において音速を自動補正し、被
試験体表面までの距離計測精度向上を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる非破壊
検査装置は、搬送ライン上で空中超音波センサーを用い
て、被試験体の曲り及び芯ずれ量データを被試験体の円
筒回転体への搬入以前に外径測定装置が採取し、被試験
体の芯位置データと円筒回転体の芯位置データを比較す
ることによりそのずれ量を計算し、機構装置の現在位置
からの補正移動量データを制御装置へ伝送し、機構装置
の位置補正データを制御装置内に予めストアすることに
より、被試験体長手方向の各計測ポイントが超音波探触
子直下に達したときに被試験体と円筒回転体の芯位置が
一致するように、リアルタイムな被試験体の曲りに対す
る円筒回転体を保持する機構装置の位置補正をできるよ
うにしたものである。
【0008】さらに、空中超音波センサーから送信され
る超音波の音速は大気温度により変化するため、被試験
体後端と次に搬送される被試験体先端との間において、
空中超音波センサーを複数対向するように設置して、対
向して設置されている一方の空中超音波センサーからの
送信を他方の空中超音波センサーが受信し、その到達距
離データと据え付け絶対距離データを比較し、計測距離
補正を行う機能を設けたものである。
【0009】
【作用】上記のように構成された非破壊検査装置は、円
筒回転体の被試験体に対する芯出しを、被試験体搬送ラ
インに対向して複数配置された空中超音波センサーが同
時にサンプリングした被試験体までの距離データと制御
装置が認識する現在の円筒回転体の位置データを、被試
験体の円筒回転体への搬入以前に外径測定装置において
比較し、機構装置に保持された円筒回転体の芯位置を制
御を実行できるため、被試験体の曲りによらず常に安定
して探傷が実行できる。
【0010】さらに、空中超音波センサーの温度変化に
よる音速変化量を音速補正装置が補正し、探傷装置及び
制御装置に補正後の音速データを転送するため、探傷装
置による探傷試験精度及び制御装置による円筒回転体の
被試験体に対する芯出し位置制御精度を向上できる。
【0011】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す全体構成図
である。図中1〜15は従来の装置と同一のものであ
る。16a,16b,16cは円筒回転体3に保持され
かつ、機構装置4よりも搬送ライン上流に設置され、被
試験体1に対する超音波の送受信を行う空中超音波セン
サー、17は空中超音波センサー16a,16b,16
cにおいて超音波の送受信時間を計測し、得られたデー
タから被試験体5と円筒回転体3との芯位置のずれを計
算処理し、その結果を制御装置4へ伝送する外径測定装
置である。上記空中超音波センサー16a,16b,1
6c及び上記外径測定装置17は今回の発明によるもの
である。
【0012】図2は被試験体5の搬送方向から見た3つ
の空中超音波センサー16a,16b,16cの設置位
置関係を示している。
【0013】上記のように構成された非破壊検査装置に
おいて、図2に示すように空中超音波センサー16a,
16b,16cは円筒回転体4の外部でかつ、被試験体
搬送ライン上流側に取り付けられ、3方向から超音波を
被試験体1に照射し、被試験体1の表面よりの反射波を
外径測定装置17が被試験体1の長さ方向0.5mm毎
にサンプリングし、円筒回転体3へ搬送される被試験体
1の芯位置を検出し、搬送される被試験体1の芯位置と
円筒回転体3の芯位置が一致するように、円筒回転体3
を回転保持する機構装置4の位置補正データ処理を外径
測定装置17が実行し、機構装置4の位置補正データを
制御装置9へ伝送する。
【0014】図3は被試験体1の芯と円筒回転体4のセ
ンターがずれている状態を示す図である。
【0015】図4は外径測定装置17内部で実行される
処理のフローチャートを示す図である。
【0016】
【数1】
【0017】に示すように外径測定装置17は、まず図
3のように水平方向に配置された2つの空中超音波セン
サー19a及び空中超音波センサー19bから得られた
距離データxa 及びxb の平均値ΔXをステップ19〜
21にて求め、その平均値ΔXを得られた空中超音波セ
ンサー19aの距離データxa とステップ22にて比較
し、ステップ23〜24に示すようにΔX>xa の場合
は被試験体1の搬送方向向って右方向へ、ΔX<xa
場合は被試験体1の搬送方向向って左方向へ円筒回転体
3の芯位置が被試験体のそれとずれていると認識する。
【0018】図4は、水平方向位置補正後に予測される
被試験体1と円筒回転体3との位置関係であり、さらに
【0019】
【数2】
【0020】及び
【0021】
【数3】
【0022】に示すように、求めたずれ量ΔXを空中超
音波センサー19aの距離データxa に加えて得られた
値を絶対距離L 0 から差し引いて求めた距離a1 と、ス
テップ25にて垂直方向に取り付けられた空中超音波セ
ンサー19aから円筒回転体3のセンターまでの絶対距
離L 0 から空中超音波センサー19cにより得られた被
試験体1までの距離データyc を差し引いた値b1 を用
いて
【0023】
【数4】
【0024】
【数5】
【0025】
【数6】
【0026】に示すようにして、ステップ26〜27に
て求められた値を垂直方向の位置補正データΔYとして
処理を実行する。
【0027】さらに、ステップ28に示すように処理さ
れたデータΔX,ΔYは外径測定装置17より制御装置
9へ転送され、制御装置9はそのデータをメモリエリア
に蓄積しておき、被試験体1の各々計測した位置が円筒
回転体3に搬入されるタイミングに同期させて、被試験
体1の曲りに関わらずその芯が常に超音波探触子2と等
距離となるように予め計測されたデータΔX・ΔYを用
いて円筒回転体3を保持する機構装置4の位置制御を行
うため、常に被試験体1の円筒回転体3に対する精度の
良い芯出しが得られる。
【0028】実施例2.図6は被試験体1が3つの対向
する空中超音波センサー19a,19b,19cの直下
にない状態を示す図である。
【0029】図7に示す18は対向して配置された空中
超音波センサー19aから空中超音波センサー19bま
での距離を超音波が往復した時間を計測し、温度による
音速変化を補正する音速補正装置である。
【0030】この発明による非破壊検査装置において
は、音速補正装置18が上記の図6に示されるように、
被試験体1の後端が空中超音波センサー19a,19
b,19c直下と通過してから、次に搬送される被試験
体1の先端が空中超音波センサー19a,19b,19
c直下に達するまでの間で、空中超音波センサー19a
と空中超音波センサー19bが対向する空中超音波セン
サー19b及び空中超音波センサー19aまでの音波の
往復時間を互いに計測し、
【0031】
【数7】
【0032】に示すように、25℃における音速及び対
向する空中超音波センサー19a,19b間距離の音波
の往復にかかる時間t0 を基準として音速補正装置18
が温度変化後の音速V1 を求め、求められた音速V1
外径測定装置17へ転送し、
【0033】
【数8】
【0034】に示すように、計測した被試験体1までの
音波の往復時間t1 に乗ずることにより、連続探傷試験
中において被試験体1と空中超音波センサー19a,1
9b,19c間の距離を温度変化によらず誤差を少なく
計測することができる。
【0035】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば被試験
体の曲りによらず円筒回転体の被試験体に対するの芯出
し実施でき、さらに円筒回転体を回転保持する機構装置
の位置制御を被試験体の円筒回転体への搬入以前に外径
計測装置により得られた位置補正データを用いて実行す
るため、探傷時における被試験体の正確な芯出しが行え
るばかりでなく、異常材の円筒回転体への搬入も防げ、
装置の安全性及び探傷性能が向上する効果がある。
【0036】さらに、空中超音波センサー間の自動音速
補正機能を有するため、音速データを連続探傷試験中で
も常にモニタできるので、外形測定装置による芯位置補
正データ処理精度が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す全体概略図である。
【図2】この発明の実施例1における空中超音波センサ
ーの配置を搬送ライン側上流より描いた図である。
【図3】この発明の実施例1における被試験体の芯と円
筒回転体のセンターがずれている場合の位置関係を描い
た図である。
【図4】この発明の実施例1における探傷装置内部処理
のフローチャートを示す図である。
【図5】この発明の実施例1における水平方向補正後の
被試験体と円筒回転体との位置関係を描いた図である。
【図6】この発明の実施例2における空中超音波センサ
ーの配置の設置位置関係を描いた図である。
【図7】この発明の実施例2を示す全体概略図である。
【図8】従来の非破壊検査装置を示す全体概略図であ
る。
【符号の説明】
1 被試験体 2 超音波探触子 3 円筒回転体 4 機構装置 5 水路 6 リング 7 水室 8 探傷装置 9 制御装置 10 ピンチローラ 11 ピンチローラ保持機構 12 被試験体搬送ローラ 13 機構装置昇降モータ 14 機構装置移動モータ 15 機構装置昇降移動機構 16 空中超音波センサー 17 外径測定装置 18 音速補正装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直進搬送される管状または棒状の被試験
    体のまわりを回転して超音波の送受信を行う超音波探触
    子と、上記超音波探触子からの信号を処理して上記被試
    験体内部及び表面の欠陥を検出する探傷装置と、上記超
    音波探触子を保持する円筒回転体と、上記円筒回転体を
    回転させ保持する機構装置と、上記円筒回転体に設けら
    れ、上記被試験体の外周に内接するリングと、上記リン
    グと上記円筒回転体と上記被試験体間に形成される水室
    と、上記機構装置の位置制御を行う制御装置とからなる
    非破壊検査装置において、被試験体搬送ライン上で上記
    機構装置よりも上流の同一断面に対向するように複数配
    置した空中超音波センサーと、上記空中超音波センサー
    が同時にサンプリングした被試験体までの距離をもとに
    上記円筒回転体のセンター位置と被試験体との芯位置と
    の誤差補正を求めて上記円筒回転体を保持する上記機構
    装置の位置補正を自動で行えるように、上記制御装置に
    補正データを出力する外径測定装置とを備えたことを特
    徴とする非破壊検査装置。
  2. 【請求項2】 上記空中超音波センサーを互いに対向す
    るように複数配置し、被試験体後端が上記空中超音波セ
    ンサーを通過してから次の被試験体先端が上記空中超音
    波センサー直下に達する間に、対向して配置された上記
    空中超音波センサー間据え付け距離と対向する上記空中
    超音波センサーからの反射波により得られる距離を比較
    し、大気の温度変化による音速変化を求め、被試験体連
    続探傷試験中に自動で音速補正を実行し、上記外径測定
    装置へ音速補正データを出力する音速補正装置とを備え
    たことを特徴とする請求項第1項記載の非破壊検査装
    置。
JP5078147A 1993-04-05 1993-04-05 非破壊検査装置 Pending JPH06288991A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025817A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Kyushu Electric Power Co Inc 非接触空中超音波による管体超音波探傷装置及びその方法
KR20150078630A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 우석대학교 산학협력단 차량부품 불량검사용 초음파 탐상장치
CN108007671A (zh) * 2017-12-30 2018-05-08 江西腾勒动力有限公司 一种发动机流阻测试装置及测试方法
CN108016020A (zh) * 2017-12-12 2018-05-11 河北天昱恒科技有限公司 塑料管自动检测装置

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