JPH0833376B2 - 超音波探触子および超音波探触子の被検体に対する接近検出装置 - Google Patents

超音波探触子および超音波探触子の被検体に対する接近検出装置

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JPH0833376B2
JPH0833376B2 JP9753187A JP9753187A JPH0833376B2 JP H0833376 B2 JPH0833376 B2 JP H0833376B2 JP 9753187 A JP9753187 A JP 9753187A JP 9753187 A JP9753187 A JP 9753187A JP H0833376 B2 JPH0833376 B2 JP H0833376B2
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秀生 平川
正 村岡
隆 白井
武 山口
三郎 柿沼
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、探触子を直接被検体に接触させて探傷する
直接接触法において、探触子が被検体に接近した状態を
検出する超音波探触子および該超音波探触子の被検体に
対する接近検出装置に係わり、特に自動探傷における探
触子と被検体との接触状態および探触子の接触面の摩耗
状態を検出するのに好適な超音波探触子および該超音波
探触子の被検体に対する接近検出装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
被検体を超音波探傷するなかで特に直接接触法による
場合は、所定の探傷精度を得るために被検体の探傷面に
対して探触子の接触面が正しい接触状態で接触している
ことが必要になる。すなわち前記探傷面と接触面との間
に空気または気泡が入らないように、全接触面が探傷面
に対して探傷面の仕上状況,使用する接触媒質等に応じ
た適度な押し付け力で確実に押圧されている状態が必要
である。この接触状態は従来、検査者の探触子を持つ手
の感触によりその良否を判断するのがほとんどであり、
熟練の程度,探触子の寸法,探傷面の形状寸法等により
個人差が伴い、正しい接触状態を常時確保し続けるのは
困難なのが実情である。そしてこの検査者の手による方
法は、スキャナやロボット等を使用する自動探傷には検
査者の手の感触は無関係であり全く使用することができ
ない問題点を有する。ところでスキャナ等を使用して探
傷する場合には、正しい接触状態を確保するのに、まず
検査者の手に代わって接触面が探傷面に確実に接触して
いることを検出することが必要になる。この検出は標準
試験片のエコーと比較するか、複数の被検体のエコーか
ら基準のレベルを設けそのエコーレベルと比較するかな
どの方法によっている。しかしこれらの方法では異なる
種類の被検体に対してはその都度改めて比較を行わなけ
ればならず、煩わしい上に時間がかかる欠点がある。つ
ぎに探傷面に対する探触子の押し付け方法については、
従来第7図および第8図のものがある。第7図におい
て、1は被検体、2は探触子、3は探触子2が嵌装され
ている探触子ホルダ、4は探触子ホルダ3とばね受5と
の間に設けられている複数のばね、6はシリンダロッド
先端にばね受5を設けたシリンダ、7はシリンダ6のス
トロークエンドを検出するリミットスイッチである。こ
の構成においてシリンダ6をストロークエンドまで伸長
すると、探触子2が探触子ホルダ3とともにばね4を介
して被検体1の探傷面1aに押し付けられるが、その場合
ばね4のばね定数またはたわみ量を適当に選ぶことによ
り適度な押し付け力が得られる。第8図は第7図のばね
4を小形のシリンダ8に変えたもので、シリンダ8のリ
リーフ圧またはストロークを適当に選ぶことにより適度
な押し付け力が得られる。しかし各構成とも複雑でばね
4およびシリンダ8の選定がむつかしく、また探傷面1a
の位置が変るごとに調整を要し時間がかかる不具合があ
る。
一方、探触子の接触面における摩耗状態は、検査者の
目視による判定,探触子の感度低下の状態を観察して行
う定性的な判定,使用期間または使用時間を尺度とする
判定等により判断されていた。しかし前記目視による判
定は手動探傷においては容易に行い得るが、多数の被検
体を連続的にかつ長時間の探傷が行われる自動探傷にお
いては目視することがむつかしく、目視する場合は探傷
を中止することになる。また個人差も伴い目視判定可能
な場合でも定性的な判定にとどまる。つぎに感度低下の
状態からの判定は、探触子の摩耗による感度低下のほ
か、探触子の片当り,探触子への過大な押し付け力等に
よっても感度低下があるから、定性的かつ推定的な判定
となる。また使用期間等による判定は、管理者が忘れや
すく、また多数の探触子の管理は面倒で、厳正な管理が
行われる場合を除き困難である。このように従来の探触
子の摩耗状態の検出は、定性的かつ推定的であり、状態
を的確に検出ができない問題点を有していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記のごとく従来の探傷面に対する探触子の接触状態
の検出は、探触子の全接触面の接触状態を基準となるエ
コーとの比較で行うから、異なる種類の被検体に対して
は調整しなければ対応できない煩わしさがあり、また探
傷面に対する探触子の押し付け力を適度にする従来の構
成は、複雑でしかも探傷面の位置が変るたびに調整を要
するなど時間がかかる問題点を有し、一方、探触子の探
傷面における摩耗状態の検出は、定性的かつ推定的で的
確に検出することができない問題点を有していた。
本発明は前記従来技術の問題点を解消するものであっ
て、前記探触子の接触状態の検出を簡単な構成で容易
に、かつ短時間に行うことができ、また、前記探触子の
摩耗状態の検出を容易に、かつ定量的に、しかもリアル
タイムに行うことができる超音波探触子および超音波探
触子の被検体に対する接近検出装置を提供することを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、探触子ホルダと、該探触子ホルダに接触面
を探触子ホルダの被検体に接触する面と同一の平面に配
置して嵌装された探触子と、前記探触子ホルダおよび探
触子の同一の平面と被検体の探傷面とが一定の距離に接
近したことを感知する探触子ホルダに埋設された近接セ
ンサとにより超音波探触子を構成し、該構成中の近接セ
ンサに、前記探触子ホルダおよび探触子の同一の平面と
被検体の探傷面との接触を検出する接触検出回路を接続
し、これにより探傷面に対する探触子の接触状態を簡単
な構成で容易に、かつ短時間に検出することができるよ
うにし、また前記探触子ホルダおよび探触子の同一の平
面の摩耗量を検出する摩耗検出回路を接続し、これによ
り探触子の接触面における摩耗状態を、容易にかつ定量
的に、しかもリアルタイムに検出することができるよう
にしたものである。
〔作用〕
探触子ホルダに探触子が、その接触面を探触子ホルダ
の被検体に接触する面と一致させて嵌装され、同様に近
接センサが、探触子の接触面および探触子ホルダの被検
体に接触する面と被検体の探傷面とが一定の距離に接近
したことを感知する位置に探触子ホルダに埋設されてい
るので探傷時に、被検体の探傷面に探触子を接近させる
と、探触子ホルダに埋設されている近接センサは、設定
された一定の距離(たとえば0.5mm)になったときその
距離を感知し信号を出力する。この出力信号はスキャナ
等による探触子の接近動作を停止させ、あるいは接触状
態の表示をさせることなどに使用されるが、この信号に
より、探傷面に対し探触子の全接触面が探触子ホルダの
接触面とともに適度な押し付け力で接触された状態とし
て検出される。
また、前記近接センサに探触子および探触子ホルダの
接触面と被検体の探傷面との接触を検出する接触検出回
路と、前記接触面の摩耗量を検出する摩耗検出回路とを
接続したので前記接触状態のほか前記接触面の摩耗状態
がリアルタイムに定量的に表示され、探傷中においても
接触および摩耗の各状態が検出される。
〔実施例〕
本発明の実施例を第1図ないし第6図を参照して説明
する。第1図は超音波探触子の部分断面正面図、第2図
は超音波探触子を探触子移動装置に装着した例を示す
図、第3は第2図のA部拡大図、第4図は第3図のIV-I
V矢視図、第5図および第6図は近接センサに具体的な
接触および摩耗検出回路を接続した例を示す図である。
図において第7図,第8図と同一符号のものは同じもの
を示す。9はシリンダ6に連結され探触子ホルダ3をブ
ラケット10を介して保持するホルダである。探触子2の
前面には通常アクリル樹脂またはベークライト製の保護
板11が設けられており、保護板11の外面11a(保護板11
が設けられていない場合は探触子2の前面)と探触子ホ
ルダ3の被検体1の探傷面1aに接触する面3aとは同一の
平面に形成されている。12は近接センサで、探触子ホル
ダ3の面3aと探傷面1aとが接触する範囲内でかつ探触子
2に近い位置に探触子ホルダ3に埋設されており、静電
容量形,磁気形等その形式は任意である。近接センサ12
の先端と面3aとの間に隙間13を設け、近接センサ12が探
傷面1aに直接接触することを防止する。隙間13はごみや
金属粉等の侵入がない場合はそのままでよいが、そのお
それがある場合は隙間13に非誘電材料を埋設し、探傷面
1aに接する面が面3a,11aと同じ平面に仕上げられる。14
は面3aと探傷面1a間に接触媒質としての水を供給する穴
である。15は面3aと探傷面1aとの接触検出用のアンプ、
16は面3a,11aの摩耗量を検出する摩耗検出用のアンプで
ある。アンプ15,16は検出反応距離をゲイン調整により
変化させてセットすることができる。17はアンプ15に接
続され接触検出回路を構成するNPN形のトランジスタ、1
8はアンプ16に接続され摩耗検出回路を構成するNPN形の
トランジスタである。19はアンプ16に接続されアンプ16
からの信号を受けて近接センサ12で感知した探傷面1aと
の距離をアナログ表示して摩耗量を示すメータである。
前記構成の探触子2をシリンダ6を操作して探触子ホ
ルダ3とともに被検体1に接近させると、面3aおよび11
aが探傷面1aに対して一定の距離すなわち設定された検
出反応距離(たとえば0.5mm)に接近したとき、近接セ
ンサ12がその距離を感知し、感知信号を出力する。この
出力信号はシリンダ6の操作系に送られシリンダ6の伸
長動作を停止させるが、その場合に前記設定距離は、面
3aおよび11aが探傷面1aに適度な押し付け力で押圧され
正しい接触状態が確保されるように調整されている。こ
のように被検体1に対して探触子2および探触子ホルダ
3が、設定された一定の距離に接近したことを検出する
ことにより正しい接触状態を得ることができる。
一方、前記面3aおよび11aさらには探触子2自体の摩
耗量の検出は、前記接触状態の検出の場合と同様に探触
子2および探触子ホルダ3をシリンダ6を操作して被検
体1に接近させる。そして面3aおよび11aが探傷面1aに
対して一定の距離の設定された検出反応距離(たとえば
0.2mm)に接近したとき、近接センサ12がその距離を感
知し感知信号を出力する。この出力信号は摩耗量のデイ
ジタル表示やメータ19を作動させて摩耗量をアナログ表
示させるのに使用される。摩耗が進行し前記設定距離が
維持できなくなると、距離がゲイン調整されその調整し
た距離が摩耗量に加算されて常に摩耗状態をリアルタイ
ムに定量的に表示する。そして摩耗量の検出により探触
子2等の新品との交換時期を的確に知ることができる。
第5図および第6図に示すように接触検出用と摩耗検出
用の回路を別個に設けることにより、被検体1に探触子
2および探触子ホルダ3を設定距離まで接近させ、その
接近位置を検出するだけで同時に接触および摩耗の各状
態が検出される。そしてこの検出は探触子ホルダ3に埋
設された近接センサ19が感知した信号により行われるか
ら、容易にかつ短時間に行われ、一方構成においてもコ
ンパクトでしかも簡単になる効果を有する。
〔発明の効果〕
以上述べた如く本発明は、探触子を嵌装した探触子ホ
ルダに近接センサを埋設した構成とし、該構成中の近接
センサに、接近検出回路と摩耗検出回路とを接続したの
で、探傷面に対する探触子の接触状態を簡単な構成で容
易に、かつ短時間に検出することができるとともに、探
触子の接触面における摩耗状態を、容易にかつ定量的
に、しかもリアルタイムに検出することができる実用上
の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明に係わる実施例の説明図
で、第1図は超音波探触子の部分断面正面図、第2図は
超音波探触子を探触子移動装置に装着した例を示す図、
第3図は第2図のA部拡大図、第4図は第3図のIV-IV
矢視図、第5図は近接センサに接触および摩耗の各検出
回路を接続した例を示す図、第6図は第5図の摩耗検出
回路にメータを設けた例を示す図である。 第7図は従来の探触子移動装置の一例を示す図、第8図
は同じく他の例を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 武 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 柿沼 三郎 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】探触子ホルダと、該探触子ホルダに接触面
    を探触子ホルダの被検体に接触する面と同一の平面に配
    置して嵌装された探触子と、前記探触子ホルダおよび探
    触子の同一の平面と被検体の探傷面とが一定の距離に接
    近したことを感知する探触子ホルダに埋設された近接セ
    ンサとにより構成されたことを特徴とする超音波探触
    子。
  2. 【請求項2】探触子ホルダと、該探触子ホルダに接触面
    を探触子ホルダの被検体に接触する面と同一の平面に配
    置して嵌装された探触子と、前記探触子ホルダおよび探
    触子の同一の平面と被検体の探傷面とが一定の距離に接
    近したことを感知する探触子ホルダに埋設された近接セ
    ンサと、該近接センサに接続された前記探触子ホルダお
    よび探触子の同一の平面と被検体の探傷面との接触を検
    出する接触検出回路と、同じく近接センサに接続された
    前記探触子ホルダおよび探触子の同一の平面の摩耗量を
    検出する摩耗検出回路とにより構成したことを特徴とす
    る超音波探触子の被検体に対する接近検出装置。
  3. 【請求項3】前記接触検出回路および摩耗検出回路を、
    近接センサの検出距離のゲイン調整可能なアンプと、該
    アンプに接続されたトランジスタ回路とにより構成した
    特許請求の範囲第2項記載の探触子の被検体に対する接
    近検出装置。
  4. 【請求項4】前記摩耗検出回路を、近接センサの検出距
    離のゲイン調整可能なアンプと、該アンプに接続され該
    アンプの信号を受けて摩耗量をアナログ表示するメータ
    とにより構成した特許請求の範囲第2項記載の探触子の
    被検体に対する接近検出装置。
JP9753187A 1987-04-22 1987-04-22 超音波探触子および超音波探触子の被検体に対する接近検出装置 Expired - Lifetime JPH0833376B2 (ja)

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JPS63263464A JPS63263464A (ja) 1988-10-31
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008061938A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Toshiba Corp 超音波プローブ、超音波診断装置及び超音波プローブ監視システム
JP6068311B2 (ja) * 2013-10-10 2017-01-25 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 超音波探傷装置及び超音波探傷方法

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