JPH09159657A - 超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷装置

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JPH09159657A
JPH09159657A JP7318830A JP31883095A JPH09159657A JP H09159657 A JPH09159657 A JP H09159657A JP 7318830 A JP7318830 A JP 7318830A JP 31883095 A JP31883095 A JP 31883095A JP H09159657 A JPH09159657 A JP H09159657A
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JP
Japan
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probe
scale
detection
ultrasonic flaw
detected
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Withdrawn
Application number
JP7318830A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Ono
数彦 小野
Akio Iwasaki
章夫 岩崎
Yoshihiro Nishinaga
嘉浩 西永
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09159657A publication Critical patent/JPH09159657A/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

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大がかりな機械的治具を用いることなく、コ
ンパクトな構成で簡便かつ正確に欠陥位置および寸法の
測定と記録とを行うことのできる超音波探傷装置を提供
する。 【解決手段】 磁気スケール2に沿わせて探触子1を移
動させる際に、この探触子1に内蔵する磁気センサ8に
よってパルス信号を取り込み、このパルスカウント数に
よって探触子1の移動距離を演算処理装置7により求め
る。このとき、被検出体中の欠陥部の検出開始位置と検
出終了位置とを探触子1に設けられる入力スイッチ9に
より入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接継手部等の内
部欠陥を超音波により探傷する超音波探傷装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、溶接継手部等を含む被検出体の内
部欠陥を検査する際に、超音波探傷方式による非破壊検
査が有効な手段として採用されている。この超音波探傷
検査においては、被検出体の表面に置かれた探触子から
その被検出体中へ超音波を入射してその反射波を検出
し、この反射波をCRT画面上で観察して内部欠陥を検
出する方法が一般に用いられている。この場合、探触子
は手動で被検出体の表面上を動かされる(「手探傷」と
呼ばれる。)。また、被検出体の内部欠陥を正確に評価
するには、欠陥部の発生位置および大きさを測定・記録
する必要があることから、金尺(スケール)を被検出体
の表面に当てその金尺に沿って前記探触子を滑らせてそ
の金尺の目盛りによって欠陥部の位置と寸法とを読み取
り、こうして読み取った値をデータ用紙に記録するよう
にされている。
【0003】一方、この探傷作業を自動化したものとし
て、例えば溶接線に平行方向および垂直方向に移動され
る機械的治具(XYスキャナー)に探触子を取り付ける
とともに、エンコーダによってその探触子の位置情報を
取り込むようにし、この探触子を自動もしくは半自動で
走査して欠陥部の位置情報を自動記録するようにしたも
のが知られている。
【0004】また、特開平3−225274号公報にお
いては、手動操作可能な探傷器本体に、被検出体の表面
に接触して回転する回転体と、この回転体の回転を探傷
器本体の移動位置として検出する位置検出手段とを設け
た手動式超音波探傷器が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
手探傷による方法では、探触子を操作し欠陥部からの反
射エコーを保持しながらスケールによって欠陥部の位置
と寸法とを計測し、更にその計測結果の記録とを行わね
ばならないために、この探傷作業が非常に煩雑で時間と
技量とを要する作業であるという問題点がある。特に、
これら作業は、被検出体の表面に接触媒質として油を塗
布して行われるので、作業者の手にその油が付着するた
め作業者に不便を強いる作業であり、これが探傷効率を
悪化させる大きな要因ともなっていた。
【0006】次に、前述のXYスキャナーによる方法で
は、探触子位置の計測,欠陥位置の計算,欠陥長さの計
測およびそれらの記録が自動でできるため、手探傷によ
る方法に比べて探傷作業自体は非常に効率化するもので
あるが、特に短くて様々な溶接線を探傷する場合などに
おいて、スキャナーのセッティングに非常に時間がかか
り、かえって効率が落ちてしまうという問題点がある。
また、スキャナーが大がかりな装置であるために、被検
査物に干渉物がある場合などにその使用が制限されると
いう欠点もある。
【0007】さらに、前述の公報に開示されている方法
では、ボール等の回転体の回転を探傷器本体の移動位置
として検出する方式であるために、この回転体が被検出
体の表面に塗布される油によって滑ったり、ごみ等が装
置本体内に入り込んでその回転体が回転しなくなったり
して計測誤差が発生し易いという問題点がある。
【0008】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、大がかりな機械的治具を用いることな
く、コンパクトな構成で簡便かつ正確に欠陥位置および
寸法の測定と記録とを行うことのできる超音波探傷装置
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明による超音波探傷装置
は、被検出体中へ超音波を入射させて反射波によりその
被検出体の探傷を行う超音波探傷装置において、(a)
パルス信号を取り込み可能なセンサと、前記被検出体中
の欠陥部の検出開始位置信号および検出終了位置信号を
入力するための入力スイッチとを有する探触子、(b)
前記センサが前記パルス信号を取り込むための目盛りを
有し、前記探触子の被検出体表面に沿う摺動動作を案内
する位置スケールおよび(c)前記探触子からの反射波
信号を表示するとともに、前記入力スイッチおよび前記
センサからの入力信号に基づきその探触子の移動距離を
演算して記録する演算・表示手段を備えることを特徴と
するものである。
【0010】本発明においては、被検出体の表面に位置
スケールを置き、この位置スケールに沿わせて探触子を
移動させるとともに、演算・表示手段に表示される反射
波信号の波形(エコー高さ)を観察しながら探傷作業が
行われる。この探傷作業において、被検出体中の欠陥部
による反射波信号の波形の変化が観察されると、探触子
に設けられる入力スイッチにより検出開始位置信号が入
力され、この波形が元に復帰するとその入力スイッチに
より検出終了位置信号が入力される。こうして、これら
検出開始位置信号と検出終了位置信号との間の探触子の
移動距離がセンサにて取り込まれるパルス信号により演
算され、これによって被検出体中の欠陥部の位置と寸法
とが検出される。
【0011】本発明によれば、探触子と位置スケールと
を用いての探傷作業であるので、従来の手探傷と同等の
手間により簡便に欠陥位置および寸法の測定を正確に行
うことができる。また、一方向の測定に関しては、極め
てコンパクトな構成により、従来の半自動探傷装置によ
るのと同等の自動計測および記録が可能である。これに
より、短い溶接線もしくは種々の形状の溶接線に対して
も自動計測が可能になり、大幅な探傷作業の効率アップ
を図ることができる。このように、本発明によれば、従
来の手探傷による長所と、半自動探傷装置による長所と
を併せ持つ超音波探傷装置を得ることができる。
【0012】本発明において、前記位置スケールは金尺
と同様形状の磁気スケールとし、前記センサは磁気セン
サとするのが好適である。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明による超音波探傷装
置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明す
る。
【0014】図1には、本発明の一実施例による超音波
探傷装置のシステム構成図が示され、図2には、この超
音波探傷装置を用いる探傷作業状態の斜視図が示されて
いる。
【0015】本実施例の超音波探傷装置においては、超
音波探傷のための探触子1と金尺と同様形状の磁気スケ
ール2とを用いて、例えば被検出体3の溶接ビード4内
の欠陥部の探傷が行われる。前記探触子1は、探傷器5
と協同して超音波探傷を行うものであって、探傷面から
超音波を被検出体3中へ所要角度で入射させてその被検
出体3中の不連続な部分(欠陥部)からの反射波信号
(きずエコー)の有無,高さおよび広がりから欠陥部の
存在と大きさとを判断する。この探触子1から探傷器5
に入力される反射波信号は、A/Dコンバータ6によっ
てデジタル信号に変換された後、CPU7aとメモリ7
bとを具備する演算処理装置7に入力される。
【0016】前記探触子1には磁気センサ8が内蔵され
るとともに、検出開始位置信号と検出終了位置信号とを
入力するための入力スイッチ9が設けられている。この
磁気センサ8は、前記磁気スケール2に沿って移動され
ることによりその磁気スケール2に刻まれている磁気目
盛りからパルス信号を得るように構成されている。こう
して得られるパルス信号はパルスカウンタ10により計
数され、この計数データが演算処理装置7に入力される
ことにより探触子1の移動距離が演算されるようになっ
ている。また、前記入力スイッチ9は作業者にて押圧操
作され、この操作によって前記探触子1による被検出体
3中の欠陥部の検出開始位置と検出終了位置とに係る信
号が演算処理装置7に入力される。さらに、この演算処
理装置7による演算データ等は表示器11に表示され
る。なお、前記入力スイッチ9は、前記磁気スケール2
による移動距離の検出開始位置となる原点をリセットす
るためのリセットスイッチを兼ねている。
【0017】このように構成される超音波探傷装置を用
いる探傷作業は図3に示される手順にしたがって行われ
る。次に、この作業手順を、図4に示されるような溶接
線に沿う欠陥部の寸法を計測する場合を例にとって説明
する。
【0018】A1〜A2:被検出体3の溶接ビード4に
平行に磁気スケール2を設置し、探触子1のリセットス
イッチ(入力スイッチ9)によりその磁気スケール2に
よる移動距離の検出開始位置となる原点を設定する。 A3〜A4:表示器11に反射波のエコー高さと軌跡と
を表示し、この表示器11の表示を観察しつつ磁気スケ
ール2に沿って探触子1を摺動させて探傷を行う。 A5〜A6:図5に示されるように、エコー高さが基準
レベルを越えるのが確認された位置、言い換えれば欠陥
部12の検出開始位置で入力スイッチ(開始スイッチ)
9を操作し、この後エコー高さが基準レベル以下に戻る
のが確認された位置、言い換えれば欠陥部12の検出終
了位置で入力スイッチ(終了スイッチ)9を操作する。
【0019】次に、この探傷作業時における演算処理装
置7の信号処理フローを図6に示されるフローチャート
によって説明する。
【0020】B1:リセットスイッチによる設定によっ
て探触子1の基準位置、言い換えれば被検出体3の溶接
ビード4に対する探触子1のリセット位置の相対位置を
登録する。 B2〜B4:磁気センサ8から得られるパルス信号をパ
ルスカウンタ10にて計数し、このパルス数より探触子
1のリセット位置からの移動距離(探触子1の現在位
置)を計算する。これと同時に、探傷器5より得られる
エコー値をサンプリングする。
【0021】B5〜B7:入力スイッチ(開始スイッ
チ)9が操作された後は、エコー値と探触子1の現在位
置とを保存しながら次に入力スイッチ(終了スイッチ)
9が操作されるまでそれらエコー値のサンプリングと探
触子1の現在位置の計算とを続行する。そして、終了ス
イッチが操作されると、これらデータの取得を完了して
フローを終了する。
【0022】こうして、基準位置から欠陥部12の検出
開始位置までの探触子1の移動距離と、欠陥部12の検
出開始位置から検出終了位置までの探触子1の移動距離
とによって、この欠陥部12の位置と寸法とが演算処理
装置7のメモリ7bに記憶され、また表示器11に表示
される。なお、このメモリ7bの記憶内容は必要に応じ
てプリントアウトされる。
【0023】前述の説明では、溶接線に沿う欠陥部12
の寸法を計測するものとしたが、本実施例の超音波探傷
装置は、欠陥部の深さを計測する場合にも用いることが
できる。すなわち、図7に示されるように、磁気スケー
ル2が溶接ビード4に垂直に設置され、前述と同様に反
射波のエコー高さによって欠陥部13の深さとその深さ
方向の厚みとが計測される。
【0024】本実施例によれば、従来の手探傷における
のと同様の道具立て(探触子とスケール)によって極め
て簡便に探傷作業を行うことができるにもかかわらず、
欠陥部の位置・寸法の計測作業とその計測結果の記録作
業とを半自動化することができる。したがって、計測精
度の向上と探傷作業の省力化との両方を満足させること
が可能となる。また、装置構成がコンパクトであるの
で、短い溶接線もしくは種々の形状の溶接線に対しても
有効であり、被検出体に干渉物があってもその干渉物に
よって計測作業が制限されることも少ない。
【0025】本実施例においては、探傷器5,演算処理
装置7および表示器11を別体のものとして説明した
が、演算処理装置7および表示器11は探傷器5に内蔵
させて演算・表示手段として一体化することもできる。
【0026】本実施例においては、入力スイッチ9を、
リセットスイッチ,検出開始スイッチおよび検出終了ス
イッチに兼用したものを説明したが、これら各スイッチ
は別個に設けることもできる。
【0027】本実施例においては、磁気センサ8と磁気
スケール2とによりパルス信号を発生させるものとした
が、この磁気センサに代えて光センサを用いるととも
に、磁気スケールに代えて表面に凹凸部を有する位置ス
ケールを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施例による超音波探傷装
置のシステム構成図である。
【図2】図2は、本実施例の超音波探傷装置を探傷作業
状態で示す斜視図である。
【図3】図3は、本実施例の超音波探傷装置を用いる探
傷作業手順を示すフローチャートである。
【図4】図4は、本実施例の超音波探傷装置による探傷
作業の一例を示す平面図(a)および断面図(b)であ
る。
【図5】図5(a)(b)(c)は、探傷作業時におけ
る反射波のエコー高さ,入力スイッチによる信号および
位置パルス信号をそれぞれ示すグラフである。
【図6】図6は、探傷作業時における信号処理フローを
示すフローチャートである。
【図7】図7は、本実施例の超音波探傷装置による探傷
作業の他の例を示す平面図(a)および断面図(b)で
ある。
【符号の説明】
1 探触子 2 磁気スケール 3 被検出体 4 溶接ビード 5 探傷器 7 演算処理装置 7a CPU 7b メモリ 8 磁気センサ 9 入力スイッチ 10 パルスカウンタ 11 表示器 12,13 欠陥部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検出体中へ超音波を入射させて反射波
    によりその被検出体の探傷を行う超音波探傷装置におい
    て、 (a)パルス信号を取り込み可能なセンサと、前記被検
    出体中の欠陥部の検出開始位置信号および検出終了位置
    信号を入力するための入力スイッチとを有する探触子、 (b)前記センサが前記パルス信号を取り込むための目
    盛りを有し、前記探触子の被検出体表面に沿う摺動動作
    を案内する位置スケールおよび (c)前記探触子からの反射波信号を表示するととも
    に、前記入力スイッチおよび前記センサからの入力信号
    に基づきその探触子の移動距離を演算して記録する演算
    ・表示手段を備えることを特徴とする超音波探傷装置。
  2. 【請求項2】 前記位置スケールが金尺と同様形状の磁
    気スケールとされ、前記センサが磁気センサとされるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の超音波探傷装置。
JP7318830A 1995-12-07 1995-12-07 超音波探傷装置 Withdrawn JPH09159657A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009092650A (ja) * 2007-09-21 2009-04-30 Toshiba Plant Systems & Services Corp 超音波検査装置、超音波検査装置に用いられる超音波プローブ装置、および超音波検査方法
CN111474240A (zh) * 2020-06-02 2020-07-31 中车唐山机车车辆有限公司 一种无损检测导向装置以及扫查方法
JP2022526837A (ja) * 2019-04-17 2022-05-26 ディーエムシー グローバル インコーポレイテッド 多層構造の物品における強固な結合と弱い結合の間の結合境界を特定する方法及びシステム

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Effective date: 20030304