JPH1090237A - 合否判定機能付き超音波探傷器および超音波検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合否判定の機能を有する超音波探傷器と、コ
ントローラの負担を軽減できる分散制御の構成を採用し
た超音波検査装置を提供する。 【解決手段】 合否判定機能付き超音波探傷器15は、超
音波探触子12から送られてくる測定信号を測定データに
変換した状態で記憶するメモリと、このメモリに記憶さ
れた測定データを基準値と比較し測定対象物の合否を判
定するコントローラ15a を備える。超音波探傷器にコン
トローラを設け、このコントローラに、大量の測定デー
タを利用して溶接部等の測定対象物の合否の判定を行う
機能を持たせた。これにより、超音波検査装置の本体に
設けられたコントローラの機能の負担を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合否判定機能付き超
音波探傷器および超音波検査装置に関し、特に、測定対
象物の合否判定機能を有するコントローラを組み込んで
作られた合否判定機能付き超音波探傷器と、この超音波
探傷器を備え、超音波検査装置に備えられるコントロー
ラの負担を軽減化した超音波検査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波検査装置では、システム構
成上もともと装置の全体を制御・管理するための１つの
コントローラを備えていた。当該システム構成の概略を
図４に示す。本図に示されるように、超音波検査装置の
システムは、制御部としてのコントローラ５１と、機械
系部分に関連する制御盤５２を備える。コントローラ５
１と制御盤５２はデータまたは信号のやり取りを行うよ
うに接続されている。またコントローラ５１には出力装
置としてディスプレイ５３が接続され、入力装置として
キーボード５４が接続されている。他方、制御盤５２に
は、入力装置としての操作パネル５５、出力装置として
の表示パネル５６が接続され、その他に３軸スキャナ５
７と回転装置５８が接続されている。３軸スキャナ５７
と回転装置５８は駆動部をなすものであり、超音波探触
子等の動作を行わせる装置として働く。超音波探傷器５
９は超音波探触子としてのセンサ６０を備える。超音波
探傷器５９はセンサ６０で検出された信号を取り込み、
この信号をコントローラ５１に出力する。コントローラ
５１は、装置全体の動作の制御を受け持つと同時に、セ
ンサ６０で得られた測定データを入力し、測定対象物の
合否の判定等のデータ処理を行う。

【０００３】超音波検査装置で、従来の超音波探傷器５
９はコントローラ５１に対して測定データを出力するだ
けである。測定データに基づく測定対象物の合否の判定
はコントローラ５１によって行われていた。従来、例え
ば溶接箇所の測定では１０００点の箇所で測定データの
サンプリングが行われる。１０００点分のサンプリング
による測定データが超音波探傷器５９からコントローラ
５１に与えられる。コントローラ５１では、合否判定の
ための基準を示すしきい値を備えており、このしきい値
に基づいて測定データを判定し、測定対象物に関する合
否の判定を行っていた。この処理には所定の時間を必要
としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波検査装置
では、１つのコントローラ５１で、装置全体の動作制御
と大量の測定データに基づく合否判定の処理を行うよう
にしていたため、コントローラ５１の負担が大きくかっ
た。従ってコントローラ５１を作製するにあたって、一
般的なプログラマブルコントローラを使用することがで
きず、容量が大きく、機能を高めた専用のコントローラ
が用いられていた。

【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決すること
にあり、分散制御の考えを採用し合否判定のみを行うコ
ントローラを備え、超音波検査装置のコントローラの負
担を軽減し、通常のコントローラで作製できるようにし
た合否判定機能付き超音波探傷器を提供することにあ
る。

【０００６】また本発明の他の目的は、制御手段の構成
について分散制御を採用した超音波検査装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
合否判定機能付き超音波探傷器（請求項１に対応）は、
上記目的を達成するため、超音波探触子から送られてく
る測定信号を測定データに変換した状態で記憶する記憶
手段と、この記憶手段に記憶された測定データを基準値
と比較し測定対象物の合否を判定する判定手段を備える
ように構成される。この構成では、超音波探傷器に判定
手段すなわちコントローラを設け、このコントローラ
に、記憶手段に記憶された大量の測定データを利用して
溶接部等の測定対象物の合否の判定を行う機能を持たせ
るようにしたため、超音波検査装置の本体に設けられた
コントローラの機能の負担を軽減することができる。

【０００８】本発明に係る超音波検査装置（請求項２に
対応）は、上記目的を達成するため、それに備えられる
制御手段が、超音波探傷器に設けられ測定データに基づ
き測定対象物の合否を判定するための第１の制御手段
と、超音波探触子を移動させる走査装置の動作を制御す
るための第２の制御手段と、動作手順を管理する第３の
制御手段とから構成され、機能ごとに分散して制御手段
が実現されるように構成される。この構成によれば、超
音波検査装置の測定のための動作、測定結果の処理等の
各機能を、複数の制御手段すなわちコントローラを用意
し、各コントローラを関連する部分に設けることによっ
て分散制御の構成を採用した。各コントローラの機能を
専用化することによって、特に超音波検査装置の本体に
設けられるコントローラの機能負担を軽減でき、当該コ
ントローラを一般的なもので作ることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明に係る超音波探傷器を備える
超音波検査装置の構成を概念的に示し、図２はより具体
的な構成を示す。

【００１１】図１によれば、超音波検査装置に必要な制
御手段が分散して設けられていることが明らかである。
超音波検査装置の制御手段は、検査装置としての全体の
動作を制御するための制御手段（動作順序の制御手段）
１１と、超音波探触子１２の被検体１３に対する相対的
な位置を決める走査装置の動作を制御するための制御手
段（走査装置の制御手段）１４と、測定時に超音波探傷
器１５にて得られる測定データに基づき被検体１３の合
否を判定するための制御手段１５ａの３つの部分に分け
られる。各制御手段は、それぞれに割り当てられた機能
を実行する。このように、超音波検査装置の制御では分
散制御にて構成される。制御手段１１は検査装置全体の
動作の順序を制御するための手段であり、本来的には中
心に位置する制御手段である。この制御手段１１は、超
音波探傷器１５の制御手段１５ａ、走査装置の制御手段
１４、各種指令のための入力手段１６、および表示手段
１７に接続されている。また超音波探傷器１５の制御手
段１５ａは、超音波探傷器１５に予め組み付けられてお
り、当該超音波探傷器と一体的になるように作られてい
る。超音波探傷器１５は制御手段１５ａを備えることに
より、合否判定機能付きの超音波探傷器として構成され
る。

【００１２】ここで、上記「合否判定機能」とは、測定
データを予め設定された条件（基準値としてのしきい
値）と比較し被検体１３が合格品か不合格品であるかを
判定する機能である。測定データは、センサ部分（超音
波探触子１２）で検出された測定信号から得られ、メモ
リ（図１中図示せず）に記憶されている。なお超音波探
触子１２は超音波探傷器１５に接続され、当該超音波探
傷器１５のセンサ部分を構成する。当該超音波探触子１
２に走査装置に取り付けられている。

【００１３】図２を参照してより具体的な構成について
記述する。被検体１３に接近させて超音波探触子１２が
配置される。超音波探触子１２は走査装置２１の可動部
分２１ａに取り付けられる。超音波探触子１２は、被検
体１３に対して接近・退避したり、あるいは走査を行
う。超音波探触子１２は音響レンズを備え、被検体１３
に対して超音波を発射し、かつ被検体１３から戻ってく
る超音波エコーを受ける。超音波探触子１２は電気的に
超音波探傷器１１５に接続される。超音波探傷器１１５
は超音波探触子１２に対して超音波のための振動を発生
させる電気信号を供給すると共に、超音波探触子１２で
受信された超音波エコーから得られる電気信号（測定信
号）を受けとる。測定信号は、被検体１３で設定された
サンプリング数に対応して発生する。超音波探傷器１１
５は、メモリ２２を備えたコントローラ１１５ａを内蔵
している。コントローラ１１５ａは上記制御手段１５ａ
に対応する。超音波探触子１２から送られてくる測定信
号は、信号レベルの情報が取り出され、測定データとし
てメモリ２２に記憶される。さらに、コントローラ１１
５ａは、メモリ２２に記憶された複数の測定データの各
々を、予め基準値として用意されたしきい値と比較し、
測定対象の被検体１３が合格品であるか不合格品である
かを判定する機能を備えている。

【００１４】走査装置２１の動作はコントローラ１１４
によって制御される。コントローラ１１４によって制御
される走査装置２１は、超音波探触子１２を被検体１３
における測定開始位置へ移動させ、設定された測定範囲
の走査を開始する。このコントローラ１１４は上記制御
手段１４に対応する。

【００１５】またコントローラ１１１は上記の制御手段
１１に対応する。コントローラ１１１は、超音波検査装
置の全体的な動作を制御するものであり、主コントロー
ラである。またコントローラ１１１は、入力手段として
の操作盤１１６から入力操作によって生じた指令信号２
３を受ける。さらにコントローラ１１１は、表示盤１１
７に対して各種の表示のための指令信号２４を出力す
る。

【００１６】超音波探傷器１１５のコントローラ１１５
ａとコントローラ１１１の間では、動作開始の指令信号
２５、測定終了の指令信号２６、および合否の判定結果
を示す信号２７のやり取りが行われる。また、走査装置
２１の動作を制御するコントローラ１１４とコントロー
ラ１１１の間では、動作開始を指示する指令信号２８、
走査開始を指示したことを知らせる信号２９、走査終了
を知らせる信号３０、測定が終了し超音波探触子１２が
被検体１３から退避したことを知らせる信号３１のやり
取りが行われる。

【００１７】以上のように分散制御の構成を有する超音
波検査装置で、コントローラ１１１によって実施される
超音波検査装置での一連の測定動作を図３のフローチャ
ートに従って説明する。

【００１８】図３のフローチャートは、コントローラ１
１１による全体動作の手順を制御するプロセスを示して
いる。最初のステップＳ１１で、コントローラ１１１は
操作盤１１６からオペレータによって与えられた操作指
示を読み込む。操作盤１１６から測定動作を起動させる
指示が入力されると、そのときの操作盤での指示内容を
読み込み、走査装置２１のコントローラ１１４、および
超音波探傷器１１５のコントローラ１１５ａに関する動
作指令を選択する。次のステップＳ１２では、走査装置
２１のコントローラ１１４に対して動作指令２８を与え
る。

【００１９】走査装置２１のコントローラ１１４では、
コントローラ１１１から動作指令２８を受けると、超音
波探触子１２を取り付けた走査装置２１の動作を制御し
て、超音波探触子１２を測定開始の位置へ移動させる。
走査装置２１による当該移動の間、コントローラ１１１
の側では、判断ステップＳ１３で、継続して、走査装置
２１による超音波探触子１２の移動で超音波探触子１２
が測定開始点に到達したか否かを判定している。

【００２０】走査装置２１による移動で超音波探触子１
２が測定開始点に到達したときには、コントローラ１１
１はコントローラ１１４から信号２９を受ける。このと
き判断ステップＳ１３ではＹＥＳの状態になる。判断ス
テップＳ１３でＹＥＳになると、コントローラ１１１
は、合否判定機能付き超音波探傷器１１５のコントロー
ラ１１５ａに対して動作指令２５を送信する（ステップ
Ｓ１４）。こうして、超音波探触子１２が測定範囲の開
始点にセットされたときには、それに伴って超音波探傷
器１１５の側でも超音波発生用の電気信号の送信および
測定信号の受信の用意が行われる。

【００２１】超音波探触子２１による測定の間、コント
ローラ１１５ａでは、超音波探触子１２から送られる測
定信号を入力し、測定データを、そのメモリ２２に蓄積
し続ける。大量の測定データがメモリ２２に記憶され
る。

【００２２】超音波探触子１２による測定が終了すると
きには、走査装置２１による超音波探触子１２の走査動
作は終了する。走査装置２１のコントローラ１１４は、
測定終了点に到達すると、信号３０を出力する。一方、
コントローラ１１１では、判定ステップＳ１５で、走査
装置２１による移動が測定終了点に到達したか否かを判
断している。コントローラ１１４から指令信号３０が出
力されると、判断ステップＳ１５はＹＥＳの状態にな
る。コントローラ１１１は、走査装置２１のコントロー
ラ１１４からの送られた信号３０を受けとると、測定が
終了したものとして、超音波探傷器１１５のコントロー
ラ１１５ａに対して測定終了信号２６を出力する（ステ
ップＳ１６）。

【００２３】合否判定機能付き超音波探傷器１１５のコ
ントローラ１１５ａは、測定終了信号２６を受けると、
測定データの蓄積を終了し、メモリ２２に記憶された測
定データに基づいて、設定された条件により、被検体１
３が合格であるかまたは不合格であるかを判定する。す
なわち、コントローラ１１５ａによって合否判定機能が
実施される。コントローラ１１５ａによって行われた合
否の判定の結果は、信号２７によってコントローラ１１
１に送られる。

【００２４】コントローラ１１１では、信号２７で送ら
れる判定結果を入力する（ステップＳ１７）と、表示盤
１１７に合否判定の結果について表示するための指令信
号２４を出力する（ステップＳ１８）。次の判断ステッ
プＳ１９では、走査装置２１の退避動作が終了したか否
かが判断される。走査装置２１のコントローラ１１４
は、退避が終了すると、コントローラ１１１に対して退
避終了信号３１を送信する。コントローラ１１１は、退
避終了信号３１を受けると、一連の動作が終了したこと
を確認し、ステップＳ１１に戻る。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、次の効果を奏する。

【００２６】本発明に係る合否判定機能付き超音波探傷
器によれば、超音波探傷器自体にコントローラを付設し
て、それ自身で測定対象物の合否を判定できるようにし
たため、超音波検査装置に本来的に備えられたコントロ
ーラの負担を軽減でき、当該コントローラに一般的な市
販のもの（プログラマブルコントローラ等）を使用する
ことが可能となる。また合否判定機能付き超音波探傷器
という新しい構成要素を用いて超音波検査装置のシステ
ムを構築することができる。特に装置全体を分散制御で
構成することが可能となる。

【００２７】本発明に係る超音波検査装置によれば、全
体の構成を、超音波探傷に関連する部分、走査装置に関
連する部分、および操作および表示に関連する部分に分
け、それぞれに対応するコントローラを設け、必要な事
項だけコントローラの間で信号のやり取りを行い、分散
制御の構成でシステムを構築したため、故障等のトラブ
ルが少なくなり、またトラブルが発生したとしても該当
部分の修理・交換で済むので、メンテナンスの上で都合
がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波探傷器を備える超音波検査
装置の構成を概念的に示すブロック図である。

【図２】本発明に係る超音波探傷器を備える超音波検査
装置の具体例を示す構成図である。

【図３】主コントローラの動作例を示すフローチャート
である。

【図４】従来の超音波検査装置を制御系の観点から示し
た概略的な構成図である。

【符号の説明】

１１，１４，１５ａ 制御手段 １２ 超音波探触子 １３ 被検体 １５，１１５ 合否判定機能付き超音波
探傷器 ２１ 走査装置 ２２ メモリ １１１，１１４，１１５ａ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波探触子から送られてくる信号を測
   定データに変換した状態で記憶する記憶手段と、この記
   憶手段に記憶された前記測定データを基準値と比較し測
   定対象物の合否を判定する判定手段を備えたことを特徴
   とする合否判定機能付き超音波探傷器。
2. 【請求項２】 制御手段を備える超音波検査装置におい
   て、前記制御手段は、超音波探傷器に設けられ測定デー
   タに基づき測定対象物の合否を判定する第１の制御手段
   と、超音波探触子を移動させる走査装置の動作を制御す
   る第２の制御手段と、動作手順を管理する第３の制御手
   段とからなることを特徴とする超音波検査装置。