JPH1114611A - 電子走査式超音波検査装置 - Google Patents
電子走査式超音波検査装置Info
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- JPH1114611A JPH1114611A JP9162578A JP16257897A JPH1114611A JP H1114611 A JPH1114611 A JP H1114611A JP 9162578 A JP9162578 A JP 9162578A JP 16257897 A JP16257897 A JP 16257897A JP H1114611 A JPH1114611 A JP H1114611A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さい傷を高感度に検出でき、しかも当該傷
の定量評価を効果的に行える電子走査式超音波検査装置
を提供する。 【解決手段】 アークアレイ型の送信アレイ探触子１及
び受信アレイ探触子２と、これらの各アレイ探触子を所
要の間隔を保ったまま被検部Ｗに沿って平行移動させる
機械式スキャナ３と、前記送信アレイ探触子より指向性
の鋭い超音波ビームＢを扇形に送出し、前記受信アレイ
探触子にて検出される被検部からの反射波信号を前記機
械式スキャナに付設されたエンコーダ３ｂにて検出され
る前記各アレイ探触子の位置信号に応じてフレームメモ
リ１４上の所要のアドレスに順次格納する回路部４と、
前記フレームメモリに格納された反射波信号をリアルタ
イムで３次元情報による映像として表示する画像表示部
１３とから電子走査式超音波検査装置を構成する。
の定量評価を効果的に行える電子走査式超音波検査装置
を提供する。 【解決手段】 アークアレイ型の送信アレイ探触子１及
び受信アレイ探触子２と、これらの各アレイ探触子を所
要の間隔を保ったまま被検部Ｗに沿って平行移動させる
機械式スキャナ３と、前記送信アレイ探触子より指向性
の鋭い超音波ビームＢを扇形に送出し、前記受信アレイ
探触子にて検出される被検部からの反射波信号を前記機
械式スキャナに付設されたエンコーダ３ｂにて検出され
る前記各アレイ探触子の位置信号に応じてフレームメモ
リ１４上の所要のアドレスに順次格納する回路部４と、
前記フレームメモリに格納された反射波信号をリアルタ
イムで３次元情報による映像として表示する画像表示部
１３とから電子走査式超音波検査装置を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用する
ことにより溶接部等の被検体の内部状況を非破壊で検査
する電子走査式超音波検査装置に係り、特に、被検体の
内部にできた傷の種類と大きさとを評価するに好適な電
子走査式超音波検査装置に関する。
ことにより溶接部等の被検体の内部状況を非破壊で検査
する電子走査式超音波検査装置に係り、特に、被検体の
内部にできた傷の種類と大きさとを評価するに好適な電
子走査式超音波検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被検体の内部にできた傷の種
類と大きさとを評価可能な超音波検査方法として、ＴＯ
ＦＤ（TIME OF FLIGHT DIFFRACTION）法と呼ばれる方法
が提案されている（「溶接技術」１９９５年１０月号、
７２〜７９頁）。
類と大きさとを評価可能な超音波検査方法として、ＴＯ
ＦＤ（TIME OF FLIGHT DIFFRACTION）法と呼ばれる方法
が提案されている（「溶接技術」１９９５年１０月号、
７２〜７９頁）。
【０００３】この超音波検査方法は、図５に示すよう
に、被検部（本例の場合は、溶接線）Ｗをはさんでその
両側に、広い指向角をもつ送信探触子２１及び受信探触
子２２を互いのビーム指向領域が交差するような所要の
間隔を隔てて配置し、前記送信探触子２１から広い指向
角で超音波ビームＢを送出しつつ各探触子２１，２２を
前記被検部Ｗ及び被検体Ｑの表面に沿って平行移動さ
せ、超音波ビームＢが被検部Ｗ内の傷Ｇに当たることに
よって傷Ｇの端部から発生する回折波の伝搬時間を測定
して表示装置にそのＤスコープ像（３次元情報像）をリ
アルタイムで表示させるというものである。
に、被検部（本例の場合は、溶接線）Ｗをはさんでその
両側に、広い指向角をもつ送信探触子２１及び受信探触
子２２を互いのビーム指向領域が交差するような所要の
間隔を隔てて配置し、前記送信探触子２１から広い指向
角で超音波ビームＢを送出しつつ各探触子２１，２２を
前記被検部Ｗ及び被検体Ｑの表面に沿って平行移動さ
せ、超音波ビームＢが被検部Ｗ内の傷Ｇに当たることに
よって傷Ｇの端部から発生する回折波の伝搬時間を測定
して表示装置にそのＤスコープ像（３次元情報像）をリ
アルタイムで表示させるというものである。
【０００４】即ち、図６（ａ）に示すように、被検部Ｗ
にクラックや溶け込み不足など面状傷Ｇがある場合、送
信探触子２１から送出された超音波エネルギの大半は受
信探触子２２の配設方向とは反対の方向に反射され、代
って、面状傷Ｇの上端部及び下端部から発生した回折波
が超音波信号として受信探触子２２によって検出され
る。受信探触子２２の検出信号をＡスコープ表示する
と、各信号波の受信探触子２２への伝搬時間の差から、
図６（ｂ）に示すような波形が得られる。なお、図６
（ａ），（ｂ）において、符号Ｌは回折波、Ｍは底面反
射波、Ｎは表面波を示している。
にクラックや溶け込み不足など面状傷Ｇがある場合、送
信探触子２１から送出された超音波エネルギの大半は受
信探触子２２の配設方向とは反対の方向に反射され、代
って、面状傷Ｇの上端部及び下端部から発生した回折波
が超音波信号として受信探触子２２によって検出され
る。受信探触子２２の検出信号をＡスコープ表示する
と、各信号波の受信探触子２２への伝搬時間の差から、
図６（ｂ）に示すような波形が得られる。なお、図６
（ａ），（ｂ）において、符号Ｌは回折波、Ｍは底面反
射波、Ｎは表面波を示している。
【０００５】図６（ｂ）のデータから、送信探触子２１
から超音波ビームＢが送出されてから面状傷Ｇの影響に
よる回折波Ｌが受信探触子２２に入射するまでの時間が
分かる。一方、図７に示すように、２個の探触子２１，
２２の間隔を２Ｓ、面状傷Ｇの端部Ｇ´の位置を２個の
探触子２１，２２の中間部で被検体Ｑの表面から深さが
ｄの位置であるとし、送信探触子２１から超音波ビーム
Ｂが送出されてから欠陥端部Ｇ´による回折波が受信探
触子２２に入射するまでの時間をＴ、超音波の音速をＣ
とすると、ＣＴ＝２√（ｄ2＋Ｓ2）なる関係が成り立
ち、Ｔが分かればＣ及びＳの値は既知であるので、この
式から面状傷Ｇの上下端の深さｄを求めることができ
る。
から超音波ビームＢが送出されてから面状傷Ｇの影響に
よる回折波Ｌが受信探触子２２に入射するまでの時間が
分かる。一方、図７に示すように、２個の探触子２１，
２２の間隔を２Ｓ、面状傷Ｇの端部Ｇ´の位置を２個の
探触子２１，２２の中間部で被検体Ｑの表面から深さが
ｄの位置であるとし、送信探触子２１から超音波ビーム
Ｂが送出されてから欠陥端部Ｇ´による回折波が受信探
触子２２に入射するまでの時間をＴ、超音波の音速をＣ
とすると、ＣＴ＝２√（ｄ2＋Ｓ2）なる関係が成り立
ち、Ｔが分かればＣ及びＳの値は既知であるので、この
式から面状傷Ｇの上下端の深さｄを求めることができ
る。
【０００６】表示装置へのＤスコープ像の表示は、Ｘ軸
にデータ採取位置、Ｙ軸に一定ピッチで採取された探傷
データの時間軸をとり、多階調のグレイスケールで映像
表示することによって行われる。
にデータ採取位置、Ｙ軸に一定ピッチで採取された探傷
データの時間軸をとり、多階調のグレイスケールで映像
表示することによって行われる。
【０００７】したがって、上式の関係から面状傷Ｇの高
さを求めることができると共に、Ｄスコープ像から面状
傷Ｇの位置と長さを求めることができる。さらに、Ｄス
コープ像は、傷や欠陥の種類によって特有のパターンを
描くので、Ｄスコープ像を見ることによって傷や欠陥の
種類を特定することもできる。
さを求めることができると共に、Ｄスコープ像から面状
傷Ｇの位置と長さを求めることができる。さらに、Ｄス
コープ像は、傷や欠陥の種類によって特有のパターンを
描くので、Ｄスコープ像を見ることによって傷や欠陥の
種類を特定することもできる。
【０００８】図８に、ＴＯＦＤ法によって検出されるＤ
スコープ像の一例を示す。このデータは、平板に隣接し
て設けられた４個のドリル穴の直径を示すものであっ
て、同心円状に表示された２本の円弧の間隔ｐ1〜ｐ4か
ら各ドリル穴の直径が分かる。また、当該穴がドリル穴
であることは、同心円状の表示パターンから知ることが
できる。なお、図８中の下部に示される水平線は、被検
体Ｑの底面反射波Ｍによる像である。
スコープ像の一例を示す。このデータは、平板に隣接し
て設けられた４個のドリル穴の直径を示すものであっ
て、同心円状に表示された２本の円弧の間隔ｐ1〜ｐ4か
ら各ドリル穴の直径が分かる。また、当該穴がドリル穴
であることは、同心円状の表示パターンから知ることが
できる。なお、図８中の下部に示される水平線は、被検
体Ｑの底面反射波Ｍによる像である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のＴＯ
ＦＤ法の実施に適用される超音波検査装置は、広い指向
角をもつ縦波斜角プローブを利用し、かつ送信探触子２
１及び受信探触子２２を一定の間隔で配置しているた
め、ビーム強度の低い周辺ビームが被検体Ｑ中で拡散し
やすく、送受信感度が悪いために、小さい傷を検出する
ことが難しいという欠点がある。かように、小さい傷の
検出性が狭い指向角をもつ縦波斜角プローブを溶接線に
対してジグザグスキャンする超音波検査方法（一探触子
斜角法）をとる場合に比べて劣ることは、前記の公知文
献にも記載されている通りである。
ＦＤ法の実施に適用される超音波検査装置は、広い指向
角をもつ縦波斜角プローブを利用し、かつ送信探触子２
１及び受信探触子２２を一定の間隔で配置しているた
め、ビーム強度の低い周辺ビームが被検体Ｑ中で拡散し
やすく、送受信感度が悪いために、小さい傷を検出する
ことが難しいという欠点がある。かように、小さい傷の
検出性が狭い指向角をもつ縦波斜角プローブを溶接線に
対してジグザグスキャンする超音波検査方法（一探触子
斜角法）をとる場合に比べて劣ることは、前記の公知文
献にも記載されている通りである。
【００１０】本発明は、前記した従来技術の不備を解決
するためになされたものであって、その課題とするとこ
ろは、小さい傷を高感度に検出でき、しかも当該傷の定
量評価を効果的に行い得る電子走査式超音波検査装置を
提供することにある。
するためになされたものであって、その課題とするとこ
ろは、小さい傷を高感度に検出でき、しかも当該傷の定
量評価を効果的に行い得る電子走査式超音波検査装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、アークアレイ型の送信アレイ探触子及び
受信アレイ探触子と、これらの各アレイ探触子を所要の
間隔を保ったまま被検部に沿って平行移動させる機械式
スキャナと、前記送信アレイ探触子より指向性の鋭い超
音波ビームを扇形に送出し、前記受信アレイ探触子にて
検出される被検部からの反射波信号（回折波信号を含
む）を前記機械式スキャナに付設されたエンコーダにて
検出される前記各アレイ探触子の位置信号に応じてフレ
ームメモリ上の所要のアドレスに順次格納する回路部
と、前記フレームメモリに格納された反射波信号をリア
ルタイムで３次元情報による映像（Ｄスコープ）として
表示する画像表示部とから電子走査式超音波検査装置を
構成した。
め、本発明は、アークアレイ型の送信アレイ探触子及び
受信アレイ探触子と、これらの各アレイ探触子を所要の
間隔を保ったまま被検部に沿って平行移動させる機械式
スキャナと、前記送信アレイ探触子より指向性の鋭い超
音波ビームを扇形に送出し、前記受信アレイ探触子にて
検出される被検部からの反射波信号（回折波信号を含
む）を前記機械式スキャナに付設されたエンコーダにて
検出される前記各アレイ探触子の位置信号に応じてフレ
ームメモリ上の所要のアドレスに順次格納する回路部
と、前記フレームメモリに格納された反射波信号をリア
ルタイムで３次元情報による映像（Ｄスコープ）として
表示する画像表示部とから電子走査式超音波検査装置を
構成した。
【００１２】アークアレイ型のアレイ探触子は、多数の
超音波振動子を円弧状に配列したものであって、超音波
送受信動作を行う一定数の超音波振動子群を一振動子ず
つ順次振動子の配列方向に電子的に切り換えること、即
ちセクタスキャンを行うことによって、超音波ビームを
扇形に送出することができる。各超音波振動子群から送
出されるセクタスキャン中の各時点における超音波ビー
ムは、指向性が高いので、アークアレイ型のアレイ探触
子を前記のようにセクタスキャンすると、指向性の高い
超音波ビームを広い範囲にわたって扇形に送出すること
ができる。このように指向性が高く、したがってビーム
強度が高い超音波ビームを扇形にスキャンすると、被検
体内における超音波ビームの拡散が抑制され、送受信感
度を改善できるため、小さい傷の検出を高感度に行うこ
とができ、かつ当該傷の定量評価をも効果的に行うこと
ができる。
超音波振動子を円弧状に配列したものであって、超音波
送受信動作を行う一定数の超音波振動子群を一振動子ず
つ順次振動子の配列方向に電子的に切り換えること、即
ちセクタスキャンを行うことによって、超音波ビームを
扇形に送出することができる。各超音波振動子群から送
出されるセクタスキャン中の各時点における超音波ビー
ムは、指向性が高いので、アークアレイ型のアレイ探触
子を前記のようにセクタスキャンすると、指向性の高い
超音波ビームを広い範囲にわたって扇形に送出すること
ができる。このように指向性が高く、したがってビーム
強度が高い超音波ビームを扇形にスキャンすると、被検
体内における超音波ビームの拡散が抑制され、送受信感
度を改善できるため、小さい傷の検出を高感度に行うこ
とができ、かつ当該傷の定量評価をも効果的に行うこと
ができる。
【００１３】なお、前記回路部には、セクタスキャン中
の各時点における送信アレイ探触子及び受信アレイ探触
子のビーム指向領域が交差する位置でそれぞれの超音波
ビームを集束するように指向性を調整するための遅延時
間調整手段を設けることもできる。
の各時点における送信アレイ探触子及び受信アレイ探触
子のビーム指向領域が交差する位置でそれぞれの超音波
ビームを集束するように指向性を調整するための遅延時
間調整手段を設けることもできる。
【００１４】即ち、送信アレイ探触子及び受信アレイ探
触子に要求されるビーム指向領域及び／又はセクタスキ
ャン中の各時点における超音波ビームの指向性は、被検
体の厚さや各アレイ探触子の配列間隔それに要求される
傷の検出感度等によって変化する。一方、送信アレイ探
触子のビーム指向領域の調整及び／又はセクタスキャン
中の各時点における超音波ビームの指向性の調整は、セ
クタスキャンを実行する際に各超音波振動子に印加され
る各励振信号の遅延時間を調整することによって行うこ
とができる。したがって、前記回路部に各アレイ探触子
のビーム指向領域及び／又はセクタスキャン中の各時点
における超音波ビームの指向性を調整するための遅延時
間調整手段を設けておけば、超音波検査装置の汎用性を
高めることができ利用をより便利なものにすることがで
きると共に、傷の検出感度をより良好なものにすること
ができる。
触子に要求されるビーム指向領域及び／又はセクタスキ
ャン中の各時点における超音波ビームの指向性は、被検
体の厚さや各アレイ探触子の配列間隔それに要求される
傷の検出感度等によって変化する。一方、送信アレイ探
触子のビーム指向領域の調整及び／又はセクタスキャン
中の各時点における超音波ビームの指向性の調整は、セ
クタスキャンを実行する際に各超音波振動子に印加され
る各励振信号の遅延時間を調整することによって行うこ
とができる。したがって、前記回路部に各アレイ探触子
のビーム指向領域及び／又はセクタスキャン中の各時点
における超音波ビームの指向性を調整するための遅延時
間調整手段を設けておけば、超音波検査装置の汎用性を
高めることができ利用をより便利なものにすることがで
きると共に、傷の検出感度をより良好なものにすること
ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子走査式超
音波検査装置の一例を、図１及び図２に基づいて説明す
る。図１は実施形態例に係る電子走査式超音波検査装置
の構成図であり、図２はアークアレイ型送信アレイ探触
子の模式図である。
音波検査装置の一例を、図１及び図２に基づいて説明す
る。図１は実施形態例に係る電子走査式超音波検査装置
の構成図であり、図２はアークアレイ型送信アレイ探触
子の模式図である。
【００１６】図１から明らかなように、本例の超音波検
査装置は、アークアレイ型の送信アレイ探触子１及び受
信アレイ探触子２と、これらの各アレイ探触子１，２を
一定の間隔を保ったまま被検体Ｑの被検部Ｗに沿って移
動する機械式スキャナ３と、反射波信号の検出及びフレ
ームメモリへの格納を行う回路部４と、前記フレームメ
モリに格納された反射波信号をリアルタイムでＤスコー
プ表示する画像表示部１３とから主に構成されている。
査装置は、アークアレイ型の送信アレイ探触子１及び受
信アレイ探触子２と、これらの各アレイ探触子１，２を
一定の間隔を保ったまま被検体Ｑの被検部Ｗに沿って移
動する機械式スキャナ３と、反射波信号の検出及びフレ
ームメモリへの格納を行う回路部４と、前記フレームメ
モリに格納された反射波信号をリアルタイムでＤスコー
プ表示する画像表示部１３とから主に構成されている。
【００１７】アークアレイ型の送信アレイ探触子１は、
図２に模式的に示すように、多数の超音波振動子１ａ〜
１ｎを円弧状に配列したものであって、回路部４から出
力される励振信号によって電子的にセクタスキャンさ
れ、指向性が高い超音波ビームＢを扇形に送出するよう
になっている。超音波ビームＢの走査角度θは、各超音
波振動子１ａ〜１ｎに印加される各励振信号の遅延時間
を調整することによって任意に調整することができる
が、通常はθ＝±７０度程度に調整される。アークアレ
イ型の受信アレイ探触子２もこれと同様の構成になって
いる。
図２に模式的に示すように、多数の超音波振動子１ａ〜
１ｎを円弧状に配列したものであって、回路部４から出
力される励振信号によって電子的にセクタスキャンさ
れ、指向性が高い超音波ビームＢを扇形に送出するよう
になっている。超音波ビームＢの走査角度θは、各超音
波振動子１ａ〜１ｎに印加される各励振信号の遅延時間
を調整することによって任意に調整することができる
が、通常はθ＝±７０度程度に調整される。アークアレ
イ型の受信アレイ探触子２もこれと同様の構成になって
いる。
【００１８】これらアークアレイ型の送信アレイ探触子
１及び受信アレイ探触子２は、機械式スキャナ３のアー
ム３ａに取り付けられ、被検部Ｗを介してその両側に配
置される。機械式スキャナ３は、被検部Ｗに沿ってアレ
イ探触子１，２を一定速度で走査するものであって、そ
の移動量即ちアレイ探触子１，２の位置信号をエンコー
ダ３ｂから出力するようになっている。
１及び受信アレイ探触子２は、機械式スキャナ３のアー
ム３ａに取り付けられ、被検部Ｗを介してその両側に配
置される。機械式スキャナ３は、被検部Ｗに沿ってアレ
イ探触子１，２を一定速度で走査するものであって、そ
の移動量即ちアレイ探触子１，２の位置信号をエンコー
ダ３ｂから出力するようになっている。
【００１９】回路部４を構成する各回路のうち、符号５
は送信駆動回路であり、送信アレイ探触子１を構成する
ｎ個の超音波振動子のそれぞれに接続されたパルサ５Ｐ
1 〜パルサ５Ｐn で構成されている。６は送信遅延制御
回路であり、パルサ５Ｐ1 〜パルサ５Ｐn のうちの所定
の複数個のパルサを順次選択すると共に、選択された各
パルサが出力する超音波振動子の励起信号を所定の時間
遅延させる機能を有する。７は受信回路であり、増幅器
を有するレシーバ７Ｒ1 〜パルサ７Ｒn で構成されてい
る。８は選択されている各超音波振動子に接続された各
レシーバからの反射波信号を遅延させる受信遅延回路、
９は受信遅延回路８の遅延を制御する受信遅延制御回路
である。１０は遅延された各反射波信号を加算する加算
器、１１は加算された反射波信号をデジタル値に変換す
るＡ／Ｄ変換器である。１２は機械式スキャナ３に付設
されたエンコーダ３ｂからの位置信号に基づいてアレイ
探触子１，２の座標を演算しその座標信号を出力する座
標信号発生回路、１４は前記Ａ／Ｄ変換器１１にてＡ／
Ｄ変換された反射波信号を前記座標信号発生回路１２か
ら出力される座標信号に応じて所要のアドレスに格納す
るフレームメモリである。当該フレームメモリ１４のア
ドレスは、画像表示部１３の表示位置に対応付けて設定
されている。
は送信駆動回路であり、送信アレイ探触子１を構成する
ｎ個の超音波振動子のそれぞれに接続されたパルサ５Ｐ
1 〜パルサ５Ｐn で構成されている。６は送信遅延制御
回路であり、パルサ５Ｐ1 〜パルサ５Ｐn のうちの所定
の複数個のパルサを順次選択すると共に、選択された各
パルサが出力する超音波振動子の励起信号を所定の時間
遅延させる機能を有する。７は受信回路であり、増幅器
を有するレシーバ７Ｒ1 〜パルサ７Ｒn で構成されてい
る。８は選択されている各超音波振動子に接続された各
レシーバからの反射波信号を遅延させる受信遅延回路、
９は受信遅延回路８の遅延を制御する受信遅延制御回路
である。１０は遅延された各反射波信号を加算する加算
器、１１は加算された反射波信号をデジタル値に変換す
るＡ／Ｄ変換器である。１２は機械式スキャナ３に付設
されたエンコーダ３ｂからの位置信号に基づいてアレイ
探触子１，２の座標を演算しその座標信号を出力する座
標信号発生回路、１４は前記Ａ／Ｄ変換器１１にてＡ／
Ｄ変換された反射波信号を前記座標信号発生回路１２か
ら出力される座標信号に応じて所要のアドレスに格納す
るフレームメモリである。当該フレームメモリ１４のア
ドレスは、画像表示部１３の表示位置に対応付けて設定
されている。
【００２０】画像表示部１３は、ＣＲＴや液晶表示装置
などをもって構成されており、フレームメモリ１４に格
納された反射波信号をリアルタイムでＤスコープ表示す
る。
などをもって構成されており、フレームメモリ１４に格
納された反射波信号をリアルタイムでＤスコープ表示す
る。
【００２１】次に、上記のように構成された超音波検査
装置を用いた溶接部の超音波検査方法について説明す
る。
装置を用いた溶接部の超音波検査方法について説明す
る。
【００２２】まず、検査に先立ち、検査しようとする被
検部（以下、「溶接部」）Ｗの両側に、送信アレイ探触
子１及び受信アレイ探触子２を所要の間隔を隔てて対向
に配置する。ここで、所要の間隔とは、２つのアレイ探
触子１，２のビーム指向領域が互いに交差し、最も高感
度に超音波探傷を実行可能な間隔をいう。２つのアレイ
探触子１，２の間隔は、機械式スキャナ３に設けられた
アーム３ａの長さを調整することによって、適宜調整す
ることができる。なお、各アレイ探触子１，２と被検体
Ｑの表面との間には、超音波ビームＢの伝搬効率を高め
るため、水やグリセリンなどの超音波媒質を少量介在さ
せることもできる。
検部（以下、「溶接部」）Ｗの両側に、送信アレイ探触
子１及び受信アレイ探触子２を所要の間隔を隔てて対向
に配置する。ここで、所要の間隔とは、２つのアレイ探
触子１，２のビーム指向領域が互いに交差し、最も高感
度に超音波探傷を実行可能な間隔をいう。２つのアレイ
探触子１，２の間隔は、機械式スキャナ３に設けられた
アーム３ａの長さを調整することによって、適宜調整す
ることができる。なお、各アレイ探触子１，２と被検体
Ｑの表面との間には、超音波ビームＢの伝搬効率を高め
るため、水やグリセリンなどの超音波媒質を少量介在さ
せることもできる。
【００２３】次いで、図示しない制御装置によって機械
式スキャナ３を起動し、送信アレイ探触子１及び受信ア
レイ探触子２を被検体Ｑの表面及び溶接部Ｗに沿って一
定速度で平行移動させる。また、所要のタイミングで回
路部４を起動し、アークアレイ型の送信アレイ探触子１
をセクタスキャンして、当該送信アレイ探触子１から指
向性の高い超音波ビームＢを所定の走査角度θで扇形に
送出する。
式スキャナ３を起動し、送信アレイ探触子１及び受信ア
レイ探触子２を被検体Ｑの表面及び溶接部Ｗに沿って一
定速度で平行移動させる。また、所要のタイミングで回
路部４を起動し、アークアレイ型の送信アレイ探触子１
をセクタスキャンして、当該送信アレイ探触子１から指
向性の高い超音波ビームＢを所定の走査角度θで扇形に
送出する。
【００２４】被検体Ｑからの反射波（傷Ｇの端部Ｇ´か
ら発生する回折波を含む。）は、受信アレイ探触子２に
て検出される。当該受信アレイ探触子２を構成する個々
の超音波振動子が検出した各反射波信号は、受信遅延回
路８にて所定の時間ずつ遅延され、セクタスキャンごと
の反射波信号が加算器１０にて加算された後、Ａ／Ｄ変
換器１１にてデジタル値に変換される。このデジタル信
号は、機械式スキャナ３に付設されたエンコーダ３ｂか
らの位置信号に基づいて座標信号発生回路１２から出力
される座標信号に基づいてフレームメモリ１４の所定の
アドレスに格納される。また、画像表示部１３に反射波
信号のＤスコープ像としてリアルタイムで表示される。
ら発生する回折波を含む。）は、受信アレイ探触子２に
て検出される。当該受信アレイ探触子２を構成する個々
の超音波振動子が検出した各反射波信号は、受信遅延回
路８にて所定の時間ずつ遅延され、セクタスキャンごと
の反射波信号が加算器１０にて加算された後、Ａ／Ｄ変
換器１１にてデジタル値に変換される。このデジタル信
号は、機械式スキャナ３に付設されたエンコーダ３ｂか
らの位置信号に基づいて座標信号発生回路１２から出力
される座標信号に基づいてフレームメモリ１４の所定の
アドレスに格納される。また、画像表示部１３に反射波
信号のＤスコープ像としてリアルタイムで表示される。
【００２５】このように、アークアレイ型の送信アレイ
探触子１及び受信アレイ探触子２を用い、送信アレイ探
触子１をセクタスキャンして溶接部Ｗの超音波探傷を行
うと、当該送信アレイ探触子１から指向性の高い超音波
ビームＢを広い走査角度θで扇形に送出することができ
るので、被検体Ｑ内における超音波ビームＢの拡散が抑
制され、送受信感度が高められる。よって、小さい傷の
検出を高感度に行うことができ、かつ当該傷の定量評価
をも効果的に行うことができる。
探触子１及び受信アレイ探触子２を用い、送信アレイ探
触子１をセクタスキャンして溶接部Ｗの超音波探傷を行
うと、当該送信アレイ探触子１から指向性の高い超音波
ビームＢを広い走査角度θで扇形に送出することができ
るので、被検体Ｑ内における超音波ビームＢの拡散が抑
制され、送受信感度が高められる。よって、小さい傷の
検出を高感度に行うことができ、かつ当該傷の定量評価
をも効果的に行うことができる。
【００２６】なお、前記実施形態例においては、送信遅
延制御回路６によるパルサ５Ｐ1 〜パルサ５Ｐn の時間
遅延量が固定され、かつ受信遅延制御回路９によるレシ
ーバ７Ｒ1 〜パルサ７Ｒn にて検出された反射波信号の
時間遅延量が固定されているとして超音波検査装置を説
明したが、図３に示すように、送信遅延制御回路６及び
受信遅延制御回路９のそれぞれに遅延時間の調整手段６
ａ，９ａを設け、セクタスキャン中の各時点における送
信アレイ探触子１及び受信アレイ探触子２のビーム指向
領域が交差する位置でそれぞれの超音波ビームを集束す
るように指向性を適宜調整できるようにすることもでき
る。
延制御回路６によるパルサ５Ｐ1 〜パルサ５Ｐn の時間
遅延量が固定され、かつ受信遅延制御回路９によるレシ
ーバ７Ｒ1 〜パルサ７Ｒn にて検出された反射波信号の
時間遅延量が固定されているとして超音波検査装置を説
明したが、図３に示すように、送信遅延制御回路６及び
受信遅延制御回路９のそれぞれに遅延時間の調整手段６
ａ，９ａを設け、セクタスキャン中の各時点における送
信アレイ探触子１及び受信アレイ探触子２のビーム指向
領域が交差する位置でそれぞれの超音波ビームを集束す
るように指向性を適宜調整できるようにすることもでき
る。
【００２７】このように、回路部４に遅延時間の調整手
段６ａ，９ａを設けると、被検体Ｑの厚さや各アレイ探
触子１，２の配列間隔それに要求される傷の検出感度等
に応じて各アレイ探触子１，２のビーム指向領域及び／
又はセクタスキャン中の各時点における超音波ビームの
指向性を調整できるため、図４に示すように、常に最適
強度の超音波ビームＢを最適の走査角度θで走査するこ
とができるので、超音波検査装置の汎用性を高めること
ができ利用をより便利なものにすることができると共
に、傷の検出感度をより良好なものにすることができ
る。
段６ａ，９ａを設けると、被検体Ｑの厚さや各アレイ探
触子１，２の配列間隔それに要求される傷の検出感度等
に応じて各アレイ探触子１，２のビーム指向領域及び／
又はセクタスキャン中の各時点における超音波ビームの
指向性を調整できるため、図４に示すように、常に最適
強度の超音波ビームＢを最適の走査角度θで走査するこ
とができるので、超音波検査装置の汎用性を高めること
ができ利用をより便利なものにすることができると共
に、傷の検出感度をより良好なものにすることができ
る。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によると、アークアレイ型のアレイ探触子をセクタス
キャンすることによって被検部に指向性の高い超音波ビ
ームを広い走査角度で扇形に送出することができるの
で、被検体内における超音波ビームＢの拡散が抑制さ
れ、送受信感度が高められる。よって、小さい傷の検出
を高感度に行うことができ、かつ当該傷の定量評価をも
効果的に行うことができる。
明によると、アークアレイ型のアレイ探触子をセクタス
キャンすることによって被検部に指向性の高い超音波ビ
ームを広い走査角度で扇形に送出することができるの
で、被検体内における超音波ビームＢの拡散が抑制さ
れ、送受信感度が高められる。よって、小さい傷の検出
を高感度に行うことができ、かつ当該傷の定量評価をも
効果的に行うことができる。
【００２９】また、請求項２に記載の発明によると、回
路部に遅延時間の調整手段を設けたので、被検体の厚さ
や各アレイ探触子の配列間隔それに要求される傷の検出
感度等に応じて各アレイ探触子のビーム指向領域及び／
又はセクタスキャン中の各時点における超音波ビームの
指向性を適宜調整することができる。よって、超音波検
査装置の汎用性を高めることができ利用をより便利なも
のにすることができると共に、傷の検出感度をより良好
なものにすることができる。
路部に遅延時間の調整手段を設けたので、被検体の厚さ
や各アレイ探触子の配列間隔それに要求される傷の検出
感度等に応じて各アレイ探触子のビーム指向領域及び／
又はセクタスキャン中の各時点における超音波ビームの
指向性を適宜調整することができる。よって、超音波検
査装置の汎用性を高めることができ利用をより便利なも
のにすることができると共に、傷の検出感度をより良好
なものにすることができる。
【図１】第１実施形態例に係る電子走査式超音波検査装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】アークアレイ型送信アレイ探触子の模式図であ
る。
る。
【図３】第２実施形態例に係る電子走査式超音波検査装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図４】第２実施形態例に係る電子走査式超音波検査装
置の効果を示す被検部周辺の断面図である。
置の効果を示す被検部周辺の断面図である。
【図５】ＴＯＦＤ法の説明図である。
【図６】面状傷が存在する場合の超音波の伝搬経路とＡ
スコープ像の説明図である。
スコープ像の説明図である。
【図７】探触子の配列位置と面状傷の端部との位置関係
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図８】ＴＯＦＤ法によって検出されるＤスコープ像の
一例を示すグラフ図である。
一例を示すグラフ図である。
１ 送信アレイ探触子 １ａ〜１ｎ 超音波振動子 ２ 受信アレイ探触子 ３ 機械式スキャナ ３ａ アーム ３ｂ エンコーダ ４ 回路部 ５ 送信駆動回路 ５Ｐ1〜５Ｐn パルサ ６ 送信遅延制御回路 ７ 受信回路 ７Ｒ1〜７Ｒn パルサ ８ 受信遅延回路 ９ 受信遅延制御回路 １０ 加算器 １１ Ａ／Ｄ変換器 １２ 座標信号発生回路 １３ 画像表示部 １４ フレームメモリ Ｂ 超音波ビーム Ｇ 傷 Ｑ 被検体 Ｗ 被検部 θ 超音波ビームの走査角度
Claims (2)
- 【請求項１】 アークアレイ型の送信アレイ探触子及び
受信アレイ探触子と、これらの各アレイ探触子を所要の
間隔を保ったまま被検部に沿って平行移動させる機械式
スキャナと、前記送信アレイ探触子より指向性の鋭い超
音波ビームを扇形に送出し、前記受信アレイ探触子にて
検出される被検部からの反射波信号を前記機械式スキャ
ナに付設されたエンコーダにて検出される前記各アレイ
探触子の位置信号に応じてフレームメモリ上の所要のア
ドレスに順次格納する回路部と、前記フレームメモリに
格納された反射波信号をリアルタイムで３次元情報によ
る映像として表示する画像表示部とを備えたことを特徴
とする電子走査式超音波検査装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電子走査式超音波検査
装置において、前記回路部に、セクタスキャン中の各時
点における送信アレイ探触子及び受信アレイ探触子のビ
ーム指向領域が交差する位置で超音波ビームを集束する
ように指向性を調整するための遅延時間調整手段を設け
たことを特徴とする電子走査式超音波検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162578A JPH1114611A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電子走査式超音波検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162578A JPH1114611A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電子走査式超音波検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114611A true JPH1114611A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15757258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162578A Pending JPH1114611A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 電子走査式超音波検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114611A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003057214A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Nkk Corp | 隅肉溶接部の超音波探傷方法およびその装置 |
| CN100357732C (zh) * | 2002-11-21 | 2007-12-26 | 鞍山美斯检测技术有限公司 | 一种适用于检测焊道内横向缺陷和斜向缺陷的超声波焊缝探伤的探头布置方法 |
| JP2011149888A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Toden Kogyo Co Ltd | 複合型超音波探触子及びそれを用いたｔｏｆｄ法による超音波探傷法 |
| JP2012027037A (ja) * | 2002-10-31 | 2012-02-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
| JP2016114465A (ja) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 東京瓦斯株式会社 | 横割れ探傷装置 |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP9162578A patent/JPH1114611A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003057214A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-26 | Nkk Corp | 隅肉溶接部の超音波探傷方法およびその装置 |
| JP2012027037A (ja) * | 2002-10-31 | 2012-02-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
| CN100357732C (zh) * | 2002-11-21 | 2007-12-26 | 鞍山美斯检测技术有限公司 | 一种适用于检测焊道内横向缺陷和斜向缺陷的超声波焊缝探伤的探头布置方法 |
| JP2011149888A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Toden Kogyo Co Ltd | 複合型超音波探触子及びそれを用いたｔｏｆｄ法による超音波探傷法 |
| JP2016114465A (ja) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 東京瓦斯株式会社 | 横割れ探傷装置 |
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