JPH1151909A - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
- Publication number
- JPH1151909A JPH1151909A JP9204797A JP20479797A JPH1151909A JP H1151909 A JPH1151909 A JP H1151909A JP 9204797 A JP9204797 A JP 9204797A JP 20479797 A JP20479797 A JP 20479797A JP H1151909 A JPH1151909 A JP H1151909A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- crack
- depth
- probe
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Abstract
(57)【要約】
【課題】 部材に発生した深さ数mmに達しない小さな亀
裂も検出する。 【解決手段】 送信用探触子１より斜角波又は表面ＳＨ
波を部材９に入射し、亀裂１０により、部材表面へ向か
って反射する波を受信する。受信用垂直探触子２を走査
させながら受信し、受信用垂直探触子２が亀裂１０の箇
所に至ると、受信信号は二つのピークをもった波形を描
く。二つのピークは、亀裂先端での反射波の向きに基づ
くもので、これらのビーム路程差は亀裂深さの往復分で
あり、これらのピークが現れた時間差Δｔに音速を乗じ
て亀裂の深さを求める。 【効果】 音が亀裂の深さ分だけ伝播する時間を直接測
定するので、小さな亀裂に対しても良い感度で、正確な
測定が行われる。
裂も検出する。 【解決手段】 送信用探触子１より斜角波又は表面ＳＨ
波を部材９に入射し、亀裂１０により、部材表面へ向か
って反射する波を受信する。受信用垂直探触子２を走査
させながら受信し、受信用垂直探触子２が亀裂１０の箇
所に至ると、受信信号は二つのピークをもった波形を描
く。二つのピークは、亀裂先端での反射波の向きに基づ
くもので、これらのビーム路程差は亀裂深さの往復分で
あり、これらのピークが現れた時間差Δｔに音速を乗じ
て亀裂の深さを求める。 【効果】 音が亀裂の深さ分だけ伝播する時間を直接測
定するので、小さな亀裂に対しても良い感度で、正確な
測定が行われる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、斜角波は超音波表
面ＳＨ波を用いて、部材の亀裂のような欠陥を探傷する
方法に関する。
面ＳＨ波を用いて、部材の亀裂のような欠陥を探傷する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】部材が度重なる応力を受けていると、表
面から内部に向かって亀裂が発生することがある。亀裂
が発生すると部材の強度を大きく低下させ部材の破壊を
もたらすこともある。このような欠陥の探傷には、入射
角が３０度〜６０度の斜角波や入射角が９０度に近い表
面ＳＨ波が入射波として用いられている。
面から内部に向かって亀裂が発生することがある。亀裂
が発生すると部材の強度を大きく低下させ部材の破壊を
もたらすこともある。このような欠陥の探傷には、入射
角が３０度〜６０度の斜角波や入射角が９０度に近い表
面ＳＨ波が入射波として用いられている。
【０００３】従来の斜角波による測定法を図６に示す。
（ａ）図は、裏側に発生した亀裂を測定する方法で、送
受信用探触子１１から入射された斜角波１２は部材９の
裏側の亀裂１０によって反射される。この反射波１３を
検出し、その信号強度から亀裂１０の深さを測定し、入
射波が反射されて戻ってくる時間即ちビーム路程から亀
裂１０の位置を測定する。
（ａ）図は、裏側に発生した亀裂を測定する方法で、送
受信用探触子１１から入射された斜角波１２は部材９の
裏側の亀裂１０によって反射される。この反射波１３を
検出し、その信号強度から亀裂１０の深さを測定し、入
射波が反射されて戻ってくる時間即ちビーム路程から亀
裂１０の位置を測定する。
【０００４】（ｂ）図は、表側に発生した亀裂を検出す
る方法で、入射された斜角波１２は一旦部材９の裏側の
面で反射してから亀裂１０に達し、それから亀裂１０で
反射される。反射の信号強度とビーム路程からそれぞれ
亀裂１０の深さと位置を測定するのは、裏側の亀裂を測
定する場合と同じであるが、ビーム路程が長くなるのと
裏側の面で反射するときの漏洩とから受信信号は裏側の
亀裂を測定する場合より更に弱くなる。
る方法で、入射された斜角波１２は一旦部材９の裏側の
面で反射してから亀裂１０に達し、それから亀裂１０で
反射される。反射の信号強度とビーム路程からそれぞれ
亀裂１０の深さと位置を測定するのは、裏側の亀裂を測
定する場合と同じであるが、ビーム路程が長くなるのと
裏側の面で反射するときの漏洩とから受信信号は裏側の
亀裂を測定する場合より更に弱くなる。
【０００５】近年、更に進んだ方法として表面ＳＨ波を
用いる方法が検討されている。表面ＳＨ波は、入射角を
９０度近くまで大きくした入射面に沿った横波で、減衰
率が小さい。表面ＳＨ波を用いると、亀裂に対し垂直に
近い方向から送信されるので感度が向上し、反射波や吸
収波の測定の精度が向上する。
用いる方法が検討されている。表面ＳＨ波は、入射角を
９０度近くまで大きくした入射面に沿った横波で、減衰
率が小さい。表面ＳＨ波を用いると、亀裂に対し垂直に
近い方向から送信されるので感度が向上し、反射波や吸
収波の測定の精度が向上する。
【０００６】従来の表面ＳＨ波による測定法では、入射
波が亀裂を回折することを利用して、亀裂の深さを測定
する方法が提案されている。例えば、特開平１−２３５
８４７号公報には、亀裂により回折した表面ＳＨ波のビ
ーム路程からその深さを測定する方法が記載されてい
る。この方法を図５に示す。送信用横波垂直探触子１５
と受信用横波垂直探触子１６を亀裂１０を挟んで対向さ
せて設置し、送信用横波垂直探触子１５からの送信波を
受信用横波垂直探触子１６で受信し、その強度を測定す
る。
波が亀裂を回折することを利用して、亀裂の深さを測定
する方法が提案されている。例えば、特開平１−２３５
８４７号公報には、亀裂により回折した表面ＳＨ波のビ
ーム路程からその深さを測定する方法が記載されてい
る。この方法を図５に示す。送信用横波垂直探触子１５
と受信用横波垂直探触子１６を亀裂１０を挟んで対向さ
せて設置し、送信用横波垂直探触子１５からの送信波を
受信用横波垂直探触子１６で受信し、その強度を測定す
る。
【０００７】そして、受信されるのは、亀裂１０により
回折した送信波１７であり、その経路を送信用横波垂直
探触子１５と亀裂１０の先端及び受信用横波垂直探触子
１６を通る放物線と仮定すると、亀裂の深さと受信強度
との間に高い相関が得られることが開示されている。
回折した送信波１７であり、その経路を送信用横波垂直
探触子１５と亀裂１０の先端及び受信用横波垂直探触子
１６を通る放物線と仮定すると、亀裂の深さと受信強度
との間に高い相関が得られることが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の斜角法では、入
射波は亀裂に斜めに入射し、且つ入射と同じ方向に反射
してくる反射波を測定するので反射率が小さくなる。特
に亀裂深さの測定では、深さを斜め方向から測定するこ
とになるので、信号強度と亀裂深さとの間に高い相関が
得られなかった。
射波は亀裂に斜めに入射し、且つ入射と同じ方向に反射
してくる反射波を測定するので反射率が小さくなる。特
に亀裂深さの測定では、深さを斜め方向から測定するこ
とになるので、信号強度と亀裂深さとの間に高い相関が
得られなかった。
【０００９】又、従来の表面ＳＨ波を用いる方法では、
送信用横波垂直探触子と受信用横波垂直探触子間の直線
距離即ち亀裂が存在しない場合のビーム路程と、亀裂に
より回折した放物線とみなしたビーム路程との長さを測
定し、その差から亀裂位置での直線と放物線との隔たり
を求める。長いビーム路程の測定誤差が大きく、浅い亀
裂ではＳ／Ｎが低下する。このため、その深さが１０mm
を超えるような大きな亀裂にのみ適用される方法であっ
た。
送信用横波垂直探触子と受信用横波垂直探触子間の直線
距離即ち亀裂が存在しない場合のビーム路程と、亀裂に
より回折した放物線とみなしたビーム路程との長さを測
定し、その差から亀裂位置での直線と放物線との隔たり
を求める。長いビーム路程の測定誤差が大きく、浅い亀
裂ではＳ／Ｎが低下する。このため、その深さが１０mm
を超えるような大きな亀裂にのみ適用される方法であっ
た。
【００１０】しかしながら、金属部材やセラミックス部
材或いは樹脂部材等では更に小さな亀裂でその深さが１
mm程度のものも検出しなければならない場合が多く、上
記の方法を適用することができなかった。
材或いは樹脂部材等では更に小さな亀裂でその深さが１
mm程度のものも検出しなければならない場合が多く、上
記の方法を適用することができなかった。
【００１１】この発明は、この問題を解決するためにな
されたもので、小さな亀裂も正確に検出することができ
る超音波探傷方法の提供を目的とするものである。
されたもので、小さな亀裂も正確に検出することができ
る超音波探傷方法の提供を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の手段は次の発明である。
の手段は次の発明である。
【００１３】第一の発明は、部材の超音波探傷に際し
て、入射波として斜角波又は表面ＳＨ波を用い、受信用
垂直探触子を部材の表面を走査させ、受信波より部材の
亀裂を検出する超音波探傷方法である。
て、入射波として斜角波又は表面ＳＨ波を用い、受信用
垂直探触子を部材の表面を走査させ、受信波より部材の
亀裂を検出する超音波探傷方法である。
【００１４】斜角波や表面ＳＨ波等の斜めに入射された
波は亀裂に達すると、媒質が変わり急に伝播速度が変わ
るのでここで反射される。その中に亀裂に沿って入射方
向にほぼ垂直に部材の表面に向かう反射波がある。この
反射波が測定に足る充分な強度を有することが、発明者
により見出された。受信用垂直探触子を用い部材の表面
を走査させていると、上記の反射波により亀裂の位置で
受信信号が強く変動する。この変動によって亀裂を検出
することができる。
波は亀裂に達すると、媒質が変わり急に伝播速度が変わ
るのでここで反射される。その中に亀裂に沿って入射方
向にほぼ垂直に部材の表面に向かう反射波がある。この
反射波が測定に足る充分な強度を有することが、発明者
により見出された。受信用垂直探触子を用い部材の表面
を走査させていると、上記の反射波により亀裂の位置で
受信信号が強く変動する。この変動によって亀裂を検出
することができる。
【００１５】第２の発明は、前記入射波が表面ＳＨ波で
あり、前記受信用垂直探触子が横波に感度を有する前記
の超音波探傷方法である。
あり、前記受信用垂直探触子が横波に感度を有する前記
の超音波探傷方法である。
【００１６】入射波が表面ＳＨ波であると、斜角波に比
べ減衰が少ない。更に、入射面に沿って伝播する量が多
く、裏面の反射を経ずに、表側に発生した亀裂にも直接
入射する。又、表面ＳＨ波は斜角波よりも指向性が鈍
く、裏側に発生した亀裂にも入射するので、表裏両側の
亀裂を同一操作で検出する事ができる。なお、表面ＳＨ
波は横波なので、受信には横波に感度を有する垂直探触
子を用いるとよい。
べ減衰が少ない。更に、入射面に沿って伝播する量が多
く、裏面の反射を経ずに、表側に発生した亀裂にも直接
入射する。又、表面ＳＨ波は斜角波よりも指向性が鈍
く、裏側に発生した亀裂にも入射するので、表裏両側の
亀裂を同一操作で検出する事ができる。なお、表面ＳＨ
波は横波なので、受信には横波に感度を有する垂直探触
子を用いるとよい。
【００１７】第３の発明は、前記受信用垂直探触子の感
度方向が入射波の偏波方向と一致させて前記受信用垂直
探触子を走査させる前記の超音波探傷方法である。
度方向が入射波の偏波方向と一致させて前記受信用垂直
探触子を走査させる前記の超音波探傷方法である。
【００１８】横波に感度を有する探触子でも、その感度
方向が横波の偏波方向に一致したとき、最大の感度を示
す。亀裂反射された反射波の偏波方向は入射波のそれと
変わらないので、受信用垂直探触子の感度方向を入射波
の偏波方向と一致させると、最大感度で受信信号の変動
を捉えることができる。
方向が横波の偏波方向に一致したとき、最大の感度を示
す。亀裂反射された反射波の偏波方向は入射波のそれと
変わらないので、受信用垂直探触子の感度方向を入射波
の偏波方向と一致させると、最大感度で受信信号の変動
を捉えることができる。
【００１９】第４の発明は、前記受信波の信号が描く波
形に基づき亀裂の大きさを測定する前記の超音波探傷方
法である。
形に基づき亀裂の大きさを測定する前記の超音波探傷方
法である。
【００２０】部材に入射された表面ＳＨ波が亀裂によっ
て反射され、部材の表面に向かう波には、受信用探触子
の走査面に直接向かう波と反対側の面に向かう波とがあ
る。そして、両者は若干時間がずれて受信される。この
ため、受信波の強度を経時的に測定すると二つのピーク
を有する波形を描く。波形からこのピーク間の時間を測
定すると、この時間は反射波が亀裂の深さを往復する時
間であるから、波形から亀裂の深さを求めることができ
る。
て反射され、部材の表面に向かう波には、受信用探触子
の走査面に直接向かう波と反対側の面に向かう波とがあ
る。そして、両者は若干時間がずれて受信される。この
ため、受信波の強度を経時的に測定すると二つのピーク
を有する波形を描く。波形からこのピーク間の時間を測
定すると、この時間は反射波が亀裂の深さを往復する時
間であるから、波形から亀裂の深さを求めることができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】発明の実施の一形態を図２に示
し、本発明を説明する。１は送信用探触子、２は受信用
垂直探触子、３は超音波パルス発信器、４は超音波受信
器、５はＡ／Ｄ変換器、６はデータ処理装置、７は表示
器、９は部材、１０は亀裂である。超音波パルス発信器
３から超音波発信パルスを送信用探触子１に入力し、送
信用探触子１から部材９に斜角波或いは表面ＳＨ波を入
射する。
し、本発明を説明する。１は送信用探触子、２は受信用
垂直探触子、３は超音波パルス発信器、４は超音波受信
器、５はＡ／Ｄ変換器、６はデータ処理装置、７は表示
器、９は部材、１０は亀裂である。超音波パルス発信器
３から超音波発信パルスを送信用探触子１に入力し、送
信用探触子１から部材９に斜角波或いは表面ＳＨ波を入
射する。
【００２２】入射波は部材を伝播するが、これを受信用
垂直探触子２で受信する。受信用垂直探触子２として、
横波に感度を有する探触子を用いその感度方向を入射波
と一致させる場合は、感度方向が紙面に垂直になるよう
に設置する。図の場合、入射波の偏波方向は紙面に垂直
の方向だからである。受信用垂直探触子２は受信した信
号強度を超音波受信器４に送って波形信号に変え、この
波形信号をＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換した
後、データ処理装置７で解析し、その結果を表示器７に
表示する。
垂直探触子２で受信する。受信用垂直探触子２として、
横波に感度を有する探触子を用いその感度方向を入射波
と一致させる場合は、感度方向が紙面に垂直になるよう
に設置する。図の場合、入射波の偏波方向は紙面に垂直
の方向だからである。受信用垂直探触子２は受信した信
号強度を超音波受信器４に送って波形信号に変え、この
波形信号をＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換した
後、データ処理装置７で解析し、その結果を表示器７に
表示する。
【００２３】超音波パルス発信器３、超音波受信器４、
Ａ／Ｄ変換器５、データ処理装置７及び表示器７につい
ては、上記の構成に限られるものではなく、超音波パル
スを発信し、受信用垂直探触子２が受信した信号を解析
しその結果を表示できるものであればよく、上記の構成
に替えて例えばデジタル探傷器を用いてもよい。
Ａ／Ｄ変換器５、データ処理装置７及び表示器７につい
ては、上記の構成に限られるものではなく、超音波パル
スを発信し、受信用垂直探触子２が受信した信号を解析
しその結果を表示できるものであればよく、上記の構成
に替えて例えばデジタル探傷器を用いてもよい。
【００２４】測定の原理を図１に示す。（ａ）図は、亀
裂が裏側に存在する場合で、（ｂ）図は亀裂が表側に存
在する場合である。送信用探触子１からの入射波は、亀
裂１０の先端で反射されて、受信用垂直探触子２で受信
される。受信用垂直探触子２を走査させると、亀裂の無
いところでは受信信号は現れないが、亀裂１０の上に来
ると反射波の信号が現れる。
裂が裏側に存在する場合で、（ｂ）図は亀裂が表側に存
在する場合である。送信用探触子１からの入射波は、亀
裂１０の先端で反射されて、受信用垂直探触子２で受信
される。受信用垂直探触子２を走査させると、亀裂の無
いところでは受信信号は現れないが、亀裂１０の上に来
ると反射波の信号が現れる。
【００２５】反射波には、亀裂１０の先端から受信用垂
直探触子２が走査する面に向かうものと、反対の向きに
向かうものがある。亀裂が裏側に存在する場合、走査す
る面に向かう波Ａの一部は直接受信され、この信号の強
度が最も大きい。残りの波は、少なくとも板厚のほぼ２
倍を伝播した後、多重波として受信される。
直探触子２が走査する面に向かうものと、反対の向きに
向かうものがある。亀裂が裏側に存在する場合、走査す
る面に向かう波Ａの一部は直接受信され、この信号の強
度が最も大きい。残りの波は、少なくとも板厚のほぼ２
倍を伝播した後、多重波として受信される。
【００２６】反対の向きに向かった波は、反対側の面で
一旦反射して波Ｂとなりその一部が受信される。波Ｂの
信号強度は波Ａより小さく、そのビーム路程は波Ａより
も亀裂１０の深さを往復する分だけ長い。これら波Ａと
波Ｂとが現れる時間の差は、音波が亀裂の深さを往復す
るだけの時間であるから、その信号は近接して受信され
描く波形に二つのピークとなって現れる。
一旦反射して波Ｂとなりその一部が受信される。波Ｂの
信号強度は波Ａより小さく、そのビーム路程は波Ａより
も亀裂１０の深さを往復する分だけ長い。これら波Ａと
波Ｂとが現れる時間の差は、音波が亀裂の深さを往復す
るだけの時間であるから、その信号は近接して受信され
描く波形に二つのピークとなって現れる。
【００２７】亀裂が表側に存在する場合は、走査する面
に向かい直接受信される波は亀裂による反射波としては
認識されない。次の波が受信されるまでに音波がほぼ板
厚分を往復するだけの時間がかかるので、直接受信され
る波は二つのピークを示さないからである。二つのピー
クを示すのは、反対向きの波が裏側面で反射されてから
受信される波Ａと、走査面で反射され更に裏側面で反射
されてから受信される波Ｂである。
に向かい直接受信される波は亀裂による反射波としては
認識されない。次の波が受信されるまでに音波がほぼ板
厚分を往復するだけの時間がかかるので、直接受信され
る波は二つのピークを示さないからである。二つのピー
クを示すのは、反対向きの波が裏側面で反射されてから
受信される波Ａと、走査面で反射され更に裏側面で反射
されてから受信される波Ｂである。
【００２８】この場合も、波Ｂは波Ａよりも亀裂の深さ
を往復する分だけ遅れて受信される。即ち、亀裂がどち
ら側の面に発生しても、亀裂によって部材の表面方向に
反射された波は、強い信号に引き続いて、亀裂の深さの
２倍の距離を伝播する時間だけ遅れた二つ目のピークを
伴って観察される。
を往復する分だけ遅れて受信される。即ち、亀裂がどち
ら側の面に発生しても、亀裂によって部材の表面方向に
反射された波は、強い信号に引き続いて、亀裂の深さの
２倍の距離を伝播する時間だけ遅れた二つ目のピークを
伴って観察される。
【００２９】受信用垂直探触子２によって受信された信
号から得られる波形を図３に示す。波形は二つのピーク
を持ち、高いピークは波Ａよるもので、低い方のピーク
が波Ｂによるピークである。これらのピークが出現する
時間の遅れΔｔを測定し、このΔｔに部材中を伝播する
横波の速度を乗じ、２で除すと亀裂１０の深さが求ま
る。
号から得られる波形を図３に示す。波形は二つのピーク
を持ち、高いピークは波Ａよるもので、低い方のピーク
が波Ｂによるピークである。これらのピークが出現する
時間の遅れΔｔを測定し、このΔｔに部材中を伝播する
横波の速度を乗じ、２で除すと亀裂１０の深さが求ま
る。
【００３０】上記の測定では、受信用に垂直探触子を用
いるので、その深さを直接測定することになる。このた
め、Ｓ／Ｎが大きく高い精度で且つ確度の高い測定がで
きる。更に、厳密には送信用探触子１からの距離が開始
点Ｉと終端Ｂとでは若干異なるが、表面ＳＨ波では入射
角が大きいのでその差は小さい。しかも、亀裂１０の深
さが小さくなるほどその差は小さくなる。
いるので、その深さを直接測定することになる。このた
め、Ｓ／Ｎが大きく高い精度で且つ確度の高い測定がで
きる。更に、厳密には送信用探触子１からの距離が開始
点Ｉと終端Ｂとでは若干異なるが、表面ＳＨ波では入射
角が大きいのでその差は小さい。しかも、亀裂１０の深
さが小さくなるほどその差は小さくなる。
【００３１】亀裂の発生箇所が裏側であっても表側であ
っても同じ装置を用い、同じ操作で測定することができ
る。又、音速が急に変わる所で入射波の反射は起こるの
で、亀裂のみならず異物が存在するような欠陥でも同様
に検出することができる。
っても同じ装置を用い、同じ操作で測定することができ
る。又、音速が急に変わる所で入射波の反射は起こるの
で、亀裂のみならず異物が存在するような欠陥でも同様
に検出することができる。
【００３２】なお、受信用垂直探触子２の走査に際して
は、送信用探触子１とともに移動させて走査してもよ
く、送信用探触子１を固定して設置し、探触子のみを走
査させてもよい。又、構築物の部材などで両者を同一面
に設置することが困難な場合には、一方を表側に設置し
他方を裏面に設置しても同じように測定することができ
る。
は、送信用探触子１とともに移動させて走査してもよ
く、送信用探触子１を固定して設置し、探触子のみを走
査させてもよい。又、構築物の部材などで両者を同一面
に設置することが困難な場合には、一方を表側に設置し
他方を裏面に設置しても同じように測定することができ
る。
【００３３】
【実施例】厚さ２２mmの鋼材の表面に亀裂を発生させ、
図２に示した方法によりその深さを測定した。送信用探
触子には表面ＳＨ波探触子を用い、深さ１程度の亀裂も
測定するために５MHz の表面ＳＨ波を入射した。又、受
信用垂直探触子には横波に感度を有する探触子を用い、
その感度方向を入射波の偏波方向と一致させて走査し
た。
図２に示した方法によりその深さを測定した。送信用探
触子には表面ＳＨ波探触子を用い、深さ１程度の亀裂も
測定するために５MHz の表面ＳＨ波を入射した。又、受
信用垂直探触子には横波に感度を有する探触子を用い、
その感度方向を入射波の偏波方向と一致させて走査し
た。
【００３４】受診用垂直探触子の受信信号から得られた
波形を図４に示す。（ａ）は、受信用垂直探触子が亀裂
のない箇所を走査しているときの波形で、特に高い波は
現れていない。（ｂ）は、受信用垂直探触子が走査面に
発生した亀裂がある所に至ったときの波形で高い波が四
つ現れているが、一番目の波はピークは一つで前述した
亀裂による反射波と認識されない波である。二番目の波
が波Ａと波Ｂによる二つのピークを持つ波形をしてお
り、三番以降はその多重反射によるものである。
波形を図４に示す。（ａ）は、受信用垂直探触子が亀裂
のない箇所を走査しているときの波形で、特に高い波は
現れていない。（ｂ）は、受信用垂直探触子が走査面に
発生した亀裂がある所に至ったときの波形で高い波が四
つ現れているが、一番目の波はピークは一つで前述した
亀裂による反射波と認識されない波である。二番目の波
が波Ａと波Ｂによる二つのピークを持つ波形をしてお
り、三番以降はその多重反射によるものである。
【００３５】それぞれの波が二つのピークをもってお
り、これら二つのピークが現れる時間差Δt はどの波で
も一致している。この場合Δｔは１．３μsec と測定さ
れ、この時間差Δｔに鋼材中の音速３、２３０m/sec の
２分の１を乗じて、亀裂の深さ２．１mmが得られた。こ
のようにして、亀裂の深さを測定し、測定値を亀裂が検
出された箇所の断面を顕微鏡撮影し映像から得られた深
さと比較した。比較の結果を表１に示す。
り、これら二つのピークが現れる時間差Δt はどの波で
も一致している。この場合Δｔは１．３μsec と測定さ
れ、この時間差Δｔに鋼材中の音速３、２３０m/sec の
２分の１を乗じて、亀裂の深さ２．１mmが得られた。こ
のようにして、亀裂の深さを測定し、測定値を亀裂が検
出された箇所の断面を顕微鏡撮影し映像から得られた深
さと比較した。比較の結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】亀裂の深さはほぼ１mm〜３mmであり、表側
に発生したのも又裏側に発生したのもあった。本発明の
方法により測定した値を断面の映像から測定した値と較
べると、その差は０．２mmを下回り、精度、確度ともに
高く満足できる結果であった。又、その差は亀裂の発生
箇所によって大きく異なることはなかった。
に発生したのも又裏側に発生したのもあった。本発明の
方法により測定した値を断面の映像から測定した値と較
べると、その差は０．２mmを下回り、精度、確度ともに
高く満足できる結果であった。又、その差は亀裂の発生
箇所によって大きく異なることはなかった。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば斜角波又
は表面ＳＨ波を部材に入射し、亀裂の開始点及び終端で
部材表面へ向かって強く反射する超音波を、受信用垂直
探触子を走査させながら受信する。受信用垂直探触子が
亀裂の箇所に至ると、受信信号は亀裂によって部材の表
裏面方向に反射される波による二つのピークをもった波
形を描く。特に、表面ＳＨ波を入射し、横波に感度を有
する受信用垂直探触子をその感度方向を入射波の偏波方
向と一致させた場合に最大の感度が得られる。
は表面ＳＨ波を部材に入射し、亀裂の開始点及び終端で
部材表面へ向かって強く反射する超音波を、受信用垂直
探触子を走査させながら受信する。受信用垂直探触子が
亀裂の箇所に至ると、受信信号は亀裂によって部材の表
裏面方向に反射される波による二つのピークをもった波
形を描く。特に、表面ＳＨ波を入射し、横波に感度を有
する受信用垂直探触子をその感度方向を入射波の偏波方
向と一致させた場合に最大の感度が得られる。
【００３９】上記二つのピークが現れた時間差に音速を
乗じて亀裂の深さを求めるが、音が亀裂の深さを往復す
る時間を直接測定するので、小さな亀裂に対しても良い
感度で、正確な測定が行われる。このように、精度、確
度の高い亀裂の検出を可能とした本発明は、構築物の破
壊防止、安全確保に大きな効果をもたらすものである。
乗じて亀裂の深さを求めるが、音が亀裂の深さを往復す
る時間を直接測定するので、小さな亀裂に対しても良い
感度で、正確な測定が行われる。このように、精度、確
度の高い亀裂の検出を可能とした本発明は、構築物の破
壊防止、安全確保に大きな効果をもたらすものである。
【図１】発明の原理を説明する図であり、（ａ）図は亀
裂が裏側に存在する場合、（ｂ）図は亀裂が表側に存在
する場合である。
裂が裏側に存在する場合、（ｂ）図は亀裂が表側に存在
する場合である。
【図２】発明を説明するための測定器類の配列を示す図
である。
である。
【図３】受信用垂直探触子の受信信号から得られる波形
のパターンを示す図である。
のパターンを示す図である。
【図４】実施例で受信用垂直探触子の受信信号から得ら
れた波形を示す図であり、（ａ）は亀裂がない箇所の波
形であり、（ｂ）亀裂がある箇所の波形である。
れた波形を示す図であり、（ａ）は亀裂がない箇所の波
形であり、（ｂ）亀裂がある箇所の波形である。
【図５】従来の表面ＳＨ波による亀裂の測定原理を示す
図である。
図である。
【図６】従来の斜角波による亀裂の測定原理を示す図で
あり、（ａ）図は亀裂が裏側に存在する場合、（ｂ）図
は亀裂が表側に存在する場合である。
あり、（ａ）図は亀裂が裏側に存在する場合、（ｂ）図
は亀裂が表側に存在する場合である。
１ 送信用探触子 ２ 受信用垂直探触子 ３ 超音波パルス発信器 ４ 超音波受信器 ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ データ処理装置 ７ 表示器 ９ 部材 １０ 亀裂
Claims (4)
- 【請求項１】 部材の超音波探傷に際して、入射波とし
て斜角波又は表面ＳＨ波を用い、受信用垂直探触子を部
材の表面を走査させ、受信波より部材の亀裂を検出する
ことを特徴とする超音波探傷方法。 - 【請求項２】 前記入射波が表面ＳＨ波であり、前記受
信用探触子が横波に感度を有する請求項１記載の超音波
探傷方法。 - 【請求項３】 前記受信用垂直探触子の感度方向が入射
波の偏波方向と一致させて前記受信用垂直探触子を走査
させる請求項２記載の超音波探傷方法。 - 【請求項４】 前記受信波の信号が描く波形に基づき亀
裂の大きさを測定する請求項１、２又は３記載の超音波
探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204797A JPH1151909A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9204797A JPH1151909A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 超音波探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151909A true JPH1151909A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16496527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9204797A Pending JPH1151909A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1151909A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160202214A1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-07-14 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Structural deformation detecting device |
| CN106195648A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 中国石油大学(华东) | 一种变径管等效管长的实验测试方法 |
| CN110208384A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-06 | 河海大学常州校区 | 一种工件表面开口斜缺陷高度和倾斜角的测量方法 |
| CN111855817A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 西北工业大学 | 复杂结构件云边端协同检测疲劳裂纹的方法 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9204797A patent/JPH1151909A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160202214A1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-07-14 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Structural deformation detecting device |
| CN106195648A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 中国石油大学(华东) | 一种变径管等效管长的实验测试方法 |
| CN110208384A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-06 | 河海大学常州校区 | 一种工件表面开口斜缺陷高度和倾斜角的测量方法 |
| CN111855817A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 西北工业大学 | 复杂结构件云边端协同检测疲劳裂纹的方法 |
| CN111855817B (zh) * | 2020-07-28 | 2021-10-26 | 西北工业大学 | 复杂结构件云边端协同检测疲劳裂纹的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6684701B2 (en) | System and method of determining porosity in composite materials using ultrasound | |
| US5431054A (en) | Ultrasonic flaw detection device | |
| US7520172B2 (en) | Inspection system for inspecting a structure and associated method | |
| JP4166222B2 (ja) | 超音波探傷方法及び装置 | |
| TWI408699B (zh) | 核子反應爐振動監視系統及其方法 | |
| Clorennec et al. | Nondestructive evaluation of cylindrical parts using laser ultrasonics | |
| US4441369A (en) | Ultrasonic detection of extended flaws | |
| EP0826148A1 (en) | Ultrasonic inspection | |
| EP3543689A1 (en) | Ultrasonic probe | |
| US20110048134A1 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JPH1151909A (ja) | 超音波探傷方法 | |
| JP2009058238A (ja) | 欠陥検査方法および装置 | |
| JP2001208729A (ja) | 欠陥検出装置 | |
| CN112534254A (zh) | 接合界面的评价方法以及接合界面的评价装置 | |
| JPS6321135B2 (ja) | ||
| JP3036387B2 (ja) | 超音波探傷方法及び装置 | |
| JPH1151910A (ja) | 亀裂の検出及び亀裂発生部板厚の測定方法 | |
| US4380929A (en) | Method and apparatus for ultrasonic detection of near-surface discontinuities | |
| JP2001305111A (ja) | 超音波レール探傷装置 | |
| CN112129833A (zh) | 超声波检查方法 | |
| JPH05288723A (ja) | ピッチキャッチ式超音波探傷方法 | |
| JP2007263956A (ja) | 超音波探傷方法および装置 | |
| EP3543688A1 (en) | Inspection method | |
| JP4143527B2 (ja) | 薄板超音波探傷装置 | |
| JP3653785B2 (ja) | Ｃスキャン超音波探傷方法および装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20040119 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |