JPH1183813A - 超音波探傷方法及び装置 - Google Patents
超音波探傷方法及び装置Info
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- JPH1183813A JPH1183813A JP9240909A JP24090997A JPH1183813A JP H1183813 A JPH1183813 A JP H1183813A JP 9240909 A JP9240909 A JP 9240909A JP 24090997 A JP24090997 A JP 24090997A JP H1183813 A JPH1183813 A JP H1183813A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 針状欠陥のように一方向に長い欠陥を検出す
る場合、欠陥の長軸方向と表面の間の角度が大きくなる
と、超音波を表面に対して垂直に入射しても欠陥エコー
を検出することが難しく、表面エコーをトリガとして欠
陥ゲートを作成し欠陥エコーを抽出する方法では、欠陥
エコーを検出することができない場合がある。 【解決手段】 検査体表面と異なる角度をなす線状欠陥
に対し、検査体表面と線状欠陥の両方からエコーを検出
できるような超音波照射角度データを予め設定してお
き、被検査体の形状データと検査対象欠陥が表面となす
角度データとをもとに、超音波探蝕子を常に両方のエコ
ーが得られるように姿勢制御しながら被検査体表面に沿
って走査させる。
る場合、欠陥の長軸方向と表面の間の角度が大きくなる
と、超音波を表面に対して垂直に入射しても欠陥エコー
を検出することが難しく、表面エコーをトリガとして欠
陥ゲートを作成し欠陥エコーを抽出する方法では、欠陥
エコーを検出することができない場合がある。 【解決手段】 検査体表面と異なる角度をなす線状欠陥
に対し、検査体表面と線状欠陥の両方からエコーを検出
できるような超音波照射角度データを予め設定してお
き、被検査体の形状データと検査対象欠陥が表面となす
角度データとをもとに、超音波探蝕子を常に両方のエコ
ーが得られるように姿勢制御しながら被検査体表面に沿
って走査させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検査体内部に存
する気泡等空隙部の検出を行うための超音波探傷方法及
び装置に関し、特に樹脂製で表面が曲面を有する被検査
体に好適な超音波探傷方法及び装置に関する。
する気泡等空隙部の検出を行うための超音波探傷方法及
び装置に関し、特に樹脂製で表面が曲面を有する被検査
体に好適な超音波探傷方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】平面或いは曲面を有する被検査体に対
し、非接触で内部に存する空隙等の欠陥検査を行う方法
として超音波探傷方法がある。例えば円柱状体の探傷を
行う場合には、被検査体の長手方向に沿って探触子を移
動可能とする機構を設け、さらに被検査体を自己の中心
線を軸として回転可能な機構を設けることで、探傷を行
うことが一般的に行われている。また、例えば表面が楕
円形の曲面を持つ被検査体の探傷を行う方法として、特
開平６−１９４３４９号が開示されている。これは、探
触子の最適な超音波発信方向は被検査体表面からの反射
波が最大となる方向であるとし、走査する曲面に合わせ
て角度制御しようとするものである。即ち、まず走査の
開始点及び終了点において被検査体表面からの反射波が
最大となる探触子の角度を計測し、２点の既知の曲率と
探触子角度の関係をもとに、走査する曲面に対する探触
子角度を算出し、探触子の軌跡を求めるものである。
し、非接触で内部に存する空隙等の欠陥検査を行う方法
として超音波探傷方法がある。例えば円柱状体の探傷を
行う場合には、被検査体の長手方向に沿って探触子を移
動可能とする機構を設け、さらに被検査体を自己の中心
線を軸として回転可能な機構を設けることで、探傷を行
うことが一般的に行われている。また、例えば表面が楕
円形の曲面を持つ被検査体の探傷を行う方法として、特
開平６−１９４３４９号が開示されている。これは、探
触子の最適な超音波発信方向は被検査体表面からの反射
波が最大となる方向であるとし、走査する曲面に合わせ
て角度制御しようとするものである。即ち、まず走査の
開始点及び終了点において被検査体表面からの反射波が
最大となる探触子の角度を計測し、２点の既知の曲率と
探触子角度の関係をもとに、走査する曲面に対する探触
子角度を算出し、探触子の軌跡を求めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】超音波で内部欠陥を探
傷する場合、表面からの反射波（表面エコー）をトリガ
として所定探傷深さに相当する欠陥ゲートを作成し、こ
の間で反射波（欠陥エコー）が検出されれば、そこに欠
陥があると判断する方法をとることが多い。これに対し
て、前記従来技術においては、超音波入射角度は表面エ
コーのみに着目している。しかし内部の欠陥、特に線状
欠陥のように一方向に長い欠陥は、必ずしも表面に平行
に存するとは限らない。このため、欠陥の長軸方向と被
検査体の測定面接線方向とがなす角が大きくなると、欠
陥からの反射波が受信できない部分が生じ、その部分は
欠陥ではないという間違った判断をしてしまうという問
題がある。
傷する場合、表面からの反射波（表面エコー）をトリガ
として所定探傷深さに相当する欠陥ゲートを作成し、こ
の間で反射波（欠陥エコー）が検出されれば、そこに欠
陥があると判断する方法をとることが多い。これに対し
て、前記従来技術においては、超音波入射角度は表面エ
コーのみに着目している。しかし内部の欠陥、特に線状
欠陥のように一方向に長い欠陥は、必ずしも表面に平行
に存するとは限らない。このため、欠陥の長軸方向と被
検査体の測定面接線方向とがなす角が大きくなると、欠
陥からの反射波が受信できない部分が生じ、その部分は
欠陥ではないという間違った判断をしてしまうという問
題がある。
【０００４】さらに、従来開示されている超音波探傷技
術においてはほとんどが被検査体が金属であり、被検査
体が樹脂のものについての詳しい探傷条件を開示したも
のは見あたらない。樹脂は一般的に金属に比べ減衰率が
大きく、内部深くまで検査を行うためには、減衰の影響
が小さい低い周波数の超音波を使用する必要がある。し
かしながら、検出分解能を上げるためには逆に超音波の
周波数は高くする必要があり、欠陥の大きさや位置に応
じた適切な超音波周波数領域を設定することが重要にな
る。本発明はこれらの問題を解決すべく、長さを有し、
被検査体の表面に対し角度を持った欠陥を、見逃すこと
なく検出することができる超音波探傷方法及び装置を提
供することを目的としている。さらには、樹脂成形体内
部の数ｍｍ程度の大きさの空隙を検出するのに最適な超
音波探傷方法を提供することを目的としている。
術においてはほとんどが被検査体が金属であり、被検査
体が樹脂のものについての詳しい探傷条件を開示したも
のは見あたらない。樹脂は一般的に金属に比べ減衰率が
大きく、内部深くまで検査を行うためには、減衰の影響
が小さい低い周波数の超音波を使用する必要がある。し
かしながら、検出分解能を上げるためには逆に超音波の
周波数は高くする必要があり、欠陥の大きさや位置に応
じた適切な超音波周波数領域を設定することが重要にな
る。本発明はこれらの問題を解決すべく、長さを有し、
被検査体の表面に対し角度を持った欠陥を、見逃すこと
なく検出することができる超音波探傷方法及び装置を提
供することを目的としている。さらには、樹脂成形体内
部の数ｍｍ程度の大きさの空隙を検出するのに最適な超
音波探傷方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波探傷方法
は、表面エコーをトリガとして所定探傷深さに相当する
欠陥ゲートを作成し、この間で欠陥エコーを検出して欠
陥検出を行う超音波探傷方法において、検査体表面と異
なる角度をなす線状欠陥に対し、検査体表面と線状欠陥
の両方からエコーを検出できるような超音波照射角度デ
ータを予め設定しておき、被検査体の形状データと検査
対象欠陥が表面となす角度データとをもとに、超音波探
蝕子を常に両方のエコーが得られるように姿勢制御しな
がら被検査体表面に沿って走査させることを特徴として
いる。また、被検査体が電気融着継手である場合、超音
波照射角度データは、照射方向が表面の法線となす範囲
が、検査対象欠陥と表面となす角度αに対して１／３α
±（−１／３α＋７）になるように設定することができ
る。また本発明の超音波探傷方法は、樹脂製被検査体の
内部欠陥を超音波で探傷する方法において、表面から３
０ミリ以内にある１ミリ以上の大きさの空隙を、周波数
が０．５ＭＨｚ以上で３ＭＨｚ以下の超音波を使用して
探傷することを特徴としている。
は、表面エコーをトリガとして所定探傷深さに相当する
欠陥ゲートを作成し、この間で欠陥エコーを検出して欠
陥検出を行う超音波探傷方法において、検査体表面と異
なる角度をなす線状欠陥に対し、検査体表面と線状欠陥
の両方からエコーを検出できるような超音波照射角度デ
ータを予め設定しておき、被検査体の形状データと検査
対象欠陥が表面となす角度データとをもとに、超音波探
蝕子を常に両方のエコーが得られるように姿勢制御しな
がら被検査体表面に沿って走査させることを特徴として
いる。また、被検査体が電気融着継手である場合、超音
波照射角度データは、照射方向が表面の法線となす範囲
が、検査対象欠陥と表面となす角度αに対して１／３α
±（−１／３α＋７）になるように設定することができ
る。また本発明の超音波探傷方法は、樹脂製被検査体の
内部欠陥を超音波で探傷する方法において、表面から３
０ミリ以内にある１ミリ以上の大きさの空隙を、周波数
が０．５ＭＨｚ以上で３ＭＨｚ以下の超音波を使用して
探傷することを特徴としている。
【０００６】また本発明の超音波探傷装置は、超音波探
蝕子と、超音波探蝕子移動手段と、制御部を有し、制御
部は検査体表面と異なる角度をなす線状欠陥に対し、検
査体表面と線状欠陥の両方からエコーを検出できるよう
な超音波照射角度データと、被検査体の形状データと、
検査対象欠陥が表面となす角度データとを入力する設定
部と、設定部のデータを基に超音波探蝕子の移動経路及
び姿勢を算出する演算部を備え、超音波探蝕子移動手段
に出力することを特徴としている。
蝕子と、超音波探蝕子移動手段と、制御部を有し、制御
部は検査体表面と異なる角度をなす線状欠陥に対し、検
査体表面と線状欠陥の両方からエコーを検出できるよう
な超音波照射角度データと、被検査体の形状データと、
検査対象欠陥が表面となす角度データとを入力する設定
部と、設定部のデータを基に超音波探蝕子の移動経路及
び姿勢を算出する演算部を備え、超音波探蝕子移動手段
に出力することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明をガス配管等の継ぎ
手として使用されるポリエチレン製の電気融着継手（以
下ＥＦ継手と記す）を被検査体として、その内部空隙の
探傷に適用した場合について説明する。なお、ＥＦ継手
の代表的形状は、図１に示すように太鼓状の円筒形状を
しており、その長手方向表面はＥＦ継手の中心軸線に対
して０°から約±１５°の傾き部分を持っている。ＥＦ
継手は成形で製造され、その成形条件にもよるが、内部
に空隙が発生する場合中心軸線にほぼ平行なものが多
い。即ち、空隙は中心軸に対して一定方向であっても、
表面に傾きがあるため、表面と空隙との相対角度は一定
にはならない。
手として使用されるポリエチレン製の電気融着継手（以
下ＥＦ継手と記す）を被検査体として、その内部空隙の
探傷に適用した場合について説明する。なお、ＥＦ継手
の代表的形状は、図１に示すように太鼓状の円筒形状を
しており、その長手方向表面はＥＦ継手の中心軸線に対
して０°から約±１５°の傾き部分を持っている。ＥＦ
継手は成形で製造され、その成形条件にもよるが、内部
に空隙が発生する場合中心軸線にほぼ平行なものが多
い。即ち、空隙は中心軸に対して一定方向であっても、
表面に傾きがあるため、表面と空隙との相対角度は一定
にはならない。
【０００８】図１に本発明の超音波探傷装置の主な構成
を示す。超音波探触子１、制御部２、超音波探傷器本体
３、及び超音波探触子移動手段４よりなる。超音波探触
子１は保持部５に軸止めされており、超音波探触子移動
手段４により図中の直交座標のＸ、Ｚ軸方向に移動可能
であるとともに、保持部５を中心にθ方向に回転可能に
なっている。Ｘ、Ｚ軸方向の移動部及びθ方向の回転部
は、公知の手段を採用することで実現可能である。さら
には、超音波探触子１は超音波探触子移動手段４により
ＥＦ継手６の中心軸まわりに相対的に回転移動可能とし
ている。本例では、ＥＦ継手６をテーブル７に中心軸が
垂直になるように載置し回転させる方式としたが、ＥＦ
継手を固定しその中心軸まわりに超音波探触子１を回転
させる方法としてもよい。
を示す。超音波探触子１、制御部２、超音波探傷器本体
３、及び超音波探触子移動手段４よりなる。超音波探触
子１は保持部５に軸止めされており、超音波探触子移動
手段４により図中の直交座標のＸ、Ｚ軸方向に移動可能
であるとともに、保持部５を中心にθ方向に回転可能に
なっている。Ｘ、Ｚ軸方向の移動部及びθ方向の回転部
は、公知の手段を採用することで実現可能である。さら
には、超音波探触子１は超音波探触子移動手段４により
ＥＦ継手６の中心軸まわりに相対的に回転移動可能とし
ている。本例では、ＥＦ継手６をテーブル７に中心軸が
垂直になるように載置し回転させる方式としたが、ＥＦ
継手を固定しその中心軸まわりに超音波探触子１を回転
させる方法としてもよい。
【０００９】制御部２は、検査するＥＦ継手６の高さ、
外径、曲率等の表面形状データ、及び欠陥８がＥＦ継手
６表面に対してなすであろう角度を入力する設定部と、
前記設定部に入力したデータと予め設定した後述する許
容法線偏差データをもとに超音波探触子１の移動経路及
び走査中の超音波探蝕子の角度を算出する演算部を有す
る。また、超音波探触子１の感度等の超音波探傷器本体
３のパラメータ設定等の制御も行う。さらに、超音波探
傷器本体３を経由して超音波探触子１が検出した欠陥エ
コーデータと超音波探触子移動手段４の位置情報を収集
し、欠陥検出場所を特定して合否判定を行うとともに、
測定結果を２値化した２次元表示或いは３次元表示も行
うことができるものである。
外径、曲率等の表面形状データ、及び欠陥８がＥＦ継手
６表面に対してなすであろう角度を入力する設定部と、
前記設定部に入力したデータと予め設定した後述する許
容法線偏差データをもとに超音波探触子１の移動経路及
び走査中の超音波探蝕子の角度を算出する演算部を有す
る。また、超音波探触子１の感度等の超音波探傷器本体
３のパラメータ設定等の制御も行う。さらに、超音波探
傷器本体３を経由して超音波探触子１が検出した欠陥エ
コーデータと超音波探触子移動手段４の位置情報を収集
し、欠陥検出場所を特定して合否判定を行うとともに、
測定結果を２値化した２次元表示或いは３次元表示も行
うことができるものである。
【００１０】次に超音波探傷方法について説明する。ま
ず周波数について述べる。周波数は、ＥＦ継手材質の減
衰程度や、表面と欠陥のなす角度の影響を考慮して決定
する。図２は減衰の影響を示す実験データである。ＥＦ
継手と同じ材質のテストピースに表面からの距離が異な
る直径３ｍｍの穴を人工的に開けた人工欠陥を作成し、
これからの欠陥エコーの大きさを、表面と欠陥までの距
離が４ｍｍの時の欠陥エコーの大きさを基準として評価
（ｄＢ表示）したものである。例えば欠陥検出深さが１
０ｍｍの場合、１ＭＨｚでは９５％程度（−0.5dB）に
しか減衰しないが、２．２５ＭＨｚでは約５０％（−7d
B）、５ＭＨｚでは約２５％（−14dB）にまで欠陥エコ
ーの大きさは減衰してしまう。また欠陥検出深さが２５
ｍｍ以上になると、周波数が５Ｍｈｚでは検出そのもの
が難しい。これからも、周波数が低い方が減衰の影響を
受けにくくなり、より被検査体の表面から深い位置にあ
る欠陥の検出が可能になることがわかる。
ず周波数について述べる。周波数は、ＥＦ継手材質の減
衰程度や、表面と欠陥のなす角度の影響を考慮して決定
する。図２は減衰の影響を示す実験データである。ＥＦ
継手と同じ材質のテストピースに表面からの距離が異な
る直径３ｍｍの穴を人工的に開けた人工欠陥を作成し、
これからの欠陥エコーの大きさを、表面と欠陥までの距
離が４ｍｍの時の欠陥エコーの大きさを基準として評価
（ｄＢ表示）したものである。例えば欠陥検出深さが１
０ｍｍの場合、１ＭＨｚでは９５％程度（−0.5dB）に
しか減衰しないが、２．２５ＭＨｚでは約５０％（−7d
B）、５ＭＨｚでは約２５％（−14dB）にまで欠陥エコ
ーの大きさは減衰してしまう。また欠陥検出深さが２５
ｍｍ以上になると、周波数が５Ｍｈｚでは検出そのもの
が難しい。これからも、周波数が低い方が減衰の影響を
受けにくくなり、より被検査体の表面から深い位置にあ
る欠陥の検出が可能になることがわかる。
【００１１】図３は表面と欠陥のなす角度の影響を示す
実験データである。ＥＦ継手と同じ材質のテストピース
に、直径３ｍｍで中心軸が表面に対して傾いている人工
欠陥穴を形成し、表面に垂直に超音波を照射した時の欠
陥エコーの大きさを、表面と人工欠陥穴が平行、即ち０
°の時の欠陥エコーの大きさを基準として評価（ｄＢ表
示）したものである。例えば人工欠陥穴が表面に対して
１０°傾いた場合、表面と人工欠陥穴が平行なときを基
準に考えると、欠陥エコーの大きさは１ＭＨｚでは約５
０％（−7dB）に減少するが、２．２５ＭＨｚでは約２
５％（−14dB）にまで減少してしまうことがわかる。こ
れより、周波数が低い方が、表面と欠陥のなす角度が大
きくなっても、欠陥エコーを確実に受信できることがわ
かる。これより、樹脂品の表面からの深さ３０ｍｍ以内
にある大きさ１ｍｍ以上の空隙部を検出しようとする場
合、超音波の周波数は、０．５ＭＨｚ以上３ＭＨｚ以下
が適しており、望ましくは超音波（０．５ＭＨｚ以上）
であって、できるだけ周波数が低い（１ＭＨｚ以下）方
がよい。実際に、周波数２．２５Ｍｈｚの探触子を用い
て、樹脂品の表面からの深さ２５ｍｍにある２ｍｍの大
きさのボイドを検出することができた。
実験データである。ＥＦ継手と同じ材質のテストピース
に、直径３ｍｍで中心軸が表面に対して傾いている人工
欠陥穴を形成し、表面に垂直に超音波を照射した時の欠
陥エコーの大きさを、表面と人工欠陥穴が平行、即ち０
°の時の欠陥エコーの大きさを基準として評価（ｄＢ表
示）したものである。例えば人工欠陥穴が表面に対して
１０°傾いた場合、表面と人工欠陥穴が平行なときを基
準に考えると、欠陥エコーの大きさは１ＭＨｚでは約５
０％（−7dB）に減少するが、２．２５ＭＨｚでは約２
５％（−14dB）にまで減少してしまうことがわかる。こ
れより、周波数が低い方が、表面と欠陥のなす角度が大
きくなっても、欠陥エコーを確実に受信できることがわ
かる。これより、樹脂品の表面からの深さ３０ｍｍ以内
にある大きさ１ｍｍ以上の空隙部を検出しようとする場
合、超音波の周波数は、０．５ＭＨｚ以上３ＭＨｚ以下
が適しており、望ましくは超音波（０．５ＭＨｚ以上）
であって、できるだけ周波数が低い（１ＭＨｚ以下）方
がよい。実際に、周波数２．２５Ｍｈｚの探触子を用い
て、樹脂品の表面からの深さ２５ｍｍにある２ｍｍの大
きさのボイドを検出することができた。
【００１２】次に、超音波の入射角について述べる。本
超音波探傷では、表面エコーをトリガとして欠陥ゲート
を作成し、欠陥エコーのみを抽出する方法を採ってお
り、、欠陥エコーと表面エコーの両方を検出しなくては
ならない。前述したと同様に、ＥＦ継手と同じ材質で、
直径３ｍｍで中心軸が表面と角度α（０、５、１０、１
５°）傾いている人工欠陥穴を形成したテストピースを
作成し、図４に示すようにテストピース表面に対し超音
波探蝕子１（周波数２．２５Ｍｈｚ）を傾けていった時
の法線偏差β°とエコー高さ（電圧値Ｖ）の関係を測定
した。法線偏差とは、超音波が被検査体表面に入射する
時の被検査体表面の法線となす角度であり、直交して入
射する時が０°である。その測定結果を図５に示す。
超音波探傷では、表面エコーをトリガとして欠陥ゲート
を作成し、欠陥エコーのみを抽出する方法を採ってお
り、、欠陥エコーと表面エコーの両方を検出しなくては
ならない。前述したと同様に、ＥＦ継手と同じ材質で、
直径３ｍｍで中心軸が表面と角度α（０、５、１０、１
５°）傾いている人工欠陥穴を形成したテストピースを
作成し、図４に示すようにテストピース表面に対し超音
波探蝕子１（周波数２．２５Ｍｈｚ）を傾けていった時
の法線偏差β°とエコー高さ（電圧値Ｖ）の関係を測定
した。法線偏差とは、超音波が被検査体表面に入射する
時の被検査体表面の法線となす角度であり、直交して入
射する時が０°である。その測定結果を図５に示す。
【００１３】図５において、安定して検出できるレベル
としてエコー高さ３Ｖを基準とすると、法線偏差が約±
７°以内であれば、テストピース表面からの表面エコー
を検出できることがわかる。角度αなる人工欠陥穴から
の欠陥エコーは、α＝０°のものはほぼ上記表面エコー
と同様な傾向で検出されが、αが大きくなると欠陥エコ
ーが検出できる法線偏差はグラフ上で右方（＋方向）に
シフトしていく。これは人工欠陥穴の中心軸が超音波入
射角と直交するように超音波探蝕子を傾ける方向であ
る。これより、表面エコーと欠陥エコー両方を検出する
ためには、表面エコーが検出できる法線偏差と欠陥エコ
ーが検出できる法線偏差の両方を満足する法線偏差（許
容法線偏差と呼ぶ）を設定することが重要である。本例
ではα＝５°をなす人工欠陥穴では−３〜＋７°、α＝
１０°をなす人工欠陥穴では０〜＋７°、α＝１５°を
なす人工欠陥穴では＋２〜＋７°と、角度αが大きくな
るほどその範囲は狭くなっている。上記値を考察し、許
容法線偏差の平均値(μ)と幅(ｗ)を角度αで表すと下記
のように記すことができる。 μ＝１／３α、 ｗ＝−１／３α＋７ 即ち、許容法線偏差＝μ±ｗ＝１／３α±（−１／３α
＋７）として算出することができる。なお、被検査体の
材質、エコー検出レベル、超音波周波数等超音波探傷の
システムが異なれば、基本的な許容法線偏差は予め実験
で求めることが望ましい。以上のように、被検査体表面
に対し傾いて存するような線状欠陥を連続した状態で検
出するために、予めその傾きに応じた許容法線偏差を設
定し、探傷のための走査時にはこれを参照して超音波探
蝕子の姿勢を制御し、超音波の入射角を調整する。
としてエコー高さ３Ｖを基準とすると、法線偏差が約±
７°以内であれば、テストピース表面からの表面エコー
を検出できることがわかる。角度αなる人工欠陥穴から
の欠陥エコーは、α＝０°のものはほぼ上記表面エコー
と同様な傾向で検出されが、αが大きくなると欠陥エコ
ーが検出できる法線偏差はグラフ上で右方（＋方向）に
シフトしていく。これは人工欠陥穴の中心軸が超音波入
射角と直交するように超音波探蝕子を傾ける方向であ
る。これより、表面エコーと欠陥エコー両方を検出する
ためには、表面エコーが検出できる法線偏差と欠陥エコ
ーが検出できる法線偏差の両方を満足する法線偏差（許
容法線偏差と呼ぶ）を設定することが重要である。本例
ではα＝５°をなす人工欠陥穴では−３〜＋７°、α＝
１０°をなす人工欠陥穴では０〜＋７°、α＝１５°を
なす人工欠陥穴では＋２〜＋７°と、角度αが大きくな
るほどその範囲は狭くなっている。上記値を考察し、許
容法線偏差の平均値(μ)と幅(ｗ)を角度αで表すと下記
のように記すことができる。 μ＝１／３α、 ｗ＝−１／３α＋７ 即ち、許容法線偏差＝μ±ｗ＝１／３α±（−１／３α
＋７）として算出することができる。なお、被検査体の
材質、エコー検出レベル、超音波周波数等超音波探傷の
システムが異なれば、基本的な許容法線偏差は予め実験
で求めることが望ましい。以上のように、被検査体表面
に対し傾いて存するような線状欠陥を連続した状態で検
出するために、予めその傾きに応じた許容法線偏差を設
定し、探傷のための走査時にはこれを参照して超音波探
蝕子の姿勢を制御し、超音波の入射角を調整する。
【００１４】実際の入射角の制御について説明する。ま
ず制御部２の設定部には、検出すべき欠陥が表面に対し
角度α傾いているとした時、所定角度毎に、所定検査条
件の下での実験で求めた許容法線偏差をテーブル形式等
で収納しておく。例えば、図５に示すような５゜毎のα
を有するテストピースからの実験を基にして、そのまま
５゜毎の許容法線偏差として平均値と幅を収納する。実
際の超音波探蝕子の姿勢制御に当たっては、このデータ
を検査システムに合わせて適宜加工・演算して用いても
よい。例えば前述した算出式を用いて、１゜毎のものに
補正して、表面に対し欠陥角度が１゜変化する毎に超音
波探蝕子の姿勢を変えるようにすることができる。
ず制御部２の設定部には、検出すべき欠陥が表面に対し
角度α傾いているとした時、所定角度毎に、所定検査条
件の下での実験で求めた許容法線偏差をテーブル形式等
で収納しておく。例えば、図５に示すような５゜毎のα
を有するテストピースからの実験を基にして、そのまま
５゜毎の許容法線偏差として平均値と幅を収納する。実
際の超音波探蝕子の姿勢制御に当たっては、このデータ
を検査システムに合わせて適宜加工・演算して用いても
よい。例えば前述した算出式を用いて、１゜毎のものに
補正して、表面に対し欠陥角度が１゜変化する毎に超音
波探蝕子の姿勢を変えるようにすることができる。
【００１５】さらに制御部２の設定部には、ＥＦ継手の
品種毎に、その高さや外径、表面の曲率等のＥＦ継手
形状データ、欠陥が表面に対してなすであろう角度等
の欠陥と表面の関係をＥＦ継手の異なった表面形状毎に
設定した欠陥仕様データ、超音波探蝕子の姿勢変換単
位、とを入力する。例えば下記のようなものである。 高さがＨ、外径がＤの円筒形状で、高さ方向上下端部
の１／５は曲率Ｒの円弧で接線は中心軸に対して１５゜
から０゜へと連続的に傾きが変わり、中間の３／５が中
心軸に平行な直線である。 欠陥は高さ方向全長にわたり中心軸に平行に出る。 超音波探蝕子は、表面に対し欠陥方向が５゜変化する
毎に姿勢修正する。 このようなデータの入力は、入力したデータをハードデ
ィスク等の記憶装置に保存することで１回だけ行えばよ
く、変更が生じたときに、変更箇所のみ変更できる。演
算部は、予め設定された走査経路とにもとづき、上記形
状及び欠陥仕様データと許容法線偏差データを参照し、
超音波探蝕子移動手段の座標系における超音波探蝕子の
走査経路とその時の姿勢を算出決定する。探傷動作時に
は超音波探触子移動手段４に出力して超音波探触子１の
位置制御を行いながら、超音波を被検査体に照射し超音
波探傷を行う。
品種毎に、その高さや外径、表面の曲率等のＥＦ継手
形状データ、欠陥が表面に対してなすであろう角度等
の欠陥と表面の関係をＥＦ継手の異なった表面形状毎に
設定した欠陥仕様データ、超音波探蝕子の姿勢変換単
位、とを入力する。例えば下記のようなものである。 高さがＨ、外径がＤの円筒形状で、高さ方向上下端部
の１／５は曲率Ｒの円弧で接線は中心軸に対して１５゜
から０゜へと連続的に傾きが変わり、中間の３／５が中
心軸に平行な直線である。 欠陥は高さ方向全長にわたり中心軸に平行に出る。 超音波探蝕子は、表面に対し欠陥方向が５゜変化する
毎に姿勢修正する。 このようなデータの入力は、入力したデータをハードデ
ィスク等の記憶装置に保存することで１回だけ行えばよ
く、変更が生じたときに、変更箇所のみ変更できる。演
算部は、予め設定された走査経路とにもとづき、上記形
状及び欠陥仕様データと許容法線偏差データを参照し、
超音波探蝕子移動手段の座標系における超音波探蝕子の
走査経路とその時の姿勢を算出決定する。探傷動作時に
は超音波探触子移動手段４に出力して超音波探触子１の
位置制御を行いながら、超音波を被検査体に照射し超音
波探傷を行う。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下の効
果を有する。 （１）表面が曲面で、内部の線状欠陥となす角度が一定
でないような被検査体に対しても適切な超音波探蝕子の
姿勢をとることができ、連続した線状状態欠陥を見落と
し部分無く検出できる。 （２）樹脂製品に対し、表面から３０ｍｍ程度までにあ
る１ミリ以上の欠陥を検出することができる。
果を有する。 （１）表面が曲面で、内部の線状欠陥となす角度が一定
でないような被検査体に対しても適切な超音波探蝕子の
姿勢をとることができ、連続した線状状態欠陥を見落と
し部分無く検出できる。 （２）樹脂製品に対し、表面から３０ｍｍ程度までにあ
る１ミリ以上の欠陥を検出することができる。
【図１】本発明の超音波探傷装置の構成の一例を示す概
要図
要図
【図２】周波数と検出深さの関係を示す図
【図３】周波数と欠陥の傾きの関係を示す図
【図４】欠陥の傾きと超音波探蝕子角度の関係を示す図
【図５】法線偏差と受信エコーレベルの関係を示す図
１：超音波探触子、 ２：制御部、 ３：探傷器本体、
４：探触子移動手段 ５：保持部、 ６：被検査体（ＥＦ継手）、 ７：テー
ブル、 ８：欠陥
４：探触子移動手段 ５：保持部、 ６：被検査体（ＥＦ継手）、 ７：テー
ブル、 ８：欠陥
Claims (4)
- 【請求項１】 表面エコーをトリガとして所定探傷深さ
に相当する欠陥ゲートを作成し、この間で欠陥エコーを
検出して欠陥検出を行う超音波探傷方法において、検査
体表面と異なる角度をなす線状欠陥に対し、検査体表面
と線状欠陥の両方からエコーを検出できるような超音波
照射角度データを予め設定しておき、被検査体の形状デ
ータと検査対象欠陥が表面となす角度データとをもと
に、超音波探蝕子を常に両方のエコーが得られるように
姿勢制御しながら被検査体表面に沿って走査させること
を特徴とする超音波探傷方法。 - 【請求項２】 前記被検査体は電気融着継手であり、超
音波照射角度データは、照射方向が表面の法線となす範
囲が、検査対象欠陥と表面となす角度αに対して１／３
α±（−１／３α＋７）である請求項１に記載の超音波
探傷方法。 - 【請求項３】 樹脂製被検査体の内部欠陥を超音波で探
傷する方法において、表面から３０ミリ以内にある１ミ
リ以上の大きさの空隙を、周波数が０．５ＭＨｚ以上で
３ＭＨｚ以下の超音波を使用して探傷することを特徴と
する超音波探傷方法。 - 【請求項４】 超音波探蝕子と、超音波探蝕子移動手段
と、制御部を有し、制御部は検査体表面と異なる角度を
なす線状欠陥に対し、検査体表面と線状欠陥の両方から
エコーを検出できるような超音波照射角度データと、被
検査体の形状データと、検査対象欠陥が表面となす角度
データとを入力する設定部と、設定部のデータを基に超
音波探蝕子の移動経路及び姿勢を算出する演算部を備
え、超音波探蝕子移動手段に出力することを特徴とする
超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24090997A JP3788672B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24090997A JP3788672B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 超音波探傷方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1183813A true JPH1183813A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3788672B2 JP3788672B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=17066485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24090997A Expired - Fee Related JP3788672B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3788672B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100920308B1 (ko) * | 2002-11-26 | 2009-10-08 | 주식회사 포스코 | 대형 슬리브 베어링 외경 측정 및 형상 검출장치 |
| CN115890336A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-04-04 | 广东中海万泰技术有限公司 | 一种用于深孔加工的定位钻孔方法 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24090997A patent/JP3788672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100920308B1 (ko) * | 2002-11-26 | 2009-10-08 | 주식회사 포스코 | 대형 슬리브 베어링 외경 측정 및 형상 검출장치 |
| CN115890336A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-04-04 | 广东中海万泰技术有限公司 | 一种用于深孔加工的定位钻孔方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3788672B2 (ja) | 2006-06-21 |
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