JPS5892859A - 超音波を使つて鋼等金属材料の欠陥を検出する方法及び該方法を実施する超音波探傷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼等金属材料の欠陥、４！に表面と平行に広
がって内表面附近にある欠陥を、材料表面に対し垂直に
超音波を照射して検出する方法及びこの方法を実施する
超音波探傷器Ｋｒ！Ａする。

周知の如くこの試験にはパルス反射法が利用され、スト
ローブゲートを使って材料から信号が現われるのを監視
する。だがこの場合計測ｉ囲を最低許容壁厚に制限しな
ければならない。

さもないと許容壁厚において底面エコーがストローブゲ
ート内に伝わって欠陥と見誤まることがあるからである
。

この制限の九め最低許容壁厚と実際壁厚との間の壁厚範
囲を調べることが・できない。

伝播時間法による壁厚の測定法によって内部欠陥を試験
する方法も知られている。この場合欠陥は壁厚減少とし
て表示される。この方法でも最低壁厚と実際壁厚との間
の範囲は調べることができない。

手間°のかかる追従方式によって、境実の実際壁厚にま
で試験を広げることができる。だがこの装置は費用がか
かる。

さらＫ、壁厚測定において壁厚測定値を連続的に比較し
て設定値を越える急激な変化を内部欠陥として表示する
ステップ検出器が知られている。だがこの方法でも測定
値表示器によ・つて欠陥と見誤られることがある。

本発明の課題は、既存のダブル試験装置に本発明による
超音波探傷器を補足して最低壁厚と実際壁厚との間の壁
厚範囲の試験を再現可能に簡単に行うことのできる鋼等
金属材料の欠陥を検出する方法を提供することである。

この課題を達成する丸めに、本発明に係る特許請求の範
囲に記載の方法及び超音波探傷器を提案する。

本発明方法によって今や表面と平行に広がシかつ底面附
近にある欠陥を簡単に検出することができ、なおこの方
法を実施するた６には、それ自体は周知の探傷器が適宜
に配設される。

つまり本発明に係る方法は、複雑な機器を用いることな
く超音波試験の証言能力を高める。

添付図面及びブロック回路図に本発明に係る超音波探傷
器の動作様式を概略的に示した。

第１図に示す如く試料１を探触子２が走査する。超音波
は試料表面３から試料１に入シ、反対側の底ＥＩ４で反
射する。ポジション人は、最低許容壁厚５よりも大きな
壁厚を有しかつ傷のない領域の試験を示す。ポジション
Ｂは最低許容壁厚５を有する内部傷のない領域での試験
を示す。またポジションＣは最低許容壁厚５と底面４と
の間に傷６を有する領域での試験を示す。

第２図は第１図ポジションＡでの反射波の波形を示す。

入射エコー７は表面３で生成される。

このエコーの後ストローブ信号８が周知の如く最低許容
壁厚５までの領域を監視する。底面エコー９及びその繰
返し波１１は底面４で生成される。エコー９すなわち入
射エコー７後最初のエコーにより、本発明に係るストロ
ーブ信ｇ１０がトリガーされる。

第３゛図は第１図ポジションＢの反射波の波形を示す。

壁厚が低減しているので第２図に比較して時間軸におい
て短縮された図形となっている。

第４図に示す如く入射エコー７後最初のエコーとして、
傷６からのエコー１２が現れてストローブ１０をスター
トさせる。このストローブ１０内に底面エコー９が現れ
図示省略した閾値を越える時傷を通報する。

前述の方法を実施することのできる超音波探傷器を第５
図に概略的に示し友。２１はトリガであシ、該トリガに
よって送信部ρは電気的送信パルスを発射し、該パルス
が探触子乙に達し、その結果探触子が超音波パルスを生
成し、該パルスは試料２４に入シ欠陥δで反射する。反
射した超音波パルスは探触子田が電気パルスに変換し、
増幅器瀝に送られ、表示装置４で表示される一方、スト
ローブ回路列を介して傷信号指示部器に送られる。

本発明によるストローブ回路列を第６図に示した。これ
は本質的には、それぞれ比較器８１１゜８２１と閾値発
生回路８１２．８２２とから成る２つの閾値回路８１．
８２で構成されている。閾値回路の出力はアントゲ−）
８３．８４の各１方の入力に接続されている。

前記アンドゲートの他方の入力に各２個の時間ゲート８
５．８６が設けである。この時間ゲートによって時間ゲ
ートを個々に調整することができる。両持間ゲートδ、
８６はトリガー可能である。時間ゲート８５はトリガ２
１が（第５図参照）また時間ゲー）８６はアントゲ−）
８３の出力信号がトリガーする。好ましくはアンドゲー
ト田と時間ゲート８６のトリガ入力との間にＲ−８フリ
ツプフロツプを゛設ける。このフリップフロップのリセ
ット入力をやはりトリガ２１に接続する。

以下第６図のストローブ回路の動作様式を簡単に説明す
る。

トリガ２１から来るパルスは試験動作の開始を示し、時
間ゲート即のトリガすることと７リツプフロツブ８７の
リセットとをひき起こす。

時間ゲートは、試料壁厚の全変動範囲に対応するよう調
整される。閾値回路８１に到達したエコー信号が閾値発
生回路８１２によって予め定めた閾値を越え、この信号
が時間ゲー）８５によって予め設定した時間間隔内にあ
るなら、フリップフロップ８７がセットされ、従って時
間ゲート８６がトリガーされ、その結果予め設定された
時間差の後時間ゲートが開く。この時間差は好ましくは
それが各底面エコーの幅にほぼ相当するよう選択する。

時間ゲート％が開いている時間間隔もやはり壁厚の最大
変動範囲に対応させるべきである。

試料が閾値発生回路８１２で設定した限界を越えるよう
な欠陥を有していない場合には、底面エコーがハシめて
フリップフロップ♂のセットを開放する。つまりこの場
合底面エコーが現れてはじめて時間ゲー）８６は開くの
であり、アンドゲートあの出力には何らの信号も現れな
い。

それに反し欠陥エコー信号が閾値回路８１の闇値を越え
たなら、フリップフロップｒは底面エコーが現れる前に
時間ゲート％をトリガーし、このエコーが現れる時−そ
れが閾値発生回路必で予め設定した閾値を越える限シで
一傷信号を発生する。

以上の説明から明らかなようにフリップフロップ析の役
目は主に１試験周期内に、後段時間ゲー）８６が繰返し
トリガーされるのを防ぐことだけである。

本力法を非金属材料に適用することも考えら′れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は異なる壁厚と小さな傷を有する場合の超音波試
験の概略図、第２図は探触子が第１図ポジションＡにあ
る場合の超音波スクリーン面の概略図、第３図は探触子
が第１図ポジションＢにある場合の超音波スクリーン面
の概略図、第４図は探触子が第１図ポジションＣにある
場合の超音波スクリーン向の概′略図、第５図は超音波
探傷器の概略図、第６図は本発明による絞シ回路′であ
る。 １・・・・・・材　料、　　　　３・・・・・・表　面
、４・・・・・・底　面、　　　　６・・・・・・傷、
９・・・・・・底面ｘ　コー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　鋼等の金属材料の欠陥、特に表面と平行に広がっ
   て底面附近にある欠陥を、材料表面に対し垂直に超音波
   を入射させて検出する方法において、欠陥によってひき
   起こされかつ所定の指示高さを越える傷信号が信号待機
   用ストローブ信号をスタートさせ、発生した底面エコー
   がこの信号待機用ストローブ信号内に入シ、所定の指示
   高さを越える時該エコーが傷通報をひき起こすことを特
   徴とする方法。 ２、特許請求の範凹第１項記載の方法を実棒するための
   ストローブ回路を有する超音波探傷器において、 ａ）ストローブ回路部が２個の調整可能な閾値回路８１
   ．８２を有し、その入力が互いに接続されておシ、超音
   波信号に対応する電気信号を両閾値回路８１，８２が同
   時に判定でき。 ｂ）　第１閾値回路８１の出力を第１アンドゲート簡の
   入力に接続し、その第１アンドゲートＢの第２人力に時
   間ゲートδを設け、超音波探傷器のトリガ２１によって
   該時間ゲー）ｔ）９”−Ｌ： Ｃ）　第２閾値回路羽の出力を第２アンドゲート況に接
   続し、その第２人力に第２時間ゲート羽を設け、該ゲー
   トのトリガ入力を第１アンドゲート田の出力に接続した
   ことを特徴とする超音波探傷器。 ３）前記アンドゲート簡の出力をＲ−８フリップフロッ
   プ群のセット入力に、また皺フリップフロップ釘のＱ出
   力を前記時間ゲート％のトリガ入力に接続することを特
   徴とする特許請求の範四第ｉ項に記載の超音波探傷器。