JPS59202060A - Ultrasonic flaw detecting apparatus - Google Patents

Ultrasonic flaw detecting apparatus

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JPS59202060A
JPS59202060A JP58076495A JP7649583A JPS59202060A JP S59202060 A JPS59202060 A JP S59202060A JP 58076495 A JP58076495 A JP 58076495A JP 7649583 A JP7649583 A JP 7649583A JP S59202060 A JPS59202060 A JP S59202060A
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echo
circuit
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echo signal
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小木曽 光利
Masato Nagura
正人 名倉
Hiroto Kitai
北井 博人
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to determine a defect area ratio with high accuracy, by detecting a surface echo signal and a defect echo signal by respectively setting predetermined detection levels. CONSTITUTION:The signal from an object 3 to be inspected through a surface echo gate circuit 24 is judged as an ultrasonic surface echo signal when it is equal to or higher than the set detection level of a surface echo comparator circuit 25 and counted by a surface echo count circuit 26 to count the surface area of the object 3 to be inspected. This set detection level is selected as a detection level when the mechanically measured length of the object 3 to be inspected in the transverse direction thereof and the electrically measured length of the object 3 to be inspected during the scanning of a probe 20 in the transverse direction are coincided. Similarily, a defect echo signal is detected by a defect echo counter circuit 19 wherein a detection level coinciding with the measured length of a defect having a preliminarily known length is set and the area of the defect 5 is counted by the defect echo count circuit 29 and a defect area ratio is determined with high accuracy by an area ratio count circuit 30. A similar result is obtained even if a signal is treated with a different amplification degree or attenuation degree.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被検体表面積に対する欠陥面積率を超音波探傷
により測定する超音波探傷装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic flaw detection device that measures the defect area ratio with respect to the surface area of a specimen by ultrasonic flaw detection.

く本発明の背景〉 一般に、水中に設けた鋼材の被験体を超音波探傷する場
合、境界面での透過及び反射の法則により、探触子から
発振された超音波が被検体表面で反射される表面エコー
信号は欠陥面で反射される欠陥エコー信号より20dB
程度あるいはそれ以上高くなる。その理由を第1図を基
に以下に説明する。
Background of the Invention Generally, when performing ultrasonic flaw detection on a steel specimen placed underwater, the ultrasonic waves emitted from the probe are reflected by the surface of the specimen due to the law of transmission and reflection at interfaces. The surface echo signal reflected by the defect surface is 20 dB lower than the defect echo signal reflected by the defect surface.
level or higher. The reason for this will be explained below based on FIG.

第1図は、探触子1を用いて、水2の、底にある鋼など
の被検体3の表面3sからの表面エコー信号4、及び被
検体3内部の欠陥5からの欠陥エコー信号6を得る場合
を原理的に示した模式図である。
FIG. 1 shows a surface echo signal 4 from a surface 3s of an object 3 such as steel at the bottom of water 2, and a defect echo signal 6 from a defect 5 inside the object 3, using a probe 1. FIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of obtaining .

ここでたとえばそれぞれの音響インピーダンスは次のよ
うな値を持つ。
Here, for example, each acoustic impedance has the following values.

イ)水の音響インピーダンス: Z(W) −1,5〔106KP/−’S 〕c7) 
 鋼の音響インピーダンス: Z(Fe) = 45.4 C106Kp/m″S〕ハ
)空気の音響インピーダンス: Z(A) = 4 X 10−’ CKp/m’s)す
ると、探f(東予1/l・1〕発月1:Xわ水2の中7
1611行−・j−る超汁波の仮茨体(鋤表面3sでの
反射工Sは、どなるので、表面エコー信号4は、音響イ
ンピーダンスの違いがとくに大きい場合の表面エコーの
音圧を100%とすると、94%となることがわかる。
b) Acoustic impedance of water: Z (W) -1,5 [106KP/-'S] c7)
Acoustic impedance of steel: Z(Fe) = 45.4 C106Kp/m''S] C) Acoustic impedance of air: Z(A) = 4 X 10-'CKp/m's) Then, search f(Toyo 1/ l・1〕Hatsugetsu 1: X water water 2 middle 7
Line 1611 - The pseudo-thorn body of the super-salt wave (the reflector S on the plow surface 3s is loud, so the surface echo signal 4 is the sound pressure of the surface echo when the difference in acoustic impedance is particularly large. %, it can be seen that it is 94%.

一方、欠陥エコー信号6の音圧は次のようにして求まる
On the other hand, the sound pressure of the defective echo signal 6 is determined as follows.

a)水2と被検体3との境界面での通過率1)) 被検
体3内部の欠陥5表面(鏡面と仮定する)での反射率 c)被検体3と水2との境界面での通過率以上のa)、
b)及びC)の積が欠陥エコー信号6の音圧の比率Fと
なる。
a) Passage rate at the interface between water 2 and object 3 1)) Reflectance at the defect 5 surface (assumed to be a mirror surface) inside object 3 c) At the interface between object 3 and water 2 a) with a passing rate greater than or equal to
The product of b) and C) becomes the sound pressure ratio F of the defective echo signal 6.

従って欠陥エコー信号6の音圧は12%となる。Therefore, the sound pressure of the defective echo signal 6 is 12%.

そこで、以上の各信号の音圧ずなわちエコー高さをAノ
コープ表示すると、第2図に示すよう/I波形が得られ
る。
Therefore, when the sound pressure of each of the above signals, that is, the echo height, is displayed in A-no-copy mode, an /I waveform as shown in FIG. 2 is obtained.

以上に説明したように、表面エコー信号は欠陥エコー信
号と比較して相当大きなレベルで検出される。
As explained above, the surface echo signal is detected at a significantly higher level than the defect echo signal.

また、以上のことに加えて、超音波ビームはある程度の
広がりを持つため、欠陥面積率を’AIJ定するにあた
って、以下に述べるような不都合が生じる。
In addition to the above, since the ultrasonic beam has a certain degree of spread, the following inconvenience occurs when determining the defect area ratio 'AIJ'.

たとえば、超音波ビーム径が2aである探触子を用いて
測定する場合について第3図に示すみ第3図(a)は探
触子1及び被検体3を上方から見た平面図であり、第3
図(bJは側方がら見た側面図である。また第3図(c
lは、第3図(a)及び(b)中の探触子1の位置に対
応した表面及び欠陥エコー信号の高さを示している。こ
こに於ては、超音波ビームの拡散及び−減衰を#9視し
、ビーム径は2aのまま進行するものと単純化して考え
る。そこで、探触子1を図の左方から右方へ、すなわち
Aの位置からFの位置へ移動する場合の、エコー高さの
変化をみてのる。
For example, when measuring using a probe with an ultrasonic beam diameter of 2a, as shown in FIG. 3, FIG. , 3rd
Figure (bJ is a side view seen from the side. Figure 3 (c)
1 indicates the height of the surface and defect echo signal corresponding to the position of the probe 1 in FIGS. 3(a) and 3(b). Here, the diffusion and attenuation of the ultrasonic beam will be viewed as #9, and it will be simplified that the beam will proceed with the beam diameter being 2a. Therefore, we will look at the change in echo height when the probe 1 is moved from the left to the right in the figure, that is, from position A to position F.

まず探触子1の中心がAの位置すなわちビームが被検体
表面3sに当たり始める位置を越えると、表面エコー信
号が検出され始める。Bの位置すなわち被検体表面3s
の端部の位置に来たときは、ビームの半分が被検体表面
3sで反射される。Cの位置すなわちBの位置から探触
子1の半径であるaの距bζ「たけ右方へ寄った位置を
越えるとビーム全域が被検体表面3sに当たり始める。
First, when the center of the probe 1 passes the position A, that is, the position where the beam begins to hit the object surface 3s, a surface echo signal begins to be detected. Position B, that is, the object surface 3s
When the beam reaches the end position, half of the beam is reflected by the object surface 3s. After passing a distance bζ which is the radius of the probe 1 from the position C, that is, the position B, to the right, the entire beam begins to hit the surface 3s of the object.

すると表面Jエコー信号の高ざは、探触子1の中心がC
位置にあるときに第2図で示したように94%、B位置
でその半分の47%、A位置で0%となる。すなわち、
;、(r、 3図(clに示すように被検体表面3sの
端部近傍で表面エコー信号の高さが裾を持つことになる
Then, the height of the surface J echo signal is such that the center of probe 1 is C.
As shown in FIG. 2, it is 94% when in position B, 47%, which is half of that, in position B, and 0% in position A. That is,
;, (r, As shown in Figure 3 (cl), the height of the surface echo signal has a tail near the end of the subject surface 3s.

次に欠陥エコー信号の高さを同様にしてみてみる。探;
す土子1の中心がDの位置すなわち欠陥5の端部からa
だけ左方の位置を越えて右方へ移動すると、欠陥エコー
信号が検出され始める。Eの位置すなわち欠陥5の端部
に来たときは、ビームの半分が欠陥5の表面で反射され
る。Fの位置すなわちEの位置からaたけ右方へ寄った
位置を越えるとビーム全域が欠陥5の表面にあたること
になる。すると、欠陥エコー信号の高さは、探触子1の
中心かF位置にあるときには第2図て示したように12
%、E位置でその半分の6%、D位置て0係となる。す
なわち第3図(c)に示したように欠陥エコー信号の高
さは欠陥5の表1■の端部近傍で裾を持つ。
Next, let's try setting the height of the defect echo signal in the same way. Search;
The center of the dowel 1 is at position D, that is, from the edge of the defect 5 to a
When moving to the right beyond the left position, defective echo signals begin to be detected. When it reaches position E, ie, the edge of the defect 5, half of the beam is reflected by the surface of the defect 5. Beyond position F, that is, a position a distance to the right from position E, the entire beam will hit the surface of the defect 5. Then, the height of the defect echo signal is 12 when it is at the center of probe 1 or at position F, as shown in Figure 2.
%, half of that is 6% at the E position, and 0 at the D position. That is, as shown in FIG. 3(c), the height of the defect echo signal has a tail near the edge of the defect 5 in Table 1 (2).

以上のように、超音波ビームが広がりを持つために、実
j祭の被検体表面及び欠陥表面の領域外に探触子の中心
が位置1−るときても、各エコー信月はある程度の高さ
を持つことになる。
As described above, since the ultrasonic beam has a spread, even when the center of the probe is located outside the area of the actual object surface and defect surface, each echo signal will have a certain degree of spread. It will have height.

欠陥面積率の測定は、探触子を用いて1ij14 ?:
T波パルスを発生させながら被検体上を連続的に走査し
てゆき、被検体表面または欠陥面から返って来たエコー
信号カ、ある高さ以上のレベルにあるトキのみ、その位
置に被検体または欠陥が存在すると判断して、そのとき
のパルスを数えて処理することにより面積率を求めるも
のである。従来、その基準となるレベルすなわち検出レ
ベルは、表面エコー信号と欠陥エコー信号とのどちらに
対しても同じ位置に、たとえば6%程度に設定していた
The defect area ratio is measured using a probe. :
The object to be inspected is continuously scanned while generating T-wave pulses, and if the echo signal returned from the surface of the object or defective surface is at a certain height or higher, the object is detected at that position. Alternatively, it is determined that a defect exists, and the area ratio is determined by counting and processing the pulses at that time. Conventionally, the reference level, that is, the detection level, has been set at the same position for both the surface echo signal and the defect echo signal, for example, at about 6%.

ここで検出レベルを6%と設定したのは、第3図(cl
に示すようにそのレベルでの探触子1の中心位置が欠陥
5の端部の位置(E位置)と一致したときに欠陥エコー
信号を数え始めるようにするためである。
The detection level was set at 6% here as shown in Figure 3 (cl.
This is to start counting the defect echo signals when the center position of the probe 1 at that level coincides with the position of the end of the defect 5 (position E) as shown in FIG.

ところが、前述したような理由で表面エコー信号は欠陥
ニコル信号と比べて相当に高いレベルを持つため、6%
を両エコー信号に等しい検出レベルとして設定した場合
、表面エコー信号は探触子1の中心位置がAとBの中間
位置に来たときに検出されてしまう。すなわち、従来の
ような検出レベルの設定では、第4図に示すように、欠
陥の外形10については問題ないが、被検体表面につい
てはその検出された外形11が実際の外形12よりも大
きくなってしまい、従って正確な面積率を求めることが
非常に困難となり、測定後の結果にどうしても補正を加
えなければならないという欠点があった。
However, for the reasons mentioned above, the surface echo signal has a considerably higher level than the defect Nicol signal, so the 6%
If A is set as the same detection level for both echo signals, the surface echo signal will be detected when the center position of the probe 1 comes to an intermediate position between A and B. That is, with the conventional detection level setting, as shown in FIG. 4, there is no problem with the outer shape 10 of the defect, but on the surface of the object, the detected outer shape 11 is larger than the actual outer shape 12. Therefore, it is very difficult to obtain an accurate area ratio, and there is a drawback that it is necessary to make corrections to the results after measurement.

く本発明の説明〉 本発明は以上の欠点を除去するためになされたものであ
り、前記表面エコー信号及び欠陥エコー信号の検出を、
探触子の中心位置が被検体表面の端部または欠陥面の端
部と一致するかあるいはその内部にあるときのみ検出す
るように、それぞれ異なる検出レベルを設定し比較する
手段を設けることにより行なうか、あるいは、前記表面
エコー信号と欠陥エコー信号をそれぞれ異なる増幅度も
しくは減衰度で増幅もしくは減衰してから検出レベルで
比較する手段を設けることにより行なうことで、より高
い精度で欠陥面積率を求めることが可能な超音波探傷装
置を提供することを目的とする。
DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and detects the surface echo signal and defect echo signal by:
This is done by providing means for setting and comparing different detection levels so that detection is performed only when the center position of the probe coincides with or is inside the edge of the surface of the object to be inspected or the edge of the defective surface. Alternatively, the defect area ratio can be determined with higher accuracy by providing a means for amplifying or attenuating the surface echo signal and the defect echo signal with different amplification degrees or attenuation degrees and then comparing them at the detection level. The purpose is to provide an ultrasonic flaw detection device that can perform

以下本発明をその実施例について図面を参照しながら説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第5図は本発明の第1実施例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

ここで、探触子20は、水などの超音波伝達媒質中に設
けられた被検体3上を、パルサレシーバ21から発せら
れる高圧パルスによって駆動されて超音波パルスを発射
しながら、不図示の探触子走査装置により操作されて連
続的に走査22を行なう。前記超音波パルスが被検体3
の表面及び欠陥5の表面で反射されて返ってきた信号す
なわち表面エコー信号及び欠陥エコー信号は、超音波探
触子20によって受信され、次にパルサレシーバ21で
増幅及び波形整形される。探触子位置検出及びサンプリ
ング点指定回路23は、探触子走査−装置から送られる
探触子20の位置信号を検出し、あらかじめ決められた
方法に従って探触子20による測定点を走査範囲内で一
様に指定して、超音波パルスを発振するようパルサレシ
ーバ21に指令する。
Here, the probe 20 is driven by high-pressure pulses emitted from the pulser receiver 21 and emits ultrasonic pulses over the object 3 provided in an ultrasonic transmission medium such as water. Scans 22 are performed continuously, operated by a probe scanning device. The ultrasonic pulse is applied to the object 3
The signals reflected and returned from the surface of the defect 5 and the surface of the defect 5, that is, the surface echo signal and the defect echo signal, are received by the ultrasonic probe 20, and then amplified and waveform-shaped by the pulser receiver 21. The probe position detection and sampling point designation circuit 23 detects the position signal of the probe 20 sent from the probe scanning device, and places the measurement point by the probe 20 within the scanning range according to a predetermined method. , and instructs the pulser receiver 21 to oscillate an ultrasonic pulse.

表面エコーゲート回路24は、パル与レシーバ21で得
られた表面エコー信号及び欠陥エコー信号のうち、表面
エコー信号のみを選択して取り出す回路である。表面エ
コーコンパレータ回路25は、表面エコーゲート回路2
4で得られた表面エコー信号と、詳しくは後述するよう
な方法で設定した表面エコー検出レベルとを比較し、表
面エコー信号が表面エコー検出レベル以上のレベルにあ
るときのみ次段に信号を与える。表面エコーカウント回
路26は、表面エコーコンパレータ回路25から送られ
た信号をカウントする回路で、このカウント数は探触子
20で走査した被検体3の表面の面積に対応する。
The surface echo gate circuit 24 is a circuit that selects and extracts only the surface echo signal from among the surface echo signal and defect echo signal obtained by the pulse receiving receiver 21. The surface echo comparator circuit 25 is the surface echo gate circuit 2.
The surface echo signal obtained in step 4 is compared with the surface echo detection level set by the method described in detail later, and the signal is given to the next stage only when the surface echo signal is at a level higher than the surface echo detection level. . The surface echo count circuit 26 is a circuit that counts signals sent from the surface echo comparator circuit 25, and this count corresponds to the area of the surface of the subject 3 scanned by the probe 20.

一方、欠陥エコーゲート回路27は、パルサレシーバ2
1で得られた信号のうち、欠陥エコー信号のみを選択し
て取り出す回路である。欠陥エコーコンパレータ回路2
8は、欠陥エコーゲート回路27で得られた欠陥エコー
信号と、詳しくは後述するような方法で表面エコー検出
レベルとは異なったレベルに設定した欠陥エコー検出レ
ベルとを比較し、欠陥エコー信号が欠陥エコー検出ンヘ
ル以」−のレベルにあるときのみ次段の回路に信号なf
jえる、欠陥tコーカウント回路29は、欠陥エコーコ
ンパレータ回路28から送られた信号をカウントする回
路で、このカウント数は探触子20て71=査した欠陥
5の表面の面積に対応する。
On the other hand, the defective echo gate circuit 27
This circuit selects and extracts only the defective echo signal from among the signals obtained in step 1. Defect echo comparator circuit 2
8 compares the defect echo signal obtained by the defect echo gate circuit 27 with a defect echo detection level set to a level different from the surface echo detection level using a method described in detail later, and determines whether the defect echo signal is The signal is sent to the next circuit only when it is at the level below which the defective echo detection signal is detected.
The defect counter count circuit 29 is a circuit that counts the signal sent from the defect echo comparator circuit 28, and this count corresponds to the area of the surface of the defect 5 scanned by the probe 20.

面積率計算回路30は、以上で得られた欠陥エコーカウ
ント数を表面エコーカウント数で処理し割算して、被検
体表面積に対する欠陥面積率を計算する。また、映像表
示回路31は、探触子位置検出及びサンプリング点指定
回路23から出力される探触子20の位置信号と、表面
エコーコンバンータ回路25から出力される表面エコー
信号と、欠陥、cコーコンパレータ回路28から出力さ
れる欠陥エコー信号とをもとに、被検体3及び欠陥5の
形状を表示するためのものである。
The area ratio calculation circuit 30 processes and divides the defect echo count number obtained above by the surface echo count number to calculate the defect area ratio with respect to the surface area of the object. The video display circuit 31 also displays the position signal of the probe 20 outputted from the probe position detection and sampling point designation circuit 23, the surface echo signal outputted from the surface echo converter circuit 25, defects, This is for displaying the shapes of the object 3 and the defect 5 based on the defect echo signal output from the c-coe comparator circuit 28.

く本発明の動作説明など〉 次に、以上のブロック構成を有する本実施例の動作及び
前述の検出レベルの設定のし方を、第6図に示した波形
図に基づいて説明する。なお、第6図中の各図は、縦軸
に信号の強度を、横軸に発振エコーの立上がり時からの
時間をとっである。
Description of Operation of the Present Invention> Next, the operation of this embodiment having the above block configuration and how to set the above-mentioned detection level will be explained based on the waveform diagram shown in FIG. 6. In each figure in FIG. 6, the vertical axis represents the signal intensity, and the horizontal axis represents the time from the rise of the oscillation echo.

被検体3の表面及び欠陥5て反射して得られた表面エコ
ー信号及び欠陥エコー信号をバルサレシーバ21て増幅
、波形整形された後の出力波形を第6図(a)に示す。
The output waveform after the surface echo signal and the defect echo signal obtained by reflection from the surface of the object 3 and the defect 5 are amplified and waveform-shaped by the balsa receiver 21 is shown in FIG. 6(a).

第6図(b)は表面エコーゲート回路24て設定される
表面エコーゲート波形である。表面エコーケート位置S
、G、Pは、発振信号の立上り時を基準として、そこか
ら表面エコーゲートの立」−り時までの時間を設定した
ものである。表面エコーゲ−1・幅S、G、Wは、表面
エコー信号を検出するだめの時間範囲を決定する時間ゲ
ート幅である。すると、バルサレシーバ21て出力され
る各種の信号のうち、表面エコーゲート位置S、G、P
で設定された点以降、表面エコーゲート幅S、G、Wの
時間内に入る表面エコー信号のみが表面エコーゲート回
路24で得られることになる。
FIG. 6(b) shows the surface echo gate waveform set by the surface echo gate circuit 24. Surface echocate position S
, G, and P are the times from when the oscillation signal rises as a reference to when the surface echo gate rises. The surface echo gate widths S, G, and W are time gate widths that determine the time range in which surface echo signals are detected. Then, among the various signals output from the balsa receiver 21, the surface echo gate positions S, G, P
After the point set in , only surface echo signals that fall within the time period of the surface echo gate widths S, G, and W are obtained by the surface echo gate circuit 24.

第6図(d)は、表面エコーゲート回路24て取り出さ
れた表面エコー信号を、表面エコーコンパレータ回路2
5て設定された表面エコー検出レベルS、S、Lと比較
する様子を示した説明図である。ここで表面エコー検出
レベルS、S、Lは次のようにして設定てとる。たとえ
ば第3図に於て、被検体3の横方向の長さをあらかじめ
機械的に測定しておく。次に、表面エコー検出レベルS
、S、Lを徐々に変化させて、探触子を横方向に走存し
て被検体3の]」゛4方向の長さを本装置内の電気回路
で処理を行なうことにより測定し、その電気的測定値が
前記機械的d111定値と一致したところで、表面エコ
ー検出レベルS、S、Lを設定する。つまり、第3図に
示すような場合は表面エコー検出レベルS、S、Lを4
7係に設定ずればよいことになる。表面エコーコンパレ
ータ回路25に、以上のようにして設定した表面Jユコ
ー検出しベルS、S、L以上の入力信号があった場合に
は、その入力信号はパルスとして表面−nコーノJウン
ト回路26に送られる。表面エコーカウント回路26は
、探触子20の移動に伴なってj玉られてくる前シ己パ
ルス数をカウントすることにより、探触子20の走査範
囲内の被検体表面績に対応したカウント数を持つことに
なる。
FIG. 6(d) shows how the surface echo signal extracted by the surface echo gate circuit 24 is transferred to the surface echo comparator circuit 2.
5 is an explanatory diagram showing a comparison with surface echo detection levels S, S, and L set in step 5. FIG. Here, the surface echo detection levels S, S, and L are set as follows. For example, in FIG. 3, the length of the subject 3 in the lateral direction is mechanically measured in advance. Next, the surface echo detection level S
, S and L are gradually changed, the length of the subject 3 in four directions is measured by moving the probe in the lateral direction, When the electrical measurement value matches the mechanical d111 constant value, surface echo detection levels S, S, and L are set. In other words, in the case shown in Figure 3, the surface echo detection levels S, S, and L are set to 4.
All you have to do is shift the setting to Section 7. When the surface echo comparator circuit 25 receives an input signal equal to or higher than the surface echo detection bells S, S, and L set as described above, the input signal is converted into a pulse and sent to the surface-n echo detection circuit 26. sent to. The surface echo counting circuit 26 calculates a count corresponding to the surface echo of the object within the scanning range of the probe 20 by counting the number of front echo pulses that are reflected as the probe 20 moves. will have a number.

一方、第6図(c)は欠陥エコーゲート回路27で設定
される欠陥エコーゲート波形である。ここで、欠陥エコ
ーゲート位置F、G、Pは、表面エコー検出しベルS、
S、L以上の表面エコー信号の立上り11、テを基準と
して、そこから欠陥エコーゲ−1・の立」二り時までの
時間を設定するものである。欠陥フニコーゲート幅F、
G、Wは、欠陥エコー信号を検出するだめの時間範囲を
決定する時間ゲート幅である。
On the other hand, FIG. 6(c) shows a defective echo gate waveform set by the defective echo gate circuit 27. Here, the defective echo gate positions F, G, and P are the surface echo detected and the bell S,
Using the rising edge of the surface echo signal S, L or higher as a reference, the time from there to the rising edge of the defective echo signal 1 is set. Defective funico gate width F,
G and W are time gate widths that determine the time range in which defective echo signals are detected.

すると、バルサレシーバ21で出力される各イ重の信号
のうち、欠陥エコーゲート位置F、G、Pで設定された
点以降、欠陥エコーゲート幅F、G、Wの時間内に入る
欠陥エコー信号のみが、欠陥エコーゲート回路27で得
られることになる。
Then, among the multiple signals output by the balsa receiver 21, the defective echo signals that fall within the time period of the defective echo gate widths F, G, and W after the points set by the defective echo gate positions F, G, and P will be obtained by the defective echo gate circuit 27.

第6図(e)は、欠陥エコーゲ−1・回路27て取り出
された欠陥エコー信号を、欠陥エコーコンパレータ回路
28で設定された欠陥エコー検出レベルF、S、Lと比
較する様子を示した説明1図である。ここで、欠陥エコ
ー検出レベルF、S、Lは次のようにして設定できる。
FIG. 6(e) is an explanation showing how the defect echo signal extracted by the defect echo gauge 1 circuit 27 is compared with the defect echo detection levels F, S, and L set by the defect echo comparator circuit 28. Figure 1. Here, the defect echo detection levels F, S, and L can be set as follows.

大きさがあらかじめ知れた人工欠陥を有する物体上を、
探触子で走査して、その欠陥の大きさを本装置内の電気
回路で処理を行なうことにJIす、欠陥エコー検出レベ
ルF、S、Lを徐々に変化させて1lll定し、その電
気的611]定値が人工欠陥の実際の大きさと一致した
ところて、欠陥エコー検出レベルF、S、Lを設定する
。たとえば第3図で、欠陥5を人工欠陥と考えた場合は
、欠陥エコー検出レベルF、S、Lを6%と設定ずれば
正確な大きさが得られることになる。欠陥エコーコンノ
くレータ回路28に、以上のよう(二I〜で設定した欠
陥エコー検出しベルF、S、L以上の入力信号があった
場合には、その入力信号はパルスとして欠陥エコーカウ
ント回路29に送られる。欠陥エコーカウント回路29
は、探触子20の移動に伴なって送られてくる前記パル
ス数をカウントすることにより、探触子20の走査範囲
内の欠陥表面積に対応したカウント数を持つことになる
On an object with an artificial defect whose size is known in advance,
The defect size is scanned with a probe and processed by the electric circuit in this device.The defect echo detection levels F, S, and L are gradually changed to determine the size of the defect. Target 611] When the fixed value matches the actual size of the artificial defect, the defect echo detection levels F, S, and L are set. For example, in FIG. 3, if defect 5 is considered to be an artificial defect, an accurate size can be obtained by setting the defect echo detection levels F, S, and L to 6%. When the defect echo counter circuit 28 receives an input signal equal to or higher than the defect echo detection bells F, S, and L set in the above (2 I~), the input signal is converted into a pulse and sent to the defect echo counter circuit 29. Defect echo counting circuit 29
By counting the number of pulses sent as the probe 20 moves, it has a count corresponding to the defect surface area within the scanning range of the probe 20.

そして最後に、面積率計算回路30に於て、表面カウン
ト回路26で得られた表面エコーカウント数で、欠陥エ
コーカウント回路29で得られた欠陥エコーカウント数
を処理して割り算すること(二より、欠陥面積率が得ら
れる。
Finally, in the area ratio calculation circuit 30, the defect echo count obtained by the defect echo counting circuit 29 is processed and divided by the surface echo count obtained by the surface counting circuit 26. , the defect area ratio is obtained.

以上のように本実施例では、表面エコー検出レベルと欠
陥エコー検出レベルとをそれぞれ別々に設定することを
可能としたため、どちらも適切なレベルに任意に設定が
でき、従って超音波ビート〕広がリヤエコー信号のレベ
ルの違いにヨル1flll 定誤差を解消して、正確な
欠陥面積率をイ44ることがてきる。また、同様にして
より精度の高い欠陥面積率を持つ形状を、映像表示回路
31て形成することができる。
As described above, in this embodiment, it is possible to set the surface echo detection level and the defect echo detection level separately, so both can be arbitrarily set to appropriate levels, so that the ultrasonic beat] spreads. It is possible to eliminate the constant error caused by the difference in the level of the rear echo signal and obtain an accurate defect area ratio. Further, in a similar manner, a shape having a more accurate defect area ratio can be formed in the image display circuit 31.

第7図は本発明の第2実施例の要部を示すブロック図で
ある。第1実施例では表面エコー信号と欠陥エコー信号
とをそれぞれ異なった検出レヘルて検出したのであるが
、検出レベルが同一てあっても、各エコー信号をそれぞ
れ異なる高さに増幅または減衰してやれば同様な結果が
得られるものである。そこで本実施例は、表面エコーケ
ート回路24と表面エコーコンパンータ回路25との中
間にアッテネータ40を設けた。前述したように、表面
エコー信号は欠陥エコー信号よりも相当に高いレベルに
なるため、表面エコー信号のゲインをアッテネータ40
で落としてやること(二より、表i−f’ii エコー
信号と欠陥エコー信号とを同じレベルに調整する。
FIG. 7 is a block diagram showing the main parts of a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the surface echo signal and the defect echo signal were detected at different detection levels, but even if the detection levels are the same, the same effect can be obtained by amplifying or attenuating each echo signal to a different height. The results obtained are as follows. Therefore, in this embodiment, an attenuator 40 is provided between the surface echo circuit 24 and the surface echo comparator circuit 25. As mentioned above, since the surface echo signal has a much higher level than the defect echo signal, the gain of the surface echo signal is reduced by using the attenuator 40.
What to do (from 2) Adjust the echo signal and defective echo signal to the same level.

以上のようにアッテネータ40を設ければ、各(・j冒
18レベルを同じレベルに設定した場合でも、その減衰
率を調整することにより適切な測定ができる。たとえば
、第3図に於て、検出レベルを6係に設定した場合は、
表面エコー信号の高さをもとの高さの12ないし13%
のレベルまで減衰するように設定すればよい。
If the attenuator 40 is provided as described above, even if each of the 18 levels is set to the same level, appropriate measurements can be made by adjusting the attenuation rate.For example, in FIG. If the detection level is set to 6,
The height of the surface echo signal is 12 to 13% of the original height.
It is sufficient to set it so that it is attenuated to the level of .

また、以上ではアラティ・−夕40を用いたが、増幅器
を欠陥エコーゲート回路27と欠陥エコーコシパレータ
回路28との中間に設けて、欠陥エコー信乞のゲインを
前記増幅器で上げてやっても同様/「結果が得られる。
In addition, although the Arati signal generator 40 is used in the above example, an amplifier may be provided between the defective echo gate circuit 27 and the defective echo cosciparator circuit 28, and the gain of the defective echo signal may be increased by the amplifier. Similar/“You can get results.

たとえば、第3図に於て、検出レベルを47%に設定し
た場合は、欠陥エコー信号の高さをもとの高さの約8倍
のレベルまで増幅ずろように設定すればよい。
For example, in FIG. 3, when the detection level is set to 47%, the height of the defective echo signal may be set to be amplified to a level approximately eight times the original height.

従って第2実施例では、減衰器または増幅器を用いるこ
とにより、検出レベルが同一の場合でもエコー信号自体
のレベルを変化させることを可能としたため、第1実施
例と同様に測定誤差を角イ消して正確な欠陥面積率を得
ることができる。
Therefore, in the second embodiment, by using an attenuator or an amplifier, it is possible to change the level of the echo signal itself even when the detection level is the same, thereby eliminating measurement errors as in the first embodiment. Accurate defect area ratio can be obtained.

なお、以上の第1及び第2実施例では、探触子20によ
る走査はサンプリング点を指定してバルサレシーバ21
と同期させたが、走査が一定速度であれば、バルサレシ
ーバ21の発振間隔を一定にしてそれをサンプルすれば
同期させる必要はない。
Note that in the first and second embodiments described above, scanning by the probe 20 is performed by specifying a sampling point and using the balsa receiver 21.
However, if the scanning is at a constant speed, there is no need to synchronize if the oscillation interval of the balsa receiver 21 is kept constant and the oscillation interval is sampled.

次に、本発明の超音波探傷装置に集束型探触子を使用し
た場合について第8図を用いて説明する。
Next, a case where a focusing type probe is used in the ultrasonic flaw detection apparatus of the present invention will be explained using FIG. 8.

集束型探触子50から集束された超音波ヒートが発射さ
れ、2a/の直径にて被検体表面3Sに尚たり、そこで
屈折されて、フォーカス位置では2V(a>b)のビー
ム径となる。従ってこの場合、第3図で説明したと同様
に、表面エコー検出レベルと欠陥エコー検出レベルとを
同じ6%とした場合、表面エコー高さG係の点での探触
子50の中心位置は、破険体端面から第3図の場合と比
べてさらに遠くなる。そこで集束探触子50を用いて本
発明の第1または第2実施例に示す様な手段を講すれば
、本発明の効果はさらに大きくなる。
Focused ultrasonic heat is emitted from the focusing probe 50, hits the object surface 3S with a diameter of 2a/, is refracted there, and has a beam diameter of 2V (a>b) at the focus position. . Therefore, in this case, as explained in FIG. 3, if the surface echo detection level and the defect echo detection level are set to the same 6%, the center position of the probe 50 at the point of the surface echo height G is , is further away from the end face of the broken body than in the case of FIG. Therefore, if measures such as those shown in the first or second embodiment of the present invention are taken using the focusing probe 50, the effects of the present invention will be further enhanced.

また、本発明の超音波探傷装置は、峙に平面と平面を接
7.qシた場合における接着不良面を欠陥箇所として測
定するときなどのように、探触子の走査面と被検体面及
び欠陥面の相対距離が一様である場合に特に効力を発揮
する。
Moreover, the ultrasonic flaw detection device of the present invention has two planes in contact with each other.7. This method is particularly effective when the relative distances between the scanning surface of the probe, the surface of the object to be inspected, and the defective surface are uniform, such as when measuring a surface with poor adhesion as a defective location in the case of a defective surface.

従−って以上に述べたように、本発明は、従来の欠点て
あった超音波ビートの広がりまたはエコー信号のレベル
の違いによる測定誤差の発生を兄事に解消し、非常に正
確な欠陥面積率の測定を可能にし、また、その映像化に
おいても実際の被検体及び欠陥の形状によく対応し精度
のよい面積比率を有する形状表示を行なうことができる
という、非常に浸れた効果を奏するものである。
Therefore, as described above, the present invention eliminates the conventional drawbacks of measurement errors caused by the spread of ultrasonic beats or differences in the level of echo signals, and detects defects with high accuracy. It is possible to measure the area ratio, and in the visualization, it is possible to display the shape with a highly accurate area ratio that corresponds well to the shape of the actual object and defect. It is something.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は超音波探傷により表面及び欠陥エコー信号を得
る場合の原理を示す模式図、第2図は各エコー信号の高
さを示した波形図、第3図は超音波探傷により欠陥面積
率を測定するときの説明図、第4図は従来の測定誤差を
示す模式図、第5図は本発明の第1実施例を示すフロッ
ク図、第6図は本発明の第1実施例に於ける主要箇所で
の信号波形を示す波形図、第7図は本発明の第2実施例
の要部を示すフロック図、第8図は集束型枠f1jJ:
子を用いて欠陥面積率を…1]定するときの説明図であ
る。 21・・バルサレンーバ 23  ・探触子位置検出及びサンプリング点指定回路
24・・表面ニコルケート回路 25  ・表面エコーコンパレータ回路26  ・表面
エコーカウント回路 27  欠陥エコーゲート回路 28・・・欠陥エコーコンパレータ回路29・・欠陥エ
コーカウント回路 30・・面積率計算回路 31・・・映像表示回路 40  ・アラティ・−夕 50  ・集束型探触子 笛  6  図 第8図
Figure 1 is a schematic diagram showing the principle of obtaining surface and defect echo signals by ultrasonic flaw detection, Figure 2 is a waveform diagram showing the height of each echo signal, and Figure 3 is a defect area ratio by ultrasonic flaw detection. FIG. 4 is a schematic diagram showing the conventional measurement error, FIG. 5 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the measurement error in the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing the main parts of the second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram when determining the defect area ratio by using a child. 21...Balsa lever 23 -Probe position detection and sampling point designation circuit 24...Surface nicolate circuit 25 -Surface echo comparator circuit 26 -Surface echo count circuit 27 Defect echo gate circuit 28...Defect echo comparator circuit 29... Defect echo counting circuit 30...Area ratio calculation circuit 31...Video display circuit 40 - Arati 50 - Focusing probe whistle 6 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、探触子を用いて超音波探傷な行なうことにより、表
面エコー信号及び欠陥エコー信号を処理し被検体表面積
に対する欠陥面積率を求める手段を有する超音波探傷装
置において、前記信号をそれぞれ異なった検出レベルで
比較し検出する手段、あるいは、前記信号をそれぞれ異
なった増幅度で増幅するかもしくは異なった減衰度で減
衰してから略一致した検出レベルで比較し検出する手段
を有することを特徴とする超音波探傷装置。 2、探触子が集束型探触子である特許請求の範囲第1項
記載の超音波探傷装置。
[Scope of Claims] 1. An ultrasonic flaw detection apparatus having a means for processing a surface echo signal and a defect echo signal to obtain a defect area ratio with respect to the surface area of an object by performing ultrasonic flaw detection using a probe, Means for comparing and detecting the signals at different detection levels, or means for amplifying the signals at different amplification degrees or attenuating the signals at different attenuation degrees and then comparing and detecting at substantially the same detection levels. An ultrasonic flaw detection device characterized by having. 2. The ultrasonic flaw detection device according to claim 1, wherein the probe is a focusing probe.
JP58076495A 1983-04-30 1983-04-30 Ultrasonic flaw detecting apparatus Granted JPS59202060A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8266964B2 (en) 2007-02-28 2012-09-18 Jfe Steel Corporation Calibration of an ultrasonic flaw detector and quality control and production methods for a tubular body

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8266964B2 (en) 2007-02-28 2012-09-18 Jfe Steel Corporation Calibration of an ultrasonic flaw detector and quality control and production methods for a tubular body

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