JPS59221663A - 余分な接触媒質による超音波探傷時のノイズ除去法 - 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、余分な接触媒質による超音波探傷時のノイズ
除去法に関する。

本願出願人は、特願昭５８−２３５２７号において。

角鋼片の表面皮下の微細な介在物を超音波探傷で検出す
るのに、収束超音波ビームによる斜角探傷が有効である
ことを提案した。それによると、プレイ型探触子で超音
波入射面に隣接する側面下半分を電子走査で探傷するの
であり、音響結合方式として局部水浸方式を採用してい
る。

ここで局部水浸方式とは、一般に第１図に示すものをい
い、探触子（１）と被検材（２）の超音波入射面間に局
部水浸槽（３）を設け、被検材（２）の超音波入射面を
局部的に水浸するものである。またアレイ型探触子とは
、第２図に示す如きものであり、該探触子（４）は多数
の振動素子（６）を基体（６）平面上に一列に配列させ
、その表面にコーティング（力を施して構成されている
。このアレイ型探触子（４）は、各素子（６）の送受波
のタイミングを遅延時間制御回路で調整することにより
、超音波ビームを傾けたり。

絞ったシ又は傾けて絞ったりすることができる。

また第３図に示す如く、例えば総数６４個の素子（６）
の内、１６個の素子（５）を１セツトとして、各素子１
６）と送受信器（８）とを遅延回路（９）及びリードリ
レー回路（１０）を介して接続し、リードリレー回路（
１０）の切換スイッチで順次送受信の素子（５）をずら
すことＫより、超音波ビームを電子走査させることがで
きる。

従って、第４図に示す如く、１個のアレイ型探触子（４
）を用いて電子走査することにより、被検材（２）の側
面皮下欠陥を広範囲にわたって斜角探傷できるものであ
る。

しかしながら１局部水浸方式により角鋼片の超音波入射
面に隣接する側面の表面層を斜角探傷する場合１局部水
浸槽から流れ出た水が材側面を流れ、擬似エコーが発生
し、ノイズとな如、そのため表面皮下の微細な介在物の
検出能が低下するという問題が発生した。

そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて案出されたもの
であシ、ノ、イズの原因となる擬似エコーの発生を防ぐ
ために探傷領域表面の余分な水を除去し、もって検出能
の向上を図ることができる余分な接触媒質による超音波
ビームのノイズ除去法を提供することを目的とする。従
って、その特徴とする処は１局部水浸法により角鋼片の
超音波入射面に隣接する側面の表面層を探傷ビとして探
傷する際のノイズ除去法であって、超音波探傷域となる
材側面に対し、所定角傾斜させ、材面から所定圧離隔て
て設置したノズルにより、材軸に垂直な面内で超音波入
射面の対面方向へ圧縮空気を吹き付けることにより１局
部水浸槽から漏洩して材側面をつたわり落ちる接触媒質
を吹き飛ばして。

材表面に付着した余分な接触媒質による擬似エコーの発
生を防止する点にある。

以下、本発明を実施例に基づき詳述する。

第５〜１０図に示すものは、本発明に係る局部水浸法に
用いられる局部水浸槽ａυの一例である。

該局部水浸槽０ηは、隔板＠を介して受水槽α場と音響
結合槽ａ４とに分割されている。受水槽０葎は閉塞され
た槽であり、その一端部に外部に連通ずる受水口０Ｑが
設けられている。この受水口（ト）に外部給水設備が配
管を介して接続される。

隔板＠には多数の送水孔ａＱが開設され、該送水孔ｍを
通して受水槽０から音響結合槽σ柱ｊ水される。

音響結合槽σくの上下面に開口部Ｑ７１（１８）が設け
られ。

上部の開口部ａ’ｒにプレイ型探触子（４）が取着され
る。

下部の開口部（１８１は被検材表面に対面する。音響結
合槽α→の上部には排気電排水口曲が設けられ、鎖目α
Ｇに開閉弁が接続される。排気兼排水口α鴨周縁に空気
溜め凹部■が設けられている。音響結合槽σ◆の内面に
は吸音材（２１）が内張すされている。

上記局部水浸槽（ロ）を用いてプレイ型探触子（４）で
探傷するＫは、第１１図に示す如く行なわれる。即ち受
水槽ＱａＫ給水された水は、隔板＠の送水孔Ｑ（９を通
って音響結合槽Ｑ４に給水され、音響結合槽Ｃ１４１を
充満すると共に、その一部は下部開口部−と。

被検材である角鋼片（ロ）の表面との間隙から漏洩し。

角鋼片（２ｚの側面をつたわり落ちる。このアレイ型探
触子（４）で角鋼片（２）の表面皮下欠陥を探傷するＫ
は、探触子（４）から音響結合槽α→内の水中如超音波
（８）が出射され、該超音波（鴫は所定入射角度で角鋼
片＠に入射して超音波入射面に隣接する角鋼片（２）の
側面下部の表面層を探傷域として探傷する。

上記プレイ型探触子（４）Ｋよる斜角探傷忙おいて。

局部水浸槽（ロ）から漏洩した水は、探傷域である側面
をつたわり落ちているため、該水により擬似エコーが発
生しノイズとな＃）％そのため表面皮下の微細な介在物
の検出能が低下していた。そこで。

探傷域となる角鋼片−の側面に対し、所定角ω）傾斜さ
せ、材面から所定距離（ｂ）隔ててノズル（２））を設
置し、該ノズル（至）から材軸忙垂直な面内で超音波入
射面の対面方向へ圧縮空気を吹き付け１局部水浸槽（ロ
）から漏洩して材側面をつたわり落ちる余分な水を吹き
飛ばすようにしている。

ノズル（２３１は第１２図に示すような平ロノズルが用
いられている。ノズル（２３）の小口径はＷ＋＝：Ｌｍ
程度であシ、大口径Ｗ、は材軸方向の水を除去したυ幅
によって決定される。使用する圧縮空気の圧力は３気圧
程度である。

ノヌ“ル（ロ）の設定位置は、材側面からノズル（財）
先端までの距離（ｂ）と、超音波入射面からノズル先端
までの距離（ｈ）及び、材側面とノズル（ロ）のなす角
（υによって決定されるのであるが、ノズル（２）によ
る圧縮空気の吹き付けによる探傷域の材側面上の水を除
去するためには、ノズル中心線と材側面との交点（Ａ）
は、探傷領域より上方でなければならない。

この前提条件のもとに、ｂ、ｈ及びθの値を決定すれば
よい。θの値としては、あまり角度を大きくすると圧縮
空気が直接光る所の水は除去されるが、側面に沿って水
を吹き飛ばす力が少なくなる。

逆に角度を小さくすると、ノズル（２３）を材側面近く
（ｂの値を小さく）シなければ材面上の水を吹さ飛ばす
ことができない。よってθの値としては１０’〜６０智
度が連光である。

ｂの値については、ノズル傾斜角（υにも依存するが、
効率的に水を吹き飛ばすには、１０〜３０闘程度がよい
。

ｂの値としては、特にノズル傾斜角ψ）が大きいときに
、ノズル（２３）からの圧縮空気が超音波入射面に当シ
１局部水浸槽（ロ）内に空気が入るといったようなこと
にならないよう考慮する必要がある。

上記本発明の実施例によれば、プレイ型探触子（４）を
用いているので、超音波入射面に隣接した角鋼片（２２
の側面下部を広範囲にわたって探傷することができる。

また局部水浸槽Ｑｌ）を受水槽α葎と音響結合槽０４１
に分割し、隔板υの送水孔（至）を通して音響結合槽ｑ
４に給水するよう構成しているので、音響結合槽σ４内
の水の流れが均一になり、かつ渦や気泡の発生が防止さ
れるので、ノイズ発生が防止される。局部水浸槽（ロ）
から漏洩した水は、ノズル（財）で吹き飛ばされるので
、探傷領域表面からの水による擬似エコーの発生が防止
され、ノイズの発生がなくなる。

さて、実際に局部水浸方式で角鋼片（２１Ｊの表面層を
オンラインで探傷するためには１．材（２）と探触子（
４）の位置関係を一定に保つ必要がある。即ち、角鋼片
ｔＺａをその軸方向に搬送しつつ１局部水浸槽（ｌ◇を
介して探触子（４）で探傷する場合、角鋼片（２２１の
形状不整があっても、角鋼片（２ｚに対するアレイ型探
触子（４）の位置ずれを極力防止して、角鋼片位ｚの軸
心に対する垂直横断面紀対して所定の条件で良好に追従
させなければならない。

この条件を満足させた局部水浸槽保持手段が第１３〜１
９図に示されたものである。

即ち１．この保持手段は１図示省略の支持装置に上下、
左右移動自在に、かつ縦軸心回りに回動自在処保持され
た外側ジンバルρ４）を有する。外側ジンバル（２４）
のへの字状下端部に、枠組された内側ジンバル（２均が
水平軸心（２６）回りに回動自在に支持されている。内
側ジンバル（２５１の左右方向中央部に保持体大体（２
７１が、前記水平軸心（２６）と直交する水平支軸□□
□回りに回動自在に支持されている。この木体陥には水
平支軸（２８）の左右両側に張り出す突出部（２９）を
有し、該突出部（２９）は山形状で角鋼片（２２）のコ
ーナ部上方に位置している。左右両突出部（２９）には
、コーナ部を介した角鋼片いの隣接する側面上を夫々転
動する内側転動輪（３０）が前後一対設けられている。

この両突出部シ９）には可動体＠ｌ）が前記水平支軸９
校と平行軸心を有する支軸（社）に回動自在に枢結され
ている。左右の可動体（３１）の外端部には、前記角鋼
片−の両側面上を夫々転動する外側転動輪姫が前後一対
設けられている。同一側にある外側転動輪（３３）と内
側転動輪（転）は平行な軸心を有する。この左右の可動
体（３１）の内端枢支部には上方突出のアーム（財）が
設けられ、アーム（財）Ｋ連結ロンド（社）が枢結され
ている。この両ロンド（８（へ）の上端部は、保持体木
体翰η上面から上方に突設されたブラケット（３６１の
上端に設けられたスライド片０７！に枢結されている。

スライド片開はスプリング（３ａＫより下方に付勢され
。

スライドロンド（３９）に上下摺動自在に設けられてい
る。

上記構成により左右の可動体（３１）は連動することに
なり、大体（２力の水平支軸（２８１を常に角鋼片（２
ｚの対称軸（４０）線上に位置させることができ、かつ
４個の転動輪（３０）（８３）を角鋼片（２’ｌｌ　Ｋ
常に接当させることができるので、可動体（３１）を常
に対称軸（４（２）に対して対称位置に保持することが
できる。

この可動体（３Ｉ）に局部水浸槽ＱＸｌを取着するだめ
の取付孔（４１）が開設されており、鎖孔（４１）に水
浸槽（ロ）が取着されている。この水浸槽Ｑρには、２
つのアレの基本構成は前記第５〜１０図に示すものと同
じである。

しかして１局部水浸槽（ロ）に取着されたプレイ型探触
子（４）は、角鋼片（２ｚの形状不整があっても、それ
に追従し、角鋼片（２Ｚのコーナ部を基準として所定領
域を一定条件下で探傷することができる。

この場合、各探触子（４）の受けもつ探傷領域は。

第１５図のＸ−Ｘ線又は２−２線断面においては。

第１８図に示す如く、保持手段の位置する側の側面であ
り、第１５図のＹ−Ｙ線断面においては、第１９図に示
す如く、保持手段と反対側の側面である。

上記保持手段を用いた場合にも、ノズル闘によシ水の除
去を効率的に行なうには、ノズル（２３）と材との位置
関係を一定に保つ必要がある。よって前記保持手段にノ
ズル（２３）を取付ける。

ノズル（転））の取付は位置は、前記Ｘ−Ｘ断面又はｚ
’−ｚ断面上においては、保持手段本体（２７１の下面
である（第１５・１８図）。ノズル（２３）の先端位置
はｂ＝１０〜１５餌、ｂ＝２０〜３０ｍ、θ＝４０°〜
４５゜と々るよう本体幼に固定されている（尚、Ｘ−Ｘ
断面と２−２断面は第１８図において左右が逆になるだ
けである）。

Ｙ−Ｙ断面においては、第１９図に示す如く、可動体（
８１）の外端部から外方へ突出するようノズル轍を取付
け、ノズル！２３）の先端位置はｂ＝２０〜３０鱈。

ｈ＝１０〜１５問、θ＝２０°〜３０°となるよう配設
されている。この第１９図のように、ノズル（器）を外
方に突出させる場合、保持手段を角鋼片ｔ２Ｚにセット
するとき、ノズル（２３）が材にぶつかり傷つかないよ
うにするため、水を除去する対象材面から離れた位置（
超音波入射面より上方）に５寸法をとる必要がある。従
って、θの値は、第１８図のものに比べ小さくする。

尚、第１８図の場合、ノズル（３））の大口径Ｗ、の値
各あまり大きくとると、Ｙ−Ｙ断面上の探触子（４）の
局部水浸槽０υ内に圧縮空気が吹き込まれるため。

大口径Ｗ１の値は、探触子（４）の材軸方向の配置ピン
チ以下とする。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、接
触媒質は氷原外の液体であってもよく。

またアレイ型探触子のみを対象とするものではない。

本発明によれば、探傷域の表面の余分な接触媒質による
擬似エコーを防ぐことができ、もってノイズ発生を防止
し１表面皮下の欠陥をＳ／Ｎ比よく検出することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な局部水浸法の説明図、第２図は本発明
の実施例に用いるアレイ型探触子の斜視図、第３図及び
第４図はプレイ型探触子の作用説明図、第５図は本発明
の実施例に用いる局部水浸槽の平面図、第６図は第５図
のＶｌ−ＶＩ線断面図。 第７図は第５図の■−■線断面図、第８図は同底面図、
第９図は同左側面図、第１０図は同右側面図、第１１図
は大発明の実施例を示す説明図、第１２図は本発明の実
施例に用いるノズルの概略斜視図、第１３図は本発明の
実施例に用いる局部水浸槽取付は用保持手段の正面図、
第１４図は同年面図、第１５図は同底面図、第１６図は
第１３図のＡ−Ａ線断面図。 第１７図は平面図の要部拡大図、第１８図は第１５図の
Ｘ−Ｘ線（ｚ−ｚ線は左右対称となる）の断面図。 第１９図は第１５図のＹ−Ｙ線断面図である。 （ロ）・・・局部水浸槽、暖・・・角鋼片、　（２３］
・・・ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　局部水浸法により角鋼片の超音波入射面に隣接する
   側面の表面層を探傷域として探傷する際のノイズ除去法
   であって、超音波探傷域となる材側面に対し、所定角傾
   斜させ、材面から所定距離隔てて設置したノズルにより
   、材軸に垂直な面内で超音波入射面の対面方向へ圧縮空
   気を吹き付けることにより１局部水浸槽から漏洩して材
   側面をったわシ落ちる接触媒質を吹き飛ばして、材表面
   に付着した余分な接触媒質による擬似エコーの発生を防
   止することを特徴とする余分な接触媒質による超音波探
   傷時のノイズ除去法。