JPS5983050A - 超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷装置

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JPS5983050A
JPS5983050A JP57192719A JP19271982A JPS5983050A JP S5983050 A JPS5983050 A JP S5983050A JP 57192719 A JP57192719 A JP 57192719A JP 19271982 A JP19271982 A JP 19271982A JP S5983050 A JPS5983050 A JP S5983050A
Authority
JP
Japan
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receiving
flaw detection
transmitting
vibrators
ultrasonic flaw
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Pending
Application number
JP57192719A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Oriki
大力 健市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57192719A priority Critical patent/JPS5983050A/ja
Publication of JPS5983050A publication Critical patent/JPS5983050A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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】 この発明は複数の撮動子全使用するパルスエコ一式超音
波探傷装置に関するものである。
第1図は超音波ビームの指向時・江説明図であり。
図においてWpは憑動子幅、 WeMINは1股少有効
ビ一ム幅、Pは振動子、 Xoは近距離音場限界車前、
θeは遠距離音場における有効ビームの指向角全示し。
角形撮動子の場合は、超音波の齢速ケVとし、探12力
周波数をfとすると Xo = Wp2/4(Vf )          
 tilとなり、ビーム伝播距離XキXo点でビーム幅
は最少値WeMINとなる。
ここで最少有効ビームl!’fM WeMtNは一般に
その同一ビーム伝播距離における微少欠陥のエコ高さの
変化が50%(−6dB)  となるビーム幅で示し、
WIIMIN: (”/3)Vi’p eル(liとな
る。
又、ビーム伝蒲距wX (Xoの近距離音場では第1図
の点線(11で示すように近距離はど広い有効ビーム幅
特性を持ち(0,1Xo (X (0,7Xo )間で
Weキ(0,8〜0.5 )Wp程度となる。
又(X)1.6Xo)遠距離音場では指向角oe中25
.6 (Vff−Wp ) (度)なる用慶でビーム幅
は距離とともに広くなるが、距離の増大とともに感度が
低下するため、実用上沓られる有効ビーム幅はWe (
0,8Wp程反となる。
以上から実用探傷上有効なビーム幅Weと振動子幅Wp
の比(We/Wp)は実用上We/Wpキ(0,33〜
0.8 )となり、振動子1隔より伏くなる。
第2図は管や棒材を趨性波目・1r11探偏する場合の
従来技術の説明図であり、被検月TP?矢印VBなる方
向にスパイラル搬送しながら、探触子ヘッドPHの振動
子P1+ R2+ R3の3ケの1辰!lすJ子でビー
ムが被検tFA”k走査する状態を示したものである。
第2図において斜線(21は撮動子pi、斜線(31は
振動子p2.斜線(4)は振動子R3各々の有効ビーム
定食パターン全示し、被偵祠TPの1回転送りピッチを
PLとし、このピッチPLk振動子3ヶで全面ビームカ
バーとすると、振動子1ヶ当りの有効ビーム幅の心安寸
法はWe ) PH,/3 となる。このWe)Pl、
/3 なる粂件全(14足するJ辰勅子寸法は前記のW
e AVp中(0,33〜08)なる式からWp>PI
、となる。
又、撮動子間ピッチCpは各振動子のビームで1回転送
りピッチP+、にビームが3−4=分する必要上及び外
形寸法上で決る(Cp>Wp)なる乗件から、最少寸法
でもCp = (4/3 ) h、となる。
以上のように従来技術では有効ビームで被検4/U紫1
00% カバーしようとすると、探触子ヘッドPH寸法
は1回転送りピッチの数倍以上必要とする。
このためヘッド寸法が増大し、自動休場の場合。
被検材TPの搬送における撮動及び上下左右位置扇れに
対する探触子ベッド(PH)の追従特性を悪化させ易い
又、振動子ピッチOpの増大は第2図のyに示す様々被
伊祠両端に一部未探傷範囲を生ずることとなシ、この1
n」からも好1しくなかった。
この改善末として従来技術でも、探触子ヘッドPHを軸
周方向に複数個配置する方法も取られているが、この方
法も、ベッド数の増大に伴うコストアップや被検材外径
変更の繁雑化や探触子ヘッド間の超晋波ビーム干渉@=
釉々の制約があった。
この発明はこのような欠点を改善したものであり、以下
この発明の一実施例を第3図により説明する。
第3図において探触子ヘッドPHには各振動子幅Wpな
る5ケの振動子P、−%−P5 が−線状に配置されて
(ハる。
MTは各振lυ1子P1〜P5 対1接続された送イβ
)くシス発生器群でありタイミング+li’j ?+1
1康1s ′vcからの送信指令信号(51で迷信繰返
し簡明の内、弔1周期では振動子P1 * R2* R
3、第2同↓すAではR2、R3−R4、第3周期では
R3、R4、Psの振動子に送信パルスを出力し、各1
辰動子から超音波を発射し被庚杓TPに超晋波ビームヶ
伝播させる。
このビーム幅Weは各周助毎に3ケの撮動子音送信する
ため、 til記の様にWe ) Wp lる関係とな
り、送信同期3回で、 3Wpケ100%ビームカバー
し、第2図の凭来玖術の方式に比べ、大幅に短い探触子
ヘッド寸法で間挿なビームカバーが可能となる。
第3図のR8は受信入力選択器でタイミングitj’J
御部TCからの受信入力選択指令(6)で通常送信指令
信号(5)と同一づ辰動子を選択する。
この交信入力迷択出力(81は受信増幅器RAで増幅し
、受信出力(9)?ゲート・アナログ・ディジタル俊俣
器GADで被検材の超音波伝播距F、1トに対応したゲ
ート区間の信号を選出し、アナログ・ディジタル変換し
・ディジタル探傷出力(121k 5Qするものとする
MCハマイクロ・コンピュータ彦どからなるデータ処理
装置でmJ記のディジタル採湯出力(12+を受は被検
材TPの欠陥の分布及び量の編集処理及び記録、出力を
行うとともに、タイミング制御1I11部TCに探揚条
トにの制御信号(11)を発し、タイミング制御tel
s ’rcの送信指令信号(5)や受信入力選択指令(
6)及び受偵増幅度制剣信号(71,ゲート区間信号(
101などをあらかしめ定められたプログラムで、l!
IJ御する機能を持つ。
受伯壇幅曳制側1伽号(71は坊択伽動子の組み合せに
よる感曳変1ヒや第1図に示すように超音波ビームi’
fllXに対する有効ビーム幅の変化に伴なる距離変化
及び検出欠陥レベルを一定化するための制@信号であり
、データ処理装置(R2O)からの制御信号(11)で
係傷東汗の均一化制御を行なうものである。
第4図はこの発明の他の実施例を示す説明図であシ・被
検材TPの欠陥Fが軸芯との佃き角θFだけ傾斜した場
合の探傷の応用例を示すものである。
′5A″J4図において振動子P5から発射した超音波
ビームは点線(1j1の糸路で欠陥Fに伝(IYi L
 、その欠陥エコは欠陥傾きθFのため点線(141の
様に伝播し、振動子P3で受信され状態を示し、ている
このように傾き欠陥探傷においては欠陥エコの方向は送
信4辰1jjll子とならず、他の撮動子でより高感度
で受信される。
趨性波目りJ探傷における欠陥方向は被検材(TP )
の製造方法によるが寸法、形状が一定の場合、あ。
る1頃き角の附近に1中する場合が多く、このため。
製造方法や寸法、心太をパラメータとして特性頑き方向
の火陥エコが品感度となる1寸、送受振動子を選択する
ことで、欠陥検出能の向上を企ることができる。
この振り1子の選択方法としては、第4図の例として、
第1周期で振動子P5送イぎと1)3受イこ、第2周期
でP4送イ言とP2受イ言、前! lj1期でP3i若
イ言とP、−受イ河とする方法や第1周期でp4.p5
込信とp3 、 p4受信。
第2周期でp3 、 p4送伊とP2 * P3 :ゾ
信、第3周明でp2.p3送停とPl * P2受信寺
があり8時分割の組み合せは欠陥傾き角θFや振動子ビ
ームの有効指向用θ8及び有効ビーム幅W。と必要ビー
ムカバー率等の条件で種々異なる。
以上の様にこの発明では探触子ヘッドPH寸法に対する
ビーム輻ヲ広く取れるため、ヘッド寸法重量の軽量小形
化によるヘッド追従性能の向上が企iするとともに被検
材TPの両端の未体傷範囲yの縮少、ヘッド数の削減と
被検1外径変更寺の準備時間の短縮前超音波自動探傷装
置において多くの特長を持っている。
この発明において撮動子P1〜P5は一般に単−圧電累
子で電極のみを分離することで’J Tieであり、こ
の方法哨で撮動子数が増大しても、探触子ヘッドP 1
1の製作を容易化でき、この発明の欠点とはならない。
塘たこの発明では振動子の選択全送信繰り返し周期毎に
時分割で行なうため、同−伽動子組み合せ毎の燥り返し
周期は従来方式の全振動子同時送受信法に比べ2時分割
倍の)、I JIJJ ’に必要する。
この制約は一般に被検材TPO搬送速度が振動子の選択
電子回路の切換可能速度に比べ充分に低速な用途が主体
であり1本発明の欠点とならない場合が多いが、この応
用範囲を拡大するため、受信入力選択器(R8)や受信
増幅器(RA)全複数個持ち、これらを並列り1作させ
ることで時分割数を削減スルことでより高速化も可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は撮動子のビーム特性を説明するための説明図、
第2図は従来技術の説明1ネ1.第3図及び第4図はこ
の発明の一実施例の説明図である。 図中Wpは振り1子幅、葡は有効ビーム幅、PHは探触
子ヘッド、TIJよ被検IJ、Pl−P5ijm動子、
 PLは1回転送りピッチ、MTid送信パルス発生器
群。 R8は受信入力選択器、  RAは受信増幅器、 CA
Dはゲート・アナログ・ディジタル変換器、  TCは
タイミング制御部、MCはデータ処理装置を示す。 なお図中同一ある(ハは相当部分には同一符号ケ付して
示しである。 第1図 −ゝ\ 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11複数個線状に配置され、かつ被検材に超音波を送
    信するとともに被倹祠から反射された超音波を受信する
    振動子群と、そ9撮動子群の各々の掘り1子とl対lに
    接続された送信?(ルス発生器と。 受信入力選択器と、この受信入力選択器の選択出力を受
    信増幅する受信増幅器および超昌波の伝播距離に対応し
    たあらかじめ定められた区間の信号を選出判定する手段
    とを備え、各送イ言繰り返し周期の各々で2ヶ以上の振
    動子の送信及び受信入力選択を行なうとともに送信くり
    返し周期1回以上毎にその選択振動子の組み合せを可変
    し、少なくとも線状配置両端金除く振動子群の各々が2
    回以上選択された周期で前記の動作會繰シ返すこと全特
    徴とする超音波探傷装置、 (21選択振動子の組み合せ毎に受信増幅器の利潜會あ
    らかじめ定めた値に制御することを特徴とする特許請求
    のホ[L門弟(11項記載の超音波探傷装置。 (31選択撮動子の組み合せ毎に超音波の伝播距離に対
    応した信号選出ゲート区間をあらかじめ定めた値に制御
    することを特徴とする特FF請求の範囲第(11項ある
    いは第(2)項記載の超音波探傷装置。 (4)  受信入力選択器を複叡岡持ち、各々の選択出
    力毎に受信増幅器を接続するCとを特徴とする特許請求
    の範囲第は)項記載の超音波探傷装置。 (51同−送信繰り返し周期における1ヶ以上の送信選
    択振動子の組み合せと1ヶ以上の受信選択撮動子の組み
    合せとが同一でない様に制御すること全特徴とする特許
    請求の範囲第(11,Lji記戦の超音波探傷装置。
JP57192719A 1982-11-02 1982-11-02 超音波探傷装置 Pending JPS5983050A (ja)

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ID=16295919

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0284611A1 (en) * 1985-12-12 1988-10-05 Sound Optics Systems Inc METHOD AND APPARATUS FOR CHARACTERIZING DEFECTS IN TUBULAR ORGANS.
JPH04267815A (ja) * 1991-02-21 1992-09-24 Kubota Corp コンバインのグレンタンク
JP2017191013A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 Jfeスチール株式会社 肉厚測定装置、肉厚評価装置、肉厚測定方法及び肉厚評価方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04267815A (ja) * 1991-02-21 1992-09-24 Kubota Corp コンバインのグレンタンク
JP2017191013A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 Jfeスチール株式会社 肉厚測定装置、肉厚評価装置、肉厚測定方法及び肉厚評価方法

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