JPS61122562A - 亀裂深さの測定方法 - Google Patents
亀裂深さの測定方法Info
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- JPS61122562A JPS61122562A JP59247568A JP24756884A JPS61122562A JP S61122562 A JPS61122562 A JP S61122562A JP 59247568 A JP59247568 A JP 59247568A JP 24756884 A JP24756884 A JP 24756884A JP S61122562 A JPS61122562 A JP S61122562A
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- Japan
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- crack
- wave
- surface wave
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- probes
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
本発明は、表面波を用いて、被検体の亀裂深さを測定す
るための方法に関する。
るための方法に関する。
［従来の技術］
第１２〜１５図に示すように、従来の亀裂深さの測定方
法では、次のようにして亀裂深さｄを求めている。
法では、次のようにして亀裂深さｄを求めている。
第１２図に示すごとく、まず、被検体５の健全部（亀裂
のない部分）に２個の表面波探触子１，１を相対して設
置した状態で、表面波Ｒを送り、被検体５を伝播してく
る超音波のエコー３を検出器を構成するブラウン管４の
中央近傍に表示されるように調整する。（第１３図参照
） 次いで、第１４図に示すごとく、２個の表面波探触子１
，１の開隔２ａを一定に保ったまま、亀裂２を挟むよう
にして、表面波探触子１，１を亀裂２のある表面に設置
する。
のない部分）に２個の表面波探触子１，１を相対して設
置した状態で、表面波Ｒを送り、被検体５を伝播してく
る超音波のエコー３を検出器を構成するブラウン管４の
中央近傍に表示されるように調整する。（第１３図参照
） 次いで、第１４図に示すごとく、２個の表面波探触子１
，１の開隔２ａを一定に保ったまま、亀裂２を挟むよう
にして、表面波探触子１，１を亀裂２のある表面に設置
する。
この状態で、表面波Ｒを送って、ブラウン管４上に超音
波のエコー６を表示すると、第１３図に示す超音波の立
上りよりら第１５図に示す超音波の立上りが遅れる。す
なわち、亀裂２の長さρの往復分だけ、伝播時間が長く
なる。
波のエコー６を表示すると、第１３図に示す超音波の立
上りよりら第１５図に示す超音波の立上りが遅れる。す
なわち、亀裂２の長さρの往復分だけ、伝播時間が長く
なる。
この遅れ時間差を２Ｔとして、表面波速度（音速）をＶ
ｒとすると、次式により、亀裂の長さＣが求まり、この
亀裂長さρを亀裂深さｄとみなす６ジ（＝ｄ）＝ＴＸＶ
ｒ なお、第ｉ ３．１５図中の符号Ｔ′は健全部を通過さ
せた際の表面波の伝播時間（縦波伝播時間）に対応する
時間を表わす。
ｒとすると、次式により、亀裂の長さＣが求まり、この
亀裂長さρを亀裂深さｄとみなす６ジ（＝ｄ）＝ＴＸＶ
ｒ なお、第ｉ ３．１５図中の符号Ｔ′は健全部を通過さ
せた際の表面波の伝播時間（縦波伝播時間）に対応する
時間を表わす。
［発明が解決しようとする問題、克１
しかしながら、このような従来の亀裂深さの測定方法で
は、亀裂２が被検体５の縁部から垂直に入っている場合
には、亀裂長さρ（＝ Ｔ Ｘ Ｖｒ）がそのまま亀裂
深さｄとなるが、亀裂２が斜めに入っている場合には、
亀裂長さＱ（＝ＴＸＶｒ）は亀裂深さｄとは一致しない
という問題点がある。
は、亀裂２が被検体５の縁部から垂直に入っている場合
には、亀裂長さρ（＝ Ｔ Ｘ Ｖｒ）がそのまま亀裂
深さｄとなるが、亀裂２が斜めに入っている場合には、
亀裂長さＱ（＝ＴＸＶｒ）は亀裂深さｄとは一致しない
という問題点がある。
一般に、自然欠陥を対象に亀裂深さｄを測定する場合に
、亀裂２がどの方向に入るかは未知であるので、５
従来方法では、必ずしも正確な亀裂深さ
ｄを測定することができないという問題点がある。
、亀裂２がどの方向に入るかは未知であるので、５
従来方法では、必ずしも正確な亀裂深さ
ｄを測定することができないという問題点がある。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、被検体の縁部から斜めに形成された亀裂においても、
その亀裂の深さを正確に測定できるようにした、゛亀裂
深さの測定方法を提供することを目的とする。
、被検体の縁部から斜めに形成された亀裂においても、
その亀裂の深さを正確に測定できるようにした、゛亀裂
深さの測定方法を提供することを目的とする。
［問題点を解決するだめの手段］
このため本発明の亀裂深さの測定方法は、被検体の亀裂
を挟んで２つの表面波探触子を相対させ、これらの表面
波探触子の一方から表面波を上記被検体へ向けて送り、
その他方で上記亀裂を経由した表面波を受けてその受信
信号を検出器に送ることにより上記亀裂の深さを測定す
るに際し、上記２つの表面波探触子間の上記亀裂の表面
を経由した表面波の縦波伝播時間を測定するとともに、
上記亀裂の先端部で横波に変換されて上記被検体中を伝
播してくる振動波の横波伝播時間を測定して、これらの
縦波伝播時間と横波伝播時間とに基づき上記亀裂の深さ
を測定することを特徴としている。
を挟んで２つの表面波探触子を相対させ、これらの表面
波探触子の一方から表面波を上記被検体へ向けて送り、
その他方で上記亀裂を経由した表面波を受けてその受信
信号を検出器に送ることにより上記亀裂の深さを測定す
るに際し、上記２つの表面波探触子間の上記亀裂の表面
を経由した表面波の縦波伝播時間を測定するとともに、
上記亀裂の先端部で横波に変換されて上記被検体中を伝
播してくる振動波の横波伝播時間を測定して、これらの
縦波伝播時間と横波伝播時間とに基づき上記亀裂の深さ
を測定することを特徴としている。
［作用Ｊ
上述の本発明の亀裂深さの測定方法では、亀裂の表面を
経由した表面波の縦波伝播時間を測定するとともに、亀
裂の先端部で表面波が横波に変換されて被検体中を伝播
してくる横波伝播時間を測定して、これらの縦波伝播時
間と横波伝播時間とに基づき演算を行ない、亀裂の深さ
を測定することができる。
経由した表面波の縦波伝播時間を測定するとともに、亀
裂の先端部で表面波が横波に変換されて被検体中を伝播
してくる横波伝播時間を測定して、これらの縦波伝播時
間と横波伝播時間とに基づき演算を行ない、亀裂の深さ
を測定することができる。
［実施例１
以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜８図は本発明の一実施例としての亀裂深さの測定
方法を示すもので、第１，２図はそれぞれその左側に傾
斜した亀裂の測定状態を示す模式図および波形図、第３
．４図はそれぞれその亀裂の生成していない被検体の測
定状態を示す模式図および波形図、第５゜６図はそれぞ
れその傾斜していない亀裂の測定状態を示す模式図およ
び波形図、第７，８図はそれぞれその右側に傾斜した亀
裂の測定状態を示す模式図および波形図、第９〜１１図
は本発明の方法を実施するための装置を示すもので、第
９図はその装置の構成図、第１０．１１図はいずれもそ
の切換装置の切換状態を示す模式図である。
第１〜８図は本発明の一実施例としての亀裂深さの測定
方法を示すもので、第１，２図はそれぞれその左側に傾
斜した亀裂の測定状態を示す模式図および波形図、第３
．４図はそれぞれその亀裂の生成していない被検体の測
定状態を示す模式図および波形図、第５゜６図はそれぞ
れその傾斜していない亀裂の測定状態を示す模式図およ
び波形図、第７，８図はそれぞれその右側に傾斜した亀
裂の測定状態を示す模式図および波形図、第９〜１１図
は本発明の方法を実施するための装置を示すもので、第
９図はその装置の構成図、第１０．１１図はいずれもそ
の切換装置の切換状態を示す模式図である。
第９〜１１図に示すように、本発明の方法を実施するた
めの装置では、被検体５の亀裂２ないし健全部を挟むよ
うに２つの表面波探触子１，１が相対して設けられてお
り、これらの表面波探触子１，１のうちの一方（送信側
）から表面波Ｒを発信させるように、超音波探傷器８か
らコード３．０を介して表面波発生信号が表面波探触子
１のうちの一方へ送られる。
めの装置では、被検体５の亀裂２ないし健全部を挟むよ
うに２つの表面波探触子１，１が相対して設けられてお
り、これらの表面波探触子１，１のうちの一方（送信側
）から表面波Ｒを発信させるように、超音波探傷器８か
らコード３．０を介して表面波発生信号が表面波探触子
１のうちの一方へ送られる。
そして、表面波探触子１のうちの他方（受信側）で受け
た表面波Ｒのエコーは、超音波探傷器８を介してブラウ
ン管４上に表示される。
た表面波Ｒのエコーは、超音波探傷器８を介してブラウ
ン管４上に表示される。
まだ、表面波探触子１，１と超音波探傷器８との間には
、フード１０の接続を、第１０．１１図に示すように切
換えるための切換装置９が介装されていて、この切換え
により、表面波探触子１，１の受信側と送信側とが入れ
換わるように構７＆されている。
、フード１０の接続を、第１０．１１図に示すように切
換えるための切換装置９が介装されていて、この切換え
により、表面波探触子１，１の受信側と送信側とが入れ
換わるように構７＆されている。
このような本発明の方法を実施するための装置を用いて
、次の手順により、亀裂深さｄを測定する。
、次の手順により、亀裂深さｄを測定する。
まず、第３図に示すように、被検本５の健全部の表面に
、２個の表面波探触子１，１を相対して設置する。
、２個の表面波探触子１，１を相対して設置する。
そして、表面波Ｒを送信することによって、第４図に示
すように、超音波のエコー３がブラウン管４のはぼ中央
位置にくるように、超音波探傷Ｈ８を調整する。
すように、超音波のエコー３がブラウン管４のはぼ中央
位置にくるように、超音波探傷Ｈ８を調整する。
次に、２個の表面波探触子１，１の間の距離２ａを一定
に保ったまま、第１．Ｓ、７図に示すように、亀裂２を
含む被検体５の表面に２個の表面波探触子１，１を設置
する。
に保ったまま、第１．Ｓ、７図に示すように、亀裂２を
含む被検体５の表面に２個の表面波探触子１，１を設置
する。
そして、送信側の表面波探触子１から表面波Ｒを被検体
５の表面に送って、亀裂２の表面を伝播して、受信側の
表面波探触子１へ至る。この表面波Ｒは、第２゜６．８
図に示すように、ブラウン管４上では超音波エコー６と
して観察される。これにより、健全部での表面波Ｒの到
達時間である伝播時間Ｔ′と亀裂２がある場合の表面波
Ｒの到達時間Ｔ０との差２Ｔが求められる。
５の表面に送って、亀裂２の表面を伝播して、受信側の
表面波探触子１へ至る。この表面波Ｒは、第２゜６．８
図に示すように、ブラウン管４上では超音波エコー６と
して観察される。これにより、健全部での表面波Ｒの到
達時間である伝播時間Ｔ′と亀裂２がある場合の表面波
Ｒの到達時間Ｔ０との差２Ｔが求められる。
さらに、亀裂２の表面を伝わった表面波Ｒの一部は、亀
裂２の先端で横波Ｓにモード変換され、この横波Ｓへ
は被検体５中を伝播して最短距離ΔＸで
受信側の表面波探触子１に至る。
裂２の先端で横波Ｓにモード変換され、この横波Ｓへ
は被検体５中を伝播して最短距離ΔＸで
受信側の表面波探触子１に至る。
従って第２．６．８図に符号７で示すごとく、ブラウン
管４上では、表面波Ｒによる逓音波エコー６の前に、横
波Ｓによる超音波エフ−７が立ち上がる。
管４上では、表面波Ｒによる逓音波エコー６の前に、横
波Ｓによる超音波エフ−７が立ち上がる。
このエコー７により、亀裂がある場合の表面波Ｒの到達
時間（横波伝播時間）Ｔ１が観察される。
時間（横波伝播時間）Ｔ１が観察される。
このように、横波Ｓによる超音波エコー７の立ち上がる
ことは、発明者によって発見された事柄である。
ことは、発明者によって発見された事柄である。
健全部での表面波Ｒの到達時間である伝播時間Ｔ′と、
亀裂２がある場合の横波Ｓの到達時間である伝播時開Ｔ
、 どの差を２Ｔとすると、次式が成立する。
亀裂２がある場合の横波Ｓの到達時間である伝播時開Ｔ
、 どの差を２Ｔとすると、次式が成立する。
Ｔ、 ＝Ｉ（ａ＋ｆｆ）／Ｖｒｌ＋ｆΔ×／■ｓ）・・
・（２）Ｔ＝ρ／ Ｖ ｒ ・
・・（３）第２，３式より、亀裂２の先端から受信側表
面波探触子１までの距離Δ×および亀裂２の長さρは、
次式により求まる。
・（２）Ｔ＝ρ／ Ｖ ｒ ・
・・（３）第２，３式より、亀裂２の先端から受信側表
面波探触子１までの距離Δ×および亀裂２の長さρは、
次式により求まる。
Δ×＝ｖｓ（Ｔ、−（ａ＋ｐ）／ｖｒ）・・・（４）ジ
＝ＴＸＶｒ ・・・（５）第２〜
４式において、ａは表面波探触子間の距離の（１／２）
、Ｖｒは縦波の伝播速度、Ｖｓは横波の伝播速度をそれ
ぞれ示している。
＝ＴＸＶｒ ・・・（５）第２〜
４式において、ａは表面波探触子間の距離の（１／２）
、Ｖｒは縦波の伝播速度、Ｖｓは横波の伝播速度をそれ
ぞれ示している。
なお、伝播時間Ｔ′と差２Ｔとの和は、縦波伝播時開（
表面波伝播時間）Ｔ、を表わしている。
表面波伝播時間）Ｔ、を表わしている。
このようにして求められたΔｘ、４および予め与えられ
たａは、三角形の各辺の長さに相当するので、三角形の
高さに相当する亀裂２の深さｄは、次式により求められ
る。
たａは、三角形の各辺の長さに相当するので、三角形の
高さに相当する亀裂２の深さｄは、次式により求められ
る。
・・・（６）
このように、第２〜６式を用いることによって、亀裂２
に傾きがある場合もない場合も、同一の演算により求め
ることができる。
に傾きがある場合もない場合も、同一の演算により求め
ることができる。
また、上述の亀裂深さｄを求める過程において、切換装
置９を切換えることによって第１０図に示す接続状態に
おいて測定される第２式の伝播時間Ｔ、＝Ｔ、ｃと、第
１１図に示す接続状態において測定される第２式の伝播
時開Ｔ、＝Ｔ、イとをそれぞれ求めて、伝播時間Ｔｌｃ
、Ｔ１くの大小関係から、傾斜の有無と傾きの方向とを
求めることができる。
置９を切換えることによって第１０図に示す接続状態に
おいて測定される第２式の伝播時間Ｔ、＝Ｔ、ｃと、第
１１図に示す接続状態において測定される第２式の伝播
時開Ｔ、＝Ｔ、イとをそれぞれ求めて、伝播時間Ｔｌｃ
、Ｔ１くの大小関係から、傾斜の有無と傾きの方向とを
求めることができる。
すなわち、Ｔ、、＞Ｔｌｄの場合には、亀裂２が、第１
図に示すように、左側へ傾いており、Ｔ、ｅ＝７．７の
場合には、亀裂２が第５図に示すように、傾いておらず
、ＴＩ！＜”ｒｌ−の場合には、亀裂２が、第７図に示
すように、右側へ傾いている。
図に示すように、左側へ傾いており、Ｔ、ｅ＝７．７の
場合には、亀裂２が第５図に示すように、傾いておらず
、ＴＩ！＜”ｒｌ−の場合には、亀裂２が、第７図に示
すように、右側へ傾いている。
このように、切換装置９を、超音波探傷器８と表面波探
触子１．１との間に介装すると、表面波探触子１を被検
体５に取り付けたり取り脱したりする手間が省けて、表
面波探触子１．１間の距離を一定に保てるので、煩わし
さが解消され、作業性も向上する。
触子１．１との間に介装すると、表面波探触子１を被検
体５に取り付けたり取り脱したりする手間が省けて、表
面波探触子１．１間の距離を一定に保てるので、煩わし
さが解消され、作業性も向上する。
［発明の効果１
以上詳述したように、本発明の亀裂深さの測定方法によ
れば、被検体の亀裂を挟んで２つの表面波探触子を相対
させ、これらの表面波探触子の一方から表面波を上記被
検体へ向けて送り、その池方で上記亀裂を経由した表面
波を受けてその受信信号を検出器に送ることにより上記
亀裂の深さを測定するに際し、上記２つの表面波探触子
間の上記亀裂の表面を経由した表面波の縦波伝播時間を
測定するとともに、上記亀裂の先端部で横波に変換され
て上記被検体中を伝播してくる振動波の横波伝播時間を
測定して、これらの縦波伝播時問と横波伝播時間とに基
づき上記亀裂の深さを測定するというｗＲ素な構造で、
次のような効果ないし利点を得ることができる。
れば、被検体の亀裂を挟んで２つの表面波探触子を相対
させ、これらの表面波探触子の一方から表面波を上記被
検体へ向けて送り、その池方で上記亀裂を経由した表面
波を受けてその受信信号を検出器に送ることにより上記
亀裂の深さを測定するに際し、上記２つの表面波探触子
間の上記亀裂の表面を経由した表面波の縦波伝播時間を
測定するとともに、上記亀裂の先端部で横波に変換され
て上記被検体中を伝播してくる振動波の横波伝播時間を
測定して、これらの縦波伝播時問と横波伝播時間とに基
づき上記亀裂の深さを測定するというｗＲ素な構造で、
次のような効果ないし利点を得ることができる。
（１） 被検体の縁部から斜めに形成された亀裂にお
いても、その亀裂の深さを正確に測定することができる
。
いても、その亀裂の深さを正確に測定することができる
。
・ （２）非破壊検査技術の精度向上に大きく寄与でき
る。
る。
第１〜８図は本発明の一実施例としての亀裂深さの測定
方法を示すもので、第１，２図はそれぞ枕その左側に傾
斜した亀裂の測定状態を示す模式図および波形図、第３
，４図はそれぞれその亀裂の生成していない被検体の測
定状態を示す模式図および波形図、第５゜６図はそ九ぞ
れその傾斜していない亀裂の測定状態を示す模式図およ
び波形図、＠７．８図はそれぞれその右側に傾斜した亀
裂のより定状態を示す模式図および波へ 形図、第９〜１１図は本発明の方法を実施するだめの装
置を示すもので、第９図はその装置の構成図、第１０．
１１図はいずれもその切換装置の切換状態を示す模式図
であｒ）、第１２〜１５図は従来の亀裂深さの測定方法
を示すもので、第１２．１３図はそれぞれその亀裂の生
成していない被検体の測定状態を示す模式図および波形
図、第１４．１５図はそれぞれその傾斜していない亀裂
の測定状態を示す模式図および波形図である。 １・・表面波探触子、２・・亀裂、３・・超音波エコー
、４・・ブラウン管、５・・被検体、６，７・・超音波
エコー、８・・超音波探傷器、９・・切換装置、１０・
・フード。 復代理人 弁理士 飯沼義彦 第１図 第３図 第５図 第７図 １８図 第９図 Ｍ １０図 第１１図 ｉ ド第１２図
方法を示すもので、第１，２図はそれぞ枕その左側に傾
斜した亀裂の測定状態を示す模式図および波形図、第３
，４図はそれぞれその亀裂の生成していない被検体の測
定状態を示す模式図および波形図、第５゜６図はそ九ぞ
れその傾斜していない亀裂の測定状態を示す模式図およ
び波形図、＠７．８図はそれぞれその右側に傾斜した亀
裂のより定状態を示す模式図および波へ 形図、第９〜１１図は本発明の方法を実施するだめの装
置を示すもので、第９図はその装置の構成図、第１０．
１１図はいずれもその切換装置の切換状態を示す模式図
であｒ）、第１２〜１５図は従来の亀裂深さの測定方法
を示すもので、第１２．１３図はそれぞれその亀裂の生
成していない被検体の測定状態を示す模式図および波形
図、第１４．１５図はそれぞれその傾斜していない亀裂
の測定状態を示す模式図および波形図である。 １・・表面波探触子、２・・亀裂、３・・超音波エコー
、４・・ブラウン管、５・・被検体、６，７・・超音波
エコー、８・・超音波探傷器、９・・切換装置、１０・
・フード。 復代理人 弁理士 飯沼義彦 第１図 第３図 第５図 第７図 １８図 第９図 Ｍ １０図 第１１図 ｉ ド第１２図
Claims (1)
- 被検体の亀裂を挟んで２つの表面波探触子を相対させ、
これらの表面波探触子の一方から表面波を上記被検体へ
向けて送り、その他方で上記亀裂を経由した表面波を受
けてその受信信号を検出器に送ることにより上記亀裂の
深さを測定するに際し、上記２つの表面波探触子間の上
記亀裂の表面を経由した表面波の縦波伝播時間を測定す
るとともに、上記亀裂の先端部で横波に変換されて上記
被検体中を伝播してくる振動波の横波伝播時間を測定し
て、これらの縦波伝播時間と横波伝播時間とに基づき上
記亀裂の深さを測定することを特徴とする、亀裂深さの
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247568A JPS61122562A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 亀裂深さの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247568A JPS61122562A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 亀裂深さの測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122562A true JPS61122562A (ja) | 1986-06-10 |
Family
ID=17165427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247568A Pending JPS61122562A (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 亀裂深さの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61122562A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6431048A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Hitachi Construction Machinery | Method for measuring surface opening crack depth of concrete by ultrasonic wave |
| JPS6451858U (ja) * | 1987-09-29 | 1989-03-30 | ||
| US5085082A (en) * | 1990-10-24 | 1992-02-04 | The Babcock & Wilcox Company | Apparatus and method of discriminating flaw depths in the inspection of tubular products |
| JP2002131289A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探傷装置および方法 |
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