JPS61210947A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
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- JPS61210947A JPS61210947A JP60051738A JP5173885A JPS61210947A JP S61210947 A JPS61210947 A JP S61210947A JP 60051738 A JP60051738 A JP 60051738A JP 5173885 A JP5173885 A JP 5173885A JP S61210947 A JPS61210947 A JP S61210947A
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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】
〔発明の技術分野］
本発明は、金属材料等の表面や内部に存在する欠陥の有
無及び寸法を測定する超音波ビームぎに係り、特に管状
被検体の内面に発生した割れ等の欠陥に対する検出能の
向上を図った超音波探傷装置に関する。
無及び寸法を測定する超音波ビームぎに係り、特に管状
被検体の内面に発生した割れ等の欠陥に対する検出能の
向上を図った超音波探傷装置に関する。
［発明の技術的背ｌｌＩ］
超音波探傷において、欠陥検出限界は通常Ｓ／Ｎ比（欠
陥レベルとノイズレベルの比率）と欠陥検出感度（欠陥
エコーレベル）により決定される。
陥レベルとノイズレベルの比率）と欠陥検出感度（欠陥
エコーレベル）により決定される。
特にオーステティ１−系ステンレス鋼管に発生した応力
腐食割れ等のように材料ノイズの大きい材料（粗大結晶
粒に起因）中に存在する微小で閉じた欠陥を検出する際
には上記Ｓ／Ｎ比及び欠陥検出感度を向上することが最
も重要なこととなる。
腐食割れ等のように材料ノイズの大きい材料（粗大結晶
粒に起因）中に存在する微小で閉じた欠陥を検出する際
には上記Ｓ／Ｎ比及び欠陥検出感度を向上することが最
も重要なこととなる。
従来、オーステナイト系ステンレスｌｌｌ１ｒ１の特に
内面に発生した割れ状欠陥を検出するための超音波探傷
においては、第１６図に示すように管状被検体１に対し
て１１Ｉｌの斜角探触子２を配置し、ジグザグ走査する
方法が行なわれている。しかし乍ら、管状被検体１の形
状が変わっても同じ斜角探触子２が使用されており、欠
陥エコーレベルを上げるための探傷効率（欠陥反射率、
往復透過率等主に屈折角に影響を受ける）に対する考慮
はほとんどなされていない。
内面に発生した割れ状欠陥を検出するための超音波探傷
においては、第１６図に示すように管状被検体１に対し
て１１Ｉｌの斜角探触子２を配置し、ジグザグ走査する
方法が行なわれている。しかし乍ら、管状被検体１の形
状が変わっても同じ斜角探触子２が使用されており、欠
陥エコーレベルを上げるための探傷効率（欠陥反射率、
往復透過率等主に屈折角に影響を受ける）に対する考慮
はほとんどなされていない。
また、この方法では探触子の機械的走査を多く必要とす
るため探傷スピードや探触子の接触状態等の影響を受け
やすく従って結果がバラツクという欠点もあった。
るため探傷スピードや探触子の接触状態等の影響を受け
やすく従って結果がバラツクという欠点もあった。
［発明の目的］
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、管状被検
体をはじめとする被検体の形状によらず欠陥検出能を向
上させ、なおかつ探傷スピード及び探触子の接触状態等
による探傷結果のバラツキも低減させた超音波探傷装置
を提供することを目的とする。
体をはじめとする被検体の形状によらず欠陥検出能を向
上させ、なおかつ探傷スピード及び探触子の接触状態等
による探傷結果のバラツキも低減させた超音波探傷装置
を提供することを目的とする。
［発明の概要］
かかる目的を達成するために本発明による超音波探傷装
置は、アレイ形探触子を用いると共に欠陥からの反射エ
コーレベルが最大になる超音波入射角を演算する演算処
理部を備え、この演算処理部の演算出力に基づき所望の
方向に超音波主ビームを送信するべく上記アレイ探触子
の振動子群を選択する手段を具備したことを特徴とする
。
置は、アレイ形探触子を用いると共に欠陥からの反射エ
コーレベルが最大になる超音波入射角を演算する演算処
理部を備え、この演算処理部の演算出力に基づき所望の
方向に超音波主ビームを送信するべく上記アレイ探触子
の振動子群を選択する手段を具備したことを特徴とする
。
［発明の実施例］
以下本発明に係る超音波探傷装置を第１図に示す一実施
例に従い説明する。
例に従い説明する。
第１図において、３は内部に複数の超音波撮動子３Ａを
備えたアレイ形探触子であり、アクリルシュー３Ｂを介
して管状被検体１上に配置されている。４は各振動子３
Ａに励振用の高電圧パルスを印加し、管状被検体１中に
超音波ビームＵＢを送信する多チャンネルのパルサ一群
であり、５は上記超音波ビームＵＢが管状被検体１中の
欠陥ＣＲによって反射した超音波エコーｔＪＥを各振動
子３Ａを介して受信し、電気信号に変換する多チャンネ
ルのレシーバ群である。
備えたアレイ形探触子であり、アクリルシュー３Ｂを介
して管状被検体１上に配置されている。４は各振動子３
Ａに励振用の高電圧パルスを印加し、管状被検体１中に
超音波ビームＵＢを送信する多チャンネルのパルサ一群
であり、５は上記超音波ビームＵＢが管状被検体１中の
欠陥ＣＲによって反射した超音波エコーｔＪＥを各振動
子３Ａを介して受信し、電気信号に変換する多チャンネ
ルのレシーバ群である。
６は管状被検体１の材質と寸法に応じ、内面に存在する
割れ状欠陥からの反射エコーが最大となるように最適屈
折角の演算処理を行なう最適屈折角演算用マイクロコン
ピュータである。７は最適屈折角演算用マイクロコンピ
ュータ６での演算結果に基づき、所定の屈折角で超音波
主ビームが管状被検体１中に入射するように、多チャン
ネルのパルサ一群４を制御する送信用ディレィコントロ
ーラであり、１つの振動子群の各撮動子３Ａに時間差を
与えて高電圧を印加させることにより、超音波の干渉作
用を利用し、所定の方向に超音波主ビームを入射してい
る。８は多チャンネルのレシーバ群５の信号を送信時と
同じタイミングで遅延させるための受信用ディレィコン
トローラであり、１つの振動子群での信号毎に加算回路
９で加算処理される。
割れ状欠陥からの反射エコーが最大となるように最適屈
折角の演算処理を行なう最適屈折角演算用マイクロコン
ピュータである。７は最適屈折角演算用マイクロコンピ
ュータ６での演算結果に基づき、所定の屈折角で超音波
主ビームが管状被検体１中に入射するように、多チャン
ネルのパルサ一群４を制御する送信用ディレィコントロ
ーラであり、１つの振動子群の各撮動子３Ａに時間差を
与えて高電圧を印加させることにより、超音波の干渉作
用を利用し、所定の方向に超音波主ビームを入射してい
る。８は多チャンネルのレシーバ群５の信号を送信時と
同じタイミングで遅延させるための受信用ディレィコン
トローラであり、１つの振動子群での信号毎に加算回路
９で加算処理される。
１０は加算回路９で加算処理された信号を取り込み、あ
るしきい値を越えた信号のみそのときのビーム路程と振
幅値とを計測するビーム路程・振幅値計測回路であり、
その計測値は画像処理用マイクロコンピュータ１１のメ
モリに記憶される。
るしきい値を越えた信号のみそのときのビーム路程と振
幅値とを計測するビーム路程・振幅値計測回路であり、
その計測値は画像処理用マイクロコンピュータ１１のメ
モリに記憶される。
１２はアレイ探触子３の位置を計測する探触子位置検出
器１２であり、画像処理用マイクロコンピュータ１１の
メモリに記憶される。この画像処理用マイクロコンピュ
ータ１１のメモリに記憶されたデータは、その演算部で
演算処理される。１３は上記演算部での演算結果により
Ｂスコープ、Ｃスコープ等の表示方式で画像表示する表
示装置である。
器１２であり、画像処理用マイクロコンピュータ１１の
メモリに記憶される。この画像処理用マイクロコンピュ
ータ１１のメモリに記憶されたデータは、その演算部で
演算処理される。１３は上記演算部での演算結果により
Ｂスコープ、Ｃスコープ等の表示方式で画像表示する表
示装置である。
なお、上記すべての動作は制御用マイクロコンピュータ
１４によって制御されている。
１４によって制御されている。
以上の構成による本実施例の作用を第２図から第１１図
を参照して駅用する。
を参照して駅用する。
本実施例の作用の特徴としては、最適屈折角演算用マイ
クロコンピュータ６で管状被検体１内面に発生した割れ
状欠陥からの反射エコーが最大になる屈折率を、演算処
理により求めその屈折角で超音波主ビームを管状被検体
１中へ入射することによりＳ／Ｎ比及び欠陥検出感度を
改善し、上記 −欠陥の検出能を向上すること
にある。
クロコンピュータ６で管状被検体１内面に発生した割れ
状欠陥からの反射エコーが最大になる屈折率を、演算処
理により求めその屈折角で超音波主ビームを管状被検体
１中へ入射することによりＳ／Ｎ比及び欠陥検出感度を
改善し、上記 −欠陥の検出能を向上すること
にある。
以下、最適屈折角の演算方法及び結果の一例を°説明す
る。
る。
第２図は最適屈折角の演算方法の処理手順を示す流れ図
である。本装置では処理Ｓ１として管状被検体１の材質
や寸法が変わるごとに最適屈折角の演算を行なっている
が、屈折角の違いにより探傷効率（欠陥エコーレベル）
に影響を及ぼす要因として処理８２．８３にて音の減衰
率、処理８４゜Ｓ５にて、欠陥反射率、処理Ｓ６にて往
復透過率を取り上げ、処［３７にてこの３つの比率の積
を総合効率として求め、この総合効率が最大値を示す時
の屈折角を最適屈折角として処理Ｓ８にて設定している
。
である。本装置では処理Ｓ１として管状被検体１の材質
や寸法が変わるごとに最適屈折角の演算を行なっている
が、屈折角の違いにより探傷効率（欠陥エコーレベル）
に影響を及ぼす要因として処理８２．８３にて音の減衰
率、処理８４゜Ｓ５にて、欠陥反射率、処理Ｓ６にて往
復透過率を取り上げ、処［３７にてこの３つの比率の積
を総合効率として求め、この総合効率が最大値を示す時
の屈折角を最適屈折角として処理Ｓ８にて設定している
。
まず、屈折角の変化に伴なう音の減衰率の演算方法につ
いて結果の一例もまじえながら第３図及び第４図を用い
て説明する。
いて結果の一例もまじえながら第３図及び第４図を用い
て説明する。
第３図は外形−１７０履、内径−１０１０ａｍ＋の管の
場合を例に上げ、屈折角の変化による音の減衰率の結果
を示したものである。この時、音の減衰はビーム路程の
逆数に比例すると仮定して演算処理を行なっており、そ
れぞれの屈折角における音の減衰率は、ビーム路程が最
も小さい時（屈折角−〇゛）の音、の減衰に対する比率
で求めている。
場合を例に上げ、屈折角の変化による音の減衰率の結果
を示したものである。この時、音の減衰はビーム路程の
逆数に比例すると仮定して演算処理を行なっており、そ
れぞれの屈折角における音の減衰率は、ビーム路程が最
も小さい時（屈折角−〇゛）の音、の減衰に対する比率
で求めている。
なお管の場合、音の減衰率に影響を与えるビーム路程１
は、 Ｊｌ−Ｒｏ ｓｉｎ （９０−ｃｒ） −−ｒＴｆ
・” （式１）％式％） ・・・（式２） Ｒ１−内径／２ ・・・（式３）ＲＯ
外径／２ ・・・（式４）ただしα
；屈折角 で表わされ、第４図に示すように屈折角が大きくなる程
、ビーム路程上も大きくなり、ついには管内面に接触し
なくなる。この時の臨界屈折角αが管内面に存在する欠
陥検出のための限界屈折角になるが、上記寸法の管状被
検体１ではその値は約５９°である。
は、 Ｊｌ−Ｒｏ ｓｉｎ （９０−ｃｒ） −−ｒＴｆ
・” （式１）％式％） ・・・（式２） Ｒ１−内径／２ ・・・（式３）ＲＯ
外径／２ ・・・（式４）ただしα
；屈折角 で表わされ、第４図に示すように屈折角が大きくなる程
、ビーム路程上も大きくなり、ついには管内面に接触し
なくなる。この時の臨界屈折角αが管内面に存在する欠
陥検出のための限界屈折角になるが、上記寸法の管状被
検体１ではその値は約５９°である。
次に、屈折角の変化に伴う欠陥反射率の演算方法につい
て結果の一例をまじえながら第５図から第８図を用いて
説明する。
て結果の一例をまじえながら第５図から第８図を用いて
説明する。
第５図は、管探傷における屈折角（α１．α２）の違い
による欠陥入射角（α１′、α２′）の変化を示したも
のである。第５図より屈折角が大きい程欠陥入射角も大
きくなるが、屈折角≠欠陥入射角であることは明らかで
ある。管の場合の欠陥入射角α′はビーム路程と同様に
屈折角α、外径及び内径の関数として、 α′−９０＋α−ω ・・・（式５）・・
・（式６） ただしり、Ｒｏはそれぞれ（式２）、（式４）と同じで
表わされ、−例として上記寸法の被検管の屈折角と欠陥
入射角の関係を求めれば、第６図のようになる。
による欠陥入射角（α１′、α２′）の変化を示したも
のである。第５図より屈折角が大きい程欠陥入射角も大
きくなるが、屈折角≠欠陥入射角であることは明らかで
ある。管の場合の欠陥入射角α′はビーム路程と同様に
屈折角α、外径及び内径の関数として、 α′−９０＋α−ω ・・・（式５）・・
・（式６） ただしり、Ｒｏはそれぞれ（式２）、（式４）と同じで
表わされ、−例として上記寸法の被検管の屈折角と欠陥
入射角の関係を求めれば、第６図のようになる。
さらに、欠陥反射率は欠陥コーナを固体の自由限界のコ
ーナと仮定し、コーナにおける超音波ビームの反射経路
を第７図に示すように底面における反射と側面（欠陥面
）における反射に分けて計算している。すなわち欠陥に
入射角αｔで入射した超音波ビームは、底面において反
射し、側面に対しては入射角φ℃で入射し、元の方向へ
もどってゆく。実際にはコーナエコーが最大になるのは
この底面から側面への経路が無限小の場合であるが、コ
ーナでの反射率の計算には固体の自由限界表面における
反射率の計算を２回実施すればよい。
ーナと仮定し、コーナにおける超音波ビームの反射経路
を第７図に示すように底面における反射と側面（欠陥面
）における反射に分けて計算している。すなわち欠陥に
入射角αｔで入射した超音波ビームは、底面において反
射し、側面に対しては入射角φ℃で入射し、元の方向へ
もどってゆく。実際にはコーナエコーが最大になるのは
この底面から側面への経路が無限小の場合であるが、コ
ーナでの反射率の計算には固体の自由限界表面における
反射率の計算を２回実施すればよい。
Ｒ−” ＲｔｔＸ Ｒｔｔ’ ・・・
（式７）ただしＲ：欠陥反射率 Ｒｔｔ ：底面での横波→横波の反射率Ｒｒｒ’；側面 ここで底面に横波が入射し、横波が反射する時の反射率
Ｒｔｔは固体中の横波音速、縦波音速、横波入射角、縦
波反射角の関数として ・・・（弐８） ただしＣｔ；固体中の横波音速 ＣＪＬ； 〃 縦波〃 ０℃ ＝横波入射角 α１；縦波反射角 この時 ｃｔｃｔ “ｉ″。 “１“０ｔ ・・・（式９）
として表わされ、底面で反射した横波が側面に入射し、
横波が反射する場合の反射率Ｒｔｔ’ は、・・・（式
１０） φ１−α１ ・・・（式１１）φ℃−９
０−α［・・・（式１２） で表わされる。
（式７）ただしＲ：欠陥反射率 Ｒｔｔ ：底面での横波→横波の反射率Ｒｒｒ’；側面 ここで底面に横波が入射し、横波が反射する時の反射率
Ｒｔｔは固体中の横波音速、縦波音速、横波入射角、縦
波反射角の関数として ・・・（弐８） ただしＣｔ；固体中の横波音速 ＣＪＬ； 〃 縦波〃 ０℃ ＝横波入射角 α１；縦波反射角 この時 ｃｔｃｔ “ｉ″。 “１“０ｔ ・・・（式９）
として表わされ、底面で反射した横波が側面に入射し、
横波が反射する場合の反射率Ｒｔｔ’ は、・・・（式
１０） φ１−α１ ・・・（式１１）φ℃−９
０−α［・・・（式１２） で表わされる。
第８図は一例として前記の寸法の管における欠陥入射角
と欠陥反射率、屈折角と欠陥反射率の関係を示したもノ
テある。（Ｃｔ −３２０９ｍ ／ ｓｅｃでＣ，！を
５５７２．５７７２．６０７２ｍ／ｓｅｃと３段階に変
化させている）横波・縦波音速が変われば、弐８及び式
１０を見てもわかるように同一欠陥入射角での欠陥反射
率も変化するが、欠陥入射角の変化に対する欠陥反射率
の変化の基本的パターンや欠陥入射角４５°を中心とし
て欠陥入射角の変化に対する欠陥反射率の変化も増加側
と減少側で対称である点等においては横波・縦波音速が
変わっても変化しない。
と欠陥反射率、屈折角と欠陥反射率の関係を示したもノ
テある。（Ｃｔ −３２０９ｍ ／ ｓｅｃでＣ，！を
５５７２．５７７２．６０７２ｍ／ｓｅｃと３段階に変
化させている）横波・縦波音速が変われば、弐８及び式
１０を見てもわかるように同一欠陥入射角での欠陥反射
率も変化するが、欠陥入射角の変化に対する欠陥反射率
の変化の基本的パターンや欠陥入射角４５°を中心とし
て欠陥入射角の変化に対する欠陥反射率の変化も増加側
と減少側で対称である点等においては横波・縦波音速が
変わっても変化しない。
次に、屈折角の変化に伴なう超音波の往復透過率の演算
方法について結果の一例をまじえながら第９図から第１
０図を参照して説明する。超音波の往復透過率Ｔは第９
図に示すようにアクリルシューから管状被検体へ超音波
が入射する際の透過効率と、欠陥からの反射超音波が管
状被検体からアクリルシュー内へ入射する際の透過効率
の積分として考えることができ ＰＯ；透過前のアクリルシュー内での音圧Ｐｌ ；管状
被検体中でのき圧 Ｐ２；透過後のアクリルシュー内での音圧と表わすこと
ができる。なおこの場合の欠陥は平板状の完全反射体と
し、また超音波の伝播経路は往復とも同一であると仮定
している。
方法について結果の一例をまじえながら第９図から第１
０図を参照して説明する。超音波の往復透過率Ｔは第９
図に示すようにアクリルシューから管状被検体へ超音波
が入射する際の透過効率と、欠陥からの反射超音波が管
状被検体からアクリルシュー内へ入射する際の透過効率
の積分として考えることができ ＰＯ；透過前のアクリルシュー内での音圧Ｐｌ ；管状
被検体中でのき圧 Ｐ２；透過後のアクリルシュー内での音圧と表わすこと
ができる。なおこの場合の欠陥は平板状の完全反射体と
し、また超音波の伝播経路は往復とも同一であると仮定
している。
この第９図においてアクリルシュー中を縦波が伝播し、
管状被検体中へ入射する横波の透過効率Ｐｌ ψ１−
Ｃ１ｔ−５１１１２ψｔｚ−Ｎ −（式１４）た
だしρ！、ρ２ニアクリルシュー管状被検体の密度 Ｃ１ｔ、Ｃ２ｔニアクリルシユ一管状被検体での横波音
速、 ＣｒＪＬニアクリルシューでの縦波音速、α１ｔ、α２
ｔ ；アクリルシューでの横波入射角管状被検体での横
波反 射角、 αｔＪｌニアクリルシューでの縦波入射角、 と表わせること、また管状被検体１中の横波がアクリル
シュー中へ入射する縦波の透過効率は（式１４）と（式
１５）の添字を逆にすれば良いことがＫ ｒａｕｔｋｒ
ａｌｅ＋’によって言われている。第１０図は前述の式
を用いて屈折角の変化に伴なう超音波の往復透過率を計
算した一例で、Ｋｕｈｎ＆Ｌ ｕｎｓｃｈによって行な
われた一般的鋼材（Ｃｅ −５９００ｍ／ＳｅＯＣｔ−
３２３０ｍ／ｓｅｃにライてのものである。
管状被検体中へ入射する横波の透過効率Ｐｌ ψ１−
Ｃ１ｔ−５１１１２ψｔｚ−Ｎ −（式１４）た
だしρ！、ρ２ニアクリルシュー管状被検体の密度 Ｃ１ｔ、Ｃ２ｔニアクリルシユ一管状被検体での横波音
速、 ＣｒＪＬニアクリルシューでの縦波音速、α１ｔ、α２
ｔ ；アクリルシューでの横波入射角管状被検体での横
波反 射角、 αｔＪｌニアクリルシューでの縦波入射角、 と表わせること、また管状被検体１中の横波がアクリル
シュー中へ入射する縦波の透過効率は（式１４）と（式
１５）の添字を逆にすれば良いことがＫ ｒａｕｔｋｒ
ａｌｅ＋’によって言われている。第１０図は前述の式
を用いて屈折角の変化に伴なう超音波の往復透過率を計
算した一例で、Ｋｕｈｎ＆Ｌ ｕｎｓｃｈによって行な
われた一般的鋼材（Ｃｅ −５９００ｍ／ＳｅＯＣｔ−
３２３０ｍ／ｓｅｃにライてのものである。
第１１図は以上述べた音の減衰率、欠陥反射率、往復透
過率を考慮して探傷効率を求めた結果の一例である。な
お管状被検体１の寸法は前述の通り外径−１１７０麺、
内径〜１１０１０ａを管状被検体中の縦波音速−ｓｅｏ
ｏｍ ／ Ｓｅｅ 、横波音速−３２００７ＦＬ ／
ｓｅｃをアクリルシュー内の縦波音速−２７００ｍ ／
Ｓｅｃ 。
過率を考慮して探傷効率を求めた結果の一例である。な
お管状被検体１の寸法は前述の通り外径−１１７０麺、
内径〜１１０１０ａを管状被検体中の縦波音速−ｓｅｏ
ｏｍ ／ Ｓｅｅ 、横波音速−３２００７ＦＬ ／
ｓｅｃをアクリルシュー内の縦波音速−２７００ｍ ／
Ｓｅｃ 。
横波音速−１４３０ｍ ／ ｓｅａを使用したものであ
る。
る。
最適屈折角としてはこの探傷効率が最大値を示すときの
屈折角を採用し、第１１図を用いると約３８°が最適屈
折角となる。
屈折角を採用し、第１１図を用いると約３８°が最適屈
折角となる。
ここで、前記の方法によって得られた最適屈折角で超音
波主ビームが入射するためのアレイ探触子３中各振動子
３Ａの励磁方法について若干の説明を行なう。
波主ビームが入射するためのアレイ探触子３中各振動子
３Ａの励磁方法について若干の説明を行なう。
まず、各振動子３Ａは一つの振動子群ごとに作動してお
り、順次その作動する振動子群の中心位置をずらしてい
くことにより、アレイ接触子３の機械的走査を伴なわな
いで、円周方向から広い範囲に渡って探傷することを可
能としている。
り、順次その作動する振動子群の中心位置をずらしてい
くことにより、アレイ接触子３の機械的走査を伴なわな
いで、円周方向から広い範囲に渡って探傷することを可
能としている。
次に、送信用ディレィコントローラ７及び受信用ディレ
ィコントローラ８で行なわれる作動する振動子群中の各
撮動子３Ａの励磁の遅延時間の制御方法について第１２
図を用いて説明する。管状被検体１の寸法と作動するｆ
ｆ１ｉｌｌ子群の中心位置の管状被検体１との相対位置
はわかっているため、最適屈折角αＳが決まり、アクリ
ルシュー３Ｂの縦波音速と管状被検体１中の横波音速か
らアクリルシュー３Ｂ内の縦波入射角がわかれば、アク
リルシュー３Ｂ内での偏向角φは算出できる。従って各
撮動子３Ａの遅延制御は超音波主ビームがアクリルシュ
ー３Ｂ内に偏向角φで入射するように行なわれる。
ィコントローラ８で行なわれる作動する振動子群中の各
撮動子３Ａの励磁の遅延時間の制御方法について第１２
図を用いて説明する。管状被検体１の寸法と作動するｆ
ｆ１ｉｌｌ子群の中心位置の管状被検体１との相対位置
はわかっているため、最適屈折角αＳが決まり、アクリ
ルシュー３Ｂの縦波音速と管状被検体１中の横波音速か
らアクリルシュー３Ｂ内の縦波入射角がわかれば、アク
リルシュー３Ｂ内での偏向角φは算出できる。従って各
撮動子３Ａの遅延制御は超音波主ビームがアクリルシュ
ー３Ｂ内に偏向角φで入射するように行なわれる。
レシーバ５で受信された信号は、受信用ディレィコント
ローラ８で遅延制−された後、一つの振動子群の信号ご
とに加算回路９で加算処理された後、ビーム路程・振幅
値計測回路１０であるしき値を超えたものだけビーム路
程とその時の振幅値が計測され、画像処理用マイクロコ
ンピュータ１１の入力用メモリに入力される。また、ア
レイ探触子３の位置も探触子位置検出回路１２で計測さ
れ画像処理用コンピュータ１１の入力用メモリ１１に入
力されているため、探傷結果は必要に応じＢスコープ、
Ｃスコープ等の表示方法で表示装［１３に表示される。
ローラ８で遅延制−された後、一つの振動子群の信号ご
とに加算回路９で加算処理された後、ビーム路程・振幅
値計測回路１０であるしき値を超えたものだけビーム路
程とその時の振幅値が計測され、画像処理用マイクロコ
ンピュータ１１の入力用メモリに入力される。また、ア
レイ探触子３の位置も探触子位置検出回路１２で計測さ
れ画像処理用コンピュータ１１の入力用メモリ１１に入
力されているため、探傷結果は必要に応じＢスコープ、
Ｃスコープ等の表示方法で表示装［１３に表示される。
第１３図はＢスコープに表示された結果の一例である。
本実施例の作用効果について第１４図から第１５図を用
いた説明する。第１４図は前記の管状被検体１の内面の
割れ状欠陥を探傷した時の結果の一例で、本装置による
最適屈折角を用いれば欠陥検出感度が大幅に改善できる
ことを示した、ものである。
いた説明する。第１４図は前記の管状被検体１の内面の
割れ状欠陥を探傷した時の結果の一例で、本装置による
最適屈折角を用いれば欠陥検出感度が大幅に改善できる
ことを示した、ものである。
また第１５図は、上記の欠陥を探傷した結果の一例で、
本装置による最適屈折角を用いれば、Ｓ／Ｎ比が大幅に
改善できることを示したものである。
本装置による最適屈折角を用いれば、Ｓ／Ｎ比が大幅に
改善できることを示したものである。
このことより、本実施例において管状被検体−１の材質
・形状が変わるごとに最適屈折角を前記フローに従い演
算し、その屈折角で超音波主ビームを管状被検体１に入
射することにより、欠陥検出能（欠陥検出感度及びＳ／
Ｎ比）が改善できる。
・形状が変わるごとに最適屈折角を前記フローに従い演
算し、その屈折角で超音波主ビームを管状被検体１に入
射することにより、欠陥検出能（欠陥検出感度及びＳ／
Ｎ比）が改善できる。
また、アレイ探触子３を使用することにより、撮動子の
励磁の遅延制御で自由に屈折角を変えられるだけでなく
、円周方向に渡って広い範囲探触子の機械的走査なしに
探傷できる。従って探傷スピードや探触子の接触状態等
による探傷結果のバラツキも低減することができる。
励磁の遅延制御で自由に屈折角を変えられるだけでなく
、円周方向に渡って広い範囲探触子の機械的走査なしに
探傷できる。従って探傷スピードや探触子の接触状態等
による探傷結果のバラツキも低減することができる。
本実施例ではアクリルシュー３８を介して管状被検体１
中に超音波ビームを入射しているが、水浸法や直接接触
子等においても、最Ｍ屈折角演算用マイクロコンピュー
タ６のソフトを一部修正すめことにより応用可能である
。また、本実施例では、横波を用いているが、縦波使用
へも応用可能である。更に、管状被検体１以外の平板状
等の被検体にも適用可能であることはいうまでもない。
中に超音波ビームを入射しているが、水浸法や直接接触
子等においても、最Ｍ屈折角演算用マイクロコンピュー
タ６のソフトを一部修正すめことにより応用可能である
。また、本実施例では、横波を用いているが、縦波使用
へも応用可能である。更に、管状被検体１以外の平板状
等の被検体にも適用可能であることはいうまでもない。
［発明の効果コ
以上のようにこの発明によれば、最適屈折角を演算し、
その演算結果に従って超音波ビームを入射することによ
り欠陥検出能を向上させることがでｉ、またアレイ振動
子を用いることにより各振動子の励磁の遅延制御で超音
波の被検体への入射角度を最適屈折角に従って自由に変
えることができ、更に円周方向広い範囲を探触子の機械
的走査を必要とせずに探傷することができ、また探触子
の機械的走査の際の探傷スピードや探触子の接触状態等
による探傷結果のバラツキも低減可能とした超音波探傷
装置が提供できるものである。
その演算結果に従って超音波ビームを入射することによ
り欠陥検出能を向上させることがでｉ、またアレイ振動
子を用いることにより各振動子の励磁の遅延制御で超音
波の被検体への入射角度を最適屈折角に従って自由に変
えることができ、更に円周方向広い範囲を探触子の機械
的走査を必要とせずに探傷することができ、また探触子
の機械的走査の際の探傷スピードや探触子の接触状態等
による探傷結果のバラツキも低減可能とした超音波探傷
装置が提供できるものである。
第１図は本発明に係る超音波探傷装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は最適屈折角の演算フローを説明す
る図、第３図は屈折角の変化による音の減衰率の変化結
果の一例を示す図、第４図は屈折角の違いによるビーム
路程の変化を説明する図、第５図は屈折角と欠陥入射角
の違いを説明する図、第６図は屈折角の違いによる欠陥
入射角の変化結果の一例を示す図、第７図は固体の自由
限界のコーナでの超音波ビームの反射を説明する図、第
８図は屈折角の違いによる欠陥入射角の変化結果の一例
を示す図、第９図は音圧の往復透過率を説明する図、第
１０図は屈折角の通いによる往復透過率の変化結果の一
例を示す図、第１１図は屈折角の違いによる探傷効率結
果の一例を示す図、第１２図は各振動子の励磁による超
音波の入射を説明する図、第１３図は表示装置に表示さ
れる結果の一例を示す図、第１４図は本実施例による最
適屈折角を用いることによる欠陥探傷感度の向上を示す
図、第１５図は本実施例による最適屈折角を用いること
によるＳ／Ｎ比の向上を示す図、第１６図は従来の管探
傷を説明する因である。 １・・・管状被検体、３・・・アレイ探触子、３Ａ・・
・アレイ振動子、３Ｂ・・・アクリルシュー、４・・・
多チャンネルのパルサ一群、５・・・多チャンネルのレ
シーバ群、６・・・最適屈折角演算用マイクロコンピュ
ータ、７・・・送信用ディレィコントローラ、８・・・
受信用ディレィコントローラ、９・・・加算回路、１０
・・・ビーム路程振幅値計測回路、１１・・・画像処理
用マイクロコンピュータ、１２・・・探触子の位置検出
器、１３・・・表示装置、１４・・・制御用マイクロコ
ンピュータ。 出願人代理人 弁理士 鈴江醇へ 第３図 第４図 第５図 第６図 屈才什角（ｄｅｇ） 第７図 第８図 人身を角 （ｄ■） 屈抗角 （ｄｅｇ） 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 特許庁長官 志 賀 学 殿 １． ７に件の表示 ％願昭６０−５１７３８号 ２、発明の名称 超音波探傷装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 株式会社 東芝 ４、代理人 ５、自発補正 ７、補正の内容 （１） 明細書第７頁第８行の［外形冨１７ＱｕＪを
「外形＝１１７０１ＬｆｆＪと訂正する。 （２）同書第１２ｊｊ第３行の （８） 同書第１２頁第４行の「Ｐｏ」を「Ｐｌ」と
訂正する。 （４） 同書第１２頁第５行の「Ｐｌ」を「Ｐ宜」と訂
正する。 （５） 同書第１２頁第６行のｒｐｍ Ｊ ’ｋ ｒ
Ｐｏ Ｊと訂正する。 （７）同書第１３頁第１４行の「Ｋｒａｕｔｋｒａｍｅ
ｒ Ｊをｌ” ［ｒａｕｔｋｒ’ａｍｅｒ Ｊと訂正す
る・（８） 同書第１３頁第１６行の「１（ｕｈｎ
Ｊ ｆ「ｌ（”ｕｈｎ Ｊ と訂正する。 （９） 第９図、第１０図、第１１図、第１４図、第
１５図を夫々別紙の通り訂正する。 第９図 第１０図 入射角 （ｄｅｇ） 屈ビ斤角 （ｄｅｇ ） 第１１図 屈折角 （ｄｅｇ）
ブロック図、第２図は最適屈折角の演算フローを説明す
る図、第３図は屈折角の変化による音の減衰率の変化結
果の一例を示す図、第４図は屈折角の違いによるビーム
路程の変化を説明する図、第５図は屈折角と欠陥入射角
の違いを説明する図、第６図は屈折角の違いによる欠陥
入射角の変化結果の一例を示す図、第７図は固体の自由
限界のコーナでの超音波ビームの反射を説明する図、第
８図は屈折角の違いによる欠陥入射角の変化結果の一例
を示す図、第９図は音圧の往復透過率を説明する図、第
１０図は屈折角の通いによる往復透過率の変化結果の一
例を示す図、第１１図は屈折角の違いによる探傷効率結
果の一例を示す図、第１２図は各振動子の励磁による超
音波の入射を説明する図、第１３図は表示装置に表示さ
れる結果の一例を示す図、第１４図は本実施例による最
適屈折角を用いることによる欠陥探傷感度の向上を示す
図、第１５図は本実施例による最適屈折角を用いること
によるＳ／Ｎ比の向上を示す図、第１６図は従来の管探
傷を説明する因である。 １・・・管状被検体、３・・・アレイ探触子、３Ａ・・
・アレイ振動子、３Ｂ・・・アクリルシュー、４・・・
多チャンネルのパルサ一群、５・・・多チャンネルのレ
シーバ群、６・・・最適屈折角演算用マイクロコンピュ
ータ、７・・・送信用ディレィコントローラ、８・・・
受信用ディレィコントローラ、９・・・加算回路、１０
・・・ビーム路程振幅値計測回路、１１・・・画像処理
用マイクロコンピュータ、１２・・・探触子の位置検出
器、１３・・・表示装置、１４・・・制御用マイクロコ
ンピュータ。 出願人代理人 弁理士 鈴江醇へ 第３図 第４図 第５図 第６図 屈才什角（ｄｅｇ） 第７図 第８図 人身を角 （ｄ■） 屈抗角 （ｄｅｇ） 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 特許庁長官 志 賀 学 殿 １． ７に件の表示 ％願昭６０−５１７３８号 ２、発明の名称 超音波探傷装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 株式会社 東芝 ４、代理人 ５、自発補正 ７、補正の内容 （１） 明細書第７頁第８行の［外形冨１７ＱｕＪを
「外形＝１１７０１ＬｆｆＪと訂正する。 （２）同書第１２ｊｊ第３行の （８） 同書第１２頁第４行の「Ｐｏ」を「Ｐｌ」と
訂正する。 （４） 同書第１２頁第５行の「Ｐｌ」を「Ｐ宜」と訂
正する。 （５） 同書第１２頁第６行のｒｐｍ Ｊ ’ｋ ｒ
Ｐｏ Ｊと訂正する。 （７）同書第１３頁第１４行の「Ｋｒａｕｔｋｒａｍｅ
ｒ Ｊをｌ” ［ｒａｕｔｋｒ’ａｍｅｒ Ｊと訂正す
る・（８） 同書第１３頁第１６行の「１（ｕｈｎ
Ｊ ｆ「ｌ（”ｕｈｎ Ｊ と訂正する。 （９） 第９図、第１０図、第１１図、第１４図、第
１５図を夫々別紙の通り訂正する。 第９図 第１０図 入射角 （ｄｅｇ） 屈ビ斤角 （ｄｅｇ ） 第１１図 屈折角 （ｄｅｇ）
Claims (1)
- アレイ形探触子を用い、被検体内部へ超音波を送受信し
て被検体内部の欠陥を探傷するようにした超音波探傷装
置において、欠陥からの反射エコーレベルが最大になる
超音波入射角を演算する演算処理部を備え、この演算処
理部の出力に基づき所望の方向に超音波ビームを送信す
るべく上記アレイ形探触子の振動子群を選択する手段を
具備したことを特徴とする超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051738A JPS61210947A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051738A JPS61210947A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210947A true JPS61210947A (ja) | 1986-09-19 |
Family
ID=12895239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60051738A Pending JPS61210947A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210947A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1462799A1 (en) * | 2001-11-14 | 2004-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonograph, ultrasonic transducer, examining instrument, and ultrasonographing device |
| JP2012117875A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Kobe Steel Ltd | 小径管の超音波探傷装置及び方法 |
| JP2016501375A (ja) * | 2012-12-06 | 2016-01-18 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｄｇｓサイジングのためのプローブ方法 |
| JP2016008845A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60051738A patent/JPS61210947A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1462799A1 (en) * | 2001-11-14 | 2004-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonograph, ultrasonic transducer, examining instrument, and ultrasonographing device |
| US7421900B2 (en) | 2001-11-14 | 2008-09-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonograph, ultrasonic transducer, examining instrument, and ultrasonographing device |
| EP1462799B1 (en) * | 2001-11-14 | 2011-01-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonograph with calculation of ultrasonic wave refraction |
| JP2012117875A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Kobe Steel Ltd | 小径管の超音波探傷装置及び方法 |
| JP2016501375A (ja) * | 2012-12-06 | 2016-01-18 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｄｇｓサイジングのためのプローブ方法 |
| US10175207B2 (en) | 2012-12-06 | 2019-01-08 | General Electric Company | Probe approach for DGS sizing |
| JP2016008845A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波探傷装置及び超音波探傷方法 |
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