JPS6138460A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
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- JPS6138460A JPS6138460A JP16015684A JP16015684A JPS6138460A JP S6138460 A JPS6138460 A JP S6138460A JP 16015684 A JP16015684 A JP 16015684A JP 16015684 A JP16015684 A JP 16015684A JP S6138460 A JPS6138460 A JP S6138460A
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- G01N29/04—Analysing solids
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- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2693—Rotor or turbine parts
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〕
この発明は超音波探傷装置に係り、特にタービンディス
クのキー溝ウェブ部あるいはボア部等に発生した欠陥を
探傷するに好適な超音波探傷装置に関する。
クのキー溝ウェブ部あるいはボア部等に発生した欠陥を
探傷するに好適な超音波探傷装置に関する。
一般に、第８図に示すようなタービンディスク１には亀
裂等が発生し易く、この亀裂等の欠陥を探傷するのに超
音波探傷装置が用いられる。特に、第９図に示すように
、欠陥３がキー溝ウェブ部（キー溝５の近傍でウェブ７
の半径方向内方）にある場合には、一対の斜角探触子９
Ａ、９Ｂを用いて探傷を行なう。この探傷では、一方の
探触子９Δから超音波を送信させて欠陥３の先端に入射
させた後、他方の探触子９Ｂにて欠陥先端からの工］−
を受信し、この受信波に基づき欠陥３の深さを測定する
。
裂等が発生し易く、この亀裂等の欠陥を探傷するのに超
音波探傷装置が用いられる。特に、第９図に示すように
、欠陥３がキー溝ウェブ部（キー溝５の近傍でウェブ７
の半径方向内方）にある場合には、一対の斜角探触子９
Ａ、９Ｂを用いて探傷を行なう。この探傷では、一方の
探触子９Δから超音波を送信させて欠陥３の先端に入射
させた後、他方の探触子９Ｂにて欠陥先端からの工］−
を受信し、この受信波に基づき欠陥３の深さを測定する
。
ところで、第１０図Ｊｊ Ｊ：び第１１図に示ずように
、探触子９Ａ、９Ｂは、探触子９Ａから送信される超音
波の主ビームが欠陥３の先端部へ入射角γ＝４５°で入
射するよう屈折角βおよび首振り角θが設定されること
が望ましい。なぜならば、 。
、探触子９Ａ、９Ｂは、探触子９Ａから送信される超音
波の主ビームが欠陥３の先端部へ入射角γ＝４５°で入
射するよう屈折角βおよび首振り角θが設定されること
が望ましい。なぜならば、 。
主ビームの入射角が約４５°である場合には、受 。
倍波が高感度にて検出されるからである。しかしながら
、現実の欠陥深さが未知であるため、現実の欠陥３に対
応した首撮り角θおよび屈折角βを備える探触子を最初
から選定し使用することはできない。
、現実の欠陥深さが未知であるため、現実の欠陥３に対
応した首撮り角θおよび屈折角βを備える探触子を最初
から選定し使用することはできない。
そこで、実際の超音波探傷作業では、屈折角βおよび首
振り角θの異なった探触子を複数用い、これらを順次取
り替えなから探傷を行なっている。
振り角θの異なった探触子を複数用い、これらを順次取
り替えなから探傷を行なっている。
つまり、まず、現実の欠陥深さを例えば５ｍ＋程度であ
ると想定し、この５ＩＩＭの欠陥深さに対応した屈折角
βおよび首振り角θを有する探触子を用いて探傷を行な
う。そして、この探触子９Ａ、９Ｂをハブ１１上で第１
０図および第１１図の矢印へ方向に移動させ、各位置に
おいて欠陥先端からのエコー振幅とそのビーム路程を計
測する。次に、ビーム路程と探触子９Ａ、９Ｂの位ｎと
から欠陥３の深さを算出する。
ると想定し、この５ＩＩＭの欠陥深さに対応した屈折角
βおよび首振り角θを有する探触子を用いて探傷を行な
う。そして、この探触子９Ａ、９Ｂをハブ１１上で第１
０図および第１１図の矢印へ方向に移動させ、各位置に
おいて欠陥先端からのエコー振幅とそのビーム路程を計
測する。次に、ビーム路程と探触子９Ａ、９Ｂの位ｎと
から欠陥３の深さを算出する。
ところが、エコー振幅値が小さく、また探触子９Ａ、９
Ｂの各位置にプロットしたエコー振幅の分布が正規分布
をなさない場合には、探触子９Ａ。
Ｂの各位置にプロットしたエコー振幅の分布が正規分布
をなさない場合には、探触子９Ａ。
９Ｂからの超音波主ビームが欠陥端部へ約４５℃で入射
していないのであり、この場合には探触子を取り換える
必要がある。取り換えられるべき新たな探触子は、例え
ば深さ１０ｍの仮想欠陥に対応した首振り角θと屈折角
βとを備えるものであり、この新たな探触子を用いて上
述の探傷作業を行なう。１０ｍｗの仮想欠陥に対応した
探触子を用いてもエコー振幅が正規分布を呈しない等の
場合には、１５Ｍの仮想欠陥に対応した探触子を用いて
同様な作業を順次繰り返す。そして、エコー振幅が正規
分布を呈する場合について、ビーム路程および探触子の
位置から欠陥端部の位置を決め、欠陥深さを求める。
していないのであり、この場合には探触子を取り換える
必要がある。取り換えられるべき新たな探触子は、例え
ば深さ１０ｍの仮想欠陥に対応した首振り角θと屈折角
βとを備えるものであり、この新たな探触子を用いて上
述の探傷作業を行なう。１０ｍｗの仮想欠陥に対応した
探触子を用いてもエコー振幅が正規分布を呈しない等の
場合には、１５Ｍの仮想欠陥に対応した探触子を用いて
同様な作業を順次繰り返す。そして、エコー振幅が正規
分布を呈する場合について、ビーム路程および探触子の
位置から欠陥端部の位置を決め、欠陥深さを求める。
ところが、このような探傷作業は探触子を取り換えなが
ら行なうものであり、探触子の取換時には新たな探触子
をハブ１１上の適切な位置に正確に載置させなければな
らない。そのため、探傷作業が慎重なものとなり作業能
率が低下することとなる。また、取り換えられた新たな
探触子がハブ１１上の適切な位置に載置されない場合に
は、欠陥深さの測定精度が低下することとなる。
ら行なうものであり、探触子の取換時には新たな探触子
をハブ１１上の適切な位置に正確に載置させなければな
らない。そのため、探傷作業が慎重なものとなり作業能
率が低下することとなる。また、取り換えられた新たな
探触子がハブ１１上の適切な位置に載置されない場合に
は、欠陥深さの測定精度が低下することとなる。
さらに、探触子の各位置ごとに受信される受信波のエコ
ー振幅が正規分布を呈する場合でも、エコー振幅値が小
さい場合にはノイズ等の影響でビーム路程が正確に測定
できないことがあり、その結果、この場合にも欠陥深さ
の測定精度が低下する恐れがある。
ー振幅が正規分布を呈する場合でも、エコー振幅値が小
さい場合にはノイズ等の影響でビーム路程が正確に測定
できないことがあり、その結果、この場合にも欠陥深さ
の測定精度が低下する恐れがある。
この発明は上記事実を考慮してなされたものであり、タ
ービンディスク等の構造物内部に生ずる欠陥を簡易迅速
にかつ高精度にて測定することができる超音波探傷装置
を提供することを目的とする。
ービンディスク等の構造物内部に生ずる欠陥を簡易迅速
にかつ高精度にて測定することができる超音波探傷装置
を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明に係る超音波探傷
装置は、構造物外部に探触子を当接させ、この探触子か
ら上記構造物内部へ超音波を送受信させて、上記構造物
内部の欠陥深さを検出する超音波探傷装置において、前
記探触子内に、超音波を送受信する多数の振動子を同一
直線上に配列し、各振動子からの超音波の主ビームが、
上記構造物内の同一位置に仮想された深さの異なる複数
の欠陥のそれぞれの先端部へ送信されるよう構成された
ものである。
装置は、構造物外部に探触子を当接させ、この探触子か
ら上記構造物内部へ超音波を送受信させて、上記構造物
内部の欠陥深さを検出する超音波探傷装置において、前
記探触子内に、超音波を送受信する多数の振動子を同一
直線上に配列し、各振動子からの超音波の主ビームが、
上記構造物内の同一位置に仮想された深さの異なる複数
の欠陥のそれぞれの先端部へ送信されるよう構成された
ものである。
（発明の実施例〕
以下、この発明の実施例につき図面を参照して説明する
。
。
第１図および第３図はこの発明に係る超音波探触子ηの
一実施例を示す説明図である。
一実施例を示す説明図である。
この超音波探傷装置に適用される超音波探触子は、超音
波送信用探触子２１と超音波受信用探触子２３とから構
成される。これらの超音波送・受信用探触子２１．２３
は、第２図に示すように、タービンディスク２４のウェ
ブ２５を挟んで、ウェブ２５の両側のハブ２７上にそれ
ぞれ載置される。これらの超音波送・受信用探触子２１
．２３を用いて、ピッチキャッチ法によりタービンディ
スク２４のキー溝ウェア部に発生した欠陥が探傷される
。
波送信用探触子２１と超音波受信用探触子２３とから構
成される。これらの超音波送・受信用探触子２１．２３
は、第２図に示すように、タービンディスク２４のウェ
ブ２５を挟んで、ウェブ２５の両側のハブ２７上にそれ
ぞれ載置される。これらの超音波送・受信用探触子２１
．２３を用いて、ピッチキャッチ法によりタービンディ
スク２４のキー溝ウェア部に発生した欠陥が探傷される
。
超音波送・受信用探触子２１．２３には、それぞれの走
査ライン２９に沿って複数の振動子３１Ａ〜Ｄ、３２Ａ
〜Ｄがそれぞれ配設される。振動子は３１Ａと３２Ａ；
３１Ｂと３２８；３１Ｇと３２Ｃ：３１Ｄと３２Ｄがそ
れぞれ一組となり、超音波の送受信が行なわれる。ここ
で、使用する振動子の個数は、探（１するタービンディ
スク２４・ の形状（ハブ２７の外径および厚さ）によ
り決定される。
査ライン２９に沿って複数の振動子３１Ａ〜Ｄ、３２Ａ
〜Ｄがそれぞれ配設される。振動子は３１Ａと３２Ａ；
３１Ｂと３２８；３１Ｇと３２Ｃ：３１Ｄと３２Ｄがそ
れぞれ一組となり、超音波の送受信が行なわれる。ここ
で、使用する振動子の個数は、探（１するタービンディ
スク２４・ の形状（ハブ２７の外径および厚さ）によ
り決定される。
また、探触子２０内の振動子の位置および振動子の首振
り角β、屈折角θは次のようにして求める。
り角β、屈折角θは次のようにして求める。
まず、タービンディスク２４のキー溝ウェブ部の同−位
「に、第３図に示すように深さの異なる仮想欠陥３５（
深さ１５ｍ＞、３６（深さ１０ｍ）、３７（深さ５Ｉｎ
！ｎ）、３８（深さＯ＃）を想定する。次に、振動子３
１ Ａ−Ｄからの超合波主ビームが、仮想欠陥３５，３
６，３７．３８のそれぞれの端部へ入射角Ｔ＝４５°で
入射するような振動子位置を算出すると位置曲線３９．
４０．４１゜４２のようになる（第２図〉。そこで、こ
れらの位置曲線と走査ライン２９との交点が、振動子３
ＩＡ−０，３２Ａ−Ｄの超音波入射点となるように振動
子の位置を定める。
「に、第３図に示すように深さの異なる仮想欠陥３５（
深さ１５ｍ＞、３６（深さ１０ｍ）、３７（深さ５Ｉｎ
！ｎ）、３８（深さＯ＃）を想定する。次に、振動子３
１ Ａ−Ｄからの超合波主ビームが、仮想欠陥３５，３
６，３７．３８のそれぞれの端部へ入射角Ｔ＝４５°で
入射するような振動子位置を算出すると位置曲線３９．
４０．４１゜４２のようになる（第２図〉。そこで、こ
れらの位置曲線と走査ライン２９との交点が、振動子３
ＩＡ−０，３２Ａ−Ｄの超音波入射点となるように振動
子の位置を定める。
また、振動子の首振り角θおよび屈折角βは、振動子３
１Ａ−Ｄ、３２Ａ−Ｄの各位置の決定とともにそれぞれ
（θ 、β ）＝（θ 、β２）；（−〇 、β ）；
（θ 、β ）として決定される。これらの首振り角、
屈折角により、振動子３１Ａ−Ｄから仮想欠陥３５，３
６，３７．３８へそれぞれ送信される超音波の入射角γ
、γ ９γ３．γ４がともに約４５°に設定される。
１Ａ−Ｄ、３２Ａ−Ｄの各位置の決定とともにそれぞれ
（θ 、β ）＝（θ 、β２）；（−〇 、β ）；
（θ 、β ）として決定される。これらの首振り角、
屈折角により、振動子３１Ａ−Ｄから仮想欠陥３５，３
６，３７．３８へそれぞれ送信される超音波の入射角γ
、γ ９γ３．γ４がともに約４５°に設定される。
このような送・受信用探触子２１．２３には、第１図に
示すように駆動装＠４４．．４６がそれぞれ設けられ、
これらの駆動装置４４．４６は制御装置４８を介して、
後述のメインＣＰＵ４７に接続される。したがって、超
音波送受信用探触子２１．２３は、メインＧＰＵ４７の
信号に基づき、制御装２４８および駆動装置４４．４６
の作動により、ハブ２７上をタービンディスク２４の周
方向（第２図および第３図の矢印Ｂ方向）に例えばＩｔ
ｒｎピンチで移動可能に栴成される。
示すように駆動装＠４４．．４６がそれぞれ設けられ、
これらの駆動装置４４．４６は制御装置４８を介して、
後述のメインＣＰＵ４７に接続される。したがって、超
音波送受信用探触子２１．２３は、メインＧＰＵ４７の
信号に基づき、制御装２４８および駆動装置４４．４６
の作動により、ハブ２７上をタービンディスク２４の周
方向（第２図および第３図の矢印Ｂ方向）に例えばＩｔ
ｒｎピンチで移動可能に栴成される。
また、駆動装置４４．４６にはエンコーダ５０゜５２が
それぞれ設置され、これらのエンコーダ５０．５２は位
置検出器５４を介して後述のメモリ６７に接続される。
それぞれ設置され、これらのエンコーダ５０．５２は位
置検出器５４を介して後述のメモリ６７に接続される。
位置検出器５４により、振動子３１Ａ、３２Ａのハブ２
７上の位置が検出される。その他の振動子３１Ｂ−０，
３２Ｂ−Ｄの各位置は、振動子が走査ライン２９上に等
ピッチで配；シされるので、振動子３１Ａ、３２Ａの位
置から算出される。これらの振動子３１Ａ−０，３２Ａ
−Ｄの各位置はメモリ６７内に各振動子ごとに区分して
それぞれ記憶される。
７上の位置が検出される。その他の振動子３１Ｂ−０，
３２Ｂ−Ｄの各位置は、振動子が走査ライン２９上に等
ピッチで配；シされるので、振動子３１Ａ、３２Ａの位
置から算出される。これらの振動子３１Ａ−０，３２Ａ
−Ｄの各位置はメモリ６７内に各振動子ごとに区分して
それぞれ記憶される。
また、超音波送信用探触子２１の振動子３１Ａ〜Ｄはス
イッチング回路４３を介してパルサー４５に接続され、
これらのスイッチング回路４３およごパルサー５がメイ
ンＣＰＩＪ４７に接続される。
イッチング回路４３を介してパルサー４５に接続され、
これらのスイッチング回路４３およごパルサー５がメイ
ンＣＰＩＪ４７に接続される。
スイッチング回路４３はパルサー４７からのパルス信号
を振動子３１ Ａ−Ｄへ選択的に送信するものである。
を振動子３１ Ａ−Ｄへ選択的に送信するものである。
したがって、メインＣＰ Ｕ ４７からの指令信号によ
り、パルサー４５およびスイッチング回路４３が作動し
、振動子３１Ａ−Ｄは３１Ａから３１Ｂ、３１０．３１
０と順次励磁され、順次超音波ビームが送信される。
り、パルサー４５およびスイッチング回路４３が作動し
、振動子３１Ａ−Ｄは３１Ａから３１Ｂ、３１０．３１
０と順次励磁され、順次超音波ビームが送信される。
また、超音波受信用探触子２３の振動子３２Ａ〜Ｄは、
スイッチング回路４９を介してレシーバ５１に接続され
る。スイッチング回路４９はメインＣＰＩＪ４７に接続
され、このメインＣＰ（Ｊ４７から、スイッチング回路
４３への信号と同ｌｌ１１の信号が入力される。したが
って、振動子３１Ａ−Ｄと同期して振動子３２Ａ−Ｄが
順次作動し、振動子３１Ａと３２Ａ；３１Ｂと３２８；
３１Ｇと３２Ｃ；３１Ｄと３２Ｄとの組合せで超音波の
送受信が行なわれる。
スイッチング回路４９を介してレシーバ５１に接続され
る。スイッチング回路４９はメインＣＰＩＪ４７に接続
され、このメインＣＰ（Ｊ４７から、スイッチング回路
４３への信号と同ｌｌ１１の信号が入力される。したが
って、振動子３１Ａ−Ｄと同期して振動子３２Ａ−Ｄが
順次作動し、振動子３１Ａと３２Ａ；３１Ｂと３２８；
３１Ｇと３２Ｃ；３１Ｄと３２Ｄとの組合せで超音波の
送受信が行なわれる。
レシーバ５１に入力された受信超音波信号は、レシーバ
５１に接続されたノイズフィルタにより電気ノイズ等が
除去される。ノイズフィルタ５３はスイッチング回路５
５を介してＲＦ増幅器５７および検波増幅器５９に接Ｆ
Ａされる。ＲＦ増幅器５７および検波増幅器５９は並列
状態で配設され、ともにメモリ６１に接続される。
５１に接続されたノイズフィルタにより電気ノイズ等が
除去される。ノイズフィルタ５３はスイッチング回路５
５を介してＲＦ増幅器５７および検波増幅器５９に接Ｆ
Ａされる。ＲＦ増幅器５７および検波増幅器５９は並列
状態で配設され、ともにメモリ６１に接続される。
さらに、スイッチング回路５５はメインＣＰＬＩ４７に
接続され、このメインＣＰｔＪ４７により、受信超音波
信号の処理形態が、ＲＦ信号処理か検波波形処理かある
いは双方による処理かが予め定められる。ＲＦ信号処理
の場合には、受信超音波信号はＲＦ増幅器５７にて増幅
された後メモリ６１に格納される。一方、検波波形処理
する場合には、受信超音波信号は検波増幅器５９にて検
波され増幅された後、メモリ６１に格納される。このメ
モリ６１での信号の記憶は各振動子３１Ａ−０゜３１
Ａ−Ｄごとに区分して記憶される。
接続され、このメインＣＰｔＪ４７により、受信超音波
信号の処理形態が、ＲＦ信号処理か検波波形処理かある
いは双方による処理かが予め定められる。ＲＦ信号処理
の場合には、受信超音波信号はＲＦ増幅器５７にて増幅
された後メモリ６１に格納される。一方、検波波形処理
する場合には、受信超音波信号は検波増幅器５９にて検
波され増幅された後、メモリ６１に格納される。このメ
モリ６１での信号の記憶は各振動子３１Ａ−０゜３１
Ａ−Ｄごとに区分して記憶される。
さらに、メモリ６１はピーク検出器６３に接続され、こ
のピーク検出器６３はビーム路程測定器６５に接続され
る。そして、ピーク検出器６３Ｊ３よびビーム路程測定
器６５はとｂにメモリ６７に接続される。ピーク検出器
６３はメモリ６１に記・ 憶された信号波形の欠陥端部
エコーのピーク振幅値を検出するものであり、ビーム路
程測定器６５は欠陥端部エコーのピーク振幅値からビー
ム路程を測定するものである。メモリ６７内では、エコ
ーのピーク振幅値およびビーム路程が各振動子ごとに区
分してそれぞれ各振動子の位置ごとに別々に記憶される
。
のピーク検出器６３はビーム路程測定器６５に接続され
る。そして、ピーク検出器６３Ｊ３よびビーム路程測定
器６５はとｂにメモリ６７に接続される。ピーク検出器
６３はメモリ６１に記・ 憶された信号波形の欠陥端部
エコーのピーク振幅値を検出するものであり、ビーム路
程測定器６５は欠陥端部エコーのピーク振幅値からビー
ム路程を測定するものである。メモリ６７内では、エコ
ーのピーク振幅値およびビーム路程が各振動子ごとに区
分してそれぞれ各振動子の位置ごとに別々に記憶される
。
メインＣＰＵ４７では、メモリ６７に記憶された振動子
３１Ａ−Ｄ、３２Ａ〜Ｄの位置およびビーム路程に基づ
いて、各振動子３１Ａ−Ｄ、３２Ａ−Ｄごとに欠陥端部
の位置および深さが算出される。さらに、各振動子ごと
に求められた欠陥端部の位置が異なる場合には、各振動
子から受信した超音波のうち欠陥端部エコーのピーク振
幅値が最大のものに基づいて算出された欠陥端部位置が
真正な欠陥端部位置と認定される。
３１Ａ−Ｄ、３２Ａ〜Ｄの位置およびビーム路程に基づ
いて、各振動子３１Ａ−Ｄ、３２Ａ−Ｄごとに欠陥端部
の位置および深さが算出される。さらに、各振動子ごと
に求められた欠陥端部の位置が異なる場合には、各振動
子から受信した超音波のうち欠陥端部エコーのピーク振
幅値が最大のものに基づいて算出された欠陥端部位置が
真正な欠陥端部位置と認定される。
この欠陥端部位置はＣＲＴ６９および表示器７１にそれ
ぞれグラフィック表示、数値表示され、さらにハードコ
ピー７３にてこれらの表示が記録可能に複写される。
ぞれグラフィック表示、数値表示され、さらにハードコ
ピー７３にてこれらの表示が記録可能に複写される。
次に、かかる構成の超音波探傷装置を用いてタービンデ
ィスクのキー溝ウェア部の欠陥探傷を行なう場合の作用
について説明する。
ィスクのキー溝ウェア部の欠陥探傷を行なう場合の作用
について説明する。
超音波送・受（、Ｈ用探触子２１．２３を第２図に示づ
ように、ウェブ２５の両側のハブ２７面上に欠陥に対し
同一側に配置する。この位置で、まず振動子３１Ａと３
２Ａの組から欠陥に対し超音波の送受信を行ない、次に
振動子３１Ｂと３２Ｂ。
ように、ウェブ２５の両側のハブ２７面上に欠陥に対し
同一側に配置する。この位置で、まず振動子３１Ａと３
２Ａの組から欠陥に対し超音波の送受信を行ない、次に
振動子３１Ｂと３２Ｂ。
３１Ｇと３２０，３１Ｄと３２Ｄの各組も欠陥に対し順
次超音波の送受信を行なう。これらの超音波の送受信に
より受信された超音波信号はノイズフィルタ５３でノイ
ズが除去された後、ＲＦ増幅器５７または検波増幅器５
９で処理されてメモリ６１に記憶される。このメモリ６
１に記憶された信号は、ピーク検出器６３およびビーム
路程測定器６５により欠陥端部エコーのピーク振幅値、
ビーム路程がそれぞれ測定され、メモリ６７内に記憶さ
れる。
次超音波の送受信を行なう。これらの超音波の送受信に
より受信された超音波信号はノイズフィルタ５３でノイ
ズが除去された後、ＲＦ増幅器５７または検波増幅器５
９で処理されてメモリ６１に記憶される。このメモリ６
１に記憶された信号は、ピーク検出器６３およびビーム
路程測定器６５により欠陥端部エコーのピーク振幅値、
ビーム路程がそれぞれ測定され、メモリ６７内に記憶さ
れる。
次に駆動装置４４，４６を作動させて、第４図に示すよ
うに、超音波送受信用探触子２１．２３を最初Ｇ７位置
Ｐ１から欠陥に対し同一側で矢印Ｂ１の向きに走査ライ
ン２９上を移動させ、各位置（例えばＰ、Ｐ３）におい
て各振動子毎に超音波探傷を行なう。この超音波探傷に
よって測定された欠陥端部エコーのピーク振幅値および
ビーム路程は、各振動子ごとに区分されて振動子の各位
置ごとにメモリ８１．６７に記憶される。
うに、超音波送受信用探触子２１．２３を最初Ｇ７位置
Ｐ１から欠陥に対し同一側で矢印Ｂ１の向きに走査ライ
ン２９上を移動させ、各位置（例えばＰ、Ｐ３）におい
て各振動子毎に超音波探傷を行なう。この超音波探傷に
よって測定された欠陥端部エコーのピーク振幅値および
ビーム路程は、各振動子ごとに区分されて振動子の各位
置ごとにメモリ８１．６７に記憶される。
ビーム路程等の測定後、メモリ６７に記憶された振動子
の位置およびビーム路程から、各振動子ごとに欠陥端部
の位置Ｊ３よび深さがメインＣＰＵ４７により算出され
る。ここで、欠陥端部の位置等の算出は、振動子の各位
置ごとＬ／ｕツ１３社だ端部エコーのピーク振幅値が正
規分布をなすもののみについて行なう。そこで、その条
件を満たすものとして、例えば振動子３１Ａと３２Ａの
組について欠陥端部の位置等の算出方法を述べる。
の位置およびビーム路程から、各振動子ごとに欠陥端部
の位置Ｊ３よび深さがメインＣＰＵ４７により算出され
る。ここで、欠陥端部の位置等の算出は、振動子の各位
置ごとＬ／ｕツ１３社だ端部エコーのピーク振幅値が正
規分布をなすもののみについて行なう。そこで、その条
件を満たすものとして、例えば振動子３１Ａと３２Ａの
組について欠陥端部の位置等の算出方法を述べる。
この算出方法はＡＬＯＫ法と称されるものであり、まず
探触子２１ （２３＞の位置Ｐ 、Ｐ での振動子
３１Ａの位置（Ｘｌ 、 ｙｌ 、 Ｚ ＨＸ２ 。
探触子２１ （２３＞の位置Ｐ 、Ｐ での振動子
３１Ａの位置（Ｘｌ 、 ｙｌ 、 Ｚ ＨＸ２ 。
ｙ、ｚ２）とそのときのそれぞれのビーム路程１１．１
２とを次式（１）の各パラメータに代入して、欠陥端部
の位１ＷＦ１２（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する。
２とを次式（１）の各パラメータに代入して、欠陥端部
の位１ＷＦ１２（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する。
・・・・・・・・・（１）
（ｉ、ｊは振動子の異なる位置を示ず添字）次に、探触
子２１ （２３）の他の位置Ｐ２．Ｐ３での振動子の位
１ｆｆ（Ｘ２．’／２．Ｚ ）、（Ｘ３゜’／３ 、
Ｚ３ ）とそのときのそれぞれのビーム路程Ｊ、、１
３とから、同様にして欠陥端部位置Ｆ２３（ｘ、ｙ、ｚ
）を算出する。このようにして、振動子３１Ａの他の位
置についても同様に欠陥端部位置を求め、これらの位置
を第６図にプロットすると左上りの曲線ｋが得られる。
子２１ （２３）の他の位置Ｐ２．Ｐ３での振動子の位
１ｆｆ（Ｘ２．’／２．Ｚ ）、（Ｘ３゜’／３ 、
Ｚ３ ）とそのときのそれぞれのビーム路程Ｊ、、１
３とから、同様にして欠陥端部位置Ｆ２３（ｘ、ｙ、ｚ
）を算出する。このようにして、振動子３１Ａの他の位
置についても同様に欠陥端部位置を求め、これらの位置
を第６図にプロットすると左上りの曲線ｋが得られる。
次に、探触子２１ （２３）を欠陥に対し前述と反対の
側にｋＸＲし、Ｂ と反対の８２の向きに移動させなが
ら前述と同様に、振動子３１Ａと３２Ａの組について欠
陥端部エコーのピーク振幅値およびビーム路程を測定す
る（実際には、振動子３１Ｂと３２８；３１Ｇと３２Ｃ
；３１Ｄと３２Ｄの各組についてもビーム路程等が測定
される）。
側にｋＸＲし、Ｂ と反対の８２の向きに移動させなが
ら前述と同様に、振動子３１Ａと３２Ａの組について欠
陥端部エコーのピーク振幅値およびビーム路程を測定す
る（実際には、振動子３１Ｂと３２８；３１Ｇと３２Ｃ
；３１Ｄと３２Ｄの各組についてもビーム路程等が測定
される）。
そして、ビーム路程および振動子３１Ａの位置とから、
式（１）を用いて欠陥端部位置を求める。
式（１）を用いて欠陥端部位置を求める。
この欠陥端部位置をプロットすると第７図の右−ヒりの
曲線風が得られる。したがって、振動子３１Ａと３２Ａ
の組によって決定される欠陥端部位置Ｆ （ｘ 、
ｙｏ、ｚｏ）は曲線に、ＴｒＬの交点として求められる
。欠陥深さは、キー溝ハブ部の肉厚か−らＺｏを引いた
値として得られる。
曲線風が得られる。したがって、振動子３１Ａと３２Ａ
の組によって決定される欠陥端部位置Ｆ （ｘ 、
ｙｏ、ｚｏ）は曲線に、ＴｒＬの交点として求められる
。欠陥深さは、キー溝ハブ部の肉厚か−らＺｏを引いた
値として得られる。
以上のように、振動子３１Ａと３２Ａの組についてＡＬ
ＯＫ法により欠陥端部位置Ｆ。および欠陥深さが求めら
れるが、これと同様にして、他の振動子３１Ｂと３２８
．３１Ｃと３２Ｇ、３１Ｄと３２Ｄの各組についても別
個に欠陥端ｆｆ１ｌ ｆＱ置および欠陥深さが算出され
る。これらの欠陥端部位置およびその深さは各振動子の
組ごとに、メモリ６７に記憶される。
ＯＫ法により欠陥端部位置Ｆ。および欠陥深さが求めら
れるが、これと同様にして、他の振動子３１Ｂと３２８
．３１Ｃと３２Ｇ、３１Ｄと３２Ｄの各組についても別
個に欠陥端ｆｆ１ｌ ｆＱ置および欠陥深さが算出され
る。これらの欠陥端部位置およびその深さは各振動子の
組ごとに、メモリ６７に記憶される。
メモリ６７に記憶された各振動子の組ごとの欠陥端部位
置およびその深さが一致しない場合には、メインＣＰＵ
４７は、欠陥端部エコーのピーク振幅値が最大となる場
合の欠陥端部位置および深さを真正な値であるとして評
価する。ピーク振幅値が最大となる場合には、そのとき
の振動子からの主ビームが欠陥端部へ４５°の入射角で
入射する場合で、このとき検出感度が最良となるからで
ある。この真正な欠陥端部位置および深さはＣＲＴ６９
上にグラフィック表示され、表示器７１に数値表示され
る。その後、これらはハードコピー７３にて複写される
。
置およびその深さが一致しない場合には、メインＣＰＵ
４７は、欠陥端部エコーのピーク振幅値が最大となる場
合の欠陥端部位置および深さを真正な値であるとして評
価する。ピーク振幅値が最大となる場合には、そのとき
の振動子からの主ビームが欠陥端部へ４５°の入射角で
入射する場合で、このとき検出感度が最良となるからで
ある。この真正な欠陥端部位置および深さはＣＲＴ６９
上にグラフィック表示され、表示器７１に数値表示され
る。その後、これらはハードコピー７３にて複写される
。
このように、上記実施例によれば、超音波送受信探触子
２１．２３には多数の振動子３１Ａ−Ｄ。
２１．２３には多数の振動子３１Ａ−Ｄ。
３２Ａ〜Ｄが配設され、欠陥の深さが未知であっても、
いずれかの振動子／ＪＳ Ｉらの主ビームが欠陥端部へ
約４５°の入射角で入射しうるように構成されたことか
ら、従来のように探触子を交換する煩雑さがなく、探１
月作呈の作業能率を向°上ざＵることができる。したが
って、探傷作業時間を大幅に低減させることができる。
いずれかの振動子／ＪＳ Ｉらの主ビームが欠陥端部へ
約４５°の入射角で入射しうるように構成されたことか
ら、従来のように探触子を交換する煩雑さがなく、探１
月作呈の作業能率を向°上ざＵることができる。したが
って、探傷作業時間を大幅に低減させることができる。
また、探触子２１．２３内に配設された振動子ごとに欠
陥端部位置および欠陥深さが口出されるが、それらの樟
出値が一致しない場合には、欠陥端部エコーのピーク振
幅値が最大となる振動子から口出された欠陥端部位置お
よび欠陥深さを真正な値と認定する。端部エコーのピー
ク振幅値が最大である場合とは、振動子から送信される
超音波の主ビームが欠陥端部へ入射角的４５°で入射さ
れるどきであり、このとき端部エコーの検出感度が最も
良好となる。したがって、端部工］−のピーク振幅値が
最大となる場合の欠陥端部位置Ｊ３よび欠陥深さを真正
な値と認定することは、欠陥の寸法測定精度を極めて向
上させることとなる。
陥端部位置および欠陥深さが口出されるが、それらの樟
出値が一致しない場合には、欠陥端部エコーのピーク振
幅値が最大となる振動子から口出された欠陥端部位置お
よび欠陥深さを真正な値と認定する。端部エコーのピー
ク振幅値が最大である場合とは、振動子から送信される
超音波の主ビームが欠陥端部へ入射角的４５°で入射さ
れるどきであり、このとき端部エコーの検出感度が最も
良好となる。したがって、端部工］−のピーク振幅値が
最大となる場合の欠陥端部位置Ｊ３よび欠陥深さを真正
な値と認定することは、欠陥の寸法測定精度を極めて向
上させることとなる。
なお、上記実施例では、探触子２１．２３に配設された
振動子数が４個づつの場合につき説明したが、タービン
ディスク２４の形状に合せて増減させることができる。
振動子数が４個づつの場合につき説明したが、タービン
ディスク２４の形状に合せて増減させることができる。
また、上記実施例では、タービンディスク２４のキー溝
ウェブ部の欠陥探傷を行なうものにつき説明したが、タ
ービンディスクのホブ部の欠陥探傷でもＪ：＜、さらに
、円柱状あるいは板状の構造物等に適用１“るものであ
ってもよい。
ウェブ部の欠陥探傷を行なうものにつき説明したが、タ
ービンディスクのホブ部の欠陥探傷でもＪ：＜、さらに
、円柱状あるいは板状の構造物等に適用１“るものであ
ってもよい。
〔発明の効果）
以上のように、この発明に係る超音波探（口装置によれ
ば、探触子内に超音波を送受信する多数の振動子を同一
直線上に配列し、各振動子からの超音波の主ビームが、
上記構造物内の同一位置に仮想された深さの異なる欠陥
のそれぞれの先端部へ送信されるよう構成されたことか
ら、探傷作業に際し探触子を交換する必要がなく、かつ
各振動子からの篩用値を比較することにより、構造物内
部の欠陥を龍易迅速にかつ高精度に測定することができ
るという効果を奏することができる。
ば、探触子内に超音波を送受信する多数の振動子を同一
直線上に配列し、各振動子からの超音波の主ビームが、
上記構造物内の同一位置に仮想された深さの異なる欠陥
のそれぞれの先端部へ送信されるよう構成されたことか
ら、探傷作業に際し探触子を交換する必要がなく、かつ
各振動子からの篩用値を比較することにより、構造物内
部の欠陥を龍易迅速にかつ高精度に測定することができ
るという効果を奏することができる。
第１図はこの発明に係る超音波探傷装置の一実施例を示
ずブロック図、第２図はタービンディスクに載置された
この実施例の探触子を駆動装置を省略して示す平面図、
第３図は第２図の側面図、第４図ないし第７図はこの実
施例の作用を示す図、第８図はタービンディスクの一部
を切り欠いて示す斜視図、第９図ないし第１１図は従来
の超音波探傷装置の探傷作業を示ず図である。 ２１・・・超音波送信用探触子、２３・・・超音波受信
用探触子、２９・・・走査ライン、３１ Ａ−Ｄ・・・
振動子、３５．３６，３７．３８・・・仮想欠陥。 出願人代理人 波多野 久 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 Δ 第１１図
ずブロック図、第２図はタービンディスクに載置された
この実施例の探触子を駆動装置を省略して示す平面図、
第３図は第２図の側面図、第４図ないし第７図はこの実
施例の作用を示す図、第８図はタービンディスクの一部
を切り欠いて示す斜視図、第９図ないし第１１図は従来
の超音波探傷装置の探傷作業を示ず図である。 ２１・・・超音波送信用探触子、２３・・・超音波受信
用探触子、２９・・・走査ライン、３１ Ａ−Ｄ・・・
振動子、３５．３６，３７．３８・・・仮想欠陥。 出願人代理人 波多野 久 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 Δ 第１１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、構造物外部に探触子を当接させ、この探触子から上
記構造物内部へ超音波を送受信させて、上記構造物内部
の欠陥深さを検出する超音波探傷装置において、前記探
触子内に、超音波を送受信する多数の振動子を同一直線
上に配列し、各振動子からの超音波の主ビームが、上記
構造物内の同一位置に仮想された深さの異なる欠陥のそ
れぞれの先端部へ送信されるよう構成されたことを特徴
とする超音波探傷装置。 ２、探触子内の振動子の配列方向は探触子の走査ライン
と同一に設定された特許請求の範囲第１項記載の超音波
探傷装置。 ３、各振動子は、各振動子からの超音波の主ビームが仮
想欠陥のそれぞれの先端部へ約４５°の角度で送信され
るよう、屈折角および首振角が設定された特許請求の範
囲第１項よたは第２項記載の超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16015684A JPS6138460A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16015684A JPS6138460A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138460A true JPS6138460A (ja) | 1986-02-24 |
Family
ID=15709080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16015684A Pending JPS6138460A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138460A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02272446A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 写真感光材料の製造方法 |
| CN108645915A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-12 | 广东工业大学 | 一种超声感声屏、超声检测系统及方法 |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP16015684A patent/JPS6138460A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02272446A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 写真感光材料の製造方法 |
| CN108645915A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-12 | 广东工业大学 | 一种超声感声屏、超声检测系统及方法 |
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