JPS6157853A - 超音波探傷装置等における検出内部欠陥の画像表示方法 - Google Patents

超音波探傷装置等における検出内部欠陥の画像表示方法

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JPS6157853A
JPS6157853A JP59181113A JP18111384A JPS6157853A JP S6157853 A JPS6157853 A JP S6157853A JP 59181113 A JP59181113 A JP 59181113A JP 18111384 A JP18111384 A JP 18111384A JP S6157853 A JPS6157853 A JP S6157853A
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JP
Japan
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defect
flaw detection
dimensional
detected
ultrasonic flaw
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JP59181113A
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English (en)
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Takaharu Ogata
貴玄 緒方
Koichi Kawamura
川村 紘一
Takuichi Imanaka
拓一 今中
Toshio Izui
泉井 利夫
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JFE Steel Corp
Kawatetsu Keiryoki KK
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Kawatetsu Keiryoki KK
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Publication date
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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
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0618Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
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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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業−1−の利用分野〉 この発明は超音波探傷装置等における検出内部欠陥の画
像表示方法に関するものである。
〈従来の技術〉 超音波Cスキャン(平面)探傷装置を概念的に第4図に
示す。この超音波Cスキャン探傷装置では被検材2は超
音波を伝播させる触媒中に置かれ、探触子1は被検材2
の」一方平面」−に予め定められた軌跡を走査し、被検
材2を全面探傷する。予め定められた軌跡とは、例えば
第4図に示した如く、(X、Y)の座標点を(xi、Y
Dから(Xi、Yj+n)へ、次に(X 1−1−1.
 Y j十n)さらに(Xi+I、YDの繰り返しであ
る。
ところで、従来のCスキャン探傷装置においては、探触
子1が走査した平面に被検材2の内部欠陥を投影した図
形すなわちCスコープ図形を得るようになっている。さ
らに被検材2中の欠陥分布を具体的に把握するのに便利
な様に鳥敞図的に立体表示することがある。第5図はこ
の目的のためのCスキャン探傷装置の従来の構成例であ
る。第5図において、探傷器5は探触子1へ電気パルス
を加え、被検材2に超音波パルスを送信すると共に、被
検材2中の欠陥部からのエコーを探触子1から電気パル
ス信号として受信し、これを増幅してON10 F F
信号と17で表示用スコープ8へ出力する。3,4はそ
れぞれ第1図に示したX方向、Y方向の位置検出器であ
り、探触子lの変位を例えばImv/mmという形で電
気信号に変換(7、探触子1の位置を電圧信号にして座
標変換回路7へ出力する。探傷器5はZ軸位置信号発生
器6に対して探触子1への電気パルスに同期した信号を
出力する。Z軸位置信号発生器6はごの同期信!+以降
に現われる被検材2の第6図に示す表面波53を基点と
して被検材2中の音速に比例した電圧変化を示すランプ
波形を発生し、これをZ軸方向の位置電圧信号として座
標変換回路7へ出力する。例えば被検材2が鋼であれば
超音波の速度は1mm70゜34μsであるので、」二
記ランプ波形はImv70.34μSの傾きを持った波
形である。座標変換回路7は次の(+)、(2)式の演
算を行なう回路である。
H= X cosθ十Ysinθ     −−−(]
)V=(Ycosθ−Xsinθ)sinφ十Zcos
φ・・・(2) ここに、Hは表示用スコープ8の水平軸座標、■は表示
用スコープ8の垂直軸座標、X、Y、Zは第4図に示1
7たX、Y、Z方向を座標軸の方向としての位置を示す
座標である。θは3次元像を得るためX−Y平面をZ軸
の回りに回転した角度であり、φは画面の垂直軸V1水
平軸Hで表わされるV −T(平面に対する傾き角度、
すなわちZ軸に対する視線の傾きの補角を示し、このθ
、φは上記(+)、(2)式の演算を行う前に設定すれ
ばよい。
このようにして、(+)、(2)式により変換された信
号H、Vは表示用スコープ8の水平軸、垂直軸へ入力さ
れる。表示用スコープ8は画面の輝点の位置を信号II
、 vで定め、同時に探傷器5からの欠陥検出信号のO
N10 F Fにより輝点の点灯、消灯の輝度制御を行
なえるようになっている。−4一 般的に画面にはストレージスコープが用いられる。
このような超音波Cスキャン探傷表示装置より得られる
図形は内部欠陥を鳥敞図的に表示したいわゆる立体画像
となる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記超音波Cスキャン探傷装置では探傷走査
で得られたデータに基づき、上記立体画像つまり3次元
表示に深さ方向の情報を重ね合わせて表示することはで
きないという問題がある。
また広がりの情報についても同じことが言える。
そこで、この発明の目的は探傷走査によって前述の立体
画像を得ると同時に、欠陥の深さ方向の情報を得るため
の側面への投影画像や平面的な広がりの情報を得るため
の」二面への投影画像を得て、探傷結果の判断を容易に
すると共に、探傷作業の効率を向上せしめることにある
〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の超音波探傷装置等
における検出内部欠陥の画像表示方法は、探傷走査によ
って得られたデータに基づき、超音 。
波探傷装置等の表示装置に被検材の立体図を表示して検
出内部欠陥を立体的に表示すると同時に、上記立体図の
輪郭を示す側面または上面の少なくとも1つに、」−記
検出内部欠陥の投影図を表示するようにしたことを特徴
としている。
〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第1図にこの発明を実施する装置のブロック図を示す。
第1図に示すように、探傷器5で得られた探傷波形を高
速A−D変換器9にてディジタル値に変換する。そのタ
イミングはクロックジェネレータIOのり「1ツクによ
り制御される。上記り[1ツクジエネ1ノータ10は被
検材2の表面からの反射エコーの立ち−1−かり時点の
タイミングでゲートが開き、その後に被検材2中の音速
に比例したパルス間隔(例えば1パルス10,341t
s毎のパルスであれば鋼中1.0mm/パルスとなる。
)にて、クロック毎の変換データをメモリー12へ格納
するように制御する。この場合において被検材2の厚さ
を100mmとすれば、上記1mm毎のサンプリングに
より、100点のデータがメモリー2へ格納される。今
仮に、1データを1バイトに相当させれば、すなわち1
00バイトが格納されることになる。さらに、Y軸方向
への移動に従ってX−Y位置検出回路11は一定ピッチ
毎にクロックジェネレータ10に対して変換開始信号を
送り、その位置毎に探傷波形の高速A−D変換器9によ
るA/D変換値をメモリー12へ格納する。この高速A
−D変換器9によるA/D変換は被検材2からの表面波
がある間繰り返す。例えばY軸およびZ軸を1mm毎の
ピッチでサンプリングすれば、厚さ100mm、中10
0mmの被検(イの場合、情報量(」1O1000デー
タ、オなわlnKバイトとなる。
このデータをY軸の一定走査毎にフロッピーディスク1
4へ転送する。次にX軸のインデックス送りが行なイつ
れ、Y軸の移動に従って前述の走査が繰り返される。〕
(〕lツピーディスク1へ(,1デ一タ転送時にX、Y
及びZ軸の位置データをイ・j:jた形式にしてデータ
を格納する。所定の走査完了時に演算装置としての中央
処理装置(CPU)+3は欠陥の有無をA−D変換器9
よりのディジタル値により抽出し、欠陥位置座標(Xi
、Yj、Zk)を求め、さらに表示装置と1.てのC1
(T(陰極線管)/キーボード15より指定される」1
記角度θ、φをパラメータとして以」二の(XLYj、
Zk)座標から順次前述の(1)、(2)の変換式より
H,V座標を求め、画面メモリー16を介してCRTI
 5の画面上のドツトを点灯させる。上記画面メモリー
16は、上記H、V座標を例えば赤を表わすエリアに記
憶するとすると、上記ドツトは赤く点灯される。
このようにして、検出欠陥部を赤いドツトで示す立体図
形の作成ができる。同時に被検材2の検出欠陥部の側面
への投影図及び」二面への投影図を得るため、被検材2
のY軸方向の寸法B(第2図参照)が予め入力されてい
るが、これは前述の表面波の有無を検知し、それをカウ
ントして上記寸法Bが得られる。この寸法Bを表イつす
データおよび検出欠陥部の側面への投影図を求めるため
、CP(J13は以下の演算を行なう。すなわち、まず
、欠陥位置座標(Xi、 Yj、Zk)のYjをBに置
換した座標(Xi、 B、 Zk)を求める。この座標
(X i。
B、Zk)は第2図におけるY=+3を通るX−Z平面
に欠陥位置座標(Xi、Yj、 Z、k)の表わす点を
投影した点の表イっず座標である。CPU]3はこの座
標(Xi、B、Zk)を前述の(1)’、(2)式に代
入して、側面への投影図のための水平軸座標トI、垂直
軸座標Vを求め、このH,Vを表わず情報を画面メモリ
16に入力する。画面メモリ16は、前述の如く、色情
報毎に異なるエリアに分けて記憶し、上記側面への投影
図のための情報H,Vをたとえば黄色を表わすエリアに
記憶するとすると、画面メモリ16からの信号で(、R
T I 5の画面」二には、検出欠陥部を黄色で点灯し
たドツトで表わす側面への投影図形が得られる。また、
被検材2の検出欠陥部の」二面への投影図を得るため、
欠陥位置塵:標(Xi、Yj、Zk)(7)Zkを0に
置換した(X i。
Yj、O)を求め、次いで、この座標(x+、yj、0
)、を前述の(+)、(2)式に代入して水平軸座標■
]、垂直軸座標Vを求めて、この座標rI、 vの表わ
す位置のCRT+5のドツトを画面メモリ16からの信
号でたとえば青く点灯させる。これにより、被検′PI
2の上面への投影図が、検出欠陥部を青く点灯させて得
られる。第3図に上記方法により得られた探傷画像の一
例、つまり、検出欠陥部を示す立体図21と、その立体
図を側面と」二面へ投影して検出欠陥部を示す2つの投
影図22.23とを示す。この立体図21および2つの
投影図22゜23は赤、黄、青の異なる色で夫々表示さ
れる。」二記立体図21により検出欠陥部の立体的分布
が得られ、側面への投影図22により検出欠陥部の深さ
情報が得られ、」二面への投影図23により検出欠陥部
の平面的法がり情報が得られる。この第3図によれば、
被検材2の」二面から約415深さの所に大きな欠陥部
位が存在し、中央部又は」二部には小さな欠陥が点在し
ていることが一目で認知できる。このように、この方法
によれば1つの画面1         より、欠陥部
の立体的分布、深さ情報および平面的法がり情報を一目
にして得ることができるのである。
上記実施例では、表示装置としてCRT+ 5を用いた
が、これに代えてプロッタープリンタを用いてもよい。
〈発明の効果〉 以」二の説明で明らかなように、この発明によれば、探
傷走査によって得られたデータに基づいて、1つの画面
に検出内部欠陥の立体図を表示すると同時に、−)−起
立体図の輪郭を示す側面または上面の少なくとも1つに
、−1−記検出内部欠陥の投影図を表示するので、−目
で検出内部欠陥の立体的分布と、検出内部欠陥の深さ情
報や広がり情報を一目で的確に知ることができ、かつ探
傷時間を従来に比べて短縮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例ζこ係る方法に用いる装置
のブロック図、第2図は座標系の説明図、第3図は立体
図と側面の投影図と」二面の投影図を表示した画面を示
す図、第4図はCスキャン探傷の概念図、第5図は従来
の探傷表示装置のブロック図、第6図はZ軸方向位置電
圧信号の波形図である。 1・・・探触子、 2・・・被検材、 9・・・高速A
−D変換器、  lO・・・クロックジェネレータ、 
 11・・・X−Y位置検出回路、  12・・・メモ
リ、  13・・CPU、   +4・・・フロッピー
ディスク、15・・・(、RT/ギ−ボード。 特 許 出 願 人 川崎製鉄株式会社 外1名代 理
 人 弁理士 青 山 葆  外2名■

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波探傷走査によって得られたデータに基づき
    、超音波探傷装置等の表示装置に被検材の立体図を表示
    して検出内部欠陥を立体的に表示すると同時に、上記立
    体図の輪郭を示す側面または上面の少なくとも1つに、
    上記検出内部欠陥の投影図を表示するようにしたことを
    特徴とする超音波探傷装置等における検出内部欠陥の画
    像表示方法。
  2. (2)上記特許請求の範囲第1項に記載の超音波探傷装
    置等における検出内部欠陥の画像表示方法において、被
    検材の表面での探触子のX−Y位置を検出するX−Y位
    置検出手段からの信号により、探触子のX−Y位置を検
    出する一方、上記被検材の表面からの反射信号を受けて
    から一定時間間隔毎に探傷波形をサンプリングして被検
    材の表面からの厚さ方向に一定間隔毎のZ位置を求める
    と共に、そのZ位置における欠陥の有無を上記探傷波形
    のレベルに基づいて検出して、検出内部欠陥の欠陥位置
    座標(Xi、Yj、Zk)を求めて記憶装置にストアし
    、上記欠陥位置座標(Xi、Yj、Zk)に、立体図を
    作成するための所定の演算を演算装置によって行って、
    表示装置に立体図を表示して、検出内部欠陥を立体的に
    表示すると同時に、上記欠陥位置座標(Xi、Yj、Z
    k)の要素(Yj)または(Zk)を側面または上面の
    投影図を作成するための特定の値に演算装置によって置
    換すると共に、この置換された3次元座標に対して前述
    の所定の演算を演算装置により行なって、上記立体図の
    輪郭を示す側面または上面の少なくとも1つに、検出内
    部欠陥の投影図を表示するようにしたことを特徴とする
    画像表示方法。
  3. (3)上記特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    超音波探傷装置等における検出内部欠陥の画像表示方法
    において、上記立体図、側面の投影図、上面の投影図を
    夫々色分けして表示するようにしたことを特徴とする画
    像表示方法。
JP59181113A 1984-08-30 1984-08-30 超音波探傷装置等における検出内部欠陥の画像表示方法 Pending JPS6157853A (ja)

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