JPS62240854A - 超音波探傷装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、被検材の内部外部に存在する欠陥を検出す
る超音波探傷装置に係り、特に被検材中の欠陥から反射
されて（る複数種の周波数成分毎に、欠陥検出し９合成
欠陥判定をする装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は、従来の超音波探傷装置を示す図であり１図に
おいて（１）は被検材、（２）は被検材中に存在する欠
陥、（３）は超音波全被検材中に伝える為の接触媒質、
（４）は低周波数から高周波舷填域迄の広い周波数範囲
の超音波全発生、及び受信する広帯域探触子、（５）は
超音波を発生させるためのタイミングクロックを発生さ
せる送信繰返しパルス発生回路、（６）は送信繰返しパ
ルス発生回路（５）からの送信タイミングクロックを受
け、広帯域探触子（４）に与える高圧パルス全発生する
送信回路、（７）は欠陥（２）からの受信反射エコーが
広帯域探触子（４）で電気信号変換された微小信号全増
幅する受信増幅回路。

（８８）は欠陥（２１より反射されてくる超音波信号の
中の特定周波数帯域の超音波信号のみを通過させる帯域
通過フィルター、（９）は帯域通過フィルター（８リ　
を通過した信号を更に増幅する為の増幅回路、Ｈは受信
増幅された欠陥（２）からの反射エコー信号全ディジタ
ル判定処理する為のアナログ／ディジタル変換回路、す
０はアナログ／ディジタル変換する為の信号全選択する
為のゲート発生回路。

σ２はディジタル化された欠陥信号音、欠陥判定匝と比
較する欠陥判定回路、　０３！−を欠陥判定結果を他の
装置に出力する為の欠陥出力回路である。

従来の超音波探傷装置は上記のように構成され。

送信回路（６１から発生された高圧パルスは、広帯域探
触子１４）の振動子の部分に印加され、振動子は電気信
号を機械振動に変換し超音波信号となり、接触媒質（３
）ヲ介して被検材（１）の中に伝えられる。

被検材（１１の内部に存在する欠陥１２）から反射され
て（る広域帯の超音波信号は広帯域探触子（４）に接触
媒質（３）ヲ介して受信される。広帯域探触子（４）の
周波数特性は第８図のように広い周波数領域で。

欠陥判定をする為に必要な感度レベルを確保して振動子
に加えられた機械振動を電気信号に変換する。

電気信号に変換された欠陥信号は、広帯域の周波数成分
を含んだ状態で、広域帯の受信増幅回路（７）に入り増
幅され帯域通過フィルター（８ａ）に入る。帯域通過フ
ィルター（８ａ）の特性は第９図に示す様に、欠陥信号
と同時に混入して（る雑音を除去するために帯域幅（Ｂ
８）で制限されて増幅回路（９）に出力される。Ａ　／
　Ｄ変換可能な信号レベルになる迄、増幅回路（９）で
更に増幅されＡ／Ｄ変換回路Ｑ（Ｉに出力される。増幅
された欠陥信号は、送信繰返しパルス発生回路（５）で
発生されるクロックに同期されたゲート発生回路Ｕυで
発生されるゲート信号区間でＡ／Ｄ変換され、ディジタ
ル信号になる。

ディジタル化された欠陥信号は、あらかじめ設定される
欠陥判定値と、欠陥判定回路ｕ２で比較判定処理され、
欠陥判定結果として、欠陥出力回路ａ３に出力される。

欠陥判定結果は欠陥出力回路−で信号変換されて他装置
に出力される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の超音波探傷装置では、広帯域探触子
（４）により受信される欠陥（２）からの広帯域の周波
数成分を含む超音波信号を用いて、欠陥周波数分析判定
７＆：実施しようとする場合、第３図で示されるように
、中心周波数（ｆ８）で帯域幅（Ｂａ）で制限される欠
陥信号の欠陥判定にとどまり、欠陥（２）の種類、形状
に依存する異なる周波数（ｆｂ　。

ｆｃ）による欠陥周波数分析判定ｌｉ実施できず、欠陥
信号に混在して（る雑音対策のため設置−ｊた帯域通過
フィルター（８ａ）により広帯域探触子（４）の第２図
に示される周波数特性全十分に欠陥判定に反映できない
という問題があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、第２図に示される広帯域探触子（４）の周波数特性
の帯域幅（Ｂａ　の中の異なる複数棟の周波数全中心周
波数にもつ帯域通過フィルターと増幅回路、Ａ／Ｄ変換
回路、ゲート発生回路、欠陥判定回路を複数個設けて、
異なる周波数毎の欠陥判定を実行し、欠陥周波数分析判
定を可能にすることを目的とする。

〔問題点全解決するための手段〕

この発明に係る超音波探傷装置は、それぞれ異なる中心
周波数を有し、前記受信増幅回路の出力信号のうち特定
の周波数成分の信号を抽出する複数個の帯域フィルタと
、前記複数個の帯域フィルタにそれぞれ対応して設けら
れ、上記受信増幅回路の出力信号を上記帯域フィルタへ
入力させる複数個のアナログスイッチと、上記複数個の
帯域フィルタの出力信号をそれぞれディジタル信号に変
換する複数個のＡ　／　Ｄ変換回路と、上記送信繰返し
パルス発生回路のタイミングクロックに同期し。

ｐ、　／　Ｄ変換全実行する範凹を設定したゲート信号
をそれぞれ上記複数個のＡ／Ｄ変換回路に発生する複数
個のゲート発生回路と、上記各帯域フィルタの周波数成
分に対する欠陥判定値がそれぞれ設定され、上記各Ａ　
／　Ｄ変換回路の出力匝と上記欠陥判定値とを比較し、
その大小関係により欠陥信号を発生する複数個の欠陥判
定回路と、前記複数個の欠陥判定回路からの欠陥判定結
果信号を導入し、異なる周ｅ＆９．成分毎の欠陥判定結
果信号金論理組合せにより合成判定する合成欠陥判定回
路と。

上記アナログスイッチ全切換選択する信号を上記アナロ
グスイッチおよび合成欠陥判定回路へ発生するアナログ
スイッチ′＃ｊ＋制御回路とを具備したものである。

〔作用〕

この発明においては、単一の広帯域受信信号に対し、異
なる周波数成分毎の別々の欠陥判定回路が設けられ１個
々の周波数成分毎の処理回路への受信信号をアナログス
イッチ制（財）部とアナログスイッチにより異なる周波
数毎の判定を同時に任意の組合せで処理できる為１周波
敬成分毎の異なる別々の欠陥判定値設定、欠陥判定処理
が可能となり、検出したい欠陥種別、欠陥形状に対応す
る欠陥周波数分析判定が可能となる。

機能的には、簡易形で高速のフーリエ分析全可能とする
。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す超音波探傷装置のブ
ロック図であり、（１）〜峙は上記従来装置と全（同一
のものである。Ｉは異なる周波数毎に設けられ、必要と
する周波数帯域毎の欠陥判定回路に対応する帯域通過フ
ィルターに接続されるアナログスイッチだけを人、切さ
せる信号全発生させるアナログスイッチ制御回路、住り
は必要とする周波数帯域の欠陥判定結果を、欠陥判定回
路ｕ３より得るために、受信増幅回路（７）の出力信号
を帯域通過フィルター（８す、　（８ｂ）　、　（８ｃ
）　　に振り分ける為に備えられたアナログスイッチ、
ｕｅは各異なる周波数毎の欠陥判定結果金、アナログス
インチ制呻回路からのアナログスイッチ選択信号の情報
金倉めて論理和、論理撰、排他的論理和する為の合成欠
陥判定回路、　　（８ｂ）　　は中心周波数（ｆｂ）　
　の帯域通過フィルター、（８リ　は中心周波数（ｆｃ
）の帯域通過フィルターを示し、第１図は異なる周波数
を（ｆａ　＊　ｆｂ　＋　ｆＣ）　　の３２ｍ類を想定
した場合であり、異なる周波数は更に増すことは可能で
ある。

第２図は広帯域探触子の受信周波数特性を示す図、第３
図、第４図および第５図は帯域通過フィルタ（８ａＪ　
、　（８ｂ）　、　（８リ　の周波数特性を示す図。

第６図は帯域フィルタ（８日）と（８Ｃ）に対応するア
ナログスイッチ（＋Ｓａ）と（１５りが選択された条件
で１合成欠陥判定された場合の周波数特性を示す図であ
る。

上記の様に？４成された超音波探傷装置において被検材
中の欠陥形状゛と種別に起因して、欠陥から反射されて
（る必要とする周波数成分を含む超音波信号のみ全選択
して取出し欠陥判定する為に。

必要とする周波数に合わせてアナログスイッチ制御回路
（１４からアナログスイッチ選択信号を出力させ、アナ
ログスイッチＬｌ’Ｊ　’ｌｉ’　１ｔｉｌｌ　ＸＩし
、必要とする周波数成分の超音波信号のみを選択して、
Ａ／Ｄ変換及び、欠陥判定処理を実行し、必要とする周
波数成分だけの欠陥判定結果を得ることができる。

又、必要とする異なる周波数成分に対する欠陥判定匝ヲ
各帯域通過フィルター（８ａ）　　、　（８ｂ）。

（８リ　に対応する図中の独立した欠陥判定回路α２に
必要とする異なる周波数成分毎に異なる欠陥判定値音別
々に設定しておくことにより、必要とする異なる周波数
成分に対する欠陥判定結果金、単独又は同時に得ること
が可能となる。この様にして単独、又は同時に得られた
必要とする異なる周波数成分毎の別々の欠陥判定結果を
一括して合成欠陥判定回路ｕＦ３に取込み、アナログス
イッチ制呻回路ｕ４からのアナログスイッチＩＩ９の選
択状況の信号も同時に取込むことにより、異なる周波数
成分毎の欠陥判定結果の論理和、論理積、υト他的論皿
相が可能となる。

例えば、アナログスイッチｕＳの選択により、広帯域探
触子（４）からの広帯域な超音波受信信号の中より、必
要とする周波数成分である（ｆａ　＊　ｆｂ　ｅ　ｆＣ
）に対応する必要とする周波数成分毎の欠陥判定結果、
又は必要とする異なる周波数成分毎の別々の欠陥判定結
果を同時に得られることにより論理和。

論理積、排他的論理和か合成欠陥判定回路ｔｕｉの欠陥
判定の論３！ｌ！全任慧に選択させることにより可能と
なる。

帯域通過フィルター（８ｂ）の特性は第４図（８りの特
性ｆｉ第５図に示しであるが、受信信号に混入する雑音
対策の為に帯域通過フィルターを用いても１個々の帯域
通過フィルター毎に独立した一連の回路を使用すること
により第６図に示すような帯域幅（Ｂυ　を等制約に得
られ、欠陥周波数分析判定を可能とする。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとうり、広帯域な受信信号より
アナログスイッチ１１Ｓの選択に対応した必要とする周
波数個別の欠陥判定が可能であり、欠陥の種別、形状に
より欠陥信号の周波数分布が異なる特性を利用した欠陥
周波数分布判定全可能にさせる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す超音波探傷装置のブ
ロンク図、第２図はこの発明による広帯域探触子の受信
周波数特性を示す図、第３図、第４図および第５図は異
なる中心周波数を有する帯域フィルタの周波数特性を示
す図、第６図はこの発明による超音波探傷装置の周波数
特性を示す図。 第１図は従来の超音波探傷装置金示すプロンク図。 第８図は従来装置の広帯域探触子の受信周波数特性を示
す図、第９図は従来装置の帯域通過フィルタの周波数特
性を示す図である。 図中、（４）は探触子、（５）は送信繰返しパルス発生
回路、　＋６１は送信回路、（７）は受信増幅回路、１
８）は帯域通過フィルタ、（９）は増幅回路、θＩはＡ
　／　Ｄ変換回路、　Ｑｌ）はゲート発生回路、α″２
は欠陥判定回路。 ■はアナログスイッチ朋制御回路、ａｓＦｉアナログス
インチ、　ｔｌｌｉは合成欠陥判定回路である。 なお図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して示
しである。 代坤人大岩増雄 第　３　閃 趙、　（ｄＢ） 第　８　図 第９図 鼻痕（ｄ８）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信繰返しパルス発生回路と、この送信繰返しパルス発
   生回路からのタイミングクロックを受けて送信パルスを
   発生する送信回路と、この送信回路の送信パルスにより
   超音波信号を被検材中に発生するとともに被検材から反
   射された超音波信号を受信して電気信号に変換する探触
   子と、この探触子で得られた電気信号を振幅増幅する受
   信増幅回路と、それぞれ異なる中心周波数を有し、前記
   受信増幅回路の出力信号のうち特定の周波数成分の信号
   を抽出する複数個の帯域フィルタと、前記複数個の帯域
   フィルタにそれぞれ対応して設けられ上記受信増幅回路
   の出力信号を上記帯域フィルタへ入力させる複数個のス
   イッチと、上記複数個の帯域フィルタの出力信号をそれ
   ぞれディジタル信号に変換する複数個のＡ／Ｄ変換回路
   と、上記送信繰返しパルス発生回路のタイミングクロッ
   クに同期し、Ａ／Ｄ変換を実行する範囲を設定したゲー
   ト信号をそれぞれ上記複数個のＡ／Ｄ変換回路に発生す
   る複数個のゲート発生回路と、上記各帯域フィルタの周
   波数成分に対する欠陥判定値がそれぞれ設定され、上記
   各Ａ／Ｄ変換回路の出力値と上記欠陥判定値とを比較し
   、その大小関係により欠陥信号を発生する複数個の欠陥
   判定回路と、前記複数個の欠陥判定回路からの欠陥判定
   結果信号を導入し、異なる周波数成分毎の欠陥判定結果
   信号を論理組合せにより合成判定する合成欠陥判定回路
   と、上記スイッチを切換、選択する信号を上記スイッチ
   および合成欠陥判定回路へ発生するスイッチ制御回路と
   を具備したことを特徴とする超音波探傷装置。