JPS6228862B2 - - Google Patents
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- JPS6228862B2 JPS6228862B2 JP53072107A JP7210778A JPS6228862B2 JP S6228862 B2 JPS6228862 B2 JP S6228862B2 JP 53072107 A JP53072107 A JP 53072107A JP 7210778 A JP7210778 A JP 7210778A JP S6228862 B2 JPS6228862 B2 JP S6228862B2
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- ultrasonic
- electronic scanning
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子走査式超音波探傷装置に関する。
従来、溶接部などを探傷する場合に主として一
探の斜角探触子が用いられており、その音響的結
合状態は同探触子に組込まれている同じく一探の
垂直接触子により常時監視されていた。しかし、
本探触子のビームの方向が固定のため、ビーム方
向に対して任意の方向性を持つ面に対しては無力
で、常時監視ができなかつた。また、垂直、斜角
の両ビームの相互関係を密接に結びつけ、表示や
評価を行う試みもなされていない。
探の斜角探触子が用いられており、その音響的結
合状態は同探触子に組込まれている同じく一探の
垂直接触子により常時監視されていた。しかし、
本探触子のビームの方向が固定のため、ビーム方
向に対して任意の方向性を持つ面に対しては無力
で、常時監視ができなかつた。また、垂直、斜角
の両ビームの相互関係を密接に結びつけ、表示や
評価を行う試みもなされていない。
そこで、最近、超音波ビームを電子的に走査し
て被検体の超音波断面形状を得ることが考えられ
ている。この場合さらに、本願発明者は超音波探
触子用シユーに垂直探傷用（縦波モード）の超音
波振動素子群と斜角探傷用（横波モード）の超音
波振動素子群を設け、それぞれの振動素子群から
発生する超音波ビームを電子的に扇形に走査する
ことを考えている。
て被検体の超音波断面形状を得ることが考えられ
ている。この場合さらに、本願発明者は超音波探
触子用シユーに垂直探傷用（縦波モード）の超音
波振動素子群と斜角探傷用（横波モード）の超音
波振動素子群を設け、それぞれの振動素子群から
発生する超音波ビームを電子的に扇形に走査する
ことを考えている。
第１図は電子走査式超音波探傷法の原理説明図
である。１０は電子走査用圧電振動子で、＃１か
ら＃ｎまでｎ個の振動素子が配列されている。い
ま、この振動素子群を被検体１１の上に置いて、
全振動素子を同時に励振すると、超音波ビーム１
２は表面に対して直角方向に進む。次に、＃１、
＃２、……、＃ｎの順に一定間隔の時間差τで、
それぞれの振動素子を励振すると、超音波ビーム
は１３となり、＃ｎ側の方向に伝ぱんしていく。
そして、＃ｎ、＃ｎ−１、……、＃２、＃１の順
に上述と同じ時間差τで励振すると超音波ビーム
は１４となり、＃１側の方向に伝ぱんしていく。
そこで、この各振動素子を励振する時間差を−τ
〜０〜τの範囲で徐々に変えると超音波ビームを
１５のように走査できる。
である。１０は電子走査用圧電振動子で、＃１か
ら＃ｎまでｎ個の振動素子が配列されている。い
ま、この振動素子群を被検体１１の上に置いて、
全振動素子を同時に励振すると、超音波ビーム１
２は表面に対して直角方向に進む。次に、＃１、
＃２、……、＃ｎの順に一定間隔の時間差τで、
それぞれの振動素子を励振すると、超音波ビーム
は１３となり、＃ｎ側の方向に伝ぱんしていく。
そして、＃ｎ、＃ｎ−１、……、＃２、＃１の順
に上述と同じ時間差τで励振すると超音波ビーム
は１４となり、＃１側の方向に伝ぱんしていく。
そこで、この各振動素子を励振する時間差を−τ
〜０〜τの範囲で徐々に変えると超音波ビームを
１５のように走査できる。
第２図は圧電振動素子１０Ａを超音波探触子シ
ユー１６のＡ―Ｂ面に装着した場合の電子走査式
超音波探傷法の原理説明図である。ここで、第１
図と同様に各振動素子を励振時間差−τ〜０〜τ
と順次電子的に励振すると被検体１１内の超音波
ビームは１７，１８，１９となり、２０に示すよ
うに扇形に走査できる。この場合、第１図と比較
して横波モードを高効率に被検体内に投入できる
大きな特徴を有している。
ユー１６のＡ―Ｂ面に装着した場合の電子走査式
超音波探傷法の原理説明図である。ここで、第１
図と同様に各振動素子を励振時間差−τ〜０〜τ
と順次電子的に励振すると被検体１１内の超音波
ビームは１７，１８，１９となり、２０に示すよ
うに扇形に走査できる。この場合、第１図と比較
して横波モードを高効率に被検体内に投入できる
大きな特徴を有している。
第３図は最近考えられている電子走査式超音波
探触子の一実施例である。同図は超音波探触子シ
ユー１６のＢ―Ｃ面に電子走査用圧電振動素子を
設け、Ａ―Ｂ面に１つまたは２つの従来の一探触
子または二分割型探触子用圧電素子２１を設けた
ものである。このため１０からの超音波ビームは
１２，１３，１４となり、扇形走査範囲は１５と
なる。一方、２１から超音波ビームは２２とな
る。この場合は、電子走査用の圧電振動素子１０
からのビーム１２〜１４で溶接部の輪郭を正確に
描がき、２１の従来の振動子からのビーム２２で
欠陥を検出するものであり、従来のＡスコープ表
示に比較して、溶接部の輪郭と欠陥の位置を精度
よく重畳して表示できるため欠陥の位置標定が非
常に容易となる利点を有している。
探触子の一実施例である。同図は超音波探触子シ
ユー１６のＢ―Ｃ面に電子走査用圧電振動素子を
設け、Ａ―Ｂ面に１つまたは２つの従来の一探触
子または二分割型探触子用圧電素子２１を設けた
ものである。このため１０からの超音波ビームは
１２，１３，１４となり、扇形走査範囲は１５と
なる。一方、２１から超音波ビームは２２とな
る。この場合は、電子走査用の圧電振動素子１０
からのビーム１２〜１４で溶接部の輪郭を正確に
描がき、２１の従来の振動子からのビーム２２で
欠陥を検出するものであり、従来のＡスコープ表
示に比較して、溶接部の輪郭と欠陥の位置を精度
よく重畳して表示できるため欠陥の位置標定が非
常に容易となる利点を有している。
第４図は最近考えられている他の電子走査式超
音波探触子の実施例である。同図は超音波探触子
シユー１６のＡ―Ｂ面に電子走査用圧電振動素子
１０Ａを設け、Ｂ―Ｃ面に１つまたは２つの従来
の一探触子または二分割型探触子用圧電素子２１
を設けたものである。このため、１０Ａからの超
音波ビームは１７，１８，１９となり、扇形走査
範囲は２０となる。一方、２１からの超音波ビー
ムは２３となる。この場合は電子走査用の圧電振
動素子１０Ａからの超音波ビーム１７〜１９で欠
陥の輪郭を描き、２１の従来の振動子からのビー
ム２３で底面の形状を表示したり、超音波探触子
と被検体との音響的結合状態のチエツクを行う。
したがつて、従来の固定角探触子法では屈折角の
指定ごとに超音波探触子を用意する必要があつた
が、本発明の超音波探触子によれば１個の探触子
ですべての角度をカバーできるので、経済性、作
業効率、欠陥評価能、欠陥表示性能などで顕著な
優位性がある。
音波探触子の実施例である。同図は超音波探触子
シユー１６のＡ―Ｂ面に電子走査用圧電振動素子
１０Ａを設け、Ｂ―Ｃ面に１つまたは２つの従来
の一探触子または二分割型探触子用圧電素子２１
を設けたものである。このため、１０Ａからの超
音波ビームは１７，１８，１９となり、扇形走査
範囲は２０となる。一方、２１からの超音波ビー
ムは２３となる。この場合は電子走査用の圧電振
動素子１０Ａからの超音波ビーム１７〜１９で欠
陥の輪郭を描き、２１の従来の振動子からのビー
ム２３で底面の形状を表示したり、超音波探触子
と被検体との音響的結合状態のチエツクを行う。
したがつて、従来の固定角探触子法では屈折角の
指定ごとに超音波探触子を用意する必要があつた
が、本発明の超音波探触子によれば１個の探触子
ですべての角度をカバーできるので、経済性、作
業効率、欠陥評価能、欠陥表示性能などで顕著な
優位性がある。
第５図はさらに最近考えられている他の電子走
査式超音波探触子実施例である。同図は超音波探
触子シユー１６のＡ―Ｂ面とＢ―Ｃ面の両面にそ
れぞれ電子走査用の圧電振動素子１０，１０Ａを
設け、超音波ビーム１２〜１４そして１７〜１９
をそれぞれ扇形１５，２０に走査する。このよう
に構成すると第３図、第４図で述べた２つの特長
を兼ね備えた超音波探触子を提供でき、溶接部お
よび底面の輪郭ならびに欠陥の輪郭を精度よく重
畳して表示でき、欠陥の評価性能が一層上がるこ
とになる。
査式超音波探触子実施例である。同図は超音波探
触子シユー１６のＡ―Ｂ面とＢ―Ｃ面の両面にそ
れぞれ電子走査用の圧電振動素子１０，１０Ａを
設け、超音波ビーム１２〜１４そして１７〜１９
をそれぞれ扇形１５，２０に走査する。このよう
に構成すると第３図、第４図で述べた２つの特長
を兼ね備えた超音波探触子を提供でき、溶接部お
よび底面の輪郭ならびに欠陥の輪郭を精度よく重
畳して表示でき、欠陥の評価性能が一層上がるこ
とになる。
本発明は、以上の開発成果を利用し、その目的
とするところは、１個の接触子でもつて、任意の
方向の欠陥を高能率・高速度に探傷することので
きる電子走査式超音波探傷装置を提供することに
ある。
とするところは、１個の接触子でもつて、任意の
方向の欠陥を高能率・高速度に探傷することので
きる電子走査式超音波探傷装置を提供することに
ある。
本発明の特徴は、台形状の超音波探触子用シユ
ーを新たに用い、このシユーの各辺に夫々電子走
査式で励振される複数の圧電振動子を配列し、こ
の各辺の振動子を順次走査することにより、垂直
方向及び左・右斜め方向から、扇形の超音波ビー
ムでもつて探傷するようにしたところにある。
ーを新たに用い、このシユーの各辺に夫々電子走
査式で励振される複数の圧電振動子を配列し、こ
の各辺の振動子を順次走査することにより、垂直
方向及び左・右斜め方向から、扇形の超音波ビー
ムでもつて探傷するようにしたところにある。
以下、図示する一実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
第６図は本発明による電子走査式超音波探触子
の一実施例である。同図は超音波探触子シユー１
６のＡ―Ｂ面、Ｂ―Ｃ面そしてＣ―Ｄ面にそれぞ
れ電子走査用の圧電振動素子１０，１０Ａ，１０
Ｂを設け、超音波ビーム１２〜１４，１７〜１９
そして２４〜２６をそれぞれ扇形１５，２０，２
７に走査する。このような構成により、振動子群
１０の動作によつて被検体面に垂直なビーム方向
１２を中心として左右１３〜１４の範囲で縦波モ
ードのビームを送受し、上記範囲でビーム方向に
垂直な方向性の欠陥を検知する。しかし、被検面
に対して垂直に近い方向性の欠陥は、振動子群１
０によつては検知し難い。
の一実施例である。同図は超音波探触子シユー１
６のＡ―Ｂ面、Ｂ―Ｃ面そしてＣ―Ｄ面にそれぞ
れ電子走査用の圧電振動素子１０，１０Ａ，１０
Ｂを設け、超音波ビーム１２〜１４，１７〜１９
そして２４〜２６をそれぞれ扇形１５，２０，２
７に走査する。このような構成により、振動子群
１０の動作によつて被検体面に垂直なビーム方向
１２を中心として左右１３〜１４の範囲で縦波モ
ードのビームを送受し、上記範囲でビーム方向に
垂直な方向性の欠陥を検知する。しかし、被検面
に対して垂直に近い方向性の欠陥は、振動子群１
０によつては検知し難い。
そこで、垂直に近い方向性の欠陥に対しては、
その左右への傾斜の向きに応じて振動子群１０
Ａ，１０Ｂにより、それぞれ１８〜１９，２５〜
２６なる範囲に送受される横波モードの超音波に
より検知するわけである。
その左右への傾斜の向きに応じて振動子群１０
Ａ，１０Ｂにより、それぞれ１８〜１９，２５〜
２６なる範囲に送受される横波モードの超音波に
より検知するわけである。
したがつて、第６図構成の探触子により、任意
の方向性の欠陥が１個の接触子で検知可能とな
り、探傷操作上極めて能率を向上させることがで
きる。しかも各振動子群で送受される超音波ビー
ムは電子的制御によつて偏向され、かつ欠陥信号
を画像化して表示することも可能となるので、各
種方向性の欠陥検知が瞬時に行われることも本実
施例のもたらす大きな効果である。
の方向性の欠陥が１個の接触子で検知可能とな
り、探傷操作上極めて能率を向上させることがで
きる。しかも各振動子群で送受される超音波ビー
ムは電子的制御によつて偏向され、かつ欠陥信号
を画像化して表示することも可能となるので、各
種方向性の欠陥検知が瞬時に行われることも本実
施例のもたらす大きな効果である。
第７図は第６図の接触子に適用される電子走査
式超音波探触子用探傷装置のブロツク図である。
同図で、２８は主制御部、２９は送受制御部、３
０は送波駆動部、３１は切換部、３２はプリアン
プ、３３は受波増幅部、３４は受波検波部、３５
は偏向信号発生部、３６は表示部である。
式超音波探触子用探傷装置のブロツク図である。
同図で、２８は主制御部、２９は送受制御部、３
０は送波駆動部、３１は切換部、３２はプリアン
プ、３３は受波増幅部、３４は受波検波部、３５
は偏向信号発生部、３６は表示部である。
主制御部２８では第８図のタイムチヤートに示
すようにT0，T1，T2，T3の繰返しパルスを３７
の同期信号線に送出する。そして、T0では各探
触子１０，１０Ａ，１０Ｂの超音波ビーム方向を
演算し、演算結果を３８のデータ線を通して送波
制御部２９、受波増幅部３３、偏向信号発生部３
５に送出する。
すようにT0，T1，T2，T3の繰返しパルスを３７
の同期信号線に送出する。そして、T0では各探
触子１０，１０Ａ，１０Ｂの超音波ビーム方向を
演算し、演算結果を３８のデータ線を通して送波
制御部２９、受波増幅部３３、偏向信号発生部３
５に送出する。
送波制御部２９では演算による時間差τで各振
動素子＃１〜＃ｎを順次に励振し、受波増幅部３
３は演算による時間差τの遅延素子（図示してな
い）を選択して各超音波振動素子の音響経路差を
補正し、そして偏向信号発生部３５は演算による
結果によりビーム方向に相当する鋸歯状波をを発
生する。
動素子＃１〜＃ｎを順次に励振し、受波増幅部３
３は演算による時間差τの遅延素子（図示してな
い）を選択して各超音波振動素子の音響経路差を
補正し、そして偏向信号発生部３５は演算による
結果によりビーム方向に相当する鋸歯状波をを発
生する。
T0の次の周期T1では切換部３１により送波駆
動部３０の出力線３９およびプリアンプ３２の入
力線４０が超音波探触子の圧電素子１０に接続さ
れ、周期T2では同出力線３９および同入力線４
０が同圧電素子１０Ａに接続され、T3では同様
に圧電素子１０Ｂに接続される。
動部３０の出力線３９およびプリアンプ３２の入
力線４０が超音波探触子の圧電素子１０に接続さ
れ、周期T2では同出力線３９および同入力線４
０が同圧電素子１０Ａに接続され、T3では同様
に圧電素子１０Ｂに接続される。
このようにして、本発明の電子走査式超音波探
触子用探傷装置は電子走査法により超音波ビーム
の入射角を変えるとともに切換部により圧電振動
素子群を切換えて、所望の方向の超音波ビームを
得、これを用いて探傷を行うことを特長とする。
触子用探傷装置は電子走査法により超音波ビーム
の入射角を変えるとともに切換部により圧電振動
素子群を切換えて、所望の方向の超音波ビームを
得、これを用いて探傷を行うことを特長とする。
したがつて、本法によれば超音波発生効率が高
く、小規模の回路部品で回路を構成でき、溶接部
と欠陥の識別度の高い電子走査式超音波探傷装置
を提供できる。
く、小規模の回路部品で回路を構成でき、溶接部
と欠陥の識別度の高い電子走査式超音波探傷装置
を提供できる。
本発明はシユーに固体物質を用いることを念頭
において説明したが、このシユーは液体などで構
成しても本発明に含まれるものとする。
において説明したが、このシユーは液体などで構
成しても本発明に含まれるものとする。
以上述べたように、本発明によれば、１個の探
触子で、垂直、水平等任意の方向の欠陥を極めて
高い能率でもつて瞬時に検出することが可能とな
る。
触子で、垂直、水平等任意の方向の欠陥を極めて
高い能率でもつて瞬時に検出することが可能とな
る。
第１図は電子走査式超音波探傷法の原理説明
図、第２図は圧電振動素子を超音波探触子シユー
に装着した場合の電子走査式超音波探傷法の原理
説明図、第３図は最近考えられている電子走査式
超音波探触子の一実施例図、第４図及び第５図も
最近考えられている電子走査式超音波探触子の他
の実施例図、第６図は本発明による電子走査式超
音波探触子の一実施例図、第７図は本発明の第６
図実施例である電子走査式超音波探触子用探傷装
置のブロツク図、第８図はそのタイムチヤート図
である。１０，１０Ａ，１０Ｂ，２１…圧電振動
素子、１６…シユー。
図、第２図は圧電振動素子を超音波探触子シユー
に装着した場合の電子走査式超音波探傷法の原理
説明図、第３図は最近考えられている電子走査式
超音波探触子の一実施例図、第４図及び第５図も
最近考えられている電子走査式超音波探触子の他
の実施例図、第６図は本発明による電子走査式超
音波探触子の一実施例図、第７図は本発明の第６
図実施例である電子走査式超音波探触子用探傷装
置のブロツク図、第８図はそのタイムチヤート図
である。１０，１０Ａ，１０Ｂ，２１…圧電振動
素子、１６…シユー。
Claims (1)
- １ 両辺が傾斜面で上部が平面から成る台形状の
超音波探触子用シユー、このシユーの各辺に夫々
電子走査式で励振される複数の圧電振動子を配列
し、当該各辺毎に配列した複数の圧電振動子を順
次走査して、当該各辺からの超音波ビームが扇形
を形成するように構成した電子走査式超音波探傷
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210778A JPS54164182A (en) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | Electronic scanning system ultrasoniccwave flaw detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210778A JPS54164182A (en) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | Electronic scanning system ultrasoniccwave flaw detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54164182A JPS54164182A (en) | 1979-12-27 |
| JPS6228862B2 true JPS6228862B2 (ja) | 1987-06-23 |
Family
ID=13479829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210778A Granted JPS54164182A (en) | 1978-06-16 | 1978-06-16 | Electronic scanning system ultrasoniccwave flaw detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54164182A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56142363U (ja) * | 1980-03-26 | 1981-10-27 | ||
| JPS57187653A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | Hitachi Ltd | Ultrasonic image pickup apparatus |
| US10557828B2 (en) | 2014-02-17 | 2020-02-11 | Westinghouse Electric Company Llc | Ultrasonic phased array transducer for the NDE inspection of the jet pump riser welds and welded attachments |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50115087U (ja) * | 1974-03-01 | 1975-09-19 |
-
1978
- 1978-06-16 JP JP7210778A patent/JPS54164182A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54164182A (en) | 1979-12-27 |
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