JPS62298758A - 超音波探傷装置の距離補正付欠陥検出回路 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 による減衰による補正を施すことにより、精度の良い欠
陥検出回路の実現に関する。

（従来の技術） パルス反射法による超音波探傷における超音波探解子で
は、一般的に探触子から欠陥までの距離が長くなるにつ
れ、欠陥からの反射エコーの減衰が大きくなるため、同
一形状で、大きさの等しい欠陥があっても、被検体の表
面付近と、表面から遠い、深い所に存在する欠陥からの
反射エコーを受信した場合では、反射エコー高さが異な
る一般に前者は大きく、後者は小さい。従って、反射エ
コーの高さが、ある値以上あった場合に欠陥として判別
する。欠陥検出回路で、このしきい値を、一定の直流レ
ベルとした場合には、深い所に存在する欠陥を検出する
ことが困難となる。

これを補正するため、特開昭５６−６３２５、実用新案
公報昭５７−４９１６４に記載のように、超音波受信４
号の距離振巾補正を行っていた。

即ち、反射エコーを増巾する超音波探傷器の増巾率を変
化させ、欠陥の深さに関係なく同一形状の欠陥に対して
は、同一レベルの反射エコーが得られる様に調整を行い
この値としきい値を、比較することにより、欠陥の検出
を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、超音波探偵器の増幅器として増幅率の
調整ができる必要があることと使用する増幅器の周波数
特性、増幅直線性の影響を受けやすいこと、操作が複雑
になる点について配慮がさく３） れておらず、実用上、装置が複雑になるという問題があ
った。

本発明の目的は、上記増幅器を使用せずに探触子から欠
陥までの距離にかかわらず、一定の精度で欠陥の検出を
行うことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、超音波信号が伝搬距離に応じて減衰する超
音波の減衰曲線に応じて、欠陥検出電圧を補正すること
により達成される。

従来この欠陥検出電圧は、一定の値流電圧を用い、この
しきい値としての欠陥検出電圧を越えて、超音波信号が
入力された時、欠陥とし判別を行っていた。

このため、特に遠距離からの超音波信号から欠陥を検出
するためには、超音波信号が伝搬により減衰した分だけ
、欠陥検出のしきい値を小さく補正すれば良い。

逆に、表面近傍の近距離からの超音波信号から欠陥を検
出するためには、欠陥検出のしきい値を大きい値に補正
する。

〔作用〕

距離補正付欠陥検出回路は、超音波の減衰曲線に応じて
、欠陥検出電圧を変化させるように動作する。

欠陥検出電圧は予め、デジタルメモリに記憶させておき
、同期信号によって、超音波信号が受信開始される時よ
り、デジタルメモリの内容を欠陥検出電圧として、比較
器に入力される。

これによって欠陥検出電圧は、減衰に応じて補正される
ようになるので、誤動作することがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。回路
は、ピークホールド回路とピークホールド出力をアナロ
グデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路から成り、超音波入
力信号の欠陥からの反射エコーのピーク値をＡ／Ｄ変換
し、エコー高さを測定するエコー高さ測定回路１．同期
信号が入力されてから、上記１でピーク値が検出される
までの時間を測定するもので、カウンタからなる路程測
定回路２、超音波探傷のくり返しタイミング信号をつく
り出すとともに、上記２のカウンタに路程測定用の高速
クロックを供給する同期回路３．超音波の減衰曲線を記
憶するもので、ここでは路程とエコー高さを記憶するデ
ジタルメモリ４、デジタルメモリに記載されたエコー高
さのデジタルデータをアナログ電圧に変換するＤ／Ａ、
（デジタルアナログ）変換器５、上記５にて出力された
アナログ電圧を任意の電圧に分圧し欠陥検出電圧を得る
アッテネータ６、上記６にて分圧された減衰曲線と超音
波入力信号を比較し、欠陥信号を出力する比較器７、マ
イクロコンピュータ９、コンピュータの動作の制御を外
部から行うインプットボード１１から構成される。マイ
クロコンピュータには、メモリーが実装されており、こ
のメモリーに書込まれた制御プログラムにより、インプ
ットボードの指令、エコー高さ測定回路１及び路程測定
回路２の値の取込み、あるいは、デジタルメモリ４との
間でデータの送受を行ったりしながら演算処理し、必要
に応じて処理したデータをデジタルアナログ変換器へ出
力する。

ここで距離補正付欠陥検出回路は、動作によって２つの
モードに分けられる。１つは、超音波の減衰曲線を記憶
する減衰曲線記憶モードと減衰曲線から欠陥検出電圧を
作成する距離補正欠陥検出電圧出力モードである。

超音波減衰曲線は、試験片に同一の人工欠陥を数個設け
、探触子を移動させてそれぞれの欠陥の最大エコー高さ
を探傷器のＣＲＴ　（画面）上に表示すると各エコーは
、超音波の路程長さに従って第３図のようにエコー高さ
が異なって測定される。

これらエコーのピークを結ぶと、超音波減衰曲線が得ら
れる。

減衰曲線記憶モードは、この減衰曲線をデジタルメモリ
４に記憶する。これは探傷開始前に行う。

ここで、特許請求範囲第２項に示す発明において、デジ
タルメモリに減衰曲線を記憶する方法を、プログラムフ
ローチャートで示す。

最初、基準となる人工欠陥のエコー高さ、例えば第３図
に示すＦｎがＣＲ７１００％となる様に探傷器感度を調
整し固定する。そこでＦＡの同期信号からの路程を示す
カウンタの値及び、ピーク値を１及び２を用いて計測す
る。即ち、プログラムがスタートすると、マイクロコン
ピュータはまず、インプットボードの指令をパスライン
１２を介して読込む。減衰曲線記憶モードであれば、次
に記憶指令入力をまつ。（ステップ■）記憶指令が入力
されると、エコー高さ及び路程測定が終了しているか、
エコー高さ測定回路１及び路程測定回路２の測定が終了
しているかをチェックする。（ステップ■）終了してい
なければ、終了するまでステップ■をくり返す。終了が
確認されると、エコー高さ測定回路１及び、路程測定回
路２のデータを読込（ステップ■）パスライン１２を介
して、デジタルメモリ４へ記憶する。（ステップ■）こ
こで路程カウンタは、同期信号から反射エコーまでの時
間をカウントする。従って、直接、路程の長さを計らな
いで自動的に時間で計算することができる。またデジタ
ルメモリは、路程カウンタ値以上のアドレス空間を有し
、路程カウンタ値と同一のアドレスに、その路程におけ
るエコー高さデ一夕を記憶することとする。

次にインプットボードの指令をチェックし、記憶モード
が終了するまで、ステップ■〜ステップ■を繰り返す。

同様にＦＢ、Ｆｏについて路程及びピーク値を計測し、
第３図２０に示す減衰曲線を記憶する。ここで特許請求
範囲第３項に示す発明によりマイクロコンピュータによ
り、取込んだ路程値とピーク値から補間値を演算し、そ
の補間値から測定点以外の路程値とピーク値を演算し、
デジタルメモリ５に記憶する。即ち、ＦＡ及びＦＢのエ
コー高さｈ＾とｈａの差分ｈＢ−ｈ＾を求め、路程の差
ｔＢ−ｔ＾で除することにより、単位時間当りの増加分
４ｈを求める。

Δｈ＝（ｈＢ−ｈ＾）／（ｔａ−ｔ＾）（ステップ■）
次に、ＦＡとＦＢの間にある測定点以外の各路程におけ
るエコー高さを求める（ｈ＾、ｈ＾＋Δｈ。

ｈ＾＋２・Δｈ・・・）これをデジタルメモリ５に記憶
する（ステップ■）。同様にＦａとＦｃ、ＦａとＦＤと
いう順に、上記方法にて全ての路程におけるエコー高さ
を求め、デジタルメモリ５に記憶する（ステップ■）。

これが減衰曲線記憶モードである。これは、被検体の材
質が変わらない限り、一度記憶すればよい。

次に、欠陥検出電圧出力モードでは、路程カウンタ出力
をデジタルメモリのアドレスとして接続する。路程カウ
ンタは、同期回路からのくり返しタイミング信号により
起動され、１１１１力は直接デジタルメモリの読出しア
ドレスとなる。こうすることにより、減衰曲線記憶モー
ドで記憶された路程におけるエコー高さデータが、デジ
タルメモリから出力される。このエコー高さデータは、
Ｄ／Ａ変換器に入力され、減衰曲線が再現される。これ
は、減衰曲線記憶時、路程測定として用いたクロックと
同一のクロックを使用して再現する。この時の出力は、
第３図２０に示す超音波減衰曲線が再現される。次にＤ
／Ａ変換器の出力は、アッテネータ６へ入力される。

アッテネータ６では、欠陥検出値の下限値を設定するも
ので、例えばＣＲＴ表示の２５％以上を欠陥検出値とす
るには、アッテネータを１／４の分圧比となる様に設定
する。この時に欠陥検出電圧であるアッテネータ出力電
圧は、第３図２１に示す波形となる。

アッテネータ出力電圧は、比較器７へ入力される。ここ
では、超音波信号と欠陥検出電圧の大きさを比較し、欠
陥検出値具」二の超音波信号が入力された場合、欠陥信
号として比較器７より出力される。

欠陥検出電圧出力モードでは、同期回路からの同期信号
により、くり返しデジタルメモリに記憶された欠陥検出
電圧が出力されるので、正確に同期がとれる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、正確で操作のしやすい欠陥検出回路が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図。 第３図は本発明の詳細な説明図、第４図は減衰曲線記憶
モードにおけるプログラムフローチャートである。 １・・・エコー高さ測定回路、２・・・路程測定回路、
３・・・同期回路、４・・・デジタルメモリ、５・・・
Ｄ／Ａ（デジタルアナログ）変換器、６・・・アッテネ
ータ、７・・・比較器、８・・・超音波信号入力端子、
９・・・マイクロコンピュータ、１０・・・欠陥検出信
号出力端子、１５・・・探触子、１６・・・人工欠陥、
２０・・・超音波減衰曲線、２１・・・欠陥検出電圧（
アッテネータ６の出力）、２２・・・超音波入力信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、欠陥検出電圧を発生する、検出電圧発生回路と超音
   波探解子からの超音波受信々号を比較する比較器からな
   る超音波探傷装置欠陥検出回路において、超音波減衰曲
   線を予め記憶しておき、これを出力する減衰曲線記憶回
   路を設けたことを特徴とする超音波探傷装置の距離補正
   付欠陥検出回路。 ２、特許請求の範囲第１項において、減衰曲線を記憶す
   るための路程測定回路、エコー高さ測定回路、欠陥検出
   電圧を制御する信号を記憶するデジタルメモリ、デジタ
   ルメモリの内容を欠陥検出電圧に変換するＤ／Ａ（デジ
   タル・アナログ）変換器、変換器と、超音波信号の同期
   をとる同期回路を備え、自動的に超音波減衰曲線を記憶
   する機能を有したことを特徴とする超音波探傷装置の距
   離補正付欠陥検出回路。 ３、特許請求の範囲第１項において、超音波の路程長の
   異なる１つ又は複数個の点における各々の超音波信号減
   衰値を得て、これらの各路程値以外の点の超音波信号減
   衰値は前記の各路程における測定値をもとに、補間値を
   算出して、ディジタルメモリに書込むデータを作成する
   ことを特徴とする超音波探傷装置の距離補正付欠陥検出
   回路。