JPS63222260A

JPS63222260A - 超音波探傷距離振幅補正装置

Info

Publication number: JPS63222260A
Application number: JP62057265A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujisawa; 藤沢　和夫
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1988-09-16

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】利用産業分野この発明は、パルス反射型超音波探傷に用いる探傷距離
振幅補正装置の改良に係り、特に、超音波の減衰が問題
となるような厚板材の超音波探傷において、被試験材毎
に標準欠陥加工を施して探傷距離振幅補正を行う必要が
なく、任意の標準試験片の距離振幅特性曲線を設定した
のちは、単に被試験材に対する超音波後方散乱パターン
の測定のみで、正確かつ適正な探傷距離振幅補正が自動
的にでき、操作性並びに探傷感度にすぐれた超音波探傷
を提供できる超音波探傷距離振幅補正装置に関する。

背景技術従来、厚鋼板の溶接部等の超音波探傷において、超音波
の減衰が大きい被試験材に対しては、例えば、ＪＩＳ　
Ｚ３０６０に示されるように、被試験材あるいはそれと
超音波特性の近似した材料に、表面より種々深さに横穴
等の人口欠陥を加工設定し、第６図に示す如く、実際に
使用する探傷装置、探触子（Ｓ）を使用して、斜角探傷
における各スキップ点でのエコー波形を測定し、第４図
に示す如き距離振幅特性曲線（時間−電圧曲線、以下Ｄ
ＡＣカーブという）を設定し、これを基準として超音波
探傷している。

また、自動化した超音波探傷等においては、この探傷距
離、すなわち、伝播時間による減衰を補正するため、経
時的にゲインを変化させるようにゲインコントロールア
ップのバイアス電圧を経時的に変化させて対処していた
。

詳述すれば、第５図に示す如く、バイアス電圧に反比例
してゲインが変化するゲインコントロールアップ（ＧＡ
）を、探触子（Ｓ）からディスプレイ（ＣＲＴ）への受
信系内に設置し、通常は、そのバイアス電圧は定電圧に
保持している。

この状態で、第４図に示す如く、各種エコーをディスプ
レイ（ＣＲＴ）上に出した後に、パターン発生回路（Ｐ
Ｇ）を動作させ、その電圧カーブがディスプレイ（ＣＲ
Ｔ）上で、第４図のＤＡＣカーブと重なるように調整す
る。

かかる調整後の電圧カーブを、ゲインコントロールアッ
プ（ＧＡ）回路のバイアス電圧として掛ると、発信に同
期して経時的にゲインが変化して、例えば、常に各種深
さの横穴に対して、同一のエコー高さが得られるように
なる。

しかしながら、上述の従来方法では、ＤＡＣカーブの正
確さを求めるとすれば、被試験材と同一材料よりの標準
試験片を作製しなければならないという欠点があった。

また、超音波特性の近似した材料を標準試験片に用いる
場合には、被試験材自体の特性が分っていなければなら
ず、例えば、既設の古い設備等における探傷では、材料
の特性等を知ること自体が不可能であることがあり、所
謂距離感度の補正に手間を要して探傷効率が悪く、また
高精度探傷ができない問題があった。

従来技術の問題点要約すれば、従来、超音波探傷において、欠陥の検出能
のビーム路程（距離）による変化を補正するため、試験
材中の各深さに加工した標準欠陥を使用してそのエコー
高さ変化を検出し、それを補正するようなりＡＣカーブ
を、ゲインコントロールアップのバイアス電圧として用
いることにより自動距離感度補正を行っていた。

従って、被試験材の材質による減衰状況が変わる毎に、
被試験材と同材質の標準試験片に標準欠陥を加工する必
要があり、実際には、代表的な材料に対して標準試験片
を作成し、被試験材に対するＤＡＣカーブの設定は、経
験的に標準試験片を選択して行っているのが現状であっ
た。

発明の目的この発明は、超音波の減衰が問題となるような厚板材の
超音波探傷における探傷距離振幅補正装置の提供を目的
とし、さらに、任意の１個の対比試験片を用いるのみで
、距離振幅補正を可能とする超音波探傷距離振幅補正装
置を目的としている。

発明の構成この発明は、バイアス電圧を変化させることによりゲインを変化させ
るゲインコントロールアップを有する超音波探傷装置に
おいて、標準対比試験片の標準欠陥からのエコー高さを記憶し、
これに基づいてＤＡＣカーブを計算する演算機と、該演算機に制御され探触子を走査するための走査器と、該走査器により一定ピッチで採取した後方散乱波を平均
化する九０変換器及び該演算機と、該演算機により計算
した探傷用最終ＤＡＣカーブを出力するためのＤ／Ａ変
換器より構成され、標準対比試験片のＤＡＣカーブを、
標準試験片の後方散乱パターンカーブ及び被試験体の後
方散乱パターンカーブに基づいて補正し、探傷用最終Ｄ
ＡＣカーブを得ることを特徴とする超音波探傷距離振幅
補正装置である。

さらに、詳述すれば、前記構成の装置において、 ■探触子のビームの拡散による欠陥検出能の変化を、減
衰が非常に小さな標準対比試験材中の標準欠陥からの各
ビーム路程におけるエコー高さの検出により記憶する。

■実際の被試験材に対する超音波後方散乱パターンの測
定による材料の超音波減衰特性を記憶する。

■上記両者のパターンをかけ合わせることにより、被試
験材での欠陥の距離振幅特性を得、それにより左記のＤ
ＡＣカーブを作成し自動感度補正を行う。

の手段にて、距離振幅補正することを、要旨とする。

図面に基づ〈発明の開示第１図はこの発明による距離振幅補正装置を備えた超音
波探傷装置の構成を示すブロック図である。第２図はこ
の発明による超音波探傷距離振幅補正装置の作動プログ
ラムを示すフローチャート図である。第３図はこの発明
装置における超音波後方散乱パターンを示すグラフであ
る。

この発明による距離振幅補正装置を備えた超音波探傷装
置は、探触子（Ｓ）からの出力が、ＲＦアンプ（ＲＦＡ
）’、ゲインコントロールアップ（ＧＡ）、ビデオアン
プ（ＶＡ）、ん０変換器（ＡＤＣ）を経て演算機（ＣＰ
Ｕ）に人力される構成からなる。

演算機（ＣＰＵ）は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）を介して
ゲインコントロールアップ（ＧＡ）を制御し、また、タ
イマー（Ｔ）とパルサー（Ｐ）を介して発振を制御し、
さらには、走査器（Ｒ）に所要範囲の走査をおこなわせ
るべく、走査機コントローラー（ＲＣ）を制御する機能
を有する。

また、演算機（ＣＰＵ）にはメモリー（Ｍ）が付設され
ている。

以下に、距離振幅補正装置の動作を説明する。

なお、ここでは、第６図に示す斜角探傷の場合を例とし
て説明するが、垂直探傷の場合にも同装置が適用できる
ことはいうまでもない。

まず、以下の手順にて、超音波減衰の非常に少ない標準
対比試験片を用いて使用する探触子の距離振幅特性を採
る。

この時、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）からの出力は、常に一
定とするよう演算機（ＣＰＵ）から同一のデジタル量が
出力される。標準対比試験片に穿孔された横穴に対する
各ビーム路程でのエコー波形は、λつ変換器（ＡＤＣ）
を介して演算機（ＣＰＵ）に取り込まれ、メモリー（Ｍ
）に記憶される。

これにより、例えば、第６図（ｂ）に示す如き１群のエ
コーが記憶され、それに合致するよう第４図に示すＤＡ
Ｃカーブが演算機（ＣＰＵ）内で計算され、補正前の標
準対比試験片のＤＡＣカーブＤｓ（ｔ）としてメモリー
（Ｍ）に記録される。

次に、演算機（ＣＰＵ）が走査機コントローラー（ＲＣ
）を制御し、探触子（Ｓ）が標準対比試験片の欠陥を含
まない範囲に対して自動走査を実施する。

例えば、２０Ｘ２０ｍｍの範囲に対して、０．５ｍｍピ
ッチの自動走査を行う。この時ゲインは、探傷時よりも
４０〜８０ｄＢ上げられ、超音波後方散乱波が０．５ｍ
ｍピッチで、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）を介して演算機（
ＣＰＵ）に取り込まれ、１６００点すべてについて加算
が行われる。

このようにして得られた標準対比試験片に対する後方散
乱パターンは、例えば、第３図の実線に示すようなもの
になる。

第３図において、かかるパターンでの材料表面への入射
時間付近は、表面エコーの影響を受けやすいので、Δｔ
１の間は散乱パターンカーブを無視して、後のパターン
カーブを延長したもので代用する。また、裏面からの反
射点付近も裏面の凹凸の影響を受けやすいため、その範
囲Δｔ２の間は前後のカーブを連続させたもので代用す
る。

さらに、第３図において、演算機（ＣＰＵ）により点線
の如く補正された後方散乱パターンカーブは、入射点に
おける振幅が１となるように正規化された補正散乱カー
ブＳ〆ｔ）としてメモリー（Ｍ）に登録される。

その後、実際の被試験材の健全部位について、標準対比
試験片と同様に、例えば、２０Ｘ２０ｍｍの範囲に対し
て前記の走査が実施され、被試験材の後方散乱カーブが
採取され、やはり入射点における振幅が１となるように
正規化された補正散乱カーブ５ｄｔ）としてメモリー（
Ｍ）に記憶される。

演算機（ＣＰＵ）では、被試験材に対する真のＤＡＣカ
ーブＤＢ（ｔ）、すなわち、探傷用最終ＤＡＣカーブが
次の式により計算される。

Ｄｄｔ）ＸＳ〆θ ｎｎ（ｔ）＝　− ８〆ｔ）実際の探傷においては、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）には、
ＤＲ（ｔ）の信号をパルサーの発信と同期させて出力し
て振幅補正を行うようにする。

最終的なゲイン調整は、例えば１／８Ｓのエコー高さを
ディスプレイ（ＣＲＴ）上、８０％に設定するとすれば
、演算機（ＣＰＵ）では以下のような計算が行われて、
探傷時には何％（Ｘ％）に設定して出力すれば良いかが
、例えばターミナル上に出力される。

Ｓ〆ωりｘ　＝　−Ｘ　８０Ｄ〆ｔｏ）ｘｓｔｙ（ｔｏ）ここで、１ｏは１　／８Ｓのエコーが出現する時間であ
る。

発明の効果超音波の減衰が問題となるような厚板材の超音波探傷に
おいて、被試験材毎に標準欠陥加工を施して探傷距離振
幅補正を行う必要がなく、任意の標準試験片の距離振幅
特性曲線を設定したのちは、単に被試験材に対する超音
波後方数置パターンの測定のみで、正確かつ適正な探傷
距離振幅補正が自動的にでき、操作性並びに探傷感度に
すぐれた超音波探傷を提供できる。

すなわち、この発明による補正装置によれば、標準対比
試験片と実際の被試験材とを用いるのみで、その被試験
材の真のＤＡＣカーブ補正が可能となり、従来の探傷時
の問題点が大幅に改善される。

また、上述した正前の標準対比試験片のＤＡＣカーブＤ
８（０、入射点における振幅が１となるように正規化さ
れた補正散乱カーブＳｓ（θは、それぞれ使用する探触
子（Ｓ）について採取する必要があるが、一度採取すれ
ば、探触子（Ｓ）に劣化等がない場合には、採取し直す
必要はなく、メモリー（Ｍ）にファイルとして記録して
おくことにより、探傷時に呼び出して使用できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による距離振幅補正装置を備えた超音
波探傷正装置の構成を示すブロック図である。第２図は
この発明による超音波探傷距離振幅補正装置の作動プロ
グラムを示すフローチャート図である。第３図はこの発
明装置における超音波後方散乱パターンを示すグラフで
ある。第４図は従来の距離振幅補正におけるＤＡＣカー
ブを示すエコー波形のグラフである。第５図は従来の距
離振幅補正装置を備えた超音波探傷正装置の構成を示す
ブロック図である。第６図ａ図は斜角探傷における各ス
キップ点でのエコー波形測定方法を示す説明図であり、
ｂ図は得られたエコー波形を示すグラフである。Ｓ・・・探触子、ＲＦＡ・・・ＲＦアンプ、ＧＡ・・・
ゲインコントロールアップ、ＶＡ・・・ビデオアンプ、
ＡＤＣ・・・九■変換器、ＣＰＵ・・・演算機、ＤＡＣ
・・・Ｄ／Ａ変換器、Ｔ・・・タイマー、Ｐ・・・パル
サー、Ｒ・・・走査機、ＲＣ・・・走査機コントロール
。

Claims

【特許請求の範囲】１バイアス電圧を変化させることによりゲインを変化させ
るゲインコントロールアップを有する超音波探傷装置に
おいて、標準対比試験片の標準欠陥からのエコー高さを記憶し、
これに基づいてＤＡＣカーブを計算する演算機と、該演算機に制御され探触子を走査するための走査器と、該走査器により一定ピッチで採取した後方散乱波を平均
化するＡ／Ｄ変換器及び該演算機と、該演算機により計
算した探傷用最終ＤＡＣカーブを出力するためのＤ／Ａ
変換器より構成され、標準対比試験片のＤＡＣカーブを
、標準試験片の後方散乱パターンカーブ及び被試験体の
後方散乱パターンカーブに基づいて補正し、探傷用最終
ＤＡＣカーブを得ることを特徴とする超音波探傷距離振
幅補正装置。