JPS6326346B2 - - Google Patents
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- JPS6326346B2 JPS6326346B2 JP55171112A JP17111280A JPS6326346B2 JP S6326346 B2 JPS6326346 B2 JP S6326346B2 JP 55171112 A JP55171112 A JP 55171112A JP 17111280 A JP17111280 A JP 17111280A JP S6326346 B2 JPS6326346 B2 JP S6326346B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
-
- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
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-
- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波板波探傷方法に係り、特に、
鋼板の内部欠陥を検出するのに用いるに好適な、
超音波を用いて板状被検体中に板波を発生させ、
そのエコー波形から被検体の内部欠陥を検出する
超音波板波探傷方法の改良に関する。
鋼板の内部欠陥を検出するのに用いるに好適な、
超音波を用いて板状被検体中に板波を発生させ、
そのエコー波形から被検体の内部欠陥を検出する
超音波板波探傷方法の改良に関する。
主として板厚６mm以下の鋼板の内部欠陥を検出
する方法として、可変角探触子を用いた超音波板
波探傷方法が実用化されている。この超音波板波
探傷方法は、パルス反射法を使うという点では、
通常の超音波探傷方法と同じものである。しか
し、板波は、比較的薄い固体平面層内を平面に沿
つて伝播する弾性波であつて、縦波、横波とは異
つた性質を持つており、多数のモード（振動様
式）が存在する。このような板波を鋼板１０中に
発生させるには、通常、第１図に示す如く、超音
波振動子１４及び有機ガラス又は水から成る音響
結合媒体１６を有する可変角探触子１２を用い
て、超音波を所定の入射角θで入射するようにし
ている。鋼板１０の板厚がｄ（mm）、超音波振動子
１４の送信周波数が（ＭHz）である時の、超音
波の入射角θ（度）と鋼板１０中に発生する板波
モードとの関係は、理論的に求めることができ、
第２図に示す如くである。図において、曲線A0，
A1，A2，A3，A4が、斜対称モードであり、曲線
S0，S1，S2，S3，S4が、対称モードである。図か
ら明らかな如く、種々の送信周波数と板厚の積
（以下d値と称する）に対して、それぞれ各モー
ドが発生する。例えば、2.5mm厚の鋼板を2MHzの
送信周波数で探傷する場合には、d値が５とな
るので、入射角θが11度、11.5度、17度、23.5
度、33度、34度でそれぞれA2，S2，S1，A1，S0，
A0モードが発生するのが分る。これら個々のモ
ードは、伝播速度、伝播による波形のくずれ具
合、送受信の難易度、欠陥検出能がそれぞれ異な
つており、実用に際しては、実験的に確認して、
このうち最適なモードを使用するようにしてい
る。例えばd値が５の場合には、一般的にはS2
モードが実用化されている。又、同じモードでも
d値によつて、探傷に際しての上記の特性は変
化するので、より厚い又は薄い板を対象とする場
合には、適宜最適モードを選択する必要がある。
しかし、上記の特性には、未知なものが多く、最
適モード不明なまま適当なモードで探傷を行なつ
ているのが現状であり、欠陥の見逃し率が高い場
合があり、品質保障上問題となつていた。
する方法として、可変角探触子を用いた超音波板
波探傷方法が実用化されている。この超音波板波
探傷方法は、パルス反射法を使うという点では、
通常の超音波探傷方法と同じものである。しか
し、板波は、比較的薄い固体平面層内を平面に沿
つて伝播する弾性波であつて、縦波、横波とは異
つた性質を持つており、多数のモード（振動様
式）が存在する。このような板波を鋼板１０中に
発生させるには、通常、第１図に示す如く、超音
波振動子１４及び有機ガラス又は水から成る音響
結合媒体１６を有する可変角探触子１２を用い
て、超音波を所定の入射角θで入射するようにし
ている。鋼板１０の板厚がｄ（mm）、超音波振動子
１４の送信周波数が（ＭHz）である時の、超音
波の入射角θ（度）と鋼板１０中に発生する板波
モードとの関係は、理論的に求めることができ、
第２図に示す如くである。図において、曲線A0，
A1，A2，A3，A4が、斜対称モードであり、曲線
S0，S1，S2，S3，S4が、対称モードである。図か
ら明らかな如く、種々の送信周波数と板厚の積
（以下d値と称する）に対して、それぞれ各モー
ドが発生する。例えば、2.5mm厚の鋼板を2MHzの
送信周波数で探傷する場合には、d値が５とな
るので、入射角θが11度、11.5度、17度、23.5
度、33度、34度でそれぞれA2，S2，S1，A1，S0，
A0モードが発生するのが分る。これら個々のモ
ードは、伝播速度、伝播による波形のくずれ具
合、送受信の難易度、欠陥検出能がそれぞれ異な
つており、実用に際しては、実験的に確認して、
このうち最適なモードを使用するようにしてい
る。例えばd値が５の場合には、一般的にはS2
モードが実用化されている。又、同じモードでも
d値によつて、探傷に際しての上記の特性は変
化するので、より厚い又は薄い板を対象とする場
合には、適宜最適モードを選択する必要がある。
しかし、上記の特性には、未知なものが多く、最
適モード不明なまま適当なモードで探傷を行なつ
ているのが現状であり、欠陥の見逃し率が高い場
合があり、品質保障上問題となつていた。
即ち、従来の超音波板波探傷方法においては、
送信周波数を一定（不可変）としていたため、対
象板厚によつてd値が定まつてしまい、従つて、
使用できるのはそれに対応して存在する数種の板
波モードに限られるため、特定の板厚では目的と
する探傷精度が得られないことがある。特に、最
近の厳しい品質要求に答えるため、より小さな欠
陥を検出する際には、問題である。又、探傷する
各板厚に対し最適モードを定める必要があるが、
対象となる板厚の種類が多く、自由度が多いた
め、最適なモードを実験的に確認する作業が困難
である。更に、板厚によつて、群速度、伝播波
形、エコーレベルが微妙に変化するため、探傷ゲ
ート、欠陥評価など欠陥の信号処理が面倒になる
等である。
送信周波数を一定（不可変）としていたため、対
象板厚によつてd値が定まつてしまい、従つて、
使用できるのはそれに対応して存在する数種の板
波モードに限られるため、特定の板厚では目的と
する探傷精度が得られないことがある。特に、最
近の厳しい品質要求に答えるため、より小さな欠
陥を検出する際には、問題である。又、探傷する
各板厚に対し最適モードを定める必要があるが、
対象となる板厚の種類が多く、自由度が多いた
め、最適なモードを実験的に確認する作業が困難
である。更に、板厚によつて、群速度、伝播波
形、エコーレベルが微妙に変化するため、探傷ゲ
ート、欠陥評価など欠陥の信号処理が面倒になる
等である。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべく成さ
れたもので、波形が伝播によつてくずれず、励振
が容易であり、且つ、欠陥検出能に優れたモード
を板状被検体中に確実に発生することができ、更
に探傷機での信号処理も容易である超音波板波探
傷方法を提供することを目的とする。
れたもので、波形が伝播によつてくずれず、励振
が容易であり、且つ、欠陥検出能に優れたモード
を板状被検体中に確実に発生することができ、更
に探傷機での信号処理も容易である超音波板波探
傷方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、超音波
を用いて板状被検体中に板波を発生させ、そのエ
コー波形から被検体の内部欠陥を検出する超音波
板波探傷方法において、前記被検体の板厚ｄに応
じて送信周波波数を変化させることにより、板
波の群速度の周波数微分値DCgrを零とする送信
周波数と板厚ｄとの積d値を求め、かつ超音
波の粒子変位ベクトルの板波進行方向成分をＵ、
板厚方向成分をＷとし、 で定義したWS値と、前記d値が10の値をとると
きのSoモードのWS値（Ws s010）との比が１／
10以上となるモードを選定することを特徴とす
る。
を用いて板状被検体中に板波を発生させ、そのエ
コー波形から被検体の内部欠陥を検出する超音波
板波探傷方法において、前記被検体の板厚ｄに応
じて送信周波波数を変化させることにより、板
波の群速度の周波数微分値DCgrを零とする送信
周波数と板厚ｄとの積d値を求め、かつ超音
波の粒子変位ベクトルの板波進行方向成分をＵ、
板厚方向成分をＷとし、 で定義したWS値と、前記d値が10の値をとると
きのSoモードのWS値（Ws s010）との比が１／
10以上となるモードを選定することを特徴とす
る。
以下本発明の原理を説明する。検査特性の優れ
た板波の条件としては、(1)欠陥エコー波形が鋭い
こと、(2)不感帯が小さいこと、(3)送受信が容易で
あること、即ち、感度余裕が大であること、(4)欠
陥検出能が良い事、の４つの条件が考えられる。
た板波の条件としては、(1)欠陥エコー波形が鋭い
こと、(2)不感帯が小さいこと、(3)送受信が容易で
あること、即ち、感度余裕が大であること、(4)欠
陥検出能が良い事、の４つの条件が考えられる。
このうち、(1)のエコー波形の鋭さは、一般に
は、励振パルスの鋭さに左右されるが、速度分散
のある板波では、群速度の分散にも影響される。
即ち、群速度が周波数によつて大きく変化すると
ころでは、周波数帯域の広い鋭いパルス波は伝播
によつて時間的に拡がつてしまい、鋭いパルス波
形を保てない。今、群速度Cgrのパルス波が距離
ｌを伝播する時間をｔとすると、この時間ｔは次
式によつて表わされる。
は、励振パルスの鋭さに左右されるが、速度分散
のある板波では、群速度の分散にも影響される。
即ち、群速度が周波数によつて大きく変化すると
ころでは、周波数帯域の広い鋭いパルス波は伝播
によつて時間的に拡がつてしまい、鋭いパルス波
形を保てない。今、群速度Cgrのパルス波が距離
ｌを伝播する時間をｔとすると、この時間ｔは次
式によつて表わされる。
ｔ＝ｌ／Cgr ……(1)
パルス波の中心周波数をo、その周波数領域
での拡がりを△とし、この△による時間ｔの
拡がりを△ｔとすれば、この△ｔは次式によつて
表わされる。
での拡がりを△とし、この△による時間ｔの
拡がりを△ｔとすれば、この△ｔは次式によつて
表わされる。
△ｔ＝〔∂t／∂〕= 0×△＝（ｌ／Ct）・△d
・〔∂／∂d（Cgr／Ct）／（Cgr／Ct）2〕= 0…
…(2) ここで、Ctは被検体中の横波の速度である。
…(2) ここで、Ctは被検体中の横波の速度である。
今、群速度Cgrの周波数微分値に相当するパラ
メータとして、次式で表わされるパラメータ
DCgrを導入する。
メータとして、次式で表わされるパラメータ
DCgrを導入する。
DCgr＝∂／∂d（Cgr／Ct）／（Cgr／Ct）2 ……(3)
このパラメータDCgrの定義式から、DCgrの値
が零に近い程そのモードのエコー波形は鋭くなる
ことが予想される。各モードのパラメータDCgr
とd値との関係を第３図に示す。このパラメー
タDCgrの値、即ち、群速度の周波数微分値が零
に近い程鋭いパルス形状を保つて伝播できる。同
時に、探触子を配置した側と反対側の板端面によ
つて反射される端面エコーは鋭くなるので、この
端面エコーによつて欠陥エコーが識別できなくな
る深傷不感帯も小さくなる。
が零に近い程そのモードのエコー波形は鋭くなる
ことが予想される。各モードのパラメータDCgr
とd値との関係を第３図に示す。このパラメー
タDCgrの値、即ち、群速度の周波数微分値が零
に近い程鋭いパルス形状を保つて伝播できる。同
時に、探触子を配置した側と反対側の板端面によ
つて反射される端面エコーは鋭くなるので、この
端面エコーによつて欠陥エコーが識別できなくな
る深傷不感帯も小さくなる。
次に、(3)の送受信の難易度について考察する。
前述した通り、d値に応じて、第２図に示した
ような特定の入射角θを選定すれば、送受信の効
率が最も良いものであるが、しかし、これは板波
を効率良く送受信するための必要条件ではあるが
十分な条件ではない。探触子と被検体の間の音響
結合体が、水、油等の液体である場合、その性質
上、被検体表面には垂直な応力しか作用しないか
ら、板波の板表面での粒子変位のＺ成分（表面に
垂直な成分）が小さい場合、両者間の音響的作用
は小さくなる。このことは、特にエコー波を受信
する時、問題となり、板表面での粒子変位のＺ成
分の小さいモードの板波は当然受信し難いと考え
られる。又、逆に、Ｚ成分の大きいモードの板波
は、送受信の際の能率が良いと考えられる。
前述した通り、d値に応じて、第２図に示した
ような特定の入射角θを選定すれば、送受信の効
率が最も良いものであるが、しかし、これは板波
を効率良く送受信するための必要条件ではあるが
十分な条件ではない。探触子と被検体の間の音響
結合体が、水、油等の液体である場合、その性質
上、被検体表面には垂直な応力しか作用しないか
ら、板波の板表面での粒子変位のＺ成分（表面に
垂直な成分）が小さい場合、両者間の音響的作用
は小さくなる。このことは、特にエコー波を受信
する時、問題となり、板表面での粒子変位のＺ成
分の小さいモードの板波は当然受信し難いと考え
られる。又、逆に、Ｚ成分の大きいモードの板波
は、送受信の際の能率が良いと考えられる。
各モードの板波の粒子変位ベクトルのＺ成分Ｗ
は、対称モード（Ｓモード）の場合次の(4)式で計
算でき、斜対称モード（Ａモード）の場合、次の
(5)式で算出できる。
は、対称モード（Ｓモード）の場合次の(4)式で計
算でき、斜対称モード（Ａモード）の場合、次の
(5)式で算出できる。
Ｗ＝Ａ・qs・（sinhqs・ｚ／sinhqs・ｄ／２−2k2／S
／k2／S＋S2／S・sinhSs・ｚ／sinhSs・ｄ／２）・expi
（ksｘ−ωt）……(4) Ｗ＝Ｂ・qa・（coshqa・ｚ／coshqa・ｄ／２−2k2／a
／k2／a＋S2／a・coshSa・ｚ／coshSa・ｄ／２）・expi
（kaｘ−ωt）……(5) ここで、ｘは板波進行方向座標、ｚは板厚方向
座標、ωは送信角周波数、ks，kaは板波波数、kl
は縦波波数、ktは横波波数、ｓは対称モードを示
す添字、ａは斜対称モードを示す添字であり、表
現の便宜上ka 2−kl 2＝qa 2，ks2−kl 2＝qs 2，ka 2−kt
２＝Sa 2，ks 2−kt 2＝Ss 2とした。
／k2／S＋S2／S・sinhSs・ｚ／sinhSs・ｄ／２）・expi
（ksｘ−ωt）……(4) Ｗ＝Ｂ・qa・（coshqa・ｚ／coshqa・ｄ／２−2k2／a
／k2／a＋S2／a・coshSa・ｚ／coshSa・ｄ／２）・expi
（kaｘ−ωt）……(5) ここで、ｘは板波進行方向座標、ｚは板厚方向
座標、ωは送信角周波数、ks，kaは板波波数、kl
は縦波波数、ktは横波波数、ｓは対称モードを示
す添字、ａは斜対称モードを示す添字であり、表
現の便宜上ka 2−kl 2＝qa 2，ks2−kl 2＝qs 2，ka 2−kt
２＝Sa 2，ks 2−kt 2＝Ss 2とした。
ここで、板表面での粒子変位ベクトルのＺ成分
の大きさを表わすパラメータとして、次式で表わ
されるパラメータWSを導入する。
の大きさを表わすパラメータとして、次式で表わ
されるパラメータWSを導入する。
ここで、Ｕは粒子変位ベクトルのｘ成分であ
る。なお、(6)式は板表面での板面に垂直方向変位
の大きさを表わしている。
る。なお、(6)式は板表面での板面に垂直方向変位
の大きさを表わしている。
各モードにおけるd値に対するパラメータWS
の変化の様子を第４図に示す。図で縦軸は、各モ
ードのWS値とd値が10の値をとる時のSoモード
のWS値（（Ws）s010）との比を表わしており、
d値によつては、WSが小さくなり、エコー波を
受信し難いところが存在することが予想される。
従つて、被検体表面での板波粒子変位のＺ成分の
大きいモードの板波を選定する必要がある。
の変化の様子を第４図に示す。図で縦軸は、各モ
ードのWS値とd値が10の値をとる時のSoモード
のWS値（（Ws）s010）との比を表わしており、
d値によつては、WSが小さくなり、エコー波を
受信し難いところが存在することが予想される。
従つて、被検体表面での板波粒子変位のＺ成分の
大きいモードの板波を選定する必要がある。
上記の２つの条件、即ち、板波の群速度の周波
数微分値が零に近く、且つ、板表面粒子変位の表
面に垂直な成分が大きいモード（WS／（Ws）
s010＞1/10）をd値０〜10MHzmmの区間について
選定すると、次の通りとなる。
数微分値が零に近く、且つ、板表面粒子変位の表
面に垂直な成分が大きいモード（WS／（Ws）
s010＞1/10）をd値０〜10MHzmmの区間について
選定すると、次の通りとなる。
(1) d＝1.42近傍…A0モード（以下P1板波と称
する） (2) d＝2.52近傍…S0モード（以下P2板波と称す
る） (3) d＝2.80近傍…A1モード（以下P3板波と称
する） (4) d＝4.81近傍…A1モード（以下P4板波と称
する） (5) d＝6.97近傍…S1モード（以下P5板波と称す
る） (6) d＝7.26近傍…A3モード（以下P6板波と称
する） (7) d＝7.44近傍…A3モード（以下P7板波と称
する） (8) d＝9.09近傍…A2モード（以下P8板波と称
する） 従つて、d＝０〜10MHzmmの区間では、上記
のP1からP8板波のいずれかが発生するように、
被検体の板厚ｄに応じて、板厚ｄと送信周波数
の積dが所定値（1.42、2.52、2.80、4.81、6.97、
7.26、7.44、9.09のいずれか）となるように送信
周波数を選定すれば、他のモードに比較して検
査特性の優れた板波を用いて板波探傷を行なうこ
とができる。実際に、このP1〜P8の板波を用い
て板端面の端面エコーを観察すると、他のモード
に比較して、波形が鋭く、且つ、非常に大きな強
度の波が得られることが確認できた。
する） (2) d＝2.52近傍…S0モード（以下P2板波と称す
る） (3) d＝2.80近傍…A1モード（以下P3板波と称
する） (4) d＝4.81近傍…A1モード（以下P4板波と称
する） (5) d＝6.97近傍…S1モード（以下P5板波と称す
る） (6) d＝7.26近傍…A3モード（以下P6板波と称
する） (7) d＝7.44近傍…A3モード（以下P7板波と称
する） (8) d＝9.09近傍…A2モード（以下P8板波と称
する） 従つて、d＝０〜10MHzmmの区間では、上記
のP1からP8板波のいずれかが発生するように、
被検体の板厚ｄに応じて、板厚ｄと送信周波数
の積dが所定値（1.42、2.52、2.80、4.81、6.97、
7.26、7.44、9.09のいずれか）となるように送信
周波数を選定すれば、他のモードに比較して検
査特性の優れた板波を用いて板波探傷を行なうこ
とができる。実際に、このP1〜P8の板波を用い
て板端面の端面エコーを観察すると、他のモード
に比較して、波形が鋭く、且つ、非常に大きな強
度の波が得られることが確認できた。
なお、WS値と（（Ws）s010）との比を１／10
以上とする理由は、次のとおりである。
以上とする理由は、次のとおりである。
すなわち、通常、検出器での信号の増幅度とし
ては1000倍（＝60dB）が電気的ノイズを拾わず
に検出できる目安である。しかし、実用上問題と
なる小さな欠陥を見逃さずに検出するためにはゲ
イン余裕として40dB（100倍）が必要である。し
たがつて、ゲイン余裕40dBを確保するためにWS
値と（（Ws）s010）との比を１／10以上とするの
が妥当である。
ては1000倍（＝60dB）が電気的ノイズを拾わず
に検出できる目安である。しかし、実用上問題と
なる小さな欠陥を見逃さずに検出するためにはゲ
イン余裕として40dB（100倍）が必要である。し
たがつて、ゲイン余裕40dBを確保するためにWS
値と（（Ws）s010）との比を１／10以上とするの
が妥当である。
以下具体的な実施例について説明する。
本発明の第１実施例は、第５図ａに示すよう
な、小さな内部欠陥（自然欠陥）18を含んだ板厚
0.8mmの鋼板１０を、実際に探傷したもので、そ
の時のＡスコープを第５図ｂ及びｃに示す。図に
おいて、Ｔは送信及び探触子内多重エコー、Ｆは
自然欠陥エコー、Ｂは端面エコーである。第５図
ｂは、従来選定されているS0モードを用いて探傷
したものであり、内部欠陥１８による反射エコー
Ｆが殆んど検出されていない。これに対して、第
５図ｃに示す如く、本発明により、P1板波（A0
モード）を使用して探傷した場合（送信周波数
1.8MHz）においては、従来法では検出できなか
つた内部欠陥１８による反射エコーＦが多数発生
しており、従来法では検出できなかつた内部欠陥
が検出できていることが明らかである。又、鋼板
１０の端面１０ａによる反射エコーＢも鋭くなつ
ており、このＢエコーによる不感帯も小さくなつ
ていることが明らかである。
な、小さな内部欠陥（自然欠陥）18を含んだ板厚
0.8mmの鋼板１０を、実際に探傷したもので、そ
の時のＡスコープを第５図ｂ及びｃに示す。図に
おいて、Ｔは送信及び探触子内多重エコー、Ｆは
自然欠陥エコー、Ｂは端面エコーである。第５図
ｂは、従来選定されているS0モードを用いて探傷
したものであり、内部欠陥１８による反射エコー
Ｆが殆んど検出されていない。これに対して、第
５図ｃに示す如く、本発明により、P1板波（A0
モード）を使用して探傷した場合（送信周波数
1.8MHz）においては、従来法では検出できなか
つた内部欠陥１８による反射エコーＦが多数発生
しており、従来法では検出できなかつた内部欠陥
が検出できていることが明らかである。又、鋼板
１０の端面１０ａによる反射エコーＢも鋭くなつ
ており、このＢエコーによる不感帯も小さくなつ
ていることが明らかである。
本発明の第２実施例は、同じく内部欠陥を含ん
だ板厚2.6mmの鋼板を実際に探傷したもので、そ
の時のＡスコープを第６図に示す。図において、
ａが従来のS2モードを使用した場合、ｂが本発明
によりP4板波（A1モード）を用いた場合（送信
周波数1.85MHz）である。尚、比較のため、第６
図ｃ及びｄに、それぞれA0モード、S0モードを
使用した場合を示す。図から明らかな如く、従来
法或いは他のモードに比べて、本発明によるモー
ドは、SN比が優れ、、欠陥検出能に非常に優れて
いることが明らかである。
だ板厚2.6mmの鋼板を実際に探傷したもので、そ
の時のＡスコープを第６図に示す。図において、
ａが従来のS2モードを使用した場合、ｂが本発明
によりP4板波（A1モード）を用いた場合（送信
周波数1.85MHz）である。尚、比較のため、第６
図ｃ及びｄに、それぞれA0モード、S0モードを
使用した場合を示す。図から明らかな如く、従来
法或いは他のモードに比べて、本発明によるモー
ドは、SN比が優れ、、欠陥検出能に非常に優れて
いることが明らかである。
尚、1.5MHzから2.5MHz迄の連続可変の超音波
探傷機を用いる場合には、この第２実施例の場
合、d＝4.81（P4板波）であるので、板厚1.9〜3.2
mmの鋼板が探傷可能であり、この間、モードは
A1であるので、探触子の角度は22.5゜に保てば良
い。
探傷機を用いる場合には、この第２実施例の場
合、d＝4.81（P4板波）であるので、板厚1.9〜3.2
mmの鋼板が探傷可能であり、この間、モードは
A1であるので、探触子の角度は22.5゜に保てば良
い。
尚前記実施例においては、いずれも、本発明が
鋼板の探傷に適用されていたが、本発明の適用範
囲はこれに限定されず、本発明が非鉄金属板或い
は非金属板の探傷にも同様に適用できることは明
らかである。
鋼板の探傷に適用されていたが、本発明の適用範
囲はこれに限定されず、本発明が非鉄金属板或い
は非金属板の探傷にも同様に適用できることは明
らかである。
以上説明した通り、本発明の方法は、従来方法
に比べて非常に優れた欠陥検出能を有しており、
従来法では検出限界に近い欠陥であつても、本発
明によれば、SN比良く、余裕を持つて検出でき
る。又、従来法では検出できなかつた欠陥も検出
できる。更に、従来法では板厚が変化するとd
値も変化するため、それに対応して探触子の角度
を変える必要があつたが、本発明の方法では、
d値は変化しないので、探触子の角度を変える
必要が無い。従つて、探触子の構造を簡素化でき
ると共に、実探傷作業が容易になる。又、従来法
では、板厚によつてd値が変化するので、群速
度も変化してしまい、探傷ゲート設定の際及び欠
陥位置推定時において、この群速度の変化を考慮
する必要が生じて面倒であつたが、本発明の方法
においては、d値が一定となる条件で探傷する
ので、板厚が変わつても群速度は一定であり、縦
波を使つた垂直超音波探傷と全く同じ原理で探傷
でき、探傷ゲート、距離減衰の補正などの信号処
理が容易になり、疵位置の同定が容易である等の
優れた効果を有する。
に比べて非常に優れた欠陥検出能を有しており、
従来法では検出限界に近い欠陥であつても、本発
明によれば、SN比良く、余裕を持つて検出でき
る。又、従来法では検出できなかつた欠陥も検出
できる。更に、従来法では板厚が変化するとd
値も変化するため、それに対応して探触子の角度
を変える必要があつたが、本発明の方法では、
d値は変化しないので、探触子の角度を変える
必要が無い。従つて、探触子の構造を簡素化でき
ると共に、実探傷作業が容易になる。又、従来法
では、板厚によつてd値が変化するので、群速
度も変化してしまい、探傷ゲート設定の際及び欠
陥位置推定時において、この群速度の変化を考慮
する必要が生じて面倒であつたが、本発明の方法
においては、d値が一定となる条件で探傷する
ので、板厚が変わつても群速度は一定であり、縦
波を使つた垂直超音波探傷と全く同じ原理で探傷
でき、探傷ゲート、距離減衰の補正などの信号処
理が容易になり、疵位置の同定が容易である等の
優れた効果を有する。
第１図は、板波励振の原理を示す線図、第２図
は、各モードを励振するための探触子角度とd
値の関係を示す線図、第３図は、本発明の原理を
示す、群速度の周波数微分値を表わすパラメータ
とd値の関係を示す線図、第４図は、同じく本
発明の原理を示す、板波の表面粒子変位のＺ成分
の大きさを表わすパラメータとd値の関係を示
す線図、第５図は、本発明の第１実施例により探
傷した場合の出力波形と、従来法により探傷した
場合の出力波形の比較を示す線図、第６図は、同
じく本発明の第２実施例により探傷した場合の出
力波形と、従来法及び他モードにより探傷した場
合の出力波形の比較を示す線図である。 １０……銅板、１２……可変角探触子、１８…
…欠陥。
は、各モードを励振するための探触子角度とd
値の関係を示す線図、第３図は、本発明の原理を
示す、群速度の周波数微分値を表わすパラメータ
とd値の関係を示す線図、第４図は、同じく本
発明の原理を示す、板波の表面粒子変位のＺ成分
の大きさを表わすパラメータとd値の関係を示
す線図、第５図は、本発明の第１実施例により探
傷した場合の出力波形と、従来法により探傷した
場合の出力波形の比較を示す線図、第６図は、同
じく本発明の第２実施例により探傷した場合の出
力波形と、従来法及び他モードにより探傷した場
合の出力波形の比較を示す線図である。 １０……銅板、１２……可変角探触子、１８…
…欠陥。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波を用いて板状被検体中に板波を発生さ
せ、そのエコー波形から被検体の内部欠陥を検出
する超音波板波探傷方法において、前記被検体の
板厚ｄに応じて送信周波波数を変化させること
により、板波の群速度の周波数微分値DCgrを零
とする送信周波数と板厚ｄとの積（d値）を
求め、かつ超音波の粒子変位ベクトルの板波進行
方向成分をＵ、板厚方向成分をＷとし、 で定義したWS値と、前記d値が10の値をとると
きのSoモードのWS値（（Ws）s010）との比が
１／10以上となるモードを選定することを特徴と
する超音波板波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55171112A JPS5794647A (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Ultrasonic plate wave testing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55171112A JPS5794647A (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Ultrasonic plate wave testing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5794647A JPS5794647A (en) | 1982-06-12 |
| JPS6326346B2 true JPS6326346B2 (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=15917187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55171112A Granted JPS5794647A (en) | 1980-12-04 | 1980-12-04 | Ultrasonic plate wave testing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5794647A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61233362A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-17 | Kobe Steel Ltd | 板波超音波探傷方法 |
-
1980
- 1980-12-04 JP JP55171112A patent/JPS5794647A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5794647A (en) | 1982-06-12 |
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