JP2000241397A - 表面欠陥検出方法および装置 - Google Patents
表面欠陥検出方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料の表層部に存在する傷を、超音波の表面
波を用いて透過法によりオンラインで迅速に検出すると
ともに、その表面欠陥の深さを正確に推定できるように
する。 【解決手段】 被検査体１の表層部に超音波の表面波を
発生させる送信用超音波探触子３と、被検査体の表層部
を透過した表面波を受信する受信用超音波探触子６を備
え、材料表層部の欠陥２を検出するものにおいて、２つ
以上の異なる周波数のバースト波を時間的に分けて集合
した送信波形１１を任意波形発生装置１０により送信用
超音波探触子３に送信し、受信用超音波探触子６でそれ
ぞれの周波数の透過表面波を受信する際にはそれぞれの
到達時刻に合わせてゲート回路１５で検出し、さらにそ
れぞれの周波数の透過強度をピークホールド回路１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ、・・・で求め、その透過強度から深
さ推定部１８で欠陥深さを推定する。
波を用いて透過法によりオンラインで迅速に検出すると
ともに、その表面欠陥の深さを正確に推定できるように
する。 【解決手段】 被検査体１の表層部に超音波の表面波を
発生させる送信用超音波探触子３と、被検査体の表層部
を透過した表面波を受信する受信用超音波探触子６を備
え、材料表層部の欠陥２を検出するものにおいて、２つ
以上の異なる周波数のバースト波を時間的に分けて集合
した送信波形１１を任意波形発生装置１０により送信用
超音波探触子３に送信し、受信用超音波探触子６でそれ
ぞれの周波数の透過表面波を受信する際にはそれぞれの
到達時刻に合わせてゲート回路１５で検出し、さらにそ
れぞれの周波数の透過強度をピークホールド回路１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ、・・・で求め、その透過強度から深
さ推定部１８で欠陥深さを推定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料の表層部に存
在する傷を、超音波の表面波を用いて検出する表面欠陥
検出方法およびその装置に関する。
在する傷を、超音波の表面波を用いて検出する表面欠陥
検出方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波の表面波は、材料の表層部を探傷
する手段としてよく知られている。例えば、特開平６−
３３１６０３号公報では、鋼板表面上を固定軸を介して
タイヤで移動可能とし、該タイヤ内部に充填液が密封さ
れ、かつ、角度調整器にて角度を可変とする可変角振動
子で鋼板面に対して３０゜〜３８゜傾斜させて超音波を
発振せしめるようにした鋼板の表面傷探傷方法を提案し
ている。しかし、この方法は反射法のため、欠陥の方向
に依存して欠陥検出能が変わってしまうことや検出され
た欠陥の深さを推定することができないなどの問題があ
った。
する手段としてよく知られている。例えば、特開平６−
３３１６０３号公報では、鋼板表面上を固定軸を介して
タイヤで移動可能とし、該タイヤ内部に充填液が密封さ
れ、かつ、角度調整器にて角度を可変とする可変角振動
子で鋼板面に対して３０゜〜３８゜傾斜させて超音波を
発振せしめるようにした鋼板の表面傷探傷方法を提案し
ている。しかし、この方法は反射法のため、欠陥の方向
に依存して欠陥検出能が変わってしまうことや検出され
た欠陥の深さを推定することができないなどの問題があ
った。
【０００３】そこで、特開平１０−２１３５７３号公報
に示すような透過法による材料表層部の探傷法が発明さ
れている。図８はこの公報に記載の表層部探傷法を示す
ものであり、１は被検査体、２は検出対象の表面欠陥、
２１は所定の周波数のトーンバースト波を発生するバー
スト波発振器、２２は超音波の表面波を発振する送信用
超音波探触子、２３は被検査体１の表層部を透過した透
過表面波を受信する受信用超音波探触子、２４は欠陥２
の有無、深さ等を検出する受信器である。この発明によ
れば、表面波の浸透深さが波長（周波数）に依存して変
わることを利用して、材料表層部の欠陥を透過した表面
波の周波数分布から欠陥深さを推定することを行ってい
る。すなわち、波長の短い高周波の表面波は、表面近傍
に波のエネルギーが集中して伝搬することを利用して、
欠陥を透過した表面波がどの程度、高周波のエネルギー
を含んでいるかを調べることによって、欠陥深さが推定
できるというものである。また、この発明は透過法を用
いることによって、欠陥の方向に依存せず、深さだけに
依存した減衰波形が得られるという特徴もある。
に示すような透過法による材料表層部の探傷法が発明さ
れている。図８はこの公報に記載の表層部探傷法を示す
ものであり、１は被検査体、２は検出対象の表面欠陥、
２１は所定の周波数のトーンバースト波を発生するバー
スト波発振器、２２は超音波の表面波を発振する送信用
超音波探触子、２３は被検査体１の表層部を透過した透
過表面波を受信する受信用超音波探触子、２４は欠陥２
の有無、深さ等を検出する受信器である。この発明によ
れば、表面波の浸透深さが波長（周波数）に依存して変
わることを利用して、材料表層部の欠陥を透過した表面
波の周波数分布から欠陥深さを推定することを行ってい
る。すなわち、波長の短い高周波の表面波は、表面近傍
に波のエネルギーが集中して伝搬することを利用して、
欠陥を透過した表面波がどの程度、高周波のエネルギー
を含んでいるかを調べることによって、欠陥深さが推定
できるというものである。また、この発明は透過法を用
いることによって、欠陥の方向に依存せず、深さだけに
依存した減衰波形が得られるという特徴もある。
【０００４】しかし、この公報に示された方法では、欠
陥深さを推定するために、数種類の異なるトーンバース
ト波を切り替えて送信・受信を繰り返す測定を必要とす
ることが示されている。これでは、一つの欠陥の深さを
推定するために、数回の送受信を行わなければならない
ので時間が多くかかってしまい、オンラインでの迅速な
検査には不向きである。また、この公報には別の方法と
して、測定に必要な数のトーンバースト波を加算した波
形を送信信号として用いて、受信信号をバンドパスフィ
ルタで分けて各周波数の透過波の減衰量を測定すること
で、一度の送受信で欠陥深さを推定することも示されて
いるが、この方法では、次のような理由で欠陥深さの推
定を正確に行うことができなくなる問題が生じる。すな
わち、欠陥を精度良く推定するには、欠陥の深さ程度の
波長をもつ異なる周波数のトーンバースト波を数多く送
信する必要があるが、目的の波長付近で、近接する周波
数の波形を数多く用いると、バンドパスフィルタでは、
一つに周波数成分だけを分離することができなくなって
しまうからである。さらに、この公報では、別の方法と
して、受信信号をバンドパスフィルタでなく、デジタル
的にＦＦＴなどで周波数解析を行う手法も示されている
が、ＦＦＴは時間がかかるために、やはりオンラインで
の検査には不向きである。
陥深さを推定するために、数種類の異なるトーンバース
ト波を切り替えて送信・受信を繰り返す測定を必要とす
ることが示されている。これでは、一つの欠陥の深さを
推定するために、数回の送受信を行わなければならない
ので時間が多くかかってしまい、オンラインでの迅速な
検査には不向きである。また、この公報には別の方法と
して、測定に必要な数のトーンバースト波を加算した波
形を送信信号として用いて、受信信号をバンドパスフィ
ルタで分けて各周波数の透過波の減衰量を測定すること
で、一度の送受信で欠陥深さを推定することも示されて
いるが、この方法では、次のような理由で欠陥深さの推
定を正確に行うことができなくなる問題が生じる。すな
わち、欠陥を精度良く推定するには、欠陥の深さ程度の
波長をもつ異なる周波数のトーンバースト波を数多く送
信する必要があるが、目的の波長付近で、近接する周波
数の波形を数多く用いると、バンドパスフィルタでは、
一つに周波数成分だけを分離することができなくなって
しまうからである。さらに、この公報では、別の方法と
して、受信信号をバンドパスフィルタでなく、デジタル
的にＦＦＴなどで周波数解析を行う手法も示されている
が、ＦＦＴは時間がかかるために、やはりオンラインで
の検査には不向きである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みてなされたもので、材料の表層部に存在する傷を、
超音波の表面波を用いて透過法によりオンラインで迅速
に検出するとともに、その表面欠陥の深さを正確に推定
できるようにすることを課題としている。
鑑みてなされたもので、材料の表層部に存在する傷を、
超音波の表面波を用いて透過法によりオンラインで迅速
に検出するとともに、その表面欠陥の深さを正確に推定
できるようにすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の表面欠陥検出方法は、超音波の表面波を用い
て透過法により材料表層部の欠陥を検出する方法におい
て、２つ以上の異なる周波数のバースト波を時間的に分
けて集合したものを送信波形として用い、受信の際にそ
れぞれの周波数の透過表面波をそれぞれの到達時刻に合
わせたゲート回路を用いて検出し、検出した透過表面波
のそれぞれの周波数の透過強度から欠陥の深さを求める
（推定する）ことを特徴とするものである。
の本発明の表面欠陥検出方法は、超音波の表面波を用い
て透過法により材料表層部の欠陥を検出する方法におい
て、２つ以上の異なる周波数のバースト波を時間的に分
けて集合したものを送信波形として用い、受信の際にそ
れぞれの周波数の透過表面波をそれぞれの到達時刻に合
わせたゲート回路を用いて検出し、検出した透過表面波
のそれぞれの周波数の透過強度から欠陥の深さを求める
（推定する）ことを特徴とするものである。
【０００７】このように構成された本発明の表面波検出
方法によれば、一度の送信で欠陥深さを推定するのに必
要なだけの２つ以上の異なる周波数を含む波形を用いる
ので、オンラインでの迅速な検査の要求に十分応えるこ
とが可能となり、また、送信波形中の周波数成分は時間
的に分離してあるので、検出すべき欠陥の深さを正確に
推定するために近接したいくつもの周波数を用いたとし
ても、ゲート回路によって各周波数ごとに完全に受信信
号を分離して検出できるため、それぞれの周波数の透過
強度から周波数ごとの減衰量を正確に測定することがで
きる。そのため、欠陥深さの推定精度も、従来のように
いくつものトーンバースト波を切り替えて測定する方法
の推定値と同等の精度が得られる。
方法によれば、一度の送信で欠陥深さを推定するのに必
要なだけの２つ以上の異なる周波数を含む波形を用いる
ので、オンラインでの迅速な検査の要求に十分応えるこ
とが可能となり、また、送信波形中の周波数成分は時間
的に分離してあるので、検出すべき欠陥の深さを正確に
推定するために近接したいくつもの周波数を用いたとし
ても、ゲート回路によって各周波数ごとに完全に受信信
号を分離して検出できるため、それぞれの周波数の透過
強度から周波数ごとの減衰量を正確に測定することがで
きる。そのため、欠陥深さの推定精度も、従来のように
いくつものトーンバースト波を切り替えて測定する方法
の推定値と同等の精度が得られる。
【０００８】また、本発明の前記方法を実施する表面欠
陥検出装置は、被検査体の表層部に超音波の表面波を発
生させる送信用超音波探触子と、被検査体の表層部を透
過した表面波を受信する受信用超音波探触子を備え、材
料表層部の欠陥を検出する装置において、２つ以上の異
なる周波数のバースト波を時間的に分けて集合した送信
波形を前記送信用超音波探触子に送信する任意波形発生
装置と、前記受信用超音波探触子により受信したそれぞ
れの周波数の透過表面波をそれぞれの到達時刻に合わせ
て検出するゲート回路と、前記ゲート回路により検出し
た透過表面波のそれぞれの周波数の透過強度を求めるピ
ークホールド回路とを備えたことを特徴とするものであ
る。さらに、前記ピークホールド回路により求められた
それぞれの周波数の透過強度から欠陥の深さを算出する
深さ推定手段を備えたことを特徴とする。
陥検出装置は、被検査体の表層部に超音波の表面波を発
生させる送信用超音波探触子と、被検査体の表層部を透
過した表面波を受信する受信用超音波探触子を備え、材
料表層部の欠陥を検出する装置において、２つ以上の異
なる周波数のバースト波を時間的に分けて集合した送信
波形を前記送信用超音波探触子に送信する任意波形発生
装置と、前記受信用超音波探触子により受信したそれぞ
れの周波数の透過表面波をそれぞれの到達時刻に合わせ
て検出するゲート回路と、前記ゲート回路により検出し
た透過表面波のそれぞれの周波数の透過強度を求めるピ
ークホールド回路とを備えたことを特徴とするものであ
る。さらに、前記ピークホールド回路により求められた
それぞれの周波数の透過強度から欠陥の深さを算出する
深さ推定手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】本発明の表面欠陥検出装置では、測定（検
査）に必要な周波数のバースト波を任意に作成・送信す
ることができる任意波形発生装置を具備することによっ
て、一度の送信波形で欠陥深さを推定するだけの周波数
の表面波を送信することができ、さらに、ゲート回路に
よって受信波形を各到達時刻ごとに分割し、時刻ごと、
すなわち、周波数ごとの信号を得ることができ、一度に
欠陥深さを推定するための測定量を得ることができる。
ただし、ゲート回路内の波形は、ピークホールド回路に
よって波高値として出力され、各周波数の表面波の透過
強度が測定量となる。
査）に必要な周波数のバースト波を任意に作成・送信す
ることができる任意波形発生装置を具備することによっ
て、一度の送信波形で欠陥深さを推定するだけの周波数
の表面波を送信することができ、さらに、ゲート回路に
よって受信波形を各到達時刻ごとに分割し、時刻ごと、
すなわち、周波数ごとの信号を得ることができ、一度に
欠陥深さを推定するための測定量を得ることができる。
ただし、ゲート回路内の波形は、ピークホールド回路に
よって波高値として出力され、各周波数の表面波の透過
強度が測定量となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
表面欠陥検出方法の説明図である。図１において、１は
鋼板等の被検査体、２は検出対象の表面欠陥を示す。１
０は任意波形発生装置であり、検出すべき欠陥深さの
２．５〜１０倍の波長の表面波を発生することができる
周波数帯をつくるものである。この任意波形発生装置１
０にて形成される送信波形１１は、測定もしくは検査に
必要な２つ以上の異なる周波数のバースト波を時間的に
分離して集合させたものであり、時系列に並べて分離し
た形態の波形であることが好ましい。３は送信側の超音
波探触子であり、その振動子４は被検査体１に表面波５
を発生させる入射角で傾いているものである。任意波形
発生装置１０で１１のような波形を発生させ、この探触
子３に送ると、その周波数に対応した波長の表面波５ａ
が被検査体１の表層部に発生し、被検査体１を伝搬した
後、表面欠陥２を透過してその透過表面波５ｂが受信側
の超音波探触子６により検出される。受信側の探触子６
は、送信側の探触子３に対向して配置してあり、送信側
探触子３と同じものである。ここで、話を簡単にするた
めに送受信の振動子の周波数特性がフラットであるとす
ると、受信された波形は、被検査部の表面欠陥の深さに
対応して、短い波長、すなわち高い周波数ほど大きな減
衰を受けた形になる。そこで、受信波形を各周波数の到
達時刻に合わせたゲート回路１５により検出し、このゲ
ート回路１５にて各周波数ごとに分割して、ゲートで切
り出したそれぞれのＲＦ波形をピークホールド回路１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ、・・・に送ると、各ゲート内の波高
値を出力として得ることができるので、各周波数ごとの
減衰量を得ることができる。
表面欠陥検出方法の説明図である。図１において、１は
鋼板等の被検査体、２は検出対象の表面欠陥を示す。１
０は任意波形発生装置であり、検出すべき欠陥深さの
２．５〜１０倍の波長の表面波を発生することができる
周波数帯をつくるものである。この任意波形発生装置１
０にて形成される送信波形１１は、測定もしくは検査に
必要な２つ以上の異なる周波数のバースト波を時間的に
分離して集合させたものであり、時系列に並べて分離し
た形態の波形であることが好ましい。３は送信側の超音
波探触子であり、その振動子４は被検査体１に表面波５
を発生させる入射角で傾いているものである。任意波形
発生装置１０で１１のような波形を発生させ、この探触
子３に送ると、その周波数に対応した波長の表面波５ａ
が被検査体１の表層部に発生し、被検査体１を伝搬した
後、表面欠陥２を透過してその透過表面波５ｂが受信側
の超音波探触子６により検出される。受信側の探触子６
は、送信側の探触子３に対向して配置してあり、送信側
探触子３と同じものである。ここで、話を簡単にするた
めに送受信の振動子の周波数特性がフラットであるとす
ると、受信された波形は、被検査部の表面欠陥の深さに
対応して、短い波長、すなわち高い周波数ほど大きな減
衰を受けた形になる。そこで、受信波形を各周波数の到
達時刻に合わせたゲート回路１５により検出し、このゲ
ート回路１５にて各周波数ごとに分割して、ゲートで切
り出したそれぞれのＲＦ波形をピークホールド回路１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ、・・・に送ると、各ゲート内の波高
値を出力として得ることができるので、各周波数ごとの
減衰量を得ることができる。
【００１１】図２は、本発明の方法を用いて、具体的に
鋼板の表面を検査する装置の構成例を示す図である。図
２において、８は送受信一体型の表面波探触子、１０は
前記の任意波形発生装置、１２は任意波形発生装置１０
での送信波形を作成するための任意波形パラメータ入力
手段、１３は増幅回路、１４はプリアンプ、１５は前記
のゲート回路、１６は前記のピークホールド回路、１７
はＡＤコンバータ、１８は欠陥深さを算出する深さ推定
部、１９は深さ推定部８で求められた深さ推定値を図示
しない表示装置、記録装置等に出力する出力部である。
鋼板の表面を検査する装置の構成例を示す図である。図
２において、８は送受信一体型の表面波探触子、１０は
前記の任意波形発生装置、１２は任意波形発生装置１０
での送信波形を作成するための任意波形パラメータ入力
手段、１３は増幅回路、１４はプリアンプ、１５は前記
のゲート回路、１６は前記のピークホールド回路、１７
はＡＤコンバータ、１８は欠陥深さを算出する深さ推定
部、１９は深さ推定部８で求められた深さ推定値を図示
しない表示装置、記録装置等に出力する出力部である。
【００１２】まず、任意波形パラメータ入力手段１２よ
り鋼板等の検査に用いる表面波の周波数および波数を入
力する。これは検査の対象によって変わる値であるが、
本実施例の場合は、深さ０．１ｍｍ〜１ｍｍの表面欠陥
が検査対象であるので、８ＭＨｚ、５．０ＭＨｚ、３．
５ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１ＭＨｚの周波数で波数が各々５
波のバースト波を用いた。任意波形発生装置１０は、入
力されたパラメータのバースト波を図３に示すように時
系列に並べた波形を送信する。このとき、探触子の周波
数特性がわかっていれば、表面波の送受信で低周波から
高周波まで検査の感度が一定になるように各周波数の振
幅を補正すると、後で評価がしやすくなる。
り鋼板等の検査に用いる表面波の周波数および波数を入
力する。これは検査の対象によって変わる値であるが、
本実施例の場合は、深さ０．１ｍｍ〜１ｍｍの表面欠陥
が検査対象であるので、８ＭＨｚ、５．０ＭＨｚ、３．
５ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１ＭＨｚの周波数で波数が各々５
波のバースト波を用いた。任意波形発生装置１０は、入
力されたパラメータのバースト波を図３に示すように時
系列に並べた波形を送信する。このとき、探触子の周波
数特性がわかっていれば、表面波の送受信で低周波から
高周波まで検査の感度が一定になるように各周波数の振
幅を補正すると、後で評価がしやすくなる。
【００１３】任意波形発生装置１０を出た送信波形は、
超音波探触子にて検査に十分な超音波を発生できるレベ
ル（本実施例の場合、４００Ｖp-p）になるように増幅
回路１３で増幅する。増幅された送信信号は、送信側の
表面波探触子に送られるわけであるが、図１に示したよ
うに送信側と受信側の探触子が別個独立のものである
と、オンラインで使用する際に両側の探触子を対向させ
て保持・移動することが難しいので、本実施例では図４
に示すように送受信が一体型の表面波探触子８を用い
た。図４において、表面波探触子８の振動子８ａ、８ｂ
は、鋼板（表面波音速２８９０ｍ／ｓ）に表面波を発生
せしめるように入射角が約３０゜で超音波が鋼板に入る
ようになっている。また、振動子８ａ、８ｂと被検査体
（鋼板）１の間は、音響接触媒体９で満たされている。
本実施例の場合は水であるが、その他の媒質でもよい。
その場合は、その媒質音速によって振動子８ａ、８ｂの
傾きを変える必要が出てくる。
超音波探触子にて検査に十分な超音波を発生できるレベ
ル（本実施例の場合、４００Ｖp-p）になるように増幅
回路１３で増幅する。増幅された送信信号は、送信側の
表面波探触子に送られるわけであるが、図１に示したよ
うに送信側と受信側の探触子が別個独立のものである
と、オンラインで使用する際に両側の探触子を対向させ
て保持・移動することが難しいので、本実施例では図４
に示すように送受信が一体型の表面波探触子８を用い
た。図４において、表面波探触子８の振動子８ａ、８ｂ
は、鋼板（表面波音速２８９０ｍ／ｓ）に表面波を発生
せしめるように入射角が約３０゜で超音波が鋼板に入る
ようになっている。また、振動子８ａ、８ｂと被検査体
（鋼板）１の間は、音響接触媒体９で満たされている。
本実施例の場合は水であるが、その他の媒質でもよい。
その場合は、その媒質音速によって振動子８ａ、８ｂの
傾きを変える必要が出てくる。
【００１４】表面波探触子８によって、被検査体１を伝
搬した表面波は、被検査体１に表面欠陥２がある場合は
その深さに依存した減衰を受けて受信される。その受信
信号はプリアンプ１４で増幅され、ゲート回路１５にて
各バースト波ごとに時間分離され、それぞれピークホー
ルド回路１６に送られる。この様子をわかりやすく図５
に示した。ピークホールド回路１６ａ〜１６ｅは、それ
ぞれのゲート内の波形Ａ〜ＥをＡＤコンバータ１７に出
力し、ＡＤコンバータ１７は各ゲートの波高値を深さ推
定部１８に出力する。
搬した表面波は、被検査体１に表面欠陥２がある場合は
その深さに依存した減衰を受けて受信される。その受信
信号はプリアンプ１４で増幅され、ゲート回路１５にて
各バースト波ごとに時間分離され、それぞれピークホー
ルド回路１６に送られる。この様子をわかりやすく図５
に示した。ピークホールド回路１６ａ〜１６ｅは、それ
ぞれのゲート内の波形Ａ〜ＥをＡＤコンバータ１７に出
力し、ＡＤコンバータ１７は各ゲートの波高値を深さ推
定部１８に出力する。
【００１５】ここで、深さ推定部１８は、各周波数の波
高値を健全部における波高値と比較し、受信表面波の透
過率を算出し、表面欠陥の深さを推定する。表面欠陥の
深さの推定にあたっては、表面波波長および欠陥深さと
表面波透過率の関係を用いる。その関係は図６のように
なっており、波長規格化欠陥深さ（＝欠陥深さｈ／波長
λ）を横軸にとったとき、その値が０．１〜０．４の間
で、表面波透過率と比例関係になっている。すなわち、
欠陥深さｈの推定値は、表面波透過率が３５〜９０％に
あるときの波長λ’と透過率ｘ’によって、 ｈ＝（１００−ｘ’）・λ’／１６５ ・・・・・（式１） より求めることができる。
高値を健全部における波高値と比較し、受信表面波の透
過率を算出し、表面欠陥の深さを推定する。表面欠陥の
深さの推定にあたっては、表面波波長および欠陥深さと
表面波透過率の関係を用いる。その関係は図６のように
なっており、波長規格化欠陥深さ（＝欠陥深さｈ／波長
λ）を横軸にとったとき、その値が０．１〜０．４の間
で、表面波透過率と比例関係になっている。すなわち、
欠陥深さｈの推定値は、表面波透過率が３５〜９０％に
あるときの波長λ’と透過率ｘ’によって、 ｈ＝（１００−ｘ’）・λ’／１６５ ・・・・・（式１） より求めることができる。
【００１６】本実施例において、深さ０．２８ｍｍの表
面欠陥を透過した表面波透過率は、図７のようになっ
た。透過率が３５〜９０％のときの、２ＭＨｚ（λ≒
１．５ｍｍ、透過率７０％）および、３．５ＭＨｚ（λ
≒０．８６ｍｍ、透過率５１％）の周波数の測定量から
式１を使って、欠陥深さを求めるとそれぞれ、０．２７
ｍｍ、０．２６ｍｍとなり、本実施例では十分な測定精
度で欠陥深さを推定できた。最後に、この欠陥深さの推
定値は、出力部１９によって表示装置や記録装置等に出
力される。
面欠陥を透過した表面波透過率は、図７のようになっ
た。透過率が３５〜９０％のときの、２ＭＨｚ（λ≒
１．５ｍｍ、透過率７０％）および、３．５ＭＨｚ（λ
≒０．８６ｍｍ、透過率５１％）の周波数の測定量から
式１を使って、欠陥深さを求めるとそれぞれ、０．２７
ｍｍ、０．２６ｍｍとなり、本実施例では十分な測定精
度で欠陥深さを推定できた。最後に、この欠陥深さの推
定値は、出力部１９によって表示装置や記録装置等に出
力される。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
材料表層部に存在する表面の欠陥を従来不可能とされて
いたオンラインで迅速に検査でき、かつ正確に欠陥深さ
を推定できる効果がある。
材料表層部に存在する表面の欠陥を従来不可能とされて
いたオンラインで迅速に検査でき、かつ正確に欠陥深さ
を推定できる効果がある。
【図１】本発明の表面欠陥検出方法を示す説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の表面欠陥検出装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】実施例で用いた送信波形のプロファイルを示す
図である。
図である。
【図４】実施例で用いた送受信一体型の表面波探触子の
拡大図である。
拡大図である。
【図５】実施例におけるゲートのかけ方およびゲート回
路後のＲＦ波形を示す図である。
路後のＲＦ波形を示す図である。
【図６】表面波が表面欠陥を透過した後の表面波透過強
度と波長規格化欠陥深さ（ｈ／λ）の関係を示す図であ
る。
度と波長規格化欠陥深さ（ｈ／λ）の関係を示す図であ
る。
【図７】実施例における表面欠陥を透過した後の各周波
数の表面波強度を示す図である。
数の表面波強度を示す図である。
【図８】従来技術を示す図である。
１ 被検査体 ２ 表面欠陥 ３ 送信用超音波探触子 ４ 探触子３の振動子 ５ａ 表面波 ５ｂ 透過表面波 ６ 受信用超音波探触子 ７ 探触子６の振動子 ８ 送受信一体型の表面波探触子 ９ 音響接触媒体 １０ 任意波形発生装置 １１ 送信波形 １２ 任意波形パラメータ入力手段 １３ 増幅回路 １４ プリアンプ １５ ゲート回路 １６ ピークホールド回路 １７ ＡＤコンバータ １８ 深さ推定部 １９ 出力部
フロントページの続き (72)発明者 村山 章 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中島 優 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 BA01 BC03 BC04 BC08 BC10 BC18 CB03 EA09 GF08 GF21 GG01 GG09 GG12 GG24
Claims (3)
- 【請求項１】 超音波の表面波を用いて透過法により材
料表層部の欠陥を検出する方法において、 ２つ以上の異なる周波数のバースト波を時間的に分けて
集合したものを送信波形として用い、受信の際にそれぞ
れの周波数の透過表面波をそれぞれの到達時刻に合わせ
たゲート回路を用いて検出し、検出した透過表面波のそ
れぞれの周波数の透過強度から欠陥の深さを求めること
を特徴とする表面欠陥検出方法。 - 【請求項２】 被検査体の表層部に超音波の表面波を発
生させる送信用超音波探触子と、被検査体の表層部を透
過した表面波を受信する受信用超音波探触子を備え、材
料表層部の欠陥を検出する装置において、 ２つ以上の異なる周波数のバースト波を時間的に分けて
集合した送信波形を前記送信用超音波探触子に送信する
任意波形発生装置と、 前記受信用超音波探触子により受信したそれぞれの周波
数の透過表面波をそれぞれの到達時刻に合わせて検出す
るゲート回路と、 前記ゲート回路により検出した透過表面波のそれぞれの
周波数の透過強度を求めるピークホールド回路と、を備
えたことを特徴とする表面欠陥検出装置。 - 【請求項３】 前記ピークホールド回路により求められ
たそれぞれの周波数の透過強度から欠陥の深さを算出す
る深さ推定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
の表面欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046793A JP2000241397A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 表面欠陥検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046793A JP2000241397A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 表面欠陥検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241397A true JP2000241397A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12757226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11046793A Withdrawn JP2000241397A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 表面欠陥検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000241397A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011133318A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Shimizu Corp | 検査装置及びそれを用いた検査方法 |
| JP2014139513A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Kageyoshi Katakura | 非接触音響検査装置 |
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| WO2022052440A1 (zh) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 钢丝绳拉力缺陷检测方法 |
| CN116381050A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-04 | 天津大学 | 用于纤维增强环氧复合材料内部缺陷的检测平台及方法 |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046793A patent/JP2000241397A/ja not_active Withdrawn
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| EP2148197A1 (en) | 2005-07-07 | 2010-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic laser-based maintenance apparatus |
| EP2148195A1 (en) | 2005-07-07 | 2010-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laser-based apparatus for ultrasonic flaw detection |
| EP2157426A1 (en) | 2005-07-07 | 2010-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Maintenance apparatus using laser generated ultrasound |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060509 |