JPH0160778B2 - - Google Patents

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JPH0160778B2
JPH0160778B2 JP58002469A JP246983A JPH0160778B2 JP H0160778 B2 JPH0160778 B2 JP H0160778B2 JP 58002469 A JP58002469 A JP 58002469A JP 246983 A JP246983 A JP 246983A JP H0160778 B2 JPH0160778 B2 JP H0160778B2
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JP
Japan
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data
circuit
distance
axle
probe
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Expired
Application number
JP58002469A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59126949A (ja
Inventor
Seiichi Tamada
Toshio Yoshiba
Kyoshi Tsuboi
Toshimasa Murakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Iwasaki Tsushinki KK
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Iwasaki Tsushinki KK
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Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute, Iwasaki Tsushinki KK filed Critical Railway Technical Research Institute
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Publication of JPS59126949A publication Critical patent/JPS59126949A/ja
Publication of JPH0160778B2 publication Critical patent/JPH0160778B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、車両用車軸の傷、ひび割れ等の有
無、及びその位置等を調べるための超音波車軸探
傷装置に関するものである。
従来技術 従来の超音波車軸探傷装置は、第1図に示すよ
うに送信回路1、送受波兼用探触子2、受信回路
3、アナログ−デジタル変換器4、半導体メモリ
5、デジタル−アナログ変換器6、Y軸の増幅器
7、同期回路8、掃引回路9、X軸の増幅器1
0、陰極線管即ちCRT11、及び制御回路12
から成り、探触子2で発生させた超音波を車軸1
4に送り込み、車軸14から得られる反射波を一
度半導体メモリに記憶させた後に、CRT11に
描いて車軸14の内部の傷を非破壊で検査するよ
うに構成されている。
各部の構成及び検査方法を更に詳しく説明する
と、送信回路1は超音波パルスを発生させるため
の電気パルスを発生するパルス発生器であつて、
パルスを探触子2に供給する。送受波兼用の探触
子2は、超音波を発生するための振動子を含み、
電気パルスに応答して超音波パルスを発生すると
共に、車軸14の中を伝搬した超音波の反射波を
受けてこれを電気信号に変換する。この電気信号
は、受信回路3によつて検波・増幅される。アナ
ログ−デジタル変換器即ちA/D変換器4は、受
信回路3の出力信号であるアナログの受信波を一
定のクロツクで順次にサンプリングし、デジタル
信号に変換するものである。A/D変換器4の次
に設けられたメモリ5は波形に対応した検査デー
タを記憶しておくものである。6はデジタル−ア
ナログ変換器即ちD/A変換器であつてメモリ5
から得られる検査データをCRT11で表示する
ためのアナログ信号に変換するものである。7は
D/A変換器6の出力をCRT11に表示するよ
うに増幅するY軸増幅器である。制御回路12は
点線で囲んで示す信号処理回路13をシーケンス
制御するものである。同期回路8は送信回路1か
ら発生するパルスに応答してトリガ信号を発生す
る。このトリガ信号に応答して掃引回路9はトリ
ガ信号に同期した鋸歯状波を発生し、これが増幅
器10で増幅されてCRT11の水平偏向板に加
えられる。CRTの垂直偏向板には前記D/A変
換器6の出力が加えられ、この結果CRT11に
は、第3図に示すように送信波の一部と反射波と
が表示され、傷の有無及び傷の位置を判断するこ
とが可能になる。
ところが、車両用車軸のように形状が複雑なう
え、側面に種々の部品が装着されているような場
合には、傷の無い通常の反射エコーが複雑な形を
しており、傷エコーを発見することは非常に困難
であり、高度の熟練度を要する。その上、探触子
と車軸との接触状態の微妙な変化は反射エコーに
も影響を及ぼす。
従来、検査データのレベル較正は、標準試験片
という較正器を使用し底面エコーを観測し、何番
目かの底面エコーが一定レベルになるように探傷
装置の感度を調整する方法で行われていた。しか
し、前記の感度較正の方法では、実際に車軸を検
査する時に探触子と車軸端面との接触状態の微妙
な変化によるエコー波形の変化を較正することが
できなかつた。作業者は、実際の車軸エコーの波
形レベルを適切な値にする時には、過去の車軸エ
コーの管面波形写真又はスケツチなどを参照し、
探触子の車軸との接触具合を変えて、目測によ
り、車軸エコーのレベル合せをしていた。そのた
め、作業者の技量により、エコーの現われかたが
大きく変化し、安定した波形を得ることは困難で
あつた。
発明の目的 そこで、本発明の目的は車軸と探触子との関係
の調整を容易に行つて正確に傷を探知することが
可能な超音波車軸探傷装置を提供することにあ
る。
発明の構成 上記目的を達成するための本発明は、送受波兼
用又は送波と受波とに分離されている探触子を使
用して車軸に超音波パルスを供給し、該超音波パ
ルスに対応した受信波を得る送信及び受信回路
と、前記受信波をデジタル化された検査データに
順次に変換するアナログ−デジタル変換器と、前
記アナログ−デジタル変換器から得られる前記検
査データが順次に書き込まれるメモリと、前記メ
モリから順次に読み出された前記検査データをア
ナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器
と、前記車軸の傷を探知するために前記アナログ
信号を表示する表示装置と、前記車軸の一端から
第1の距離d1と第2の距離d2との間の領域の検査
データを前記メモリから抽出するデータ抽出回路
と、前記第1の距離d1と前記第2の距離d2との間
の領域に対応して得られる基準エコーの高さより
も低い第1の高さh1に対応する第1の基準データ
D1を記憶している第1の記憶回路と、前記第1
の距離d1と前記第2の距離d2との間の領域に対応
して得られる前記基準エコーの高さよりも高い第
2の高さh2に対応する第2の基準データD2を記
憶している第2の記憶回路と、前記データ抽出回
路で抽出した検査データの平均値DAを求め、前
記平均値DAと前記第1及び第2の記憶回路から
得られた前記第1及び第2の基準データD1,D2
とを比較し、前記平均値DAが前記第1の基準デ
ータD1と前記第2の基準データD2との間にある
時に前記探触子が前記車軸に対して適切な接触状
態であることを示す出力を発生する演算及び比較
回路と、を備えていることを特徴とする超音波車
軸探傷装置に係わるものである。
作用効果 上記発明によれば、第1の距離d1と第2の距離
d2との間の領域の検査データを抽出してその平均
値DAを求め、更にこの平均値DAが第1の高さh1
に対応する第1の基準データD1と第2の高さh2
に対応する第2の基準データD2との間にあるか
否かを判定するので、特定エコーパルスの幅とレ
ベルとの両方を考慮して探触子の接触状態を正確
に判断することができる。
実施例 次に、第2図及び第3図を参照して本発明の実
施例に係わる超音波車軸探傷装置及び探傷方法に
ついて述べる。但し、第2図で符号1〜14で示
すものは第1図で同一符号で示すものと実質的に
同一であるので、その説明を省略する。
第2図に示す超音波車軸探傷装置は、新たに、
受信波(入力信号)のレベルを判定するための演
算回路15と、判定結果を表示するための表示器
16とを具備する。演算回路15は、車軸14の
一端からの第1の距離d1と第2の距離d2との間の
範囲に対応する検査データを抽出するデータ抽出
回路17と、このデータ抽出回路17で抽出した
データの平均値を求める平均値演算回路18と、
d1〜d2の範囲に於ける受信波の第1の高さh1に対
応する第1の基準データを予め記憶している第1
の記憶回路19と、d1〜d2の範囲に於ける受信波
の第2の高さh2に対応する第2の基準データを予
め記憶している第2の記憶回路20と、平均値演
算回路18から得られる検査データ平均値と第1
の基準データとを比較し、検査データ平均値が第
1の基準データよりも大きい時に高レベルの比較
出力を送出し、小さい時に低レベルの比較出力を
送出する第1の比較回路21と、前記検査データ
平均値と第2の基準データとを比較し、検査デー
タ平均値が第2の基準データよりも大きい時に高
レベルの比較出力を送出し、小さい時に低レベル
の比較出力を発生する第2の比較回路22と、2
つの比較回路21,22のインヒビツトAND出
力を発生するインヒビツトAND回路23とから
成る。
演算回路15及び演算方法を第3図を参照して
更に詳しく説明する。車両の車軸14には一般に
種々の部品が取付けられ且つ複雑な形状になつて
いるので、正常な車軸であつても種々のエコーが
現われる。そこで、正常な被検査車軸又は標準車
軸の一端d0から距離dの点に現われる正常エコー
を基準エコーとし、車軸14に探触子2を最適状
態に接触させた場合の上記基準エコーのパルスW
の高さhを予め測定し、接触状態の変化によつて
高さが変化しても差支えない許容幅△hを決定
し、h−△h/2=h1を第1の基準高さとし、h
+△h/2=h2を第2の基準高さとする。そし
て、第1の基準高さh1に対応する第1の基準デー
タD1を第1の記憶回路19に予め書き込み、第
2の基準高さh2に対応する第2の基準データD2
を第2の記憶回路20に予め書き込む。また、距
離dの許容幅△dを決定し、d−△d/2=d1
第1の距離とし、d+△d/2=d2を第2の距離
とし、データ抽出回路17が距離d1からd2までの
区間の検査データのみを抽出するように予め設定
する。即ち、メモリ5のd1〜d2に対応するアドレ
スの検査データのみを抽出するように設定する。
被検査車軸14の検査を行う際には、車軸14
に探触子2を当てて超音波パルスを発生させ、こ
の時の受信波をA/D変換してメモリ5に書き込
み、しかる後、メモリ5から順次に読み出し、
D/A変換した後にCRT11に表示する。これ
により、CRT11の管面上に第3図に示すよう
な波形が表示される。ところが、作業に熟練して
いないと、この波形より探触子2の接触状態を判
定することは極めて困難である。しかし、本方式
では演算回路15と表示器16を有するので、接
触状態を容易に確認することが出来る。
第2図のメモリ5から読み出されたデータの
内、距離d1からd2までの区間のデータが抽出回路
17で抽出される。次に、この抽出データが平均
値演算回路18に送られ、ここで、d1〜d2の検査
データの平均値DAが求められる。即ちd1〜d2
サンプリング時点のデータを加算し、これをサン
プル数で除算することにより、平均値DAを求め
る。平均値DAは第1及び第2の比較回路21,
22に夫々送られ、第1の比較回路21では高さ
h1に対応する第1の基準データD1と平均値DA
がデジタル比較され、第2の比較回路22では高
さh2に対応する第2の基準データD2と平均値DA
とがデジタル比較される。そして、両比較出力が
インヒビツトAND回路23に送られる。
今、測定受信波の特定パルスWの高さhがh1
達しない場合には、平均値DAが第1の基準デー
タD1及び第2の基準データD2より小であるので、
第1及び第2の比較回路21,22の出力はいず
れも低レベルであり、従つて、インヒビツト
AND回路23の出力も低レベルとなり、表示器
16の表示素子が消灯状態になり、探触子2が不
適当な接触状態であることが判る。
一方、測定受信波の特定パルスWの高さhがh1
〜h2の範囲にある場合には、平均値DAが第1の
基準データD1以上になるので、第1の比較回路
21の出力が高レベルとなり、平均値DAが第2
の基準データD2よりも小さいので第2の比較回
路22の出力は低レベルとなる。このため、イン
ヒビツトAND回路23の出力が高レベルとなり、
表示器16の表示素子が点灯し、探触子2が適切
な接触状態であることが判る。
また、高さhがh2以上になつた場合には、平均
値DAが第1及び第2の基準データD1、D2以上に
なるので、第1及び第2の比較回路21,22の
出力が共に高レベルとなり、インヒビツトAND
回路23の出力は低レベルとなり、表示器16の
表示素子が消灯するので、探触子2が不適当な接
触状態であることが判る。
上述の測定に於いて探触子2の接触状態が適切
であることを示す表示であれば、このままCRT
11の波形で探傷する。一方、接触状態が不適切
であることを示す表示であれば、探触子2の接触
状態を調整し、接触状態が適切であることを示す
表示状態となつた段階で探傷する。尚複数回の測
定を行う場合には、接触状態の確認を各測定毎に
行つてもよいし、間欠的に行つてもよい。
上述から明らかなように、本実施例によれば、
探触子2の接触状態を調べる際の特定エコーパル
スの幅及びレベルが予め決められた幅及びレベル
以内か否かを表示器16で知ることが可能にな
り、探触子2の接触状態の良否を直ちに判定する
ことが可能になる。従つて、作業に熟練していな
い者でも、適切な接触状態を容易に設定し、正確
な探傷を行うことが可能になる。
変形例 以上、本発明の実施例について述べたが、本発
明はこれに限定されるものでなく、例えば次のよ
うな変形例も含むものである。
(1) 第4図に示す如く表示器16を第1、第2、
及び第3の表示素子16a,16b,16cに
て構成し、第2図と同一の2つの比較回路2
2,21と各表示素子16a〜16cとの間に
NOR回路23a、インヒビツトAND回路23
b、AND回路23cを夫々設け、第2図の平
均値演算回路18から得られる平均値DAが第
1及び第2の基準データD1,D2よりも小さい
時には第1の表示素子16aが点灯し、平均値
DAがD1〜D2の間の時には第2の表示素子16
bが点灯し、平均値DAがD1及びD2のいずれよ
りも大きい時には第3の表示素子16cが点灯
するようにしてもよい。
(2) 演算回路15を所定のプログラムに従つて演
算を実行するマイクロプロセツサで構成しても
よい。
(3) デジタル記憶回路19,20及びデジタル比
較回路21,22でデジタル的に信号を処理し
て表示する代りに、平均値演算回路18の後に
デジタル−アナログ変換器を設け、且つ記憶回
路19,20及び比較回路21,22をアナロ
グ回路とし、探触子2の接触状態の良否をアナ
ログ的に求め、この結果を表示器16に表示す
るようにしてもよい。
(4) 基準エコーパルスを1つに限定せずに、異な
る距離に於ける複数個とし、複数の基準エコー
パルスとこれに対応する検査データとの夫々の
比較、又は平均化しての比較により、探触子2
の接触状態を判定してもよい。
(5) 同一状態で複数回の測定を行い、複数回の測
定の平均値を求め、これと基準データと比較し
てもよい。
(6) CRT11に測定波形を表示する動作と、探
触子2の接触状態を判断する動作とを独立に行
うようにしてもよい。そして独立に動作させる
場合にはメモリ5の特定アドレス即ち距離d1
d2の区間に対応するアドレスのデータのみを読
み出すことによつてd1〜d2区間の検査データの
抽出を行うように構成し、抽出回路17を省い
てもよい。
(7) 記憶回路19,20に予め書き込む基準デー
タを被検査車軸の初期の測定データとし、この
被検査車軸の経時変化を調べる時に上記基準デ
ータを使用してもよい。
(8) 表示器16をブザー等の報知器としてもよ
い。
(9) 探触子2をスペーサを介して車軸14に接触
させてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超音波車軸探傷装置を示すブロ
ツク図、第2図は本発明の実施例に係わる超音波
車軸探傷装置を示すブロツク図、第3図は第1図
及び第2図の装置に於けるCRT上の波形を示す
波形図、第4図は演算回路及び表示器の変形例を
示すブロツク図である。 1……送信回路、2……探触子、3……受信回
路、4……A/D変換器、5……メモリ、6……
D/A変換器、7……増幅器、11……CRT、
14……車軸、15……演算回路、16……表示
器、17……d1〜d2データ抽出回路、18……平
均値演算回路、19,20……記憶回路、21,
22……比較回路、23……インヒビツトAND
回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 送受波兼用又は送波と受波とに分離されてい
    る探触子を使用して車軸に超音波パルスを供給
    し、該超音波パルスに対応した受信波を得る送信
    及び受信回路と、 前記受信波をデジタル化された検査データに順
    次に変換するアナログ−デジタル変換器と、 前記アナログ−デジタル変換器から得られる前
    記検査データが順次に書き込まれるメモリと、 前記メモリから順次に読み出された前記検査デ
    ータをアナログ信号に変換するデジタル−アナロ
    グ変換器と、 前記車軸の傷を探知するために前記アナログ信
    号を表示する表示装置と、 前記車軸の一端から第1の距離d1と第2の距離
    d2との間の領域の検査データを前記メモリから抽
    出するデータ抽出回路と、 前記第1の距離d1と前記第2の距離d2との間の
    領域に対応して得られる基準エコーの高さよりも
    低い第1の高さh1に対応する第1の基準データ
    D1を記憶している第1の記憶回路と、 前記第1の距離d1と前記第2の距離d2との間の
    領域に対応して得られる前記基準エコーの高さよ
    りも高い第2の高さh2に対応する第2の基準デー
    タD2を記憶している第2の記憶回路と、 前記データ抽出回路で抽出した検査データの平
    均値DAを求め、前記平均値DAと前記第1及び第
    2の記憶回路から得られた前記第1及び第2の基
    準データD1,D2とを比較し、前記平均値DAが前
    記第1の基準データD1と前記第2の基準データ
    D2との間にある時に前記探触子が前記車軸に対
    して適切な接触状態であることを示す出力を発生
    する演算及び比較回路と、 を備えていることを特徴とする超音波車軸探傷装
    置。
JP58002469A 1983-01-11 1983-01-11 超音波車軸探傷装置 Granted JPS59126949A (ja)

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JP58002469A JPS59126949A (ja) 1983-01-11 1983-01-11 超音波車軸探傷装置

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JP58002469A JPS59126949A (ja) 1983-01-11 1983-01-11 超音波車軸探傷装置

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Publication Number Publication Date
JPS59126949A JPS59126949A (ja) 1984-07-21
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ID=11530171

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JP58002469A Granted JPS59126949A (ja) 1983-01-11 1983-01-11 超音波車軸探傷装置

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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5323684A (en) * 1976-08-18 1978-03-04 Tokyo Keiki Kk Ultrasonic flaw detector
JPS5726743A (en) * 1980-07-25 1982-02-12 Toshiba Corp Ultrasonic flaw detection device

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JPS59126949A (ja) 1984-07-21

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