JPH02150765A - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
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- JPH02150765A JPH02150765A JP63304967A JP30496788A JPH02150765A JP H02150765 A JPH02150765 A JP H02150765A JP 63304967 A JP63304967 A JP 63304967A JP 30496788 A JP30496788 A JP 30496788A JP H02150765 A JPH02150765 A JP H02150765A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は機械装置、構造物等の構造部材や電子部品等に
用いられる金属、非金属材料、複合材料等に内在する欠
陥を超音波を用いて探傷する方法に関する。さらに詳し
くは被検体の表面状態や材料組織の不均一さ、または材
料端部等の影響を軽減する信号処理を行うことによって
欠陥を精度良く検出する方法に関する。
用いられる金属、非金属材料、複合材料等に内在する欠
陥を超音波を用いて探傷する方法に関する。さらに詳し
くは被検体の表面状態や材料組織の不均一さ、または材
料端部等の影響を軽減する信号処理を行うことによって
欠陥を精度良く検出する方法に関する。
〈従来の技術〉
超音波探傷法は金属、非金属、セラミックス、複合材料
等に内在する欠陥の検査を非破壊的に行う最も有効な定
量的手段であり、広く利用されている。
等に内在する欠陥の検査を非破壊的に行う最も有効な定
量的手段であり、広く利用されている。
被検体内の欠陥により影響を受けた超音波から、欠陥の
有無や大きさを判定するには超音波信号の強さ、すなわ
ち超音波の振幅値に注目して行われる。超音波反射法で
は欠陥から反射する超音波の信号が強いほど、超音波透
過法では逆に欠陥によって信号が弱められるほど、欠陥
は大きいと判断される。超音波は健全な材料中を伝播す
る過程でもそのエネルギーは消費され、減衰するが、こ
の超音波が伝播する路程距離による減衰の影響はＤＡＣ
（Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ａ＋ｎｐｌｉｔｕｄｅＣｏｍｐｅ
ｎｓａｔｉｏｎ ） 、またはＡ Ｖ Ｇ （Ａｂｓｔ
ａｎｄＶｅｒｓｔａｒｋｕｎｇ ＧｒｏＢｅ＞線図と一
般的に呼ばれる方法゛によって補正可能であり、この方
法は広く使用されている。（非破壊検査便覧：昭和５３
年４月２８日、日刊工業新聞社発行） く解決しようとする課題〉 被検体表面にあらさやうねり等がある場合には、被検体
表面で超音波が散乱するために被検体内部へ入射する超
音波量は平滑面に比べて減少する。また被検体の端部で
は探触子より出た超音波の全てが被検体に入射しなくな
るため、ここでも平滑面に比べて被検体に入射する超音
波量は減少する。そのため対比のために用いたある大き
さの人工欠陥からの反射エコー信号の減衰量にしきい値
を設定して欠陥の有無を判定する場合に、内部欠陥から
の反射エゴー信号が弱くなると、大きい欠陥があっても
欠陥ではないとの判断を下す場合がある。
有無や大きさを判定するには超音波信号の強さ、すなわ
ち超音波の振幅値に注目して行われる。超音波反射法で
は欠陥から反射する超音波の信号が強いほど、超音波透
過法では逆に欠陥によって信号が弱められるほど、欠陥
は大きいと判断される。超音波は健全な材料中を伝播す
る過程でもそのエネルギーは消費され、減衰するが、こ
の超音波が伝播する路程距離による減衰の影響はＤＡＣ
（Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ａ＋ｎｐｌｉｔｕｄｅＣｏｍｐｅ
ｎｓａｔｉｏｎ ） 、またはＡ Ｖ Ｇ （Ａｂｓｔ
ａｎｄＶｅｒｓｔａｒｋｕｎｇ ＧｒｏＢｅ＞線図と一
般的に呼ばれる方法゛によって補正可能であり、この方
法は広く使用されている。（非破壊検査便覧：昭和５３
年４月２８日、日刊工業新聞社発行） く解決しようとする課題〉 被検体表面にあらさやうねり等がある場合には、被検体
表面で超音波が散乱するために被検体内部へ入射する超
音波量は平滑面に比べて減少する。また被検体の端部で
は探触子より出た超音波の全てが被検体に入射しなくな
るため、ここでも平滑面に比べて被検体に入射する超音
波量は減少する。そのため対比のために用いたある大き
さの人工欠陥からの反射エコー信号の減衰量にしきい値
を設定して欠陥の有無を判定する場合に、内部欠陥から
の反射エゴー信号が弱くなると、大きい欠陥があっても
欠陥ではないとの判断を下す場合がある。
これらの現象以外に、被検体内の平面方向に組織の変化
があると、被検体を透過する超音波が強くなったり、弱
くなったり変動するため、欠陥による減衰と組織変化に
よる変動との識別が困難になり、欠陥の判定は難しくな
る。
があると、被検体を透過する超音波が強くなったり、弱
くなったり変動するため、欠陥による減衰と組織変化に
よる変動との識別が困難になり、欠陥の判定は難しくな
る。
かかる事情に鑑み、本発明者は金属、非金属、複合材料
等の被検体表面にあらさやうねり等がある材料や、被検
体内の平面方向に組織が変化している材料等の内部にあ
る欠陥、または被検体端部にある欠陥の位置、形状を正
確に把握できる超音波探傷方法について鋭意検討した結
果、本発明を完成するに至った。
等の被検体表面にあらさやうねり等がある材料や、被検
体内の平面方向に組織が変化している材料等の内部にあ
る欠陥、または被検体端部にある欠陥の位置、形状を正
確に把握できる超音波探傷方法について鋭意検討した結
果、本発明を完成するに至った。
〈課題を解決するための手段）
すなわち本発明は被検体の超音波探傷によって連続した
電圧信号として得られる反射または透過エコー信号の中
から変動が現れている２つのエコー信号を選択し、次式
で表される信号処理によって得られる信号ｆ （Ｃ）を
用いて欠陥を検出することを特徴とする超音波探傷方法
である。
電圧信号として得られる反射または透過エコー信号の中
から変動が現れている２つのエコー信号を選択し、次式
で表される信号処理によって得られる信号ｆ （Ｃ）を
用いて欠陥を検出することを特徴とする超音波探傷方法
である。
｛ｆ（Ｒ）Ｘ＾十Ｂ ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、｛ｆ
（ＢＴ） ×Ａ ＋Ｂ ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、
ｆ （Ｒ） ／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）、ｆ（ＢＴ
） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、ｆ（Ｆ）ｘ＾／ｆ（ＢＴ）
＝ｆ（Ｃ）、ｆ（Ｆ）Ｘ＾／ｆ（Ｒ） ＝ｆ（（：）
、｛ｆ（Ｔｈ） ｘ＾十Ｂ ） ／ｆ（Ｓ＞＝ｆ（Ｃ
）、ｆ（Ｔｈ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）またはｆ（Ｆ）
×Ａ ／ｆ（Ｔｈ＞ ＝ｆ（Ｃ）本発明において、超
音波の探傷方式は一般に行われている次の３方式から選
ばれる。
（ＢＴ） ×Ａ ＋Ｂ ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、
ｆ （Ｒ） ／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）、ｆ（ＢＴ
） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、ｆ（Ｆ）ｘ＾／ｆ（ＢＴ）
＝ｆ（Ｃ）、ｆ（Ｆ）Ｘ＾／ｆ（Ｒ） ＝ｆ（（：）
、｛ｆ（Ｔｈ） ｘ＾十Ｂ ） ／ｆ（Ｓ＞＝ｆ（Ｃ
）、ｆ（Ｔｈ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）またはｆ（Ｆ）
×Ａ ／ｆ（Ｔｈ＞ ＝ｆ（Ｃ）本発明において、超
音波の探傷方式は一般に行われている次の３方式から選
ばれる。
（１）超音波を１個の探触子を用いて被検体表面から入
射し、欠陥から反射する超音波エコーを同じ探触子で検
出する方法（超音波反射法）（２）１個の探触子て超音
波を被検体中に入射し、被検体をはさんで対称側に反射
体を置いて一度被検体を透過した超音波が反射体で反射
して再び被検体を透過してくる超音波エコーを検出する
方法（超音波反射板法） （３）被検体をはさんで対称に２個の探触子を配置し、
１個で超音波を発射してもう１個の探触子で被検体中を
透過してくる超音波エコーを検出する方法（超音波透過
法） これらの方法において、探触子を被検体に直接接触させ
る方法または距離を置き水等の超音波伝達媒体を介在さ
せる方法がとられる。これらの超音波伝播過程において
解析対象となるエコーとしては被検体表面からの反射エ
コー、被検体内の欠陥からの反射エコー、被検体底面か
らの反射エコー、超音波反射板からの反射エコーおよび
被検体を透過した透過エコーがある。
射し、欠陥から反射する超音波エコーを同じ探触子で検
出する方法（超音波反射法）（２）１個の探触子て超音
波を被検体中に入射し、被検体をはさんで対称側に反射
体を置いて一度被検体を透過した超音波が反射体で反射
して再び被検体を透過してくる超音波エコーを検出する
方法（超音波反射板法） （３）被検体をはさんで対称に２個の探触子を配置し、
１個で超音波を発射してもう１個の探触子で被検体中を
透過してくる超音波エコーを検出する方法（超音波透過
法） これらの方法において、探触子を被検体に直接接触させ
る方法または距離を置き水等の超音波伝達媒体を介在さ
せる方法がとられる。これらの超音波伝播過程において
解析対象となるエコーとしては被検体表面からの反射エ
コー、被検体内の欠陥からの反射エコー、被検体底面か
らの反射エコー、超音波反射板からの反射エコーおよび
被検体を透過した透過エコーがある。
被検体表面からの表面エコー信号は、材料中の組織や欠
陥の影響は全く受けず、単に表面状態のみの影響を受け
、表面にあらさやうねり等があると減衰する。表面にあ
らさやうねり等があると入射する超音波量が減少するの
で被検体底面や欠陥からの反射エコー信号等は減衰する
。
陥の影響は全く受けず、単に表面状態のみの影響を受け
、表面にあらさやうねり等があると減衰する。表面にあ
らさやうねり等があると入射する超音波量が減少するの
で被検体底面や欠陥からの反射エコー信号等は減衰する
。
また欠陥があると被検体底面あるいは超音波反射板から
の反射エコー信号は、欠陥の影響を受けて減衰する一方
、欠陥からの反射エコー信号が現れる。被検体内に組織
変化があるとその影響は欠陥からの反射エコーに重なっ
て現れる。
の反射エコー信号は、欠陥の影響を受けて減衰する一方
、欠陥からの反射エコー信号が現れる。被検体内に組織
変化があるとその影響は欠陥からの反射エコーに重なっ
て現れる。
すなわち探触子を連続的に被検体に対して接触または近
接して移動させながら探傷して電圧信号として得られる
連続した被検体表面、被検体内欠陥、被検体底面、超音
波反射板からの反射エコー信号、及び被検体を透過した
透過エコー信号の中から減衰しているエコー信号を見出
し、その減衰量を把握する。被検体の表面による散乱、
被検体端部や被検体内の組織変化または被検体内の欠陥
による変動が同じように影響してエコー信号に現れ、欠
陥がない場合には類似した、または欠陥がある場合には
一方が減衰し、他方が増加する相反した変動が連続した
エコー信号として現れる。これらの変動が現れている２
つの信号を選び出し、２つの信号がほぼ重なり合うよう
に信号処理し、変動の影響を軽減して欠陥からの反射エ
コー信号を明確にす石。
接して移動させながら探傷して電圧信号として得られる
連続した被検体表面、被検体内欠陥、被検体底面、超音
波反射板からの反射エコー信号、及び被検体を透過した
透過エコー信号の中から減衰しているエコー信号を見出
し、その減衰量を把握する。被検体の表面による散乱、
被検体端部や被検体内の組織変化または被検体内の欠陥
による変動が同じように影響してエコー信号に現れ、欠
陥がない場合には類似した、または欠陥がある場合には
一方が減衰し、他方が増加する相反した変動が連続した
エコー信号として現れる。これらの変動が現れている２
つの信号を選び出し、２つの信号がほぼ重なり合うよう
に信号処理し、変動の影響を軽減して欠陥からの反射エ
コー信号を明確にす石。
以下、本発明を図面に基いて詳細に説明する。
第１図は本発明の被検体、探触子、信号処理装置および
出力装置の一例を示すブロック図である。探傷方法は超
音波反射板法を用いた配置で示している。
出力装置の一例を示すブロック図である。探傷方法は超
音波反射板法を用いた配置で示している。
この第１図において、探触子（３）はＣスキャン制御プ
ログラム（ハ）の位置制御データに従って、モーターコ
ントローラーＱ［ｉｌでｘｌＹの各軸が制御サレる。パ
ルサー・レシーバ−（４）は、探触子（３）に送信パル
ス信号を送り出し、超音波伝達媒体面を介して被検体（
２）からの表面エコー、欠陥からの反射エコー、反射板
（１）からの反射エコー等の超音波エコーの受信信号を
受ける。このパルサー・レシーバ−（４）によって増幅
または減衰したエコー信号に二つのゲートを設定し、ゲ
ート内の受信エコー信号の強度に合ったアナログ信号を
選択するゲート回路Ｉ（５）、■（６）、これらの受信
エコー信号をモニタリングするオシロスコープ（７）、
（８）、ゲート回路（５）、（６）により選択されたエ
コー信号（アナログ出力信号）を信号処理するアナログ
信号処理装置（９）、このゲート回路からの出力信号を
ディジタル信号に変換して波形記憶装置αＤに送出する
Ａ／Ｄ変換器α１、この波形記憶装置（社）より順次送
出されたディジタル化されたエコー信号を信号処理する
ディジタル信号処理装置■、画像入出力装置０は信号処
理装置で９）、面より伝送されたデータを画像データと
して記憶し、そのデータをＣスコープ像としてＣＲＴデ
イスプレィαＯにそのデータを転送する。
ログラム（ハ）の位置制御データに従って、モーターコ
ントローラーＱ［ｉｌでｘｌＹの各軸が制御サレる。パ
ルサー・レシーバ−（４）は、探触子（３）に送信パル
ス信号を送り出し、超音波伝達媒体面を介して被検体（
２）からの表面エコー、欠陥からの反射エコー、反射板
（１）からの反射エコー等の超音波エコーの受信信号を
受ける。このパルサー・レシーバ−（４）によって増幅
または減衰したエコー信号に二つのゲートを設定し、ゲ
ート内の受信エコー信号の強度に合ったアナログ信号を
選択するゲート回路Ｉ（５）、■（６）、これらの受信
エコー信号をモニタリングするオシロスコープ（７）、
（８）、ゲート回路（５）、（６）により選択されたエ
コー信号（アナログ出力信号）を信号処理するアナログ
信号処理装置（９）、このゲート回路からの出力信号を
ディジタル信号に変換して波形記憶装置αＤに送出する
Ａ／Ｄ変換器α１、この波形記憶装置（社）より順次送
出されたディジタル化されたエコー信号を信号処理する
ディジタル信号処理装置■、画像入出力装置０は信号処
理装置で９）、面より伝送されたデータを画像データと
して記憶し、そのデータをＣスコープ像としてＣＲＴデ
イスプレィαＯにそのデータを転送する。
第２図は超音波反射法、第３図は超音波透過法の模式図
とブロック図の一部を表す図である。
とブロック図の一部を表す図である。
探触子（３）より送信された超音波が、被検体（２）の
表面で反射される表面エコー（Ｂ波）、欠陥から反射さ
れる欠陥エコー（Ｆ波）、底面から反射される底面エコ
ー（Ｂ波）、反射板（１）で反射される反射板エコー（
Ｒ波）、及び被検体（２）を透過して探触子０秒で受信
された透過エコー（Ｔｈ波）が得られる。これらは第４
図に示すＡスコープ波形としてオシロスコープ（７）、
（８）に表示される。符号５１ＦＳＢ、Ｒ，Ｔｈはそれ
ぞれＢ波、Ｆ波、Ｂ波、Ｒ波、Ｔｈ波に対応するエコー
信号を表す。また、符号Ｔは送信パルス信号を表す。な
お、第２図、第３図の符号ｔは被検体の厚みを、第４図
の符号りは被検体中の超音波の伝播時間を表す。
表面で反射される表面エコー（Ｂ波）、欠陥から反射さ
れる欠陥エコー（Ｆ波）、底面から反射される底面エコ
ー（Ｂ波）、反射板（１）で反射される反射板エコー（
Ｒ波）、及び被検体（２）を透過して探触子０秒で受信
された透過エコー（Ｔｈ波）が得られる。これらは第４
図に示すＡスコープ波形としてオシロスコープ（７）、
（８）に表示される。符号５１ＦＳＢ、Ｒ，Ｔｈはそれ
ぞれＢ波、Ｆ波、Ｂ波、Ｒ波、Ｔｈ波に対応するエコー
信号を表す。また、符号Ｔは送信パルス信号を表す。な
お、第２図、第３図の符号ｔは被検体の厚みを、第４図
の符号りは被検体中の超音波の伝播時間を表す。
第３図において、レシーバ−側はＩ 触子（３）より送
信された超音波が被検体（２）を透過して探触子α■で
受信された透過エコーの信号を受けてふり、ゲート回路
（５）、（６）以降は第１図のブロック図と同様に配置
されている。
信された超音波が被検体（２）を透過して探触子α■で
受信された透過エコーの信号を受けてふり、ゲート回路
（５）、（６）以降は第１図のブロック図と同様に配置
されている。
第２図に示す超音波反射法において、被検体の厚みが薄
い場合には第６図に示すように超音波の伝播時間りも少
なくなり、それぞれの受信エコー信号が重なりあって分
離できなくなる。
い場合には第６図に示すように超音波の伝播時間りも少
なくなり、それぞれの受信エコー信号が重なりあって分
離できなくなる。
このような場合には第１図に示した超音波反射板法が用
いられる。また被検体の形状が曲面構造等、複雑なもの
になると反射板の配置が難しくなり、その場合には第３
図に示した超音波透過法が用いられる。
いられる。また被検体の形状が曲面構造等、複雑なもの
になると反射板の配置が難しくなり、その場合には第３
図に示した超音波透過法が用いられる。
超音波反射法を用いる場合には、第５図に示すようにＢ
波とＢ波のエコー信号にゲートを設定する。
波とＢ波のエコー信号にゲートを設定する。
被検体の厚みが薄い場合とか被検体の形状が曲面構造等
、複雑な場合には第６図に示すようにそれぞれのエコー
信号Ｓ波、Ｆ波、Ｂ波含めてゲート設定し、それと反射
板（１）からのエコー信号のＲ波または探触子０で受信
されたＴｈ波にゲート設定し、ゲート回路（５）、（６
）からのエコー信号（アナログ出力信号）をアナログ信
号処理装置（９）および／またはＡ／Ｄ変換器ａＱへ送
出する。
、複雑な場合には第６図に示すようにそれぞれのエコー
信号Ｓ波、Ｆ波、Ｂ波含めてゲート設定し、それと反射
板（１）からのエコー信号のＲ波または探触子０で受信
されたＴｈ波にゲート設定し、ゲート回路（５）、（６
）からのエコー信号（アナログ出力信号）をアナログ信
号処理装置（９）および／またはＡ／Ｄ変換器ａＱへ送
出する。
これら送り出された信号はアナログ信号処理装置（９）
および／またはディジタル信号処理装置側で信号処理が
行われる。
および／またはディジタル信号処理装置側で信号処理が
行われる。
第７図は本発明の信号処理の一例を示す図である。超音
波反射板法によって被検体の’、ｚｊにうねりがある場
合の探傷の様子を示す模式図と得られる信号の処理手順
の例が示されている。
波反射板法によって被検体の’、ｚｊにうねりがある場
合の探傷の様子を示す模式図と得られる信号の処理手順
の例が示されている。
表面のうねりによって超音波が散乱し、表面からの反射
エコー信号ｒ （ｓ）は減衰する。散乱の程度により減
衰の大きさ（振幅）は変動する。反射板からの反射エコ
ーは表面からの反射！、ココ−り弱くなるのでその信号
ｆ （Ｒ）のレベルは反射エコー信号ｆ （Ｓ）のレベ
ルより低くなる。ｆ （Ｒ）は表面からの反射の影響と
被検体組織そのものの影響を受けて減衰し、欠陥のない
ところでは振幅量は異なるもののｆ （Ｓ）と類似した
変動を示す。
エコー信号ｒ （ｓ）は減衰する。散乱の程度により減
衰の大きさ（振幅）は変動する。反射板からの反射エコ
ーは表面からの反射！、ココ−り弱くなるのでその信号
ｆ （Ｒ）のレベルは反射エコー信号ｆ （Ｓ）のレベ
ルより低くなる。ｆ （Ｒ）は表面からの反射の影響と
被検体組織そのものの影響を受けて減衰し、欠陥のない
ところでは振幅量は異なるもののｆ （Ｓ）と類似した
変動を示す。
欠陥があるとｆ （Ｒ）は更に減衰したものになり、一
方欠陥からの反射エコー（Ｆ波）が現れ（第７図には示
していない。）、相反する変動が現れる。
方欠陥からの反射エコー（Ｆ波）が現れ（第７図には示
していない。）、相反する変動が現れる。
このｆ （Ｒ）とｆ （Ｓ）に注目して、ｆ （Ｒ）の
振幅量とレベルをｆ （Ｓ）の振幅量とレベルに近づけ
るための信号処理を行う。ｆ （Ｒ）とｆ （Ｓ）にゲ
ート回路を設定し、ｆ （Ｒ）とｆ （Ｓ）をＣＲＴデ
イスプレィに表示させる。
振幅量とレベルをｆ （Ｓ）の振幅量とレベルに近づけ
るための信号処理を行う。ｆ （Ｒ）とｆ （Ｓ）にゲ
ート回路を設定し、ｆ （Ｒ）とｆ （Ｓ）をＣＲＴデ
イスプレィに表示させる。
まずｆ （Ｒ）の振幅量をｆ （Ｓ）の振幅量に近づけ
るための乗算処理を行う。両信号の振幅値が同じように
なるように係数Ａをｆ （Ｒ）に乗算する。
るための乗算処理を行う。両信号の振幅値が同じように
なるように係数Ａをｆ （Ｒ）に乗算する。
ｆ（Ｒ） Ｘ Ａ ＝ｆ（＾）〔ｆ（＾）は係数Ａを乗
算処理して得られる信号を表す。〕 表示される信号ｆ
（＾）の振幅を見ながら係数Ａを調整する。係数Ａは正
の実数を表し、両信号の振幅値にもよるが、通常ｌＯ以
下の値である。この処理によって欠陥のないところのｆ
（Ｒ）とｆ （Ｓ）の振幅量はほとんど同じになる。
算処理して得られる信号を表す。〕 表示される信号ｆ
（＾）の振幅を見ながら係数Ａを調整する。係数Ａは正
の実数を表し、両信号の振幅値にもよるが、通常ｌＯ以
下の値である。この処理によって欠陥のないところのｆ
（Ｒ）とｆ （Ｓ）の振幅量はほとんど同じになる。
次にｆ（Ａ）のレベルをｆ （Ｓ＞に近づけるための加
算処理を行う。ｆ （Ａ）とｆ （Ｓ）のレベル差に相
当する係数Ｂをｆ （Ａ）に加算する。ｆ （Ａ）＋Ｂ
＝ｆ（Ｂ） ｛ｆ（Ｂ）は係数Ａを乗算処理して得られ
る信号を表す。〕 表示される信号ｆ （Ｂ）のレベル
を見ながら係数Ａを増減する。係数Ｂは正または負の実
数（単位：ｖ）を表す。通常、超音波探傷器から得られ
る信号強度は最高１０Ｖ程度であるので係数ＢはｌＯｖ
以下の値である。
算処理を行う。ｆ （Ａ）とｆ （Ｓ）のレベル差に相
当する係数Ｂをｆ （Ａ）に加算する。ｆ （Ａ）＋Ｂ
＝ｆ（Ｂ） ｛ｆ（Ｂ）は係数Ａを乗算処理して得られ
る信号を表す。〕 表示される信号ｆ （Ｂ）のレベル
を見ながら係数Ａを増減する。係数Ｂは正または負の実
数（単位：ｖ）を表す。通常、超音波探傷器から得られ
る信号強度は最高１０Ｖ程度であるので係数ＢはｌＯｖ
以下の値である。
この処理によって欠陥があるところ以外のｆ （Ｂ）゛
とｆ （Ｓ）は重なりあう。 次にｆ（Ｂ）とｆ （Ｓ
）の除算処理を行う。ｆ（Ｂ｝／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）
｛ｆ（Ｃ）は除算処理して得られる信号を表す。〕この
処理によって被検体内に欠陥が存在しなければｆ （Ｃ
）は振幅のなくなったある一定の値の信号に近づくこと
になる。被検体内に欠陥が存在すれば欠陥で超音波が減
衰するためにその部分だけｆ （Ｓ）と「（Ｒ）は類似
した変動量にはならず、ｆ （Ｃ）は欠陥のみが振幅量
の変化として出力されることになり、しきい値を設定し
ての超音波探傷が可能となる。
とｆ （Ｓ）は重なりあう。 次にｆ（Ｂ）とｆ （Ｓ
）の除算処理を行う。ｆ（Ｂ｝／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）
｛ｆ（Ｃ）は除算処理して得られる信号を表す。〕この
処理によって被検体内に欠陥が存在しなければｆ （Ｃ
）は振幅のなくなったある一定の値の信号に近づくこと
になる。被検体内に欠陥が存在すれば欠陥で超音波が減
衰するためにその部分だけｆ （Ｓ）と「（Ｒ）は類似
した変動量にはならず、ｆ （Ｃ）は欠陥のみが振幅量
の変化として出力されることになり、しきい値を設定し
ての超音波探傷が可能となる。
以上述べた超音波反射板法は被検体表面からのエコー信
号と被検体底面からのエコー信号が重なって分離できな
いような被検体の厚みが薄い場合に用いられる方法であ
るが、これらのエコー信号が分離できる場合には超音波
反射法が用いられる。その場合被検体底面からの反射エ
コー信号をｆ （ＢＴ＞として、｛ｆ（ＢＴ） ×Ａ
＋Ｂ｝／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）の信号処理を行い
、被検体表面のあらさまたはうねり等による超音波の減
衰の影響を軽減した信号ｆ （Ｃ）によって欠陥を正確
に把握することができる。
号と被検体底面からのエコー信号が重なって分離できな
いような被検体の厚みが薄い場合に用いられる方法であ
るが、これらのエコー信号が分離できる場合には超音波
反射法が用いられる。その場合被検体底面からの反射エ
コー信号をｆ （ＢＴ＞として、｛ｆ（ＢＴ） ×Ａ
＋Ｂ｝／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）の信号処理を行い
、被検体表面のあらさまたはうねり等による超音波の減
衰の影響を軽減した信号ｆ （Ｃ）によって欠陥を正確
に把握することができる。
超音波の減衰が少なく、被検体表面からのエコー信号と
被検体底面あるいは超音波反射板からのエコー信号の振
幅量とレベルが異なっているものの、近い場合にはｆ（
ＢＴ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）またはｆ （Ｒ） ／ｆ
（Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）の信号処理のみで被検体表面
のあらさまたはうねり等による超音波の減衰の影響を軽
減し、信号ｆ （Ｃ）によって欠陥を正確に把握するこ
とができる。
被検体底面あるいは超音波反射板からのエコー信号の振
幅量とレベルが異なっているものの、近い場合にはｆ（
ＢＴ） ／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）またはｆ （Ｒ） ／ｆ
（Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）の信号処理のみで被検体表面
のあらさまたはうねり等による超音波の減衰の影響を軽
減し、信号ｆ （Ｃ）によって欠陥を正確に把握するこ
とができる。
上記の方法で被検体端部における超音波の減衰の影響を
軽減することも可能である。
軽減することも可能である。
また被検体内部の組織変化による超音波の減衰の影響を
軽減する方法として、被検体内の欠陥からの反射エコー
信号をｆ （Ｐ）として、ｆ（Ｆ）×Ａ／ｆ（ＢＴ）
＝ｆ（Ｃ）またはｆ（Ｆ） ｘ Ａ／ｆ（Ｒ） ＝ｆ（
Ｃ）の信号処理が行われる。
軽減する方法として、被検体内の欠陥からの反射エコー
信号をｆ （Ｐ）として、ｆ（Ｆ）×Ａ／ｆ（ＢＴ）
＝ｆ（Ｃ）またはｆ（Ｆ） ｘ Ａ／ｆ（Ｒ） ＝ｆ（
Ｃ）の信号処理が行われる。
超音波透過法で被検体の向う側に配置した探触子で受信
した透過エコー信号をｆ（Ｔｈ） とすれば、ｆ （Ｒ
）をｆ（Ｔｈ）に置き換えて行うこともできる。なお以
上述べた信号処理の中で、除算処理の分母と分子の置き
換えも可能である。
した透過エコー信号をｆ（Ｔｈ） とすれば、ｆ （Ｒ
）をｆ（Ｔｈ）に置き換えて行うこともできる。なお以
上述べた信号処理の中で、除算処理の分母と分子の置き
換えも可能である。
上記のどの信号処理を行うかは、被検体の形状、エコー
信号の分離の程度および減衰の影響の軽減度合いを勘案
しながら適宜選択される。
信号の分離の程度および減衰の影響の軽減度合いを勘案
しながら適宜選択される。
２つの信号の内、１つの信号に減衰等の変動が現れてい
ない場合でも本発明の信号処理を実施しても構わない。
ない場合でも本発明の信号処理を実施しても構わない。
〈実施例〉
以下、本発明を実施例に基いて詳細に説明するが、本発
明はこの実施例に制限されない。
明はこの実施例に制限されない。
第８図に不規則な表面状態の被検体を示した。
被検体（２）はアクリル板であり、その表面には幅２〜
３ｍｍＸ深さ２〜３ＩＩＩＩ１１のし形溝を３Ｍピッチ
で加工している。また超音波は材料の密度と音速の異な
る界面、すなわち音響インピーダンスの異なる界面で反
射するので、その反射体として３ｍｍ幅のＡ１テープを
５枚、被検体底面に貼りつけて模擬欠陥とし、超音波反
射板法を用いて探傷した。ここに符号■〜■は、人工欠
陥として被検体底面に貼りつけたＡ１テープであり、電
圧出力チャート及びＣスキャン表示中の符号■〜■はこ
のＡ１テープの位置を示している。
３ｍｍＸ深さ２〜３ＩＩＩＩ１１のし形溝を３Ｍピッチ
で加工している。また超音波は材料の密度と音速の異な
る界面、すなわち音響インピーダンスの異なる界面で反
射するので、その反射体として３ｍｍ幅のＡ１テープを
５枚、被検体底面に貼りつけて模擬欠陥とし、超音波反
射板法を用いて探傷した。ここに符号■〜■は、人工欠
陥として被検体底面に貼りつけたＡ１テープであり、電
圧出力チャート及びＣスキャン表示中の符号■〜■はこ
のＡ１テープの位置を示している。
まず信号処理を行わないで探触子（３）をＣスキャンさ
せた時の超音波反射板からのエコー信号ｆ （Ｒ）の一
部を電圧出力チャートとして第８図下欄に示した。被検
体（２）の不規則な表面状態による超音波の減衰の方が
、符号■〜■の人工欠陥よりも大きい部位が生じている
。その結果、しきい値を設定してのＣスキャンで得られ
た結果を第８図右欄に示した。人工欠陥が検出されない
部位が、Ｃスキャン表示の符号■の位置で生じている。
せた時の超音波反射板からのエコー信号ｆ （Ｒ）の一
部を電圧出力チャートとして第８図下欄に示した。被検
体（２）の不規則な表面状態による超音波の減衰の方が
、符号■〜■の人工欠陥よりも大きい部位が生じている
。その結果、しきい値を設定してのＣスキャンで得られ
た結果を第８図右欄に示した。人工欠陥が検出されない
部位が、Ｃスキャン表示の符号■の位置で生じている。
なお、ｆ（Ｒ）のみの出力電圧チャートをみでもわかる
ように、人工欠陥のＡＩテープ５枚全てをＣスコープ像
として表示するようにしきい値を設定すると、被検体表
面のし形溝形状による減衰や、被検体端部の影響による
減衰もＣスコープ像として表示される。
ように、人工欠陥のＡＩテープ５枚全てをＣスコープ像
として表示するようにしきい値を設定すると、被検体表
面のし形溝形状による減衰や、被検体端部の影響による
減衰もＣスコープ像として表示される。
そこで被検体表面からのエコー信号をｆ （Ｓ）として
、ｆ （Ｒ） ／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）の除算信
号処理を行った結果を第８図の中欄に示した。被検体底
面に５枚のＡ１テープを貼りつけた人工欠陥の全てがＣ
スコープ像として表示された。しかし、被検体表面のし
形溝形状や被検体端部も一部検出されＣスコープ像とし
て表示された。
、ｆ （Ｒ） ／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）の除算信
号処理を行った結果を第８図の中欄に示した。被検体底
面に５枚のＡ１テープを貼りつけた人工欠陥の全てがＣ
スコープ像として表示された。しかし、被検体表面のし
形溝形状や被検体端部も一部検出されＣスコープ像とし
て表示された。
この信号処理でも人工欠陥のみを明瞭に識別しないので
、｛ｆ（Ｒ） ｘ Ａ＋ Ｂ） ／ｆ（Ｓ） ＝ｆ（Ｃ
）の信号処理を行った。結果を第８図上欄に示した。
、｛ｆ（Ｒ） ｘ Ａ＋ Ｂ） ／ｆ（Ｓ） ＝ｆ（Ｃ
）の信号処理を行った。結果を第８図上欄に示した。
ここで符号Ａはｆ （Ｒ）の乗算係数、符号Ｂはｆ（Ｒ
）×Ａに特定の一定値の信号を加えるための加算係数で
ある。この信号処理を行うことにより被検体端部の影響
による減衰が一部Ｃスコープ像として表示されているが
、模擬欠陥のみを明瞭に識別することができた。
）×Ａに特定の一定値の信号を加えるための加算係数で
ある。この信号処理を行うことにより被検体端部の影響
による減衰が一部Ｃスコープ像として表示されているが
、模擬欠陥のみを明瞭に識別することができた。
第９図には被検体（２）の表面にうねりがあり、かつ衝
撃損傷を有する被検体を探傷した例を示した。この被検
体（２）はカーボン繊維とガラス繊維を平織にした厚み
が２．３ＭのＦＲＰ織物材積層板である。この被検体（
２）の表面には４Ｍ程のピッチで１００μｍ程度の高さ
のうねりが生じているものである。半径８ＩＩｌｆｆｉ
、重さ６ｋｇの鉄球がこのＦＲＰ織物材積層板の被検体
（２）に落下した結果、被検体内に衝撃損傷による欠陥
が発生したものである。また比較用に超音波の透過を遮
断する符号■〜■で示した６ｍＩＩＸ６ａｍ、４ｍ×４
鰭、２ｍｍＸ２ｍｍのＡ１テープを被検体（２）の底面
に貼りつけた。
撃損傷を有する被検体を探傷した例を示した。この被検
体（２）はカーボン繊維とガラス繊維を平織にした厚み
が２．３ＭのＦＲＰ織物材積層板である。この被検体（
２）の表面には４Ｍ程のピッチで１００μｍ程度の高さ
のうねりが生じているものである。半径８ＩＩｌｆｆｉ
、重さ６ｋｇの鉄球がこのＦＲＰ織物材積層板の被検体
（２）に落下した結果、被検体内に衝撃損傷による欠陥
が発生したものである。また比較用に超音波の透過を遮
断する符号■〜■で示した６ｍＩＩＸ６ａｍ、４ｍ×４
鰭、２ｍｍＸ２ｍｍのＡ１テープを被検体（２）の底面
に貼りつけた。
この被検体（２）について超音波反射板法によって探傷
した。２ ｔｍ Ｘ ２ ｍｍのＡｌテープによる超音
波の減衰に相当するｆ （Ｒ）信号にしきい値を設定し
て、これを越える減衰を欠陥として表示したものは被検
体表面のうねりによる減衰もＣスコープ像として表示さ
れた。
した。２ ｔｍ Ｘ ２ ｍｍのＡｌテープによる超音
波の減衰に相当するｆ （Ｒ）信号にしきい値を設定し
て、これを越える減衰を欠陥として表示したものは被検
体表面のうねりによる減衰もＣスコープ像として表示さ
れた。
しかし、ｆ （Ｒ） ／ｆ （Ｓ） ＝ ｆ （Ｃ）
（７）信号処理を行い、ｆ （Ｃ）を表示させることに
よって衝撃損傷による欠陥およびＡｌテープによる人工
欠陥が明瞭に識別できた。
（７）信号処理を行い、ｆ （Ｃ）を表示させることに
よって衝撃損傷による欠陥およびＡｌテープによる人工
欠陥が明瞭に識別できた。
〈発明の効果）
本発明の方法は超音波入射の妨げになる被検体表面のあ
らさまたはうねり、あるいは被検体端部や被検体内の組
織変化等、欠陥以外の要因による超音波の減衰の影響を
軽減して、被検体内に存在する欠陥を明瞭に把握でき、
効率的な検査が可能になる。
らさまたはうねり、あるいは被検体端部や被検体内の組
織変化等、欠陥以外の要因による超音波の減衰の影響を
軽減して、被検体内に存在する欠陥を明瞭に把握でき、
効率的な検査が可能になる。
第１図は超音波反射板法による超音波探傷方法のブロッ
ク図、第２図は超音波反射法の模式図、第３図は超音波
透過法及び超音波探傷方法の模式図とブロック図の１部
、第４図はＡスコープ像の模式図、第５図は第２図で示
した探傷配置にふける信号処理のためのゲート設定方法
の模式図、第６図は第１図、第３図で示した探傷配置に
おける信号処理のためのゲート設定方法の模式図、第７
図は信号処理手順の説明図、第８図お、よび第９図は不
規則な表面状態の被検体について欠陥のみをＣスコープ
像として表示させた図である。 （１）反射板 （２）被検体（３） 探
触子（４） バ九す−・しシーバー（５） ゲ
ート 回路 ■（６） ゲート 回路■（７）
オシロスコープ （８）オシロス
コープ（９）アナログ信号処理装置 α（Ｉ Ａ／Ｄ
変換器（社）波形記憶装置 側 ディジタル信号処
理装置■ 画面入出力装置 Ｑ４ＣＲＴデイスプレィ
α５１Ｃスキャン制御プログラム αｅ モータ
コントローラーαで 超音波伝達媒体 ０秒 探触子
α中 レシーバー 第 図 第 図 第 図 第 図
ク図、第２図は超音波反射法の模式図、第３図は超音波
透過法及び超音波探傷方法の模式図とブロック図の１部
、第４図はＡスコープ像の模式図、第５図は第２図で示
した探傷配置にふける信号処理のためのゲート設定方法
の模式図、第６図は第１図、第３図で示した探傷配置に
おける信号処理のためのゲート設定方法の模式図、第７
図は信号処理手順の説明図、第８図お、よび第９図は不
規則な表面状態の被検体について欠陥のみをＣスコープ
像として表示させた図である。 （１）反射板 （２）被検体（３） 探
触子（４） バ九す−・しシーバー（５） ゲ
ート 回路 ■（６） ゲート 回路■（７）
オシロスコープ （８）オシロス
コープ（９）アナログ信号処理装置 α（Ｉ Ａ／Ｄ
変換器（社）波形記憶装置 側 ディジタル信号処
理装置■ 画面入出力装置 Ｑ４ＣＲＴデイスプレィ
α５１Ｃスキャン制御プログラム αｅ モータ
コントローラーαで 超音波伝達媒体 ０秒 探触子
α中 レシーバー 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被検体の超音波探傷によって電圧信号として連続し
て得られる反射または透過エコー信号の中から変動が現
れている２つのエコー信号を選択し、次式で表される信
号処理によって得られる信号ｆ（Ｃ）を用いて欠陥を検
出することを特徴とする超音波探傷方法。 ｛ｆ（Ｒ）×Ａ＋Ｂ）／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、 ｛ｆ（ＢＴ）×Ａ＋Ｂ）／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、 ｆ（Ｒ）／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、ｆ（ＢＴ）／ｆ（Ｓ）
＝ｆ（Ｃ）、 ｆ（Ｆ）×Ａ／ｆ（ＢＴ）＝ｆ（Ｃ）、 ｆ（Ｆ）×Ａ／ｆ（Ｒ）＝ｆ（Ｃ）、 ｛ｆ（Ｔｈ）×Ａ＋Ｂ｝／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）、 ｆ（Ｔｈ）／ｆ（Ｓ）＝ｆ（Ｃ）または ｆ（Ｆ）×Ａ／ｆ（Ｔｈ）＝ｆ（Ｃ） ［式中、ｆ（Ｓ）、ｆ（ＢＴ）、ｆ（Ｒ）、ｆ（Ｆ）お
よびｆ（Ｔｈ）はそれぞれ被検体表面、底面、反射板、
欠陥からの反射エコー信号および透過エコー信号を表す
。ｆ（Ｃ）は信号処理によって得られる信号を表す。Ａ
は信号の振幅を合わせるための係数で正の実数を、Ｂは
信号レベルを合わせるための係数で正または負の実数（
単位：Ｖ）を表す。］
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304967A JPH02150765A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63304967A JPH02150765A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 超音波探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150765A true JPH02150765A (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=17939469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63304967A Pending JPH02150765A (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02150765A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014115720A1 (ja) * | 2013-01-22 | 2014-07-31 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥位置補正方法 |
| WO2014119454A1 (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
| WO2015052956A1 (ja) | 2013-10-11 | 2015-04-16 | 株式会社Ihi | 導電性複合材料の繊維蛇行検出方法及び繊維蛇行検出装置 |
| CN104755920A (zh) * | 2012-12-20 | 2015-07-01 | 新日铁住金株式会社 | 缺陷检查方法及缺陷检查装置 |
| WO2017158864A1 (ja) | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 株式会社Ihi | 導電性複合材料の検査方法及び導電性複合材料の検査装置 |
| US10656121B2 (en) | 2015-10-09 | 2020-05-19 | Ihi Corporation | Method for detecting arrangement disorder of fibers in conductive composite material, and device for detecting arrangement disorder of fibers in conductive composite material |
| JP2023027477A (ja) * | 2021-08-17 | 2023-03-02 | 株式会社東芝 | 検査装置、処理装置及び検査方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821162A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 超音波探傷装置 |
| JPS61151458A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-10 | Kawasaki Steel Corp | Ｃスキヤン超音波探傷方法及び装置 |
| JPS62207957A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-12 | Kawasaki Steel Corp | 超音波探傷方法 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP63304967A patent/JPH02150765A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| US10132778B2 (en) | 2013-10-11 | 2018-11-20 | Ihi Corporation | Fiber waviness detection method and apparatus for conductive composite materials |
| US10656121B2 (en) | 2015-10-09 | 2020-05-19 | Ihi Corporation | Method for detecting arrangement disorder of fibers in conductive composite material, and device for detecting arrangement disorder of fibers in conductive composite material |
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| US10605777B2 (en) | 2016-03-16 | 2020-03-31 | Ihi Corporation | Method for inspecting electroconductive composite material and device for inspecting electroconductive composite material |
| JP2023027477A (ja) * | 2021-08-17 | 2023-03-02 | 株式会社東芝 | 検査装置、処理装置及び検査方法 |
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