JPH02173564A - 超音波探傷装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波探傷装置に関する。

（従来の技術） 被検２体についての欠陥の有無を非破壊で検査する装置
の一つに超音波を用いた超音波探傷装置が知られている
。この超音波探傷装置は、被検体または超音波探触子の
いずれかを移動させながら、所定の周波数で被検体に対
し超音波を放射して被検体内に伝搬させ、欠陥部分によ
る反射エコーのレベルの大きさに基づいて欠陥の有無判
定を行なうものである。

ところで、超音波探傷装置にあっては、種々の外乱とし
ての電気的ノイズによる誤判定を防止すべく、次のよう
な判定方法を操っている。すなわち、欠陥の検出として
は、超音波ビームのビーム幅または検出する欠陥の大き
さの半分のいずれか小さい方の間隔を探傷ピッチとして
設定すれば少なくとも可能であることから、探傷ピッチ
をさらに小さくすることによってはそれに伴い１つの欠
陥に対し多数の反射エコーを得ることができる。

一方、電気的ノイズとしては、一般には単発のものが多
く、連続して発生するようなものではない。

このため、所定レベル以上の反射エコーが連続して所定
閾値Ｎｏ以上検出されたときに欠陥と判定するのである
。この判定方法によれば、閾値Ｎ。

を適切に設定しておくことにより、耐ノイズ性に優れた
良好な判定を行なうことができる。なお、この判定方法
における超音波の放射周波数としては、超音波ビームの
指向性と検出する欠陥の大きさおよび被検体と超音波探
触子との相対速度により決定される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した判定方法では、特定の一方向の
みの反射エコーデータに基づいて判定を行なうものであ
るため、当該一方向（−次元的）に広がっている欠陥に
ついては十分対処できる反面、二次元的に広がっている
欠陥あるいは当該−方向とは異なる一方向に広がってい
る欠陥については高い判定信頼性が得られないという問
題がある。また、このような問題があるため、閾値Ｎ。

についても梗々の測定条件を考慮して設定する必要があ
り、適切な設定が難しい。

本発明は上記に名みてなされたもので、その目的として
は探傷信頼性の高い超音波探傷装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、被検体の一面の各
部に対し超音波ビームを放射する超音波放射手段と、放
射された超音波ビームの各々に対し設定レベルを越える
反射信号を検出する反射信号検出手段と、前記被検体の
一面に対し異なる複数方向における反射信号の連続検出
数を演算する演算手段と、演算した連続検出数が前記複
数方向に対応して夫々設定された同値を越えるときには
被検体における欠陥の存在を出力する判定手段とを有す
ることを要旨とする。

（作用） 本発明に係る超音波探傷装置にあっては、超音波ビーム
を放射した被検体の一面に対し異なる複数方向における
反射信号の連続検出数が当該複数方向に対応して夫々設
定された同値を越えるときには、被検体に欠陥があると
判定している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る超音波探
傷装置のそれぞれ概略構成図および要部回路ブロック図
である。

第１図において、１は超音波放射手段を構成するりニア
アレイ型の超音波探触子であり、処理制御部３の制御下
において被検体５の幅方向Ｗに走査駆動せしめられる一
方、図示しない駆動部により被検体５に対し一定間隔を
保持しながら被検体５の長さ方向く幅方向に対し垂直な
方向）しに移動せしめられる。

第２図において、７−１〜７−ｎは反射信号検出手段を
構成する比較部で、接続されている超音波探触子１を構
成づるそれぞれの受信素子からの受信信号を閾値設定部
９にＪ５いて予め設定されているレベルＩＩ　Ｉ　Ｔ　
Ｈと比較して反射エコーの有無を判定し、パラレル・シ
リアル変換部１１に出力するものである。パラレル・シ
リアル変換部１１は、各比較部７−１〜７−ｎから並列
的に入力される比較結果をシリアル信号に変換してカウ
ンタ１３に供給するものである。カウンタ１３は、パラ
レル・シリアル変換部１１を介して時系列的な信号とな
って入力される各比較部７−１〜７−ｎからの反射エコ
ー信号を計数して欠陥の有無を判定するものである。さ
らに具体的には、このカウンタ１３は、シリアル信号と
して順次入力される比較部７−１〜７−ｎによる比較結
果について、反射エコー信号が連続して設定数Ｎ＋　　
（例えば５）だけ計数されたときに欠陥ありとして欠陥
信号を図示しない欠陥処理部に出力するものである。な
お、このカウンタ１３は、反射エコー信号が無い場合お
よび超音波探触子１の走査駆動開始クロックが供給され
た場合に、その計数値がリセットされる。

一方、第２図において、１５−１〜１５−ｎは接続され
ているそれぞれの比較部７−１〜７−ｎからの比較結果
を超音波探触子１の被検体５の長さ方向りへの移動指令
クロックの入力毎にシフトすると共に、シフトして行っ
た最上位ビットの値をそれぞれに接続されているカウン
タ１７−１〜１７−〇に順次供給するシフトレジスタで
ある。

カウンタ１７−１〜１７−ｎは、シフトレジスタ１５−
１〜１５−ｎを介して時系列的な信号となって供給され
る対応する比較部７−１〜７−ｎからの反射エコー信号
を計数して欠陥の有無を判定するものである。さらに具
体的には、このカウンタ１７−１〜１７−ｎは、シフト
レジスタ１５−１〜１５−ｎから順次入力される比較部
７−１〜７−ｎによる比較結果について、反射エコー信
号が連続して設定数Ｎ２　　（例えば１２）だけ計数さ
れたときに欠陥ありとして欠陥信号を図示しない欠陥処
理部に出力するものである。なお、このカウンタ１７−
１〜１７−ｎは、反射エコー信号が無い場合および測定
開始信号が供給された場合に、その計数値がリセットさ
れる。

ここで、カウンタ１３．１７−１〜１７−ｎは、演算手
段および判定手段を構成するものである。

次に、本実施例の作用を第３図および第４図を用いて説
明する。なお、第３図および第４図は被検体５のそれぞ
れ幅方向Ｗおよび良さ方向りにおける処理のタイミング
チャートを示す図である。

そして、第３図において、（Ａ）は超音波探触子１を構
成する各受信素子からの受信信号波形、（Ｂ）はパラレ
ル・シリアル変換部１１からの出力波形を示す。また、
第４図において、（Ａ）は超音波探触子１を構成するｈ
番目（１≦ｈ≦ｎ）の受信素子における超音波探触子１
の被検体５の長さ方向りへの移動に伴う受信信号波形、
（８）はシフトレジスタ１５−１〜１５−ｎからの出力
波形を示す。

測定は、処理制御部３の制御下において、超音波探触子
１の走査駆動により被検体５の幅方向Ｗの１ライン分の
測定が終了すると、次に超音波探触子１を被検体５の長
さ方向りに所定距離だけ移動させそこで走査駆動させる
といった動作を繰り返すことによって、被検体５全体を
検査する。

そして、超音波探触子１を構成する受信素子の夫々から
は、駆動の度に放射される超音波ビームに対する反射エ
コー信号を受信信号として出力するが、欠陥１９が無い
場合には放射された超音波ビームを反射させる原因が無
いため、受信信号レベルとしては略零の状態である。こ
のため、比較部７−１〜７−ｎからは反射エコー信号が
出力されず、もってカウンタ１３およびカウンタ１７−
１〜１７−ｎにあってはその計数値がそれぞれのｉｔ数
Ｒｔｌ　Ｎ　＋およびＮ２に達することがないので、欠
陥と判定されることはない。

しかし、被検体５に欠陥１９が有る場合には、放射され
た超音波ビームがこの欠陥１９により反射されである程
度の高レベルを有する反射エコー信号となって受信素子
で受信される（第３図（Ａ）、第４図（Ａ）参照）。比
較部７−１〜７−ｎは、受信素子からの受信信号のうら
、閾値ＴＨを越えるようなレベルを有する受信信号を抽
出して反射エコー信号としてパラレル・シリアル変換部
１１およびシフトレジスタ１５−１〜１５−ｎに出力す
る。

パラレル・シリアル変換部１１に入力された反射エコー
信号は、シリアル信号に変化されてカウンタ１３に供給
され（第３図（Ｂ）参照）、カウンタ１３は、反射エコ
ー信号が供給される毎に計数値をインクリメントして行
く。このような計数処理において、例えば第３図（Ｂ）
の領域（ａ　）のような２個の反射エコー信号について
は電気的ノイズにより発生したものであるが、この場合
、カウンタ１３は２まで計数侵にリセットされてしまい
、欠陥信号を出力しない。次に、第３図（Ｂ）の領域（
ｂ　）における７個の反射エコー信号については欠陥１
９によるものであるが、この場合、カウンタ１３は７ま
で計数可能であるが、閾値Ｎ（−５）を越えた時点で欠
陥信号を出力することになる。

このように、被検体５の幅方向Ｗについての欠陥１９の
有無については、連続した反射エコー信号数が閾値Ｎ管
に達するか否かで判定しているのである。

一方、シフトレジスタ１５−１〜１５−ｎに入力された
反射エコー信号は、超音波探触子１が被検体５の良さ方
向りに移動する毎に最低位ビット（ＬＳＢ）から最高位
ビット（ＭＳＢ）に順次にシフトされた後、対応するカ
ウンタ１７−１〜１７−ｎに時系列的な信号となって供
給される（第４図（Ｂ）参照）。

カウンタ１７−ｈは、反射エコー信号が供給される毎に
計数値をインクリメントして行く。このような計数処理
において、例えば第４図Ｂの領域（ａ）および領域（Ｃ
’）における反射エコー信号については電気的ノイズに
より発生したものであるが、この場合、カウンタ１７−
ｈは２まで計数後にリセット−されてしまい、欠陥信号
を出力しない。次に、第４図（Ｂ）の領域（ｂ）におけ
る１３ｇｆＡの反射エコー信号については欠陥１９によ
るものであるが、この場合、カウンタ１７−ｈは１３ま
で３１数可能であるが、閾（ＦｉＮ２　（＝１２）を越
えた時点で欠陥信号を出力することになる。

このように、被検体５の長さ方向１についての欠陥１９
の有無については、連続した反射エコー信号数が閾値Ｎ
２に達するか否かで判定しているのである。なお、他の
カウンタ１７−１〜１７−ｎ（１７−ｈを除く）につい
ても同様の処理が並列して行なわれる。

以後、欠陥信号を受けた欠陥処理部としては、被検体５
を不良品として排除したり、またその旨を報知するなど
、所要の欠陥処理を行なうことになる。

したがって、本実施例によれば、互いに垂直な２方向に
おける反射エコーの発生状態に基づいて、且つ夫々の方
向に対し個別に設定した判定基準によって欠陥検査を行
なうようにしたので、例えば被検体５の幅方向Ｗあるい
は長さ方向りのいずれに広がっているような欠陥につい
ても、ノイズによる誤判定を防止しつつ高い信頼性で探
知することができる。また、判定基準となる閾値につい
ても、従来のように一方向だけの検査に比べて蒸捏厳密
でなくともよく、余裕をもって設定できる。

なお、本実施例では、検査方向を被検体の幅方向Ｗと長
さ方向りの２方向としたが、検査方向および検査方向数
ともにこれに限定されないことばもちろんである。

また、本実施例では、リニアアレイ型の超音波探触子を
用いたが、他に例えば超音波振動子を多数配列してもよ
いし、また１個の振動子を機械的に移動させるようにし
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、超音波ビームを放
射した被検体の一面に対し異なる複数方向における反射
信号の連続検出数が当該複数方向に対応して夫々設定し
た閾値を越えるときには、被検体に欠陥があると判定づ
るようにしたので、高い信頼性をもって探傷を実行する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る超音波探
触子置のそれぞれ構成図および回路ブロック図、第３図
および第４図は作用を説明するための図である。 １・・・超音波探触子　　　３・・・処理制御部５・・
・被検体　　　　　　７−１〜７−ｎ・・・比較部９・
・・閾値設定部 １・・・パラレル・シリアル変換部 ３・・・カウンタ ５−１〜１５−ｎ・・・シフトレジスタ７−１〜１７−
ｎ・・・カウンタ ９・・・欠陥

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体の一面の各部に対し超音波ビームを放射する超音
   波放射手段と、放射された超音波ビームの各々に対し設
   定レベルを越える反射信号を検出する反射信号検出手段
   と、前記被検体の一面に対し異なる複数方向における反
   射信号の連続検出数を演算する演算手段と、演算した連
   続検出数が前記複数方向に対応して夫々設定された閾値
   を越えるときには被検体における欠陥の存在を出力する
   判定手段とを有することを特徴とする超音波探傷装置。