JPH026743A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
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- JPH026743A JPH026743A JP63152869A JP15286988A JPH026743A JP H026743 A JPH026743 A JP H026743A JP 63152869 A JP63152869 A JP 63152869A JP 15286988 A JP15286988 A JP 15286988A JP H026743 A JPH026743 A JP H026743A
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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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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]
この発明は、超音波探傷装置に関し、さらに詳しくは音
速がわからないような被検体とか、減衰が大きく反射エ
コーを十分得られないような部材の測定をテストピース
を利用して精度よく測定することができるような超音波
探傷装置に関する。
速がわからないような被検体とか、減衰が大きく反射エ
コーを十分得られないような部材の測定をテストピース
を利用して精度よく測定することができるような超音波
探傷装置に関する。
[従来の技術]
第3図は、従来のポータプル超音波厚さ計の受信原理と
その波形を示している。厚さdの板厚の材料3に超音波
探触子1(以下探触子1)を当てた場合、送信パルス信
号が発射されると、最初に材料3の表面から返るエコー
とそのまま通過して底面方向へ向かう波ができる。この
波は、欠陥等が途中にない場合には、底面で反射し、底
面から返ったエコーは、材料3の表面に至り、表面から
探触子1に入って、第4図のエコー受信信号Bl(一次
反射波)となる。ここで再び、材料3の表面で反射して
底面へ向かう波が生じて、それが再び底面から返って来
る。これが表面から探触子1に入って、第4図のエコー
受信信号B2 (二次反射波)となる。この波も前の
波と同じようにして探触子1に向かう波と底面に向かう
波との2つの波に分かれ、第4図のエコー受信信号B3
(三次反射波)を生じ、順次同様なエコー受信信号が
探触子1に受信されて行く。なお、第4図中、Sは、表
面エコーの受信信号である。
その波形を示している。厚さdの板厚の材料3に超音波
探触子1(以下探触子1)を当てた場合、送信パルス信
号が発射されると、最初に材料3の表面から返るエコー
とそのまま通過して底面方向へ向かう波ができる。この
波は、欠陥等が途中にない場合には、底面で反射し、底
面から返ったエコーは、材料3の表面に至り、表面から
探触子1に入って、第4図のエコー受信信号Bl(一次
反射波)となる。ここで再び、材料3の表面で反射して
底面へ向かう波が生じて、それが再び底面から返って来
る。これが表面から探触子1に入って、第4図のエコー
受信信号B2 (二次反射波)となる。この波も前の
波と同じようにして探触子1に向かう波と底面に向かう
波との2つの波に分かれ、第4図のエコー受信信号B3
(三次反射波)を生じ、順次同様なエコー受信信号が
探触子1に受信されて行く。なお、第4図中、Sは、表
面エコーの受信信号である。
ここで、探触子1の振動板2から探触子1の表面、すな
わち、材料3の表面までの伝播時間をp(不感帯時間)
、材料3の表面から底面までの伝播時間をqとすると、
探触子1の振動子2に伝わる波の時間間隔は、第4図の
p、qで示すような関係となる。
わち、材料3の表面までの伝播時間をp(不感帯時間)
、材料3の表面から底面までの伝播時間をqとすると、
探触子1の振動子2に伝わる波の時間間隔は、第4図の
p、qで示すような関係となる。
この図で見るように、エコー受信信号Bl とエコー受
信信号B2とのエコー間の時間間隔は、2qとなるので
、エコー受信信号B!とエコー受信信号B2の間は、探
触子1の不感帯時間pの期間によることなく一定となる
。
信信号B2とのエコー間の時間間隔は、2qとなるので
、エコー受信信号B!とエコー受信信号B2の間は、探
触子1の不感帯時間pの期間によることなく一定となる
。
したがって、従来のポータプル形超音波厚さ計にあって
は、エコー受信信号Bz + B2の間の時間間隔を精
密に測定すれば、不感帯時間pに依存することなく測定
ができる。なお、このとき、材料3の音速は、超音波厚
さ計に記憶されているか、或いは入力されていて、測定
した時間間隔2q(μsec )とそのときの音速v
(mm/μ5ec)とによって厚さtが次の式により計
算される。
は、エコー受信信号Bz + B2の間の時間間隔を精
密に測定すれば、不感帯時間pに依存することなく測定
ができる。なお、このとき、材料3の音速は、超音波厚
さ計に記憶されているか、或いは入力されていて、測定
した時間間隔2q(μsec )とそのときの音速v
(mm/μ5ec)とによって厚さtが次の式により計
算される。
t=−X2qXv ・・・・・・・・・■ま
た、測定器の校正等をする場合においても、板厚が既知
のテストピースが1点あれば、同様な原理により音速の
値を変更することで校正することができる。
た、測定器の校正等をする場合においても、板厚が既知
のテストピースが1点あれば、同様な原理により音速の
値を変更することで校正することができる。
[解決しようとする課題]
しかしながら、このような厚さ計にあっては、次のよう
な欠点がある。
な欠点がある。
その1つは、音速が精度よくわかっていなければならな
いことである。前記0式により厚さが計算されることか
ら、2qについて精度よく測定できたとしても、そのと
きの音速Vが正確に分かっていなければ正確な値を求め
ることができない。
いことである。前記0式により厚さが計算されることか
ら、2qについて精度よく測定できたとしても、そのと
きの音速Vが正確に分かっていなければ正確な値を求め
ることができない。
言い換えれば、音速の有効桁数で測定精度が決まってし
まう。通常、被検体がしっかり管理されていれば、その
被検体についての音速は分かるが、被検体がよく分から
なかったりすると、別の方法であらかじめ音速を求めて
おかなければならない。
まう。通常、被検体がしっかり管理されていれば、その
被検体についての音速は分かるが、被検体がよく分から
なかったりすると、別の方法であらかじめ音速を求めて
おかなければならない。
次に超音波波形に関してであるが、エコー受信信号Bt
+ 82が十分なレベルで得られなければならないこ
とである。第4図に見るような波形は、被検体としても
よく音が通り、減衰が少ないものであって、底面もきれ
いな状態にある。
+ 82が十分なレベルで得られなければならないこ
とである。第4図に見るような波形は、被検体としても
よく音が通り、減衰が少ないものであって、底面もきれ
いな状態にある。
しかし、−船釣には、このような材料は少なく、最初に
エコー受信信号Bl だけが帰ってきて、減衰が激しく
、次のエコー受信信号B2が十分なものとして得られな
いものが多い。したがって、このような場合には、測定
ができないことになる。
エコー受信信号Bl だけが帰ってきて、減衰が激しく
、次のエコー受信信号B2が十分なものとして得られな
いものが多い。したがって、このような場合には、測定
ができないことになる。
そこで、エコー受信信号Bt だけにより測定を行うこ
とになるが、この種の測定としては、亀裂測一 6一 定の例を挙げることができる。
とになるが、この種の測定としては、亀裂測一 6一 定の例を挙げることができる。
第5図は、探触子1から超音波を斜め方向に入射させて
、亀裂の深さを測定している状態を示している。
、亀裂の深さを測定している状態を示している。
探触子1から入射された超音波は、まず、探触子1の中
での伝搬時間p1 の距離分を進行して被検体3の表面
から中へと入り、被検体中を伝搬して、表面開口亀裂4
の下部先端に当たり、そこでの反射波が再度探触子1の
中を通り、探触子1の振動子2でキャッチされる。その
結果、電気信号としてエコー受信信号を検出することが
できる。
での伝搬時間p1 の距離分を進行して被検体3の表面
から中へと入り、被検体中を伝搬して、表面開口亀裂4
の下部先端に当たり、そこでの反射波が再度探触子1の
中を通り、探触子1の振動子2でキャッチされる。その
結果、電気信号としてエコー受信信号を検出することが
できる。
このときの超音波Aスコープ像の状態を第4図に対応し
て示すと、第6図のように、超音波の送信パルス信号T
に対して、亀裂先端のエコーに対するエコー受信信号B
l が得られる。そこで、送信パルス信号T(又は表面
エコー受信信号S、以下は、表面エコー受信信号が得ら
れない場合も想定して、この種の斜角探傷の場合のよう
に送信パルス信号Tで代表する)からエコー受信信号B
lまでの時間のt!の内訳を見ると、探触子1の被検体
中の伝播時間をplとし、検出被検体亀裂先端までの伝
播時間qとすると、jl =2 (1)1 +q)とな
る。
て示すと、第6図のように、超音波の送信パルス信号T
に対して、亀裂先端のエコーに対するエコー受信信号B
l が得られる。そこで、送信パルス信号T(又は表面
エコー受信信号S、以下は、表面エコー受信信号が得ら
れない場合も想定して、この種の斜角探傷の場合のよう
に送信パルス信号Tで代表する)からエコー受信信号B
lまでの時間のt!の内訳を見ると、探触子1の被検体
中の伝播時間をplとし、検出被検体亀裂先端までの伝
播時間qとすると、jl =2 (1)1 +q)とな
る。
実際に得られる波形は、エコー受信信号Blシかないた
め、計測できるのは11時間となる。この場合には、探
触子1中の伝播時間ptがすでに分かっているものとす
れば、このときのこの被検体の音速をvl(mm/μs
ec〕とし、探触子1の入射角θとしたとき、板厚dC
II11〕は、jl jl d = vl e C05O@ (−−pl
)で計算することができる。
め、計測できるのは11時間となる。この場合には、探
触子1中の伝播時間ptがすでに分かっているものとす
れば、このときのこの被検体の音速をvl(mm/μs
ec〕とし、探触子1の入射角θとしたとき、板厚dC
II11〕は、jl jl d = vl e C05O@ (−−pl
)で計算することができる。
しかし、エコー受信信号Bl だけのエコーしか帰って
来ない場合に探触子1の内部の超音波の伝播時間を精密
に測定することは難しいことである。
来ない場合に探触子1の内部の超音波の伝播時間を精密
に測定することは難しいことである。
また、被検体の音速は、既知のデータとして扱い、計算
でdを求めるので、外部より音速vl を入力しなけれ
ばならない。このことは、被検体の音速がよく分からな
い時には正確な測定できないことを意味している。
でdを求めるので、外部より音速vl を入力しなけれ
ばならない。このことは、被検体の音速がよく分からな
い時には正確な測定できないことを意味している。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するもの
であって、音速の分かっていない被検体について、エコ
ー受信信号Blに続いてエコー受信信号B2が十分得ら
れなくても精度のよい測定ができる超音波探傷装置を提
供することを目的とする。
であって、音速の分かっていない被検体について、エコ
ー受信信号Blに続いてエコー受信信号B2が十分得ら
れなくても精度のよい測定ができる超音波探傷装置を提
供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明の特徴は、例えば、圧延ロールのように、超音
波エコーの減衰が激しく連続して反射エコーが得られな
い場合、さらに音速が既知でない場合の亀裂測定の場合
などにおいて、厚みとか亀裂等の測定を可能とするもの
であって、あらかじめ、亀裂の深さとか、欠陥位置とか
が分かっているテストピースを2点用意しておき、この
テストピースを測定して既知の亀裂深さまでの路程又は
時間情報を得て、これらとテストピースから得た亀裂の
深さ、欠陥位置などから特定の関数に従って測定対象と
なる亀裂とか、欠陥までの距離、材料の厚み等を算出す
るものである。
波エコーの減衰が激しく連続して反射エコーが得られな
い場合、さらに音速が既知でない場合の亀裂測定の場合
などにおいて、厚みとか亀裂等の測定を可能とするもの
であって、あらかじめ、亀裂の深さとか、欠陥位置とか
が分かっているテストピースを2点用意しておき、この
テストピースを測定して既知の亀裂深さまでの路程又は
時間情報を得て、これらとテストピースから得た亀裂の
深さ、欠陥位置などから特定の関数に従って測定対象と
なる亀裂とか、欠陥までの距離、材料の厚み等を算出す
るものである。
しかして、前記のような目的を達成するための第1の発
明の超音波探傷装置の構成は、表面からの距離がdl及
びd2の亀裂、欠陥、或いは底面等の第1及び第2の測
定対象を有する1つ又は複数のテストピースを測定して
被検体を超音波探傷する装置であって、テストピースは
被検体と同一材質のもの又は被検体の一部であって、こ
のテストピースの第1及び第2の測定対象を測定してd
l及びd2の値に対応する路程又は時間Nl 、 N2
を測定する超音波探傷部と、dl及びd2の値を記憶す
るメモリと、演算処理部とを備えていて、演算処理部が
路程又は時間Nl + N2を超音波探傷部から得て、
これらとdi及びd2の値から探触子の中での伝搬時間
とその時の音速値若しくは音速パラメータとを算出して
メモリに記憶し、被検体を測定したときに超音波探傷部
から得られる被検体の亀裂、欠陥、或いは底面等の測定
対象までの路程又は時間とメモリに記憶した伝搬時間及
−〇− び音速値若しくは音速パラメータに基づき被検体におけ
る測定対象までの距離を算出するものである。
明の超音波探傷装置の構成は、表面からの距離がdl及
びd2の亀裂、欠陥、或いは底面等の第1及び第2の測
定対象を有する1つ又は複数のテストピースを測定して
被検体を超音波探傷する装置であって、テストピースは
被検体と同一材質のもの又は被検体の一部であって、こ
のテストピースの第1及び第2の測定対象を測定してd
l及びd2の値に対応する路程又は時間Nl 、 N2
を測定する超音波探傷部と、dl及びd2の値を記憶す
るメモリと、演算処理部とを備えていて、演算処理部が
路程又は時間Nl + N2を超音波探傷部から得て、
これらとdi及びd2の値から探触子の中での伝搬時間
とその時の音速値若しくは音速パラメータとを算出して
メモリに記憶し、被検体を測定したときに超音波探傷部
から得られる被検体の亀裂、欠陥、或いは底面等の測定
対象までの路程又は時間とメモリに記憶した伝搬時間及
−〇− び音速値若しくは音速パラメータに基づき被検体におけ
る測定対象までの距離を算出するものである。
また、第2の発明の超音波探傷装置の構成は、前記の第
1の発明の構成における演算処理部が路程又は時間Nl
+ N2を超音波探傷部から得て、これらとdi及び
d2の値から測定距離を算出する一次関数の傾きを算出
し、被検体を測定したときに超音波探傷部から得られる
被検体の亀裂、欠陥、或いは底面等の測定対象までの路
程又は時間と一次関数の傾きとから被検体における測定
対象までの距離を算出するものである。
1の発明の構成における演算処理部が路程又は時間Nl
+ N2を超音波探傷部から得て、これらとdi及び
d2の値から測定距離を算出する一次関数の傾きを算出
し、被検体を測定したときに超音波探傷部から得られる
被検体の亀裂、欠陥、或いは底面等の測定対象までの路
程又は時間と一次関数の傾きとから被検体における測定
対象までの距離を算出するものである。
[作用]
このように、測定しようとする被検体と同じ材質のテス
トピースを1つ又は2つ用意し、このテストピースにお
ける既知の2つの異なる欠陥、亀裂等を測定して、その
測定対象までの距離に対応する路程又は時間を得ておき
、これらから測定値算出関数についてのパラメータとか
、一次間数の傾き等を得ることにより、任意の亀裂深さ
、板厚等を所定の関数に従って算出することができる。
トピースを1つ又は2つ用意し、このテストピースにお
ける既知の2つの異なる欠陥、亀裂等を測定して、その
測定対象までの距離に対応する路程又は時間を得ておき
、これらから測定値算出関数についてのパラメータとか
、一次間数の傾き等を得ることにより、任意の亀裂深さ
、板厚等を所定の関数に従って算出することができる。
その結果、振動子から表面までの距離、音速。
時間などをあらかじめ知らなくても、また、被検体の表
面波エコーが得られないものとか、二次反射波以降のエ
コーが得られないものであっても測定可能となる。
面波エコーが得られないものとか、二次反射波以降のエ
コーが得られないものであっても測定可能となる。
[実施例]
以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第1図は、この発明の超音波測定装置を適用したポータ
プル形の超音波探傷装置の測定部を中心としたブロック
図であり、第2図は、その測定状態の説明図である。な
お、第3図〜第6図及びこれら各図において、同等のも
のは同一の符号で示す。
プル形の超音波探傷装置の測定部を中心としたブロック
図であり、第2図は、その測定状態の説明図である。な
お、第3図〜第6図及びこれら各図において、同等のも
のは同一の符号で示す。
第1図において、20は、超音波探傷装置であり、探触
子1に接続される超音波探傷部5と、超音波探傷部5か
らの信号を受けて測定結果を演算して表示する処理装置
16とからなる。
子1に接続される超音波探傷部5と、超音波探傷部5か
らの信号を受けて測定結果を演算して表示する処理装置
16とからなる。
探触子1は、超音波探傷部5の超音波探傷器6に接続さ
れていて、超音波探傷器6は、探触子1に送信パルス信
号を送出してこれから超音波エコーを受ける。
れていて、超音波探傷器6は、探触子1に送信パルス信
号を送出してこれから超音波エコーを受ける。
超音波探傷器6は、いわゆるパルサ・レシーバとピーク
検出回路からなるものであって、受信したエコー受信信
号を増幅又は減衰し、送信パルス信号Tを検出し、かつ
、亀裂、欠陥或いは底面に対するエコー受信信号のピー
ク位置を検出して計数回路7に送出する。
検出回路からなるものであって、受信したエコー受信信
号を増幅又は減衰し、送信パルス信号Tを検出し、かつ
、亀裂、欠陥或いは底面に対するエコー受信信号のピー
ク位置を検出して計数回路7に送出する。
計数回路7は、超音波探傷器6からの送信パルス信号T
に対応する検出信号に応じたパルス信号を計数開始パル
ス信号として受け、亀裂のエコー欠陥エコー又は底面エ
コーに対応するピーク検出に応じたパルス信号を計数停
止F信号として受ける。
に対応する検出信号に応じたパルス信号を計数開始パル
ス信号として受け、亀裂のエコー欠陥エコー又は底面エ
コーに対応するピーク検出に応じたパルス信号を計数停
止F信号として受ける。
そして、計数開始パルス信号を受けてから計数停止パル
ス信号を受けるまでの間クロック信号をカウントして、
その計測値(デジタル値として)を処理装置16へと送
出する。
ス信号を受けるまでの間クロック信号をカウントして、
その計測値(デジタル値として)を処理装置16へと送
出する。
処理装置16は、計数回路7からこの計測値をデジタル
値の形でインタフェース9を介して受け、また、操作パ
ネル8から入力される信号をインタフェース10を介し
て受ける。
値の形でインタフェース9を介して受け、また、操作パ
ネル8から入力される信号をインタフェース10を介し
て受ける。
操作パネル8は、各種のスイッチからなり、測定開始ス
イッチ等の“0N−OFF”に応じて超音波探傷器6と
処理装置16とを制御するものであって、超音波探傷器
6では、操作パネル8からの制御信号に応じて送信パル
ス信号Tを送出し、エコーを受信する。
イッチ等の“0N−OFF”に応じて超音波探傷器6と
処理装置16とを制御するものであって、超音波探傷器
6では、操作パネル8からの制御信号に応じて送信パル
ス信号Tを送出し、エコーを受信する。
一方、処理装置16は、マイクロプロセッサ(以下CP
U)12及びメインメモリ14、表示メモリ13、表示
器15等を備えていて、これらと前記インタフェース9
,10とが相互にバス11により接続されている。
U)12及びメインメモリ14、表示メモリ13、表示
器15等を備えていて、これらと前記インタフェース9
,10とが相互にバス11により接続されている。
CPU12は、操作パネル8から指示される指令をイン
タフェース10を介して受け、この指令に応じて、メイ
ンメモリ14に格納されている所定の制御プログラムを
起動する。その制御としては、例えば、インタフェース
9からデータを受けて、所定の処理をし、その結果を表
示メモリ13に記憶するものである。そして表示メモリ
13に記憶されたデータは、表示器15により読出され
、測定結果として表示されることになる。
タフェース10を介して受け、この指令に応じて、メイ
ンメモリ14に格納されている所定の制御プログラムを
起動する。その制御としては、例えば、インタフェース
9からデータを受けて、所定の処理をし、その結果を表
示メモリ13に記憶するものである。そして表示メモリ
13に記憶されたデータは、表示器15により読出され
、測定結果として表示されることになる。
ここで、メインメモリ14には、所定のパラメータを参
照して厚さを算出し、表示器15に表示する厚さ7!l
11定処理プログラム14aと、パラメータ算1]]プ
ログラム14b1パラメータ記憶領域14CNその他の
データ記憶領域14d等が設けられている。ここでのパ
ラメータとしては、テストピースの既知の亀裂深さcl
+ dl (mm:lと、テストピースを測定した
結果としてパラメータ算出プログラム14bにより算出
される2つのパラメータとがある。
照して厚さを算出し、表示器15に表示する厚さ7!l
11定処理プログラム14aと、パラメータ算1]]プ
ログラム14b1パラメータ記憶領域14CNその他の
データ記憶領域14d等が設けられている。ここでのパ
ラメータとしては、テストピースの既知の亀裂深さcl
+ dl (mm:lと、テストピースを測定した
結果としてパラメータ算出プログラム14bにより算出
される2つのパラメータとがある。
パラメータ算出プログラム14bにより算出されるパラ
メータの1つは、探触子1の中での伝搬時間p1 てあ
り、他の1つは、その時の音速パラメータとして得られ
るCO8θ・vl である。
メータの1つは、探触子1の中での伝搬時間p1 てあ
り、他の1つは、その時の音速パラメータとして得られ
るCO8θ・vl である。
これらのパラメータpl、CO5θ・vl は、テスト
ピースを測定して得るものである。例えば第2図におい
て、21は、テストピースであり、亀裂4 a +
4 bは、それぞれその深さがdl + dl〔關〕
として分かっているものである。この場合、第2図に示
すように、亀裂の深さがdl、dl 〔ml11〕を、
探触子1を走査することで測定すれば、これら既知の亀
裂の深さdi + dlを検出することができる。
ピースを測定して得るものである。例えば第2図におい
て、21は、テストピースであり、亀裂4 a +
4 bは、それぞれその深さがdl + dl〔關〕
として分かっているものである。この場合、第2図に示
すように、亀裂の深さがdl、dl 〔ml11〕を、
探触子1を走査することで測定すれば、これら既知の亀
裂の深さdi + dlを検出することができる。
ここで、亀裂深さcit を検出した時の時間間隔をj
ls亀裂深さdlを検出した時の時間間隔をt2であっ
たとすると、■式より、 の関係がある。
ls亀裂深さdlを検出した時の時間間隔をt2であっ
たとすると、■式より、 の関係がある。
なお、dl + dlは、既知の値であり、tl。
t2は計測時間値である。したがって、上記■。
■式より、パラメータpI 、 1/ (CO5θ・
vl )は、計算によって求めることができる。
vl )は、計算によって求めることができる。
ここで、テストピース21がこれから測定する被検体の
一部又は同一材質のものであるとし、亀裂として、テス
トピース21の所定の位置dl。
一部又は同一材質のものであるとし、亀裂として、テス
トピース21の所定の位置dl。
dlまで溝孔4a、4bが開けられているものとする。
さて、まず、被検体の測定に入る前に、ここでは、この
ようなテストピース21の測定から入る。
ようなテストピース21の測定から入る。
なお、テストピース21は、図では、1つのテストピー
スに2つの亀裂4a、4bが設けられているが、テスト
ピース21は、亀裂4aををするテストピースと亀裂4
bを有するテストピースであってもよいことはもちろん
である。
スに2つの亀裂4a、4bが設けられているが、テスト
ピース21は、亀裂4aををするテストピースと亀裂4
bを有するテストピースであってもよいことはもちろん
である。
次にその処理について説明すると、第1図の操作パネル
8において、テストピース測定のスイッチが投入される
と、これがインタフェース10を介してCPU12で受
付けらる。そこで、パラメータ算出プログラム14bが
起動され、次に操作パネル8の設定ダイヤルが回され、
その値が亀裂4aの深さdlに設定され、操作パネル8
から入力された亀裂深さdl の値をCPU12が受付
けて、その値をメインメモリ14のパラメータ記憶領域
14cに記憶する。
8において、テストピース測定のスイッチが投入される
と、これがインタフェース10を介してCPU12で受
付けらる。そこで、パラメータ算出プログラム14bが
起動され、次に操作パネル8の設定ダイヤルが回され、
その値が亀裂4aの深さdlに設定され、操作パネル8
から入力された亀裂深さdl の値をCPU12が受付
けて、その値をメインメモリ14のパラメータ記憶領域
14cに記憶する。
次に、テストピース21の亀裂の測定に入り、探触子1
が亀裂4aの測定位置に位置付けられて、操作パネル8
から測定開始信号により、テストピース21の深さdi
の亀裂4aが測定されると、計数回路7にその計数時
間値Nlが得られる。この計数値N1は、インタフェー
ス9を介してCP[12に受は取られ、パラメータ記憶
領域14cの先に記憶された亀裂深さd、に対応して記
憶される。
が亀裂4aの測定位置に位置付けられて、操作パネル8
から測定開始信号により、テストピース21の深さdi
の亀裂4aが測定されると、計数回路7にその計数時
間値Nlが得られる。この計数値N1は、インタフェー
ス9を介してCP[12に受は取られ、パラメータ記憶
領域14cの先に記憶された亀裂深さd、に対応して記
憶される。
同様にして亀裂深さdlが設定ダイヤルで設定され、そ
の値が、操作パネル8から入力され、亀裂深さdlをC
PU12が受付けて、その値がパラメータ記憶領域14
cに記憶される。次に、前記と同様に、テストピース2
1の亀裂の測定に入り、探触子1が亀裂深さdlの測定
位置に位置付けられて、操作パネル8から測定開始信号
により、テストピース21の深さdlの亀裂が測定され
ると、計数回路7にその計数時間値N2が得られ、それ
がインタフェース9を介してCPU12に受は取られ、
パラメータ記憶領域14cに亀裂深さdlに対応して記
憶される。
の値が、操作パネル8から入力され、亀裂深さdlをC
PU12が受付けて、その値がパラメータ記憶領域14
cに記憶される。次に、前記と同様に、テストピース2
1の亀裂の測定に入り、探触子1が亀裂深さdlの測定
位置に位置付けられて、操作パネル8から測定開始信号
により、テストピース21の深さdlの亀裂が測定され
ると、計数回路7にその計数時間値N2が得られ、それ
がインタフェース9を介してCPU12に受は取られ、
パラメータ記憶領域14cに亀裂深さdlに対応して記
憶される。
このようにして2つの亀裂について測定が終了すると、
パラメータ算出プログラム14bによりCPU12は、
測定値Ntから前記■式における時間t!を、測定値N
2から前記0式における時間t2をクロック信号の周期
からそれぞれ算出して、さらにこれらの時間値j1、j
2と亀裂深さdi + d2とから■式及び0式に従
って、測定パラメータとして探触子1の中での伝搬時間
1)l とその時の音速パラメータとして得られるco
s o・Vl を算出する。そして、これらをパラメー
タ記憶領域14cに記憶する。
パラメータ算出プログラム14bによりCPU12は、
測定値Ntから前記■式における時間t!を、測定値N
2から前記0式における時間t2をクロック信号の周期
からそれぞれ算出して、さらにこれらの時間値j1、j
2と亀裂深さdi + d2とから■式及び0式に従
って、測定パラメータとして探触子1の中での伝搬時間
1)l とその時の音速パラメータとして得られるco
s o・Vl を算出する。そして、これらをパラメー
タ記憶領域14cに記憶する。
このようにして2つの測定パラメータを得た後に、操作
パネル8−1−のスイッチをテストピースの位置から通
常の測定位置に切り換えて実際の被検体の測定に入る。
パネル8−1−のスイッチをテストピースの位置から通
常の測定位置に切り換えて実際の被検体の測定に入る。
実際の測定では、まず、操作パネル8から発生する通常
の測定を示す信号がインタフェース10を介してCPU
12に伝達される。
の測定を示す信号がインタフェース10を介してCPU
12に伝達される。
そこてCPU12は、測定開始の信号に応じて得られる
計数回路7からの測定データを受けると、厚さ測定処理
プログラム14aを起動する。厚さ測定処理プログラム
14aは、前記パラメータ記憶領域14cの伝搬時間1
)1 とCOSθ・vl の値とを得て、次の0式及び
0式に従って、測定値dXを算出して、その値を表示メ
モリ13に記憶して表示する処理をする。なお、この表
示値は、プリンタ等により打ち出すようにしてもよい。
計数回路7からの測定データを受けると、厚さ測定処理
プログラム14aを起動する。厚さ測定処理プログラム
14aは、前記パラメータ記憶領域14cの伝搬時間1
)1 とCOSθ・vl の値とを得て、次の0式及び
0式に従って、測定値dXを算出して、その値を表示メ
モリ13に記憶して表示する処理をする。なお、この表
示値は、プリンタ等により打ち出すようにしてもよい。
さて、任意の亀裂深さdxを測った時の送信パルス信号
Tからの時間taを測定値として得たとき、その深さd
xは、■式により次の式で求められる。
Tからの時間taを測定値として得たとき、その深さd
xは、■式により次の式で求められる。
a
dx =vl e CO5θe (pl ) ・
−・・・−■ここで、0〜0式に見るように、CO5θ
・vlが一定値であるとすれば厚さdxと時間taとが
一次関数関係にあることが分かる。そこで、この一次間
数の傾きが分かっていれば、被検体の測定路程又は時間
から亀裂の深さとか、欠陥の位置、その厚さ或いは距離
を算出することができる。すなわち、計数回路7から得
た測定値Nxとすると、厚さ測定処理プログラム14a
は、次の演算を実行する処理プログラムとすることがで
きる。
−・・・−■ここで、0〜0式に見るように、CO5θ
・vlが一定値であるとすれば厚さdxと時間taとが
一次関数関係にあることが分かる。そこで、この一次間
数の傾きが分かっていれば、被検体の測定路程又は時間
から亀裂の深さとか、欠陥の位置、その厚さ或いは距離
を算出することができる。すなわち、計数回路7から得
た測定値Nxとすると、厚さ測定処理プログラム14a
は、次の演算を実行する処理プログラムとすることがで
きる。
したがって、この0式により測定した厚さdxを算出し
て、それを表示することでもよい。
て、それを表示することでもよい。
ところで、テストピース21についてであるが、例えば
、圧延ロールのようなものの亀裂を測定する場合には、
経年変化とか、使用による摩耗等の状態を含めて理論的
に同じ材質のものを作ることはできない。このような場
合には、圧延ロールの荷重を受けない部分にテスト用の
亀裂を作り又は孔を開けて、その位置を測定することで
、亀裂とか、厚みの測定が可能である。
、圧延ロールのようなものの亀裂を測定する場合には、
経年変化とか、使用による摩耗等の状態を含めて理論的
に同じ材質のものを作ることはできない。このような場
合には、圧延ロールの荷重を受けない部分にテスト用の
亀裂を作り又は孔を開けて、その位置を測定することで
、亀裂とか、厚みの測定が可能である。
また、セラミックスとか、金属製品などで新規に作成す
るもので、経年変化、使用状態に関係しないものについ
ては、同じロットの1つをテストピースとして採取する
ことで、製造製品等の亀裂とか、欠陥、厚みを測定でき
る。
るもので、経年変化、使用状態に関係しないものについ
ては、同じロットの1つをテストピースとして採取する
ことで、製造製品等の亀裂とか、欠陥、厚みを測定でき
る。
このように1組の亀裂深さデータを既知のものとして得
ることにより、任意の亀裂深さとか、欠陥の位置、材料
の厚み等の路程又は時間を時間計測回路7の値を得るた
けで、被検体の亀裂深さとか、厚みを正確に測定できる
。したがって、音速の良くわかっていない被検体の亀裂
深さ、或いは板厚、又は減衰の大きい被検体のように最
初の底面エコーや亀裂エコーしか得られないような場合
であっても、同じ被検体であらかじめ、亀裂深さとか、
欠陥の位置、材料の厚み等が分かっている1組の亀裂等
を有するテストピース或いはそれぞれに異なる位置に亀
裂等を有するテストピースを用意しておくことにより、
任意の亀裂深さや板厚等を測定できる。
ることにより、任意の亀裂深さとか、欠陥の位置、材料
の厚み等の路程又は時間を時間計測回路7の値を得るた
けで、被検体の亀裂深さとか、厚みを正確に測定できる
。したがって、音速の良くわかっていない被検体の亀裂
深さ、或いは板厚、又は減衰の大きい被検体のように最
初の底面エコーや亀裂エコーしか得られないような場合
であっても、同じ被検体であらかじめ、亀裂深さとか、
欠陥の位置、材料の厚み等が分かっている1組の亀裂等
を有するテストピース或いはそれぞれに異なる位置に亀
裂等を有するテストピースを用意しておくことにより、
任意の亀裂深さや板厚等を測定できる。
以上説明してきたが、実施例では、テストピースの亀裂
の深さd1、d2の測定を斜角探傷で行っているが、こ
れは、垂直探傷であってもよいことはもちろんであり、
また、これらに限定されるものではない。
の深さd1、d2の測定を斜角探傷で行っているが、こ
れは、垂直探傷であってもよいことはもちろんであり、
また、これらに限定されるものではない。
また、実施例では、送信パルス信号からのエコ−受信仁
号までの時間を訓測しているが、表面エコー受信信号か
得られるものでは、表面エコー受信信号を基準として時
間を、i 1dt1してもよいことはもちろんである。
号までの時間を訓測しているが、表面エコー受信信号か
得られるものでは、表面エコー受信信号を基準として時
間を、i 1dt1してもよいことはもちろんである。
[発明の効果]
以−1−の説明から理解できるように、この発明にあっ
ては、測定しようとする被検体と同じ材質のテストピー
スを1つ又は2つ用意し、このテストピースにおける既
知の2つの異なる欠陥、亀裂等を測定して、その測定対
象までの距離に対応する路程又は時間を得ておき、これ
らからδ]す定値算出関数についてのパラメータとか、
一次関数の傾き等を得ることにより、任意の亀裂深さ、
板厚等を所定の関数に従って算出することかできる。
ては、測定しようとする被検体と同じ材質のテストピー
スを1つ又は2つ用意し、このテストピースにおける既
知の2つの異なる欠陥、亀裂等を測定して、その測定対
象までの距離に対応する路程又は時間を得ておき、これ
らからδ]す定値算出関数についてのパラメータとか、
一次関数の傾き等を得ることにより、任意の亀裂深さ、
板厚等を所定の関数に従って算出することかできる。
その結果、振動子から表面までの距離、音速。
時間なとをあらかじめ知らなくても、また、被検体の表
面波エコーが得られないものとか、二次反射波以降のエ
コーか得られないものであっても測定可能となる。
面波エコーが得られないものとか、二次反射波以降のエ
コーか得られないものであっても測定可能となる。
第1図は、この発明の超音波測定装置を適用したポータ
プル形の超音波探傷装置の測定部を中心としたブロック
図、第2図は、その測定状態の説明図、第3図は、従来
の板厚測定の原理図、第4図は、従来の板厚計のAスコ
ープ画像の説明図、第5図は、亀裂検出の場合の原理図
、第6図は、亀裂検出時のAスコープ画像の説明図であ
る。 ■・・・探触子、2・・・振動板、3・・・被検体、4
.4a、4b・・・亀裂、5・・・超音波探傷部、6・
・・超音波探傷部、7・・・計数回路、8・・・操作ハ
ネル、9.10・・・インタフェース、12・・・マイ
クロプロセッサ(CPU)、11・・・バス、13・・
・表示メモリ、14・・・メインメモリ、 14a・・・厚さ測定処理プログラム、14b・・・パ
ラメータ算出プログラム、14c・・・パラメータ記憶
領域、 14d・・・その他のデータ記憶領域、20・・・超音
波探傷装置。 弔 図 第 図
プル形の超音波探傷装置の測定部を中心としたブロック
図、第2図は、その測定状態の説明図、第3図は、従来
の板厚測定の原理図、第4図は、従来の板厚計のAスコ
ープ画像の説明図、第5図は、亀裂検出の場合の原理図
、第6図は、亀裂検出時のAスコープ画像の説明図であ
る。 ■・・・探触子、2・・・振動板、3・・・被検体、4
.4a、4b・・・亀裂、5・・・超音波探傷部、6・
・・超音波探傷部、7・・・計数回路、8・・・操作ハ
ネル、9.10・・・インタフェース、12・・・マイ
クロプロセッサ(CPU)、11・・・バス、13・・
・表示メモリ、14・・・メインメモリ、 14a・・・厚さ測定処理プログラム、14b・・・パ
ラメータ算出プログラム、14c・・・パラメータ記憶
領域、 14d・・・その他のデータ記憶領域、20・・・超音
波探傷装置。 弔 図 第 図
Claims (2)
- (1)表面からの距離がd_1及びd_2の亀裂、欠陥
、或いは底面等の第1及び第2の測定対象を有する1つ
又は複数のテストピースを測定して被検体を超音波探傷
する装置であって、前記テストピースは前記被検体と同
一材質のもの又は前記被検体の一部であって、このテス
トピースの第1及び第2の測定対象を測定して前記d_
1及びd_2の値に対応する路程又は時間N_1、N_
2を測定する超音波探傷部と、前記d_1及びd_2の
値を記憶するメモリと、演算処理部とを備え、前記演算
処理部は、前記路程又は時間N_1、N_2を前記超音
波探傷部から得て、これらと前記d_1及びd_2の値
から探触子の中での伝搬時間とその時の音速値若しくは
音速パラメータとを算出して前記メモリに記憶し、前記
被検体を測定したときに前記超音波探傷部から得られる
前記被検体の亀裂、欠陥、或いは底面等の測定対象まで
の路程又は時間と前記メモリに記憶した前記伝搬時間及
び前記音速値若しくは音速パラメータに基づき前記被検
体における測定対象までの距離を算出することを特徴と
する超音波探傷装置。 - (2)表面からの距離がd_1及びd_2の亀裂、欠陥
、或いは底面等の第1及び第2の測定対象を有する1つ
又は複数のテストピースを測定して被検体を超音波探傷
する装置であって、前記テストピースは前記被検体と同
一材質のもの又は前記被検体の一部であって、前記テス
トピースの第1及び第2の測定対象を測定して前記d_
1及びd_2の値に対応する路程又は時間N_1、N_
2を測定する超音波探傷部と、前記d_1及びd_2の
値を記憶するメモリと、演算処理部とを備え、前記演算
処理部は、前記路程又は時間N_1、N_2を前記超音
波探傷部から得て、これらと前記d_1及びd_2の値
から測定距離を算出する一次関数の傾きを算出するもの
であり、前記被検体を測定したときに前記超音波探傷部
から得られる前記被検体の亀裂、欠陥、或いは底面等の
測定対象までの路程又は時間と前記一次関数の傾きとか
ら前記被検体における測定対象までの距離を算出するこ
とを特徴とする超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152869A JPH026743A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63152869A JPH026743A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH026743A true JPH026743A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15549897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63152869A Pending JPH026743A (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH026743A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190004013A1 (en) * | 2015-12-24 | 2019-01-03 | Posco | Crack measurement device and method |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63152869A patent/JPH026743A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190004013A1 (en) * | 2015-12-24 | 2019-01-03 | Posco | Crack measurement device and method |
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