JPH03255358A - 超音波自動探傷装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ｌｌｌ１送ライン上を搬送されてくる鋼材
などの被検査物の内部に存在する欠陥を超音波を利用し
て検査する超音波自動探傷装置に関するものである。

［従来の技術］ 被検査物の一例として５ｉｉｌ板を探傷する従来の超音
波自動探傷装置としては９例えば日本非破戒検査協会発
行の雑誌“非破壊検査第２９巻第１０号Ｐ７３１−　Ｐ
７３７”に示されたものがある。

第４図は従来例で、被検査物をその表面より探傷する超
音波探傷装置を示すものであり１図において、（１）は
超音波探傷装置の時間系を制御する同期部、（２）は同
期部（１）よりの送信指令信号に対応した送信信号の発
生及び探触子よりの探傷信号を増巾識別するための送受
信部、（３）は送受信部（２）よりの送信信号により超
音波信号を発生する探触子、（４）は探触子（３）を保
持し、被検査物（５）に追従させるための追従機構部、
（６）は被検査物（５）の移動距離に対応したパルスを
発生するためのパルス発生器、（７）は送受信部（２）
で識別された被検査物（５）の探傷反射信号、（８）は
被検査物（５）の探傷範囲を設定するためのゲート設定
部、（９）はゲート設定部（８）で設定された欠陥ゲー
ト信号、　　ｆｌｏｌはゲート設定部（８）で設定した
探傷範囲内の欠陥検出信号（１１）を判別するためのゲ
ート回路部、　ｆｉｌ）はゲート回路部で判別された欠
陥検出信号、　（１２）は欠陥検出信号（Ｉｌｌより欠
陥出力信号（１３）を判定するための判定回路部。

（１３）は欠陥出力信号、　　ｆ１４＋は欠陥を判定す
るための判定レベル信号（１５）を設定するための判定
レベル設定部、　　ｆ１５１は判定レベル信号、　（１
６）はパルス発生器（６）よりのパルス出力信号により
被検査物（５）の長さを計測するための測長計数部、　
　（１７）は被検査物（５）の位置に対応した欠陥を表
示するための表示器、　（１８）は送受信部（２）と探
触子（３）を接続するための探傷ケーブルである。

次に動作について説明する。同期部ｉｌｌ　よりの送信
指令信号に対応して送受信部（２）は送信信号を発生し
、探傷ケーブル（１８）を通して探触子（３）に印加す
る。探触子（３）は送信信号の印加により、超音波信号
を発生し、接触媒質を通じて被検査物（５）に超音波信
号を伝搬する。被検査物（５）よりの反射信号は探傷ケ
ーブル（１８）を通し送受信部（２）で識別され、探傷
反射信号（７）　として。

又、被検査物（５）の探傷範囲を設定するためのゲート
信号はゲート設定部（８）で設定され、欠陥ゲート信号
（９）となって、それぞれゲート回路部（１０）に入力
される。ゲート回路部（ｌＯ）では。

前記２つの信号より、被検査物（５）の厚さ（表面より
底面まで）に対応した欠陥検出信号（ｉｌｌを出力し７
判定回路部（１２）へ入力する。判定回路部（１２）は
判定レベル設定部（１４）で設定された判定レベル信号
　（１５）により、欠陥検出信号を判定し、欠陥出力信
号（１３）を表示器（１７）へ送る。

一方、測長計数部（１６）は、被検査物（５）の移動に
対応したパルス信号を発生するパルス発生器（６）より
のパルス信号を計測し、被検査物（５）の先端よりの距
離情報信号を表示器（１７）へ送る。表示器　（１７）
は判定回路部（１２）よりの各チャンネルに対応した欠
陥出力信号（１３）と、測長計数部（１６）よりの被検
査物（５）の距離情報信号とにより、被検査物（５）の
どこに欠陥があるかを表示する。

尚、追従機構部（４）は、探触子（３）を保持すると共
に、被検査物（５）の動きに追従して、探触子（３）よ
りの超音波信号を被検査物（５）に安定に伝搬するため
のものである。

第５図は、従来の超音波探傷装置の探傷時間系の関係を
示すものであり１図において、Ｔは送信信号、Ｓは被検
査物（５）の表面よりの反射信号（Ｓエコー）、Ｆは被
検査物（５）の欠陥よりの反射信号（Ｆエコー）、Ｂは
被検査物（５）の底面よりの反射信号（Ｓエコー）を示
す。又、被検査物（５）と探触子（３）との関係を第６
図に示す。

図は探触子（３）を４個配置した場合で、探触子（３ａ
）の１チヤンネルは探傷ケーブル（１８）の１チヤンネ
ルで探触子（３ｂ）の２チヤンネルは探傷ケーブル（１
８）の２チヤンネルで、探触子（３Ｃ）の３チヤンネル
は探傷ケーブル（１８）の３チヤンネルで、探触子（３
ｄ）の４チヤンネルは探傷ケーブル（１８）の４チヤン
ネルでそれぞれ送受信部（２）に接続されており、１〜
４チヤンネルの各々の探触子（３）によって受信した探
傷信号は送受信部（２）、ゲート回路部（１０）　、判
定回路部（１２）で各チャンネルそれぞれ欠陥判定され
た後、探触子（３）の配置によって決められた探傷区域
に合致して表示器（１７）に表示される。

し発明が解決しようとする課題１ 上記の様な従来の超音波探傷装置では、追従機構部（４
）に配置した探触子（３）と探傷ケーブル（１８）と、
送受信部（２）とのチャンネルの接続が合ってなければ
ならず、万一接続が異なった場合は、被検査物（５）の
実際の欠陥位置とは異なった位置に探傷結果表示される
不具合が発生する。第７図は探傷ケーブル（１８）の接
続誤りの場合の探傷結果出力表示例を示す図であり、探
触子（３ａ）の１チヤンネルに探傷ケーブル（１８）の
２チヤンネルが、又探触子（３ｂ）の２チヤンネルに探
傷ケーブル（１８）の１チヤンネルが接続されていた場
合の出力表示であり９図の様に、被検査物（５）の実際
位置Ａ（１チヤンネルの位置）と異なった位置（２チヤ
ンネルの位置の破線表示）に欠陥表示される。

特に探触子（３）は、追従機構部（４）に保持され、被
検査物（５）に超音波信号を伝搬するために、常に被検
査物（５）の表面に接触しており、そのため消耗が激し
く、交換頻度が多く、交換の都度探触子（３）を探傷ケ
ーブル（１８）とのチャンネルの接続確認が必要である
。又、被検査物（５）の大型化に伴なう探触子（３）や
、探傷ケーブル（１８）の増加及び追従機構部（４）内
の探傷ケーブル（１８）の複雑な布線経路及び結束のた
め、探傷ケーブル（１８）のチャンネルの接続確認に多
大の時間を費していた。

上記のように従来の超音波探傷装置では、自動的に探傷
ケーブル（１８）の接続確認を行う機能がなく問題であ
った。

この発明は、これらの問題点を解消するためのもので、
探触子（３）の数量が増大しても、又、追従機構部（４
）内の探傷ケーブル（１８）の布線経路の複雑及び結束
の状態に関係な（、探傷ケーブル（１８）のチャンネル
の接続の確認を自動的に行うことができる超音波探傷装
置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段１ この発明に係る超音波自動探傷装置は、あらかじめ決め
た位置に欠陥を設けた試験片と、試験片の欠陥位置に対
応した欠陥位置ゲート信号を発生するための欠陥位置ゲ
ート設定部と、超音波探傷した欠陥出力信号を上記欠陥
位置ゲート信号によって判別表示するための自動表示部
とを具備したものである。

またこの発明に係る超音波自動探傷装置はさらに欠陥判
別出力信号を受けて各探触子に対応する欠陥の出力順番
の合理性をチェックする合理性チェック部を設けたもの
である。

［作用］ この発明は各探触子ごとに異なる位置に人工欠陥を設け
た試験片を超音波探傷し、その結果、得られた欠陥出力
信号を表示器で表示する。

また欠陥出力信号の出力順番を自動的に判断することに
より探傷ケーブルの接続を確認する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す図で、試験片を探傷
し、探傷ケーブルの接続確認を行うことで、超音波探傷
装置に適用したものである。第１図において、（１）〜
（１８）は第４図に示したものと同様である。

（１９）は各探触子が欠陥を検出する順番を設定する欠
陥順番設定部、　　（２０）は欠陥の検出順番信号、　
　＋２１１は判定回路部（１２）からの欠陥判別出力信
号　（１３）および欠陥順番設定部（１９）からの欠陥
検出順番信号　（２０）を受けて、各探触子に対応する
欠陥の出力順番の合理性をチェックする合理性チェック
部、　　（２２１は各探触子ごとにその走査方向におい
て欠陥検出時刻がそれぞれ異なる位置に人工欠陥を設け
た接続Ｎ語用試験片である。

つぎに動作について説明する。同期部（１１よりの送信
指令信号に対応して、送受信部（２）は送信信号を発生
し、探傷ケーブル（１８）を通して、探触子（３）に印
加する。探触子（３）は送信信号の印加により、超音波
信号を発生し、接触媒質を通じて被検査物（５）に超音
波信号を伝搬する。被検査物（５）よりの反射信号は探
傷ケーブル（１８）を通し送受信部（２）で識別され、
探傷反射信号（７）として、被検査物（５）の探傷範囲
を設定するためのゲート信号はゲート設定部（８）で設
定され、欠陥ゲ−ト信号　（９）となって、それぞれゲ
ート回路部（ＩＯ）に入力される。ゲート回路部（１０
）では。

前記２つの信号より、被検査物（５）の厚さ（表面より
底面まで）に対応した欠陥検出信号（１１）を出力し９
判定回路部（１２）へ入力する。判定回路部（１２）は
９判定レベル設定部（１４）で設定された判定レベル信
号　（１５）により欠陥検出信号を判定し、欠陥出力信
号　（１３）を表示器（１７）へ送る。

一方、測長計数部（１６）は、被検査物（５）の移動に
対応したパルス信号を発生するパルス発生器（６）より
のパルス信号を計測し、被検査物（５）の先端よりの距
離情報信号を表示器（１７）へ送る。

表示器（１７）は判定回路部（１２）よりの各チャンネ
ルに対応した欠陥出力信号（１３）と、測長計数部（１
６）よりの被検査物（５）の距離情報信号とにより、被
検査物（５）のどこに欠陥があるかを表示する。そして
追従機構部（４）は、探触子（３）を保持すると共に、
被検査物（５）の動きに追従して、探触子（３）よりの
超音波信号を被検査物（５）に安定に伝搬するためのも
のである。

次に被検査物（５）の変わりに試験片（２２）を用いて
探傷ケーブル（１８）の各チャンネルの接続を確認する
動作について説明する。

いま試験片（２２）には各探触子にそれぞれ対応して人
工欠陥が設けれており、それぞれの人工欠陥の位置は探
触子の走査方向において異なるため、試験片（２２）を
探勝した徒の表示器（１７）上にはそれぞれの欠陥の位
置に対応した順番に欠陥検出結果が表示出力される。し
たがって、その表示結果を目視チェックすることによっ
て容易に探傷ケーブルの接続誤りを発見することができ
る。

以上の様子を第２図によってさらに具体的に説明する。

第２図ｉａ）において、試験片（２２）上の○印は探触
子の探傷区域（図では探触子が４個−つ例であり、１−
４チヤンネル（ＣＨ）で区分した。）ごとに設けた人工
欠陥Ｆであり、ここでは図示のように１チヤンネルから
順番に異なる位置に加工されているものと想定している
。第２図（ｂ）の欠陥出力信号（１３）の１−４ＣＨは
、試験片（２２）を探傷することによって得られた判定
回路部（１２）の出力信号であり、この信号にしたがっ
て表示器（１７）土には第２図（ｃ）に示されたような
欠陥マツプが出力される。もし探傷ケーブルの接続状態
が正常であれば、当然ながら欠陥マツプは試験片（２２
）に付けられた人工欠陥の位置をそのまま反映したもの
となるが、接続状態が異常であればその表示出力から即
座に誤り接続の個所を知ることができる。なおここでは
、最終の探傷結果は表示器上に出力されるものとしたが
、印字プリンタやベンレコーダなどの出力器機を使用し
ても同じ効果が得られることは言うまでもないことであ
る。

つぎにこの発明のもう一つの実施例について説明する。

第１図の合理性チェック部（２１）は判定回路部（１２
）からの欠陥判定信号（１３）を受け、各探触子が試験
片　（２２）の人工欠陥を検出する順番の合理性をチェ
ックするもので、欠陥順番設定部（１９）で予め設定さ
れた欠陥順番設定信号（２０）にしたがって欠陥の表わ
れる順番が正常であるかどうかを自動的に判断するもの
である。もし試験片　（２２）に設けられた人工欠陥の
順番が決まっているものであれば、上記の欠陥順番判定
部（１９）は特に具備する必要はない。

第３図は第２図と同様に探触子が４個の場合において、
探傷ケーブル（１８）の探触子（３）への接続が誤った
とき（ｌ　ＣＨと２ＣＨとが逆に接続された場合）の動
作を示したものである。第３図（ａｌの試験片　（２２
）は探触子のＩｃＨから４ＣＨまで順番に欠陥を検出す
るように加工されたものであるが、第３図ｆｂｌの欠陥
出力信号（１３）のＩ　ＣＨは探触子（３）の２ＣＩが
検出すべき欠陥を出力しており、また欠陥出力信号（１
３）の２ＣＨは探触子（３）の１．ＣＨが検出すべき欠
陥を出力している。ここで第３図ｆｃｌの合理性チェッ
ク信号の一例として、各ＣＨの欠陥出力信号（１３）に
よって立ち上がり１次のＣＨの欠陥出力信号　（１３）
によって立ち下がるゲート信号を考えたとき、そのゲー
ト信号の期間に他のＣＨの欠陥出力信号が表れた場合は
探傷ケーブルの接続に誤りがあったものと見なすことが
できる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、各探触子ごとに異なる
位置に人工欠陥を設けた試験片を超音波探傷し、その結
果得られた欠陥出力信号を表示部で表示して目視チェッ
クしたり、また上記欠陥出力信号の出力順番を自動的に
判断することにより、探触子と送受信部とを接続する探
傷ケーブルの接続誤りを容易に発見することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す超音波探傷装置の構
成図、第２図および第３図はこの発明の一実施例の動作
を説明するための図、第４図は従来の超音波探傷装置を
示す図、第５図は従来の超音波探傷装置の動作を示す図
、第６図は従来の超音波探傷装置の被検査物と探触子と
の関係を示す図、第７図は被検査部の実際の欠陥位置と
探傷出力された欠陥の位置との関係を示す図である。 図において、（１）は同期部、（２）は送受信部。 （３）は探触子、（４）は追従機構部、（５）は被検査
物、（６）はパルス発生器、（７）は探傷反射信号。 （８）はゲート設定部、（９）は欠陥ゲート信号。 （１０）はゲート回路部、　（１１１は欠陥検出信号。 （１２）は判定回路部、　　（１３）は欠陥出力信号。 （１４）は判定レベル設定部、　　ｆ１５１は判定レベ
ル信号、　　　ｆ１６１は測長針数部、　　ｆ１７）は
表示器。 （１８）は探傷ケーブル、　　（１９１は欠陥順番設定
部。 （２０）は欠陥順番設定信号、　　ｆ２１１は合理性チ
ェック部、　　（２２１は試験片、である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を用いて被検査物の欠陥を探傷する超音波
   自動探傷装置において、装置全体の時間系を制御する同
   期部、探触子への送信信号の発生および探触子からの受
   信信号を増幅識別する送受信部と、送信信号により超音
   波を発生する探触子と、上記送受信部と探触子とを接続
   する探傷器ケーブルと、上記探触子を保持し被検査物に
   接触追従させるための追従機構部と、被検査物の断面方
   向の探傷範囲を設定するゲート設定部と、上記ゲート設
   定部で設定した探傷範囲内の欠陥検出信号を判別するゲ
   ート回路部と、上記欠陥検出信号より欠陥出力信号を判
   別する判定回路部と、欠陥を判定するための判定レベル
   信号を設定する判定レベル設定部と、被検査物の位置に
   対応した欠陥を表示するための表示器と、各探触子ごと
   にその走査方向において欠陥検出時刻がそれぞれ異なる
   位置に人工欠陥を設けた接続確認用試験片とを具備し、
   その試験片の探傷時における欠陥出力信号を表示器で表
   示することにより探傷ケーブルの接続誤りが判断できる
   ようにしたことを特徴とする超音波自動探傷装置。
2. （２）前記の判別回路部からの欠陥判別出力信号を受け
   て、各探触子に対応する欠陥の出力順番の合理性をチェ
   ックする合理性チェック部を具備し、前記試験片の探傷
   時に探傷ケーブルの接続誤りを自動的に判別する機能を
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の超音波自動探傷装置。