JPH04230847A - 類似設計ガスボンベのネック−ショルダー内部欠陥を速やかに検査するための超音波試験装置と試験法 - 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】

【０００１】本発明は，ネック−ショルダー（ｎｅｃｋ
−ｓｈｏｕｌｄｅｒ）内部に存在する欠陥について，多
くの類似設計ガスボンベを速やかに検査するための超音
波試験装置と試験方法に関する。さらに詳細には，本発
明の装置と方法は，例えば亀裂やひだのような放射状に
配向した欠陥を発見するために，ガスボンベのネック−
ショルダー内部の超音波画像を速やかに生成させること
を可能にする。こうした欠陥があると，もし検出されな
い場合には，ガスボンベの内容物が漏れ出すことがある
。このことは，ガスボンベ中に有毒物質が貯蔵されてい
る場合には極めて危険なものとなる。

【０００２】従来技術においては，ガスボンベのネック
−ショルダー部分は，ガスボンベのヘッドから弁を取り
除き，次いで歯科用ミラーをガスボンベのヘッド開口に
挿入することによって検査されている。光をヘッド開口
から下方に向けて送り込み，ガスボンベのネック−ショ
ルダー内部の欠陥を目視検査できるようミラーが操作さ
れる。この方法を使用したときの大きな問題点は，極め
て多くの時間がかかることにあり，従って多数のガスボ
ンベを検査しなければならない場合には実際的な方法と
は言えない。さらに，ひだから成長していく亀裂は見落
とされ易い。場合によっては影響がないと思われるごく
小さなひだがショルダーに存在することがあるが，それ
らのひだの深さがどのくらいかを判断するのは困難であ
ることが多く，これらのガスボンベが不必要に退けられ
ることがある。従って，ガスボンベのネック−ショルダ
ー部分の欠陥は見落とされるか，又は発見された場合で
も当該ガスボンベが使用されないよう不必要に取り除か
れてしまう。

【０００３】従来技術によれば，パイプやプレートの内
表面及び外表面のような表面と溶接部を亀裂，ボイド，
及び他の欠陥に関して検査するために，超音波試験法が
使用されている。アングル−ビーム法（ａｎｇｌｅ−ｂ
ｅａｍ　　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）と呼ばれる超音波試験
法においては，超音波変換器が，斜めの垂直角度〔ウェ
ッジ角度（ｗｅｄｇｅ　　ａｎｇｌｅ）と呼ばれる〕に
て変換器シュー（ｓｈｏｅ）内に据え付けられて，変換
器によって放出された超音波パルスが，ノード（ｎｏｄ
ｅ）と呼ばれるポイントにてパイプやプレートの相対す
る表面間でスキップし，これによって戻りエコー（ｒｅ
ｔｕｒｎ　　ｅｃｈｏｅ）を生じる角度にて欠陥に出会
うようになっている。周知の如く，戻りエコーはガス−
金属界面，例えば亀裂の内部表面間に局在するエアギャ
ップにて生じる。パルスが亀裂の平面に平行な方向にお
いて亀裂に出会う場合は，戻りエコーを生じるだけの充
分な界面部分が得られない。算出，別個の変換器による
測定，又はアングルビーム試験ブロックによってスキッ
プ距離（すなわち，ノード間の距離）が求められ，これ
によって検討部分を操作するのに変換器を移動すべき範
囲が求められる。一般には，検討部分は，検討部分から
の１／２スキップ距離と１フルスキップ距離との間で，
検討部分に平行なジグザク経路にてシューを移動させる
ことによって走査される。さらに，シューはある決まっ
た箇所（通常は検計部分から１フルスキップ距離以下）
に配置され，そして水平に回転させるか又は左右に斜め
にして欠陥の深さが求められる。

【０００４】上記のアングル−ビーム法は，熟練技術者
がシューを手操作で位置決めすることにより行うことが
できる。変換器に超音波パルスを放出させるよう，そし
てオシロスコープを使用して時間に対して戻りエコーの
振幅をグラフで表示させることによって戻りエコー（超
音波パルスの反射により生じる）に応答するよう作動さ
せるためにプロセッサーが使用される。熟練技術者は，
スコープに表示されたグラフを観察して欠陥の大きさと
位置を求める。さらに従来技術によれば，試験すべき物
品を自動的に走査し，そして超音波パルスと戻りエコー
を自動的に処理してグラフの表示を行う自動試験装置が
使用されている。

【０００５】従来技術の自動走査装置は，所定の経路で
シューを（従って変換器を）移動させて検討部分の走査
を行う。このような走査装置は，スチール製のバンド状
軌道（この軌道は，試験される物品，例えばパイプの円
周に繋がっている）に載る磁気車輪を有する車輪付き輸
送手段を含む。変換器を収容したシューがアーム（車輪
が軌道の周りを移動するときに，検討部分を走査するた
めに，車輪付き輸送手段の方向へ又は車輪付き輸送手段
から離れるように，シューを引っ込めたり延ばしたりす
ることができる）によって車輪付き輸送手段に接続され
ている。

【０００６】従来技術によるこのような自動試験装置に
よって得られる表示装置は，３つの表示モード（すなわ
ち，Ａ−走査，Ｂ−走査，及びＣ−走査）を使用して欠
陥をグラフ的に表示する。Ａ−走査は，戻りエコー信号
の振幅対時間の関係をプロットして示す。欠陥の大きさ
は，戻りエコー信号の振幅を公知の大きさと形状を有す
る傷から得られるものと比較することによって評価する
ことができる。Ｂ−走査は，時間対変換器位置の関係を
プロットして示す。戻りエコー信号の振幅は，プロット
に関して予めプログラム化された輝度と色の表示によっ
て示される。このようなプロットは，試験される物品に
おける傷と欠陥の位置及び配向を明らかにするために使
用される。最後に，Ｃ−走査表示は，当該物品の平面図
の上に，傷や欠陥をもった試験される物品の平面図を重
ね合わせてプロットしたものである。Ｃ−走査プロット
を表示する自動プロセスシステムは，所定の信号遅延時
間範囲内で処理されるエコー信号の数を制限するための
電子深さゲート回路（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　　ｄｅｐ
ｔｈ　　ｇａｔｅ　　ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を有する。 これにより，走査される表面に平行な物品の表示するた
めの領域を選択することができる。

【０００７】アングルビーム超音波試験装置は，手動に
しろ自動にしろ，亀裂やひだに関してガスボンベヘッド
のネック−ショルダー部分を試験するのにこれまで使用
されていない。なぜなら，ガスボンベのヘッドは長さ方
向に沿って対称でないからである。さて，超音波検査法
を実施する上で，シューは，試験すべき物品の外表面を
被覆する音波伝達用接触媒質に対して隣接して配置され
なければならない。音波伝達用接触媒質とシューとの間
に隙間が存在すると，超音波パルスは物品中に入らない
。ボンベヘッドのネック−ショルダー内部の欠陥を従来
のようにアングルビーム法によって試験する場合，ボン
ベのヘッドとショルダーの連結部における表面勾配が変
化することにより，シューと外表面との間の必要な接触
が不可能となるであろう。さらに，アングル−ビーム法
では，欠陥付近の領域において所定のパターンでシュー
を移動させるので，このような表面勾配の変化はシュー
の必要な移動を妨げる。当技術者は，ガスボンベのネッ
ク−ショルダー部分をショルダー部分から走査しようと
は考えない。なぜなら，ガスボンベのヘッドは長さ方向
が非対称であることから，ガスボンベヘッドの厚さ及び
表面変化と共にスキップ距離が変化するからである。 従って，ウェッジ角度を算定するための公知の方法はな
い。当技術者がなぜガスボンベのショルダー部分にシュ
ーを配置しないかについての他の理由は，放射状に配向
した欠陥がエッジ方向（欠陥の延びている方向と平行）
に走査され，従って戻りエコーを生成しないからである
。

【０００８】ガスボンベのネック−ショルダー内部を超
音波により走査することに関連して生じる上記の問題点
が解消されれば，多数のガスボンベをネック−ショルダ
ー欠陥に関して速やかに検査することができる。しかし
ながら，熟練技術者は，試験を実施し，得られた結果を
検討しなければならない。前述したように，自動超音波
試験装置は，本発明においては，多数のガスボンベのネ
ック−ショルダー欠陥をさらに速やかに検査するのに，
そして熟練技術者が検査を行う必要性をなくすのに使用
される。しかしながら，このような超音波試験装置は，
所定の場所と配向にてそれぞれの類似のガスボンベに対
してセットアップされなければならない。このような自
動装置の“セットアップ（Ｓｅｔ−ｕｐ）”はそれ自体
多くの時間が必要であり，従ってこのような装置は，多
数のガスボンベのネック−ショルダー欠陥を検査するの
に適していない。

【０００９】後述にて詳細に説明されているように，本
発明は，ガスボンベのネック−ショルダー部分の欠陥を
検査するための超音波試験装置とその試験方法を提供す
る。本発明の方法と装置は，セットアップ時間の遅延を
なくした自動走査装置と共に使用するのに適しており，
これよって超音波試験は，試験実施者に対して要求され
る特別な技能や訓練も必要とせずに，多数のガスボンベ
に対して超音波試験を実施することができる。

【００１０】本発明は，放射状に配向した欠陥に関して
，多数のガスボンベのネック−ショルダー内部を超音波
により検査するための装置と方法を提供する。本発明の
装置と方法は，所定の配向にて配置された超音波変換器
を使用し，このとき前記変換器は，シューがそれぞれ前
記ショルダーの頂部と底部に位置せしめられたときに，
前記変換器から放出された超音波パルスがボンベショル
ダーの外表面からガスボンベのネック−ショルダー内部
の頂部と底部に直接伝わるように定められたウェッジ角
度（ｗｅｄｇｅ　　ａｎｇｌｅ）にて締めつけられてい
る。従って，従来のアングルビーム法とは異なり，本発
明のウェッジ角度は，走査すべき目的とする遠隔表面に
確実に到達するためにのみ使用され，ある角度で欠陥に
出会うことによって欠陥を決定するために使用されるの
ではない。さらに本発明においては，従来のアングルビ
ーム法とは大きく異なり，欠陥は，シューが各ガスボン
ベのショルダーの周りに回転されたときに，放射状に配
向した欠陥が超音波パルスを反射して戻りエコーを生じ
るように定められたスキュー角度（ｓｋｅｗ　　ａｎｇ
ｌｅ）にて変換器を外に向かって斜めに配置することに
よって決定される。変換器を所定の配向に保持するため
の，そして音波伝達用接触媒質で被覆したときに超音波
パルスがショルダーに入るようガスボンベのショルダー
を接触させるための保持手段が与えられる。ネック−シ
ョルダー内部の全体が走査されるよう，前記保持手段を
，従って変換器を所定のパターンで各ガスボンベのショ
ルダーの頂部から底部まで，そしてショルダーの周りに
移動させるための自動走査手段が与えられる。スタンド
手段が前記走査手段に接続され，前記自動走査手段が，
受け止められた各ガスボンベに対して所定の走査パター
ンにて前記保持手段を均一に移動させることができるよ
う，前記自動走査手段を自動的に位置決めするために各
ガスボンベを受け止めるべくなされている。最後に，プ
ロセス手段が，前記走査手段の走査パターンを制御し，
超音波パルスを放出するよう変換器を作動させ，そして
放射状に配向した欠陥が存在することを示すために戻り
エコーに対して応答する。

【００１１】本発明の方法によれば，ウェッジ角度とス
キュー角度が先ず最初に決定される。次いで，変換器を
所定の位置（この位置においてウェッジ角度とスキュー
角度があらかじめ設定されている）に保持するための保
持手段が作製される。自動走査手段がスタンド手段に接
続され，各ガスボンベのショルダーが音波伝達用接触媒
質で被覆され，各ガスボンベがスタンド手段の内部に受
け止められる。走査手段の走査パターンが制御され，プ
ロセス手段によって変換器が作動される。ウェッジ角度
とスキュー角度があらかじめ設定され，スタンド手段が
自動走査手段を自動的に位置決めするので，検査を実施
するのにも，また自動走査手段をセットアップするのに
も熟練技術者は必要とされない。さらに，スタンド手段
による自動走査手段の自動的セットアップにより，セッ
トアップ時間は大幅に短縮される。

【００１２】図１を参照すると，ガスボンベ１２に関し
て試験を実施するための，本発明による超音波検査装置
１０が示されている。超音波検査装置１０は，ガスボン
ベ１２のショルダー１６上に載った形で示されているシ
ュー１４及び自動スキャナー１８を含む。シュー１４は
，シューホルダー２０によってスキャナー１８の伸縮可
能なアーム２２に接続されている。スキャナー１８は，
磁気車輪が設けられているので，軌道２４によりボンベ
１２の周囲に沿って回転する。スタンド２６は軌道２４
を，従ってスキャナー１８を所定の高さにて支持し，こ
のとき軌道２４は水平配向に，そしてボンベ１２は軌道
２４内の中心位置に合わせられている。

【００１３】さらに詳細に説明すると，アーム２２が引
っ込んでシュー１４が移動し，従ってシュー１４内に収
容された変換器が，ガスボンベ１２のショルダー１６に
沿って下方に移動する。このような後退はステップ状に
行われる。各ステップにおいて，スキャナー１８（車輪
付き自動輸送手段である）が軌道２４の周りに完全に１
回回転し，これによってシュー１４と変換器がショルダ
ー１６の周囲に３６０°回転する。こうした所定の移動
により，変換器１４は，ボンベ１２のネック−ショルダ
ーヘッド内部の超音波走査が得られるよう移動する。ス
キャナー１８の移動は，コントローラー２８によって制
御される。超音波パルスを生成するよう，そして超音波
パルスの反射によって得られる戻りエコーに応答するよ
う変換器を作動させるためにコンピューター３０が設け
られている。コンピューター３０においてパルスと戻り
エコーとの間の時間差が算出されて，軌道２４に対する
変換器１４の各垂直位置及び軌道２４に対するスキャナ
ー１８の各水平位置のデータポイントが得られる。デー
タポイントはコンピューター３０によって処理され，カ
ラーモニター３２又はプリンター３４に出力される。さ
らにコンピューターにより，スキャナー１８を制御する
際に使用される種々のパラメーターを予備設定すること
，及び超音波パルスと戻りエコーから得られるデータポ
イントを処理することが可能となる。スキャナー１８，
コントローラー２８，及びコンピューター３０は，超音
波試験・画像システムのイントラスペクト／ＰＣシリー
ズ（Ｉｎｔｒａｐｅｃｔ／ＰＣ　　Ｓｅｒｉｅｓ）の構
成成分としてＡＭＤＡＴＡ社〔７７５モンテーク・エク
スプレスウェイ（７７５　　Ｍｏｎｔａｑｕｅ　　Ｅｘ
ｐｒｅｓｓｗａｙ），ミルピタス（Ｍｉｌｐｉｔａｓ）
，ＣＡ，９５０３５）〕が製造しているものを使用する
のが好ましい。

【００１４】図２と図３を参照すると，参照番号１と２
の間の亀裂４０がボンベ１２のネック−ショルダー部分
に示されている。ガスボンベのネック−ショルダー部分
を超音波画像処理する場合の問題点は，ネック−ショル
ダー部分が長さ方向に関して非対称であること；及び超
音波検査を実施するためには，変換器を収容したシュー
が，ボンベの側面を被覆する音波伝達用接触媒質に対し
て位置決めされなければならない；という点である。シ
ョルダー１６は，ボンベ１２のネックに向かって球状の
傾斜をなしている（ネックはショルダー１６から垂直に
立ち上がっている）ので，亀裂４０のレベルにおいては
，シューが位置を定めることのできる場所がない。本発
明では，ネック−ショルダー部分に最も近い隣接した規
則的な表面（すなわちショルダー１６）上にシューを位
置決めさせることによって，こうした問題点を解消する
。しかしながら，超音波パルスはショルダー１６のみの
画像を形成する傾向があるので，本発明では，参照番号
１と２との間に示した部分に形成されるネック−ショル
ダー内部を走査するよう変換器が配向されるシューが設
けられている。

【００１５】図４と図５を参照すると，シュー１４は直
方体ブロック状の形状を有しており，変換器５２を収容
している。変換器５２は，ねじ込み取付け具５４にてケ
ーブル５４によりスキャナー１８に接続されている。変
換器５２は，シュー１４がショルダー１６の頂部に位置
せしめられるよう；変換器５２によって放出される超音
波パルス５７が参照番号１で示されるネック−ショルダ
ー内部の頂部に向けられるよう；そしてシュー１４がシ
ョルダー１６の底部に位置せしめられたときに，超音波
パルスが参照番号２で示されるネック−ショルダー内部
の底部に向けられるよう；角度“Ａ”にて締めつけられ
ている。欠陥を明らかにするために，変換器５２がスキ
ュー角度“Ｂ”にて外に向かって斜めに配置されている
。この外向きのスキュー角度により，超音波パルスが存
在しているらしい欠陥（例えば亀裂４０）を確実に走査
して，パルスからの戻りエコーが生成される。図面から
わかるように，変換器５２は，細長いキャビティ５５内
にウェッジ角度“Ａ”にてセットされており，キャビテ
ィはシュー１４の両サイドの一方に角度付けられていて
，スキュー角度“Ｂ”を与える。さらに，変換器５２を
ピンにより変換器ホルダーのフォーク状部材（後述）に
旋回できる形で接続するよう側面穿孔５６が設けられて
いる。

【００１６】アルミニウム合金で造られたボンベヘッド
（例えばＬＵＸＦＥＲ　　ＳｉｚｅＮ１５２）の場合，
ウェッジ角度“Ａ”は約４５°であり，スキュー角度“
Ｂ”は約１５°である。ウェッジ角度とスキュー角度は
，使用される変換器のタイプも含めた種々のファクター
により異なる。この点に関して，好ましい変換器は０．
６３５ｃｍ，２．２５ＭＨｚの変換器であり，これを使
用すると狭いパルス幅とネック−ショルダー部分へのパ
ルスの直接通過が確実に得られる。ボンベの材料やボン
ベの物理的構成もウェッジ角度とスキュー角度に影響を
与え，従ってウェッジ角度とスキュー角度は，試験すべ
き個々のガスボンベに対して求めなければならない。

【００１７】ウェッジ角度とスキュー角度は，以下の記
載の装置と方法を用いて求められる。まずウェッジ角度
について説明すると，試験すべきボンベのネック−ショ
ルダー部分と類似のネック−ショルダー部分を有する既
知ボンベのヘッドを切り取り，次いで切り取ったヘッド
をボンベの中心軸に沿って分割することによって，キャ
リブレーションボンベヘッドを作製する。０°のスキュ
ー角度と種々のウェッジ角度（約０〜９０°の範囲で変
化してよい）で多くの試験用変換器を作製する。変換器
５２のウェッジ角度“Ａ”を求めるために，約４５°，
６５°，及び７５°のウェッジ角度を有する３つの試験
用変換器を作製した。参照番号１と同じ場所にてネック
−ショルダー内部の頂部に，そして参照番号２と同じ場
所にてネック−ショルダー内部の底部に，超音波吸収源
が配置される。シュー１４と変換器５２の作製において
，前記吸収源は出願者の指（ａｐｐｌｉｃａｎｔ′ｓ　
　ｆｉｎｇｅｒ）であった。変換器から放出されたパル
スの吸収が最大となるまで，各試験用シューがショルダ
ーの頂部と底部にて吸収源に相対して配置される。前記
のＬＵＸＦＥＲアルミニウムボンベヘッドの場合，４５
°のウェッジ角度で変換器を収容したシューが最大吸収
を有することが見出され，従って４５°がウェッジ角度
として選定された。

【００１８】図６を参照すると，スキュー角度を求める
ために，ネック−ショルダー部分にＥＤＭ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏ−Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　　Ｍｅｔｈｏｄ）ノッチを
設けた他のキャリブレーションボンベヘッド１２’が作
製される。ＥＤＭノッチは，ネック−ショルダー部分の
当該部分（参照番号１と２の間）の長さを有していなけ
ればならない。キャリブレーションボンベヘッド１２’
は，試験すべきボンベのネック−ショルダー部分に類似
したネック−ショルダー部分を有するガスボンベのヘッ
ドを切り取ることによって形成させることができる。選
定されたウェッジ角度と０°のスキュー角度を有する変
換器シューと変換器（参照番号５８で明示）が，試験用
変換器ホルダー６０に据え付けられる。変換器ホルダー
６０は，旋回できる形でアーム６４に接続されたフォー
ク状部材６２を有する。アーム部材６４は円筒状部材６
６に接続され，この円筒状部材はブラケット部材６８の
孔を通っており，そしてこのブラケット部材はスキャナ
ー１８のアーム２２に接続されている。フォーク状部材
６２は，キャリブレーションガスボンベヘッド１２’の
ショルダーに直角に軸の周りに自由に旋回することがで
き，このとき同時に円筒状部材６６も，固定ねじ６９に
よって定められた位置にロックされるまでブラケット部
材６８内で自由に回転することができる。円筒状部材６
６が例えば時計方向に回転する場合，フォーク状部材６
２は，シュー５８と共に，他のキャリブレーションボン
ベヘッドのショルダーの表面上を反時計方向に回転する
（逆のことも言える）。図示されていないけれども，ブ
ラケット部材６８から突き出た円筒上部材６６の端部は
，ブラケット部材６８の隣接表面と共に，フォーク状部
材６２とシュー／変換器５８の回転の程度を示すようマ
ークが付けられるのが好ましい。シュー／変換器５８は
，キャリブレーションノッチによって最大戻り信号振幅
が得られるまで，種々の増大する外向き（すなわち時計
方向）設定角度にてキャリブレーションノッチを通り過
ぎて回転する。前記のＬＵＸＦＥＲアルミニウム合金製
ボンベの場合，最大戻りの角度又は決定されたスキュー
角度は約１５°であることが判明した。

【００１９】図７を参照すると，多数のボンベ（例えば
ボンベ１２）に対する大きな規模の試験操作時において
，シュー１４を保持するのにシューホルダー７０が使用
されている。シューホルダー７０は，一方の端において
フォーク状部材７２を有する。シュー１４は，垂直方向
にスイングできるようにフォーク状部材７２の一対のフ
ォーク成分７４と７６に旋回できる形で接続されている
。フォーク状部材７２のフォーク成分７４と７６を接続
しているクラウン状成分７８は，ステップ又はショルダ
ー８２にて旋回できる形でシューホルダー７０の細長い
部材８０に接続されている。ステップ８２は，ある種の
ボンベヘッドのショルダーにおいて見出される上向きレ
タリング（ｒａｉｓｅｄ　　ｌｅｔｔｅｒｉｎｇ）のよ
うな割れ目に対してシューが破損しないよう防止するた
めに，フォーク状部材７０とシュー１４のある程度の回
転移動を許容する。この点に関して，好ましい許容回転
移動は約６度（どちらかの方向に３度）である。

【００２０】ウェッジ角度とスキュー角度があらかじめ
設定された所定の位置において変換器を収容したシュー
により，多くの類似ボンベに対する速やかな試験が可能
となる。シューを自動走査装置（例えば，前述のＡＭＤ
ＡＴＡ装置）に繋げると，種々の類似ボンベを試験する
のに費やされる時間がさらに短縮される。しかしながら
，周知のように，スキャナー１８と軌道２４は，ボンベ
１２が軌道２４の中心位置に合わされるよう，そして軌
道２４が水平配向をなして各ボンベに関して所定の位置
になるようセットアップされなければならない。本発明
において与えられたスタンド２６は，ガスボンベを受け
止めるよう操作できることによりスキャナー１８と軌道
２４の速やかなセットアップが可能となり，従って走査
手段が自動的に位置決めされて，各ボンベが均一に走査
される。

【００２１】図８と図９を参照すると，スタンド２６に
は，一組の少なくとも３つの（好ましくは４つの）放射
状に突き出たスタッド９２を有する環状成分９０が設け
られている。孔を有する２つのセクションに軌道２４が
設けられてスタッド９２を受け取っており，これによっ
て軌道２４を環状部材９０に同心的に接続している。環
状部材９０にはさらに，ボンブ１２のサイドとかみ合う
ための８つ一組の円周状に配置された内向きのバネ装填
ボールプランジャー９４が設けられている。環状部材９
０と軌道２４がボンベ１２に向けて下げられるか，又は
ボンベ１２が環状部材９０を通して上向きに動かされる
場合、ボンベ１２を環状部材９０内（従って軌道２４内
）の中心位置にくるようにするために，バネ装填プラン
ジャー９４のボールはボンベ１２のサイド表面と接触す
る。

【００２２】スタンド２６にはさらに，環状部材９０か
ら垂れ下がった少なくとも１つ（好ましくは３つ）のレ
ッグ９６が設けられていて，ボンベ１２が支持される表
面９８と接触し，これによって環状部材９０の（従って
軌道２４の）高さがあらかじめ調節される。上端とレッ
グ９６は，環状部材９０の孔１００内にてねじによりか
み合っているのが好ましく，これによって環状部材９０
と軌道２４のある程度の高さ調整が可能となる。このよ
うな高さ調整は，３つのロックナット１０２（これらも
レッグ９６の上端にねじによりかみ合っている）を使用
することにより所定の位置にロックされる。

【００２３】軌道２４が全ての方向に完全に水平になる
ようにするために，アーチ形部材１０４に３つ一組の孔
が設けられてレッグ９６の下端を受け入れている。レッ
グ９６の下端はねじによりかみ合わされて，アーチ形部
材１０４を所定の位置にロックするために，またアーチ
形部材１０４の高さを調整するために，アーチ形部材１
０４の頂部と底部にロックナット１０６と１０８が使用
されている。アーチ形部材１０４は，ボンベ１２の外表
面に適合するよう，またレッグ９６がボンベ１２の中心
軸に確実に平行となるよう形造られている。

【００２４】ＡＭＤＡＴＡ超音波画像システムは，コン
ピューター３０のモニター上に，又はプリンター３４に
よって，Ａ−走査，Ｂ−走査，及びＣ−走査のディスプ
レイを生成することができる。しかしながら，検査を実
施する前に，キャリブレーションボンベヘッド１２’（
スキュー角度を求めるのに前述にて使用されたもの）を
使用して，先ずＡＭＤＡＴＡシステムのキャリブレーシ
ョンを行う。この点に関して，ＬＵＸＦＥＲ　　Ｓｉｚ
ｅ　　Ｎ１５２ガスボンベにおいて約２．０４ｍｍ以上
の深さを有する欠陥がある場合，有毒性ガスがボンベ中
に貯蔵されているときには，このようなボンベを貯蔵施
設から抜き取らなければならない，ということが明らか
にされている。無毒性の物質を貯蔵するのに使用する場
合，約３．０５ｍｍ以上の深さの欠陥を有するＬＵＸＦ
ＥＲ　　Ｓｉｚｅ　　Ｎ１５２ガスボンベは使用を避け
るべきである。前述したように，ＡＭＤＡＴＡシステム
は，ある欠陥深さを有するＥＤＭノッチを付けてキャリ
ブレーションするときに当該欠陥深さを示すように設定
することができ，そしてさらに，ディスプレイを解析す
るのにほんの僅かな訓練しか必要とされないよう，この
ような欠陥深さの指示値を表示することができる。従っ
て，スキュー角度を求めるのに使用されるＥＤＭノッチ
は，ＬＵＸＦＥＲ　　Ｓｉｚｅ　　Ｎ１５２ガスボンベ
を試験する場合，貯蔵されるガスの毒性に従って，約２
．０４ｍｍ又は３．０５ｍｍの深さを有していなければ
ならない。

【００２５】キャリブレーションを行う前に，ｙ−方向
において２．０２ｍｍステップをとって１０回の走査が
行われるようＡＭＤＡＴＡシステムが設定される。本装
置はさらに，４５°のアングルビーム及び１５°の時計
方向スキューとなるよう設定される。電子深さゲート回
路が３０マイクロセカンドの遅延で設定され，利得は，
放出された超音波パルスの振幅の約８０％に調整される
。ＡＭＤＡＴＡ装置においては，これは，ＥＤＭノッチ
により得られる戻り信号振幅から９０％±１０％のフル
スキャン高さ（ｆｕｌｌ　　ｓｃａｎ　　ｈｅｉｇｈｔ
）が得られるよう利得を調整することによって行われる
。 ＡＭＤＡＴＡ装置の色が戻りエコー信号の強さをコード
化して欠陥の深さを示す。実際には，ＡＭＤＡＴＡシス
テムは，戻りエコー信号の８０％〜１００％を紫紅色で
，５０％〜７９％を白色で，そして０％〜４９％を黒色
でコード化するようセットされている。従って，キャリ
ブレーション後に戻りエコー信号の振幅が８０％以上で
ある場合（このことは，Ｂ−走査又はＣ−走査に対して
１つ以上の紫紅色データポイントがあることで示される
），欠陥はＥＤＭノッチの深さに等しいか又はそれ以上
の深さを有することがわかる。

【００２６】機器のキャリブレーションを行った後，放
出されたパルスをシューからボンベのショルダーに伝達
するための接触媒質を試験すべきボンベに被覆する。前
記のＬＵＸＦＥＲ　　Ｓｉｚｅ　　Ｎ１５２ガスボンベ
の場合，好ましい接触媒質はグリセロールであり，これ
は試験後においては腐食を防止するために拭き取らなけ
ればならない。言うまでもないが，キャリブレーション
ボンベヘッド（前述）もグリセロール接触媒質で被覆さ
れ，ウェッジ角度とスキュー角度を求めるのに，またＡ
ＭＤＡＴＡシステムのキャリブレーションを行うのに使
用した後には拭き取らなければならない。

【００２７】ＡＭＤＡＴＡシステムをｘ−ｙ座標系にお
いて０．０，０．０ｃｍにてゼロ調整し，スキャナー１
８をリセットして各ボンベの周りに４．５７２ｍｍのオ
ーバーラップステップにて４つの完全な走査を行い，座
標０．０，−１３．７１６ｍｍにてストップした。Ｂ−
走査又はＣ−走査に単一の紫紅色データポイントが現れ
た場合，当該ボンベは使用しないようにする。以上のこ
とからわかるように，僅かな訓練しか受けていない技術
者が試験を実施することができるよう，簡単な実験観察
記録を作成することができる。

【００２８】本発明の好ましい実施態様を詳細に説明し
てきたが，当技術者にとっては本発明の精神と範囲を逸
脱することなく種々の変形が可能であることは言うまで
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波検査装置の斜視図である。

【図２】図１における検査すべきガスボンベの一部省略
断面図である。

【図３】図２のライン３−３に沿って切り取った図２の
断面図である。

【図４】本発明による変換器シューの上面図である。

【図５】図４の変換器シューの立面図である。

【図６】変換器の必要なスキュー角度を求めるための手
段として使用される，本発明による試験用シューホルダ
ーの斜視図である。

【図７】図１の一部省略立面図である。

【図８】自動スキャナーが載るフープ状軌道を支持する
のに使用される，本発明によるスタンドの斜視図である
。

【図９】図８のライン９−９に沿って切り取った図８の
断面図である。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射状に配向した欠陥に関して，多数
   の類似設計ガスボンベのネック−ショルダー内部を超音
   波により検査するための装置であって， （ａ）　　所定の配向にて配置された超音波変換器，こ
   のとき前記変換器は，前記変換器がそれぞれ前記ショル
   ダーの頂部と底部に位置せしめられたときに，前記変換
   器から放出された超音波パルスが前記ショルダーの外表
   面からガスボンベのネック−ショルダー内部の頂部と底
   部に直接伝わるようなウェッジ角度にて締めつけられて
   おり，そして前記変換器が各ガスボンベのショルダーの
   周りに回転されたときに，放射状に配向した欠陥が超音
   波パルスを反射して戻りエコーを生じるに足る界面部分
   を与えるようなスキュー角度にて外に向かって斜めに配
   置されている； （ｂ）　　前記超音波変換器を所定の配向にて保持する
   ための，そして音波伝達用接触媒質で被覆されたときに
   超音波パルスがショルダーに入るようガスボンベのショ
   ルダーを接触させるための保持手段； （ｃ）　　ネック−ショルダー内部が走査されるよう，
   所定の走査パターンで変換器を各ガスボンベのショルダ
   ーの頂部から底部まで，且つ各ガスボンベのショルダー
   の周りに移動させるための前記保持手段の自動走査手段
   ；（ｄ）　　前記自動走査手段に接続されていて，前記
   自動走査手段が，受け止められた各ガスボンベに対して
   所定の走査パターンにて前記保持手段を均一に移動させ
   ることができるよう，前記自動走査手段を自動的に位置
   決めするために各ガスボンベを受け止めるべくなされた
   スタンド手段；及び （ｅ）　　走査手段の走査パターンを制御し，超音波パ
   ルスを放出するよう変換器を作動させ，そして放射状に
   配向した欠陥が存在することを示すために，放射状に配
   向した欠陥によって生成される戻りエコーに対して応答
   するプロセス手段；を含む装置。
2. 【請求項２】　　前記走査手段が， （ａ）　　ガスボンベのショルダーの周りに前記保持手
   段を回転させるための車輪付き自動輸送手段；（ｂ）　
   　前記保持手段を，ガスボンベのショルダーに沿って別
   個のステップにて各ショルダーの頂部から各ショルダー
   の底部まで移動させるための，前記車輪付き自動輸送手
   段に接続されたアーム，このとき前記車輪付き自動輸送
   手段は，アームの各下方移動ステップに対して１回の完
   全な回転を行う；及び （ｃ）　　ガスボンベを取り巻く大きさを有し，前記車
   輪付き自動輸送手段を据えつけるために形成されたフー
   プ状の軌道；を含み，前記スタンド手段が，前記軌道に
   接続されていて，前記軌道を所定の高さで水平配向にて
   支持して，各ガスボンベが軌道内の中心に位置するよう
   にし，前記自動走査手段を自動的に位置決めする，請求
   項１記載の装置。
3. 【請求項３】　　前記スタンド手段が，（ａ）　　軌道
   に同心的に接続されていて，各ガスボンベを軌道内の中
   心位置にくるよう合わせるために，脱離可能な形で各ボ
   ンベの側壁に少なくとも３つの内方に向けられて取り付
   けられた手段を有する環状部材；（ｂ）　　前記環状部
   材から直角をなして一方の端が垂れ下がっていて，そし
   て他方の端が，軌道を確実にするためのボンベ台が所定
   の高さに保たれる表面と接触するような大きさを有する
   細長い部材；及び （ｃ）　　少なくとも１つの細長い部材に接続され，細
   長い部材の他端からある間隔を置いて配置され，そして
   軌道が確実に水平配向となるために少なくとも１つの細
   長い部材がガスボンベの中心軸に平行となるようガスボ
   ンベの側面に適合する形で配列された，水平に配向され
   たアーチ形部材；を含む，請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】　　前記変換器保持手段が，（ａ）　　ガ
   スボンベのショルダーに載せるよう配置され，超音波変
   換器を所定の配向にて収容するシュー；及び （ｂ）　　前記シューを前記自動走査手段に接続するた
   めのシュー保持手段；を含む，請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】　　前記ガスボンベのショルダーが上向き
   の割れ目を有し，前記シュー保持手段が，（ａ）　　一
   端が走査手段に接続され，他端においてショルダーを有
   する細長いアーム部材；及び（ｂ）（ｉ）　　旋回でき
   る形で前記シューに接続された一対のフォーク状成分，
   このとき前記シューは前記フォーク状成分内にて自由に
   旋回できるようになっている；及び（ｉｉ）　　前記フ
   ォーク状成分に繋がっていて，ショルダーにて前記アー
   ム部材の他端に旋回できる形で接続されているクラウン
   状成分，このとき上向きの割れ目に対してシューがから
   まるのを防止するために，ショルダーはフォーク状部材
   の，従ってシューの限られた回転だけを許容するように
   なっている；を含んだフォーク状部材；を含む，請求項
   ４記載の装置。
6. 【請求項６】　　各ガスボンベが，アルミニウム合金で
   造られたＬＵＸＦＥＲＳｉｚｅ　　Ｎ１５２ガスボンベ
   を含み；前記変換器が０．６３５ｃｍ，２．２５ＭＨｚ
   の変換器であり；ウェッジ角度が約４５．０度であり；
   そしてスキュー角度が約１５．０度である；請求項１記
   載の装置。
7. 【請求項７】　　放射状に配向した欠陥に関して，多数
   の類似設計ガスボンベのネック−ショルダー内部を超音
   波により検査するための方法であって， （ａ）　　超音波変換器がそれぞれ各ガスボンベのショ
   ルダーの頂部と底部に位置せしめられたときに，前記変
   換器から放出される超音波パルスが前記ショルダーの外
   表面から各ガスボンベのネック−ショルダー内部の頂部
   と底部に直接伝わるような，前記変換器に対するウェッ
   ジ角度を測定すること； （ｂ）　　前記変換器が各ガスボンベのショルダーの周
   りに回転されたときに，放射状に配向した欠陥が超音波
   パルスを反射して戻りエコーを生じるに足る界面部分を
   与えるような，前記変換器に対するスキュー角度を測定
   すること； （ｃ）　　前記超音波変換器を所定の配向にて保持する
   ための保持手段を作製すること，このとき音波伝達用接
   触媒質で被覆されたときに超音波パルスがショルダーに
   入るよう，前記変換器が所定のウェッジ角度にて締めつ
   けられ，所定のスキュー角度にて外向きに斜めに配置さ
   れ，そしてガスボンベのショルダーに接触する；（ｄ）
   　　ネック−ショルダー内部が走査されるよう，前記保
   持手段を，従って所定の走査パターンの変換器を各ガス
   ボンベのショルダーの頂部から底部まで，且つ各ガスボ
   ンベのショルダーの周りに移動させるための自動走査手
   段を，前記自動走査手段が，受け止められた各ガスボン
   ベに対して所定の走査パターンにて前記保持手段を均一
   に移動させることができるよう，前記自動走査手段を自
   動的に位置決めするために各ガスボンベを受け止めるべ
   くなされたスタンド手段に接続すること；（ｅ）　　各
   ガスボンベのショルダーを音波伝達用接触媒質で被覆す
   ること； （ｆ）　　各ガスボンベを前記スタンド手段内に受け止
   めること；及び （ｇ）　　前記走査手段の走査パターンを制御し，戻り
   エコーに応答するプロセス手段によって超音波パルスを
   放出するよう変換器を作動させて，放射状に配向した欠
   陥の存在を明らかにすること；を含む前記方法。
8. 【請求項８】　　前記ウェッジ角度の測定が，（ａ）　
   　試験すべきガスボンベのネック部分及びショルダー部
   分と同じネック部分及びショルダー部分を有する，中央
   が区切られたキャリブレーションガスボンベヘッドを作
   製すること； （ｂ）　　約０〜９０度の範囲で増大しつつ変化する試
   験ウェッジ角度にて角度付けられた複数の試験変換器を
   含んだ複数の試験シューを作製すること；（ｃ）　　各
   試験シューを，キャリブレーションガスボンベヘッドの
   ショルダーの頂部と底部に位置せしめること； （ｄ）　　各シューがキャリブレーションガスボンベヘ
   ッドのショルダーの頂部と底部に位置せしめられたとき
   に，キャリブレーションガスボンベヘッドのネック−シ
   ョルダー内部の頂部と底部に吸音装置を位置せしめるこ
   と； （ｅ）　　シューがキャリブレーションガスボンベヘッ
   ドのショルダーの頂部と底部に位置せしめられたときに
   ，パルスを発生するようプロセス手段によって変換器を
   作動させること；及び （ｆ）　　ある１つの試験シューがキャリブレーション
   ガスボンベヘッドのショルダーの頂部と底部に位置せし
   められたときに，放出されたパルスが吸収されることを
   プロセス手段が示すある１つの試験シューのある１つの
   試験ウェッジ角度からウェッジ角度を選択すること；を
   含む，請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】　　前記スキュー角度の測定が，（ａ）　
   　検査すべきガスボンベと同じネック部分及びショルダ
   ー部分を有するキャリブレーションガスボンベヘッドを
   作製すること； （ｂ）　　キャリブレーションガスボンベヘッドのネッ
   ク−ショルダー部分に放射状に配向したキャリブレーシ
   ョンノッチを刻むこと； （ｃ）　　所定のウェッジ角度と約０度のスキュー角度
   にて配置された変換器を有する試験シューを，キャリブ
   レーションガスボンベヘッドのショルダーの表面に対し
   て直角をなして軸の周りに試験シューが回転するのを可
   能にするための，且つ試験シューの回転の程度を測定す
   るための手段を有するシューホルダーによって自動走査
   手段に接続すること； （ｄ）　　試験シューを，外向きに且つウェッジ角度を
   増大させつつ回転させること； （ｅ）　　パルスを発生するよう，プロセス手段によっ
   て変換器を作動させること； （ｆ）　　試験シューの各外側増大回転にて，走査手段
   によってキャリブレーションガスボンベのショルダーの
   周りにシューを回転させること；及び （ｇ）　　プロセス手段が最大戻りエコーを示すとき，
   試験シューの外側回転を注意深く観察することによって
   スキュー角度を選択すること；を含む請求項７記載の方
   法。
10. 【請求項１０】　　前記プロセス手段が，欠陥の大きさ
    を戻りエコーの振幅の関数として示し，戻りエコー振幅
    の利得を調節するための手段を有し，そしてこのとき前
    記方法がさらに， （ａ）　　ネック−ショルダー部分の頂部から底部まで
    延びた長さと，ガスボンベを実際の使用から外すことが
    要求される放射状配向欠陥の深さに等しい深さを有する
    キャリブレーションノッチを放電機法によって刻むこと
    ；（ｂ）　　キャリブレーションノッチを刻んだ後に，
    走査手段によってシューを回転すること；及び（ｃ）　
    　放出された超音波パルスの一定パーセントのキャリブ
    レーションノッチに等しいキャリブレーションノッチに
    よって得られる戻りエコー振幅の利得を調節することに
    よってプロセス手段をキャリブレーションすること，こ
    れにより前記一定パーセント以上の放射状に配向した欠
    陥によって得られる戻りエコーの振幅によって，ガスボ
    ンベを実際の使用から外すことが示される；を含む，請
    求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】　　各ガスボンベが，アルミニウム合金
    で造られたＬＵＸＦＥＲ　　Ｓｉｚｅ　　Ｎ１５２ガス
    ボンベを含み，有毒性のガスを収容するよう使用され，
    キャリブレーションノッチが約２．０４ｍｍの深さで刻
    まれ，前記の一定パーセントが約８０．０％となるよう
    にプロセス手段が調整される，請求項１０記載の方法。
12. 【請求項１２】　　各ガスボンベが，アルミニウム合金
    で造られたＬＵＸＦＥＲ　　Ｓｉｚｅ　　Ｎ１５２ガス
    ボンベを含み，無毒性のガスを収容するよう使用され，
    キャリブレーションノッチが約３．０５ｍｍの深さで刻
    まれ，前記の一定パーセントが約８０．０％となるよう
    にプロセス手段が調整される，請求項１０記載の方法。