JPH0465670A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は焦点位置が異なる複数の分割型探触子を用いた
超音波探傷装置に関する。

［従来の技術］ 例えば鋼板等の被測定体内に存在する欠陥を検出する欠
陥探傷装置の一つとして超音波探傷装置が実用化され′
ている。そして、その超音波探傷手法はＪＩＳにも規定
されている（例えばＪＩＳ　Ｇ−０８０１）。

この垂直超音波探傷法に用られる超音波探触子は大きく
分けて垂直探触子と分割型探触子との２種類かあり、そ
れぞれ被測定体の厚みや使用目的に応じて使い分けられ
ている。

そして、垂直探触子においては、被測定体の表面に対し
て平行に振動子を配設して、この振動子にパルス信号を
印加して、パルス状の超音波を被測定体の表面に対して
垂直に印加させる。すると、この超音波は被測定体内を
垂直に伝播して底面で反射される。そして、同一の振動
子でその反射波を受信する。超音波の伝播経路に欠陥が
存在するとその欠陥にて超音波か反射されるので、前記
振動子カミら取出された受信信号に欠陥に起因する反射
波が含まれる。よって、欠陥の発生位置とその規模が把
握できる。

しかし、二の垂直探触子を用いた４超音波探傷装置にお
いては、被測定体の表面近傍のごく浅い部分には送信パ
ルス波が重畳するので、たとえその部分に欠陥が存在し
たとしてもその欠陥に起因する反射波（エコー）は送信
パルス波に埋もれてしまうので、正確に検出できない問
題がある。例えば、５Ｍ）ｌｚの振動子を用いた場合に
は、前記欠陥が測定できない範囲は垂直探触子の取付面
から１′Ｏｍ−にも達する場合もある。前述したＪＩＳ
においても、この垂直探触子を用いて測定できる鋼板の
厚みｔは１３ｍ１以上であると規定されている。

このような不都合を解消するために分割型探触子か使用
されている。

第８図は分割型探触子の概略構成図である。この分割型
探触子１はくさび材及びダンパー材が充填された容器２
内に超音波の送信振動子３ａと受信振動子３ｂとが鋼板
４の取付面４ａに対して多少傾斜させて配設されている
。そして、垂線上に位置する焦点５の上下位置は、前記
傾斜角を変化させることで□調整可ｍｌである。外部の
制御装置から信号線６ａを介してパルス信号を送信振動
子３ａに印加すると、送信振動子３ａから超音波７が鋼
板４内の焦点５方向に送出される。また、受信振動子３
ｂは、前記焦点５方向から入力される超音波を受信し、
その、受、倍信号ａを、信号線６ｂを介して制御装置へ
送出する。したがって、この受信信号ａには第８図の右
側に示す、ように、受信振動子３ｂの取付位置での送信
パルス波Ｔと、取付面４ａての表面反射波Ｓと、底面で
の反射波Ｂとが含まれる。

したがって、鋼板４内の焦点５の近傍に欠陥が存在する
と、この欠陥で超音波７が反射されるので、受信信号ａ
における表面反射波Ｓと底面反射波Ｂとの間に欠陥に起
因する欠陥波が生じる。よって、欠陥の発生位置と規模
とを特定できる。

このような分割、型探触子１を用いた超音波探傷装置に
よれば、受信信号ａにおける鋼板４の取付面４．ａ（表
面）近傍には送信パルス波Ｔが現れないので、表面下１
〜２１ＩＩより深い位置にある欠陥を検出することが可
能である。すなわち、前述した垂直探触子に比較してよ
り表面近傍に存在する欠陥を確実に検出できる長所を有
する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら第８図に示す分割型探触子１を用いた超音
波探傷装置においてもまだ解決すべき次のような問題が
あった。

すなわち、受信振動子３ｂでもって精度良く欠陥を検出
できる領域は、第９図に示すように、焦点５を中心とす
る両方の振動子３ａ、３ｂが同時にカバーする斜線で示
した領域（焦点範囲）８のみとなる。したがって、受信
信号ａにて得られる欠陥に起因する欠陥波の検出感度は
同図の右側に示すようにこの領域８で最大値を示す。第
１０図は鋼板→の厚ろ方向、の各距離ｄにおける欠陥の
検出感度を示す検出感度特性図である。図示するように
、前記領域８を越える距離ｄの領域で欠陥検出感度は大
幅に低下する。

したかって、この分割型探触子１を用いた超音波探傷装
置においては、厚い鋼板４を測定できない問題がある。

前述したＪＩＳにおいても、この分割型探触子１を用い
て測定できる鋼板４の厚みｔは２０■未満であると規定
されている。

しかも、欠陥検出感度は第１０図に示すように距離ｄに
よって大きく変化するので、前述したＪＩＳにおいては
、ＤＡＣ（距離感度補正）回路を用、いて、底面近傍の
遠距離位置に発生した欠陥に起因する欠陥波を該当欠陥
の規模に相当する大きさに補正するように規定されてい
る。

このようにＤＡＣ回路を用いて感度補正を行えば、操作
者は出力された欠陥波の高さ（レベル）のみを観測する
ことによって、発生位置に関係なく欠陥規模を正確に把
握できる。また、一定レベル以上の欠陥波を検８して警
報を出力すればよいので、欠陥の探傷速度を高めること
かきる。

しかし、二の感度補正を行うためのＤＡＣ曲線を作成す
る作業は操作者がその都度行っている。

このＤＡＣ曲線を作成するには、ＤＡＣ起点。

ＤＡＣ範囲、ＤＡＣマーク、ＤＡＣ傾斜値等のＤＡＣ関
係の各調整つまみを鋼板４の各厚みｔ毎に探触子を移動
させながら、一定のレベルに調整する必要がある。この
調整作業は非常に繁雑であるので、この作業は熟練した
者が実施する必要があった。また、測定を実行する毎に
調整を実施する必要があった。

さらに、遠距離の検出感度を例えば増幅器等を用いて強
制的に上昇させているので、増幅に起因する雑音が混入
しやすく、Ｓ／Ｎが低下する問題があった。すなわち、
本質的に遠距離の欠陥検出におけるＳ／Ｎは近距離にお
けるＳ／Ｎに比較し格段に低下する。よって、厚み方向
の全測定範囲に亘って均一なＳ／Ｎ特性を得ることかで
きないので、この分割型探触子を用いた超音波探傷装置
の欠陥検出精度が低下する問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
焦点位置か異なる複数の分割型探触子を測定位置の取付
面からの距離に応じて切換使用することによって、被測
定体の厚み方向の近、距離から遠距離までの広い距離範
囲に亘って欠陥をほぼ均一な検出感度で検出でき、欠陥
の検出範囲の拡大と検出精度の向上とを図ることができ
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］ 上記課題を解決するために、本発明の超音波探傷装置に
おいては、超音波の送信振動子と受信振動子とを被測定
体の取付面に直交する垂線上における互いに異なる位置
に焦点を結ぶように配設した複数の分割型探触子と、こ
の各分割型探触子の送信振動子へパルス信号を印加して
それぞれパルス状の超音波を発生させる送信回路と、各
分割型探触子毎に設けられ、各受信振動子から出力され
た受信信号に含まれる欠陥等に起因する各種反射・波・
に対応、する１ピーク波を有するピーク波信号を出力す
る複数の受信回路と、各ピーク波信号に基づいて欠陥の
発生位置および欠陥規模を解析する欠陥解析手段とを備
えたものである。

・また、別の発明においては、上記各手段に加えてζ・
各受信回路から出力された各ピーク波信号における該当
ピーク波信号に対応する分割型探触子の焦点位置を含む
所定距離範囲の信号部分をそれぞれ抽出して欠陥解析手
段へ出力する信号切換回路を備えたものである。

さらに別の発明においては、上述した各手段に加えて、
各分割型探触子を一つの複合超音波探触子として同一容
器内に組込んでいる。

さらに別の発明においては、送信回路を介して各送信振
動子へ印加する各パルス信号を同時に出力するか交互に
出力するかを選択設定できるように構成している。

口作用］ このように構成された超音波探傷装置には焦点位置か取
付面に直交する垂線上において互いに異なる位置に設定
された複数の分割型探触子が備えられている。前述した
ように、分割型探触子の欠陥検出感度は焦点位置を中心
とする所定距離範囲が最良である。よって、各分割型探
触子の各焦点位置を互いに調整して、各焦点位置を前記
垂線方向の表面近傍の浅い位置から底面近傍に深い位置
まで分散させることによって、欠陥が存在すればその存
在位置を最良検出範囲とする分割型探触子で該当欠陥を
精度良く検出できる。よって、広い距離範囲に亘って欠
陥の発生位置およびその規模を精度良く測定できる。

また、送信回路からパルス信号を各分割型探触子の各送
信振動子に印加して、各受信振動子の各受信信号から各
分割型探触子に対応するそれぞれのピーク波信号を抽出
し、信号切換回路でもって、各ピーク波信号のそれぞれ
の該当焦点位置の所定距離範囲の信号部分を取出す。し
たがって、この信号切換回路から出力されるピーク波信
号は、それぞれの距離位置において最良の検出感度を有
する。このピーク波信号の波形を用いることによって、
欠陥の発生位置にかかわらず、欠陥波の高さ（レベル）
のみで欠陥規模を正確に把握できる。

また、別の発明においては、各分割型探触子を一つの複
合超音波探触子として同一容器内に組込んでいるので、
探触子の取扱いが簡単になり、超音波探傷装置全体の操
作性を向上できる。

また、必要に応じて、各分割型探触子の送信振動子へ印
加するパルス信号を同時に出力するか交互に出力するか
を選択できるので、例えば交互に出力することによって
、各送信振動子から出力される超音波相互間の干渉現象
を抑制できる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例°の超音波探傷装置全体を示す断面模式
図であり、第２図はこの超音波探傷装置に備えられた複
合超音波探触子の概略構成を示す透視斜視図である。

この超音波探傷装置は、大きく分けて、複数め分割型探
触子が組込まれた複合超音波探触子１０と、この複合超
音波探触子１０を作動する制御装置２０とで構成されて
いる。

そして、複合超音波探触子１０においては、箱型の容器
１１内に、送信振動子１２ａおよび受信振動子１２ｂで
構成される第１の分割型探触子と、送信振動子１３ａお
よび受信振動子１３ｂで構成される第２の分割型探触子
とが組込まれている。

また、この容器１１内にはくさび材及びダンパー材が充
填されている。そして、送信振動子１２ａ。

受信振動子１２ｂは音響分割板１４を挾んだ対称位置に
略ハ字形に傾斜して配設されている。そして、この送信
振動子１２ａおよび受信振動子１２ｂで構成される第１
の分割型探触子の焦点１５の取付面４ａからの厚み方向
の距離ｄＦｌは前記傾斜角度によって定まる。

同様に、送信振動子１３ａ、受信振動子１３ｂは前記音
響分割板５１４を挾んで第１の分割型探触子の外側位置
に同じく略ハ字形に傾斜して配設されている。この送信
振動子１３ａおよび受信振動子１３ｂで構成される第２
の分割型探触子の焦点１６の取付面４ａからの厚み方向
の距離ｄＦ２は前記傾斜角度によって定まる。この実施
例においては、第１の分割型探触子の各振動子１２ａ。

１２ｂの取付面４ａに対する傾斜角を第２の分割型探触
子の傾斜角より大きく設定することによって、焦点位置
（距離ｄＦ＋）を第２の分割型探触子の焦点位Ｗ（距離
ｄ　Ｆ２）より取付面４ａ側に位置させている。

また、容器１１の上面１１ａには各振動子１２ａ、１２
ｂ、１３ａ、’　１３ｂに対応する４個の接続端子１７
ａ、ｉ７ｂ、１８ａ、１８ｂが取付けられている。そし
て、各接続端子１７ａ〜１８ｂと各振動子１２ａ〜１３
ｂとは例えばコイルからなる整合器１９を介して接続さ
れている。

各接続端子１７ａ〜１８ｂは制御装置２０に接続されて
いる。

そして、送信振動子１２ａと受信振動子１２ｂとで構成
される第１の分割型探触子における厚み方向の各距離ｄ
における前述した欠陥に起因する欠陥波の検出感度は第
３図の右側に示す感度特性Ａとなる。すなわち、焦点１
５の位置（距離ｄ　Ｆｌ）が最大感度となる。したがっ
て、検出感度の減衰量が最大感度から例えば−３ｄＢま
での欠陥を精度良く検出できる探傷領域ＡＲは焦点位置
（距離ｄ　ｐ＋）を中心に上下に広がる。同様に、送信
振動子１３ａと受信振動子１３ｂとで構成される第２の
分割型探触子における検出感度は感度特性Ｂとなる。す
なわち、焦点１６の位置（距離ｄ　Ｆ２）が最大感度と
なり、欠陥を精度良（検出できる探傷領域ＢＲは、第１
の分割型探触子の探傷領域ＡＲにその一部が重なる。逆
に、各探傷領域ＡＲ−ＢＲにおいて相互に重なる部分が
生じるように、各焦点位置ｄ　Ｆｌｕ　　ｄ　Ｆ２が設
定されている。

なお、各分割型探触子の検出感度は完全に一致しないが
、前述した例えばコイルからなる各整合器１９の物理特
性を変化させることによって、第３図に示すように、各
分割型探触子の感度特性Ａ。

Ｂの最大値をほぼ一致させている。

また、複合超音波探触子１０を作動する制御装置２０は
第４図に示すように構成されている。

送信回路２１は規定周期Ｐ毎にパルス信号、ｂを接続端
子１７ａを介して第１の分割型探触子の送信振動子１２
ａに印加する。また、受信振動子１２ｂから接続端子１
７ｂを介して出力された受信信号Ｃは第１の受信回路２
２へ入力される。

第１の受信回路２２は、入力した受信信号Ｃの雑音成分
を予め設定されているスレッショルド電圧ＶＳＨで除去
して、第１のピーク波信号Ｃ１として信号切換回路２３
を介して欠陥解析手段としてのＣＲ１表示器２４の縦軸
へ印加する。なお、第１の受信回路２２から出力された
第１のピーク波信号Ｃ，は欠陥ゲート回路２５を介して
例えばレコーダに出力される。

また、送信回路２６も同様に規定周期Ｐ毎にパルス信号
ｅを接続端子１８ａを介して第２の分割型探触子の送信
振動子１３ａに印加する。また、受信振動子１３ｂから
出力された受信信号ｆは第２の受信回路２７へ入力され
る。第２の受信回路２７は、入力した受信信号ｆの雑音
成分を予め設定されているスレッショルド電圧ＶＳＨで
除去して、第２のピーク波信号ｆ１として信号切換回路
２３を介してＣＲ７表示器２４の縦軸へ印加する。なお
、第２の受信回路２７から出力された第２のピーク波信
号ｆ１は欠陥ゲート回路２８を介して例えばレコーダに
出力される。

また、各送信回路２１．２６の各パルス信号す。

ｅの出力タイミングは同期回路２９にて制御される。こ
の同期回路２９には操作者が操作する励振選択手段とし
ての切換スイッチ２９ｇが接続されており、この切換ス
イッチ２９ａを同時励振側に投入すると、各パルス信号
す、ｅは第５図（ａ）に示すように、各パスル信号す、
ｅが同時に出力される。一方、切換スイッチ２９ａを交
互励振側に投入すると、各パルス信号す、ｅは第５図（
ｂ）に示すように、周期が１／２だけずれて交互に出力
される。

また、同期回路２９は時間軸回路３０へ各パルス信号す
、ｅの出力タイミング信号を送出する。

時間軸回路３０は、入力した出力タイミング信号に基づ
いて、ＣＲ７表示器２４の横軸（時間軸）に距離ｄに対
応する掃引信号を印加する。同時に、信号切換回路２３
へ、横軸の距離ｄが第３図に示した切換距離ｄｃに達し
たタイミングで切換信号ｇを出力して、ＣＲ７表示器２
４へ入力されるピーク波信号を、第１の分割型探触子に
対応する第１の受信回路２２からの第１のピーク波信号
Ｃ１から、第２の分割型探触子に対応する第２の受信回
路２７からの第２のピーク波信号ｆ１へ切換える。

また、各電子回路部品には電源回路３１から駆動電圧Ｖ
、が供給される。

二のような制御装置２０において、同期回路２９の切換
スイッチ２９ａを同時励振側に投入した状態で電源を投
入すると、各送信回路２１゜２６から同一位相（同一タ
イミング）で各パルス信号す、ｅが出力される。その結
果、第１．第２の分割型探触子の各送信振動子１２ａ、
１３ａから同一タイミングでパルス状の超音波が出力さ
れる。各送信振動子１２ａ、１３ａから出力された超音
波は取付面４ａにてその一部が反射され、残りが鋼板４
内へ入射して各焦点１５．１６方向へ伝播される。そし
て、底面で反射された反射波が各受信振動子１２ｂ、１
３ｂへ入射される。また、伝播途中で欠陥に遭遇すると
その欠陥にて反射された欠陥反射波が各受信振動子１２
ｂ、１３ｂへ入射する。

よって、第１の分割型探触子に対応する第１の受信回路
２２から出力される第１のピーク波信号Ｃ１には、第６
図に示すように、送信パルス波Ｔ。

表面反射波Ｓ、底面反射波Ｂの他に、欠陥に起因する欠
陥波Ｆ、、Ｆ２が生じる。この場合、取付面４ａ（表面
）近傍に発生する欠陥の欠陥波Ｆ１の欠陥規模に対応す
る波高さ（レベル）は高いが、底面近傍に発生する欠陥
の欠陥波Ｆ２の欠陥規模に対応する波高さは低い。

一方、第２の分割型探触子に対応する第２の受倍回路２
７から８カされる第２のピーク波信号ｆ１にも、第６図
に示すように、送信パルス波Ｔ。

表面反射波Ｓ、底面反射波Ｂの他に、欠陥に起因する欠
陥波Ｆ、、Ｆ２が生じる。この場合、底面近傍に発生す
る欠陥の欠陥波Ｆ２の欠陥規模に対応する波高（レベル
）は高いが、取付面４ａ（表面）近傍に発生する欠陥の
欠陥波Ｆ１の欠陥規模に対応する波高は低い。

そして、第１．第２のピーク波信号ｃ１＋　　ｆｌは信
号切換回路２３を介してＣＲ７表示器２４へ入力される
が、距離ｄが取付面４ａ　（ｄ＝ｏ）から切換距離（ｄ
−ｄｃ’）までの期間は、時間軸回路３０からの切換信
号ｇにて信号切換回路２３が第１の受信回路２２側に切
換接続されているので、この期間には、ＣＲ７表示器２
４に第１の分割型探触子の受信信号Ｃに対応する第１の
ピーク波信号Ｃ１が表示される。この第１の分割型探触
子の探傷領域Ａａは第３図に示すように、鋼板４の表面
（取付面４ａ）近傍の近距離区域をカバーするので、取
付表面４ａ近傍に存在する欠陥に起因する欠陥波Ｆ、を
確実に検出できる。

また、距離ｄが切換距離（ｄ−ｄｃ）から底面位置（ｄ
−ｔ）までの期間は、時間軸回路３０からの切換信号ｇ
にて信号切換回路２３が第２の受信回路２７側に切換接
続されているので、この期間、ＣＲ７表示器２４には第
２の分割型探触子の受信信号ｆに対応する第２のピーク
波信号ｆ１が表示される。この第２の分割型探触子の探
傷領域ＢＲは第３図に示すように、鋼板４の底面近傍の
遠距離区域をカバーするので、底面近傍に存在する欠陥
に起因する欠陥波Ｆ２を確実に検出できる。

このように、焦点位置が異なる複数の分割型探触子を組
込んだ複合超音波探触子１０を使用することによって、
ＤＡＣ回路を使用せずに、鋼板４の複合超音波探触子１
０の取付面４ａから反対面（底面）までの広い距離範囲
に亘って、十分大きい均一な欠陥検出感度が得られる。

よって、欠陥の検出精度を大幅に向上できる。

また、従来の１個の分割型探触子のみを用いた手法のよ
うにＤＡＣ回路を用いて感度補正を行う必要かない。そ
の結果、繁雑な調整作業を除去できるので、この複合超
音波探触子１０を用いた超音波探傷装置の操作性を大幅
に向上できる。

さらに、取付面４ａから反対面までの広い距離範囲に亘
って均一な欠陥検出感度か維持される。

よって、欠陥の発生位置に関係なく、一定レベル以上の
欠陥波Ｆを無条件に検出して警報を出力すればよいので
、′操作者が欠陥波を観測して判断する必要がない。よ
って、欠陥の探傷速度を高めることができる。

また、操作者が波形を観察して判断する必要がないので
、欠陥の探傷処理を自動化できる。したかって、工場等
における製品の検査工程において、連続して移動する帯
状の鋼板に対してオンラインでもってこの鋼板内に存在
する欠陥を連続的に自動探傷できる。

次に、同期回路２９の切換スイッチ２９ａを交互励振側
に投入した場合を説明する。

切換スイッチ２９ａを交互励振側に投入すると、第５図
（ｂ）に示すように、各送信回路２１゜２６から周期が
１／２だけずれたパルス信号す、　　ｅか第１．第２の
各分割型探触子の各送信振動子１２ａ、１３ａに印加さ
れる。その結果、各送信振動子１２ａ、１３ａにおける
超音波の出力タイミングがずれる。よって、両方の超音
波が互いに干渉しあうことが未然に防止される。したが
って、各分割型探触子から出力される各受信信号ｃ、−
ｆのＳ／Ｎを向上できるので、結果として欠陥の検出精
度をさらに向上できる。

なお、この場合は、ピーク波信号ＣＩ＋’ｆｌ相互間で
周期が１７２だけずれているので、ＣＲ７表示器２４に
同時に表示することはなく、操作者が信号切換回路２３
を手動で切換操作して、各ピーク波信号ｃ＋＋ｆｌを交
互にＣＲ７表示器２４に表示させて、欠陥波Ｆを観察す
ればよい。

また、各送信振動子１２．ａ、１３ａからａカされたパ
ルス状の各超音波が鋼板４内へ入射される場合は、その
一部分は表面（取付面４ｇ）で表面反射される。そして
、その表面反射波の一部が各受信振動子１２ｂ、１−３
ｂに入射する。したがって、各受信信号ｃ、ｆの各ピー
ク波信号Ｃ１ｒｆｌには、第６図に示したように、表面
近傍に表面反射波Ｓか現れる。そして、この表面反射波
Ｓが大きいと表面近傍に発生する小さな欠陥の欠陥波Ｆ
がこの表面反射波Ｓに含まれてしまう。この表面反射波
Ｓの大きさ（高さ）は超音波の入射角度が小さいほど、
すなわち、焦点位置が遠いほど大きくなる。その結果、
近距離の欠陥を検出する第１の分割型探触子の受信振動
子１２ｂに遠距離の欠陥を検出する第２の分割型探触子
の送信振動子１３ａから出力された超音波の表面反射波
が混入するの″で、たとえ第１、の分割型探触子を用い
たとしても表面にごく近い位置の欠陥を正確に検出でき
ない問題が生じる。

しかし、第１．第２の各分割型探触子の各送信振動子１
２ａ、１３ａから出力される超音波の出力タイミングが
異なるので、第１の分割型探触子の受信振動子１２ｂに
第２の分割型探触子の表面反射波が入力するタイミング
と自己が出力した超音波による表面反射波の入力タイミ
ングとは周期がｌ／２だけずれる。その結果、第２の分
割型探触子の表面反射波Ｓが表面近傍における欠陥検出
精度に悪影響を与えることはない。よって、より精度良
く欠陥を検出できる。

このように、通常は切換スイッチ２９ａを同時励振側に
投入してオンライン探傷を実行させ、異常が発生したり
、オフライン探傷を実行する場合には、切換スイッチ２
９ｇを交互励振側に投入して、操作者が詳細に欠陥波を
観測する等の選択が可能である。

また、切換スイッチ２９ａを交互励振側に投入すること
によって、超音波を交互に出力させて超音波相互間に干
渉現象が生じるのを未然に防止できると説明したが、逆
に故意に超音波相互間で干渉現象を発生させて、遠距−
における総合的な検出感度を上昇させることが可能であ
る。

すなわち、切換スイッチ２９ｍを交互側に投入した状態
で各分割型探触子をそれぞれ独立に稼働させると、第７
図（ａ）に示すように、感度特性Ｃを有する近距離用の
第１の分割型探触子と、感度特性りを有する遠距離用の
第２の分割型探触子とが存在するとする。この状態で、
切換スイッチ２９ａを同時励振側に投入すると、それぞ
れの受信信号ｃ、ｆにおける感度特性が第７図（ｂ）に
示す感度特性りとなる場合がある。すなわち、各振動子
１２ａ〜１３ｂの振動周波数や各振動子１２ａ〜１３ｂ
相互間および各振動子１２ａ〜１３ｂと表面４ａまでの
距離等を調整して、鋼板４の底面近傍の各反射波の振幅
が互い強調する方向に位相が合致すれば、結果として該
当位置の検出感度が上昇する。逆に、近距離においては
、互いの振幅を打ち消しあう方向に位相が合致すれば、
検出感度が低下する。

すなわち、干渉現象を利用して合成された感度特性Ｇを
任意に設定可能である。

さらに、各分割型探触子を一つの複合超音波探触子１０
として同一容器１１内に組込んでいるので、探触子の取
扱いが簡単になり、超音波探傷装置全体の操作性を大幅
に向上できる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施例においては、２つの分割型探触子を用いて複
合超音波探触子を構成したが、互いに焦点位置が異なる
多数の分割型探触子を用いてもよい。この場合、全体と
しての探傷領域が広がるので、さらに広範囲に亘って欠
陥を精度良く探傷できる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、複合超音波探触子１０を作動する制御装
置２０をもっと簡略化することが可能である。例えば受
信回路２２．２７は入力した受信信号ｃ、ｆを簡単なフ
ィルタで雑音成分のみを除去してＣＲ７表示器２４へ送
出してもよい。

また、時間軸回路３０から切換信号ｇを送出しなくて、
信号切換回路２３を操作者が必要に応じてマニアル操作
で切換えるようにしてもよい。さらに、同時励振のみを
行う場合には、送信回路２１゜２６は１個のみでよい。

このように、複雑な制御装置を用いなくても前述した複
合超音波探触子１０としての機能を十分発揮することが
可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の超音波探傷装置によれば、
焦点位置が異なる複数の分割型探触子を測定位置の距離
に応じて切換使用している。したがって、各焦点位置を
被測定体の厚み方向に分散させることによって、被測定
体の厚み方向の近距離および遠距離を含む広い距離範囲
に亘って欠陥をほぼ均一な検出感度で検出でき、欠陥の
検出範囲の拡大と検出精度の向上とを図ることができる
。

さらに、信号切換回路を用いることによって被測定体の
厚み方向の近距離から遠距離までの広い距離範囲を自動
的に探傷できる。

また、真なる距離領域の欠陥を検出する複数の分割型探
触子を一つの複合超音波探触子に組込んでいるので、操
作性を大幅に向上できる。

さらに、各分割型探触子に印加する各パルス信号相互間
の位相を同位相にするか異位相にするかを選択可能とし
ているので、測定目的に応じて最適条件で欠陥検出が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例に係わる超音波探
傷装置を示すものであり、第１図は装置全体の概略構成
を示す断面模式図、第２図は複合超音波探触子の概略構
成を示す透視斜視図、第３図は各分割型探触子の焦点位
置と各検出感度特性との関係を示す図、第４図は制御装
置を示すブロック構成図、Ｍ５図は各分割型探触子に印
加するパルス信号を示すタイムチャート、第６図はピー
ク波信号を示す波形図であり、第７図は本発明の他の実
施例に係わる超音波探傷装置の各分割型探触子の検出感
度特性図、第８図は一般的な分割型探触子を示す断面模
式図、第９図は同分割型探触子の動作を説明するための
図、第１０図は同分割型探触子における欠陥検出感度特
性図である。 ４・・・鋼板、４ａ・・・取付面、１０・・・複合超音
波探触子、１１・・・容器、１２ａ、１３ａ・・・送信
振動子、１２ｂ、１３ｂ・・・受信振動子、１５゜１６
・・・焦点、２０・・・制御装置、２１．２６・・・送
信回路、２２・・・第１の受信回路、２３・・・信号切
換回路、２４・・・ＣＲＴ表示器、２７・・・第２の受
信回路、２９・・・同期回路、２９ト・・切換スイッチ
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 （＆面） 距離　ｄ （揮）） （底面） Ｃａ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波の送信振動子と受信振動子とを被測定体の
   取付面に直交する垂線上における互いに異なる位置に焦
   点を結ぶように配設した複数の分割型探触子と、この各
   分割型探触子の送信振動子へパルス信号を印加してそれ
   ぞれパルス状の超音波を発生させる送信回路と、前記各
   分割型探触子毎に設けられ、各受信振動子から出力され
   た受信信号に含まれる欠陥等に起因する各種反射波に対
   応するピーク波を有するピーク波信号を出力する複数の
   受信回路と、前記各ピーク波信号に基づいて前記欠陥の
   発生位置および欠陥規模を解析する欠陥解析手段とを備
   えた超音波探傷装置。
2. （２）前記各受信回路から出力された各ピーク波信号に
   おける該当ピーク波信号に対応する分割型探触子の焦点
   位置を含む所定距離範囲の信号部分をそれぞれ抽出して
   前記欠陥解析手段へ出力する信号切換回路を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の超音波探傷装置。
3. （３）前記各分割型探触子を一つの複合超音波探触子と
   して同一容器内に組込んだことを特徴とする請求項１記
   載の超音波探傷装置。
4. （４）前記送信回路を介して各送信振動子へ印加する各
   パルス信号を同時に出力する同時励振か交互に出力する
   交互励振かを選択設定する励振選択手段を備えた請求項
   １記載の超音波探傷装置。