JPH0483157A

JPH0483157A - 超音波物品検査方式

Info

Publication number: JPH0483157A
Application number: JP2197041A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shirai; 隆白井; Tadashi Muraoka; 村岡　正; Katsuyoshi Miyaji; 宮路　勝善
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-03-17
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2524540B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、超音波物品検査方式に関し、詳しくは、製
品や部材の欠陥を超音波探傷により検査する超音波検査
装置において、所定の種類の被検査物品の検査開始時点
あるいはあらかじめ決められた時点で定期的に超音波探
傷器の感度較正をしなくても済むような超音波物品検査
方式に関する。

［従来の技術］超音波検査装置は、焦点型のプローブをＸＹＺ方向に移
動させることができる走査装置を制御して被検査゛物品
内部の所定の位置での縦断面や横断面での欠陥数を採取
して、その欠陥数から被検体の合否を判定する。また、
その映像検査装置では、さらに、被検査物品の縦断面や
横断面の映像を画面上に観測映像として表示することが
できる。

この種の超音波検査装置は、通常、各種の物品を検査す
るときに、その都度あるいは定期的に検査対象となる物
品に対して標準試験片（マスターワーク）等を探傷して
感度較正を行う必要がある。

感度較正は、欠陥の有無の比較基準とされるスレッシュ
ホールド値に対して被検査物品から得られる検査対象部
分のエコーの値が適正な値となるように、超音波探傷器
のレシーバ−ゲインをマニュアルにて調整するで行われ
る。この感度較正か必要な理由は、被検査物品が探傷さ
れる場合には被検査物品が通常水等の液体媒体に浸漬さ
れるので、この媒体の汚れなどにより探傷条件が変化す
るからである。それに応じて検査装置側の感度を較正し
なければ一定の基準での検査ができないことになる。

［解決しようとする課題］この種の超音波検査装置を製品ラインに配備して物品の
自動検査を行う場合の感度較正は、マスターワークヲ探
傷してレシーバのゲインをマニュアルで調整する。した
がって、何度もマスターワークを探傷することになり時
間がかかる。その上、これを定期的に行わなければ十分
な精度で物品の検査ができないため、製品製造効率を低
下させる問題がある。しかも、検査効率を上げるために
感度較正回数を少なくすると検査精度が低下する。

回数を低減することも難しい。さらに、多品種の物品を
検査する場合には個々にマスターワークか必要であり、
それぞれの検査開始時点において感度較正をその都度行
わなければならない。このようなことでも検査の作業性
や製品製造効率が低下する。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、感度較正をしな（て済む超音波物品検査方
式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］このような目的を達成するためのこの発明の超音波物品
検査方式の構成は、被検査物品に隣接して基準超音波反
射部材を設け、超音波探傷器を第１の感度に設定して前
記基準超音波反射部材を探傷して基準超音波反射部材か
ら所定のエコーのピーク値を得てこれを記憶し、超音波
探傷器を第１の感度又は第２の感度に設定して被検査物
品に対して検査基準となる物品を探傷し、この物品によ
るエコーのピーク値に基づいて欠陥判定の基準となるス
レッシュホールド値を算出してこれを記憶し、被検査物
品の検査の際に前記第１の感度において基準超音波反射
部材のエコーのピーク値を採取して記憶されている基準
超音波反射部材のピーク値との比を算出してこの比に応
じてスレッシュホールド値を補正するものである。

［作用コこのように、被検査物品に隣接して基準超音波反射部材
を設けて、基準超音波反射部材からのエコーのピーク値
とマスターワークからのスレッシュホールド値を記憶し
ておき、ある検査状態で基準超音波反射部材からエコー
を得て、そのエコーのピーク値が変化した分に対応する
分だけ初期に設定されたスレッシュホールド値を変更す
るようにしているので、探傷により得られる被検査物品
のピーク値とスレッシュホールド値との相対的な関係が
実質的に変わらなくなる。したがって、超音波探傷器の
感度較正を行わなくても欠陥判定が正確にできる。また
、多種の被検査物品についてはそれぞれのマスターワー
クから得たスレッシュホールド値をあらかじめ記憶して
おけば、被検査物品の種類が変わってもその都度マスタ
ーワークを使用する感度較正することなしに検査を継続
することができる。

［実施例コ以下、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。

第１図は、この発明の超音波物品検査方式を適用した一
実施例の超音波検査装置のブロック図であり、第２図は
、その検査処理のフローチャートである。

第１図に示す１５は、被検査物品としてのワークであっ
て、回転装置１の水槽の中に設けられた回転テーブル２
上に載置され、水中に浸漬された状態で固定される。回
転装置１の水槽の端部（例えば、スキャナの原点位置）
には基準超音波反射板（以下基準反射板）３が設けられ
いる。回転テーブル２は、データ処理装置８により制御
される機構系制御装置７によりその駆動制御が行われる
。

この駆動制御により回転装置１により回転されたワーク
１５は、プローブ４により回転走査される。

プローブ４は、ＸＹＺ方向にそれぞれの軸か移動する３
軸のスキャナ（走査装置）５に固定されている。このこ
とによりプローブ４は、ワーク１５をＸ方向（回転テー
ブル２．の半径方向）に沿うて走査することができ、か
つ、そのＺ方向の移動によりワーク１５に対する高さ方
向の位置決めがなされる。３軸スキヤナ５は、機構系制
御装置７により駆動制御されてプローブ４の位置決めを
する。

プローブ４は、超音波探傷器６から送信パルスを受けて
そのエコーを受信する。プローブ４がワーク１５を走査
して得られる超音波のエコー受信信号は超音波探傷器６
に入力される。超音波探傷器６は、内部にＡ／Ｄ変換器
（Ａ／Ｄ）６ａを打していて、入力されたエコー受信信
号の所定の位置にゲートをかけて欠陥エコー（この場合
には被検査物品の測定面からのエコー、以五同じ）を抽
出し、得られた欠陥エコーのピーク値を前記のＡ／Ｄ変
換器６ａによりデジタル値に変換してこのピーク値のデ
ジタル値をデータ処理装置８にインタフェース９を介し
て送出する。

データ処理装置８は、相互にバス８ａで接続されたマイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）１０と、メモ＋７１１、外部
インタフェース１２、そしてこの外部インタフェース１
２を介して接続されたキーボード１３及びデイスプレィ
（ＣＲＴ）１４とを備えている。

メモリ１１には、欠陥判定処理プログラム１１ａと、初
期データ採取プログラム１１ｂ１スレツシユホールド値
補正プログラム１ｌｃｘそして採取された欠陥数を基準
の欠陥数と比較して合否を判定する合否判定処理プログ
ラムｌｉｄ等が格納され、さらに測定パラメータ等記憶
領域ｌｉｅが設けられている。

ここで、データ処理装置８は、機構系制御装置７を介し
て３軸スキヤナ５と回転装置１とに制御信号を送出して
プローブ４を１回転ごとにピッチ送りして所定の走査幅
の範囲において二次元走査を行う。そして、超音波探傷
器６を制御し、超音波探傷器６にゲートを設定して、被
検査物品１５の内部検査対象部分に対応したエコーが抽
出されてそのピーク値が採取されるようにする。さらに
、データ処理装置８は、測定と同時に３軸スキヤナ５の
スキャン位置と回転装置１の回転数とを設定して、例え
ば、１０００点／周のサンプリング周期で測定データを
被検査物品１５から採取して、メモリ１１の測定データ
記憶領域に順次記憶する。

そのＭＰＵ１０は、プログラムに従って前記のような制
御を行うとともに、メモリ１１に記憶された欠陥判定処
理プログラムｌｌａを起動してこのプログラムに従って
、その測定データ（ピーク値）をあらかじめ設定された
スレッシュホールド値（′／ｆｌＩ定パラメータ等記憶
領域ｌｉｅに記憶された後述するスレッシュホールド値
ＴＨ２）と比較して欠陥か否かの判定を行う。それを測
定データ記憶領域に記憶された各測定データに対して行
って、その欠陥数等を算出してメモリ１１の所定の記憶
領域に記憶する。

この欠陥数は、ＭＰＵｌ０の合否判定プログラムの実行
で、基準欠陥数と比較される。これにより被検査物品１
５の合否が判定され、その合否結果が欠陥数とともにデ
イスプレィ１４の画面上に表示される。

ここで、初期データ採取プログラムｔｉｂは、検査開始
の初期設定時点で起動され、プローブ４を基準反射板３
からのエコー採取位置に位置決めする。そして基準反射
板３を探傷してそのエコーのピーク値、例えば、その表
面エコーのピーク値Ｐｌを得て、それを測定パラメータ
等記憶領域１１ｅに記憶する。また、被検査物品１５の
検査のために用意されているマスターワークが回転テー
ブル２上に設定され、それを検査したときには、そのと
き得られたピーク値からスレッシュホールド算出関数に
従って算出されたスレッシュホールド値ＴＨｒ　を得て
これによりスレッシュホールド比５＝ＴＨｘ’／Ｐｔ　
を算出して、それを測定パラメータ等記憶領域ｌｉｅに
記憶する。そして、それをデイスプレィ１４上にも表示
する。

なお、この場合のスレッシュホールド値は、例えば、マ
スターワークを測定した場合の欠陥数があらかじめ決め
られた欠陥数になるようなスレッシュホールド値ＴＨ１
をサンプリングした各ピーク値の値から統計的な処理を
して算出する。また、この場合、スレッシュホールド値
ＴＨＩ　をあらかしめ定めた値として感度側（レシーバ
のゲイン）を選択してマスターワークの欠陥数が所定の
値になるようにゲインを決めることであってもよい。

これにより相対的にスレッシュホールドｆａ　Ｔ　Ｈ１
が算出されたことになる。この発明はこのような方法で
スレッシュホールドＴＨＩ　を算出する場合も含む。

スレッシュホールド値補正プログラムｌｌｃは、超音波
探傷器６の感度較正処理のときに起動され、プローブ４
を基準反射板３からのエコー採取位置に位置決めする。

そして、基準反射板３を探傷して前記と同様にその表面
エコーのピーク値Ｐ２を得て、測定パラメータ等記憶領
域ｌｉｅに記憶されているスレッシュホールド比Ｓから
Ｐ２ＸＳ（＝ＴＨｚ）の演算を行い、新しいスレッシュ
ホールド値ＴＨ２を算出する。そして、これを測定パラ
メータ等記憶領域ｌｉｅに記憶する。この新しいスレッ
シュホールド値ＴＨ２は、欠陥判定処理プログラムｌｌ
ａにより測定パラメータ等記憶領域ｌｉｅから読出され
て実際の欠陥判定基準信号としてのスレッシュホールド
値として使用される。

ここで、基準反射板３を探傷してそのエコーを採取する
場合のレシーバのゲイン（感度）と被検査物品１５のエ
コーを採取するときのレシーバのゲイン（感度）は、通
常、同じではない。そこで、前記の場合には、それぞれ
のピークを採る際にあらかじめ決定されている値に超音
波探傷器６のレシーバのゲイン（超音波探傷器６の感度
）を設定してからそのエコーを採取する。この意味で超
音波探傷器６のレシーバのゲインは、ここでは、被検査
物品１５の種類や基準反射板３に対しては固定値となっ
ていて、変更されない。したがって、この発明は、従来
のようにゲインを調整して感度較正を行うものではない
。

次に、その全体的な検査処理について第２図のフローチ
ャートに従って説明する。

まず、初期設定として各種の測定条件の設定とともに、
初期データの採取を行う。このとき、ステップ■で、ま
ず、オペレータは、超音波探傷器６の感度（レシーバの
ゲイン）を基準反射板３のエコー採取として決められて
いるある感度（第１の感度）に合わせる。ここで、オペ
レータがキーボード１３上の初期データ採取に対応する
機能キーを入力すると、次のステップ■でＭＰＵ１０か
初期データ採取プログラムｆｌｂを起動して実行し、プ
ローブ４を基準反射板３からのエコー採取位置に位置決
めして、基準反射板３に対して探傷を行い、その表面エ
コーのピーク値Ｐ、を得てそれを測定パラメータ等記憶
領域ｌｉｅに記憶する。

次に、ステップ■でオペレータは、被検査物品１５につ
いてのマスターワークを回転テーブル２に載置して、超
音波探傷器６の感度（レシーバのゲイン）を被検査物品
１５のエコー採取として決められているある感度（第２
の感度）に合わせる。

ここで、オペレータがキーボード１３上のスレッシュホ
ールド比算出に対応する機能キーを入力すると、ステッ
プ■でプローブ４を被検査物品のエコー採取位置に位置
決めし、回転装置１を駆動し、マスターワークを走査し
てそのエコーのピークを測定点数分採取する。その測定
データがメモリに記憶される。そして、ステップ■でＭ
ＰＵ１０は、初期データ採取プログラムｆｌｂを起動し
て実行し、スレッシュホールド値ＴＨＩ　を算出して測
定パラメータ等記憶領域ｌｉｅに記憶し、さらにステッ
プ■で得たエコーのピーク値ＴＨ１に基づきスレッシュ
ホールド比Ｓを算出して、それを測定パラメータ等記憶
領域ｌｉｅに記憶してステップ■でこのスレッシュホー
ルド比Ｓをデイスプレィ１４上に表示する。

次にステップ■において、スレッシュホールド比ＳがＯ
Ｋかの判定が行われ、ＯＫであれば、キーボード１３か
らのＯＫのキー人力（ＹＥＳキー人力）に応じて、ステ
ップ■で被検査物品１５の種別をキーボード１３からコ
ード等で入力してそれを前記スレッシュホールド比Ｓに
対応させて測定パラメータ等記憶領域ｌｉｅに記憶して
初期設定動作を終了する。このとき、ＯＫでなければ、
ステップ■に戻る。

このステップ■〜■までの動作を繰り返すことにより被
検査物品１５の種別対応にそれぞれのスレッシュホール
ド比Ｓが測定パラメータ等記憶領域ｌｉｅに順次記憶さ
れる。

一方、被検査物品１５の検査を開始すると、まず、ステ
ップ［相］において、被検査物品１５の種別の入力をす
る。次にステップ■でオペレータは、超音波探傷器６の
感度（レシーバのゲイン）を基準反射板３のエコー採取
として決められている感度（第１の感度）に合わせる。

ここで、オペレータがキーボード１３上のスレッシュホ
ールド値修正（感度較正処理）の機能キーを入力すると
、次のステップ＠で、ＭＰＵ１０がスレッシュホールド
値補正プログラムｌｉｅを起動して実行し、プローブ４
を基準反射板３からのエコー採取位置に位置決めして基
準反射板３に対して探傷を行い、その表面エコーのピー
ク値Ｐ２を得て、次のステップ［相］でこれに測定パラ
メータ等記憶領域ｌｉｅに記憶されているスレッシュホ
ールド比Ｓを前記ステップ［相］で入力した種別に対応
して読出し、ピーク値Ｐ２とこのスレンシュホールド比
ＳとからＰ２　ＸＳ　（：ＴＨ２）の演算を行い、新し
いスレッシュホールド値ＴＨ２を算出する。これを測定
パラメータ等記憶領域ｌｉｅに記憶する。

そして、ステップ■でオペレータは、超音波探傷器６の
感度（レシーバのゲイン）を被検査物品１５のエコー採
取として決められている感度（第２の感度）に合わせて
、検査開始の機能キーを入力する。このことで、以後、
ラインから流れて来る被検査物品が回転テーブル２に載
置されて自動的に検査が行われる。

このようにすることで超音波探傷器６の感度較正すると
となく、感動較正をしたときと同じ状態で製品検査がで
き、感動較正を行わない分だけ作業効率を向上させるこ
とができる。

以上説明してきたが、実施例では、基準反射板は、基準
となるエコーを発生する部材であればどのようなもので
あってもよい。また、そのエコーの採取は表面エコーに
限定されない。

実施例では、基準反射板のエコーと被検査物品のエコー
とにおいてそれぞれ感度（ゲイン）の設定値を変えてい
るが、基準反射板が被検査物品に近いエコーを発生させ
るものであれば、感度を切替えてエコーを採取する必要
はない。

実施例では、スレッシュホールド比Ｓ−”ＴＨｘ／Ｐｌ
　を算出して記憶し、これにより検査時にスレッシュホ
ールド値を修正して検査を行うようにしているが、この
スレッシュホールド比は、基本的には初期設定時点での
基準超音波反射部材のエコーのピーク値と検査時の基準
超音波反射部材のエコーのピーク値との比を求めて初期
設定したスレッシュホールドＴＨ１をその比に従って補
正するためのものである。したがって、このような補正
を行うものであれば、どのような式を用いてもよい。こ
の発明は、前記のようなスレッシュホールド比の式を採
用することに限定されない。

実施例では、ワークを回転装置に固定しているが、回転
装置は必ずしも必要とされない。その走査は、二次元の
往復走査であってもよい。また、その座標の採り方は、
走査の仕方に応じて自由に設定することができるもので
ある。

［発明の効果コ以上の説明から理解できるように、この発明にあっては
、被検査物品に隣接して基準超音波反射部材を設けて、
基準超音波反射部材からのエコーのピーク値とマスター
ワークからのスレッシュホールド値を記憶しておき、あ
る検査状態で基準超音波反射部材からエコーを得て、そ
のエコーのピーク値が変化した分に対応する分だけ初期
に設定されたスレッシュホールド値を変更するようにし
ているので、探傷により得られる被検査物品のピーク値
とスレッシュホールド値との相対的な関係が実質的に変
わらなくなる。したがって、超音波探傷器の感度較正を
行わなくても欠陥判定が正確にできる。

その結果、最初に基準反射部材からのエコーのピーク値
とマスターワークからのスレッシュホールド値を記憶し
ておりたけで、マスターワークによる超音波探傷器の感
度較正をしなくても被検査物品の合否判定ができ、超音
波探傷器の感度較正をしない分だけ作業効率が向上する
。特に、インラインで超音波検査装置により物品の自動
検査を行う場合などには、そのラインが効率的に稼働し
て製品製造の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の超音波物品検査方式を適用した一
実施例の超音波検査装置のブロック図、第２図は、その
検査処理のフローチャートである。ｌ・・・回転装置、２・・・回転テーブル、３・・・基
準反射板、４・・・プローブ、Ｓ・・・３軸スキヤナ、
６・・・超音波探傷器、７・・・機構系制御装置、８・
・・データ処理装置、８・・・インタフェース、１０・
・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１１・・・メモリ
、１１ａ・・・欠陥判定処理プログラム、ｌｌｂ・・・
初期データ採取プログラム、１１ｃ・・・スレッシュホ
ールド値補正プログラム、ｌｉｄ・・・合否判定処理プ
ログラム、ｌｉｅ・・・測定パラメータ等記憶領域、１
２・・・外部インタフェース、１３・・・キーボード、
１４・・・デイスプレィ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超音波探傷器を有する超音波物品検査装置におい
て、被検査物品に隣接して基準超音波反射部材を設け、
前記超音波探傷器を第１の感度に設定して前記基準超音
波反射部材を探傷して前記基準超音波反射部材から所定
のエコーのピーク値を得てこれを記憶し、前記超音波探
傷器を第１の感度又は第２の感度に設定して前記被検査
物品に対して検査基準となる物品を探傷し、この物品に
よるエコーのピーク値に基づいて欠陥判定の基準となる
スレッシュホールド値を算出してこれを記憶し、前記被
検査物品の検査の際に前記第１の感度において前記基準
超音波反射部材のエコーのピーク値を採取して記憶され
ている前記基準超音波反射部材のピーク値との比を算出
してこの比に応じて前記スレッシュホールド値を補正す
ることを特徴とする超音波物品検査方式。
（２）被検査物品は、複数種設けられ、それぞれの種類
に応じてそれぞれの被検査物品の検査基準となる物品を
それぞれ探傷してそれぞれの物品についての欠陥判定の
基準となるスレッシュホールド値を得てそれをそれぞれ
の被検査物品の種類に対応してそれぞれ記憶し、検査対
象となる前記被検査物品の種類に対応する前記スレッシ
ュホールド値を補正することを特徴とする請求項１記載
の超音波物品検査方式。
（３）欠陥判定の基準となるスレッシュホールド値の算
出は、スレッシュホールド値をあらかじめ記憶しておき
、このスレッシュホールド値に対して超音波探傷器の感
度を調整して調整した感度を第１の感度または第２の感
度とすることで行われることを特徴とする請求項１又は
２記載の超音波物品検査方式。