JPH0510930A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
- Publication number
- JPH0510930A JPH0510930A JP3159246A JP15924691A JPH0510930A JP H0510930 A JPH0510930 A JP H0510930A JP 3159246 A JP3159246 A JP 3159246A JP 15924691 A JP15924691 A JP 15924691A JP H0510930 A JPH0510930 A JP H0510930A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アレイ探触子の超音波の方向、入射角、集束
点を変更する場合に、被検査材料の条件に応じて効率良
く事前の設定を行なう。 【構成】 超音波の進行方向、材料に対する入射角およ
び／または収束距離の設定データを入力する入力装置９
と、設定データに基づきアレイ探触子１の各振動子につ
いてそれぞれ加えるパルスの遅延時間を算出する演算手
段１０と、遅延時間の計算結果から遅延時間テーブルを
作成し、この遅延時間テーブルのデータを制御回路に与
える遅延時間テーブル作成手段１２と、別の探傷条件に
基づいて遅延時間テーブルを作成したときに遅延時間テ
ーブルを更新する遅延時間テーブル更新手段１１を備え
ている。
点を変更する場合に、被検査材料の条件に応じて効率良
く事前の設定を行なう。 【構成】 超音波の進行方向、材料に対する入射角およ
び／または収束距離の設定データを入力する入力装置９
と、設定データに基づきアレイ探触子１の各振動子につ
いてそれぞれ加えるパルスの遅延時間を算出する演算手
段１０と、遅延時間の計算結果から遅延時間テーブルを
作成し、この遅延時間テーブルのデータを制御回路に与
える遅延時間テーブル作成手段１２と、別の探傷条件に
基づいて遅延時間テーブルを作成したときに遅延時間テ
ーブルを更新する遅延時間テーブル更新手段１１を備え
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、材料内部の欠陥を検査
するための超音波探傷装置に係り、特に、振動子を二次
元マトリックス状に配列したアレイ探触子で材料を電子
的に走査する超音波探傷装置に関する。
するための超音波探傷装置に係り、特に、振動子を二次
元マトリックス状に配列したアレイ探触子で材料を電子
的に走査する超音波探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波探傷法が材料の内部欠陥の非破壊
検査技術として確立され、近年では、振動子を二次元マ
トリックス状に配列したアレイ探触子で電子的に走査す
る超音波探傷装置が金属材料等の探傷用に開発されてい
る。図３は、この種のアレイ探触子の一例を示した図
で、このうち、図３（ａ）はアレイ探触子１をｚ軸方向
から見てｘ−ｙ平面上で表した図であり、図３（ｂ）は
ｘ−ｚ平面上で表した図である。このように、アレイ探
触子１は、小さい振動子（ｉ，ｊ）をｘ軸およびｙ軸方
向に等間隔に配置して構成したもので、各振動子（ｉ，
ｊ）を所定の順序に従って励振することで、アレイ探触
子１全体としての合成波の進行方向や材料に対する入射
方向を任意に変えたり、合成波を任意の一点に収束させ
ることができる。次に、図４において、各振動子（ｉ，
ｊ）にて発生する超音波の集束点Ｐ（収束距離Ｆｌ、入
射角θ、入射方向α）を設定した場合、この収束点Ｐが
ｘ−ｚ平面、 ｙ−ｚ平面にそれぞれ投影される点はＰ
ｘ（Ｆｘ，σ）、Ｐｙ（Ｆｙ，ψ）で表されることにな
る。従って、図３（ｂ）に示すように、ｘ−ｚ平面に沿
った振動子（１，ｙ）〜（ｉ，ｙ）のそれぞれについ
て、一定のタイミングに従ってパルスを与えて励振する
ことにより、これら各振動子（１，ｙ）〜（ｉ，ｙ）で
発生した超音波を点Ｐｘ（Ｆｘ，σ）に収束させること
ができる。同様に、ｙ−ｚ平面に平行な振動子（ｘ，
１）〜（ｘ，ｊ）について、超音波をＰｙ点に収束させ
ることができる。このようにして、これらの合成波の集
束点として集束点Ｐを考えることができる。
検査技術として確立され、近年では、振動子を二次元マ
トリックス状に配列したアレイ探触子で電子的に走査す
る超音波探傷装置が金属材料等の探傷用に開発されてい
る。図３は、この種のアレイ探触子の一例を示した図
で、このうち、図３（ａ）はアレイ探触子１をｚ軸方向
から見てｘ−ｙ平面上で表した図であり、図３（ｂ）は
ｘ−ｚ平面上で表した図である。このように、アレイ探
触子１は、小さい振動子（ｉ，ｊ）をｘ軸およびｙ軸方
向に等間隔に配置して構成したもので、各振動子（ｉ，
ｊ）を所定の順序に従って励振することで、アレイ探触
子１全体としての合成波の進行方向や材料に対する入射
方向を任意に変えたり、合成波を任意の一点に収束させ
ることができる。次に、図４において、各振動子（ｉ，
ｊ）にて発生する超音波の集束点Ｐ（収束距離Ｆｌ、入
射角θ、入射方向α）を設定した場合、この収束点Ｐが
ｘ−ｚ平面、 ｙ−ｚ平面にそれぞれ投影される点はＰ
ｘ（Ｆｘ，σ）、Ｐｙ（Ｆｙ，ψ）で表されることにな
る。従って、図３（ｂ）に示すように、ｘ−ｚ平面に沿
った振動子（１，ｙ）〜（ｉ，ｙ）のそれぞれについ
て、一定のタイミングに従ってパルスを与えて励振する
ことにより、これら各振動子（１，ｙ）〜（ｉ，ｙ）で
発生した超音波を点Ｐｘ（Ｆｘ，σ）に収束させること
ができる。同様に、ｙ−ｚ平面に平行な振動子（ｘ，
１）〜（ｘ，ｊ）について、超音波をＰｙ点に収束させ
ることができる。このようにして、これらの合成波の集
束点として集束点Ｐを考えることができる。
【０００３】そこで、以上の原理に基づいた従来の超音
波探傷装置について説明する。図５において、符号１
は、振動子が二次元的に配列されたアレイ探触子、符号
２は電子計算機を示す。この電子計算機２では、アレイ
探触子１の各振動子を励振動作させるにあたって基礎と
なる遅延時間が演算され、演算した結果の遅延時間デー
タは信号制御回路３および信号遅延回路４に出力され
る。上記信号制御回路３は、与えられた遅延時間データ
に基づいて送信器５のパルス出力を制御するとともに、
超音波の発信に同期した反射波の受信処理を制御する。
この場合、送信器５および受信器６は、アレイ探触子１
の各振動子に一対一に対応する送受信チャンネルを備え
ており、各振動子ごとにパルスの位相が順次ずらされて
アレイ探触子１に与えられ、各振動子で発生する超音波
はその進行方向（α）、入射角（θ）が設定値に制御さ
れ、あるいは所定の収束点Ｐ（Ｆｌ，θ，α）に収束す
る。被検査材料の欠陥部等からの反射波は受信器６で各
振動子ごとに検出されたのち増幅された信号として信号
遅延回路４に出力される。この信号遅延回路４では、受
信した信号が各振動子の遅延時間に同期して合成され、
合成された信号は、画像表示回路７で画像画像信号処理
された後、画像表示器９に波形画像の探傷結果として表
示される。
波探傷装置について説明する。図５において、符号１
は、振動子が二次元的に配列されたアレイ探触子、符号
２は電子計算機を示す。この電子計算機２では、アレイ
探触子１の各振動子を励振動作させるにあたって基礎と
なる遅延時間が演算され、演算した結果の遅延時間デー
タは信号制御回路３および信号遅延回路４に出力され
る。上記信号制御回路３は、与えられた遅延時間データ
に基づいて送信器５のパルス出力を制御するとともに、
超音波の発信に同期した反射波の受信処理を制御する。
この場合、送信器５および受信器６は、アレイ探触子１
の各振動子に一対一に対応する送受信チャンネルを備え
ており、各振動子ごとにパルスの位相が順次ずらされて
アレイ探触子１に与えられ、各振動子で発生する超音波
はその進行方向（α）、入射角（θ）が設定値に制御さ
れ、あるいは所定の収束点Ｐ（Ｆｌ，θ，α）に収束す
る。被検査材料の欠陥部等からの反射波は受信器６で各
振動子ごとに検出されたのち増幅された信号として信号
遅延回路４に出力される。この信号遅延回路４では、受
信した信号が各振動子の遅延時間に同期して合成され、
合成された信号は、画像表示回路７で画像画像信号処理
された後、画像表示器９に波形画像の探傷結果として表
示される。
【０００４】ところで従来は、超音波を収束点Ｐに入射
または収束させるのに必要な各振動子間の遅延時間の計
算は、電子計算機２に対して手入力して計算している。
その計算結果を基に、各振動子についての遅延時間テー
ブルが作成され、このテーブルの遅延時間データが信号
制御回路３のメモリに読み込まれ、信号制御回路３は、
遅延時間データに従って各振動子の励振動作を制御する
ことになる。このため、超音波探傷装置では、アレイ探
触子１の各振動子にて発生する超音波ビームの進行方向
（α）、入射角（θ）、あるいは、収束点Ｐを変更しよ
うとする場合には、それに応じた各振動子の遅延時間デ
ータ等を計算するために、α、θ、収束距離Ｆｌ等の設
定データを計算機に手入力して改めて計算する必要があ
る。
または収束させるのに必要な各振動子間の遅延時間の計
算は、電子計算機２に対して手入力して計算している。
その計算結果を基に、各振動子についての遅延時間テー
ブルが作成され、このテーブルの遅延時間データが信号
制御回路３のメモリに読み込まれ、信号制御回路３は、
遅延時間データに従って各振動子の励振動作を制御する
ことになる。このため、超音波探傷装置では、アレイ探
触子１の各振動子にて発生する超音波ビームの進行方向
（α）、入射角（θ）、あるいは、収束点Ｐを変更しよ
うとする場合には、それに応じた各振動子の遅延時間デ
ータ等を計算するために、α、θ、収束距離Ｆｌ等の設
定データを計算機に手入力して改めて計算する必要があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、探傷の対象となる材料の条件に応じてアレイ探触子
の超音波制御の事前の設定が煩雑であったため、一度条
件を設定してしまうと、同じ条件のもとで探傷を行わざ
るを得ず、被検査材料の種類、寸法、形状等に応じた最
適な条件に適宜変更しながらの検査に適さないという問
題があった。
は、探傷の対象となる材料の条件に応じてアレイ探触子
の超音波制御の事前の設定が煩雑であったため、一度条
件を設定してしまうと、同じ条件のもとで探傷を行わざ
るを得ず、被検査材料の種類、寸法、形状等に応じた最
適な条件に適宜変更しながらの検査に適さないという問
題があった。
【０００６】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
問題点を解消し、アレイ探触子の超音波の方向、入射
角、集束点を変更する場合に、被検査材料の条件に応じ
て効率良く事前の設定を行えるようにした超音波探傷装
置を提供することを目的とする。
問題点を解消し、アレイ探触子の超音波の方向、入射
角、集束点を変更する場合に、被検査材料の条件に応じ
て効率良く事前の設定を行えるようにした超音波探傷装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、超音波の進行方向、材料に対する入射角
および／または収束距離の設定データを入力する入力装
置と、設定データに基づきアレイ探触子１の各振動子に
ついてそれぞれ加えるパルスの遅延時間を算出する演算
手段と、遅延時間の計算結果から遅延時間テーブルを作
成し、この遅延時間テーブルのデータを制御回路に与え
る遅延時間テーブル作成手段と、別の探傷条件に基づい
て遅延時間テーブルを作成したときに遅延時間テーブル
を更新する遅延時間テーブル更新手段とを具備したこと
を特徴とするものである。
に、本発明は、超音波の進行方向、材料に対する入射角
および／または収束距離の設定データを入力する入力装
置と、設定データに基づきアレイ探触子１の各振動子に
ついてそれぞれ加えるパルスの遅延時間を算出する演算
手段と、遅延時間の計算結果から遅延時間テーブルを作
成し、この遅延時間テーブルのデータを制御回路に与え
る遅延時間テーブル作成手段と、別の探傷条件に基づい
て遅延時間テーブルを作成したときに遅延時間テーブル
を更新する遅延時間テーブル更新手段とを具備したこと
を特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、材料の性状に応じて超音波の
進行方向、材料に対する入射角および／または収束距離
を変更するときには、入力装置から設定データを入力す
ると、その設定データから遅延時間テーブルが作成され
るとともに、新たな遅延時間テーブルとして更新され
て、材料の探傷条件に合致するように自動的に設定され
る。
進行方向、材料に対する入射角および／または収束距離
を変更するときには、入力装置から設定データを入力す
ると、その設定データから遅延時間テーブルが作成され
るとともに、新たな遅延時間テーブルとして更新され
て、材料の探傷条件に合致するように自動的に設定され
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明による超音波探傷装置の一実施
例について添付の図面を参照して説明する。なお、以下
の説明において、図５に示した従来の超音波探傷装置の
構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその
詳細な説明は省略する。本実施例においては、探傷条件
を入力するための入力装置９として、ポテンショメー
タ、ジョイスティク等が電子計算機２に接続され、この
入力装置９から超音波の設定データ、すなわち、進行方
向（α）、入射角（θ）あるいは超音波を一点に収束さ
せて探傷する場合には、その収束距離（Ｆｌ）等が電子
計算機２に入力される。電子計算機２は、上記設定デー
タに基づきアレイ探触子１の各振動子についてそれぞれ
加えるパルスの遅延時間を算出する演算手段１０と、遅
延時間の計算結果から遅延時間テーブルを作成し、この
遅延時間テーブルのデータを信号制御回路３および信号
遅延回路４に与える遅延時間テーブル作成手段１１と、
別の探傷条件に基づいて遅延時間テーブルを作成したと
きに遅延時間テーブルを更新する遅延時間テーブル更新
手段１２を備えている。
例について添付の図面を参照して説明する。なお、以下
の説明において、図５に示した従来の超音波探傷装置の
構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付してその
詳細な説明は省略する。本実施例においては、探傷条件
を入力するための入力装置９として、ポテンショメー
タ、ジョイスティク等が電子計算機２に接続され、この
入力装置９から超音波の設定データ、すなわち、進行方
向（α）、入射角（θ）あるいは超音波を一点に収束さ
せて探傷する場合には、その収束距離（Ｆｌ）等が電子
計算機２に入力される。電子計算機２は、上記設定デー
タに基づきアレイ探触子１の各振動子についてそれぞれ
加えるパルスの遅延時間を算出する演算手段１０と、遅
延時間の計算結果から遅延時間テーブルを作成し、この
遅延時間テーブルのデータを信号制御回路３および信号
遅延回路４に与える遅延時間テーブル作成手段１１と、
別の探傷条件に基づいて遅延時間テーブルを作成したと
きに遅延時間テーブルを更新する遅延時間テーブル更新
手段１２を備えている。
【００１０】次に、図２の処理の流れ図に従って本実施
例の動作について説明する。まず、ステップＳ１で、被
検査材料についての探傷条件が超音波の進行方向
（α）、入射角（θ）および／または収束距離（Ｆｌ）
といった超音波の設定データとともに入力装置９から入
力される。ステップＳ２では、演算手段１０は入力され
た設定データから遅延時間を演算する。続くステップＳ
３、Ｓ４では遅延データ作成手段１１はその計算結果か
ら遅延時間テーブルを作成するとともにそのデータを信
号遅延回路３に転送する。信号遅延回路３は、この遅延
時間テーブルに従って送信機６、受信器７、信号遅延回
路４の動作を制御する（ステップＳ５）。こうして、最
初のステップＳ１で設定した進行方向（α）、入射角
（θ）および／または収束距離（Ｆｌ）に制御された超
音波ビームにより被検査材料が走査される。
例の動作について説明する。まず、ステップＳ１で、被
検査材料についての探傷条件が超音波の進行方向
（α）、入射角（θ）および／または収束距離（Ｆｌ）
といった超音波の設定データとともに入力装置９から入
力される。ステップＳ２では、演算手段１０は入力され
た設定データから遅延時間を演算する。続くステップＳ
３、Ｓ４では遅延データ作成手段１１はその計算結果か
ら遅延時間テーブルを作成するとともにそのデータを信
号遅延回路３に転送する。信号遅延回路３は、この遅延
時間テーブルに従って送信機６、受信器７、信号遅延回
路４の動作を制御する（ステップＳ５）。こうして、最
初のステップＳ１で設定した進行方向（α）、入射角
（θ）および／または収束距離（Ｆｌ）に制御された超
音波ビームにより被検査材料が走査される。
【００１１】しかして、予め設定した条件に従って超音
波ビームを所定回数発生させ、あるいは、一定の条件下
での規則的な一連の超音波を発生させる走査が終了し、
被検査材料について探傷結果が得られたところで、同じ
条件のもとでさらに探傷を繰り返すかを選択する（ステ
ップＳ６）。この場合、同じ種類の被検査材料について
同じ条件での探傷を繰り返す場合には、ステップＳ５に
戻る。一方、例えば、これまでとは材質、形状などが異
なる被検査材料について探傷を実施する場合には、遅延
時間テーブルをその材料に適したものに更新する必要が
ある。そこで、遅延時間テーブルの更新が選択された場
合には（ステップＳ７）、改めて入力装置９から超音波
の進行方向（α）、入射角（θ）および／または収束距
離（Ｆｌ）の設定データが入力され（ステップＳ１）、
これらのデータに基づきステップＳ２では、演算手段１
０は新な遅延時間を計算し、遅延時間テーブル作成手段
１２は遅延時間テーブルを作成する。そして、遅延時間
テーブル更新手段１１は、遅延時間テーブル作成手段１
２のメモリに記憶されていたこれまでの遅延時間テーブ
ルを新に作成された遅延時間テーブルに更新し（ステッ
プＳ３）、その更新されたデータが信号制御回路３、信
号遅延回路４のメモリに読み込まれ転送される（ステッ
プＳ４）。なお、信号遅延回路４とメモリを共用するよ
うにして遅延時間テーブルを書き換えて更新をするよう
にしてもよい。
波ビームを所定回数発生させ、あるいは、一定の条件下
での規則的な一連の超音波を発生させる走査が終了し、
被検査材料について探傷結果が得られたところで、同じ
条件のもとでさらに探傷を繰り返すかを選択する（ステ
ップＳ６）。この場合、同じ種類の被検査材料について
同じ条件での探傷を繰り返す場合には、ステップＳ５に
戻る。一方、例えば、これまでとは材質、形状などが異
なる被検査材料について探傷を実施する場合には、遅延
時間テーブルをその材料に適したものに更新する必要が
ある。そこで、遅延時間テーブルの更新が選択された場
合には（ステップＳ７）、改めて入力装置９から超音波
の進行方向（α）、入射角（θ）および／または収束距
離（Ｆｌ）の設定データが入力され（ステップＳ１）、
これらのデータに基づきステップＳ２では、演算手段１
０は新な遅延時間を計算し、遅延時間テーブル作成手段
１２は遅延時間テーブルを作成する。そして、遅延時間
テーブル更新手段１１は、遅延時間テーブル作成手段１
２のメモリに記憶されていたこれまでの遅延時間テーブ
ルを新に作成された遅延時間テーブルに更新し（ステッ
プＳ３）、その更新されたデータが信号制御回路３、信
号遅延回路４のメモリに読み込まれ転送される（ステッ
プＳ４）。なお、信号遅延回路４とメモリを共用するよ
うにして遅延時間テーブルを書き換えて更新をするよう
にしてもよい。
【００１２】このようにして新な条件の下で超音波の進
行方向（α）、入射角（θ）および／または収束点をほ
ぼリアルタイムに変更して被検査材料の性状に適した条
件の下での走査を行なうことがてきるので、多様な材料
の探傷検査を効率よく実施することができる。
行方向（α）、入射角（θ）および／または収束点をほ
ぼリアルタイムに変更して被検査材料の性状に適した条
件の下での走査を行なうことがてきるので、多様な材料
の探傷検査を効率よく実施することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、超音波の進行方向、材料に対する入射角およ
び／または収束距離の設定データを入力する入力装置
と、設定データに基づきアレイ探触子の各振動子につい
てそれぞれ加えるパルスの遅延時間を算出する演算手段
と、遅延時間の計算結果から遅延時間テーブルを作成
し、この遅延時間テーブルのデータを制御回路に与える
遅延時間テーブル作成手段と、別の探傷条件に基づいて
遅延時間テーブルを作成したときに遅延時間テーブルを
更新する遅延時間テーブル更新手段を備えているので、
超音波の進行方向、材料に対する入射角、収束点を材料
の性状に対応するように必要に応じて適宜効率よく最適
の条件下に設定することができ、検査の対象が広がると
ともに、材料に適した条件で精度の良い検査を効率良く
実施することが可能となる。
によれば、超音波の進行方向、材料に対する入射角およ
び／または収束距離の設定データを入力する入力装置
と、設定データに基づきアレイ探触子の各振動子につい
てそれぞれ加えるパルスの遅延時間を算出する演算手段
と、遅延時間の計算結果から遅延時間テーブルを作成
し、この遅延時間テーブルのデータを制御回路に与える
遅延時間テーブル作成手段と、別の探傷条件に基づいて
遅延時間テーブルを作成したときに遅延時間テーブルを
更新する遅延時間テーブル更新手段を備えているので、
超音波の進行方向、材料に対する入射角、収束点を材料
の性状に対応するように必要に応じて適宜効率よく最適
の条件下に設定することができ、検査の対象が広がると
ともに、材料に適した条件で精度の良い検査を効率良く
実施することが可能となる。
【図１】本発明による超音波探傷装置の一実施例の構成
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図２】上記実施例の動作を表した処理の流れ図。
【図３】超音波探傷装置のアレイ探触子を表した説明
図。
図。
【図４】アレイ探触子で発生した超音波の集束点を直交
座標で表した説明図。
座標で表した説明図。
【図５】従来の超音波探傷装置の構成を示すブロック
図。
図。
１ アレイ探触子 ２ 電子計算機 ３ 信号制御回路 ４ 信号遅延回路 ５ 送信器 ６ 受信器 ７ 画像表示回路 ８ 画像表示器 ９ 入力装置 １０ 演算手段 １１ 更新手段 １２ テーブル作成手段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】多数の振動子を二次元マトリックス状に配
列したアレイ探触子と、各振動子の励振動作を遅延制御
する制御回路を備え、各振動子で発生する合成波によっ
て材料を走査する超音波探傷装置において、超音波の進
行方向、材料に対する入射角および／または収束距離の
設定データを入力する入力装置と、設定データに基づき
アレイ探触子の各振動子についてそれぞれ加えるパルス
の遅延時間を算出する演算手段と、遅延時間の計算結果
から遅延時間テーブルを作成し、この遅延時間テーブル
のデータを制御回路に与える遅延時間テーブル作成手段
と、別の探傷条件に基づいて遅延時間テーブルを作成し
たときに遅延時間テーブルを更新する遅延時間テーブル
更新手段とを具備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 |
|---|---|---|---|
| JP3159246A JPH0510930A (ja) | 1991-06-29 | 1991-06-29 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159246A JPH0510930A (ja) | 1991-06-29 | 1991-06-29 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510930A true JPH0510930A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15689549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3159246A Pending JPH0510930A (ja) | 1991-06-29 | 1991-06-29 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510930A (ja) |
-
1991
- 1991-06-29 JP JP3159246A patent/JPH0510930A/ja active Pending
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