JPH06174703A - 曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法 - Google Patents
曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法Info
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- JPH06174703A JPH06174703A JP4326419A JP32641992A JPH06174703A JP H06174703 A JPH06174703 A JP H06174703A JP 4326419 A JP4326419 A JP 4326419A JP 32641992 A JP32641992 A JP 32641992A JP H06174703 A JPH06174703 A JP H06174703A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】直前の探傷までに得られた被検査体２の表面形
状のデータより、表面形状を近似する関数を生成し、関
数により得られた時、探傷位置の表面位置に探触子１を
予め移動させて探傷する。予測した位置と実際の位置の
誤差は、探触子１から得られる被検査体２の表面からの
超音波信号を測定することにより補正される。探触子１
の傾きを補正する二軸のうちいずれか一方を探触子１と
被検査体２の表面の角度と反射波の強度の関係により補
正する。 【効果】被検査体表面の形状を近似する関数を生成する
ことにより１個の探触子から得られる情報で３次元的に
形状の変化する被検査体に追従し探傷を行うことのでき
る曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法
を提供できる。
状のデータより、表面形状を近似する関数を生成し、関
数により得られた時、探傷位置の表面位置に探触子１を
予め移動させて探傷する。予測した位置と実際の位置の
誤差は、探触子１から得られる被検査体２の表面からの
超音波信号を測定することにより補正される。探触子１
の傾きを補正する二軸のうちいずれか一方を探触子１と
被検査体２の表面の角度と反射波の強度の関係により補
正する。 【効果】被検査体表面の形状を近似する関数を生成する
ことにより１個の探触子から得られる情報で３次元的に
形状の変化する被検査体に追従し探傷を行うことのでき
る曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法
を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被検査体の表面形状に追
従しつつ、超音波を用いて被検査体に存在する傷などの
欠陥を検出するための超音波探傷装置で、３次元的に形
状が変化する曲面被検査体の探傷に於いても形状に追従
した探傷を行うことのできる曲面形状追従型超音波探傷
装置と探触子姿勢制御方法に関する。
従しつつ、超音波を用いて被検査体に存在する傷などの
欠陥を検出するための超音波探傷装置で、３次元的に形
状が変化する曲面被検査体の探傷に於いても形状に追従
した探傷を行うことのできる曲面形状追従型超音波探傷
装置と探触子姿勢制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】被検査体の形状に探触子を追従させなが
ら探傷を行う従来の装置としては特開昭64−38648 号公
報の例がある。この例では図７に示すように、探傷用探
触子１の周囲に変位センサ６，６′を探傷用探触子１を
挟むように複数個配置され、変位センサ６，６′からの
出力に基づいて、探傷用探触子１と被検査体２の傾きを
一定に保った状態で探傷を行われるようになっている。
その原理は、対向した二つの変位センサ６，６′から得
られた信号の差より探傷用探触子１の傾きを、又、信号
の和より被検査体２との距離を検出するものである。検
出された傾き及び距離によりサーボ機構を用いた制御を
行うことで被検査体２に対して一定の姿勢を維持し、表
面形状に追従しての超音波探傷を実現している。
ら探傷を行う従来の装置としては特開昭64−38648 号公
報の例がある。この例では図７に示すように、探傷用探
触子１の周囲に変位センサ６，６′を探傷用探触子１を
挟むように複数個配置され、変位センサ６，６′からの
出力に基づいて、探傷用探触子１と被検査体２の傾きを
一定に保った状態で探傷を行われるようになっている。
その原理は、対向した二つの変位センサ６，６′から得
られた信号の差より探傷用探触子１の傾きを、又、信号
の和より被検査体２との距離を検出するものである。検
出された傾き及び距離によりサーボ機構を用いた制御を
行うことで被検査体２に対して一定の姿勢を維持し、表
面形状に追従しての超音波探傷を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、探傷用
探触子と被検査体との距離，角度を探傷そのものには関
与しない変位センサによって検出しているため３次元曲
面を有する被検査体を追従した探傷では、変位センサを
多数配置する必要があり、センサ部の構成を小さくまと
めることができなかった。また、変位センサを探傷用探
触子を挟んで配置しているため、１組の変位センサの間
隔を小さくするには限界がある。このため、変位センサ
の間隔よりも小さい範囲で変化する曲面の形状は、探傷
用探触子と被検査体表面までの距離と傾きを良好には検
出できないため、適用が困難となっている。
探触子と被検査体との距離，角度を探傷そのものには関
与しない変位センサによって検出しているため３次元曲
面を有する被検査体を追従した探傷では、変位センサを
多数配置する必要があり、センサ部の構成を小さくまと
めることができなかった。また、変位センサを探傷用探
触子を挟んで配置しているため、１組の変位センサの間
隔を小さくするには限界がある。このため、変位センサ
の間隔よりも小さい範囲で変化する曲面の形状は、探傷
用探触子と被検査体表面までの距離と傾きを良好には検
出できないため、適用が困難となっている。
【０００４】本発明の第１の目的は、センサ部の小型化
と被検査体が３次元的に変化した曲面の場合でも、表面
形状に追従することのできる、非接触式の曲面形状追従
型超音波探傷装置を提供することにある。
と被検査体が３次元的に変化した曲面の場合でも、表面
形状に追従することのできる、非接触式の曲面形状追従
型超音波探傷装置を提供することにある。
【０００５】本発明の第２の目的は、センサ部の小型化
と被検査体が３次元的に変化した曲面の場合でも表面形
状に追従するための、探触子姿勢制御方法を提供するこ
とにある。
と被検査体が３次元的に変化した曲面の場合でも表面形
状に追従するための、探触子姿勢制御方法を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
探傷後、次の探傷位置へ探触子を移動させる際、走査方
向における探触子と被検査体との角度、あるいは走査方
向に対して垂直な方向での探触子と被検査体との角度、
および被検査体表面の位置を直前までに得られた被検査
体の形状データ、即ち、各探傷点での探触子の垂直位置
及び、走査方向への傾き，走査方向と垂直な方向への傾
きのデータより、被検査体の表面形状を表現するための
関数を生成し、前記関数より次探傷位置での探触子の垂
直位置及び走査方向への傾き、または走査方向と垂直な
方向への傾きを求め、探触子を次探傷位置へ移動させる
際に、探触子の姿勢を前記関数より求めた値に設定して
超音波探傷を行うことで達成される。
探傷後、次の探傷位置へ探触子を移動させる際、走査方
向における探触子と被検査体との角度、あるいは走査方
向に対して垂直な方向での探触子と被検査体との角度、
および被検査体表面の位置を直前までに得られた被検査
体の形状データ、即ち、各探傷点での探触子の垂直位置
及び、走査方向への傾き，走査方向と垂直な方向への傾
きのデータより、被検査体の表面形状を表現するための
関数を生成し、前記関数より次探傷位置での探触子の垂
直位置及び走査方向への傾き、または走査方向と垂直な
方向への傾きを求め、探触子を次探傷位置へ移動させる
際に、探触子の姿勢を前記関数より求めた値に設定して
超音波探傷を行うことで達成される。
【０００７】また、本発明の第２の目的は、探触子を探
傷位置に移動させた後、予測した探触子の姿勢と実際に
必要となる探触子の姿勢の誤差を、探触子と被検査体表
面との距離を超音波の被検査体表面からの反射波の伝播
時間を測定することで、また、探触子の走査方向と同じ
か垂直のいずれか一方の方向については、被検査体表面
からの反射波の強度が最大となる位置を探触子の傾きを
変化させて検出することにより、もう一方の方向につい
ては、超音波の反射強度と探触子中心軸と被検査体表面
との角度の関係により傾きを求めることで補正し、探傷
時に於いては、超音波を被検査体内部に所定の角度で入
射できる姿勢に探触子を設定することで達成される。
傷位置に移動させた後、予測した探触子の姿勢と実際に
必要となる探触子の姿勢の誤差を、探触子と被検査体表
面との距離を超音波の被検査体表面からの反射波の伝播
時間を測定することで、また、探触子の走査方向と同じ
か垂直のいずれか一方の方向については、被検査体表面
からの反射波の強度が最大となる位置を探触子の傾きを
変化させて検出することにより、もう一方の方向につい
ては、超音波の反射強度と探触子中心軸と被検査体表面
との角度の関係により傾きを求めることで補正し、探傷
時に於いては、超音波を被検査体内部に所定の角度で入
射できる姿勢に探触子を設定することで達成される。
【０００８】
【作用】本発明では、被検査体の多くが、表面形状は微
小区間でその変化は緩やかであり、探触子の走査方向に
於ける被検査体断面の表面形状を適当な関数で近似する
ことにより、次の探傷位置での被検査体表面の垂直方向
の高さ及び傾きを求めることができる。
小区間でその変化は緩やかであり、探触子の走査方向に
於ける被検査体断面の表面形状を適当な関数で近似する
ことにより、次の探傷位置での被検査体表面の垂直方向
の高さ及び傾きを求めることができる。
【０００９】また、本発明は、被検査体の３次元的な形
状の変化を探触子から得られる超音波の被検査体表面か
らの反射波の伝播時間及び反射強度により測定し、探触
子を所定の探傷位置に移動させて探傷を行う。角度測定
については、探触子と被検査体の距離が一定であれば、
探触子の傾きに反射波の強度が依存する性質を用いてい
る。即ち、反射波の強度の変化の割合を探傷の前に予め
求めることで、基準値との強度の差から探触子の傾きを
求めることができる。被検査体が３次元的に変化してい
る場合、被検査体の傾きと反射波の強度の関係は、一意
的に決定できない場合があるが、探触子の傾きを制御す
る方向を探触子の走査方向，走査方向と垂直な二つの方
向に設定した場合、いずれか一つの方向の傾きを反射波
の強度が最大となる位置を検出することで、もう一方の
方向の傾きの測定には、探触子の傾きと反射波の強度の
関係を適用できる。
状の変化を探触子から得られる超音波の被検査体表面か
らの反射波の伝播時間及び反射強度により測定し、探触
子を所定の探傷位置に移動させて探傷を行う。角度測定
については、探触子と被検査体の距離が一定であれば、
探触子の傾きに反射波の強度が依存する性質を用いてい
る。即ち、反射波の強度の変化の割合を探傷の前に予め
求めることで、基準値との強度の差から探触子の傾きを
求めることができる。被検査体が３次元的に変化してい
る場合、被検査体の傾きと反射波の強度の関係は、一意
的に決定できない場合があるが、探触子の傾きを制御す
る方向を探触子の走査方向，走査方向と垂直な二つの方
向に設定した場合、いずれか一つの方向の傾きを反射波
の強度が最大となる位置を検出することで、もう一方の
方向の傾きの測定には、探触子の傾きと反射波の強度の
関係を適用できる。
【００１０】よって、以上の超音波探傷を行う上で必要
な探傷装置の構成は、送受信兼用の焦点型探触子と探触
子を保持し、水平，垂直の３方向と走査方向と走査方向
に対して垂直な方向に移動及び傾斜させることが可能な
探触子保持機構とその駆動制御装置及び探触子から得ら
れる超音波信号を受信処理し前記探触子保持機構制御装
置に必要な情報を送信するための信号処理装置がある。
な探傷装置の構成は、送受信兼用の焦点型探触子と探触
子を保持し、水平，垂直の３方向と走査方向と走査方向
に対して垂直な方向に移動及び傾斜させることが可能な
探触子保持機構とその駆動制御装置及び探触子から得ら
れる超音波信号を受信処理し前記探触子保持機構制御装
置に必要な情報を送信するための信号処理装置がある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明による実施例を図面を用いて説
明する。
明する。
【００１２】図１は、本発明による曲面形状追従探傷装
置の１例を示したものである。形状追従のための被検査
体２表面位置測定、及び探傷は非接触式の焦点型探触子
１を用いて行われるため、これらの測定は、水等の媒質
を満たした水槽の中で実施される。探触子１は、焦点型
探触子の焦点を被検査体２の任意の位置に移動させるた
めの水平，垂直の直交した３方向に移動可能な３軸移動
機構３３、及び、探触子１を走査方向と走査方向に垂直
な方向の傾きを焦点位置を変えることなく変化させるこ
とのできる探触子傾斜機構３４とによって構成される探
触子保持・駆動機構により保持されている。被検査体２
は、水槽７内に設置されるが、水車ランナやポンプイン
ペラ等の円形製品については、水槽７内に設置されたあ
るいは水槽自体を回転させることのできる回転台上に設
置されて探傷される。探触子保持・駆動機構３の制御
は、駆動制御装置５により、形状の測定や探傷のための
超音波信号の処理や探触子の位置及び姿勢の設定に必要
な情報を駆動制御装置５に送る処理を信号処理装置４に
より行う。
置の１例を示したものである。形状追従のための被検査
体２表面位置測定、及び探傷は非接触式の焦点型探触子
１を用いて行われるため、これらの測定は、水等の媒質
を満たした水槽の中で実施される。探触子１は、焦点型
探触子の焦点を被検査体２の任意の位置に移動させるた
めの水平，垂直の直交した３方向に移動可能な３軸移動
機構３３、及び、探触子１を走査方向と走査方向に垂直
な方向の傾きを焦点位置を変えることなく変化させるこ
とのできる探触子傾斜機構３４とによって構成される探
触子保持・駆動機構により保持されている。被検査体２
は、水槽７内に設置されるが、水車ランナやポンプイン
ペラ等の円形製品については、水槽７内に設置されたあ
るいは水槽自体を回転させることのできる回転台上に設
置されて探傷される。探触子保持・駆動機構３の制御
は、駆動制御装置５により、形状の測定や探傷のための
超音波信号の処理や探触子の位置及び姿勢の設定に必要
な情報を駆動制御装置５に送る処理を信号処理装置４に
より行う。
【００１３】本発明による被検査体の探傷は、図２に示
した処理ブロックａ〜ｌによって行われる。探傷開始点
に移動された後、まず、被検査体２の断面形状を近似す
るために必要な数だけのデータを得ながら探傷を行う初
期探傷を行う。すなわち、垂直方向の被検査体２の表面
の高さを表面からの反射波の伝播時間により求め、焦点
型探触子１と被検査体２の表面との距離が焦点型探触子
１の焦点距離に等しくなるように補正する。次に、探触
子を走査方向の断面内で探触子の角度を変化させ、反射
波の強度が最大となる角度を求め、探触子をその角度に
移動させる。超音波の反射強度は、探触子の傾きに依存
し、探触子が被検査体２に対して垂直になるときに最大
となる。よって、反射強度が最大となる角度が走査方向
（以下θ軸）の断面に於ける被検査体２の表面の角度と
なる。以上の二つの操作により探触子１と被検査体２の
表面との距離，θ軸断面での傾きを一定に保たれた状態
では、探触子と被検査体表面の角度と反射強度の関係を
予め求めておくことにより、測定された反射強度から走
査方向と垂直な方向（以下φ軸）での被検査体２の表面
の傾きを求めることができる。表面形状を近似する関数
を生成するのに必要なデータ数を初期探傷により得た
後、形状近似関数を用いた探傷を実施する。即ち、図２
に於ける処理ブロックｃ〜ｌである。形状近似関数は信
号処理装置内で生成される。生成された関数により次探
傷位置での垂直方向（以下Ｚ軸）の被検査体表面の位置
及び傾きを求め、次探傷位置へ探触子を移動させる際に
探触子の姿勢を予め変えておくことで、超音波による形
状測定によって求められた実際の表面位置と生成した関
数による予測位置との誤差の補正が速やかに行われる。
実測により得られた位置と予測位置との誤差の補正は初
期探傷時に行う手順と同じくＺ軸，θ軸，φ軸の順に超
音波信号を測定しながら行う。以上の補正の後、探触子
を探傷に必要な条件で超音波が入射するように探触子の
姿勢を設定し、探傷を行う。処理ブロックｃ〜ｌは、必
要なすべての表面の探傷が終了するまで繰り返される。
した処理ブロックａ〜ｌによって行われる。探傷開始点
に移動された後、まず、被検査体２の断面形状を近似す
るために必要な数だけのデータを得ながら探傷を行う初
期探傷を行う。すなわち、垂直方向の被検査体２の表面
の高さを表面からの反射波の伝播時間により求め、焦点
型探触子１と被検査体２の表面との距離が焦点型探触子
１の焦点距離に等しくなるように補正する。次に、探触
子を走査方向の断面内で探触子の角度を変化させ、反射
波の強度が最大となる角度を求め、探触子をその角度に
移動させる。超音波の反射強度は、探触子の傾きに依存
し、探触子が被検査体２に対して垂直になるときに最大
となる。よって、反射強度が最大となる角度が走査方向
（以下θ軸）の断面に於ける被検査体２の表面の角度と
なる。以上の二つの操作により探触子１と被検査体２の
表面との距離，θ軸断面での傾きを一定に保たれた状態
では、探触子と被検査体表面の角度と反射強度の関係を
予め求めておくことにより、測定された反射強度から走
査方向と垂直な方向（以下φ軸）での被検査体２の表面
の傾きを求めることができる。表面形状を近似する関数
を生成するのに必要なデータ数を初期探傷により得た
後、形状近似関数を用いた探傷を実施する。即ち、図２
に於ける処理ブロックｃ〜ｌである。形状近似関数は信
号処理装置内で生成される。生成された関数により次探
傷位置での垂直方向（以下Ｚ軸）の被検査体表面の位置
及び傾きを求め、次探傷位置へ探触子を移動させる際に
探触子の姿勢を予め変えておくことで、超音波による形
状測定によって求められた実際の表面位置と生成した関
数による予測位置との誤差の補正が速やかに行われる。
実測により得られた位置と予測位置との誤差の補正は初
期探傷時に行う手順と同じくＺ軸，θ軸，φ軸の順に超
音波信号を測定しながら行う。以上の補正の後、探触子
を探傷に必要な条件で超音波が入射するように探触子の
姿勢を設定し、探傷を行う。処理ブロックｃ〜ｌは、必
要なすべての表面の探傷が終了するまで繰り返される。
【００１４】図３により表面形状近似関数の生成例を示
す。図３の例は、被検査体２の表面形状がθ軸断面では
各探傷位置での走査軸（以下Ｘ軸）とＺ軸の２次式で表
される場合である。２次式を決定するためには３組の座
標が必要であるため、この場合の初期探傷は３回繰り返
される。探傷開始からｎ回目の探傷位置をＰn（Ｘn，Ｚ
n）とし次探傷位置をＰn+1（Ｘn+1，Ｚn+1）とする。形
状近似関数ｆx によりＰn+1では、
す。図３の例は、被検査体２の表面形状がθ軸断面では
各探傷位置での走査軸（以下Ｘ軸）とＺ軸の２次式で表
される場合である。２次式を決定するためには３組の座
標が必要であるため、この場合の初期探傷は３回繰り返
される。探傷開始からｎ回目の探傷位置をＰn（Ｘn，Ｚ
n）とし次探傷位置をＰn+1（Ｘn+1，Ｚn+1）とする。形
状近似関数ｆx によりＰn+1では、
【００１５】
【数１】Ｚn+1＝ｆx(Ｘn+1） と表され、ｆx の係数Ａ，Ｂ，ＣはＰi ：ｉ＝ｎ−２，
ｎ−１，ｎの関数となる。信号処理装置に蓄積されたＰ
i （ｉ＝ｎ−２，ｎ−１，ｎ）よりｆx の係数を求める
ことで次探傷位置でのＺ軸の値Ｚn+1 を求めることがで
きる。さらに、ｆx が求められたことでＰn+1 でのｆx
の傾き、即ち、θ軸断面での被検査体表面の傾きθn+1
が、
ｎ−１，ｎの関数となる。信号処理装置に蓄積されたＰ
i （ｉ＝ｎ−２，ｎ−１，ｎ）よりｆx の係数を求める
ことで次探傷位置でのＺ軸の値Ｚn+1 を求めることがで
きる。さらに、ｆx が求められたことでＰn+1 でのｆx
の傾き、即ち、θ軸断面での被検査体表面の傾きθn+1
が、
【００１６】
【数２】θn+1＝tan-1(ｆx(Ｘn+1)) によって求められる。
【００１７】本発明では、被検査体の形状変化が連続的
に変化するものを対象としており、図４のように形状が
急激に変わるエッジなどのコーナにはそのまま適用する
ことが困難であるが、図２の処理ブロックでの誤差補正
の処理の中で一定の範囲走査しても必要な超音波信号強
度が得られなかった場合、走査範囲を拡大する処理ブロ
ックｍ，ｎを加え、拡大走査によって必要な超音波信号
が得られた探傷位置以降から再び初期探傷から行うとい
う処理を行うことで対応が可能となる。この場合の処理
を図５に示す。
に変化するものを対象としており、図４のように形状が
急激に変わるエッジなどのコーナにはそのまま適用する
ことが困難であるが、図２の処理ブロックでの誤差補正
の処理の中で一定の範囲走査しても必要な超音波信号強
度が得られなかった場合、走査範囲を拡大する処理ブロ
ックｍ，ｎを加え、拡大走査によって必要な超音波信号
が得られた探傷位置以降から再び初期探傷から行うとい
う処理を行うことで対応が可能となる。この場合の処理
を図５に示す。
【００１８】本発明による、曲面形状追従型超音波探傷
装置の超音波信号，制御信号等の流れのブロック図を図
６に示す。探触子保持・駆動機構３は各軸を駆動するた
めの電動モータ３１と駆動量検出のためのセンサ３２及
び焦点型探触子１から構成され、探触子１の信号が信号
処理装置４へセンサの信号が駆動制御装置５に送られ
る。信号処理装置４では、探触子１からの信号を検波回
路４１により表面からの反射波の伝播時間と反射強度、
及び探傷時に得られる欠陥からの信号の伝播時間と反射
強度を検出しＡ／Ｄ変換器４２を介して演算器４３に送
り欠陥のデータは記憶回路４４に蓄積され、被検査体２
の表面位置のデータは演算器４３内で処理し、表面形状
近似関数ｆx の生成や探触子の移動量の演算を行って移
動量等のデータを駆動制御装置５へ送る。駆動制御装置
５は、探触子保持・駆動機構３内のセンサ３２からの探
触子１の位置データをインターフェース５１を介して受
信し、信号処理装置４からの探触子１の移動量データを
移動指令に変換し、インターフェース５２を介して電動
モータ３１を駆動する駆動回路５３から構成される。
装置の超音波信号，制御信号等の流れのブロック図を図
６に示す。探触子保持・駆動機構３は各軸を駆動するた
めの電動モータ３１と駆動量検出のためのセンサ３２及
び焦点型探触子１から構成され、探触子１の信号が信号
処理装置４へセンサの信号が駆動制御装置５に送られ
る。信号処理装置４では、探触子１からの信号を検波回
路４１により表面からの反射波の伝播時間と反射強度、
及び探傷時に得られる欠陥からの信号の伝播時間と反射
強度を検出しＡ／Ｄ変換器４２を介して演算器４３に送
り欠陥のデータは記憶回路４４に蓄積され、被検査体２
の表面位置のデータは演算器４３内で処理し、表面形状
近似関数ｆx の生成や探触子の移動量の演算を行って移
動量等のデータを駆動制御装置５へ送る。駆動制御装置
５は、探触子保持・駆動機構３内のセンサ３２からの探
触子１の位置データをインターフェース５１を介して受
信し、信号処理装置４からの探触子１の移動量データを
移動指令に変換し、インターフェース５２を介して電動
モータ３１を駆動する駆動回路５３から構成される。
【００１９】
【発明の効果】本発明では、探傷に用いる探触子からの
信号から、探触子と被検査体の相対距離及び相対角度の
情報を得るために、被検査体の形状を把握するためのセ
ンサを新たに設ける必要がなくセンサの小型化が可能で
ある。また、被検査体の表面形状を測定データより生成
した関数によって近似するために一つの探触子から得ら
れる被検査体との相対距離と相対角度の情報のみにより
３次元的に被検査体の形状が変化している場合にも追従
することが可能であり、被検査体の形状に追従した曲面
形状追従型超音波探傷装置が実現できる。また、センサ
部の小型化により、探傷を行う点と探触子と被検査体と
の角度を測定する点の間にギャップが存在しないため、
正確に被検査体の形状が把握でき、被検査体の表面形状
に沿って探傷の行える曲面形状追従型超音波探傷装置が
実現できる。
信号から、探触子と被検査体の相対距離及び相対角度の
情報を得るために、被検査体の形状を把握するためのセ
ンサを新たに設ける必要がなくセンサの小型化が可能で
ある。また、被検査体の表面形状を測定データより生成
した関数によって近似するために一つの探触子から得ら
れる被検査体との相対距離と相対角度の情報のみにより
３次元的に被検査体の形状が変化している場合にも追従
することが可能であり、被検査体の形状に追従した曲面
形状追従型超音波探傷装置が実現できる。また、センサ
部の小型化により、探傷を行う点と探触子と被検査体と
の角度を測定する点の間にギャップが存在しないため、
正確に被検査体の形状が把握でき、被検査体の表面形状
に沿って探傷の行える曲面形状追従型超音波探傷装置が
実現できる。
【図１】本発明による曲面形状追従型超音波探傷装置の
斜視図。
斜視図。
【図２】本発明による探触子姿勢制御方法を用いた一連
の探傷処理のフローチャート。
の探傷処理のフローチャート。
【図３】走査方向に於ける被検査体の断面図を用いた被
検査体表面の形状近似関数を生成するための処理を示す
説明図。
検査体表面の形状近似関数を生成するための処理を示す
説明図。
【図４】エッジ部での超音波信号を示す説明図。
【図５】エッジ部での追従処理を考慮した探傷処理のフ
ローチャート。
ローチャート。
【図６】本発明による曲面形状追従型超音波探傷装置の
信号の流れを示すブロック図。
信号の流れを示すブロック図。
【図７】本発明の探傷用探触子の原理説明図。
１…探触子、２…被検査体、３…探触子保持・駆動機
構、４…信号処理装置、５…駆動制御装置。
構、４…信号処理装置、５…駆動制御装置。
Claims (2)
- 【請求項１】焦点型探触子を用いて被検査体の形状に沿
って走査し、欠陥を検出する非接触式の超音波探傷装置
に於いて、走査方向、あるいは走査方向に対して垂直方
向のいずれかの探触子と被検査対表面との角度、あるい
は被検査体表面の位置を、その直前までに得られた被検
査体の形状データによって表される関数を用いて予測
し、探触子を予め予測位置に移動させて探傷を行う機能
を有することを特徴とする曲面形状追従型超音波探傷装
置。 - 【請求項２】請求項１に於いて、焦点型探触子から被検
査体表面まで超音波の伝播時間より前記焦点型探触子と
前記被検査体表面との距離を求め、走査方向、あるいは
走査方向に対して垂直方向のいずれかの前記焦点型探触
子と前記被検査対表面との角度を前記被検査体表面から
の超音波反射波の受信強度が最大となる角度を求めるこ
とで求め、求めた方向と異なる方向の前記焦点型探触子
と前記被検査体表面との角度を、焦点型探触子が受ける
被検査体表面からの反射波の強度が、焦点型探触子中心
軸と被検査体の検査面法線の間の角度に依存することを
利用し、前記被検査体表面からの反射波の強度の変化か
ら求め、前記焦点型探触子を前記被検査体表面に対して
任意の角度と距離を保つように前記焦点型探触子の姿勢
を制御し、被検査体の形状に追従しながら探傷を行う探
触子姿勢制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326419A JPH06174703A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326419A JPH06174703A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174703A true JPH06174703A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18187586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4326419A Pending JPH06174703A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 曲面形状追従型超音波探傷装置と探触子姿勢制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06174703A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007278809A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット溶接部の検査方法及び装置 |
| JP2011169841A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波検査方法 |
| JP2012063325A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toshiba Corp | レーザ超音波検査装置及びレーザ超音波検査方法 |
| JP2012247262A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
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| JP2015507187A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-03-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 複数特性の並行的超音波検査 |
| JP2015230227A (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波検査装置及び超音波検査方法 |
| CN116735717A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-09-12 | 合肥工业大学 | 一种超声探头接口安全辅助装置 |
-
1992
- 1992-12-07 JP JP4326419A patent/JPH06174703A/ja active Pending
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