JPH06213874A - 時間的反転による部材の工業的超音波検査方法及び装置 - Google Patents
時間的反転による部材の工業的超音波検査方法及び装置Info
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- JPH06213874A JPH06213874A JP5289534A JP28953493A JPH06213874A JP H06213874 A JPH06213874 A JP H06213874A JP 5289534 A JP5289534 A JP 5289534A JP 28953493 A JP28953493 A JP 28953493A JP H06213874 A JPH06213874 A JP H06213874A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 集束化していない超音波光束の送信及び返送
されるエコーの受信後、時間的配置を反転させてこのエ
コー信号を再送する。 【効果】 検査部材は回転運動するが、超音波変換器は
１ピッチずつ直線運動し、その各移動は部材の全回転数
に相当する。
されるエコーの受信後、時間的配置を反転させてこのエ
コー信号を再送する。 【効果】 検査部材は回転運動するが、超音波変換器は
１ピッチずつ直線運動し、その各移動は部材の全回転数
に相当する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、タービンまた
はコンプレッサの車輪のようなどんな回転部材のレベル
でも存在する、傷、亀裂又は他の欠損のような内部欠陥
の検出のための時間的反転による部材の工業的超音波検
査方法及び装置に関わる。
はコンプレッサの車輪のようなどんな回転部材のレベル
でも存在する、傷、亀裂又は他の欠損のような内部欠陥
の検出のための時間的反転による部材の工業的超音波検
査方法及び装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】超音波放射に基づく、非破壊的な検査装
置は既に公知である。しかし、金属材料の検査に特によ
く適用されるこれらの装置は、特殊合金、複合金属もし
くはセラミックのようなかなり複雑な材料、又は粉末治
金によって生成された材料中の異方性の調査のときには
不正確であると判明した。実際、これらの材料、特にチ
タンにおいては、このような材料の「拡散」的性質によ
って重大なエコー妨害（ｅｃｈｏｓ ｐａｒａｓｉｔｅ
ｓ）が存在するために、超音波変換器によって伝達され
るエコー信号を利用することは難しく不可能でさえあ
る。
置は既に公知である。しかし、金属材料の検査に特によ
く適用されるこれらの装置は、特殊合金、複合金属もし
くはセラミックのようなかなり複雑な材料、又は粉末治
金によって生成された材料中の異方性の調査のときには
不正確であると判明した。実際、これらの材料、特にチ
タンにおいては、このような材料の「拡散」的性質によ
って重大なエコー妨害（ｅｃｈｏｓ ｐａｒａｓｉｔｅ
ｓ）が存在するために、超音波変換器によって伝達され
るエコー信号を利用することは難しく不可能でさえあ
る。
【０００３】さらに、フランス特許ＦＲ２ ６４２ ６
４０によって、主として組織（ｔｉｓｓｕｓ）の結石
（ｃａｌｃｕｌｓ）の調査及び破壊を主な目的とし、同
様に時間的反転と言われる、位相の結合による超音波増
幅方法を実施する音波の位置測定及び集束装置が公知で
ある。この方法は、集束化していない超音波光束を放射
し位置を測定すべき源によって返送されたエコーを受信
後、時間的配置及び形態を時間的反転してこのエコー信
号を再送信することからなる。
４０によって、主として組織（ｔｉｓｓｕｓ）の結石
（ｃａｌｃｕｌｓ）の調査及び破壊を主な目的とし、同
様に時間的反転と言われる、位相の結合による超音波増
幅方法を実施する音波の位置測定及び集束装置が公知で
ある。この方法は、集束化していない超音波光束を放射
し位置を測定すべき源によって返送されたエコーを受信
後、時間的配置及び形態を時間的反転してこのエコー信
号を再送信することからなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本質的に静的
なこの方法は、少なくとも現在のシステムの成果に到達
するためには、この技術に特有の自動集束化に必要な移
動と静止とを非常に短時間で変換することができるよう
な複雑で非常に高性能な機構を調整しなければならない
ので、回転部材に対して工業的に使用することは不可能
である。
なこの方法は、少なくとも現在のシステムの成果に到達
するためには、この技術に特有の自動集束化に必要な移
動と静止とを非常に短時間で変換することができるよう
な複雑で非常に高性能な機構を調整しなければならない
ので、回転部材に対して工業的に使用することは不可能
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、この難しさを
克服し、現在の機構構造を全く又はほとんど変更する必
要なく、従来の検査より高性能な検査を保証することを
目的とする。
克服し、現在の機構構造を全く又はほとんど変更する必
要なく、従来の検査より高性能な検査を保証することを
目的とする。
【０００６】この目的は、 ａ）変換器のマトリックスから、扇形部又は環形部毎に
検査される部材の第一の分析領域への集束していない超
音波光束の放射、 ｂ）前記マトリックスの各変換器による第一のエコー信
号の受信及び受信した第一のエコー信号の時間的に反転
によって得られた第一の活性化信号の時間的配置及び形
態の記憶、 ｃ）前記部材の他の扇形部及び環形部に対するａ）及び
ｂ）工程の反復、 ｄ）ｂ）工程であらかじめ限定され記憶されたこの領域
に関する活性化信号の、前記部材の第一の分析領域のレ
ベルでの送信、 ｅ）前記マトリックスの各変換器による第二のエコー信
号の受信及び受信した第二のエコー信号の時間的反転に
より得られた第二の活性化信号の新しい時間的配置及び
形態の記憶、 ｆ）他の分析領域のそれぞれに対するｄ）及びｅ）工程
の反復 の工程を含む、回転部材の超音波検査方法によって達成
される。
検査される部材の第一の分析領域への集束していない超
音波光束の放射、 ｂ）前記マトリックスの各変換器による第一のエコー信
号の受信及び受信した第一のエコー信号の時間的に反転
によって得られた第一の活性化信号の時間的配置及び形
態の記憶、 ｃ）前記部材の他の扇形部及び環形部に対するａ）及び
ｂ）工程の反復、 ｄ）ｂ）工程であらかじめ限定され記憶されたこの領域
に関する活性化信号の、前記部材の第一の分析領域のレ
ベルでの送信、 ｅ）前記マトリックスの各変換器による第二のエコー信
号の受信及び受信した第二のエコー信号の時間的反転に
より得られた第二の活性化信号の新しい時間的配置及び
形態の記憶、 ｆ）他の分析領域のそれぞれに対するｄ）及びｅ）工程
の反復 の工程を含む、回転部材の超音波検査方法によって達成
される。
【０００７】時間的反転の技法に頼ることによって分析
部材の欠陥のみに超音波をいっそうよく集束させて大部
分の雑音エコーを排除することができ、この集束化は、
記憶化のときに実施される様々な送信／受信サイクルの
重なり（ｉｍｂｒｉｃａｔｉｏｎ）のために現存の機械
構造の枠内で実施され得る。
部材の欠陥のみに超音波をいっそうよく集束させて大部
分の雑音エコーを排除することができ、この集束化は、
記憶化のときに実施される様々な送信／受信サイクルの
重なり（ｉｍｂｒｉｃａｔｉｏｎ）のために現存の機械
構造の枠内で実施され得る。
【０００８】更に、最も重要な内部欠陥に自動集束する
までｄ）からｆ）の工程の反復が実施される。したがっ
て、欠陥の形状、位置及び部材の廃棄の有無を限定する
のは特に簡単であり、前記部材の全体の分析は、変換器
の縦方向の移動のために連続薄片部（ｔｒａｎｃｈｅｓ
ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｓ）又は変換器の放射状移動の
ために連続環形部（ｃｏｕｒｏｎｎｅｓ ｓｕｃｃｅｓ
ｓｉｖｅｓ）の直線移動の後に実施される。
までｄ）からｆ）の工程の反復が実施される。したがっ
て、欠陥の形状、位置及び部材の廃棄の有無を限定する
のは特に簡単であり、前記部材の全体の分析は、変換器
の縦方向の移動のために連続薄片部（ｔｒａｎｃｈｅｓ
ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｓ）又は変換器の放射状移動の
ために連続環形部（ｃｏｕｒｏｎｎｅｓ ｓｕｃｃｅｓ
ｓｉｖｅｓ）の直線移動の後に実施される。
【０００９】本発明はまた、上記の方法を実施するため
に、変換器のマトリックスと、各変換器に連結して、対
応の変換器に連結した出力に命令を出す活性信号を発生
する第二記憶にエコー信号を時間的に反転させて伝達す
る第一記憶のために前記信号を提供する受信器を含む処
理ラインとを含む装置を提供する。
に、変換器のマトリックスと、各変換器に連結して、対
応の変換器に連結した出力に命令を出す活性信号を発生
する第二記憶にエコー信号を時間的に反転させて伝達す
る第一記憶のために前記信号を提供する受信器を含む処
理ラインとを含む装置を提供する。
【００１０】好都合にも、第二記憶は回転する緩衝器
（ｔａｍｐｏｎ ｃｉｒｃｕｌａｎｔ）に組織されてお
り、特定の分析される扇形に関する送信すべきデータは
部材の回転する度に同じ特定の地点に蓄積され、第二記
憶は分析領域と同じだけの場所を有する。送信器の命令
は、同じポイントレベルで連続的に再出力できるよう
に、分析すべき部材の回転に同期化され、そのために、
部材の回転の度に自動集束過程が強化され得る。
（ｔａｍｐｏｎ ｃｉｒｃｕｌａｎｔ）に組織されてお
り、特定の分析される扇形に関する送信すべきデータは
部材の回転する度に同じ特定の地点に蓄積され、第二記
憶は分析領域と同じだけの場所を有する。送信器の命令
は、同じポイントレベルで連続的に再出力できるよう
に、分析すべき部材の回転に同期化され、そのために、
部材の回転の度に自動集束過程が強化され得る。
【００１１】好ましくは、この送信器の同期化は、コン
パレータによってレジスタメモリに前もって蓄積された
各領域の送信点の座標と符合器によって測定された部材
の実際の角座標との比較によって実施される。
パレータによってレジスタメモリに前もって蓄積された
各領域の送信点の座標と符合器によって測定された部材
の実際の角座標との比較によって実施される。
【００１２】
【実施例】非限定的実施例を概略的に示す添付図面に基
づく以下の詳細な記載より、本発明の別の特徴及び利点
がより十分理解されよう。
づく以下の詳細な記載より、本発明の別の特徴及び利点
がより十分理解されよう。
【００１３】図１は、本発明の好ましい実施例による、
例えばチタンのビレットのような回転部材の超音波によ
る検査装置を縦方向断面図によって示す。
例えばチタンのビレットのような回転部材の超音波によ
る検査装置を縦方向断面図によって示す。
【００１４】この装置は音響カップリング液（ｌｉｑｕ
ｉｄｅ ｄｅ ｃｏｕｐｌａｇｅａｃｏｕｓｔｉｑｕ
ｅ）を満載したタンク１を含み、その水面の高さは、例
えば、オーバーフローシステム（ｓｙｓｔｅｍ ｄｅ
ｔｒｏｐ− ｐｌｅｉｎ）のために一定に保たれている
（表示されていない）。簡略化の為に、満水及び排水の
配管は省略した。タンク１の内部には、検査部材２及び
超音波探傷子３が埋め込まれている。軸受４はＸＸ´軸
を中心とする回転部材２の厳密なセンタリングを保証
し、密閉手段５はカップリング液の過度の分散を回避し
うる。探傷子３は、特に高さが調整可能である支柱６に
よって軸ＸＸ´に対して厳密に垂直に維持される。更に
公知のように、この装置は、図示されていないが、特定
の角速度で部材２を回転しながら導入するための手段と
探傷子３を縦方向に移動させる手段とを含む。
ｉｄｅ ｄｅ ｃｏｕｐｌａｇｅａｃｏｕｓｔｉｑｕ
ｅ）を満載したタンク１を含み、その水面の高さは、例
えば、オーバーフローシステム（ｓｙｓｔｅｍ ｄｅ
ｔｒｏｐ− ｐｌｅｉｎ）のために一定に保たれている
（表示されていない）。簡略化の為に、満水及び排水の
配管は省略した。タンク１の内部には、検査部材２及び
超音波探傷子３が埋め込まれている。軸受４はＸＸ´軸
を中心とする回転部材２の厳密なセンタリングを保証
し、密閉手段５はカップリング液の過度の分散を回避し
うる。探傷子３は、特に高さが調整可能である支柱６に
よって軸ＸＸ´に対して厳密に垂直に維持される。更に
公知のように、この装置は、図示されていないが、特定
の角速度で部材２を回転しながら導入するための手段と
探傷子３を縦方向に移動させる手段とを含む。
【００１５】探傷子３はマトリックスに沿って組織され
る圧電チップから構成された送信器／受信器探傷子であ
る。
る圧電チップから構成された送信器／受信器探傷子であ
る。
【００１６】浸水タンクを使用することによって多くの
利点が示され、特に探傷子が検査部材と接触するのを避
けるが、カップリングは油のような界面活性剤を適宜添
加した水によって保証される。しかし、このような完全
な浸水は本発明の範囲内では必ずしも必要ではなく、カ
ップリング用の薄いフィルム（ｍｉｎｃｅ ｆｉｌｍｄ
ｅ ｃｏｕｐｌａｎｔ）によって、単に探傷子を検査部
材のうえに置くだけでも検査され得る。 使用された測
定原理は、検査部材２に浸透し、部材の厚さ中の欠陥９
の存在によって反射する部分Ｒからなる一連の超音波の
送信に基づく。一連の連続超音波の送信頻度は測定の再
現周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｒｅｃｕｒｒｅｎ
ｃｅ ｄｅ ｌａ ｍｅｓｕｒｅ）と呼ばれる。回転部
材２の検査は部材を回転させながら連続して実施され
る。
利点が示され、特に探傷子が検査部材と接触するのを避
けるが、カップリングは油のような界面活性剤を適宜添
加した水によって保証される。しかし、このような完全
な浸水は本発明の範囲内では必ずしも必要ではなく、カ
ップリング用の薄いフィルム（ｍｉｎｃｅ ｆｉｌｍｄ
ｅ ｃｏｕｐｌａｎｔ）によって、単に探傷子を検査部
材のうえに置くだけでも検査され得る。 使用された測
定原理は、検査部材２に浸透し、部材の厚さ中の欠陥９
の存在によって反射する部分Ｒからなる一連の超音波の
送信に基づく。一連の連続超音波の送信頻度は測定の再
現周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｒｅｃｕｒｒｅｎ
ｃｅ ｄｅ ｌａ ｍｅｓｕｒｅ）と呼ばれる。回転部
材２の検査は部材を回転させながら連続して実施され
る。
【００１７】この好ましい実施例の範囲内では、検査は
探傷子３が一ピッチずつ縦方向に移動することによっ
て、連続する薄片ごとに実施される。しかし、特に薄い
円盤の分析が許される他の実施例では、送信が前記円盤
の環形部のレベルで実施され、探傷子の常に直線的だが
放射状の移動のために、部材の全体の検査を可能にす
る。 本発明の実施方法を、その様々な段階を記載した
図２〜図５と比較して以下に述べるが、これは部材の薄
片の分析に限定される。
探傷子３が一ピッチずつ縦方向に移動することによっ
て、連続する薄片ごとに実施される。しかし、特に薄い
円盤の分析が許される他の実施例では、送信が前記円盤
の環形部のレベルで実施され、探傷子の常に直線的だが
放射状の移動のために、部材の全体の検査を可能にす
る。 本発明の実施方法を、その様々な段階を記載した
図２〜図５と比較して以下に述べるが、これは部材の薄
片の分析に限定される。
【００１８】第一工程では、集束していない超音波光束
を放射する変換器３０のマトリックスから、検査部材の
扇形２１の円周部分面積（ｃｉｒｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉ
ｅｌｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ）が照射される。この扇形
が、あらかじめ定義され、部材２は特定の座標に一定の
角度をなすように配置されたｎ個の扇形に分割される。
第二工程では、マトリックスの各変換器が受信したエコ
ーを捕獲し、受信したエコーの各信号の時間的配置及び
形態を第一記憶１０に記憶する。前述のフランス特許
２ ６４２ ６４０に記載されているような時間的反転
の原理によって、形態と時間的配置とに関してエコー信
号を時間的に反転させる、つまり時間的なクロノロジー
を逆転させて最後に受信した信号を最初に送り返して、
このようにして得た活性信号を第二記憶１１に蓄える。
続いて、前期の送信／受信及び記憶方法が他の扇形のそ
れぞれについて繰り返される。扇形全体を分析後、第二
記憶１１のレベルでは、活性信号の全体、つまり特定の
薄片の円周部分面積上への集束化していない超音波光束
の第一の放射に関する反転エコー信号を得る。
を放射する変換器３０のマトリックスから、検査部材の
扇形２１の円周部分面積（ｃｉｒｃｏｎｆｅｒｅｎｃｉ
ｅｌｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ）が照射される。この扇形
が、あらかじめ定義され、部材２は特定の座標に一定の
角度をなすように配置されたｎ個の扇形に分割される。
第二工程では、マトリックスの各変換器が受信したエコ
ーを捕獲し、受信したエコーの各信号の時間的配置及び
形態を第一記憶１０に記憶する。前述のフランス特許
２ ６４２ ６４０に記載されているような時間的反転
の原理によって、形態と時間的配置とに関してエコー信
号を時間的に反転させる、つまり時間的なクロノロジー
を逆転させて最後に受信した信号を最初に送り返して、
このようにして得た活性信号を第二記憶１１に蓄える。
続いて、前期の送信／受信及び記憶方法が他の扇形のそ
れぞれについて繰り返される。扇形全体を分析後、第二
記憶１１のレベルでは、活性信号の全体、つまり特定の
薄片の円周部分面積上への集束化していない超音波光束
の第一の放射に関する反転エコー信号を得る。
【００１９】次の工程では、あらかじめ分析された第一
の扇形の円周部分面積に、以前定義されて第二記憶１１
に保存されたこの扇形に関する活性信号を新たに照射す
る。変換器が線形の応答（ｒｅｐｏｎｓｅ ｌｉｎｅａ
ｉｒｅ）を受ける又は送信と受信に対して同じ応答特徴
を示す限り、変換器のマトリックスによって実施された
この照射によって、正確に集束化した音波が生じうる。
さらに、部材２の拡散的性質による往路のひずみは、復
路のひずみによって正確に補償される。後の工程では、
マトリックスの各交換器によって、活性信号による第二
の照射の結果生じたエコーを受信し、受信した信号を第
一記憶１０の中に記憶した後、それらを時間的に反転
し、第二の反転から生じる第二の活性信号を第二記憶１
１に伝達する。
の扇形の円周部分面積に、以前定義されて第二記憶１１
に保存されたこの扇形に関する活性信号を新たに照射す
る。変換器が線形の応答（ｒｅｐｏｎｓｅ ｌｉｎｅａ
ｉｒｅ）を受ける又は送信と受信に対して同じ応答特徴
を示す限り、変換器のマトリックスによって実施された
この照射によって、正確に集束化した音波が生じうる。
さらに、部材２の拡散的性質による往路のひずみは、復
路のひずみによって正確に補償される。後の工程では、
マトリックスの各交換器によって、活性信号による第二
の照射の結果生じたエコーを受信し、受信した信号を第
一記憶１０の中に記憶した後、それらを時間的に反転
し、第二の反転から生じる第二の活性信号を第二記憶１
１に伝達する。
【００２０】続いてこれらの送信／受信の二つの工程
は、分析される薄片全体をカバーするよう他の扇形のそ
れぞれについて繰り返される。各回とも、送信される活
性信号は、分析される特定の扇形に関する円周部分面積
上への集束化していない超音波光束の放射の結果生じる
エコー信号に対してあらかじめ実施された反転の結果で
ある。
は、分析される薄片全体をカバーするよう他の扇形のそ
れぞれについて繰り返される。各回とも、送信される活
性信号は、分析される特定の扇形に関する円周部分面積
上への集束化していない超音波光束の放射の結果生じる
エコー信号に対してあらかじめ実施された反転の結果で
ある。
【００２１】考察されている薄片の完全な分析後、第二
記憶１１の中にｎ個の扇形のそれぞれに関する第二の活
性信号の集合を有する。この送信／受信の過程は所望の
回数だけ反復でき、各新たな送信の結果生ずる活性信号
は前回の送信の活性信号のかわりに保存されることに留
意すべきである。実際 、最初の集束化していない放射
に後続する２回の集束化した放射（つまり３回）で最も
重要な欠陥の抽出を可能にするのに十分である。しか
し、この数字は非制限的であり、極端な例においては、
最初の通過の後、つまり集束化していない最初の超音波
光束の放射の後にこの欠陥を抽出することができる。
記憶１１の中にｎ個の扇形のそれぞれに関する第二の活
性信号の集合を有する。この送信／受信の過程は所望の
回数だけ反復でき、各新たな送信の結果生ずる活性信号
は前回の送信の活性信号のかわりに保存されることに留
意すべきである。実際 、最初の集束化していない放射
に後続する２回の集束化した放射（つまり３回）で最も
重要な欠陥の抽出を可能にするのに十分である。しか
し、この数字は非制限的であり、極端な例においては、
最初の通過の後、つまり集束化していない最初の超音波
光束の放射の後にこの欠陥を抽出することができる。
【００２２】以下に、本発明による方法の別の実施方法
を示す。
を示す。
【００２３】集束化自由な超音波光束が、直線状又は二
次元的に配置されうる変換器３０のマトリックスによっ
て提供される。公知の方法では、このマトリックスは光
束の先行の正確な集束化を保証するために平面又は場合
によっては凹面でありうる。各交換器には、集束化して
いない初期光束又は後の活性信号から出るエコー信号
を、反転させたエコー信号を送ることになる第一記憶１
０に提供する受信器３２を含む処理線（ｕｎｅ ｖｏｉ
ｅ ｄｅ ｔｒａｉｔｅｍｅｎｔ）が連結されている。
この受信−記憶部の構造は、先行の特許で言及されてい
るものと同じであり得るし、例えば、試料採集器と、ア
ナログ又はディジタルのコンバータと、ＬＩＦＯ型
（“Ｌａｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ”……後入れ
先出し法）の記憶とを含みうる。前記の初期光束は、検
査中の各扇形に関する反転エコー信号を生成のたびに受
信する第二記憶１１から送信すべき情報を受信する送信
器３１によって生み出される。図２は特に、第一の扇形
２１上の集束化していない超音波光束の第一の送信／受
信部を出て、第二記憶１１に保存されたデータを示す。
集束化されていない信号ｅｍ０の時間的配置及び形態を
最初に含んでいたこの第一の分析された扇形２１に対応
する記憶場所１は、集束化されていない信号ｅｍ０の送
信に応答する受信エコー信号ｒｅｃ１／０から生ずる反
転エコー信号に対応する活性信号ｅｍ１／２を搭載して
いることがわかる。前記記憶場所は、受信信号のサンプ
ルをそれぞれ一つ受信しうる記憶場所要素の集合からな
ることに留意すべきである。さらに、一連の集束化され
ていない音波が全ての変換器にたいする短い継続時間の
パルスの同時送信に対応するので、信号ｅｍ０は、有利
なことに、いくつか（この数はサンプリングの頻度に関
係している）を除いては値０の集合からなる。
次元的に配置されうる変換器３０のマトリックスによっ
て提供される。公知の方法では、このマトリックスは光
束の先行の正確な集束化を保証するために平面又は場合
によっては凹面でありうる。各交換器には、集束化して
いない初期光束又は後の活性信号から出るエコー信号
を、反転させたエコー信号を送ることになる第一記憶１
０に提供する受信器３２を含む処理線（ｕｎｅ ｖｏｉ
ｅ ｄｅ ｔｒａｉｔｅｍｅｎｔ）が連結されている。
この受信−記憶部の構造は、先行の特許で言及されてい
るものと同じであり得るし、例えば、試料採集器と、ア
ナログ又はディジタルのコンバータと、ＬＩＦＯ型
（“Ｌａｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ”……後入れ
先出し法）の記憶とを含みうる。前記の初期光束は、検
査中の各扇形に関する反転エコー信号を生成のたびに受
信する第二記憶１１から送信すべき情報を受信する送信
器３１によって生み出される。図２は特に、第一の扇形
２１上の集束化していない超音波光束の第一の送信／受
信部を出て、第二記憶１１に保存されたデータを示す。
集束化されていない信号ｅｍ０の時間的配置及び形態を
最初に含んでいたこの第一の分析された扇形２１に対応
する記憶場所１は、集束化されていない信号ｅｍ０の送
信に応答する受信エコー信号ｒｅｃ１／０から生ずる反
転エコー信号に対応する活性信号ｅｍ１／２を搭載して
いることがわかる。前記記憶場所は、受信信号のサンプ
ルをそれぞれ一つ受信しうる記憶場所要素の集合からな
ることに留意すべきである。さらに、一連の集束化され
ていない音波が全ての変換器にたいする短い継続時間の
パルスの同時送信に対応するので、信号ｅｍ０は、有利
なことに、いくつか（この数はサンプリングの頻度に関
係している）を除いては値０の集合からなる。
【００２４】図３は特に、第一の扇形から角度α離れて
いる第二の扇形２２の検査から生じて第二記憶１１に保
存されたデータを示す。始めは信号ｅｍ０を搭載してい
る記憶場所２（図１参照）に、今度は、第二の扇形２２
のレベルヘの初期信号ｅｍ０の送信に応答する受信エコ
ー信号ｒｅｃ２／０から生ずる反転エコー信号に対応す
る活性信号ｅｍ２／１が保存される事がわかる。
いる第二の扇形２２の検査から生じて第二記憶１１に保
存されたデータを示す。始めは信号ｅｍ０を搭載してい
る記憶場所２（図１参照）に、今度は、第二の扇形２２
のレベルヘの初期信号ｅｍ０の送信に応答する受信エコ
ー信号ｒｅｃ２／０から生ずる反転エコー信号に対応す
る活性信号ｅｍ２／１が保存される事がわかる。
【００２５】ｎ個の扇形が分析されると、第二記憶１１
はｎ個の記憶場所を占めるＮ個の活性信号ｅｍ１／１〜
ｅｍＮ／１を搭載するであろう。図４は特に、第一の扇
形２１の第二回目の検査から生じて第二記憶１１に保存
されたデータを示す。装置の正確な働きを保証するため
には、同じ扇形への連続放射は同じ場所で実施しなけれ
ばならず、そのために以下でより詳しく述べるような構
造を有する同期化システムが必要になることに留意しな
ければならない。第二記憶１１はその第一の記憶場所
に、先に保存された活性信号ｅｍ１／１の送信に応答し
第一の扇形２１を照射するための受信エコー信号ｒｅｃ
１／１から生ずる反転エコー信号に対応する活性信号ｅ
ｍ１／２を含む。その他の記憶場所は、もちろん、その
他の扇形に対応した活性信号ｅｍ２／１〜ｅｍＮ／１を
有する。図５では、次の扇形２２の検査によって、先の
分析から生じた先行のｅｍ２／１に取って替わる第二の
活性信号ｅｍ２／２が第二記憶１１に搭載される。第二
回目が終了して検査が終わると、第二記憶１１にはＮ個
の活性信号ｅｍ２／２〜ｅｍＮ／２搭載されるであろ
う。
はｎ個の記憶場所を占めるＮ個の活性信号ｅｍ１／１〜
ｅｍＮ／１を搭載するであろう。図４は特に、第一の扇
形２１の第二回目の検査から生じて第二記憶１１に保存
されたデータを示す。装置の正確な働きを保証するため
には、同じ扇形への連続放射は同じ場所で実施しなけれ
ばならず、そのために以下でより詳しく述べるような構
造を有する同期化システムが必要になることに留意しな
ければならない。第二記憶１１はその第一の記憶場所
に、先に保存された活性信号ｅｍ１／１の送信に応答し
第一の扇形２１を照射するための受信エコー信号ｒｅｃ
１／１から生ずる反転エコー信号に対応する活性信号ｅ
ｍ１／２を含む。その他の記憶場所は、もちろん、その
他の扇形に対応した活性信号ｅｍ２／１〜ｅｍＮ／１を
有する。図５では、次の扇形２２の検査によって、先の
分析から生じた先行のｅｍ２／１に取って替わる第二の
活性信号ｅｍ２／２が第二記憶１１に搭載される。第二
回目が終了して検査が終わると、第二記憶１１にはＮ個
の活性信号ｅｍ２／２〜ｅｍＮ／２搭載されるであろ
う。
【００２６】前記の過程は検査部材の内部欠陥を自動集
束化によって抽出する為に必要な回数だけ繰り返しう
る。従って、ｉ回目の後、第二記憶には活性信号ｅｍ１
／ｉ〜ｅｍＮ／ｉが搭載されるであろう。
束化によって抽出する為に必要な回数だけ繰り返しう
る。従って、ｉ回目の後、第二記憶には活性信号ｅｍ１
／ｉ〜ｅｍＮ／ｉが搭載されるであろう。
【００２７】図６及び図７は、薄い円盤の検査を可能に
するような第二の実施例の範囲において本発明による方
法を示す。検査は、円盤２を回転させながら、同様に連
続的に実施される。ここで分析は連続する環形部毎に実
施され、変換器３０が特定のピッチ（ｐａｓ）ｄ´−ｄ
で放射状に移動することによって、部材の完全な分析が
可能となる。
するような第二の実施例の範囲において本発明による方
法を示す。検査は、円盤２を回転させながら、同様に連
続的に実施される。ここで分析は連続する環形部毎に実
施され、変換器３０が特定のピッチ（ｐａｓ）ｄ´−ｄ
で放射状に移動することによって、部材の完全な分析が
可能となる。
【００２８】この分析は、先に特定したｎ個の扇形とし
て示され前述の方法で同様に分析された環形部２８のｎ
個の扇形２９のレベルで実施される。
て示され前述の方法で同様に分析された環形部２８のｎ
個の扇形２９のレベルで実施される。
【００２９】図８は、特定の扇形の円周部分表面のレベ
ル又は特定の環形の扇形部表面（ｓｕｒｆａｃｅ ｄ’
ｕｎｅ ｐａｒｔｉｅ ｓｅｃｔｏｒｉｅｌｌｅ ｄｅ
ｔｅｒｍｉｎｅｅ）のレベルでの異なる放射の同期化方
法の概略図である。
ル又は特定の環形の扇形部表面（ｓｕｒｆａｃｅ ｄ’
ｕｎｅ ｐａｒｔｉｅ ｓｅｃｔｏｒｉｅｌｌｅ ｄｅ
ｔｅｒｍｉｎｅｅ）のレベルでの異なる放射の同期化方
法の概略図である。
【００３０】公知の方法では、符号器２５が検査部材の
回転移動手段に連結され、特定の座標に対するこの部材
の角位置を正確に提供する。有利なことに、この符号器
は完全ディジタル型符号器である。例えば、さまざまな
放射の位置の座標があらかじめレジスタメモリ３５に保
存されるので、記憶された座標と符号器２５が読み取る
座標とをコンパレータ３６によって比較することによっ
てこれらの放射の同期化を実現しうる。部材２は回転
し、符号器２５によって提供される部材２の角座標とレ
ジスタ３５からの放射座標間の合致リズム（ｒｙｔｈｍ
ｅ ｄｅ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅｓ）で続く。完全符
号器の利用は制限的でなく、実際は増分符号器を使用し
てこのような同期化をうることも可能である。
回転移動手段に連結され、特定の座標に対するこの部材
の角位置を正確に提供する。有利なことに、この符号器
は完全ディジタル型符号器である。例えば、さまざまな
放射の位置の座標があらかじめレジスタメモリ３５に保
存されるので、記憶された座標と符号器２５が読み取る
座標とをコンパレータ３６によって比較することによっ
てこれらの放射の同期化を実現しうる。部材２は回転
し、符号器２５によって提供される部材２の角座標とレ
ジスタ３５からの放射座標間の合致リズム（ｒｙｔｈｍ
ｅ ｄｅ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅｓ）で続く。完全符
号器の利用は制限的でなく、実際は増分符号器を使用し
てこのような同期化をうることも可能である。
【００３１】図９は、信号対雑音比（ｒａｐｐｏｒｔ）
について、時間的反転といわれる方法と伝統的な非破壊
的超音波検査法との性能の比較を示す。
について、時間的反転といわれる方法と伝統的な非破壊
的超音波検査法との性能の比較を示す。
【００３２】これらの静的性能は、本発明の動的方法の
範囲においても保持される。実際、この種の測定のため
に実施される、約５００ｍｍ／ｓの接線速度を考える
と、送信／受信の再現周波数１ピッチ１０ｍｍ送りにつ
き５０Ｈｚであり、これは、本発明による検査装置の設
計時に、特に検査時間に関して設定した工業上の目標値
に完全に匹敵することが示されうる。
範囲においても保持される。実際、この種の測定のため
に実施される、約５００ｍｍ／ｓの接線速度を考える
と、送信／受信の再現周波数１ピッチ１０ｍｍ送りにつ
き５０Ｈｚであり、これは、本発明による検査装置の設
計時に、特に検査時間に関して設定した工業上の目標値
に完全に匹敵することが示されうる。
【００３３】前記の測定は、一方では伝統的な超音波検
査法の範囲内で活用される伝統的な集束化変換器を用い
て、他方では時間的反転と言われる方法の範囲内で活用
される複合セラミックス製の交換器のマトリックスを用
いて実施される。
査法の範囲内で活用される伝統的な集束化変換器を用い
て、他方では時間的反転と言われる方法の範囲内で活用
される複合セラミックス製の交換器のマトリックスを用
いて実施される。
【００３４】検査部材は直径１００ｍｍのチタン製の円
盤で、内部に２種類の欠陥、つまり直径０．４と０．８
ｍｍで種々の深さ１０、２０、６５と１００ｍｍの加工
した平底を有する穴と直径１．１（Ａ４）と０．７（Ａ
５）ｍｍで深さ２０ｍｍの粉末治金による不純物の介在
物（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）とを含む。
盤で、内部に２種類の欠陥、つまり直径０．４と０．８
ｍｍで種々の深さ１０、２０、６５と１００ｍｍの加工
した平底を有する穴と直径１．１（Ａ４）と０．７（Ａ
５）ｍｍで深さ２０ｍｍの粉末治金による不純物の介在
物（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）とを含む。
【００３５】検査は、周波数３ＭＨｚで１２０ｍｍの不
動水柱を用いて実施される。
動水柱を用いて実施される。
【００３６】これらの検査条件は決して制限的ではな
く、たとえば周波数５ＭＨｚなどの異なる条件下ではほ
かの分析が実施される。
く、たとえば周波数５ＭＨｚなどの異なる条件下ではほ
かの分析が実施される。
【００３７】上記の全ての欠陥が検出され、各欠陥につ
き信号対雑音比で少なくとも２０ｄＢから約３０ｄＢに
達しうる利得が示されるので、時間的反転方法（曲線４
０）は伝統的検査（曲線４１）より明らかに高性能であ
るとわかる。従って、本発明の方法による内部欠陥の分
析は非常に優れており、変換器素子のサイズ及び特にそ
れらの曲率半径のレベルでマトリックスを最適化するこ
とによって性能を改善しうるのでなおさらである。
き信号対雑音比で少なくとも２０ｄＢから約３０ｄＢに
達しうる利得が示されるので、時間的反転方法（曲線４
０）は伝統的検査（曲線４１）より明らかに高性能であ
るとわかる。従って、本発明の方法による内部欠陥の分
析は非常に優れており、変換器素子のサイズ及び特にそ
れらの曲率半径のレベルでマトリックスを最適化するこ
とによって性能を改善しうるのでなおさらである。
【図１】本発明の好ましい実施例による超音波検査装置
の、縦方向断面図の簡略図である。
の、縦方向断面図の簡略図である。
【図２】好ましい実施例中の本発明の方法による主要な
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図３】好ましい実施例中の本発明の方法による主要な
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図４】好ましい実施例中の本発明の方法による主要な
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図５】好ましい実施例中の本発明の方法による主要な
実施例を示す概略図である。
実施例を示す概略図である。
【図６】本発明の方法による第二の実施例の概略図であ
る。
る。
【図７】本発明の方法による第二の実施例の概略図であ
る。
る。
【図８】超音波の放射の同期化の回転の概略図である。
【図９】時間的反転と呼ばれる方法と従来の方法の信号
対雑音についての性能を比較するグラフである。
対雑音についての性能を比較するグラフである。
２ 部材 ３ 探傷子 ８ 変換器 ９ 欠陥 １０ 第一記憶 １１ 第二記憶 ２５ 符号器 ３０ 変換器のマトリックス ３１ 送信器 ３２ 受信器 ３５ レジスタメモリ ３６ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナジエ・シヤクルン フランス国、92390・ビルヌーブ・ラ・ガ レンヌ、リユ・ドユ・オー・ドウ・ラ・ヌ ー、45 (72)発明者 アレクサンドル・マテイアス・フアンク フランス国、92190・ムードン、リユ・エ デユアルド・ラフエリエール、16 (72)発明者 ジエラール・イブ・マンジユネ フランス国、91860・エピネー・スー・セ ナール、リユ・オノレ・ドウ・バルザツ ク、13 (72)発明者 フランソワ・ジヤン・ブユ フランス国、91400・オルセー、リユ・ド ウ・ラ・フエルム、11
Claims (10)
- 【請求項１】 回転部材の超音波検査方法であり、前記
部材の分析はこの部材のｎ個の領域のレベルで回転しな
がら実施され、 ａ）変換器のマトリックスからの、前記部材の第一の分
析領域への集束化していない超音波光束の放射と、 ｂ）前記マトリックスの各変換器による第一のエコー信
号の受信と、受信した第一のエコー信号の時間的反転に
よって獲得された第一の活性信号の時間的配置及び形態
の記憶と、 ｃ）（ｎ−１）個の他の特定された分析領域に対する
ａ）とｂ）工程の反復と、 ｄ） ｂ）工程であらかじ
め特定され記憶されたこの領域に関する活性信号の、部
材の第一の分析領域のレベルでの放射と、 ｅ）マトリックスの各変換器による第二のエコー信号の
受信と、受信した第二のエコー信号の時間的反転によっ
て獲得された第二の活性信号の新しい時間的配置及び形
態の記憶と、 ｆ）（ｎ−１）個の他のあらかじめ特定された分析領域
に対する、ｄ）とｅ）工程の反復との工程を含むことを
特徴とする超音波検査方法。 - 【請求項２】 前記ｄ）〜ｆ）工程を少なくとも一回繰
り返すことを特徴とする請求項１に記載の超音波検査方
法。 - 【請求項３】 前記部材が連続する薄片によって分析さ
れ、各薄片は前記分析領域を構成する円周部分表面を有
するｎ個の扇形に分けられることを特徴とする請求項１
または２に記載の超音波検査方法。 - 【請求項４】 前記部材が連続する環形によって分析さ
れ、各環形部は前記分析領域を構成する表面を有するｎ
個の環形の扇形部分に分けられることを特徴とする請求
項１または２に記載の超音波検査方法。 - 【請求項５】 後続の薄片の分析が、前記変換器のマト
リックスの特定のピッチの縦軸方向の移動後に実施され
ることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記
載の超音波検査方法。 - 【請求項６】 連続する環形部の分析が、前記変換器の
マトリックスの特定のピッチの放射状の移動によって実
施されるをことを特徴とする請求項１又は２及び４のい
ずれか一項に記載の超音波検査方法。 - 【請求項７】 変換器のマトリックスと、対応する変
換器に連結した送信器を制御する活性信号を生成する第
二記憶のためにエコー信号を時間的に反転させ送る第一
記憶のために前記エコー信号を提供する受信器を含む、
各変換器に連結した処理線とを有する、回転部材の超音
波検査装置。 - 【請求項８】 前記第二記憶が回転する緩衝器からな
り、特定の分析領域に関する送信すべきデータが部材の
回転毎に同じ特定の場所に保存され、前記第二記憶は分
析領域と同数の場所を有することを特徴とする請求項７
に記載の超音波検査装置。 - 【請求項９】 同じポイントのレベルでの連続再送信を
可能にするように、前記送信器の制御が分析部材の回転
に同期化されることを特徴とする請求項７又は８に記載
の超音波検査装置。 - 【請求項１０】 レジスタメモリ中にあらかじめ保存さ
れた各領域の送信点の座標と符号器によって測定される
部材の実際の角座標軸とをコンパレータによって比較す
ることによって、前記送信器の同期化が実施されること
を特徴とする請求項９に記載の超音波検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9213834 | 1992-11-18 | ||
| FR9213834A FR2698170B1 (fr) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | Procédé et dispositif de contrôle ultrasonore industriel de pièces par retournement temporel. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213874A true JPH06213874A (ja) | 1994-08-05 |
| JP2916072B2 JP2916072B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=9435638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289534A Expired - Fee Related JP2916072B2 (ja) | 1992-11-18 | 1993-11-18 | 工作物の内部欠陥を検出する方法及び装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5513532A (ja) |
| EP (1) | EP0598661B1 (ja) |
| JP (1) | JP2916072B2 (ja) |
| CA (1) | CA2103193C (ja) |
| DE (1) | DE69331622T2 (ja) |
| ES (1) | ES2170064T3 (ja) |
| FR (1) | FR2698170B1 (ja) |
| IL (1) | IL107631A (ja) |
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1992
- 1992-11-18 FR FR9213834A patent/FR2698170B1/fr not_active Expired - Fee Related
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- 1993-11-16 CA CA002103193A patent/CA2103193C/fr not_active Expired - Fee Related
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- 1993-11-17 ES ES93402787T patent/ES2170064T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-17 DE DE69331622T patent/DE69331622T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-17 US US08/153,190 patent/US5513532A/en not_active Expired - Lifetime
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| CN107727750B (zh) * | 2017-09-26 | 2019-11-22 | 西北工业大学 | 基于时反超声导波的飞行器热防护板螺栓松脱定位方法 |
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