JPH08189918A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動探傷装置における内部欠陥の探知能力を
向上する。 【構成】 試験体を走査することによってサンプリング
された探知データを、反射源の同一性によりグループ化
する。また、関連のある探知データを用いてデータ補間
をすることにより、等価的に探傷装置の解像力を向上す
る。 【効果】 試験体内の欠陥数の検出精度及び欠陥像の解
像力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波により構造物等
を非破壊的に検査する超音波自動探傷装置に関し、特
に、自動探傷装置によって収集された探傷データの集合
から、欠陥の数、位置、大きさ等をより精度良く解析評
価するように改良された超音波探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波探傷装置の例について図面
を参照して説明する。図１１は、自動超音波探傷装置１
の探傷データ収集部の概念を示すブロック図であり、図
１２は図１１で収集された探傷データの構造をデータリ
ストで示す説明図である。

【０００３】図１１に示すように、パルス発生器１０４
によって発生したサンプリングパルスのタイミングでパ
ルサ１０１が高圧パルスを発生し、超音波探触子（プル
ーブ）１０３によって超音波１１３に変換される。変換
された超音波１１３は試験体１１２内を伝播し、試験体
１１２の探傷を行う。試験体１１２内に欠陥などの反射
源１１４が存在する場合、反射源１１４によって反射し
た超音波１１３は再び超音波探触子１０３により受信さ
れ電気信号に変換される。受信された電気信号はレシー
バ１０２によって増幅及び波形整形され、出力される。
出力信号の構成は、試験体１１２の探傷面から反射源ま
での距離を表す波形位置情報と、反射源の大きさを表す
信号振幅情報と、を担っている。これらの出力信号はア
ナログ信号であるため、信号値を記録できるようにレシ
ーバ１０２の出力はＡＤ変換器１０５（Analog to Digi
tal 変換器）によってデジタル信号に変換される。一般
的に、得られた受信信号には反射源１１３からの反射信
号以外のノイズなどの雑音成分が含まれているため、シ
グナルゲート１０６を設け、信号の時間軸上における反
射波が存在し得るゲート期間内の信号のみを有効な信号
として通過させる。検出された受信信号から欠陥の大き
さを判定するために、判定レベルとして予めＤＡＣ（Di
stance Amplitude Correction ）曲線データをＤＡＣデ
ータ部１０８に設定しておく。コンパレータ１０７は、
得られた受信信号の距離と信号大きさから、ＤＡＣ曲線
を参照して、試験体表面から欠陥までのデータ距離
（Ｚ）と欠陥サイズ（Ｄ）を求め、欠陥信号データ
（Ａ）を出力する。

【０００４】一方、試験体１１２の検査対象範囲を全面
探傷する場合には、探触子１０３を試験体１１２に沿わ
せ、二次元に移動させながら同時に超音波１１３により
探傷する。探触子１０３の移動には走査駆動器１２２が
使用され、探触子１０３の試験体１１２上の二次元位置
は位置検出器１０９によって、探知位置と位置信号の対
応がとられる。位置信号がアナログ信号である場合には
ＡＤ変換器１１０によりデジタル信号に変換される。こ
の位置信号データ（Ｂ）は一般的に試験体を２軸の座標
に分割したデータ（Ｘ，Ｙ）として表現される。

【０００５】超音波信号によって得られた欠陥信号デー
タ（Ａ）と位置検出器から得られた位置信号データ
（Ｂ）はデジタルメモリ１１１に探傷データとして保存
される。

【０００６】図１２に、デジタルメモリ１１１のデータ
記憶構造の概念を信号データリストで示す。単位探傷デ
ータ１２１は位置データ１１６と欠陥の大きさ情報１１
７から構成されており、位置データ１１６は図１１で示
した位置検出器１０９から得られた２軸分の位置信号デ
ータ（Ｂ）の位置データＸ １１８とＹ １１９及び、
欠陥信号データ（Ａ）のうち試験体１１２の探傷面から
反射源１１４までの距離データＺ １２０によって構成
される。また、欠陥データ１１７は、欠陥信号データ
（Ａ）の欠陥サイズデータＤによって構成される。こう
することによって、試験体１１２の検査対象範囲の全体
積を超音波１１３によって探傷することが可能である。
反射源１１４から反射波信号が得られた場合、位置デー
タ１１６の３方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）成分１１８、１１９、
１２０と欠陥サイズデータ１１７の４種類のデータが単
位探傷データ１２１として反射源一つに対応して一つ保
存される。反射源が複数ある場合には探傷データ成分１
２１が、反射源の個数分だけ、デジタルメモリ１１１の
探傷データファイル１１５に保存される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波探傷装置では、欠陥探知の解像度を向上させるた
めに、サンプリング間隔を短く設定すると、すなわち、
反射源１１４に対して探触子１０３の走査駆動器１２２
の走査ピッチを小さくした場合、反射源１１４が一つで
あるにもかかわらず、複数の単位探傷データ１２１が記
録される。反射源１１４が一つであるにもかかわらず欠
陥の個数があたかも複数あるように記録されると、単位
探傷データは、本来サンプリング間隔が適当であれば１
欠陥につき一つである欠陥の位置データ１１６につい
て、離散的な値を持つ構成になる。

【０００８】自動探傷装置によらない手動による探傷に
おいては、検査員が反射源１１４からの信号を検出する
と、検出位置の前後左右方向に探触子１０３を走査し、
検査員が反射源信号の連続性を評価し反射源の大きさを
判定する。

【０００９】ところが、一般的な自動探傷装置では走査
は１回のみで実施され、信号の連続性について装置が評
価することはない。このため、探傷を実施した後、検査
員が収集した探傷データのリスト１１５上で位置データ
１１６同士を比較し、反射源の位置と大きさ等を推定す
ることが必要になる。

【００１０】よって、本発明は上記不具合を解決するこ
とを目的としており、自動探傷装置の離散的な探傷デー
タから信号の連続性を評価し、反射源の大きさを精度よ
くかつ効率的に出力する超音波探傷方法及び装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の超音波探傷装置は、試験体の表面を走査し
ながら上記試験体内に超音波を発射すると共に上記試験
体内の超音波の反射源からの反射波を受信して上記試験
体内部の欠陥をサンプリングし、少なくとも上記欠陥の
三次元位置及び大きさを表す探傷データを逐次的に出力
する超音波探傷手段と、出力された上記欠陥の探傷デー
タの各々を、各サンプリング毎に個別に読出せるように
それぞれ記憶する探傷データ記憶手段と、上記探傷デー
タの中から任意の２つを抽出し、２つの欠陥相互間の距
離及び２つの欠陥の大きさから２つの探傷データが同一
反射源から得られたかどうかを判定する判定手段と、を
備えることを特徴とする。

【００１２】また、一つの欠陥を表す探傷データのグル
ープに属する少なくとも２つの探傷データによって、両
データ間を補間する補間探傷データを生成する探傷デー
タ補間手段を備える、ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明によれば、サンプリングされた探傷デー
タを関連性のある欠陥あるいは同じ欠陥を表すデータに
分類することが可能になるので、試験体内の内部欠陥数
の把握がより容易になる。

【００１４】また、探傷データを補間することによって
内部欠陥の状態の把握がより容易になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例を示す説明図、図２は
各信号データの構成例をデータリストで示す説明図であ
る。

【００１６】図１において、１は超音波デジタル自動探
傷器、２は探傷データ格納メモリ、３はデータ読出器、
４はデータ１メモリ、５はデータ２メモリ、６は距離計
算器、７は欠陥サイズ計算器、８はコンパレータ、９は
グルーピング結果格納メモリ、２２は画像表示器であ
る。超音波デジタル自動探傷器１は図１１で示したもの
と同様であるので、その説明は省略する。

【００１７】超音波デジタル自動探傷器１の出力は、図
１１と同様に、欠陥信号データ（Ａ）と探触子位置デー
タ（Ｂ）であり、欠陥信号データ（Ａ）は、図２（ａ）
に示すように、欠陥深さのデータＺと欠陥の大きさＤの
データによって構成される。また、欠陥位置データ
（Ｂ）は、図２（ｂ）に示されるように、欠陥の位置の
うち、探傷面を上面からみた２次元の座標データＸ，Ｙ
で構成される。欠陥信号データ（Ａ）と位置信号データ
（Ｂ）は欠陥かを検出する毎に探傷データ格納メモリ２
に一時的に保存される。図２（ｃ）に探傷データ格納メ
モリ２のデータ構成を示す。

【００１８】メモリ２内のデータ構成は、欠陥信号デー
タ（Ａ）のうち欠陥の深さであるＺと欠陥位置データ
（Ｂ）のうち欠陥位置であるＸ及びＹにより、３次元で
欠陥の位置を表現し、また、欠陥信号データ（Ａ）の欠
陥の大きさであるＤを含む。この４種類のデータで１つ
の欠陥データ（単位探傷データ）Ｐi を構成する。メモ
リ２の内容は検出した欠陥の個数Ｐn に対応する個数分
だけ欠陥データが存在する。データ読出器３は、図２
（ｃ）のメモリ２の内容から、Ｐn 個の欠陥データの中
から２つ、例えば、第１の欠陥データＰ1 及び第２の欠
陥データＰ2 を選択して、一方をデータ１メモリ４に、
他方をデータ２メモリ５に格納する。距離計算器６は、
データ１メモリ４とデータ２メモリ５のデータのうち、
欠陥の位置に関する情報である欠陥位置Ｘと欠陥位置Ｙ
と欠陥深さＺという欠陥の三次元位置座標から、データ
Ｐ1 の欠陥とデータＰ2 の欠陥相間の距離を計算する。
例えば、データＰ1 の座標をＸ1 、Ｙ1 、Ｚ1 とし、同
様にデータＰ2 の座標をＸ2 、Ｙ2 、Ｚ2 とした場合、
距離Ｌは、

【００１９】

【数１】 で、計算されることになる。

【００２０】また、欠陥サイズ計算器７は、データ１メ
モリ４とデータ２メモリ５の中からデータのうち欠陥の
大きさに関係する情報である欠陥の大きさＤから欠陥サ
イズの計算を行う。例えば、データＰ1 の欠陥の大きさ
をＤ1 、データＰ2 の欠陥の大きさをＤ２とすると、欠
陥サイズＷは、 Ｗ＝（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）×ｆ …（２） （ここで、ｆは調整係数である）となる。判断手段たる
コンパレータ８は距離計算器６の計算結果と欠陥サイズ
計算器７の計算結果を比較し、データ１とデータ２が同
一の反射源から得られたデータであるかを判定する計算
器である。

【００２１】 Ｌ ≦ Ｗ …（３） の場合、データＰ1 とデータＰ2 は同一反射源から得ら
れたと判別し、両データが同一グループ、例えばＧ1 に
属すると表現する。また、 Ｌ ＞ Ｗ …（４） の場合には、データＰ1 とデータＰ2 は異なった反射源
から得られたと出力する。グルーピング結果格納メモリ
９はコンパレータ８の結果をもとにデータ１メモリ４と
データ２メモリ５から出力される欠陥データＰi をＧ1
，Ｇ2 ，…，Ｇi，…にグループ化して配列し、保存す
る。図２（ｄ）にグルーピング結果格納メモリ９内のデ
ータの構成を示す。探傷データ格納メモリ２に記憶され
ている内容に加え、コンパレータ８によって判定された
グループ番号Ｇが記録される。コンパレータ８は２つの
データについての比較計算を探傷データ格納メモリ２内
に記憶されている全てのデータについて実施する。欠陥
サイズ計算器７における上記調整係数ｆは、本発明の装
置を起動する前に予め設定しておく定数で、超音波デジ
タル自動探傷器１で得られた探傷結果と実際の欠陥のサ
イズを比較することで決定されるが、通常、 ｆ ＝ １．０ …（５） として計算してもよい。グルーピング結果格納メモリ９
に記憶されたデータは各欠陥毎にグループ化されている
ので、後述するように、画像表示器２２によって、試験
体の形状に対応した単位セルの集合体として表示される
モデル中に分類された欠陥の分布をセルの部分集合で示
すことができる。

【００２２】この状況を図面を用いて説明する。図３
は、本手法の判定手段における論理を説明している。同
図では、欠陥の座標情報は省略し、位置と欠陥サイズの
関係のみを示した。ここで、データＰ1 の欠陥２０１の
大きさをＤ1 、データＰ2 の欠陥２０２の大きさをＤ2
とし、２つの欠陥の間隔をＬとする。間隔Ｌは、２つの
欠陥の座標をそれぞれ、Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）、Ｐ
2 （Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）としたとき、後述の（８）式に
て計算される。

【００２３】また、欠陥サイズＷは、同様に（２）式に
て計算される値であるとする。同図では、便宜的に欠陥
サイズを直径Ｄ1 またはＤ2 の円で表しているが、本発
明の主旨を大きくかえるものではない。

【００２４】図３（ａ）では、 Ｌ＞Ｗ …（４） であるので、この場合、データＰ1 とＰ2 は異なった反
射源から得られた出力であると判定する。すなわち、２
つの欠陥の広がりが有意に重なり合っていない場合、こ
の２つの反射源は独立の欠陥から得られたと判定する。

【００２５】また、図３（ｂ）では、 Ｌ≦Ｗ …（３） であるので、この場合、データＰ1 とデータＰ2 は同一
の反射源から得られた出力であると判定する。すなわ
ち、２つの欠陥の広がりが有意に重なり合っている場
合、この２つの反射源は同一の欠陥から得られたと判定
する。

【００２６】このような演算を行う装置を付加すること
で、超音波デジタル自動探傷器１において得られていた
位置情報に関して離散（デジタル）的であるデータ群か
ら、探傷器によって得られる欠陥の大きさの条件を用い
て関連性、例えば、反射源の共通性を評価することで、
実際の欠陥形状を予想する、まとまり・グループにデー
タを自動的に分類すことが可能になり、より実際の欠陥
形状を把握することが容易になる。

【００２７】図４は、上記実施例にさらに補間処理を行
う演算装置を付け加えた他の実施例を示している。ま
た、図５は、図４の装置による演算処理の概念を説明し
ている。

【００２８】本演算装置は、図１に示したグルーピング
結果格納メモリ９の後段に接続する装置であり、探傷デ
ータのグルーピング結果をより詳細な位置座標に展開
し、欠陥の広がりをより容易に把握することを可能にす
る。

【００２９】補間処理演算装置は、図１に示したグルー
ピング結果格納メモリ９に記憶された探傷データを使用
する。データグループ読出器１５はグルーピング結果格
納メモリ９から同一グループ内の２つのデータを選択
し、一方をデータ１メモリ１６に、他方をデータ２メモ
リ１７に格納する。距離計算器１８は、データ１メモリ
１６とデータ２メモリ１７に記憶されたデータのうち欠
陥の位置に関する情報である欠陥の座標Ｘ，Ｙ，Ｚによ
って、データ１とデータ２の距離を計算し出力する。例
えば、図５（ａ）に示すように、データ１の座標を Ｐ1 （Ｘ1 、Ｙ1 、Ｚ1 ） …（６） とし、同様にデータ２の座標を Ｐ2 （Ｘ2 、Ｙ2 、Ｚ2 ） …（７） とした場合、距離ΔＬは、

【００３０】

【数２】 で、計算されることになる。欠陥サイズ差計算器１９は
データ１とデータ２の中の欠陥の大きさに関する情報Ｄ
から、データ１の欠陥大きさとデータ２の欠陥大きさの
差を計算し出力する。データ１の欠陥の大きさをＤ１、
データ２の欠陥の大きさをＤ２とすると、欠陥サイズ差
ΔＤは次の式で表される。

【００３１】 ΔＤ ＝ ｜ Ｄ1 −Ｄ2 ｜ …（９） 図５（ａ）に示されるＰ1 及びＰ2 は図１における超音
波デジタル自動探傷器１による測定点なので、サンプル
データは不連続であることから、Ｐ1 とＰ2 の間の座標
には測定データは存在しない。そこで、第２の実施例で
は、Ｐ1 とＰ2を結ぶ直線上の点ＰにＰ1 とＰ2 で測定
された欠陥の大きさを、例えば比例配分することで、デ
ータＰ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ） とデータＰ2 （Ｘ2 ，
Ｙ2 ，Ｚ2 ） の不連続部分の補間を実現する。

【００３２】ここでは、比例配分する場合について述べ
る。Ｐ1 とＰ2 を結ぶ直線上の点を、例えば、図５
（ｂ）に示すように、 Ｐ（Ｘ、Ｙ、Ｚ） …（１０） とすると、Ｐ1 とＰの間隔Ｌは（８）式より、

【００３３】

【数３】 である。点Ｐの場所の欠陥の大きさＤは、

【００３４】

【数４】 で割り当てられる。図５（ｂ）の曲線２４が（12）式に
て演算された結果である。しかしながら、計算結果を保
存する場合には、同図に示すような直線関係ではメモリ
などのデジタル装置に保存できないため、Ｐ1 からＰ2
までを均等な間隔で細分化し、それぞれの距離Ｐに（1
2）式に従ってＤを割り当てることにしてもよい。演算
は同一グループ内の全ての２点について実施される。も
し、評価した座標が重複した場合には、欠陥の大きさＤ
の大きい方をその点の欠陥大きさＤとする。図５（ｃ）
に示すように、なお、離散的ではあるが、Ｐ1 からＰ2
の間に欠陥のデータ群２５を補間することが可能であ
る。グルーピング補間結果格納メモリ２１は、距離Ｐ1
−Ｐ2 におけるサイズ差分配器２０の演算結果のデータ
群２５を各データの中間の位置座標と共に補間データと
して格納する。グルーピング補間結果格納メモリ２１に
記憶される元の探傷データ及び追加された補間データ
は、後述するように、画像表示器２２によってモデル化
された試験体のイメージ像として表示される。

【００３５】この第２の実施例によれば、超音波デジタ
ル自動探傷器１において得られていた位置情報に関して
離散的なデータ群から、探傷器によって直接得られた欠
陥の大きさを用いて、測定点と測定点の間の測定データ
の存在しない点における欠陥サイズを予想することが可
能となり、欠陥形状を把握することが容易になる。

【００３６】図６、図７及び図８にさらに他の実施例を
示す。これらは主に演算結果の画像表示器２２による表
示に関するものである。

【００３７】図６は、図１における探傷データ格納メモ
リ２の構成（データのアドレスのマッピング）を説明す
る図である。同図（ａ）は試験体を単位セルで分割した
状態を示す概念図、同図（ｂ）は単位セルを示す図であ
る。

【００３８】この実施例では、試験体２９を単位セル３
０の集合体モデルとして考え、単位セル３０の組合せに
よって試験体の形状を表現する。そして、欠陥位置を３
次元の座標にて表現し、該当する一つ又はそれ以上の単
位セルに欠陥の大きさ（分布）を割り当てる。ここで
は、試験体２９の、超音波探触子が配置され、超音波ビ
ームが入射する面をＸ−Ｙ平面としている。超音波ビー
ムの進行方向、つまり試験体の深さ方向をＺ軸としてい
る。図６（ｂ）図に示すように、単位セル３０は三次元
座標軸の各方向に対し、それぞれ大きさ

【００３９】

【数５】 を有する。単位セルの各辺の長さは、図１の超音波デジ
タル自動探傷器１の超音波探触子の送りピッチや使用し
た超音波探触子の分解能などによって決定される定数で
ある。

【００４０】図７は、図１における第１の実施例の装置
によって出力されたデータのグルーピング結果格納メモ
リ９内のマッピング例を図６に示した単位セルの概念で
表現している。

【００４１】図１に示される演算装置によって測定した
結果、試験体２９の一部に欠陥が存在した場合、単位セ
ル集合体で表現された試験体２９の中で同一の欠陥を内
在するデータのグループ３５は同様に図中に太線で示さ
れる単位セルの集合体で表現される。

【００４２】図８は、図４に示される第２の実施例によ
って出力された補間データを格納するグルーピング補間
結果格納メモリ２１のデータのマッピングを図６に示し
た単位セルの概念で表現している。図７のグルーピング
結果のデータグループ３５には、各単位セル３０のうち
探傷の結果、欠陥のあるセルは、例えば、３６及び３
７、３８、３９であり、他のセルには欠陥情報は存在し
ない。欠陥セル３６及び３７、３８、３９には欠陥の位
置を示す座標情報Ｘ，Ｙ，Ｚと欠陥の大きさを示す欠陥
サイズＤが保存されている。図８には欠陥の座標情報は
省略し、位置関係のみ示した。また欠陥サイズＤは、欠
陥セル３６及び３７、３８、３９のセル内部に大きさを
数値でその例を示した。同様に、図４に示すグルーピン
グ補間演算の結果、補間されたセル４０及び４１、４２
の欠陥サイズＤ′もセルの内部に大きさを数値で表し
た。座標軸のＺ軸方向では欠陥セルは３６と３８で、そ
の欠陥サイズがそれぞれ１と５であることから、補間の
対象となるセルは４０、４１、４２である。（12）式に
従い演算すると補間セル４０には欠陥サイズ２が割り当
てられ、同様に補間セル４１には３、補間セル４２には
４が割り当てられる。また、座標軸のＸ軸方向では欠陥
セル３７と３９の欠陥サイズから補間セル４１の欠陥サ
イズは９と演算される。補間セル４１は欠陥セル３６と
３８の演算からは欠陥サイズ３、欠陥サイズ３７と３９
から９であるので、最終的に補間セル４１の欠陥サイズ
Ｄ′は大きい方である９が採用される。

【００４３】図６、図７及び図８のセルモデルによる表
示の実施例によれば、欠陥の位置及びグルーピング結
果、グルーピング補間結果は、図１２に示した信号デー
タリストや図２に示した信号データリストと比べ、より
視覚的に理解し易い表現が可能になり、欠陥の状態の把
握は容易である。すなわち、画像表示器２２に３次元グ
ラフィックスとして試験体の立体モデル内に欠陥を表示
することにより、試験体内部の欠陥の状態が一目瞭然と
なる。また、この立体モデルの任意のＸ−Ｙ平面やＸ−
Ｚ平面における断層表示によって欠陥の部分的な状態を
より詳細に観察することが可能である。

【００４４】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。上記
実施例では超音波デジタル自動探傷器出力が３次元直交
座標であったが、これに限定されるものではない。

【００４５】例えば、円筒形状の試験体にも適用可能で
ある。この場合座標は、

【００４６】

【数６】 とすれば、上記と同様に適用することが可能である。

【００４７】また、分配方法について（12）式では均等
（比例）配分したが、これに限定されるものではない。
例えば、分配関数（12）式は探傷結果と演算結果を比較
して求めた実験式でもよい。

【００４８】また、本実施例ではハードウェアによる回
路の組み合わせの例を示したが、図１及び図４に示す演
算装置の一部あるいは全部を同一の機能を有する超音波
探傷コンピュータシステム及びコンピュータプログラム
に置き換えることが可能である。コンピュータシステム
は、図１または図４と同様の機能ブロック図により表現
されるのでその図示は省略する。

【００４９】図９は、探傷データのグループ化処理の演
算アルゴリズムを示すフローチャートである。

【００５０】超音波探知器１によってデータ収集が行わ
れ、全ての探傷データが超音波探傷計算機システムの探
傷データ格納メモリ２に記憶される。そして、例えば、
図示しない主プログラムにおいて、このグループ化処理
のルーチンが指定されると、図示しないＣＰＵは、探傷
データ格納メモリ２からデータをＣＰＵのメインメモリ
に読込む（Ｓ４３）。欠陥情報を担う探傷データの全て
の組合せを比較するべく、チェックしていない組合せが
残っているか判別する（Ｓ４４）。残っていると、２点
の探傷データをレジスタに取込み（Ｓ４７）、２点間の
距離Ｌの計算を行う（Ｓ４８）。距離Ｌが、２つの欠陥
の大きさ（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）に所定係数ｆを乗じた比較基準
値よりも大きいかどうかを判別する（Ｓ４９）。距離Ｌ
が比較基準値と略等しいか、小さい場合には、同一反射
源あるいは極めて近接した反射源から得られたエコーに
よるものであると考え、２つのデータは同一欠陥に起因
する探傷データのグループに属する（あるいは関連性が
ある）と判別する（Ｓ５０）。距離Ｌが大きい場合に
は、別々の反射源から得られたエコーによるものである
と判断し、２つのデータは別個のグループに属する（あ
るいは関連性がない）と判別する（Ｓ５０）。各グルー
プの区別のために、例えば、互いに同一のグループにあ
ると判断された２つの探傷データはリンクデータ（識別
子）を付加することによってリンクされる。各データの
組合せについて関連性の有無が判断され、関連性のある
データ同士がリンクされる。各データ間にリンクのネッ
トワークが形成されることによってデータのグループ化
が行われる。リンクデータによるデータの一つのネット
ワークが一つのデータグループを形成する（Ｓ５２）。
結果的に、各欠陥毎に探傷データがリンクされ、複数の
探傷データのグループＧ1，Ｇ2 ，Ｇ3 ，…が形成され
る。

【００５１】全ての探傷データの組合せについて、上記
ステップＳ４７〜Ｓ５２が行われると（Ｓ４４）、図２
（ｄ）に示すような演算処理結果をグルーピング結果格
納メモリ９に記憶し（Ｓ４５）、処理を終了して元のル
ーチン（主プログラム）に戻る（Ｓ４６）。

【００５２】なお、探触子（プローブ）の指向性や探知
可能距離等による探知可能範囲の制限を利用すれば、全
ての探知データの組合せについて演算処理する必要はな
くなり、演算量を減らすことが可能である。

【００５３】次に、データ補間処理について図１０を参
照して説明する。同図において、例えば、主プログラム
においてデータ補間処理の実行が指令されると、計算器
システムはこのルーチンを実行する。

【００５４】まず、グルーピング結果格納メモリ９から
ＣＰＵのメインメモリにグループ分けされた探傷データ
が読込まれる（Ｓ６１）。各グループ毎にデータ補間を
行うべく、未処理のデータグループがないかチェックす
る（Ｓ６２）。残っていると、１グループ分の探傷デー
タをレジスタに取込む（Ｓ６５）。グループ内の２点間
の組合せについてデータ補間を行うべく、対象となる未
処理の２点が存在するかどうかを判断する（Ｓ６６）。
存在すると、２点の探傷データを取込み（Ｓ６７）、図
５に示すように、２点間の距離Ｌを計算する（Ｓ６
８）。２点間の座標（Ｐ1 （Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）〜Ｐ2
（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ））に、欠陥の大きさＤ1 〜Ｄ2 を
割振り、複数の補間データを生成する（Ｓ６９）。１グ
ループ内の２点の探傷データの補完すべき組合せについ
て、上記ステップ６７〜ステップ６９を繰返す。更に、
他のグループについてもデータ補間を繰返す（Ｓ６２〜
Ｓ６９）。全てのデータグループについてデータの補間
が終了すると、探傷データ及び補間データの演算処理結
果をグルーピング補間結果メモリ２１に記憶させる（Ｓ
６３）。このとき、探傷データ及び補間データのメモリ
マッピングは、前述した図６乃至図８に示すように、単
位セルによって試験体を細分化した三次元構造に対応し
て行う。こうすると、後に、画像表示器２２による試験
体の形状に対応した視覚的な表示や画像データ処理が容
易になる。そして、このルーチンを終了し（Ｓ６４）、
元のルーチン（主プログラム）に戻る。

【００５５】

【発明の効果】このように本発明による超音波探傷装置
では、超音波自動探傷器の出力である３つの座標軸にお
ける内部欠陥の位置と欠陥サイズの探傷結果リストか
ら、グルーピングデータを生成するので、欠陥の数の把
握が容易になる。また、補間データを生成することによ
って、欠陥の存在する位置や欠陥の形状をより容易に把
握することが可能となる。このため、超音波自動探傷装
置において収集された探傷データの他に追加的な情報を
更に収集しなくても、また、再度探傷しなくても、欠陥
の数や大きさを精度よく効率的に求めることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波探傷装置の一実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の超音波探傷装置における探傷データの
データリストの構成を説明する説明図である。

【図３】２つの欠陥データが同一の反射源かどうかを判
定する論理を説明する説明図である。

【図４】本発明の超音波探傷装置の他の実施例を示すブ
ロック図である。

【図５】本発明の超音波探傷装置の補間演算器における
データ処理を説明する説明図である。

【図６】本発明の超音波探傷装置における欠陥データの
メモリにおけるマッピングを説明する説明図である。

【図７】本発明の超音波探傷装置における欠陥データの
グループの概念を説明する説明図である。

【図８】本発明の超音波探傷装置における欠陥データの
補間の概念を説明する説明図である。

【図９】本発明の超音波探傷装置におけるグループ演算
器の演算アルゴリズムの一例を説明するフローチャート
である。

【図１０】本発明の超音波探傷装置における補間演算器
の演算アルゴリズムの一例を説明するフローチャートで
ある。

【図１１】従来の超音波探傷装置を説明するブロック図
である。

【図１２】従来の超音波探傷装置の探傷データのデータ
リストの構成を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 超音波デジタル自動探傷器 ２ 探傷データ格納メモリ ３ データ読出器 ４ データ１メモリ ５ データ２メモリ ６ 距離計算器 ７ 欠陥サイズ計算器 ８ コンパレータ ９ グルーピング結果格納メモリ １５ データグループ読出器 １６ データ１メモリ １７ データ２メモリ １８ 距離計算器 １９ 欠陥サイズ計算器 ２０ 距離に対するサイズ差分配器 ２１ グルーピング補間結果格納メモリ １０１ パルサ １０２ レシーバ １０３ 探触子 １０４ パルス発生器 １０５ ＡＤ変換器 １０６ シグナルゲート １０７ コンパレータ １０８ ＤＡＣデータ １０９ 位置検出器 １１０ ＡＤ変換器 １１１ デジタルメモリ １１２ 試験体 １１３ 超音波 １１４ 反射源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試験体の表面を走査しながら前記試験体内
   に超音波を発射すると共に前記試験体内の超音波の反射
   源からの反射波を受信して前記試験体内部の欠陥をサン
   プリングし、少なくとも前記欠陥の三次元位置及び大き
   さを表す探傷データを逐次的に出力する超音波探傷手段
   と、 出力された前記欠陥の探傷データの各々を、各サンプリ
   ング毎に個別に読出せるようにそれぞれ記憶する探傷デ
   ータ記憶手段と、 前記探傷データの中から任意の２つを抽出し、２つの欠
   陥相互間の距離及び２つの欠陥の大きさから２つの探傷
   データが同一反射源から得られたかどうかを判定する判
   定手段と、 を備えることを特徴とする超音波探傷装置。
2. 【請求項２】前記判定手段によって同一の反射源から得
   られたと判定される探傷データを、各反射源毎にグルー
   プ化して記憶する探傷データグループ記憶手段を、 更に、備えることを特徴とする請求項１記載の超音波探
   傷装置。
3. 【請求項３】前記探傷データグループ記憶手段に記憶さ
   れた一つのグループに属するいずれか２つの探傷データ
   によって、両探傷データ間を補間する補間探傷データを
   生成する探傷データ補間手段を、 更に、備えることを特徴とする請求項２記載の超音波探
   傷装置。
4. 【請求項４】前記探傷データグループ記憶手段にグルー
   プ化して記憶されている複数の探傷データに、前記補間
   探傷データを補って記憶するグループ補間データ記憶手
   段を、 更に、備えることを特徴とする請求項３記載の超音波探
   傷装置。
5. 【請求項５】前記探傷データグループ記憶手段における
   前記探傷データのメモリマッピング、あるいは前記グル
   ープ補間データ記憶手段における前記探傷データ及び前
   記補間探傷データのメモリマッピングが、前記試験体に
   おける三次元座標に対応した三次元のアドレスによって
   なされる、 ことを特徴とする請求項２または請求項４記載の超音波
   探傷装置。
6. 【請求項６】前記探傷データグループ記憶手段から前記
   探傷データを、あるいは前記グループ補間データ記憶手
   段から前記探傷データと前記補間探傷データとを、読出
   して、前記試験体の三次元モデルの画像中に反射源の位
   置及び反射源の大きさを表示する画像表示手段を、 更に、備えることを特徴とする請求項５記載の超音波探
   傷装置。