JPS59202060A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
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- JPS59202060A JPS59202060A JP58076495A JP7649583A JPS59202060A JP S59202060 A JPS59202060 A JP S59202060A JP 58076495 A JP58076495 A JP 58076495A JP 7649583 A JP7649583 A JP 7649583A JP S59202060 A JPS59202060 A JP S59202060A
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- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被検体表面積に対する欠陥面積率を超音波探傷
により測定する超音波探傷装置に関するものである。
により測定する超音波探傷装置に関するものである。
く本発明の背景〉
一般に、水中に設けた鋼材の被験体を超音波探傷する場
合、境界面での透過及び反射の法則により、探触子から
発振された超音波が被検体表面で反射される表面エコー
信号は欠陥面で反射される欠陥エコー信号より２０ｄＢ
程度あるいはそれ以上高くなる。その理由を第１図を基
に以下に説明する。
合、境界面での透過及び反射の法則により、探触子から
発振された超音波が被検体表面で反射される表面エコー
信号は欠陥面で反射される欠陥エコー信号より２０ｄＢ
程度あるいはそれ以上高くなる。その理由を第１図を基
に以下に説明する。
第１図は、探触子１を用いて、水２の、底にある鋼など
の被検体３の表面３ｓからの表面エコー信号４、及び被
検体３内部の欠陥５からの欠陥エコー信号６を得る場合
を原理的に示した模式図である。
の被検体３の表面３ｓからの表面エコー信号４、及び被
検体３内部の欠陥５からの欠陥エコー信号６を得る場合
を原理的に示した模式図である。
ここでたとえばそれぞれの音響インピーダンスは次のよ
うな値を持つ。
うな値を持つ。
イ）水の音響インピーダンス：
Ｚ（Ｗ） −１，５〔１０６ＫＰ／−’Ｓ 〕ｃ７）
鋼の音響インピーダンス： Ｚ（Ｆｅ） ＝ ４５．４ Ｃ１０６Ｋｐ／ｍ″Ｓ〕ハ
）空気の音響インピーダンス： Ｚ（Ａ） ＝ ４ Ｘ １０−’ ＣＫｐ／ｍ’ｓ）す
ると、探ｆ（東予１／ｌ・１〕発月１：Ｘわ水２の中７
１６１１行−・ｊ−る超汁波の仮茨体（鋤表面３ｓでの
反射工Ｓは、どなるので、表面エコー信号４は、音響イ
ンピーダンスの違いがとくに大きい場合の表面エコーの
音圧を１００％とすると、９４％となることがわかる。
鋼の音響インピーダンス： Ｚ（Ｆｅ） ＝ ４５．４ Ｃ１０６Ｋｐ／ｍ″Ｓ〕ハ
）空気の音響インピーダンス： Ｚ（Ａ） ＝ ４ Ｘ １０−’ ＣＫｐ／ｍ’ｓ）す
ると、探ｆ（東予１／ｌ・１〕発月１：Ｘわ水２の中７
１６１１行−・ｊ−る超汁波の仮茨体（鋤表面３ｓでの
反射工Ｓは、どなるので、表面エコー信号４は、音響イ
ンピーダンスの違いがとくに大きい場合の表面エコーの
音圧を１００％とすると、９４％となることがわかる。
一方、欠陥エコー信号６の音圧は次のようにして求まる
。
。
ａ）水２と被検体３との境界面での通過率１）） 被検
体３内部の欠陥５表面（鏡面と仮定する）での反射率 ｃ）被検体３と水２との境界面での通過率以上のａ）、
ｂ）及びＣ）の積が欠陥エコー信号６の音圧の比率Ｆと
なる。
体３内部の欠陥５表面（鏡面と仮定する）での反射率 ｃ）被検体３と水２との境界面での通過率以上のａ）、
ｂ）及びＣ）の積が欠陥エコー信号６の音圧の比率Ｆと
なる。
従って欠陥エコー信号６の音圧は１２％となる。
そこで、以上の各信号の音圧ずなわちエコー高さをＡノ
コープ表示すると、第２図に示すよう／Ｉ波形が得られ
る。
コープ表示すると、第２図に示すよう／Ｉ波形が得られ
る。
以上に説明したように、表面エコー信号は欠陥エコー信
号と比較して相当大きなレベルで検出される。
号と比較して相当大きなレベルで検出される。
また、以上のことに加えて、超音波ビームはある程度の
広がりを持つため、欠陥面積率を’ＡＩＪ定するにあた
って、以下に述べるような不都合が生じる。
広がりを持つため、欠陥面積率を’ＡＩＪ定するにあた
って、以下に述べるような不都合が生じる。
たとえば、超音波ビーム径が２ａである探触子を用いて
測定する場合について第３図に示すみ第３図（ａ）は探
触子１及び被検体３を上方から見た平面図であり、第３
図（ｂＪは側方がら見た側面図である。また第３図（ｃ
ｌは、第３図（ａ）及び（ｂ）中の探触子１の位置に対
応した表面及び欠陥エコー信号の高さを示している。こ
こに於ては、超音波ビームの拡散及び−減衰を＃９視し
、ビーム径は２ａのまま進行するものと単純化して考え
る。そこで、探触子１を図の左方から右方へ、すなわち
Ａの位置からＦの位置へ移動する場合の、エコー高さの
変化をみてのる。
測定する場合について第３図に示すみ第３図（ａ）は探
触子１及び被検体３を上方から見た平面図であり、第３
図（ｂＪは側方がら見た側面図である。また第３図（ｃ
ｌは、第３図（ａ）及び（ｂ）中の探触子１の位置に対
応した表面及び欠陥エコー信号の高さを示している。こ
こに於ては、超音波ビームの拡散及び−減衰を＃９視し
、ビーム径は２ａのまま進行するものと単純化して考え
る。そこで、探触子１を図の左方から右方へ、すなわち
Ａの位置からＦの位置へ移動する場合の、エコー高さの
変化をみてのる。
まず探触子１の中心がＡの位置すなわちビームが被検体
表面３ｓに当たり始める位置を越えると、表面エコー信
号が検出され始める。Ｂの位置すなわち被検体表面３ｓ
の端部の位置に来たときは、ビームの半分が被検体表面
３ｓで反射される。Ｃの位置すなわちＢの位置から探触
子１の半径であるａの距ｂζ「たけ右方へ寄った位置を
越えるとビーム全域が被検体表面３ｓに当たり始める。
表面３ｓに当たり始める位置を越えると、表面エコー信
号が検出され始める。Ｂの位置すなわち被検体表面３ｓ
の端部の位置に来たときは、ビームの半分が被検体表面
３ｓで反射される。Ｃの位置すなわちＢの位置から探触
子１の半径であるａの距ｂζ「たけ右方へ寄った位置を
越えるとビーム全域が被検体表面３ｓに当たり始める。
すると表面Ｊエコー信号の高ざは、探触子１の中心がＣ
位置にあるときに第２図で示したように９４％、Ｂ位置
でその半分の４７％、Ａ位置で０％となる。すなわち、
；、（ｒ、 ３図（ｃｌに示すように被検体表面３ｓの
端部近傍で表面エコー信号の高さが裾を持つことになる
。
位置にあるときに第２図で示したように９４％、Ｂ位置
でその半分の４７％、Ａ位置で０％となる。すなわち、
；、（ｒ、 ３図（ｃｌに示すように被検体表面３ｓの
端部近傍で表面エコー信号の高さが裾を持つことになる
。
次に欠陥エコー信号の高さを同様にしてみてみる。探；
す土子１の中心がＤの位置すなわち欠陥５の端部からａ
だけ左方の位置を越えて右方へ移動すると、欠陥エコー
信号が検出され始める。Ｅの位置すなわち欠陥５の端部
に来たときは、ビームの半分が欠陥５の表面で反射され
る。Ｆの位置すなわちＥの位置からａたけ右方へ寄った
位置を越えるとビーム全域が欠陥５の表面にあたること
になる。すると、欠陥エコー信号の高さは、探触子１の
中心かＦ位置にあるときには第２図て示したように１２
％、Ｅ位置でその半分の６％、Ｄ位置て０係となる。す
なわち第３図（ｃ）に示したように欠陥エコー信号の高
さは欠陥５の表１■の端部近傍で裾を持つ。
す土子１の中心がＤの位置すなわち欠陥５の端部からａ
だけ左方の位置を越えて右方へ移動すると、欠陥エコー
信号が検出され始める。Ｅの位置すなわち欠陥５の端部
に来たときは、ビームの半分が欠陥５の表面で反射され
る。Ｆの位置すなわちＥの位置からａたけ右方へ寄った
位置を越えるとビーム全域が欠陥５の表面にあたること
になる。すると、欠陥エコー信号の高さは、探触子１の
中心かＦ位置にあるときには第２図て示したように１２
％、Ｅ位置でその半分の６％、Ｄ位置て０係となる。す
なわち第３図（ｃ）に示したように欠陥エコー信号の高
さは欠陥５の表１■の端部近傍で裾を持つ。
以上のように、超音波ビームが広がりを持つために、実
ｊ祭の被検体表面及び欠陥表面の領域外に探触子の中心
が位置１−るときても、各エコー信月はある程度の高さ
を持つことになる。
ｊ祭の被検体表面及び欠陥表面の領域外に探触子の中心
が位置１−るときても、各エコー信月はある程度の高さ
を持つことになる。
欠陥面積率の測定は、探触子を用いて１ｉｊ１４ ？：
Ｔ波パルスを発生させながら被検体上を連続的に走査し
てゆき、被検体表面または欠陥面から返って来たエコー
信号カ、ある高さ以上のレベルにあるトキのみ、その位
置に被検体または欠陥が存在すると判断して、そのとき
のパルスを数えて処理することにより面積率を求めるも
のである。従来、その基準となるレベルすなわち検出レ
ベルは、表面エコー信号と欠陥エコー信号とのどちらに
対しても同じ位置に、たとえば６％程度に設定していた
。
Ｔ波パルスを発生させながら被検体上を連続的に走査し
てゆき、被検体表面または欠陥面から返って来たエコー
信号カ、ある高さ以上のレベルにあるトキのみ、その位
置に被検体または欠陥が存在すると判断して、そのとき
のパルスを数えて処理することにより面積率を求めるも
のである。従来、その基準となるレベルすなわち検出レ
ベルは、表面エコー信号と欠陥エコー信号とのどちらに
対しても同じ位置に、たとえば６％程度に設定していた
。
ここで検出レベルを６％と設定したのは、第３図（ｃｌ
に示すようにそのレベルでの探触子１の中心位置が欠陥
５の端部の位置（Ｅ位置）と一致したときに欠陥エコー
信号を数え始めるようにするためである。
に示すようにそのレベルでの探触子１の中心位置が欠陥
５の端部の位置（Ｅ位置）と一致したときに欠陥エコー
信号を数え始めるようにするためである。
ところが、前述したような理由で表面エコー信号は欠陥
ニコル信号と比べて相当に高いレベルを持つため、６％
を両エコー信号に等しい検出レベルとして設定した場合
、表面エコー信号は探触子１の中心位置がＡとＢの中間
位置に来たときに検出されてしまう。すなわち、従来の
ような検出レベルの設定では、第４図に示すように、欠
陥の外形１０については問題ないが、被検体表面につい
てはその検出された外形１１が実際の外形１２よりも大
きくなってしまい、従って正確な面積率を求めることが
非常に困難となり、測定後の結果にどうしても補正を加
えなければならないという欠点があった。
ニコル信号と比べて相当に高いレベルを持つため、６％
を両エコー信号に等しい検出レベルとして設定した場合
、表面エコー信号は探触子１の中心位置がＡとＢの中間
位置に来たときに検出されてしまう。すなわち、従来の
ような検出レベルの設定では、第４図に示すように、欠
陥の外形１０については問題ないが、被検体表面につい
てはその検出された外形１１が実際の外形１２よりも大
きくなってしまい、従って正確な面積率を求めることが
非常に困難となり、測定後の結果にどうしても補正を加
えなければならないという欠点があった。
く本発明の説明〉
本発明は以上の欠点を除去するためになされたものであ
り、前記表面エコー信号及び欠陥エコー信号の検出を、
探触子の中心位置が被検体表面の端部または欠陥面の端
部と一致するかあるいはその内部にあるときのみ検出す
るように、それぞれ異なる検出レベルを設定し比較する
手段を設けることにより行なうか、あるいは、前記表面
エコー信号と欠陥エコー信号をそれぞれ異なる増幅度も
しくは減衰度で増幅もしくは減衰してから検出レベルで
比較する手段を設けることにより行なうことで、より高
い精度で欠陥面積率を求めることが可能な超音波探傷装
置を提供することを目的とする。
り、前記表面エコー信号及び欠陥エコー信号の検出を、
探触子の中心位置が被検体表面の端部または欠陥面の端
部と一致するかあるいはその内部にあるときのみ検出す
るように、それぞれ異なる検出レベルを設定し比較する
手段を設けることにより行なうか、あるいは、前記表面
エコー信号と欠陥エコー信号をそれぞれ異なる増幅度も
しくは減衰度で増幅もしくは減衰してから検出レベルで
比較する手段を設けることにより行なうことで、より高
い精度で欠陥面積率を求めることが可能な超音波探傷装
置を提供することを目的とする。
以下本発明をその実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第５図は本発明の第１実施例を示すブロック図である。
ここで、探触子２０は、水などの超音波伝達媒質中に設
けられた被検体３上を、パルサレシーバ２１から発せら
れる高圧パルスによって駆動されて超音波パルスを発射
しながら、不図示の探触子走査装置により操作されて連
続的に走査２２を行なう。前記超音波パルスが被検体３
の表面及び欠陥５の表面で反射されて返ってきた信号す
なわち表面エコー信号及び欠陥エコー信号は、超音波探
触子２０によって受信され、次にパルサレシーバ２１で
増幅及び波形整形される。探触子位置検出及びサンプリ
ング点指定回路２３は、探触子走査−装置から送られる
探触子２０の位置信号を検出し、あらかじめ決められた
方法に従って探触子２０による測定点を走査範囲内で一
様に指定して、超音波パルスを発振するようパルサレシ
ーバ２１に指令する。
けられた被検体３上を、パルサレシーバ２１から発せら
れる高圧パルスによって駆動されて超音波パルスを発射
しながら、不図示の探触子走査装置により操作されて連
続的に走査２２を行なう。前記超音波パルスが被検体３
の表面及び欠陥５の表面で反射されて返ってきた信号す
なわち表面エコー信号及び欠陥エコー信号は、超音波探
触子２０によって受信され、次にパルサレシーバ２１で
増幅及び波形整形される。探触子位置検出及びサンプリ
ング点指定回路２３は、探触子走査−装置から送られる
探触子２０の位置信号を検出し、あらかじめ決められた
方法に従って探触子２０による測定点を走査範囲内で一
様に指定して、超音波パルスを発振するようパルサレシ
ーバ２１に指令する。
表面エコーゲート回路２４は、パル与レシーバ２１で得
られた表面エコー信号及び欠陥エコー信号のうち、表面
エコー信号のみを選択して取り出す回路である。表面エ
コーコンパレータ回路２５は、表面エコーゲート回路２
４で得られた表面エコー信号と、詳しくは後述するよう
な方法で設定した表面エコー検出レベルとを比較し、表
面エコー信号が表面エコー検出レベル以上のレベルにあ
るときのみ次段に信号を与える。表面エコーカウント回
路２６は、表面エコーコンパレータ回路２５から送られ
た信号をカウントする回路で、このカウント数は探触子
２０で走査した被検体３の表面の面積に対応する。
られた表面エコー信号及び欠陥エコー信号のうち、表面
エコー信号のみを選択して取り出す回路である。表面エ
コーコンパレータ回路２５は、表面エコーゲート回路２
４で得られた表面エコー信号と、詳しくは後述するよう
な方法で設定した表面エコー検出レベルとを比較し、表
面エコー信号が表面エコー検出レベル以上のレベルにあ
るときのみ次段に信号を与える。表面エコーカウント回
路２６は、表面エコーコンパレータ回路２５から送られ
た信号をカウントする回路で、このカウント数は探触子
２０で走査した被検体３の表面の面積に対応する。
一方、欠陥エコーゲート回路２７は、パルサレシーバ２
１で得られた信号のうち、欠陥エコー信号のみを選択し
て取り出す回路である。欠陥エコーコンパレータ回路２
８は、欠陥エコーゲート回路２７で得られた欠陥エコー
信号と、詳しくは後述するような方法で表面エコー検出
レベルとは異なったレベルに設定した欠陥エコー検出レ
ベルとを比較し、欠陥エコー信号が欠陥エコー検出ンヘ
ル以」−のレベルにあるときのみ次段の回路に信号なｆ
ｊえる、欠陥ｔコーカウント回路２９は、欠陥エコーコ
ンパレータ回路２８から送られた信号をカウントする回
路で、このカウント数は探触子２０て７１＝査した欠陥
５の表面の面積に対応する。
１で得られた信号のうち、欠陥エコー信号のみを選択し
て取り出す回路である。欠陥エコーコンパレータ回路２
８は、欠陥エコーゲート回路２７で得られた欠陥エコー
信号と、詳しくは後述するような方法で表面エコー検出
レベルとは異なったレベルに設定した欠陥エコー検出レ
ベルとを比較し、欠陥エコー信号が欠陥エコー検出ンヘ
ル以」−のレベルにあるときのみ次段の回路に信号なｆ
ｊえる、欠陥ｔコーカウント回路２９は、欠陥エコーコ
ンパレータ回路２８から送られた信号をカウントする回
路で、このカウント数は探触子２０て７１＝査した欠陥
５の表面の面積に対応する。
面積率計算回路３０は、以上で得られた欠陥エコーカウ
ント数を表面エコーカウント数で処理し割算して、被検
体表面積に対する欠陥面積率を計算する。また、映像表
示回路３１は、探触子位置検出及びサンプリング点指定
回路２３から出力される探触子２０の位置信号と、表面
エコーコンバンータ回路２５から出力される表面エコー
信号と、欠陥、ｃコーコンパレータ回路２８から出力さ
れる欠陥エコー信号とをもとに、被検体３及び欠陥５の
形状を表示するためのものである。
ント数を表面エコーカウント数で処理し割算して、被検
体表面積に対する欠陥面積率を計算する。また、映像表
示回路３１は、探触子位置検出及びサンプリング点指定
回路２３から出力される探触子２０の位置信号と、表面
エコーコンバンータ回路２５から出力される表面エコー
信号と、欠陥、ｃコーコンパレータ回路２８から出力さ
れる欠陥エコー信号とをもとに、被検体３及び欠陥５の
形状を表示するためのものである。
く本発明の動作説明など〉
次に、以上のブロック構成を有する本実施例の動作及び
前述の検出レベルの設定のし方を、第６図に示した波形
図に基づいて説明する。なお、第６図中の各図は、縦軸
に信号の強度を、横軸に発振エコーの立上がり時からの
時間をとっである。
前述の検出レベルの設定のし方を、第６図に示した波形
図に基づいて説明する。なお、第６図中の各図は、縦軸
に信号の強度を、横軸に発振エコーの立上がり時からの
時間をとっである。
被検体３の表面及び欠陥５て反射して得られた表面エコ
ー信号及び欠陥エコー信号をバルサレシーバ２１て増幅
、波形整形された後の出力波形を第６図（ａ）に示す。
ー信号及び欠陥エコー信号をバルサレシーバ２１て増幅
、波形整形された後の出力波形を第６図（ａ）に示す。
第６図（ｂ）は表面エコーゲート回路２４て設定される
表面エコーゲート波形である。表面エコーケート位置Ｓ
、Ｇ、Ｐは、発振信号の立上り時を基準として、そこか
ら表面エコーゲートの立」−り時までの時間を設定した
ものである。表面エコーゲ−１・幅Ｓ、Ｇ、Ｗは、表面
エコー信号を検出するだめの時間範囲を決定する時間ゲ
ート幅である。すると、バルサレシーバ２１て出力され
る各種の信号のうち、表面エコーゲート位置Ｓ、Ｇ、Ｐ
で設定された点以降、表面エコーゲート幅Ｓ、Ｇ、Ｗの
時間内に入る表面エコー信号のみが表面エコーゲート回
路２４で得られることになる。
表面エコーゲート波形である。表面エコーケート位置Ｓ
、Ｇ、Ｐは、発振信号の立上り時を基準として、そこか
ら表面エコーゲートの立」−り時までの時間を設定した
ものである。表面エコーゲ−１・幅Ｓ、Ｇ、Ｗは、表面
エコー信号を検出するだめの時間範囲を決定する時間ゲ
ート幅である。すると、バルサレシーバ２１て出力され
る各種の信号のうち、表面エコーゲート位置Ｓ、Ｇ、Ｐ
で設定された点以降、表面エコーゲート幅Ｓ、Ｇ、Ｗの
時間内に入る表面エコー信号のみが表面エコーゲート回
路２４で得られることになる。
第６図（ｄ）は、表面エコーゲート回路２４て取り出さ
れた表面エコー信号を、表面エコーコンパレータ回路２
５て設定された表面エコー検出レベルＳ、Ｓ、Ｌと比較
する様子を示した説明図である。ここで表面エコー検出
レベルＳ、Ｓ、Ｌは次のようにして設定てとる。たとえ
ば第３図に於て、被検体３の横方向の長さをあらかじめ
機械的に測定しておく。次に、表面エコー検出レベルＳ
、Ｓ、Ｌを徐々に変化させて、探触子を横方向に走存し
て被検体３の］」゛４方向の長さを本装置内の電気回路
で処理を行なうことにより測定し、その電気的測定値が
前記機械的ｄ１１１定値と一致したところで、表面エコ
ー検出レベルＳ、Ｓ、Ｌを設定する。つまり、第３図に
示すような場合は表面エコー検出レベルＳ、Ｓ、Ｌを４
７係に設定ずればよいことになる。表面エコーコンパレ
ータ回路２５に、以上のようにして設定した表面Ｊユコ
ー検出しベルＳ、Ｓ、Ｌ以上の入力信号があった場合に
は、その入力信号はパルスとして表面−ｎコーノＪウン
ト回路２６に送られる。表面エコーカウント回路２６は
、探触子２０の移動に伴なってｊ玉られてくる前シ己パ
ルス数をカウントすることにより、探触子２０の走査範
囲内の被検体表面績に対応したカウント数を持つことに
なる。
れた表面エコー信号を、表面エコーコンパレータ回路２
５て設定された表面エコー検出レベルＳ、Ｓ、Ｌと比較
する様子を示した説明図である。ここで表面エコー検出
レベルＳ、Ｓ、Ｌは次のようにして設定てとる。たとえ
ば第３図に於て、被検体３の横方向の長さをあらかじめ
機械的に測定しておく。次に、表面エコー検出レベルＳ
、Ｓ、Ｌを徐々に変化させて、探触子を横方向に走存し
て被検体３の］」゛４方向の長さを本装置内の電気回路
で処理を行なうことにより測定し、その電気的測定値が
前記機械的ｄ１１１定値と一致したところで、表面エコ
ー検出レベルＳ、Ｓ、Ｌを設定する。つまり、第３図に
示すような場合は表面エコー検出レベルＳ、Ｓ、Ｌを４
７係に設定ずればよいことになる。表面エコーコンパレ
ータ回路２５に、以上のようにして設定した表面Ｊユコ
ー検出しベルＳ、Ｓ、Ｌ以上の入力信号があった場合に
は、その入力信号はパルスとして表面−ｎコーノＪウン
ト回路２６に送られる。表面エコーカウント回路２６は
、探触子２０の移動に伴なってｊ玉られてくる前シ己パ
ルス数をカウントすることにより、探触子２０の走査範
囲内の被検体表面績に対応したカウント数を持つことに
なる。
一方、第６図（ｃ）は欠陥エコーゲート回路２７で設定
される欠陥エコーゲート波形である。ここで、欠陥エコ
ーゲート位置Ｆ、Ｇ、Ｐは、表面エコー検出しベルＳ、
Ｓ、Ｌ以上の表面エコー信号の立上り１１、テを基準と
して、そこから欠陥エコーゲ−１・の立」二り時までの
時間を設定するものである。欠陥フニコーゲート幅Ｆ、
Ｇ、Ｗは、欠陥エコー信号を検出するだめの時間範囲を
決定する時間ゲート幅である。
される欠陥エコーゲート波形である。ここで、欠陥エコ
ーゲート位置Ｆ、Ｇ、Ｐは、表面エコー検出しベルＳ、
Ｓ、Ｌ以上の表面エコー信号の立上り１１、テを基準と
して、そこから欠陥エコーゲ−１・の立」二り時までの
時間を設定するものである。欠陥フニコーゲート幅Ｆ、
Ｇ、Ｗは、欠陥エコー信号を検出するだめの時間範囲を
決定する時間ゲート幅である。
すると、バルサレシーバ２１で出力される各イ重の信号
のうち、欠陥エコーゲート位置Ｆ、Ｇ、Ｐで設定された
点以降、欠陥エコーゲート幅Ｆ、Ｇ、Ｗの時間内に入る
欠陥エコー信号のみが、欠陥エコーゲート回路２７で得
られることになる。
のうち、欠陥エコーゲート位置Ｆ、Ｇ、Ｐで設定された
点以降、欠陥エコーゲート幅Ｆ、Ｇ、Ｗの時間内に入る
欠陥エコー信号のみが、欠陥エコーゲート回路２７で得
られることになる。
第６図（ｅ）は、欠陥エコーゲ−１・回路２７て取り出
された欠陥エコー信号を、欠陥エコーコンパレータ回路
２８で設定された欠陥エコー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌと比
較する様子を示した説明１図である。ここで、欠陥エコ
ー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌは次のようにして設定できる。
された欠陥エコー信号を、欠陥エコーコンパレータ回路
２８で設定された欠陥エコー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌと比
較する様子を示した説明１図である。ここで、欠陥エコ
ー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌは次のようにして設定できる。
大きさがあらかじめ知れた人工欠陥を有する物体上を、
探触子で走査して、その欠陥の大きさを本装置内の電気
回路で処理を行なうことにＪＩす、欠陥エコー検出レベ
ルＦ、Ｓ、Ｌを徐々に変化させて１ｌｌｌ定し、その電
気的６１１］定値が人工欠陥の実際の大きさと一致した
ところて、欠陥エコー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌを設定する
。たとえば第３図で、欠陥５を人工欠陥と考えた場合は
、欠陥エコー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌを６％と設定ずれば
正確な大きさが得られることになる。欠陥エコーコンノ
くレータ回路２８に、以上のよう（二Ｉ〜で設定した欠
陥エコー検出しベルＦ、Ｓ、Ｌ以上の入力信号があった
場合には、その入力信号はパルスとして欠陥エコーカウ
ント回路２９に送られる。欠陥エコーカウント回路２９
は、探触子２０の移動に伴なって送られてくる前記パル
ス数をカウントすることにより、探触子２０の走査範囲
内の欠陥表面積に対応したカウント数を持つことになる
。
探触子で走査して、その欠陥の大きさを本装置内の電気
回路で処理を行なうことにＪＩす、欠陥エコー検出レベ
ルＦ、Ｓ、Ｌを徐々に変化させて１ｌｌｌ定し、その電
気的６１１］定値が人工欠陥の実際の大きさと一致した
ところて、欠陥エコー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌを設定する
。たとえば第３図で、欠陥５を人工欠陥と考えた場合は
、欠陥エコー検出レベルＦ、Ｓ、Ｌを６％と設定ずれば
正確な大きさが得られることになる。欠陥エコーコンノ
くレータ回路２８に、以上のよう（二Ｉ〜で設定した欠
陥エコー検出しベルＦ、Ｓ、Ｌ以上の入力信号があった
場合には、その入力信号はパルスとして欠陥エコーカウ
ント回路２９に送られる。欠陥エコーカウント回路２９
は、探触子２０の移動に伴なって送られてくる前記パル
ス数をカウントすることにより、探触子２０の走査範囲
内の欠陥表面積に対応したカウント数を持つことになる
。
そして最後に、面積率計算回路３０に於て、表面カウン
ト回路２６で得られた表面エコーカウント数で、欠陥エ
コーカウント回路２９で得られた欠陥エコーカウント数
を処理して割り算すること（二より、欠陥面積率が得ら
れる。
ト回路２６で得られた表面エコーカウント数で、欠陥エ
コーカウント回路２９で得られた欠陥エコーカウント数
を処理して割り算すること（二より、欠陥面積率が得ら
れる。
以上のように本実施例では、表面エコー検出レベルと欠
陥エコー検出レベルとをそれぞれ別々に設定することを
可能としたため、どちらも適切なレベルに任意に設定が
でき、従って超音波ビート〕広がリヤエコー信号のレベ
ルの違いにヨル１ｆｌｌｌ 定誤差を解消して、正確な
欠陥面積率をイ４４ることがてきる。また、同様にして
より精度の高い欠陥面積率を持つ形状を、映像表示回路
３１て形成することができる。
陥エコー検出レベルとをそれぞれ別々に設定することを
可能としたため、どちらも適切なレベルに任意に設定が
でき、従って超音波ビート〕広がリヤエコー信号のレベ
ルの違いにヨル１ｆｌｌｌ 定誤差を解消して、正確な
欠陥面積率をイ４４ることがてきる。また、同様にして
より精度の高い欠陥面積率を持つ形状を、映像表示回路
３１て形成することができる。
第７図は本発明の第２実施例の要部を示すブロック図で
ある。第１実施例では表面エコー信号と欠陥エコー信号
とをそれぞれ異なった検出レヘルて検出したのであるが
、検出レベルが同一てあっても、各エコー信号をそれぞ
れ異なる高さに増幅または減衰してやれば同様な結果が
得られるものである。そこで本実施例は、表面エコーケ
ート回路２４と表面エコーコンパンータ回路２５との中
間にアッテネータ４０を設けた。前述したように、表面
エコー信号は欠陥エコー信号よりも相当に高いレベルに
なるため、表面エコー信号のゲインをアッテネータ４０
で落としてやること（二より、表ｉ−ｆ’ｉｉ エコー
信号と欠陥エコー信号とを同じレベルに調整する。
ある。第１実施例では表面エコー信号と欠陥エコー信号
とをそれぞれ異なった検出レヘルて検出したのであるが
、検出レベルが同一てあっても、各エコー信号をそれぞ
れ異なる高さに増幅または減衰してやれば同様な結果が
得られるものである。そこで本実施例は、表面エコーケ
ート回路２４と表面エコーコンパンータ回路２５との中
間にアッテネータ４０を設けた。前述したように、表面
エコー信号は欠陥エコー信号よりも相当に高いレベルに
なるため、表面エコー信号のゲインをアッテネータ４０
で落としてやること（二より、表ｉ−ｆ’ｉｉ エコー
信号と欠陥エコー信号とを同じレベルに調整する。
以上のようにアッテネータ４０を設ければ、各（・ｊ冒
１８レベルを同じレベルに設定した場合でも、その減衰
率を調整することにより適切な測定ができる。たとえば
、第３図に於て、検出レベルを６係に設定した場合は、
表面エコー信号の高さをもとの高さの１２ないし１３％
のレベルまで減衰するように設定すればよい。
１８レベルを同じレベルに設定した場合でも、その減衰
率を調整することにより適切な測定ができる。たとえば
、第３図に於て、検出レベルを６係に設定した場合は、
表面エコー信号の高さをもとの高さの１２ないし１３％
のレベルまで減衰するように設定すればよい。
また、以上ではアラティ・−夕４０を用いたが、増幅器
を欠陥エコーゲート回路２７と欠陥エコーコシパレータ
回路２８との中間に設けて、欠陥エコー信乞のゲインを
前記増幅器で上げてやっても同様／「結果が得られる。
を欠陥エコーゲート回路２７と欠陥エコーコシパレータ
回路２８との中間に設けて、欠陥エコー信乞のゲインを
前記増幅器で上げてやっても同様／「結果が得られる。
たとえば、第３図に於て、検出レベルを４７％に設定し
た場合は、欠陥エコー信号の高さをもとの高さの約８倍
のレベルまで増幅ずろように設定すればよい。
た場合は、欠陥エコー信号の高さをもとの高さの約８倍
のレベルまで増幅ずろように設定すればよい。
従って第２実施例では、減衰器または増幅器を用いるこ
とにより、検出レベルが同一の場合でもエコー信号自体
のレベルを変化させることを可能としたため、第１実施
例と同様に測定誤差を角イ消して正確な欠陥面積率を得
ることができる。
とにより、検出レベルが同一の場合でもエコー信号自体
のレベルを変化させることを可能としたため、第１実施
例と同様に測定誤差を角イ消して正確な欠陥面積率を得
ることができる。
なお、以上の第１及び第２実施例では、探触子２０によ
る走査はサンプリング点を指定してバルサレシーバ２１
と同期させたが、走査が一定速度であれば、バルサレシ
ーバ２１の発振間隔を一定にしてそれをサンプルすれば
同期させる必要はない。
る走査はサンプリング点を指定してバルサレシーバ２１
と同期させたが、走査が一定速度であれば、バルサレシ
ーバ２１の発振間隔を一定にしてそれをサンプルすれば
同期させる必要はない。
次に、本発明の超音波探傷装置に集束型探触子を使用し
た場合について第８図を用いて説明する。
た場合について第８図を用いて説明する。
集束型探触子５０から集束された超音波ヒートが発射さ
れ、２ａ／の直径にて被検体表面３Ｓに尚たり、そこで
屈折されて、フォーカス位置では２Ｖ（ａ＞ｂ）のビー
ム径となる。従ってこの場合、第３図で説明したと同様
に、表面エコー検出レベルと欠陥エコー検出レベルとを
同じ６％とした場合、表面エコー高さＧ係の点での探触
子５０の中心位置は、破険体端面から第３図の場合と比
べてさらに遠くなる。そこで集束探触子５０を用いて本
発明の第１または第２実施例に示す様な手段を講すれば
、本発明の効果はさらに大きくなる。
れ、２ａ／の直径にて被検体表面３Ｓに尚たり、そこで
屈折されて、フォーカス位置では２Ｖ（ａ＞ｂ）のビー
ム径となる。従ってこの場合、第３図で説明したと同様
に、表面エコー検出レベルと欠陥エコー検出レベルとを
同じ６％とした場合、表面エコー高さＧ係の点での探触
子５０の中心位置は、破険体端面から第３図の場合と比
べてさらに遠くなる。そこで集束探触子５０を用いて本
発明の第１または第２実施例に示す様な手段を講すれば
、本発明の効果はさらに大きくなる。
また、本発明の超音波探傷装置は、峙に平面と平面を接
７．ｑシた場合における接着不良面を欠陥箇所として測
定するときなどのように、探触子の走査面と被検体面及
び欠陥面の相対距離が一様である場合に特に効力を発揮
する。
７．ｑシた場合における接着不良面を欠陥箇所として測
定するときなどのように、探触子の走査面と被検体面及
び欠陥面の相対距離が一様である場合に特に効力を発揮
する。
従−って以上に述べたように、本発明は、従来の欠点て
あった超音波ビートの広がりまたはエコー信号のレベル
の違いによる測定誤差の発生を兄事に解消し、非常に正
確な欠陥面積率の測定を可能にし、また、その映像化に
おいても実際の被検体及び欠陥の形状によく対応し精度
のよい面積比率を有する形状表示を行なうことができる
という、非常に浸れた効果を奏するものである。
あった超音波ビートの広がりまたはエコー信号のレベル
の違いによる測定誤差の発生を兄事に解消し、非常に正
確な欠陥面積率の測定を可能にし、また、その映像化に
おいても実際の被検体及び欠陥の形状によく対応し精度
のよい面積比率を有する形状表示を行なうことができる
という、非常に浸れた効果を奏するものである。
第１図は超音波探傷により表面及び欠陥エコー信号を得
る場合の原理を示す模式図、第２図は各エコー信号の高
さを示した波形図、第３図は超音波探傷により欠陥面積
率を測定するときの説明図、第４図は従来の測定誤差を
示す模式図、第５図は本発明の第１実施例を示すフロッ
ク図、第６図は本発明の第１実施例に於ける主要箇所で
の信号波形を示す波形図、第７図は本発明の第２実施例
の要部を示すフロック図、第８図は集束型枠ｆ１ｊＪ：
子を用いて欠陥面積率を…１］定するときの説明図であ
る。 ２１・・バルサレンーバ ２３ ・探触子位置検出及びサンプリング点指定回路
２４・・表面ニコルケート回路 ２５ ・表面エコーコンパレータ回路２６ ・表面
エコーカウント回路 ２７ 欠陥エコーゲート回路 ２８・・・欠陥エコーコンパレータ回路２９・・欠陥エ
コーカウント回路 ３０・・面積率計算回路 ３１・・・映像表示回路 ４０ ・アラティ・−夕 ５０ ・集束型探触子 笛 ６ 図 第８図
る場合の原理を示す模式図、第２図は各エコー信号の高
さを示した波形図、第３図は超音波探傷により欠陥面積
率を測定するときの説明図、第４図は従来の測定誤差を
示す模式図、第５図は本発明の第１実施例を示すフロッ
ク図、第６図は本発明の第１実施例に於ける主要箇所で
の信号波形を示す波形図、第７図は本発明の第２実施例
の要部を示すフロック図、第８図は集束型枠ｆ１ｊＪ：
子を用いて欠陥面積率を…１］定するときの説明図であ
る。 ２１・・バルサレンーバ ２３ ・探触子位置検出及びサンプリング点指定回路
２４・・表面ニコルケート回路 ２５ ・表面エコーコンパレータ回路２６ ・表面
エコーカウント回路 ２７ 欠陥エコーゲート回路 ２８・・・欠陥エコーコンパレータ回路２９・・欠陥エ
コーカウント回路 ３０・・面積率計算回路 ３１・・・映像表示回路 ４０ ・アラティ・−夕 ５０ ・集束型探触子 笛 ６ 図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、探触子を用いて超音波探傷な行なうことにより、表
面エコー信号及び欠陥エコー信号を処理し被検体表面積
に対する欠陥面積率を求める手段を有する超音波探傷装
置において、前記信号をそれぞれ異なった検出レベルで
比較し検出する手段、あるいは、前記信号をそれぞれ異
なった増幅度で増幅するかもしくは異なった減衰度で減
衰してから略一致した検出レベルで比較し検出する手段
を有することを特徴とする超音波探傷装置。 ２、探触子が集束型探触子である特許請求の範囲第１項
記載の超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076495A JPS59202060A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076495A JPS59202060A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202060A true JPS59202060A (ja) | 1984-11-15 |
| JPH032261B2 JPH032261B2 (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=13606796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076495A Granted JPS59202060A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8266964B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-09-18 | Jfe Steel Corporation | Calibration of an ultrasonic flaw detector and quality control and production methods for a tubular body |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58076495A patent/JPS59202060A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8266964B2 (en) | 2007-02-28 | 2012-09-18 | Jfe Steel Corporation | Calibration of an ultrasonic flaw detector and quality control and production methods for a tubular body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH032261B2 (ja) | 1991-01-14 |
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