JPS5960354A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
- Publication number
- JPS5960354A JPS5960354A JP57171828A JP17182882A JPS5960354A JP S5960354 A JPS5960354 A JP S5960354A JP 57171828 A JP57171828 A JP 57171828A JP 17182882 A JP17182882 A JP 17182882A JP S5960354 A JPS5960354 A JP S5960354A
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- ultrasonic wave
- flaw detection
- probe
- defect
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
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- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、金属および非金属材料よりなる構造物の欠陥
を検出するための゛超音波探傷装置に関する。
を検出するための゛超音波探傷装置に関する。
金属および非金属材料よりなる構造物の超音波探傷を行
なう場合、従来は、送受信用斜角探触子および垂直探触
子から超音波ビームを送信させなから探触子を手動走査
させ、欠陥からの反射波を受信することにより、欠陥を
検出する装置が用いられていた。
なう場合、従来は、送受信用斜角探触子および垂直探触
子から超音波ビームを送信させなから探触子を手動走査
させ、欠陥からの反射波を受信することにより、欠陥を
検出する装置が用いられていた。
このような探傷装置では、被検体の表面から近い位置に
欠陥が存在する場合は近距離音ＩＨ４内での探傷となる
ため近距離干渉帯の影響で欠陥の探傷が困雉となる。ま
た被検体表面から遠い位置に欠陥が存在する場合は音圧
が減少するため探傷感度が低下し、高性能な探傷が行な
われないおそれがあった。従って探傷可能な＋ｉｊ囲が
せまく、被検体全体の探傷を行なうことは困難となって
いた。
欠陥が存在する場合は近距離音ＩＨ４内での探傷となる
ため近距離干渉帯の影響で欠陥の探傷が困雉となる。ま
た被検体表面から遠い位置に欠陥が存在する場合は音圧
が減少するため探傷感度が低下し、高性能な探傷が行な
われないおそれがあった。従って探傷可能な＋ｉｊ囲が
せまく、被検体全体の探傷を行なうことは困難となって
いた。
一方、トロイダルレンズを取付けた探触子を用いて探傷
を行なう場合は欠陥に対する超音波ビームの入射角を任
意に選定しえないため、最適入射角での欠陥探傷が行な
えず、また入射角の異なる、″、！飼の探触子を使用し
て探傷を行なうなる問題があった。
を行なう場合は欠陥に対する超音波ビームの入射角を任
意に選定しえないため、最適入射角での欠陥探傷が行な
えず、また入射角の異なる、″、！飼の探触子を使用し
て探傷を行なうなる問題があった。
本発明はこのような事ＩＡにもとづいてなされたもので
、その目的、探傷「１能な範囲を広げ、短詩１１８で高
精度な欠陥の探傷な行なうことができる超音波（′ｒ傷
装置を提供することにある。
、その目的、探傷「１能な範囲を広げ、短詩１１８で高
精度な欠陥の探傷な行なうことができる超音波（′ｒ傷
装置を提供することにある。
不？ｙｉ４明の超搗洩探傷装置はアレイ型探触子の楢成
し、かつ、それらの超音波送信ビームを任意の方向に偏
向可能とすることによって欠陥に対する送受波方向を最
適にして欠陥探傷が行なえ、高精度な欠陥の検出および
欠陥位置の検出が行なえるようにしたものである。
し、かつ、それらの超音波送信ビームを任意の方向に偏
向可能とすることによって欠陥に対する送受波方向を最
適にして欠陥探傷が行なえ、高精度な欠陥の検出および
欠陥位置の検出が行なえるようにしたものである。
また、近距ρｉｌ＆音場を除去した収束範ＩＪｊ１の長
い、きわめて１用い超音波ビームにて欠陥探傷が行なわ
れるようになるとともに、被検体全体についての画像表
示も可能となるものである。
い、きわめて１用い超音波ビームにて欠陥探傷が行なわ
れるようになるとともに、被検体全体についての画像表
示も可能となるものである。
本発明の一実施例を第１図にもとづいて説明する。
多数の賑・Ｉｒ））子を有する送受信用アレイ型探触子
１は、各振動子ごとに、超音波発振器２と超音波受信器
３に接続している。ここで、超音波発信ＲＪ２および超
音波受信器３は、いずれも送受信アレイ型探触子ｌ内の
振動子数と同数だけ用用意され、各振動子とｌ対ｌで対
応させている。
１は、各振動子ごとに、超音波発振器２と超音波受信器
３に接続している。ここで、超音波発信ＲＪ２および超
音波受信器３は、いずれも送受信アレイ型探触子ｌ内の
振動子数と同数だけ用用意され、各振動子とｌ対ｌで対
応させている。
またすべての超音波発振器２と超音波受信器３は、振動
子１内の振動子の選定と各振動子への超音波発信時間タ
イミングおよび超音波受信器間タイミングの制御とを行
なう遅延時ｔ！：Ｊ ｍ’制御器４に接続されている。
子１内の振動子の選定と各振動子への超音波発信時間タ
イミングおよび超音波受信器間タイミングの制御とを行
なう遅延時ｔ！：Ｊ ｍ’制御器４に接続されている。
また、超音波受器３には遅延加算器５が接続されている
。この遅延加算器５は遅延時間、１ｒｌＪ御器４からの
信号に応じて受信器３より出力された受信％、 、ｌ、
Ｉｉ音−波波形′ｆｃ遅延加ｉ、；１．’ Ｌ、その加
算された加算超音波波形全記憶する１・１．ｊ ７ノ段
を有するものである。そして遅延加算器５より出力され
た加力、１超音波ビーム号は、検波増幅器６で検波およ
び増幅されたのち、ブラウン管７にＡスコーノ表示させ
るとともに、一定の超音波ビーム路程巾スυ１１が設定
されているり゛−ト全ノ１０す、ケ゛−ト内の設疋ツ１
１“【を越えた４８号のみが、信号処Ｊ↓１１器８に入
力される。そこで信号処即器８では超音波の音速、紹耳
波送受波方向の傾き角などから欠陥までの距離を演算し
、その浦波結果を画像表示器９に画像表示させる。
。この遅延加算器５は遅延時間、１ｒｌＪ御器４からの
信号に応じて受信器３より出力された受信％、 、ｌ、
Ｉｉ音−波波形′ｆｃ遅延加ｉ、；１．’ Ｌ、その加
算された加算超音波波形全記憶する１・１．ｊ ７ノ段
を有するものである。そして遅延加算器５より出力され
た加力、１超音波ビーム号は、検波増幅器６で検波およ
び増幅されたのち、ブラウン管７にＡスコーノ表示させ
るとともに、一定の超音波ビーム路程巾スυ１１が設定
されているり゛−ト全ノ１０す、ケ゛−ト内の設疋ツ１
１“【を越えた４８号のみが、信号処Ｊ↓１１器８に入
力される。そこで信号処即器８では超音波の音速、紹耳
波送受波方向の傾き角などから欠陥までの距離を演算し
、その浦波結果を画像表示器９に画像表示させる。
前記送受信用アレイ型探触子１は図示しない走査機構に
より、被検体１θの表面に沿って走査される。
より、被検体１θの表面に沿って走査される。
次に、この実施例の作用を説明ツーる。
送受信用アレイ型探触子１は超音波発振器２からの信号
を受けて被検体１θ内に超音波ビームを発信する。そし
て被検体１０内に欠陥１１があれば、超音波ビームがそ
の欠陥１１で反射して反射超音波ビームが探触子１で受
信される。
を受けて被検体１θ内に超音波ビームを発信する。そし
て被検体１０内に欠陥１１があれば、超音波ビームがそ
の欠陥１１で反射して反射超音波ビームが探触子１で受
信される。
ここで、探触子１の各振１１ｉ１ノ子からの超音波ビー
ム送信時間および受信時間は、ｉ痒延時間制御４で制御
され、特定の超音波ビーム送受波方向を形成して、被検
体内部を探傷する。合１１記超音波ビーム送受波方向は
、第２図に示すように探触１二１からの超音波ビームが
トロイダル型の曲線上からの送受波になるように遅延時
間制御が施される。このような遅延時間制御全施すのは
。
ム送信時間および受信時間は、ｉ痒延時間制御４で制御
され、特定の超音波ビーム送受波方向を形成して、被検
体内部を探傷する。合１１記超音波ビーム送受波方向は
、第２図に示すように探触１二１からの超音波ビームが
トロイダル型の曲線上からの送受波になるように遅延時
間制御が施される。このような遅延時間制御全施すのは
。
トロイダル型曲線士からの超音波ビームが収束；帛ＩＪ
ｉｌの長い、非常に細いビームとなる特性を有するから
である。そこで前記各振動子は超音波ビームを被検体１
０の内部へ入射したのち、欠陥１ノからの反射波ビーム
を受信し、受信器３を介して遅延加算器５へ送出する。
ｉｌの長い、非常に細いビームとなる特性を有するから
である。そこで前記各振動子は超音波ビームを被検体１
０の内部へ入射したのち、欠陥１ノからの反射波ビーム
を受信し、受信器３を介して遅延加算器５へ送出する。
そして遅延加沖器５では各受信器３からの波形を遅延加
算して１つの波形とする。この波形は検波増幅器６で検
波および増幅させたのち、ブラウン管７にＡスフ−１表
示される。さらに遅延時間制御器４にて、各振動子から
の送受信時間を制御して、超音波ビーム送受信方向を扇
形走査させることにより、被検体１０の全体を連続的に
探傷することができる。
算して１つの波形とする。この波形は検波増幅器６で検
波および増幅させたのち、ブラウン管７にＡスフ−１表
示される。さらに遅延時間制御器４にて、各振動子から
の送受信時間を制御して、超音波ビーム送受信方向を扇
形走査させることにより、被検体１０の全体を連続的に
探傷することができる。
一方、検波増幅器６からの信号は、信号処理器８におい
て、各超音波ビーム送受波方向での探傷条件、すなわち
被検体１θ内における超音波の伝播速度、超音波ビーム
の偏向角、超音波ビーム路程等を記憶し、欠陥１１の位
置を演算して画像表示器９に表示させる。
て、各超音波ビーム送受波方向での探傷条件、すなわち
被検体１θ内における超音波の伝播速度、超音波ビーム
の偏向角、超音波ビーム路程等を記憶し、欠陥１１の位
置を演算して画像表示器９に表示させる。
なお、第２図はアレイ型探触子１の各振動子の遅延時間
制御によって形成されるトロイダル型曲線上からの超音
波ビームの収束状況とビーム形状を示すもので、図中Ａ
はアレイ型探触子ノの長さ、入孔、Ｌはそれぞれトロイ
ダル型曲線の曲率半径と曲率中心ｏ、ｏ’間の距離とを
示している。
制御によって形成されるトロイダル型曲線上からの超音
波ビームの収束状況とビーム形状を示すもので、図中Ａ
はアレイ型探触子ノの長さ、入孔、Ｌはそれぞれトロイ
ダル型曲線の曲率半径と曲率中心ｏ、ｏ’間の距離とを
示している。
各振動子Ｃ二対する遅延時間制御を施してｉｔ 、 Ｌ
を変化させ、またＡを任意に選択することによす、種々
のトロイダル型曲線が得ることができる。
を変化させ、またＡを任意に選択することによす、種々
のトロイダル型曲線が得ることができる。
そこで、被検体１０の表面近傍の探傷にはＡを小さくシ
、深部の探傷にはＡ全人とすることにより、所望の位置
で収束範囲の細長い超音波ビームで高精度な欠陥検出を
行なうことができる。
、深部の探傷にはＡ全人とすることにより、所望の位置
で収束範囲の細長い超音波ビームで高精度な欠陥検出を
行なうことができる。
また、前記欠陥打傷において、欠陥が探触子に平行な方
向に伸展しかっ探傷時の超音波ビーム巾よりも大きな欠
陥であれば欠陥寸法の推定も同時に実施され画像表示す
ることが可能となる。
向に伸展しかっ探傷時の超音波ビーム巾よりも大きな欠
陥であれば欠陥寸法の推定も同時に実施され画像表示す
ることが可能となる。
また超音波ビーム送受方向は一定に保持し、アレイ型探
触７−１ ’Ｔｈ 被検体１０の表面に沿って手動また
は自動宝前しなから探傷を行なうことにより、第４図に
示すような超音波ビーム幅よりも大きい欠陥１１の寸法
を推定したり、第５図または第６図に示すように被検体
１０の表面近傍の欠陥１１の亀裂深さや裏面近傍の欠陥
１１の亀裂深さを推定することもできる。
触７−１ ’Ｔｈ 被検体１０の表面に沿って手動また
は自動宝前しなから探傷を行なうことにより、第４図に
示すような超音波ビーム幅よりも大きい欠陥１１の寸法
を推定したり、第５図または第６図に示すように被検体
１０の表面近傍の欠陥１１の亀裂深さや裏面近傍の欠陥
１１の亀裂深さを推定することもできる。
さらに第７図に示すように水浸法により被検体探傷全行
なう際には探触子１より送信される超音波ビームが水１
２から被検体１０への入射時においてトロイダル型曲線
上からの入射になるように各振動子に対する遅延時間制
例を施して探傷すればよく、欠陥の画像表示や寸法の推
定も可能となる。
なう際には探触子１より送信される超音波ビームが水１
２から被検体１０への入射時においてトロイダル型曲線
上からの入射になるように各振動子に対する遅延時間制
例を施して探傷すればよく、欠陥の画像表示や寸法の推
定も可能となる。
以上のように、この実施例の超音波探傷装置によれば、
超音波ビームの送受波方向を任意に走査させて超音波ビ
ーム偏向設定角方向に収束ｊ：Ｊ１）囲の良い、非常に
細い超音波ビームを送波させるとともに、この超音波ビ
ームを扇形走査させるようにしているため被検体１０の
内部を広範囲に探傷することができ、かつ高性能な欠陥
検出を行なうことができる。
超音波ビームの送受波方向を任意に走査させて超音波ビ
ーム偏向設定角方向に収束ｊ：Ｊ１）囲の良い、非常に
細い超音波ビームを送波させるとともに、この超音波ビ
ームを扇形走査させるようにしているため被検体１０の
内部を広範囲に探傷することができ、かつ高性能な欠陥
検出を行なうことができる。
本発明は、以上の詳述したように、プレイ型探触子の各
振動子に遅延時間制御を施して、トロイダル型曲線上か
らの超音波ビームの送受波になるようにし、かつ、送受
波方向金扇形走青可能とし、また任意のトロイダル型曲
線上からの超音波ビームの送受波にで打傷できるように
したことにより、被検体の探傷深さに応じて高精度な欠
陥検出が行なえ、また最適送受波方向での探触子の手動
または自動走貞により欠陥寸法の推定も高精度に行なえ
る。さらに、被検体の表裏面に存在する欠陥の亀裂注さ
の推定や、水浸法による探傷等も行なえ、探傷性能を大
幅に向上することができる。
振動子に遅延時間制御を施して、トロイダル型曲線上か
らの超音波ビームの送受波になるようにし、かつ、送受
波方向金扇形走青可能とし、また任意のトロイダル型曲
線上からの超音波ビームの送受波にで打傷できるように
したことにより、被検体の探傷深さに応じて高精度な欠
陥検出が行なえ、また最適送受波方向での探触子の手動
または自動走貞により欠陥寸法の推定も高精度に行なえ
る。さらに、被検体の表裏面に存在する欠陥の亀裂注さ
の推定や、水浸法による探傷等も行なえ、探傷性能を大
幅に向上することができる。
第１図１「いし第７図は本発明の一実施例を示すもので
、第１図は概略構成図、第２図および第３図は作用の説
明図、第４図ないし第７図は種々の探傷例を示す図であ
る。 １・・・アレイ型探触子、２・・・１召音波発振器、３
ノ）ｔ ・・・超音波受ｌ器、４・・・遅延時間制御器、５・・
・遅延加算器、６・・・検波増幅器、７・・・ブラウン
管、８・・・信号処理器、９・・・画像表示器、１０・
・・被検体、１１・・・欠陥。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１ ｒＭ 第２図 第３図 ’（’Ｅ”、 ４図 第５図 第６図 第７図
、第１図は概略構成図、第２図および第３図は作用の説
明図、第４図ないし第７図は種々の探傷例を示す図であ
る。 １・・・アレイ型探触子、２・・・１召音波発振器、３
ノ）ｔ ・・・超音波受ｌ器、４・・・遅延時間制御器、５・・
・遅延加算器、６・・・検波増幅器、７・・・ブラウン
管、８・・・信号処理器、９・・・画像表示器、１０・
・・被検体、１１・・・欠陥。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１ ｒＭ 第２図 第３図 ’（’Ｅ”、 ４図 第５図 第６図 第７図
Claims (1)
- 複数の超音波・８Ｃ振器と、各発振器より発振された超
音波ビームを被検体内部に送信しその反射波ビームを受
信する複数の振動子を有するアレイ型探触子ど、各振動
子からの反射波ビームを受信する複数の超音波受信器と
、複数の振動子より送信される超音波ビームがトロイダ
ル型曲線上より送受信されるように各超音波発振器およ
び各超音波受信器に遅延時間制御を施す遅延時間制御器
と、前記各受信器からの反射／Ｉシビーム信号を加算す
る遅延加算器と、この遅延加算器の出力信号にもとづい
て被検体内の欠陥位置を画数表示する画１象表示器とを
具備した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 |
|---|---|---|---|
| JP57171828A JPS5960354A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57171828A JPS5960354A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960354A true JPS5960354A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15930491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57171828A Pending JPS5960354A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960354A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010175560A (ja) * | 2006-06-22 | 2010-08-12 | Siltronic Ag | 半導体材料から成るインゴットブロックの機械的欠陥を検出する方法および装置 |
| US8038895B2 (en) | 2006-06-22 | 2011-10-18 | Siltronic Ag | Method and appartus for detection of mechanical defects in an ingot piece composed of semiconductor material |
| JP2021117075A (ja) * | 2020-01-24 | 2021-08-10 | 東芝プラントシステム株式会社 | 埋設物探査装置、および探査対象物の解析方法 |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP57171828A patent/JPS5960354A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010175560A (ja) * | 2006-06-22 | 2010-08-12 | Siltronic Ag | 半導体材料から成るインゴットブロックの機械的欠陥を検出する方法および装置 |
| US8038895B2 (en) | 2006-06-22 | 2011-10-18 | Siltronic Ag | Method and appartus for detection of mechanical defects in an ingot piece composed of semiconductor material |
| JP2021117075A (ja) * | 2020-01-24 | 2021-08-10 | 東芝プラントシステム株式会社 | 埋設物探査装置、および探査対象物の解析方法 |
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