JPS6044619B2 - 超音波探傷器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 超音波探傷器によつて鋼材等の内部欠陥を検出する場合
に、多数の欠陥からエコーパルスが送出されると、その
各パルスの波高のディジタル測定に支障を生ずる。

すなわちアナログ・ディジタル変換器によつて波高をデ
ィジタル量に変換しなければならないが、この変換には
通常一定の処理時間を必要とするため、２つのエコーパ
ルスが連続して到来すると後のパルスの波高を検出する
ことができない。このため複数個のゲートを設けて、一
定時間毎に１個宛のゲートを開放するか、１つのゲート
をエコーパルスが通過する毎に次のゲー５ 卜を開放す
ることにより各パルスを複数個のチャンネルに分配して
観測する装置等もあるが、チャンネル数によつて観測さ
れるエコーパルスの数が制限されると共にチャンネル毎
にアナログ・ディジタル変換器を必要とするから装置が
複数で高価１０になる等の欠点がある。従つて本発明は
低速度の安価な、しかも１つのアナログ・ディジタル変
換器を用いて、エコーパルスの数に制限を受けることな
く、欠陥の位置および大きさ等のディジタル測定を行い
得る装置を提供するものである。１５第１図は本発明実
施例のブロック構成図、第２図は第１図の装置の動作を
説明するタイムチャートで、電源を投入すると第１図の
送信機１から一定の周期をもつて高周波パルスが探触子
２に加えられる。

従つてこの探触子２から、被探傷材３中２θに超音波パ
ルスが発射されて、その内部の欠陥からエコーパルスが
発生する。このエコーパルスが上記探触子が再び電気信
号に変換されて増幅器４で検波増幅される。第２図ａは
この増幅器から送出される受信パルスの一例、ｂはその
時間軸を拡２５大した図である。つぎに端子５に測定開
始指令信号を加えると、制御器６から駆動装置７に信号
が送られて探触子２が測定位置に設定される。引続いて
制御器６から位置検出器８に信号が送られて、該検出器
から探触子２の位置を示すデイジタル信号が記憶装置９
に記憶されると共に表示器１０によつて表示される。上
述の動作が行われると、次に制御器６から同期信号発生
器１１に信号が加わる。

この状態で送信機１から第２図のパルスｍが送出される
とその立上り時点で上記信号発生器１１から起動パルス
が送出される。そのパルスがゲート１２を開放させると
共にオア回路１３を介してゲート１４を閉じ、かつラン
プ電圧発生器１５を起動させて、更にフリップ●フロッ
プ回路１６をセットする。また基準電圧発生器１７は第
２図ｂに鎖線で示したような任意の基準電圧ｋをシユミ
ツト回路１８に加えている。従つて増幅器４から上記シ
ユミツト回路１８に第２図ｂの信号が加わると、該回路
１８からｃのように矩形波信号が送出される。すなわち
欠陥エコーパルスＰ，ｑ・・・・・・ｕのうち所定のレ
ベルｋを越すものだけが抽出されて、このレベル以下の
パルスｓおよび雑音は除去される。ランプ電圧発生器１
５は前述の起動パルスが加わるる毎にリセットされて、
同時に一定の直流電圧の積分を開始する。従つてこのラ
ンプ電圧発生器１５から送信パルスｍに同期した一定の
傾斜を有する鋸歯状波電圧がサンプリング・ホールド回
路１９および比較器２０，２１に加わる。比較器２０に
は、ピーク・ホルード回路２２を介して測定時間範囲の
開始時点ｘに相当する電圧が電圧源２３から加えられて
いる。すなわち前記ランプ電圧が電圧源２３の電圧より
高くなる時点ｘにおいて比較器２０から信号が送出され
て前記ゲート１４が開放する。また電圧源２４は測定時
間範囲の！終止時点ｙに相当する電圧を比較器２１に加
えている。従つて仮りに欠陥エコーパルスＱ，ｒ，ｔが
無いものとすると、比較器２１から上記時点ｙにおいて
信号が送出され、この信号がオア回路１３を介して１４
に加わり、該ゲートが閉じるか；ら、ゲート１４は第２
図ｄに示したように時点ｘからｙまでの測定時間範囲だ
け開放する。しかし、時点Ｘにおいてゲート１４が開放
したのち、欠陥エコーパルスｑが検出されると、このパ
ルスが該ゲートを通過して微分回路２５に加わ４る。

従つて第２図Ｃにおけるパルスｇの立上り時点で例えば
正のパルスが発生し、下降時点で負のパルスを生ずるが
上記正のパルスによつてゲート１２が閉じられる。すな
わちゲート１２は送信パルスｍの立上り点で開放して、
エコーパルスｑの立上り点で閉じるから、計数器２７は
クロックパルス発生器２８の出力パルスを第２図ｅに示
した時間Ｑだけ計数して、その計数値を演算器２９に加
える。

演算器２９は上記計数値によつて被探傷材の表面から欠
陥までの距離を算出して記憶装置９に加えるから、表示
器１０によつて上記距離が表示される。またピークホー
ルド回路２６は前記比較器２０フの出力信号でリセット
されるから、それ以前の保持値に関係なく、上記パルス
ｑの尖頭値を保持する。かつパルスｑの下降時点におい
て微分回路２５から送出される負のパルスがサンプリン
グホールド回路３０にサンプリング信号として加わるか
門ら、該回路３０によつて上記パルスｑの尖頭電圧が保
持され、この電圧がアナログ・ディジタル変換器３１で
ディジタル量に変換されて、記憶装置９に加わると共に
表示器１０で表示される。この表示によつて欠陥の大き
さを推定することができ゛る。更に微分回路２５から送
出される負のパルスは、オア回路１３を介してゲート１
４に加わり、このゲートを閉鎖される。

すなわちゲート１４は第２図ｄに鎖線で示したように、
パルスｑの下降時点において閉鎖し、後続パルスＲ，ｔ
等がゲート１４を通つて抽出されることを阻止する。ま
た微分回路２５から送出される負のパルスがサンプリン
グ回路１９に加わつて、パルスｑの下降時点ｘ″におけ
るランプ電圧発生器１５の出力電圧をサンプリングする
。この電圧は電圧源２３の出力電圧より当然大きいから
、ピークホールド回路２２はその後上記サンプリング電
圧を記憶保持して、これを比較器２０に加わる。かつゲ
ート３２は微分回路２５から送出される負のパルスによ
つて開放し、時点ｙにおいて比較器２１が信号を送出し
たとき閉鎖する。従つてこのゲートをエコーパルスＱ，
ｒ，ｔ等が通過して、パルスｑによりフリップ・フロッ
プ回路１６がリセットされる。すなわち時点ｙにおいて
はアンド回路３３が閉鎖状態にあるから、比較器２１の
出力信号は制御器６およびピークホールド回路２２に加
えられない。つぎに第２周期目の送信パルスｍが送出さ
れると、ランプ電圧発生器１５が再び起動して、該パル
スの立上り点からの時間に比例した電圧がサンプリング
回路１９および比較器２０，２１に加わると共に上記立
上り点においてゲート１２が開放し、かつフリップ・フ
ロップ回路１６がセットされる。

かつ比較器２０にはピークホールド回路２２から前述の
ように時点Ｘ″に相当する電圧が加わつているから、該
比較器へこの時点Ｘ″において信号を送出する。すなわ
ちゲート１４は第２図ｆのように時点Ｘ″において開放
し、同図ｇのように欠陥エコーパルスｒが微分回路２５
に加わる。従つ２てパルスｒの立上り時点でゲート１２
が閉じると共にサンプリング・ホールド回路３０によつ
て該パルスの尖頭電圧が保持される。このため送信パル
スｍの立上り点からエコーパルスｒの立上り点までの時
間Ｒに相当する距離並びに該パルスｒの−尖頭電圧、す
なわちその振幅が記憶装置９を介して表示器１０で表示
される。かつパルスｒの下降時点Ｘ″″でゲート１４が
閉じて、後続パルスｔが検出されることを阻止し、更に
上記時点におけるランプ電圧発生器１５の出力電圧がサ
ンプリングされて、ピークホールド回路２２で記憶保持
され、比較器２０に加わる。またゲート３２は上記時点
Ｘ″″からｙまで開放するから第２図ｃのエコーパルス
ｔがこのゲートを通つてフリップ・フロップ回路１６を
リセットさせる。更に第３周期目の送信パルスｍが送出
されると、ゲート１４が第２図ｈのようにエコーパルス
ｒの下降時点Ｘ″″で開放して同図１のエコーパルスｔ
が検出される。

すなわちパルスｔの立上り時点までの時間Ｔに相当する
距離並びに該パルスの振幅が記憶装置９に記憶されると
共に表示器１０で表示される。かつゲート１４は上記エ
コーパルスｔの下降時点で閉じて、後続パルスを遮断す
ると共にゲート３２を開く。上述のようにして欠陥エコ
ーパルスＱ，ｒ，ｔ等をその数に制限を受けることなく
、送信パルスの各周期毎に１つつつ検出して、被探傷材
３の表面からそのパルスを発生した欠陥までの距離およ
びパルスの振幅を記憶表示させる。

またエコーパルスｔが検出されると、次には該パルスの
下降時点ｘ″″″においてゲート１４が開放する。この
時点から測定範囲の終了時点ｙまでの間にレベルｋ以上
の振幅をもつたエコーパルスが存在しないものとすると
ゲート１４は第２図ｊのように時点ｙまで開放し、かつ
フリップ・フロップ回路１６はリセットされない。この
ため比較器２１が上記時点ｙにおいて信号を送出すると
、その信号がアンド回路３３を通つて制御器６およびピ
ークホールド回路２２に加わる。制御器６はアンド回路
３３から信号を加えられると、駆動装置７を再び起動し
て、探触子２を次の測定装置へ移動させると共にその移
動の終了時点で位置検出器８に信号を加える。

従つてそのときの探触子２の位置が記憶装置９を介して
表示器１０で表示される。引続いて信号発生１１に制御
器６から信号が加えられる。かつピークホールド回路２
２は、アンド回路３３の出力信号でリセットされて、電
圧源２３の電圧を保持するから、つぎに送信パルスｍが
送出されると前述の動作が繰返えされる。以上実施例に
ついて説明したように本発明の装置は、送信パルスの各
周期毎に１つあての欠陥エコーパルスにつき、その立上
り点あるいは更に欠陥の大きさを示す振幅を検出するも
のである。このために一系列の検出装置によつて、多数
の欠陥をその数に制限を受けることなく検出することが
できる。従つて構造が簡単であると共に動作速度の遅い
安価なアナログ・ディジタル変換器を用い得るから、装
置を安価に製作し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のフロック構成図、第２図は第１
図の装置の動作を説明するタイムチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の周期をもつて超音波パルスを被探傷材中へ繰
   返し発射する送信手段と、被探傷材中の欠陥で反射した
   超音波パルスを検出して電気信号に変換する受信手段と
   、送信パルスの１周期中における測定時間範囲にありか
   つ所定のレベルを越す受信パルスを抽出する選別手段と
   、送信パルスの任意の１周期中において最初に選別され
   た受信パルスが検出される毎に後続パルスの抽出を停止
   する阻止手段と、上記受信パルスが検出される毎に順次
   つぎの送信パルス周期における測定時間範囲の開始時点
   を検出された受信パルスの尾端部まで移動させる測定時
   間範囲変換手段と、送信パルスの各周期においてそれぞ
   れ１つあて検出された受信パルスの立上り時点を測定し
   て欠陥の位置を求める位置測定手段とよりなることを特
   徴とする超音波探傷器。 ２ 送信パルスの各周期においてそれぞれ１つあて検出
   された受信パルスの波高を測定して欠陥の大きさを求め
   る大きさの観測手段を具備した特許請求の範囲第１項記
   載の超音波探傷器。