JPS6073452A - 超音波探傷装置の表示装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、超音波を用いて被検査体内部の状況を表示１
−検査する超音波探傷装置１の表示装置の改良に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、超音波探傷装置の表示方式としては、Ａスコープ
法およびＢスコープ法と呼ばｈ−るものが一般に広く使
用されている。Ａスコープ法は、探触子から被検査体内
部に超音波ビームを入射させて被検査体内部の欠陥およ
び底面々とイスプレイ々どで表示し検査するものである
。

したがって、Ａスコープ法では、超音波ビームの路程方
向に関しては精密な情報が得られるが、超音波ビームの
太さが限られているため方位方向（探触子または超音波
ビームの移動方向）に関しては何ら情報は得られない。

このため、方位方向について検査する場合は、探触子を
移動してＣＲＴディスプレイなどに表示されるＡスコー
プの波形変化を判定者が記憶し、この記憶した波形を比
較して判定を行なっている。

一方、Ｂスコープ法は、Ａスコープ法によって得られる
映像の基線に相当する部分だけを残してこの基線を輝度
変調し、この輝度変調したものを探触子の移動とともに
ＣＲＴディスプレイの表示画面に映し出して被検査体の
内部（方位方向）の状況を検査するものである。そこで
、Ｂスコープ法では、ＣＲＴディスプレイでの残像時間
に刻して探触子の移動時間が非常に長くかかるので、デ
ィ・ゾタルまたはアナログのメモリが必要となる。ディ
ジタルのメモリを用いた場合、被検査体−の断面という
二次元的な広がりが大きいため、メモリの容量は増大し
なければなら外い。さらに輝度変調を複数の輝度しＲル
（Ａスコープ法によって得られる超音波の振幅レベル）
ごとに行なう（階調表示）と、メモリの容量が大きくな
シ、精密な内部状況の検査が難しくなる。またコスト的
にも不利である。一方、アナログのメモリでは、多階調
表示は非常に困難である。このようにＢスコープ法では
、方位方向に関しては精密表情報が得られるが、超音波
ビームの路程方向に関しては精密な情報が得られなかっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記集信に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、Ａスコープ法によって得られる精密な
情報と方位方向の情報とをイ（Ｊて、被検査体内部状況
の判定の効率化を向上させ得る超音波探傷装置の表示装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、探触子がら被検査体内部に入射する超音波の
入射位置および入射角度を検出する入射検出器からの信
号に基づいて水平遅延部によシ前記探触子を励磁する信
号を送伝する送信部への同期信号を遅延し、との遅延さ
れた送信部からの信号によって送られてくる前記探触子
からの信号に前記入射検出器からの信号に基づいて垂直
バイアス部によシ所定のバイアスを加え、この垂直バイ
アス部からの信号と前記同期信号によって送出される水
平鋸歯状波信号とにより前記被検査体内部状況を表示部
で表示する超音波探傷装置の表示装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図ないし第４図を
参照して説明する。第１図は本発明に係る超音波探傷装
置の表示装置の構成図である。第１図においてＳは被検
査体であシ、１は電子走査形超音波探触子（以下、探触
子と略す）である。この探触子１は、第２図（、）　（
ｂ）に示すように複数の超音波発信子１ａを有し、この
超音波発信子１ａが走査駆動されることにより超音波ビ
ーム１ｂの入射角度および入射位置が可変となるもので
ある。すなわち、第２図（、）に示すように超音波発信
子１ａの発信タイミングを順次ずらせば入射角度を可変
でき、また第２図（ｂ）に示すように発信する超音波発
信子１ａを決めれば入射位置が可変できる。２は、３久
射検出器であって、との入射検出器２は探触子１から被
検査体Ｓの内部に発する超音波ビーム１ｂの入射角度お
よび入射位置を検出するものである。

まだ、送信部３は探触子１を励磁するための信号（励磁
パルス信号Ｘ送出するもので、との送出タイミングは同
期回路４から水平遅延回路５を通ってきた同期信号が入
力されたときとなる。

この水平遅延回路５は入射検出器２からの検出信号に基
づいて同期回路４からの信号を遅延して送（Ｔｈ部３に
送るものである。ここで入射検出器２で検出された入射
位置又　と遅延時間ｔ　とｎ　ｎ の関係は次式のように々る。なお、入射位ＨＬｘｎは基
準位置ｘ（１との距離で表わされる。

。　、・Ｘｎ／ΔＸ　・・・・・・（１）ここで、Ｇ、
は表示されるべき表示両面での水平方向にずらす間隔を
調整するためのケ゛イン、ΔＸは予め設定された設定間
隔である。

そして、探触子１で受信された反射波は電気信号に変換
され増幅部６を介して垂直バイアス部７に送られるよう
に構成されている。この垂直バイアス部７は、超音波ビ
ームの入射位置に応じて探触子１からの電気信号に所定
のバイアスを加えるもので、垂直バイアス発生部７ａと
加算部７ｂとから構成されている。垂直バイアス発生部
７ａは入射検出部２からの検出信号によシ第４図（ａ）
　（ｂ）　（ｃ）のように入射位置に応じたバイアス信
号■　を発生するものである。ここでバイアス信号■　
のバイアス値は次の関係式によ請求められる。すなわち
、 ■ｎ＝ＧＢＯｘｎ＋ΔＢ　−・・・・・（２）である。

ことでＧＢはＣＲＴディスプレイ８の表示画面において
垂直方向にずらす間隔を調整するためのダインであシ、
Ｂは基準位置ＸＱにおける基準パイーアスである。また
加算部７ｂは探触子１からの電気信号に垂直バイアス発
生部７ａからのバイアス信号を加えてＣＲＴディスプレ
イ８の垂直入力信号として送るものである。

さらに水平鋸歯状波発生部９は、同期回路４からの同期
信号を受けて水平鋸歯状波信号をＣＲＴディスプレイ８
の水平入力信号として送出するものである。そして、Ｃ
ＲＴディスプレイ８は、加算部７ｂからの信号と水平〈
゛、Ａ歯状波発生部９からの水平鋸歯状波信号とによ＃
）被検査体Ｓ内部の状況を表示するものである。

次に上記の如く構ｍさｉｔだ装置の動作について説明す
る。同期世路４から同期信号Ｈが水平遅延回路５を介し
て送信部３に送られると、この送信部３は探触子１に励
磁ノ４ルス信号ｆノを出力する。すると探触子１は超音
波ビーム１ｂを被検査体Ｓの内部に入射させて欠陥Ｇか
らの反射波１ｃおよび底面からの反射波１ｄを受ける。

探触子１はこれら反射波の伝搬時間および振幅に基づい
て電気信号に変換して出力する。

この電気信号は増幅部６で所定レベルに増幅されて加算
部７ｂに送られる。この加算部７ｂでは垂直バイアス発
生部７ａからのバイアス信号ｖｎが加わるが、このバイ
アス信１号ｖｎは入射検出器２からの検出信号によって
決まる。そこで超音波ビームの入射位置が例えばＸＱ　
とすると、垂直バイアス発生部７ａは第３図に示すよう
なバイアス信号・Ｖｏが出力される。このようにしてバ
イアス信号Ｖｏが加えられた信号は、ＣＲＴディスプレ
イ８０垂Ｗ」入力信号としてＣＲＴディスプレイ８に送
られる。これと１時に水平鋸歯状波発生器９Ｃ１同期信
号■１により第３図に示すような水平鋸山状波イハ七Ｋ
をＣＲＴディスプレイ８の水平入力信号としてＣＲＴデ
ィスプレイ８に出力する。これにより、ＣＲＴディスプ
レイ８の表示ｎ１ｔｉ　Ｔ１′４ｊには、第３図および
第４図に示すよう々Ａスコープの波形ｇ１が表示される
。

ここで、」・）１触子１から被検査体Ｓへの超音波ビー
ムの入射位置を方位方向に移ｖｊｉｌさせてＸｌに変え
ると、入射検出部２はこの入射位置を検出して、検出信
号を水平遅延回路５および垂直バイアス発生部７ａに出
力する。これによシ水平遅延回１１ｉＸｓは、入射位置
に対応したｌＪ′間ｔ１だけ同期信号Ｈな遅延させて送
信部３に送る。

これにより、送信部３からは第２　［＆ｌに示すように
励磁パルス信号ｆ１よシｔ１時間だけ遅延された励磁／
ＩＰルス信号ｆ２が探触子１に送られる。

そして、探触子１で受けた反射波にょシ得られる電気信
号は増幅器６を介して加３Ｖ部６に送られる。そこで垂
直バイアス発生部７ａは入射検出器２からの検出信号に
ょシ入躬位置Ｘ１に対応したバイアス信号Ｖ１を加算部
７ｂに出力する。なお、このバイアス信号Ｖ７１ｄバイ
ア’　信号■ｏよシそのレベルが高くなっている。そし
て、このバイアス信号■１が加えられた電気信号は、Ｃ
ＲＴディスプレイ８の垂直入力信号としてＣＲＴディス
プレイ８に送られる。これにより、ＣＲＴディスプレイ
８は水平鋸歯状波信号にとによシＡスコープの波形ｇ２
を表示する。

さらに、超音波ビームの入射位ｆＦ４をブフ位方向に移
動させてｘ２の位置にすると、上記した動作と同様にし
て送信部３は励磁・ぐルス信号ｆ１よシ時間ｔ２だけ遅
延された励磁パルス信号ｆ３が探触子１に送られる。ま
た、折面バイアス発生部７ａは入射位ＭＸ２に対応して
、バイアス信号ｖ）よりレベルの高いバイアスイｈ号ｖ
２を出力する。そうして、探触子１からの電気信号にバ
イアス信号ｖ２が加えられた信号がＣＲＴディスプレイ
８に送られ、この信号と水平鋸歯状波信号にとによ、！
ｌ）　ＣＲＴディスプレイ８は入射位％’ｌ　ｘ　２の
Ａスコープの波形ｇ３を表示する。

以上の動作の結果、ＣＲＴディスプレイ８の表示画面に
は、８ｇ５図に示すように入射位置ｘｏ。

ｘ：１．ｘ２のＡスコープの波形ｇｌｅｇ２＊ｇ３が重
なシ合わずに表示される。

このように本装置においては、水平遅延回路５および垂
直バイアス発生部７ａＫより表示されるＡスコープの波
形を水平方向、垂直方向にずらして表示するようにした
ので、Ａスコープ法によって得られる精密情報すなわち
超音波ビームの伝搬時間および振幅の情報が得られると
ともに、方位方向の情報をも得られる。つまシ、ＣＲＴ
ディスゾレイ８には、第４図に示すような波形が表示さ
れているため、超音波ビームの路程方向と方位方向との
情報が目視によシ認識できる。したがって本装置は、被
検有休８の内部状況を判定、検査するうえで、非常な効
果を奏する。

さらに、被検有休８の内部状況の）Ｎ報を記憶するため
のメモリ（記憶素子）などを用いることなくローコスト
化にできるメリットがある。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではたい
。たとえば、探触子は、固定形の一振動子のグローブを
機械的に移動させて入射位置を変えるものでもよいし、
可変角グローブのような超音波ビームの入射角を連続的
に変更できるものでもよい。

入射検出器は、超音波ビームの入射位置および入射角度
を検出するだけではなく、これらをソフトウェア、ハー
ドウェアでコントロールしてもよいし、探触子が一振動
子のようなものであれば、その探触子の位置（入射位置
）を機械的に検出するようにしてもよい。

また、水平方向の遅延をかけないで垂直方向のバイアス
のみで表示しても、方位方向の情報を得ることができる
。さらに、垂直バイアスをかけるときスイープ間は一定
でなくとも固有の変化たとえばスィーブ間一定増加する
方法などでもよい。

〔発明の効果〕

本発明Ｑてよれば、探触子から発する超音波の入射位置
および入射角度を検出する入射検出器からの信号に基づ
いて、探触子を励磁するタイミングを水平遅延部によシ
遅延させ、垂直バイアス部によシ探触子からの信号に所
定のバイアスを加えて得られる信号により表示部で被検
査体内部の状況を表示するので、Ａスコープ法によって
得られるイｈ密な情報と方位方向の情報とを得て、被検
査体内部状況の判定の効率化を向上させ得る超音波探傷
装俗の表示装置を捺供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波探働装置の表示装置の一実
施例を示す構成図、第２図（ａ）　（ｂ）は本装置にお
ける探触子の動作を説明するための図、第３図は本装置
における各部の信号の発生タイミングを示す図、第４図
（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）は本装置における垂直バイアス
発生部のバイアス信号を示す図、第５図は本装置におけ
るＣＲＴディスプレイでの表示例を示す図である。 １・・・電子走査形超音波探触子、２・・・入射検出器
、３・・・送信部、４・・・同期回路、５・・・水平遅
延回路、６・・・増幅部、７・・・垂直バイアス部、７
ａ・・・垂直バイアス発生部、７ｂ・・・加算部、８・
・・ＣＲＴディスプレイ、９・・・水平鋸歯状波発生部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 探触子から超音波を被検査体に入射させて前記被検査体
   からの反射波によって得られる前記被検査体内部の状況
   を表示する超音波探傷装置の表示装置において、前記探
   触子から前記被検査体に入射する超音波の入射位置およ
   び入射角度を検出する入射検出器と、この入射検出器か
   らの信号に基づいて前記探触子を励磁するための信号を
   送出する送出部への同期信号を遅延する水平遅延部と、
   前記入射検出器からの信号に基づいて前記探触子からの
   信号に所定のバイアスを加える垂直バイアス部と、前記
   同期信号によシ水平鋸歯状波傷号を発生する水平鋸歯状
   波発生部と、この水平鋸歯状波発生部からの水平ぐ１：
   歯状波信号と前記垂直バイアス部からの信号とによシ前
   記被検査体内部の状況を表示する表示部とを具備したこ
   とを特徴とする超音波探傷装置の表示装置。