JPS6235066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波探傷法特に超音波探触子から超
音波を放出しながら試料表面を走査するＣスキヤ
ン法に関するものである。

従来は走査結果をチヤート又は写真に撮影し、
欠陥を含む一定面積をマス目に分割して試料面積
のマス目数と欠陥面積のマス目数とから、試料面
積に対する欠陥面積の割合を求める。又は一度ネ
ガフイルムに撮影後デンシトメータ等でカウント
して間接的に欠陥面積を求めている。このため構
成が複雑で試料面積に対する欠陥面積の割合或は
欠陥面積が迅速に求められない欠点がある。

本発明は試料面積に対する欠陥面積の占める割
合或は欠陥面積のみをデイジタル表示することを
目的とする。

以下図面について具体的に説明する。第１図は
超音波探傷法の一つである水浸法垂直探傷の概略
図を示すもので、水１の中に試料２を浸し、その
試料２の上方に位置させた超音波探触子（以下単
に探触子と呼ぶ）３をＸ軸・Ｙ軸方向に走査させ
る。探触子３から放出された超音波Ｔは試料２の
表面２ａで反射して表面エコーＳとなる。又試料
２内に入り欠陥４で反射して欠陥エコーＦとな
り、試料２の底面２ｂで反射して底面エコーＢと
なる。そこで第２図のように上記表面エコーＳ・
欠陥エコーＦにゲートパルスPS，PFを論理組合
せて、表面エコーＳ・欠陥エコーＦを夫々個別に
検出する。

第３図は本発明装置の概要を示す電気回路のブ
ロツク図で、探触子３の走査駆動部・エコー検
出部および演算表示部とで構成されている。
走査駆動部は走査開始信号発生回路５、その走
査開始信号を受けて作動するクロツクパルス発生
回路６、このクロツクパルスをＸ軸駆動系７又は
Ｙ軸駆動系８に送るゲート回路９又は１０を有す
る。Ｘ軸（Ｙ軸）駆動系７，８は、走査面積・ス
テツプ幅（クロツクパルス１個当りの探触子３の
移動距離）などの選択により探触子３のＸ軸（Ｙ
軸）走査距離を決定するカウンタ回路１１，１
２、探触子３のＸ軸方向（Ｙ軸方向）駆動用パル
スモータ１３，１４の制御回路１５，１６とから
成る。

エコー検出部は探触子３に高周波パルスを供
給する。パルス発生回路１７、増幅回路１８を具
えると共に、探触子が受信したエコーを増幅する
増幅回路１９、この増幅回路１９の出力と前記ゲ
ートパルスPS，PFとから表面エコーＳ・欠陥エ
コーＦを夫々個別に検出するゲート回路２０，２
１、このゲート回路２０，２１の出力を受けて作
動するコンパレータ回路２２，２３を有する。

演算表示部はコンパレータ回路２２，２３の
出力と前記カウンタ回路１１，１２の出力を論理
するアンドゲート回路２４，２５、このアンドゲ
ート回路２４，２５の出力をカウントするカウン
タ回路２６，２７、両カウンタ回路２６，２７の
出力を演算して試料面積に対する欠陥面積或は欠
陥面積のみを求める演算回路２８、その演算回路
２８の出力を表示するデイジタル表示回路２９を
有する。

本発明は上記の構成であるから、走査開始信号
でクロツクパルス発生回路６を作動させ、そのク
ロツクパルスをゲート回路９を通してＸ軸駆動系
７に供給して探触子３のＸ軸方向走査を行なう。
そしてカウント回路１１が所定数のクロツクパル
スをカウントし終ると、ゲート回路９を閉じてＸ
軸方向の走査を停止させると同時にゲート回路１
０を開いてクロツクパルスを１つＹ軸駆動系８に
供給して探触子３をＹ軸方向に１ステツプ走査さ
せる。次いでゲート回路１０を閉じ、ゲート回路
９を開いて再びクロツクパルスをＸ軸駆動系７へ
供給するが、この場合は図に省いた回路構成の切
換えによつてパルスモータ１３を逆回転させ、前
記とは逆方向にＸ軸走査を行なう。以後上記の動
作を繰返して第４図に示すように探触子３を走査
させるものである。

上記の走査時、探触子３はそれ自身から放出し
た超音波信号にもとずく試料２からのエコーを受
信する。この受信エコーをゲート回路２０，２１
で前記ゲートパルスPS，PFとアンド論理して、
表面エコーＳ、欠陥エコーＦを夫々個別に検出
し、表面エコーＳにもとずくコンパレータ回路２
２の出力とカウンタ回路１１の出力、欠陥エコー
Ｆにもとずくコンパレータ回路２３の出力とカウ
ンタ回路１２の出力を夫々アンドゲート回路２
４，２５で論理する。第５図は第４図７段目のＸ
軸方向走査Ｓ７のときの論理状態を示すもので、
カウンタ回路２６はアンドゲート回路２４の出力
即ちクロツクパルスを６個、カウンタ回路２７は
アンドゲート回路２５の出力即ちクロツクパルス
を２個カウントする。このようにして全ての走査
が終了したとき、カウンタ回路２６のカウント数
が試料面積、カウンタ回路２７のカウント数が欠
陥面積となる。

この場合、探触子３が試料２を外れた左右の領
域イ，ロを走査するときは、表面エコーＳ、欠陥
エコーＦは受信されないので、アンドゲート回路
２４，２５は開くことはない。従つてこの両領域
イ，ロの走査時におけるクロツクパルスはカウン
タ回路２６，２７でカウントされることはない。

そこで走査終了時、上記両カウンタ回路２６，
２７のカウント数を演算回路２８に入力して、カ
ウンタ回路２７のカウント数をカウンタ回路２６
のカウント数で割算し、試料面積に対する欠陥面
積を求め、この演算結果をデイジタル表示回路２
９に表示する。この場合カウンタ回路２７のカウ
ント数にクロツクパルスの１カウントが占める面
積を乗算できるように演算回路２８を構成してお
くことにより、欠陥面積のみを表示することがで
きる。

即ち、Ｘ方向及びＹ方向において所定走査距離
毎に発生する探触子走査駆動用パルスと、検出エ
コー（表面エコー・欠陥エコー）とのアンド論理
による面積演算は次のようにしてなすことができ
る。（走査駆動用パルス数）＝（走査長さ）であ
り、これは走査機の機構で一義的に定まる。そし
て（走査長さ）×（走査ピツチ）＝走査面積であ
る。ここで検出エコー（表面エコー・欠陥エコ
ー）とAND論理をとつた走査長さは表面長さ、
欠陥長さであるから、 （表面長さ）×（走査ピツチ）＝表面積 （欠陥長さ）×（走査ピツチ）＝欠陥面積 となる。

従つて演算回路２８にパラメータとして、 走査駆動１パルスに対する走査距離 走査ピツチ を設定しておくことにより、上述のような走査駆
動パルス数（カウンタにより計数）から容易に面
積を求めることができる。

以上の如く、本発明装置は簡単な構成で且つ正
確に試料面積に対する欠陥面積の割合或は欠陥面
積のみを直接デイジタル表示できるものである。

なお、図示例はＸ軸方向走査・Ｙ軸方向ステツ
プであるが、Ｙ軸方向走査・Ｘ軸方向ステツプと
しても同様の作用・効果が得られる。

図中３０はＸ軸方向走査、Ｙ軸方向ステツプに
応じて切換わるスイツチである。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波探傷法の一つである水浸法垂直
探傷の概略図、第２図はエコーに対するゲートパ
ルスの関係を示す波形図、第３図は本発明装置の
概略を示す電気回路のブロツク図、第４図は探触
子の走査状態図、第５図は表面エコーおよび欠陥
エコーとクロツクパルスのアンド論理説明図であ
る。 １は水、２は試料、３は探触子、４は欠陥、
は探触子３の走査駆動部、はエコー検出部、
は演算表示部、Ｓは表面エコー、Ｆは欠陥エコ
ー、Ｂは底面エコー、PS，PFはゲートパルス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波を送受信する超音波探触子を試料表面
   上で走査させ、その超音波が試料表面から反射し
   た表面エコーをＸ方向及びＹ方向において所定走
   査距離毎に発生する探触子走査駆動用パルスとア
   ンド論理して試料の走査された面積を検出する走
   査面積検出手段、上記超音波が試料内の欠陥から
   反射した欠陥エコーを探触子走査駆動用パルスと
   アンド論理して欠陥面積を検出する欠陥面積検出
   手段、これ等両手段の出力から走査面積に対する
   欠陥面積の割合を求めこれをデイジタル表示する
   演算表示手段、とから成る超音波探傷法による欠
   陥面積のデイジタル表示装置。