JPS6254160A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
- Publication number
- JPS6254160A JPS6254160A JP60193160A JP19316085A JPS6254160A JP S6254160 A JPS6254160 A JP S6254160A JP 60193160 A JP60193160 A JP 60193160A JP 19316085 A JP19316085 A JP 19316085A JP S6254160 A JPS6254160 A JP S6254160A
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- JP
- Japan
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- flaw detection
- circuit
- ultrasonic
- modulator
- frequency
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超音波探傷装置、特に超音波探傷が困難とさ
れている例えばオーステナイトステンレス鋼、二相ステ
ンレス鋼等の高合金鋼およびその溶接部の探傷における
ＳＮ比の向上に関する。
れている例えばオーステナイトステンレス鋼、二相ステ
ンレス鋼等の高合金鋼およびその溶接部の探傷における
ＳＮ比の向上に関する。
オーステナイトステンレス鋼、二相ステンレス鋼等の高
合金鋼およびその溶接部のように比較的大きな結晶や樹
脂状組織（デンドライト組織）が存在すると、その超音
波伝播特性は減衰、林状エコーの発生、音波の拡散現象
および音速異方性による音波のステヤリング現象がある
といわれる。
合金鋼およびその溶接部のように比較的大きな結晶や樹
脂状組織（デンドライト組織）が存在すると、その超音
波伝播特性は減衰、林状エコーの発生、音波の拡散現象
および音速異方性による音波のステヤリング現象がある
といわれる。
これらの現象か重なってあられれると、超音波探傷を行
なう場合、欠陥エコーと雑音（ノイズ）の比すなわちＳ
Ｎ比が悪く、通常の超音波探触子では探傷が困難な場合
が多い。
なう場合、欠陥エコーと雑音（ノイズ）の比すなわちＳ
Ｎ比が悪く、通常の超音波探触子では探傷が困難な場合
が多い。
一般に超音波の減衰は周波数の４乗に比例しで高い周波
数はど大きくなる。したがって減衰の犬きな上記高合金
鋼の場合には、送信した超音波の高周波成分がカットさ
れて受信され、その反射エコーの中心周波数は低下する
。いわば探傷材料がローパスフィルタの働きをすると考
えられる。
数はど大きくなる。したがって減衰の犬きな上記高合金
鋼の場合には、送信した超音波の高周波成分がカットさ
れて受信され、その反射エコーの中心周波数は低下する
。いわば探傷材料がローパスフィルタの働きをすると考
えられる。
狭帯域の超音波探触子では限られた周波数帯域でしか感
度が得られないので、上記フィルタ効果のある材料では
感度が極端に低下し、その補正のため受信器の増幅度を
あげると結果として林状エコー等のノイズも増幅されＳ
Ｎ比の低下を招くためである。
度が得られないので、上記フィルタ効果のある材料では
感度が極端に低下し、その補正のため受信器の増幅度を
あげると結果として林状エコー等のノイズも増幅されＳ
Ｎ比の低下を招くためである。
これに対して、最近上記高合金中のような材料の超音波
探傷に対して周波数帯が広帯域の超音波探触子音用いる
と感度低下の割合が少なく、ＳＮ比の向上が期待できる
と君われている。
探傷に対して周波数帯が広帯域の超音波探触子音用いる
と感度低下の割合が少なく、ＳＮ比の向上が期待できる
と君われている。
しかしながら、上記し友高合金鋼のような材料の場合、
ＳＮ比の向上を図るための最適周波数帯域は検出する欠
陥の大きさ、材質、加工方法、圧埋温度、熱処理条件お
よび欠陥までの路程距離等により一定しない。一方反射
エコーの減衰を小さくするため低周波数帯域が良いかと
考えられるが、必ずしも良いとは君えない。何故ならば
欠陥の検出能は超音波の波長に比例するため、検出能が
低下し、かつ分解能、不感帯の低下となるからである。
ＳＮ比の向上を図るための最適周波数帯域は検出する欠
陥の大きさ、材質、加工方法、圧埋温度、熱処理条件お
よび欠陥までの路程距離等により一定しない。一方反射
エコーの減衰を小さくするため低周波数帯域が良いかと
考えられるが、必ずしも良いとは君えない。何故ならば
欠陥の検出能は超音波の波長に比例するため、検出能が
低下し、かつ分解能、不感帯の低下となるからである。
したかつて上記高合金鋼のような材料の超音波探傷を有
効、適切に実施するためには超音波探触子の周波数帯域
を広帯域とするのみでは十分ではない。
効、適切に実施するためには超音波探触子の周波数帯域
を広帯域とするのみでは十分ではない。
例えば欠陥ＳおよびノイズＮが第４図（＆）に示すよう
な周波数特性の材料の場合、第４図（ｂ）に示すように
周波数特性が広帯域的および狭帯域Ｎｂの超音波探触子
と、第４図（ｃ）に示す周波数特性の受信増巾器を用い
て超音波探傷してときの各々のＳＮ比を考える。この場
合、簡単の之め各々の周波数帯域でのピークレベル比の
みで比較すると狭帯域Ｎｂの超音波探触子の場合はＳハ
＝ ０．７５１０．７５ ＝１．０、広帯域的の超音波
探触子の場合はＳ／Ｎ ＝１．０１０．７５ ＝ １．
３３すなわち２．５ｄＢとなる。
な周波数特性の材料の場合、第４図（ｂ）に示すように
周波数特性が広帯域的および狭帯域Ｎｂの超音波探触子
と、第４図（ｃ）に示す周波数特性の受信増巾器を用い
て超音波探傷してときの各々のＳＮ比を考える。この場
合、簡単の之め各々の周波数帯域でのピークレベル比の
みで比較すると狭帯域Ｎｂの超音波探触子の場合はＳハ
＝ ０．７５１０．７５ ＝１．０、広帯域的の超音波
探触子の場合はＳ／Ｎ ＝１．０１０．７５ ＝ １．
３３すなわち２．５ｄＢとなる。
したがって、広帯域励の超音波探触子を使用しても第４
図（ａ）に示す周波数特性の材料の場合はＳＮ比が１．
６６倍（２，５ｄＢ）と低く、通常探傷に必要なＳＮ比
６〜１０ｄＢ（２〜３倍）以上を得るためには、超音波
探触子のみでは解決し得ないという問題点がある。
図（ａ）に示す周波数特性の材料の場合はＳＮ比が１．
６６倍（２，５ｄＢ）と低く、通常探傷に必要なＳＮ比
６〜１０ｄＢ（２〜３倍）以上を得るためには、超音波
探触子のみでは解決し得ないという問題点がある。
この発明はかかる問題点を解決するためになさｎたもの
であり、オーステナイトステンレス嶺、二相ステンレス
鋼等の高合金鋼およびその溶接部等の有効な探傷を行な
うことができる超音波探傷装置を得ることを目的とする
ものである。
であり、オーステナイトステンレス嶺、二相ステンレス
鋼等の高合金鋼およびその溶接部等の有効な探傷を行な
うことができる超音波探傷装置を得ることを目的とする
ものである。
この発明に係る超音波探傷に置は、周波数特性が広帯域
の超音波探触子と、この超音波探触子を種々の周波数帯
域、種々の波形で励振する送信回路と、超音波探触子が
受信した超音波の周波数帯域を選択できるフィルタおよ
び広帯域増幅器からなる受信器」路とを備えている。
の超音波探触子と、この超音波探触子を種々の周波数帯
域、種々の波形で励振する送信回路と、超音波探触子が
受信した超音波の周波数帯域を選択できるフィルタおよ
び広帯域増幅器からなる受信器」路とを備えている。
この発明においては、種々の特性を有する探傷材料に最
適な伝播特性が得られる超音波を送信回路と超音波探触
子で発生させ、その探傷材料の特性に応じて欠陥エコー
信号を受信回路で増幅することによシ超音波深傷におけ
るＳＮ比を向上させる。
適な伝播特性が得られる超音波を送信回路と超音波探触
子で発生させ、その探傷材料の特性に応じて欠陥エコー
信号を受信回路で増幅することによシ超音波深傷におけ
るＳＮ比を向上させる。
第１図はこの発明の一実施例の購ｂｋ、を示すブロック
図である。しＩＶこおいて１は送信回路、２は周 □波
数特性が広帯域の超音波探触子、３は受信回路である。
図である。しＩＶこおいて１は送信回路、２は周 □波
数特性が広帯域の超音波探触子、３は受信回路である。
送イδ１見１路１は例えば０．１ 耶ｚから２５ＭＨｚ
の周波数帯の搬送波を発生する可変搬送周波数発振器４
、可変搬送周波数発振器４より発生する搬送波全変調す
る変調５５、変調器５にトリガー信号７によって変調用
関数を入力する変調用関数発生器６および広帯域増幅器
８からなる。変調用関数発生器６からはパルス福が０．
２〜１５０μｓｅｃ 、電圧が５０〜２００ｖの三角波
、正弦波、矩形波の関数波形およびそのＮ乗関数のいず
れかを出力する。受信回路３は例えば０．１〜５０ Ｍ
Ｈｚの広帯域増幅器９ 、１１、周波数帯域を選択でき
るフィルタ１０および検波器１２からなる。１３は受信
回路６からの出力信号を表示するＣＲＴである。
の周波数帯の搬送波を発生する可変搬送周波数発振器４
、可変搬送周波数発振器４より発生する搬送波全変調す
る変調５５、変調器５にトリガー信号７によって変調用
関数を入力する変調用関数発生器６および広帯域増幅器
８からなる。変調用関数発生器６からはパルス福が０．
２〜１５０μｓｅｃ 、電圧が５０〜２００ｖの三角波
、正弦波、矩形波の関数波形およびそのＮ乗関数のいず
れかを出力する。受信回路３は例えば０．１〜５０ Ｍ
Ｈｚの広帯域増幅器９ 、１１、周波数帯域を選択でき
るフィルタ１０および検波器１２からなる。１３は受信
回路６からの出力信号を表示するＣＲＴである。
上記のように構成した超音波探傷装置において、送信回
路１は超音波探触子２から探傷材料に伝播するに最適な
周波数帯域と波形の超音波を発生するよう超音波探触子
２を励振する。この送信回路１の励振条件の選択は探傷
材料の条件により送信波にどの周波数成分と波形が適し
ているか、結晶粒界でのバウンダリーノイズの積算効果
、分解能、不感帯および探傷しようとする欠陥の大きさ
で決めらｔＬる。一方、受信回路３のフィルタ１０が通
過させる周波数帯域は探傷相料の特性により選択する。
路１は超音波探触子２から探傷材料に伝播するに最適な
周波数帯域と波形の超音波を発生するよう超音波探触子
２を励振する。この送信回路１の励振条件の選択は探傷
材料の条件により送信波にどの周波数成分と波形が適し
ているか、結晶粒界でのバウンダリーノイズの積算効果
、分解能、不感帯および探傷しようとする欠陥の大きさ
で決めらｔＬる。一方、受信回路３のフィルタ１０が通
過させる周波数帯域は探傷相料の特性により選択する。
例えば第２［１（ａ）に示すように欠陥Ｓが１〜６ＭＨ
ｚ、ノイズＮが３〜７ ＭＨｚの特性を有する相料に、
送へ回路１、超音波探触子２から第２図（ａ）のＡに示
すように２〜１３ Ｍ）Ｉｚの周波数帯域の超音波を送
イビし、受信回路乙には第２図（ｂ）のＢに示すように
２〜４ ＭＨｚの通過帯域ｋｍ択したフィルタ１０を使
用して探傷を行った場合、受信回路３の広帯域増幅器９
から出力きγしる欠陥信号ＳおよびノイズＮは第２図（
ｃ）に示すようになり、４ ＭＨｚ以下では欠陥１８号
ＳおよびノイズＮとも若干し・ベルか低下する。なお第
３図（ｃ）のＢは第３図（ｂ）に示したフィルタ１０の
通過帯域を示す。この広帯域増幅器９で出力する欠陥信
＋！ｉＳとノイズＮがフィルタ１０ケ通過すると第２１
？４ （ｄ）に示すように、欠陥信号Ｓ１ノイズＮとも
そのフィルタ特性によりレベルは低下するが、その面植
此すなわちＳＮ比は約１０倍（２０ｄＢ）に改善さ１Ｌ
る。
ｚ、ノイズＮが３〜７ ＭＨｚの特性を有する相料に、
送へ回路１、超音波探触子２から第２図（ａ）のＡに示
すように２〜１３ Ｍ）Ｉｚの周波数帯域の超音波を送
イビし、受信回路乙には第２図（ｂ）のＢに示すように
２〜４ ＭＨｚの通過帯域ｋｍ択したフィルタ１０を使
用して探傷を行った場合、受信回路３の広帯域増幅器９
から出力きγしる欠陥信号ＳおよびノイズＮは第２図（
ｃ）に示すようになり、４ ＭＨｚ以下では欠陥１８号
ＳおよびノイズＮとも若干し・ベルか低下する。なお第
３図（ｃ）のＢは第３図（ｂ）に示したフィルタ１０の
通過帯域を示す。この広帯域増幅器９で出力する欠陥信
＋！ｉＳとノイズＮがフィルタ１０ケ通過すると第２１
？４ （ｄ）に示すように、欠陥信号Ｓ１ノイズＮとも
そのフィルタ特性によりレベルは低下するが、その面植
此すなわちＳＮ比は約１０倍（２０ｄＢ）に改善さ１Ｌ
る。
なお、上記実施例では送信回路１として可変搬送周波数
発振器４と変調器５紮使用した場合と示したが、第３し
１に水子ようＶこ、インパルスを発生する高圧発生回路
１４と、インパルスに周波Ｖ特性および送イ？：仮形に
自由度を与えるための高ダンピングシュミット回路１５
忙使用しても上記実施例と同様の作用ケ竹なわせなこと
かでさる。なお、この場合、広帯域の超音波探触子２と
の電気的、音響的マツチングをとるためのインピーダン
スマツチング＋Ｏ（路を必要によυ付加する。
発振器４と変調器５紮使用した場合と示したが、第３し
１に水子ようＶこ、インパルスを発生する高圧発生回路
１４と、インパルスに周波Ｖ特性および送イ？：仮形に
自由度を与えるための高ダンピングシュミット回路１５
忙使用しても上記実施例と同様の作用ケ竹なわせなこと
かでさる。なお、この場合、広帯域の超音波探触子２と
の電気的、音響的マツチングをとるためのインピーダン
スマツチング＋Ｏ（路を必要によυ付加する。
上記インパルスの形状は、発生する超音波の周波数帯域
、波形に影響するので重役な童味？もち、この実施例に
おいては探傷材料の特性に応じてパルス幅０．１〜１０
μＢｅｅ ％ 電圧２００〜１０００ｖのわ囲で波形は
矩形波、三角波、ノコギリ波、逆ノコギル波、正弦波等
を選択して造る。
、波形に影響するので重役な童味？もち、この実施例に
おいては探傷材料の特性に応じてパルス幅０．１〜１０
μＢｅｅ ％ 電圧２００〜１０００ｖのわ囲で波形は
矩形波、三角波、ノコギリ波、逆ノコギル波、正弦波等
を選択して造る。
この発明は以上説明したように、種々の特性を壱する探
傷材料に最適な伝播特性が得られる超音波を発生させ、
その探傷材料の特性に応じて欠陥エコー信号を増福する
から超音波探傷におけるＳＮ比を向上させることができ
、従来超音波探傷が困難といわ才したオーステナイトス
テンレス鋼、二相ステンレス鋼等の高合金鋼やその溶接
部の超音波探傷を容易、確実に行なうことができる効果
を有する。
傷材料に最適な伝播特性が得られる超音波を発生させ、
その探傷材料の特性に応じて欠陥エコー信号を増福する
から超音波探傷におけるＳＮ比を向上させることができ
、従来超音波探傷が困難といわ才したオーステナイトス
テンレス鋼、二相ステンレス鋼等の高合金鋼やその溶接
部の超音波探傷を容易、確実に行なうことができる効果
を有する。
第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２ Ｉ
Ｉ （ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ）は上
品に実施例の周波数特性図、第６図は他の実施例を示す
ブロック図、第４図（ａ） 、 （ｂ） −（ｃ）は従
来の超音波探傷装置の周波数特性図である。 １・・・送信回路、２・・・超音波探触子、３・・・受
信回路、４・・・可変搬送周波数発ｊ辰器、５・・・変
調器、６・・・変調用関数発生器、８，９．１１・・・
広帯域増幅器、１１・・・フィルタ、１４・−・高圧発
生回路、１５・・・高ダンピングシュミット回路。 代理人 弁理士 左 藤 正 年 第２図 （ｂ） （Ｃ） 讐慣答ｓｃ （ＭＨｚ） （ｄ） 第４ｒｌ！Ｊ ｌ壇ｕ（ＭＨｚ） （ｂ） ｂ （Ｃ） 闇婦Ｘス （ＭＨｚ） ゛
Ｉ （ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ）は上
品に実施例の周波数特性図、第６図は他の実施例を示す
ブロック図、第４図（ａ） 、 （ｂ） −（ｃ）は従
来の超音波探傷装置の周波数特性図である。 １・・・送信回路、２・・・超音波探触子、３・・・受
信回路、４・・・可変搬送周波数発ｊ辰器、５・・・変
調器、６・・・変調用関数発生器、８，９．１１・・・
広帯域増幅器、１１・・・フィルタ、１４・−・高圧発
生回路、１５・・・高ダンピングシュミット回路。 代理人 弁理士 左 藤 正 年 第２図 （ｂ） （Ｃ） 讐慣答ｓｃ （ＭＨｚ） （ｄ） 第４ｒｌ！Ｊ ｌ壇ｕ（ＭＨｚ） （ｂ） ｂ （Ｃ） 闇婦Ｘス （ＭＨｚ） ゛
Claims (3)
- （１）周波数特性が広帯域の超音波探触子と、該超音波
探触子を探傷材料に適合した周波数帯域および波形で励
振する送信回路と、上記超音波探触子が受信した超音波
の周波数帯域を選択できるフィルタおよび広帯域増幅器
からなる受信回路とを備えた超音波探傷装置。 - （２）送信回路が異なつた周波数帯の搬送波を発生する
可変搬送周波数発振器と、該可変搬送周波数発振器より
発生する搬送波を変調する変調器と、該変調器に変調用
関数を入力する変調用関数発生器とからなる特許請求の
範囲第１項記載の超音波探傷装置。 - （３）送信回路が高圧発生回路と、該高圧発生回路で発
生したインパルス電圧に異なつた周波数特性および送信
波形を与える高ダンピングシュミット回路とからなる特
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 |
|---|---|---|---|
| JP60193160A JPS6254160A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193160A JPS6254160A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254160A true JPS6254160A (ja) | 1987-03-09 |
Family
ID=16303282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193160A Pending JPS6254160A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254160A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5309765A (en) * | 1990-11-14 | 1994-05-10 | Nkk Corporation | Method and apparatus for performing ultrasonic flaw detection by controlling peak frequency and frequency bandwidth |
| JP2006337201A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 超音波探傷方法及び装置 |
| JP2009047553A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-03-05 | National Maritime Research Institute | 超音波による劣化損傷評価システム、超音波による劣化損傷評価装置、および、超音波による劣化損傷評価方法、超音波による劣化損傷評価プログラム |
| JP2010513867A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-30 | オトクリトエ アクツィオネルノエ オブシェストボ ”ノルディンクラフト” | 超音波試験の干渉保護を強化する方法及びこの方法を実行する装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114767A (ja) * | 1983-11-26 | 1985-06-21 | Nisshin Steel Co Ltd | オ−ステナイト合金鋼溶接鋼管の多重周波数超音波自動探傷法 |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP60193160A patent/JPS6254160A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114767A (ja) * | 1983-11-26 | 1985-06-21 | Nisshin Steel Co Ltd | オ−ステナイト合金鋼溶接鋼管の多重周波数超音波自動探傷法 |
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