JPS63314464A - 超音波測定装置のための較正装置 - 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】 ［産業−１−の利用分野］ この発明は、超音波測定装置のための較１１：、装置に
関゛し、さらに詳しくは、超音波探傷装置の基準器とし
て使用することができるような較正装置に関する。

［従来の技術］ 従来、超音波の路程の較正とか、深さ、板厚の較正等の
、いわゆる超音波探傷装置の横軸較正は、正確な板厚を
もった適当な標準試験片を探傷することにより行われて
いる。また、その測定範囲とか時間軸の較正も標準試験
片によって行われる。

超音波探傷装置において測定値に対して横軸情報を与え
る時間発生回路は、一般にトランジスタ、ＩＣ等のアナ
ログ回路で構成されていて、温度ドリフトとか、電圧変
動によるドリフト等のドリフト現象が生じ、正確な板厚
等を測定するには、１［前に標準試験片で較正し、７安
により、ｉｉＪ変抵抗器などで微調整しておくことが必
要である。

ここで、横軸の較正とは、正確な時間を発生させること
であり、一般に、標準試験片（鋼）の一定厚みの間を超
音波が伝播するときの時間を測定することでなされる。

［解決しようとする問題点］ このような較正作業は、探触子を標準試験片に当て、ブ
ラウン管−１−に表示された標準試験片を東向探傷し、
その厚さを示す表面波（又は送信タイミング信号）と底
面エコーとの時間差を測定して、その値を所定値に調整
することで行われるため、携帯用の超音波探傷装置では
、遠隔地での計測に重い標準試験片をもって出かけなけ
ればならず、不便である。

一方、超音波探傷装置において測定範囲を設定する場合
の従来の初期較正方式を斜角探傷を例として説明すると
、第２図に示すような標準試験片１に超高波探触ｒ−（
以ドブローブ）２を当てて、超音波ビームＢを照射して
標準試験片１の斜角探傷を行い、その受信エコー信号を
得て、エコー信号波形をディスプレイに画面表示して画
面にて較ｉ１Ｅを行うものである。

すなわち、ＪＩＳで規定されたＳＴＢ　　Ａｔ。

ＳＴＢ　　Ａｌｌなどの標準試験片を用いて探傷を行う
と、超音波ビームの受信エコー信号に対して第３図に見
るようなエコー信号波形を得ることができる。第３図中
、横軸は超音波のビーム路程を示し、縦軸はエコー高さ
を示している。Ｍは、第２図に見るように、斜角探傷を
行った場合の標準試験片１のスリット４の位置での表面
から端面までの距離であり、Ａは、プローブ２に内蔵さ
れた振動子３から標準試験片１の表面までの距離を示し
ている。

第３図中、−・点鎖線で示す部分りは、超音波探傷装置
のディスプレイで一度に観測される測定画面領域であっ
て、プローブ２に送信パルス波形（電圧）を加えると、
受信側ではこれに対応した送信パルス信号が現れる。ま
た、第２図において、超音波がプローブ２内部を通過し
て試験片中を伝搬する反射エコー信号は、標準試験片１
のスリット４と端面の間を多重反射するので、第３図に
見るように、受信エコー信号Ｂｌ、Ｂ２．Ｂａ・・・と
いうよに順次減衰したエコー波形として現れる。

このとき、超音波が標準試験片１内を伝搬する距離Ｍと
、プローブ２内を通過する距離Ａとは、第３図の波形に
おいて、それぞれ図示するような関係にあって、その距
離Ｍは、各受信エコー信号間のの間隔に対応している。

いま、超音波探傷装置の測定画面りの範囲を第３図に見
るように、測定範囲Ｒ（Ｒ＝２Ｍ）に較正しようとする
場合を考えてみると、まず、画面範囲として幅Ｒを設定
し、次に、画面内で受信エコー信号Ｂ、（！：Ｂ２を用
い、受信エコー信号Ｂ／が中央位置（１／２・Ｒ）とな
り、受信エコー信号Ｂ２が測定画面りの右端に位置する
ように調整することで較正が行われる。

ところが、このような較正方式では、第４図に見るよう
に、距ｔｌｌＩＲが距＃ＩＭと比較して充分小さい場合
とか、第５図に見るように、距＃Ｒが距離Ｍより充分大
きい時などには誤差が大きくなり、画面較＋Ｅを行うこ
とがはなはだ困難である。

そこで、現在では、測定画面として設定される画面の測
定範囲に応じた種々の大きさの試験片を用意して、測定
範囲の大きさに対応した較正を行っている。したがって
、測定範囲が大きいときにはそれ相当の大きさを持った
標準試験片を用いることが必要である。しかし、大きな
試験片を持ち運ぶことは大変であり、実際には持ち運び
が不可能となることが多い。

また、第６図に示すように、距離Ｓだけシフトした位置
に測定範囲Ｒの画面を設定して測定するような場合には
、現在の方式では長さＳの試験片と長さＲの試験片の２
種を用意しておく必要がある。この場合にも、シフト量
Ｓ、測定範囲Ｒが変化すれば、その分だけ試験片を作成
して持ち運ばねばならない。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、標を試験片を持ち歩くことなく部用にドリ
フト調整とか測定範囲の較正等が簡り袷こできる超音波
測定装置のための較正装置を提供することをＩ−目的と
する。

［問題点を解決するための手段コ このような目的を性成するためのこの発明の超？′ｒ波
測定装置のための較正装置のおける手段は、超音波測定
装置の探触子が接続される端子に接続される接続端子と
、所定の単位時間ごとに時間パルス信号を発生する時間
パルス発生回路と、この時間パルス発生回路からの時間
パルス信号を受けて超音波測定装置から接続端子に送出
された送信パルス信号に応じて時間パルス信号を送出す
るゲート回路と、このゲート回路から得られる時間パル
ス信号を設定された目標値までカウントして１１４力信
号を発生する時間カウント回路と、この出力信号に応じ
て超音波測定装置に対して受信エコー信号とみなせるパ
ルス信号を接続端子に送出するパルス信号発生回路とを
備えるものである。

［作用コ このように較正装置として超音波測定装置から発生する
送信パルス信号に応じて時間をカウントする時間カウン
ト回路と、設定された時間が来たときに超音波較正装置
に受信エコー信ｒ７に対応するようなパルス信号を発生
するパルス信号・発生回路とを設けることにより、超音
波測定装置側からの送信パルス信シフに応じて較１１：
装置側から標準試験片に対応させて疑似的に受信エコー
信号を発生させることができる。

その結果、超音波探傷等のために、標準試験片を持ち歩
く必要がなく、アナログ回路特有の時間軸ドリフトを検
出して補ｉＥすることをはじめとして、測定範囲を較正
することなどが容易にでき、さらに、長尺物とか巨大な
被検体などを測定する際にも、大きな較ＩＥ用試験片を
用いなくて済むものである。

［実施例コ 以−ド、この発明の一実施例について図面を参！！６し
て詳細に説明する。

第１図は、この発明を適用した超音波測定装置のための
較ｌＥ装置を中心としたブロック図である。

１０は、超音波較正装置であって、超音波探傷装置２０
のプローブ接続端子２１に接続されるものであって、こ
の接続のための接続端子１１を有している。そして、超
音波探傷装置２０から送信パルス信シシ・を受けて、疑
似的に標準試験片と同様な超音波受信エコー信号を発生
する。

この超音波較正装置１０は、送信パルス信号を減衰させ
て電子回路のトリガ信号に適する電圧レベルまで落とす
減衰″ａ１２と、所定の単位時間ごとに時間パルス信号
（以下クロックパルス）を発生する時間パルス発生回路
１３、このクロックパルスとトリガ信号レベルに落ちた
送信パルス信号とを受けて送信パルス信号のタイミング
に併せて設定された時間の間だけそのゲートを開き、前
記クロックパルスを時間カウント回路１５に送出するゲ
ート回路１４と、ゲート回路１４からのクロックパルス
をカウントする時間カウント回路１５、時間カウント回
路１５に［１標カウント値をセットする演算処理装置１
７、採用する標を試験片の指定と各種測定条件を設定す
る入力装置１６、前記指定された標準試験片の内容と入
力された測定条件等を表示する表示装置１８、そして、
接続端γ・１１にパルス信号を送出する疑似受信エコー
信号発生回路１９とを備えている。

ここで、疑似受信エコー信号発生回路１９は、時間カウ
ント回路１５からの出力により疑似的に受信エコー信号
に対応するパルス４ｒｊｉ号を発生して接続端子１１を
経て超音波測定装置２０に受信エコー信号としての較正
用のパルス信号を発生するパルス発生回路で構成されて
いる。

カウント回路１５は、目標値カウンタ部１５ａとパルス
カウンタ部１５ｂと比較回路部１５ｃとからなり、演算
処理装置１７から目標値カウンタ都１５　ａに目標値が
セットされ、パルスカウンタ部１５ｂがゲート回路１４
から受けるクロックパルスを受けて、これをカウントし
、これら２つのカウンタの値を比較してその一致を比較
回路１ｔ５ｃで検出して、一致信号を疑似受信エコー信
号発生回路１９に送出する。したがって、［１標値力ウ
ンタ部１５ａにセットされる１−１標値が送信パルス信
号発生から受信エコー信ひ発生までの時間を示すときに
、送信パルス信号の発生から目標値で設定された時間後
に受信エコー信号に相当するパルス信号が疑似受信エコ
ー信号発生回路１９から超音波測定装置２０に送出され
ることになる。

ここで、時間カウント回路１５のパルスカウンタ部１５
　ｂの値は、比較回路部１５ｃからの前記−・致検出出
力によりクリアされ、再びゼロからカウントを開始する
。したがって、前記目標値カウンタ１５ｂに設定された
［−１標値に一致した時点で次の一致出力が発生し、こ
の一致出力により疑似受信エコー信号発生回路１９から
次の受信エコー信号に対応するパルス信号が発生する。

そしてこれが超音波測定装置２０へと再び送出される。

なお、ゲート回路１４が開いてから最初に発生する疑似
受信エコー信号発生回路１９のパルス信号は、第４図に
おける最初の受信エコー信号Ｂ。

に対応するものであり、２番目に発生するパルス信号は
、受信エコー信号Ｂ２に対応することになり、ゲートが
開く一定期間は受信エコー信号の発生数に対応していて
、何個までの受信エコー信号を発生させるかをこの一定
期間で設定することができる。このゲート回路１４は、
一定期間開いた後に閉じて次の送信パルス信号の発生を
待ち、ゲート回路１４の開いている期間は、演算処理装
置１７からの信号により設定される。

このようにして、入力装置１６にて指定される標を試験
片に対応して目標値を発生させて、時間設定を行なえば
送信パルス信号が発生してから任意の時間後に較正用パ
ルス信号が受信エコー信号として発生し、これを受けて
超音波測定装置２０の測定画面が較正される。

ここで、演算装置１７は、マイクロプロセッサとメモリ
とインタフェース等を備えていて、入力装置１６から人
力されるゲート回路１４の開く期間を指定する情報と、
斜角探傷か垂直探傷かを選択するデータ、標準試験片を
指定するデータ、そして現在温度とを前記インタフェー
スを介して受ける。

ゲートが開く期間の設定信号を受けた演算処理装置１７
は、設定信号に対応して設定されたゲート時間に対応す
る制御信号をゲート回路１４に送出する。その結果、ゲ
ート回路１４がその値に設定される。また、斜角探傷か
垂直探傷かの選択データ、標準試験片を指定するデータ
と現在温度とを受けた演算処理装置１７は、メモリに記
憶されたテーブルから標準温度における標準試験片の斜
角探傷又は垂直探傷のうち選択された探傷についての時
間情報を検索して、これを入力された温度に従って温度
補正し、さらに時間パルス発生回路１３のパルス発生周
期からパルスカウント数を算出する。こうして算出した
値を目標値として時間カウント回路１５の目標値カウン
タ１５ａにセットする。一方、これらの入力されたデー
タと時間情報等は、液晶或いはＣＲＴディスプレイ等の
表示装置１８に表示される。

このようにすれば、超音波測定装置２０から送信パルス
信号に対応して受信エコー信号が発生し、それが超音波
測定装置２０へと送られ、超音波測定装置２０において
測定画面の較正を行えることになる。

なお、時間パルス発生回路１３を水晶発振素子などの正
確なものを用いれば、外部環境に左右されない正確な時
間計測が可能である。

また、従来ではＪＩＳの標準試験片と比較して較正を行
っているが、受信エコー信号の疑似信号を任意の時間で
発生できることから、設定時間を変え、これらと被検体
の受信エコーの状態を比較することにより材料音速など
の絶対測定も可能である。

以を説明してきたが、実施例では、演算処理装置を用い
て、目標値を設定しているが、これは演算処理装置によ
り設定する場合に限定されるものではない。

実施例では、メモリの標準温度における各種の標準試験
片の斜角探傷叉は垂直探傷の時間データを記憶している
が、データは斜角探傷又は垂直探傷のデータに限定され
るものではなく、各種の探傷条件に応じたデータを記憶
することができる。

また、標準試験片に対応してメモリに記憶する時間デー
タは実際の標準試験片を標準温度状態で測定した時間を
実測して記憶しておくことで簡り１に得られる。なお、
この場合、標準温度状態ではなく、各種のＵ度状態のも
のをあらかじめ記憶しておけば、温度補正による演算は
革装となる。

［発明の効果コ 以１ユの較正から理解できるように、この発明にあって
は、較正装置として超音波測定装置から発生する送信パ
ルス信号に応じて時間をカウントする時間カウント回路
と、設定された時間が来たときに超音波測定装置に受信
エコー信号に対応するようなパルス信号を発生するパル
ス信号発生回路とを設けることにより、超音波測定装置
側からの送信パルス信号に応じて較正装置側から標準試
験片に対応させて疑似的に受信エコー信号を発生させる
ことができる。

その結果、超音波探傷等のために、標準試験片を持ち歩
く必要がなく、アナログ回路特有の時間軸ドリフトを検
出して補正することをはじめとして、測定範囲を較正す
ることなどが容易にでき、さらに、長尺物とか巨大な被
検体などを測定する際にも、大きな較＋ＴＥ用試験片を
用いな（て済むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用して超音波／ｌ１１１定装置
のための較正装置を中心としたブロック図、第２図は、
従来の超音波測定装置較正時における標準試験片探傷状
態の説明図、第３図は、その場合に受信エコー信号波形
と較正画面との関係の説明図、第４図、第５図及び第６
図は、それぞれ各種の較正状態の受信エコー信号波形と
較正画面との関係の説明図である。 １０・・・較正装置、１１・・・接続端子、１２・・・
減衰器、１３・・・時間パルス発生回路、１４・・・ゲ
ート回路、１５・・・時間カウント回路、１６・・・入
力装置、１７・・・演ｐ処理装置、１８・・・表示装置
、１９・・・疑似受信エコー信号発生回路、２０・・・
超音波測定装置、 ２１・・・プローブ接続端ｒ０ 第　　２　　図 第　　３　　図 第４図 ？ 第　　５　　図 〔ご−ｔ、路−看Ｊ 第　　６　　図 （ピーｔ−訃才量、〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波測定装置の探触子が接続される端子に接続
   される接続端子と、所定の単位時間ごとに時間パルス信
   号を発生する時間パルス発生回路と、この時間パルス発
   生回路からの前記時間パルス信号を受けて前記超音波測
   定装置から前記接続端子に送出された送信パルス信号に
   応じて前記時間パルス信号を送出するゲート回路と、こ
   のゲート回路から得られる前記時間パルス信号を設定さ
   れた目標値までカウントして出力信号を発生する時間カ
   ウント回路と、この出力信号に応じて前記超音波測定装
   置に対して受信エコー信号とみなせるパルス信号を前記
   接続端子に送出するパルス信号発生回路とを備えること
   を特徴とする超音波測定装置のための較正装置。
2. （２）時間カウント回路の目標値は、指定された標準試
   験片に対応する値が演算処理装置から供給されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波測定装置
   のための較正装置。