JPH09113249A - 超音波探傷方法 - Google Patents
超音波探傷方法Info
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- JPH09113249A JPH09113249A JP7268148A JP26814895A JPH09113249A JP H09113249 A JPH09113249 A JP H09113249A JP 7268148 A JP7268148 A JP 7268148A JP 26814895 A JP26814895 A JP 26814895A JP H09113249 A JPH09113249 A JP H09113249A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波探傷方法による欠陥等の寸法の測定方
法であって、その欠陥等の寸法が小さい場合においても
欠陥等の寸法を測定することができるものを提供する。 【解決手段】 音波を発生しかつ受信する点集束型探触
子２２と、受信した音波エネルギの強さと反射所要時間
との関係を波形３１で表示するＣＲＴ表示器２３とを有
する超音波探傷装置２１であって、探触子２２は板材２
４の一面から欠陥２７を含む裏面２６に向けて音波を斜
め方向に発信し、その探触子２２の走査方向を音波の入
射方向に沿う方向とする超音波探傷方法において、探触
子２２で受信され，表示器２３に表示された波形３１
で、音波エネルギの大きさが最大となる時と、その波形
３１で、音波エネルギの大きさが前記最大時に対して、
予備実験の結果を考慮して設定された割合となる時との
時間間隔を求め、その時間間隔と探触子からの音波の発
信角度とに基づき欠陥２７の深さを算出する。
法であって、その欠陥等の寸法が小さい場合においても
欠陥等の寸法を測定することができるものを提供する。 【解決手段】 音波を発生しかつ受信する点集束型探触
子２２と、受信した音波エネルギの強さと反射所要時間
との関係を波形３１で表示するＣＲＴ表示器２３とを有
する超音波探傷装置２１であって、探触子２２は板材２
４の一面から欠陥２７を含む裏面２６に向けて音波を斜
め方向に発信し、その探触子２２の走査方向を音波の入
射方向に沿う方向とする超音波探傷方法において、探触
子２２で受信され，表示器２３に表示された波形３１
で、音波エネルギの大きさが最大となる時と、その波形
３１で、音波エネルギの大きさが前記最大時に対して、
予備実験の結果を考慮して設定された割合となる時との
時間間隔を求め、その時間間隔と探触子からの音波の発
信角度とに基づき欠陥２７の深さを算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波を用いて
固体の裏面に形成された欠陥等の深さ寸法を測定する，
超音波探傷方法に関するものである。
固体の裏面に形成された欠陥等の深さ寸法を測定する，
超音波探傷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体の一面から超音波を入射させ、その
反射波から固体の裏面に開口する欠陥等の有無を検査す
る，超音波探傷方法が従来から存在している。
反射波から固体の裏面に開口する欠陥等の有無を検査す
る，超音波探傷方法が従来から存在している。
【０００３】ところで、近時、直径２mm程度の狭い範囲
に集束する超音波の発射，受信を可能とした点集束型探
触子が開発され、このような点集束型探触子を用いるこ
とによって欠陥等の深さ寸法の測定が試みられている。
に集束する超音波の発射，受信を可能とした点集束型探
触子が開発され、このような点集束型探触子を用いるこ
とによって欠陥等の深さ寸法の測定が試みられている。
【０００４】このような点集束型探触子（以下において
は、単に探触子という）を用いての欠陥の深さ寸法の測
定は、例えば、図８に示すように行なわれる。
は、単に探触子という）を用いての欠陥の深さ寸法の測
定は、例えば、図８に示すように行なわれる。
【０００５】図９において、１は固体としての板材であ
り、その板材１の表面２側には点集束型探触子３が配置
され、板材１の裏面４側には裏面４側に開口したクラッ
ク状の欠陥５が存在している。
り、その板材１の表面２側には点集束型探触子３が配置
され、板材１の裏面４側には裏面４側に開口したクラッ
ク状の欠陥５が存在している。
【０００６】そして、前記探触子３は、所定の超音波を
角度θ（例えば、図では左向き４５度）で斜め方向に送
信し、同方向からの反射波（エコー）を受信するように
なっている。
角度θ（例えば、図では左向き４５度）で斜め方向に送
信し、同方向からの反射波（エコー）を受信するように
なっている。
【０００７】なお、図において、ａは探触子３から発射
された音波が集束する領域を示す。また、以下におい
て、欠陥５の開口部をコーナー５ａといい、欠陥５の上
端部を端部５ｂということとする。
された音波が集束する領域を示す。また、以下におい
て、欠陥５の開口部をコーナー５ａといい、欠陥５の上
端部を端部５ｂということとする。
【０００８】このような探触子３は板材１の表面２側で
矢印方向に走査されるが、前記探触子３で受信されたエ
コーは、横軸方向に反射時間をとり，その反射所要時間
に応じてエコーを配列して形成された波形がＣＲＴ画面
に表示されるようになっている。なお、反射所要時間は
距離との間に一義的な関係を有するものであるので以下
においては路程ということとする。
矢印方向に走査されるが、前記探触子３で受信されたエ
コーは、横軸方向に反射時間をとり，その反射所要時間
に応じてエコーを配列して形成された波形がＣＲＴ画面
に表示されるようになっている。なお、反射所要時間は
距離との間に一義的な関係を有するものであるので以下
においては路程ということとする。
【０００９】このようなＣＲＴ画面においては、前記探
触子３からの超音波の中心線Ｏがコーナー５ａに一致し
た状態でのエコー６（以下、コーナーエコーという）
や、その超音波の中心線Ｏが端部５ｂに一致した状態に
おけるエコー７（以下、端部エコーという）を含んで波
形が表示される。
触子３からの超音波の中心線Ｏがコーナー５ａに一致し
た状態でのエコー６（以下、コーナーエコーという）
や、その超音波の中心線Ｏが端部５ｂに一致した状態に
おけるエコー７（以下、端部エコーという）を含んで波
形が表示される。
【００１０】ここで、欠陥５のコーナーエコー６を含む
波形はコーナー波形１１といい、端部エコー７を含む波
形は端部波形１２ということとする。
波形はコーナー波形１１といい、端部エコー７を含む波
形は端部波形１２ということとする。
【００１１】そして、このＣＲＴ画面に表示された前記
コーナー５ａからのエコー６は、コーナー波形１１中で
路程ＬCの位置に表示され、コーナーエコー６の音波エ
ネルギが大きいので、ＣＲＴ画面上にそのエコー高さが
大きく表示される。
コーナー５ａからのエコー６は、コーナー波形１１中で
路程ＬCの位置に表示され、コーナーエコー６の音波エ
ネルギが大きいので、ＣＲＴ画面上にそのエコー高さが
大きく表示される。
【００１２】また、ＣＲＴ画面に表示された前記端部５
ｂからのエコー７は、端部波形１２中で路程Ｌtoの位置
に表示され、前記コーナーエコー６より小さなエコー高
さに表示される。
ｂからのエコー７は、端部波形１２中で路程Ｌtoの位置
に表示され、前記コーナーエコー６より小さなエコー高
さに表示される。
【００１３】そして、これらのコーナーエコー６と端部
エコー７とがそれぞれ含まれるコーナー波形１１と端部
波形１２とは分離した状態で表示されているので、各波
形１１，１２中から、コーナーエコー６と端部エコー７
とをＣＲＴ画面上で識別して把握することができ、路程
差Ｗは路程ＬCから路程Ｌtoを差し引くことにより得る
ことができる。
エコー７とがそれぞれ含まれるコーナー波形１１と端部
波形１２とは分離した状態で表示されているので、各波
形１１，１２中から、コーナーエコー６と端部エコー７
とをＣＲＴ画面上で識別して把握することができ、路程
差Ｗは路程ＬCから路程Ｌtoを差し引くことにより得る
ことができる。
【００１４】したがって、欠陥５の深さ寸法ｄは、図９
を参照して路程差Ｗ×sinθにより算出することができ
るものである。
を参照して路程差Ｗ×sinθにより算出することができ
るものである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
方法で欠陥等の寸法を測定する場合、その欠陥５の深さ
寸法ｄが小さくなると、両エコー６，７の路程差Ｗが小
さくなり、前記コーナー波形１１と端部波形１２とが図
１０あるいは図１２に示すように合体するので、路程差
Ｗを測定することが困難で前記の方法による欠陥等の寸
法の測定が不可能となる。
方法で欠陥等の寸法を測定する場合、その欠陥５の深さ
寸法ｄが小さくなると、両エコー６，７の路程差Ｗが小
さくなり、前記コーナー波形１１と端部波形１２とが図
１０あるいは図１２に示すように合体するので、路程差
Ｗを測定することが困難で前記の方法による欠陥等の寸
法の測定が不可能となる。
【００１６】これは、図１１あるいは図１３に示すよう
に、欠陥等の寸法が小さくなることにより、前記探触子
３からの超音波が、欠陥５のコーナー５ａと端部５ｂと
の両方において同時に反射し、コーナーエコー６と端部
エコー７とを同時に発生させる事態が生じるからであ
る。
に、欠陥等の寸法が小さくなることにより、前記探触子
３からの超音波が、欠陥５のコーナー５ａと端部５ｂと
の両方において同時に反射し、コーナーエコー６と端部
エコー７とを同時に発生させる事態が生じるからであ
る。
【００１７】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、超音波探傷方法による欠陥等の寸法の測
定方法であって、その欠陥等の寸法が小さい場合におい
ても欠陥等の寸法を測定することができるものを提供す
ることを課題とするものである。
されたもので、超音波探傷方法による欠陥等の寸法の測
定方法であって、その欠陥等の寸法が小さい場合におい
ても欠陥等の寸法を測定することができるものを提供す
ることを課題とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、請求項１記載の発明は、音波を発生しかつ受
信する点集束型探触子と、受信した音波エネルギの強さ
と反射所要時間との関係を波形で表示する表示器とを有
する超音波探傷装置であって、前記探触子は固体の一面
に押し当てられて、欠陥を含む裏面に向けて音波を斜め
方向に発信するとともに、その探触子の走査方向を音波
の入射方向に沿う方向とする超音波探傷方法において、
前記探触子により受信され，前記表示器に表示された波
形で、音波エネルギの大きさが最大となる時と、その波
形で、音波エネルギの大きさが前記最大時に対して、予
め行なわれた試験結果を考慮して設定された割合となる
時との時間間隔を求めることとし、前記時間間隔と前記
探触子からの音波の発信角度とに基づいて欠陥の寸法を
算出することを特徴とする超音波探傷方法である。
るために、請求項１記載の発明は、音波を発生しかつ受
信する点集束型探触子と、受信した音波エネルギの強さ
と反射所要時間との関係を波形で表示する表示器とを有
する超音波探傷装置であって、前記探触子は固体の一面
に押し当てられて、欠陥を含む裏面に向けて音波を斜め
方向に発信するとともに、その探触子の走査方向を音波
の入射方向に沿う方向とする超音波探傷方法において、
前記探触子により受信され，前記表示器に表示された波
形で、音波エネルギの大きさが最大となる時と、その波
形で、音波エネルギの大きさが前記最大時に対して、予
め行なわれた試験結果を考慮して設定された割合となる
時との時間間隔を求めることとし、前記時間間隔と前記
探触子からの音波の発信角度とに基づいて欠陥の寸法を
算出することを特徴とする超音波探傷方法である。
【００１９】また、請求項２記載の発明は、前記割合
を、０．０５〜０．３の範囲内に設定することを特徴と
する請求項第１項記載の超音波探傷方法である。
を、０．０５〜０．３の範囲内に設定することを特徴と
する請求項第１項記載の超音波探傷方法である。
【００２０】また、請求項３記載の発明は、前記表示器
に表示された波形が設定された割合時を複数位置に有す
るものである場合に、前記最大時位置より離間した位置
側の割合時を選択し、当該割合時との間で前記時間間隔
を求めることを特徴とする請求項１または２記載の超音
波探傷方法である。
に表示された波形が設定された割合時を複数位置に有す
るものである場合に、前記最大時位置より離間した位置
側の割合時を選択し、当該割合時との間で前記時間間隔
を求めることを特徴とする請求項１または２記載の超音
波探傷方法である。
【００２１】また、請求項４記載の発明は、前記表示器
に表示された波形が設定された割合時を複数位置に有す
るものである場合に、前記最大時位置より離間した位置
側の割合時を選択して当該割合時との間での第１の時間
間隔を求めるとともに、前記最大時位置より近接した位
置側の割合時との間での第２の時間間隔を求め、これら
の第１および第２の時間間隔のそれぞれに基づき欠陥に
ついての第１の寸法と第２の寸法を算出し、探触子と欠
陥端部までの距離が探触子の有効集束範囲内である場合
には前記第１の寸法を当該欠陥の寸法とし、探触子と欠
陥端部までの距離が探触子の有効集束範囲外である場合
には前記第２の寸法を当該欠陥の寸法とすることを特徴
とする請求項１または２記載の超音波探傷方法である。
に表示された波形が設定された割合時を複数位置に有す
るものである場合に、前記最大時位置より離間した位置
側の割合時を選択して当該割合時との間での第１の時間
間隔を求めるとともに、前記最大時位置より近接した位
置側の割合時との間での第２の時間間隔を求め、これら
の第１および第２の時間間隔のそれぞれに基づき欠陥に
ついての第１の寸法と第２の寸法を算出し、探触子と欠
陥端部までの距離が探触子の有効集束範囲内である場合
には前記第１の寸法を当該欠陥の寸法とし、探触子と欠
陥端部までの距離が探触子の有効集束範囲外である場合
には前記第２の寸法を当該欠陥の寸法とすることを特徴
とする請求項１または２記載の超音波探傷方法である。
【００２２】また、請求項５記載の発明は、前記点集束
型探触子の集束範囲は、測定対象物の厚さより１ｍｍ小
さいものから測定対象物の厚さの２倍あるいは測定対象
物の厚さより５ｍｍ大きいものまでの範囲内のものと
し、また、その点集束型探触子のビーム幅は直径２．５
ｍｍ以下もののを用いることを特徴とする請求項１から
４までのいずれかに記載の超音波探傷方法である。
型探触子の集束範囲は、測定対象物の厚さより１ｍｍ小
さいものから測定対象物の厚さの２倍あるいは測定対象
物の厚さより５ｍｍ大きいものまでの範囲内のものと
し、また、その点集束型探触子のビーム幅は直径２．５
ｍｍ以下もののを用いることを特徴とする請求項１から
４までのいずれかに記載の超音波探傷方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
りこの発明を説明するが、まず、この超音波探傷方法に
用いる装置構成を図２により説明する。
りこの発明を説明するが、まず、この超音波探傷方法に
用いる装置構成を図２により説明する。
【００２４】図２において、２１は超音波探傷装置を示
し、点集束型の探触子２２と、その探触子２２により受
信したエコーを表示するＣＲＴ表示器２３とを有するも
のである。
し、点集束型の探触子２２と、その探触子２２により受
信したエコーを表示するＣＲＴ表示器２３とを有するも
のである。
【００２５】前記探触子２２は、所定の超音波を角度θ
（例えば、図では左向き４５度）で斜め方向に送信し、
同方向からの反射波（エコー）を受信するものである。
（例えば、図では左向き４５度）で斜め方向に送信し、
同方向からの反射波（エコー）を受信するものである。
【００２６】そして、この探触子２２は、超音波のビー
ム径が２．２ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲で、かつ、その超
音波ビームの集束範囲は３．０ｍｍ〜２６．０ｍｍの範
囲の条件の範囲から選択したものである。
ム径が２．２ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲で、かつ、その超
音波ビームの集束範囲は３．０ｍｍ〜２６．０ｍｍの範
囲の条件の範囲から選択したものである。
【００２７】なお、この探触子２２は、クラウトクレマ
ー社製ポータブル型パルス反射式超音波探傷器（型式
ＵＳＬ−３８）を用いて走査等の探傷操作が行なわれ
る。
ー社製ポータブル型パルス反射式超音波探傷器（型式
ＵＳＬ−３８）を用いて走査等の探傷操作が行なわれ
る。
【００２８】また、ＣＲＴ表示器２３は、横軸方向に反
射時間をとり、前記探触子２２で受信されたエコーをそ
の反射所要時間に応じてエコーを配列した波形を画面に
表示するものであり、表示されたエコーによる波形は音
波エネルギの大きさに応じたエコー高さと反射所要時間
で示された路程とを座標として表示される。
射時間をとり、前記探触子２２で受信されたエコーをそ
の反射所要時間に応じてエコーを配列した波形を画面に
表示するものであり、表示されたエコーによる波形は音
波エネルギの大きさに応じたエコー高さと反射所要時間
で示された路程とを座標として表示される。
【００２９】このような超音波探傷装置２１は、裏面２
６側にクラック状の欠陥２７が存在する板材２４の表面
２５上において、前記探触子２２を矢印方向に走査して
前記ＣＲＴ表示器２３にエコーによる波形を表示させる
ように用いられる。
６側にクラック状の欠陥２７が存在する板材２４の表面
２５上において、前記探触子２２を矢印方向に走査して
前記ＣＲＴ表示器２３にエコーによる波形を表示させる
ように用いられる。
【００３０】なお、前記探触子２２の走査は、その探触
子２２からの音波の発射方向に沿う向きに，すなわち音
波の発射方向と走査方向とが同一面内で同側側に向くよ
うに行なう。
子２２からの音波の発射方向に沿う向きに，すなわち音
波の発射方向と走査方向とが同一面内で同側側に向くよ
うに行なう。
【００３１】このようにして得られた前記ＣＲＴ表示器
２３の画面上の波形３１は、例えば図１に示すようであ
る。
２３の画面上の波形３１は、例えば図１に示すようであ
る。
【００３２】なお、この波形３１は、図１においてＬt0
で示した直接波が端部エコーを生じさせている場合（以
下、第１の方法という）であり、１回反射波Ｌt1が端部
エコーを生じさせている場合（以下、第２の方法とい
う）については後述する。
で示した直接波が端部エコーを生じさせている場合（以
下、第１の方法という）であり、１回反射波Ｌt1が端部
エコーを生じさせている場合（以下、第２の方法とい
う）については後述する。
【００３３】この波形３１は、欠陥２７によるコーナー
波形１１と端部波形１２とが合体したものであり、この
波形３１においては、エコー高さが最大値となるコーナ
ーエコー６の位置を把握することができるが，端部エコ
ーの位置をそのまま把握することはできず、そのため欠
陥５の寸法を算出するうえで必要な路程差Ｗを直接得る
ことができない。
波形１１と端部波形１２とが合体したものであり、この
波形３１においては、エコー高さが最大値となるコーナ
ーエコー６の位置を把握することができるが，端部エコ
ーの位置をそのまま把握することはできず、そのため欠
陥５の寸法を算出するうえで必要な路程差Ｗを直接得る
ことができない。
【００３４】そこで、本願方法においては、次のような
予備実験を行い，その予備実験の結果を考慮してエコー
高さについてのコーナーエコー６に対する端部エコーの
割合に関する係数を定め、この係数により前記波形３１
から端部エコーの位置を割り出すようにしている。
予備実験を行い，その予備実験の結果を考慮してエコー
高さについてのコーナーエコー６に対する端部エコーの
割合に関する係数を定め、この係数により前記波形３１
から端部エコーの位置を割り出すようにしている。
【００３５】すなわち、予備実験は、測定すべき欠陥２
７と概ね同程度と予想される既知の欠陥を板材の裏面に
形成し、このような板材の表面を前記探触子２２を同様
に走査させ、これによりＣＲＴ表示器２３の画面に得ら
れた波形を既知の欠陥の寸法に突合せ、これによってコ
ーナーエコーに対する端部エコーの割合に関する係数を
定めるものである。
７と概ね同程度と予想される既知の欠陥を板材の裏面に
形成し、このような板材の表面を前記探触子２２を同様
に走査させ、これによりＣＲＴ表示器２３の画面に得ら
れた波形を既知の欠陥の寸法に突合せ、これによってコ
ーナーエコーに対する端部エコーの割合に関する係数を
定めるものである。
【００３６】なお、このような割合に関する係数を定め
る際には、前記のほか、予備実験の内容が測定対象との
間で、種々の条件（例えば、板厚，構造等）において相
違することが考えられるので、前記の割合に関する係数
を定める場合には前記のようにして算出された数値は条
件を加味して調整することとしてもよい。
る際には、前記のほか、予備実験の内容が測定対象との
間で、種々の条件（例えば、板厚，構造等）において相
違することが考えられるので、前記の割合に関する係数
を定める場合には前記のようにして算出された数値は条
件を加味して調整することとしてもよい。
【００３７】図１に示した波形３１について、このよう
にして定められた割合に関する係数が、０．１，０．
２，０．５の３種類であるとして、波形３１から端部エ
コーの位置を求めると次のようである。
にして定められた割合に関する係数が、０．１，０．
２，０．５の３種類であるとして、波形３１から端部エ
コーの位置を求めると次のようである。
【００３８】すなわち、割合に関する係数が０．１であ
る場合には、端部エコーのエコー高さがコーナーエコー
６のエコー高さＨに対して０．１Ｈの位置であるので、
図１においてＷ0.1がその場合の路程差である。
る場合には、端部エコーのエコー高さがコーナーエコー
６のエコー高さＨに対して０．１Ｈの位置であるので、
図１においてＷ0.1がその場合の路程差である。
【００３９】同様に、割合に関する係数が０．２，０．
５の場合には、それぞれエコー高さが０．２Ｈ，０．５
Ｈの位置となり、その際の路程差はそれぞれＷ0.2，Ｗ
0.5である。
５の場合には、それぞれエコー高さが０．２Ｈ，０．５
Ｈの位置となり、その際の路程差はそれぞれＷ0.2，Ｗ
0.5である。
【００４０】そして、深さ０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，
１．５ｍｍの既知の欠陥につき、前記のようにして得ら
れる路程差Ｗ0.1，Ｗ0.2，Ｗ0.5のそれぞれを用いて路
程差Ｗ×sinθにより欠陥の深さｄの本願方法による測
定値を算出した。
１．５ｍｍの既知の欠陥につき、前記のようにして得ら
れる路程差Ｗ0.1，Ｗ0.2，Ｗ0.5のそれぞれを用いて路
程差Ｗ×sinθにより欠陥の深さｄの本願方法による測
定値を算出した。
【００４１】その結果は、図３に示すとおりであり、割
合に関する係数が０．１である場合が最も精度が高く、
係数が０．５である場合の精度が最も良くなかった。
合に関する係数が０．１である場合が最も精度が高く、
係数が０．５である場合の精度が最も良くなかった。
【００４２】図１に示す，１回反射波Ｌt1が端部エコー
を生じさせている第２の方法の場合には、図４に示すよ
うな波形３２がＣＲＴ表示器２３に形成される。
を生じさせている第２の方法の場合には、図４に示すよ
うな波形３２がＣＲＴ表示器２３に形成される。
【００４３】この波形３２においても、欠陥２７による
コーナー波形１１と端部波形１２’とが合体したもので
あり、欠陥５の寸法を算出するうえで必要な路程差Ｗを
直接得ることができないことは、波形３１の場合と同様
であるが、端部波形１２’が１回反射波Ｌt1により形成
されたものである点でのみ相違する。
コーナー波形１１と端部波形１２’とが合体したもので
あり、欠陥５の寸法を算出するうえで必要な路程差Ｗを
直接得ることができないことは、波形３１の場合と同様
であるが、端部波形１２’が１回反射波Ｌt1により形成
されたものである点でのみ相違する。
【００４４】このような波形３２についての端部エコー
の位置の把握に際しても、前記の第１の方法の場合と同
様に予備実験を行い，その予備実験の結果を考慮してエ
コー高さについてのコーナーエコー６に対する端部エコ
ーの割合に関する係数を定め、この係数により前記波形
３１から端部エコーの位置の割り出しを行なう。
の位置の把握に際しても、前記の第１の方法の場合と同
様に予備実験を行い，その予備実験の結果を考慮してエ
コー高さについてのコーナーエコー６に対する端部エコ
ーの割合に関する係数を定め、この係数により前記波形
３１から端部エコーの位置の割り出しを行なう。
【００４５】なお、この第２の方法による端部エコーの
位置はこの発明でいう最大時位置より離間した位置に該
当し、第１の方法による端部エコーの位置はこの発明で
いう最大時位置より近接した位置に該当するものであ
る。
位置はこの発明でいう最大時位置より離間した位置に該
当し、第１の方法による端部エコーの位置はこの発明で
いう最大時位置より近接した位置に該当するものであ
る。
【００４６】この波形３２についても、割合に関する係
数が０．１，０．２，０．５の３種類であるとして波形
３２から路程差を求めると、図４中のＷ0.1，Ｗ0.2，Ｗ
0.5のようである。
数が０．１，０．２，０．５の３種類であるとして波形
３２から路程差を求めると、図４中のＷ0.1，Ｗ0.2，Ｗ
0.5のようである。
【００４７】そして、深さ０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，
１．５ｍｍの既知の欠陥につき、前記のようにして得ら
れる路程差Ｗ0.1，Ｗ0.2，Ｗ0.5のそれぞれを用いて算
出した測定値と各欠陥との相関関係は図５に示すとおり
である。
１．５ｍｍの既知の欠陥につき、前記のようにして得ら
れる路程差Ｗ0.1，Ｗ0.2，Ｗ0.5のそれぞれを用いて算
出した測定値と各欠陥との相関関係は図５に示すとおり
である。
【００４８】これらの第１の方法および第２の方法によ
る測定値からすると、割合に関する係数は、０．０５〜
０．３の範囲内で設定することとすれば実用上精度の高
い測定値を得ることができる。
る測定値からすると、割合に関する係数は、０．０５〜
０．３の範囲内で設定することとすれば実用上精度の高
い測定値を得ることができる。
【００４９】これらの第１の方法および第２の方法を用
いて各種の欠陥を測定し、その欠陥の実際寸法とこれら
の方法による測定値との相関関係は、図６に示すとおり
である。
いて各種の欠陥を測定し、その欠陥の実際寸法とこれら
の方法による測定値との相関関係は、図６に示すとおり
である。
【００５０】とくに、ビーム路程Ｌt（Ｌt0，Ｌt1の両
方を含む）と探触子２２の集束範囲Ｌminとについて、
Ｌt／Ｌmin＜１の範囲では前記第２の方法が欠陥を精度
良く測定しており、Ｌt／Ｌmin≧１の範囲では逆に第１
の方法が精度良く測定していることがわかる。
方を含む）と探触子２２の集束範囲Ｌminとについて、
Ｌt／Ｌmin＜１の範囲では前記第２の方法が欠陥を精度
良く測定しており、Ｌt／Ｌmin≧１の範囲では逆に第１
の方法が精度良く測定していることがわかる。
【００５１】このことは、本願方法により欠陥の測定を
行なう場合には、前記第１の方法と第２の方法とを適宜
に使い分けることにより測定精度を高めることが可能で
あることを意味するものである。
行なう場合には、前記第１の方法と第２の方法とを適宜
に使い分けることにより測定精度を高めることが可能で
あることを意味するものである。
【００５２】しかしながら、ビーム路程Ｌtは欠陥の寸
法が既知でなければ算出されないので、次のような手順
で前記第１の方法と第２の方法とを併用することにより
良好な精度の測定が可能となる。
法が既知でなければ算出されないので、次のような手順
で前記第１の方法と第２の方法とを併用することにより
良好な精度の測定が可能となる。
【００５３】 測定対象の板厚から欠陥のコーナーま
でのビーム路程ＬCを計算し、ビーム集束範囲下限Ｌmin
がビーム路程ＬCより小さい探触子を用いる。
でのビーム路程ＬCを計算し、ビーム集束範囲下限Ｌmin
がビーム路程ＬCより小さい探触子を用いる。
【００５４】 かかる探触子を用いてコーナーエコー
を得て第２の方法で端部エコーを得ることにより、第２
の方法による路程差から欠陥寸法を算出する。
を得て第２の方法で端部エコーを得ることにより、第２
の方法による路程差から欠陥寸法を算出する。
【００５５】これは、第１の方法で測定が困難な大きな
欠陥を見逃さないためである。
欠陥を見逃さないためである。
【００５６】 前記の測定値を用いて、第１の方法
による欠陥の端部までの路程を算出する。
による欠陥の端部までの路程を算出する。
【００５７】そして、Ｌt／Ｌminを計算し、Ｌt／Ｌmin
＜１の場合には、前記で得た測定値を欠陥の測定値と
する。
＜１の場合には、前記で得た測定値を欠陥の測定値と
する。
【００５８】 逆に、Ｌt／Ｌmin≧１の場合には、第
１の方法により欠陥を測定し、これにより得られた測定
値を欠陥の測定値とする。
１の方法により欠陥を測定し、これにより得られた測定
値を欠陥の測定値とする。
【００５９】このような手順で前記図６と同様の測定物
を測定すると、図７に示す測定値のみが得られ、これら
の測定値は欠陥の実際の深さに対して±０．５ｍｍの範
囲内であり、極めて良好な精度であることがわかる。
を測定すると、図７に示す測定値のみが得られ、これら
の測定値は欠陥の実際の深さに対して±０．５ｍｍの範
囲内であり、極めて良好な精度であることがわかる。
【００６０】なお、例えば、板厚が１０ｍｍ以内の比較
的薄肉の板材について、本願方法により欠陥の寸法を良
好な精度で測定するためには、探触子２２の集束範囲が
測定対象物の厚さより１ｍｍ小さいものから測定対象物
の厚さの２倍あるいは測定対象物の厚さより５ｍｍ大き
いものまでの範囲内のものを用い、さらに、その探触子
２２のビーム幅が直径２．５ｍｍ以下もののを用いるこ
とが望ましい。
的薄肉の板材について、本願方法により欠陥の寸法を良
好な精度で測定するためには、探触子２２の集束範囲が
測定対象物の厚さより１ｍｍ小さいものから測定対象物
の厚さの２倍あるいは測定対象物の厚さより５ｍｍ大き
いものまでの範囲内のものを用い、さらに、その探触子
２２のビーム幅が直径２．５ｍｍ以下もののを用いるこ
とが望ましい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、この種の超音波探傷方法において、探触子
により受信され，前記表示器に表示された波形で、音波
エネルギの大きさが最大となる時と、その波形で、音波
エネルギの大きさが前記最大時に対して、予め行なわれ
た試験結果を考慮して設定された割合となる時との時間
間隔を求めるので、コーナー波形と端部波形とが合体し
てコーナーエコー位置と端部エコー位置との区別が困難
な場合においても妥当な時間間隔を得ることができる。
明によれば、この種の超音波探傷方法において、探触子
により受信され，前記表示器に表示された波形で、音波
エネルギの大きさが最大となる時と、その波形で、音波
エネルギの大きさが前記最大時に対して、予め行なわれ
た試験結果を考慮して設定された割合となる時との時間
間隔を求めるので、コーナー波形と端部波形とが合体し
てコーナーエコー位置と端部エコー位置との区別が困難
な場合においても妥当な時間間隔を得ることができる。
【００６２】そのため、そのようにして得られた時間間
隔と探触子からの音波の既知の発信角度とに基づいて欠
陥の妥当な寸法を算出することが可能となる。
隔と探触子からの音波の既知の発信角度とに基づいて欠
陥の妥当な寸法を算出することが可能となる。
【図１】第１の方法による波形説明図である。
【図２】超音波探傷装置およびその使用状態の概略図で
ある。
ある。
【図３】第１の方法による測定値と欠陥の実際の深さの
相関関係図である。
相関関係図である。
【図４】第２の方法による波形説明図である。
【図５】第２の方法による測定値と欠陥の実際の深さと
の相関関係図である。
の相関関係図である。
【図６】第１の方法と第２の方法とを混用して行なった
各種欠陥の測定値と実際の深さとの相関関係図である。
各種欠陥の測定値と実際の深さとの相関関係図である。
【図７】本願の提案する手順に従って第１の方法と第２
の方法とを使い分けた場合の各種欠陥の測定値と実際の
深さとの相関関係図である。
の方法とを使い分けた場合の各種欠陥の測定値と実際の
深さとの相関関係図である。
【図８】超音波探傷方法を用いた従来の測定方法での波
形図面である。
形図面である。
【図９】超音波探傷方法を用いた従来の測定方法の説明
図である。
図である。
【図１０】超音波探傷方法を用いた従来の測定方法にお
いて、小さな欠陥からの波形図面である。
いて、小さな欠陥からの波形図面である。
【図１１】小さな欠陥に対して従来の測定方法を適用し
た場合の説明図である。
た場合の説明図である。
【図１２】超音波探傷方法を用いた従来の測定方法にお
いて、より小さな欠陥からの波形図面である。
いて、より小さな欠陥からの波形図面である。
【図１３】より小さな欠陥に対して従来の測定方法を適
用した場合の説明図である。
用した場合の説明図である。
２１ 超音波探傷装置 ２２ 点集束型探触子 ２３ ＣＲＴ表示器 ２４ 板材 ２５ 表面 ２６ 裏面 ２７ 欠陥 ３１，３２ 波形
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１０月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 正純 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 松浦 正幸 香川県高松市内丸の内２番５号 四国電力 株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 音波を発生しかつ受信する点集束型探触
子と、受信した音波エネルギの強さと反射所要時間との
関係を波形で表示する表示器とを有する超音波探傷装置
であって、前記探触子は固体の一面に押し当てられて、
欠陥を含む裏面に向けて音波を斜め方向に発信するとと
もに、その探触子の走査方向を音波の入射方向に沿う方
向とする超音波探傷方法において、 前記探触子により受信され，前記表示器に表示された波
形で、音波エネルギの大きさが最大となる時と、 その波形で、音波エネルギの大きさが前記最大時に対し
て、予め行なわれた試験結果を考慮して設定された割合
となる時との時間間隔を求めることとし、 前記時間間隔と前記探触子からの音波の発信角度とに基
づいて欠陥の寸法を算出することを特徴とする超音波探
傷方法。 - 【請求項２】 前記割合を、０．０５〜０．３の範囲内
に設定することを特徴とする請求項第１項記載の超音波
探傷方法。 - 【請求項３】 前記表示器に表示された波形が設定され
た割合時を複数位置に有するものである場合に、前記最
大時位置より離間した位置側の割合時を選択し、当該割
合時との間で前記時間間隔を求めることを特徴とする請
求項１または２記載の超音波探傷方法。 - 【請求項４】 前記表示器に表示された波形が設定され
た割合時を複数位置に有するものである場合に、前記最
大時位置より離間した位置側の割合時を選択して当該割
合時との間での第１の時間間隔を求めるとともに、前記
最大時位置より近接した位置側の割合時との間での第２
の時間間隔を求め、これらの第１および第２の時間間隔
のそれぞれに基づき欠陥についての第１の寸法と第２の
寸法を算出し、探触子と欠陥端部までの距離が探触子の
有効集束範囲内である場合には前記第１の寸法を当該欠
陥の寸法とし、探触子と欠陥端部までの距離が探触子の
有効集束範囲外である場合には前記第２の寸法を当該欠
陥の寸法とすることを特徴とする請求項１または２記載
の超音波探傷方法。 - 【請求項５】 前記点集束型探触子の集束範囲は、測定
対象物の厚さより１ｍｍ小さいものから測定対象物の厚
さの２倍あるいは測定対象物の厚さより５ｍｍ大きいも
のまでの範囲内のものとし、また、その点集束型探触子
のビーム幅は直径２．５ｍｍ以下もののを用いることを
特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の超音
波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268148A JPH09113249A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268148A JPH09113249A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 超音波探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113249A true JPH09113249A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17454568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268148A Pending JPH09113249A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113249A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214204A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置およびその方法 |
| JP2009198249A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Toshiba Corp | 超音波検査データ評価装置及び超音波検査データ評価方法 |
| CN110007308A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-07-12 | 新日本无线株式会社 | 超声波传感器及车辆控制系统 |
| JP2021084152A (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 株式会社ディスコ | 加工溝検出装置及び切削装置 |
| CN113914387A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 湘潭大学 | 用于海上风电导管架基础水下灌浆连接段缺陷的检测方法 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP7268148A patent/JPH09113249A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002214204A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置およびその方法 |
| JP2009198249A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Toshiba Corp | 超音波検査データ評価装置及び超音波検査データ評価方法 |
| CN110007308A (zh) * | 2017-12-04 | 2019-07-12 | 新日本无线株式会社 | 超声波传感器及车辆控制系统 |
| JP2021084152A (ja) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 株式会社ディスコ | 加工溝検出装置及び切削装置 |
| CN113914387A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 湘潭大学 | 用于海上风电导管架基础水下灌浆连接段缺陷的检测方法 |
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