JP2001215218A - Ultrasonic flaw detector - Google Patents
Ultrasonic flaw detectorInfo
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- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接部の欠陥を検
出するためなどに有利に実施することができる超音波探
傷装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic flaw detector which can be advantageously implemented for detecting a defect in a weld.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、溶接部の欠陥を検出するため
に、非破壊検査法で超音波探傷検査法の1つとして、T
OFD(Time of Flight Diffraction)法が実施されて
いる。溶接部の一側方から第1の探触子によって超音波
を送信し、溶接部の他側方に配置された第2の探触子に
よって、溶接部の欠陥による超音波である回折波を受信
し、溶接部の深さ方向の位置と、溶接線の位置とを、陰
極線管または液晶表示パネルの2次元表示面に、複数階
調で探傷画像として表示する。作業者は、この探傷画像
を見て、溶接部に存在する欠陥の上端部および下端部を
決定して抽出する。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to detect a defect in a welded portion, a nondestructive inspection method has been used as one of ultrasonic inspection methods.
The OFD (Time of Flight Diffraction) method has been implemented. Ultrasonic waves are transmitted by a first probe from one side of the weld, and diffracted waves, which are ultrasonic waves due to defects in the weld, are transmitted by a second probe arranged on the other side of the weld. Upon receiving, the position of the weld in the depth direction and the position of the weld line are displayed as a flaw detection image in a plurality of gradations on a two-dimensional display surface of a cathode ray tube or a liquid crystal display panel. The operator looks at the flaw detection image and determines and extracts the upper end and the lower end of the defect existing in the welded portion.
【0003】受信される超音波には、多くのノイズが含
まれている。このノイズは、溶接部の溶接金属中の組織
からの回折波から発生されるエコーであり、さらにその
他材質中から発生される回折波などである。したがっ
て、このような先行技術では、欠陥の上端部と下端部と
を、探傷画像からノイズと識別して抽出することは困難
であり、作業者は、経験を必要とし、また経験を有して
いても、誤検出のおそれがある。[0003] The received ultrasonic waves contain many noises. This noise is an echo generated from a diffracted wave from a structure in the weld metal of the welded portion, and a diffracted wave generated from other materials. Therefore, in such prior art, it is difficult to identify and extract the upper end and lower end of the defect from the flaw detection image as noise, and the operator needs experience and has experience. However, there is a risk of erroneous detection.
【0004】またこの先行技術では、探傷画像を見なが
ら欠陥の上端部および下端部を正確に識別することは困
難である。欠陥による超音波の受信信号は、その欠陥の
上端部および下端部にそれぞれ対応する各振動波形であ
り、したがってそのような振動波形によって表された探
傷画像を、作業者が見て、上端部および下端部を抽出す
ることは困難である。このような振動波形の1波長分の
作業者による検出誤差を生じたとすれば、たとえば超音
波の周波数5MHz、屈折角60度、欠陥の深さ約10
mmである場合、欠陥高さに約1.1mmの計測誤差を
生じてしまい、このような計測誤差は、比較的大きい。
さらにこの先行技術では、経験を有する作業者であって
も、探傷画像から欠陥高さを観察して求めるには、たと
えば約5分の比較的長時間を必要とするとともに、この
ような欠陥の抽出作業は、ノイズが混入した欠陥画像を
注視する作業であるので、目の疲労および集中力の低下
を来し、作業効率が低下し、また欠陥の抽出を誤り、あ
るいは誤計測をするおそれが増す。In this prior art, it is difficult to accurately identify the upper end and the lower end of a defect while looking at a flaw detection image. The received signal of the ultrasonic wave due to the defect is each vibration waveform corresponding to the upper end and the lower end of the defect, and therefore, the operator looks at the flaw detection image represented by such a vibration waveform, It is difficult to extract the lower end. Assuming that a detection error by the operator for one wavelength of the vibration waveform occurs, for example, the ultrasonic frequency is 5 MHz, the refraction angle is 60 degrees, and the depth of the defect is about 10 minutes.
mm, a measurement error of about 1.1 mm occurs in the defect height, and such a measurement error is relatively large.
Further, according to this prior art, even a worker who has experience requires a relatively long time, for example, about 5 minutes to observe and find the height of a defect from a flaw detection image, and at the same time, it is necessary to remove such a defect. Since the extraction work is a work of closely watching a defect image containing noise, eyestrain and concentration may be reduced, work efficiency may be reduced, and there is a possibility that defect extraction may be erroneously performed or erroneous measurement may be performed. Increase.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、被検
査物内の欠陥の上端部および下端部の検出を、ノイズに
悪影響されることなく、高精度に、短時間で検出するこ
とができるようにした超音波探傷装置および方法を提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to detect the upper end and lower end of a defect in an inspection object with high accuracy and in a short time without being adversely affected by noise. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flaw detection apparatus and method.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)被検査
物に超音波を送信する第1の探触子と、第1探触子から
間隔をあけて配置され、被検査物からの欠陥による超音
波を受信する第2の探触子とを有し、欠陥の上端部に対
応する受信信号の最初の波形は、一方極性を有し、欠陥
の下端部に対応する受信信号の最初の波形は、他方極性
を有する探傷手段と、(b)第2探触子の出力に応答
し、欠陥の上端部と下端部とにそれぞれ対応する各受信
信号を、識別する受信信号識別手段と、(c)受信信号
識別手段の出力に応答し、上端部の受信信号のうち、前
記一方極性を有する最初の波形を検出するとともに、下
端部の受信信号のうち、前記他方極性を有する最初の波
形を検出する波形検出手段とを含むことを特徴とする超
音波探傷装置である。According to the present invention, there is provided (a) a first probe for transmitting an ultrasonic wave to an object to be inspected, and a first probe arranged at an interval from the first probe and from an object to be inspected. A second probe for receiving an ultrasonic wave caused by the defect, the first waveform of the reception signal corresponding to the upper end of the defect has one polarity, and the first waveform of the reception signal corresponding to the lower end of the defect. The first waveform is flaw detection means having the other polarity, and (b) reception signal identification means for responding to the output of the second probe and identifying each reception signal respectively corresponding to the upper end and the lower end of the defect. And (c) detecting the first waveform having the one polarity among the received signals at the upper end in response to the output of the received signal identification means, and detecting the first waveform having the other polarity among the received signals at the lower end. And a waveform detecting means for detecting the waveform of the ultrasonic flaw.
【0007】本発明に従えば、第1の探触子7から超音
波を送信し、欠陥3によってその超音波がたとえば回折
されるなどして欠陥による超音波が第2の探触子8によ
って受信される。溶接部2などを有する被検査物1の内
部に空間などの欠陥3が存在するとき、その欠陥の上端
部31に対応する振動波形である受信信号33が、第2
の探触子8によって受信される。その後、欠陥の下端部
32による振動波形である受信信号34が第2の探触子
8によって受信される。上端部31とは、第1および第
2探触子7,8が設置される被検査物1の表面22に近
接した欠陥の端部を表し、下端部32とは、その欠陥3
の前記表面22から遠い端部を表す。これらの上端部3
1および下端部32にそれぞれ対応する受信信号33,
34の立上がりの極性が、相互に逆極性であることが、
本件発明者の実験によって確認された。このような現象
は、オシロスコープなどの観測波形に基づけば、常に確
認することができる。According to the present invention, an ultrasonic wave is transmitted from the first probe 7, and the ultrasonic wave due to the defect is transmitted by the second probe 8 by, for example, diffracting the ultrasonic wave by the defect 3. Received. When a defect 3 such as a space exists inside the inspection object 1 having the welded portion 2 or the like, the received signal 33 which is a vibration waveform corresponding to the upper end portion 31 of the defect becomes the second signal.
Is received by the probe 8. After that, the second probe 8 receives a reception signal 34 which is a vibration waveform generated by the lower end 32 of the defect. The upper end 31 represents an end of a defect close to the surface 22 of the inspection object 1 on which the first and second probes 7 and 8 are installed, and the lower end 32 represents the defect 3
Represents an end remote from the surface 22. These upper ends 3
1 and the received signal 33 corresponding to the lower end 32, respectively.
That the rising polarities of 34 are opposite to each other.
This was confirmed by the inventors' experiments. Such a phenomenon can always be confirmed based on an observation waveform of an oscilloscope or the like.
【0008】したがって本発明に従えば、このような上
端部および下端部に対応する各受信信号33,34を、
受信信号識別手段によって識別し、識別された上端部3
1に対応する受信信号33に含まれる振動波形のうち、
上端部に対応する一方極性を有する最初の波形38を、
検出し、これによってその一方極性を有する最初の波形
38に対応する欠陥の深さ方向の位置を検出することが
できる。同様にして受信信号識別手段によって識別され
た下端部32の受信信号34の振動波形から、下端部に
対応する他方極性を有する最初の波形42を検出するこ
とによって、欠陥の下端部の深さ方向の位置を検出する
ことができる。上端部31および下端部32の各受信信
号33,34を受信信号識別手段において識別するに
は、これらの受信信号33,34が欠陥の深さおよび高
さなどに依存して受信される時間帯または深さ方向の位
置を設定し、それらの設定した範囲内に存在するかどう
かによって、上端部31に対応した受信信号33である
か、または下端部32に対応した受信信号34であるか
を識別することができる。Therefore, according to the present invention, each of the received signals 33 and 34 corresponding to such upper end and lower end is
The upper end 3 identified by the received signal identification means.
Among the vibration waveforms included in the reception signal 33 corresponding to 1,
The first waveform 38 having one polarity corresponding to the upper end is
It is possible to detect the position of the defect corresponding to the first waveform 38 having one polarity in the depth direction. Similarly, by detecting the first waveform 42 having the other polarity corresponding to the lower end from the vibration waveform of the received signal 34 at the lower end 32 identified by the received signal identification means, the depth direction of the lower end of the defect is detected. Can be detected. In order for the received signal 33, 34 of the upper end 31 and the lower end 32 to be identified by the received signal identification means, the time zone in which these received signals 33, 34 are received depending on the depth and height of the defect, etc. Alternatively, a position in the depth direction is set, and depending on whether or not it is within the set range, it is determined whether the received signal 33 corresponds to the upper end 31 or the received signal 34 corresponding to the lower end 32. Can be identified.
【0009】上端部31に対応する識別された受信信号
33のうち、前記一方極性を有する最初の波形38は、
上端部31に対応する波形であり、このような一方極性
を有する最初の波形38よりも先に得られることがある
他方極性の波形は、上端部31に対応する波形ではない
ので、このような前記他方極性の最初の波形は、上端部
31に対応した波形としては検出されず、上端部31の
誤検出が防がれる。また下端部32に対応する識別され
た受信信号34のうち、前記他方極性を有する最初の波
形42を、下端部32の波形であると判断し、そのよう
な他方極性を有する最初の波形42よりも前に検出され
ることがある前記一方極性の波形は、下端部32の波形
であるとは、検出されず、すなわちこのような前記一方
極性の最初の波形は検出されないので、下端部32の誤
検出が防がれる。[0009] Of the received signals 33 identified corresponding to the upper end 31, the first waveform 38 having the one polarity is:
Since the waveform corresponding to the upper end portion 31 and the waveform having the other polarity that may be obtained before the first waveform 38 having the one polarity is not the waveform corresponding to the upper end portion 31, The first waveform of the other polarity is not detected as a waveform corresponding to the upper end portion 31, and erroneous detection of the upper end portion 31 is prevented. Also, among the identified reception signals 34 corresponding to the lower end 32, the first waveform 42 having the other polarity is determined to be the waveform of the lower end 32, and the first waveform 42 having the other polarity is determined. The one-polarity waveform that may also be detected before is not detected as being the waveform of the lower end portion 32, that is, since the first waveform of the one-polarity is not detected, the waveform of the lower end portion 32 is not detected. False detection is prevented.
【0010】このようにして第2の探触子8から得られ
る各受信信号33,34に、ノイズが混入していても、
そのノイズに起因する誤検出をできるだけ防ぐことがで
きるようになる。しかも上端部31および下端部32に
対応する各波形38,42を検出することができるの
で、正確な深さ方向の位置を検出し、誤検出を防ぐこと
ができる。さらにこのような動作は、自動的に行うこと
ができ、したがって経験を有する作業者を必要とせず、
短時間に効率よく、迅速に、しかも誤検出をできるだけ
防いで、欠陥3の上端部31および下端部32を検出し
て抽出することができるようになる。[0010] Even if noise is mixed in the received signals 33 and 34 obtained from the second probe 8 in this manner,
Erroneous detection caused by the noise can be prevented as much as possible. In addition, since the waveforms 38 and 42 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 can be detected, an accurate position in the depth direction can be detected, and erroneous detection can be prevented. In addition, such actions can be performed automatically and thus do not require experienced workers,
The upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 can be detected and extracted efficiently in a short time, quickly, and while preventing erroneous detection as much as possible.
【0011】また本発明は、波形検出手段は、上端部お
よび下端部の各受信信号中、極性が交互に逆となって連
続する複数の波形のうち、最初の波形をそれぞれ検出す
ることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the waveform detecting means detects an initial waveform among a plurality of continuous waveforms having opposite polarities alternately in each of the received signals at the upper end and the lower end. And
【0012】本発明に従えば、上端部および下端部の受
信信号識別手段によって識別された各受信信号33,3
4は、前述のように振動波形であり、時間経過に伴って
振幅が減衰してゆく波形である。したがって上端部31
の前記一方極性を有する最初の波形38の次に、前記他
方極性の波形39が後続し、さらにその後、前記一方極
性の波形40が受信されることになる。このような極性
が交互に逆になる連続する複数の波形が得られたとき、
そのうちの最初の波形38を、上端部31に対応する波
形であるものと判断して、後述の図11および図12の
ように、検出する。これによって上端部の受信信号に前
記一方極性のノイズが含まれていても、そのようなノイ
ズによる上端部31の誤検出を防ぐことができる。According to the present invention, each of the reception signals 33, 3 identified by the reception signal identification means at the upper end and the lower end.
Reference numeral 4 denotes a vibration waveform as described above, which is a waveform whose amplitude attenuates with time. Therefore, the upper end 31
The waveform 39 having the other polarity follows the first waveform 38 having the one polarity, and then the waveform 40 having the one polarity is received. When a plurality of continuous waveforms in which the polarities are alternately reversed are obtained,
The first waveform 38 among them is determined to be the waveform corresponding to the upper end portion 31 and detected as shown in FIGS. 11 and 12 described later. As a result, even if the one-polarity noise is included in the received signal at the upper end, erroneous detection of the upper end 31 due to such noise can be prevented.
【0013】同様にして下端部32に対応する識別され
た受信信号34に、前記他方極性および前記一方極性の
順序で連続する複数の波形42,43,44,…が得ら
れたとき、後述の図14および図15のように、その最
初の波形42を下端部32の波形であるものと判断して
検出し、こうしてノイズによる下端部32の誤検出を防
ぐ。連続する複数の波形は、図12および図15のよう
に2つの波形38,39;42,43であってもよいけ
れども、図11および図14のように3つの波形38,
39,40;42,43,44であってもよく、さらに
それ以上であってもよい。Similarly, when a plurality of continuous waveforms 42, 43, 44,... In the order of the other polarity and the one polarity are obtained in the identified reception signal 34 corresponding to the lower end portion 32, As shown in FIGS. 14 and 15, the first waveform 42 is determined to be the waveform of the lower end portion 32 and detected, thereby preventing erroneous detection of the lower end portion 32 due to noise. The continuous waveforms may be two waveforms 38, 39; 42, 43 as shown in FIGS. 12 and 15, but three waveforms 38, 39 as shown in FIGS. 11 and 14.
39, 40; 42, 43, 44 or even more.
【0014】また本発明は、波形検出手段は、前記各受
信信号の頂点を検出する頂点検出手段と、頂点検出手段
の出力に応答し、各頂点のレベルを、両極性毎にそれぞ
れ予め定めるしきい値+α1,−α2でレベル弁別する
レベル弁別手段と、レベル弁別手段の出力に応答し、前
記各最初の波形に対応する頂点を検出する頂点判別手段
とを含むことを特徴とする。Further, according to the present invention, the waveform detecting means responds to the output of the vertex detecting means for detecting the vertex of each of the received signals, and determines the level of each vertex in advance for each polarity. A level discriminating means for discriminating levels by threshold values + α1, -α2, and a vertex discriminating means for detecting a vertex corresponding to each of the first waveforms in response to an output of the level discriminating means.
【0015】本発明に従えば、欠陥の上端部および下端
部にそれぞれ対応する波形を検出するために、これらの
上端部および下端部にそれぞれ対応する各受信信号の頂
点すなわちピークを頂点検出手段によって検出し、こう
して得られた頂点のレベルを、レベル弁別手段におい
て、上端部に対応した前記一方極性の予め定めるしきい
値−α2で、また下端部に対応した前記他方極性の予め
定めるもう1つのしきい値+α1で、それぞれレベル弁
別し、こうして得られた上端部の前記一方極性の最初の
頂点P1を有する波形38を、上端部に対応した前記最
初の波形であると判別し、また前記他方極性の最初の頂
点P11を有する波形42を、下端部に対応した最初の
波形であると判別する。こうして上端部の識別された受
信信号33から、前記一方極性を有する最初の波形38
を検出することができ、また下端部の識別された受信信
号34から前記他方極性を有する最初の波形42を検出
することが容易に確実になる。According to the present invention, in order to detect waveforms respectively corresponding to the upper end and the lower end of the defect, the vertices, ie, peaks, of the respective received signals corresponding to the upper end and the lower end are detected by the vertex detecting means. The level of the vertex thus obtained is detected by a level discriminating means at a predetermined threshold value -α2 of the one polarity corresponding to the upper end and another predetermined level of the other polarity corresponding to the lower end. The level is discriminated by the threshold value + α1, and the waveform 38 having the first apex P1 of the one polarity at the upper end obtained in this way is determined to be the first waveform corresponding to the upper end, and the other is obtained. The waveform 42 having the first apex P11 of the polarity is determined to be the first waveform corresponding to the lower end. From the reception signal 33 thus identified at the upper end, the first waveform 38 having the one polarity is obtained.
, And the detection of the first waveform 42 having the other polarity from the identified received signal 34 at the lower end is easily and reliably performed.
【0016】また本発明は、探傷手段は、走査方向に移
動可能とされ、走査方向の位置を検出する走査位置検出
手段を有し、各走査位置毎に、受信信号識別手段が前記
識別の動作を行うとともに、波形検出手段が波形検出の
動作を行い、波形検出手段と走査位置検出手段との出力
に応答し、被検査物の表面からの深さ方向の位置と、走
査方向の位置とを、2次元表示面に表示する表示出力手
段を含むことを特徴とする。Further, according to the present invention, the flaw detecting means has a scanning position detecting means which is movable in a scanning direction, and detects a position in the scanning direction. And the waveform detection means performs a waveform detection operation, and responds to the outputs of the waveform detection means and the scanning position detection means to determine the position in the depth direction from the surface of the inspection object and the position in the scanning direction. And a display output means for displaying on a two-dimensional display surface.
【0017】本発明に従えば、たとえば金属板の開先に
溶接ビードが形成された溶接部の溶接線に沿って、探傷
手段4を移動して走査し、この走査方向の位置を、エン
コーダなどの走査位置検出手段18によって検出し、走
査方向のたとえば0.5〜1mmの間隔W1毎に、第1
および第2探触子の働きによって受信信号を得、表示出
力手段、たとえば陰極線管、液晶表示パネルまたは記録
紙などへの印字を行うプリンタなどを用いて、2次元表
示面に、被検査物の欠陥の表面からの深さ方向25の位
置と走査方向11の位置とに対応した欠陥の上端部31
と下端部32とを、点状の画像Q101〜Q10r,Q
111〜Q11r(図10(1)参照)で表示すること
ができる。さらにその検出された上端部の深さ方向の位
置を、図10(2)および図10(3)のように、走査
方向に沿ってライン57で連ねて、また下端部の深さ方
向の位置を走査方向に沿ってライン58で連ねる。こう
して欠陥の走査方向に沿う寸法形状を検出することがで
きる。According to the present invention, the flaw detecting means 4 is moved and scanned, for example, along a welding line of a welded portion in which a weld bead is formed in a groove of a metal plate, and the position in the scanning direction is determined by an encoder or the like. The scanning position detecting means 18 detects the first position at every interval W1 of, for example, 0.5 to 1 mm in the scanning direction.
And a receiving signal is obtained by the action of the second probe, and a display output means, for example, a cathode ray tube, a printer for printing on a liquid crystal display panel or recording paper, or the like, is used to print the inspection object on the two-dimensional display surface. Upper end 31 of the defect corresponding to the position in the depth direction 25 from the surface of the defect and the position in the scanning direction 11
And the lower end portion 32 are referred to as dot images Q101 to Q10r, Q
These can be displayed as 111 to Q11r (see FIG. 10A). Further, the detected position of the upper end in the depth direction is connected by a line 57 along the scanning direction as shown in FIGS. 10 (2) and 10 (3), and the position of the lower end in the depth direction. Are connected by a line 58 along the scanning direction. Thus, the size and shape of the defect along the scanning direction can be detected.
【0018】本発明は、溶接線の欠陥のために実施され
るだけでなく、そのほかの被検査物の非破壊の検査のた
めに広範囲に実施することができる。The present invention can be implemented not only for weld line defects, but also widely for non-destructive inspection of other objects.
【0019】また本発明は、前記レベル弁別手段は、受
信信号識別手段の出力に応答し、受信信号の時間経過に
伴う波形レベルをデジタル信号に変換してストアするメ
モリと、メモリにストアされた波形レベルが表す受信さ
れた超音波の強度毎の頻度を計数する計数手段と、受信
された超音波の強度および頻度に基づいて前記しきい値
+α1,−α2を演算する演算手段と、演算手段からの
出力に応答し、前記各受信信号をレベル弁別する比較手
段とを含むことを特徴とする。Further, according to the present invention, the level discriminating means responds to the output of the received signal identifying means, converts the waveform level of the received signal with time into a digital signal and stores the digital signal, and the memory stored in the memory. Counting means for counting the frequency of each received ultrasonic wave represented by the waveform level; calculating means for calculating the thresholds + α1, -α2 based on the received ultrasonic wave strength and frequency; and calculating means And a comparing means for responding to the output from the control unit and discriminating the level of each of the received signals.
【0020】本発明に従えば、受信された超音波の強度
および頻度に基づいて波形の頂点を抽出するためのしき
い値が演算によって設定されるので、経験が乏しくて
も、かつ高度な技術を用いなくても適正なしきい値を容
易に設定することができる。これによって、受信された
超音波の波形からノイズを除去することができるととも
に、欠陥の上下端部から回折してくる波のみを確実に検
出することが可能となる。According to the present invention, the threshold value for extracting the peak of the waveform is set by calculation based on the intensity and frequency of the received ultrasonic wave. , An appropriate threshold can be easily set. This makes it possible to remove noise from the waveform of the received ultrasonic wave and to reliably detect only the waves diffracted from the upper and lower ends of the defect.
【0021】また本発明は、前記波形検出手段は、前記
各受信信号が与えられ、頂点検出手段の前段に設けら
れ、各受信信号の波形レベルが前記最初の波形の振幅未
満である予め定める波形レベル未満では、出力信号の波
形レベルを零または零に近い値とし、各受信信号の波形
レベルが前記予め定める波形レベル以上では、予め定め
る利得で増幅する増幅手段をさらに含むことを特徴とす
る。Further, according to the present invention, the waveform detecting means is provided with each of the received signals and is provided in a stage preceding the vertex detecting means, and a predetermined waveform having a waveform level of each received signal less than the amplitude of the first waveform. When the waveform level is less than the level, the waveform level of the output signal is set to zero or a value close to zero, and when the waveform level of each received signal is equal to or higher than the predetermined waveform level, an amplification means for amplifying with a predetermined gain is further included.
【0022】本発明に従えば、欠陥波形の頂点の検出を
行う前に、欠陥からの超音波であると想定される波形レ
ベルを増幅して強調し、ノイズ部分であると想定される
波形レベルを零または零近傍になるように変換する処理
が行われるので、欠陥に対応した超音波波形を正確に検
出することができる。またこのような変換処理によって
得られる画像は、欠陥に起因する波形のみが強調された
形で表示されるので、従来、人が行っている欠陥の判別
作業を容易に行うことができる。According to the present invention, before detecting the apex of the defect waveform, the waveform level assumed to be an ultrasonic wave from the defect is amplified and emphasized, and the waveform level assumed to be a noise portion is amplified. Is converted to zero or near zero, so that an ultrasonic waveform corresponding to the defect can be accurately detected. Further, since an image obtained by such conversion processing is displayed in a form in which only a waveform caused by a defect is emphasized, a defect determination operation conventionally performed by a person can be easily performed.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
全体の電気的構成を示すブロック図である。被検査物1
に含まれる被検査領域である溶接部2内に存在する空間
などの欠陥3を検出するために、探傷手段4が備えられ
る。本発明の実施の一形態では、次に述べるように、T
OFD法によって、溶接部2に関して左右両側に第1お
よび第2探触子7,8を配置し、非破壊検査を行う。FIG. 1 is a block diagram showing an overall electrical configuration of an embodiment of the present invention. Inspection object 1
The flaw detection means 4 is provided to detect a defect 3 such as a space existing in the welded portion 2 which is a region to be inspected included in the above. In one embodiment of the present invention, T
By the OFD method, the first and second probes 7, 8 are arranged on both the left and right sides of the welded portion 2, and a nondestructive inspection is performed.
【0024】図2は、探傷手段4によって被検査物1の
被検査領域2を探傷する状態を示す斜視図である。被検
査物1は、金属板5,6が被検査領域である溶接部2の
溶接ビードによって突合せ溶接された構成を有する。探
傷手段4は、第1の探触子7と第2の探触子8と、これ
らの第1および第2探触子7,8を連結する連結部材9
と、連結部材9を細長い溶接部2の長手方向に沿って走
査方向11に移動する走査手段12と、探傷手段4の走
査方向11に沿う位置を検出するエンコーダなどによっ
て実現される走査位置検出手段18とを含む。FIG. 2 is a perspective view showing a state where the inspection area 4 of the inspection object 1 is inspected by the inspection means 4. The inspected object 1 has a configuration in which the metal plates 5 and 6 are butt-welded by a weld bead of the welded portion 2 which is an inspected region. The flaw detection means 4 includes a first probe 7 and a second probe 8, and a connecting member 9 for connecting the first and second probes 7,8.
Scanning means 12 for moving the connecting member 9 in the scanning direction 11 along the longitudinal direction of the elongated welding portion 2, and scanning position detecting means realized by an encoder for detecting the position of the flaw detecting means 4 along the scanning direction 11. 18 inclusive.
【0025】図3は、第1および第2の探触子7,8を
用いて溶接部2内の欠陥3を検出する動作を説明するた
めの簡略化した断面図である。第1および第2の探触子
7,8は、被検査物1の一表面22上に配置される。第
1の探触子7から、被検査物1に超音波12を送信す
る。第1および第2探触子7,8は、溶接部2に関して
図3の左右に一定の間隔をあけて配置されており、第2
の探触子8は、被検査物1の欠陥3による回折波などの
超音波13を受信する。FIG. 3 is a simplified cross-sectional view for explaining the operation of detecting the defect 3 in the welded portion 2 using the first and second probes 7, 8. The first and second probes 7, 8 are arranged on one surface 22 of the inspection object 1. An ultrasonic wave 12 is transmitted from the first probe 7 to the inspection object 1. The first and second probes 7, 8 are arranged at a fixed interval on the left and right in FIG.
The probe 8 receives an ultrasonic wave 13 such as a diffracted wave due to the defect 3 of the inspection object 1.
【0026】再び図1を参照して、第1および第2探触
子7,8は、超音波探傷器14に接続され、第2探触子
8の出力は、この超音波探傷器14からアナログ/デジ
タル変換器15によって予め定めるサンプリング時間間
隔、たとえば1ms毎に受信信号の波形レベルに対応し
た超音波強度を表すデジタル信号に変換され、マイクロ
コンピュータなどによって実現される処理回路16に与
えられる。このマイクロコンピュータ16は、超音波探
傷器14の動作を制御し、第1の探触子7によって、被
検査物1に向けて超音波12を送信させる。処理回路1
6には、作業者が操作する入力手段17が接続される。Referring again to FIG. 1, the first and second probes 7, 8 are connected to an ultrasonic flaw detector 14, and the output of the second probe 8 is output from the ultrasonic flaw detector 14. The signal is converted into a digital signal representing an ultrasonic intensity corresponding to the waveform level of the received signal at a predetermined sampling time interval, for example, every 1 ms by the analog / digital converter 15, and is provided to a processing circuit 16 realized by a microcomputer or the like. The microcomputer 16 controls the operation of the ultrasonic flaw detector 14, and causes the first probe 7 to transmit the ultrasonic waves 12 to the inspection object 1. Processing circuit 1
6 is connected to input means 17 operated by an operator.
【0027】探傷手段4が走査方向11に沿って走査す
る走査方向の位置は、前述のように走査位置検出手段1
8によって検出される。この走査位置検出手段18の出
力は、処理回路16に与えられる。処理回路16には、
メモリ19が接続される。このメモリ19には、第2探
触子8の出力および走査位置検出手段18の出力が対応
して、ストアされる。処理回路16にはまた表示出力手
段21が接続される。表示出力手段21は、たとえば陰
極線管、液晶表示パネルまたは記録紙に画像を表示する
プリンタなどによって実現され、溶接部2の走査方向1
1に走査探傷結果を、2次元表示面に表示して出力す
る。The position in the scanning direction at which the flaw detecting means 4 scans along the scanning direction 11 is determined by the scanning position detecting means 1 as described above.
8 detected. The output of the scanning position detecting means 18 is given to the processing circuit 16. In the processing circuit 16,
The memory 19 is connected. In this memory 19, the output of the second probe 8 and the output of the scanning position detecting means 18 are stored correspondingly. The display output means 21 is also connected to the processing circuit 16. The display output means 21 is realized by, for example, a cathode ray tube, a liquid crystal display panel, or a printer for displaying an image on a recording sheet.
1 displays and outputs the scanning flaw detection result on a two-dimensional display surface.
【0028】図4は、表示出力手段21によって出力さ
れる2次元表示画面36の或る表示態様を示す図であ
る。被検査物1の溶接部2の一表面22と他表面23と
にわたる走査方向11の断面画像が表示面24に表示さ
れる。さらにこの表示面24の上下方向である深さ方向
25に沿う走査方向11の各位置における探査結果であ
る第2探触子8の受信出力波形が表示面26に表示され
る。この2次元表示面24において、走査方向11をx
軸とし、深さ方向25をy軸とする。表示面26の上下
方向は、前記深さ方向25、したがって時間経過を表
す。FIG. 4 is a view showing a certain display mode of the two-dimensional display screen 36 outputted by the display output means 21. A cross-sectional image in the scanning direction 11 over one surface 22 and the other surface 23 of the welded portion 2 of the inspection object 1 is displayed on the display surface 24. Further, the reception output waveform of the second probe 8 as a search result at each position in the scanning direction 11 along the depth direction 25 which is the vertical direction of the display surface 24 is displayed on the display surface 26. On this two-dimensional display surface 24, the scanning direction 11 is defined as x
Axis, and the depth direction 25 is the y-axis. The vertical direction of the display surface 26 indicates the depth direction 25, and thus the passage of time.
【0029】図5は、第1および第2探触子7,8の動
作を説明するための波形図である。第1探触子7に、図
5(1)に示されるパルス状送信信号28を与えて励振
することによって、超音波12(前述の図3参照)が被
検査物1内に送信される。図4の表示画面26に示され
るように、第2探触子8からは、被検査物1の表面22
による反射波29と、この被検査物1の溶接部2におけ
る欠陥3の上端部31と下端部32とにそれぞれ対応し
た受信信号33,34と、被検査物1の他表面23に対
応した反射波35とが得られる。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the first and second probes 7, 8. By applying the pulse-like transmission signal 28 shown in FIG. 5A to the first probe 7 and exciting it, the ultrasonic waves 12 (see FIG. 3 described above) are transmitted into the inspection object 1. As shown in the display screen 26 of FIG. 4, the surface 22 of the inspection object 1 is
Waves 29, the received signals 33 and 34 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 in the welded portion 2 of the inspection object 1, respectively, and the reflection corresponding to the other surface 23 of the inspection object 1. A wave 35 is obtained.
【0030】図5(2)は、第2探触子8によって得ら
れる欠陥3の上端部31と下端部32とに対応する受信
信号33,34の波形を示す。図5(2)では、ノイズ
が混入されていない受信信号33,34が示されてい
る。送信信号28および受信信号33,34の周波数
は、たとえば2〜10MHzであり、好ましくは約2〜
5MHzに選ばれてもよい。このような走査方向11の
各位置毎の探傷動作は、走査方向11に、たとえば0.
5〜1mmの間隔W1毎に移動するたびに、得られる。
これらの上端部31および下端部32に対応する各受信
信号33,34は、予め定める基準レベル37に関して
上下に振動する振動波形であり、その振幅は、時間経過
に伴って増大し、その後、減衰する。上端部31に対応
する受信信号33の最初の波形38のピークである頂点
P1は、一方極性、たとえばこの実施の形態では負極性
であり、その波形38に後続して隣接する波形39は正
極性であり、その頂点P2を有し、さらに後続して隣接
する波形40は、負極性の頂点P3を有する。この受信
信号33の最初の波形38の頂点P1から被検査物1の
深さ方向25に予め定める時間Δt1以上経過した時点
で得られる下端部32に対応する受信信号34は、基準
レベル37に関して他方極性、たとえばこの実施の形態
では正極性を有する最初の波形42を有し、この最初の
波形42の頂点P11が得られる。次に波形43が得ら
れ、その波形43の頂点P12は負極性である。さらに
後続する波形44は、正極性であり、頂点P13を有す
る。このような振動波形である受信信号34は、時間経
過に伴って減衰する。注目すべきはこのTOFD法によ
る欠陥3の上端部31と下端部32との受信信号33,
34の最初の各波形38,42は、相互に逆極性であっ
て、たとえばそれぞれ負極性および正極性である。この
ような極性を利用することによって、上端部31および
下端部32の最初の各波形38,42、したがってそれ
らの各頂点P1,P11を、ノイズにかかわらず正確に
検出することができる。FIG. 5B shows the waveforms of the received signals 33 and 34 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 obtained by the second probe 8. FIG. 5B shows the received signals 33 and 34 in which noise is not mixed. The frequency of the transmission signal 28 and the reception signals 33 and 34 is, for example, 2 to 10 MHz, and preferably about 2 to 10 MHz.
5 MHz may be selected. Such a flaw detection operation for each position in the scanning direction 11 is performed in the scanning direction 11 by, for example, 0.
It is obtained every time the lens moves every interval W1 of 5-1 mm.
Each of the received signals 33 and 34 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 is a vibration waveform that vibrates up and down with respect to a predetermined reference level 37, the amplitude of which increases with time, and then attenuates. I do. A vertex P1, which is the peak of the first waveform 38 of the received signal 33 corresponding to the upper end 31, has one polarity, for example, negative polarity in this embodiment, and a waveform 39 adjacent to the waveform 38 adjacent thereto has a positive polarity. And the subsequent waveform 40 adjacent thereto has a vertex P3 of negative polarity. The reception signal 34 corresponding to the lower end portion 32 obtained at the time when a predetermined time Δt1 or more has elapsed from the vertex P1 of the first waveform 38 of the reception signal 33 in the depth direction 25 of the inspection object 1 with respect to the reference level 37, The first waveform 42 has a polarity, for example, a positive polarity in this embodiment, and a vertex P11 of the first waveform 42 is obtained. Next, a waveform 43 is obtained, and the vertex P12 of the waveform 43 has a negative polarity. The subsequent waveform 44 has a positive polarity and has a peak P13. The reception signal 34 having such a vibration waveform attenuates with the passage of time. It should be noted that the received signals 33 at the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 by the TOFD method,
The first waveforms 38 and 42 of 34 have opposite polarities, for example, negative and positive polarity, respectively. By utilizing such polarities, the first waveforms 38, 42 at the upper end 31 and the lower end 32, and thus their vertices P1, P11, can be accurately detected regardless of noise.
【0031】図6は、表示出力手段21によって得られ
る2次元表示面36の他の表示態様を示す図である。走
査方向11に探傷手段4を走査しつつ探傷結果を得、図
5(2)に示される欠陥3に対応する受信信号33,3
4による探傷画像が得られる。図6の2次元表示面36
において、欠陥3の上端部31および下端部32に対応
する受信信号33,34の負極性の波形38,40;4
3などは破線で示され、正極性の波形39;42,44
などは実線で示され、こうして複数階調の白黒濃淡図形
が得られる。前記破線は、波形38,40;43の振幅
に対応した濃淡を有するたとえば黒い画像が得られ、前
記実線では、波形39;42,44に対応して濃淡を有
するたとえば白い画像となって表示される。上端部31
に対応して探傷画像46が得られ、また下端部32に対
応して探傷画像47が得られる。FIG. 6 is a diagram showing another display mode of the two-dimensional display surface 36 obtained by the display output means 21. The flaw detection result is obtained while scanning the flaw detection means 4 in the scanning direction 11, and the reception signals 33 and 3 corresponding to the defect 3 shown in FIG.
4 is obtained. The two-dimensional display surface 36 of FIG.
, The negative waveforms 38, 40; 4 of the reception signals 33, 34 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3
3 and the like are indicated by broken lines, and the positive polarity waveform 39;
Are indicated by solid lines, and thus a gray-scale figure having a plurality of gradations is obtained. The dashed line shows a black image having a shading corresponding to the amplitude of the waveforms 38, 40; 43, and the solid line shows a white image having a shading corresponding to the waveforms 39, 42, 44, for example. You. Upper end 31
And a flaw detection image 47 corresponding to the lower end portion 32 is obtained.
【0032】先行技術では、このような図6に示される
2次元表示面36を作業者が見て、探傷画像46から欠
陥3の上端部31の深さ方向25の位置を見付ける必要
があり、また下端部32に対応する探傷画像47を見て
深さ方向25の位置を見付ける必要がある。したがって
誤検出を生じるおそれが高く、このような濃淡画像をた
とえば1波長分読み誤ることによって、欠陥3の位置の
精度が大きく低下することになる。本発明の実施の形態
では、処理回路16の演算処理によって最初の波形3
8,42の頂点P1,P11を求め、これによって欠陥
3の上端部31および下端部32の深さ方向25の位置
を正確に算出することができるようになる。In the prior art, it is necessary for the operator to look at the two-dimensional display surface 36 shown in FIG. 6 and find the position of the upper end 31 of the defect 3 in the depth direction 25 from the flaw detection image 46. Further, it is necessary to find the position in the depth direction 25 by looking at the flaw detection image 47 corresponding to the lower end portion 32. Therefore, there is a high possibility that erroneous detection will occur. If such a grayscale image is erroneously read by, for example, one wavelength, the accuracy of the position of the defect 3 is greatly reduced. In the embodiment of the present invention, the first waveform 3
The vertices P1 and P11 of 8, 8 are obtained, whereby the positions of the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 in the depth direction 25 can be accurately calculated.
【0033】図7は、処理回路16の動作を説明するた
めのフローチャートである。探傷手段4を走査方向11
に走査し、走査方向11の各位置毎に探傷結果は、メモ
リ19に予めストアされている。図7に示される動作
は、このメモリ19から読出して得られる探傷結果を表
すデータの演算処理を示す。被検査物1の被検査領域で
ある溶接部2の欠陥3を検出するために、ステップa1
からステップa2に移り、先ず、欠陥3を検出すべき抽
出範囲を、入力手段17の操作によって指定する。この
実施の形態では、たとえば図4の表示面24に表示され
るようにxy座標系における座標(x,y)において、
入力手段17によって、左上の位置51の座標(x0,
t0)と、右下の位置52の座標(xn,tn)とを入
力する。このことによって、矩形の抽出範囲53が設定
される。この抽出範囲53は、被検査物1の溶接部2内
の一表面22と他表面23との間で、走査方向11に沿
う範囲である。FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 16. Flaw detection means 4 in scanning direction 11
The results of the flaw detection for each position in the scanning direction 11 are stored in the memory 19 in advance. The operation shown in FIG. 7 shows a calculation process of data representing a flaw detection result obtained by reading from the memory 19. In order to detect the defect 3 of the welded portion 2 which is the inspection area of the inspection object 1, step a1
Then, the process proceeds to step a2. First, the extraction range in which the defect 3 is to be detected is specified by operating the input unit 17. In this embodiment, for example, at coordinates (x, y) in the xy coordinate system as displayed on the display surface 24 of FIG.
The coordinates (x0, x0,
t0) and the coordinates (xn, tn) of the lower right position 52 are input. Thus, a rectangular extraction range 53 is set. The extraction range 53 is a range along the scanning direction 11 between one surface 22 and the other surface 23 in the welded portion 2 of the inspection object 1.
【0034】ステップa3では、抽出範囲53内で得ら
れる第2探触子8の出力に含まれる比較的小さい振幅を
有するノイズを除去するために、しきい値+α1と−α
2とが、入力手段17によって設定される。基準レベル
37に関して、これらのしきい値+α1,−α2の絶対
値α1,α2は等しくてもよい(α1=α2)。これら
のしきい値+α1,−α2は、表示出力手段21によっ
て得られる図4の表示面26の波形を見ながら、設定す
ることができる。In step a3, the thresholds + α1 and −α are set in order to remove noise having a relatively small amplitude contained in the output of the second probe 8 obtained in the extraction range 53.
2 is set by the input means 17. Regarding the reference level 37, the absolute values α1 and α2 of these threshold values + α1 and −α2 may be equal (α1 = α2). These threshold values + α1 and −α2 can be set while observing the waveform of the display surface 26 in FIG.
【0035】ステップa4では、抽出範囲53内で得ら
れる第2探触子8の出力である受信信号33,34を抽
出範囲53の全域にわたり、しきい値+α1,−α2に
よってレベル弁別し、それらのしきい値+α1,−α2
の絶対値を超える波形38〜40,…;42〜44,…
の頂点P1〜P3,…;P11〜P13,…を演算して
求め、抽出する。こうしてメモリ19には、次の表1に
示されるように、走査方向11の各位置Qk毎の頂点P
1,P2,…と、各頂点の基準レベル37に関して上下
の正負の振幅h1,h2,…とが対応してストアされ
る。kは自然数である。各位置Qkは、前述のように、
予め定める間隔W1ずつ走査方向11にずれて走査位置
検出手段18の出力によって設定された位置である。In step a4, the received signals 33 and 34, which are the outputs of the second probe 8 obtained in the extraction range 53, are level-discriminated by threshold values + α1 and −α2 over the entire range of the extraction range 53. Threshold value + α1, −α2
38 to 40,...; 42 to 44,.
P11 to P13,... Are calculated and extracted. Thus, as shown in Table 1 below, the vertex P at each position Qk in the scanning direction 11 is stored in the memory 19.
, P2,... And upper and lower positive / negative amplitudes h1, h2,. k is a natural number. Each position Qk is, as described above,
The position is set by the output of the scanning position detecting means 18 while being shifted in the scanning direction 11 by a predetermined interval W1.
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】ステップa5では、溶接部2において検出
すべき欠陥3の上下の各端部31,32に対応した受信
信号33,34を検出するための表2に示される後述の
第1〜第3の検出動作モードのうちのいずれかを、入力
手段17の操作によって指定する。In step a5, first to third detections shown in Table 2 for detecting reception signals 33 and 34 corresponding to the upper and lower ends 31 and 32 of the defect 3 to be detected in the weld 2 are described later. One of the detection operation modes is designated by operating the input means 17.
【0038】[0038]
【表2】 [Table 2]
【0039】図8は、欠陥3が被検査物1の一表面22
から深さ方向25に延びて存在するときにおける状態を
示す簡略化した断面図である。被検査物1の一表面22
である表層に欠陥3が存在するとき、その欠陥3の上端
部31aと下端部32aとの間の超音波の経路差をシフ
ト量βとする。このシフト量βは、超音波の時間差Δt
1に対応する。被検査物1中の超音波である縦波の音速
をCL(m/s)とし、欠陥3と第1および第2探触子
7,8との間の各距離をs(mm)とし、欠陥3の深さ
方向25の高さである欠陥サイズをDmとするとき、経
路差であるシフト量β(mm)は、 β = 2√(s2+Dm2)−2・s …(1) となり、このシフト量βに対応する時間差Δt1(μ
s)は、 Δt1 = (β/CL)×10-3 …(2) である。前述のステップa6では、シフト量βを表す数
値、たとえば1〜2mmの値を設定する。FIG. 8 shows that the defect 3 is one surface 22 of the inspection object 1.
FIG. 10 is a simplified cross-sectional view showing a state when the light emitting device extends from the second member in the depth direction 25. One surface 22 of the inspection object 1
When there is a defect 3 on the surface layer, the path difference of the ultrasonic wave between the upper end 31a and the lower end 32a of the defect 3 is defined as a shift amount β. This shift amount β is the time difference Δt of the ultrasonic wave.
Corresponds to 1. The sound speed of a longitudinal wave, which is an ultrasonic wave, in the inspection object 1 is defined as CL (m / s), each distance between the defect 3 and the first and second probes 7, 8 is defined as s (mm), Assuming that the defect size, which is the height of the defect 3 in the depth direction 25, is Dm, the shift amount β (mm), which is the path difference, is β = 2 2 (s 2 + Dm 2 ) -2 · s (1) And a time difference Δt1 (μ
s) is Δt1 = (β / CL) × 10 −3 (2) In step a6, a numerical value representing the shift amount β, for example, a value of 1 to 2 mm is set.
【0040】本実施の形態では、後述のように欠陥の上
端部31に対応する頂点P1の検出後、予め定める時間
差Δt1だけ経過してから欠陥の下端部32に対応する
頂点P11の検出が行われる。この予め定める時間差Δ
t1は、式1の欠陥サイズDmに検出すべき最小の欠陥
サイズを代入してシフト量βを求め、前記求めたβを式
2に代入することによって決定される。したがって、図
9に示すように欠陥の下端部32に対応する頂点P11
は、欠陥の上端部31に対応する頂点P1が検出されて
から予め定める時間差Δt1だけ経過した時刻以後に出
現する。このため、検出すべき最小欠陥サイズ以上の欠
陥を確実に検出することができる。In the present embodiment, as will be described later, after the detection of the vertex P1 corresponding to the upper end portion 31 of the defect, the detection of the vertex P11 corresponding to the lower end portion 32 of the defect is performed after a predetermined time difference Δt1 has elapsed. Will be This predetermined time difference Δ
t1 is determined by substituting the minimum defect size to be detected into the defect size Dm in Expression 1 to obtain the shift amount β, and substituting the obtained β into Expression 2. Therefore, as shown in FIG. 9, the vertex P11 corresponding to the lower end 32 of the defect
Appears after a time that has elapsed by a predetermined time difference Δt1 since the vertex P1 corresponding to the upper end 31 of the defect was detected. For this reason, it is possible to reliably detect a defect larger than the minimum defect size to be detected.
【0041】図7のステップa7〜a10では、欠陥3
の上端部31を検出し、ステップa11〜a14では、
欠陥3の下端部32を検出し、このようにして欠陥3の
対を成す上端部31と下端部32との組合わせによって
欠陥3を検出する動作を、ステップa15の実行によっ
て達成する。このような一連の動作を繰返すことによっ
て、走査方向11の或る位置における被検査物1の深さ
方向25に存在する単一の欠陥3または深さ方向25に
順次的に存在する複数の欠陥3の位置を検出することが
できる。In steps a7 to a10 in FIG.
Is detected, and in steps a11 to a14,
The operation of detecting the lower end 32 of the defect 3 and detecting the defect 3 by the combination of the upper end 31 and the lower end 32 forming a pair of the defect 3 in this manner is achieved by executing step a15. By repeating such a series of operations, a single defect 3 existing in the depth direction 25 of the inspection object 1 at a certain position in the scanning direction 11 or a plurality of defects existing sequentially in the depth direction 25 is obtained. 3 can be detected.
【0042】まずステップa7では、被検査物1の溶接
部2内で、その一表面22から深さ方向25に表面22
の反射波29(前述の図4参照)を経た後における前記
抽出範囲53内で、欠陥3の上端部31に対応する受信
信号33が受信されるべき指定範囲を設定する。この上
端部31の指定範囲は、溶接部2の深さ方向25に、送
信信号28(前述の図5(1)参照)の発生時からの溶
接部2内の超音波の伝搬時間に対応した値によって設定
されてもよい。このとき、深さ方向25に最初の上端部
31を検出する動作状態であるので、抽出範囲53の深
さ方向25に沿う位置t0から受信信号33が受信され
るべき範囲が指定され、たとえば最大でt0〜tnの範
囲が指定される。First, in step a7, in the welded portion 2 of the inspection object 1, the surface 22
In the extraction range 53 after passing through the reflected wave 29 (see FIG. 4 described above), a designated range in which the reception signal 33 corresponding to the upper end 31 of the defect 3 is to be received is set. The specified range of the upper end portion 31 corresponds to the propagation time of the ultrasonic wave in the welded portion 2 from the time of generation of the transmission signal 28 (see FIG. 5A) in the depth direction 25 of the welded portion 2. It may be set by a value. At this time, since the operation state is such that the first upper end portion 31 is detected in the depth direction 25, the range in which the reception signal 33 is to be received from the position t0 along the depth direction 25 of the extraction range 53 is specified. Specifies the range from t0 to tn.
【0043】ステップa8では、前述のステップa7に
おける欠陥3の上端部31のための指定範囲内における
前述のステップa4で抽出された頂点P1,P2,P
3,…のうち、ステップa5で選択された検出動作モー
ドに従って、混入したノイズにかかわらず、上端部31
に対応する受信信号33の頂点として、たとえば頂点P
1を抽出する。In step a8, the vertices P1, P2, P extracted in step a4 within the specified range for the upper end 31 of the defect 3 in step a7.
In accordance with the detection operation mode selected in step a5, the upper end 31
, For example, the vertex P
1 is extracted.
【0044】本発明の実施の一形態では、欠陥3の上端
部31に対応する受信信号33の最初の波形38(前述
の図5(2)参照)の極性は、正である。また欠陥3の
下端部32に対応する受信信号34の最初の波形42の
極性は、負であり、このような下端部32の検出は、後
述のステップa12において行われる。上端部31およ
び下端部32の検出動作モードの実行は、前述の表2お
よび図11〜図16に示されるようにして行われる。In one embodiment of the present invention, the polarity of the first waveform 38 (see FIG. 5 (2) described above) of the received signal 33 corresponding to the upper end 31 of the defect 3 is positive. The polarity of the first waveform 42 of the received signal 34 corresponding to the lower end 32 of the defect 3 is negative, and such detection of the lower end 32 is performed in step a12 described later. The execution of the detection operation mode of the upper end portion 31 and the lower end portion 32 is performed as shown in Table 2 and FIGS.
【0045】こうしてステップa9において、上端部3
1の検出が行われたことが判断されると、上端部31
が、表示出力手段21によって2次元表示面36に表示
される。Thus, in step a9, the upper end 3
1 has been detected, the upper end 31
Is displayed on the two-dimensional display surface 36 by the display output means 21.
【0046】図10は、表示出力手段21の表示面36
に表示される他の表示態様を示す図である。図7のステ
ップa8において欠陥3の上端部31に対応する受信信
号33の最初の波形38の頂点P1が抽出されることに
よって、図10(1)に示されるように表示出力手段2
1の表示面36には、その頂点P1に対応した点状の画
像Q101がプロットされて表示される。FIG. 10 shows the display surface 36 of the display output means 21.
FIG. 10 is a diagram showing another display mode displayed on the screen. By extracting the vertex P1 of the first waveform 38 of the received signal 33 corresponding to the upper end 31 of the defect 3 in step a8 in FIG. 7, the display output means 2 is displayed as shown in FIG.
On the first display surface 36, a point-like image Q101 corresponding to the vertex P1 is plotted and displayed.
【0047】再び図7を参照して、ステップa11で
は、欠陥3の上端部31に対応する最初の波形38の頂
点P1から予め設定した時間差Δt1経過した時刻に対
応した位置から、抽出範囲53の深さ方向25に、下端
部32が検出されるべき指定範囲が設定され、たとえば
最大で前記時間差Δt1の位置から、抽出範囲53の下
端位置tnの範囲が設定される。ステップa12では、
ステップa5で選択された検出動作モードに従って、混
入したノイズにかかわらず、下端部32に対応した最初
の波形42の頂点P11が、下端部32の位置に対応し
た位置であるものとして検出される。こうして下端部3
2に対応した頂点P11が検出されると、そのことがス
テップa13で判断され、次のステップa14に移る。Referring again to FIG. 7, in step a11, the extraction range 53 is extracted from the position corresponding to the time that has passed the preset time difference Δt1 from the vertex P1 of the first waveform 38 corresponding to the upper end 31 of the defect 3. In the depth direction 25, a designated range in which the lower end portion 32 is to be detected is set. For example, a range of the lower end position tn of the extraction range 53 from the position of the time difference Δt1 at the maximum is set. In step a12,
According to the detection operation mode selected in step a5, the vertex P11 of the first waveform 42 corresponding to the lower end 32 is detected as the position corresponding to the position of the lower end 32, regardless of the noise mixed. Thus the lower end 3
When the vertex P11 corresponding to No. 2 is detected, this is determined in step a13, and the process proceeds to the next step a14.
【0048】ステップa14では、欠陥3の下端部32
に対応した頂点P11が、表示出力手段21の図10
(1)に示される表示面36上で、点状の画像Q111
として表示される。このようにして、走査方向11の或
る位置における溶接部2内に存在する欠陥3の上端部3
1,32にそれぞれ対応した対を成す画像Q101,Q
111が表示される。ステップa15では、対を成す画
像Q101,Q111が、深さ方向25に沿って延びる
上下の直線54によって結ばれて結合される。In step a14, the lower end 32 of the defect 3
The vertex P11 corresponding to FIG.
On the display surface 36 shown in (1), a dot-like image Q111
Will be displayed as In this way, the upper end 3 of the defect 3 existing in the weld 2 at a certain position in the scanning direction 11
Images Q101, Q forming a pair corresponding to the images 1, 32, respectively.
111 is displayed. In step a15, the paired images Q101 and Q111 are connected and connected by the upper and lower straight lines 54 extending along the depth direction 25.
【0049】次に再び図7のステップa7に戻り、走査
方向11の同一位置で、深さ方向25に最初に検出され
た欠陥3よりもさらに深い場所に、他の欠陥が存在する
かどうかが、ステップa7〜a15の実行によって行わ
れる。深さ方向25に第2番目の欠陥の上端部に対応す
る受信信号による指定範囲は、最初の欠陥3の下端部3
2の受信信号34の振幅が、最初の頂点P11から、し
きい値+α1〜−α2の範囲未満に減衰した後の時間差
以上経過した時点から溶接部2の他表面23までの超音
波の伝搬時間の範囲が選ばれてもよい。そのほかの動作
は、前述と同様である。このようにして深さ方向25に
1また複数の欠陥3毎の上端部31と下端部32とをそ
れぞれ検出することができる。Next, returning to step a7 in FIG. 7, it is determined whether another defect exists at the same position in the scanning direction 11 and deeper than the defect 3 first detected in the depth direction 25. , By executing steps a7 to a15. The range specified by the received signal corresponding to the upper end of the second defect in the depth direction 25 is the lower end 3 of the first defect 3.
2 from the first vertex P11 to the other surface 23 of the welded portion 2 from the time when a time difference after the time attenuated from the first vertex P11 to be less than the range of the threshold value + α1 to −α2 has elapsed. May be selected. Other operations are the same as described above. In this manner, the upper end 31 and the lower end 32 of each one or a plurality of defects 3 can be detected in the depth direction 25.
【0050】上端部31の指定範囲が深さ方向25の最
下位置tnに到達したことが、このステップa7で判断
されると、ステップa7から次のステップa16に移
る。ステップa16では、走査方向11に沿って予め定
める間隔W1だけ移動した位置において、前述のステッ
プa7〜a15と同様な動作が実行され、これによって
欠陥3の上端部31の点状の画像Q102と下端部32
に対応する点状の画像Q112とが検出され、直線55
で結合される。さらにその後、走査方向11に間隔W1
だけずれた位置で、欠陥3の上端部31と下端部32と
に対応する点状の画像Q103,Q113が検出され、
直線56で結合され、以下同様な動作が走査方向11に
上流位置x0から下流位置xnまで間隔W1毎に繰返さ
れ、最後に画像Q10r,Q11rと、直線59とが得
られる。When it is determined in step a7 that the specified range of the upper end portion 31 has reached the lowermost position tn in the depth direction 25, the process proceeds from step a7 to the next step a16. In step a16, the same operation as in steps a7 to a15 described above is executed at the position moved by the predetermined interval W1 along the scanning direction 11, whereby the point-like image Q102 and the lower end of the upper end 31 of the defect 3 are obtained. Part 32
Is detected, and a dot-like image Q112 corresponding to
Are combined. After that, the interval W1 in the scanning direction 11
Point-like images Q103 and Q113 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 are detected at positions shifted by only
The same operation is repeated at the interval W1 from the upstream position x0 to the downstream position xn in the scanning direction 11 in the scanning direction 11, and finally, the images Q10r and Q11r and the straight line 59 are obtained.
【0051】こうして図7に示される処理回路16の動
作が行われることによって、図10(1)に示される表
示面36の画像が得られる。その後、処理回路16は、
こうして得られた欠陥3の上端部31に対応する点状の
画像Q101,Q102,Q103,…,Q10rを走
査方向11(図10(1)の左右方向)に、ライン57
によって結び、また下端部32に対応した点状の画像Q
111,Q112,Q113,…,Q11rをライン5
8で結び、こうして最初の検出された点状の画像Q10
1,Q111を結ぶ直線54と、最後の画像Q10r,
Q11rを結ぶ直線59とによって囲まれる領域61を
得る。こうして得られた表示領域61は、被検査物1の
溶接部2内に存在する欠陥3を表す。By performing the operation of the processing circuit 16 shown in FIG. 7, an image of the display surface 36 shown in FIG. 10A is obtained. Thereafter, the processing circuit 16
The dot images Q101, Q102, Q103,..., Q10r corresponding to the upper end portion 31 of the defect 3 thus obtained are lined 57 in the scanning direction 11 (the left-right direction in FIG. 10A).
And a dot-shaped image Q corresponding to the lower end 32
Lines 111, Q112, Q113,..., Q11r
8 and thus the first detected point-like image Q10
1, Q111, and the last image Q10r,
An area 61 surrounded by a straight line 59 connecting Q11r is obtained. The display area 61 thus obtained represents the defect 3 existing in the welded portion 2 of the inspection object 1.
【0052】このような欠陥3の表示領域61を、表示
面36で、残余の領域62とは異なる濃淡または色によ
って表示する。これによって欠陥3の寸法、形状、位置
を表示出力手段21の表示面36に明瞭に表示すること
ができる。作業者は、表示出力手段21の表示面36
に、図10(2)に表示された上下両端部31,32に
対応するライン57,58に、カーソル63,64;6
5,66を重ねる。これらのカーソル63,64;6
5,66とほぼ正確に一致するライン57,58上の走
査方向11に沿うカーソル63〜66の各頂部に対応し
た端部68,69;70,71を、選ぶ。こうしてこれ
らのライン57の端部68,69間の距離L1と、ライ
ン58の端部70,71間の距離L2とを検出し、こう
して欠陥3の走査方向11に沿う寸法を知ることがで
き、またライン57,58間の深さ方向25(すなわち
図10の上下方向)の高さΔH1の寸法を知ることがで
きる。カーソル63〜66は、上に凸に湾曲した線状の
形状を有し、たとえば放物線であってもよいが、その他
の放物線以外の形状であってもよい。The display area 61 of such a defect 3 is displayed on the display surface 36 in a different shade or color from that of the remaining area 62. As a result, the size, shape, and position of the defect 3 can be clearly displayed on the display surface 36 of the display output unit 21. The operator operates the display surface 36 of the display output unit 21.
And cursors 63, 64; 6 on lines 57, 58 corresponding to the upper and lower ends 31, 32 displayed in FIG.
Stack 5,66. These cursors 63, 64;
The ends 68, 69; 70, 71 corresponding to the vertices of the cursors 63 to 66 along the scanning direction 11 on the lines 57, 58 which almost exactly coincide with the lines 5, 66 are selected. In this way, the distance L1 between the ends 68 and 69 of the line 57 and the distance L2 between the ends 70 and 71 of the line 58 are detected, and thus the size of the defect 3 along the scanning direction 11 can be known. Further, the size of the height ΔH1 in the depth direction 25 between the lines 57 and 58 (that is, the vertical direction in FIG. 10) can be known. Each of the cursors 63 to 66 has a linear shape curved upward and convex, and may be, for example, a parabola, or may have a shape other than a parabola.
【0053】図7のステップa8,a12の具体的な各
動作は、前述の表2に示され、各検出動作モードに従っ
て行われ、このような各検出動作を、図11〜図16に
関連して述べる。欠陥3の上下両端部31,32を検出
するための第1検出動作モードでは、図11および図1
4の動作がそれぞれ行われる。上端部31を検出するた
めに、図11のステップb1〜ステップb2に移り、自
然数である変数iを1に設定し、次のステップb3で
は、上端部31に対応した受信信号33の各頂点P1,
P2,P3,…の基準レベル37(前述の図5(2)参
照)の上下すなわち正負の極性を有する振幅hiが負で
あるか(hi<0)を判断する。振幅hiは、頂点P
1,P2,P3,…を一般的に参照符Piで表すときに
おける添え字iが同一である頂点Piの振幅を表す。欠
陥3の上端部31の受信信号33のしきい値+α1,−
α2の範囲外のi=1である最初の頂点P1の振幅h1
が負であるとき、次のステップb4に移る。第2の頂点
P2の振幅h2が正であるか(一般的にh(i+1)>
0)が判断され、そうであれば次のステップb5に移
る。ステップb5では、第3の頂点P3の振幅h3が負
であるか(一般的にh(i+2)<0)が判断され、そ
うであれば、ステップb6において、最初に検出された
頂点P1が、欠陥3の上端部31の深さ方向25の位置
に存在するものと判断し、その頂点P1の位置を抽出す
る。こうしてステップb7では一連の動作を終了する。The specific operations of steps a8 and a12 in FIG. 7 are shown in Table 2 above and are performed in accordance with the respective detection operation modes. Such detection operations are described with reference to FIGS. State. In the first detection operation mode for detecting the upper and lower ends 31 and 32 of the defect 3, FIGS.
4 are performed. In order to detect the upper end portion 31, the process proceeds to step b1 to step b2 in FIG. 11, and a variable i which is a natural number is set to 1. In the next step b3, each vertex P1 of the reception signal 33 corresponding to the upper end portion 31 is set. ,
It is determined whether the amplitude hi having the positive and negative polarities above and below the reference level 37 of P2, P3,... (See FIG. 5B) is negative (hi <0). The amplitude hi is the peak P
1, P2, P3,... Generally represent the amplitudes of the vertices Pi having the same subscript i when they are represented by the reference symbol Pi. Threshold value of received signal 33 at upper end 31 of defect 3 + α1, −
The amplitude h1 of the first vertex P1 with i = 1 outside the range of α2
Is negative, the process proceeds to the next step b4. Whether the amplitude h2 of the second vertex P2 is positive (generally h (i + 1)>
0) is determined, and if so, the procedure moves to the next step b5. At step b5, it is determined whether the amplitude h3 of the third vertex P3 is negative (generally h (i + 2) <0), and if so, at step b6, the first detected vertex P1 is It is determined that the defect 3 exists at the position of the upper end 31 of the defect 3 in the depth direction 25, and the position of the vertex P1 is extracted. Thus, in step b7, a series of operations ends.
【0054】欠陥3の上端部31の波形33の検出にあ
たり、頂点Piの振幅hiが、hi≧0であれば、ステ
ップb1からステップb8に移り、iを1だけインクリ
メントする。時間経過に伴う次の頂点Piの振幅hi
が、ステップb9において負であるかが判断され、そう
であれば前述のステップb4に移り、ステップb9にお
いて振幅hiが負でなければ、ステップb8に戻る。こ
のようなステップb8,b9を繰返すことによって、受
信信号33のうち、しきい値−α2よりも振幅の絶対値
が大きい最初の頂点Piを見つけ、次のステップb4に
移ることになる。このようにして上端部31の受信信号
33における負極性のしきい値−α2よりも大きい負の
絶対値の振幅を有する頂点を、図11のステップb3,
b8,b9において見つけ出し、その負の振幅hiを有
する頂点Piに時間経過に伴って隣接して後続するピー
クP(i+1),P(i+2)が、それぞれ正および負
の極性を有するとき、最初の負極性の頂点Piの位置
を、上端部31の位置であるものとしてステップb6で
抽出する。これによってノイズの混入に拘わらず、欠陥
3の上端部31を正確に高精度で自動的に検出すること
ができるようになる。In detecting the waveform 33 of the upper end 31 of the defect 3, if the amplitude hi of the vertex Pi is hi ≧ 0, the process proceeds from step b1 to step b8, and i is incremented by one. The amplitude hi of the next vertex Pi over time
Is determined to be negative in step b9, and if so, the process proceeds to step b4. If the amplitude hi is not negative in step b9, the process returns to step b8. By repeating such steps b8 and b9, the first vertex Pi having an absolute value larger than the threshold value -α2 is found in the received signal 33, and the process proceeds to the next step b4. In this manner, a vertex having a negative absolute value amplitude larger than the negative polarity threshold value -α2 in the reception signal 33 at the upper end portion 31 is defined as Step b3 in FIG.
When the peaks P (i + 1) and P (i + 2) found at b8 and b9 and adjacent to the vertex Pi having the negative amplitude hi with the passage of time with time have positive and negative polarities, respectively, the first The position of the vertex Pi of the negative polarity is extracted as the position of the upper end portion 31 in step b6. As a result, the upper end 31 of the defect 3 can be automatically detected accurately and with high accuracy irrespective of noise.
【0055】図12は、第2検出動作モードに従って、
欠陥3の上端部31を検出するための図7のステップa
8において実行される具体的な動作を示すフローチャー
トである。図12のステップc1〜c9は、前述の図1
1のステップb1〜b9にそれぞれ対応する。この実施
の形態では、ステップc3,c8,c9によって、上端
部31の受信信号33における負極性の最初の頂点Pi
が前述の図11のステップb3,b8,b9と同様にし
て検出される。次のステップc4では、前述の図11の
ステップb4と同様に、負の最初の頂点Piに隣接して
後続する頂点P(i+1)の振幅h(i+1)が正極性
であるかが判断され、そうであれば、次のステップc6
において、最初の負極性の頂点Piが上端部31の位置
であるものと検出して、その上端部31を抽出する。こ
のような図12の動作を行う第2検出動作モードでは、
図11の第1検出動作モードに比べて、処理回路16の
構成を簡略化することができる。FIG. 12 shows the state of the second detection operation mode.
Step a in FIG. 7 for detecting the upper end 31 of the defect 3
8 is a flowchart showing a specific operation executed in Step 8. Steps c1 to c9 in FIG.
One step corresponds to each of steps b1 to b9. In this embodiment, the first vertex Pi of the negative polarity in the reception signal 33 at the upper end 31 is obtained by steps c3, c8, and c9.
Are detected in the same manner as in steps b3, b8, and b9 in FIG. In the next step c4, similarly to step b4 in FIG. 11 described above, it is determined whether or not the amplitude h (i + 1) of the vertex P (i + 1) adjacent to the first negative vertex Pi is positive. If so, the next step c6
In, the first negative peak Ap is detected as the position of the upper end portion 31 and the upper end portion 31 is extracted. In the second detection operation mode in which the operation of FIG. 12 is performed,
The configuration of the processing circuit 16 can be simplified as compared with the first detection operation mode in FIG.
【0056】図13は、第3検出動作モードに従って、
欠陥3の上端部31を検出して抽出する処理回路16の
動作を示す図である。図13のステップd1〜d7は、
図11および図12に示される第1および第2検出動作
モードにおけるステップb1〜b9,c1〜c7にそれ
ぞれ対応する。注目すべきは、この第3検出動作モード
では、ステップd2,d3,d8,d9では、前述の図
11のステップb2,b3,b8,b9と同様にして欠
陥3の上端部31に対応する受信信号33の頂点Piの
振幅hiが最初に負極性であるとき、その最初の頂点P
iの位置を、上端部31であるものと検出してステップ
d6で抽出する。このような図13に示される第3検出
動作モードによれば、処理回路16による上端部31の
抽出を、さらに簡単な構成で達成することができる。FIG. 13 shows the state of the third detection mode.
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation of the processing circuit 16 that detects and extracts the upper end portion 31 of the defect 3. Steps d1 to d7 in FIG.
This corresponds to steps b1 to b9 and c1 to c7 in the first and second detection operation modes shown in FIGS. 11 and 12, respectively. It should be noted that, in the third detection operation mode, in steps d2, d3, d8, and d9, the reception corresponding to the upper end 31 of the defect 3 is performed in the same manner as in steps b2, b3, b8, and b9 of FIG. When the amplitude hi of the peak Pi of the signal 33 is initially negative, the first peak P
The position of i is detected as the upper end portion 31 and is extracted in step d6. According to the third detection operation mode shown in FIG. 13, the extraction of the upper end portion 31 by the processing circuit 16 can be achieved with a simpler configuration.
【0057】図14は、第1検出動作モードに従って欠
陥3の下端部32を検出するための図7のステップa1
2の処理回路16による具体的な動作を説明するための
フローチャートである。ステップe1からステップe2
に移り、下端部32の受信信号34によって下端部32
を検出するために、上端部31の受信信号33の最初の
波形38の頂点P1から予め定めるシフト量β、したが
って時間差Δt1だけ経過した時刻以後の頂点P11,
P12,P13,…を選ぶ。これらの頂点P11,P1
2,P13,…を、総括的にPjで表し、jは、時間差
Δt1以降における最初の頂点P11の添え字11から
始まる自然数の変数である。頂点Pjは、基準レベル3
7に関して正および負の各極性を有する振幅hjを有す
る。ステップe3からステップe4に移り、頂点P11
の振幅h11が正であるか(一般的にhj>0)が判断
され、そうであれば次のステップe5に移る。このステ
ップe5では、頂点P11に隣接して後続する次の頂点
P12の振幅h12が負極性であるか(一般的にh(j
+1)<0)が判断され、さらに次のステップe6で
は、隣接して後続する次の頂点P13の振幅h13が正
極性(一般的に、h(j+2)>0)であるかが判断さ
れる。このようにして時間経過に伴って隣接する各頂点
P11,P12,P13が、正、負および正の順序で各
極性を有するとき、ステップe7では、最初の頂点P1
1が、欠陥3の下端部32に対応するものと検出し、下
端部32を、ステップe7において抽出し、ステップe
8では一連の動作を終了する。FIG. 14 shows a step a1 of FIG. 7 for detecting the lower end 32 of the defect 3 in accordance with the first detection operation mode.
9 is a flowchart for explaining a specific operation by the second processing circuit 16. Step e1 to step e2
To the lower end 32 according to the reception signal 34 of the lower end 32.
Is detected from the vertex P1 of the first waveform 38 of the received signal 33 at the upper end portion 31, and thus the vertex P11,
Select P12, P13, .... These vertices P11, P1
, P13,... Are collectively represented by Pj, where j is a natural number variable starting from the suffix 11 of the first vertex P11 after the time difference Δt1. Vertex Pj is at reference level 3
7 has an amplitude hj having both positive and negative polarities. The process moves from step e3 to step e4, and vertex P11
Is determined (generally hj> 0), and if so, the flow proceeds to the next step e5. In step e5, whether the amplitude h12 of the next vertex P12 following the vertex P11 is negative (generally h (j
+1) <0) is determined, and in the next step e6, it is determined whether the amplitude h13 of the next succeeding vertex P13 is positive (generally, h (j + 2)> 0). . As described above, when the adjacent vertices P11, P12, and P13 have respective polarities in the order of positive, negative, and positive with time, the first vertex P1 is determined in step e7.
1 is detected as corresponding to the lower end 32 of the defect 3, and the lower end 32 is extracted in step e7.
At 8, the series of operations is terminated.
【0058】ステップe4において時間差Δt1経過後
の順次的な頂点Pjのうち、振幅hjがhj≦0である
とき、ステップe4からステップe9に移り、添え字j
が1だけインクリメントされ、時間経過に伴った隣接す
る新たな頂点Pjに関して、ステップe10では、その
振幅hjが正極性であるか(hj>0)が判断される。
こうしてステップe3,e4,e9,e10の実行によ
って、時間差Δt1以降における正極性の頂点Pjが検
出されることになり、その後、ステップe5に進む。In step e4, when the amplitude hj of the sequential vertices Pj after the elapse of the time difference Δt1 is hj ≦ 0, the process proceeds from step e4 to step e9, where the subscript j
Is incremented by 1 and it is determined in step e10 whether the amplitude hj has a positive polarity (hj> 0) with respect to a new vertex Pj adjacent with time.
By executing steps e3, e4, e9, and e10 in this manner, the positive peak Pj after the time difference Δt1 is detected, and thereafter, the process proceeds to step e5.
【0059】図15は、第2検出動作モードに従って、
欠陥3の下端部32を検出する動作を説明するためのフ
ローチャートである。この図15の第2検出動作モード
におけるステップf1〜f10は、前述の図14におけ
るステップe1〜e10にそれぞれ対応する。注目すべ
きは、この第2検出動作モードでは、ステップf3,f
4,f9,f10によって時間差Δt1経過後の最初に
正極性である頂点Pjが検出されると、次のステップf
5では、時間経過に伴って隣接する次の頂点P(j+
1)の振幅h(j+1)が負であるかが判断され、そう
であればステップf7では最初に正極性である頂点Pj
の位置を、欠陥3の下端部32の位置であるものと検出
して下端部32を抽出する。このような図15に示され
る第2検出動作モードによれば、前述の図14の第1検
出動作モードに比べて、下端部32を検出するための処
理回路16の構成を簡略化することができる。FIG. 15 is a diagram showing the operation of the second detection mode.
5 is a flowchart for explaining an operation of detecting a lower end portion 32 of a defect 3; Steps f1 to f10 in the second detection operation mode in FIG. 15 correspond to steps e1 to e10 in FIG. 14 described above, respectively. It should be noted that, in the second detection operation mode, steps f3 and f
When the vertex Pj having the positive polarity is detected first after the elapse of the time difference Δt1 by 4, f9, and f10, the next step f
5, the next adjacent vertex P (j +
It is determined whether the amplitude h (j + 1) of 1) is negative. If so, in step f7, the vertex Pj having the positive polarity is first determined.
Is detected as the position of the lower end 32 of the defect 3, and the lower end 32 is extracted. According to such a second detection operation mode shown in FIG. 15, the configuration of the processing circuit 16 for detecting the lower end portion 32 can be simplified as compared with the first detection operation mode of FIG. it can.
【0060】図16は、欠陥3の下端部32を検出する
ための第3検出動作モードに従って、処理回路16の動
作を説明するためのフローチャートである。この図16
の第3検出動作モードは、前述の図14および図15の
第1および第2検出動作モードに類似し、図16のステ
ップg1〜g10は、図14および図15のステップe
1〜e10,f1〜f10にそれぞれ対応する。注目す
べきは、この第3検出動作モードでは、ステップg3,
g4,g9,g10によって、時間差Δt1経過後に最
初に検出された正極性の頂点Pjを、次のステップg7
では、下端部32の位置であるものと検出して、その下
端部32を抽出する。このような図16の第3検出動作
モードによれば、前述の図15の第2検出動作モードに
比べて、下端部32を検出するための処理回路16の構
成を、さらに簡略化することができる。FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 16 in accordance with the third detection operation mode for detecting the lower end 32 of the defect 3. This FIG.
Is similar to the above-described first and second detection operation modes in FIGS. 14 and 15, and steps g1 to g10 in FIG.
1 to e10 and f1 to f10, respectively. It should be noted that in this third detection operation mode, steps g3 and g3 are performed.
Based on g4, g9, and g10, the vertex Pj of the positive polarity detected first after the elapse of the time difference Δt1 is determined by the next step g7
Then, the position of the lower end 32 is detected, and the lower end 32 is extracted. According to the third detection operation mode shown in FIG. 16, the configuration of the processing circuit 16 for detecting the lower end portion 32 can be further simplified as compared with the second detection operation mode shown in FIG. it can.
【0061】本発明の実施の他の形態では、欠陥3の上
端部31を検出するために、前述の表2に示される図1
1の動作が実行される場合において、下端部32の検出
のために、図15または図16の動作が実行されてもよ
い。また同様に、上端部32の検出のために図12の動
作が実行され、下端部32の検出のための図14または
図16の動作が実行されてもよい。さらに上端部31の
検出のために図13の動作が実行され、下端部32の検
出のために図14または図15の動作が実行されてもよ
い。In another embodiment of the present invention, in order to detect the upper end portion 31 of the defect 3, FIG.
When the operation 1 is executed, the operation shown in FIG. 15 or FIG. 16 may be executed to detect the lower end portion 32. Similarly, the operation of FIG. 12 for detecting the upper end 32 may be performed, and the operation of FIG. 14 or 16 for detecting the lower end 32 may be performed. Further, the operation of FIG. 13 may be performed for detecting the upper end portion 31 and the operation of FIG. 14 or 15 may be performed for detecting the lower end portion 32.
【0062】これらの本発明の実施の各形態において、
たとえば図17に示されるように、欠陥3の上端部31
に対応する受信信号33が得られた場合、図11および
図12の動作が実行されることによって、最初の負極性
の頂点P21の次に引続き同一の負極性である頂点P2
2が検出されると、この最初の負極性の頂点P21は上
端部31に対応する波形ではないものと判断し、時間経
過に伴って隣接する次の頂点P22の極性と、その後に
続く頂点P23の極性とを判断し、このようにして欠陥
3の上端部31に対応した頂点P22,P23,P2
4,P25,…が、図11の動作では負、正および負の
各極性で得られたとき、また図12の動作では負および
正の極性で得られたとき、最初の負極性の頂点P22
を、上端部31の位置であるものと検出する。本発明の
実施のさらに他の形態では、負極性および正極性の頂点
がさらに繰返し得られたとき初めて、上端部31の位置
であるものと検出するようにしてもよい。このことは欠
陥3の下端部32を時間経過に伴って正および負の各極
性が繰返し得られたとき、下端部32の位置が検出され
たものと判断するようにしてもよい。In each of the embodiments of the present invention,
For example, as shown in FIG.
11 and FIG. 12, the vertex P2 having the same negative polarity continues after the first negative vertex P21 by performing the operations in FIGS.
2 is detected, it is determined that the first negative peak P21 is not a waveform corresponding to the upper end portion 31, and the polarity of the next next peak P22 and the following peak P23 are determined with time. Of the vertices P22, P23, P2 corresponding to the upper end 31 of the defect 3 in this manner.
, P25,... Are obtained with the negative, positive, and negative polarities in the operation of FIG. 11, and are obtained with the negative and positive polarities in the operation of FIG.
Is detected as the position of the upper end portion 31. In still another embodiment of the present invention, the position of the upper end portion 31 may be detected only when vertexes of the negative polarity and the positive polarity are further obtained. This means that when positive and negative polarities are repeatedly obtained at the lower end 32 of the defect 3 with the passage of time, it may be determined that the position of the lower end 32 has been detected.
【0063】上端部31の受信信号33と下端部32の
受信信号34とを識別するために、前述の実施の形態で
は、図7のステップa6においてシフト量β、したがっ
て時間差Δt1が設定され、上端部31に対応する最初
の負極性の頂点P1の検出時から時間差Δt1を超えて
経過した後、下端部32の受信信号34の極性の判断動
作を図14のステップe3,e4,e9,e10で示さ
れるように実行し、このようにして受信信号識別手段が
実現されたけれども、本発明の実施の他の形態では、各
受信信号33,34を、その他の構成によって識別する
ようにしてもよい。In order to distinguish between the received signal 33 at the upper end 31 and the received signal 34 at the lower end 32, in the above-described embodiment, the shift amount β, that is, the time difference Δt1 is set at step a6 in FIG. After the time difference Δt1 has elapsed since the first negative peak P1 corresponding to the part 31 was detected, the operation of determining the polarity of the received signal 34 at the lower end part 32 is performed in steps e3, e4, e9, and e10 in FIG. Although executed as shown and the received signal identification means is realized in this way, in another embodiment of the present invention, each of the received signals 33 and 34 may be identified by another configuration. .
【0064】上述の実施の形態では、しきい値+α1,
−α2は入力手段17によって選択された値に固定され
ているので、受信信号の各頂点の振幅が小さく、しきい
値+α1,−α2が比較的大きい場合、欠陥に対応した
波形を正確に検出することはできない。したがって、欠
陥に対応した波形を正確に検出するためには、しきい値
+α1,−α2を適切に選ぶ必要があり、その値の選択
には熟練を要する。In the above embodiment, the threshold value + α1,
Since -α2 is fixed to the value selected by the input means 17, if the amplitude of each vertex of the received signal is small and the thresholds + α1 and -α2 are relatively large, the waveform corresponding to the defect is accurately detected. I can't. Therefore, in order to accurately detect a waveform corresponding to a defect, it is necessary to appropriately select the thresholds + α1 and −α2, and the selection of the values requires skill.
【0065】図18は、本発明の実施の他の形態を説明
するための図である。前述のようにメモリ19には、第
2探触子8からの受信信号の時間経過に伴う波形レベル
がデジタル信号に変換してストアされている。本実施の
形態では、しきい値+α1,−α2がこのストアデータ
に基づいて次のようにして演算によって適切な値にそれ
ぞれ設定される。 (1)メモリにストアされている受信信号の波形レベ
ル、すなわち超音波の強度を読出す。 (2)超音波の強度毎の頻度を計数する。 (3)超音波の強度を横軸に頻度を縦軸にして図18の
ようにヒストグラムを描く。 (4)各頻度の総頻度に対する比率R1…Rk(重み係
数)を求める。kは超音波強度のデータ数である。 (5)各比率Rkと、それに対応する超音波強度Zkと
を乗算し、重み付き超音波強度Rk・Zkをそれぞれ求
める。 (6)超音波強度の加重平均値Mを式1によって求め
る。 M=(ΣRk・Zk)/k …(1) (7)超音波強度の標準偏差σを式2によって求める。 σ=√Σ(Rk・Zk−M)2/k …(2) (8)しきい値+α1,−α2をそれぞれ+σ,−σに
設定する。FIG. 18 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. As described above, in the memory 19, the waveform level of the received signal from the second probe 8 with the passage of time is converted into a digital signal and stored. In the present embodiment, the thresholds + α1 and −α2 are respectively set to appropriate values by calculation as follows based on the stored data. (1) Read out the waveform level of the received signal stored in the memory, that is, the intensity of the ultrasonic wave. (2) Count the frequency of each ultrasonic intensity. (3) A histogram is drawn as shown in FIG. 18 with the intensity of the ultrasonic wave on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis. (4) Determine the ratios R 1 ... Rk (weight coefficients) of each frequency to the total frequency. k is the number of ultrasonic intensity data. (5) Each ratio Rk is multiplied by the corresponding ultrasonic intensity Zk to obtain a weighted ultrasonic intensity Rk · Zk. (6) The weighted average value M of the ultrasonic intensity is obtained by Expression 1. M = (ΣRk · Zk) / k (1) (7) The standard deviation σ of the ultrasonic intensity is obtained by Expression 2. σ = √Σ (Rk · Zk−M) 2 / k (2) (8) Set the thresholds + α1 and −α2 to + σ and −σ, respectively.
【0066】さらに本実施の形態では、このようにして
求めたしきい値+α1,−α2と前記各受信信号とが比
較され、前記各受信信号がレベル弁別される。本実施の
形態のその他の構成は、図1〜図17に示す実施の形態
と同一である。Further, in the present embodiment, the thresholds + α1 and −α2 thus obtained are compared with the respective received signals, and the respective received signals are subjected to level discrimination. Other configurations of the present embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIGS.
【0067】このように、しきい値+α1,−α2が前
記ストアデータに基づいて演算によって設定されるの
で、経験が乏しくとも、かつ高度の技術を用いなくても
適正なしきい値を容易に設定することができる。これに
よって、受信された超音波の波形からノイズを確実に除
去することができるとともに、欠陥3の上下端部31,
32から回折してくる波のみを確実に検出することがで
きる。この結果、誤検出を防止することが可能となる。As described above, since the thresholds + α1 and −α2 are set by calculation based on the store data, an appropriate threshold can be easily set even if the user has little experience and does not use advanced technology. can do. This makes it possible to reliably remove noise from the waveform of the received ultrasonic wave, and to set the upper and lower ends 31,
Only the wave diffracted from 32 can be reliably detected. As a result, erroneous detection can be prevented.
【0068】本実施の形態では、ストアデータから得ら
れる統計量のうちから標準偏差を選び、標準偏差に基づ
いて前記しきい値+α1,−α2を設定するように構成
されているけれども、標準偏差に代って他の統計量を選
び、その統計量に基づいて前記しきい値+α1,−α2
を設定するようにしてもよい。また本実施の形態では、
被検査物1の一表面22から他表面23に至るまでの間
で得られた全ての超音波の強度データに基づいてしきい
値+α1,−α2が設定されるように構成されているけ
れども、指定した範囲内の超音波の強度データ、たとえ
ば欠陥3の上端部31から下端部32までの間で得られ
た超音波の強度データに基づいてしきい値+α1,−α
2を設定するように構成してもよい。In the present embodiment, the standard deviation is selected from among the statistics obtained from the store data, and the thresholds + α1 and −α2 are set based on the standard deviation. Is selected in place of the above, and the thresholds + α1, −α2 are selected based on the statistics.
May be set. In the present embodiment,
Although the threshold values + α1 and −α2 are set based on the intensity data of all ultrasonic waves obtained from one surface 22 to the other surface 23 of the inspection object 1, Threshold values + α1, −α based on the intensity data of the ultrasonic wave within the designated range, for example, the ultrasonic wave intensity data obtained from the upper end 31 to the lower end 32 of the defect 3.
2 may be set.
【0069】図19は、本発明の実施のさらに他の形態
を説明するための図であり、図20は図19に示す実施
の形態における変換前後の超音波波形を示す図である。
本実施の形態では、欠陥波形の頂点を検出する前に、欠
陥3からの波形レベル(超音波強度)を増幅して強調
し、ノイズ部分の波形レベルを零または零に近い値にす
るように構成されている。これは計測された波形データ
を予め設定した関数に基づいて変換させることによって
行われる。FIG. 19 is a diagram for explaining still another embodiment of the present invention, and FIG. 20 is a diagram showing ultrasonic waveforms before and after conversion in the embodiment shown in FIG.
In the present embodiment, before detecting the vertex of the defect waveform, the waveform level (ultrasonic intensity) from the defect 3 is amplified and emphasized so that the waveform level of the noise portion becomes zero or a value close to zero. It is configured. This is performed by converting the measured waveform data based on a preset function.
【0070】本実施の形態の変換関数は、図19に示す
ように一次関数であり、計測した超音波強度(以後、計
測データと呼ぶ)が零近傍の範囲δ、すなわち予め定め
る−A12〜+A11間においては、変換後の超音波強
度(以後、変換データと呼ぶ)が零になるように変換
し、計数データが+A11,−A12では変換データが
+L11,−L12になるようにそれぞれ変換し、計測
データが+A11を超える領域、すなわち極性が正の領
域では、計測データが大きくなるにつれて変換データも
正比例して直線的に大きくなるように変換し、計測デー
タが−A12未満の領域、すなわち極性が負の領域では
計測データが小さくなるにつれて変換データも正比例し
て直線的に小さくなるように変換する。The conversion function of the present embodiment is a linear function as shown in FIG. 19, and the measured ultrasonic intensity (hereinafter referred to as measurement data) is in a range δ near zero, that is, −A12 to + A11 which is predetermined. In between, the conversion is performed so that the converted ultrasonic intensity (hereinafter referred to as conversion data) becomes zero, and the conversion data is converted so that the conversion data becomes + L11 and -L12 when the count data is + A11 and -A12, respectively. In the region where the measurement data exceeds + A11, that is, in the region where the polarity is positive, the conversion data is converted so as to increase linearly in direct proportion as the measurement data increases, and the region where the measurement data is less than -A12, that is, the polarity is positive. In the negative region, the conversion data is converted so as to decrease linearly and linearly in proportion to the measurement data.
【0071】計測データが+A11を超える領域および
計測データが−A12未満の領域における各直線の勾
配、換言すれば増幅比は、予め定める値に設定される。
各直線の勾配は、同一でもよく、異なっていてもよい。
本実施の形態では、図19に示すように各直線の勾配は
同一であり、一方の直線は他方の直線の延長線上に存在
し、計測データおよび実測データがともに零である点は
各直線の延長線上に存在する。前記予め定める値である
+A11,−A12の絶対値は、前記最初の波形の振幅
の絶対値未満になるように設定される。本実施の形態に
おける増幅比は、計測データが−A12〜+A11の範
囲においては零以上,1未満に設定され、計測データが
+A11を超える領域または計測データが−A12未満
の領域では1以上に設定される。The gradient of each straight line in the region where the measured data exceeds + A11 and the region where the measured data is less than -A12, in other words, the amplification ratio is set to a predetermined value.
The slope of each straight line may be the same or different.
In the present embodiment, as shown in FIG. 19, the slope of each straight line is the same, one straight line exists on the extension of the other straight line, and the point where both the measurement data and the actually measured data are zero is the point of each straight line. Exists on an extension. The absolute values of the predetermined values + A11 and -A12 are set to be smaller than the absolute value of the amplitude of the first waveform. The amplification ratio in the present embodiment is set to zero or more and less than 1 when the measurement data is in a range of -A12 to + A11, and is set to 1 or more in a region where the measurement data exceeds + A11 or a region where the measurement data is less than -A12. Is done.
【0072】この変換関数を用いることによって、図2
0(1),(2)に示すように波形レベルの高い波形が
増幅されるとともに、図20(1)に示すようなノイズ
を含む波形が図20(2)に示すようなノイズを含まな
い波形に変換される。したがって、いわゆるSN比が高
くなり、欠陥3に対応する超音波波形を正確に検出する
ことができる。また、本実施の形態の変換処理によって
得られる画像は、欠陥3に起因する超音波波形のみが増
幅されて強調されるので、従来人が行っている欠陥の判
別作業を容易に行うことができる。また欠陥の寸法計測
を容易に行うことが可能となる。また本実施の形態で
は、範囲δを規定する+A11,−A12の値は、予め
定める値に設定されているけれども、これらの値として
前記図18の実施の形態において演算で求めたしきい値
+α1,−α2を適用してもよい。本実施の形態のその
他の構成は前記図18に示す実施の形態と同一である。By using this conversion function, FIG.
20 (1) and (2) are amplified, and the waveform including noise as shown in FIG. 20 (1) does not include the noise as shown in FIG. 20 (2). Converted to a waveform. Therefore, the so-called SN ratio increases, and the ultrasonic waveform corresponding to the defect 3 can be accurately detected. Further, in the image obtained by the conversion processing of the present embodiment, only the ultrasonic waveform caused by the defect 3 is amplified and emphasized, so that the defect determination work conventionally performed by a person can be easily performed. . In addition, it is possible to easily measure the size of the defect. Further, in the present embodiment, the values of + A11 and -A12 defining the range δ are set to predetermined values, but as these values, the threshold value + α1 calculated by the embodiment in FIG. , -Α2 may be applied. Other configurations of the present embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG.
【0073】図21は、本発明の実施のさらに他の形態
を説明するための図であり、図22は図21に示す実施
の形態における変換前後の超音波波形を示す図である。
本実施の形態の変換関数は、矩形状に変換する一次関数
であり、計測データが零近傍の範囲δ、すなわち予め定
める−A22〜+A21間においては変換データが零に
なるように変換し、計測データが+A21以上の領域、
すなわち極性が正の領域では変換データが予め定める正
の最大値+L21になるように変換し、計数データが−
A22以下の領域、すなわち極性が負の領域では変換デ
ータが予め定める負の最大値−L22になるように変換
する。この変換関数を用いることによって、図22
(1),(2)に示すように波形レベルの低い最初の波
形の波形レベルも波形レベルの高い波形と同一の波形レ
ベルに変換される。また図22(1)に示すようなノイ
ズを含む波形が図22(2)に示すようなノイズを含ま
ない波形に変換される。したがって、前記最初の波形の
検出を容易に行うことができるとともに、SN比が高く
なり、欠陥3に対応する超音波波形を正確に検出するこ
とができる。FIG. 21 is a diagram for explaining still another embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a diagram showing ultrasonic waveforms before and after conversion in the embodiment shown in FIG.
The conversion function of the present embodiment is a linear function that converts the data into a rectangular shape, and converts the measurement data so that the conversion data becomes zero in a range δ near zero, that is, between −A22 to + A21. Area where data is + A21 or more,
That is, in a region where the polarity is positive, conversion is performed so that the conversion data becomes a predetermined positive maximum value + L21, and the count data becomes -L21.
In the area below A22, that is, in the area where the polarity is negative, conversion is performed so that the conversion data becomes a predetermined negative maximum value -L22. By using this conversion function, FIG.
As shown in (1) and (2), the waveform level of the first waveform having the lower waveform level is also converted to the same waveform level as the waveform having the higher waveform level. Further, a waveform including noise as shown in FIG. 22A is converted into a waveform including no noise as shown in FIG. Therefore, the first waveform can be easily detected, and the SN ratio is increased, so that the ultrasonic waveform corresponding to the defect 3 can be accurately detected.
【0074】また本実施の形態の変換処理によって得ら
れる画像は欠陥3に起因する超音波波形のみが増幅され
て強調されるので、従来人が行っている欠陥の判別作業
を容易に行うことができる。また、欠陥の寸法計測を容
易に行うことが可能となる。また本実施の形態では、範
囲δを規定する+A21,−A22の値は予め定める値
に設定されているけれども、これらの値として前記図1
8の実施の形態において演算で求めたしきい値+α1,
−α2を同様に適用してもよい。本実施の形態のその他
の構成は、前記図19に示す実施の形態と同一である。Further, in the image obtained by the conversion processing of the present embodiment, only the ultrasonic waveform caused by the defect 3 is amplified and emphasized, so that the defect determination work conventionally performed by a person can be easily performed. it can. Further, it is possible to easily measure the size of the defect. Further, in the present embodiment, the values of + A21 and -A22 defining the range δ are set to predetermined values.
In the embodiment of FIG. 8, the threshold value + α1,
-Α2 may be similarly applied. Other configurations of the present embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG.
【0075】図23は、本発明の実施のさらに他の形態
を説明するための図であり、図24は図23に示す実施
の形態における変換前後の超音波波形を示す図である。
本実施の形態の変換関数は、高次元関数であり、変換後
の超音波強度(変換データ)をY、計測した超音波強度
(計測データ)をXとするとき、式3によって表され
る。 Y = aXn+bXn-1+ … +cX+d …(3) ここで、a,b,c,dは係数FIG. 23 is a diagram for explaining still another embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a diagram showing ultrasonic waveforms before and after conversion in the embodiment shown in FIG.
The conversion function of the present embodiment is a high-dimensional function, and is expressed by Equation 3 where the converted ultrasonic intensity (conversion data) is Y and the measured ultrasonic intensity (measurement data) is X. Y = aX n + bX n- 1 + ... + cX + d ... (3) where, a, b, c, d are coefficients
【0076】高次元関数は、次元nおよび係数a,b,
…c,dを任意に設定すれば、希望する変換関数を設定
することが可能となる。したがって、図23に示すよう
にノイズ部分と想定される計測データの絶対値が零近傍
の範囲においては、変換データの絶対値が零または零近
傍の値になるように変換し、欠陥部分と想定される計測
データの絶対値が大きい領域においては、変換データの
絶対値が大きくなるように変換することが可能となる。
変換関数としては、指数関数および対数関数等を適用し
てもよい。The high-dimensional function has a dimension n and coefficients a, b,
By setting c and d arbitrarily, a desired conversion function can be set. Therefore, as shown in FIG. 23, when the absolute value of the measurement data assumed to be a noise portion is in a range near zero, the conversion is performed such that the absolute value of the converted data becomes zero or a value near zero, and the defect portion is assumed to be a defective portion. In a region where the absolute value of the measured data to be obtained is large, the conversion can be performed so that the absolute value of the converted data becomes large.
An exponential function, a logarithmic function, or the like may be applied as the conversion function.
【0077】この変換関数を用いることによって、図2
4(1),(2)に示すように波形レベルの高い波形が
増幅されるとともに、図24(1)に示すようなノイズ
を含む波形が図24(2)に示すようなノイズを含まな
い波形に変換される。したがって、SN比が高くなり、
欠陥3に対応する超音波波形を正確に検出することがで
きる。また本実施の形態の変換処理によって得られる画
像は、欠陥3に起因する超音波波形のみが増幅されて強
調されるので、従来人が行っている欠陥の判別作業を同
様に容易に行うことができる。また欠陥3の寸法計測を
容易に行うことが可能となる。本実施のその他の構成は
前記図21に示す実施の形態と同一である。By using this conversion function, FIG.
4 (1) and (2), the waveform having a high waveform level is amplified, and the waveform including noise as shown in FIG. 24 (1) does not include the noise as shown in FIG. 24 (2). Converted to a waveform. Therefore, the SN ratio increases,
An ultrasonic waveform corresponding to the defect 3 can be accurately detected. Further, in the image obtained by the conversion processing according to the present embodiment, only the ultrasonic waveform caused by the defect 3 is amplified and emphasized, so that the defect determination work conventionally performed by a person can be similarly easily performed. it can. In addition, it is possible to easily measure the size of the defect 3. Other configurations of the present embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG.
【0078】本発明は、溶接部2内の欠陥3を検出する
だけでなく、非破壊検査のために広範囲に実施すること
ができる。The present invention can be widely applied not only for detecting the defect 3 in the weld 2 but also for nondestructive inspection.
【0079】[0079]
【発明の効果】請求項1の本発明によれば、被検査物中
に存在する欠陥3の上端部31および下端部32にそれ
ぞれ対応する受信信号33,34の振動波形が相互に逆
極性である、すなわち位相差が180度であるという特
性を利用し、超音波探傷で得られた超音波の上方から、
欠陥の上端部および下端部の位置を検出し、これによっ
て欠陥の深さ方向の位置、さらには走査方向の位置を知
ることができ、また深さ方向の欠陥高さおよび走査方向
の長さなどを自動的に算出することができるようにな
る。したがって作業者が欠陥の検出作業を行う前述の先
行技術に比べて、高速度に大量のデータを処理すること
が可能であり、欠陥の誤検出を防ぎ、精度のよい計測が
可能になる。こうして作業者は熟練を必要とすることな
く、被検査物内の欠陥を自動的に検出することができ、
さらに欠陥寸法計測を、短時間で行うことができ、効率
がよい。According to the first aspect of the present invention, the oscillation waveforms of the reception signals 33 and 34 corresponding to the upper end 31 and the lower end 32 of the defect 3 existing in the inspection object have opposite polarities. There is, that is, utilizing the characteristic that the phase difference is 180 degrees, from above the ultrasonic wave obtained by ultrasonic flaw detection,
By detecting the positions of the upper and lower ends of the defect, the position of the defect in the depth direction and the position of the defect in the scanning direction can be known, and the height of the defect in the depth direction and the length in the scanning direction can be determined. Can be automatically calculated. Therefore, it is possible to process a large amount of data at a higher speed than in the above-described prior art in which an operator performs a defect detection operation, prevent erroneous detection of a defect, and perform accurate measurement. Thus, the worker can automatically detect the defect in the inspection object without requiring skill,
Furthermore, defect size measurement can be performed in a short time, and the efficiency is high.
【0080】請求項2の本発明によれば、欠陥の上端部
および下端部に対応する振動波形である受信信号の極性
が交互に逆となる連続する複数の波形によって、上端部
および下端部32の波形を検出するので、ノイズなどに
よる誤検出をさらに確実に防ぐことができる。According to the second aspect of the present invention, the upper end portion and the lower end portion are formed by a plurality of continuous waveforms in which the polarity of the received signal, which is the vibration waveform corresponding to the upper end portion and the lower end portion of the defect, is alternately reversed. , The erroneous detection due to noise or the like can be more reliably prevented.
【0081】請求項3の本発明によれば、欠陥の上端部
31および下端部32の波形検出のために、各受信信号
のピークである頂点を検出し、この各頂点を上端部31
および下端部32に対応する極性をそれぞれ有するしき
い値でレベル弁別し、上端部および下端部に対応する頂
点P1,P11を判別するので、上端部および下端部の
検出を比較的簡単な構成で確実に行うことができるよう
になる。According to the third aspect of the present invention, in order to detect the waveforms of the upper end portion 31 and the lower end portion 32 of the defect, the vertexes which are the peaks of the received signals are detected, and these vertexes are detected by the upper end portion 31.
Level discrimination is performed with threshold values having polarities corresponding to the lower and upper ends 32, respectively, and the vertices P1 and P11 corresponding to the upper and lower ends are determined. Therefore, the detection of the upper and lower ends is performed with a relatively simple configuration. It can be performed reliably.
【0082】請求項4の本発明によれば、陰極線管、液
晶表示パネルまたはプリンタなどによって、被検査物の
走行方向に沿う表面からの欠陥の深さの位置を、2次元
表示面上で容易に検査して知ることができるようにな
る。According to the fourth aspect of the present invention, the position of the depth of the defect from the surface along the running direction of the inspection object can be easily determined on the two-dimensional display surface by the cathode ray tube, the liquid crystal display panel, the printer, or the like. You will be able to know by inspection.
【0083】請求項5の本発明によれば、受信された超
音波の強度および頻度に基づいて波形の頂点を抽出する
ためのしきい値が演算によって設定されるので、経験が
乏しくても、かつ高度な技術を用いなくても適正なしき
い値を容易に設定することができる。これによって、受
信された超音波の波形からノイズを除去することができ
るとともに、欠陥の上下端部から回折してくる波のみを
確実に検出することが可能となる。According to the fifth aspect of the present invention, the threshold value for extracting the peak of the waveform is set by calculation based on the intensity and frequency of the received ultrasonic wave. In addition, an appropriate threshold can be easily set without using advanced technology. This makes it possible to remove noise from the waveform of the received ultrasonic wave and to reliably detect only the waves diffracted from the upper and lower ends of the defect.
【0084】請求項6の本発明によれば、欠陥波形の頂
点の検出を行う前に、欠陥からの超音波であると想定さ
れる波形レベルを増幅して強調し、ノイズ部分であると
想定される波形レベルを零または零近傍になるように変
換する処理が行われるので、欠陥に対応した超音波波形
を正確に検出することができる。またこのような変換処
理によって得られる画像は、欠陥に起因する波形のみが
強調された形で表示されるので、欠陥の寸法計測を容易
に行うことが可能となる。According to the sixth aspect of the present invention, before detecting the vertex of the defect waveform, the waveform level assumed to be the ultrasonic wave from the defect is amplified and emphasized, and the noise level is assumed to be the noise portion. Since the process of converting the waveform level to be performed to be zero or near zero is performed, the ultrasonic waveform corresponding to the defect can be accurately detected. Further, the image obtained by such a conversion process is displayed in a form in which only the waveform caused by the defect is emphasized, so that the dimension measurement of the defect can be easily performed.
【図1】本発明の実施の一形態の全体の電気的構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall electrical configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】探傷手段4によって被検査物1の被検査領域2
を探査する頂点を示す斜視図である。FIG. 2 shows the inspection area 2 of the inspection object 1 by the flaw detection means 4;
It is a perspective view which shows the vertex which explores.
【図3】第1および第2の探触子7,8を用いて溶接部
2内の欠陥3を検出する動作を説明するための簡略化し
た断面図である。FIG. 3 is a simplified cross-sectional view for explaining an operation of detecting a defect 3 in a welded portion 2 using first and second probes 7, 8.
【図4】表示出力手段21によって出力される2次元表
示画面36の或る表示態様を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a certain display mode of a two-dimensional display screen 36 output by a display output unit 21.
【図5】第1および第2探触子7,8の動作を説明する
ための波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the first and second probes 7 and 8;
【図6】表示出力手段21によって得られる2次元表示
面36の他の表示態様を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another display mode of the two-dimensional display surface obtained by the display output unit.
【図7】処理回路16の動作を説明するためのフローチ
ャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 16;
【図8】欠陥3が被検査物1の一表面22から深さ方向
25に延びて存在するときにおける状態を示す簡略化し
た断面図である。FIG. 8 is a simplified cross-sectional view showing a state when a defect 3 extends from one surface 22 of the inspection object 1 in a depth direction 25.
【図9】第2探触子8から導出される欠陥3の上端部に
対応する受信信号33と下端部32に対応する受信信号
34とを示す波形図である。9 is a waveform diagram showing a reception signal 33 corresponding to the upper end of the defect 3 derived from the second probe 8 and a reception signal 34 corresponding to the lower end 32. FIG.
【図10】表示出力手段21の表示面36に表示される
他の表示態様を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another display mode displayed on the display surface of the display output unit.
【図11】第1検出動作モードによって欠陥3の上端部
31を検出するための処理回路16の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of the processing circuit 16 for detecting the upper end portion 31 of the defect 3 in the first detection operation mode.
【図12】第2検出動作モードによって欠陥3の上端部
31を検出するための処理回路16の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of the processing circuit 16 for detecting the upper end portion 31 of the defect 3 in the second detection operation mode.
【図13】第3検出動作モードによって欠陥3の上端部
31を検出するための処理回路16の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of the processing circuit 16 for detecting the upper end portion 31 of the defect 3 in the third detection operation mode.
【図14】第1検出動作モードによって欠陥3の下端部
32を検出するための処理回路16の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation of the processing circuit 16 for detecting the lower end 32 of the defect 3 in the first detection operation mode.
【図15】第2検出動作モードによって欠陥3の下端部
32を検出するための処理回路16の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating an operation of the processing circuit 16 for detecting the lower end 32 of the defect 3 in the second detection operation mode.
【図16】第3検出動作モードによって欠陥3の下端部
32を検出するための処理回路16の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 16 is a flowchart illustrating an operation of the processing circuit 16 for detecting the lower end 32 of the defect 3 in the third detection operation mode.
【図17】欠陥3の上端部31に対応する受信信号33
にノイズ73が混入している状態で、上端部31を正確
に検出する動作を説明するための波形図である。17 shows a reception signal 33 corresponding to the upper end 31 of the defect 3. FIG.
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an operation of accurately detecting the upper end portion 31 in a state where noise 73 is mixed in the upper part of FIG.
【図18】本発明の実施の他の形態を説明するための図
である。FIG. 18 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention.
【図19】本発明の実施のさらに他の形態を説明するた
めの図である。FIG. 19 is a diagram for explaining still another embodiment of the present invention.
【図20】図19に示す実施の形態における変換前後の
超音波波形を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing ultrasonic waveforms before and after conversion in the embodiment shown in FIG. 19;
【図21】本発明の実施のさらに他の形態を説明するた
めの図である。FIG. 21 is a view for explaining still another embodiment of the present invention.
【図22】図21に示す実施の形態における変換前後の
超音波波形を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing ultrasonic waveforms before and after conversion in the embodiment shown in FIG. 21;
【図23】本発明の実施のさらに他の形態を説明するた
めの図である。FIG. 23 is a view for explaining still another embodiment of the present invention.
【図24】図23に示す実施の形態における変換前後の
超音波波形を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing ultrasonic waveforms before and after conversion in the embodiment shown in FIG. 23;
1 被検査物 2 溶接部 3 欠陥 4 探傷手段 7 第1探触子 8 第2探触子 11 走査方向 14 超音波探傷器 15 アナログ/デジタル変換器 16 処理回路 17 入力回路 18 走査位置検出手段 19 メモリ 21 表示出力手段 31 上端部 32 下端部 33 上端部31の受信信号 34 下端部32の受信信号 63〜66 カーソル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection object 2 Weld part 3 Defect 4 Flaw detection means 7 First probe 8 Second probe 11 Scanning direction 14 Ultrasonic flaw detector 15 Analog / Digital converter 16 Processing circuit 17 Input circuit 18 Scanning position detection means 19 Memory 21 Display output means 31 Upper end 32 Lower end 33 Received signal of upper end 31 Received signal of lower end 32 63 to 66 Cursor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500044928 東洋焼鈍株式会社 大阪府大阪市中央区北久宝寺町2丁目3番 6号 (71)出願人 597167748 財団法人新産業創造研究機構 兵庫県神戸市中央区港島南町1丁目5番2 号 (72)発明者 井川 敏之 兵庫県神戸市兵庫区駅前通5丁目3番14号 株式会社アイ・エム・シー内 (72)発明者 福永 功 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川重検査サービス株式会社内 (72)発明者 辻田 繁和 大阪府大阪市淀川区宮原1丁目18番11号 ダイヤ電子応用株式会社内 (72)発明者 山崎 敏朗 大阪府大阪市中央区北久宝寺町2丁目3番 6号 東洋焼鈍株式会社内 (72)発明者 緒方 隆昌 兵庫県神戸市中央区港島南町1丁目5番2 号 財団法人新産業創造研究機構内 (72)発明者 平澤 英幸 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 神岡 光浩 兵庫県神戸市中央区東川崎町3丁目1番1 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 Fターム(参考) 2G047 AA07 AB07 BB02 BC07 GA13 GA19 GB03 GG06 GG09 GG19 GG33 GG37 GH02 GH03 GH04 GH07 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (71) Applicant 500044928 Toyo Annealing Co., Ltd. 2-3-6 Kitakyuhoji-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka (71) Applicant 597167748 New Industrial Creation Research Organization Kobe-shi, Hyogo 1-2-2, Minatomachi, Minatoshima-ku, Ward (72) Inventor Toshiyuki Igawa 5-14-14 Ekimae-dori, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo IMC Co., Ltd. (72) Isao Fukunaga Chuo, Kobe-shi, Hyogo 3-1-1, Higashikawasaki-cho, Ward, Kawageshi Inspection Service Co., Ltd. (72) Inventor Shigekazu Tsujita 1-1-18-11, Miyahara, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Japan Diamond Electronics Application Co., Ltd. (72) Toshio Yamazaki, Osaka 2-3-6 Kitakyuhoji-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Japan Toyo Annealing Co., Ltd. (72) Takamasa Ogata 1-chome, Minatojima-minamicho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo No. 2 Inside the New Industrial Creation Research Organization (72) Inventor Hideyuki Hirasawa 3-1-1 Higashi Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Plant of Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Mitsuhiro Kamioka Kobe City, Hyogo Prefecture 3-1-1 Higashi Kawasaki-cho, Chuo-ku Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Kobe Plant F-term (reference) 2G047 AA07 AB07 BB02 BC07 GA13 GA19 GB03 GG06 GG09 GG19 GG33 GG37 GH02 GH03 GH04 GH07
Claims (6)
の探触子と、 第1探触子から間隔をあけて配置され、被検査物からの
欠陥による超音波を受信する第2の探触子とを有し、 欠陥の上端部に対応する受信信号の最初の波形は、一方
極性を有し、 欠陥の下端部に対応する受信信号の最初の波形は、他方
極性を有する探傷手段と、 (b)第2探触子の出力に応答し、欠陥の上端部と下端
部とにそれぞれ対応する各受信信号を、識別する受信信
号識別手段と、 (c)受信信号識別手段の出力に応答し、 上端部の受信信号のうち、前記一方極性を有する最初の
波形を検出するとともに、 下端部の受信信号のうち、前記他方極性を有する最初の
波形を検出する波形検出手段とを含むことを特徴とする
超音波探傷装置。1. A first method for transmitting an ultrasonic wave to an object to be inspected.
And a second probe which is arranged at an interval from the first probe and receives ultrasonic waves due to a defect from the inspection object, and receives a signal corresponding to the upper end of the defect. A first waveform of the signal having one polarity; a first waveform of the received signal corresponding to the lower end of the defect; flaw detection means having the other polarity; and (b) responding to the output of the second probe; (C) responding to the output of the received signal identification means, and identifying one of the received signals corresponding to the upper end and the lower end of the defect. An ultrasonic flaw detector which detects a first waveform having the other polarity and detects a first waveform having the other polarity in the received signal at the lower end.
なって連続する複数の波形のうち、最初の波形をそれぞ
れ検出することを特徴とする請求項1記載の超音波探傷
装置。2. A waveform detecting means for detecting an initial waveform among a plurality of continuous waveforms having opposite polarities alternately in respective received signals at an upper end portion and a lower end portion. Item 7. An ultrasonic flaw detector according to Item 1.
性毎にそれぞれ予め定めるしきい値+α1,−α2でレ
ベル弁別するレベル弁別手段と、 レベル弁別手段の出力に応答し、前記各最初の波形に対
応する頂点を検出する頂点判別手段とを含むことを特徴
とする請求項1または2記載の超音波探傷装置。3. A waveform detecting means, comprising: a vertex detecting means for detecting a vertex of each of the received signals; and a response to an output of the vertex detecting means, the level of each vertex being set to a predetermined threshold value + α1 for each polarity. 3. A level discriminating means for discriminating a level by using .alpha., -.Alpha.2, and vertex discriminating means for detecting a vertex corresponding to each of the first waveforms in response to an output of the level discriminating means. Ultrasonic flaw detector.
行うとともに、波形検出手段が波形検出の動作を行い、 波形検出手段と走査位置検出手段との出力に応答し、被
検査物の表面からの深さ方向の位置と、走査方向の位置
とを、2次元表示面に表示する表示出力手段を含むこと
を特徴とする請求項1〜3のうちの1つに記載の超音波
探傷装置。4. The flaw detection means is movable in the scanning direction, has scanning position detection means for detecting a position in the scanning direction, and for each scanning position, the reception signal identification means performs the identification operation. The waveform detecting means performs a waveform detecting operation, and responds to the outputs of the waveform detecting means and the scanning position detecting means to determine the position in the depth direction from the surface of the inspection object and the position in the scanning direction in two dimensions. The ultrasonic flaw detector according to any one of claims 1 to 3, further comprising display output means for displaying on a display surface.
に伴う波形レベルをデジタル信号に変換してストアする
メモリと、 メモリにストアされた波形レベルが表す受信された超音
波の強度毎の頻度を計数する計数手段と、 受信された超音波の強度および頻度に基づいて前記しき
い値+α1,−α2を演算する演算手段と、 演算手段からの出力に応答し、前記各受信信号をレベル
弁別する比較手段とを含むことを特徴とする請求項3ま
たは4記載の超音波探傷装置。5. The memory according to claim 5, wherein the level discriminating means is responsive to an output of the received signal discriminating means for converting a waveform level of the received signal over time into a digital signal and storing the digital signal. Counting means for counting the frequency for each intensity of the received ultrasonic waves, calculating means for calculating the thresholds + α1, -α2 based on the intensity and frequency of the received ultrasonic waves, and output from the calculating means The ultrasonic flaw detector according to claim 3 or 4, further comprising a comparing means for performing level discrimination of each of the received signals in response to the signal.
られ、各受信信号の波形レベルが前記最初の波形の振幅
未満である予め定める波形レベル未満では、出力信号の
波形レベルを零または零に近い値とし、各受信信号の波
形レベルが前記予め定める波形レベル以上では、予め定
める利得で増幅する増幅手段をさらに含むことを特徴と
する請求項1〜5のいずれかに記載の超音波探傷装置。6. The waveform detection means is provided with each of the received signals and provided at a stage prior to the vertex detection means. If the waveform level of each received signal is less than a predetermined waveform level less than the amplitude of the first waveform, And amplifying means for amplifying with a predetermined gain when the waveform level of the output signal is zero or a value close to zero, and when the waveform level of each received signal is equal to or higher than the predetermined waveform level. 5. The ultrasonic flaw detector according to any one of 5.
Priority Applications (1)
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