JP2001255310A - バースト波を用いた超音波探傷方法および装置 - Google Patents

バースト波を用いた超音波探傷方法および装置

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JP2001255310A
JP2001255310A JP2000067110A JP2000067110A JP2001255310A JP 2001255310 A JP2001255310 A JP 2001255310A JP 2000067110 A JP2000067110 A JP 2000067110A JP 2000067110 A JP2000067110 A JP 2000067110A JP 2001255310 A JP2001255310 A JP 2001255310A
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burst wave
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wave
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Yuji Matsumoto
優二 松本
Nobuo Awamura
宣夫 阿波村
Yoji Takasu
洋司 高須
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査表面が粗く、内部の結晶粒が粗大で、
かつ音波の散乱減衰が大きい、超音波探傷が比較的困難
な被検体に対して好適な、バースト波を用いた超音波探
傷方法を提供する。 【解決手段】 正弦波の波高頂部を水平にカットしたよ
うな特定波形のバースト波を発生させる電器信号生成工
程と、この工程からの信号を増幅して探触子10に送信
する工程と、この信号に基いて探触子10および接触媒
体を介して被検体12内にバースト波を投射してこの被
検体12からの反射波を受信する工程と、探触子10か
らの信号を処理する工程と、処理した信号を表示器1に
表示して欠陥の有無、位置、大きさ等を判断する工程と
を有すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バースト波を用い
た超音波探傷方法および装置に係り、特に被検査表面が
粗く、また内部の結晶粒が粗大で音波の散乱減衰が大き
くて超音波探傷が比較的困難な被検体に対して好適な、
バースト波を用いた超音波探傷方法および装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の超音波探傷装置の概要を図3に示
す。超音波発生回路3で発生した超音波発生用信号は、
増幅器内蔵送信器5において適当な大きさに増幅されて
探触子10に送られ超音波を発生する。この超音波は被
検体12の表面に塗布された水、グリセリンなどの接触
媒質18を介して被検体内に投射される。
【0003】投射された超音波(パルス)は被検体12
の底面12aにて反射し、反射エコーとして探触子10
に受信される。一方、被検体内に欠陥15が存在すると
きは、これに当たって超音波エコー信号として反射し探
触子10で受信される。受信されたエコー信号は増幅器
を内蔵した受信器2で増幅され、信号処理部14で処理
され、オシロスコープなどの受信信号表示部1において
エコー信号波として表示され、欠陥の有無、位置および
大きさが判断される。
【0004】ところが被検体が鉄鋳物のように、内部の
結晶粒が粗大である場合は、被検体内に投射された超音
波は結晶粒による散乱減衰が大きく、反射エコーが欠陥
部からのものか、ノイズ波なのかの識別がむずかしく、
鋳物についての探傷経験を積み、知識、技術を持った者
でないと欠陥の識別が困難で、欠陥の見落としなど誤っ
た判定をすることがある。さらに、鋳物などのように被
検体の表面が粗い場合は探触子と被検体との接触性が不
良となり易く、欠陥探知の再現性や探傷性能の低下な
ど、良好な探傷結果が得られないという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題点を解決し、被検査体内の結晶粒が粒大
であっても正確な探傷識別性能を有し、また被検体の表
面が粗くて探触子との接触性が悪くても、高い探傷性能
を発揮することができる超音波探傷方法および装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本願の第1の手段は、 (1)内部結晶粒が粗大な被検体の超音波探傷方法にお
いて、特定波形のバースト波を発生させるための電気信
号生成工程と、該工程より得られたバースト波発生用電
気信号を探触子に送る工程と、このバースト波発生用電
気信号に基づいて探触子と接触媒質を介して被検体内に
バースト波を投射させ、かつ被検体からの反射波を受信
する工程と、上記探触子による受信信号を処理して表示
部に表示する工程とを備えたことを特徴とするバースト
波を用いた超音波探傷方法。
【0007】(2)被検面が粗く、かつ内部結晶粒が粗
大な被検体の超音波探傷装置において、ノイズ信号との
識別容易な特定波形のバースト波を発生させるための信
号発生手段と、該手段からのバースト波発生用信号に基
づいて接触媒質を介して被検体内にバースト波を投射さ
せ、かつ被検体からの反射波を受信する探触子と、上記
探触子からの受信信号を処理して表示部に表示する手段
と、上記探触子を内部に保持し、かつ探触子を被検面に
対して押付ける探触子ホルダー手段と、該探触子ホルダ
ー手段の先端外周に設けられた接触媒質保持用カバー手
段と、探触子が被検面に押付けられた際に上記ホルダー
手段とカバー手段で囲まれた内部に接触媒質を送給する
手段とを備えたことを特徴とするバースト波を用いた超
音波探傷装置。
【0008】(3)(2)において、探触子による被検
体へのバースト波投射角度を調整する手段を設けたこと
を特徴とするバースト波を用いた超音波探傷装置。
【0009】(4)被検面が粗く、かつ内部結晶粒が粗
大な被検体の超音波探傷装置において、特定波形のバー
スト波を発生させるための信号生成手段と、該手段から
のバースト波発生信号に基づいて接触媒質を介して被検
体内にバースト波を投射させ、かつ被検体からの反射波
を受信する探触子と、上記探触子からの受信信号を処理
して表示部に表示する手段と、上記探触子と被検体の間
に介在して接触媒質を構成するゲルシートとを備えたこ
とを特徴とするバースト波を用いた超音波探傷装置。
【0010】(5)(4)において、上記ゲルシートを
被検体表面に押圧して、ゲルシートの厚さを所定値に保
持するゲルシート押え治具を備えたことを特徴とするバ
ースト波を用いた超音波探傷装置、で構成されている。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1により説
明する。図1の装置において、1はオシロスコープなど
のような受信信号表示部、2は増幅器を内蔵した受信
器、3は超音波発生回路、4はバースト波発生回路、5
は増幅器を内蔵した送信器、6はポンプ、7はホース、
8は水タンク、9は探触子ホルダー、10は探触子、1
1は水保持カバー、12は被検体、13は探触子の角度
調整ネジ、14は信号処理部である。
【0012】図1において、超音波発生回路3により発
生させた超音波発生信号をバースト波発生回路4に送
る。バースト波発生回路4では一定の振幅で整った特殊
波形を持つバースト波発生用信号に変換する。バースト
波発生信号は、例えば正弦波形の波高頂部付近を水平に
カットした波形、または鋸波状の三角波形のように、探
傷試験時に外部要因によって侵入してくるノイズ信号と
容易に識別できるような波形を持つバースト波を発生さ
せる信号であればよい。
【0013】このバースト波発生信号は増幅器を備えた
送信器5に送られ、強いエネルギーを持つバースト波発
生信号となって探触子10に送信される。探触子10は
角度調整用ネジ13により、下部が開放した箱状または
筒状の探触子ホルダー9に取付けられており、この探触
子ホルダー9を被検体12に押付けることにより探触子
10のバースト波投射面が被検体12に押付けられる。
【0014】探触子ホルダー9の先端部周囲には水保持
カバー11が取付けられており、探触子10を被検体に
12押付けた際に探触子ホルダー9の先端部と被検体1
2の被検面との間に介在して水封作用をする。水タンク
8内の水がポンプ6、送水用ホース7を介して探触子ホ
ルダー9内に送水される。したがって、探触子10の先
端投射面と被検体12の被検面にはその凹凸による隙間
部分を含めて、接触媒体である水が介在している。
【0015】したがって、増幅器内蔵送信器5から送ら
れた前記バースト波発生用信号は、探触子10に内蔵さ
れた水晶やセラミックスなどによりバースト波に変換さ
れて、探触子10の先端投射部から接触媒質用水を介し
て被検体12内に投射される。被検体12からの反射波
は探触子10で受信され、増幅器内蔵の受信器2を介し
て信号処理部14に送られ信号処理された後、受信エコ
ー信号表示部1にて表示され、欠陥の有無、その大き
さ、位置が判定される。
【0016】本実施例では投射バースト波に特定の周波
数および波形のバースト波を使用するので、欠陥部から
の反射波とノイズ波との識別が容易である。また、高エ
ネルギーのバースト波を使用するので、粗大な結晶粒を
含む鋳物の被検体であっても、判定容易な有効な反射波
を得ることができる。また、図1に示すように、角度調
整用ネジ13により探触子10から被検体12へのバー
スト波の投射角度を状況に応じて調整することができる
ので、試験作業が容易であるとともに投射角度の異なる
多数の探触子を装備する必要がない。
【0017】本発明の他の実施例を図2に示す。図2の
装置において、図1に示した実施例と異なるところは、
探触子10と被検体12との間に介在する接触媒質とし
てゲルシート17を使用する点にある。ゲルシート17
はゴム状の柔軟なシートである。本実施例においては、
増幅された前記バースト波は、探触子10から被検体1
2の表面の凹凸形状に応じて変形密着したゲルシート1
7を介して被検体12に投射される。
【0018】なお、ゲルシート17のつぶれ量によりバ
ースト波の伝達時間軸が変動するのに対処するため、ゲ
ルシート押え治具16を使用することにより、ゲルシー
ト17のつぶれ量を一定にする。これにより時間軸が変
化することなく定量的な探傷試験を行うことができる。
ゲルシート押さえとしては、上部が探触子に接触し、下
部が開放したテーブル状体、または箱状体、または筒状
体の構成のものを使用することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、超音波探傷への特定波
形のバースト波の適用を行うことにより、結晶粒が粗大
で超音波の散乱による音波の減衰の大きい製品に対する
探傷性能が向上する。また、鋳物など被検体表面が粗
く、探触子との直接の接触性が悪い被検体に対しても、
接触性を改善して良好な送受信による、探傷性能の向上
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の説明図。
【図2】本発明の他の実施例の説明図。
【図3】従来技術の説明図。
【符号の説明】
1…受信信号表示部、2…増幅器内蔵受信器、3…超音
波発生回路、4…バースト波発生回路、5…増幅器内蔵
送信器、6…ポンプ、7…水ホース、8…水タンク、9
…探触子ホルダー、10…探触子、11…水保持カバ
ー、12…被検体、12a…被検体底部、13…角度調
整用ネジ、14…信号処理部、15…欠陥、16…ゲル
シート押え治具、17…ゲルシート、18…接触媒質。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高須 洋司 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内 Fターム(参考) 2G047 AA07 BB02 BC07 GB35 GB38 GE04 GF08 GG15

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部結晶粒が粗大な被検体の超音波探傷
    方法において、特定波形のバースト波を発生させるため
    の電気信号生成工程と、該工程より得られたバースト波
    発生用電気信号を探触子に送る工程と、このバースト波
    発生用電気信号に基づいて探触子と接触媒質を介して被
    検体内にバースト波を投射させ、かつ被検体からの反射
    波を受信する工程と、上記探触子による受信信号を処理
    して表示部に表示する工程とを備えたことを特徴とする
    バースト波を用いた超音波探傷方法。
  2. 【請求項2】 被検面が粗く、かつ内部結晶粒が粗大な
    被検体の超音波探傷装置において、ノイズ信号との識別
    容易な特定波形のバースト波を発生させるための信号発
    生手段と、該手段からのバースト波発生用信号に基づい
    て接触媒質を介して被検体内にバースト波を投射させ、
    かつ被検体からの反射波を受信する探触子と、上記探触
    子からの受信信号を処理して表示部に表示する手段と、
    上記探触子を内部に保持し、かつ探触子を被検面に対し
    て押付ける探触子ホルダー手段と、該探触子ホルダー手
    段の先端外周に設けられた接触媒質保持用カバー手段
    と、探触子が被検面に押付けられた際に上記ホルダー手
    段とカバー手段で囲まれた内部に接触媒質を送給する手
    段とを備えたことを特徴とするバースト波を用いた超音
    波探傷装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、探触子による被検体
    へのバースト波投射角度を調整する手段を設けたことを
    特徴とするバースト波を用いた超音波探傷装置。
  4. 【請求項4】 被検面が粗く、かつ内部結晶粒が粗大な
    被検体の超音波探傷装置において、特定波形のバースト
    波を発生させるための信号生成手段と、該手段からのバ
    ースト波発生信号に基づき接触媒質を介して被検体内に
    バースト波を投射させ、かつ被検体からの反射波を受信
    する探触子と、上記探触子からの受信信号を処理して表
    示部に表示する手段と、上記探触子と被検体の間に介在
    して接触媒質を構成するゲルシートとを備えたことを特
    徴とするバースト波を用いた超音波探傷装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、上記ゲルシートを被
    検体表面に押圧して、ゲルシートの厚さを所定値に保持
    するゲルシート押え治具を備えたことを特徴とするバー
    スト波を用いた超音波探傷装置。
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