JP2003028845A - フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置 - Google Patents
フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置Info
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Abstract
に行う。 【解決手段】 送信グループ13の探触子群12と受信
グループ14の探触子群12とをペアに構成し、反射波
19が受信された受信グループ14の探触子群12を演
算処理部16で対応させて解析し、面反射エコーを用い
て略垂直に存在する欠陥20の高さを正確に評価すし、
先端の形状に拘らず欠陥20の定量化を容易に行う。
Description
よる探傷方法及び探傷装置に関し、面反射波を用いて欠
陥の高さを評価するようにしたものである。
における配管等の欠陥を非破壊検査により検出する場合
に超音波探傷が適用される。従来の超音波探傷の一例と
して、TOFD(Time Flight Diffraction )法と称さ
れる技術が知られている。TOFD法は、送信プローブ
と受信プローブを対向配置させ、表面波、底面波及び欠
陥端部からの回析波の伝搬時間の差から欠陥の高さを計
測して欠陥を定量化するようにしたものである。
欠陥の端部からの回析波を検出して路程差により求めて
いるため、欠陥の形状によっては欠陥の端部からの回析
波が非常に小さくなることがあった。このため、雑音等
があると回析波を検出し難い場合があり、欠陥の定量化
が困難になる虞があった。
で、形状等に拘らず容易に欠陥の定量化が行えるフェー
ズドアレイによる探傷方法及び探傷装置を提供すること
を目的とする。
明のフェーズドアレイによる探傷方法は、多数の探触子
をアレイ状に配設してフェーズドアレイ探触子を形成
し、多数の探触子を1個もしくは複数個づつに分けた探
触子群を複数組形成し、各探触子群を順次切り換えて超
音波を送出し、受信手段で超音波の反射波を受信すると
共に、受信された反射波に対応する超音波を送出した探
触子群を特定することで、傷の高さを評価することを特
徴とする。
触子の一部もしくは全ての探触子が切り換えられて形成
されることを特徴とする。
ズドアレイによる探傷方法は、多数の探触子をアレイ状
に配設してフェーズドアレイ探触子を形成し、多数の探
触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子群を複数
組形成し、各探触子群を順次切り換えて超音波を送出
し、受信手段で超音波の反射波を受信すると共に、受信
された反射波に対応する超音波を送出した探触子群を特
定することで、傷の高さを評価することを特徴とする。
触子の一部もしくは全ての探触子が切り換えらて形成さ
れることを特徴とする。
ズドアレイによる探傷方法は、多数の探触子をアレイ状
に配設してフェーズドアレイ探触子を形成し、多数の探
触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子群を複数
組形成し、探触子群を送信探触子グループと受信探触子
グループとに分割し、送信探触子グループを順次切り換
えて超音波を送出し、受信探触子グループを順次切り換
えて受信モードとし、超音波を送出した送信探触子グル
ープの探触子群と反射波を受信する受信探触子グループ
の探触子群とを対応させることで傷の高さを評価するこ
とを特徴とする。
ズドアレイによる探傷方法は、多数の探触子をアレイ状
に配設してフェーズドアレイ探触子を形成し、多数の探
触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子群を複数
組形成し、各探触子群を送信探触子グループと受信探触
子グループとに分割し、送信探触子グループを順次切り
換えて超音波を送出し、受信探触子グループを切り換え
て受信モードとし、超音波を送出した送信探触子グルー
プの探触子群と反射波を受信した受信探触子グループの
探触子群とを特定することで傷の高さ及び状況を評価す
ることを特徴とする。
子グループは、全ての探触子が切り換えられて交互に形
成されることを特徴とする。
多数の探触子をアレイ状に配設すると共に多数の探触子
を1個もしくは複数個づつに分けて探触子群を複数組形
成し各探触子群を順次切り換えて超音波を送出するフェ
ーズドアレイ探触子と、超音波の反射波を受信する受信
手段と、受信手段で受信された反射波に対応した超音波
を送出したフェーズドアレイ探触子の探触子群を特定す
ることで傷の高さを評価する制御手段とを備えたことを
特徴とする。
置は、多数の探触子をアレイ状に配設する共に多数の探
触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子群を複数
組形成し各探触子群を順次切り換えて超音波の反射波を
受信するフェーズドアレイ探触子と、超音波を送出する
送信手段と、反射波を受信したフェーズドアレイ探触子
の探触子群を特定することで傷の高さを評価する制御手
段とを備えたことを特徴とする。
置は、多数の探触子をアレイ状に配設すると共に多数の
探触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子群を複
数組形成する一方、探触子群を送信探触子グループと受
信探触子グループとに分割し、送信探触子グループを順
次切り換えて超音波を送出し、受信探触子グループを順
次切り換えて受信モードとするフェーズドアレイ探触子
と、超音波を送出した送信探触子グループの探触子群と
反射波を受信する受信探触子グループの探触子群とを対
応させることで傷の高さを評価する制御装置とを備えた
ことを特徴とする。
置は、多数の探触子をアレイ状に配設すると共に多数の
探触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子群を複
数組形成する一方、探触子群を送信探触子グループと受
信探触子グループとに分割し、送信探触子グループを順
次切り換えて超音波を送出し、受信探触子グループを順
次切り換えて受信モードとするフェーズドアレイ探触子
と、超音波を送出した送信探触子グループの探触子群と
反射波を受信する受信探触子グループの探触子群とを特
定することで傷の高さ及び状況を評価する制御装置とを
備えたことを特徴とする。
基づき詳細に説明する。
用するものである。そこで、このフェーズドアレイ法を
図1に基づき説明しておく。図1にはフェーズドアレイ
法の原理を表す概念を示してある。
は、複数の超音波の探触子1をアレイ状に配設してなる
フェーズドアレイ探触子Iを用い、このフェーズドアレ
イ探触子Iの各探触子1からそれぞれ発信する超音波の
送信波3の遅延時間DTを電気的に適宜設定して、各送
信波3の位相をずらすことにより、その合成波面3aの
進行方向(超音波入射方向:入射角D)を所望の方向に
調整するものである。かかるフェーズドアレイ法を用い
れば、超音波発信の遅延時間の設定を調整するだけで容
易に入射角を変えることができ、送信波3の入射角を変
える超音波探傷が非常に有効なものとなる。
角を任意に変化させることにより被探傷部材2の内部の
広い範囲を超音波の送信波3でスキャンすることがで
き、また送信波3を任意の方向に収束させることもでき
るからである。かかる関係は、フェーズドアレイ探触子
1を受信モードとした場合にも同様である。即ち、受信
側のフェーズドアレイ探触子Iの各探触子1における受
信のタイミングを制御することで広い範囲の反射波を検
出することができる。
説明する。図1には本発明の第1実施形態例に係る探傷
装置により探傷方法を実施している状態の概略を示して
ある。
11は多数(例えば128ch)の探触子(エレメン
ト)がアレイ状に配置され、多数の探触子は1個もしく
は複数個づつが一組とされて探触子群12が複数組形成
されている。探触子群12は中央から左右に送信グルー
プ13及び受信グループ14とに分割され、送信グルー
プ13及び受信グループ14の探触子群12は、中央か
ら左右対称に送受信のペアが構成されている。つまり、
中央から右側に送信グループ13の探触子群12〜1
2が形成され、中央から左側に受信グループ14の探
触子群12〜12が形成されている。
から送出された超音波の反射波は受信グループ14の
探触子群12でのみ受信される状態に制御部15によ
り制御され、探触子群12同士、探触子群12同
士、探触子群12同士、探触子群12同士及び探触
子群12同士で送受信が可能に制御されるようになっ
ている。フェーズドアレイ探触子11の情報は演算処理
部16に入力される。
欠陥20の位置が特定された後に所定の位置に配置され
る。送信グループ13の探触子群12の送信波18a
を欠陥20のコーナ部に向けて送信するように探触子群
12からの合成波面を制御し、底面及びコーナ部の欠
陥20の面を反射した面反射エコーである反射波19a
を受信グループ14の探触子群12で受信させる。こ
の位置で、探触子群12同士、探触子群12同士、
探触子群12同士、探触子群12同士及び探触子群
12同士で送受信を行う。
9が受信される探触子群12が決まる(例えば、図示例
の場合、探触子群12、探触子群12に反射波19
が受信される)。図示例の欠陥20に対し、高さが低い
場合、探触子群12で反射波19が受信され、それ以
外の受信グループ14の探触子群12では反射波19は
受信されない。また、図示例の欠陥20に対し、高さが
高い場合、探触子群12または探触子群12または
探触子群12で反射波19が受信されることになる。
プ13からの反射波19が受信された受信グループ14
の探触子群12を、演算処理部16で対応させて解析す
ることにより、面反射エコーを用いて略垂直に存在する
欠陥20の高さを正確に評価することができ、先端の形
状に拘らず欠陥20の定量化が容易に行える。
探触子群12を、送信時には送信グループ13に切り換
え、受信時には受信グループ14に切り換えて欠陥20
の高さを評価することも可能である。
説明する。図3には本発明の第2実施形態例に係る探傷
装置による探傷方法を実施している状態の概略を示して
ある。尚、図2に示した部材と同一部材には同一符号を
付してある。
22は多数(例えば128ch)の探触子(エレメン
ト)がアレイ状に配置され、多数の探触子は複数個づつ
が一組とされて探触子群12が複数組形成されている。
探触子群12は中央から左右に送信グループ13及び受
信グループ14とに分割され、送信グループ13の探触
子群12は中央から右側に探触子群12〜12が形
成されている。また、受信グループ14は全ての探触子
群12が受信可能な状態に制御部15により制御されて
いる(受信手段)。
欠陥21の位置が特定された後に所定の位置に配置され
る。送信グループ13の探触子群12の送信波18a
を欠陥21のコーナ部に向けて送出するように探触子群
12からの合成波面を制御し、底面及びコーナ部の欠
陥21の面を反射した反射波19aを受信グループ14
の探触子群12の最中央部で受信させる。この位置で、
探触子群12〜12から順次送信波18を送出し、
受信グループ14の探触子群12で受信した反射波19
の送信グループ13の探触子群12を特定する。
12、12で送出された送信波18の反射波19が
受信グループ14の探触子群12で受信された状態にな
っている。このとき、欠陥21の傾斜角度が垂直側とな
っていた場合、受信グループ14には、例えば、探触子
群12、12、12から送出される送信波18の
反射波19が受信される。逆の傾斜角度の場合、受信さ
れた反射波19を送出した送信グループ13の探触子群
12が減少する。
た反射波19を送出した探触子群12〜を演算処理
部16で特定して解析することにより、欠陥21が傾斜
していても、面反射エコーを用いて欠陥21の高さを評
価することができ、先端の形状に拘らず欠陥21の定量
化が容易に行える。
探触子群12を、送信時には送信グループ13に切り換
え、受信時には受信グループ14に切り換えて欠陥21
の高さを評価することも可能である。また、フェーズド
アレイ探触子22の全ての探触子群12を、送信グルー
プ13に切り換え、別途受信手段を備えることも可能で
ある。
グループ14を探触子群12〜とし、送信グループ
13の全ての探触子群12を送信可能な状態に制御する
ことも可能である。この場合、反射波19を受信した探
触子群12〜を特定することで傾斜した欠陥21の
高さを評価することができる。この時、フェーズドアレ
イ探触子22を全て受信グループ14に切り換え、別途
送信手段を備えることも可能である。
説明する。図4には本発明の第3実施形態例に係る探傷
装置による探傷方法を実施している状態の概略を示して
ある。尚、図2に示した部材と同一部材には同一符号を
付してある。
32は多数(例えば128ch)の探触子(エレメン
ト)がアレイ状に配置され、多数の探触子は1個もしく
は複数個づつが一組とされて探触子群12が複数組形成
されている。探触子群12は中央から左右に送信グルー
プ13及び受信グループ14とに分割され、中央から右
側に送信グループ13の探触子群12〜12が形成
され、中央から左側に受信グループ14の探触子群12
〜12が形成されている。
〜12は、送信グループ13の探触子群12〜1
2から超音波が送出される毎に順次切り換えられ、送
信波毎に反射波が受信される探触子群12〜12の
位置が特定される。フェーズドアレイ探触子32の情報
は演算処理部16に入力される。
欠陥31の位置が特定された後に所定の位置に配置され
る。送信グループ13の探触子群12の送信波18a
を欠陥31に向けて送信するように探触子群12から
の合成波面を制御し、底面及びコーナ部の欠陥20の面
を反射した反射波19aを受信グループ14で受信させ
る。この時、受信グループ14の探触子群12〜12
を順次切り換え、探触子群12からの送信波18a
の反射波19aが受信する受信グループ14の探触子群
12〜12を特定する。送信グループ13の探触子
群12〜12の送信波18毎に、受信グループ14
の探触子群12〜12を順次切り換え、反射波19
aを受信する受信グループ14の探触子群12〜12
を特定する。
反射波19が受信される受信グループ14の探触子群1
2の受信位置が決まる(例えば、図示例の場合、送信グ
ループ13の探触子群12からの送信波18が受信グ
ループ14の探触子群12に受信される)。反射波1
9が受信される受信グループ14の探触子群12の受信
位置を演算処理部16で特定して解析することにより、
面反射エコーを用いて変形して形状が不連続となる欠陥
31の高さを評価することができ、先端の形状に拘らず
欠陥31の定量化が容易に行える。
探触子群12を、送信時には送信グループ13に切り換
え、受信時には受信グループ14に切り換えて欠陥31
の高さを評価することも可能である。
法は、多数の探触子をアレイ状に配設してフェーズドア
レイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もしくは複数
個づつに分けた探触子群を複数組形成し、各探触子群を
順次切り換えて超音波を送出し、受信手段で超音波の反
射波を受信すると共に、受信された反射波に対応する超
音波を送出した探触子群を特定することで、傷の高さを
評価するようにしたので、面反射エコーを用いて傷の高
さを評価することができる。この結果、雑音が多い材料
中でも先端の形状や傾斜状態に拘らず傷の定量化が容易
に行える。
傷方法は、多数の探触子をアレイ状に配設してフェーズ
ドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もしくは
複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、送信手段
から超音波を送出すると共に各探触子群を順次切り換え
て超音波の反射波を受信し、反射波を受信した探触子群
を特定することで傷の高さを評価するようにしたので、
面反射エコーを用いて傷の高さを評価することができ
る。この結果、雑音が多い材料中でも先端の形状や傾斜
状態に拘らず傷の定量化が容易に行える。
傷方法は、多数の探触子をアレイ状に配設してフェーズ
ドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もしくは
複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、探触子群
を送信探触子グループと受信探触子グループとに分割
し、送信探触子グループを順次切り換えて超音波を送出
し、受信探触子グループを順次切り換えて受信モードと
し、超音波を送出した送信探触子グループの探触子群と
反射波を受信する受信探触子グループの探触子群とを対
応させることで傷の高さを評価するようにしたので、面
反射エコーを用いて傷の高さを正確に評価することがで
きる。この結果、雑音が多い材料中でも先端の形状に拘
らず傷の定量化が容易に行える。
傷方法は、多数の探触子をアレイ状に配設してフェーズ
ドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もしくは
複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、各探触子
群を送信探触子グループと受信探触子グループとに分割
し、送信探触子グループを順次切り換えて超音波を送出
し、受信探触子グループを切り換えて受信モードとし、
超音波を送出した送信探触子グループの探触子群と反射
波を受信した受信探触子グループの探触子群とを特定す
ることで傷の高さ及び状況を評価するようにしたので、
面反射エコーを用いて傷の高さ及び状況を評価すること
ができる。この結果、雑音が多い材料中でも先端の形状
や傷の状況に拘らず傷の定量化が容易に行える。
イ状に配設すると共に多数の探触子を1個もしくは複数
個づつに分けて探触子群を複数組形成し各探触子群を順
次切り換えて超音波を送出するフェーズドアレイ探触子
と、超音波の反射波を受信する受信手段と、受信手段で
受信された反射波に対応した超音波を送出したフェーズ
ドアレイ探触子の探触子群を特定することで傷の高さを
評価する制御手段とを備えたので、面反射エコーを用い
て傷の高さを評価することができる。この結果、雑音が
多い材料中でも先端の形状や傾斜状態に拘らず傷の定量
化が容易に行える。
をアレイ状に配設する共に多数の探触子を1個もしくは
複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し各探触子群
を順次切り換えて超音波の反射波を受信するフェーズド
アレイ探触子と、超音波を送出する送信手段と、反射波
を受信したフェーズドアレイ探触子の探触子群を特定す
ることで傷の高さを評価する制御手段とを備えたので、
面反射エコーを用いて傷の高さを評価することができ
る。この結果、雑音が多い材料中でも先端の形状や傾斜
状態に拘らず傷の定量化が容易に行える。
をアレイ状に配設すると共に多数の探触子を1個もしく
は複数個づつに分けた探触子群を複数組形成する一方、
探触子群を送信探触子グループと受信探触子グループと
に分割し、送信探触子グループを順次切り換えて超音波
を送出し、受信探触子グループを順次切り換えて受信モ
ードとするフェーズドアレイ探触子と、超音波を送出し
た送信探触子グループの探触子群と反射波を受信する受
信探触子グループの探触子群とを対応させることで傷の
高さを評価する制御装置とを備えたので、面反射エコー
を用いて傷の高さを正確に評価することができる。この
結果、雑音が多い材料中でも先端の形状に拘らず傷の定
量化が容易に行える。
をアレイ状に配設すると共に多数の探触子を1個もしく
は複数個づつに分けた探触子群を複数組形成する一方、
探触子群を送信探触子グループと受信探触子グループと
に分割し、送信探触子グループを順次切り換えて超音波
を送出し、受信探触子グループを順次切り換えて受信モ
ードとするフェーズドアレイ探触子と、超音波を送出し
た送信探触子グループの探触子群と反射波を受信する受
信探触子グループの探触子群とを特定することで傷の高
さ及び状況を評価する制御装置とを備えたので、面反射
エコーを用いて傷の高さ及び状況を評価することができ
る。この結果、雑音が多い材料中でも先端の形状や傷の
状況に拘らず傷の定量化が容易に行える。
図。
探傷方法を実施している状態の概略図。
探傷方法を実施している状態の概略図。
探傷方法を実施している状態の概略図。
Claims (11)
- 【請求項1】 多数の探触子をアレイ状に配設してフェ
ーズドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もし
くは複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、各探
触子群を順次切り換えて超音波を送出し、受信手段で超
音波の反射波を受信すると共に、受信された反射波に対
応する超音波を送出した探触子群を特定することで、傷
の高さを評価することを特徴とするフェーズドアレイに
よる探傷方法。 - 【請求項2】 請求項1において、受信手段は、フェー
ズドアレイ探触子の一部もしくは全ての探触子が切り換
えられて形成されることを特徴とするフェーズドアレイ
による探傷方法。 - 【請求項3】 多数の探触子をアレイ状に配設してフェ
ーズドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もし
くは複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、送信
手段から超音波を送出すると共に各探触子群を順次切り
換えて超音波の反射波を受信し、反射波を受信した探触
子群を特定することで傷の高さを評価することを特徴と
するフェーズドアレイによる探傷方法。 - 【請求項4】 請求項3において、送信手段は、フェー
ズドアレイ探触子の一部もしくは全ての探触子が切り換
えらて形成されることを特徴とするフェーズドアレイに
よる探傷方法。 - 【請求項5】 多数の探触子をアレイ状に配設してフェ
ーズドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もし
くは複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、探触
子群を送信探触子グループと受信探触子グループとに分
割し、送信探触子グループを順次切り換えて超音波を送
出し、受信探触子グループを順次切り換えて受信モード
とし、超音波を送出した送信探触子グループの探触子群
と反射波を受信する受信探触子グループの探触子群とを
対応させることで傷の高さを評価することを特徴とする
フェーズドアレイによる探傷方法。 - 【請求項6】 多数の探触子をアレイ状に配設してフェ
ーズドアレイ探触子を形成し、多数の探触子を1個もし
くは複数個づつに分けた探触子群を複数組形成し、各探
触子群を送信探触子グループと受信探触子グループとに
分割し、送信探触子グループを順次切り換えて超音波を
送出し、受信探触子グループを切り換えて受信モードと
し、超音波を送出した送信探触子グループの探触子群と
反射波を受信した受信探触子グループの探触子群とを特
定することで傷の高さ及び状況を評価することを特徴と
するフェーズドアレイによる探傷方法。 - 【請求項7】 請求項5もしくは請求項6において、送
信探触子グループ及び受信探触子グループは、全ての探
触子が切り換えられて交互に形成されることを特徴とす
るフェーズドアレイによる探傷方法。 - 【請求項8】 多数の探触子をアレイ状に配設すると共
に多数の探触子を1個もしくは複数個づつに分けて探触
子群を複数組形成し各探触子群を順次切り換えて超音波
を送出するフェーズドアレイ探触子と、超音波の反射波
を受信する受信手段と、受信手段で受信された反射波に
対応した超音波を送出したフェーズドアレイ探触子の探
触子群を特定することで傷の高さを評価する制御手段と
を備えたことを特徴とする探傷装置。 - 【請求項9】 多数の探触子をアレイ状に配設する共に
多数の探触子を1個もしくは複数個づつに分けた探触子
群を複数組形成し各探触子群を順次切り換えて超音波の
反射波を受信するフェーズドアレイ探触子と、超音波を
送出する送信手段と、反射波を受信したフェーズドアレ
イ探触子の探触子群を特定することで傷の高さを評価す
る制御手段とを備えたことを特徴とする探傷装置。 - 【請求項10】 多数の探触子をアレイ状に配設すると
共に多数の探触子を1個もしくは複数個づつに分けた探
触子群を複数組形成する一方、探触子群を送信探触子グ
ループと受信探触子グループとに分割し、送信探触子グ
ループを順次切り換えて超音波を送出し、受信探触子グ
ループを順次切り換えて受信モードとするフェーズドア
レイ探触子と、超音波を送出した送信探触子グループの
探触子群と反射波を受信する受信探触子グループの探触
子群とを対応させることで傷の高さを評価する制御装置
とを備えたことを特徴とする探傷装置。 - 【請求項11】 多数の探触子をアレイ状に配設すると
共に多数の探触子を1個もしくは複数個づつに分けた探
触子群を複数組形成する一方、探触子群を送信探触子グ
ループと受信探触子グループとに分割し、送信探触子グ
ループを順次切り換えて超音波を送出し、受信探触子グ
ループを順次切り換えて受信モードとするフェーズドア
レイ探触子と、超音波を送出した送信探触子グループの
探触子群と反射波を受信する受信探触子グループの探触
子群とを特定することで傷の高さ及び状況を評価する制
御装置とを備えたことを特徴とする探傷装置。
Priority Applications (1)
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