JP2013061238A - Method for determining position of ultrasonic probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波探傷法に用いられる超音波プローブ（又は超音波探触子）の被検体に対する位置を特定する方法に関する。 The present invention relates to a method for specifying the position of an ultrasonic probe (or ultrasonic probe) used in an ultrasonic flaw detection method with respect to a subject.
超音波探傷法による検査対象（被検体）として、溶接により接合された配管がある。溶接部の信頼性を評価するために、欠陥の有無や溶接形状を超音波探傷法により定期的に検査する。超音波プローブから媒質を介して超音波を照射し、被検体の中を伝播して裏面や傷部分で反射してきた超音波を超音波プローブで受信し、受信した超音波に対応した検出信号を信号処理して、欠陥の有無、溶接形状を検査する。
配管を接合する溶接部には、裏面に裏波が形成されているものがある。超音波探傷はこの裏波に対応する反射波も捉えられるが、欠陥と裏波とを区別して検査するために、裏波の形状を正しく特定する必要がある。通常、裏波の形状を検査するために、被検体に対して垂直に超音波を照射して溶接形状の検査をする「垂直法」が採用されている。この検査の際に、被検体に対して入射される超音波の入射位置制度が高いことが要求される。そのために、被検体に対する超音波プローブの位置が正しく特定される必要がある。
As an inspection object (subject) by the ultrasonic flaw detection method, there is a pipe joined by welding. In order to evaluate the reliability of the welded part, the presence or absence of defects and the weld shape are regularly inspected by ultrasonic flaw detection. Ultrasonic wave is irradiated from the ultrasonic probe through the medium, and the ultrasonic wave that propagates through the subject and is reflected by the back surface and the scratched part is received by the ultrasonic probe, and the detection signal corresponding to the received ultrasonic wave is received. Signal processing is performed to check for defects and weld shape.
Some welds that join pipes have back waves formed on the back surface. Ultrasonic flaws can also detect reflected waves corresponding to this back wave, but it is necessary to correctly specify the shape of the back wave in order to distinguish and inspect the defect from the back wave. In general, in order to inspect the shape of the back wave, a “vertical method” is used in which an ultrasonic wave is irradiated perpendicularly to the subject to inspect the weld shape. In this examination, it is required that the incident position system of the ultrasonic wave incident on the subject is high. Therefore, it is necessary to correctly specify the position of the ultrasonic probe with respect to the subject.
特許文献１は超音波プローブの位置特定について以下のステップ１〜３からなる提案を行なっている。
ステップ１：超音波プローブを走査範囲内に置かれた水平板と対向させてから、超音波プローブを所定の角度で回転させ、その時得られる反射エコーレベルが最大となる点を探し、超音波プローブの垂直状態を検出する。
ステップ２：この垂直状態下で走査範囲内に置かれた球体の中心座標値を基準座標値として検出する。
ステップ３：この基準座標値に基づき被検体に対する超音波プローブの位置、つまり被検体と超音波プローブの相対位置を表す位置データを設定する。
Step 1: The ultrasonic probe is made to face a horizontal plate placed within the scanning range, and then the ultrasonic probe is rotated at a predetermined angle to find a point where the reflected echo level obtained at that time becomes maximum, and the ultrasonic probe Detect the vertical state of.
Step 2: The center coordinate value of the sphere placed in the scanning range under this vertical state is detected as the reference coordinate value.
Step 3: Position data representing the position of the ultrasonic probe relative to the subject, that is, the relative position between the subject and the ultrasonic probe, is set based on the reference coordinate value.
特許文献１は、被検体が置かれる水槽内に目印となる水平板と球体を設置するものであるから、水槽に対する超音波プローブの位置を正しく特定できる。しかし、被検体が所定の位置からずれて水槽に置かれると、水平板と球体に基づいて位置データを正しく取得したところで、被検体に対する超音波プローブの位置を正しく特定することにはならない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、被検体に対する超音波プローブの位置を正しく特定できる方法を提供することを目的とする。
In
The present invention has been made based on such a technical problem, and an object thereof is to provide a method capable of correctly specifying the position of an ultrasonic probe with respect to a subject.
本発明は、超音波プローブの位置を特定するための目印（平板、球体）を水槽内に設けるのではなく、被検体上の既知の位置Ｐに設けられた目印を超音波探傷により位置を特定する。超音波探傷により特定された目印の位置ｐは、超音波プローブに対する相対的な位置を示すが、実際には既知の位置Ｐと一致するので、位置Ｐと位置ｐを照合することで、被検体に対する超音波プローブの相対的な位置を正しく特定できることになる。
すなわち本発明は、被検体上の位置Ｐが既知の目印を含む被検体に超音波プローブから検査音波を照射して被検体の表面形状を計測するステップ（ａ）と、計測された被検体の表面形状の結果から、超音波プローブに対する目印の位置ｐを特定するステップ（ｂ）と、位置Ｐと位置ｐに基づいて、被検体に対する超音波プローブの位置を特定するステップ（ｃ）と、を備えることを特徴とする超音波プローブの位置特定方法である。
In the present invention, a mark (flat plate, sphere) for specifying the position of the ultrasonic probe is not provided in the water tank, but a mark provided at a known position P on the subject is specified by ultrasonic flaw detection. To do. The position p of the mark specified by the ultrasonic flaw detection indicates a relative position with respect to the ultrasonic probe, but actually matches the known position P. Therefore, by comparing the position P with the position p, the subject Thus, the relative position of the ultrasonic probe with respect to can be correctly identified.
That is, the present invention includes a step (a) of measuring a surface shape of a subject by irradiating a subject including a mark having a known position P on the subject with an ultrasonic wave from an ultrasonic probe; A step (b) of specifying the position p of the mark relative to the ultrasonic probe from the result of the surface shape, and a step (c) of specifying the position of the ultrasonic probe relative to the subject based on the position P and the position p. An ultrasonic probe position specifying method characterized by comprising:
超音波プローブの位置特定方法は、いくつかの異なる形態で実施することができる。
そのために、一つ目の形態は、被検体の２箇所に目印を設ける。各々を第１目印、第２目印とし、被検体に対する各々の位置をＰ１、Ｐ２とする。ステップ（ａ）では、第１目印及び第２目印を含む被検体に超音波プローブから検査音波を照射して被検体の表面形状を計測する。ステップ（ｂ）では、計測された被検体の表面形状の結果から、超音波プローブに対する第１目印の位置ｐ１及び第２目印の位置ｐ２を特定する。次いで、ステップ（ｃ）では、位置Ｐ１及び位置Ｐ１と位置ｐ１及び位置ｐ２に基づいて、被検体に対する超音波プローブの位置を特定する。
The method for locating the ultrasound probe can be implemented in several different forms.
Therefore, in the first form, marks are provided at two places on the subject. Let each be a first mark and a second mark, and let each position relative to the subject be P1 and P2. In step (a), the surface shape of the subject is measured by irradiating the subject including the first mark and the second mark with an inspection sound wave from the ultrasonic probe. In step (b), the position p1 of the first mark and the position p2 of the second mark with respect to the ultrasonic probe are specified from the result of the measured surface shape of the subject. Next, in step (c), the position of the ultrasonic probe with respect to the subject is specified based on the position P1, the position P1, the position p1, and the position p2.
一つ目の形態が、溶接部を介して突合せ端が接合された配管を超音波探傷の対象とする場合、溶接部を挟む両側に、配管の軸線方向に沿って第１目印と第２目印を設けることが好ましい。 When the first form is a target for ultrasonic flaw detection with a pipe whose butt end is joined via a welded portion, the first mark and the second mark along the axial direction of the pipe on both sides sandwiching the welded part Is preferably provided.
二つ目の形態は、目印を１箇所とするが、もう一つの目印の代替として超音波プローブの傾きｓを計測する。そして、ステップ（ｃ）において、位置Ｐ１、位置ｐ１及び傾きｓに基づいて、被検体に対する超音波プローブの位置を特定する。 In the second form, the mark is one place, but the inclination s of the ultrasonic probe is measured as an alternative to the other mark. In step (c), the position of the ultrasonic probe with respect to the subject is specified based on the position P1, the position p1, and the inclination s.
三つ目の形態は、目印を１箇所とするが、もう一つの目印の代替として超音波探傷以外の手法で被検体の表面形状を計測する。そして、ステップ（ｃ）において、位置Ｐ１、位置ｐ１及び超音波探傷以外の手法で計測された被検体の表面形状に基づいて、被検体に対する超音波プローブの位置を特定する。 In the third form, one mark is used, but the surface shape of the subject is measured by a method other than ultrasonic flaw detection as an alternative to the other mark. In step (c), the position of the ultrasonic probe relative to the subject is specified based on the position P1, the position p1, and the surface shape of the subject measured by a method other than ultrasonic flaw detection.
四つ目の形態は、目印を１箇所とするが、もう一つの目印の代替として超音波プローブの被検体上の位置Ｐ３を特定する。そして、ステップ（ｃ）において、位置Ｐ１、位置ｐ１及び位置Ｐ３に基づいて、被検体に対する超音波プローブの位置を特定する。 The fourth form uses one mark, but specifies the position P3 on the subject of the ultrasonic probe as an alternative to the other mark. In step (c), the position of the ultrasonic probe relative to the subject is specified based on the position P1, the position p1, and the position P3.
本発明によれば、被検体上の既知の位置Ｐと超音波探傷により特定された目印の位置ｐを照合することで、被検体に対する超音波プローブの位置を正しく特定できる。 According to the present invention, the position of the ultrasonic probe with respect to the subject can be correctly specified by collating the known position P on the subject with the position p of the mark specified by the ultrasonic flaw detection.
［第１実施形態］
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を説明する。なお、本実施形態は、溶接された配管２０，２０からなる被検体を例にするが、他の被検体を対象にできることは言うまでもない。
本実施形態は、超音波探傷装置１を用いて実施される。超音波探傷装置１は、図１に示すように、超音波プローブ２と、超音波送受信制御部３と、処理部４と、表示部５と、を備えている。
[First Embodiment]
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. In addition, although this embodiment makes the object which consists of the welded
This embodiment is implemented using the
超音波探傷装置１は、溶接部１０を介して突合せ溶接により接続された配管２０，２０を被検体とし、溶接部１０の欠陥の有無、溶接形状を検査する。溶接部１０は、配管２０，２０の表面側（配管２０，２０の外周面側）に余盛１１が形成されており、裏面側（配管２０，２０の外周面側）に裏波１２が形成されている。
超音波探傷装置１により配管２０，２０を検査する場合には、超音波プローブ２から超音波を出力すると共に反射してきた超音波を超音波プローブ２で受信し、受信した超音波に対応した検出信号を基に、溶接部１０を含む配管２０，２０の表面、裏面の形状を可視化することで、目視により欠陥の有無、溶接形状を判定できる。ただしその前提として、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置が特定されている必要がある。本実施形態は、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を正しく特定する方法を提供する。
The
When the
超音波探傷装置１は、微小な超音波振動子を多数配列したフェーズドアレイ（Phased Array）型の超音波プローブ２を採用する。
超音波プローブ２は、超音波送受信制御部３からの指令に基づいて、所定の周波数の超音波を発振し、発振した超音波を配管２０，２０に向けて照射する。超音波の照射は、超音波送受信制御部３の指令に基づいて、各超音波振動子の駆動順序が１個ずつ又は複数個ずつ決定され、各超音波振動子は所定のタイミングで駆動されて超音波を発振させる。超音波プローブ２はまた、配管２０，２０から反射した超音波を受信し、受信した超音波に対応する電気信号（超音波信号）を超音波送受信制御部３へ送信する超音波受信部を有する。なお、超音波プローブ２と配管２０，２０の間には、水、その他の音響媒質が存在するが、図示を省略している。
The
The
超音波送受信制御部３は、超音波プローブ２での超音波の送受信の制御として、超音波プローブ２で所定の周波数の超音波を発振させて配管２０，２０へ向けて送信する。一方で、超音波送受信制御部３は、超音波プローブ２から配管２０，２０で反射した超音波に対応する超音波信号を受信する。
The ultrasonic transmission /
処理部４はいくつかの役割を果たす。
処理部４は、超音波送受信制御部３から超音波信号を受け取り、これを例えば開口合成法（ＳＡＦＴ：Synthetic Aperture Technique）により信号処理して、配管２０，２０の表面形状データを生成する。
また、処理部４は、配管２０，２０上に原点Ｏ（Ｘ＝０，Ｙ＝０）を有する二次元座標系を備えている。また、処理部４は、後述する球体１３，１４が置かれた配管２０，２０上の位置Ｐ１、Ｐ２を保持する。この位置情報は、例えば図４（ａ）に示されるように、Ｐ１＝（Ｘｎ１，Ｙｎ１）、Ｐ２＝（Ｘｎ２，Ｙｎ２）とする。位置Ｐ１、Ｐ２に関する情報は、図示しない入力手段、例えばキーボードから処理部４に入力される。
さらに、処理部４は、表面形状データから、超音波プローブ２に対する球体１３，１４の位置ｐ１、ｐ２を抽出する。この位置情報は、例えば図４（ｂ）に示されるように、ｐ１＝（ｘｎ１，ｙｎ１）、ｐ２＝（ｘｎ２，ｙｎ２）とする。
さらにまた、処理部４は、位置Ｐ１＝（Ｘｎ１，Ｙｎ１）、Ｐ２＝（Ｘｎ２，Ｙｎ２）と位置ｐ１＝（ｘｎ１，ｙｎ１）、ｐ２＝（ｘｎ２，ｙｎ２）を照合することにより、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を特定する。この位置特定の詳細は後述する。
The
The
Further, the
Further, the
Furthermore, the
表示部５は、処理部４で生成された表面形状データに基づいて配管２０，２０の表面形状を表示する。表示部５は他に、配管２０，２０に対する球体１３，１４の位置情報（Ｐ１＝（Ｘｎ１，Ｙｎ１）、Ｐ２＝（Ｘｎ２，Ｙｎ２））、及び超音波プローブ２に対する球体１３，１４の位置情報（ｐ１＝（ｘｎ１，ｙｎ１）、ｐ２＝（ｘｎ２，ｙｎ２））を表示することができる。さらに表示部５は、特定された配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を表示することができる。
The
＜超音波プローブ２の位置特定手順＞
さて、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を特定する手順を図１〜図４を参照して説明する。
はじめに、図１、図２に示すように、被検体である配管２０，２０に目印となる球体１３，１４を置く（図３ ステップＳ１０１）。球体１３，１４は、溶接部１０を跨いでその両側に、配管２０，２０の軸線Ｃ方向に沿って置かれる。溶接部１０上に球体１３，１４を置いてもよいが、第１実施形態では溶接部１０の検査結果に影響を与えないようにするために、溶接部１０を跨いでその両側に球体１３，１４を置く。
また、超音波プローブ２からの超音波が照射される範囲に球体１３，１４が含まれるように球体１３，１４は相互の間隔が設定される。球体１３，１４の両者を確実に検知するためである。したがって、溶接部１０の余盛１１の軸線方向の寸法をＬ１、超音波プローブ２から配管２０，２０上に照射される超音波の範囲の軸線方向の寸法をＬ２、球体１３，１４の軸線方向の間隔をＬ３とすると、Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２の関係が成り立つように、球体１３，１４が置かれる。
目印としての球体１３，１４は超音波の入射角度によって反射率が変化しない点で本発明にとって好ましい。ただし、本発明の目印は球体に限らず、超音波探傷装置１により識別できるのであれば、他の形状の物体を目印に用いることができる。
<Procedure for
Now, a procedure for specifying the position of the
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the
In addition, the distance between the
The
次に、配管２０，２０に対する球体１３，１４の位置を特定する（図３ ステップＳ１０３）。
この位置を特定するためには、図４（ａ）に示すように、配管２０，２０上に二次元座標の原点Ｏ（Ｘ＝０，Ｙ＝０）を定め、この原点を基準にした球体１３，１４の位置を計測すればよい。原点Ｏは球体１３，１４を置く前から、例えば、図１、図２に示すように定めておくことができる。原点は配管２０，２０に刻印をしておくことによって可視化できる。この原点を基準にして計測された球体１３，１４の位置は、図４（ａ）に示すように、原点Ｏを基準とする二次元座標上のＰ１（Ｘｎ１，Ｙｎ１）、Ｐ２＝（Ｘｎ２，Ｙｎ２）に表される。
なお、Ｐ１（Ｘｎ１，Ｙｎ１）、Ｐ２＝（Ｘｎ２，Ｙｎ２）を配管２０，２０上に予め定めておき、そこに球体１３，１４を置くことで、配管２０，２０に対する球体１３，１４の位置を特定することもできる。
Next, the positions of the
In order to specify this position, as shown in FIG. 4A, an origin O (X = 0, Y = 0) of two-dimensional coordinates is defined on the
In addition, P1 ( Xn1 , Yn1 ), P2 = ( Xn2 , Yn2 ) is determined in advance on the
次に、超音波プローブ２を配管２０，２０に対向させた（図３ ステップＳ１０５）後に、超音波プローブ２から配管２０，２０に向けて超音波を照射することで、配管２０，２０の表面形状を計測する（図３ Ｓ１０７）。このとき、超音波プローブ２は超音波が溶接部１０を漏れなく照射されるように、配管２０，２０の軸線方向に沿って置かれる。表面形状の計測結果は、例えば図４（ｂ）の線図Ｄ１として得られる。線図Ｄ１は、中央が上に突となる部分が余盛１１に対応し、また、余盛１１を挟んだ両側の突の部分が球体１３，１４に対応することを示している。なお、この計測の過程で裏波１２に対応する超音波を超音波プローブ２は受信するが、本実施形態はこの超音波信号を計測結果に反映する必要がない。
Next, after the
次に、表面形状の計測結果（線図Ｄ１）から、超音波プローブ２に対する球体１３，１４の位置を特定する（図３ ステップＳ１０９）。この位置の特定は、線図Ｄ１を読み込んだ処理部４が行う。特定された位置は、図４（ｂ）に示すように、超音波プローブ２上に原点を置く二次元座標上に、例えばｐ１＝（ｘｎ１，ｙｎ１）、ｐ２＝（ｘｎ２，ｙｎ２）と表される。
Next, the positions of the
以上のようにして、本実施形態は、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標αにおける球体１３，１４の位置Ｐ１、Ｐ２、及び、超音波プローブ２上に原点を置く二次元座標βにおける球体１３，１４の位置ｐ１、ｐ２を得る。位置Ｐ１と位置ｐ１、位置Ｐ２と位置ｐ２は実際には一致するから、位置Ｐ１と位置ｐ１、及び、位置Ｐ２と位置ｐ２を照合することで、二次元座標β上の位置（原点ｏを含む）を二次元座標α上に表すことができる。
As described above, according to the present embodiment, the positions P1 and P2 of the
これを視覚的に示したのが、図５である。
図５（ａ）は、配管２０，２０上の原点Ｏ、位置Ｐ１、Ｐ２をその相対的な位置関係を維持したままで図４（ａ）から抜き出したものであり、図５（ｂ）は超音波プローブ２上の原点ｏ、位置ｐ１、ｐ２をその相対的な位置関係を維持したままで図４（ｂ）から抜き出して示したものである。
図５（ｂ）に示される原点ｏ、位置ｐ１、ｐ２を、相対的な位置関係を維持したままで、図５（ａ）に示される位置Ｐ１、Ｐ２に位置ｐ１、ｐ２を一致させるように平行移動と回転を組み合わせて移動、つまり照合させる。そうすると、図５（ｃ）に示すように、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標上における移動後の原点ｏの位置が例えば（Ｘｎ３，Ｙｎ３）として表される。
位置（Ｘｎ３，Ｙｎ３）は、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標α上における超音波プローブ２上の特定の部位についてのものであるが、超音波プローブ２の形状、寸法は既知であるから、超音波プローブ２上のいかなる部位の位置も二次元座標α上の位置、つまり配管２０，２０に対する位置として表すことができる。このようにして、被検体である配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を特定する（図３ ステップＳ１１１）。
This is shown visually in FIG.
FIG. 5A shows the origin O and the positions P1 and P2 on the
The positions o and p2 shown in FIG. 5B are made to coincide with the positions P1 and P2 shown in FIG. 5A while maintaining the relative positional relationship. Move or collate by combining translation and rotation. Then, as shown in FIG. 5C, the position of the origin o after movement on the two-dimensional coordinates where the origin is placed on the
The position (X n3 , Y n3 ) is for a specific part on the
以上のようにして配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置が特定されたならば、溶接部１０の検査を超音波探傷により行う。この検査は公知の手法に従って行うことができる。
If the position of the
以上説明したように、第１実施形態によれば、被検体である配管２０，２０に置かれた目印に基づいて超音波プローブ２の位置を特定できるので、超音波プローブ２に対して被検体が置かれた状態に関わらず、被検体に対する超音波プローブ２の位置を正しく特定できる。
また、前述した本特許文献１は、水槽内に目印（水平板と球体）を設置することが必要であるために局部水浸法による超音波探傷に適用することができないのに対して、本実施形態は、被検体に目印を設けるものであるから、局部水浸法による超音波探傷にも適用できる。
As described above, according to the first embodiment, the position of the
In addition, the above-described
［第２実施形態］
以上説明した第１実施形態では目印として２つの球体１３，１４を設けたが、本発明はこれに限定されず、配管２０，２０に１つの目印を設けるだけでも、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の正しい位置を特定できる。以下、その例を第２実施形態として説明する。
第２実施形態は、図６に示すように、１つの球体１３を配管２０，２０上に設けるのに加えて、超音波プローブ２に傾斜角センサ６を設ける。傾斜角センサ６は、水平面に対する超音波プローブ２の傾斜角θを検出する。傾斜角センサ６で検出された傾斜角θは、処理部４に送られる。なお、球体１３の代わりに球体１４を設けてもよい（第３実施形態、第４実施形態も同様）。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the two
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, in addition to providing one
第２実施形態も、以下の点を除いて第１実施形態と同様の手順で超音波プローブ２の位置の特定が行われる。
図７に示すように、ステップＳ２０３において、球体１３の位置Ｐ１のみが特定される。その結果は、図８（ａ）に示す通りである。
また、ステップＳ２０７において、表面形状を計測する際に、傾斜角センサ６で検出された超音波プローブ２の傾斜角θを検出する。処理部４はこの傾斜角θを取得する。表面形状の計測結果は、図８（ｂ）の線図Ｄ２のように、余盛１１に対応する突部、球体１３に対応する突部を備える。
なお、図７に示すステップＳの番号が図３と同じものは、第１実施形態と同じ処理を行うことを意味する。以下も同様である。
In the second embodiment, the position of the
As shown in FIG. 7, in step S203, only the position P1 of the
In step S207, the inclination angle θ of the
7 having the same step S number as in FIG. 3 means performing the same processing as in the first embodiment. The same applies to the following.
計測結果から球体１３の位置ｐ１を第１実施形態と同様に特定した（図９ ステップＳ２０９）後に、以下のようにして被検体である配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を特定する（図９ ステップＳ２１１）。
図９（ａ）は、配管２０，２０上の原点Ｏ、位置Ｐ１をその相対的な位置関係を維持したままで図８（ａ）から抜き出して示したものであり、図９（ｂ）は超音波プローブ２上の原点ｏ、位置ｐ１をその相対的な位置関係を維持したままで図８（ｂ）から抜き出して示したものである。
図９（ｂ）に示される原点ｏと位置ｐ１を、相対的な位置関係を維持したままで、図９（ａ）に示される位置Ｐ１に位置ｐ１を一致させるように平行移動させ、さらに、原点Ｏを中心にして原点ｏを傾斜角θに相当する角度だけ回転させて照合する。回転後の原点ｏの位置（Ｘｎ４，Ｙｎ４）は、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標上における超音波プローブ２上の特定の部位の位置を示す。
After specifying the position p1 of the
FIG. 9A shows the origin O and the position P1 on the
The origin o and the position p1 shown in FIG. 9 (b) are translated so that the position p1 matches the position P1 shown in FIG. 9 (a) while maintaining the relative positional relationship. The verification is performed by rotating the origin o by an angle corresponding to the inclination angle θ with the origin O as the center. The position (X n4 , Y n4 ) of the origin o after rotation indicates the position of a specific part on the
以上説明したことから明らかなように、目印（球体１３）を一箇所だけに置いた場合でも、超音波プローブ２に対して被検体が置かれた状態に関わらず、被検体に対する超音波プローブ２の位置を正しく特定できる。
As is clear from the above description, even when the mark (sphere 13) is placed only at one place, the
［第３実施形態］
第３実施形態も、配管２０，２０には１つの目印（球体１３）を設けることで、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の正しい位置を特定する方法に関する。
図１０、図１１に示されるように、第３実施形態においても、傾斜角センサ６による傾斜角θの検知を除いて、第２実施形態と同様の手順を実施する。したがって、配管２０，２０に球体１３を置いて超音波探傷により表面形状を計測した結果、その結果に基づく超音波プローブ２に対する球体１３の位置の特定が得られることを第３実施形態は前提とする。
[Third Embodiment]
The third embodiment also relates to a method of specifying the correct position of the
As shown in FIGS. 10 and 11, in the third embodiment, the same procedure as that of the second embodiment is performed except that the inclination angle θ is detected by the
第３実施形態は、超音波探傷により配管２０，２０の表面形状を計測するのと同じ範囲を、超音波探傷とは異なる他の表面形状計測方法、例えばレーザビームＬＢを用いた表面形状計測法により計測する（図１０（ｂ）、図１１ ステップＳ３１０）。計測結果は、例えば図１２（ｃ）に線図Ｄ３として示す通りである。なお、図１２（ａ）、（ｂ）は、各々図８（ａ）、（ｂ）と同じ計測結果（１つの球体１３）を示している。
In the third embodiment, another surface shape measurement method different from the ultrasonic flaw detection, for example, the surface shape measurement method using the laser beam LB, in the same range as the surface shape measurement of the
超音波探傷による計測結果及びレーザによる計測結果が揃ったならば、両者を比較することで被検体である配管２０，２０に対する超音波プローブ２の位置を特定する（図１１ ステップＳ３１１）。比較は、以下のように行なう。
図１３（ａ）に示すように、超音波探傷による計測結果（線図Ｄ２，図１２（ｂ））を、レーザによる計測結果（線図Ｄ３，図１２（ｃ））に重ね合わせる。その際、球体１３に対応する突部分を一致させるように平行移動させるとともに、一致させた突部分を中心に超音波探傷による計測結果を回転させる。このとき、超音波プローブ２上の原点ｏと位置ｐ１の相対的な位置関係は維持される。その結果は、図１３（ｂ）に示す通りである。次いで、図１３（ｂ）に示される原点ｏと位置ｐ１の相対的な位置関係を維持したままで、図１２（ａ）に示される位置Ｐ１に位置ｐ１を一致させるように平行移動させる。図１３（ｃ）に示されるように、移動後の原点ｏの位置（Ｘｎ５，Ｙｎ５）は、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標上における超音波プローブ２上の特定の部位の位置を示す。
If the measurement result by the ultrasonic flaw detection and the measurement result by the laser are completed, the position of the
As shown in FIG. 13A, the measurement results (diagram D2, FIG. 12B) by ultrasonic flaw detection are superimposed on the measurement results by laser (diagram D3, FIG. 12C). At that time, the projection corresponding to the
以上説明したことから明らかなように、目印（球体１３）を一箇所だけに置いた場合でも、超音波プローブ２に対して被検体が置かれた状態に関わらず、被検体に対する超音波プローブ２の位置を正しく特定できる。
As is clear from the above description, even when the mark (sphere 13) is placed only at one place, the
［第４実施形態］
次に、局部水浸法による超音波探傷に本発明を適用する例を第４実施形態として説明する。
図１４に示されるように、局部水浸法は、音響媒質が充填されたケース７の中の所定位置に超音波プローブ２が配置される。そして、超音波探傷を行なう際に、このケース７を被検体である配管２０，２０に接触させる。なお、第４実施形態も、配管２０，２０に設置するのは１つの球体１３とする点で第２実施形態、第３実施形態と同じであり、ケース７の位置を特定することの手順を除くと、第２実施形態と同様の手順を実施する（図１５）。
[Fourth Embodiment]
Next, an example in which the present invention is applied to ultrasonic flaw detection by a local water immersion method will be described as a fourth embodiment.
As shown in FIG. 14, in the local water immersion method, the
第４実施形態は、ケース７が配管２０，２０に接触する（図１５ ステップＳ４０５）部位の位置Ｐ３を特定する（図１５ ステップＳ４０７）。これは、球体１３の位置の特定と同様に行えばよい。なお、特定された位置Ｐ３を（Ｘｎ３，Ｙｎ３）とする。この位置Ｐ３（Ｘｎ３，Ｙｎ３）は、配管２０，２０上に原点Ｏを置く二次元座標上に示されるものであり、第１実施形態の球体１４を代替するものと捉えることができる。したがって、配管２０，２０上に原点Ｏがある二次元座標において、位置Ｐ１（Ｘｎ１，Ｙｎ１）と位置Ｐ３（Ｘｎ３，Ｙｎ３）が既知となる。この位置関係を図１６（ａ）に示す。
一方で、超音波プローブ２上に原点Ｏを置く二次元座標上の球体１３の位置ｐ１（ｘｎ１，ｙｎ１）が得られることは第１実施形態などで説明した通りであり、図１６（ｂ）に再掲する。また、配管２０，２０に接触するケース７の部位の超音波プローブ２に対する位置は予め計測できるから既知であり、それをｐ３（Ｘｎ３，Ｙｎ３）として図１６（ｂ）に示すように加える。
In the fourth embodiment, the position P3 of the part where the
On the other hand, as described in the first embodiment, the position p1 (x n1 , y n1 ) of the
後は第１実施形態と同様に、図１６（ｂ）に示される原点ｏ、位置ｐ１及び位置ｐ４を、相対的な位置関係を維持したままで、図１６（ａ）に示される位置Ｐ１、Ｐ３に位置ｐ１、ｐ４を一致させるように平行移動と回転を組み合わせて移動させる。そうすると、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標上におけるケース７上の特定の位置を得ることができる。ケース７内おける超音波プローブ２の位置は既知であるから、配管２０，２０上に原点を置く二次元座標上における超音波プローブ２の位置を特定できる。
Thereafter, as in the first embodiment, the origin o, the position p1, and the position p4 shown in FIG. 16B are maintained at the position P1, shown in FIG. The movement is performed by combining the translation and rotation so that the positions p1 and p4 coincide with P3. If it does so, the specific position on the
以上、第１実施形態〜第４実施形態で示したように、本実施形態によると、配管２０，２０に対する超音波プローブ２の正しい位置、換言すると超音波探傷における正しい計測位置を特定することができるので、後に行なわれる実際の超音波探傷による配管２０，２０（溶接部１０）の検査を適切に行なうことができる。
As described above, as shown in the first to fourth embodiments, according to the present embodiment, the correct position of the
以上説明した実施形態では、溶接部１０を備えた配管２０，２０を被検体としたが、これに限らず超音波探傷で検査される被検体に本発明を広く適用することができる。
また、以上説明した実施形態では、フェーズドアレイ型の超音波プローブ２を用いたが、単一の超音波振動子からなるシングルプローブを用いることができる。この場合には、シングルプローブを走査することで、必要な検査領域に漏れなく超音波を照射する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
In the embodiment described above, the
In the embodiment described above, the phased array type
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
１ 超音波探傷装置
２ 超音波プローブ
３ 超音波送受信制御部
４ 処理部
５ 表示部
６ 傾斜角センサ
７ ケース
１０ 溶接部
１１ 余盛
１２ 裏波
１３，１４ 球体
２０ 配管
DESCRIPTION OF
Claims (6)
計測された前記被検体の表面形状の結果から、前記超音波プローブに対する前記目印の位置ｐを特定するステップ（ｂ）と、
前記位置Ｐと前記位置ｐに基づいて、前記被検体に対する前記超音波プローブの位置を特定するステップ（ｃ）と、
を備えることを特徴とする超音波プローブの位置特定方法。 (A) measuring the surface shape of the subject by irradiating the subject including the mark whose position P on the subject is known with an inspection sound wave from the ultrasonic probe;
(B) identifying the position p of the mark relative to the ultrasonic probe from the measured surface shape of the subject;
Identifying the position of the ultrasound probe relative to the subject based on the position P and the position p;
An ultrasonic probe position specifying method comprising:
前記ステップ（ｂ）は、計測された前記被検体の表面形状の結果から、前記超音波プローブに対する第１目印の位置ｐ１及び第２目印の位置ｐ２を特定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記位置Ｐ１及び位置Ｐ２と位置ｐ１及び位置ｐ２に基づいて、前記被検体に対する前記超音波プローブの位置を特定する、
請求項１に記載の超音波プローブの位置特定方法。 In the step (a), the inspection sound wave is transmitted from the ultrasonic probe to the subject including a first mark whose position relative to the subject is P1 and a second mark whose position relative to the subject is P2. Irradiate to measure the surface shape of the subject,
The step (b) specifies the position p1 of the first mark and the position p2 of the second mark with respect to the ultrasonic probe from the result of the measured surface shape of the subject,
The step (c) specifies the position of the ultrasonic probe with respect to the subject based on the position P1, the position P2, the position p1, and the position p2.
The ultrasonic probe position specifying method according to claim 1.
前記溶接部を挟む両側に、前記配管の軸線方向に沿って前記第１目印と前記第２目印を設ける、
請求項２に記載の超音波プローブの位置特定方法。 The subject is a pipe with a butt end joined through a weld,
The first mark and the second mark are provided on both sides of the welded portion along the axial direction of the pipe.
The ultrasonic probe position specifying method according to claim 2.
前記ステップ（ｂ）は、計測された前記被検体の表面形状の結果から、前記超音波プローブに対する第１目印の位置ｐ１を特定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記位置Ｐ１と位置ｐ１及び計測された前記超音波プローブの傾きｓに基づいて、前記被検体に対する前記超音波プローブの位置を特定する、
請求項１に記載の超音波プローブの位置特定方法。 The step (a) measures the surface shape of the subject by irradiating the subject with the inspection sound wave from the ultrasonic probe to the subject including the first mark whose position relative to the subject is P1.
The step (b) specifies the position p1 of the first mark relative to the ultrasonic probe from the result of the measured surface shape of the subject,
The step (c) specifies the position of the ultrasonic probe with respect to the subject based on the position P1, the position p1, and the measured inclination s of the ultrasonic probe.
The ultrasonic probe position specifying method according to claim 1.
前記ステップ（ｂ）は、計測された前記被検体の表面形状の結果から、前記超音波プローブに対する第１目印の位置ｐ１を特定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記位置Ｐ１と位置ｐ１及び超音波探傷以外の手法で計測された前記被検体の表面形状に基づいて、前記被検体に対する前記超音波プローブの位置を特定する、
請求項１に記載の超音波プローブの位置特定方法。 The step (a) measures the surface shape of the subject by irradiating the subject with the inspection sound wave from the ultrasonic probe to the subject including the first mark whose position relative to the subject is P1.
The step (b) specifies the position p1 of the first mark relative to the ultrasonic probe from the result of the measured surface shape of the subject,
The step (c) specifies the position of the ultrasonic probe with respect to the subject based on the position P1, the position p1, and the surface shape of the subject measured by a method other than ultrasonic flaw detection.
The ultrasonic probe position specifying method according to claim 1.
前記ステップ（ｂ）は、計測された前記被検体の表面形状の結果から、前記超音波プローブに対する第１目印の位置ｐ１を特定し、
前記ステップ（ｃ）は、前記位置Ｐ１と位置ｐ１及び前記超音波プローブの前記被検体上の位置Ｐ３に基づいて、前記被検体に対する前記超音波プローブの位置を特定する、
請求項１に記載の超音波プローブの位置特定方法。 The step (a) measures the surface shape of the subject by irradiating the subject with the inspection sound wave from the ultrasonic probe to the subject including the first mark whose position relative to the subject is P1.
The step (b) specifies the position p1 of the first mark relative to the ultrasonic probe from the result of the measured surface shape of the subject,
The step (c) specifies the position of the ultrasonic probe with respect to the subject based on the position P1, the position p1, and the position P3 of the ultrasonic probe on the subject.
The ultrasonic probe position specifying method according to claim 1.
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