JP2510391Y2 - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
- Publication number
- JP2510391Y2 JP2510391Y2 JP8441190U JP8441190U JP2510391Y2 JP 2510391 Y2 JP2510391 Y2 JP 2510391Y2 JP 8441190 U JP8441190 U JP 8441190U JP 8441190 U JP8441190 U JP 8441190U JP 2510391 Y2 JP2510391 Y2 JP 2510391Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- defect
- output
- counter
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、鉄鋼及び非鉄製品の製造時並びに鋼構造物
等の非破壊検査に適用される電磁超音波トランスデュー
サを用いた超音波探傷装置に関する。
等の非破壊検査に適用される電磁超音波トランスデュー
サを用いた超音波探傷装置に関する。
電磁超音波トランスデューサを用いた超音波探傷検査
の場合、欠陥からの反射波の他に工場モータや、クレー
ン電気炉作動時のスイッチングノイズ等のランダムなイ
ンパルス的電気ノイズ波が混入するが、従来は欠陥波が
予め出現する時刻にゲートを設け欠陥信号の検波波のゲ
ート内でのピークをホールドし、ペンレコーダ等によ
り、欠陥の記録データを取る方法であるため、ランダム
な外乱ノイズがゲート内に混入した場合、この外乱ノイ
ズがペンレコーダ等の記録データに記録される為、記録
データより欠陥信号と外乱ノイズとの識別ができなかっ
た。
の場合、欠陥からの反射波の他に工場モータや、クレー
ン電気炉作動時のスイッチングノイズ等のランダムなイ
ンパルス的電気ノイズ波が混入するが、従来は欠陥波が
予め出現する時刻にゲートを設け欠陥信号の検波波のゲ
ート内でのピークをホールドし、ペンレコーダ等によ
り、欠陥の記録データを取る方法であるため、ランダム
な外乱ノイズがゲート内に混入した場合、この外乱ノイ
ズがペンレコーダ等の記録データに記録される為、記録
データより欠陥信号と外乱ノイズとの識別ができなかっ
た。
〔考案が解決しようとする課題〕 前記の方法では、ゲート内に外乱ノイズが入って来た
場合には、探傷結果であるペン記録計等のデータより、
以下の識別が不可能である。
場合には、探傷結果であるペン記録計等のデータより、
以下の識別が不可能である。
１）欠陥信号がある場合、 ノイズレベルが欠陥信号より大きい場合にはノイズピ
ークが出力されてしまい、欠陥ピークが得られない。
ークが出力されてしまい、欠陥ピークが得られない。
２）欠陥信号がない場合、 出力信号が欠陥信号によるものかノイズによるものか
区別がつかない。
区別がつかない。
以上のようにノイズがゲート内に入って来ると欠陥の
存在さえも、ましてやそのピーク値さえも推定すること
が不可能となる。更に、ACの探傷信号そのものではピー
クホールドは回路上困難であり、検波回路が必要とな
る。本考案では検波，ピークホールド回路を不要とす
る。
存在さえも、ましてやそのピーク値さえも推定すること
が不可能となる。更に、ACの探傷信号そのものではピー
クホールドは回路上困難であり、検波回路が必要とな
る。本考案では検波，ピークホールド回路を不要とす
る。
前記の問題を解決する手段として、対象とする被検体
の探傷領域が周知である為、その領域にある欠陥からの
超音波の反射信号が戻って来る欠陥信号の到達時間領域
は音速及び超音波の伝播距離より容易に求まる。従って
対象とする探傷検査範囲に対応する時間領域内にｎ個の
ゲートを設ける。この１個のゲートにつきｍ個の比較
器、FF（フリップフロップ），カウンタ（設定回数まで
連続してカウントした時のみ出力信号を出す）が備わっ
ており、これらｎ×ｍ個のカウンタ出力の論理和をとる
オア回路、検出信号を欠陥検出時間（設定カウントに達
した後の時間）分引きのばすホールド回路、出力信号に
重み付けをする回路（カウンタｋでカウトン条件が成立
した場合、比較器基準電圧Vkに対応する出力電圧とする
回路）、検出信号が出ている時間を欠陥の長さに対応さ
せる為のワンショットマルチ回路（設定カウント値まで
の時間分検出信号を引きのばす）、そして探傷器からの
トリガー信号を基準にゲートタイミング信号を作りリセ
ット阻止信号の有無により、リセット信号を制御するタ
イムベース回路を備えたことを特徴としている。
の探傷領域が周知である為、その領域にある欠陥からの
超音波の反射信号が戻って来る欠陥信号の到達時間領域
は音速及び超音波の伝播距離より容易に求まる。従って
対象とする探傷検査範囲に対応する時間領域内にｎ個の
ゲートを設ける。この１個のゲートにつきｍ個の比較
器、FF（フリップフロップ），カウンタ（設定回数まで
連続してカウントした時のみ出力信号を出す）が備わっ
ており、これらｎ×ｍ個のカウンタ出力の論理和をとる
オア回路、検出信号を欠陥検出時間（設定カウントに達
した後の時間）分引きのばすホールド回路、出力信号に
重み付けをする回路（カウンタｋでカウトン条件が成立
した場合、比較器基準電圧Vkに対応する出力電圧とする
回路）、検出信号が出ている時間を欠陥の長さに対応さ
せる為のワンショットマルチ回路（設定カウント値まで
の時間分検出信号を引きのばす）、そして探傷器からの
トリガー信号を基準にゲートタイミング信号を作りリセ
ット阻止信号の有無により、リセット信号を制御するタ
イムベース回路を備えたことを特徴としている。
本考案は前記のように予め設定した回数だけ連続して
ゲートを通過し、予め設定したレベルを越える信号があ
った場合のみ欠陥信号を出力するもので、ノイズによる
誤検出を無くすることができる。欠陥であれば必ずゲー
ト内に連続して入って来るが、ノイズの場合は連続して
複数回入って来る可能性は極めて低いことを利用するの
である。つまりノイズが最大何回連続して入ってくるか
そのＮ値を調べておき、（Ｎ＋α）回の設定をしておけ
ば、これを越えてカウントされる信号は欠陥に他ならな
いのである。この装置では、送信波の繰返し周波数を上
げる事により欠陥の検出性及び分解能の向上が図れると
共に、被検体が移動している場合には適用可能である
が、移動速度を上げ、設定回数分解能を一定に保っに
は、送信波を出す繰返し周波数を上げる事により容易に
対応が可能となる。
ゲートを通過し、予め設定したレベルを越える信号があ
った場合のみ欠陥信号を出力するもので、ノイズによる
誤検出を無くすることができる。欠陥であれば必ずゲー
ト内に連続して入って来るが、ノイズの場合は連続して
複数回入って来る可能性は極めて低いことを利用するの
である。つまりノイズが最大何回連続して入ってくるか
そのＮ値を調べておき、（Ｎ＋α）回の設定をしておけ
ば、これを越えてカウントされる信号は欠陥に他ならな
いのである。この装置では、送信波の繰返し周波数を上
げる事により欠陥の検出性及び分解能の向上が図れると
共に、被検体が移動している場合には適用可能である
が、移動速度を上げ、設定回数分解能を一定に保っに
は、送信波を出す繰返し周波数を上げる事により容易に
対応が可能となる。
以下、本考案を図示の実施例により詳細に説明する。
第５図の（ａ）は電磁超音波探傷器の受信信号であり
（AC信号のまま）、それにおいてＡは送信波であり、Ｂ
は欠陥による反射波である。（ｂ）は被検体の対象とす
る検査領域の範囲を複数個のゲートで分割した各ゲート
のゲートタイミング信号を表わしており、ゲート幅Δ
t1，Δt2，…，Δtk，…Δtn（全て等しくてもよい）で
（ｄ）の探傷器からのトリガー信号にt1,t2，…，tk，
…，tnと遅延させ、ゲートチャンネルG1,G2，…，Gk，
…，Gnと順にゲートを開き信号を順に取り込む。（ｃ）
のトリガー信号に同期して（ａ）のＡのごときトーンバ
ースト波が発振され被検体内で超音波が1/fr（sec）毎
に発生する。ただし繰返し周波数をfr（Hz）とする。第
３図は欠陥反射波ＤにノイズＣが重畳した場合の検波波
形を示している。このような波形ではノイズの為、欠陥
信号の有無が判別不能となる。しかし、このようなタイ
ミングで連続して複数回インパルスノイズが重畳して来
る確率は設定する回数を増すに従って急減する。第４図
では比較部の欠陥反射に対しその基準電圧レベルを示し
ている。本図ではV1〜Vmまでのｍ個の異なる基準レベル
を設定している。
第５図の（ａ）は電磁超音波探傷器の受信信号であり
（AC信号のまま）、それにおいてＡは送信波であり、Ｂ
は欠陥による反射波である。（ｂ）は被検体の対象とす
る検査領域の範囲を複数個のゲートで分割した各ゲート
のゲートタイミング信号を表わしており、ゲート幅Δ
t1，Δt2，…，Δtk，…Δtn（全て等しくてもよい）で
（ｄ）の探傷器からのトリガー信号にt1,t2，…，tk，
…，tnと遅延させ、ゲートチャンネルG1,G2，…，Gk，
…，Gnと順にゲートを開き信号を順に取り込む。（ｃ）
のトリガー信号に同期して（ａ）のＡのごときトーンバ
ースト波が発振され被検体内で超音波が1/fr（sec）毎
に発生する。ただし繰返し周波数をfr（Hz）とする。第
３図は欠陥反射波ＤにノイズＣが重畳した場合の検波波
形を示している。このような波形ではノイズの為、欠陥
信号の有無が判別不能となる。しかし、このようなタイ
ミングで連続して複数回インパルスノイズが重畳して来
る確率は設定する回数を増すに従って急減する。第４図
では比較部の欠陥反射に対しその基準電圧レベルを示し
ている。本図ではV1〜Vmまでのｍ個の異なる基準レベル
を設定している。
第１図に本考案の１実施例の探傷装置のブロック図を
示す。ゲートG1〜Gnを通過した探傷出力AC信号は各ゲー
ト毎にV1〜Vmの基準電圧をもつｍ個の比較器CPに入る。
例えば第４図に示す如くVkを越える信号が入ったゲート
においては第１図のカウンタ（CO）１〜カウンタ（CO）
ｋが１をカウントする。（カウンタの前のFFは１くりか
えし周期でカウントを１回と限定する為）この時カウン
ト１をしたｋ個のカウンタはタイムベース回路にカウン
タリセット阻止信号を出し、上記ゲートのカウンタ１〜
カウンタｋがトリガー信号でリセットされないようにし
て、次の繰返し周期に備える。次に繰返し周期で同レベ
ルの信号が同ゲートに入れば、前と同様にカウンタ１〜
カウンタｋは２をカウントする。もし何も入って来なけ
れば、カウンタ１〜カウンタｋはもはやカウンタリセッ
ト阻止信号を出さずカウンタは全くゼロカウントにもど
る事になる。このようにして作用の項で述べた設定数
（Ｎ＋α）回（αは安全数）を越した場合にカウンタは
出力信号を出すが、これらの出力はオア回路ORに入る。
そこで、ホールド回路HDは直ちにONする。カウンタCOは
設定回数までカウントすると、カウント０に戻るが、そ
の後、更にVkを越える信号が比較器CPに入り続けた場合
には、このホールド回路HDが検出信号をホールドする。
カウンタCOがカウントアップしなくなり、カウンタリセ
ット阻止信号を出さなくなると、リセット信号が発生
し、カウンタCOはリセットされ、ホールド回路HDはホー
ルドを終える。次にホールド回路HDの出力は、カウンタ
（CO）ｋに対応する検出電圧を出力する重み付け回路Ｗ
に入る。更に、この重み付け回路Ｗの出力信号がワンシ
ョットマルチ回路Ｍへ送られる。このワンショットマル
チ回路Ｍは、（Ｎ＋α−１）×1/frだけ検出信号を引き
のばし、実欠陥長及び径に対応する検出出力とする。以
上により、被検体が移動している場合でも欠陥の径、長
さに対応する検出信号をノイズの影響を除去して出力出
来る事になる。n,m,VKは使用条件等により設定が可変出
来る。最後に第６図にＮ＋α＝４とした場合のタイムチ
ャートを示す（カウンタCOは６回連続してカウントした
とする）。ただし、第２図に示すように、探傷出力AC信
号のピークを捕えるには、送信信号周波数をfT（Hz）と
すると、ゲート幅Δtkは少なくとも1/fT（sec）以上必
要とする。上記のようにカウンタCOの設定数Ｎ＋αが
「４」の場合、カウンタCOは第６図に示すように比較器
CPからフリップフロップFFを介して出力される信号を４
回カウントすると、出力信号をオア回路ORを介してホー
ルド回路HDに出力する。ホールド回路HDは、欠陥の検出
信号が連続して６回出力された場合は、カウンタCOから
出力された信号を、３カウント分、即ち、（1/fr）×３
の時間保持する。そして、このホールド回路HDの出力信
号は、重み付回路Ｗでカウンタ（CO）ｋに対応する重み
付けがなされ、ワンショットマルチ回路Ｍへ送られる。
このワンショットマルチ回路Ｍは、第６図に示すように
入力信号の時間幅をカウンタCOの設定数に応じて（1/
fr）×（４−１）だけ引きのばすと共に、上記重み付け
に応じたレベルの信号を欠陥検出信号として出力する。
この欠陥検出信号の時間幅は、（1/fr）×３＋（1/fr）
×（４−１）となり、欠陥の長さに相当する。
示す。ゲートG1〜Gnを通過した探傷出力AC信号は各ゲー
ト毎にV1〜Vmの基準電圧をもつｍ個の比較器CPに入る。
例えば第４図に示す如くVkを越える信号が入ったゲート
においては第１図のカウンタ（CO）１〜カウンタ（CO）
ｋが１をカウントする。（カウンタの前のFFは１くりか
えし周期でカウントを１回と限定する為）この時カウン
ト１をしたｋ個のカウンタはタイムベース回路にカウン
タリセット阻止信号を出し、上記ゲートのカウンタ１〜
カウンタｋがトリガー信号でリセットされないようにし
て、次の繰返し周期に備える。次に繰返し周期で同レベ
ルの信号が同ゲートに入れば、前と同様にカウンタ１〜
カウンタｋは２をカウントする。もし何も入って来なけ
れば、カウンタ１〜カウンタｋはもはやカウンタリセッ
ト阻止信号を出さずカウンタは全くゼロカウントにもど
る事になる。このようにして作用の項で述べた設定数
（Ｎ＋α）回（αは安全数）を越した場合にカウンタは
出力信号を出すが、これらの出力はオア回路ORに入る。
そこで、ホールド回路HDは直ちにONする。カウンタCOは
設定回数までカウントすると、カウント０に戻るが、そ
の後、更にVkを越える信号が比較器CPに入り続けた場合
には、このホールド回路HDが検出信号をホールドする。
カウンタCOがカウントアップしなくなり、カウンタリセ
ット阻止信号を出さなくなると、リセット信号が発生
し、カウンタCOはリセットされ、ホールド回路HDはホー
ルドを終える。次にホールド回路HDの出力は、カウンタ
（CO）ｋに対応する検出電圧を出力する重み付け回路Ｗ
に入る。更に、この重み付け回路Ｗの出力信号がワンシ
ョットマルチ回路Ｍへ送られる。このワンショットマル
チ回路Ｍは、（Ｎ＋α−１）×1/frだけ検出信号を引き
のばし、実欠陥長及び径に対応する検出出力とする。以
上により、被検体が移動している場合でも欠陥の径、長
さに対応する検出信号をノイズの影響を除去して出力出
来る事になる。n,m,VKは使用条件等により設定が可変出
来る。最後に第６図にＮ＋α＝４とした場合のタイムチ
ャートを示す（カウンタCOは６回連続してカウントした
とする）。ただし、第２図に示すように、探傷出力AC信
号のピークを捕えるには、送信信号周波数をfT（Hz）と
すると、ゲート幅Δtkは少なくとも1/fT（sec）以上必
要とする。上記のようにカウンタCOの設定数Ｎ＋αが
「４」の場合、カウンタCOは第６図に示すように比較器
CPからフリップフロップFFを介して出力される信号を４
回カウントすると、出力信号をオア回路ORを介してホー
ルド回路HDに出力する。ホールド回路HDは、欠陥の検出
信号が連続して６回出力された場合は、カウンタCOから
出力された信号を、３カウント分、即ち、（1/fr）×３
の時間保持する。そして、このホールド回路HDの出力信
号は、重み付回路Ｗでカウンタ（CO）ｋに対応する重み
付けがなされ、ワンショットマルチ回路Ｍへ送られる。
このワンショットマルチ回路Ｍは、第６図に示すように
入力信号の時間幅をカウンタCOの設定数に応じて（1/
fr）×（４−１）だけ引きのばすと共に、上記重み付け
に応じたレベルの信号を欠陥検出信号として出力する。
この欠陥検出信号の時間幅は、（1/fr）×３＋（1/fr）
×（４−１）となり、欠陥の長さに相当する。
本考案は、インパルス的外乱ノイズ等が発生する環境
条件での電磁超音波探傷検査において、前述に示す信号
処理を用いる事により、外乱ノイズ等の除去が可能とな
り且、被検体又は電磁超音波トランスデューサ側が移動
する条件においても、欠陥の大きさ及び長さを電圧出力
等で出力が可能となり、ペンレコーダ等の記録データよ
り欠陥の識別大きさ、長さ等を容易に評価可能となる。
更に従来必要としていた検波回路，ピークホールド回路
が不要となる。
条件での電磁超音波探傷検査において、前述に示す信号
処理を用いる事により、外乱ノイズ等の除去が可能とな
り且、被検体又は電磁超音波トランスデューサ側が移動
する条件においても、欠陥の大きさ及び長さを電圧出力
等で出力が可能となり、ペンレコーダ等の記録データよ
り欠陥の識別大きさ、長さ等を容易に評価可能となる。
更に従来必要としていた検波回路，ピークホールド回路
が不要となる。
第１図は本考案の１実施例に係る探傷装置のブロック図
であり、第２図は送信周波数に対するゲート幅の制限に
係るタイミング図であり、第３図は探傷信号の欠陥反射
波にノイズが重畳した波形図であり、第４図は比較器の
基準電圧設定図であり、第５図は探傷信号のタイミング
図であり、第６図は本考案の実施例に係るタイミング図
である。
であり、第２図は送信周波数に対するゲート幅の制限に
係るタイミング図であり、第３図は探傷信号の欠陥反射
波にノイズが重畳した波形図であり、第４図は比較器の
基準電圧設定図であり、第５図は探傷信号のタイミング
図であり、第６図は本考案の実施例に係るタイミング図
である。
Claims (1)
- 【請求項１】超音波パルスの反射波として検出したAC信
号を検波せずに対象とする被検体の検査領域に対応した
範囲に分けた複数個のゲート回路に入力し、各ゲート回
路毎に複数個の異なる基準電圧を有する比較器を設ける
と共に繰返し周波数毎にゲート回路を通過し、基準電圧
を上まわる信号の回数を計数するカウンタを設け、予め
設定した回数Ｎに対し、連続してカウントした回数が大
きくなる条件をもって、欠陥信号を出力することによ
り、ノイズと欠陥の識別を行うと共に、比較器の出力を
重み付回路に入れることにより欠陥の大きさを検出する
ことを特徴とする超音波探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8441190U JP2510391Y2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8441190U JP2510391Y2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443258U JPH0443258U (ja) | 1992-04-13 |
| JP2510391Y2 true JP2510391Y2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=31632879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8441190U Expired - Lifetime JP2510391Y2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510391Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019044955A1 (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-07 | Ntn株式会社 | 状態監視装置のノイズ除去方法および状態監視装置 |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP8441190U patent/JP2510391Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0443258U (ja) | 1992-04-13 |
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