JP2519327B2 - 超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷装置

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JP2519327B2
JP2519327B2 JP1276043A JP27604389A JP2519327B2 JP 2519327 B2 JP2519327 B2 JP 2519327B2 JP 1276043 A JP1276043 A JP 1276043A JP 27604389 A JP27604389 A JP 27604389A JP 2519327 B2 JP2519327 B2 JP 2519327B2
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邦治 内田
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、三次元形状物体の超音波探傷試験に用いら
れる超音波探傷装置に関する。
(従来の技術) 従来、金属や非金属材料の超音波探傷試験には、自動
機によって超音波探触子を被試験体上に走査させる自動
探傷方式と、超音波探触子を手で保持しながら被試験体
上に走査させる手動探傷方式が知られている。
このうち手動探傷方式を採用したものは、被試験体か
らの欠陥エコーを超音波探触子が検出すると、この時の
探触子の位置と向きを被試験体上にマークするか、探触
子の位置を被試験体の基準点から計測して記憶すること
により、欠陥位置を計測するようにしている。また、こ
のような手動探傷方式のものには、探触子位置を検出す
ることにより被試験体内の欠陥位置の自動測定を可能に
した位置検出装置を備えたものがある。しかし、かかる
位置検出装置は、二次元平面的に位置検出を行うものが
一般的であり、例えば、第6図に示すように探触子1を
複数の腕部2の接続部に回転角検出器3を介在させて支
持するようにしたγ−θの極座標系構造の多関節方式の
もの、あるいは第7図に示すように平面上で直交するX
軸検出器4およびY軸検出器5に沿って探触子6を支持
したX−Y直交座標系の構成のものが知られている。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の手動探傷方式の超音波探傷装置に
用いられる探触子位置検出装置は、いずれも超音波探触
子の位置を二次元の平面上で検出するものであるため、
曲面体などの三次元形状をした構造物に対しての探触子
位置を検出することは難しく、また、上述の位置検出装
置では、図示しない探触子支持部での探触子の支持を、
自由度を持たせるように構成しているため、探触子の検
出方向を特定することができず、これらのことから三次
元形状の構造物に対して探触子の位置と方向からの欠陥
位置の測定は難しい欠点があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、三次元
形状の構造物に対する欠陥位置の測定を精度よく行うこ
とができる超音波探傷装置を提供することを目的とす
る。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、被試験体表面で超音波探触子を走査しなが
ら欠陥検出を行うような超音波探傷装置において、上記
被試験体に装着可能にした装置本体と、この装置本体に
回転可能に設けられた第1の回転手段と、この第1の回
転手段に該第1の回転手段と直交する方向に回転可能に
設けられた第2の回転手段と、この第2の回転手段に巻
取り可能に設けられるとともに、該第2の回転手段の回
転中心軸を通って直線方向に引出し可能にし且つ先端部
に上記超音波探触子を可動自在に設けたアームと、上記
第1および第2の回転手段の回転量を検出する回転量検
出手段と、上記アームの引出し量を検出する引出し量検
出手段と、上記超音波探触子の取り付け軸回りの回転角
を検出する回転角検出手段と、上記回転量検出手段およ
び引出し量検出手段からの信号ケーブルを外部に導出す
るためのスリップリングとを具備し、上記スリップリン
グを介して得られた上記第1および第2の回転手段の回
転量および上記アームの引出し量により上記超音波探触
子の三次元的位置を検出するとともに、該三次元的位置
に基づいて上記超音波探触子の取付け軸回りの回転角に
より欠陥の三次元的位置を検出するようになっている。
(作用) 本発明によれば、探触子を手動で走査しつつ探触子位
置の三次元座標と探触子の向きを超音波探傷波形データ
とともに収集できる構成とすることにより、超音波探触
子を曲面上で走査させるのみで、被検査体表面の形状を
三次元的に画像化でき、また、この画像化された形状デ
ータから曲面上の任意の点での接面図を求め、この接面
図上での探触子の向きを検知することで、欠陥分布も画
像化できることになる。また、手動で探触子を走査する
場合に、探触子の微妙な動きも精度よく検出できるよう
に信号ケーブルをスリップリングを介して外部に取り出
すようになっている。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。
第1図は、同実施例の斜視図を示すものである。図に
おいて、11は装置本体で、この装置本体11は、第2図に
示すように円筒状をなすとともに、その内部の中間部分
に中空孔111を有する仕切板112を形成している。
そして、装置本体11の下部開口縁部に沿ってマグネッ
ト12を複数個設けている。これらマグネット12は、装置
本体11を図示しない被試験体表面に固定するためのもの
である。
また、装置本体11の仕切板112の中空孔111に、筒状の
軸受支持部13を設けている。この軸受支持部13は、外側
に歯車131を形成するとともに、内側に軸受14を介して
回転板15を回転自在に支持している。回転板15は装置本
体11の上部開口を覆うように配置されたもので、中心部
に突設された中空軸151を上記軸受14に支持されてい
る。
回転板15上部の周縁部には、エンコーダ16を設けてい
る。このエンコーダ16は、検出軸161を装置本体11内部
側に突出し、この検出軸161の先端に上記歯車131に噛合
される歯車17を設けており、上記回転板15の回転にとも
ない歯車17を上記歯車131に沿って回転させることによ
り、回転板15の回転量を測定するようになっている。
また、回転板15上部の中心部には、支持金具18を介し
て回転体19を設けている。この回転体19は、回転板15の
中心軸上にあって、その中心軸が回転板15の中心軸と交
差する位置に配置され、回転板15と直交する回転方向が
得られるようになっている。この場合、回転体19は、こ
の回転の際に作用する偏心力の影響を除去し、滑らかな
回転を得られるようにバランスウエイト20を取り付けて
いる。また、この回転体19には、同回転体19の回転量を
測定するためのエンコーダ21を設けている。
回転体19は、第3図に示すように内部にドラム22を設
け、このドラム22にベルト状のアーム23を巻装してい
る。この場合、アーム23は、図示しないコイルバネによ
って巻戻し力が作用されている。また、アーム23は、ガ
イドローラ24を介して回転体19外部に直線方向に引出さ
れ、この引出し量をエンコーダ25により測定可能にして
いる。この場合、ガイドローラ24は、アーム23の引出し
方向を回転体19の回転中心軸を通る方向に規制するよう
にもしている。
アーム23の先端には、自在継手26を介して超音波探触
子27を設けている。そして、この自在継手26には、超音
波探触子27の取付け軸回りの回転角度を測定するエンコ
ーダ28を設けている。
なお、エンコーダ16、21、25からの各信号ケーブル29
1、292、293は、回転板15の中空軸151を通して装置本体
11内部に設けられたスリップリング30に接続され、コネ
クタ31を介して装置本体11外部に導出されるようになっ
ている。
次に、以上のように構成した実施例の動作を説明す
る。
まず、装置本体11を図示しない被試験体表面に装着す
る。この場合、装置本体11は複数のマグネット12により
凹凸のある被試験体表面にも効率よく取り付けることが
できる。
この状態から、超音波探触子27を被試験体表面で任意
に走査するが、この時の超音波探触子27の走査方向にと
もない、回転板15が中空軸151を中心に回転するととも
に、回転体19が回転板15と直交する方向に回転し、さら
に、ドラム22に巻かれたベルト状アーム23の引出し量が
変化するとともに、超音波探触子27の取付け軸回りの回
転角度も変化するようになる。
この場合、回転板15の回転量は、回転板15の回転にと
もない歯車17が歯車131に沿って回転することによりエ
ンコーダ16により測定され、回転体19の回転量はエンコ
ーダ21により測定される。さらに、ベルト状アーム23の
引出し量は、エンコーダ25により測定される。この場
合、アーム23には、図示しないコイルバネによりドラム
22への巻戻し力が作用しているので、緩みを生じること
なくエンコーダ25により正確な引出し量が測定される。
そして超音波探触子27の取付け軸回りの回転角度は、エ
ンコーダ28により測定されるようになる。
そして、これらエンコーダ16、21、25の出力信号は、
信号ケーブル291、292、293を介して装置本体11内部の
スリップリング30に送られ、コネクタ13を介して装置本
体11外部に出力されるようになる。
しかして、回転板15と回転体19の回転軸が直交する点
を原点0とした時の超音波探触子27の位置Pは、第4図
に示す三次元の極座標系から求めることができる。この
場合、図において、αはエンコーダ16で計測される回転
板15の回転角、βはエンコーダ21で計測される回転体19
の回転角、γはエンコーダ25で計測されるアーム23の長
さであり、これらの測定結果によりP点の位置Xp、Yp
Zpは下式により求められることになる。
Xp=γsin β・cos α Yp=γsin β・sin α Zp=γcos β さらに、P点を原点した時の欠陥エコーの位置Fは、
第5図(a)(b)に示す三次元の極座標系から求める
ことができる。この場合、エンコーダ28で計測される超
音波探触子27の軸回りの回転角度、つまりアーム23およ
びZ軸を通る面aと被試験体面bとの交線lと超音波探
触子27の中心線mとの交角をθとすると、点Pを原点と
して、交線lをz軸、被試験体面bに垂直方向をy軸と
した直交座標系より、欠陥エコーの位置F(xF、yF
zF)は下式より求められる。
xF=r sin φ・sin θ yF=r cos φ zF=r sin φ・cos θ (ただし、rは超音波ビーム路程長、φは超音波ビーム
屈折角である。) この結果、第4図に示す0を原点とする座標系と第5
図に示すPを原点とする座標系の位置関係を知ることに
より、0を原点とする欠陥エコーの位置Fを表現できる
ことになる。
したがって、このようにすれば曲面体などの三次元形
状をした被試験体に対して超音波探触子27の三次元的位
置Pの検出を行うことができ、同時に、超音波探触子27
の検出方向を特定できることから、超音波探触子27の三
次元的位置Pに基づいて欠陥エコーの三次元的位置Fの
測定も簡単に行うことができるようになる。また、本実
施例では、超音波探触子27の位置Pを検出するためのア
ーム23がドラム22に収容できるようになっているので、
小型軽量の構成が得られ、狭い場所での操作が容易にな
るとともに、装置の移動や設置作業も簡単にできる。ま
た、超音波探触子27は、自在継手26により高い自由度を
もって保持されるので、複雑な三次元形状の被試験体表
面にも追従でき、精度の高い欠陥検出ができる。さら
に、回転板15および回転体19は回転動作に対する抵抗力
を小さくするためスリップリング30、バランスウエイト
20を設けているので、超音波探触子27の走査の際の移動
をスムーズにできる。
なお、本発明は、上記実施例にのみ限定されず、要旨
を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、
上述の実施例では、エンコーダを用いて回転角度および
アーム長などを測定したが、これに代えて、ポテンショ
メータ、磁気スケールなどの各種検出手段を用いるよう
にしてもよい。また、エンコーダからの信号は、光学的
信号に置き換えて光ファイバーなどの手段により送り出
すようにしてもよい。
[発明の効果] 本発明は、探触子を手動で走査しつつ探触子位置の三
次元座標と探触子の向きを超音波探傷波形データととも
に収集できる構成とすることにより、超音波探触子を曲
面上で走査させるのみで、被検査体表面の形状を三次元
的に画像化でき、また、この画像化された形状データか
ら曲面上の任意の点での接面図を求め、この接面図上で
の探触子の向きを検知することで、欠陥分布も画像化で
きることになる。
この場合、探触子位置を求めるためのアームの伸縮を
いわゆる巻き尺方式で行うことにより、装置全体の小型
化を実現できる。
また、回転量検出手段および引出し量検出からの各信
号ケーブルをスリップリングを介して外部に取り出すよ
うにしているので、手動で探触子を走査する場合に、信
号ケーブルなどの曲げ力などにより不必要な力がアーム
にかからないようにすることができ、探触子の微妙な動
きも精度よく検出でき、しかも、ケーブルの曲げ力の発
生を防止できることから、探触子の滑らかな動きも満足
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は、
同実施例の装置本体と回転板の関係を示す側断面図、第
3図は、同実施例の回転体とアームの関係を示す構成
図、第4図および第5図は、同実施例を説明するための
図、第6図および第7図は、それぞれ従来の探触子の位
置検出装置の一例を示す構成図である。 11……装置本体、12……マグネット、15……回転板、1
6、21、25、28……エンコーダ、19……回転体、20……
バランスウエイト、23……アーム、26……自在継手、27
……超音波探触子、30……スリップリング。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被試験体表面で超音波探触子を走査しなが
    ら欠陥検出を行うような超音波探傷装置において、 上記被試験体に早着可能にした装置本体と、 この装置本体に回転可能に設けられた第1の回転手段
    と、 この第1の回転手段に該第1の回転手段と直交する方向
    に回転可能に設けられた第2の回転手段と、 この第2の回転手段に巻取り可能に設けられるととも
    に、該第2の回転手段の回転中心軸を通って直線方向に
    引出し可能にし且つ先端部に上記超音波探触子を可動自
    在に設けたアームと、 上記第1および第2の回転手段の回転量を検出する回転
    量検出手段と、 上記アームの引出し量を検出する引出し量検出手段と、 上記超音波探触子の取り付け軸回りの回転角を検出する
    回転角検出手段と、 上記回転量検出手段および引出し量検出手段からの信号
    ケーブルを外部に導出するためのスリップリングとを具
    備し、 上記スリップリングを介して得られた上記第1および第
    2の回転手段の回転量および上記アームの引出し量によ
    り上記超音波探触子の三次元的位置を検出するととも
    に、該三次元的位置に基づいて上記超音波探触子の取付
    け軸回りの回転角により欠陥の三次元的位置を検出する
    ことを特徴とする超音波探傷装置。
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CN109239203A (zh) * 2018-10-25 2019-01-18 天津精益铁安机电技术有限公司 一种用于超声波管端探伤机的随动探头靴
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633288A (en) * 1979-08-25 1981-04-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Manipulator for work of heat exchanger
JPS59145958A (ja) * 1983-02-08 1984-08-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超音波探傷方法

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