JP4500391B2

JP4500391B2 - Ultrasonic flaw detection image display method and ultrasonic flaw detection image display device

Info

Publication number: JP4500391B2
Application number: JP33826199A
Authority: JP
Inventors: 金吾小沢; 泉佐藤
Original assignee: Tokyo Keiki Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP2001153850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を利用して鉄道レール等の被検査体を探傷してその画像表示を行う超音波探傷画像表示方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の鉄道レール１などを超音波で探傷する際の計測状態を示す斜視図であり、図３は超音波探傷装置２の機能構成を示すブロック図である。この例では、探傷対象のレール１上を、超音波探傷装置２と接続されるケーブル３の先端に設けられた超音波探触子４を移動させてレール１の探傷を行っている。
【０００３】
この際、送信部２ａから一定周期で出力される送信信号が超音波探触子４に入力され内部の図示しない振動子からの超音波パルスがレール１に入射される。この超音波パルスがレール１の傷などで反射し、この反射波が超音波探触子４の振動子で受信される。
【０００４】
この受信信号が受信部２ｂに入力され増幅された後に信号処理部２ｃに入力される。信号処理部２ｃは、所定の伝搬時間、即ち超音波探触子４からレール１に入射された超音波パルスが傷などで反射して再び超音波探触子４で受信されるまでの時間の範囲のみを検出対象とするためのゲート回路を有しており、受信信号をゲート回路に通して、Ａ／Ｄ変換後、受信信号のレベルを判定レベルと比較して反射エコーを検出する。
【０００５】
信号処理部２ｃに入力された受信信号や、信号処理部２ｃで検出された反射エコー信号は、表示部２ｄ及び記録部２ｅに出力され、表示及び記録が行われる。その表示には、Ａスコープ表示やＢスコープ画像表示が用いられる。Ｂスコープ画像は、例えば、横軸に探触子位置、縦軸に反射エコーの伝搬距離をとって反射エコーをプロットするものであるが、屈折角（超音波がレールに入射するときの入射方向と入射面から下ろした垂線とのなす角）を考慮して反射エコーの反射源の位置を算出してプロットすれば断面画像となる。反射源の実体に即したこの断面画像表示は非常に有効な表示方法である。
【０００６】
このようなレール探傷では、複数の超音波探触子を用いて、傷の方向性等を考慮した超音波をレールに入射して探傷を行っている。例えば、水平裂を検出するためには、屈折角が０°である垂直探触子を用い、４５°程度の傾きの横裂を検出するためには、屈折角が４５°の斜角探触子が用いられている。これらの探触子により、例えば、レールに存在するボルト穴１ｂでは、垂直探触子と屈折角４５°の互いに逆向きに設置された２つの斜角探触子からの反射エコーによって、図４のような断面画像が得られる。
【０００７】
ところで、溶接部の溶け込み不足や縦割れを検出するために、同一の屈折角の２つの斜角探触子を用いるタンデム法が用いられることがある。図５はタンデム法の原理を説明するための図である。送信用の探触子４ａからレール１に斜めに入射された超音波が、レール１の傷などの反射源５及び底面１ａで反射し、それを受信用の探触子４ｂで受信することによって、１つの探触子では検出が困難な縦割れを検出することができる。
このタンデム法において、送信用探触子４ａから超音波が送信されてから受信用探触子４ｂにおいて反射エコーが受信されるまでの伝搬距離は、レールの高さｈと送信用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂの屈折角θから、（ｈ／cosθ）×２と決定される。また、送信用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂの位置が決まれば、傷及び底面での反射において入射角と反射角が等しいとして反射源の位置は、計算上１点に定まる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の送信用及び受信用斜角探触子は屈折角θを中心として多少広がりを持った送受信特性を有するため、超音波が幅を持つことになって、伝搬距離は（ｈ／cosθ）×２に限定されず、探触子の位置に対して反射エコーが検出される反射源の位置も、１点ではなくある範囲となる。そのため、屈折角を基準とする従来方法では、タンデム法で検出された反射エコーから、反射源の実体に即した断面画像を生成し、その画像表示を行うことができなかった。
【０００９】
また、例えば従来のレール探傷車によるレール探傷においては、探傷中にレールの種類が変わってレール高さが変わることがあるため、レール高さを既定値として予め与えることは難しく、そのような場合には、タンデム法において反射源の位置の算出を行うことはさらに困難を極めることになる。
【００１０】
さらには、被検査体がレールの場合には、ボルト穴のような人工構造や、継目での遊間部（レール端面）において、タンデム法によって反射エコーが検出されることがあり、タンデム法だけによる断面画像としたときに、これらと傷とを識別して表示することができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、第１の目的は、タンデム法で検出された反射エコーについても、正確に反射源の位置を算出し、反射源の実体に即した断面画像を生成することができる超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
また、第２の目的は、第１の目的に加えて、表示の際に、不正な反射エコーやノイズを画像表示しないことによって、信頼性の高い断面画像表示を行うことができる超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、第３の目的は、第１の目的に加えて、被検査体の表面から底面（背面）までの距離が変わっても、問題なく反射源の位置の算出ができ、反射源の実体に即した断面画像を生成することができる超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、第４の目的は、第１の目的に加えて、タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置と、その他の探触子によって検出された反射エコーの反射源の位置とを重畳して断面画像表示することによって、より有効な表示とすることができる超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供することをも目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被検査体の前後に配置したタンデム法によって被検査体の前後方向に送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を移動しながら探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表示を行う超音波探傷画像表示方法であって、送信用斜角探触子から超音波が送信されてから受信用斜角探触子において反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出される伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接された被検査体の表面から底面（背面）までの距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置とから、検出された反射エコーの反射源の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向、即ち被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向の２次元位置を算出して、被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向に沿って切って見た断面画像表示を行い、被検査体内で被検査体の表面に対して垂直に延びる反射源を表示し得るようにしたことを特徴とする。また、タンデム法によって超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被検査体の前後に配置し、被検査体の前後方向に送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を移動しながら被検査体を探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表示を行う超音波探傷画像表示装置であって、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置を計測する探触子位置計測手段と、検出された反射エコーについて、超音波が送信されてから反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から伝搬距離を算出する伝搬距離算出手段と、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置と、前記伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を当接した被検査体の表面から底面（背面）までの距離とから、検出された反射エコーの反射源の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向、即ち被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向の２次元位置を算出する反射源位置算出手段と、前記反射源位置算出手段で算出された反射源の位置を表す、被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向に沿って切って見た断面画像を生成し、被検査体内で被検査体の表面に対して垂直に延びる反射源を表示し得るようにした画像生成手段と、を有することを特徴とする。タンデム法による超音波の伝搬距離及び被検査体の表面から底面（背面）までの距離を用いて、反射エコーの反射源の位置を特定することができる。従って、斜角探触子の屈折角に広がりがあったとしても、この屈折角に依存せずに、反射源を特定することができ、反射源の実体に即した断面画像を生成することができる。
【００１６】
また、前記超音波探傷画像表示方法において、前記検出された反射エコーの反射源の位置の算出は、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触子における屈折角とが等しいとして、検出された反射エコーの反射源の位置の算出を行うことができる。または、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反射源位置算出手段は、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触子における屈折角とが等しいとして、検出された反射エコーの反射源の位置を算出することができる。送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触子における屈折角とを等しいとすることにより、超音波の伝搬距離及び被検査体の表面から底面（背面）までの距離を用いて、反射エコーの反射源の位置を特定することができる。
【００１７】
また、前記超音波探傷画像表示方法において、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸にとり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈとし、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の位置をｘ₀±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの反射源の位置（ｘ，ｙ）を、
【００１８】
【数３】

から算出することができる。または、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反射源位置算出手段は、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸にとり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈとし、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の位置をｘ₀±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの反射源の位置（ｘ，ｙ）を、
【００１９】
【数４】

から算出することができる。
【００２０】
また、前記超音波探傷画像表示方法において、伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーのみを対象として反射源の位置の算出処理を行うこととできる。または、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反射源位置算出手段は、前記伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーについて反射源の位置を算出することとできる。伝搬距離が所定の範囲内にある反射エコーのみを対象とすることにより、不正な反射エコーやノイズを除去することができる。所定の範囲とは、例えば、入射される超音波の屈折角の広がりに見合った伝搬距離の範囲とするとよい。
【００２１】
また、前記超音波探傷画像表示方法において、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接された被検査体の表面から底面（背面）までの距離を、同じくその表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子により超音波を送信してから底面（背面）で反射したエコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出することができる。または、前記超音波探傷画像表示装置において、さらに、前記被検査体の表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子により超音波を送信してから底面（背面）で反射したエコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から、前記被検査体の表面から底面（背面）までの距離を算出する表面底面間距離算出手段を有することができる。垂直探触子による超音波の送受信の時間から表面底面間距離を求めることにより、被検査体の表面から底面（背面）までの距離の変化に対応することができる。
【００２２】
また、前記超音波探傷画像表示方法において、さらに、タンデム法以外の探触子を用いて前記被検査体を探傷したときに検出された反射エコーに対して、このタンデム法以外の探触子の位置及び屈折角と、超音波が送信されてから反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出される伝搬距離とから、反射源の位置を算出して、前記タンデム法による反射エコーに基づく断面画像に重畳して表示することができる。または、前記超音波探傷画像表示装置において、さらに、タンデム法以外の探触子を用いて前記被検査体を探傷したときに検出された反射エコーの反射源の位置を重畳して断面画像表示を行い、前記探触子位置計測手段は、タンデム法以外の探触子の位置をも計測し、前記伝搬距離算出手段は、タンデム法以外の探触子によって検出された反射エコーについても伝搬距離を求め、前記反射源位置算出手段は、タンデム法以外の探触子位置及び屈折角と、前記伝搬距離算出手段によって求められた伝搬距離とから、このタンデム法以外の探触子によって検出された反射エコーの反射源の位置をも算出することができる。タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置と、タンデム法以外の探触子によって検出された反射エコーの反射源の位置とを重畳して断面画像表示することができる。
【００２３】
また、前記超音波探傷画像表示方法または前記超音波探傷画像表示装置において、前記被検査体はレールとすることができ、また、超音波レール探傷車におけるレール探傷画像表示装置に使用することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明による超音波探傷画像表示方法を実施するための、またはレール探傷車に搭載される超音波探傷画像表示装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。超音波探傷画像表示装置１０は、探触子ブロック１２、多チャネル超音波送受信部１４、探触子位置計測部１６、反射エコー検出部１８、伝搬距離算出部２０、表面底面間距離算出部２２、反射源位置算出部２４、画像生成部２８、表示部３０を備えている。以上の各部は、ゲート回路、Ａ／Ｄ変換器、カウンタ、論理回路、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ回路、Ｄ／Ａ変換器、ビデオアンプ、ＣＲＴ等によって実現することができる。
【００２６】
以下、各部の詳細をその作用と共に説明する。
【００２７】
探触子ブロック１２は、例えば、図６に示すように、タンデム用の送信用及び受信用の斜角探触子（例えば屈折角４５°）１２Ａ，１２Ｂ、送受信用の垂直探触子（屈折角０°）１２Ｃ及び互いに逆向きに設置された２つの送受信用の斜角探触子（例えば屈折角４５°）１２Ｄ，１２Ｅが所定の位置関係で配置されているものからなる。なお、タンデム用の送信用斜角探触子１２Ａを受信用としても用い、送受信用の斜角探触子の一方１２Ｄまたは１２Ｅを兼ねるようにすることも可能である。
【００２８】
多チャネル超音波送受信部１４は、探触子ブロック１２の各探触子１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ及び１２Ｅに対応した各チャネル（タンデムチャネル、垂直チャネル、＋４５°チャネル及び−４５°チャネル）の送受信部を備えている。
【００２９】
探触子ブロック１２はレール１上を接触して移動し、その位置が探触子位置計測部１６によって計測される。この際、多チャネル超音波送受信部１４は、探触子位置計測部１６からの探触子位置データに基づいて、各チャネルとも一定間隔で送信信号を送信用斜角探触子１２Ａまたは送受信用探触子１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅに出力し、その結果、各探触子の図示しない振動子から超音波パルスがレール１に入射される。この超音波パルスがレール１の傷などで反射し、その反射エコーが受信用斜角探触子１２Ｂまたは送受信用の探触子の振動子１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅで受信される。この受信信号が多チャネル超音波送受信部１４で増幅され、反射エコー検出部１８へと出力される。
【００３０】
反射エコー検出部１８は、多チャネル超音波送受信部１４からの各チャネルの受信信号を、まず、ゲート回路によって所定の伝搬時間の範囲のみを検出対象として選択してＡ／Ｄ変換する。ゲート回路は、例えば、垂直チャネルではレール表面から入射された超音波が底面で反射して戻って来るのに要する時間に応じたゲート設定がなされる。タンデムチャネルでは、前述のように屈折角とレール高さによって伝搬時間は計算上は定まるが、超音波が幅を持つことや、レールの種類によってレール高さが変わることを見込んでゲートが比較的広く設定される。
【００３１】
次に、受信信号レベルと所定の判定レベルを比較し、受信信号レベルが判定レベル以上の場合を反射エコーとして、例えばその受信信号レベルと伝搬時間を検出する。なお、受信信号レベルが連続して判定レベル以上である場合、つまり、反射エコーが時間的に幅を持つ場合は、例えば、受信信号レベルはその極大値とし、伝搬時間には、受信信号レベルが極大値となるときまたは判定レベルを越えたときの伝搬時間を採用してもよい。
【００３２】
伝搬距離算出部２０は、反射エコー検出部１８において検出された各チャネルの反射エコーについて、超音波の音速に伝搬時間を乗ずることによって伝搬距離を算出する。垂直チャネルの超音波は縦波、タンデムチャネル及び±４５°チャネルの超音波は横波で、鋼製のレール中の音速はそれぞれ５９００m／s、３２３０m／sである。
【００３３】
表面底面間距離算出部２２は、垂直チャネルで検出された反射エコーの伝搬距離から表面底面間距離、即ち、レール高さを求めるもので、例えば、想定されるレール高さの約２倍の伝搬距離の反射エコーが連続的に検出されていることを条件としてレールの底面からの反射エコーを抽出し、その伝搬距離の１／２をレール高さとすればよい。なお、レールの種類としては、６０ｋｇ、５０Ｔ、５０ｋｇＮ、５０ｋｇＰＳ、４０ｋｇＮ、３７ｋｇＡ及び３０ｋｇＡがあり、それぞれのレール高さは１７４mm、１６０mm、１５３mm、１４４．４６mm、１４０mm、１２２．２４mm及び１０７．９５mmである。
【００３４】
反射源位置算出部２４は、各チャネルで検出された反射エコーの反射源の位置を算出するものである。タンデムチャネルについては、伝搬距離算出部２０で算出された反射エコーの伝搬距離と、表面底面間距離算出部２２で算出された表面底面間距離、即ち、レール高さと、送信用斜角探触子１２Ａ及び受信用斜角探触子１２Ｂの位置とから、例えば、図７に示すように、送信用斜角探触子１２Ａにおける屈折角θと受信用斜角探触子１２Ｂにおける屈折角θとが等しいとして反射源の位置を算出する。図７において、レール長手方向にＸ軸、レール表面をy＝０として深さ方向にＹ軸をとつている。レール高さをｈとし、送信用及び受信用の探触子の前後方向すなわちＸ軸上の位置をｘ₀±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、Ｘ軸において負方向に超音波を送信するものとする。また、反射エコーの伝搬距離は２ｒである。このとき、反射源の位置（ｘ，ｙ）は次式で求められる。
【００３５】
【数５】

尚、超音波をＸ軸において正方向に送信した場合には、（１）式におけるｘ₀の後の符号−を＋に置き換えることで対応することができる。反射エコーの伝搬距離２ｒは、レール１に入射される超音波の広がり、すなわち中心屈折角と指向角から決まる最小屈折角α及び最大屈折角βによって制限されることになる。最大屈折角βの場合の反射源の位置を図７（ｂ）に、最小屈折角αの場合の反射源の位置を図７（ｃ）に示す。これらの間の関係は、
【００３６】
【数６】

である。したがって、最小屈折角α及び最大屈折角βがわかっている場合には、それに応じて決定される伝搬距離ｒα≦ｒ≦ｒβの範囲の反射エコーのみを算出対象とすることにより、不正な反射エコーやノイズを除去することができる。
【００３７】
その他のチャネルについては、図８に示すように、反射エコーの伝搬距離２rと探触子の位置（ｘ₀，０）及び符号付きの屈折角θから、反射源の位置（ｘ，ｙ）は次式で求められる。
【００３８】
【数７】

画像生成部２８は、反射源位置算出部２４で算出された反射源の位置を表す断面画像を生成するものである。これは、例えば、反射源の位置に対応する点が明るく、その他の点が暗くなるような画像信号として出力する。あるいは、両者の色を違うものにしてもよい。また、反射源の位置に対応する点は、反射エコーのチヤネルに応じてもしくは受信信号レベルに応じて、色や明るさを変えても良い。
【００３９】
表示部３０は、画像生成部２８から出力された断面画像信号を実際に表示するものである。
【００４０】
以上に説明した超音波探傷画像表示装置において、実際に得られる断面画像表示の例として、レールの継目付近の腹部に水平裂が存在する場合の断面画像の例を図９に示す。図６に示した探触子ブロック１２の構成による、レール底面、水平裂、４つのボルト穴１ｂ及び遊間部１ｃの反射エコーが表示されている。図において、番号を付した各反射源の表示は、次の反射エコーのものである。
【００４１】
▲１▼垂直チヤネルでのレール底面１ａからの反射エコー
▲２▼垂直チヤネルでの水平裂の反射エコー
▲３▼垂直チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー
▲４▼＋４５°チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー
▲５▼−４５°チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー
▲６▼タンデムチヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー
▲７▼＋４５°チヤネルでの遊間部１ｃ（レール端面と底面の角）からの反射エコー
▲８▼−４５°チヤネルでの遊間部１ｃ（レール端面と底面の角）からの反射エコー
▲９▼タンデムチヤネルでの遊間部（レール端面）からの反射エコー
このように、反射源の実体に即した断面画像表示が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１ないし１４記載の発明によれば、タンデム法で検出された反射エコーについても、その伝搬距離及び被検査体の表面から背面までの距離から反射源の位置を算出し、反射源の実体に即した断面画像表示を行うことが可能となる。
【００４３】
また、請求項３または１０記載の発明によれば、入射される超音波の屈折角と広がりに見合った伝搬距離の反射エコーのみに注目することによって、不正な反射エコーやノイズを除去することができる。
【００４４】
また、請求項４または１１記載の発明によれば、探傷途中で被検査体の表面から底面（背面）までの距離が変わったとしても、問題なく上記の反射源の位置の算出ができる。
【００４５】
さらに、請求項５または請求項１２記載の発明によれば、タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置と、タンデム法以外の探触子によって検出された反射エコーの反射源の位置とを重畳して断面画像表示することによって、より有効な表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波探傷画像表示装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】従来の鉄道レールなどを超音波で探傷する際の計測状態を示す斜視図である。
【図３】図２の超音波探傷装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】ボルト穴付近におけるＢスコープ画像図である（ボルト穴を重畳して表す）。
【図５】タンデム法の原理を表す説明図である。
【図６】探触子ブロックの構成を表す説明図である。
【図７】タンデム用の送信用及び受信用の斜角探触子と、反射エコーの反射源との位置関係を表す説明図である。
【図８】送受信用斜角探触子と、反射エコーの反射源との位置関係を表す説明図である。
【図９】実際に得られるレールの継目付近の腹部に水平裂が存在する場合の断面画像の例である。
【符号の説明】
１レール
１ｂボルト穴
１ｃ遊間部
１２Ａ送信用斜角探触子
１２Ｂ受信用斜角探触子
１２Ｃ垂直探触子
１２Ｄ送受信用斜角探触子
１２Ｅ送受信用斜角探触子
１６探触子位置計測部（探触子位置計測手段）
２２表面底面間距離算出部（表面底面間距離算出手段）
２４反射源位置算出部（反射源位置算出手段）
２８画像生成部（画像生成手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic flaw detection image display method and apparatus for flaw detection of an inspection object such as a railroad rail using ultrasonic waves and displaying the image.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is a perspective view showing a measurement state when the conventional railroad rail 1 or the like is flaw-detected with ultrasonic waves, and FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the ultrasonic flaw detector 2. In this example, the rail 1 is flawed by moving the ultrasonic probe 4 provided at the tip of the cable 3 connected to the ultrasonic flaw detector 2 on the rail 1 to be flaw-detected.
[0003]
At this time, a transmission signal output from the transmission unit 2 a at a constant cycle is input to the ultrasonic probe 4, and an ultrasonic pulse from an internal transducer (not shown) is incident on the rail 1. The ultrasonic pulse is reflected by a flaw on the rail 1 and the reflected wave is received by the transducer of the ultrasonic probe 4.
[0004]
The received signal is input to the receiving unit 2b and amplified, and then input to the signal processing unit 2c. The signal processing unit 2c has a predetermined propagation time, that is, the time until the ultrasonic pulse incident on the rail 1 from the ultrasonic probe 4 is reflected by a flaw and received by the ultrasonic probe 4 again. A gate circuit for detecting only the range is provided, and the received signal is passed through the gate circuit. After A / D conversion, the level of the received signal is compared with the determination level to detect a reflection echo.
[0005]
The received signal input to the signal processing unit 2c and the reflected echo signal detected by the signal processing unit 2c are output to the display unit 2d and the recording unit 2e for display and recording. For the display, A scope display or B scope image display is used. For example, the B scope image plots the reflected echo with the probe position on the horizontal axis and the propagation distance of the reflected echo on the vertical axis, but the refraction angle (the incident direction when the ultrasonic wave enters the rail). If the position of the reflection source of the reflection echo is calculated and plotted in consideration of the angle formed between the vertical line and the perpendicular line from the incident surface, a cross-sectional image is obtained. This cross-sectional image display according to the substance of the reflection source is a very effective display method.
[0006]
In such rail flaw detection, a plurality of ultrasonic probes are used to perform flaw detection by making an ultrasonic wave in consideration of the directionality of the flaw and the like enter the rail. For example, a vertical probe with a refraction angle of 0 ° is used to detect a horizontal fissure, and an oblique probe with a refraction angle of 45 ° is used to detect a lateral fissure with an inclination of about 45 °. A child is used. With these probes, for example, in the bolt hole 1b existing in the rail, reflection echoes from the vertical probe and two oblique angle probes installed at opposite angles with a refraction angle of 45 ° are shown in FIG. A cross-sectional image such as
[0007]
Incidentally, a tandem method using two oblique angle probes having the same refraction angle may be used in order to detect a lack of penetration or a vertical crack in a welded portion. FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the tandem method. The ultrasonic wave incident obliquely on the rail 1 from the transmitting probe 4a is reflected by the reflection source 5 such as a flaw on the rail 1 and the bottom surface 1a, and is received by the receiving probe 4b. Vertical cracks that are difficult to detect with a single probe can be detected.
In this tandem method, the propagation distance from when the ultrasonic wave is transmitted from the transmitting probe 4a to when the reflected echo is received by the receiving probe 4b is the height h of the rail and the transmitting probe 4a. The refraction angle θ of the receiving probe 4b is determined as (h / cos θ) × 2. Further, if the positions of the transmitting probe 4a and the receiving probe 4b are determined, the position of the reflection source is determined to be one point in calculation, assuming that the incident angle and the reflection angle are equal in the reflection on the scratches and the bottom surface.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the actual transmission and reception oblique angle probes have transmission / reception characteristics that are slightly spread around the refraction angle θ, the ultrasonic wave has a width, and the propagation distance is (h / cos θ The position of the reflection source where the reflected echo is detected with respect to the position of the probe is not a single point but a certain range. Therefore, in the conventional method based on the refraction angle, a cross-sectional image corresponding to the substance of the reflection source cannot be generated from the reflected echo detected by the tandem method, and the image display cannot be performed.
[0009]
Also, for example, in rail flaw detection with a conventional rail flaw detection vehicle, the rail height may change due to the type of rail during flaw detection, so it is difficult to give the rail height as a default value in such cases. Therefore, it is more difficult to calculate the position of the reflection source in the tandem method.
[0010]
Furthermore, when the object to be inspected is a rail, reflected echoes may be detected by an tandem method in an artificial structure such as a bolt hole or a loose part (rail end surface) at a joint, and only by the tandem method. When a cross-sectional image is used, there is a problem in that these and scratches cannot be identified and displayed.
[0011]
The present invention solves such a conventional problem, and a first object is to accurately calculate the position of the reflection source even for the reflection echo detected by the tandem method, and to instantly reflect the substance of the reflection source. An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection image display method and an ultrasonic flaw detection image display apparatus that can generate a cross-sectional image.
[0012]
Further, in addition to the first object, the second object is an ultrasonic flaw detection image capable of performing a highly reliable cross-sectional image display by not displaying an improper reflected echo or noise during display. An object is to provide a display method and an ultrasonic flaw detection image display device.
[0013]
In addition to the first purpose, the third purpose is that the position of the reflection source can be calculated without any problem even if the distance from the front surface to the bottom surface (back surface) of the object to be inspected changes. An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection image display method and an ultrasonic flaw detection image display device that can generate a cross-sectional image according to the above.
[0014]
In addition to the first purpose, the fourth purpose is to superimpose the position of the reflection source of the reflected echo detected by the tandem method and the position of the reflection source of the reflected echo detected by the other probe. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection image display method and an ultrasonic flaw detection image display device that can display more effectively by displaying a cross-sectional image.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To accomplish the above object, for transmission to the longitudinal direction of the object to be inspected by a tandem method of arranging the transmission angle probe and receiving the angle probe ultrasound before and after the test subject An ultrasonic flaw detection image display method for performing a flaw detection while moving an oblique angle probe and a reception oblique angle probe and displaying a cross-sectional image based on the detected reflected echo. The propagation distance calculated from the time from when the ultrasonic wave is transmitted from the child to when the reflected echo is received by the reception oblique probe and the sound velocity of the ultrasonic wave, the transmission oblique probe and the reception oblique The reflected echo detected from the distance from the surface to the bottom surface (rear surface) of the object to be in contact with the angular probe and the positions of the transmission oblique probe and the reception oblique probe are measured. transmitting the angle probe and longitudinal direction of the receiving angle probe of reflection source, i.e. the longitudinal direction及of the device under test To calculate the two-dimensional position in a direction toward the bottom surface from the surface, have rows taken cross section image display as viewed along a direction toward the bottom surface from the front and rear direction and the surface of the object to be inspected, the inspection object in the test subject A reflection source extending perpendicularly to the surface can be displayed . Also, an ultrasonic transmission oblique probe and a reception oblique probe are arranged in front of and behind the object to be inspected by the tandem method, and the transmission oblique probe and reception are arranged in the front-rear direction of the inspected object. An ultrasonic flaw detection image display device that detects a test object while moving an oblique angle probe and displays a cross-sectional image based on the detected reflected echo. The transmission oblique angle probe and reception The probe position measuring means for measuring the position of the oblique probe and the propagation distance from the time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected echo is received and the ultrasonic velocity of the detected reflected echo. The propagation distance calculation means for calculating, the position of the transmission oblique probe and the reception oblique probe, the propagation distance, the transmission oblique probe and the reception oblique probe are matched. Reflection of detected reflected echo from the distance from the surface of the inspected object in contact to the bottom (back) Longitudinal direction, i.e. the reflection source position calculation means to calculate a 2-dimensional position in the direction toward the bottom surface from the front and rear direction and the surface of the inspection object, wherein the transmitting the angle probe and receiving the angle probe for A cross-sectional image showing the position of the reflection source calculated by the reflection source position calculation means and cut along the front-rear direction and the direction from the surface toward the bottom surface of the object to be inspected is generated, and the object in the object to be inspected is generated . and having and an image generating hand stage and adapted to display the reflection source extending perpendicular to the surface. The position of the reflection source of the reflection echo can be specified using the propagation distance of the ultrasonic wave by the tandem method and the distance from the surface to the bottom surface (back surface) of the object to be inspected. Therefore, even if the refraction angle of the oblique angle probe is widened, the reflection source can be specified without depending on the refraction angle, and a cross-sectional image corresponding to the substance of the reflection source can be generated. it can.
[0016]
Further, in the ultrasonic flaw detection image display method, the calculation of the position of the reflection source of the detected reflection echo has the same refraction angle in the transmission oblique probe and the refraction angle in the reception oblique probe. As described above, the position of the reflection source of the detected reflection echo can be calculated. Alternatively, in the ultrasonic flaw detection image display device, the reflection source position calculating means detects the reflected echo detected by assuming that the refraction angle in the transmission oblique angle probe is equal to the refraction angle in the reception oblique angle probe. The position of the reflection source can be calculated. By making the refraction angle of the transmitting oblique angle probe equal to the refraction angle of the receiving oblique angle probe, the propagation distance of ultrasonic waves and the distance from the surface to the bottom surface (back surface) of the object to be inspected are used. Thus, the position of the reflection source of the reflected echo can be specified.
[0017]
In the ultrasonic flaw detection image display method, the front-rear direction of the transmission oblique probe and the reception oblique probe is taken as the X axis, and the direction from the surface to the bottom surface (rear surface) of the object to be examined is taken as the Y axis. The distance from the surface of the object to be inspected to the bottom surface (rear surface) is h, and the position on the X-axis of the transmission oblique probe and the reception oblique probe is x ₀ ± d, the position on the Y-axis. Is 0 and the propagation distance of the reflected echo is 2r, the position (x, y) of the reflection source of the detected reflected echo is
[0018]
[Equation 3]

It can be calculated from Alternatively, in the ultrasonic flaw detection image display device, the reflection source position calculating means may be configured such that the front-rear direction of the transmitting oblique probe and the receiving oblique probe is the X axis, and the bottom surface (rear surface) from the surface of the inspection object. ) Is the Y-axis, h is the distance from the surface of the object to be inspected to the bottom surface (rear surface), and the positions on the X-axis of the transmitting oblique probe and the receiving oblique probe are x _0. ± d, where the position on the Y axis is 0 and the propagation distance of the reflected echo is 2r, the reflection source position (x, y) of the detected reflected echo is
[0019]
[Expression 4]

It can be calculated from
[0020]
In the ultrasonic flaw detection image display method, the position of the reflection source can be calculated only for the reflection echo whose propagation distance is within a predetermined range. Alternatively, in the ultrasonic flaw detection image display device, the reflection source position calculation means can calculate the position of the reflection source for a reflection echo whose propagation distance is within a predetermined range. By targeting only reflected echoes having a propagation distance within a predetermined range, illegal reflected echoes and noise can be removed. For example, the predetermined range may be a range of propagation distance commensurate with the spread of the refraction angle of the incident ultrasonic wave.
[0021]
Further, in the ultrasonic flaw detection image display method, the distance from the surface to the bottom surface (rear surface) of the object to be inspected with which the transmission oblique angle probe and the reception oblique angle probe are in contact is also measured on the surface. It can be calculated from the time from when the ultrasonic wave is transmitted by the contacted vertical probe for transmitting and receiving the ultrasonic wave until the echo reflected from the bottom surface (rear surface) is received and the sound velocity of the ultrasonic wave. Alternatively, in the ultrasonic flaw detection image display device, an echo reflected from the bottom surface (rear surface) after transmitting ultrasonic waves by a vertical probe for transmitting and receiving ultrasonic waves in contact with the surface of the inspection object. From the surface to the bottom surface (back surface) of the object to be inspected based on the time until the signal is received and the sound velocity of the ultrasonic wave. By obtaining the distance between the bottom surface and the bottom surface from the time of transmission / reception of ultrasonic waves by the vertical probe, it is possible to cope with a change in the distance from the surface to the bottom surface (back surface) of the object to be inspected.
[0022]
Further, in the ultrasonic flaw detection image display method, a probe other than the tandem method is used for a reflected echo detected when the inspection object is flawed using a probe other than the tandem method. The position of the reflection source is calculated from the position and refraction angle, the time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflection echo is received, and the propagation distance calculated from the sound velocity of the ultrasonic wave, and the reflection by the tandem method. It can be displayed superimposed on a cross-sectional image based on echo. Alternatively, in the ultrasonic flaw detection image display device, a cross-sectional image display is further performed by superimposing a reflection source position of a reflected echo detected when the inspection object is flawed using a probe other than a tandem method. The probe position measuring means also measures the position of the probe other than the tandem method, and the propagation distance calculating means calculates the propagation distance for the reflected echo detected by the probe other than the tandem method. The reflection source position calculation means obtains the reflection detected by the probe other than the tandem method from the probe position and refraction angle other than the tandem method and the propagation distance obtained by the propagation distance calculation means. The position of the echo reflection source can also be calculated. The cross-sectional image can be displayed by superimposing the position of the reflection source of the reflection echo detected by the tandem method and the position of the reflection source of the reflection echo detected by the probe other than the tandem method.
[0023]
In the ultrasonic flaw detection image display method or the ultrasonic flaw detection image display device, the inspection object can be a rail, and can be used for a rail flaw detection image display device in an ultrasonic rail flaw detection vehicle. .
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an ultrasonic flaw detection image display apparatus for carrying out an ultrasonic flaw detection image display method according to the present invention or mounted on a rail flaw detection vehicle. The ultrasonic flaw detection image display apparatus 10 includes a probe block 12, a multi-channel ultrasonic transmission / reception unit 14, a probe position measurement unit 16, a reflected echo detection unit 18, a propagation distance calculation unit 20, and a surface bottom surface distance calculation unit 22. A reflection source position calculation unit 24, an image generation unit 28, and a display unit 30. Each unit described above can be realized by a gate circuit, an A / D converter, a counter, a logic circuit, a CPU, a memory, an I / O circuit, a D / A converter, a video amplifier, a CRT, and the like.
[0026]
Hereinafter, the details of each part will be described together with the operation thereof.
[0027]
For example, as shown in FIG. 6, the probe block 12 includes oblique probes for transmission and reception for tandem (for example, a refraction angle of 45 °) 12A and 12B, and vertical probes for transmission and reception (refraction). (Angle 0 °) 12C and two transmission / reception oblique probes (for example, refraction angle 45 °) 12D and 12E installed in opposite directions are arranged in a predetermined positional relationship. Note that the transmission oblique probe 12A for tandem can also be used for reception, and can also serve as one of the transmission / reception oblique probes 12D or 12E.
[0028]
The multi-channel ultrasonic transmission / reception unit 14 is provided for each channel (tandem channel, vertical channel, + 45 ° channel, and −45 ° channel) corresponding to each of the

probes

12A, 12B, 12C, 12D, and 12E of the probe block 12. A transmission / reception unit is provided.
[0029]
The probe block 12 moves in contact with the rail 1 and its position is measured by the probe position measuring unit 16. At this time, based on the probe position data from the probe position measurement unit 16, the multi-channel ultrasonic transmission / reception unit 14 transmits a transmission signal for each channel at a constant interval or the transmission oblique probe 12A or the transmission / reception unit. As a result, an ultrasonic pulse is incident on the rail 1 from a transducer (not shown) of each probe. The ultrasonic pulse is reflected by a flaw on the rail 1 or the like, and the reflected echo is received by the receiving oblique probe 12B or the

transducers

12C, 12D, and 12E of the transmitting / receiving probe. This received signal is amplified by the multi-channel ultrasonic transmission / reception unit 14 and output to the reflection echo detection unit 18.
[0030]
The reflected echo detection unit 18 first performs A / D conversion on the reception signal of each channel from the multi-channel ultrasonic transmission / reception unit 14 by selecting only a predetermined propagation time range as a detection target using a gate circuit. In the gate circuit, for example, in the vertical channel, the gate setting is made according to the time required for the ultrasonic wave incident from the rail surface to be reflected back from the bottom surface. In the tandem channel, the propagation time is determined by calculation depending on the refraction angle and the rail height as described above, but the gate is relatively long in anticipation that the ultrasonic wave has a width and the rail height changes depending on the type of rail. Widely set.
[0031]
Next, the received signal level is compared with a predetermined determination level, and when the received signal level is equal to or higher than the determination level, for example, the received signal level and the propagation time are detected. When the received signal level is continuously equal to or higher than the determination level, that is, when the reflected echo has a temporal width, for example, the received signal level is the maximum value, and the received signal level is the propagation time. You may employ | adopt the propagation time when it becomes maximum value or exceeds the determination level.
[0032]
The propagation distance calculation unit 20 calculates the propagation distance of the reflected echo of each channel detected by the reflected echo detection unit 18 by multiplying the sound speed of the ultrasonic wave by the propagation time. The ultrasonic waves in the vertical channel are longitudinal waves, the ultrasonic waves in the tandem channel and the ± 45 ° channel are transverse waves, and the speed of sound in the steel rail is 5900 m / s and 3230 m / s, respectively.
[0033]
The surface bottom surface distance calculation unit 22 calculates the distance between the surface bottom surfaces, that is, the rail height, from the propagation distance of the reflected echo detected in the vertical channel. For example, the propagation is about twice the assumed rail height. The reflected echo from the bottom surface of the rail is extracted on condition that the reflected echo of the distance is continuously detected, and 1/2 of the propagation distance may be set as the rail height. The types of rails are 60kg, 50T, 50kgN, 50kgPS, 40kgN, 37kgA and 30kgA. The rail heights are 174mm, 160mm, 153mm, 144.46mm, 140mm, 122.24mm and 107.95mm. is there.
[0034]
The reflection source position calculation unit 24 calculates the position of the reflection source of the reflection echo detected in each channel. For the tandem channel, the propagation distance of the reflected echo calculated by the propagation distance calculation unit 20, the distance between the surface bottom surfaces calculated by the surface bottom surface distance calculation unit 22, that is, the rail height, and the transmission oblique angle probe. From the positions of 12A and the reception oblique probe 12B, for example, as shown in FIG. 7, the refraction angle θ in the transmission oblique probe 12A and the refraction angle θ in the reception oblique probe 12B Are calculated, the position of the reflection source is calculated. In FIG. 7, the X-axis is taken in the rail longitudinal direction, the rail surface is taken as y = 0, and the Y-axis is taken in the depth direction. The height of the rail is h, the transmitting and receiving probes are set in the front-rear direction, that is, the position on the X axis is x ₀ ± d, the position on the Y axis is 0, and ultrasonic waves are transmitted in the negative direction on the X axis. It shall be. The propagation distance of the reflected echo is 2r. At this time, the position (x, y) of the reflection source is obtained by the following equation.
[0035]
[Equation 5]

In addition, when the ultrasonic wave is transmitted in the positive direction on the X axis, it can be dealt with by replacing the sign − after x _{0 in} the equation (1) with +. The propagation distance 2r of the reflected echo is limited by the spread of the ultrasonic wave incident on the rail 1, that is, the minimum refraction angle α and the maximum refraction angle β determined from the center refraction angle and the directivity angle. FIG. 7B shows the position of the reflection source in the case of the maximum refraction angle β, and FIG. 7C shows the position of the reflection source in the case of the minimum refraction angle α. The relationship between these is
[0036]
[Formula 6]

It is. Therefore, when the minimum refraction angle α and the maximum refraction angle β are known, only the reflection echo in the range of the propagation distance rα ≦ r ≦ rβ determined in accordance therewith is used as a calculation target, thereby causing an illegal reflection echo. And noise can be removed.
[0037]
For the other channels, as shown in FIG. 8, the reflection source position (x, y) is calculated from the propagation distance 2r of the reflected echo, the probe position (x ₀ , 0), and the signed refraction angle θ. It is calculated by the following formula.
[0038]
[Expression 7]

The image generation unit 28 generates a cross-sectional image representing the position of the reflection source calculated by the reflection source position calculation unit 24. This is output, for example, as an image signal in which the point corresponding to the position of the reflection source is bright and the other points are dark. Alternatively, both colors may be different. The point corresponding to the position of the reflection source may be changed in color or brightness according to the channel of the reflection echo or according to the received signal level.
[0039]
The display unit 30 actually displays the cross-sectional image signal output from the image generation unit 28.
[0040]
In the ultrasonic flaw detection image display apparatus described above, as an example of the actually obtained cross-sectional image display, FIG. 9 shows an example of a cross-sectional image when a horizontal fissure exists in the abdomen near the rail joint. Reflected echoes of the rail bottom surface, horizontal cracks, four bolt holes 1b, and free space 1c are displayed according to the configuration of the probe block 12 shown in FIG. In the figure, the display of each reflection source numbered is that of the next reflection echo.
[0041]
(1) Reflected echo from rail bottom 1a in vertical channel (2) Reflected echo from horizontal crack in vertical channel (3) Reflected echo from bolt hole 1b in vertical channel (4) Bolt hole in + 45 ° channel Reflected echo from 1b (5) Reflected echo from bolt hole 1b at -45 ° channel (6) Reflected echo from bolt hole 1b at tandem channel (7) Free gap portion 1c (+ between rail end face and + 45 ° channel) Reflected echo from the bottom corner (8) Reflected echo from the gap portion 1c (the corner of the rail end face and the bottom surface) at -45 ° channel (9) Reflected echo from the loose section (rail end face) at the tandem channel As described above, a cross-sectional image display in accordance with the substance of the reflection source can be obtained.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to claims 1 to 1 4 invention described, for the reflected echo detected by the tandem method, the position of the reflection source from distance to the rear from the surface of the propagation distance and the device under test And a cross-sectional image display in accordance with the substance of the reflection source can be performed.
[0043]
According to the invention of claim 3 or 1 0, wherein, by noting only the reflection echo propagation distance commensurate with the extent and the refraction angle of the ultrasonic wave incident, removing the invalid echo and noise Can do.
[0044]
Further, according to the invention of claim 4 or 1 1, wherein, as the distance from the surface of the inspection object to the bottom surface (back surface) is changed in the middle flaw detection can calculate the position of the reflection source of the fine.
[0045]
Furthermore, according to the invention of claim 5 or claim 1 wherein the position of the reflection source of the reflected echo detected by the tandem method, the position of the reflection source of the reflected echo detected by the probe other than the tandem method By superimposing and displaying a cross-sectional image, a more effective display can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an ultrasonic inspection image display device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a measurement state when a conventional railroad rail or the like is flaw-detected with ultrasonic waves.
3 is a block diagram showing a functional configuration of the ultrasonic flaw detector of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a B scope image in the vicinity of a bolt hole (represented by overlapping bolt holes).
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the principle of the tandem method.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a probe block.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a tandem transmission and reception oblique angle probe and a reflection source of a reflection echo;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a transmission / reception oblique angle probe and a reflection source of a reflected echo;
FIG. 9 is an example of a cross-sectional image in the case where a horizontal fissure exists in the abdomen near the rail joint obtained in practice.
[Explanation of symbols]
1 Rail 1b Bolt hole 1c Sliding angle probe 12B Transmission angle probe 12B Reception angle probe 12C Vertical probe 12D Transmission / reception angle probe 12E Transmission / reception angle probe 16 Probe position Measuring unit (probe position measuring means)
22 Surface bottom surface distance calculation unit (surface bottom surface distance calculation means)
24 reflection source position calculation unit (reflection source position calculation means)
28 Image generation unit (image generation means)

Claims

超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被検査体の前後に配置したタンデム法によって被検査体の前後方向に送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を移動しながら探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表示を行う超音波探傷画像表示方法であって、
送信用斜角探触子から超音波が送信されてから受信用斜角探触子において反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出される伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接された被検査体の表面から底面（背面）までの距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置とから、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触子における屈折角とが等しいとして、該屈折角を用いずに、検出された反射エコーの反射源の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向、即ち被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向の２次元位置を算出して、被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向に沿って切って見た断面画像表示を行い、被検査体内で被検査体の表面に対して垂直に延びる反射源を表示し得るようにしたことを特徴とする超音波探傷画像表示方法。 Probe transmitting the angle probe and receiving oblique in the longitudinal direction of the object to be inspected by a tandem method arranged before and after the ultrasonic transmission angle probe and receiving the angle probe to the test subject during An ultrasonic flaw detection image display method for performing a flaw detection while moving a touch element and displaying a cross-sectional image based on a detected reflected echo,
The propagation distance calculated from the time from when an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting oblique probe to when the reflected echo is received by the receiving oblique probe and the ultrasonic velocity, and the transmission oblique probe. From the distance from the surface of the object to be inspected to which the probe and the reception oblique probe are in contact to the bottom surface (rear surface) and the positions of the transmission oblique probe and the reception oblique probe, Assuming that the refraction angle in the transmission oblique angle probe is equal to the refraction angle in the reception oblique angle probe, the transmission oblique angle probe of the reflection source of the reflected echo detected without using the refraction angle. And the front-rear direction of the receiving oblique probe, that is, the front-rear direction of the object to be inspected and the two-dimensional position in the direction from the surface toward the bottom surface, along the front-rear direction of the object to be inspected and the direction from the surface to the bottom surface. There rows cross section image display viewed cut Te, extending perpendicularly to the surface of the object to be inspected by the test subject anti Ultrasonic flaw detection image display method is characterized in that as may display a source.

請求項１記載の超音波探傷画像表示方法において、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸にとり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈとし、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の位置をｘ₀±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの反射源の位置を、

から算出することを特徴とする超音波探傷画像表示方法。2. The ultrasonic flaw detection image display method according to claim 1, wherein the front-rear direction of the transmission oblique probe and the reception oblique probe is the X-axis, and the direction from the surface of the object to be inspected to the bottom surface (rear surface) is Y. The distance from the surface of the object to be inspected to the bottom surface (back surface) is h, and the position of the transmission oblique probe and the reception oblique probe on the X axis is x ₀ ± d on the Y axis. The position of the reflection source of the detected reflection echo when the position of the reflection echo is 0 and the propagation distance of the reflection echo is 2r,

An ultrasonic flaw detection image display method characterized by calculating from

請求項１または２に記載の超音波探傷画像表示方法において、伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーのみを対象として反射源の位置の算出処理を行うことを特徴とする超音波探傷画像表示方法。The ultrasonic flaw detection image display method according to claim 1 or 2 , wherein the processing of calculating the position of a reflection source is performed only for a reflection echo whose propagation distance is within a predetermined range. Method.

請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示方法において、
送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接された被検査体の表面から底面（背面）までの距離を、同じくその表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子により超音波を送信してから底面（背面）で反射したエコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出することを特徴とする超音波探傷画像表示方法。The ultrasonic flaw detection image display method according to any one of claims 1 to 3 ,
The distance from the surface to the bottom surface (back surface) of the object to be inspected with which the transmitting oblique angle probe and the receiving oblique angle probe are in contact is the vertical for transmitting and receiving ultrasonic waves that are also in contact with the surface. An ultrasonic flaw detection image display method characterized in that the calculation is performed from the time from when an ultrasonic wave is transmitted by a probe to when an echo reflected from the bottom surface (rear surface) is received and the sound velocity of the ultrasonic wave.

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示方法において、さらに、
超音波の送受信用の１つまたは複数の垂直または斜角探触子（以下、タンデム法以外の探触子という）を用いて前記被検査体を探傷したときに検出された反射エコーに対して、このタンデム法以外の探触子の位置及び屈折角と、超音波が送信されてから反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出される伝搬距離とから、反射源の位置を算出して、前記タンデム法による反射エコーに基づく断面画像に重畳して表示することを特徴とする超音波探傷画像表示方法。The ultrasonic flaw detection image display method according to any one of claims 1 to 4 , further comprising:
With respect to the reflected echo detected when the inspection object is flawed by using one or a plurality of vertical or oblique probes for transmitting and receiving ultrasonic waves (hereinafter referred to as probes other than the tandem method). The position of the reflection source from the position and refraction angle of the probe other than the tandem method, the propagation time calculated from the time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflection echo is received and the sound velocity of the ultrasonic wave The ultrasonic flaw detection image display method characterized by calculating and superimposing and displaying on the cross-sectional image based on the reflection echo by the said tandem method.

請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示方法において、
前記被検査体はレールであることを特徴とする超音波探傷画像表示方法。The ultrasonic flaw detection image display method according to any one of claims 1 to 5 ,
An ultrasonic flaw detection image display method, wherein the object to be inspected is a rail.

請求項６記載の超音波探傷画像表示は、超音波レール探傷車におけるレール傷判定装置に使用されることを特徴とする超音波探傷画像表示方法。7. The ultrasonic flaw detection image display method according to claim 6, wherein the ultrasonic flaw detection image display is used in a rail flaw determination device in an ultrasonic rail flaw detection vehicle.

タンデム法によって超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を被検査体の前後に配置し、被検査体の前後方向に送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を移動しながら被検査体を探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表示を行う超音波探傷画像表示装置であって、
送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置を計測する探触子位置計測手段と、
検出された反射エコーについて、超音波が送信されてから反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から伝搬距離を算出する伝搬距離算出手段と、
前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置と、前記伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子を当接した被検査体の表面から底面（背面）までの距離とから、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触子における屈折角とが等しいとして、該屈折角を用いずに、検出された反射エコーの反射源の送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向、即ち被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向の２次元位置を算出する反射源位置算出手段と、
前記反射源位置算出手段で算出された反射源の位置を表す、被検査体の前後方向及び表面から底面に向かう方向に沿って切って見た断面画像を生成し、被検査体内で被検査体の表面に対して垂直に延びる反射源を表示し得るようにした画像生成手段と、を有することを特徴とする超音波探傷画像表示装置。An ultrasonic transmission oblique probe and a reception oblique probe are arranged in front of and behind the object to be inspected by the tandem method, and the transmission oblique probe and the reception oblique angle are arranged in the front and rear direction of the inspection object. An ultrasonic flaw detection image display device that detects a test object while moving a probe and displays a cross-sectional image based on a detected reflected echo,
Probe position measuring means for measuring the positions of the transmission oblique angle probe and the reception oblique angle probe; and
About the detected reflected echo, a propagation distance calculating means for calculating a propagation distance from the time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected echo is received and the sound velocity of the ultrasonic wave,
The position of the transmission oblique probe and the reception oblique probe, the propagation distance, and the surface of the object to be inspected that contacts the transmission oblique probe and the reception oblique probe. Based on the distance to the bottom surface (back surface), assuming that the refraction angle in the transmitting oblique angle probe and the refraction angle in the receiving oblique angle probe are equal, the detected reflection echo is detected without using the refraction angle. the longitudinal direction of the transmission angle probe and receiving the angle probe for reflection source, i.e. a reflection source position calculation means to calculate a 2-dimensional position in the direction toward the bottom surface from the front and rear direction and the surface of the inspection object ,
A cross-sectional image showing the position of the reflection source calculated by the reflection source position calculation means and cut along the front-rear direction and the direction from the surface toward the bottom surface of the object to be inspected is generated, and the object to be inspected in the object ultrasonic flaw detection image display device characterized by having an image generating hand stage and adapted to display the reflection source extending perpendicular to the surface of the.

請求項８記載の超音波探傷画像表示装置において、
前記反射源位置算出手段は、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸にとり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈとし、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の位置をｘ₀±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの反射源の位置（ｘ，ｙ）を、

から算出することを特徴とする超音波探傷画像表示装置。In the ultrasonic flaw detection image display device according to claim 8 ,
The reflection source position calculating means takes the X-axis as the front-rear direction of the transmitting oblique probe and the receiving oblique probe, and the Y-axis as the direction from the surface of the object to be inspected to the bottom surface (back surface). The distance from the body surface to the bottom surface (back) is h, the position of the transmission oblique probe and the reception oblique probe on the X axis is x ₀ ± d, and the position on the Y axis is 0. When the propagation distance of the reflected echo is 2r, the position (x, y) of the reflection source of the detected reflected echo is

An ultrasonic flaw detection image display device characterized by calculating from the above.

請求項８または９に記載の超音波探傷画像表示装置において、
前記反射源位置算出手段は、前記伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーについて反射源の位置を算出することを特徴とする超音波探傷画像表示装置。The ultrasonic flaw detection image display device according to claim 8 or 9 ,
The ultrasonic flaw detection image display apparatus characterized in that the reflection source position calculation means calculates a position of a reflection source for a reflection echo whose propagation distance is within a predetermined range.

請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示装置において、さらに、
前記被検査体の表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子により超音波を送信してから底面（背面）で反射したエコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から、前記被検査体の表面から底面（背面）までの距離を算出する表面底面間距離算出手段を有することを特徴とする超音波探傷画像表示装置。The ultrasonic inspection image display apparatus according to any one of claims 8 to 1 0, further,
From the time until the echo reflected from the bottom surface (rear surface) is received from the time when the ultrasonic wave is transmitted by the vertical probe for transmitting and receiving ultrasonic waves in contact with the surface of the object to be inspected and the sound velocity of the ultrasonic wave An ultrasonic flaw detection image display apparatus comprising a surface bottom surface distance calculating means for calculating a distance from a surface to a bottom surface (back surface) of the object to be inspected.

請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示装置において、さらに、超音波の送受信用の１つまたは複数の垂直または斜角探触子(以下、タンデム法以外の探触子という)を用いて前記被検査体を探傷したときに検出された反射エコーの反射源の位置を重畳して断面画像表示を行い、
前記探触子位置計測手段は、タンデム法以外の探触子の位置をも計測し、
前記伝搬距離算出手段は、タンデム法以外の探触子によって検出された反射エコーについても伝搬距離を求め、
前記反射源位置算出手段は、タンデム法以外の探触子位置及び屈折角と、前記伝搬距離算出手段によって求められた伝搬距離とから、このタンデム法以外の探触子によって検出された反射エコーの反射源の位置をも算出する超音波探傷画像表示装置。The ultrasonic flaw detection image display device according to any one of claims 8 to 11, further comprising one or more vertical or oblique probes (hereinafter referred to as probes other than a tandem method) for transmitting and receiving ultrasonic waves. The cross-sectional image display is performed by superimposing the position of the reflection source of the reflected echo detected when the inspection object is flawed using
The probe position measuring means also measures the position of the probe other than the tandem method,
The propagation distance calculation means obtains the propagation distance for the reflected echo detected by the probe other than the tandem method,
The reflection source position calculating means calculates the reflected echo detected by the probe other than the tandem method from the probe position and refraction angle other than the tandem method and the propagation distance obtained by the propagation distance calculation means. An ultrasonic flaw detection image display device that also calculates the position of a reflection source.

請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示装置において、
被検査体がレールであることを特徴とする超音波探傷画像表示装置。The ultrasonic inspection image display apparatus according to any one of claims 8 to 1 2,
An ultrasonic flaw detection image display apparatus characterized in that an object to be inspected is a rail.

請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の超音波探傷画像表示装置において、
超音波レール探傷車におけるレール探傷画像表示装置に使用されることを特徴とする超音波探傷画像表示装置。The ultrasonic inspection image display apparatus according to any one of claims 8 to 1 3,
An ultrasonic flaw detection image display device, which is used for a rail flaw detection image display device in an ultrasonic rail flaw detection vehicle.