JP5610999B2 - Array ultrasonic flaw detector - Google Patents
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Description
本発明は、固体に発生したきずを非破壊で検査するためのアレイ超音波探傷装置に関するものであり、特に、接触媒質中にある反射源からのエコーと、試験体内部にあるきずエコーとを識別する機能を有するアレイ超音波探傷装置に関する。 The present invention relates to an array ultrasonic flaw detector for nondestructively inspecting a flaw generated in a solid, and in particular, an echo from a reflection source in a contact medium and a flaw echo in a test body. The present invention relates to an array ultrasonic flaw detector having a function of identifying.
まず、アレイ探触子を用いた自動探傷装置について、試験体が丸棒鋼である場合を例にとり説明する。アレイ探触子を用いた丸棒鋼自動探傷に関しては、例えば特許文献１に記述されている。特許文献１には、丸棒鋼の周囲に配置したアレイ探触子から超音波ビームを照射して探傷する方法が示されており、励振するアレイ素子を切り替えることにより、超音波ビームを回転させている。丸棒鋼は搬送されているので、結果として丸棒鋼の全域が探傷可能となるというものである。この場合、アレイ探触子と丸棒鋼との間には、水等の接触媒質が満たされている。なお、特許文献１のものは、偏芯を補正するように超音波ビームの方向を制御するというものであり、本発明の目的であるエコーの識別とは関係ない。
First, an automatic flaw detector using an array probe will be described by taking as an example the case where the test body is a round steel bar. For example,
接触媒質中に超音波の反射源がなければ問題ないが、金属粉や気泡のような音響的不連続部が存在する場合には、これらを反射源としたエコーを受信してしまう。このエコーは丸棒鋼内部にきずがない場合にも受信するので、本来は受信したくないエコーである。このエコーを、本明細書では「妨害エコー」とする。 If there is no ultrasonic reflection source in the contact medium, there is no problem, but if there are acoustic discontinuities such as metal powder or bubbles, echoes using these as reflection sources will be received. Since this echo is received even when there is no flaw inside the round bar steel, it is an echo that should not be received originally. This echo is referred to herein as a “jamming echo”.
次に、図９及び図１０を参照しながら、妨害エコーについて説明する。図９は、きずエコー及び妨害エコーの伝搬経路を説明するための説明図である。図１０は、各エコーの受信タイミングを説明するための説明図である。図１０では、接触媒質中の反射源として気泡がある場合を示している。 Next, the interference echo will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining propagation paths of flaw echoes and interference echoes. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the reception timing of each echo. FIG. 10 shows a case where bubbles are present as a reflection source in the contact medium.
図９の矢印を付した実線のように、アレイ探触子から放射された超音波ビームは、丸棒鋼へ伝搬していく。そして、丸棒鋼の表面を透過した超音波は、丸棒鋼内部のきずで反射され、同じ経路を辿ってアレイ探触子で受信される。これがきずエコーの伝搬経路である。一方、図９の矢印を付した一点鎖線のように、丸棒鋼の表面で反射された超音波が気泡で反射され、再び丸棒鋼の表面で反射され、アレイ探触子で受信されるという伝搬経路が存在する。これが妨害エコーの伝搬経路である。 As indicated by a solid line with an arrow in FIG. 9, the ultrasonic beam emitted from the array probe propagates to the round bar steel. And the ultrasonic wave which permeate | transmitted the surface of round bar steel is reflected by the flaw inside round bar steel, follows the same path | route, and is received with an array probe. This is the flaw echo propagation path. On the other hand, as indicated by an alternate long and short dash line with an arrow in FIG. 9, the ultrasonic wave reflected by the surface of the round bar steel is reflected by the bubbles, reflected again by the surface of the round bar steel, and received by the array probe. A route exists. This is the propagation path of the interference echo.
なお、丸棒鋼表面での反射を伴わず、超音波が直接気泡に照射され、気泡から直接アレイ探触子で受信されるというエコーも存在する。しかしながら、一般的には、このエコーは、探傷ゲート（きずエコーを受信するための時間的範囲）の外で受信されるので、ここでは問題とはならない。 In addition, there is an echo in which the ultrasonic wave is directly applied to the bubble without being reflected on the surface of the round steel bar, and is received directly from the bubble by the array probe. However, in general, this echo is not a problem here because it is received outside the flaw detection gate (the time range for receiving the flaw echo).
図１０に、各エコーの受信タイミングを示す。時間的に一番早く受信されるエコーは、超音波ビームが直接気泡に照射され、そのままアレイ探触子で受信されるエコーである。このエコーを図１０では、直射エコーとして示している。その次に受信されるエコーは、丸棒鋼の表面で反射されて受信されるエコーである。このエコーを図１０では、表面エコーとして示している。 FIG. 10 shows the reception timing of each echo. The echo that is received earliest in time is an echo that is directly received by the array probe after the ultrasonic beam is directly applied to the bubble. This echo is shown as a direct echo in FIG. The echoes received next are echoes that are received after being reflected from the surface of the round steel bar. This echo is shown as a surface echo in FIG.
続いて受信されるエコーは、妨害エコーあるいはきずエコーである。どちらが早く受信されるかは、気泡及びきずの位置関係によって異なる。探傷ゲートは、表面エコーよりも時間的に遅い位置に設定するので、妨害エコーは探傷ゲート内で受信される場合がある。このような場合、妨害エコーをきずエコーとして判定してしまうので、探傷試験の精度を劣化させてしまうという問題がある。従って、妨害エコーときずエコーとを識別する技術が望まれている。これに対して、このような不要な反射源による妨害エコーを識別するための従来技術としては、例えば、特許文献２や特許文献３に示すようなものがある。
The subsequently received echo is a disturbing echo or a flaw echo. Which is received earlier depends on the positional relationship between bubbles and flaws. Since the flaw detection gate is set at a position later in time than the surface echo, the interference echo may be received in the flaw detection gate. In such a case, since the interference echo is determined as a flaw echo, there is a problem that the accuracy of the flaw detection test is deteriorated. Therefore, a technique for discriminating between echoes and not disturbing echoes is desired. On the other hand, as a prior art for identifying the interference echo by such an unnecessary reflection source, there exist a thing as shown in
特許文献２に示すような従来技術は、大きな径及び小さな径の２つの収束型超音波探触子を用いて探傷し、両者で受信されたエコーを気泡エコーとし、大きな径の探触子だけでエコーが受信された場合は介在物エコーとするものである。また、エコーの識別は、反射源への入射角の差異を用いて行う。しかしながら、この従来技術の方法では、入射角の差異により反射率が大きく異なることが前提となっており、このような状況が保証されない場合には適用困難と考えられる。
The conventional technique as shown in
また、特許文献３に示すような従来技術は、アレイ探触子による超音波ビームの走査をインターリーブ化することにより、気泡エコーときずエコーとを識別するものである。エコーの識別は、例えば２回パルスを照射し、１回だけエコーが受信されれば気泡として識別し、２回エコーが受信されればきずとして識別するように、エコーが受信される回数で識別する。しかしながら、この従来技術の方法は、１つの探傷領域に対して複数回のパルスを照射できる場合に適用可能なものであり、１回のパルス照射ではエコーの識別は困難である。
Further, the prior art as shown in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、入射角に依らず反射率がほぼ同じである場合や、１回だけのパルス照射しか許されない場合でも、接触媒質中にある不要な反射源による妨害エコーときずエコーとを識別することができ、探傷試験の精度を向上させることができるアレイ超音波探傷装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even when the reflectance is almost the same regardless of the incident angle, or even when only one pulse irradiation is allowed, the present invention can be applied to the contact medium. It is an object of the present invention to obtain an array ultrasonic flaw detector capable of discriminating between echoes and unnecessary echoes caused by unnecessary reflection sources, and improving the accuracy of flaw detection tests.
本発明のアレイ超音波探傷装置は、励振信号を受信することにより駆動され、それぞれ異なるチャンネルをなす複数の励振素子を有し、接触媒質を介して超音波ビームを試験体へ向けて照射し、前記接触媒質内部あるいは前記試験体内部の音響的不連続部で反射された超音波を、前記接触媒質を介して受信して電気信号に変換するアレイ探触子と、前記励振信号を送信して前記アレイ探触子を駆動し、前記アレイ探触子で変換された前記電気信号を受信する送受信器とを備えるものであって、前記送受信器は、前記アレイ探触子が前記超音波ビームを１回照射した場合に前記アレイ探触子の各チャンネルで受信された電気信号を加算し、前記加算された信号と、前記各チャンネルで受信された電気信号とを比較することで、前記接触媒質中の音響的不連続部からのエコーと前記試験体内部の音響的不連続部からのエコーとを識別するエコー識別部を有するものである。 The array ultrasonic flaw detector of the present invention is driven by receiving an excitation signal, has a plurality of excitation elements each having a different channel, and irradiates an ultrasonic beam toward a specimen through a contact medium, An array probe that receives ultrasonic waves reflected by acoustic discontinuities in the contact medium or in the test body through the contact medium and converts them into an electrical signal, and transmits the excitation signal. A transmitter / receiver for driving the array probe and receiving the electrical signal converted by the array probe, wherein the transmitter / receiver transmits the ultrasonic beam by the array probe. By adding the electrical signals received in each channel of the array probe when irradiated once , and comparing the added signal with the electrical signal received in each channel, the contact medium In Those having an echo identification part identifies the echo from acoustic discontinuities of the echo and the test body portion from the sound discontinuities.
本発明のアレイ超音波探傷装置によれば、エコー識別部が、アレイ探触子の各チャンネルの電気信号の受信時間差あるいは位相差に基づいて、接触媒質中の音響的不連続部からのエコーと試験体内部の音響的不連続部からのエコーとを識別するので、入射角に依らず反射率がほぼ同じである場合や、１回だけのパルス照射しか許されない場合でも、接触媒質中にある不要な反射源による妨害エコーときずエコーとを識別することができ、探傷試験の精度を向上させることができる。 According to the array ultrasonic flaw detector of the present invention, the echo identification unit is configured to detect echoes from acoustic discontinuities in the contact medium based on the reception time difference or phase difference of the electrical signals of each channel of the array probe. Because it distinguishes from echoes from acoustic discontinuities inside the specimen, it is in the contact medium even if the reflectance is almost the same regardless of the incident angle or even if only one pulse irradiation is allowed It is possible to discriminate between echoes and unwanted echoes caused by unnecessary reflection sources, thereby improving the accuracy of the flaw detection test.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるアレイ超音波探傷装置の探傷動作の概念を説明するための説明図である。
図１において、１は丸棒鋼であり、２は丸棒鋼内部にあるきずであり、３は水等の接触媒質であり、４は接触媒質中にある気泡であり、５はきずエコーの波面であり、６は気泡による妨害エコーの波面である。なお、図示はしていないが、アレイ探触子が図１の上側にあり、超音波ビームを照射する。また、きず２及び気泡４に超音波が入射されるが、説明の簡略化のため入射波も図示していない。気泡４への超音波の入射は、丸棒鋼１の表面で反射された後のものとする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the concept of the flaw detection operation of the array ultrasonic flaw detector according to
In FIG. 1, 1 is a round bar, 2 is a flaw inside the round bar, 3 is a contact medium such as water, 4 is a bubble in the contact medium, and 5 is a wavefront of a flaw echo. Yes, 6 is the wavefront of the disturbing echo caused by bubbles. Although not shown, the array probe is on the upper side of FIG. 1 and emits an ultrasonic beam. Further, although ultrasonic waves are incident on the
図１では、きず２で反射された超音波の伝搬経路を、矢印を付した実線で示している。図１に示すように、きず２で反射された超音波は、丸棒鋼１を透過して接触媒質３に至る。そして、きずエコーの波面５は、図示したような曲率が小さい形状となる。従って、アレイ探触子できずエコーを受信すると、各チャンネルでの受信時間は、ほぼ同じと考えられる。
In FIG. 1, the propagation path of the ultrasonic wave reflected by the
また、図１では、気泡４で反射された超音波の伝搬経路を、矢印を付した一点鎖線で示している。気泡４で反射された超音波は、丸棒鋼１の表面での反射を伴うので、妨害エコーの波面６は、きずエコーの波面５と比較して曲率が大きい形状となる。従って、アレイ探触子で受信すると、各チャンネルでの受信時間が微少ではあるが異なると考えられる。どの程度の差異になるかは、気泡４の位置、丸棒鋼の形状、及び音場等に依存する。実施の形態１のアレイ超音波探傷装置は、この差異を用いることにより、エコーを識別する。即ち、実施の形態１のアレイ超音波探傷装置は、アレイ探触子で受信されるエコーの受信時間差あるいは位相差を用いて、エコーの識別を行う。
In FIG. 1, the propagation path of the ultrasonic wave reflected by the
具体的には、アレイ探触子の各チャンネルで受信されたエコーを加算して加算エコー（の振幅）を求める。各チャンネルで受信されたエコーの受信時間差がなければ、加算することによりエコーは強め合うので、加算エコーは大きくなる。即ち、きず２からのエコーは、加算することにより大きくなる。一方、各チャンネルで受信されたエコーに受信時間差がある場合、加算してもエコーはあまり大きくならない。また、任意の時点における逆相の関係（位相差がある関係）のエコーを加算する場合には、加算すると逆に小さくなる。即ち、気泡４からのエコーは加算してもあまり大きくならない。このように、加算エコー（の振幅）が大きくなるかどうかで、きず２からのエコーと気泡４からのエコーを識別することが可能となる。
Specifically, the echoes received by each channel of the array probe are added to obtain an added echo (amplitude thereof). If there is no reception time difference between the echoes received in the respective channels, the echoes are strengthened by adding them, so that the added echoes become large. That is, the echo from the
次に、以上の動作を実現するためのアレイ超音波探傷装置の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１によるアレイ超音波探傷装置を示す構成図である。図２では、チャンネル数Ｎで送受信する場合のアレイ超音波探傷装置の構成を示している。図２において、アレイ超音波探傷装置は、アレイ探触子７及び送受信器８を有している。
Next, the configuration of an array ultrasonic flaw detector for realizing the above operation will be described. FIG. 2 is a configuration diagram showing the array ultrasonic flaw detector according to
アレイ探触子７は、それぞれ異なるチャンネルをなす複数の励振素子を有している。送受信器８は、複数のチャンネルのそれぞれに対応する複数の送受信部１１〜１３と、エコー識別部２０とを有している。なお、図２では、簡略化のため３つの送受信部のみを示しているが、実際はＮ個の送受信部が存在している。
The
送受信部１１は、ｃｈ１に対応しており、送受信部１２はｃｈ２に対応しており、送受信部１３はｃｈＮに対応している。また、各送受信部は、送信部と受信部とによって構成されており、例えばｃｈ１の送受信部１１は、送信部１１ａと受信部１１ｂとによって構成されている。エコー識別部２０は、加算部２１及び比較部２２を有している。
The transmission /
図２を参照しながら、アレイ超音波探傷装置の動作について説明する。まず、アレイ超音波探傷装置は、送信部１１ａ，１２ａ，１３ａを用いてアレイ探触子７の各チャンネルの励振素子を励振する。全チャンネルを同時励振する場合には、各チャンネルにおける送信部での時間差はない。位相制御して超音波ビームを集束させる場合や、ある方向に傾けて超音波ビームを照射する場合には、各チャンネルにおける送信部での時間差を設けて励振する。
The operation of the array ultrasonic flaw detector will be described with reference to FIG. First, the array ultrasonic flaw detector excites the excitation element of each channel of the
アレイ探触子７から照射された超音波ビームは、きず２及び気泡４で反射される。これらの反射波は、アレイ探触子７でエコーとして受信される。これらのエコーは、受信部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂで増幅され、また必要に応じてＡ／Ｄ変換され、加算部２１へ送られる。加算部２１は、各チャンネルの受信部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂからのエコーを加算する。なお、アレイ探触子７で受信された後は超音波ではなく電気信号となるので、増幅された後の信号を正確に記述すると「エコーによる電気信号」となるが、ここでは簡単のため「エコー」と表記して説明する。
The ultrasonic beam irradiated from the
次に、比較部２２は、加算部２１で求めた加算エコーの大きさと各チャンネルで求めたエコーの大きさとを比較する。そして、エコー識別部２０は、比較部２２の比較結果により、加算エコーが各チャンネルで求めたエコーと比較して非常に大きければ、そのエコーをきず２からのエコーとして処理する。
Next, the
他方、加算エコーが各チャンネルで求めたエコーと比較して大きさがあまり変わらない場合には、エコー識別部２０は、そのエコーを気泡４からのエコーとして処理する。ここで、エコーの大きさを判断する基準は、探傷システムや励振するチャンネル数等によって異なる。即ち、閾値の設定方法は、場合によって異なる。なお、図２では、比較部２２に入力される各チャンネルのエコーとしてｃｈ１のエコーを用いているが、ｃｈ１のエコーに限る必要はない。
On the other hand, if the magnitude of the added echo does not change much compared to the echo obtained for each channel, the
次に、本発明の有効性を確認するため、シミュレーションでエコーを求め、加算エコーと各チャンネルで受信されたエコーとを比較した。まずシミュレーション条件について説明する。図３に、シミュレーションで用いたアレイ探触子７の応答特性を示す。この応答特性では、中心周波数を７ＭＨｚで広帯域なものとした。今回は、ハイブリッドＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain）法を用いてシミュレーションを行った。また、格子間隔Δｈを１０μｍとし、時間ステップΔｔを０．６２５ｎｓとした。
Next, in order to confirm the effectiveness of the present invention, echoes were obtained by simulation, and added echoes were compared with echoes received on each channel. First, simulation conditions will be described. FIG. 3 shows the response characteristics of the
図４に、アレイ探触子と丸棒綱（試験体）との相対的な位置関係を示す。ここで、実際の気泡は、球状であると考えられるが、シミュレーションでは、気泡の形状を２次元形状とした。また、丸棒鋼１の直径は４０ｍｍとし、表面から５ｍｍの位置にφ０．５ｍｍの気泡４があるものとした。さらに、丸棒鋼１の内部には、表面から３２ｍｍの位置にφ１ｍｍのきず２があるものとした。また、アレイ探触子７のチャンネル数を１８とし、曲率半径を４０ｍｍとし、曲率中心と丸棒鋼１の中心とが一致する配置とした。さらに、丸棒鋼１からアレイ探触子７までの距離は２０ｍｍとした。
FIG. 4 shows the relative positional relationship between the array probe and the round bar rope (test body). Here, the actual bubbles are considered to be spherical, but in the simulation, the shape of the bubbles is a two-dimensional shape. Moreover, the diameter of the
１８チャンネルを同時励振した場合に受信されたエコーのうち、ｃｈ１及びｃｈ９で受信されたエコーを図５に示す。図５では、妨害エコーとしての気泡エコーと、きずエコーとが受信されている様子を示している。これらのエコーを比較すると、きずエコーの受信時間は殆ど同じであるが、気泡エコーの受信時間は微少ではあるがｃｈ９の方が早く受信されている。なお、図４に示したように、ｃｈ１はアレイ探触子７の端部に位置するチャンネルであり、ｃｈ９はアレイ探触子７の中央付近に位置するチャンネルである。
FIG. 5 shows echoes received at ch1 and ch9 among echoes received when 18 channels are excited simultaneously. FIG. 5 shows a state where bubble echoes and flaw echoes as interference echoes are received. When these echoes are compared, the reception time of the flaw echo is almost the same, but the reception time of the bubble echo is small, but ch9 is received earlier. As shown in FIG. 4, ch1 is a channel located at the end of the
次に、図５におけるエコーの受信時間差をより明確に説明するために、横軸を受信チャンネルとし、縦軸を時間として作成した（エコーを時間と位置と強度とで示した）Ｂ−ｓｃａｎを図６に示す。図６では、エコーの大きさを色の濃淡で示している。図６に示すように、気泡エコーの受信時間は僅かではあるがチャンネル間で差がある。これに対して、きずエコーの受信時間は、どのチャンネルでもほぼ同じとなっている。 Next, in order to explain the difference in echo reception time in FIG. 5 more clearly, a B-scan was created with the horizontal axis as the reception channel and the vertical axis as the time (the echo is indicated by time, position, and intensity). As shown in FIG. In FIG. 6, the magnitude of the echo is shown by color shading. As shown in FIG. 6, the reception time of the bubble echo is slight, but there is a difference between the channels. On the other hand, the reception time of the flaw echo is almost the same for any channel.
図６に示したように、気泡エコーの受信時間はチャンネル間で差があるが、きずエコーの受信時間は、どのチャンネルでもほぼ同じである。即ち、気泡エコーは各チャンネルのエコーを加算してもそれ程大きくならないが、きずエコーは、非常に大きくなると考えられる。図７に、加算エコーと、各チャンネルのエコーを代表してｃｈ３だけのエコーとを示す。縦軸は、加算エコーの最大値で規格化している。図７に示すように、気泡エコーは、各チャンネルを加算することにより１１．２ｄＢ大きくなる。これに対して、きずエコーは、各チャンネルを加算することにより２４．５ｄＢ大きくなる。
As shown in FIG. 6, the reception time of bubble echo varies between channels, but the reception time of flaw echo is almost the same in any channel. That is, the bubble echo does not become so large even if the echoes of the respective channels are added, but the flaw echo is considered to be very large. FIG. 7 shows the addition echo and the echo of
これにより、例えば、次のような識別処理が可能となる。
・加算エコーが「ｃｈ３のエコー＋１５ｄＢ」超過の場合は、きずエコーと識別する。
・加算エコーが「ｃｈ３のエコー＋１５ｄＢ」以下の場合は、気泡エコーと識別する。
従って、任意のチャンネルのエコーを基準とし、その基準のエコーからの増加度合いに対する閾値（ここでは１５ｄＢ）を設定することにより、妨害エコーとしての気泡エコーときずエコーとを識別することができる。
Thereby, for example, the following identification process can be performed.
When the added echo exceeds “ch3 echo +15 dB”, it is identified as a flaw echo.
When the added echo is equal to or less than “ch3 echo + 15 dB”, it is identified as a bubble echo.
Therefore, by setting an echo of an arbitrary channel as a reference and setting a threshold value (15 dB in this case) for the degree of increase from the reference echo, it is possible to identify a bubble echo as a disturbing echo and an echo.
このように、加算エコーと各チャンネルのエコーとを比較することにより、気泡エコーときずエコーとを識別できることが確認できた。なお、ここでは、「ｃｈ３のエコー＋１５ｄＢ」を閾値として用いたが、「１５ｄＢ」という値は一例である。閾値は、システムやアレイのチャンネル数等により異なる。また、この例ではｃｈ３のエコーを比較対象としたが、他のチャンネルでのエコーを比較対象としても同様であり、各チャンネルの平均値を比較対象としても同様である。 In this way, it was confirmed that the echo could be distinguished from the bubble echo by comparing the added echo with the echo of each channel. Here, “ch3 echo + 15 dB” is used as the threshold value, but the value “15 dB” is an example. The threshold varies depending on the system and the number of channels in the array. In this example, the echo of ch3 is set as the comparison target, but the same applies to the echoes in other channels as the comparison target, and the same applies to the average value of each channel as the comparison target.
以上のアレイ超音波探傷装置（エコー識別部２０）によるエコーの識別動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。まず、アレイ超音波探傷装置は、アレイ探触子７の各チャンネルを励振する（ステップＳ１）。次に、アレイ超音波探傷装置は、各チャンネルでエコーを受信し、大きさＥｂを求める（ステップＳ２）。なお、各チャンネルのエコーの大きさが一定とならない場合が考えられるが、この場合には代表的なエコーの大きさをＥｂとしてもよく、あるいは平均のエコーの大きさをＥｂとしてもよい。 The echo identification operation by the above array ultrasonic flaw detector (echo identification unit 20) will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the array ultrasonic flaw detector excites each channel of the array probe 7 (step S1). Next, the array ultrasonic flaw detector receives an echo in each channel and obtains a magnitude Eb (step S2). In addition, although the case where the magnitude | size of the echo of each channel is not constant is considered, the magnitude | size of a typical echo may be set to Eb in this case, or the magnitude | size of an average echo may be set to Eb.
次に、アレイ超音波探傷装置は、各チャンネルで受信されたエコーを加算し、加算エコーの大きさＥａを求める（ステップＳ３）。そして、アレイ超音波探傷装置は、Ｅａと「Ｅｂ＋α」との値を比較し、Ｅａ＞「Ｅｂ＋α」であるかどうかを確認する（ステップＳ４）。ここで、αは、予め設定したデシベル値であり、システムやアレイのチャンネル数等によって異なる。なお、エコーの大きさをデシベル値でなく真数で比較する場合には、比較対象とする値はＥｂ×αとなる。この場合のαは真数となる。 Next, the array ultrasonic flaw detector adds the echoes received in the respective channels to obtain the magnitude Ea of the added echo (step S3). Then, the array ultrasonic flaw detector compares the values of Ea and “Eb + α” to check whether Ea> “Eb + α” is satisfied (step S4). Here, α is a decibel value set in advance and varies depending on the number of channels in the system and the array. Note that when comparing the magnitudes of echoes with not the decibel value but with a true number, the value to be compared is Eb × α. In this case, α is a true number.
ステップＳ４において、Ｅａ＞「Ｅｂ＋α」である場合には（ステップＳ４のＹＥＳ方向）、アレイ超音波探傷装置は、対象としたエコーをきずエコーであると判断する（ステップＳ５）。従って、アレイ超音波探傷装置は、試験体としての丸棒鋼１の内部にきずがあるものとして処理する（ステップＳ６）。なお、対象としたエコーをきずエコーと識別した後の処理については、ここでは問題とならず、アレイ超音波探傷装置は、任意の処理を行ってよい。
If Ea> “Eb + α” in step S4 (YES direction in step S4), the array ultrasonic flaw detector determines that the target echo is a flaw echo (step S5). Therefore, the array ultrasonic flaw detector treats the inside of the
他方、ステップＳ４において、Ｅａ＞「Ｅｂ＋α」でない場合には（ステップＳ４のＮＯ方向）、アレイ超音波探傷装置は、対象としたエコーを接触媒質３中の反射源による妨害エコーと判断し、その妨害エコーを無視する（ステップＳ８）。なお、対象としたエコーを妨害エコーと識別した後の処理についても、アレイ超音波探傷装置は、任意の処理を行ってよい。
On the other hand, if Ea> “Eb + α” is not satisfied in step S4 (NO direction in step S4), the array ultrasonic flaw detector determines that the target echo is a disturbing echo caused by a reflection source in the
上記のような実施の形態１のアレイ超音波探傷装置によれば、エコー識別部２０が、アレイ探触子７の各チャンネルの電気信号の受信時間差あるいは位相差に基づいて、接触媒質３中の気泡４等の音響的不連続部からの妨害エコーと、丸棒綱１内部の音響的不連続部からのきずエコーとを識別する。この構成により、入射角に依らず反射率がほぼ同じである場合や、１回だけのパルス照射しか許されない場合でも、接触媒質３中にある不要な反射源による妨害エコーときずエコーとを識別することができ、探傷試験の精度を向上させることができる。
According to the array ultrasonic flaw detection apparatus of the first embodiment as described above, the
なお、以上の実施の形態１では、音響的不連続部として気泡４がある場合について説明した。しかしながら、音響的不連続部が金属粉のようなものでも、本発明により妨害エコーときずエコーとの識別は可能である。
In the first embodiment described above, the case where the
１ 丸棒鋼（試験体）、２ きず、３ 接触媒質、４ 気泡、７ アレイ探触子、８ 送受信器、１１〜１３ 送受信部、２０ エコー識別部、２１ 加算部、２２ 比較部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記励振信号を送信して前記アレイ探触子を駆動し、前記アレイ探触子で変換された前記電気信号を受信する送受信器と
を備えるアレイ超音波探傷装置であって、
前記送受信器は、前記アレイ探触子が前記超音波ビームを１回照射した場合に前記アレイ探触子の各チャンネルで受信された電気信号を加算し、前記加算された信号と、前記各チャンネルで受信された電気信号とを比較することで、前記接触媒質中の音響的不連続部からのエコーと前記試験体内部の音響的不連続部からのエコーとを識別するエコー識別部
を有することを特徴とするアレイ超音波探傷装置。
It is driven by receiving an excitation signal, and has a plurality of excitation elements each having a different channel, and irradiates an ultrasonic beam toward the test body through the contact medium, and the inside of the contact medium or the inside of the test body An array probe that receives the ultrasonic waves reflected by the acoustic discontinuity through the contact medium and converts them into electrical signals;
An array ultrasonic flaw detector comprising: a transmitter / receiver that transmits the excitation signal to drive the array probe and receives the electrical signal converted by the array probe;
The transmitter / receiver adds an electrical signal received in each channel of the array probe when the array probe irradiates the ultrasonic beam once, and adds the added signal and each channel. An echo discriminating unit for discriminating between the echo from the acoustic discontinuity in the contact medium and the echo from the acoustic discontinuity in the specimen by comparing the electrical signal received at An array ultrasonic flaw detector characterized by
ことを特徴とする請求項１記載のアレイ超音波探傷装置。 The transceiver adds the electrical signals received on each channel of the array probe, and compares the magnitude of the added signal with a threshold set based on the electrical signal received on each channel. If the magnitude of the added signal is greater than the threshold, it is determined as an echo from an acoustic discontinuity inside the specimen, and if the magnitude of the added signal is less than or equal to the threshold, The array ultrasonic flaw detector according to claim 1, wherein the array ultrasonic flaw detector is determined as an echo from an acoustic discontinuity in the contact medium.
ことを特徴とする請求項２記載のアレイ超音波探傷装置。 The array ultrasonic flaw detector according to claim 2, wherein the threshold value is set based on a representative value among electrical signals received in the respective channels.
ことを特徴とする請求項２記載のアレイ超音波探傷装置。 The array ultrasonic flaw detector according to claim 2, wherein the threshold value is set with reference to an average value of electric signals received in each channel.
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