JP5904154B2 - Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、超音波を用いて被検体の内部欠陥を検査する超音波探傷方法および超音波探傷装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic flaw detection apparatus that inspect an internal defect of a subject using ultrasonic waves.

超音波探傷は、金属材料中の内部欠陥を検出する技術として広く用いられている。超音波探傷において、受信プローブにより受信される超音波は、金属材料中の内部欠陥に起因する超音波（きずエコーと呼ばれる）のみならず、金属材料の表面または裏面による反射などに起因する超音波（境界エコーと呼ばれる）も含まれる。そこで、きずエコーが検出され得る時刻の範囲にきずエコー検出ゲートを設定し、きずエコー検出ゲートの範囲中の超音波のみを検査対象として探傷が行われる。   Ultrasonic flaw detection is widely used as a technique for detecting internal defects in metal materials. In ultrasonic flaw detection, the ultrasonic waves received by the receiving probe are not only ultrasonic waves caused by internal defects in the metal material (referred to as flaw echoes), but also ultrasonic waves caused by reflection on the surface or back surface of the metal material. (Referred to as boundary echo) is also included. Therefore, a flaw echo detection gate is set in a time range in which a flaw echo can be detected, and flaw detection is performed using only the ultrasonic waves in the flaw echo detection gate range as inspection targets.

自動超音波探傷では、上記きずエコー検出ゲートの設定を自動で行う機能が実装されている。すなわち、自動超音波探傷では、金属材料の表面または裏面による反射などに起因する超音波を検出し、これらのきずエコー以外の超音波を排除し得るようにきずエコー検出ゲートを自動設定することが行われている。   In automatic ultrasonic flaw detection, a function for automatically setting the flaw echo detection gate is implemented. That is, in automatic ultrasonic flaw detection, it is possible to detect ultrasonic waves caused by reflection from the front or back surface of a metal material and automatically set a flaw echo detection gate so that ultrasonic waves other than these flaw echoes can be excluded. Has been done.

例えば、自動超音波探傷におけるきずエコー検出ゲートの自動設定方法として、受信超音波が境界エコー検出ゲート内において最初に境界エコー検出閾値を超えた時刻を基準として、きずエコー検出ゲートの終点を自動設定する方法が知られている（特許文献１参照）。   For example, as an automatic setting method of the flaw echo detection gate in automatic ultrasonic flaw detection, the end point of the flaw echo detection gate is automatically set based on the time when the received ultrasonic wave first exceeds the boundary echo detection threshold in the boundary echo detection gate. There is a known method (see Patent Document 1).

特開２００５−２８３１３４号公報JP-A-2005-283134

しかしながら、従来のきずエコー検出ゲートの設定方法では、内部欠陥が被検体の境界に近い場合、きずエコーと境界エコーとを分離することが困難となる。特に被検体の境界から内部欠陥までの距離が、探傷に用いる超音波の波長（被検体内部での波長）と比較して数倍以内である場合、きずエコーと境界エコーとを分離することは非常に困難である。   However, in the conventional setting method of the flaw echo detection gate, when the internal defect is close to the boundary of the subject, it is difficult to separate the flaw echo and the boundary echo. In particular, when the distance from the boundary of the subject to the internal defect is within several times the wavelength of the ultrasonic wave used for flaw detection (the wavelength inside the subject), it is possible to separate the flaw echo from the boundary echo. It is very difficult.

しかも、境界エコーの波形は、必ずしも一定ではなく、被検体毎に変化する。したがって、きずエコー検出ゲートの終点を境界エコーの近くに設定すると、境界エコーをきずエコーとして誤検出してしまうことがある。一方で、きずエコー検出ゲートの終点を境界エコーの遠くに設定すると、未探傷領域が大きくなり、きずエコーの不検知が発生してしまう。 In addition, the waveform of the boundary echo is not necessarily constant and varies from subject to subject. Therefore, if the end point of the flaw echo detection gate is set near the boundary echo, the boundary echo may be erroneously detected as a flaw echo. On the other hand, if the end point of the flaw echo detection gate is set far from the boundary echo, the undetected area becomes large and the flaw echo is not detected.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、境界エコーの形状が変化しても、未探傷領域を最小限にしつつも誤検出が発生しない超音波探傷方法および超音波探傷装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic wave in which false detection does not occur while minimizing an undetected area even when the shape of the boundary echo changes. The object is to provide a flaw detector.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる超音波探傷方法は、被検体から受信した超音波の振幅が正負を含めて一致することにより検出判定を行うための正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値とを設定する条件設定ステップと、前記被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得する探傷信号取得ステップと、前記正側の境界エコー検出閾値および前記負側の境界エコー検出閾値のそれぞれを用いて、前記探傷信号の正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する境界エコー検出ステップと、前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち何れかを基準時刻として選択する基準時刻選択ステップと、前記基準時刻から所定時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定するきずエコー検出ゲート設定ステップと、前記きずエコー検出ゲート内の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うきずエコー検出ステップとを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic flaw detection method according to the present invention is a positive side for performing detection determination when the amplitudes of ultrasonic waves received from a subject coincide with each other including positive and negative. A condition setting step for setting a boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value, a flaw detection signal acquisition step for acquiring a flaw detection signal by converting an ultrasonic wave received from the subject into an electric signal, A boundary echo detection step for detecting a positive boundary echo detection time and a negative boundary echo detection time of the flaw detection signal using the boundary echo detection threshold on the side and the boundary echo detection threshold on the negative side, and the positive side A reference time selection step of selecting either a boundary echo detection time or the negative side boundary echo detection time as a reference time; and subtracting a predetermined time from the reference time. A flaw echo detection gate setting step for setting an end point of the flaw echo detection gate, and a flaw echo detection step for detecting an echo without using the amplitude of the flaw detection signal in the flaw echo detection gate. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる超音波探傷装置は、被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得する探傷信号取得部と、前記被検体から受信した超音波の振幅が正負を含めて一致することにより検出判定を行うための正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値とが記録されているデータベースと、前記データベースに記録された前記正側の境界エコー検出閾値および前記負側の境界エコー検出閾値のそれぞれを用いて、前記探傷信号の正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出し、前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち何れかを基準時刻として選択する境界エコー検出手段と、前記基準時刻から所定時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定するゲート設定手段と、前記きずエコー検出ゲート内の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うきずエコー検出手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention converts a ultrasonic wave received from a subject into an electric signal and acquires a flaw detection signal, A database in which a positive boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value for performing detection determination when the amplitudes of ultrasonic waves received from a subject coincide with each other including positive and negative, and the database The positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time of the flaw detection signal are detected using each of the positive boundary echo detection threshold and the negative boundary echo detection threshold recorded in Boundary echo detection means for selecting one of a side boundary echo detection time and a negative side boundary echo detection time as a reference time, and subtracting a predetermined time from the reference time A gate setting means for setting the end point of Rikizu echo detection gate, characterized in that it comprises a flaw echo detecting means for performing has not echo detection by using the amplitude of the flaw signal in the flaw echo detection gate.

本発明にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置は、境界エコーの形状が変化しても、未探傷領域を最小限にしつつも誤検出が発生しないという効果を奏する。   The ultrasonic flaw detection method and the ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention have an effect that, even if the shape of the boundary echo changes, an erroneous detection does not occur while minimizing an undetected area.

図１は、反射式探傷における超音波の伝搬および受信超音波の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of ultrasonic wave propagation and reception ultrasonic waves in reflection type flaw detection. 図２は、透過式探傷における超音波の伝搬および受信超音波の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of ultrasonic wave propagation and reception ultrasonic waves in the transmission type flaw detection. 図３は、境界エコーの波形が異なることにより発生する問題点を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a problem caused by a difference in the waveform of the boundary echo. 図４は、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法におけるきずエコー検出ゲートの設定方法を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a setting method of a flaw echo detection gate in the ultrasonic flaw detection method according to the embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷装置の構成を模式的に示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the ultrasonic flaw detector according to the first embodiment of the present invention. 図６は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷方法の手順について示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention. 図７は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷装置および超音波探傷方法による超音波探傷の実施例を示す探傷信号の振幅のグラフである。FIG. 7 is a graph of the amplitude of the flaw detection signal showing an example of ultrasonic flaw detection by the ultrasonic flaw detection apparatus and the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention. 図８は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷装置および超音波探傷方法による超音波探傷の実施例を示す探傷信号の振幅のグラフである。FIG. 8 is a graph of the amplitude of the flaw detection signal showing an example of ultrasonic flaw detection by the ultrasonic flaw detection apparatus and the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention. 図９は、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷装置の構成を模式的に示したブロック図である。FIG. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of the ultrasonic flaw detector according to the second embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法の手順について示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法を概略的に説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram schematically illustrating an ultrasonic flaw detection method according to a second embodiment of the present invention.

以下に、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an ultrasonic flaw detection method and an ultrasonic flaw detection apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.

垂直入射法による超音波探傷には、垂直反射式超音波探傷（以下、反射式探傷と記載）と垂直透過式超音波探傷（以下、透過式探傷と記載）とがある。本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置は、この反射式探傷および透過式探傷のいずれにおいても適用し得る。図１は、反射式探傷における超音波の伝搬および受信超音波の概略図であり、図２は、透過式探傷における超音波の伝搬および受信超音波の概略図である。   Ultrasonic flaw detection by the normal incidence method includes vertical reflection ultrasonic flaw detection (hereinafter referred to as reflection flaw detection) and vertical transmission ultrasonic flaw detection (hereinafter referred to as transmission flaw detection). The ultrasonic flaw detection method and the ultrasonic flaw detection apparatus according to the embodiment of the present invention can be applied to both the reflection type flaw detection and the transmission type flaw detection. FIG. 1 is a schematic diagram of ultrasonic propagation and reception ultrasonic waves in the reflection type flaw detection, and FIG. 2 is a schematic diagram of ultrasonic propagation and reception ultrasonic waves in the transmission type flaw detection.

図１（ａ）に示されるように、反射式探傷では、送受信プローブ１が被検体２に超音波を送信し、被検体２から反射される超音波を受信する。この際、被検体２から反射される超音波には、被検体２中のきず３にて反射した超音波（以下、きずエコーＦと記載）のみならず、被検体２の表面２ａにて反射した超音波（以下、表面エコーＲ１と記載）および被検体２の裏面２ｂにて反射した超音波（以下、裏面エコーＲ２と記載）も含まれる。 As shown in FIG. 1A, in the reflection type flaw detection, the transmission / reception probe 1 transmits ultrasonic waves to the subject 2 and receives ultrasonic waves reflected from the subject 2. At this time, the ultrasonic wave reflected from the subject 2 is reflected not only by the ultrasonic wave reflected by the flaw 3 in the subject 2 (hereinafter referred to as flaw echo F) but also by the surface 2 a of the subject 2. ultrasound ultrasonic wave reflected at (hereinafter, surface echo R 1 and described) and the subject 2 of the back surface 2b (hereinafter, described as the back surface echo R 2) is also included.

図１（ｂ）は、送受信プローブ１が受信する超音波を模式的に表したグラフである。なお、図１（ｂ）に示されるグラフは、受信される超音波の振幅を時間軸に関して表したものである。図１（ｂ）に示されるように、きずエコーＦ、表面エコーＲ１、および裏面エコーＲ２は、異なる時刻に送受信プローブ１が受信する。図１（ａ）に示されるように、きずエコーＦ、表面エコーＲ１、および裏面エコーＲ２は、送受信プローブ１に到達するまでの伝播距離が異なるからである。 FIG. 1B is a graph schematically showing ultrasonic waves received by the transmission / reception probe 1. The graph shown in FIG. 1B represents the amplitude of the received ultrasonic wave with respect to the time axis. As shown in FIG. 1B, the transmission / reception probe 1 receives the flaw echo F, the front surface echo R 1 , and the back surface echo R 2 at different times. This is because, as shown in FIG. 1A, the flaw echo F, the front surface echo R 1 , and the back surface echo R 2 have different propagation distances until reaching the transmission / reception probe 1.

きずエコーＦは、被検体２におけるきず深さＸに対応する伝播時間Ｘ’の２倍の時間、表面エコーＲ１から遅れて送受信プローブ１に到達する。また、裏面エコーＲ２は、被検体２の厚さＴに対応する伝播時間Ｔ’の２倍の時間、表面エコーＲ１から遅れて送受信プローブ１に到達する。したがって、きずエコー検出ゲートは、表面エコーＲ１が検出される時刻の終端から裏面エコーＲ２が検出される時刻の始端までの範囲となる。 The flaw echo F reaches the transmission / reception probe 1 with a delay of two times the propagation time X ′ corresponding to the flaw depth X in the subject 2 from the surface echo R 1 . Further, the back surface echo R 2 reaches the transmission / reception probe 1 with a delay from the surface echo R 1 by a time twice as long as the propagation time T ′ corresponding to the thickness T of the subject 2. Thus, flaw echo detection gate is a range from the end of the time the surface echo R 1 is detected until the start time of the back surface echo R 2 is detected.

一方、図２（ａ）に示されるように、透過式探傷では、送信プローブ１ａが被検体２に超音波を送信し、受信プローブ１ｂが被検体２を透過する超音波を受信する。この際、受信プローブ１ｂにて受信される超音波には、被検体２中のきず３並びに表面２ａにて反射した超音波（以下、きずエコーＦ１と記載）および被検体２中のきず３並びに裏面２ｂにて反射した超音波（以下、きずエコーＦ２と記載）のみならず、被検体２を直接透過した超音波（以下、透過エコーＴ１と記載）および被検体２の表面２ａ並びに裏面２ｂにて反射した超音波（以下、反射エコーＴ２と記載）も含まれる。 On the other hand, as shown in FIG. 2A, in the transmission type flaw detection, the transmission probe 1 a transmits ultrasonic waves to the subject 2, and the reception probe 1 b receives ultrasonic waves that pass through the subject 2. At this time, the ultrasonic waves are received by the receiving probe 1b, ultrasonic waves reflected by flaws 3 and surface 2a of the subject 2 (hereinafter, flaw echo F 1 and described) and scratch 3 of the subject 2 and ultrasonic waves reflected by the back surface 2b not (hereinafter, flaw echo F 2 and described) only, the ultrasonic wave transmitted through the subject 2 direct surface 2a (hereinafter, transmission echo T 1 and described) and the subject 2 and ultrasonic wave reflected by the back surface 2b (hereinafter, described as the reflection echo T 2) is also included.

きずエコーＦ１は、被検体２におけるきず深さＸ１に対応する伝播時間Ｘ１’の２倍の時間、透過エコーＴ１から遅れて受信プローブ１ｂに到達する。きずエコーＦ２は、被検体２における裏面２ｂからのきず深さＸ２に対応する伝播時間Ｘ２’の２倍の時間、透過エコーＴ１から遅れて受信プローブ１ｂに到達する。また、反射エコーＴ２は、被検体２の厚さＴに対応する伝播時間Ｔ’の２倍の時間だけ透過エコーＴ１から遅れて受信プローブ１ｂに到達する。したがって、きずエコー検出ゲートは、透過エコーＴ１が検出される時刻の終端から反射エコーＴ２が検出される時刻の始端までの範囲となる。 The flaw echo F 1 arrives at the reception probe 1 b with a delay of two times the propagation time X 1 ′ corresponding to the flaw depth X 1 in the subject 2 from the transmission echo T 1 . The flaw echo F 2 arrives at the reception probe 1 b with a delay of two times the propagation time X 2 ′ corresponding to the flaw depth X 2 from the back surface 2 b of the subject 2 with a delay from the transmission echo T 1 . Further, the reflected echo T 2 reaches the reception probe 1 b with a delay from the transmission echo T 1 by a time twice as long as the propagation time T ′ corresponding to the thickness T of the subject 2. Thus, flaw echo detection gate is reflected echo T 2 from the end of the time the transmission echo T 1 is being detected in the range of up to the beginning of time to be detected.

上記反射式探傷および透過式探傷の何れの場合でも、被検体２の裏面２ｂに近いきず３を検出するには、裏面エコーＲ２または反射エコーＴ２の始点の近くにきずエコー検出ゲート終点（以下ゲート終点と記載）を設定することが必要となる。さらに、送受信プローブ１、送信プローブ１ａ、または受信プローブ１ｂと被検体２との相対的位置が変化する場合、探傷位置により被検体２の厚さが変化する場合など、裏面エコーＲ２または反射エコーＴ２の出現時刻も変化してしまうので、これらの変化に追従してゲート終点を自動的に設定する必要がある。したがって、裏面エコーＲ２または反射エコーＴ２（以下簡単のために区別せず境界エコーと記載）を検出して、境界エコーから所定時間遡った時刻をゲート終点として自動設定を行う。 In either case of the reflection type flaw detection and the transmission type flaw detection, in order to detect the flaw 3 near the back surface 2b of the subject 2, the flaw echo detection gate end point (near the start point of the back surface echo R 2 or the reflection echo T 2 ( It is necessary to set (hereinafter referred to as gate end point). Furthermore, transmission and reception probe 1, transmission probe 1a or received when the probe 1b and relative position of the subject 2 is changed, such as when changing the thickness of the object 2 by the flaw detection position, the back surface echo R 2 or echo, since the appearance time of T 2 also changes, it is necessary to automatically set the gate end point to follow these changes. Therefore, the back surface echo R 2 or the reflected echo T 2 (hereinafter referred to as boundary echo for simplicity) is detected, and automatic setting is performed with a time that is a predetermined time back from the boundary echo as a gate end point.

しかしながら、先述のように、境界エコーの波形は、必ずしも一定ではなく、被検体毎に異なる。結果、きずエコー検出ゲートの終点を境界エコーの近くに設定すると、境界エコーを誤検出してしまい、きずエコー検出ゲートの終点を境界エコーの遠くに設定すると、未探傷領域が大きくなってしまう。図３は、境界エコーの波形が異なることにより発生する問題点を示す概略図である。 However, as described above, the waveform of the boundary echo is not necessarily constant and varies from subject to subject. As a result, when the end point of the flaw echo detection gate is set near the boundary echo, the boundary echo is erroneously detected, and when the end point of the flaw echo detection gate is set far from the boundary echo, the undetected area becomes large. FIG. 3 is a schematic diagram showing a problem caused by a difference in the waveform of the boundary echo.

図３には、境界エコーの形状Ａおよび形状Ｂの場合のそれぞれの場合における、ゲート終点の設定条件１および設定条件２の計４パターンのゲート終点の設定が記載されている。図３（ａ）は、ゲート終点と境界エコー検出時刻との相対時間を１／２周期に設定した場合に境界エコーの形状Ａを所定の閾値で検出した場合を示し、図３（ｂ）は、ゲート終点と境界エコー検出時刻との相対時間を３／２周期に設定した場合に境界エコーの形状Ａを所定の閾値で検出した場合を示している。また、図３（ｃ）は、ゲート終点と境界エコー検出時刻との相対時間を１／２周期に設定した場合に境界エコーの形状Ｂを所定の閾値で検出した場合を示し、図３（ｄ）は、ゲート終点と境界エコー検出時刻との相対時間を３／２周期に設定した場合に境界エコーの形状Ｂを所定の閾値で検出した場合を示している。なお、ここでいう境界エコー検出時刻とは、振幅が所定の閾値を上回った時刻のことをいう。   FIG. 3 shows a total of four patterns of gate end point settings, that is, gate end point setting condition 1 and setting condition 2 in the case of boundary echo shape A and shape B, respectively. FIG. 3A shows a case where the shape A of the boundary echo is detected with a predetermined threshold when the relative time between the gate end point and the boundary echo detection time is set to ½ period, and FIG. The case where the shape A of the boundary echo is detected with a predetermined threshold when the relative time between the gate end point and the boundary echo detection time is set to 3/2 cycles is shown. FIG. 3C shows the case where the boundary echo shape B is detected with a predetermined threshold when the relative time between the gate end point and the boundary echo detection time is set to ½ period. ) Shows a case where the shape B of the boundary echo is detected with a predetermined threshold when the relative time between the gate end point and the boundary echo detection time is set to 3/2 period. The boundary echo detection time here refers to the time when the amplitude exceeds a predetermined threshold.

図３（ａ）と図３（ｃ）とを比較すると解るように、ゲート終点と境界エコー検出時刻との相対時間を１／２周期に設定した場合、境界エコーの形状Ａに対しては適切にゲート終点を設定することができるが、境界エコーの形状Ｂに対しては境界エコーの始端をきずとして誤検出してしまう。一方、図３（ｂ）と図３（ｄ）とを比較すると解るように、ゲート終点と境界エコー検出時刻との相対時間を３／２周期に設定した場合、境界エコーの形状Ｂに対しては適切にゲート終点を設定することができるが、境界エコーの形状Ａに対しては未探傷領域が発生してしまう。   As can be seen by comparing FIG. 3 (a) and FIG. 3 (c), when the relative time between the gate end point and the boundary echo detection time is set to ½ period, it is appropriate for the boundary echo shape A. However, the boundary echo shape B is erroneously detected with the start point of the boundary echo as a scratch. On the other hand, when the relative time between the gate end point and the boundary echo detection time is set to 3/2 period, as can be seen by comparing FIG. 3B and FIG. Although the gate end point can be set appropriately, an undetected region is generated for the shape A of the boundary echo.

そこで、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置では、正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて、境界エコーの検出を行う。そして、正側の境界エコー検出閾値を用いて検出された境界エコーの検出時刻と負側の境界エコー検出閾値を用いて検出された境界エコーの検出時刻とのいずれかを選択してゲート終点の設定に用いる。   Therefore, in the ultrasonic flaw detection method and the ultrasonic flaw detection apparatus according to the embodiment of the present invention, boundary echo detection is performed using two threshold values, a positive boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value. . Then, either the detection time of the boundary echo detected using the positive boundary echo detection threshold or the detection time of the boundary echo detected using the negative boundary echo detection threshold is selected, and the gate end point is selected. Used for setting.

図４は、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置におけるきずエコー検出ゲートの設定方法を示す概略図である。図４には、（ａ）被検体１および（ｂ）被検体２におけるきずエコー検出ゲートの設定方法が示されている。なお、図４（ｃ）は、基準時刻の選び方と基準時刻からゲート終点までの相対位置との対応表である。すなわち、図４に示されるきずエコー検出ゲートの設定方法は、正側の境界エコー検出閾値を用いて検出された境界エコーの検出時刻および負側の境界エコー検出閾値を用いて検出された境界エコーの検出時刻のうち、検出時刻が遅い方を選択して基準時刻とした例である。図４（ａ）および（ｂ）では、この対応表に基づいてきずエコー検出ゲートの終点が設定されている。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an ultrasonic flaw detection method and a method for setting a flaw echo detection gate in the ultrasonic flaw detection apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a method for setting a flaw echo detection gate in (a) the subject 1 and (b) the subject 2. FIG. 4C is a correspondence table between how to select the reference time and the relative position from the reference time to the gate end point. That is, the flaw echo detection gate setting method shown in FIG. 4 is based on the boundary echo detection time detected using the positive boundary echo detection threshold and the boundary echo detected using the negative boundary echo detection threshold. In this example, the later detection time is selected as the reference time. 4A and 4B, the end point of the echo detection gate is set without being based on this correspondence table.

図４（ａ）に示されるように、被検体１の場合、境界エコーＳ２は、正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて検出される。正側の境界エコー検出閾値を用いて境界エコーが検出された時刻を正側境界エコー検出時刻とすると、正側境界エコー検出時刻は、境界エコー検出ゲートの範囲内において超音波の振幅が正側の境界エコー検出閾値に正負を含めて一致した時刻である。同様に、負側の境界エコー検出閾値を用いて境界エコーが検出された時刻を負側境界エコー検出時刻とすると、負側境界エコー検出時刻は、境界エコー検出ゲートの範囲内において超音波の振幅が負側の境界エコー検出閾値に正負を含めて一致した時刻である。 As shown in FIG. 4 (a), when the subject 1, the boundary echo S 2 is detected using the two thresholds with positive boundary echo detection threshold and the negative side of the boundary echo detection threshold. Assuming that the time when the boundary echo is detected using the positive boundary echo detection threshold is the positive boundary echo detection time, the positive boundary echo detection time is within the range of the boundary echo detection gate. This is the time when the boundary echo detection threshold value coincides, including positive and negative. Similarly, when the time when the boundary echo is detected using the negative boundary echo detection threshold is defined as the negative boundary echo detection time, the negative boundary echo detection time is the amplitude of the ultrasonic wave within the boundary echo detection gate. Is the time when the negative boundary echo detection threshold value coincides with positive and negative values.

図４（ａ）に示される被検体１では、負側境界エコー検出時刻よりも正側境界エコー検出時刻の方が検出時刻が遅い。したがって、図４（ａ）に示される被検体１では、正側境界エコー検出時刻が基準時刻として選択される。そして、このように選択された基準時刻から所定のゲート終点相対位置ａが減算されることにより、ゲート終点が設定される。別途、境界エコーＳ１との関係からきずエコー検出ゲートの始点を設定することにより、きずエコー検出ゲートが設定される。このように設定されたきずエコー検出ゲートの範囲内において検出されたエコーがきずエコーＦとなる。 In the subject 1 shown in FIG. 4A, the detection time of the positive side boundary echo detection time is later than the negative side boundary echo detection time. Therefore, in the subject 1 shown in FIG. 4A, the positive boundary echo detection time is selected as the reference time. Then, the gate end point is set by subtracting the predetermined gate end point relative position a from the reference time selected in this way. Separately, by setting the starting point of the relationship Karakizu echo detection gate of the boundary echoes S 1, flaw echo detection gate is set. An echo detected within the range of the flaw echo detection gate set in this way becomes a flaw echo F.

同様に被検体２の場合、図４（ｂ）に示されるように、境界エコーＳ２は、正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて検出される。一方、図４（ｂ）に示される被検体２では、正側境界エコー検出時刻よりも負側境界エコー検出時刻の方が検出時刻が遅い。したがって、図４（ｂ）に示される被検体２では、負側境界エコー検出時刻が基準時刻として選択される。そして、このように選択された基準時刻から所定のゲート終点相対位置ｂが減算されることにより、ゲート終点が設定される。別途、境界エコーＳ１との関係からきずエコー検出ゲートの始点を設定することにより、きずエコー検出ゲートが設定される。このように設定されたきずエコー検出ゲートの範囲内において検出されたエコーがきずエコーＦとなる。 Similarly, if the subject 2, as shown in FIG. 4 (b), the boundary echo S 2 is detected by using the two thresholds with positive boundary echo detection threshold and the negative side of the boundary echo detection threshold The On the other hand, in the subject 2 shown in FIG. 4B, the detection time of the negative boundary echo detection time is later than that of the positive boundary echo detection time. Therefore, in the subject 2 shown in FIG. 4B, the negative boundary echo detection time is selected as the reference time. Then, the gate end point is set by subtracting the predetermined gate end point relative position b from the reference time selected in this way. Separately, by setting the starting point of the relationship Karakizu echo detection gate of the boundary echoes S 1, flaw echo detection gate is set. An echo detected within the range of the flaw echo detection gate set in this way becomes a flaw echo F.

上記のように、正側の境界エコー検出閾値を用いて検出された境界エコーの検出時刻および負側の境界エコー検出閾値を用いて検出された境界エコーの検出時刻のうち、検出時刻が遅い方を選択して基準時刻とすることにより、乱れていない境界エコーが少なくとも半波長分検出されたことになる。したがって、境界エコーの始端部分の乱れた波形の影響を受けることがなく、きずエコー検出ゲートの設定の基準時刻とすることができる。   As described above, the later of the detection time of the boundary echo detected using the positive boundary echo detection threshold and the detection time of the boundary echo detected using the negative boundary echo detection threshold By selecting as the reference time, boundary disturbance echo that is not disturbed is detected for at least half a wavelength. Therefore, the reference time for setting the flaw echo detection gate can be obtained without being affected by the disturbed waveform at the start end portion of the boundary echo.

〔第１実施形態の超音波探傷装置〕
図５は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷装置の構成を模式的に示したブロック図である。図５に示すように、この超音波探傷装置４は、被検体の欠陥を探傷するための超音波を送信し、この送信した超音波に起因する探傷信号を受信する探傷信号取得部５と、超音波探傷装置４の各構成部を制御する制御部６と、被検体の検査結果等を出力する出力部７と、各種情報を入力する入力部８とを有する。 [Ultrasonic flaw detector of the first embodiment]
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of the ultrasonic flaw detector according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the ultrasonic flaw detector 4 transmits an ultrasonic wave for flaw detection of a subject and receives a flaw detection signal resulting from the transmitted ultrasonic wave. A control unit 6 that controls each component of the ultrasonic flaw detector 4, an output unit 7 that outputs a test result of the subject, and an input unit 8 that inputs various information.

探傷信号取得部５は、超音波プローブ５ａと送受信部５ｂとを有し、送受信部５ｂから送信された電気信号の超音波信号を、超音波プローブ５ａから外部に超音波として送信するとともに、超音波プローブ５ａで受信した超音波を電気信号の探傷信号として送受信部５ｂに出力する。なお、図１および図２に示したように、垂直入射法による超音波探傷には、反射式探傷と透過式探傷とがあり、それに伴い超音波プローブ５ａは、送受信プローブ１または送信プローブ１ａと受信プローブ１ｂとの組合わせとなり得るが、以下では、両者を区別せず超音波プローブ５ａとして説明を行う。   The flaw detection signal acquisition unit 5 includes an ultrasonic probe 5a and a transmission / reception unit 5b, and transmits an ultrasonic signal of an electrical signal transmitted from the transmission / reception unit 5b as an ultrasonic wave from the ultrasonic probe 5a to the outside. The ultrasonic wave received by the acoustic probe 5a is output to the transmission / reception unit 5b as a flaw detection signal of an electrical signal. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the ultrasonic inspection by the normal incidence method includes a reflection type inspection and a transmission type inspection, and accordingly, the ultrasonic probe 5a includes the transmission / reception probe 1 or the transmission probe 1a. Although it may be a combination with the reception probe 1b, the following description will be made with the ultrasonic probe 5a without distinguishing between the two.

超音波プローブ５ａは、圧電振動子等を用いて実現され、送受信部５ｂからのパルス信号の印加によって超音波を外部に送信し、外部からの超音波を受波して電気信号に変換する。送受信部５ｂは、超音波プローブ５ａの共振周波数またはその近傍の周波数のパルス信号を超音波プローブ５ａに印加することによって超音波パルス信号を超音波プローブ５ａを介して外部に出力する。   The ultrasonic probe 5a is realized by using a piezoelectric vibrator or the like, transmits an ultrasonic wave to the outside by applying a pulse signal from the transmission / reception unit 5b, receives the ultrasonic wave from the outside, and converts it into an electric signal. The transmission / reception unit 5b outputs an ultrasonic pulse signal to the outside through the ultrasonic probe 5a by applying a pulse signal having a resonance frequency of the ultrasonic probe 5a or a frequency in the vicinity thereof to the ultrasonic probe 5a.

制御部６は、記憶部６ａとデータベース（ＤＢ）６ｂと演算部６ｃとを備え、超音波探傷装置４の各構成部を制御する。記憶部６ａは、探傷信号取得部５から受信した被検体の検査データ等の各種情報を記憶する一時記憶装置である。とくに本発明の第１実施形態にかかる記憶部６ａは、探傷信号取得部５から受信した探傷信号を少なくとも１回分、好ましくは複数回分以上記憶し得る記憶容量を有している。   The control unit 6 includes a storage unit 6 a, a database (DB) 6 b, and a calculation unit 6 c, and controls each component of the ultrasonic flaw detector 4. The storage unit 6 a is a temporary storage device that stores various types of information such as examination data of the subject received from the flaw detection signal acquisition unit 5. In particular, the storage unit 6a according to the first embodiment of the present invention has a storage capacity capable of storing the flaw detection signal received from the flaw detection signal acquisition unit 5 at least once, preferably a plurality of times.

データベース（ＤＢ）６ｂは、磁気ディスク等で実現された記録装置である。データベース（ＤＢ）６ｂには、正側の境界エコー検出閾値ならびに負側の境界エコー検出閾値、および図４（ｃ）に例示したような基準時刻の選び方と基準時刻からゲート終点までの相対位置との対応関係などのデータが記録されている。データベース（ＤＢ）６ｂに記録されたこれらのデータは、演算部６ｃがきずエコーを検出する際に参照される。   The database (DB) 6b is a recording device realized by a magnetic disk or the like. The database (DB) 6b includes a positive boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value, how to select a reference time as illustrated in FIG. 4C, and a relative position from the reference time to the gate end point. Data such as correspondences are recorded. These data recorded in the database (DB) 6b are referred to when the arithmetic unit 6c detects a flaw echo.

演算部６ｃは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録されたこれらのデータを参照しながら、記憶部６ａに記憶された探傷信号を解析し、きずエコーを検出する。演算部６ｃは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、汎用集積回路、またはこれらの組み合わせ等で実現された演算装置である。すなわち、演算部６ｃは、境界エコー検出手段６ｄ、ゲート設定手段６ｅ、きずエコー検出手段６ｆ、および、その他の超音波探傷装置４の各構成部を制御する制御手段をハードウェアまたはソフトウェアにより実現する。   The calculation unit 6c analyzes the flaw detection signal stored in the storage unit 6a while referring to these data recorded in the database (DB) 6b, and detects flaw echoes. The arithmetic unit 6c is an arithmetic device realized by an application specific integrated circuit (ASIC), a general purpose integrated circuit, or a combination thereof. That is, the calculation unit 6c realizes control means for controlling each component of the boundary echo detection means 6d, gate setting means 6e, flaw echo detection means 6f, and other ultrasonic flaw detectors 4 by hardware or software. .

境界エコー検出手段６ｄは、データベース（ＤＢ）６ｂを参照し、境界エコー検出閾値を用いて、境界エコー検出時刻を検出する。すなわち、境界エコー検出手段６ｄは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録された正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する。そして、負側境界エコー検出時刻の方が正側境界エコー検出時刻よりも早い場合、正側境界エコー検出時刻が基準時刻とし、正側境界エコー検出時刻の方が負側境界エコー検出時刻よりも早い場合、負側境界エコー検出時刻が基準時刻とする。   The boundary echo detection means 6d refers to the database (DB) 6b and detects the boundary echo detection time using the boundary echo detection threshold. That is, the boundary echo detection means 6d uses the two threshold values of the positive boundary echo detection threshold value and the negative boundary echo detection threshold value recorded in the database (DB) 6b to detect the positive boundary echo detection time and the negative side echo value. Detect boundary echo detection time. If the negative boundary echo detection time is earlier than the positive boundary echo detection time, the positive boundary echo detection time is the reference time, and the positive boundary echo detection time is more negative than the negative boundary echo detection time. If it is early, the negative boundary echo detection time is set as the reference time.

ゲート設定手段６ｅは、負側境界エコー検出時刻の方が正側境界エコー検出時刻よりも早い場合、基準時刻である正側境界エコー検出時刻から所定の時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定する。一方、ゲート設定手段６ｅは、正側境界エコー検出時刻の方が負側境界エコー検出時刻よりも早い場合、基準時刻である負側境界エコー検出時刻から所定の時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定する。ここで、上記所定の時間とは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録された基準時刻からゲート終点までの相対位置であり、ゲート設定手段６ｅは、基準時刻の選び方に応じて基準時刻からゲート終点までの相対位置を選択する。   When the negative boundary echo detection time is earlier than the positive boundary echo detection time, the gate setting means 6e subtracts a predetermined time from the positive boundary echo detection time, which is the reference time, so that the flaw echo detection gate Set the end point. On the other hand, when the positive boundary echo detection time is earlier than the negative boundary echo detection time, the gate setting means 6e detects flaw echo by subtracting a predetermined time from the negative boundary echo detection time that is the reference time. Set the end point of the gate. Here, the predetermined time is a relative position from the reference time recorded in the database (DB) 6b to the gate end point, and the gate setting means 6e determines whether the reference time is selected from the reference time to the gate end point. Select the relative position of.

きずエコー検出手段６ｆは、上記のように設定されたきずエコー検出ゲートの範囲内において、記憶部６ａに記憶された探傷信号からきずエコーを検出する。   The flaw echo detection means 6f detects a flaw echo from the flaw detection signal stored in the storage unit 6a within the range of the flaw echo detection gate set as described above.

出力部７は、例えば検出されたきずエコーを表示する表示装置であり、例えばきずエコーが検出された場合に下流工程へ警告信号等を送信する送信装置である。あるいは、きずエコーの発生原因が製品の欠陥であるか否かの分析をするために、出力部７の出力を上位計算機へ出力する構成とすることも可能である。   The output unit 7 is a display device that displays detected flaw echoes, for example, and is, for example, a transmission device that transmits a warning signal or the like to a downstream process when flaw echoes are detected. Alternatively, in order to analyze whether the cause of the flaw echo is a product defect, the output of the output unit 7 can be output to a host computer.

入力部８は、例えば電源スイッチおよび入力キー等の入力装置であり、例えば製造ラインを制御する上位制御装置から製造ラインにおける製造情報を受信する受信装置である。   The input unit 8 is an input device such as a power switch and an input key, for example, and is a receiving device that receives manufacturing information on the manufacturing line from a host control device that controls the manufacturing line, for example.

なお、本発明の実施形態にかかる超音波探傷装置４は、探傷信号取得部５が取得した探傷信号をＡＤ変換して信号処理を行う。境界エコーはきずエコー検出ゲートよりも遅く検出されるので、アナログ信号での処理よりもデジタル信号での処理の方が有利である。また、探傷信号のＡＤ変換をする際のサンプリング周波数は、探傷信号の周波数の５倍以上であることが望ましく、探傷信号の周波数の１０倍以上ならばより望ましい。探傷信号の周波数の５倍のサンプリング周波数でＡＤ変換を行った場合、３６０°／５＝７２°間隔で探傷信号をデジタル化することになる。   Note that the ultrasonic flaw detector 4 according to the embodiment of the present invention performs signal processing by AD-converting the flaw detection signal acquired by the flaw detection signal acquisition unit 5. Since the boundary echo is detected later than the flaw echo detection gate, the digital signal processing is more advantageous than the analog signal processing. The sampling frequency for AD conversion of the flaw detection signal is preferably 5 times or more the frequency of the flaw detection signal, and more preferably 10 times or more the frequency of the flaw detection signal. When AD conversion is performed at a sampling frequency five times the frequency of the flaw detection signal, the flaw detection signal is digitized at intervals of 360 ° / 5 = 72 °.

また、上記説明した超音波探傷装置４は、超音波プローブ５ａが１つ（反射式探傷）または１対（透過式探傷）である構成として記載してきたが、超音波プローブ５ａが複数個（反射式探傷）または複数対（透過式探傷）である構成とすることも可能である。この場合、超音波プローブ５ａ毎に異なる境界エコー検出閾値およびゲート終点相対位置の設定をすることが可能である。すなわち、超音波プローブ５ａ毎に、図４（ｂ）に例示されるような対応表をデータベース（ＤＢ）６ｂに記録しておき、演算部６ｃが超音波プローブ５ａ毎に異なる境界エコー検出閾値およびゲート終点相対位置の設定を行う。上記構成によれば、超音波プローブ５ａ毎のばらつきに対応可能となり、きずエコーの検出精度がより向上する。   Moreover, although the ultrasonic flaw detector 4 described above has been described as a configuration in which there is one ultrasonic probe 5a (reflective flaw detection) or one pair (transmission flaw detection), a plurality of ultrasonic probes 5a (reflective flaw detection) are described. (Type flaw detection) or a plurality of pairs (transmission type flaw detection). In this case, it is possible to set different boundary echo detection threshold values and gate end point relative positions for each ultrasonic probe 5a. That is, for each ultrasonic probe 5a, a correspondence table as illustrated in FIG. 4B is recorded in the database (DB) 6b, and the calculation unit 6c has different boundary echo detection threshold values and different ultrasonic probes 5a. Set the gate end relative position. According to the above configuration, it is possible to cope with variations among the ultrasonic probes 5a, and the detection accuracy of the flaw echo is further improved.

〔第１実施形態の超音波探傷方法〕
以下、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷方法について説明する。なお、以下の説明では、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷装置の構成の図面などを参照しながら本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷方法について説明するが、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷方法は、これらの図面に表された構成により限定されるものではない。 [Ultrasonic flaw detection method of the first embodiment]
The ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention will be described below. In the following description, the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings of the configuration of the ultrasonic flaw detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment is not limited to the configuration shown in these drawings.

図６は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷方法の手順について示すフローチャートである。図６に示されるように、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法では、始めに演算部６ｃが、正側の境界エコー検出用の設定および負側の境界エコー検出用の設定を行う（ステップＳ１）。データベース（ＤＢ）６ｂには、先述のように、正側の境界エコー検出閾値および負側の境界エコー検出閾値などが記録されている。そこで、演算部６ｃは、データベース（ＤＢ）６ｂを参照し、正側の境界エコー検出閾値および負側の境界エコー検出閾値を読み出して、正側の境界エコー検出用の設定および負側の境界エコー検出用の設定を行う。   FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the ultrasonic flaw detection method according to the embodiment of the present invention, the calculation unit 6 c first performs setting for positive boundary echo detection and setting for negative boundary echo detection ( Step S1). In the database (DB) 6b, as described above, the positive boundary echo detection threshold value, the negative boundary echo detection threshold value, and the like are recorded. Therefore, the calculation unit 6c refers to the database (DB) 6b, reads the positive boundary echo detection threshold value and the negative boundary echo detection threshold value, and sets the positive boundary echo detection value and the negative boundary echo value. Set for detection.

次に、探傷信号取得部５が、被検体から受信した超音波を電気信号に変換し、探傷信号を取得する（ステップＳ２）。探傷信号取得部５により取得された探傷信号は、制御部６の記憶部６ａに一時記憶される。   Next, the flaw detection signal acquisition unit 5 converts the ultrasonic wave received from the subject into an electric signal, and acquires a flaw detection signal (step S2). The flaw detection signal acquired by the flaw detection signal acquisition unit 5 is temporarily stored in the storage unit 6 a of the control unit 6.

次に、演算部６ｃの境界エコー検出手段６ｄが、記憶部６ａに記憶された探傷信号から正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する（ステップＳ３）。ここで、境界エコー検出手段６ｄは、ステップＳ１で設定された境界エコー検出閾値を用いて境界エコーを検出する。すなわち、境界エコー検出手段６ｄは、正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて境界エコーを検出し、それぞれ正側の境界エコー検出閾値により境界エコーが検出された時刻を正側境界エコー検出時刻とし、負側の境界エコー検出閾値により境界エコーが検出された時刻を負側境界エコー検出時刻とする。   Next, the boundary echo detection means 6d of the calculation unit 6c detects the positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time from the flaw detection signal stored in the storage unit 6a (step S3). Here, the boundary echo detection means 6d detects a boundary echo using the boundary echo detection threshold set in step S1. That is, the boundary echo detection means 6d detects a boundary echo using two threshold values, ie, a positive boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value, and each boundary echo is detected by the positive boundary echo detection threshold value. The detected time is defined as the positive boundary echo detection time, and the time when the boundary echo is detected by the negative boundary echo detection threshold is defined as the negative boundary echo detection time.

そして、境界エコー検出手段６ｄは、正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻のどちらの検出時刻が早いかを判定する（ステップＳ４）。負側境界エコー検出時刻の方が正側境界エコー検出時刻よりも早い場合、正側境界エコー検出時刻が基準時刻となり（ステップＳ４：負側）、正側境界エコー検出時刻の方が負側境界エコー検出時刻よりも早い場合、負側境界エコー検出時刻が基準時刻となる（ステップＳ４：正側）。   Then, the boundary echo detection means 6d determines which of the positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time is earlier (step S4). When the negative boundary echo detection time is earlier than the positive boundary echo detection time, the positive boundary echo detection time becomes the reference time (step S4: negative side), and the positive boundary echo detection time is the negative boundary. If it is earlier than the echo detection time, the negative boundary echo detection time becomes the reference time (step S4: positive side).

負側境界エコー検出時刻の方が正側境界エコー検出時刻よりも早い場合、ゲート設定手段６ｅは、基準時刻である正側境界エコー検出時刻から所定の時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定する（ステップＳ５）。一方、正側境界エコー検出時刻の方が負側境界エコー検出時刻よりも早い場合（ステップＳ４：正側）、ゲート設定手段６ｅは、基準時刻である負側境界エコー検出時刻から所定の時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定する（ステップＳ６）。   When the negative boundary echo detection time is earlier than the positive boundary echo detection time, the gate setting unit 6e subtracts a predetermined time from the positive boundary echo detection time, which is the reference time, to thereby detect the flaw echo detection gate. An end point is set (step S5). On the other hand, when the positive boundary echo detection time is earlier than the negative boundary echo detection time (step S4: positive side), the gate setting unit 6e sets a predetermined time from the negative boundary echo detection time that is the reference time. The end point of the flaw echo detection gate is set by subtraction (step S6).

ここで、上記所定の時間とは、基準時刻からゲート終点までの相対位置であり、データベース（ＤＢ）６ｂに記録されている。ゲート設定手段６ｅは、基準時刻の選び方に応じて基準時刻からゲート終点までの相対位置を選択する。   Here, the predetermined time is a relative position from the reference time to the gate end point, and is recorded in the database (DB) 6b. The gate setting means 6e selects a relative position from the reference time to the gate end point according to how to select the reference time.

そして、演算部６ｃのきずエコー検出手段６ｆが、ステップＳ５またはＳ６により設定されたきずエコー検出ゲートの範囲内において、記憶部６ａに記憶された探傷信号からきずエコーを検出する（ステップＳ７）。   Then, the flaw echo detection means 6f of the calculation unit 6c detects a flaw echo from the flaw detection signal stored in the storage unit 6a within the range of the flaw echo detection gate set in step S5 or S6 (step S7).

最後に、制御部６は、超音波探傷装置４が所定範囲または所定回数の探傷を終了したか否かの判定を行う（ステップＳ８）。所定範囲の探傷を終了していない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ２へ戻り探傷信号取得部５が次の探傷信号を取得する。一方、所定範囲の探傷を終了している場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法は終了する。   Finally, the control unit 6 determines whether or not the ultrasonic flaw detector 4 has finished a predetermined range or a predetermined number of flaw detections (step S8). If the predetermined range of flaw detection has not been completed (step S8: No), the process returns to step S2 and the flaw detection signal acquisition unit 5 acquires the next flaw detection signal. On the other hand, when the predetermined range of flaw detection has been completed (step S8: Yes), the ultrasonic flaw detection method according to the embodiment of the present invention ends.

〔第１実施形態による実施例〕
図７および図８は、本発明の第１実施形態にかかる超音波探傷装置および超音波探傷方法による超音波探傷の実施例を示す探傷信号の振幅のグラフである。とくに、図７は、図示されたグラフの凡例を示すものであり、図８は、従来技術と本発明との比較を示すものである。 [Example according to the first embodiment]
7 and 8 are graphs of the amplitude of the flaw detection signal showing an example of ultrasonic flaw detection by the ultrasonic flaw detection apparatus and the ultrasonic flaw detection method according to the first embodiment of the present invention. In particular, FIG. 7 shows a legend of the illustrated graph, and FIG. 8 shows a comparison between the prior art and the present invention.

図７および図８に示されたグラフは、縦軸に探傷信号の振幅を表し、横軸に探傷信号が検出される時間を表している。また、図中の破線は、正側および負側の境界エコー検出閾値を表し、一点鎖線は、基準時刻として選択された境界エコー検出時刻を表し、二点鎖線は、きずエコー検出ゲートの始点および終点を表している。   In the graphs shown in FIGS. 7 and 8, the vertical axis represents the amplitude of the flaw detection signal, and the horizontal axis represents the time at which the flaw detection signal is detected. The broken line in the figure represents the positive and negative boundary echo detection thresholds, the alternate long and short dash line represents the boundary echo detection time selected as the reference time, and the two-dot chain line represents the starting point of the flaw echo detection gate and It represents the end point.

図７および図８に示された探傷信号は、図２に示されたように構成された透過式探傷により取得されたものであり、接触媒質として水を使用している。また、探傷に用いた超音波の周波数は２５ＭＨｚであり、受信した超音波を電気信号に変換した後に、サンプリング周波数２５０ＭＨｚでＡＤ変換している。   The flaw detection signals shown in FIG. 7 and FIG. 8 are obtained by the transmission flaw detection configured as shown in FIG. 2, and use water as the contact medium. The frequency of the ultrasonic wave used for flaw detection is 25 MHz. After the received ultrasonic wave is converted into an electric signal, AD conversion is performed at a sampling frequency of 250 MHz.

また、本実施例における透過式探傷では、同一の被検体に対して２００対の超音波プローブが用いられている。図８では、そのうち素子対Ａおよび素子対Ｂにおける探傷信号を掲載した。また、本実施例における検査対象は、被検体１および被検体２の２種類について行った。   In the transmission type flaw detection in this embodiment, 200 pairs of ultrasonic probes are used for the same subject. In FIG. 8, flaw detection signals in the element pair A and the element pair B are shown. In addition, the examination target in this example was performed on two types of subjects 1 and 2.

図８に示されるように、従来技術による超音波探傷では、設定１および設定２の何れの設定であってもきずエコー検出ゲートの設定に問題が発生してしまうのに対し、本発明の実施形態による超音波探傷では、適切にきずエコー検出ゲートが設定される。従来技術の設定１では、被検体１に対しては問題が発生しないが、被検体２に対しては素子対Ｂにおいて境界エコーを誤検出してしまう。また、従来技術の設定２では、被検体２に対しては問題が発生しないが、被検体１に対しては素子対Ａにおいて未探傷領域が増加してしまう。   As shown in FIG. 8, in the conventional ultrasonic flaw detection, there is a problem in the setting of the echo detection gate regardless of the setting 1 or the setting 2, whereas the implementation of the present invention is performed. In the ultrasonic flaw detection according to the form, the flaw echo detection gate is appropriately set. In the setting 1 of the prior art, no problem occurs for the subject 1, but a boundary echo is erroneously detected in the element pair B for the subject 2. Further, in the setting 2 of the prior art, no problem occurs for the subject 2, but for the subject 1, the undetected area in the element pair A increases.

一方、本発明の実施形態による超音波探傷では、被検体に応じた設定が選択されるので、被検体１および被検体２の何れの被検体に対しても適切にきずエコー検出ゲートが設定される。   On the other hand, in the ultrasonic flaw detection according to the embodiment of the present invention, since the setting corresponding to the subject is selected, the defect detection gate is appropriately set for both the subject 1 and the subject 2. The

〔第２実施形態の超音波探傷装置〕
図９は、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷装置の構成を模式的に示したブロック図である。本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷装置は、上記第１実施形態の超音波探傷装置にきずエコーの検出精度を向上させる機能を付加したものである。したがって、以下の説明では、第１実施形態の超音波探傷装置と共通の構成については、同一の符号を付すことにより適宜説明を省略するものとする。 [Ultrasonic flaw detector of the second embodiment]
FIG. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of the ultrasonic flaw detector according to the second embodiment of the present invention. The ultrasonic flaw detector according to the second embodiment of the present invention is obtained by adding a function for improving the accuracy of detecting flaw echoes to the ultrasonic flaw detector of the first embodiment. Therefore, in the following description, about the structure common to the ultrasonic flaw detector of 1st Embodiment, description shall be abbreviate | omitted suitably by attaching | subjecting the same code | symbol.

図９に示すように、この超音波探傷装置４は、被検体の欠陥を探傷するための超音波を送信し、この送信した超音波に起因する探傷信号を受信する探傷信号取得部５と、超音波探傷装置４の各構成部を制御する制御部６と、被検体の検査結果等を出力する出力部７と、各種情報を入力する入力部８とを有する。なお、探傷信号取得部５、出力部７、および入力部８は、第１実施形態と同一の構成要素である。   As shown in FIG. 9, the ultrasonic flaw detection apparatus 4 transmits an ultrasonic wave for flaw detection of a subject, and receives a flaw detection signal resulting from the transmitted ultrasonic wave. A control unit 6 that controls each component of the ultrasonic flaw detector 4, an output unit 7 that outputs a test result of the subject, and an input unit 8 that inputs various information. In addition, the flaw detection signal acquisition part 5, the output part 7, and the input part 8 are the same components as 1st Embodiment.

制御部６は、記憶部６ａとデータベース（ＤＢ）６ｂと演算部６ｃとを備え、超音波探傷装置４の各構成部を制御する。記憶部６ａは、探傷信号取得部５から受信した被検体の検査データ等の各種情報を記憶する一時記憶装置である。とくに本発明の第２実施形態にかかる記憶部６ａは、探傷信号取得部５から受信した最新の探傷信号のみならず、複数回分以上の探傷信号を記憶し得る記憶容量を有している。データベース（ＤＢ）６ｂは、第１実施形態と同一の構成要素である。   The control unit 6 includes a storage unit 6 a, a database (DB) 6 b, and a calculation unit 6 c, and controls each component of the ultrasonic flaw detector 4. The storage unit 6 a is a temporary storage device that stores various types of information such as examination data of the subject received from the flaw detection signal acquisition unit 5. In particular, the storage unit 6a according to the second embodiment of the present invention has a storage capacity capable of storing not only the latest flaw detection signal received from the flaw detection signal acquisition unit 5, but also a plurality of flaw detection signals. The database (DB) 6b is the same component as in the first embodiment.

演算部６ｃは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録されたこれらのデータを参照しながら、記憶部６ａに記憶された探傷信号を解析し、きずエコーを検出する。演算部６ｃは、境界エコー検出手段６ｄ、ゲート設定手段６ｅ、きずエコー検出手段６ｆ、同期加算手段６ｇ、信号減算手段６ｈ、および、その他の超音波探傷装置４の各構成部を制御する制御手段をハードウェアまたはソフトウェアにより実現する。   The calculation unit 6c analyzes the flaw detection signal stored in the storage unit 6a while referring to these data recorded in the database (DB) 6b, and detects flaw echoes. The calculation unit 6c is a control unit that controls the boundary echo detection unit 6d, the gate setting unit 6e, the flaw echo detection unit 6f, the synchronous addition unit 6g, the signal subtraction unit 6h, and other components of the ultrasonic flaw detection apparatus 4. Is realized by hardware or software.

境界エコー検出手段６ｄは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録された正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて、記憶部６ａに記憶された複数回分の探傷信号における正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する。そして、負側境界エコー検出時刻の方が正側境界エコー検出時刻よりも早い場合、正側境界エコー検出時刻を基準時刻とし、正側境界エコー検出時刻の方が負側境界エコー検出時刻よりも早い場合、負側境界エコー検出時刻を基準時刻とする。   The boundary echo detection means 6d uses a plurality of threshold values, a positive boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value recorded in the database (DB) 6b, for a plurality of times stored in the storage unit 6a. A positive boundary echo detection time and a negative boundary echo detection time in the flaw detection signal are detected. If the negative boundary echo detection time is earlier than the positive boundary echo detection time, the positive boundary echo detection time is used as the reference time, and the positive boundary echo detection time is higher than the negative boundary echo detection time. If it is early, the negative boundary echo detection time is set as the reference time.

同期加算手段６ｇは、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻に基づいて複数回分の探傷信号を整列し、複数回分の探傷信号の同期加算平均を行うことにより減算用信号を作成する。信号減算手段６ｈは、記憶部６ａに記憶された複数回分の探傷信号のうち最新の探傷信号から減算用信号を減算する。なお、この減算に際しても、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻に基づいて探傷信号を整列する。   The synchronous addition means 6g aligns the flaw detection signals for a plurality of times based on the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d, and performs subtraction by performing a synchronous addition average of the flaw detection signals for a plurality of times. Create a signal. The signal subtracting means 6h subtracts the subtraction signal from the latest flaw detection signal among a plurality of flaw detection signals stored in the storage unit 6a. In this subtraction, the flaw detection signals are aligned based on the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d.

ゲート設定手段６ｅは、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻から所定の時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定する。なお、きずエコー検出ゲートの終点を設定する際に用いる境界エコー検出時刻は、減算用信号を減算する前の探傷信号を用いて検出されたものである。また、上記所定の時間とは、基準時刻からゲート終点までの相対位置であり、データベース（ＤＢ）６ｂに記録されている。ゲート設定手段６ｅは、基準時刻の選び方に応じて基準時刻からゲート終点までの相対位置を選択する。   The gate setting means 6e sets the end point of the flaw echo detection gate by subtracting a predetermined time from the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d. The boundary echo detection time used when setting the end point of the flaw echo detection gate is detected using the flaw detection signal before the subtraction signal is subtracted. The predetermined time is a relative position from the reference time to the gate end point, and is recorded in the database (DB) 6b. The gate setting means 6e selects a relative position from the reference time to the gate end point according to how to select the reference time.

きずエコー検出手段６ｆは、上記のように設定されたきずエコー検出ゲートの範囲内における減算処理後探傷信号からきずエコーを検出する。   The flaw echo detection means 6f detects a flaw echo from the post-subtraction flaw detection signal within the range of the flaw echo detection gate set as described above.

出力部７および入力部８は、第１実施形態と同一の構成要素である。また、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷装置４も、探傷信号取得部５が取得した探傷信号をＡＤ変換して信号処理を行い、探傷信号のＡＤ変換をする際のサンプリング周波数は、探傷信号の周波数の５倍以上であることが望ましく、探傷信号の周波数の１０倍以上ならばより望ましい。また、上記説明した超音波探傷装置４は、超音波プローブ５ａが１つ（反射式探傷）または１対（透過式探傷）である構成として記載してきたが、超音波プローブ５ａが複数個（反射式探傷）または複数対（透過式探傷）である構成とすることも可能である。   The output unit 7 and the input unit 8 are the same components as those in the first embodiment. In addition, the ultrasonic flaw detection apparatus 4 according to the second embodiment of the present invention also performs signal processing by performing AD processing on the flaw detection signal acquired by the flaw detection signal acquisition unit 5, and the sampling frequency when performing AD conversion of the flaw detection signal is The frequency of the flaw detection signal is preferably 5 times or more, and more preferably 10 times the frequency of the flaw detection signal. Moreover, although the ultrasonic flaw detector 4 described above has been described as a configuration in which there is one ultrasonic probe 5a (reflective flaw detection) or one pair (transmission flaw detection), a plurality of ultrasonic probes 5a (reflective flaw detection) are described. (Type flaw detection) or a plurality of pairs (transmission type flaw detection).

〔第２実施形態の超音波探傷方法〕
以下、図１０および図１１を参照しながら、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法について説明する。なお、以下の説明では、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷装置の構成の図面などを参照しながら本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法について説明するが、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法は、これらの図面に表された構成により限定されるものではない。 [Ultrasonic flaw detection method of the second embodiment]
Hereinafter, the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the following description, the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings of the configuration of the ultrasonic flaw detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment is not limited to the configuration shown in these drawings.

図１０は、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法の手順について示すフローチャートであり、図１１は、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法を概略的に説明する説明図である。   FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an explanatory diagram schematically illustrating the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention. It is.

図１０に示されるように、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法では、始めに演算部６ｃが、データベース（ＤＢ）６ｂを参照し、正側の境界エコー検出用の設定および負側の境界エコー検出用の設定を行う（ステップＳ９）。データベース６ｂには、先述のように、正側の境界エコー検出閾値および負側の境界エコー検出閾値などが記録されている。そこで、演算部６ｃは、データベース（ＤＢ）６ｂを参照し、正側の境界エコー検出閾値および負側の境界エコー検出閾値を読み出して、正側の境界エコー検出用の設定および負側の境界エコー検出用の設定を行う。   As shown in FIG. 10, in the ultrasonic flaw detection method according to the embodiment of the present invention, first, the calculation unit 6c refers to the database (DB) 6b, sets the positive boundary echo detection, and sets the negative side echo. Settings for boundary echo detection are performed (step S9). As described above, the positive boundary echo detection threshold value, the negative boundary echo detection threshold value, and the like are recorded in the database 6b. Therefore, the calculation unit 6c refers to the database (DB) 6b, reads the positive boundary echo detection threshold value and the negative boundary echo detection threshold value, and sets the positive boundary echo detection value and the negative boundary echo value. Set for detection.

次に、探傷信号取得部５が、被検体から受信した超音波を電気信号に変換し、探傷信号を取得する（ステップＳ１０）。そして、制御部６の記憶部６ａが、探傷信号取得部５により取得された所定回数分の探傷信号を一時記憶する（ステップＳ１１）。ここで、記憶部６ａに一時記憶する探傷信号の所定回数とは、予め定められた定数ＮおよびＮａの和である（Ｎ＋Ｎａ）により定まる。図１１に示されるように、制御部６の記憶部６ａに記憶されている（Ｎ＋Ｎａ）回分の探傷信号のうち、Ｎ回分の探傷信号とＮａ回分の探傷信号とは、後段の扱いが異なる。よって、定数ＮおよびＮａは、ことなる定数として定義され、これらの定数は、例えば操作者が入力部８を操作することにより、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法の処理前に予め指定されるものとする。   Next, the flaw detection signal acquisition unit 5 converts the ultrasonic wave received from the subject into an electrical signal and acquires a flaw detection signal (step S10). And the memory | storage part 6a of the control part 6 temporarily memorize | stores the flaw detection signal for the predetermined number of times acquired by the flaw detection signal acquisition part 5 (step S11). Here, the predetermined number of flaw detection signals temporarily stored in the storage unit 6a is determined by (N + Na) which is the sum of a predetermined constant N and Na. As shown in FIG. 11, among the (N + Na) flaw detection signals stored in the storage unit 6a of the control unit 6, N flaw detection signals and Na flaw detection signals are handled in different stages. Therefore, the constants N and Na are defined as different constants, and these constants are processed before the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention by, for example, the operator operating the input unit 8. It shall be specified in advance.

なお、探傷信号取得部５から超音波のパルス信号が送信されるたびに、最新の探傷信号が取得される。したがって、ステップＳ１１では、探傷信号取得部５から最新の探傷信号が送信されるたびに、記憶部６ａは、記憶されている探傷信号のうち最も古いものを削除して、記憶されている（Ｎ＋Ｎａ）回分の探傷信号を更新する。   Each time an ultrasonic pulse signal is transmitted from the flaw detection signal acquisition unit 5, the latest flaw detection signal is acquired. Therefore, in step S11, each time the latest flaw detection signal is transmitted from the flaw detection signal acquisition unit 5, the storage unit 6a deletes the oldest one of the stored flaw detection signals and stores it (N + Na ) Update the batch detection signal.

次に、演算部６ｃの同期加算手段６ｇが、図１１に示されるように、記憶部６ａに記憶されている（Ｎ＋Ｎａ）回前からＮ回前までのＮａ回分に対応する探傷信号を読み出し、同期加算平均処理を行なうことにより、減算用信号を取得する（ステップＳ１２）。探傷信号の同期加算を行うには、各探傷信号を基準を定めて整列する必要がある。そこで、ステップＳ１２では、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻を同期加算の基準として用いる。   Next, the synchronous addition means 6g of the calculation unit 6c reads the flaw detection signal corresponding to Na times from (N + Na) times to N times before stored in the storage unit 6a, as shown in FIG. By performing the synchronous addition averaging process, a subtraction signal is acquired (step S12). In order to perform synchronous addition of flaw detection signals, it is necessary to align the flaw detection signals with a reference. Therefore, in step S12, the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d is used as a reference for synchronous addition.

境界エコー検出手段６ｄは、ステップＳ９で設定された境界エコー検出閾値を用いて（Ｎ＋Ｎａ）回前からＮ回前までのＮａ回分に対応する探傷信号のそれぞれの基準時刻を定める。すなわち、境界エコー検出手段６ｄは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録された正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値との二つの閾値を用いて、記憶部６ａに記憶された複数回分の探傷信号における正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する。そして、負側境界エコー検出時刻の方が正側境界エコー検出時刻よりも早い場合、正側境界エコー検出時刻を基準時刻とし、正側境界エコー検出時刻の方が負側境界エコー検出時刻よりも早い場合、負側境界エコー検出時刻を基準時刻とする。   The boundary echo detection means 6d determines each reference time of the flaw detection signal corresponding to Na times from (N + Na) times to N times before using the boundary echo detection threshold value set in step S9. That is, the boundary echo detection means 6d uses a plurality of threshold values, that is, a positive boundary echo detection threshold value and a negative boundary echo detection threshold value recorded in the database (DB) 6b. A positive boundary echo detection time and a negative boundary echo detection time are detected in a batch of flaw detection signals. If the negative boundary echo detection time is earlier than the positive boundary echo detection time, the positive boundary echo detection time is used as the reference time, and the positive boundary echo detection time is higher than the negative boundary echo detection time. If it is early, the negative boundary echo detection time is set as the reference time.

同期加算手段６ｇは、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻に基づいて複数回分の探傷信号を整列し、複数回分の探傷信号の同期加算平均を行うことにより減算用信号を作成する。信号減算手段６ｈは、記憶部６ａに記憶された複数回分の探傷信号のうち最新の探傷信号から減算用信号を減算する。なお、この減算に際しても、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻に基づいて探傷信号を整列する。   The synchronous addition means 6g aligns the flaw detection signals for a plurality of times based on the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d, and performs subtraction by performing a synchronous addition average of the flaw detection signals for a plurality of times. Create a signal. The signal subtracting means 6h subtracts the subtraction signal from the latest flaw detection signal among a plurality of flaw detection signals stored in the storage unit 6a. In this subtraction, the flaw detection signals are aligned based on the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d.

同期加算手段６ｇは、上記のように境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻を用いて探傷信号の同期加算を行い、その後、同期加算を行った探傷信号の個数であるＮａを除することにより、探傷信号の同期加算平均を行う。このように、同期加算手段６ｇの同期加算平均処理により得られた信号が減算用信号である。   The synchronous addition means 6g performs synchronous addition of the flaw detection signals using the reference time determined by the boundary echo detection means 6d as described above, and then removes Na, which is the number of flaw detection signals subjected to the synchronous addition. Thus, the synchronous addition averaging of the flaw detection signals is performed. Thus, the signal obtained by the synchronous addition averaging process of the synchronous addition means 6g is the subtraction signal.

次に、演算部６ｃの信号減算手段６ｈが、図１１に示されるように、記憶部６ａに記憶された複数回分の探傷信号のうち最新の探傷信号から上記減算用信号を減算する（ステップＳ１３）。なお、この減算に際しても、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻に基づいて探傷信号を整列する。   Next, as shown in FIG. 11, the signal subtracting means 6h of the arithmetic unit 6c subtracts the subtraction signal from the latest flaw detection signal among a plurality of flaw detection signals stored in the storage unit 6a (step S13). ). In this subtraction, the flaw detection signals are aligned based on the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d.

次に、ゲート設定手段６ｅは、境界エコー検出手段６ｄにより定められた基準時刻としての境界エコー検出時刻から所定の時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定する（ステップＳ１４）。なお、きずエコー検出ゲートの終点を設定する際に用いる境界エコー検出時刻は、減算用信号を減算する前の探傷信号を用いて検出されたものである。また、上記所定の時間とは、データベース（ＤＢ）６ｂに記録された基準時刻からゲート終点までの相対位置であり、ゲート設定手段６ｅは、基準時刻の選び方に応じて基準時刻からゲート終点までの相対位置を選択する。   Next, the gate setting means 6e sets the end point of the flaw echo detection gate by subtracting a predetermined time from the boundary echo detection time as the reference time determined by the boundary echo detection means 6d (step S14). The boundary echo detection time used when setting the end point of the flaw echo detection gate is detected using the flaw detection signal before the subtraction signal is subtracted. The predetermined time is a relative position from the reference time recorded in the database (DB) 6b to the gate end point, and the gate setting means 6e determines whether the reference time is selected from the reference time to the gate end point. Select a relative position.

そして、演算部６ｃのきずエコー検出手段６ｆが、ステップＳ１４により設定されたきずエコー検出ゲートの範囲内において、減算処理後の探傷信号からきずエコーを検出する（ステップＳ１５）。   Then, the flaw echo detection means 6f of the calculation unit 6c detects a flaw echo from the flaw detection signal after the subtraction process within the range of the flaw echo detection gate set in step S14 (step S15).

最後に、制御部６は、超音波探傷装置４が所定範囲または所定回数の探傷を終了したか否かの判定を行う（ステップＳ１６）。所定範囲の探傷を終了していない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１０へ戻り探傷信号取得部５が次の探傷信号を取得する。一方、所定範囲の探傷を終了している場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法は終了する。   Finally, the control unit 6 determines whether or not the ultrasonic flaw detector 4 has completed a predetermined range or a predetermined number of flaw detections (step S16). If the predetermined range of flaw detection has not ended (step S16: No), the process returns to step S10 and the flaw detection signal acquisition unit 5 acquires the next flaw detection signal. On the other hand, when the predetermined range of the flaw detection is finished (step S16: Yes), the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention is finished.

以上、図１１の減算処理後探傷信号から見て取れるように、本発明の第２実施形態にかかる超音波探傷方法によれば、境界エコーが低減された状態できずエコー検出ゲートの範囲内にてきずエコーの検出を行うので、境界エコーが変化してきずエコー検出ゲートの範囲内に割り込んだとしても、誤検出を引き起こす可能性が大きく削減される。   As can be seen from the flaw detection signal after subtraction processing in FIG. 11, according to the ultrasonic flaw detection method according to the second embodiment of the present invention, the boundary echo cannot be reduced and does not fall within the range of the echo detection gate. Since echo detection is performed, even if the boundary echo does not change and falls within the range of the echo detection gate, the possibility of causing erroneous detection is greatly reduced.

以上より、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置は、境界エコーの形状が被検体毎に変化しても、未探傷領域を最小限にしつつも誤検出が発生しないという効果を奏する。なお、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置は、この反射式探傷および透過式探傷のいずれにおいても適用し得るが、透過式探傷である方が好ましい。図２に示されるように、透過式探傷の場合、きず３が表面２ａの近くに存在するときにはきずエコーＦ２と反射エコーＴ２とを分離できればよく、きず３が裏面２ｂの近くに存在するときにはきずエコーＦ１と反射エコーＴ２とを分離できればよいからである。つまり、透過式探傷の場合、本発明の実施形態にかかる超音波探傷方法および超音波探傷装置は、きず３が表面２ａの近くに存在する場合もきず３が裏面２ｂの近くに存在する場合も、適切にきずエコーの検出が可能となる。 As described above, the ultrasonic flaw detection method and the ultrasonic flaw detection apparatus according to the embodiment of the present invention do not cause erroneous detection while minimizing the undetected area even if the shape of the boundary echo changes for each subject. There is an effect. Note that the ultrasonic flaw detection method and the ultrasonic flaw detection apparatus according to the embodiment of the present invention can be applied to either the reflection type flaw detection or the transmission type flaw detection, but the transmission type flaw detection is preferable. As shown in FIG. 2, in the case of transmission type flaw detection, it is only necessary to separate the flaw echo F 2 and the reflected echo T 2 when the flaw 3 exists near the front surface 2a, and the flaw 3 exists near the back surface 2b. This is because sometimes it is sufficient to separate the flaw echo F 1 and the reflected echo T 2 . That is, in the case of the transmission type flaw detection, the ultrasonic flaw detection method and the ultrasonic flaw detection apparatus according to the embodiment of the present invention may include the case where the flaw 3 exists near the front surface 2a or the case where the flaw 3 exists near the back surface 2b. Therefore, it becomes possible to detect the flaw echo appropriately.

１ 送受信プローブ
１ａ 送信プローブ
１ｂ 受信プローブ
２ 被検体
３ きず
４ 超音波探傷装置
５ 探傷信号取得部
５ａ 超音波プローブ
５ｂ 送受信部
６ 制御部
６ａ 記憶部
６ｂ データベース（ＤＢ）
６ｃ 演算部
６ｄ 境界エコー検出手段
６ｅ ゲート設定手段
６ｆ きずエコー検出手段
６ｇ 同期加算手段
６ｈ 信号減算手段
７ 出力部
８ 入力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission / reception probe 1a Transmission probe 1b Reception probe 2 Subject 3 Scratch 4 Ultrasonic flaw detector 5 Flaw detection signal acquisition part 5a Ultrasonic probe 5b Transmission / reception part 6 Control part 6a Storage part 6b Database (DB)
6c Calculation unit 6d Boundary echo detection unit 6e Gate setting unit 6f Scratch echo detection unit 6g Synchronous addition unit 6h Signal subtraction unit 7 Output unit 8 Input unit

Claims (8)

正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値とを設定する条件設定ステップと、
被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得する探傷信号取得ステップと、
前記正側の境界エコー検出閾値および前記負側の境界エコー検出閾値のそれぞれを用いて、前記探傷信号の正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する境界エコー検出ステップと、
前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち何れかを基準時刻として選択する基準時刻選択ステップと、
前記基準時刻から所定時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定するきずエコー検出ゲート設定ステップと、
前記きずエコー検出ゲート内の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うきずエコー検出ステップと、を含み、
前記基準時刻選択ステップは、前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち遅い時刻を基準時刻として選択することを特徴とする超音波探傷方法。 A condition setting step for setting a positive boundary echo detection threshold and a negative boundary echo detection threshold;
A flaw detection signal acquisition step of converting an ultrasonic wave received from the subject into an electric signal and acquiring a flaw detection signal;
A boundary echo detection step for detecting a positive boundary echo detection time and a negative boundary echo detection time of the flaw detection signal using each of the positive boundary echo detection threshold and the negative boundary echo detection threshold;
A reference time selection step of selecting either the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time as a reference time;
A flaw echo detection gate setting step for setting an end point of a flaw echo detection gate by subtracting a predetermined time from the reference time,
A flaw echo detection step for performing echo detection without using the amplitude of the flaw detection signal in the flaw echo detection gate ,
The ultrasonic flaw detection method, wherein the reference time selection step selects a later time as a reference time from the positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time . 前記きずエコー検出ゲート設定ステップは、前記基準時刻選択ステップにおいて前記正側境界エコー検出時刻と前記負側境界エコー検出時刻とのうち何れかを選択したかに応じて前記所定時間を選択する、The flaw echo detection gate setting step selects the predetermined time depending on whether the positive side boundary echo detection time or the negative side boundary echo detection time is selected in the reference time selection step.
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷方法。The ultrasonic flaw detection method according to claim 1. 正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値とを設定する条件設定ステップと、A condition setting step for setting a positive boundary echo detection threshold and a negative boundary echo detection threshold;
被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得する探傷信号取得ステップと、A flaw detection signal acquisition step of converting an ultrasonic wave received from the subject into an electric signal and acquiring a flaw detection signal;
前記正側の境界エコー検出閾値および前記負側の境界エコー検出閾値のそれぞれを用いて、前記探傷信号の正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出する境界エコー検出ステップと、A boundary echo detection step for detecting a positive boundary echo detection time and a negative boundary echo detection time of the flaw detection signal using each of the positive boundary echo detection threshold and the negative boundary echo detection threshold;
前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち何れかを基準時刻として選択する基準時刻選択ステップと、  A reference time selection step of selecting either the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time as a reference time;
前記基準時刻から所定時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定するきずエコー検出ゲート設定ステップと、A flaw echo detection gate setting step for setting an end point of a flaw echo detection gate by subtracting a predetermined time from the reference time,
前記きずエコー検出ゲート内の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うきずエコー検出ステップと、を含み、A flaw echo detection step for performing echo detection without using the amplitude of the flaw detection signal in the flaw echo detection gate,
前記きずエコー検出ゲート設定ステップは、前記基準時刻選択ステップにおいて前記正側境界エコー検出時刻と前記負側境界エコー検出時刻とのうち何れかを選択したかに応じて前記所定時間を選択することを特徴とする超音波探傷方法。The flaw echo detection gate setting step selects the predetermined time according to whether the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time is selected in the reference time selection step. A characteristic ultrasonic flaw detection method. 前記探傷信号取得ステップは、前記被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得し、取得された所定回数分の探傷信号を一時記憶し、
前記境界エコー検出ステップは、前記所定回数分の探傷信号のそれぞれに対し前記基準時刻を選択し、
前記きずエコー検出ステップは、前記基準時刻を基準として前記探傷信号の同期加算平均を行ったものを、前記所定回数分の探傷信号のうち最新の探傷信号から減算して得られた探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行う、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の超音波探傷方法。 The flaw detection signal acquisition step acquires the flaw detection signal by converting the ultrasonic wave received from the subject into an electrical signal, temporarily stores the acquired flaw detection signal for a predetermined number of times,
The boundary echo detection step selects the reference time for each of the predetermined number of flaw detection signals,
In the flaw echo detection step, the amplitude of the flaw detection signal obtained by subtracting from the latest flaw detection signal among the flaw detection signals for the predetermined number of times obtained by performing synchronous addition averaging of the flaw detection signals on the basis of the reference time. Echo detection without using
The ultrasonic flaw detection method according to any one of claims 1 to 3. 被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得する探傷信号取得部と、
正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値とが記録されているデータベースと、
前記データベースに記録された前記正側の境界エコー検出閾値および前記負側の境界エコー検出閾値のそれぞれを用いて、前記探傷信号の正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出し、前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち何れかを基準時刻として選択する境界エコー検出手段と、
前記基準時刻から所定時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定するゲート設定手段と、
前記きずエコー検出ゲート内の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うきずエコー検出手段と、を備え、
前記境界エコー検出手段は、前記正側境界エコー検出時刻と前記負側境界エコー検出時刻とのうち遅い時刻を基準時刻として選択することを特徴とする超音波探傷装置。 A flaw detection signal acquisition unit that converts ultrasonic waves received from the subject into electrical signals and acquires flaw detection signals;
A database in which a positive boundary echo detection threshold and a negative boundary echo detection threshold are recorded;
Using each of the positive boundary echo detection threshold and the negative boundary echo detection threshold recorded in the database, the positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time of the flaw detection signal are detected, Boundary echo detection means for selecting either the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time as a reference time;
Gate setting means for setting an end point of a flaw echo detection gate by subtracting a predetermined time from the reference time;
Flaw echo detection means for detecting the echo without using the amplitude of the flaw detection signal in the flaw echo detection gate ,
2. The ultrasonic flaw detector according to claim 1, wherein the boundary echo detection means selects a later time as a reference time from the positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time . 前記ゲート設定手段は、前記境界エコー検出手段において前記正側境界エコー検出時刻と前記負側境界エコー検出時刻とのうち何れかを選択したかに応じて前記所定時間を選択するThe gate setting means selects the predetermined time depending on whether the boundary echo detection means selects the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time.
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波探傷装置。The ultrasonic flaw detector according to claim 5. 被検体から受信した超音波を電気信号に変換して探傷信号を取得する探傷信号取得部と、A flaw detection signal acquisition unit that converts ultrasonic waves received from the subject into electrical signals and acquires flaw detection signals;
正側の境界エコー検出閾値と負側の境界エコー検出閾値とが記録されているデータベースと、A database in which a positive boundary echo detection threshold and a negative boundary echo detection threshold are recorded;
前記データベースに記録された前記正側の境界エコー検出閾値および前記負側の境界エコー検出閾値のそれぞれを用いて、前記探傷信号の正側境界エコー検出時刻および負側境界エコー検出時刻を検出し、前記正側境界エコー検出時刻および前記負側境界エコー検出時刻のうち何れかを基準時刻として選択する境界エコー検出手段と、Using each of the positive boundary echo detection threshold and the negative boundary echo detection threshold recorded in the database, the positive boundary echo detection time and the negative boundary echo detection time of the flaw detection signal are detected, Boundary echo detection means for selecting either the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time as a reference time;
前記基準時刻から所定時間を減算することによりきずエコー検出ゲートの終点を設定するゲート設定手段と、Gate setting means for setting an end point of a flaw echo detection gate by subtracting a predetermined time from the reference time;
前記きずエコー検出ゲート内の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うきずエコー検出手段と、を備え、Flaw echo detection means for detecting the echo without using the amplitude of the flaw detection signal in the flaw echo detection gate,
前記ゲート設定手段は、前記境界エコー検出手段において前記正側境界エコー検出時刻と前記負側境界エコー検出時刻とのうち何れかを選択したかに応じて前記所定時間を選択することを特徴とする超音波探傷装置。The gate setting unit selects the predetermined time according to whether the boundary echo detection unit selects the positive boundary echo detection time or the negative boundary echo detection time. Ultrasonic flaw detector. 前記探傷信号取得部が取得した複数回分の探傷信号を一時記憶する記憶部と、
前記境界エコー検出手段が選択した前記基準時刻に基づいて前記探傷信号を整列し、前記探傷信号の同期加算平均を行うことにより減算用信号を作成する同期加算手段と、
前記記憶部に記憶された探傷信号のうち最新の探傷信号から前記減算用信号を減算して減算処理後の探傷信号を作成する信号減算手段とを更に備え、
前記きずエコー検出手段は、前記減算処理後の探傷信号の振幅を用いてきずエコーの検出を行うことを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の超音波探傷装置。 A storage unit for temporarily storing a plurality of flaw detection signals acquired by the flaw detection signal acquisition unit;
Synchronous addition means for creating a subtraction signal by aligning the flaw detection signals based on the reference time selected by the boundary echo detection means and performing synchronous addition averaging of the flaw detection signals;
Signal subtraction means for subtracting the subtraction signal from the latest flaw detection signal among the flaw detection signals stored in the storage unit to create a flaw detection signal after subtraction processing;
The ultrasonic flaw detection apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the flaw echo detection means detects the echo without using the amplitude of the flaw detection signal after the subtraction process.
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