(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス反射法による板状被検査体の自動超音波探傷方法において、２つの探触子を被検査体の両面に配置し、これら表裏の探触子からの信号について、信号源の板厚方向の位置と減衰特性により補正された信号の大きさをそれぞれ比較して、前記表裏の探触子からの信号の信号源が同一か否かを判定することにより、欠陥検出を行うことを特徴とする板状被検査体の自動超音波探傷方法。
【請求項２】
パルス反射法による板状被検査体の自動超音波探傷装置において、被検査体の両面に配置する２つの探触子と、これら表裏の探触子からの２つの信号それぞれについて信号源の板厚方向の位置を算出する位置算出手段と、前記２つの信号の大きさを減衰特性により補正する信号補正手段と、算出された２つの位置を比較する位置比較手段と、補正された２つの信号の大きさを比較する信号比較手段と、前記位置比較手段と信号比較手段それぞれの比較結果に基づき信号源が欠陥であるかノイズであるかを判定する欠陥判定手段とを備えている自動超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、厚鋼板等の製造ラインで、鋼板の内部の欠陥をオンラインで検査するための自動超音波探傷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
厚鋼板の製造過程においては、鋼板の内部の欠陥を非破壊で検出する方法として、超音波探傷試験が用いられている。特に近年では、素材に対する品質要求が厳しくなってきており、鋼板の全面にわたる探傷が不可欠となっている。この目的のため、厚鋼板の製造ラインでは、多くの場合、連続的に自動で検査が行える自動超音波探傷装置が用いられている。
【０００３】
一般に超音波探傷では、超音波送受信部から出力されるエコー信号に、外乱による多くのノイズが含まれる。このノイズが大きいと探傷結果の信頼性が大きく損なわれる。これらのノイズを軽減する技術として種々の方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平６−２０７９２８号公報には、被検体からのエコー信号に基づいて欠陥を検出する超音波探検出装置において、オンライン探傷を維持したままで、エコー信号に含まれる雑音をデジタル信号処理によって低減する装置が提案されている。この装置は、サンプリング周波数より低い読出周波数でデータを読出し、デジタル信号処理を行う。
【０００５】
超音波送受信部から出力された高周波のエコー信号を、高いサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換して、一旦レジスタに記憶した後、サンプリング周波数より低い読出周波数で読出す。次いで、このデータに対して、デジタルフィルタや同期加算平均フィルタ等を用いたデジタル信号処理を施している。
【０００６】
また、特開平８−２３３７８８号公報には、分割型探触子の広帯域化を行っても、感度劣化が生ぜず、ＳＮ比の向上と漏洩ノイズの除去が可能な超音波探傷方法及び装置が提案されている。この技術は、被検査面に対して、垂直方向に超音波の送信と受信とを個別に行う分割型垂直探触子を用いている。
【０００７】
超音波に関しては、所定パルス幅内で周波数を遷移させるチャープ波を用いて超音波の送受信に使用する送信波を発生するＦＭ信号設定部と、前記チャープ波による送信波と同一又は異なる形状のチャープ波を用いた参照波を発生する参照波設定部と、前記分割型垂直探触子から得られる受信波と前記参照波設定部の発生する参照波との相関処理を行うパルス圧縮部とを備えたものである。
【０００８】
このようにこれらの従来技術は、同期加算平均処理やチャープ波パルス圧縮処理等の信号処理技術により、超音波探傷における種々のノイズに対するＳ／Ｎ比を向上させている。その結果、微細なノイズが確実に低減され、高い欠陥検出精度を有するオンライン超音波探傷を可能としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の従来技術は、信号処理技術によりノイズに対するＳ／Ｎ比を向上させることはできるが、欠陥の信号に似たノイズによる擬似欠陥の検出を防止することはできなかった。
【００１０】
このような擬似欠陥の発生率が皆無とならない限り、自動超音波探傷により不適合と判定された鋼板を、再度、手動で超音波探傷することにより確認する工程が必須となる。そのため、製造工期の長期化と作業スペースの確保の必要性は避けられない。
【００１１】
この発明は、以上の問題点を解決し、厚鋼板製造ライン等で用いられる板状被検査体の自動超音波探傷装置における外乱によるノイズを識別し、自動超音波探傷装置の信頼性を向上させ、手動超音波探傷による再検査工程を不要とする自動超音波探傷装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
【００１３】
第１の発明は、パルス反射法による板状被検査体の自動超音波探傷方法において、２つの探触子を被検査体の両面に配置し、これら表裏の探触子からの信号について、信号源の板厚方向の位置と減衰特性により補正された信号の大きさをそれぞれ比較して、前記表裏の探触子からの信号の信号源が同一か否かを判定することにより、欠陥検出を行うことを特徴とする板状被検査体の自動超音波探傷方法である。
【００１４】
この発明は、板状被検査体の表裏に探触子を配置して、得られた超音波探傷の信号について、位置と大きさを比較する。その結果、信号源の位置と大きさがそれぞれ一致すれば、同一の信号源からの反射波であることが確実となり、被検査体内部のその位置に何らかの欠陥が存在することがわかる。なお、信号源の位置は、超音波の伝播速度と被検査体の厚さから容易に得られ、信号源の大きさは、信号の大きさを超音波の減衰特性を用いて補正することにより求まる。
【００１５】
この場合、信号源の位置は探触子からの距離から算出されるので、別々のノイズ源からの信号でも、たまたま位置的に一致すれば同一の信号源からのものと誤って判定されるおそれがある。そこでこの発明では、信号源の位置とともに大きさについても比較する。一般に、反射波の大きさは、欠陥の寸法（反射面積）に依存するので、信号源の位置と大きさが同一であれば同一の欠陥からの反射波であることが確実となる。
【００１６】
第２の発明は、パルス反射法による板状被検査体の自動超音波探傷装置において、被検査体の両面に配置する２つの探触子と、これら表裏の探触子からの２つの信号それぞれについて信号源の板厚方向の位置を算出する位置算出手段と、前記２つの信号の大きさを減衰特性により補正する信号補正手段と、算出された２つの位置を比較する位置比較手段と、補正された２つの信号の大きさを比較する信号比較手段と、前記位置比較手段と信号比較手段それぞれの比較結果に基づき信号源が欠陥であるかノイズであるかを判定する欠陥判定手段とを備えている自動超音波探傷装置である。
【００１７】
この発明は、２つの探触子およびそれらの２つの信号について信号処理を行う信号処理手段を備えている。２つの探触子は、板状被検査体の両面に配置するので、支持具等で被検査体に接触させることが望ましい。
【００１８】
信号処理手段については次のようになる。まず、位置算出手段は、前述のように超音波の伝播速度と被検査体の厚さから信号源の位置を算出し、位置比較手段は算出された位置を比較する。信号補正手段は減衰特性により信号の大きさを補正し、信号比較手段は補正された信号の大きさを比較する。
【００１９】
最後に、欠陥判定手段はこれらの比較結果に基づき信号源が欠陥かノイズかの判定を行う。このようにして、ノイズを除去することができる自動超音波探傷装置が実現する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明による自動超音波探傷方法を説明する模式図である。図１（ａ）に示すように、板状被検査体９の両面に配置された探触子１、２からの２つの信号について信号処理を行う。
【００２１】
探触子１、２における受信信号は、図１（ｂ）（ｃ）のようになり、それぞれ表面および裏面の探触子１、２に対応する。受信信号は、探触子側の面で反射した表面波、欠陥で反射した欠陥波、探触子の反対側の面で反射した底面波よりなる。この図に示すような受信信号から、前述のように信号源の位置と大きさを算出し、位置と信号の大きさを比較する。比較の際は、信号源の位置と大きさについて、一定の条件下で一致したものだけを、真の欠陥からの信号として処理することにより、ノイズを除去することができる。ここで、一定の条件とは、超音波の減衰曲線から得られる距離振幅特性による補正、および個々の探触子ユニットにおける探傷感度の補正等により求められる。
【００２２】
この発明の装置の実施例を図２に示す。被検査体９の両２つの探触子１、２を配置し、探触子からの信号を位置算出手段３と、信号補正手段４に入力する。算出された位置を位置比較手段５に、補正された信号を信号比較手段６にそれぞれ入力する。位置比較手段５と信号比較手段６それぞれの比較結果は、欠陥判定手段７に入力され、信号源が欠陥であるかノイズであるか判定される。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、板状被検査体の表裏に探触子を配置して、信号源の位置と大きさを比較することにより、欠陥かノイズかの判定を確実にしている。従って、厚鋼板の製造ラインにおける自動超音波探傷試験の結果を最終判定とするに足る信頼性が確保できる。その結果、従来技術では、自動超音波探傷試験を補完するため必要不可欠であった、手動超音波探傷工程を省略し、効率的な厚鋼板製造工程を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を説明する模式図である。（ａ）探触子の配置    （ｂ）表面の受信信号    （ｃ）裏面の受信信号
【図２】発明の装置の１例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２  探触子
３  位置算出手段
４  信号補正手段
５  位置比較手段
６  信号比較手段
７  欠陥判定手段
９  被検査体
【図１】
0003541703.tif 000002
【図２】
0003541703.tif 000003