(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側の探触子と受信側の探触子との間に測定対象を配置し、送信側の探触子から超音波を送信し受信側の探触子で受信することによって測定対象の内部欠陥を探傷する、超音波探傷における測定ギャップ調整方法であって、
前記測定対象は搬送中に探傷する鋼板であり、
前記測定対象の探傷情報から、送信側の探触子から測定対象表面までのギャップ、測定対象底面から受信側の探触子までのギャップ、および送受信探触子間ギャップを、それぞれ所定のギャップX、Z、Yとなるように予め設定し、
送信側の探触子からの送信波と前記測定対象の表面からの表面波との観測遅れ時間ΔT１より、送信側の探触子と測定対象表面までの距離Ａを（ΔT１×水中での音速）との演算から求め、さらに、前記表面波と前記測定対象の底面からの底面波との観測遅れ時間ΔT２より、前記測定対象の板厚Cを（ΔT２×測定対象中での音速）との演算から求めて、
前記距離Ａと、予め設定したギャップXとの偏差ΔEを求め、送信側の探触子から前記測定対象の表面までのギャップが予め設定したギャップXとなるように、偏差ΔEだけ調整し、
予め設定したギャップYと前記距離A、前記板厚Cから（Y−（A＋C））との演算から受信側の探触子ギャップDを求め、該受信側の探触子ギャップDと予め設定したギャップZとの偏差ΔFを求め、前記測定対象の底面から受信側の探触子までのギャップが予め設定したギャップZとなるように、偏差ΔFだけ調整することを特徴とする超音波探傷における測定ギャップ調整方法。
【請求項２】
送信側の探触子と受信側の探触子との間に測定対象を配置し、送信側の探触子から超音波を送信し受信側の探触子で受信することによって測定対象の内部欠陥を探傷する、超音波探傷における測定ギャップ調整装置であって、
受信波から測定対象の内部欠陥探傷を行う探傷器部と、
送信側の探触子と受信側の探触子を保持し、それぞれを上下方向に可動とする機構部と、該機構部に送信側の探触子と受信側の探触子のそれぞれの位置決めを指示する制御部とを備え、
前記測定対象は搬送中に探傷する鋼板であり、
前記制御部は、前記測定対象の探傷情報から、送信側の探触子から測定対象表面までのギャップ、測定対象底面から受信側の探触子までのギャップ、および送受信探触子間ギャップを、それぞれ所定のギャップX、Z、Yとなるように前記機構部に位置決め指示を予め行い、前記機構部が位置決めを終了した後、
前記探傷器部は、送信側の探触子からの送信波と前記測定対象の表面からの表面波との観測遅れ時間ΔT１より、送信側の探触子と測定対象表面までの距離Ａを（ΔT１×水中での音速）との演算から求め、さらに、前記表面波と前記測定対象の底面からの底面波との観測遅れ時間ΔT２より、前記測定対象の板厚Cを（ΔT２×測定対象中での音速）との演算から求めて、
前記距離Ａと、予め設定したギャップXとの偏差ΔEを求め、送信側の探触子から前記測定対象の表面までのギャップが予め設定したギャップXとなるように、前記機構部に偏差ΔEだけの位置決め指示を行い、
予め設定したギャップYと前記距離A、前記板厚Cから（Y−（A＋C））との演算から受信側の探触子ギャップDを求め、該受信側の探触子ギャップDと予め設定したギャップZとの偏差ΔFを求め、前記測定対象の底面から受信側の探触子までのギャップが予め設定したギャップZとなるように、前記機構部に偏差ΔFだけの位置決め指示を行うことを特徴とする超音波探傷における測定ギャップ調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板内部の欠陥を超音波探傷にて行う、超音波探傷における測定ギャップの調整方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで、鋼板内部欠陥の超音波探傷方法には、広く厚鋼板で実施されているシュー接材による水ギャップ式や水柱式の超音波探傷方法、また、薄鋼板においては、タイヤ探触子を用いた探傷方法や水没式や水柱式の探傷方法がある。そして、測定ギャップについては、シュー等により鋼板とのギャップを設定するものや、水柱や水没式で固定のギャップで行うものが知られている。
【０００３】
特に、薄鋼板の内部探傷を行う場合において、微細な欠陥（φ0.1ｍｍ以下）を探傷しようとした場合、タイヤ探触子を用いる方法では欠陥検出能（一般的にφ1ｍｍ程度）が不足しており、測定が困難であるという問題があった。また、水没式や水柱式で微細な欠陥を探傷する方法においては鋼板とのギャップ固定である場合には、測定可能な板厚に制約があった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この技術では、センサ昇降手段を介してセンサを昇降させ、鋼板とのギャップを可変に設定し、迅速に且つ正確に内部欠陥からの欠陥エコー高さを極大にする水柱式超音波探傷装置および方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１７０９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術のようにギャップを可変とした場合にも、板厚の設定誤差やギャップの位置決めの誤差が発生することにより波形が最適とならず所定の探傷性能がでないという問題があった。
【０００６】
本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み、測定対象とセンサとの測定ギャップを最適なギャップに調節する、超音波探傷における測定ギャップ調整方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の手段により解決できる。
【０００８】
［１］  送信側の探触子と受信側の探触子との間に測定対象を配置し、送信側の探触子から超音波を送信し受信側の探触子で受信することによって測定対象の内部欠陥を探傷する、超音波探傷における測定ギャップ調整方法であって、
前記測定対象は搬送中に探傷する鋼板であり、
前記測定対象の探傷情報から、送信側の探触子から測定対象表面までのギャップ、測定対象底面から受信側の探触子までのギャップ、および送受信探触子間ギャップを、それぞれ所定のギャップX、Z、Yとなるように予め設定し、
送信側の探触子からの送信波と前記測定対象の表面からの表面波との観測遅れ時間ΔT１より、送信側の探触子と測定対象表面までの距離Ａを（ΔT１×水中での音速）との演算から求め、さらに、前記表面波と前記測定対象の底面からの底面波との観測遅れ時間ΔT２より、前記測定対象の板厚Cを（ΔT２×測定対象中での音速）との演算から求めて、
前記距離Ａと、予め設定したギャップXとの偏差ΔEを求め、送信側の探触子から前記測定対象の表面までのギャップが予め設定したギャップXとなるように、偏差ΔEだけ調整し、
予め設定したギャップYと前記距離A、前記板厚Cから（Y−（A＋C））との演算から受信側の探触子ギャップDを求め、該受信側の探触子ギャップDと予め設定したギャップZとの偏差ΔFを求め、前記測定対象の底面から受信側の探触子までのギャップが予め設定したギャップZとなるように、偏差ΔFだけ調整することを特徴とする超音波探傷における測定ギャップ調整方法。
【０００９】
［２］  送信側の探触子と受信側の探触子との間に測定対象を配置し、送信側の探触子から超音波を送信し受信側の探触子で受信することによって測定対象の内部欠陥を探傷する、超音波探傷における測定ギャップ調整装置であって、
受信波から測定対象の内部欠陥探傷を行う探傷器部と、
送信側の探触子と受信側の探触子を保持し、それぞれを上下方向に可動とする機構部と、該機構部に送信側の探触子と受信側の探触子のそれぞれの位置決めを指示する制御部とを備え、
前記測定対象は搬送中に探傷する鋼板であり、
前記制御部は、前記測定対象の探傷情報から、送信側の探触子から測定対象表面までのギャップ、測定対象底面から受信側の探触子までのギャップ、および送受信探触子間ギャップを、それぞれ所定のギャップX、Z、Yとなるように前記機構部に位置決め指示を予め行い、前記機構部が位置決めを終了した後、
前記探傷器部は、送信側の探触子からの送信波と前記測定対象の表面からの表面波との観測遅れ時間ΔT１より、送信側の探触子と測定対象表面までの距離Ａを（ΔT１×水中での音速）との演算から求め、さらに、前記表面波と前記測定対象の底面からの底面波との観測遅れ時間ΔT２より、前記測定対象の板厚Cを（ΔT２×測定対象中での音速）との演算から求めて、
前記距離Ａと、予め設定したギャップXとの偏差ΔEを求め、送信側の探触子から前記測定対象の表面までのギャップが予め設定したギャップXとなるように、前記機構部に偏差ΔEだけの位置決め指示を行い、
予め設定したギャップYと前記距離A、前記板厚Cから（Y−（A＋C））との演算から受信側の探触子ギャップDを求め、該受信側の探触子ギャップDと予め設定したギャップZとの偏差ΔFを求め、前記測定対象の底面から受信側の探触子までのギャップが予め設定したギャップZとなるように、前記機構部に偏差ΔFだけの位置決め指示を行うことを特徴とする超音波探傷における測定ギャップ調整装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、測定対象の探傷情報から予め設定された、それぞれの探触子と測定対象との測定ギャップを、測定対象からの送信波、表面波および底面波を測定することによって補正するようにしたので、最適な測定ギャップで測定対象の内部欠陥を探傷することができ、高い精度の内部欠陥探傷ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明に係る超音波探傷における測定ギャップ調整装置の構成例を示す図である。測定対象として鋼板を用いた例を以下説明する。図中、１は鋼板、２は上部探触子、３は下部探触子、４は機構部、５は上位計算機部、６は探傷器部、および７は制御部をそれぞれ表す。
【００１２】
本装置は、探傷情報を送信する上位計算機部５、探傷行う探傷器部６、上部探触子２、下部探触子３、上部探触子２と下部探触子３を保持し、それぞれを上下方向に可動とする機構部４、および機構部４に上部探触子２と下部探触子３のそれぞれの位置決めを指示する制御部７とから構成され、上部探触子２と下部探触子３との間に鋼板１の内部欠陥を探傷する。鋼板１と上部探触子２および下部探触子３とのそれぞれのギャップには、水柱を形成する乃至は水で満たす(水没式)ようにする。
【００１３】
鋼板１の探傷を実施するために、まず上位計算機部５より事前に探傷情報を探傷器部６に送信するとともに、探傷情報(板厚、材質など)より探触子と鋼板のギャップを制御部７に送信する。制御部７ではそのギャップに合せて、機構部４を駆動し所定のギャップとなるように調整する。
【００１４】
図３は、初期設定された鋼板と上・下部探触子とのギャップを模式的に示す図である。ギャップ設定した結果を、上部探触子と下部探触子との距離をY、上部探触子から鋼板表面までのギャップをX、および下部探触子から鋼板裏面までのギャップをZと表している。
【００１５】
そして、上部探触子２および下部探触子３のいずれかから他方にむけて超音波送信波形Ｔを送信する(以下では、鋼板上部の上部探触子２から下部探触子３にむけて送信するものとする)。図２は、受信する探触子で観測される波形を模式的に示す図である。図中、８は送信波Ｔ、９は表面波Ｓ、および１０は底面波Bをそれぞれ表す。図に示すように、送信波形Ｔ、鋼板表面から反射してくる表面波Ｓ、鋼板底面から反射してくる底面波Ｂが順次観測される。
【００１６】
送信波Ｔと表面波Ｓの観測遅れ時間ΔT１より、鋼板上部の送信探触子と鋼板表面までの距離Ａが、（ΔT１×水中での音速）との演算から計測できる。また、表面波Ｓと底面波Ｂの観測遅れ時間ΔT２より、鋼板の板厚Cが、（ΔT２×鋼板中での音速）との演算から計測できる。
【００１７】
このようにして求めた鋼板上部の送信探触子と鋼板表面までの距離Ａと鋼板の板厚Cから、初期設定されたギャップを次のように補正を行う。すなわち、図３に示すように前記計測値Ａと上部探触子と鋼板の既設定ギャップＸとの偏差ΔEを求め、上部探触子と鋼板の表面までのギャップが既設定ギャップXとなるように、機構部を偏差ΔEだけ調整する。
【００１８】
また、上下探触子間隔Ｙと計測値Ａ、計測値Cから（Ｙ−（Ａ＋C）＝下部探触子ギャップD）との演算から下部探触子ギャップDを求め、この下部探触子ギャップDと下部探触子と鋼板の既設定ギャップＺとの偏差ΔFを求め、下部探触子と鋼板の底面までのギャップが既設定ギャップZとなるように、機構部を偏差ΔFだけ調整する。このように上下探触子と鋼板とのギャップを調整することで最適な探傷波形を得ることができ、測定性能の安定化につなげることができる。
【００１９】
これまでは、対象鋼板の探傷開始時に実施する場合を想定して説明したが、同一鋼板を探傷中にパスライン変動などでギャップが変動した場合では、板厚が一定であれば上下探触子の間隔を固定として上下探触子双方同時に移動させることで、設定変更時間の短縮を図ることができる。
【００２０】
また、上の説明では、上部探触子を送信側とし下部探触子を受信側としたが、逆に下部探触子を送信側とし上部探触子を受信側しても同様に実施することが可能であること言うまでもないことである。
【００２１】
また、機構部の駆動および送受信区分を、幅方向に複数に分割し個別に駆動可能とすることにより、鋼板の幅方向に伸びによる凹凸が発生している材料であっても、個別に適正なギャップにでき、精度良く探傷することが可能である。
【００２２】
なお、透過式の超音波探傷での説明を行ったが、鋼板上部もしくは下部からの反射波を用いた片側探傷においても、同様な考え方で測定ギャップ補正を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る超音波探傷における測定ギャップ調整装置の構成例を示す図である。
【図２】受信する探触子で観測される波形を模式的に示す図である。
【図３】初期設定された鋼板と上・下部探触子とのギャップを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    鋼板
２    上部探触子
３    下部探触子
４    機構部
５    上位計算機部
６    探傷器部
７    制御部
８    送信波Ｔ
９    表面波Ｓ
１０  底面波B
【図１】
0005186917.tif 000002
【図２】
0005186917.tif 000003
【図３】
0005186917.tif 000004