(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方から他方へ定速度で移動する被検体表面を該被検体表面の移動方向に表面傷検出能力を持つ超音波探傷装置の受信部出力で観察し、前記被検体表面の所定範囲内で被検体表面傷を検出する、定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法において、
前記超音波探傷装置の受信部に、前記被検体表面の移動方向に遠方及び近傍の前記所定範囲に相当する送信超音波からの遅延時間を設定し、前記所定範囲内を通過する前記被検体表面からの反射波を観察し、最初に前記所定範囲の一方の端において傷と判断される検出波形を得、該検出波形が前記所定範囲の他方の端まで消滅せずに前記被検体表面の移動速度と同一の速度で移動することを確認した場合は真性の傷であると判定することを特徴とする定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法。
【請求項２】
前記超音波探傷装置の送信部より超音波を所定時間間隔で発信するとともに、該超音波発信に同期して前記所定範囲内の一方の端に対して設定された遅延時間後である待機時間位置にて開閉し、そこに存在する表面傷を検出するゲート手段を用意し、
そのゲート手段の時間幅を、検出されるべき表面傷通過検出するに必要にして充分な値となるように、発信する超音波の振動数、波長及び前記遅延時間に基づき決定し、
前記所定範囲内の一方の端において前記ゲート手段より検出された波形検出による波形が傷と判断された場合、前記送信部時間間隔で繰り返す次の超音波発信のときに前記一方の端に対して設定された前記遅延時間に一定の微小時間を減算もしくは加算して変化せしめ、前記ゲート手段を、前記被検体表面の移動速度に基づき決定した傷の移動位置に同期して動作させ、次の波形検出を行い波形出力を得て、傷判断を行うステップ状に時間的に移動する検出を可能となすとともに、
以後、超音波発信毎に受信した前記次の波形検出による次の波形出力が傷と判断される都度に、前記次の波形検出を検出した際の遅延時間に一定の微小時間を減算もしくは加算せしめ、前記ステップ波形検出を前記所定範囲内の一方の端から他方の端に至るまで行い、前記ゲート手段が開閉毎に検出された傷波形が被検体表面速度と同一の速度で移動したことをもって真性の傷と判定することを特徴とする請求項１に記載の定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法。
【請求項３】
前記ゲート手段を通過した受信波形を所定の値と比較して、前記受信波形の出力レベルが所定の値より大なる場合にのみ該受信波形が傷波形と判断することを特徴とする請求項２に記載の定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法。
【請求項４】
前記所定範囲の他方に達した位置において真性の傷と判定された傷波形の位置を以て被検体表面上の存在位置と判定するとともに、前記傷波形の大きさにより傷の大きさを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法。
【請求項５】
前記ゲート手段において、前記傷波形が真性の傷と判定されなかった場合は、前記減算もしくは加算を中止し、前記遅延時間に前記ゲート手段を復帰して待機させることを特徴とする請求項２に記載の定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法。
【請求項６】
前記ゲート手段を複数用意し、すべて前記所定範囲の一方の端の待機位置に待機させ、予め各ゲート手段に順番を付与し前記待機位置にて前記ゲート手段で検出した受信波形が傷と判断されてその第１番ゲートが移動を開始した場合、第２番ゲート手段は次に検出される別の傷に対する動作を担当し、前記第２番ゲートが傷と判断される受信信号を得て移動開始すると、第３番ゲート手段が次の傷に対する動作を担当し、以後用意した複数個のゲート手段に順次動作を担当せしめ、前記所定範囲内に複数個の別々の傷を検出可能であることを特徴とする請求項２、３及び５のうちのいずれか１項に記載の定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法。
【請求項７】
一方から他方へ定速度で移動する被検体表面に超音波送信部より送信される超音波の反射波を超音波受信部で観察して、前記被検体表面の移動の所定範囲内で被検体に存在する表面傷を検出する定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷装置において、
超音波を所定時間間隔で発信する超音波送信部と、
前記被検体表面の移動方向において、前記被検体表面における遠方及び近傍の傷検出限界が設定された前記超音波受信部と、
前記超音波の発信周期に対応して、前記傷検出限界の一端側の待機位置にあたる遅延時間後に、表面傷を検出するに要する時間幅を有するゲート手段と、
前記待機位置に相当する遅延時間の制御及び、傷波形検出後は後続の超音波発信に同期して被検体移動により次の傷位置に対応する遅延時間を減算もしくは加算して制御するゲート制御手段と、
該ゲート手段により受信した検出出力レベルを所定値と比較して傷波形と判断し、前記傷検出限界の一端側から他端側にわたる傷波形データが連続して検出されることにより真性の傷波形と判定するとともに、該他端側における傷波形データの位置と大きさにより被検体表面上の傷位置と判定する判定手段とを備え、
超音波を所定時間間隔で発信するとともに、前記ゲート手段により、発信した超音波の反射波を受信し、前記傷検出限界内において一端側から他端側へ移動する被検体表面傷を検出して、最初に一端側における傷検出出力が他端側に至る間に検出されなかった場合に前記ゲート手段を停止し、そのゲート手段を最初の待機位置に戻すことを特徴とする定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷装置。
【請求項８】
前記ゲート制御手段を、前記待機位置に複数個設け、該複数個のゲート制御手段を前記傷検出限界内において被検体表面の移動により連続して現出する該被検体表面に対応させた傷波形を入手可能に構成したことを特徴とする請求項７に記載の定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方から他方へ定速度で移動する被検体表面を超音波受信部で観察して、前記被検体表面の移動中の所定範囲内で被検体表面傷を検出する定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧延ロールを回転させ、そのロール表面に水等の媒体を介して接触させた表面波探傷センサをロールの軸方向に移動させ、必要なピッチ間隔でロール表面を螺旋状に走査してロール表面の傷検出をする超音波探傷装置は知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術においては、ロールを回転する際にモータを用いるのでモータ固有のノイズや、外部から到来する各種雑音等が存在するなかを、それらの雑音を排除して傷信号のみを検出しなければならないので、そのノイズを排除するに高度の技術を必要とするとともに、傷検出回路が複雑となり、傷検出に時間を要するとともにコストが上昇するという問題があった。
【０００４】
上述の事情に鑑み、本発明は、傷検出回路構成が簡単化し、傷検出を容易とする被検体表面傷の超音波探傷方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１〜６に記載するような、一方から他方へ定速度で移動する被検体表面を超音波受信部で観察して、前記被検体表面の移動中の所定範囲内で被検体表面傷を検出する定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷方法及び、請求項７及び８に記載するような、定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷装置を提案する。
【０００６】
請求項１に係る方法発明は、前記超音波受信部に被検体表面における遠方及び近傍の所定範囲を、前記被検体表面の移動方向に設定して、所定範囲内を通過する前記被検体表面を観察し、
最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内において一方から他方へ消滅せずに前記被検体表面の移動速度と同一の速度で移動することを確認することで真性の傷と判定することを特徴とする。
【０００７】
ここにおいて、「被検体表面」とは、円筒ロールにおいては、円筒上の外周表面を意味し、板状物においては板状物の表面を意味する。
また、「所定範囲」とは、前記超音波受信部が被検体表面傷を検出するために充分な傷の移動する範囲を意味する。そして、超音波受信部には設計仕様によって、固有の傷検出限界を有し、この傷検出限界とは、一方から他方へ定速度で移動する前記被検体表面を前記超音波受信部が望むとき、前記被検体表面の移動方向において、傷検出可能な距離が前記超音波受信部から遠すぎて超音波の反射波が減衰しすぎて、前記受信部が持つ固有ノイズに比較して有意な大きさを持たなくなると検出困難となる遠方限界と、近すぎて超音波の反射波が送信パルスとその近傍に近すぎて区分がしにくくなる近傍限界があり、これらの遠方限界及び近傍限界を意味するが、前記「所定範囲」は、超音波受信部が有するこの傷検出限界と一致させてもよく、また、前記傷検出限界内の特定域を設定してもよい。
【０００８】
そして、請求項１記載の発明は、被検体表面が前記所定範囲内の一方側から他方側に移動する場合は、前記所定範囲内を通過する前記被検体表面を前記超音波受信部によって観察し、最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内の一方側で検出されて、前記他方側に至るまでの間に持続する場合は真性の傷と判定する。
また、被検体表面が前記所定範囲内の前記他方側から前記一方側に移動する場合は、最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内の前記他方側で検出されて、前記一方側に至るまでの間に持続する場合は真性の傷と判定する。
このように、最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内の一方側で検出されて、前記他方側に至るまで検出されることにより、被検体表面の移動速度と同一速度で移動することを確認することができる。
【０００９】
よって、最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内で他方側に至るまで持続しないと、偽の傷と判断され、前記他方側に至るまでの間に持続する場合は真性の傷と判定される。
【００１０】
また、請求項１に従属する請求項２記載のように、前記超音波探傷装置の送信部より超音波を所定時間間隔で発信するとともに、該超音波発信に同期して前記所定範囲内の一方の端に対して設定された遅延時間後である待機時間位置にて開閉し、そこに存在する表面傷を検出するゲート手段を用意し、
前記所定範囲内の一方の端において前記ゲート手段より検出された波形検出による波形が傷と判断された場合、前記送信部時間間隔で繰り返す次の超音波発信のときに前記一方の端に対して設定された前記遅延時間に一定の微小時間を減算もしくは加算して変化せしめ、前記ゲート手段を、前記被検体表面の移動速度に基づき決定した傷の移動位置に同期して動作させ、次の波形検出を行い波形出力を得て、傷判断を行うステップ状に時間的に移動する検出を可能となすとともに、
以後、超音波発信毎に受信した前記次の波形検出による次の波形出力が傷と判断される都度に、前記次の波形検出を検出した際の遅延時間に一定の微小時間を減算もしくは加算せしめ、前記ステップ波形検出を前記所定範囲内の一方の端から他方の端に至るまで行い、
前記ゲート手段が開閉毎に検出された傷波形が被検体表面速度と同一の速度で移動したことをもって真性の傷と判定するように構成することも本発明の有効な手段であり、請求項１の効果を奏する。
【００１２】
この請求項２は、前記所定範囲内の一方の端において前記ゲート手段より検出された波形検出による波形が傷と判断された場合、前記送信部時間間隔で繰り返す次の超音波発信のときに前記一方の端に対して設定された前記遅延時間に一定の微小時間を減算もしくは加算して変化せしめ、前記ゲート手段を、被検体の移動速度に基づき決定した傷の移動位置に同期して動作させ、次の波形検出を行い波形出力を得て、傷判断を行うステップ状に時間的に移動する検出を可能としている。
【００１３】
よって、受信した波形出力で前記ゲート手段を通過して検出された波形が傷と判断された場合、前記送信部時間間隔で繰り返す次の超音波発信のときに前記遅延時間に被写体表面移動速度に応じた一定の微小時間を減算もしくは加算して前記遅延時間を変化せしめる。
この際、超音波受信部に被検体表面が接近してくる場合は、待機位置に相当する遅延時間より次の傷位置が近くなるため、一定の微小時間を減算して速い遅延時間でゲート手段を動作させる。また、超音波受信部より被検体表面が離れていく場合は、待機位置に相当する遅延時間より次の傷位置が遠くなるために、一定の微小時間を加算して遅い遅延時間でゲート手段を動作させる。
このように、前記ゲート手段を傷が移動するであろう位置に同期して動作させ、次の波形検出を行い波形出力を得て、傷判断を行う時間的にステップ状に移動して波形検出を行う。
【００１４】
そして、開閉する前記ゲート手段の時間位置を予め知りえた被検体表面速度により該表面傷が移動して存在するべき時間位置に移動させ、受信した次の波形出力をゲート手段を通過して検出の結果再び傷と判断される検出出力を得た場合は、さらに前記と同様に前記遅延時間にさらに同一の一定時間の前記演算を行って得られる遅延時間により前記ゲートを開閉させる。
【００１５】
以後、超音波発信毎に受信した前記次の波形検出による次の波形出力が傷と判断される都度に、前記次の波形検出を検出した際の遅延時間に一定の微小時間を減算もしくは加算せしめ、前記ステップ波形検出を前記所定範囲内の一方の端から他方の端に至るまで行い、該他方においても傷波形が得られることにより、傷波形が被検体表面速度と同一の速度で移動したことと判断され、真性の傷と判定される。
【００１６】
また、請求項２に従属する請求項３記載のように、前記ゲート手段を通過した受信波形を所定の値と比較して、前記受信波形の出力レベルが所定の値より大なる場合にのみ該受信波形が傷波形と判断するように構成することも本発明の有効な手段であり、かかる技術手段により傷波形をノイズと分離することができる。
【００１７】
また、請求項１または２に従属する請求項４記載のように、前記所定範囲の他方に達した位置において真性の傷と判定された傷波形の位置を以て被検体表面上の存在位置と判定するとともに、前記傷波形の大きさにより傷の大きさを判定するように構成することも本発明の有効な手段である。
【００１８】
真性の傷は、傷と判断された波形が前記所定範囲の一方から他方に、消滅しないで達することにより判定される。よって、被検体の移動方向における傷位置の座標は真性の傷と判定された位置とする。
そして、前記傷の大きさは、その位置における傷波形の大きさにより決定される場合と、傷の幅が広い場合は超音波受信部の複数の走査により検出され、同じ傷の一部が数回にわたって走査のピッチを隔てて検出されるので、検出された傷がどの距離範囲内に位置するかによって同一傷であり、また傷の大きさが決定される。
【００１９】
また、請求項２に従属する請求項５のように、前記所定範囲の一方の端に対して設定された遅延時間に開閉する前記ゲート手段において、
前記傷波形が傷と判定されなかった場合は、前記前記減算もしくは加算を中止し、前記遅延時間に前記ゲート手段を復帰して待機させるように構成することも本発明の有効な手段である。
【００２０】
かかる技術手段によれば、待機位置に相当する前記遅延時間に開閉する前記ゲート手段が移動中に、前記傷波形が傷と判定されなかった場合は前記遅延時間に前記ゲート手段を復帰するので、新しい傷信号を受信することができる。
【００２１】
また、請求項２、または３もしくは５に従属する請求項６記載のように、前記ゲート手段を複数用意し、すべて前記所定範囲の一方の端の待機位置に待機させ、予め各ゲート手段に順番を付与し前記待機位置にて前記ゲート手段で検出した受信波形が傷と判断されてその第１番ゲートが移動を開始した場合、第２番ゲート手段は次に検出される別の傷に対する動作を担当し、前記第２番ゲートが傷と判断される受信信号を得て移動開始すると、第３番ゲート手段が次の傷に対する動作を担当し、以後用意した複数個のゲート手段に順次動作を担当せしめ、前記所定範囲内に複数個の別々の傷を検出可能に構成することも本発明の有効な手段である。
【００２２】
かかる技術手段によれば、待機位置に相当する前記遅延時間に開閉する前記ゲート手段を複数用意して、予め各ゲート手段に順番を付与し、前記待機位置には常に新しいゲートが待機するので、連続して新しい傷信号を受信することができる。
【００２３】
また、請求項７に係る装置発明は、一方から他方へ定速度で移動する被検体表面に超音波送信部より送信される超音波の反射波を超音波受信部で観察して、前記被検体表面の移動の所定範囲内で被検体に存在する表面傷を検出する定速度で移動する被検体表面傷の超音波探傷装置において、
超音波を所定時間間隔で発信する超音波送信部と、
前記被検体表面の移動方向において、前記被検体表面における遠方及び近傍の傷検出限界が設定された前記超音波受信部と、
前記超音波の発信周期に対応して、前記傷検出限界の一端側の待機位置にあたる遅延時間後に、表面傷を検出するに要する時間幅を有するゲート手段と、
前記待機位置に相当する遅延時間の制御及び、傷波形検出後は後続の超音波発信に同期して被検体移動により次の傷位置に対応する遅延時間を減算もしくは加算して制御するゲート制御手段と、
該ゲート手段により受信した検出出力レベルを所定値と比較して傷波形と判断し、前記傷検出限界の一端側から他端側にわたる傷波形データが連続して検出されることにより真性の傷波形と判定するとともに、該他端側における傷波形データの位置と大きさにより被検体表面上の傷位置と判定する判定手段とを備え、
超音波を所定時間間隔で発信するとともに、前記ゲート手段により、発信した超音波の反射波を受信し、前記傷検出限界内において一端側から他端側へ移動する被検体表面傷を検出して、最初に一端側における傷検出出力が他端側に至る間に検出されなかった場合に前記ゲート手段を停止し、そのゲート手段を最初の待機位置に戻すことを特徴とする。
【００２４】
そして、請求項７に従属する請求項８に記載するように、前記ゲート制御手段を複数個設け、該複数個のゲート制御手段を前記傷検出限界内において被検体表面に複数個の傷が連続して現出する場合にも対応させて傷波形を入手可能に構成したことも本装置発明の有効な手段である。
【００２５】
本装置発明は、被検体表面が超音波受信部の傷検出限界内の一方側から他方側に移動する傷波形を観察し、最初に傷と判断された検出出力が前記一方側で検出されて、前記他方側に至るまでの間に持続する場合は真性の傷と判定する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施の形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施の形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る超音波探傷装置を被検体を圧延ロールとした時の概略構成図、及び図２は、超音波探触子及び超音波探傷器の電気的ブロック構成図である。
これらの図において、被検圧延ロール１６の外周面には、超音波探触子１７が水等を接触媒体として接触するとともに、被検圧延ロール１６の延設方向に一端から他端に向かって移動してロール表面傷を検出可能に配置されている。該超音波探触子１７はケーブル１８によって超音波探傷器１９に接続されている。
尚、前記超音波探触子１７の被検体軸方向移動速度及び、被検圧延ロール１６の回転速度は図示しない装置により調整設定可能に構成されている。
【００２８】
超音波探触子１７は送信と受信の共通なもの（１探触子法）でも別個のもの（２探触子法）のいずれでもよい。超音波探触子１７はケーブル１８にて超音波探傷器１９と接続する。該超音波探傷器１９には探触子１７に送信パルスを印加する超音波送信部２１と、それによる反射波を受信・増幅する超音波受信部２２が設けられ、該超音波受信部２２には複数のゲート手段を有し、電気制御装置２０でその時間位置を制御される。ゲート制御手段２３は、傷検出限界や上記ゲート手段の時間的移動ステップあるいはゲート幅等を予め設定する。ディスプレー２４は真の傷と判定された時の傷の位置と大きさの表示、あるいは必要あれば受信部の出力波形の表示をする。
【００２９】
また、上記傷検出限界とは、前記被検体表面に存在する傷が前記超音波探触子１７から遠方であって、受信される傷反射波形が減衰して、検出不可能となる遠方限界と、送信されるパルスとそれに付属する波形により受信される傷波形が判定しにくくなる近傍限界があり、これらの遠方限界及び近傍限界を意味する。
【００３０】
また、電気制御装置２０には、超音波受信部２２内において超音波反射波をゲート手段を介して得て、そのゲート手段の検出出力をノイズと分けるために所定振幅以上を有効の出力として出力する比較手段と、該比較手段の出力から真性の傷と判定する判定手段等を含んでいる。
【００３１】
図３は縦軸に振幅強度、横軸に時間軸をとり（ａ）は、通常の超音波探傷器と同様の出力を持つ超音波受信部２２の各信号波形とその振幅を示す図、（ｂ）は、超音波受信部の傷検出限界とその前後におけるゲート波形を説明する説明図であり、横軸は（ａ）と同一の時間軸である。
これらの図において、超音波探傷子１７から送信される送信パルス１を時間ゼロの位置として近傍限界を１５に遠方限界を１４に示す。
ここで、被検体の移動により被検体表面の傷が遠方から接近してくるものとし、遠方限界１４がゲート手段における待機位置である。ここに待機するゲートを符号１３で示す。
【００３２】
Ｔ５は遠方限界距離の遅延時間（即ちＴｍａｘ）であり、前記待機とは遅延時間Ｔ後にゲートがｔ時間だけ開閉することを意味する。よって、遅延時間Ｔ５後にゲート１３がｔ時間だけ開閉し、波形４を４′として受信し、遅延時間Ｔ３後にゲート１２がｔ時間だけ開閉し、波形３を３′として受信し、遅延時間Ｔ１後にゲート１１がｔ時間だけ開閉し、波形２を２′として受信する。
【００３３】
（ｂ）において、待機位置である遠方限界時間位置１４にゲート１３が待機していて、ここに傷またはそれに相当する波形が到来していない場合は、ゲート１３は待機位置の１４に止まっている。
（ａ）に見られるごとく受信部２２の出力に傷またはノイズの信号２、５、３、６、４が発生しる場合は、（ｂ）のごとく２、３、４はゲート１１、１２、１３により２、′３′、４′の検出出力を発生することとなり、これらが傷である場合はその振幅が有意な値を保ってゲートと同一速度、即ち遅延時間によるゲート開閉位置に同期して、消滅せずに近傍限界１５に向かって移動して来る結果となる。
そして、波形４が３、２とこのまま消滅せずに同一速度で移動し、近傍限界近傍の最終ゲート（即ち遅延時間Ｔ１を適宜設定して同期させればよい）に達すると、その位置での検出波形を真の傷として振幅が出力される。尚、振幅は遠方限界側のほうが小さい。
【００３４】
また、波形５及び６は外来のパルス的雑音であるが、その発生する時間的位置にゲート手段が開閉すれば、受信することは可能である。よって、仮に最初はゲートにより検出されて移動開始したとしても、外来ノイズは前記近傍限界までの間に波形が存続しないので、途中で消滅して傷とは判定されない。波形１０は受信部固有の雑音である。
【００３５】
これらの信号波形２〜６は、ゲート手段１１、１２、１３等によって同期すれば、検出出力として受信されるが、そのゲート手段の検出出力のうち所定振幅以上を有効の出力として前記比較手段によってノイズと分けて図３（ｂ）に示すよう傷信号候補出力、即ち検出限界内で消滅しないで持続して最終ゲートで前記比較手段により検出されれば、前記判定手段により真に傷として判定され、その位置と大きさが演算されるが、途中で消滅する場合は傷信号とはならない。
尚、図３（ａ），（ｂ）は必要あれば、ディスプレー２４によって視認することができる。
【００３６】
ゲート手段の開閉時間ｔは、以下の条件を考慮して決定することができる。
被検体をロールとし、その表面波音速を３０００ｍ／ｓｅｃとし、傷検出限界の遠方限界距離を超音波探触子１７の直下から１５ｃｍ、近傍限界距離を探触子直下から５ｃｍ、ロール回転によるロール表面速度を１ｍ／ｓｅｃだったとする。
また、探触子の発生する超音波パルスが５ＭＨｚの周波数を持つものとする。
傷が遠方限界距離位置に存在すると、送信された超音波パルスが探触子を発して傷で反射し１００μｓｅｃ後に探触子に帰着する。これを遠方限界時間Ｔｍａｘとし、図３においては遅延時間Ｔ５でゲートが開閉する位置とする。
また、近傍限界距離にある傷までの往復時間は３３．３μｓｅｃであり、これを近傍限界時間Ｔｍｉｎとする。
【００３７】
今、送信パルス発生の周期Ｔｐが１ｍｓｅｃであったとすると、ロール表面は送信パルス発生の都度１ｍｍずつ移動している。一方、超音波の５ＭＨｚ表面波の波長はロール表面で０．６ｍｍであるので、ゲートの幅を寸法にして２ｍｍとすれば、反射波を確実に捕らえられる。超音波がそれを往復する時間にして１．３３μｓｅｃとなり、安全をみて１．５μｓｅｃが望ましい。
【００３８】
そして、待機用の初期のゲート手段の開閉時間ｔは、前記１．５μｓｅｃに設定されるが、この開閉時間ｔは、必要に応じてゲート制御手段２３により可変することが可能である。
【００３９】
次に図４を用いて本発明に係る一実施の形態を説明する。
図１に示すように、超音波探触子１７は、被検圧延ロール１６の延設方向に一端から他端に向かって移動してロール表面傷を検出可能に配置されている。そして、超音波探触子１７は、被検圧延ロール１６が矢印２５方向に回転することにより、傷遠方検出限界Ｓ内の傷２６が到来すると、それを図４（ａ）に示すように検出し、それを所定値と比較して傷波形候補４′として検出する。
【００４０】
次に、所定の時間間隔で繰り返す２回目の超音波発信のときに、前記待機時間の遅延時間に、２回目の発信波によって前記傷を検出されるであろう位置に前記ゲート手段を同期して動作させるように一定の微小時間ｔａを減算して遅延時間Ｔ４を算出して、前記待機位置におけるゲート手段の遅延時間Ｔ５をＴ４に代えてゲート手段を動作させ、次段波形として２回目の傷波形を検出して傷波形候補４″としてこの波形データを検出する。
【００４１】
２回目の傷波形が傷波形候補として検出されると、一定の微小時間ｔａを減算して遅延時間Ｔ３を算出して、前記待機位置におけるゲート手段の遅延時間Ｔ５をＴ３に代えてゲート手段を動作させ、次段波形として３回目の傷波形を検出して傷波形候補３′としてこの波形データを検出する。
【００４２】
このようにして、４回目、５回目として遅延時間Ｔ２，Ｔ１を算出して、逐次傷波形候補を検出し、超音波発信毎に受信した前記次段波形検出による次段波形出力が傷と判断される都度に、これをＴｍａｘからＴｍｉｎに至るまで繰り返し行って、Ｔｍｉｎにおいても傷波形が得られることにより、傷波形が被検体表面速度と同一の速度で消滅せずに移動したことと判断され、真性の傷と判定される。
【００４３】
尚、前記実施の形態においては、超音波受信部に被検体表面が接近してくる方向の移動の場合は、待機位置に相当する遅延時間より次の傷位置が近くなるために、一定の微小時間を追加減算して速い遅延時間でゲート手段を動作させたが、超音波受信部より被検体表面が離れていく方向の場合は、待機位置に相当する遅延時間より次の傷位置が遠くなるために、一定の微小時間を追加加算して遅い遅延時間でゲート手段を動作させればよい。
【００４４】
すなわち、超音波受信部に被検体表面が接近してくる場合は、待機位置における遅延時間Ｔ５は、超音波が発信時から待機位置までの往復時間に設定されるが、次回の超音波発信波による遅延時間Ｔの設定は、超音波発信間隔時間内に被検体表面が移動する距離Ｒ分だけ短い距離を往復する時間に設定される。よって、超音波がその距離Ｒ分だけ往復するにかかる時間ｔａ分だけ減算すればよい。
また、超音波受信部より被検体表面が離れていく場合は、待機位置における遅延時間Ｔ１は、超音波が発信時から待機位置までの往復時間に設定されるが、次回の超音波発信波による遅延時間Ｔの設定は、超音波発信間隔時間内に被検体表面が移動する距離Ｒ分だけ長い距離を往復する時間に設定される。よって、超音波がその距離Ｒ分だけ往復するにかかる時間ｔａ分だけ加算すればよい。
【００４５】
さて、遠方限界側のゲート手段１３により傷波形として検出され、それが途中において消滅せずに近傍限界側のゲート手段１１により傷波形が検出されると、その傷の大きさが出力される。
その傷の位置座標は、その出力発生と同時に、別個に機械的に用意される超音波探触子１７の軸方向位置ロールの回転角位置により求められる。
【００４６】
そして、近傍限界位置付近の傷波形の振幅を取りだし、傷の大きさを示す値とし、初期位置からのロールの回転角度と初期位置からの超音波受信部２２の移動距離とによってその傷の位置を決定することができる。
【００４７】
一方、傷の幅が大きい場合は、探触子１７のローラ１６の軸方向に移動する複数回転により複数回傷波形が検出される。よって、検出された傷がどの距離範囲内に位置するかによって同一傷であり、また傷の幅が決定される。この条件は、傷と認める振幅の大きさ、超音波探触子１７の移動速度等により異なる。
【００４８】
前記傷検出限界Ｓ内の傷が、最初の傷波形と認定され後に、その傷波形が持続してロール表面の移動位置で再度傷波形として検出され認定されないと、超音波の後続の発信波による反射波が受信されないので、最初の傷波形と認定されたデータは偽傷データとして消去される。
【００４９】
本実施の形態においては、上述したように、円筒部材の表面を検出しているが、これのみに限定されるものではなく、板材上においても実施可能である。その際には、超音波探触子１７を板材の移動方向に交差する方向に走査させるか、また、
複数の超音波探触子１７を板材の移動方向に交差する方向に多数配置して行うことができる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内で他方側に至るまで持続しないと、偽の傷と判断され、前記他方側に至るまでの間に持続する場合は真性の傷と判定される。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、短い所定範囲内において、最初に傷と判断された検出出力が前記所定範囲内で他方側に至るまで持続しないと、偽の傷と判断され、前記他方側に至るまでの間に持続する場合は真性の傷と判定されるので、外来ノイズを傷と誤判断することがない。更に、検出手段が簡単化し、検出時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る超音波探傷装置の概略構成図である。
【図２】  超音波探触子及び超音波探傷器の電気的ブロック構成図である。
【図３】  （ａ）は各信号波形とその振幅を示す図で、（ｂ）は超音波受信部の傷検出限界におけるゲート波形を説明する図である。
【図４】  ロール表面の傷検出方法を説明する図である。
【符号の説明】
１６                被検圧延ローラ
１７                探触子
１９                超音波探傷器
２１                超音波送信部
２２                超音波受信部
２３                ゲート制御手段
【図１】
0004077967.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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