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JP6177290B2 - Ultrasonic flaw detection apparatus and ultrasonic flaw detection method - Google Patents
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Description

本発明は、材料の検査に用いられる超音波探傷装置、探触子及び超音波探傷方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flaw detector, a probe, and an ultrasonic flaw detection method used for material inspection.

角鋼、丸鋼、平鋼等の様々な特殊鋼製品では、厳密な製品検査が必要とされる。これらの特殊鋼製品における内部欠陥の有無、位置、及び形状を把握するために、超音波探傷が広く用いられている。
超音波探傷においては探傷速度と欠陥検出性能との両立が課題となっている。
特に、材料に対して垂直に超音波を入射する垂直探傷では、探触子と材料表面との間の多重反射による表面エコーの減衰を待つ必要がある。このため、垂直探傷では繰り返し送信周期が長くなる。すなわち、垂直探傷では、探傷速度を低速化せざるを得ない。
Strict product inspection is required for various special steel products such as square steel, round steel and flat steel. Ultrasonic flaw detection is widely used to grasp the presence / absence, position, and shape of internal defects in these special steel products.
In ultrasonic flaw detection, it is a challenge to achieve both flaw detection speed and defect detection performance.
In particular, in vertical flaw detection in which ultrasonic waves are incident perpendicular to the material, it is necessary to wait for attenuation of surface echoes due to multiple reflections between the probe and the material surface. For this reason, in the vertical flaw detection, the repeated transmission cycle becomes longer. That is, in vertical flaw detection, the flaw detection speed must be reduced.

特許文献1では、丸棒又は管材を垂直に探傷する超音波探触子において、周方向に曲率を有するアタッチメントを具備することによりゴーストエコーを防止する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique for preventing a ghost echo by providing an attachment having a curvature in the circumferential direction in an ultrasonic probe for flaw-detecting a round bar or a tube material vertically.

特許第2605396号公報Japanese Patent No. 2605396

特許文献1では、アタッチメントを必要とするため、部品数が増加し、製造コストが高くなるという課題がある。また、アタッチメントにより探触子が送受信する超音波が減衰され、欠陥検出性能が低減するという課題がある。   In patent document 1, since an attachment is required, there exists a subject that the number of parts increases and manufacturing cost becomes high. Moreover, the ultrasonic wave which a probe transmits / receives is attenuate | damped by an attachment, and there exists a subject that defect detection performance reduces.

本発明は、簡単な構成で表面エコーの多重反射を低減させることにより、繰り返し送信周期を短縮し、欠陥検出性能を落とすことなく探傷速度を向上させることを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the multiple reflection of surface echoes with a simple configuration, thereby shortening the repeated transmission cycle and improving the flaw detection speed without deteriorating the defect detection performance.

本発明に係る超音波探傷装置は、試験体を検査する超音波探傷装置において、
前記試験体と対向する対向面部を有し、前記対向面部から斜めの方向に超音波を発信する探触子を備え、
前記探触子は、
前記対向面部から発信した超音波が前記試験体で反射した反射波を、前記対向面部により受信し、受信した前記反射波を前記対向面部から発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させる。
An ultrasonic flaw detection apparatus according to the present invention is an ultrasonic flaw detection apparatus for inspecting a specimen,
It has a facing surface portion that faces the test body, and includes a probe that transmits ultrasonic waves in an oblique direction from the facing surface portion,
The probe is
The reflected wave reflected by the test body from the ultrasonic wave transmitted from the opposed surface part is received by the opposed surface part, and the received reflected wave is reflected in a direction different from the direction of the ultrasonic wave transmitted from the opposed surface part.

前記試験体は、平面部を有し、
前記対向面部は、
前記試験体の前記平面部と対向すると共に、前記平面部に対して垂直に超音波を発信し、
前記超音波探傷装置は、
前記平面部に対して前記対向面部が傾斜した状態で前記探触子を保持する探触子保持部を備えている。
The test body has a flat portion,
The facing surface portion is
While facing the flat surface portion of the test body, and transmitting ultrasonic waves perpendicular to the flat surface portion,
The ultrasonic flaw detector is
A probe holding portion is provided that holds the probe in a state where the facing surface portion is inclined with respect to the planar portion.

前記対向面部は、
前記平面部に対して垂直に発信した超音波が前記平面部で反射した平面部反射波を受信し、受信した前記平面部反射波を、前記平面部に対して垂直に発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させる。
The facing surface portion is
The ultrasonic wave transmitted perpendicularly to the plane part receives the plane part reflected wave reflected by the plane part, and the direction of the ultrasonic wave transmitted the received plane part reflected wave perpendicularly to the plane part Reflect in a different direction.

前記対向面部は、
傾斜する方向に沿って複数の超音波送受信素子が配列されたアレイ状超音波送受信素子を有し、
前記アレイ状超音波送受信素子は、前記平面部に対して垂直に超音波を発信する。
The facing surface portion is
It has an arrayed ultrasonic transmission / reception element in which a plurality of ultrasonic transmission / reception elements are arranged along an inclined direction,
The arrayed ultrasonic transmitting / receiving element transmits ultrasonic waves perpendicular to the plane portion.

前記超音波探傷装置は、
前記複数の超音波送受信素子の各超音波送受信素子に遅延時間を与えて超音波を発信させる送受信回路を有する超音波探傷器を備えている。
The ultrasonic flaw detector is
An ultrasonic flaw detector having a transmission / reception circuit for transmitting an ultrasonic wave by giving a delay time to each ultrasonic transmission / reception element of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements is provided.

前記送受信回路は、
前記複数の超音波送受信素子の各々が受信した反射波を表す受信信号を受信し、受信した前記受信信号に前記遅延時間を付加し、前記遅延時間が付加された受信信号を合成する合成処理を実行する。
The transceiver circuit is
Receiving a reception signal representing a reflected wave received by each of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements, adding the delay time to the received reception signal, and combining the reception signal with the delay time added thereto; Run.

前記超音波探傷装置は、
前記試験体を搬送方向に搬送する搬送ローラを備え、
前記対向面部は、
搬送方向の断面視において前記平面部に対して傾斜している。
The ultrasonic flaw detector is
A transport roller for transporting the specimen in the transport direction;
The facing surface portion is
It is inclined with respect to the plane portion in a sectional view in the transport direction.

前記超音波探傷装置は、水が溜められた水槽を有し、
前記試験体と前記対向面部とは、前記水槽に溜められた水に浸されている。
The ultrasonic flaw detector has a water tank in which water is stored,
The test body and the facing surface portion are immersed in water stored in the water tank.

本発明に係る探触子は、平面部を有する試験体を検査する超音波探傷装置の探触子において、
前記試験体の前記平面部と対向し、前記平面部に対して垂直に超音波を送信する対向面部であって、前記平面部に対して傾斜した状態で保持された対向面部を備える。
The probe according to the present invention is a probe of an ultrasonic flaw detector for inspecting a specimen having a flat surface portion.
A facing surface portion facing the flat surface portion of the test body and transmitting ultrasonic waves perpendicular to the flat surface portion, the facing surface portion being held in an inclined state with respect to the flat surface portion.

本発明に係る試験体探傷方法は、試験体を検査する試験体探傷方法において、
前記試験体と対向する対向面部を有する探触子により、前記対向面部から斜めの方向に超音波を発信し、
前記対向面部から発信した超音波が前記試験体で反射した反射波を前記対向面部により受信し、受信した前記反射波を前記対向面部から発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させる。
The test object flaw detection method according to the present invention is a test object flaw detection method for inspecting a test object,
By a probe having a facing surface portion facing the test body, an ultrasonic wave is transmitted in an oblique direction from the facing surface portion,
The reflected wave reflected by the test body from the ultrasonic wave transmitted from the opposed surface part is received by the opposed surface part, and the received reflected wave is reflected in a direction different from the direction of the ultrasonic wave transmitted from the opposed surface part.

前記試験体探傷方法は、
前記試験体が有する平面部に対して前記対向面部が傾斜した状態で前記探触子を保持し、前記対向面部から前記平面部に対して垂直に超音波を発信する。
The test object flaw detection method is:
The probe is held in a state where the facing surface portion is inclined with respect to the flat surface portion of the test body, and ultrasonic waves are transmitted perpendicularly from the facing surface portion to the flat surface portion.

本発明に係る超音波探傷装置によれば、試験体と対向する対向面部を有する探触子により、対向面部から斜めの方向に超音波を発信し、対向面部から発信した超音波が試験体で反射した反射波を受信し、受信した反射波を対向面部から発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させるので、簡単な構成で欠陥検出性能を落とすことなく探傷速度を向上させることができるという効果を奏する。   According to the ultrasonic flaw detector according to the present invention, an ultrasonic wave is transmitted in an oblique direction from the facing surface portion by the probe having the facing surface portion facing the test body, and the ultrasonic wave transmitted from the facing surface portion is the test body. Since the reflected wave is received and the received reflected wave is reflected in a direction different from the direction of the ultrasonic wave transmitted from the opposite surface portion, the flaw detection speed can be improved with a simple configuration without deteriorating the defect detection performance. There is an effect.

実施の形態1に係る超音波探傷装置100を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an ultrasonic flaw detector 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る超音波探傷器110のブロック構成図。1 is a block configuration diagram of an ultrasonic flaw detector 110 according to Embodiment 1. FIG. 比較例を示す図であり、(a)は比較例における表面エコーの発生を示す模式図、(b)は比較例における表面エコーの減衰の様子を示すグラフ。It is a figure which shows a comparative example, (a) is a schematic diagram which shows generation | occurrence | production of the surface echo in a comparative example, (b) is a graph which shows the mode of attenuation | damping of the surface echo in a comparative example. 比較例を示す図であり、(a)は比較例における超音波探傷の様子を示す模式図、(b)は比較例における繰り返し送信周期を示すグラフ。It is a figure which shows a comparative example, (a) is a schematic diagram which shows the mode of the ultrasonic flaw in a comparative example, (b) is a graph which shows the repetition transmission period in a comparative example. 実施の形態1に係る超音波探傷装置100を示す図であり、(a)は超音波探傷装置100における表面エコーの発生を示す模式図、(b)は超音波探傷装置100における表面エコーの減衰の様子を示すグラフ。1A and 1B are diagrams illustrating an ultrasonic flaw detector 100 according to Embodiment 1, in which FIG. 1A is a schematic diagram illustrating generation of surface echoes in the ultrasonic flaw detector 100, and FIG. 2B is attenuation of surface echoes in the ultrasonic flaw detector 100; The graph which shows the state of. 実施の形態1に係る超音波探傷装置100を示す図であり、(a)は超音波探傷装置100における超音波探傷の様子を示す模式図、(b)は超音波探傷装置100における繰り返し送信周期を示すグラフ。1A and 1B are diagrams illustrating an ultrasonic flaw detection apparatus 100 according to Embodiment 1, in which FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a state of ultrasonic flaw detection in the ultrasonic flaw detection apparatus 100, and FIG. Graph showing. 実施の形態1に係る超音波探傷装置100において、探触子120の平面部210に対する角度と残留エコー低減効果との関係の例を示すグラフ。4 is a graph showing an example of a relationship between an angle of a probe 120 with respect to a flat portion 210 and a residual echo reduction effect in the ultrasonic flaw detector 100 according to the first embodiment. 実施の形態1に係る超音波探傷装置100の表面エコーの減衰の他の例を示す模式図。FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of attenuation of surface echoes of the ultrasonic flaw detector 100 according to the first embodiment. 実施の形態1に係る超音波探傷方法を斜角探傷に適用した場合を示す模式図。The schematic diagram which shows the case where the ultrasonic flaw detection method which concerns on Embodiment 1 is applied to an oblique flaw detection.

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、上、下、左、右、前、後、表、裏といった方向あるいは位置が示されている場合、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Moreover, in the following drawings, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. In the description of the embodiment, when directions or positions such as top, bottom, left, right, front, back, front, back are indicated, these notations are described as such for convenience of explanation. However, it does not limit the arrangement or orientation of devices, instruments, parts, and the like.

実施の形態1.
***構成の説明***
図1は、本実施の形態に係る超音波探傷装置100を示す模式図である。
図2は、本実施の形態に係る超音波探傷器110のブロック構成を示す図である。
図1及び図2を用いて、超音波探傷装置100の構成について説明する。
Embodiment 1 FIG.
*** Explanation of configuration ***
FIG. 1 is a schematic view showing an ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a block configuration of the ultrasonic flaw detector 110 according to the present embodiment.
The configuration of the ultrasonic flaw detector 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1に示すように、超音波探傷装置100は、平面部210を有する試験体200を検査する。
超音波探傷装置100は、超音波探傷器110、探触子120、探触子保持部130、水槽140、搬送ローラ150、伝送路160を備える。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic flaw detector 100 inspects a test body 200 having a flat portion 210.
The ultrasonic flaw detector 100 includes an ultrasonic flaw detector 110, a probe 120, a probe holder 130, a water tank 140, a transport roller 150, and a transmission path 160.

<試験体200及び搬送ローラ150>
超音波探傷装置100は、搬送ローラ150により搬送方向に搬送される試験体200を検査する。
本実施の形態では、搬送ローラ150により、図1における後ろから前に向かう方向に試験体200が搬送されるものとする。以下において、試験体200が搬送される方向を搬送方向P1とする(図4の(a)参照)。
図1は、超音波探傷装置100における搬送方向P1の断面視の模式図である。
<Test body 200 and transport roller 150>
The ultrasonic flaw detection apparatus 100 inspects the test body 200 that is transported in the transport direction by the transport roller 150.
In the present embodiment, it is assumed that the test body 200 is transported by the transport roller 150 in the direction from the back to the front in FIG. Hereinafter, the direction in which the test body 200 is transported is referred to as a transport direction P1 (see FIG. 4A).
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the ultrasonic flaw detector 100 in the transport direction P1.

試験体200は、具体的には、角鋼あるいは平鋼等である。試験体200は、平面部210を有する材料であれば角鋼あるいは平鋼でなくてもよく、丸鋼あるいは管材などでもよい。また、試験体200は、超音波探傷の検査対象となるものであればよく、鋼材でなくても構わない。   Specifically, the test body 200 is square steel or flat steel. The test body 200 may not be square steel or flat steel as long as it is a material having the flat portion 210, and may be round steel or pipe material. Moreover, the test body 200 should just be a test object of ultrasonic flaw detection, and does not need to be a steel material.

搬送ローラ150は、試験体200の平面部210を探触子120に対向させた状態で、試験体200を搬送方向P1に搬送する。   The transport roller 150 transports the test body 200 in the transport direction P <b> 1 in a state where the flat surface portion 210 of the test body 200 faces the probe 120.

<探触子120>
探触子120は、試験体200と対向する対向面部121を有し、対向面部121から斜めの方向に超音波を発信する。
探触子120は、対向面部121から発信した超音波が試験体200で反射した反射波を、対向面部121により受信し、受信した反射波を、対向面部121から発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させる。
<Probe 120>
The probe 120 has a facing surface portion 121 facing the test body 200, and transmits ultrasonic waves in an oblique direction from the facing surface portion 121.
The probe 120 receives the reflected wave reflected by the test body 200 from the ultrasonic wave transmitted from the opposing surface part 121 by the opposing surface part 121, and the direction of the ultrasonic wave transmitted from the opposing surface part 121 is the received reflected wave. Reflect in different directions.

なお、本実施の形態では、探触子120は、試験体200の平面部210と対向する対向面部121であって平面部210に対して垂直に超音波を送信する対向面部121を有する。
対向面部121は、平面部210に対して垂直に超音波を発信すると共に、試験体200からの反射波を受信する。対向面部121は、試験体200の表面である平面部210で反射した反射波、試験体200の内部のキズ等で反射した反射波、あるいは試験体200の底面で反射した反射波を受信する。平面部210で反射した反射波は表面エコーとも称される。
In the present embodiment, the probe 120 has a facing surface portion 121 that faces the flat surface portion 210 of the test body 200 and transmits an ultrasonic wave perpendicular to the flat surface portion 210.
The facing surface portion 121 transmits an ultrasonic wave perpendicular to the flat surface portion 210 and receives a reflected wave from the test body 200. The facing surface portion 121 receives a reflected wave reflected by the flat portion 210 that is the surface of the test body 200, a reflected wave reflected by a scratch or the like inside the test body 200, or a reflected wave reflected by the bottom surface of the test body 200. The reflected wave reflected by the flat portion 210 is also called a surface echo.

図1に示すように、対向面部121は、搬送方向P1の断面視において平面部210に対して傾斜している。
対向面部121は、傾斜する方向に沿って複数の超音波送受信素子1221a〜1221nが配列されたアレイ状超音波送受信素子122を有する。
対向面部121は、平面部210に対してθ°傾斜した状態である。すなわち、アレイ状超音波送受信素子122は、平面部210に対してθ°傾斜した状態で複数の超音波送受信素子1221a〜1221nが配列されている。
探触子120は、対向面部121に配列されたアレイ状超音波送受信素子122を有するアレイ探触子あるいはフェイズドアレイ探触子とも称される。
As shown in FIG. 1, the facing surface portion 121 is inclined with respect to the flat surface portion 210 in a cross-sectional view in the transport direction P1.
The opposing surface part 121 has the arrayed ultrasonic transmission / reception element 122 in which a plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n are arranged along the inclined direction.
The facing surface portion 121 is in a state inclined by θ ° with respect to the flat surface portion 210. That is, the arrayed ultrasonic transmission / reception element 122 has a plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n arranged in a state inclined by θ ° with respect to the flat portion 210.
The probe 120 is also referred to as an array probe or a phased array probe having arrayed ultrasonic transmitting / receiving elements 122 arranged on the facing surface 121.

<探触子保持部130>
探触子保持部130は、平面部210に対して対向面部121が傾斜した状態で探触子120を保持する。
図1に示すように、探触子保持部130は、対向面部121が平面部210に対してθ°傾斜した状態で探触子120を固定する。探触子保持部130は、対向面部121が平面部210に対して傾斜した状態で探触子120を固定することができれば、どのような構成でも構わない。
探触子保持部130の具体例としては、探触子保持部130は、探触子120の対向面部121を露出させる孔を有し、孔から露出した対向面部121を傾斜させた状態で、探触子120を固定部材により孔の縁部に固定する構成としてもよい。固定部材はネジでもよいし、嵌め合い構造による固定でもよい。また、探触子120は、孔の縁部に引っ掛かるつば部123を有し、孔の縁部とつば部との間にスペーサを挟んで、対向面部121を傾斜させてもよい。
<Probe holder 130>
The probe holding unit 130 holds the probe 120 in a state in which the facing surface part 121 is inclined with respect to the flat part 210.
As shown in FIG. 1, the probe holding unit 130 fixes the probe 120 in a state where the facing surface portion 121 is inclined by θ ° with respect to the flat surface portion 210. The probe holding unit 130 may have any configuration as long as the probe 120 can be fixed in a state where the facing surface portion 121 is inclined with respect to the flat surface portion 210.
As a specific example of the probe holding unit 130, the probe holding unit 130 has a hole for exposing the opposed surface portion 121 of the probe 120, and the inclined opposed surface portion 121 exposed from the hole is inclined. It is good also as a structure which fixes the probe 120 to the edge of a hole with a fixing member. The fixing member may be a screw or may be fixed by a fitting structure. Further, the probe 120 may have a flange portion 123 that is caught at the edge of the hole, and the opposing surface portion 121 may be inclined with a spacer interposed between the edge of the hole and the flange portion.

<超音波探傷器110>
超音波探傷器110は、伝送路160を介して探触子120と接続されている。
超音波探傷器110は、伝送路160を介して、探触子120からの超音波の発信を制御する。また、超音波探傷器110は、伝送路160を介して、探触子120が受信した反射波を表す受信信号を受信する。
<Ultrasonic flaw detector 110>
The ultrasonic flaw detector 110 is connected to the probe 120 via the transmission path 160.
The ultrasonic flaw detector 110 controls the transmission of ultrasonic waves from the probe 120 via the transmission path 160. Further, the ultrasonic flaw detector 110 receives a reception signal representing a reflected wave received by the probe 120 via the transmission path 160.

超音波探傷器110は、複数の超音波送受信素子1221a〜1221nの各超音波送受信素子に遅延時間Ta〜Tnを与えて超音波を発信させる送受信回路1101を有する。送受信回路1101は、複数の超音波送受信素子1221a〜1221nの超音波送受信素子毎に具備される。すなわち、超音波探傷器110は、複数の超音波送受信素子1221a〜1221nの各々に対応する送受信回路1101a〜1101nを有する。   The ultrasonic flaw detector 110 includes a transmission / reception circuit 1101 that transmits ultrasonic waves by giving delay times Ta to Tn to the ultrasonic transmission / reception elements of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n. The transmission / reception circuit 1101 is provided for each of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n. That is, the ultrasonic flaw detector 110 includes transmission / reception circuits 1101a to 1101n corresponding to the plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n.

送受信回路1101a〜1101nの各々は、複数の超音波送受信素子1221a〜1221nの各々が受信した反射波を表す受信信号を受信し、受信した受信信号に遅延時間Tを付加し、遅延時間Tが付加された受信信号を合成する合成処理を実行する。   Each of the transmission / reception circuits 1101a to 1101n receives a reception signal representing a reflected wave received by each of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n, adds a delay time T to the received reception signal, and adds the delay time T. A combining process for combining the received signals is executed.

超音波探傷器110は、上述した送受信回路1101a〜1101n、加算部117、CPU118を備える。
送受信回路1101a〜1101nは、それぞれ超音波送受信素子1221a〜1221nに接続される。
以下の説明において、送受信回路1101と記載した場合には、送受信回路1101a〜1101nの各々あるいは全てを指すものとする。また、超音波送受信素子1221と記載した場合には、超音波送受信素子1221a〜1221nの各々あるいは全てを指すものとする。
The ultrasonic flaw detector 110 includes the above-described transmission / reception circuits 1101a to 1101n, an addition unit 117, and a CPU 118.
The transmission / reception circuits 1101a to 1101n are connected to the ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n, respectively.
In the following description, the term “transmission / reception circuit 1101” refers to each or all of the transmission / reception circuits 1101a to 1101n. In addition, the term “ultrasound transmitting / receiving element 1221” refers to each or all of the ultrasound transmitting / receiving elements 1221 a to 1221 n.

超音波探傷器110は、複数の超音波送受信素子1221a〜1221nの超音波送受信素子毎に遅延時間Ta〜Tnを与えて超音波を発信させる送信部111a〜111nを有する。   The ultrasonic flaw detector 110 includes transmission units 111a to 111n that transmit delay times Ta to Tn for each of the ultrasonic transmission / reception elements of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n.

図2に示すように、送受信回路1101aは、送信部111a、送信遅延部112a、受信部113a、受信アンプ114a、A/D変換部115a、受信遅延部116aを備える。送受信回路1101b〜1101nのそれぞれについても同様であり、符号に添え字を付すことにより送受信回路1101b〜1101nを区別するものとする。   As illustrated in FIG. 2, the transmission / reception circuit 1101a includes a transmission unit 111a, a transmission delay unit 112a, a reception unit 113a, a reception amplifier 114a, an A / D conversion unit 115a, and a reception delay unit 116a. The same applies to each of the transmission / reception circuits 1101b to 1101n, and the transmission / reception circuits 1101b to 1101n are distinguished by adding a suffix to the reference numeral.

送信遅延部112a〜112nの各々は、送信部111a〜111nの各々に遅延時間Ta〜Tnの各々を出力する。
送信部111a〜111nの各々は、送信遅延部112a〜112nの各々から遅延時間を取得する。送信部111a〜111nの各々は、取得した遅延時間だけ遅延させて、超音波送受信素子1221a〜1221nの各々から超音波を発信させる。
このように、複数の超音波送受信素子1221a〜1221n毎に遅延時間を与えて超音波を発信することにより、対向面部121に配置されたアレイ状超音波送受信素子122から、試験体200の平面部210に対して垂直に超音波を入射することができる。すなわち、探触子120は、対向面部121から斜めの方向に超音波を発信することができる。
Each of transmission delay units 112a to 112n outputs each of delay times Ta to Tn to each of transmission units 111a to 111n.
Each of the transmission units 111a to 111n acquires a delay time from each of the transmission delay units 112a to 112n. Each of the transmission units 111a to 111n transmits an ultrasonic wave from each of the ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n with a delay by the acquired delay time.
As described above, the ultrasonic wave is transmitted by giving a delay time to each of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n, so that the planar portion of the test body 200 can be obtained from the arrayed ultrasonic transmission / reception element 122 arranged on the facing surface portion 121. Ultrasonic waves can be incident perpendicular to 210. That is, the probe 120 can transmit ultrasonic waves in an oblique direction from the facing surface portion 121.

受信部113a〜113nの各々は、超音波送受信素子1221a〜1221nの各々が受信した超音波を表す受信信号を取得する。
受信アンプ114a〜114nの各々は、受信部113a〜113nの各々から出力された受信信号を増幅する。
A/D変換部115a〜115nの各々は、受信アンプ114a〜114nの各々により増幅された受信信号を、デジタル信号に変換する。
受信遅延部116a〜116nの各々は、A/D変換部115a〜115nの各々によりデジタル信号に変換された受信信号に、遅延時間を付与して出力する。
加算部117は、送受信回路1101a〜1101nの各々から出力された受信信号であって受信遅延部116a〜116nの各々により遅延時間が付与された複数の受信信号に対して、CPU118を用いて合成処理を実行する。
Each of the reception units 113a to 113n acquires a reception signal representing an ultrasonic wave received by each of the ultrasonic transmission / reception elements 1221a to 1221n.
Each of the reception amplifiers 114a to 114n amplifies the reception signal output from each of the reception units 113a to 113n.
Each of A / D converters 115a to 115n converts the reception signal amplified by each of reception amplifiers 114a to 114n into a digital signal.
Each of the reception delay units 116a to 116n adds a delay time to the reception signal converted into a digital signal by each of the A / D conversion units 115a to 115n and outputs the received signal.
The adder 117 combines the received signals output from the transmission / reception circuits 1101a to 1101n and added with delay times by the reception delay units 116a to 116n using the CPU 118. Execute.

以上のように、超音波探傷器110は、探触子120からの超音波の発信を制御すると共に、探触子120が受信した反射波を表す受信信号を受信する。   As described above, the ultrasonic flaw detector 110 controls transmission of ultrasonic waves from the probe 120 and receives a reception signal representing a reflected wave received by the probe 120.

<水槽140>
超音波探傷装置100は、水141が溜められた水槽140を有する。
試験体200と対向面部121とは、水槽140に溜められた水141に浸されている。
すなわち、超音波探傷装置100は、水浸法を用いて超音波探傷を行う。
<Water tank 140>
The ultrasonic flaw detector 100 has a water tank 140 in which water 141 is stored.
The test body 200 and the facing surface portion 121 are immersed in water 141 stored in the water tank 140.
That is, the ultrasonic flaw detection apparatus 100 performs ultrasonic flaw detection using a water immersion method.

***超音波探傷方法の説明***
以下では、本実施の形態に係る超音波探傷と比較例とを比較することにより、本実施の形態に係る超音波探傷方法について説明する。
本実施の形態に係る超音波探傷方法は、試験体200と対向する対向面部121を有する探触子120により、対向面部121から斜めの方向に超音波を発信する。そして、対向面部121から発信した超音波が試験体200で反射した反射波を対向面部121により受信し、受信した反射波を、対向面部121から発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させる。例えば、受信した反射波を試験体200以外の方向へ反射させてもよい。
また、本実施の形態に係る超音波探傷方法は、試験体200が有する平面部210に対して対向面部121が傾斜した状態で探触子120を保持し、対向面部121から平面部210に対して略垂直に超音波を発信する。
*** Explanation of ultrasonic flaw detection method ***
Hereinafter, the ultrasonic flaw detection method according to the present embodiment will be described by comparing the ultrasonic flaw detection according to the present embodiment with a comparative example.
In the ultrasonic flaw detection method according to the present embodiment, ultrasonic waves are transmitted in an oblique direction from the facing surface portion 121 by the probe 120 having the facing surface portion 121 facing the test body 200. And the reflected wave which the ultrasonic wave transmitted from the opposing surface part 121 reflected by the test body 200 is received by the opposing surface part 121, and the received reflected wave is reflected in the direction different from the direction of the ultrasonic wave transmitted from the opposing surface part 121. . For example, the received reflected wave may be reflected in a direction other than the specimen 200.
Further, in the ultrasonic flaw detection method according to the present embodiment, the probe 120 is held in a state where the facing surface portion 121 is inclined with respect to the flat surface portion 210 of the test body 200, and the flat surface portion 210 is supported from the facing surface portion 121. The ultrasonic waves are transmitted almost vertically.

図3は、比較例を示す図であり、(a)は比較例における表面エコーの発生を示す模式図、(b)は比較例における表面エコーの減衰の様子をグラフ化した図である。
図4は、比較例を示す図であり、(a)は比較例における超音波探傷の様子を示す模式図であり、(b)は比較例における繰り返し送信周期を示すグラフである。
図5は、本実施の形態に係る超音波探傷装置100を示す図であり、(a)は超音波探傷装置100における表面エコーの発生を示す模式図、(b)は超音波探傷装置100における表面エコーの減衰の様子をグラフ化した図である。
図6は、本実施の形態に係る超音波探傷装置100を示す図であり、(a)は超音波探傷装置100における超音波探傷の様子を示す模式図であり、(b)は超音波探傷装置100における繰り返し送信周期を示すグラフである。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a comparative example, in which FIG. 3A is a schematic diagram showing the generation of surface echoes in the comparative example, and FIG. 3B is a graph showing the state of attenuation of surface echoes in the comparative example.
FIG. 4 is a diagram illustrating a comparative example, (a) is a schematic diagram illustrating a state of ultrasonic flaw detection in the comparative example, and (b) is a graph illustrating a repetitive transmission cycle in the comparative example.
5A and 5B are diagrams showing the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment. FIG. 5A is a schematic diagram showing generation of surface echoes in the ultrasonic flaw detector 100, and FIG. It is the figure which graphed the mode of attenuation of surface echo.
6A and 6B are diagrams illustrating the ultrasonic flaw detection apparatus 100 according to the present embodiment, in which FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a state of ultrasonic flaw detection in the ultrasonic flaw detection apparatus 100, and FIG. 6B is an ultrasonic flaw detection. 4 is a graph showing a repetitive transmission cycle in apparatus 100.

図3の(a)に示すように、比較例の探触子520は、搬送方向P1の断面視において、対向面部521が試験体200の平面部210と平行になるように配置されている。そのため、探触子520から平面部210に垂直に入射するように発信された超音波u1は、試験体200の表面である平面部210で略垂直に反射し、その反射波である第1表面エコーe1は、対向面部521に略垂直に入射される。よって、第1表面エコーe1が対向面部521で反射した反射波は再び平面部210に略垂直に入射し、その反射波が第2表面エコーe2として対向面部521に略垂直に入射される。同様に、第3表面エコーe3が対向面部521に略垂直に入射される。
このように、比較例では、対向面部521と平面部210との間で、表面エコーが互いに略垂直に反射すること繰り返す。
As shown in FIG. 3A, the probe 520 of the comparative example is arranged such that the facing surface portion 521 is parallel to the flat surface portion 210 of the test body 200 in the cross-sectional view in the transport direction P1. Therefore, the ultrasonic wave u1 transmitted from the probe 520 so as to be perpendicularly incident on the flat surface portion 210 is reflected substantially vertically by the flat surface portion 210 which is the surface of the test body 200, and the first surface is a reflected wave thereof. The echo e1 is incident on the opposing surface portion 521 substantially perpendicularly. Accordingly, the reflected wave reflected by the first surface echo e1 on the facing surface portion 521 is incident again on the flat surface portion 210 substantially perpendicularly, and the reflected wave is incident on the facing surface portion 521 substantially perpendicularly as the second surface echo e2. Similarly, the third surface echo e3 is incident on the facing surface portion 521 substantially perpendicularly.
As described above, in the comparative example, the surface echoes are repeatedly reflected substantially perpendicular to each other between the facing surface portion 521 and the flat surface portion 210.

図3の(b)に示すように、表面エコーは徐々に減衰する。しかし、比較例では表面エコーは対向面部521と平面部210との間を略垂直に反射するため、何度も反射を繰り返し、試験体200の内部のキズを検出するためのキズ検出閾値の振幅以下に減衰するまで、あるいは表面エコーが消滅するまでには時間がかかる。   As shown in FIG. 3B, the surface echo gradually attenuates. However, in the comparative example, the surface echo is reflected substantially perpendicularly between the facing surface portion 521 and the flat surface portion 210. Therefore, the reflection is repeated many times, and the amplitude of the scratch detection threshold for detecting the scratch inside the specimen 200 is detected. It takes time until it decays below or the surface echo disappears.

図4の(a)では、比較例の探触子520は、搬送方向P1の断面視において、対向面部521が平面部210と平行になるように保持されているものとする。試験体200は、搬送方向P1に搬送される。
探触子520から超音波u1が発信され、試験体200の平面部210で反射した第1表面エコーe1は、対向面部521と平面部210との間で垂直反射を繰り返す。
図4の(b)では、第1表面エコーe1が反射を繰り返し、次の超音波を発信することができる振幅のキズ検出閾値以下になるまでにN回の反射が必要である様子を示している。
このように、比較例では、繰り返し送信周期が長くなるため、探傷速度を遅くせざるを得ない。
4A, it is assumed that the probe 520 of the comparative example is held so that the facing surface portion 521 is parallel to the flat surface portion 210 in a cross-sectional view in the transport direction P1. The test body 200 is transported in the transport direction P1.
The ultrasonic wave u1 is transmitted from the probe 520, and the first surface echo e1 reflected by the flat surface portion 210 of the test body 200 repeats vertical reflection between the facing surface portion 521 and the flat surface portion 210.
FIG. 4B shows a state in which the first surface echo e1 repeats reflection and N reflections are necessary until the amplitude becomes equal to or less than a scratch detection threshold of an amplitude capable of transmitting the next ultrasonic wave. Yes.
As described above, in the comparative example, since the repeated transmission cycle becomes long, the flaw detection speed has to be slowed down.

図5の(a)に示すように、本実施の形態に係る探触子120は、搬送方向P1の断面視において、対向面部121が試験体200の平面部210に対してθ°傾斜するように配置されている。そのため、対向面部121は、平面部210に対して垂直に発信した超音波U1が平面部210で反射した平面部反射波E1を受信し、受信した平面部反射波E1を、平面部210に対して垂直に発信した超音波U1の向きとは異なる向きに反射させる。
平面部反射波E1は第1表面エコーである。
As shown in FIG. 5A, the probe 120 according to the present embodiment is such that the facing surface portion 121 is inclined by θ ° with respect to the flat surface portion 210 of the test body 200 in a cross-sectional view in the transport direction P1. Is arranged. Therefore, the opposing surface portion 121 receives the planar portion reflected wave E1 reflected by the planar portion 210 by the ultrasonic wave U1 transmitted perpendicularly to the planar portion 210, and receives the received planar portion reflected wave E1 with respect to the planar portion 210. And reflected in a direction different from the direction of the ultrasonic wave U1 transmitted vertically.
The plane portion reflected wave E1 is a first surface echo.

以下に、本実施の形態に係る対向面部121と平面部210との間の表面エコーの反射の状態の一例について説明する。
(1)図5の(a)に示すように、超音波U1が、探触子120から平面部210に垂直に入射するように発信される。すなわち、探触子120は、対向面部121から斜めの方向に超音波U1を発信して、平面部210に垂直に入射させる。このとき、超音波U1の平面部210への入射角は0°である。
(2)超音波U1は、試験体200の表面である平面部210で反射し、その反射波である平面部反射波E1(第1表面エコー)は、対向面部121に入射される。対向面部121は平面部210に対してθ°傾斜しているので、平面部反射波E1は対向面部121に対して略θ°の入射角で入射される。
(3)平面部反射波E1が対向面部121で反射した反射波を反射波R1とする。反射波R1は、対向面部121から平面部210に対して、反射角略θ°で発信される。対向面部121は平面部210に対してθ°傾斜しているので、反射波R1は平面部210に対して(1)の入射角よりも大きい入射角で到達する。このときの入射角は、例えば略2θ°である。
(4)反射波R1が平面部210で反射した第2表面エコーE2は、対向面部121は平面部210に対してθ°傾斜しているので、対向面部121に対して(2)の入射角より大きい入射角で入射される。例えば略3θ°の入射角で入射される。
(5)第2表面エコーE2が対向面部121で反射した反射波を反射波R2とする。反射波R2は、対向面部121から平面部210に対して、反射角略3θ°で発信される。対向面部121は平面部210に対してθ°傾斜しているので、反射波R2は平面部210に対して(3)の入射角より大きい入射角で入射される。図5の(a)に示すように、反射波R2が平面部210で反射した反射波は対向面部121には到達しない。よって、ここで表面エコーが消滅する。
Below, an example of the state of reflection of the surface echo between the opposing surface part 121 and the plane part 210 which concerns on this Embodiment is demonstrated.
(1) As shown in FIG. 5A, the ultrasonic wave U <b> 1 is transmitted from the probe 120 so as to enter the plane part 210 perpendicularly. That is, the probe 120 transmits the ultrasonic wave U1 in an oblique direction from the facing surface portion 121 and vertically enters the flat surface portion 210. At this time, the incident angle of the ultrasonic wave U1 to the flat portion 210 is 0 °.
(2) The ultrasonic wave U <b> 1 is reflected by the flat portion 210 that is the surface of the test body 200, and the flat portion reflected wave E <b> 1 (first surface echo) that is a reflected wave is incident on the facing surface portion 121. Since the opposing surface portion 121 is inclined by θ ° with respect to the planar portion 210, the planar portion reflected wave E1 is incident on the opposing surface portion 121 at an incident angle of approximately θ °.
(3) The reflected wave reflected by the opposed surface portion 121 from the plane portion reflected wave E1 is defined as a reflected wave R1. The reflected wave R1 is transmitted from the facing surface portion 121 to the flat surface portion 210 at a reflection angle of approximately θ °. Since the facing surface portion 121 is inclined by θ ° with respect to the flat surface portion 210, the reflected wave R1 reaches the flat surface portion 210 at an incident angle larger than the incident angle of (1). The incident angle at this time is approximately 2θ °, for example.
(4) The second surface echo E <b> 2 reflected by the reflected wave R <b> 1 on the flat surface part 210 is inclined by θ ° with respect to the flat surface part 210, so that the incident angle of (2) with respect to the counter surface part 121. Incident with a larger incident angle. For example, the incident angle is approximately 3θ °.
(5) The reflected wave reflected by the second surface echo E2 at the facing surface portion 121 is defined as a reflected wave R2. The reflected wave R2 is transmitted from the facing surface portion 121 to the flat surface portion 210 at a reflection angle of approximately 3θ °. Since the facing surface portion 121 is inclined by θ ° with respect to the flat surface portion 210, the reflected wave R2 is incident on the flat surface portion 210 at an incident angle larger than the incident angle of (3). As shown in (a) of FIG. 5, the reflected wave reflected by the flat portion 210 from the reflected wave R <b> 2 does not reach the facing surface portion 121. Therefore, the surface echo disappears here.

このように、本実施の形態に係る超音波探傷装置100では、対向面部121と平面部210との間の表面エコーは、徐々に入射角が広くなりながら反射を繰り返すため、短い時間で表面エコーの反射が消滅する。
なお、上述した表面エコーの入射角及び反射角の具体例については一例であり、対向面部121及び平面部210の状態あるいは材質によっては、上述のような値にならない場合がある。しかし、対向面部121と平面部210との間の表面エコーは、徐々に入射角が広がりつつ、対向面部121と平面部210との間で反射を繰り返す。
As described above, in the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment, the surface echo between the facing surface portion 121 and the flat surface portion 210 repeats reflection while gradually increasing the incident angle. Disappears.
In addition, the specific example of the incident angle and reflection angle of the surface echo described above is an example, and depending on the state or material of the facing surface portion 121 and the flat surface portion 210, the above values may not be obtained. However, the surface echo between the facing surface portion 121 and the flat surface portion 210 repeats reflection between the facing surface portion 121 and the flat surface portion 210 while gradually increasing the incident angle.

図5の(b)に示すように、表面エコーである平面部反射波E1及び第2表面エコーE2は、徐々に減衰する。平面部反射波E1及び第2表面エコーE2は、対向面部121と平面部210との間を、徐々に入射角を大きくしつつ斜めに反射していくため、数回反射を繰り返したところで消滅する。よって、短い時間で表面エコーを消滅させることができる。
図5の(b)は、超音波U1が平面部210で2回反射した後に表面エコーが消滅した様子を表している。
As shown in FIG. 5B, the plane portion reflected wave E1 and the second surface echo E2, which are surface echoes, are gradually attenuated. The flat part reflected wave E1 and the second surface echo E2 are reflected obliquely while gradually increasing the incident angle between the facing surface part 121 and the flat part 210, and thus disappear after repeated reflection several times. . Therefore, the surface echo can be eliminated in a short time.
FIG. 5B shows a state in which the surface echo has disappeared after the ultrasonic wave U1 is reflected twice by the flat surface portion 210. FIG.

図6の(a)では探触子120は、搬送方向P1の断面視において、対向面部121が試験体200の平面部210に対してθ°傾斜するように保持されているものとする。試験体200は、搬送方向P1に搬送される。
探触子120から超音波U1が発信され、試験体200の平面部210で反射した平面部反射波E1は、対向面部521と平面部210との間で反射を繰り返す。このとき、反射波は、対向面部521と平面部210とのそれぞれにおいて、徐々に入射角が大きくなっていく。
図6の(b)では、探触子120から発信された超音波U1の表面エコーが2回で消滅する様子を示している。超音波探傷装置100は、表面エコーが消滅すると次の超音波U1を発信する。
このように、本実施の形態に係る超音波探傷装置100によれば、繰り返し送信周期を短くすることができるため、探傷速度を速くすることができる。
In FIG. 6A, the probe 120 is held so that the facing surface portion 121 is inclined by θ ° with respect to the flat surface portion 210 of the test body 200 in a cross-sectional view in the transport direction P1. The test body 200 is transported in the transport direction P1.
The ultrasonic wave U1 is transmitted from the probe 120, and the plane portion reflected wave E1 reflected by the plane portion 210 of the test body 200 is repeatedly reflected between the facing surface portion 521 and the plane portion 210. At this time, the incident angle of the reflected wave gradually increases in each of the facing surface portion 521 and the flat surface portion 210.
FIG. 6B shows how the surface echo of the ultrasonic wave U1 transmitted from the probe 120 disappears twice. When the surface echo disappears, the ultrasonic flaw detector 100 transmits the next ultrasonic wave U1.
Thus, according to the ultrasonic flaw detection apparatus 100 according to the present embodiment, the repeated transmission cycle can be shortened, so that the flaw detection speed can be increased.

図7は、本実施の形態に係る超音波探傷装置100において、試験体200の平面部210に対する探触子120の対向面部121の角度と、残留エコー低減効果との関係の一例を示すグラフである。
図7の例では、探触子120の対向面部121を傾けない場合、すなわち0°の場合の残留エコーを1とすると、対向面部121を1°傾けた場合の残留エコーは略0.4に低減されることを示している。
図7の例では、角度が0°から1°までの間に、残留エコーは1から約0.4まで低減されている。また、角度が1°から3°までの間に、残留エコーは約0.4から約0.25まで低減されている。角度が3°以上の場合は残留エコーは約0.25のままである。
探触子120の対向面部121の平面部210に対する角度は、1°から7°が好ましく、2°から6°がより好ましく、3°から4°が特に好ましい。
なお、平面部210に対する対向面部121の角度は、上記の値に限らない。超音波探傷装置100の各構成部の大きさ、材質、あるいは超音波探傷装置100の設置環境等を考慮して、最適な角度が選択されればよい。
FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the angle of the facing surface portion 121 of the probe 120 with respect to the flat surface portion 210 of the test body 200 and the residual echo reduction effect in the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment. is there.
In the example of FIG. 7, when the opposing surface portion 121 of the probe 120 is not tilted, that is, when the residual echo at 0 ° is 1, the residual echo when the opposing surface portion 121 is tilted by 1 ° is approximately 0.4. It shows that it is reduced.
In the example of FIG. 7, the residual echo is reduced from 1 to about 0.4 while the angle is between 0 ° and 1 °. Also, the residual echo is reduced from about 0.4 to about 0.25 while the angle is between 1 ° and 3 °. When the angle is 3 ° or more, the residual echo remains at about 0.25.
The angle of the facing surface 121 of the probe 120 with respect to the flat portion 210 is preferably 1 ° to 7 °, more preferably 2 ° to 6 °, and particularly preferably 3 ° to 4 °.
In addition, the angle of the opposing surface part 121 with respect to the plane part 210 is not restricted to said value. The optimum angle may be selected in consideration of the size and material of each component of the ultrasonic flaw detector 100, the installation environment of the ultrasonic flaw detector 100, and the like.

***実施の形態の効果の説明***
以上のように、本実施の形態に係る超音波探傷装置100によれば、追加の部品を使わずに簡単な構成で反射波が探触子に対して斜めに入射するように構成することができるので、製造コストをかけずに送信周期を短縮することができる。
*** Explanation of the effect of the embodiment ***
As described above, the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment can be configured such that the reflected wave is incident on the probe obliquely with a simple configuration without using additional components. Therefore, the transmission cycle can be shortened without incurring manufacturing costs.

また、本実施の形態に係る超音波探傷装置100によれば、探触子が超音波を直接送受信するので、欠陥検出性能を保ちつつ、探傷時間を短縮することができる。また、フェイズドアレイ探触子を用いた場合、斜めに配置させても超音波送受信素子の1素子毎に遅延時間を与えて垂直のビームを出力できるため、垂直探傷における表面エコーの多重反射を短時間で低減させることができる。   Further, according to the ultrasonic flaw detection apparatus 100 according to the present embodiment, the probe directly transmits and receives ultrasonic waves, so that the flaw detection time can be shortened while maintaining the defect detection performance. In addition, when a phased array probe is used, a vertical beam can be output by giving a delay time to each element of the ultrasonic transmission / reception elements even if they are arranged obliquely, so that multiple reflections of surface echoes in vertical flaw detection are reduced. It can be reduced in time.

また、本実施の形態に係る超音波探傷装置100によれば、簡単な構成で反射波が探触子に対して斜めに入射するように構成することができる。よって、表面エコーの多重反射を低減させて繰り返し送信周期を短縮することにより、欠陥検出性能を落とすことなく探傷速度を向上させることができる。   Moreover, according to the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment, it is possible to configure the reflected wave to enter the probe obliquely with a simple configuration. Therefore, the flaw detection speed can be improved without deteriorating the defect detection performance by reducing the multiple reflection of the surface echo and repeatedly shortening the transmission cycle.

また、本実施の形態に係る超音波探傷装置100によれば、試験体の平面部に対する角度は1°から7°で大きな残留エコー低減効果を得ることができる。このように、探触子を少し傾けるだけで大きな効果を得ることができるので、既にある設備に対して本実施の形態を適用することが容易であると共に、既にある設備に対して本実施の形態を適用しても繰り返し送信周期を短縮し、欠陥検出性能を落とすことなく探傷速度を向上させるという大きな効果を得ることができる。   Moreover, according to the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment, a large residual echo reduction effect can be obtained when the angle of the specimen with respect to the flat surface is 1 ° to 7 °. As described above, since a large effect can be obtained by slightly tilting the probe, it is easy to apply the present embodiment to existing equipment, and the present embodiment can be applied to existing equipment. Even if the form is applied, it is possible to obtain a great effect of repeatedly shortening the transmission cycle and improving the flaw detection speed without deteriorating the defect detection performance.

また、本実施の形態に係る探触子によれば、戻ってくる反射波の再反射を抑圧することができる。   Further, according to the probe according to the present embodiment, it is possible to suppress re-reflection of the reflected wave that returns.

***他の構成***
図8は、本実施の形態に係る超音波探傷装置100の表面エコーの減衰の他の例を示す模式図である。
図8に示すように、対向面部121は、平面部210に対して垂直に発信した超音波U1が平面部210で反射した平面部反射波E1を受信し、受信した平面部反射波E1を試験体200以外の方向に反射させてもよい。このような構成とすることにより、残留エコーがなくなり、欠陥検出性能を落とすことなく探傷速度を大幅に向上させることができる。
*** Other configurations ***
FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of the attenuation of the surface echo of the ultrasonic flaw detector 100 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the opposing surface portion 121 receives the plane portion reflected wave E1 reflected by the plane portion 210 by the ultrasonic wave U1 transmitted perpendicularly to the plane portion 210, and tests the received plane portion reflected wave E1. The light may be reflected in a direction other than the body 200. By adopting such a configuration, there is no residual echo, and the flaw detection speed can be greatly improved without deteriorating the defect detection performance.

試験体200は、平面部210を有する材料であれば角鋼あるいは平鋼でなくてもよい。試験体200は、丸鋼あるいは管材であってもよく、丸鋼あるいは管材の場合は、搬送方向P1に延びた表面の一部を平面部210とみなして本実施の形態を適用することができる。すなわち、搬送方向P1の断面視において、丸鋼あるいは管材の外周に接する面を平面部210とみなして本実施の形態を適用することができる。なお、試験体200は、超音波探傷の検査対象となるものであればよく、鋼材でなくても構わない。   The test body 200 may not be square steel or flat steel as long as it is a material having the flat portion 210. The test body 200 may be round steel or pipe. In the case of round steel or pipe, this embodiment can be applied by regarding a part of the surface extending in the transport direction P1 as the flat portion 210. . In other words, in the cross-sectional view in the transport direction P1, this embodiment can be applied by regarding the surface in contact with the outer circumference of the round steel or tube material as the flat portion 210. In addition, the test body 200 should just be a test object of ultrasonic flaw detection, and does not need to be a steel material.

図9は、本実施の形態に係る超音波探傷方法を斜角探傷に適用した場合を示す模式図である。図9では、丸鋼などの試験体200dに対して超音波U2を発信することにより、斜角探傷を行う探触子を示している。
図9に示すように、試験体200dに対して超音波を斜めに発信する場合であっても、試験体200dの外周に接する面S1に対して略垂直に発信される超音波U2dが生じる場合がある。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a case where the ultrasonic flaw detection method according to the present embodiment is applied to oblique flaw detection. FIG. 9 illustrates a probe that performs oblique flaw detection by transmitting ultrasonic waves U2 to a test body 200d such as a round steel.
As shown in FIG. 9, even when ultrasonic waves are transmitted obliquely to the test body 200d, an ultrasonic wave U2d transmitted substantially perpendicularly to the surface S1 in contact with the outer periphery of the test body 200d is generated. There is.

点線の探触子520dは、本実施の形態と比較するための探触子であり、超音波U2を対向面部521dから垂直に発信し、試験体200dに対して斜角探傷を行う。この場合は超音波U2dによる表面エコーが生じる可能性がある。
一方、実線の探触子120dは、本実施の形態に係る探触子であり、超音波U2を対向面部521dから斜め方向に発信し、試験体200dに対して斜角探傷を行う。
本実施の形態に係る探触子120dのように構成することにより、試験体200dの外周に接する面S1に略垂直に発信される超音波U2dによる表面エコーを、反射波R1dのように試験体200d以外の方向に反射させることができる。よって、比較例の探触子520dを用いた場合より、より大幅に表面エコーを低減させることができる。
The dotted line probe 520d is a probe for comparison with the present embodiment, and transmits ultrasonic waves U2 vertically from the facing surface portion 521d to perform oblique flaw detection on the specimen 200d. In this case, a surface echo due to the ultrasonic wave U2d may occur.
On the other hand, the solid-line probe 120d is a probe according to the present embodiment, and transmits an ultrasonic wave U2 in an oblique direction from the facing surface portion 521d, and performs oblique flaw detection on the specimen 200d.
By configuring like the probe 120d according to the present embodiment, the surface echo by the ultrasonic wave U2d transmitted substantially perpendicularly to the surface S1 in contact with the outer periphery of the test body 200d is converted into the test body like the reflected wave R1d. It can be reflected in directions other than 200d. Therefore, surface echoes can be reduced more significantly than when the probe 520d of the comparative example is used.

また、本実施の形態では、探触子としてフェイズドアレイ探触子を用いて説明したが、アダプティブアレイや多次元アレイの探触子を用いてもよい。   In the present embodiment, a phased array probe is used as a probe. However, an adaptive array or multidimensional array probe may be used.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、この実施の形態のうち、2つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、1つを部分的に実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、2つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement combining 2 or more among this embodiment. Alternatively, one of the embodiments may be partially implemented. Alternatively, two or more of the embodiments may be partially combined. In addition, this embodiment may be implemented in any combination as a whole or in part.

本実施の形態で説明したように、超音波のビームを発信する装置において、ビームを発信する対向面部の垂直方向とビームの出力方向とが異なる送受信方法を用いて、対向面部に戻ってくる反射波の再反射を抑圧する方式は、超音波探傷以外にも適用することができる。例えば、上記の方式は、超音波診断、超音波測定、超音波以外の波を使用する探傷、診断、測定、検知に適用しても構わない。   As described in the present embodiment, in an apparatus that transmits an ultrasonic beam, reflection using a transmission / reception method in which the vertical direction of the facing surface that transmits the beam and the output direction of the beam are different returns to the facing surface. The method of suppressing wave re-reflection can be applied to other than ultrasonic flaw detection. For example, the above method may be applied to ultrasonic diagnosis, ultrasonic measurement, flaw detection using waves other than ultrasonic waves, diagnosis, measurement, and detection.

なお、上記の実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物及び用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。   In addition, said embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, and a use, A various change is possible as needed. .

100 超音波探傷装置、110 超音波探傷器、111,111a,111b,111n 送信部、112,112a,112b,112n 送信遅延部、113,113a,113b,113n 受信部、114,114a,114b,114n 受信アンプ、115,115a,115b,115n A/D変換部、116,116a,116b,116n 受信遅延部、117 加算部、118 CPU、1101,1101a,1101b,1101n 送受信回路、120,120d,520,520d 探触子、121,121d,521,521d 対向面部、122 アレイ状超音波送受信素子、1221,1221a,1221b,1221n 超音波送受信素子、123 つば部、130 探触子保持部、140 水槽、141 水、150 搬送ローラ、160 伝送路、200,200d 試験体、210 平面部、P1 搬送方向、u1,U1,U2,U2d 超音波、e1 第1表面エコー、e2 第2表面エコー、e3 第3表面エコー、E1 平面部反射波、E2 第2表面エコー、R1,R2,R1d 反射波、S1 面、T,Ta,Tn 遅延時間。   100 ultrasonic flaw detector, 110 ultrasonic flaw detector, 111, 111a, 111b, 111n transmitter, 112, 112a, 112b, 112n transmission delay unit, 113, 113a, 113b, 113n receiver, 114, 114a, 114b, 114n Receive amplifier, 115, 115a, 115b, 115n A / D converter, 116, 116a, 116b, 116n Receive delay unit, 117 Adder, 118 CPU, 1101, 1101a, 1101b, 1101n Transceiver circuit, 120, 120d, 520, 520d probe, 121, 121d, 521, 521d facing surface part, 122 array-type ultrasonic transmission / reception element, 1221, 1221a, 1221b, 1221n ultrasonic transmission / reception element, 123 collar part, 130 probe holding part, 140 water tank, 141, 150 transport roller, 160 transmission path, 200, 200d specimen, 210 plane portion, P1 transport direction, u1, U1, U2, U2d ultrasound, e1 first surface echo, e2 second surface echo, e3 third surface echo , E1 plane reflected wave, E2 second surface echo, R1, R2, R1d reflected wave, S1 surface, T, Ta, Tn delay time.

Claims (4)

垂直探傷により試験体を検査する超音波探傷装置において、
前記試験体は、平面部を有し、
前記平面部と対向する対向面部であって、前記対向面部から斜めの方向であり、かつ、前記平面部に対して垂直方向に超音波を発信する対向面部を有する探触子と、
前記平面部に対して前記対向面部が傾斜した状態で前記探触子を保持する探触子保持部と
を備え、
前記対向面部は、
前記対向面部から発信した超音波が前記平面部で反射した平面部反射波を受信し、受信した前記平面部反射波を、前記平面部に対して発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させ
前記対向面部は、
傾斜する方向に沿って複数の超音波送受信素子が配列されたアレイ状超音波送受信素子であって、前記平面部に対して超音波を発信するアレイ状超音波送受信素子を有し、
前記超音波探傷装置は、
前記複数の超音波送受信素子の各超音波送受信素子に遅延時間を与えて超音波を発信させる送受信回路を有する超音波探傷器を備えた超音波探傷装置。
In an ultrasonic flaw detector that inspects a specimen by vertical flaw detection ,
The test body has a flat portion,
A facing surface that faces the flat portion, the a from the opposite surface portion oblique direction, and a probe having opposite surface portions for transmitting ultrasonic waves in a direction perpendicular to the flat portion,
A probe holding portion for holding the probe in a state where the facing surface portion is inclined with respect to the plane portion ,
The facing surface portion is
The ultrasonic wave transmitted from the opposing surface portions to receive the flat portion reflected wave reflected by the flat portion, the flat portion reflected waves received, in a different orientation and outgoing ultrasound orientation with respect to the planar portion is reflected,
The facing surface portion is
An array-shaped ultrasonic transmission / reception element in which a plurality of ultrasonic transmission / reception elements are arranged along an inclined direction, the array-type ultrasonic transmission / reception element transmitting ultrasonic waves to the plane portion,
The ultrasonic flaw detector is
An ultrasonic flaw detector comprising an ultrasonic flaw detector having a transmission / reception circuit that transmits a ultrasonic wave by giving a delay time to each ultrasonic transmission / reception element of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements .
前記送受信回路は、
前記複数の超音波送受信素子の各々が受信した反射波を表す受信信号を受信し、受信した前記受信信号に前記遅延時間を付加し、前記遅延時間が付加された受信信号を合成する合成処理を実行する請求項に記載の超音波探傷装置。
The transceiver circuit is
Receiving a reception signal representing a reflected wave received by each of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements, adding the delay time to the received reception signal, and combining the reception signal with the delay time added thereto; The ultrasonic flaw detector according to claim 1 to be executed.
垂直探傷により試験体を検査する超音波探傷装置であって、前記試験体が有する平面部と対向する対向面部を有する探触子と、前記対向面部から超音波を発信させる送受信回路を有する超音波探傷器とを備えた超音波探傷装置の超音波探傷方法において、  An ultrasonic flaw detection apparatus for inspecting a specimen by means of vertical flaw detection, comprising: a probe having an opposing surface portion opposed to a flat surface portion of the specimen; and an ultrasonic wave having a transmission / reception circuit for transmitting ultrasonic waves from the opposing surface portion In an ultrasonic flaw detection method of an ultrasonic flaw detector equipped with a flaw detector,
探触子保持部が、前記平面部に対して前記対向面部が傾斜した状態で前記探触子を保持し、  A probe holding unit holds the probe in a state in which the facing surface portion is inclined with respect to the planar portion;
前記対向面部が、傾斜する方向に沿って複数の超音波送受信素子が配列されたアレイ状超音波送受信素子を有し、  The opposing surface portion has an arrayed ultrasonic transmission / reception element in which a plurality of ultrasonic transmission / reception elements are arranged along the direction of inclination,
前記送受信回路が、前記複数の超音波送受信素子の各超音波送受信素子に遅延時間を与えて超音波を発信させることにより、前記対向面部から斜めの方向であり、かつ、前記平面部に対して垂直方向に超音波を発信させ、  The transmission / reception circuit gives a delay time to each of the ultrasonic transmission / reception elements of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements to transmit an ultrasonic wave, and is in an oblique direction from the opposing surface portion, and with respect to the planar portion Send ultrasonic waves vertically,
前記対向面部が、前記平面部に対して発信した超音波が前記平面部で反射した平面部反射波を受信し、受信した前記平面部反射波を、前記平面部に対して発信した超音波の向きとは異なる向きに反射させる超音波探傷方法。  The opposing surface portion receives a plane portion reflected wave reflected by the plane portion with an ultrasonic wave transmitted to the plane portion, and the received plane portion reflected wave is transmitted to the plane portion. An ultrasonic flaw detection method that reflects light in a direction different from the direction.
前記送受信回路が、前記複数の超音波送受信素子の各々が受信した反射波を表す受信信号を受信し、受信した前記受信信号に前記遅延時間を付加し、前記遅延時間が付加された受信信号を合成する請求項3に記載の超音波探傷方法。  The transmission / reception circuit receives a reception signal representing a reflected wave received by each of the plurality of ultrasonic transmission / reception elements, adds the delay time to the received reception signal, and receives the reception signal with the delay time added. The ultrasonic flaw detection method according to claim 3 to be synthesized.
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