超声波探伤装置及超声波探伤方法制造方法及图纸

一种超声波探伤装置备有：探头，对探伤面倾斜发射超声波脉冲，同时接收由缺陷反射的回波；扫查机构部，使探头在扫查范围内移动，同时输出探头的空间位置；及发射接收装置，它具有：发射部，产生发射信号并向探头输出；接收部，从探头输入回波；位置检测部，从扫查机构部输入探头空间位置；及信号处理部，根据探头空间位置和回波并考虑超声波束的扩散而检测缺陷。能提高超声波的检查精度并能提高对缺陷等的形状、大小、位置等的检测能力及测量精度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在焊接区的检查、或板材和管材等的检查中采用的。尤其是涉及采用以相对于被检验件的探伤面倾斜的角度发射的超声波的所谓超声波斜角探伤法。作为检查、检测一类术语以外的术语，虽然还有测定、测量等术语，但在这里将测定、测量等术语包含在检查、检测一类术语之内进行处理。而检查结果这一术语也按包含着检验结果和探伤结果等一类术语进行处理。
技术介绍
以往，关于这种超声波斜角探伤法，例如在以下文献中有详细说明，即，「超声波探伤法(修订新版)」，日本学术振兴会·制钢第19委员会，日刊工业新闻社，昭和49年7月30日修订新版发行，昭和52年12月20日修订新版第3次印刷发行，第180页～第199页(以下，简称为「文献A」)。参照图80说明现有的。图80是从上述文献A引用的用于说明现有超声波斜角探伤法的图。在图80中，被检验件1具有母材部2、表面3、底面4、及焊接区5。而在被检验件1的焊接区5的内部，存在声的不连续部(缺陷)6。该声的不连续部6有各种形式，包括焊接时的根部焊道裂纹、焊接起点终点的火口裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、虫形气孔、高温裂纹、因杂质混入引起的与周围介质的材质差异部位等。另外，与焊接作业无关而在材料本身原已存在着的杂质混入部位、裂纹、伤痕等，也相当于声的不连续部。以下，为简单起见，在说明中将这些声的不连续部称作缺陷6。另外，在该图中，将探头7放置在被检验件1的表面3上。从放置在相当于探伤面的被检验件1的表面3上的探头7向被检验件1的内部发射超声波脉冲。图中，超声波脉冲的传播方向以标有箭头的实线表示，角度「θ」是超声波束的折射角。入射在缺陷6上后从其反射的回波，再次由探头7接收。缺陷6按如下方式检测。由图中虽未示出但与探头7电气连接的超声波探伤仪测量从探头7发射超声波脉冲的时间与再次接收到回波的时间的时间差、即超声波脉冲在被检验件中传播所需要的时间。由于该时间是超声波脉冲从探头7到缺陷6往复一次所需的时间，所以将其除2求出单程时间后，可由该单程时间和在被检验件1中的声速求得单程的波程。该波程在图中以「Wy」表示。如图所示，如假定被检验件1的厚度为「t」，则从探头7到缺陷6的水平距离「y」及从被检验件1的表面3到缺陷6的深度「d」，由以下的式1、式2求得。y＝Wy×sin(θ)...式1d＝2t-Wy×cos(θ)...式2另外，对于由上列式2给出的深度d，该式适用于从探头7发射的超声波脉冲在被检验件1的底面4上反射1次后入射到缺陷6的情况。当不利用底面反射而是直射时，即当从探头7发射的超声波脉冲直接入射到缺陷6并直接接收回波时，可采用从同样的几何学关系导出的下列式3。d＝Wy×cos(θ) ...式3尽管这里没有给出，但当超声波脉冲在被检验件1的底面4或表面3上反复进行几次反射而入射到缺陷6后才接收到回波时，也可采用从同样的几何学关系导出的表达式。在超声波斜角探伤法中，作为在被检验件1中传播的超声波，经常使用横波，但例如在特公昭55-36108号公报、特公昭56-17024号公报、特开昭53-74485号公报、特公昭57-1788号公报、特开昭61-169760号公报、特开昭61-239158号公报、特开昭63-261156号公报中所公开的，有时也采用纵波。另外，在图80中示出将1个探头7兼作超声波的发射接收使用的单探头法，但例如在特开昭62-222160号公报、特开昭60-73453号公报、特开昭64-59152号公报、特开平5-322857号公报、特开平7-120439号公报、特公昭57-51062号公报、特开昭55-13845号公报、特开平5-288722号公报中所公开的，也使用对发射和接收分别采用独立探头的双探头法。另外，代替以手动或自动方式使探头7在被检验件1的表面3上在前后左右进行机械式扫查的探伤方法，例如在特开昭57-141549号公报、特公平1-46027号公报、特公平5-84464号公报、特公平6-64017号公报、特公平6-64027号公报、特公平3-50989号公报、特公平4-16174号公报、特开昭60-66159号公报、特开昭64-57165号公报、或特开平7-229879号公报中所公开的，已知还有对探头7采用阵列形探头进行电子扫查或改变折射角θ的方法。再有，例如，如特开平5-288722号公报、特公昭62-28870号公报、特开昭64-9361号公报、或特开昭56-67750号公报中所公开的，还使用着在采用具有相同折射角θ的2个探头的双探头法中使用被称作串列法的机械扫查方法。然而，在以上所述的任何一种方法中，虽然超声波束实际上因衍射而扩散，但缺陷6的检测都是采用忽视这种情况而只着眼于超声波束的中心线并从几何学关系建立的上述表达式进行，从回波高度推断缺陷6的大小。因此，在缺陷6的形状、大小、位置等的测量精度上存在问题。另一方面，有一种为提高缺陷6的检测精度而充分利用由衍射造成的超声波束扩散的尝试。例如，在特开平2-278149公报、特开平2-248855号公报、或特开平5-172789号公报中所公开的采用综合孔径信号处理的方法，就相当于这种尝试。但是，在这类采用综合孔径信号处理的方法中，对从探头7到达缺陷6、并从缺陷6反射而再次回到探头7的超声波束的波程，只考虑了直射的1个波程并以此为前提进行信号处理，因此，在在缺陷6的形状、大小、位置等的测量精度上仍存在问题。在如上所述的现有中，虽然超声波束实际上因衍射而扩散，但缺陷6的检测都是采用忽视这种情况而只着眼于超声波束的中心线并从几何学关系建立的上述表达式进行，从回波高度推断缺陷6的大小。因此，存在着缺陷6的形状、大小、位置等的测量、检测精度不是很好的问题。另外，在其他中，即使对超声波束因衍射而导致的扩散有所考虑，但对从探头7到达缺陷6、并从缺陷6反射而再次回到探头7的超声波束的波程只考虑了直射的1个波程并以此为前提进行信号处理，因此，仍存在着缺陷6的形状、大小、位置等的测量、检测精度不是很好的问题。本专利技术是为解决上述问题而开发的，其目的是提供一种能提高被检验件中的超声波的检查精度并能提高对缺陷等的形状、大小、位置等的检测能力、测量精度的。专利技术的公开本专利技术的超声波探伤装置备有探头，由发射信号驱动并相对于被检验件的探伤面倾斜地发射超声波脉冲，同时按回波形式接收由上述被检验件中的声的不连续部反射的上述超声波脉冲；扫查机构装置，用于使上述探头在上述被检验件上的规定扫查范围内移动，同时输出上述探头的空间位置；发射接收装置，用于产生上述发射信号并向上述探头输出，从上述探头输入和存储所接收的上述回波，同从上述扫查机构装置输入和存储在发射上述超声波脉冲时及收到上述回波时的上述探头的空间位置，根据上述探头的空间位置和上述回波并考虑超声波束因衍射导致的扩散而对上述声的不连续部进行检测。另外，本专利技术的超声波探伤装置备有探头，由发射信号驱动并相对于被检验件的探伤面倾斜地发射超声波脉冲，同时按回波形式接收由上述被检验件中的声的不连续部反射的上述超声波脉冲；扫查机构装置，用于使上述探头在上述被检验件上的规定扫查范围内移动，同时输出上述探头的空间位置；发射接收装置，用于产生上述发送信号并向上述探头输出，从上述探头输入和存储所接收的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波探伤装置，备有：探头，由发射信号驱动并相对于被检验件的探伤面倾斜地发射超声波脉冲，同时按回波形式接收由上述被检验件中的声的不连续部反射的上述超声波脉冲；扫查机构装置，用于使上述探头在上述被检验件上的规定扫查范围内移动，同时输出上述探头的空间位置；发射接收装置，用于产生上述发射信号并向上述探头输出，从上述探头输入和存储所接收的上述回波，同时从上述扫查机构装置输入和存储发射上述超声波脉冲时和收到上述回波时的上述探头的空间位置，根据上述探头的空间位置和上述回波并考虑超声波束因衍射导致的扩散而对上述声的不连续部进行检测。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村友则，和高修三，龟山俊平，小池光裕，马目裕一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]