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JP2005351718A - Omnidirectional flaw detection probe - Google Patents

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JP2005351718A
JP2005351718A JP2004171688A JP2004171688A JP2005351718A JP 2005351718 A JP2005351718 A JP 2005351718A JP 2004171688 A JP2004171688 A JP 2004171688A JP 2004171688 A JP2004171688 A JP 2004171688A JP 2005351718 A JP2005351718 A JP 2005351718A
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JP
Japan
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ultrasonic
flaw detection
detection probe
curved surface
transducers
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Withdrawn
Application number
JP2004171688A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Kawanami
精一 川浪
Masaaki Kurokawa
政秋 黒川
Masatake Azuma
正剛 東
Koichiro Masumoto
光一郎 増本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • GPHYSICS
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an omnidirectional flaw detection probe capable of executing flaw detection inspection of a defect in a wide area of a specimen, in a short time, by the single probe. <P>SOLUTION: This omnidirectional flaw detection probe related to the present invention is provided with a plurality of oscillators arranged on a three-dimensional curved face to form a phased array. The omnidirectional flaw detection probe related to the present invention allows thereby at once the execution of the flaw detection inspection in the area of 360° along a circumferential direction of a normal, and of 0-90° as an angle formed with respect to the normal, as to the normal on an opposed face of the specimen. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、曲面上に配置されたフェーズドアレイ方式の振動子を用いて被検体の探傷を行う探傷プローブと、それを用いた探傷装置に関する。   The present invention relates to a flaw detection probe that performs flaw detection on a subject using a phased array type transducer arranged on a curved surface, and a flaw detection apparatus using the flaw detection probe.

金属容器や金属溶接部の欠陥部を探傷する検査として、非破壊検査が広く行われている。非破壊検査は、製品の信頼性および製品運用時の安全性を確保する上で極めて重要なものである。   Non-destructive inspection is widely performed as inspection for detecting defects in metal containers and metal welds. Non-destructive inspection is extremely important for ensuring product reliability and safety during product operation.

特に、高温環境下において高圧力が負荷されるガスタービン燃焼器においては、非破壊検査による定期的な安全性の確認が必要不可欠である。   In particular, in a gas turbine combustor that is loaded with a high pressure in a high temperature environment, it is indispensable to periodically check safety by nondestructive inspection.

非破壊検査には、超音波探傷センサ(Ultrasonic Testing Sensor:UTセンサ)を用いた超音波探傷装置が使用される。超音波探傷装置は、プローブを有したUTセンサと、UTセンサの動作を制御する制御部、UTセンサにより取得したデータの処理を行う演算部、および演算部により処理された処理結果を表示する表示部を備えている。また、プローブは超音波を送受信する複数の振動子と、複数の振動子が配置されている平面あるいは曲面を有する部材とを備えている。   For nondestructive inspection, an ultrasonic flaw detector using an ultrasonic flaw detection sensor (Ultrasonic Testing Sensor: UT sensor) is used. The ultrasonic flaw detection apparatus includes a UT sensor having a probe, a control unit that controls the operation of the UT sensor, a calculation unit that processes data acquired by the UT sensor, and a display that displays a processing result processed by the calculation unit. Department. Further, the probe includes a plurality of transducers that transmit and receive ultrasonic waves and a member having a flat surface or a curved surface on which the plurality of transducers are arranged.

UTセンサの基本的な動作原理は、UTセンサのプローブに備えられる振動子から被検体に向けて超音波が送信される。そして、被検体中に欠陥部が存在すると、発信された超音波が欠陥部で反射され、反射波がプローブの振動子により受信される。プローブの振動子は超音波の送信機と受信機とを兼ねており、この振動子により反射されてきた超音波が受信されることにより被検体中の欠陥部が識別される。   The basic operation principle of the UT sensor is that an ultrasonic wave is transmitted from a vibrator provided in the probe of the UT sensor toward the subject. When a defective portion exists in the subject, the transmitted ultrasonic wave is reflected by the defective portion, and the reflected wave is received by the transducer of the probe. The transducer of the probe serves as both an ultrasonic transmitter and a receiver, and the ultrasonic wave reflected by the transducer is received to identify a defective portion in the subject.

UTセンサのプローブには、単一の振動子を備えるものと、複数の振動子を備えるものとがある。   UT sensor probes include those having a single transducer and those having a plurality of transducers.

単一の振動子を備えるプローブは、その振動子の超音波送信面が被検体に対して任意の角度になるように設置される。つまり、プローブは非検体の予め決められた検査部位に対して超音波が送信されるように設置される。このため、被検体の複数箇所を検査したい場合には、その角度毎にプローブを設置して検査を実施する必要がある。   The probe including a single transducer is installed such that the ultrasonic transmission surface of the transducer is at an arbitrary angle with respect to the subject. That is, the probe is installed so that ultrasonic waves are transmitted to a predetermined examination site of a non-specimen. For this reason, when it is desired to inspect a plurality of locations on the subject, it is necessary to perform the inspection by installing a probe for each angle.

これに対して、複数の振動子を備えるプローブの代表的なものとして”フェーズドアレイ”と呼ばれる方式があり、複数の振動子が1次元的、あるいは2次元的に配列された構造を有している。この1次元的、あるいは2次元的に配列された複数の振動子のうちの2つ以上の振動子により超音波の送受信が行われる。このフェーズドアレイ方式のプローブでは、超音波の送受信を行っている上記2つ以上の振動子から送信される超音波の位相が制御部により電気的に制御されることにより、超音波のビームの向きを電気的に変化させて、被検体中を走査することができる。これにより、フェーズドアレイ方式のプローブを有したフェーズドアレイUTセンサを使用すれば、被検体への設置角度を変えずとも、電気的に超音波のビームを振ることのできる許容角度の範囲内で、被検体中の欠陥を走査して識別することができる。   On the other hand, there is a method called “phased array” as a typical probe having a plurality of vibrators, and a structure in which a plurality of vibrators are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Yes. Ultrasound is transmitted and received by two or more of the plurality of transducers arranged one-dimensionally or two-dimensionally. In this phased array type probe, the phase of the ultrasonic beam transmitted from the two or more transducers performing ultrasonic transmission / reception is electrically controlled by the control unit, thereby the direction of the ultrasonic beam. It is possible to scan the inside of the subject by electrically changing. As a result, if a phased array UT sensor having a phased array type probe is used, it is possible to electrically oscillate an ultrasonic beam without changing the installation angle on the subject. A defect in the object can be scanned and identified.

図1(1)は、単一の振動子1を有するプローブを備えた通常のUTセンサ2の構成を示している。また、図1(2)は、フェーズドアレイ方式の複数の振動子1a、1b、1c、、を有したプローブを備えたフェーズドアレイUTセンサ3の構成を示している。図1(2)に示されるフェーズドアレイUTセンサ3が備える複数の振動子1a、1b、1c、、は、一次元的な直線上に配列されており、当該センサにおいては、電気的に一次元方向の超音波ビームの走査が行われる。   FIG. 1 (1) shows a configuration of a normal UT sensor 2 including a probe having a single vibrator 1. FIG. 1B shows a configuration of a phased array UT sensor 3 including a probe having a plurality of phased array type transducers 1a, 1b, and 1c. The plurality of transducers 1a, 1b, 1c provided in the phased array UT sensor 3 shown in FIG. 1 (2) are arranged on a one-dimensional straight line, and the sensor is electrically one-dimensional. A scanning of the directional ultrasonic beam is performed.

図2Aに、通常のUTセンサ2における超音波の送信および受信の模式図が示されている。通常のUTセンサ2は、探傷器9とマルチプローブ11とを備えている。マルチプローブ11は、複数のそれぞれ独立した振動子12を有している。そして、1回の動作で対応した1つの振動子が超音波を送受信する。例えば、図2Aにおける最左部の振動子が動作するときには、探傷器9に備えられている最左部のパルサ/レシーバ10が最初にパルサに設定され、ここから超音波の出力指示信号が上記振動子に送信されて、最左部の振動子から超音波13が被検体に向けて送信される。次に、パルサ/レシーバ10がレシーバに切り替えられて、このレシーバから超音波を送信したのと同じ振動子に向かって受信指示信号が送信される。そして、被検体中の欠陥により上記超音波が反射されると、超音波を送信したのと同じ振動子により、この反射されて戻ってきた超音波が受信されて被検体中に欠陥が存在するのが認識される。この一連の動作が終了すると、隣接している振動子において順次同一動作が実行されていく。   FIG. 2A shows a schematic diagram of ultrasonic transmission and reception in a normal UT sensor 2. The normal UT sensor 2 includes a flaw detector 9 and a multi-probe 11. The multi-probe 11 has a plurality of independent vibrators 12. Then, one corresponding transducer in one operation transmits and receives ultrasonic waves. For example, when the leftmost transducer in FIG. 2A operates, the leftmost pulsar / receiver 10 provided in the flaw detector 9 is first set as the pulsar, and the ultrasonic output instruction signal is output from the pulsar. The ultrasonic wave 13 is transmitted from the leftmost vibrator toward the subject. Next, the pulser / receiver 10 is switched to the receiver, and a reception instruction signal is transmitted from the receiver toward the same transducer that has transmitted the ultrasonic wave. When the ultrasonic wave is reflected by a defect in the subject, the reflected ultrasonic wave is received by the same vibrator that has transmitted the ultrasonic wave, and there is a defect in the subject. Is recognized. When this series of operations is completed, the same operation is sequentially performed on adjacent transducers.

図2Bに、フェーズドアレイUTセンサ3における超音波の送信および受信の模式図が示されている。フェーズドアレイUTセンサ3は、探傷器4とマルチプローブ6とを備えている。マルチプローブ6は、フェーズドアレイを形成する複数の振動子7を有している。   FIG. 2B shows a schematic diagram of transmission and reception of ultrasonic waves in the phased array UT sensor 3. The phased array UT sensor 3 includes a flaw detector 4 and a multi-probe 6. The multi-probe 6 has a plurality of transducers 7 that form a phased array.

そして1回の動作で、複数の振動子7のうち2個以上の振動子によって超音波の合成波8が送信され、また受信される。例えば、図2Bにおける最左部の3つの振動子が動作するときには、探傷器4に備えられている最左部の3つのパルサ/レシーバ5が最初にパルサに設定され、ここから超音波の出力指示信号が上記3つの振動子にそれぞれ送信されて、最左部の3つの振動子により送信された超音波の合成波8が被検体に向けて送信される。このとき、図示せぬ制御部により、上記3つの振動子から出力される超音波の位相が電気的に制御されており、この制御により、最左部の3つの振動子により送信された超音波の合成波8の向きは特定の範囲内において電気的に走査される。これにより、フェーズドアレイUTセンサ3においては、通常のUTセンサ2に比べて1回の動作でより広範囲な被検体部位を探傷することができる。次に、最左部の3つのパルサ/レシーバ5がレシーバに切り替えられて、この最左部の3つのパルサ/レシーバ5から超音波を送信したのと同じ3つの振動子に向かって受信指示信号が送信される。そして、被検体中の欠陥により上記合成波8が反射されると、超音波を送信したのと同じ振動子により、この反射されて戻ってきた合成波8が受信されて被検体中に欠陥が存在するのが認識される。この一連の動作が終了すると、別の組み合わせの複数の振動子において順次同一動作が実行されていく。 Then, in one operation, the ultrasonic composite wave 8 is transmitted and received by two or more of the plurality of transducers 7. For example, when the leftmost three transducers in FIG. 2B operate, the leftmost three pulsars / receivers 5 provided in the flaw detector 4 are first set as pulsars, from which ultrasonic waves are output. An instruction signal is transmitted to each of the three transducers, and an ultrasonic synthesized wave 8 transmitted by the three leftmost transducers is transmitted toward the subject. At this time, the phase of the ultrasonic waves output from the three vibrators is electrically controlled by a control unit (not shown), and the ultrasonic waves transmitted by the leftmost three vibrators are controlled by this control. The direction of the synthesized wave 8 is electrically scanned within a specific range. As a result, the phased array UT sensor 3 can detect a wider range of subject parts in a single operation than the normal UT sensor 2. Next, the three leftmost pulsers / receivers 5 are switched to receivers, and reception instruction signals are sent to the same three transducers that transmit ultrasonic waves from the three leftmost pulsers / receivers 5. Is sent. Then, when the synthetic wave 8 is reflected by a defect in the subject, the reflected synthetic wave 8 is received by the same vibrator that has transmitted the ultrasonic wave, and the subject has a defect. It is recognized that it exists. When this series of operations is completed, the same operation is sequentially executed in a plurality of transducers of different combinations.

図3Aは、フェーズドアレイUTセンサ3を用いて試験片14に設けられた欠陥15を探傷する試験構成を示している。試験片14上面にフェーズドアレイUTセンサ3が設置され、フェーズドアレイUTセンサ3のプローブ6に備えられた振動子から試験片14に向けて超音波の合成波が送信される。このとき、フェーズドアレイUTセンサ3のプローブ6に備えられた振動子から送信される超音波の合成波が走査できる領域は、図3A中の試験片14中に扇形の破線で示されている。   FIG. 3A shows a test configuration in which the defect 15 provided on the test piece 14 is detected using the phased array UT sensor 3. The phased array UT sensor 3 is installed on the upper surface of the test piece 14, and a synthesized wave of ultrasonic waves is transmitted from the transducer provided in the probe 6 of the phased array UT sensor 3 toward the test piece 14. At this time, the region where the synthesized wave of the ultrasonic wave transmitted from the transducer provided in the probe 6 of the phased array UT sensor 3 can be scanned is indicated by a fan-shaped broken line in the test piece 14 in FIG. 3A.

図3Bは、図3Aの試験構成を用いて取得された探傷試験結果を示している。図3Bでは、試験片14中に欠陥15が存在するのが識別されている。しかしながら、仮にこの欠陥15がフェーズドアレイUTセンサ3の走査領域外に存在していたときには、欠陥15の存在は現状の試験構成では識別できず、フェーズドアレイUTセンサ3と試験片14との相対的な位置をズラして、再度探傷する必要がある。   FIG. 3B shows flaw detection test results obtained using the test configuration of FIG. 3A. In FIG. 3B, the presence of a defect 15 in the specimen 14 is identified. However, if the defect 15 exists outside the scanning region of the phased array UT sensor 3, the presence of the defect 15 cannot be identified by the current test configuration, and the relative relationship between the phased array UT sensor 3 and the test piece 14 is not possible. It is necessary to shift the correct position and perform the flaw detection again.

上記技術に関連したいくつかの提案がされてきている。   Several proposals related to the above technology have been made.

例えば、特開平11−160294に開示されている「超音波探触子及びこれを用いた超音波斜角探傷法」では、平面形状が扇形に形成された板状シューと、当該シューの円弧面に一次元的に配列された振動子群とからなる超音波探触子において、シューのビーム出口面を、シューの扇形面に対して傾斜させた超音波探触子が提案されている。   For example, in “ultrasonic probe and ultrasonic oblique angle flaw detection method using the same” disclosed in JP-A-11-160294, a plate-like shoe having a planar shape formed in a fan shape, and an arc surface of the shoe In an ultrasonic probe comprising a group of transducers arranged one-dimensionally, an ultrasonic probe in which the beam exit surface of the shoe is inclined with respect to the fan-shaped surface of the shoe has been proposed.

また、特開平2001−343370に開示されている「超音波探傷方法」では、実際の探傷対象材と同じ材質の試験片に対し、探触子から発信する超音波の入射角を変えて探傷することにより、欠陥信号とノイズ信号の入射依存性データを求め、この入射依存性データからデータ重み付け関数を求めること、および実際の探傷対象材に対して探触子から発信する超音波の入射角を変えて探傷し、この実際の探傷データに対してデータ重み付け関数により重み付けをすることにより、探傷データのSN比を向上させて欠陥を検出する超音波探傷方法が提案されている。   Further, in the “ultrasonic flaw detection method” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-343370, flaw detection is performed on a test piece made of the same material as the actual flaw detection target material by changing the incident angle of the ultrasonic wave transmitted from the probe. Thus, the incidence dependence data of the defect signal and the noise signal is obtained, the data weighting function is obtained from the incidence dependence data, and the incident angle of the ultrasonic wave transmitted from the probe to the actual flaw detection target material is determined. There has been proposed an ultrasonic flaw detection method for detecting a defect by improving the S / N ratio of flaw detection data by changing the flaw detection and weighting the actual flaw detection data with a data weighting function.

特開平11−160294号JP-A-11-160294 特開2001−343370号JP 2001-343370 A

本発明の目的は、単一のプローブにより、被検体の3次元的な広い範囲において欠陥の探傷をすることができる探傷プローブを提供することである。   An object of the present invention is to provide a flaw detection probe capable of flaw detection in a wide three-dimensional range of a subject with a single probe.

以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   In the following, means for solving the problem will be described using reference numerals with parentheses used in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. These symbols are added in order to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of the best mode for carrying out the invention. ] Should not be used for interpretation of the technical scope of the invention described in the above.

本発明の超音波探傷プローブは、フェーズドアレイを形成する複数の超音波振動子(100A、100B、400A、400B)と、複数の超音波振動子(100A、100B、400A、400B)が配置される曲面(200,900,1000)を有した部材とを備える。   In the ultrasonic flaw detection probe of the present invention, a plurality of ultrasonic transducers (100A, 100B, 400A, 400B) forming a phased array and a plurality of ultrasonic transducers (100A, 100B, 400A, 400B) are arranged. And a member having a curved surface (200, 900, 1000).

また、本発明の超音波探傷プローブは、超音波振動子(100A、100B)は振動面を有し、複数の超音波振動子(100A、100B)のうち、任意の3つの超音波振動子の振動面の法線が同一平面上にない。   In the ultrasonic flaw detection probe of the present invention, the ultrasonic transducers (100A, 100B) have a vibration surface, and any of the three ultrasonic transducers among the plurality of ultrasonic transducers (100A, 100B). The normal of the vibration surface is not on the same plane.

また、本発明の超音波探傷プローブが備える曲面(900)は凹型曲面である。   Moreover, the curved surface (900) with which the ultrasonic inspection probe of this invention is provided is a concave curved surface.

また、本発明の超音波探傷プローブが備える曲面(200)は凸型曲面である。   Further, the curved surface (200) provided in the ultrasonic flaw detection probe of the present invention is a convex curved surface.

また、本発明の超音波探傷プローブの複数の超音波振動子(100A、100B)のうち、超音波を送信する振動子と超音波を送信する振動子とが異なる。   Of the plurality of ultrasonic transducers (100A, 100B) of the ultrasonic flaw detection probe according to the present invention, the transducer that transmits ultrasonic waves is different from the transducer that transmits ultrasonic waves.

また、本発明の超音波探傷プローブが備える曲面(1000)はかまぼこ型曲面であり、且つ、複数の超音波振動子(400A)はリニアアレイ方式である。   In addition, the curved surface (1000) provided in the ultrasonic flaw detection probe of the present invention is a kamaboko-shaped curved surface, and the plurality of ultrasonic transducers (400A) are of a linear array system.

また、本発明の超音波探傷プローブが備えるリニアアレイ方式の超音波振動子(400B)はマトリックス状に配列される。   The linear array type ultrasonic transducers (400B) included in the ultrasonic flaw detection probe of the present invention are arranged in a matrix.

また、本発明の超音波探傷プローブは、複数の超音波振動子(100C)と、複数の超音波振動子(100C)が配置される曲面(900)を有した部材とを備える。   The ultrasonic flaw detection probe of the present invention includes a plurality of ultrasonic transducers (100C) and a member having a curved surface (900) on which the plurality of ultrasonic transducers (100C) are arranged.

また、本発明の超音波探傷装置は、超音波探傷プローブ(300A、300B、500、600、1100)と、超音波探傷プローブを制御してデータを取得する制御部(111)と、制御部(111)で取得されたデータを処理する演算部(112)と、演算部(112)により処理された処理結果を表示する表示部(110)とを備える。   The ultrasonic flaw detection apparatus of the present invention includes an ultrasonic flaw detection probe (300A, 300B, 500, 600, 1100), a control unit (111) that controls the ultrasonic flaw detection probe and acquires data, and a control unit ( 111) and a display unit (110) for displaying the processing result processed by the calculation unit (112).

また、本発明の超音波探傷方法は、曲面(200,900,1000)に配置されてフェーズドアレイを形成する複数の超音波振動子(100A、100B、400A、400B)のうち、任意の組み合わせの超音波振動子から超音波ビームを送信するステップと、送信された超音波ビームが被検体中の欠陥により反射されて戻ってくる反射波を、複数の超音波振動子または任意の組み合わせの超音波振動子により受信するステップとを備える。   Moreover, the ultrasonic flaw detection method of the present invention is an arbitrary combination of a plurality of ultrasonic transducers (100A, 100B, 400A, 400B) arranged on a curved surface (200, 900, 1000) to form a phased array. A step of transmitting an ultrasonic beam from the ultrasonic transducer and a reflected wave that is reflected by a defect in the subject and returned to the ultrasonic wave of a plurality of ultrasonic transducers or any combination Receiving with a vibrator.

また、本発明の超音波探傷方法は、曲面(900)に配置された超音波振動子(100C)から超音波ビームを送信するステップと、送信された超音波ビームが被検体中の欠陥により反射されて戻ってくる反射波を、超音波振動子(100C)により受信するステップとを備える。   The ultrasonic flaw detection method of the present invention includes a step of transmitting an ultrasonic beam from the ultrasonic transducer (100C) arranged on the curved surface (900), and the transmitted ultrasonic beam is reflected by a defect in the subject. Receiving the reflected wave returned by the ultrasonic transducer (100C).

本発明により、単一のプローブにより被検体の3次元的な全方位およびフォーカス位置に関して欠陥の探傷をすることができる探傷プローブを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a flaw detection probe capable of flaw detection with respect to a three-dimensional omnidirectional and focus position of a subject with a single probe.

また、本発明により極めて短時間で探傷検査を実行することができる。   In addition, the present invention can perform flaw detection inspection in a very short time.

添付図面を参照して、本発明による全方位探傷プローブを実施するための最良の形態を以下に説明する。   The best mode for carrying out an omnidirectional flaw detection probe according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図4は、本発明の実施の形態1に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の全方位探傷プローブは、半球状の凹型曲面900を有する部材と、フェーズドアレイを形成する複数の振動子100Aとを備えている。そして、それぞれの振動子は振動面を備えている。複数の振動子100Aが半球状の凹型曲面900上に3次元的に配置されてプローブ300Aが形成されている。半球状の凹型曲面900の中心に対する法線と、半球状の凹型曲面900上の任意部位の法線とのなす角θは、0°≦θ≦90°に設定されている。これにより、半球状の凹型曲面900の中心に対する法線と、半球状の凹型曲面900上に配置された任意の振動子の振動面に対する法線とのなす角θは、0°≦θ≦90°に設定される。
(First embodiment)
FIG. 4 shows the configuration of the omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 1 of the present invention. The omnidirectional flaw detection probe according to the present embodiment includes a member having a hemispherical concave curved surface 900 and a plurality of transducers 100A forming a phased array. Each vibrator has a vibration surface. A plurality of transducers 100A are three-dimensionally arranged on a hemispherical concave curved surface 900 to form a probe 300A. The angle θ formed by the normal line to the center of the hemispherical concave curved surface 900 and the normal line of an arbitrary part on the hemispherical concave curved surface 900 is set to 0 ° ≦ θ ≦ 90 °. Thus, the angle θ formed between the normal line to the center of the hemispherical concave curved surface 900 and the normal line to the vibration surface of an arbitrary vibrator arranged on the hemispherical concave curved surface 900 is 0 ° ≦ θ ≦ 90. Set to °.

プローブ300Aは、複数の振動子100Aの配置されている凹型曲面900の中心に対する法線と被検体140の対向面の法線とが平行になるように、くさび材800を介して被検体140に接合される。これにより、プローブ300Aの振動子から送信される超音波ビーム17のビームスキャン方向18は、被検体140に対して、半球状の凹型曲面900の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角度にして0°から90°の領域をカバーし、この領域における探傷検査が1回で行われる。この探傷検査は、フェーズドアレイを形成している複数の振動子100Aが半球状の凹型曲面900上に配置されることにより実現される。   The probe 300A is attached to the subject 140 via the wedge material 800 so that the normal to the center of the concave curved surface 900 where the plurality of transducers 100A are arranged and the normal to the surface facing the subject 140 are parallel. Be joined. Accordingly, the beam scan direction 18 of the ultrasonic beam 17 transmitted from the transducer of the probe 300A is 360 ° in the circumferential direction of the normal line with respect to the center of the hemispherical concave curved surface 900 with respect to the subject 140. An area between 0 ° and 90 ° is covered as an angle formed between and flaw detection inspection in this region is performed once. This flaw detection inspection is realized by arranging a plurality of transducers 100A forming a phased array on a hemispherical concave curved surface 900.

本実施の形態における動作原理は、背景技術におけるフェーズドアレイUTセンサ3の超音波の送信および受信方式と同様である。つまり、本実施の形態においては、1回の動作で複数の振動子100Aのうち2個以上の振動子によって超音波が合成されて超音波ビーム17が送信され、また受信される。例えば、任意の3つの振動子が動作するときには、任意の3つの振動子に対応し、本実施の形態のプローブに備えられている図示せぬパルサ/レシーバがそれぞれ最初にパルサに設定され、ここから超音波の出力指示信号が上記3つの振動子にそれぞれ送信されて、任意の3つの振動子により合成された超音波ビーム17が被検体140に向けて送信される。このとき、図示せぬ制御部により、上記3つの振動子から出力される超音波の位相が電気的に制御されており、この制御により、任意の3つの振動子により合成された超音波ビーム17のビームスキャン方向18は特定の範囲内において電気的に走査される。これにより、本実施の形態においては1回の動作でより広範囲な被検体部位を探傷することができる。次に、任意の3つの振動子に対応したパルサ/レシーバがレシーバに切り替えられて、上記パルサ/レシーバのそれぞれから超音波を送信したのと同じ3つの振動子に向かって受信指示信号が送信される。そして、被検体中の欠陥により上記超音波ビーム17が反射されると、超音波を送信したのと同じ振動子により、この反射されて戻ってきた超音波ビーム17が受信されて被検体140中に欠陥が存在するのが認識される。この一連の動作が終了すると、別の組み合わせの複数の振動子において順次同一動作が実行されていく。   The operation principle in the present embodiment is the same as the ultrasonic transmission and reception method of the phased array UT sensor 3 in the background art. That is, in the present embodiment, ultrasonic waves are synthesized by two or more transducers out of the plurality of transducers 100A in one operation, and the ultrasonic beam 17 is transmitted and received. For example, when any three transducers operate, the pulsar / receiver (not shown) provided in the probe of the present embodiment corresponding to any three transducers is first set as the pulsar. The ultrasonic output instruction signals are transmitted to the three transducers, and the ultrasonic beam 17 synthesized by any three transducers is transmitted to the subject 140. At this time, the phase of the ultrasonic wave output from the three vibrators is electrically controlled by a control unit (not shown), and by this control, the ultrasonic beam 17 synthesized by any three vibrators. The beam scanning direction 18 is electrically scanned within a specific range. As a result, in this embodiment, it is possible to detect a wider area of the subject site in one operation. Next, the pulser / receiver corresponding to any of the three transducers is switched to the receiver, and a reception instruction signal is transmitted from the pulser / receiver to the same three transducers that have transmitted ultrasonic waves. The When the ultrasonic beam 17 is reflected by a defect in the subject, the reflected ultrasonic beam 17 is received by the same vibrator that transmitted the ultrasonic wave, and the subject 140 is in the subject 140. It is recognized that there is a defect. When this series of operations is completed, the same operation is sequentially executed in a plurality of transducers of different combinations.

但し、本実施の形態においては、超音波を送受信する2つ以上の振動子の組み合わせは3次元的に自由に選択される。   However, in the present embodiment, a combination of two or more transducers that transmit and receive ultrasonic waves is freely selected three-dimensionally.

本実施の形態により、被検体140に対して、プローブ300Aの半球状凹型曲面900の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角度で0°から90°の領域の探傷検査を1回で行なうことができる。また、3次元配列のフェーズドアレイ方式のプローブ300Aを用いることにより、短時間で検査を実施することができる。さらに、複数の振動子100Aの配置されている3次元曲面が半球状の凹型であるため、少ない振動子数で被検体140に対する超音波の合成波のフォーカシングを行うことができる。   According to the present embodiment, flaw detection inspection is performed on the object 140 in the region of 360 ° in the circumferential direction of the normal line with respect to the center of the hemispherical concave curved surface 900 of the probe 300A and an angle of 0 ° to 90 ° with respect to the normal line. Can be performed at a time. In addition, by using the three-dimensional array of phased array type probes 300A, it is possible to perform an inspection in a short time. Furthermore, since the three-dimensional curved surface on which the plurality of transducers 100A are arranged is a hemispherical concave shape, it is possible to focus the synthesized wave of ultrasonic waves on the subject 140 with a small number of transducers.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の実施の形態2に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の基本的な構成および動作原理は実施の形態1に係わる全方位探傷プローブと同様である。但し、実施の形態1において超音波の合成波を出力する振動子群と被検体140にある欠陥15により反射されてくる超音波を受信する振動子群とは、背景技術におけるフェーズドアレイUTセンサ3の超音波の送信および受信の説明にあるように同一群であったものが、本実施の形態においては同じである必要はない。つまり、反射されてきた超音波を、発信したのとは異なる振動子群で受信することができる。さらには、半球状の凹型曲面900上に配置されている全ての振動子で反射されてきた超音波を受信してもよい。これにより、被検体140にどのような傾きで欠陥15が生じていても検出できる確率が向上する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows the configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 2 of the present invention. The basic configuration and operating principle of the present embodiment are the same as those of the omnidirectional flaw detection probe according to the first embodiment. However, in the first embodiment, the transducer group that outputs the synthesized wave of the ultrasonic wave and the transducer group that receives the ultrasonic wave reflected by the defect 15 in the subject 140 are the phased array UT sensor 3 in the background art. As described in the description of transmission and reception of ultrasonic waves, the same group need not be the same in this embodiment. In other words, the reflected ultrasonic waves can be received by a transducer group different from the transmitting ultrasonic wave. Furthermore, you may receive the ultrasonic wave reflected by all the vibrator | oscillators arrange | positioned on the hemispherical concave curved surface 900. FIG. As a result, the probability that the defect 15 can be detected regardless of the inclination of the subject 140 is improved.

(第3の実施形態)
図6は、本発明の実施の形態3に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の全方位探傷プローブは、半球状の凸型曲面200を有する部材と、フェーズドアレイを形成する複数の振動子100Bとを備えている。そして、それぞれの振動子は振動面を備えている。複数の振動子100Bが半球状の凸型曲面200上に3次元的に配置されてプローブ300Bが形成されている。半球状の凸型曲面200の中心に対する法線と、半球状の凸型曲面200上の任意部位の法線とのなす角θは、0°≦θ≦90°に設定されている。これにより、半球状の凸型曲面200の中心に対する法線と、半球状の凸型曲面200上に配置された任意の振動子の振動面に対する法線とのなす角θは、0°≦θ≦90°に設定される。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows the configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 3 of the present invention. The omnidirectional flaw detection probe according to the present embodiment includes a member having a hemispherical convex curved surface 200 and a plurality of transducers 100B forming a phased array. Each vibrator has a vibration surface. A plurality of transducers 100B are three-dimensionally arranged on a hemispherical convex curved surface 200 to form a probe 300B. An angle θ formed by a normal line to the center of the hemispherical convex curved surface 200 and a normal line of an arbitrary portion on the hemispherical convex curved surface 200 is set to 0 ° ≦ θ ≦ 90 °. As a result, the angle θ formed between the normal line to the center of the hemispherical convex curved surface 200 and the normal line to the vibration surface of an arbitrary vibrator arranged on the hemispherical convex curved surface 200 is 0 ° ≦ θ ≦ 90 ° is set.

プローブ300Bは、複数の振動子100Bの配置されている凸型曲面200の中心に対する法線と被検体140の対向面の法線とが平行になるように、くさび材800を介して被検体140に接合される。これにより、プローブ300Bの振動子から送信される超音波ビーム17のビームスキャン方向18は、被検体140に対して、半球状の凸型曲面200の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角度にして0°から90°の領域をカバーし、この領域における探傷検査が1回で行われる。この探傷検査は、フェーズドアレイを形成している複数の振動子100Bが半球状の凸型曲面200上に配置されることにより実現される。   The probe 300B includes the subject 140 through the wedge material 800 so that the normal to the center of the convex curved surface 200 where the plurality of transducers 100B are arranged and the normal to the opposite surface of the subject 140 are parallel. To be joined. Thereby, the beam scan direction 18 of the ultrasonic beam 17 transmitted from the transducer of the probe 300B is 360 ° in the circumferential direction of the normal line with respect to the center of the hemispherical convex curved surface 200 with respect to the subject 140. An area of 0 ° to 90 ° as an angle formed with the line is covered, and a flaw detection inspection is performed once in this area. This flaw detection inspection is realized by arranging a plurality of transducers 100B forming a phased array on a hemispherical convex curved surface 200.

本実施の形態における動作原理は、背景技術におけるフェーズドアレイUTセンサ3の超音波の送信および受信方式および実施の形態1および2と同様なので省略する。但し、本実施の形態においては、超音波を送受信する2つ以上の振動子の組み合わせは3次元的に自由に選択できる。   The principle of operation in the present embodiment is the same as that of the ultrasonic transmission and reception method of the phased array UT sensor 3 and the first and second embodiments in the background art, and will not be described. However, in the present embodiment, a combination of two or more transducers that transmit and receive ultrasonic waves can be freely selected three-dimensionally.

本実施の形態により、被検体140に対して、プローブ300Bの半球状凸型曲面200の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角度で0°から90°の領域の探傷検査を1回で行なうことができる。また、3次元配列のフェーズドアレイ方式のプローブ300Bを用いることにより、短時間で検査を実施することができる。   According to the present embodiment, flaw detection is performed on the subject 140 in a region of 360 ° in the circumferential direction of the normal line with respect to the center of the hemispherical convex curved surface 200 of the probe 300B and an angle of 0 ° to 90 ° with respect to the normal line. The inspection can be performed once. In addition, by using the three-dimensional array of phased array type probes 300B, the inspection can be performed in a short time.

(第4の実施形態)
図7は、本発明の実施の形態4に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の基本的な構成および動作原理は実施の形態3に係わる全方位探傷プローブと同様である。但し、実施の形態3において超音波の合成波を出力する振動子群と被検体140にある欠陥15により反射されてくる超音波を受信する振動子群とは、背景技術におけるフェーズドアレイUTセンサ3の超音波の送信および受信の説明にあるように同一群であったものが、本実施の形態においては実施の形態2と同様に、同じである必要はない。つまり、反射されてきた超音波を発信したのとは異なる振動子群で受信することができる。さらには、半球状の凸型曲面200上に配置されている全ての振動子で反射されてきた超音波を受信してもよい。これにより、被検体140にどのような傾きで欠陥15が生じていても検出できる確率が向上する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows the configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 4 of the present invention. The basic configuration and operation principle of the present embodiment are the same as those of the omnidirectional flaw detection probe according to the third embodiment. However, in the third embodiment, the transducer group that outputs the synthesized wave of the ultrasonic wave and the transducer group that receives the ultrasonic wave reflected by the defect 15 in the subject 140 are the phased array UT sensor 3 in the background art. As described in the description of transmission and reception of ultrasonic waves, the same group need not be the same in the present embodiment, as in the second embodiment. In other words, the reflected ultrasonic waves can be received by a different transducer group. Furthermore, you may receive the ultrasonic wave reflected by all the vibrator | oscillators arrange | positioned on the hemispherical convex curved surface 200. FIG. As a result, the probability that the defect 15 can be detected regardless of the inclination of the subject 140 is improved.

(第5の実施形態)
図8は、本発明の実施の形態5に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の全方位探傷プローブ500は、かまぼこ型曲面1000と、複数のリニアアレイ(振動子)400Aとを備えている。ここで、かまぼこ型曲面とは、平面を一方向に対して曲率を持たせた3次元曲面である。そして、それぞれのリニアアレイ400Aは、振動面を備えている。複数のリニアアレイ(振動子)400Aが、かまぼこ型曲面1000の凹部上に3次元的に配置されてプローブ500が形成されている。かまぼこ型曲面1000の中心に対する法線と、かまぼこ型曲面1000上の任意部位の法線とのなす角θは、0°≦θ≦90°に設定されている。これにより、かまぼこ型曲面1000の中心に対する法線と、かまぼこ型曲面1000の凹部上に配置された任意のリニアアレイ400Aの振動面の法線とのなす角θは、0°≦θ≦90°に設定される。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 shows the configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 5 of the present invention. The omnidirectional flaw detection probe 500 of this embodiment includes a kamaboko-shaped curved surface 1000 and a plurality of linear arrays (vibrators) 400A. Here, the kamaboko-shaped curved surface is a three-dimensional curved surface having a curved surface in one direction. Each linear array 400A includes a vibration surface. A plurality of linear arrays (vibrators) 400 </ b> A are three-dimensionally arranged on the concave portion of the kamaboko-shaped curved surface 1000 to form a probe 500. The angle θ formed by the normal to the center of the kamaboko-shaped curved surface 1000 and the normal of any part on the kamaboko-shaped curved surface 1000 is set to 0 ° ≦ θ ≦ 90 °. As a result, the angle θ formed between the normal to the center of the kamaboko-shaped curved surface 1000 and the normal of the vibration surface of the arbitrary linear array 400A arranged on the concave portion of the kamaboko-shaped curved surface 1000 is 0 ° ≦ θ ≦ 90 °. Set to

プローブ500は、複数のリニアアレイ(振動子)400Aの配置されているかまぼこ型曲面1000の中心に対する法線と被検体140の対向面の法線とが平行になるように、くさび材800を介して被検体140に接合される。これにより、被検体140に対して、かまぼこ型曲面1000の長手方向の幅の範囲内において、かまぼこ型曲面1000の中心に対する法線とのなす角度にして0°から90°の領域における探傷検査が1回で行われる。この探傷検査は、リニアアレイ400Aが、かまぼこ型曲面1000の凹部上に3次元的に配置されることにより実現される。   The probe 500 is provided with a wedge member 800 so that the normal to the center of the kamaboko-shaped curved surface 1000 where a plurality of linear arrays (vibrators) 400A are arranged and the normal to the opposite surface of the subject 140 are parallel to each other. And joined to the subject 140. As a result, a flaw detection inspection is performed on the subject 140 in a range of 0 ° to 90 ° as an angle formed with the normal to the center of the kamaboko curved surface 1000 within the range of the longitudinal width of the kamaboko curved surface 1000. It is done once. This flaw detection inspection is realized by three-dimensionally arranging the linear array 400A on the concave portion of the kamaboko curved surface 1000.

本実施の形態における動作原理は、背景技術におけるフェーズドアレイUTセンサ3の超音波の送信および受信方式および実施の形態1から4までと同様なので省略する。   The principle of operation in the present embodiment is the same as in the ultrasonic transmission and reception method of the phased array UT sensor 3 and the first to fourth embodiments in the background art, and is therefore omitted.

本実施の形態により、被検体140に対して、プローブ500のかまぼこ型曲面1000の長手方向の幅の範囲内において、かまぼこ型曲面1000の中心に対する法線とのなす角度にして0°から90°の領域における探傷検査を1回の走査で行うことができる。また、3次元配列のフェーズドアレイ方式のプローブ500を用いることにより、短時間で検査を実施することができる。さらに、複数のリニアアレイ(振動子)400Aの配置されている3次元曲面が、かまぼこ型曲面1000の凹部上であるため、少ないリニアアレイ(振動子)数で被検体140に対する超音波の合成波のフォーカシングを行うことができる。   According to the present embodiment, the angle formed by the normal line with respect to the center of the fish-curve-shaped curved surface 1000 within the range of the longitudinal direction of the fish-curved curved surface 1000 of the probe 500 with respect to the subject 140 is 0 ° to 90 °. In this region, the flaw detection inspection can be performed by one scan. In addition, by using the three-dimensional array of phased array type probes 500, the inspection can be performed in a short time. Furthermore, since the three-dimensional curved surface where the plurality of linear arrays (vibrators) 400A are arranged is on the concave portion of the kamaboko-shaped curved surface 1000, the synthesized wave of ultrasonic waves to the subject 140 with a small number of linear arrays (vibrators). Focusing can be performed.

(第6の実施形態)
図9は、本発明の実施の形態6に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の基本的な構成および動作原理は実施の形態5に係わる全方位探傷プローブと同様である。但し、実施の形態5に備えられていたリニアアレイ(振動子)400Aに換わって、マトリックス状に配置されたリニアアレイ(振動子)400Bを備えている。マトリックス状に配置されたリニアアレイ(振動子)400Bを備えていることにより、かまぼこ型曲面1000の長手方向に対しても各々の振動子群による合成波のビームを走査させることができるようになる。これにより、プローブ600のかまぼこ型曲面1000の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角度で0°から90°の領域の探傷検査を1度に行なうことができる。従って本実施の形態においては、実施の形態5と比較して1回の検査において走査する探傷領域が広くなり、且つ、より広範囲からの反射波を検出できる。この結果、非検体140に対する欠陥15の検出効率が向上する。
(Sixth embodiment)
FIG. 9 shows the configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 6 of the present invention. The basic configuration and operation principle of the present embodiment are the same as those of the omnidirectional flaw detection probe according to the fifth embodiment. However, instead of the linear array (vibrator) 400A provided in the fifth embodiment, a linear array (vibrator) 400B arranged in a matrix is provided. By providing the linear array (vibrator) 400B arranged in a matrix, it becomes possible to scan the synthesized wave beam from each transducer group in the longitudinal direction of the kamaboko curved surface 1000 as well. . As a result, a flaw detection inspection can be performed at a time in a region of 360 ° in the circumferential direction of the normal line with respect to the center of the kamaboko-shaped curved surface 1000 of the probe 600 and an angle of 0 ° to 90 ° with respect to the normal line. Therefore, in the present embodiment, compared with the fifth embodiment, the flaw detection area to be scanned in one inspection is wide, and a reflected wave from a wider range can be detected. As a result, the detection efficiency of the defect 15 for the non-analyte 140 is improved.

(第7の実施形態)
図10は、本発明の実施の形態7に係わる全方位探傷プローブの構成を示している。本実施の形態の全方位探傷プローブ1100は、半球状の凹型曲面900を備えた部材と、フェーズドアレイを形成しない複数の振動子100Cとを備えている。複数の振動子100Cは半球状の3次元凹型曲面900上に離散的に配置されてプローブ1100が形成されている。また、半球状の凹型曲面900の中心に対する法線と、半球状の凹型曲面900上に離散的に配置された任意の振動子の面に対する法線とのなす角θは、0°、45°、60°というように、0°≦θ≦90°の範囲内で予め決められた角度方向に限定して設定されている。
(Seventh embodiment)
FIG. 10 shows the configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 7 of the present invention. The omnidirectional flaw detection probe 1100 of this embodiment includes a member having a hemispherical concave curved surface 900 and a plurality of transducers 100C that do not form a phased array. The plurality of transducers 100C are discretely arranged on a hemispherical three-dimensional concave curved surface 900 to form a probe 1100. In addition, the angle θ between the normal line to the center of the hemispherical concave curved surface 900 and the normal line to the surface of any transducer discretely arranged on the hemispherical concave curved surface 900 is 0 °, 45 °. 60 °, for example, the angle is set in a predetermined angle direction within a range of 0 ° ≦ θ ≦ 90 °.

プローブ1100は、複数の振動子100Cの配置されている凹型曲面900の中心に対する法線と被検体140の対向面の法線とが平行になるように、くさび材800を介して被検体140に接合される。これにより、被検体140に対して、半球状の凹型曲面900の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角θにして0°、45°、60°というように、0°≦θ≦90°の範囲内で予め決められた角度方向の領域における探傷検査が、複数の振動子100Cのそれぞれの振動子毎に行われる。この探傷検査は、通常のUTセンサ2が、3次元の凹型曲面900上に配置されることにより実現される。   The probe 1100 is attached to the subject 140 via the wedge material 800 so that the normal to the center of the concave curved surface 900 where the plurality of transducers 100C are arranged and the normal to the opposite surface of the subject 140 are parallel. Be joined. Accordingly, 0 to the subject 140, such as 360 ° in the circumferential direction of the normal to the center of the hemispherical concave curved surface 900, 0 °, 45 °, 60 ° as the angle θ formed with the normal. A flaw detection inspection in a predetermined angular direction region within a range of ° ≦ θ ≦ 90 ° is performed for each transducer of the plurality of transducers 100C. This flaw detection inspection is realized by arranging a normal UT sensor 2 on a three-dimensional concave curved surface 900.

本実施の形態における動作原理は、背景技術における通常のUTセンサ2の超音波の送信および受信と同様なので省略する。   The principle of operation in the present embodiment is the same as that of normal ultrasonic transmission and reception of the UT sensor 2 in the background art, and is therefore omitted.

本実施の形態により、被検体140に対して、プローブ1100の半球状凹型曲面900の中心に対する法線の周方向に360°、法線とのなす角度で0°から90°の間の任意の角度における探傷を行なうことができる。また、本実施の形態においては、超音波を送受信する振動子100が決められた方向に向けてのみ3次元的に配置されることにより、少ない振動子数で被検体140の探傷したい領域に限っての探傷を実施するのに非常に効率的である。また、少ない振動子数、あるいはフェーズドアレイ方式で必要であった電気的な位相の制御を必要とせず検査が実施できるため、試験コストを削減することができる。   According to the present embodiment, the object 140 is 360 ° in the circumferential direction of the normal to the center of the hemispherical concave curved surface 900 of the probe 1100, and an arbitrary angle between 0 ° and 90 ° with respect to the normal. Flaw detection at an angle can be performed. Further, in the present embodiment, the transducer 100 that transmits and receives ultrasonic waves is three-dimensionally arranged only in a predetermined direction, so that it is limited to a region where the subject 140 is desired to be flawed with a small number of transducers. It is very efficient to carry out all inspections. In addition, the test cost can be reduced because the inspection can be performed without requiring the control of the electrical phase that is necessary for the small number of vibrators or the phased array method.

(第8の実施形態)
図11は、本発明の実施の形態8に係わる超音波探傷装置の構成を示している。本実施の形態の超音波探傷装置115は、実施の形態1から7までに記載の全方位探傷プローブ(300A、300B、500、600、1100)のうちいずれか1つと(このプローブが、背景技術におけるセンサに対応する)、全方位探傷プローブを制御してデータを取得する制御部(111)と、制御部(111)で取得されたデータを処理する演算部(112)と、演算部(112)により処理された処理結果を表示する表示部(110)とを備えている。全方位探傷プローブ(300A、300B、500、600、1100)は実施の形態1から7までに記載されているのと同様に、くさび材800を介して被検体140に設置されている。
(Eighth embodiment)
FIG. 11 shows the configuration of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 8 of the present invention. The ultrasonic flaw detection apparatus 115 according to the present embodiment includes any one of the omnidirectional flaw detection probes (300A, 300B, 500, 600, 1100) described in the first to seventh embodiments (this probe is a background art). A control unit (111) that controls the omnidirectional flaw detection probe to acquire data, a calculation unit (112) that processes the data acquired by the control unit (111), and a calculation unit (112 And a display unit (110) for displaying the processing result processed by (1). The omnidirectional flaw detection probes (300A, 300B, 500, 600, 1100) are installed on the subject 140 via the wedge material 800 in the same manner as described in the first to seventh embodiments.

本実施の形態の超音波探傷装置115で被検体140の探傷が開始されると、制御部111から全方位探傷プローブ(300A、300B、500、600、1100)に対して超音波の送信指示が出される。制御部111からの超音波送信指示により、全方位探傷プローブの振動子から被検体140に対して超音波が送信される。そして、被検体140中に欠陥が存在すると、その欠陥により全方位探傷プローブから送信された超音波が反射され、この反射されて戻ってきた超音波は全方位探傷プローブの振動子により受信される。制御部111は、全方位探傷プローブに対して超音波の発信および受信の指示のほかに、全方位探傷プローブがフェーズドアレイ方式の場合には、複数の振動子の組み合わせを順次指定して、それらの振動子群の位相を電気的に制御することにより、超音波の合成波のビームの向きをスキャンして被検体140中の欠陥を広範囲に渡って走査する。また、全方位探傷プローブが通常のマルチプローブにより形成されている場合には、複数の振動子から1つの振動子を指定して動作させ、指定された振動子による探傷が終了すると次の振動子の動作指示を行うことにより、振動子全体の動作が制御される。これにより、マルチプローブによる被検体140の探傷が実施される。   When flaw detection of the subject 140 is started by the ultrasonic flaw detection apparatus 115 of the present embodiment, the control unit 111 issues an ultrasonic transmission instruction to the omnidirectional flaw detection probes (300A, 300B, 500, 600, 1100). Is issued. In response to an ultrasonic transmission instruction from the control unit 111, ultrasonic waves are transmitted from the transducer of the omnidirectional flaw detection probe to the subject 140. If there is a defect in the subject 140, the ultrasonic wave transmitted from the omnidirectional flaw detection probe is reflected by the defect, and the reflected ultrasonic wave is received by the transducer of the omnidirectional flaw detection probe. . In addition to sending and receiving ultrasonic waves to the omnidirectional flaw detection probe, the control unit 111 sequentially specifies combinations of a plurality of transducers when the omnidirectional flaw detection probe is a phased array method. By electrically controlling the phase of the transducer group, the direction of the beam of the synthesized ultrasonic wave is scanned to scan the defect in the subject 140 over a wide range. In addition, when the omnidirectional flaw detection probe is formed by a normal multi-probe, a single transducer is designated and operated from a plurality of transducers, and when the flaw detection by the designated transducer is completed, the next transducer By performing the operation instruction, the operation of the entire vibrator is controlled. Thereby, the test of the subject 140 by the multi-probe is performed.

全方位探傷プローブによる動作原理については、すでに実施の形態1から7までに説明されているのでここでは省略する。また、本実施の形態の超音波探傷装置の効果については、そのときに備えられる実施の形態1から7までの全方位探傷プローブにおいて述べられているものと同等である。   Since the operation principle by the omnidirectional flaw detection probe has already been described in the first to seventh embodiments, it is omitted here. In addition, the effect of the ultrasonic flaw detection apparatus according to the present embodiment is equivalent to that described in the omnidirectional flaw detection probes according to the first to seventh embodiments provided at that time.

本実施の形態の超音波探傷装置を用いることにより、単一のプローブで、被検体140の広い範囲に渡る欠陥の探傷を短時間で実施することができる。   By using the ultrasonic flaw detection apparatus according to the present embodiment, it is possible to perform flaw detection over a wide range of the subject 140 in a short time with a single probe.

(a)従来のUTセンサの構成を示す図である。 (b)従来のフェーズドアレイUTセンサの構成を示す図である。(A) It is a figure which shows the structure of the conventional UT sensor. (B) It is a figure which shows the structure of the conventional phased array UT sensor. 従来のUTセンサにおける超音波の送信および受信の模式図である。It is a schematic diagram of transmission and reception of ultrasonic waves in a conventional UT sensor. 従来のフェーズドアレイUTセンサにおける超音波の送信および受信の模式図である。It is a schematic diagram of transmission and reception of ultrasonic waves in a conventional phased array UT sensor. 従来のフェーズドアレイUTセンサを用いた試験コンフィギュレーションを示す図である。It is a figure which shows the test configuration using the conventional phased array UT sensor. 従来のフェーズドアレイUTセンサを用いた試験により取得された探傷映像を示す図である。It is a figure which shows the flaw detection image acquired by the test using the conventional phased array UT sensor. 実施の形態1に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the omnidirectional flaw detection probe concerning Embodiment 2. FIG. 実施の形態3に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to Embodiment 3. 実施の形態4に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the omnidirectional flaw detection probe concerning Embodiment 4. FIG. 実施の形態5に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to a fifth embodiment. 実施の形態6に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to a sixth embodiment. 実施の形態7に係わる全方位探傷プローブの構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an omnidirectional flaw detection probe according to a seventh embodiment. 実施の形態8に係わる超音波探傷装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic flaw detector according to Embodiment 8.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b、1c、7、12、700…振動子
2…通常のUTセンサ
3…フェーズドアレイUTセンサ
4、9…探傷器
5、10…パルサ/レシーバ
8…超音波合成波
11…マルチプローブ
13…1プローブの超音波
14…試験片
15…欠陥
16…探傷映像
17…超音波ビーム
18…ビームスキャン方向
19…超音波ビーム反射波
100A,100B,100C…振動子
110…表示部
111…制御部
112…演算部
115…超音波探傷装置
140…被検体
200…凸型曲面
400…リニアアレイ(振動子)
6、300A、300B、500、600、1100…プローブ
800…くさび材
900…凹型曲面
1000…かまぼこ型曲面
1, 1a, 1b, 1c, 7, 12, 700 ... vibrator 2 ... normal UT sensor 3 ... phased array UT sensor 4, 9 ... flaw detector 5, 10 ... pulser / receiver 8 ... ultrasonic composite wave 11 ... multi Probe 13 ... 1 probe ultrasonic wave 14 ... test piece 15 ... defect 16 ... flaw detection image 17 ... ultrasonic beam 18 ... beam scanning direction 19 ... ultrasonic beam reflected waves 100A, 100B, 100C ... transducer 110 ... display unit 111 ... Control unit 112 ... arithmetic unit 115 ... ultrasonic flaw detector 140 ... subject 200 ... convex curved surface 400 ... linear array (vibrator)
6, 300A, 300B, 500, 600, 1100 ... probe 800 ... wedge material 900 ... concave curved surface 1000 ... kamaboko-shaped curved surface

Claims (12)

フェーズドアレイを形成する複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子が配置される曲面を有した部材と
を具備する超音波探傷プローブ。
A plurality of ultrasonic transducers forming a phased array;
An ultrasonic flaw detection probe comprising: a member having a curved surface on which the plurality of ultrasonic transducers are disposed.
請求項1に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記超音波振動子は振動面を有し、
前記複数の超音波振動子のうち、任意の3つの超音波振動子の前記振動面の法線が同一平面上にない超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 1,
The ultrasonic transducer has a vibration surface;
An ultrasonic flaw detection probe in which normal lines of the vibration surfaces of any three ultrasonic transducers among the plurality of ultrasonic transducers are not on the same plane.
請求項1または2に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記曲面は凹型曲面である超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 1 or 2,
The ultrasonic flaw detection probe, wherein the curved surface is a concave curved surface.
請求項1または2に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記曲面は凸型曲面である超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 1 or 2,
The ultrasonic flaw detection probe, wherein the curved surface is a convex curved surface.
請求項3または4に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記複数の超音波振動子のうち、超音波を送信する振動子と超音波を受信する振動子とが異なる超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 3 or 4,
An ultrasonic flaw detection probe in which a transducer that transmits ultrasonic waves and a transducer that receives ultrasonic waves are different from each other among the plurality of ultrasonic transducers.
請求項1に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記曲面はかまぼこ型曲面であり、前記複数の超音波振動子はリニアアレイ方式である超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 1,
An ultrasonic flaw detection probe in which the curved surface is a kamaboko-shaped curved surface, and the plurality of ultrasonic transducers are of a linear array type.
請求項6に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記複数の超音波振動子はマトリックス状に配列される超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 6,
The plurality of ultrasonic transducers are ultrasonic flaw detection probes arranged in a matrix.
複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子が配置される曲面を有した部材と
を具備する超音波探傷プローブ。
A plurality of ultrasonic transducers;
An ultrasonic flaw detection probe comprising: a member having a curved surface on which the plurality of ultrasonic transducers are arranged.
請求項8に記載の超音波探傷プローブにおいて、
前記曲面は凹型曲面である超音波探傷プローブ。
The ultrasonic flaw detection probe according to claim 8,
The ultrasonic flaw detection probe, wherein the curved surface is a concave curved surface.
請求項1から8までに記載のいずれか一項の超音波探傷プローブと、
前記超音波探傷プローブを制御してデータを取得する制御部と、
前記制御部で取得されたデータを処理する演算部と、
前記演算部により処理された処理結果を表示する表示部と
を具備する超音波探傷装置。
The ultrasonic flaw detection probe according to any one of claims 1 to 8,
A control unit that acquires data by controlling the ultrasonic flaw detection probe; and
An arithmetic unit that processes data acquired by the control unit;
An ultrasonic flaw detector comprising: a display unit that displays a processing result processed by the arithmetic unit.
曲面に配置されてフェーズドアレイを形成する複数の超音波振動子のうち、任意の組み合わせの超音波振動子から超音波ビームを送信するステップと、
前記送信された超音波ビームが被検体中の欠陥により反射されて戻ってくる反射波を、前記複数の超音波振動子または前記任意の組み合わせの超音波振動子により受信するステップと
を具備する超音波探傷方法。
A step of transmitting an ultrasonic beam from any combination of ultrasonic transducers arranged on a curved surface to form a phased array; and
Receiving the reflected wave, which is reflected by the transmitted ultrasonic beam reflected by a defect in the subject, by the plurality of ultrasonic transducers or the arbitrary combination of ultrasonic transducers. Sonic flaw detection method.
曲面に配置された超音波振動子から超音波ビームを送信するステップと、
前記送信された超音波ビームが被検体中の欠陥により反射されて戻ってくる反射波を、前記超音波振動子により受信するステップと
を具備する超音波探傷方法。
Transmitting an ultrasonic beam from an ultrasonic transducer disposed on a curved surface;
An ultrasonic flaw detection method comprising: a step of receiving, by the ultrasonic transducer, a reflected wave in which the transmitted ultrasonic beam is reflected and returned by a defect in a subject.
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