JP2017198501A - Ultrasonic flaw detection method, ultrasonic flaw detection device, ultrasonic flaw detection program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波探傷方法、超音波探傷装置、超音波探傷プログラムおよび記録媒体に関し、超音波探傷データの検査対象物における位置を特定する場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to an ultrasonic flaw detection method, an ultrasonic flaw detection apparatus, an ultrasonic flaw detection program, and a recording medium, and is useful when applied to specify the position of ultrasonic flaw detection data in an inspection object.
超音波探傷では、超音波探触子（以下、プローブと称す。）を検査対象物に当接させて発生させた超音波を前記検査対象物の内部に入射させ、前記検査対象物内で反射した超音波を受信して画像データとして処理する。かかる処理により検査対象物の内部の様子を可視化することで前記内部の、例えば傷や欠陥の存在等を検出する。超音波探傷には、通常Ａスコープ、Ｂスコープ、Ｃスコープと呼称される画像データが用いられる。 In ultrasonic flaw detection, ultrasonic waves generated by bringing an ultrasonic probe (hereinafter referred to as a probe) into contact with an inspection object are made incident on the inspection object and reflected within the inspection object. The received ultrasonic waves are received and processed as image data. By visualizing the state of the inside of the inspection object by such processing, for example, the presence of a scratch or a defect is detected. For ultrasonic flaw detection, image data generally referred to as A scope, B scope, and C scope are used.
Ａスコープは、図８（ａ）に示すように、検査対象物１００の所定の一点で内部に向けてプローブ１から超音波を照射することにより得る。したがって、このときのＡスコープデータは、図８（ｂ）に示すように、横軸に採った検査対象物１００の深さ方向における反射波の振幅を表すものとなる。すなわち、裏面１００ａまたは途中の欠陥１００ｂで反射された超音波が検出される。 As shown in FIG. 8A, the A scope is obtained by irradiating an ultrasonic wave from the probe 1 toward the inside at a predetermined point of the inspection object 100. Accordingly, the A scope data at this time represents the amplitude of the reflected wave in the depth direction of the inspection object 100 taken along the horizontal axis, as shown in FIG. 8B. That is, the ultrasonic wave reflected by the back surface 100a or the defect 100b in the middle is detected.
Ｂスコープは、図９（ａ）に示すように、検査対象物１００の表面で直線的にプローブ１を移動させつつプローブ１から検査対象物１００の内部に向けて超音波を照射することにより得る。したがって、このときのＢスコープデータは、図９（ｂ）に示すように、横軸に採った検査対象物１００の表面の特定の直線上の位置における検査対象物１００の一断面内の様子を表すものとなる。すなわち、裏面１００ａまたは途中の欠陥１００ｃで反射された超音波が検出される。 As shown in FIG. 9A, the B scope is obtained by irradiating ultrasonic waves from the probe 1 toward the inside of the inspection object 100 while moving the probe 1 linearly on the surface of the inspection object 100. . Therefore, as shown in FIG. 9B, the B scope data at this time represents a state in one cross section of the inspection object 100 at a position on a specific straight line on the surface of the inspection object 100 taken along the horizontal axis. To represent. That is, the ultrasonic wave reflected by the back surface 100a or the defect 100c in the middle is detected.
Ｃスコープは、図１０（ａ）に示すように、検査対象物１００の表面の全域で平面的にプローブ１を移動させつつプローブ１から検査対象物１００の内部に向けて超音波を照射することにより得る。したがって、このときのＣスコープデータは、図１０（ｂ）に示すように、検査対象物１００の水平断面の様子（マッピング画像）を表すものとなる。すなわち、裏面１００ａまたは途中の欠陥１００ｄで反射された超音波が検出される。 As shown in FIG. 10A, the C scope irradiates ultrasonic waves from the probe 1 toward the inside of the inspection object 100 while moving the probe 1 in a plane over the entire surface of the inspection object 100. By Therefore, the C scope data at this time represents a state (mapping image) of a horizontal section of the inspection object 100 as shown in FIG. That is, the ultrasonic wave reflected by the back surface 100a or the defect 100d on the way is detected.
かかる超音波探傷装置においてＢスコープデータおよびＣスコープデータは、エンコーダ付きのスキャナを用いてプローブ１で検出した反射波の波形とプローブ１の位置とを紐付けしながら取得する。このようにスキャナは、プローブ１の位置情報を取得し、プローブ１の波形とプローブ１の位置を紐付けるものであり、通常はレールやアーム等のガイド機構がついており、プローブ１がデータ採取した際の座標を計測器側へ出力する。かくして、プローブ１からはＡスコープデータが出力され、このＡスコープデータの一つ一つにプローブ１の位置データを紐付けると、探傷範囲全体の画像化が可能となる。例えば、プローブ１を１次元で走査した場合はＢスコープデータが得られ、プローブ１を２次元で走査した場合はＣスコープデータが得られる。 In such an ultrasonic flaw detector, the B scope data and the C scope data are acquired while associating the waveform of the reflected wave detected by the probe 1 with the position of the probe 1 using a scanner with an encoder. As described above, the scanner acquires the position information of the probe 1 and links the waveform of the probe 1 and the position of the probe 1. Usually, a guide mechanism such as a rail or an arm is attached, and the probe 1 collects data. The coordinates at the time are output to the measuring instrument side. Thus, A scope data is output from the probe 1, and if the position data of the probe 1 is linked to each of the A scope data, the entire flaw detection range can be imaged. For example, when the probe 1 is scanned in one dimension, B scope data is obtained, and when the probe 1 is scanned in two dimensions, C scope data is obtained.
なお、超音波探傷方法を開示する公知文献として、例えば特許文献１が存在する。これは、探傷データ中の形状エコーの出現パターンを数値化してプローブの取得データと比較することにより位置情報を検出するものである。ただ、特許文献１では検査対象物の形状信号が検出されないような平板形状の場合には適用が不可能である。 For example, Patent Document 1 exists as a known document that discloses an ultrasonic flaw detection method. In this method, the position information is detected by digitizing the appearance pattern of the shape echo in the flaw detection data and comparing it with the acquired data of the probe. However, Patent Document 1 cannot be applied to a flat plate shape in which the shape signal of the inspection object is not detected.
ところが、上述のごとき従来技術においては、実際の探傷作業に際し、配管や管台等の検査対象物１にエンコーダ付きのスキャナを取付ける際の位置合わせや固定作業等に多くの手間がかかる等、探傷作業の準備に多大な時間を要するという課題がある。また、探傷場所によっては、これが狭隘部位である等の理由によりスキャナを取付けるスペースを確保できない場合もある。 However, in the prior art as described above, in actual flaw detection work, flaw detection such as positioning and fixing work when attaching a scanner with an encoder to the inspection object 1 such as a pipe or a nozzle is required. There is a problem that it takes a lot of time to prepare for work. Also, depending on the flaw detection location, there may be a case where a space for mounting the scanner cannot be secured because it is a narrow portion.
本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、所定の超音波探傷データの採取に際しはプローブの位置情報の採取を行うことなく前記位置情報と対応させた超音波探傷データを得ることを可能とした超音波探傷方法、超音波探傷装置、超音波探傷プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention makes it possible to obtain ultrasonic flaw detection data corresponding to the position information without collecting probe position information when collecting predetermined ultrasonic flaw detection data. An object is to provide an ultrasonic flaw detection method, an ultrasonic flaw detection apparatus, an ultrasonic flaw detection program, and a recording medium.
上記目的を達成する本発明の超音波探傷方法の態様は次の通りである。
１） 所定の検査対象物を超音波探触子（プローブ）の位置情報と紐付けしつつ超音波探傷することにより得るとともに、前記位置情報と紐付けされた超音波探傷データであるノイズデータを採取する一方、
前記プローブを手動で操作して前記検査対象物に対して行なった超音波探傷により得る前記検査対象物の実測探傷データを採取するとともに、
前記ノイズデータと前記実測探傷データとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことにより、前記実測探傷データに前記位置情報を紐付けし、
さらに前記紐付けした前記実測探傷データに基づき前記検査対象物における欠陥を、前記検査対象物における位置とともに特定すること。
The aspect of the ultrasonic flaw detection method of the present invention that achieves the above object is as follows.
1) Obtaining noise data, which is ultrasonic flaw detection data linked to the position information, while obtaining a predetermined inspection object with flaw detection while associating it with position information of the ultrasonic probe (probe). While collecting
Collecting measured flaw detection data of the inspection object obtained by ultrasonic flaw detection performed on the inspection object by manually operating the probe,
By comparing the noise data and the measured flaw detection data and performing pattern matching between them, the position information is linked to the measured flaw detection data,
Furthermore, the defect in the inspection object is specified together with the position in the inspection object based on the linked actual measurement data.
２） 上記１）において、前記ノイズデータは、別途作成しておいたデータベースから読み出すことにより得ること。 2) In the above 1), the noise data is obtained by reading from a separately created database.
３） 上記１）または２）において、前記プローブとしてフェーズドアレイプローブを用いるとともに、前記パターンマッチング処理は、前記フェーズドアレイプローブにより得るＳスコープデータに基づくこと。 3) In 1) or 2) above, a phased array probe is used as the probe, and the pattern matching processing is based on S scope data obtained by the phased array probe.
４） 上記１）〜３）の何れかにおいて、前記ノイズデータは、所定の通常感度よりも高い感度で信号処理を行って生成するとともに、
前記実測探傷データは、前記高い感度で信号処理を行ったものと、前記通常感度で信号処理を行ったものとの２種類を生成する一方、
前記パターンマッチング処理は、前記ノイズデータと、前記高い感度で信号処理を行った前記実測探傷データとを比較することにより行なうとともに、
前記欠陥の探傷は前記通常感度で信号処理を行った前記実測探傷信号に基づき実施すること。
4) In any one of the above 1) to 3), the noise data is generated by performing signal processing at a sensitivity higher than a predetermined normal sensitivity,
The actually measured flaw detection data generates two types of data processed with the high sensitivity and data processed with the normal sensitivity,
The pattern matching process is performed by comparing the noise data with the measured flaw detection data that has been subjected to signal processing with the high sensitivity,
The flaw detection is performed based on the measured flaw detection signal that has been subjected to signal processing with the normal sensitivity.
本発明の超音波探傷装置の態様は次の通りである。
５） 所定の検査対象物を、プローブの位置情報を紐付けて超音波探傷することにより得る前記位置情報と紐付けされた超音波探傷データであるノイズデータを記憶するノイズデータ記憶部と、
前記プローブにより前記検査対象物に対して行なった超音波探傷により得る前記検査対象物の実測探傷データを記憶する実測探傷データ記憶部と、
前記ノイズデータ記憶部に記憶しているノイズデータと、前記実測探傷データ記憶部に記憶している実測データとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことにより前記実測探傷データに前記位置情報を紐付けるパターンマッチング処理部と、
前記パターンマッチング処理部の処理結果に基づき前記実測探傷データ中の欠陥を、前記位置情報に基づき前記検査対象物における位置を特定して検出する欠陥検出部とを有すること。
The aspect of the ultrasonic flaw detector of the present invention is as follows.
5) a noise data storage unit that stores noise data that is ultrasonic flaw detection data linked to the position information obtained by linking a predetermined inspection object with ultrasonic flaw detection by linking the probe position information;
An actual flaw detection data storage unit for storing actual flaw detection data of the inspection object obtained by ultrasonic flaw detection performed on the inspection object by the probe;
By comparing the noise data stored in the noise data storage unit with the actual measurement data stored in the actual flaw detection data storage unit and performing pattern matching between them, the position information is added to the actual flaw detection data. A pattern matching processing unit to be linked;
A defect detection unit configured to identify and detect a defect in the actually measured flaw detection data based on a processing result of the pattern matching processing unit based on the position information.
６） 上記５）において、前記プローブはフェーズドアレイプローブであり、前記パターンマッチング処理部における前記パターンマッチング処理は、前記フェーズドアレイプローブにより得るＳスコープデータに基づくこと。 6) In the above 5), the probe is a phased array probe, and the pattern matching processing in the pattern matching processing unit is based on S scope data obtained by the phased array probe.
７） 上記５）または６）において、
前記ノイズデータ記憶部は、所定の通常感度よりも高い感度の信号処理を行って生成したノイズデータを記憶するとともに、
前記実測探傷データ記憶部は、前記高い感度で信号処理を行ったノイズ比較用の実測探傷データと、前記通常感度で信号処理を行った欠陥検出用の実測探傷との２種類をそれぞれ記憶し、
前記パターンマッチング処理部は、前記ノイズデータと、前記ノイズ比較用の実測探傷データとを比較することにより両者のパターンマッチング処理を行って、欠陥検出用の前記実測探傷データに前記プローブの位置情報を紐付けする処理を実施し、
前記欠陥検出部は、前記紐付けされた前記実測探傷データに基づき前記検査対象物における欠陥を、前記検査対象物における位置とともに特定するものであること。
7) In 5) or 6) above,
The noise data storage unit stores noise data generated by performing signal processing with a sensitivity higher than a predetermined normal sensitivity,
The measured flaw detection data storage unit stores two types of noise comparison measured flaw detection data for which signal processing has been performed with high sensitivity and defect detection flaw detection for which signal processing has been performed with normal sensitivity, respectively.
The pattern matching processing unit performs a pattern matching process by comparing the noise data with the actually measured flaw detection data for noise comparison, and adds the position information of the probe to the actually measured flaw detection data for defect detection. Perform linking process,
The defect detection unit specifies a defect in the inspection object together with a position in the inspection object based on the linked actual measurement data.
本発明の超音波探傷プログラムの態様は次の通りである。
８） 所定の検査対象物を、プローブの位置情報を紐付けして超音波探傷することにより得る前記プローブの位置情報と紐付けした超音波探傷データであるノイズデータと、前記プローブを手動で操作して前記検査対象物に対して行なった検査対象物の超音波探傷データとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことにより、前記超音波探傷データ中の欠陥を表すデータの前記検査対象物における位置を特定して所定の超音波探傷を行う処理を超音波探傷装置に実行させること。
The aspect of the ultrasonic flaw detection program of the present invention is as follows.
8) Noise data, which is ultrasonic flaw detection data linked to the position information of the probe obtained by performing ultrasonic flaw detection on a predetermined inspection object by linking the probe position information, and manually operating the probe Then, by comparing the ultrasonic inspection data of the inspection object performed on the inspection object and performing pattern matching between the two, the inspection object of data representing a defect in the ultrasonic inspection data The ultrasonic flaw detection apparatus is caused to execute a process of specifying a position at and performing predetermined ultrasonic flaw detection.
本発明の記録媒体の態様は次の通りである。
９） 超音波探傷装置のコンピュータで読み取り可能な上記８）に記載する超音波探傷プログラムを記録したこと。
The aspect of the recording medium of the present invention is as follows.
9) The ultrasonic flaw detection program described in 8) above, which can be read by a computer of the ultrasonic flaw detection apparatus, is recorded.
本発明によれば、プローブの位置情報と紐付けられているノイズデータと、実測時の実測探傷データとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことで両者の相関に基づき実測探傷データにおけるプローブの位置を特定することができる。したがって、スキャナ等でプローブの位置情報の採取を行うことなく位置情報と対応させた超音波探傷データを得ることができる。この結果、スキャナ等の設置に要する作業を省略することで、当該超音波探傷作業の効率化を図り得るばかりでなく、スキャナ等を設置することができないか、または困難な狭隘な場所にある検査対象に対し、欠陥の位置を特定した所定の超音波探傷を実施し得る。 According to the present invention, the noise data associated with the position information of the probe is compared with the measured flaw detection data at the time of actual measurement, and the pattern matching process is performed on both, so that the probe in the measured flaw detection data is based on the correlation between the two. Can be specified. Therefore, ultrasonic flaw detection data corresponding to the position information can be obtained without collecting the position information of the probe with a scanner or the like. As a result, by omitting the work required for the installation of the scanner, etc., not only can the efficiency of the ultrasonic flaw detection work be improved, but also the inspection in a narrow place where the scanner cannot be installed or is difficult. A predetermined ultrasonic flaw that specifies the position of the defect can be performed on the object.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that each embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof, and can be selected as necessary or can be appropriately combined.
＜第１実施形態（超音波探傷方法）＞
図１は本発明の実施形態に係る超音波探傷方法を示すフローチャートで、（ａ）はデータベースを作成する際の手順、（ｂ）はパターンマッチング処理および探傷処理の手順を示している。
<First Embodiment (Ultrasonic Flaw Detection Method)>
FIG. 1 is a flowchart showing an ultrasonic flaw detection method according to an embodiment of the present invention, wherein (a) shows a procedure for creating a database, and (b) shows a procedure for pattern matching processing and flaw detection processing.
図１（ａ）に示すように、まず次のような手順で予めノイズデータに関するデータベースを作成する。 As shown in FIG. 1A, a database relating to noise data is first created in advance by the following procedure.
１） 所定の検査対象物を、プローブの位置情報と紐付けして超音波探傷することにより得る超音波探傷データを記憶してデータベースを作成する。具体的には、スキャナを利用して探傷データの位置情報を検出しつつ、検査対象物の表面でプローブを一方向およびこれに直交する方向（ＸＹ平面におけるＸ方向およびＹ方向）にジグザグに移動させてプローブの位置に紐付けされた検査対象物の３次元の超音波探傷データ（以下、探傷データと略称する）を採取する（ＳＴ１参照）。 1) A database is created by storing ultrasonic flaw detection data obtained by ultrasonic flaw detection by associating a predetermined inspection object with probe position information. Specifically, while detecting the position information of the flaw detection data using a scanner, the probe is moved in a zigzag manner in one direction on the surface of the inspection object and in a direction perpendicular thereto (X direction and Y direction in the XY plane). Then, three-dimensional ultrasonic flaw detection data (hereinafter, abbreviated as flaw detection data) of the inspection object linked to the position of the probe is collected (see ST1).
かかる探傷データの採取に関しては、同一検査対象物であれば、据付け前の検査対象物に対して実施することができる。すなわち、後に実施する保守点検等で実測する検査対象物が設置されている場所とは別の、検査対象物の製造現場等、任意の場所で実施することができる。この結果、かかる探傷データの採取作業は、実測する検査対象物の設置状況とは関係なく、容易かつ迅速に行うことができる。 Such flaw detection data collection can be performed on an inspection object before installation as long as it is the same inspection object. That is, it can be carried out at an arbitrary place such as a manufacturing site of an inspection object different from a place where an inspection object to be actually measured in a maintenance inspection or the like to be performed later is installed. As a result, the flaw detection data collection operation can be performed easily and quickly regardless of the installation state of the inspection object to be actually measured.
なお、本実施形態は、３次元の探傷データ（Ｃスコープデータ）に基づく欠陥の探傷を行なう場合であるので、ノイズデータも、プローブを、ＸＹ平面内を移動させて３次元のノイズデータを採取したが、これに限るものではない。２次元の探傷データ（Ｂスコープデータ）に基づく欠陥の探傷を行なう場合には、ノイズデータも、プローブを２次元の一方向に移動させて２次元のノイズデータを採取すれば良い。 In this embodiment, since the defect is detected based on the three-dimensional flaw detection data (C scope data), the noise data is also collected by moving the probe in the XY plane. However, it is not limited to this. When performing defect inspection based on two-dimensional flaw detection data (B-scope data), noise data may be collected by moving the probe in one direction in two dimensions.
２） 検査対象物の３次元の探傷データをデータベース化する（ＳＴ２参照）。具体的には、検査対象物の表面を細かく区切った各単位領域毎に固有の座標（位置）情報と紐付けして各単位領域毎の探傷データを表す探傷信号のレベルを記憶する。すなわち、この場合（初期状態）の検査対象物には欠陥が存在しないとすると、記憶される探傷データは、図２にその波形をＡスコープ表示で示すように、ノイズレベルを示すものとなる。そこで、このようにプローブの位置情報と紐付けされた探傷データを、ノイズデータＮと呼称する。かかるノイズデータＮのパターンは、検査対象物が同一である限り同一である。そこで、同一の検査対象物から採取した探傷データが座標（位置）データを有していなくても、ノイズデータＮの座標データを利用することで前記探傷データに座標データを紐付けすることができる。かかる紐付けは、後述する所定のパターンマッチグ処理により実現する。 2) Create a database of the three-dimensional flaw detection data of the inspection object (see ST2). Specifically, the level of a flaw detection signal representing flaw detection data for each unit area is stored in association with unique coordinate (position) information for each unit area obtained by finely dividing the surface of the inspection object. In other words, if there is no defect in the inspection object in this case (initial state), the flaw detection data stored indicates the noise level as shown by the A scope display in FIG. Therefore, the flaw detection data associated with the probe position information in this way is referred to as noise data N. The pattern of the noise data N is the same as long as the inspection object is the same. Therefore, even if flaw detection data collected from the same inspection object does not have coordinate (position) data, the coordinate data can be linked to the flaw detection data by using the coordinate data of the noise data N. . Such association is realized by a predetermined pattern matching process described later.
なお、本実施形態で得るデータはプローブを２次元で操作して得るものであるため、Ｃスコープデータである。このようにＣスコープデータを得ることは必須ではない。必要に応じ、Ｂスコープデータを得るようにしても良い。この場合にはプローブを特定の直線上を１次元走査する。 The data obtained in this embodiment is C scope data because it is obtained by operating the probe in two dimensions. Thus, it is not essential to obtain C scope data. If necessary, B scope data may be obtained. In this case, the probe is scanned one-dimensionally on a specific straight line.
次に、図１（ｂ）に示すような手順で所定のパターンマッチング処理および超音波探傷を実施する。
１） ノイズデータＮを採取したプローブと同一のプローブを手動で操作して検査対象物に対し所定の３次元探傷を行なう。この際の探傷は、スキャナを使用することなく、すなわちプローブの位置情報を採取することなく実施する（ＳＴ３参照）。
Next, a predetermined pattern matching process and ultrasonic flaw detection are performed in the procedure as shown in FIG.
1) A predetermined three-dimensional flaw detection is performed on an inspection target by manually operating the same probe as the probe from which the noise data N is collected. The flaw detection at this time is performed without using a scanner, that is, without collecting probe position information (see ST3).
２） 検査対象物上の探傷座標を設定する（ＳＴ４参照）。ここで、探傷座標とは超音波探傷を行なう部位のＸＹ平面（検査対象物の表面）上の座標（位置）である。 2) The flaw detection coordinates on the inspection object are set (see ST4). Here, the flaw detection coordinates are coordinates (positions) on the XY plane (the surface of the inspection object) of a site where ultrasonic flaw detection is performed.
３) ＳＴ４で設定した探傷座標である設定座標に対応したデータベースの探傷データであるノイズデータＮを読み込む（ＳＴ５参照）。 3) The noise data N, which is the flaw detection data in the database corresponding to the set coordinates that are the flaw detection coordinates set in ST4, is read (see ST5).
４） データベースの探傷データであるノイズデータと、採取した探傷データのノイズパターンをマッチング処理により比較する（ＳＴ６参照）。ここで適用し得る画像マッチング手法としては、ＳＳＤ(Sum of Squared Difference)、ＳＡＤ(Sum of Absolute Difference)、正規化相互相関などが適用できる。さらに詳言すると、例えば二つの波形をそれぞれ関数fa(x)とfb(x)とした場合、相関関数は、G(x)=∫fa(x)fb(x)で表されるG(x)が最も大きくなるとき、faとfbは相関があり、同じ位置で取得したデータとなる。特に探傷波形の場合は感度(ゲイン)の差により相関係数に違いがでるため、探傷波形を正規化した正規化相互相関処理などが有効である。 4) The noise data, which is flaw detection data in the database, and the noise pattern of the collected flaw detection data are compared by matching processing (see ST6). As an image matching method applicable here, SSD (Sum of Squared Difference), SAD (Sum of Absolute Difference), normalized cross-correlation, and the like can be applied. More specifically, for example, when the two waveforms are function fa (x) and fb (x), respectively, the correlation function is G (x) = G (x) = ∫fa (x) fb (x) ) Is the largest, fa and fb are correlated and are the data acquired at the same position. In particular, in the case of a flaw detection waveform, the correlation coefficient varies depending on the difference in sensitivity (gain), and therefore, a normalized cross-correlation process that normalizes the flaw detection waveform is effective.
５） ノイズデータＮのノイズパターンが一致したか、否かを判定する（ＳＴ７参照）。当該判定処理結果がＮＯである場合には、ＳＴ６の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。 5) It is determined whether or not the noise patterns of the noise data N match (see ST7). If the determination process result is NO, the process returns to ST6 and the same process is repeated.
６） ＳＴ７の判定処理結果がＹＥＳの場合、座標中の元の探傷データを一致した波形（探傷データ）に置き換える（ＳＴ８参照）。このことにより、特定の座標のノイズデータとパターンが一致する探傷データにその位置情報を表す特定の座標が紐付けられる。すなわち、パターンマッチングにより同一データであると認識された時のノイズデータＮの座標を探傷データのプローブ座標とする。 6) When the determination processing result in ST7 is YES, the original flaw detection data in the coordinates is replaced with a matched waveform (flaw detection data) (see ST8). As a result, the specific coordinates representing the position information are linked to the flaw detection data whose pattern matches the noise data of the specific coordinates. That is, the coordinates of the noise data N when recognized as the same data by pattern matching are set as probe coordinates of the flaw detection data.
７） 全ての設定座標に対し所定の処理が完了したか、否かを判定する（ＳＴ９参照）。
当該判定処理結果がＮＯである場合には、ＳＴ５に戻り、ＳＴ６、ＳＴ７、ＳＴ８の処理を全ての設定座標に対して完了するまで繰返す。全ての座標に紐付けが完了した時点で、ＳＴ９での判定処理結果がＹＥＳとなる。
以上の処理により、スキャナがない場合でも実測した探傷データにプローブの座標を紐付けすることができる。
7) It is determined whether or not predetermined processing has been completed for all set coordinates (see ST9).
If the determination process result is NO, the process returns to ST5, and the processes of ST6, ST7, and ST8 are repeated for all set coordinates. When the association is completed for all coordinates, the determination processing result in ST9 is YES.
Through the above processing, the coordinates of the probe can be linked to the actually measured flaw detection data even when there is no scanner.
８） プローブの座標が紐付けられた探傷データに基づき検査対象物中の欠陥を、その検査対象物中の位置を特定して検知する（ＳＴ１０参照）。このことにより、スキャンで位置情報を採取しながら実施する超音波探傷と同様の探傷結果を得ることができる。この点を図３に基づきさらに詳細に説明しておく。 8) Based on the flaw detection data associated with the coordinates of the probe, the defect in the inspection object is detected by specifying the position in the inspection object (see ST10). As a result, a flaw detection result similar to the ultrasonic flaw detection performed while collecting position information by scanning can be obtained. This point will be described in more detail with reference to FIG.
図３（ａ）はデータベースに記憶しているノイズデータＮをＡスコープ表示で示す波形図、図３（ｂ）は実測時の探傷データＳをＡスコープ表示で示す波形図である。両図を比較した場合、図３（ｂ）において検査対象物の欠陥に対応する閾値Ｔｈを越えた成分を含む所定の領域を除くノイズデータを表す成分は、図３（ａ）のノイズデータＮと一致している。そこで、前記欠陥が存在する領域の境界位置（図中左端の位置および右端の位置）を特定することで、欠陥が存在する位置を特定し得る。 FIG. 3A is a waveform diagram showing noise data N stored in the database in A scope display, and FIG. 3B is a waveform diagram showing flaw detection data S in actual measurement in A scope display. When both figures are compared, the component representing the noise data excluding the predetermined region including the component exceeding the threshold value Th corresponding to the defect of the inspection object in FIG. 3B is the noise data N in FIG. Is consistent with Therefore, the position where the defect exists can be specified by specifying the boundary position (the left end position and the right end position in the figure) of the region where the defect exists.
＜第２実施形態（超音波探傷方法）＞
上記第１実施形態における超音波探傷の際のプローブは検査対象物の表面に対し、直角な方向に超音波を照射するものであるが、超音波探傷に用いるプローブとしてフェーズドアレイプローブが知られている。本発明におけるプローブとして当該フェーズドアレイプローブを使用することもできる。フェーズドアレイプローブを使用した場合には、図４に示すように、超音波探傷の探傷領域Ｅをほぼ扇型に広げることができる（Ｓスコープ表示）。すなわち、フェーズドアレイプローブを使用した場合、一つの座標から２次元のデータを採取し得る。これにより第１実施形態の場合のパターンマッチングの際の比較データに対し格段に大量の比較データを使用することができる。すなわち、Ａスコープデータ同士の比較ではなく、Ｓスコープデータ同士の比較となる。この結果、本実施形態によれば、検査対象物の結晶粒等に起因するノイズパターンの一致したことの判定が厳格に行なわれるようになり、パターンマッチング後に紐付けされる座標の精度を向上させることができる。
<Second Embodiment (Ultrasonic Flaw Detection Method)>
The probe in the first embodiment for ultrasonic flaw detection irradiates ultrasonic waves in a direction perpendicular to the surface of the inspection object, but a phased array probe is known as a probe used for ultrasonic flaw detection. Yes. The phased array probe can also be used as a probe in the present invention. When the phased array probe is used, as shown in FIG. 4, the flaw detection area E of the ultrasonic flaw detection can be expanded substantially in a fan shape (S scope display). That is, when a phased array probe is used, two-dimensional data can be collected from one coordinate. Thereby, a much larger amount of comparison data can be used for the comparison data in the case of pattern matching in the first embodiment. That is, the comparison is not between A scope data but between S scope data. As a result, according to the present embodiment, it is determined that the noise pattern caused by the crystal grain or the like of the inspection object matches, and the accuracy of the coordinates linked after pattern matching is improved. be able to.
＜第３実施形態（超音波探傷方法）＞
上記第１実施形態におけるノイズデータＮの収集および実測探傷データＳの収集は、両方の収集において、プローブの感度を同じにしたが、これを変えても良い。すなわち、ノイズデータの収集は高感度で行い、実測探傷データの収集は、高感度と、通常感度の２種類で実施する。
<Third Embodiment (Ultrasonic Flaw Detection Method)>
In the collection of the noise data N and the measurement flaw detection data S in the first embodiment, the sensitivity of the probe is the same in both collections, but this may be changed. That is, noise data is collected with high sensitivity, and measurement flaw detection data is collected with two types of high sensitivity and normal sensitivity.
かかる場合を第３実施形態として説明する。第３実施形態において、ノイズデータＮは所定の通常感度よりも高い感度で信号処理を行って生成する。例えば、プローブ１の出力信号を増幅するアンプの感度（増幅度）を調整する。一方、実測探傷データは、前記高い感度で信号処理を行ったものと、通常感度で信号処理を行ったものとの２種類を同時に生成する。すなわち、図５に示すように、高感度で採取した大きい振幅の実測探傷データＳ１と通常の小さい振幅の実測探傷データＳ２を得る。 Such a case will be described as a third embodiment. In the third embodiment, the noise data N is generated by performing signal processing with a sensitivity higher than a predetermined normal sensitivity. For example, the sensitivity (amplification degree) of an amplifier that amplifies the output signal of the probe 1 is adjusted. On the other hand, two types of measured flaw detection data are generated at the same time, that is, the signal processed with high sensitivity and the signal processed with normal sensitivity. That is, as shown in FIG. 5, large-amplitude measured flaw detection data S1 and normal small-amplitude measured flaw detection data S2 collected with high sensitivity are obtained.
本実施形態におけるパターンマッチング処理は、高感度のノイズデータＮと、高感度の実測探傷データＳ１とを比較することにより行なう。このように、高感度のノイズデータＮと高感度の実測探傷データＳ１とを使用することで、ノイズが明瞭に検出できるレベルまでノイズデータＮと実測探傷データＳ１の振幅を増大させる。この結果、ノイズデータＮと実測探傷データＳ１との比較によるパターンマッチングを良好に行うことができる。 The pattern matching process in the present embodiment is performed by comparing the highly sensitive noise data N with the highly sensitive measured flaw detection data S1. Thus, by using the highly sensitive noise data N and the highly sensitive measured flaw detection data S1, the amplitude of the noise data N and the measured flaw detection data S1 is increased to a level at which noise can be clearly detected. As a result, it is possible to satisfactorily perform pattern matching by comparing the noise data N with the actually measured flaw detection data S1.
一方、検査対象物内の欠陥の超音波探傷は、通常感度で収集した実測探傷データＳ２に基づき実施しているので、欠陥部分で実測探傷データＳ２が飽和してしまう等の不都合を回避することができる。すなわち、本実施形態によれば、実測探傷データＳ２のレベルは良好に維持しつつ、ノイズ成分のレベルを上げて良好なパターンマッチング処理を実現し得る。 On the other hand, since the ultrasonic flaw detection of the defect in the inspection object is performed based on the actual flaw detection data S2 collected with the normal sensitivity, inconvenience such as the measurement flaw detection data S2 being saturated at the defect portion is avoided. Can do. That is, according to the present embodiment, it is possible to realize a good pattern matching process by increasing the level of the noise component while maintaining the level of the actually measured flaw detection data S2 good.
本形態において、探傷装置が１種類の探傷感度しか設定できない場合は、まず通常感度で探傷を行い、有意な指示、すなわち欠陥を示すと思われる信号が検出された位置で感度をあげて探傷するか、あるいは通常感度で採取したノイズデータＮをノイズ採取感度までソフトウェアゲインを使って後処理により感度を上げた波形でパターンマッチング処理を行うようにしても同様の効果を得る。 In this embodiment, when the flaw detection apparatus can set only one kind of flaw detection sensitivity, flaw detection is first performed with normal sensitivity, and flaw detection is performed with increased sensitivity at a position where a significant instruction, that is, a signal that seems to indicate a defect is detected. Alternatively, the same effect can be obtained by performing the pattern matching process on the noise data N collected with the normal sensitivity up to the noise collection sensitivity using the software gain to increase the sensitivity by post-processing.
＜第４実施形態（超音波探傷装置）＞
図６は本発明の第４実施形態に係る超音波探傷装置を示すブロック図である。本超音波探傷装置はコンピュータを備えて構成されている。図６に示すように、ノイズデータ記憶部１は、所定の検査対象物を、プローブ１の位置情報を紐付けて超音波探傷することにより得る超音波データを記憶する。この超音波データは、プローブ１の位置情報と紐付けされノイズデータＮである。すなわち、所定の検査対象物を、プローブ１の位置情報と紐付けして超音波探傷することにより得る超音波探傷データを記憶するデータベースとして機能する。
<Fourth Embodiment (Ultrasonic Flaw Detector)>
FIG. 6 is a block diagram showing an ultrasonic flaw detector according to the fourth embodiment of the present invention. The ultrasonic flaw detector is configured with a computer. As shown in FIG. 6, the noise data storage unit 1 stores ultrasonic data obtained by performing ultrasonic flaw detection on a predetermined inspection object by linking position information of the probe 1. The ultrasonic data is noise data N associated with the position information of the probe 1. That is, it functions as a database for storing ultrasonic flaw detection data obtained by ultrasonic flaw detection by linking a predetermined inspection object with the position information of the probe 1.
探傷データ記憶部３は、プローブ１により検査対象物に対して行なった超音波探傷により得る検査対象物の実測探傷データを記憶している。パターンマッチング処理部４は、ノイズデータ記憶部２に記憶しているノイズデータＮと、探傷データ記憶部３に記憶している実測データＳとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことにより実測探傷データにプローブ１の位置情報を紐付ける。具体的には、前記ステップＳＴ６からＳＴ９の処理を行う。 The flaw detection data storage unit 3 stores actually measured flaw detection data of the inspection object obtained by ultrasonic flaw detection performed on the inspection object by the probe 1. The pattern matching processing unit 4 compares the noise data N stored in the noise data storage unit 2 with the actual measurement data S stored in the flaw detection data storage unit 3 and performs a pattern matching process between them. The position information of the probe 1 is linked to the flaw detection data. Specifically, the processes of steps ST6 to ST9 are performed.
欠陥検出部５は、パターンマッチング処理部４の処理結果に基づき実測探傷データＳ中の欠陥を、パターンマッチング処理部４の所定の処理により紐付けられたプローブ１の位置情報に基づき検査対象物における位置を特定して検出する。 The defect detection unit 5 detects defects in the actually measured flaw detection data S based on the processing result of the pattern matching processing unit 4 in the inspection object based on the positional information of the probe 1 linked by the predetermined processing of the pattern matching processing unit 4. Identify and detect the position.
本実施形態において、プローブ１としてフェーズドアレイプローブを用いることも可能である。したがって、パターンマッチング処理部４におけるパターンマッチング処理は、フェーズドアレイプローブにより得るＳスコープデータに基づくものとなる。したがって、この場合には第２実施形態と同様の作用・効果を得る。 In the present embodiment, a phased array probe can be used as the probe 1. Therefore, the pattern matching processing in the pattern matching processing unit 4 is based on the S scope data obtained by the phased array probe. Therefore, in this case, the same operation and effect as in the second embodiment are obtained.
＜第５実施形態（超音波探傷装置）＞
図７は本発明の第５実施形態に係る超音波探傷装置を示すブロック図である。本超音波探傷装置はコンピュータを備えて構成されている。図７に示すように、ノイズデータ記憶部１２には、感度調整部１６を介して所定の通常感度よりも高い感度の信号処理を行って生成したノイズデータが記憶されている。一方、探傷データ記憶部１３には、感度調整部１７を介し、高い感度で信号処理を行ったノイズ比較用の実測探傷データと、通常感度となっている欠陥検出用の実測探傷データとの２種類をそれぞれ記憶している。
<Fifth Embodiment (Ultrasonic Flaw Detector)>
FIG. 7 is a block diagram showing an ultrasonic flaw detector according to the fifth embodiment of the present invention. The ultrasonic flaw detector is configured with a computer. As illustrated in FIG. 7, the noise data storage unit 12 stores noise data generated by performing signal processing with a sensitivity higher than a predetermined normal sensitivity via the sensitivity adjustment unit 16. On the other hand, the flaw detection data storage unit 13 includes two types of noise comparison measurement flaw detection data subjected to signal processing with high sensitivity and sensitivity detection flaw detection measurement flaw detection data having normal sensitivity via the sensitivity adjustment unit 17. Each type is remembered.
パターンマッチング処理部１４では、ノイズデータＮと、ノイズ比較用の実測探傷データＳ１とを比較することにより両者のパターンマッチング処理を行って、欠陥検出用の実測探傷データＳ２にプローブ１の位置情報を紐付けする処理を実施する。欠陥検出部１５は、プローブ１の位置が紐付けされた実測探傷データＳ２に基づき検査対象物における欠陥を、検査対象物における位置とともに特定する。 The pattern matching processing unit 14 compares the noise data N with the measured flaw detection data S1 for noise comparison to perform pattern matching between them, and the position information of the probe 1 is added to the measured flaw detection data S2 for defect detection. Perform linking process. The defect detection unit 15 specifies a defect in the inspection object together with the position in the inspection object based on the actual measurement data S2 to which the position of the probe 1 is linked.
本形態におけるパターンマッチング処理は、高感度のノイズデータＮと、高感度の実測探傷データＳ１とを比較することにより行なう。このように、高感度のノイズデータＮと高感度の探傷データとすることで、ノイズが明瞭に検出できるレベルまで振幅を増大させる。この結果、ノイズデータＮと実測探傷データとの比較によるパターンマッチングを良好に行うことができる。 The pattern matching process in this embodiment is performed by comparing the highly sensitive noise data N with the highly sensitive measured flaw detection data S1. Thus, the amplitude is increased to a level at which noise can be clearly detected by using the highly sensitive noise data N and the highly sensitive flaw detection data. As a result, it is possible to satisfactorily perform pattern matching by comparing the noise data N and the actually measured flaw detection data.
一方、検査対象物内の欠陥の超音波探傷は、通常感度で収集した実測探傷データＳ２に基づき実施しているので、欠陥部分で実測探傷データＳ２が飽和してしまう等の不都合を回避することができる。すなわち、本実施形態によれば、実測探傷データＳ２のレベルは良好に維持しつつ、ノイズ成分のレベルを上げて良好なパターンマッチング処理を実現し得る。 On the other hand, since the ultrasonic flaw detection of the defect in the inspection object is performed based on the actual flaw detection data S2 collected with the normal sensitivity, inconvenience such as the measurement flaw detection data S2 being saturated at the defect portion is avoided. Can do. That is, according to the present embodiment, it is possible to realize a good pattern matching process by increasing the level of the noise component while maintaining the level of the actually measured flaw detection data S2 good.
本実施形態においも、プローブ１としてフェーズドアレイプローブを用いることが可能である。したがって、この場合のパターンマッチング処理は、フェーズドアレイプローブにより得るＳスコープデータに基づくものとなる。したがって、この場合も、第２実施形態と同様の作用・効果を得る。
＜第６実施形態（探傷プログラム）＞
本実施形態に係る探傷プログラムは、図１（ｂ）に示すＳＴ３〜ＳＴ１０の処理を図６に示す超音波探傷装置に実行させるものである。
Also in the present embodiment, a phased array probe can be used as the probe 1. Therefore, the pattern matching process in this case is based on the S scope data obtained by the phased array probe. Therefore, in this case, the same operation and effect as in the second embodiment are obtained.
<Sixth embodiment (flaw detection program)>
The flaw detection program according to the present embodiment causes the ultrasonic flaw detection apparatus shown in FIG. 6 to execute the processes of ST3 to ST10 shown in FIG.
＜第７実施形態（記録媒体）＞
本実施形態に係る記録媒体は、図６に示す超音波探傷装置で読み取り可能な探傷プログラム記録した記録媒体である。ＣＤ、メモリーカード、記録素子で好適に形成し得る。
<Seventh Embodiment (Recording Medium)>
The recording medium according to the present embodiment is a recording medium recorded with a flaw detection program that can be read by the ultrasonic flaw detection apparatus shown in FIG. It can be suitably formed with a CD, a memory card, and a recording element.
１ プローブ
２ 、１２ ノイズデータ記憶部
３、１３ 探傷データ記憶部
４、１４ パターンマッチング処理部
５、１５ 欠陥検出部
１６、１７ 感度調整部
1 Probe 2, 12 Noise data storage unit 3, 13 Flaw detection data storage unit 4, 14 Pattern matching processing unit 5, 15 Defect detection unit 16, 17 Sensitivity adjustment unit
Claims (9)
前記プローブにより前記検査対象物に対して行なった超音波探傷により得る前記検査対象物の実測探傷データを採取するとともに、
前記ノイズデータと前記実測探傷データとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことにより、前記実測探傷データに前記位置情報を紐付けし、
さらに前記紐付けした前記実測探傷データに基づき前記検査対象物における欠陥を、前記検査対象物における位置とともに特定することを特徴とする超音波探傷方法。 Obtained by performing ultrasonic flaw detection while associating a predetermined inspection object with position information of an ultrasonic probe (probe), and collecting noise data as ultrasonic flaw detection data associated with the position information rear,
While collecting actual measurement data of the inspection object obtained by ultrasonic flaw detection performed on the inspection object by the probe,
By comparing the noise data and the measured flaw detection data and performing pattern matching between them, the position information is linked to the measured flaw detection data,
Furthermore, the ultrasonic flaw detection method characterized by specifying the defect in the said test target object with the position in the said test target object based on the said actual measurement flaw data linked.
前記実測探傷データは、前記高い感度で信号処理を行ったものと、前記通常感度で信号処理を行ったものとの２種類を生成する一方、
前記パターンマッチング処理は、前記ノイズデータと、前記高い感度で信号処理を行った前記実測探傷データとを比較することにより行なうとともに、
前記欠陥の探傷は前記通常感度で信号処理を行った前記実測探傷信号に基づき実施することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する超音波探傷方法。 The noise data is generated by performing signal processing at a sensitivity higher than a predetermined normal sensitivity,
The actually measured flaw detection data generates two types of data processed with the high sensitivity and data processed with the normal sensitivity,
The pattern matching process is performed by comparing the noise data with the measured flaw detection data that has been subjected to signal processing with the high sensitivity,
The ultrasonic flaw detection method according to any one of claims 1 to 3, wherein the flaw detection is performed based on the measured flaw detection signal subjected to signal processing with the normal sensitivity.
前記プローブにより前記検査対象物に対して行なった超音波探傷により得る前記検査対象物の実測探傷データを記憶する実測探傷データ記憶部と、
前記ノイズデータ記憶部に記憶しているノイズデータと、前記実測探傷データ記憶部に記憶している実測データとを比較して両者のパターンマッチング処理を行うことにより前記実測探傷データに前記位置情報を紐付けるパターンマッチング処理部と、
前記パターンマッチング処理部の処理結果に基づき前記実測探傷データ中の欠陥を、前記位置情報に基づき前記検査対象物における位置を特定して検出する欠陥検出部とを有することを特徴とする超音波探傷装置。 A noise data storage unit that stores noise data that is ultrasonic flaw detection data linked to the position information obtained by linking the position information of the probe with ultrasonic flaw detection for a predetermined inspection object;
An actual flaw detection data storage unit for storing actual flaw detection data of the inspection object obtained by ultrasonic flaw detection performed on the inspection object by the probe;
By comparing the noise data stored in the noise data storage unit with the actual measurement data stored in the actual flaw detection data storage unit and performing pattern matching between them, the position information is added to the actual flaw detection data. A pattern matching processing unit to be linked;
An ultrasonic flaw detection unit comprising: a defect detection unit that detects a defect in the actually measured flaw detection data based on a processing result of the pattern matching processing unit by specifying a position in the inspection object based on the position information. apparatus.
前記実測探傷データ記憶部は、前記高い感度で信号処理を行ったノイズ比較用の実測探傷データと、前記通常感度で信号処理を行った欠陥検出用の実測探傷データとの２種類をそれぞれ記憶し、
前記パターンマッチング処理部は、前記ノイズデータと、前記ノイズ比較用の実測探傷データとを比較することにより両者のパターンマッチング処理を行って、欠陥検出用の前記実測探傷データに前記プローブの位置情報を紐付けする処理を実施し、
前記欠陥検出部は、前記紐付けされた前記実測探傷データに基づき前記検査対象物における欠陥を、前記検査対象物における位置とともに特定するものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載する超音波探傷装置。 The noise data storage unit stores noise data generated by performing signal processing with a sensitivity higher than a predetermined normal sensitivity,
The measured flaw detection data storage unit stores two types of noise comparison measured flaw detection data subjected to signal processing with high sensitivity and flaw detection measured flaw detection data subjected to signal processing with the normal sensitivity, respectively. ,
The pattern matching processing unit performs a pattern matching process by comparing the noise data with the actually measured flaw detection data for noise comparison, and adds the position information of the probe to the actually measured flaw detection data for defect detection. Perform linking process,
The defect detection unit is configured to identify a defect in the inspection object together with a position in the inspection object based on the linked actual measurement flaw detection data. The ultrasonic flaw detector described.
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