CN105579841B - 探头、超声波探伤装置以及超声波探伤控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种探头(21)，具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面(30)；以及设置在发送接收面(30)上的多个超声波元件(31)，所述探头(21)一边相对于与发送接收面(30)相对的被检查对象的被检查面在宽度方向上移动，一边照射超声波，各个超声波元件(31)形成为在长度方向以及宽度方向上长度相同的形状，多个超声波元件(31)在长度方向上排列设置，且在宽度方向上排列设置，以一个以上的超声波元件(31)为规定的照射单位，在整个长度方向上多次照射超声波。
Description
技术领域
本发明涉及一种探头、超声波探伤装置以及超声波探伤控制方法，所述探头向被检查对象照射超声波，并对从被检查对象反射的超声波进行接收。
背景技术
以往，作为照射超声波的探头，众所周知有一种超声波探头，其具有排列成阵列状的多个压电振子(例如，参照专利文献1)。该超声波探头的多个压电振子沿阵列方向以规定螺距排列。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第3505296号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1的超声波探头中，在阵列方向上排列的多个超声波元件(压电振子)的其中一个超声波元件中，当被检查对象的被检查面发生倾斜时，具体而言，在一个超声波元件的与阵列方向垂直的切开方向上，当被检查面的一侧与另一侧的高低差变大时，导致超声波元件与被检查面之间的距离在切开方向上产生偏差，探伤检查所得到的检查结果有可能会产生误差。特别是，当具有被检查面的被检查对象由具有声学异向性的材料构成时，如果距离的偏差导致超声波的照射方向有所不同，则会导致在被检查对象内部传播的超声波产生偏差，可能更易产生误差。
因此，本发明提供了一种即使在被检查对象的被检查面相对于探头的发送接收面倾斜的情况下，也能够稳定地照射超声波的探头、超声波探伤装置以及超声波探伤控制方法。
技术方案
本发明的探头，具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面；以及设置在所述发送接收面上的多个超声波元件，所述探头一边相对于与所述发送接收面相对的被检查对象的被检查面在所述宽度方向上移动，一边照射超声波，其特征在于，所述各个超声波元件形成为在所述长度方向以及所述宽度方向上长度相同的形状，所述多个超声波元件在所述长度方向上排列设置，且在所述宽度方向上排列设置，以一个以上的所述超声波元件为规定的照射单位，在整个所述长度方向上多次照射超声波。
根据该结构，由于能够将各个超声波元件的形状设定为在长度方向以及宽度方向上长度相同，因此即使在与超声波元件相对的被检查面发生倾斜的情况下，也能够减小宽度方向的一侧与另一侧的高低差。因此，能够抑制超声波元件与被检查面之间的距离在宽度方向上的偏差，并且能够稳定地向被检查面照射超声波。并且，作为在长度方向以及宽度方向上长度相同的形状，可以是例如正方形等的多边形或圆形等。
另外，优选所述多个超声波元件具有：第1超声波元件组，其配置为在所述长度方向上排成一列；以及第2超声波元件组，其配置为与所述第1超声波元件组在所述宽度方向上相邻，且在所述长度方向上排成一列，其中，所述第1超声波元件组的所述各个超声波元件在所述长度方向上位于所述第2超声波元件组的相邻所述超声波元件的中间，所述照射单位为一个所述超声波元件。
根据该结构，能够以一个超声波元件为照射单位，使第1超声波元件组的各个超声波元件与第2超声波元件组的各个超声波元件沿长度方向交替照射超声波。这时，第1超声波元件组的超声波元件在长度方向上位于第2超声波元件组的相邻超声波元件的中间。因此，能够以比各个超声波元件组的超声波元件之间的间隔还要短的间隔照射超声波，从而能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
并且，优选所述多个超声波元件在所述长度方向以及所述宽度方向上配置成矩阵状，所述照射单位为由在所述长度方向上相邻的多个所述超声波元件和在所述宽度方向上相邻的多个所述超声波元件所包围的、且在所述长度方向以及所述宽度方向上数目相同的超声波元件照射组。
根据该结构，能够以超声波元件照射组为照射单位，沿长度方向照射超声波。由此，与一个超声波元件照射超声波的情况相比，超声波元件照射组能够提高音压，从而能够更加稳定地照射超声波，且能够良好地接收从被检查对象反射的超声波。
并且，优选所述多个超声波元件配置成相对于所述长度方向以及所述宽度方向倾斜规定角度的矩阵状，所述照射单位为由在所述长度方向上相邻的多个所述超声波元件和在所述宽度方向上相邻的多个所述超声波元件所包围的、在所述长度方向以及所述宽度方向上数目相同的超声波元件照射组。
根据该结构，能够以超声波元件照射组为照射单位，沿长度方向照射超声波。由此，与一个超声波元件照射超声波的情况相比，超声波元件照射组能够提高音压，从而能够更加稳定地照射超声波，且能够良好地接收从被检查对象反射的超声波。
并且，优选所述超声波元件照射组通过使除了至少一个所述超声波元件以外的其他所述超声波元件所照射的超声波迟于该至少一个所述超声波元件所照射的超声波，从而使超声波会聚于与所述被检查面垂直的进深方向上的规定的焦点位置。
根据该结构，使超声波元件照射组的多个超声波元件所照射的超声波的照射时序互不相同，从而能够使超声波会聚于规定的焦点位置，即进行所谓的电子聚焦。因此，通过会聚超声波，能够提高音压、提高分辨率，且能够提高超声波探伤的灵敏度。
本发明的超声波探伤装置，其特征在于，具有：所述探头；以及以聚焦列的设定控制所述探头的控制部，其中，所述控制部以一个所述超声波元件为所述照射单位，从所述长度方向的一侧向另一侧，以所述第1超声波元件组的所述超声波元件与第2超声波元件组的所述超声波元件交替的方式使所述照射单位的位置在所述长度方向上互不相同，与此同时进行多次照射超声波的照射控制。
根据该结构，控制部通过在探头的长度方向上多次照射超声波，能够以比各个超声波元件组的超声波元件之间的间隔还要短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
本发明的其他的超声波探伤装置，其特征在于，具有：所述探头；以及以聚焦列的设定控制所述探头的控制部，其中，所述控制部以所述超声波元件照射组为所述照射单位，从所述长度方向的一侧向另一侧，使所述照射单位的一部分重复且在所述长度方向上位置不同，与此同时进行多次照射超声波的照射控制。
根据该结构，控制部通过使照射单位的一部分重复地在探头的长度方向上多次照射超声波，从而能够以较短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
并且，优选所述控制部在以所述超声波元件照射组为所述照射单位时，一面同时激励所述超声波元件照射组的多个所述超声波元件，从多个所述超声波元件照射超声波，一面用所述各个超声波元件接收从所述被检查对象反射的超声波。
根据该结构，控制部通过同时激励超声波元件照射组的多个超声波元件，与一个超声波元件照射超声波的情况相比，能够提高音压，从而能够更加稳定地照射超声波。并且，由于能够用各个超声波元件进行接收，因此能够详细接收从被检查对象反射的超声波。
另外，优选所述控制部在同时激励所述超声波元件照射组的多个所述超声波元件时，进行延迟控制，使除了至少一个所述超声波元件以外的其他所述超声波元件所照射的超声波迟于该至少一个所述超声波元件所照射的超声波。
根据该结构，使超声波元件照射组的多个超声波元件所照射的超声波的照射时序互不相同，从而能够使超声波会聚于规定的焦点位置，即进行所谓的电子聚焦。因此，通过会聚超声波，能够提高音压、提高分辨率，从而能够提高超声波探伤的灵敏度。
本发明的超声波探伤控制方法为控制探头的超声波探伤方法，所述探头具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面；以及设置在所述发送接收面上的多个超声波元件，其中，所述探头一边相对于与所述发送接收面相对的被检查对象的被检查面在所述宽度方向上移动，一边照射超声波，所述超声波探伤控制方法的特征在于，所述各个超声波元件形成为在所述长度方向以及所述宽度方向上长度相同的形状，所述多个超声波元件具有：第1超声波元件组，其配置为在所述长度方向上排成一列；以及第2超声波元件组，其配置为与所述第1超声波元件组在所述宽度方向上相邻，且在所述长度方向上排成一列，其中，所述第1超声波元件组的所述各个超声波元件在所述长度方向上位于所述第2超声波元件组的相邻所述超声波元件的中间，以一个所述超声波元件为照射单位，从所述长度方向的一侧向另一侧，以所述第1超声波元件组的所述超声波元件与所述第2超声波元件组的所述超声波元件交替的方式使所述照射单位的位置在所述长度方向上互不相同，与此同时多次照射超声波。
根据该结构，由于能够使各个超声波元件的形状为在长度方向以及宽度方向上长度相同，因此能够减小宽度方向的一侧与另一侧的高低差，且能够稳定地向被检查面照射超声波。这时，通过在探头的长度方向上多次照射超声波，能够以比各个超声波元件组的超声波元件之间的间隔还要短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
本发明的其他的超声波探伤控制方法为控制探头的超声波探伤方法，所述探头具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面；以及设置在所述发送接收面上的多个超声波元件，其中，所述探头一边相对于与所述发送接收面相对的被检查对象的被检查面在所述宽度方向上移动，一边照射超声波，所述超声波探伤控制方法的特征在于，所述各个超声波元件形成为在所述长度方向以及所述宽度方向上长度相同的形状，所述多个超声波元件在所述长度方向以及所述宽度方向上配置成矩阵状，以由在所述长度方向上相邻的多个所述超声波元件和在所述宽度方向上相邻的多个所述超声波元件所包围的、在所述长度方向和所述宽度方向上数目相同的超声波元件照射组为照射单位，从所述长度方向的一侧向另一侧，使所述照射单位的一部分重复且在所述长度方向上位置不同，与此同时多次照射超声波。
根据该结构，由于能够使各个超声波元件的形状为在长度方向以及宽度方向上长度相同，因此能够减小宽度方向的一侧与另一侧的高低差，且能够稳定地向被检查面照射超声波。这时，通过使照射单位的一部分重复地在探头的长度方向上多次照射超声波，从而能够以较短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
本发明的其他的超声波探伤控制方法为控制探头的超声波探伤方法，所述探头具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面；以及设置在所述发送接收面上的多个超声波元件，其中，所述探头一边相对于与所述发送接收面相对的被检查对象的被检查面在所述宽度方向上移动，一边照射超声波，所述超声波探伤控制方法的特征在于，所述各个超声波元件形成为在所述长度方向以及所述宽度方向上长度相同的形状，所述多个超声波元件配置成相对于所述长度方向以及所述宽度方向倾斜规定角度的矩阵状，以由在所述长度方向上相邻的多个所述超声波元件和在所述宽度方向上相邻的多个所述超声波元件所包围的、在所述长度方向和所述宽度方向上数目相同的超声波元件照射组为照射单位，从所述长度方向的一侧向另一侧，使所述照射单位的一部分重复且在所述长度方向上位置不同，与此同时多次照射超声波。
根据该结构，由于能够使各个超声波元件的形状为在长度方向以及宽度方向上长度相同，因此能够减小宽度方向的一侧与另一侧的高低差，且能够稳定地向被检查面照射超声波。这时，通过使照射单位的一部分重复地在探头的长度方向上多次照射超声波，从而能够以较短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
附图说明
图1是示意性地表示参考例1所涉及的超声波探伤装置的概要构成图。
图2是表示参考例1所涉及的超声波探伤装置的探头的发送接收面的示意图。
图3是与参考例1所涉及的超声波探伤装置的延迟控制相关的说明图。
图4是表示实施例所涉及的超声波探伤装置的探头的发送接收面的示意图。
图5是表示参考例2所涉及的超声波探伤装置的探头的发送接收面的示意图。
具体实施方式
接下来基于附图对本发明中所涉及的实施例进行详细说明。并且，此发明并不限于此实施例。另外，在下述实施例的结构要素中，包含所属技术领域的技术人员能够且容易置换的部分、或者本质上相同的部分。
参考例1
图1是示意性地表示参考例1所涉及的超声波探伤装置的概要构成图，图2是表示参考例1所涉及的超声波探伤装置的探头的发送接收面的示意图。另外，图3是与参考例1所涉及的超声波探伤装置的延迟控制相关的说明图。
参考例1的超声波探伤装置1为一边使超声波探头21(以下简称探头)沿被检查对象的被检查面移动，一边从探头21向被检查面照射超声波，对被检查面下的被检查对象的内部进行探伤检查的装置。在此，被检查对象例如用复合材料构成，作为复合材料，使用有碳纤维增强塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastic)。并且，在本实施例中，用CFRP构成了被检查对象，但其并非特定，可以用其他的纤维增强塑料，也可以用铝合金等金属材料来构成被检查对象。
在此，复合材料为具有声学异向性的材料，由于向被检查对象照射的超声波的传播方向的不同，超声波的音速等容易产生偏差。因此，通过探伤检查所得到的检查结果误差变大，由此当被检查对象用具有声学异向性的材料构成时，优选向被检查对象照射的超声波的照射方向为固定的照射方向。
接着，参照图1对超声波探伤装置1进行说明。如图1所示，超声波探伤装置1具有探头21和控制部25。
探头21上形成有发送接收面30，其向被检查对象的被检查面照射超声波，并且对反射的超声波进行接收。如图2所示，发送接收面30形成为长度方向的长度较长，且宽度方向的长度比长度方向的长度短。使探头21在发送接收面30与被检查面相对的状态下沿发送接收面30的宽度方向移动。
该探头21为矩阵阵列式探头21，在发送接受面30上，在长度方向以及宽度方向上排列设置有多个超声波元件31。各个超声波元件31为能够利用压电元件照射超声波并接收超声波的元件。并且，各个超声波元件31形成为在长度方向以及宽度方向上长度相同的形状，在参考例1中，形成为正方形形状。另外，在参考例1中，将超声波元件31形成为正方形形状，但也可以是圆形形状，只要在长度方向以及宽度方向上长度相同，可以是任何形状。并且，长度相同是指只要长度大致相同即可，长度相同的程度只要能够稳定地向被检查面照射超声波即可。多个超声波元件31构成为例如将在长度方向上排成一列的元件在宽度方向上排成三行。并且，探头21以规定的照射单位在整个长度方向上多次照射超声波。
在此，照射单位为图2中用虚线框起来的超声波元件照射组35。超声波元件照射组35由在长度方向上相邻的三个超声波元件31和在宽度方向上相邻的三个超声波元件31所包围的共计九个超声波元件31构成。当以上述超声波元件照射组35为照射单位照射超声波时，探头21从长度方向的一侧向另一侧，使照射单位的一部分重复且在长度方向上位置不同，与此同时多次照射超声波。
具体而言，如图2所示，将超声波元件照射组35的第一次的照射单位设为S1，将超声波元件照射组35的第二次的照射单位设为S2，将超声波元件照射组35的第三次的照射单位设为S3。作为第一次的照射单位S1的超声波元件照射组35使用长度方向的一侧的第一个至第三个之间的超声波元件31。作为第二次的照射单位S2的超声波元件照射组35使用长度方向的一侧的第二个至第四个之间的超声波元件31。作为照射单位S3的超声波元件照射组35使用长度方向的一侧的第三个至第五个之间的超声波元件31。即，探头21通过仅使超声波元件照射组35的在宽度方向上排成一列的超声波元件31在长度方向上位置不同地多次照射超声波，从而在长度方向的全长上照射超声波。
控制部25与探头21连接，通过控制探头21，对多个超声波元件31照射的超声波进行照射控制。具体而言，控制部25通过同时激励超声波元件照射组35的多个超声波元件31，使探头21以超声波元件照射组35为照射单位照射(发送)超声波。另一方面，控制部25通过超声波元件照射组35的各个超声波元件31接收从被检查对象反射的超声波。控制部25基于通过超声波元件照射组35的各个超声波元件31接收到的结果获取每个照射单位的探伤结果。并且，控制部25通过仅使超声波元件照射组35的在宽度方向上排成一列的超声波元件在长度方向上位置不同地多次从探头21发送接收超声波，从而在长度方向的全长上对被检查对象的内部进行探伤。
并且，如图3所示，控制部25具有延迟电路41，其对各个超声波元件31的超声波的照射时序进行延迟。另外，在图3中，图示有超声波元件照射组35的多个超声波元件31，并且，图示有与该超声波元件31相对应的延迟电路41。控制部25进行延迟控制，使超声波分别会聚于焦点位置P1、焦点位置P2以及焦点位置P3，所述焦点位置为在与被照射超声波的被检查对象垂直的进深方向上的被检查对象内部的规定深度。在此，焦点位置P2为在进深方向上较浅的焦点，焦点位置P3为在进深方向上较深的焦点，焦点位置P1为焦点位置P2与焦点位置P3之间的焦点。此外，在参考例1中，将超声波会聚在了三个焦点位置P1、P2、P3，但焦点位置的深度和焦点位置的个数并非特定。
控制部25利用延迟电路41使超声波元件照射组35的除了至少一个超声波元件31之外的其他超声波元件31所照射的超声波迟于该至少一个超声波元件31所照射的超声波。在参考例1中，控制部25使超声波元件照射组35的九个超声波元件31中位于中央的一个超声波元件31所照射的超声波的照射时序迟于周围八个超声波元件31所照射的超声波的照射时序。这样一来，控制部25通过延迟电路41进行延迟控制，能够会聚超声波，即进行通常说的电子聚焦。因此，在超声波元件31上，并未设置物理的聚焦机构，探头21的发送接收面30为平面。并且，控制部25通过一边变更三个焦点位置P1、P2、P3，一边对被检查对象的内部进行探伤，从而获取焦点位置P1处的被检查对象的探伤结果、焦点位置P2处的被检查对象的探伤结果以及焦点位置P3处的被检查对象的探伤结果。因此，超声波探伤装置1能够变更焦点位置P1、P2、P3进行超声波探伤，从而能够提高被检查对象内的缺陷的查出率。
如上，根据参考例1的结构，由于能够将各个超声波元件31的形状设定为在长度方向以及宽度方向上长度相同，因此即使在与超声波元件31相对的被检查面发生倾斜的情况下，也能够减小宽度方向的一侧与另一侧的高低差。因此，能够抑制超声波元件31与被检查面之间的距离的宽度方向上的偏差，并且能够稳定地向被检查面照射超声波。
并且，根据参考例1的结构，能够以超声波元件照射组35为照射单位，沿长度方向多次照射超声波。由此，与一个超声波元件31照射超声波的情况相比，超声波元件照射组35能够提高音压，从而能够更加稳定地照射超声波，且能够良好地接收从被检查对象反射的超声波。另外，由于能够用各个超声波元件31进行接收，因此能够详细接收从被检查对象反射的超声波。
并且，根据参考例1的结构，控制部25能够在同时激励多个超声波元件31的情况下，使中央的一个超声波元件31所照射的超声波的照射时序迟于周围八个超声波元件31所照射的超声波的照射时序。因此，控制部25能够使超声波会聚于焦点位置P，即进行所谓的电子聚焦。由此，通过会聚超声波，能够提高音压、提高分辨率，从而能够提高超声波探伤的灵敏度。
另外，根据参考例1的结构，控制部25通过使照射单位的一部分重复地在探头21的长度方向上多次照射超声波，从而能够以较短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
实施例
接着，参照图4对实施例所涉及的超声波探伤装置50进行说明。图4是表示实施例所涉及的超声波探伤装置的探头的发送接收面的示意图。并且，在实施例中，为了避免与参考例1的记载重复，仅对与参考例1不同的部分进行说明，并对与参考例1相同的结构标记相同的符号进行说明。
实施例的超声波探伤装置50的探头51为矩阵阵列式探头51，在发送接受面30上，多个超声波元件31以相对于长度方向以及宽度方向倾斜规定的角度的状态排列设置。在此，规定的角度为例如45度，多个超声波元件31在相对于长度方向倾斜45度的方向上排列设置，且在相对于宽度方向倾斜45度的方向上排列设置。并且，各个超声波元件31与参考例1相同，形成为在长度方向以及宽度方向上长度相同的形状，在实施例中，形成为正方形形状。多个超声波元件31例如配置为，将相对于长度方向倾斜45度的方向上排列的三个元件在相对于长度方向倾斜45度的方向上位置错开一个超声波元件31，与此同时在长度方向上排列。因此，多个超声波元件31将配置成X状的元件沿长度方向排列配置。并且，探头51以规定的照射单位在整个长度方向上多次照射超声波。
在此，照射单位为图4中用虚线框起来的超声波元件照射组55。即，超声波元件照射组55由超声波元件31的对角线上的在长度方向上相邻的两个超声波元件31和超声波元件31的对角线上的在宽度方向上相邻的两个超声波元件31所包围的共计五个超声波元件构成。换言之，超声波元件照射组55由位于宽度方向的中央的一个超声波元件31和与中央的超声波元件31的四个边相邻的四个超声波元件31，共计五个超声波元件31构成。当以上述超声波元件照射组55为照射单位照射超声波时，探头51从长度方向的一侧向另一侧，使照射单位的一部分重复且在长度方向上位置不同，与此同时多次照射超声波。
具体而言，如图4所示，将超声波元件照射组55的第一次的照射单位设为S1，将超声波元件照射组55的第二次的照射单位设为S2，将超声波元件照射组55的第三次的照射单位设为S3。作为第一次的照射单位S1的超声波元件照射组55使用位于长度方向一侧的宽度方向中央的超声波元件31和与宽度方向中央的超声波元件31的四个边相邻的四个超声波元件31。作为第二次的照射单位S2的超声波元件照射组55使用与照射单位S1的宽度方向中央的超声波元件31的长度方向另一侧相邻的宽度方向中央的超声波元件31和与宽度方向中央的超声波元件31的四个边相邻的四个超声波元件31。这时，照射单位S1的五个超声波元件31中同宽度方向中央的超声波元件31的长度方向另一侧的两个边相邻的两个超声波元件31与照射单位S2的五个超声波元件31中同宽度方向中央的超声波元件31的长度方向一侧的两个边相邻的两个超声波元件31重复。作为第三次的照射单位S3的超声波元件照射组55使用与照射单位S2的宽度方向中央的超声波元件31的长度方向另一侧相邻的宽度方向中央的超声波元件31和与宽度方向中央的超声波元件31的四个边相邻的四个超声波元件31。这时，照射单位S2的五个超声波元件31中同宽度方向中央的超声波元件31的长度方向另一侧的两个边相邻的两个超声波元件31与照射单位S3的五个超声波元件31中同宽度方向中央的超声波元件31的长度方向一侧的两个边相邻的两个超声波元件31重复。即，探头51通过使超声波元件照射组55的两个超声波元件31重复地在探头51的长度方向上多次照射超声波，从而在长度方向的全长上照射超声波。
控制部25与探头51连接，与参考例1相同，通过同时激励超声波元件照射组55的多个超声波元件31，以超声波元件照射组55为照射单位进行使探头51照射超声波的照射控制。并且，控制部25利用超声波元件照射组55的各个超声波元件31接收从被检查对象反射的超声波。另外，控制部25通过使超声波元件照射组55的两个超声波元件31重复地使探头51多次发送接收超声波，从而在长度方向的全长上对被检查对象的内部进行探伤。
此外，控制部25使图4所示的超声波元件照射组55的各个超声波元件31的超声波的照射时序延迟。在实施例中，控制部25使图4所示的超声波元件照射组55的五个超声波元件31中宽度方向中央的超声波元件31所照射的超声波的照射时序迟于四边相邻的四个超声波元件31所照射的超声波的照射时序。这样一来，控制部25通过进行延迟控制，能够会聚超声波，即进行所谓的电子聚焦。因此，在实施例中，在超声波元件31上，也并未设置物理的聚焦机构，探头51的发送接收面30为平面。
如上，根据实施例的结构，能够以超声波元件照射组55为照射单位，沿长度方向多次照射超声波。由此，与一个超声波元件31照射超声波的情况相比，超声波元件照射组55能够提高音压，从而能够更加稳定地照射超声波，且能够良好地接收从被检查对象反射的超声波。另外，由于能够用各个超声波元件31进行接收，因此能够详细接收从被检查对象反射的超声波。
另外，在实施例的结构中，也使超声波元件照射组55的多个超声波元件31所照射的超声波的照射时序互不相同，从而能够使超声波会聚于规定的焦点位置P，即进行所谓的电子聚焦。因此，通过会聚超声波，能够提高音压、提高分辨率，且能够提高超声波探伤的灵敏度。
另外，在实施例的结构中，控制部25也通过使照射单位的一部分重复地在探头51的长度方向多次照射超声波，从而能够以较短的间隔照射超声波。因此，能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
参考例2
接着，参照图5对参考例2所涉及的超声波探伤装置60进行说明。图5是表示参考例2所涉及的超声波探伤装置的探头的发送接收面的示意图。并且，在参考例2中，为了避免与参考例1的记载重复，仅对与参考例1不同的部分进行说明，并对与参考例1相同的结构标记相同的符号进行说明。
参考例2的超声波探伤装置60的探头61的多个超声波元件31在长度方向以及宽度方向上排列设置。并且，各个超声波元件31与参考例1相同，形成为在长度方向以及宽度方向上长度相同的形状，在参考例2中，形成为正方形形状。在此，参考例2的超声波元件31比参考例1的超声波元件31大。具体而言，多个超声波元件31具有：第1超声波元件组62，其为配置在长度方向上排成一列；以及第2超声波元件组63，其配置为与第1超声波元件组62在宽度方向上相邻，且在长度方向上排成一列。第1超声波元件组62的各个超声波元件31在长度方向上位于第2超声波元件组63的相邻超声波元件31的中间。因此，多个超声波元件31沿长度方向配置成锯齿状。并且，探头61以规定的照射单位在整个长度方向上多次照射超声波。
在此，照射单位为图5中的用虚线框起来的一个超声波元件31。当以上述一个超声波元件31为照射单位照射超声波时，探头61从长度方向的一侧向另一侧，使照射单位的位置不同，与此同时多次照射超声波。
具体而言，如图5所示，将超声波元件31的第一次的照射单位设为S1，将超声波元件31的第二次的照射单位设为S2，将超声波元件31的第三次的照射单位设为S3。作为第一次的照射单位S1的超声波元件31使用第1超声波元件组62中的长度方向的一侧的第一个超声波元件31。作为第二次的照射单位S2的超声波元件31使用第2超声波元件组63中的长度方向的一侧的第一个超声波元件31。作为照射单位S3的超声波元件31使用第1超声波元件组62中的长度方向的一侧的第二个超声波元件31。这时，照射单位S2的超声波元件31在长度方向上位于照射单位S1的超声波元件31与照射单位S3的超声波元件31之间。即，探头61通过使第1超声波元件组62的超声波元件31与第2超声波元件组63的超声波元件31在长度方向上交替不同地多次照射超声波，从而在长度方向的全长上照射超声波。
控制部25与探头61连接，以一个超声波元件31为照射单位进行使探头61照射超声波的照射控制。并且，控制部25利用照射超声波的一个超声波元件31接收从被检查对象反射的超声波。另外，控制部25通过使第1超声波元件组62的超声波元件31与第2超声波元件组63的超声波元件31在长度方向上交替不同地从探头21多次发送接收超声波，从而在长度方向的全长上对被检查对象的内部进行探伤。
此外，在参考例2中，由于照射单位为一个超声波元件31，因此是不能够进行电子聚焦的结构，可以在探头61的发送接受面30上设置进行物理聚焦的结构。
如上，根据参考例2的结构，能够以一个超声波元件31为照射单位，沿长度方向多次照射超声波。这时，能够使第1超声波元件组62的各个超声波元件31与第2超声波元件组63的各个超声波元件31沿长度方向交替照射超声波。因此，能够以比各个超声波元件组62、63的超声波元件31之间的间隔还要短的间隔照射超声波，从而能够在长度方向上进行详细的超声波探伤。
符号说明
1 超声波探伤装置
21 探头
25 控制部
30 发送接收面
31 超声波元件
35 超声波元件照射组
41 延迟电路
50 超声波探伤装置(实施例)
51 探头(实施例)
55 超声波元件照射组(实施例)
60 超声波探伤装置(参考例2)
61 探头(参考例2)
62 第1超声波元件组
63 第2超声波元件组
P1、P2、P3 焦点位置
Claims (5)
1.一种探头，具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面；以及设置在所述发送接收面上的多个超声波元件，所述探头一边相对于与所述发送接收面相对的被检查对象的被检查面在所述宽度方向上移动，一边照射超声波，其特征在于，
所述各个超声波元件形成为正方形形状，
所述多个超声波元件以正方形的各边相对于所述长度方向倾斜45度的方式在所述长度方向上排列地设置在所述宽度方向中央，且与设于所述宽度方向中央的所述超声波元件相邻地设于所述宽度方向的两端，照射单位包括由设于宽度方向中央的一个超声波元件、和与该一个超声波元件的四边相邻的四个超声波元件构成的五个超声波元件，一边使所述照射单位沿所述长度方向一次错开一个超声波元件一边从所述照射单位照射超声波，
除了位于所述长度方向的两端的设于所述宽度方向两端的所述超声波元件之外，设于所述宽度方向两端的所述超声波元件各自的照射连续进行两次，并且，设于所述宽度方向中央的所述超声波元件各自的照射各进行一次。
2.一种超声波探伤装置，其特征在于，具有：权利要求1所述的探头；以及
控制所述探头的控制部，其中，
所述控制部进行从所述照射单位照射超声波的照射控制。
3.根据权利要求2所述的超声波探伤装置，其特征在于，所述控制部一面同时激励所述照射单位的所述超声波元件，照射超声波，一面用所述各个超声波元件接收从所述被检查对象反射的超声波。
4.根据权利要求3所述的超声波探伤装置，其特征在于，所述控制部进行延迟控制，使来自所述照射单位的中央的所述超声波元件的超声波的照射迟于来自其他超声波元件的超声波的照射。
5.一种超声波探伤控制方法，其控制探头，所述探头具有：长度方向的长度比宽度方向的长度长的发送接收面；以及设置在所述发送接收面上的多个超声波元件，其中，所述探头一边相对于与所述发送接收面相对的被检查对象的被检查面在所述宽度方向上移动，一边照射超声波，所述超声波探伤控制方法的特征在于，
所述各个超声波元件形成为正方形形状，
所述多个超声波元件以正方形的各边相对于所述长度方向倾斜45度的方式在所述长度方向上排列地设置在所述宽度方向中央，且与设于所述宽度方向中央的所述超声波元件相邻地设于所述宽度方向的两端，从包括由设于宽度方向中央的一个超声波元件、和与该一个超声波元件的四边相邻的四个超声波元件构成的五个超声波元件的照射单位，一边使所述照射单位沿所述长度方向一次错开一个超声波元件一边从所述照射单位照射超声波，
除了位于所述长度方向的两端的设于所述宽度方向两端的所述超声波元件之外，设于所述宽度方向两端的所述超声波元件各自的照射连续进行两次，并且，设于所述宽度方向中央的所述超声波元件各自的照射各进行一次。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20190329 Termination date: 20210903 |
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