CN107735680B - 层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置 - Google Patents

层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供剥离检查方法和剥离检查装置，即使在检查部位存在加强板等障碍物，也能够简单且明确地检测出层叠体的层间剥离，并且能够在短时间内对较大的检查范围进行检查。剥离检查装置具有：发送探头(2a)，其使超声波以规定的折射角(θ)入射至层叠体(10)；接收探头(2b)，其接收反复在多个部件的界面上反射而传播的传输波；以及探头保持单元，其对发送探头(2a)与接收探头(2b)以隔开规定的间隔(L)的方式进行保持。接收在健全部中传播的传输波，求出在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度作为基准检测长度。接收在检查对象部(E)中传播的传输波，测量在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度，通过将所测量的检测长度与基准检测长度进行比较来对检查对象部(E)有无层间剥离(D)进行检查。

Description

层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置
技术领域
本发明涉及层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置。具体而言，涉及如下的层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置：使超声波从配置在由多个部件层叠而成的层叠体的一侧入射，并接收在所述层叠体内传播的超声波，通过对接收到的超声波进行评价来检查有无层间剥离。
背景技术
一直以来，层叠体的剥离检查对象多为管、容器等，通常情况下，在检查时，人们进入到管、容器等的内部，从内部进行目视检查、敲音检查、针孔检查等。因此，在检查时，必须停止作业，检查需要大量的时间。
另一方面，作为如上所述的检查方法，提出了例如专利文献1所述那样的在不停止作业的情况下检查内衬的剥离的方法。在专利文献1的方法中，使超声波脉冲从配管或容器的外部入射，求出超声波脉冲在健全部处的多重反射的各反射次数的变动范围与在模拟剥离部处的多重反射的各反射次数的变动范围不重复的区域，求出比所求出的区域处的最小反射次数大且区域的高度为规定值以上的反射波的反射次数，在层叠体的检查部中接收多重反射波，通过与预先求出的健全部的规定值以上的反射波的回波高度进行比较来检查有无层间剥离。
但是，在上述方法中，当在检查部存在加强板等障碍物时，无法在试验体的表面上配置探头，从而产生无法进行检查的范围。此外，在针对较大面积的试验范围进行检查的情况下，需要使探头在试验范围的整个表面上进行扫描，从而检查时间消耗较多，用于检查的费用也会变高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5624250号公报
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于现有的情况，本发明的目的在于提供即使在检查部位处存在加强板等障碍物，也能够简单且明确地检测出层叠体的层间剥离，并且能够在短时间内对较大的检查范围进行检查的剥离检查方法和剥离检查装置。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的剥离检查方法的特征在于，使超声波从配置于由多个部件层叠而成的层叠体的一侧的传感器入射，并且接收在所述层叠体内传播的超声波，通过对接收到的超声波进行评价来检查有无层间剥离，所述传感器具有：发送探头，其使所述超声波以规定的折射角入射至所述层叠体；接收探头，其接收反复在所述多个部件的界面上反射而传播的传输波；以及探头保持单元，其对所述发送探头与所述接收探头以隔开规定的间隔的方式进行保持，利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以设定的探头间隔配置在所述层叠体的健全部处，接收在所述健全部中传播的所述传输波，求出在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度作为基准检测长度，利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以与所述设定的探头间隔相同的间隔夹着所述层叠体的检查对象部配置，接收在所述检查对象部中传播的所述传输波，对在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度进行测量，通过将测量出的检测长度与所述基准检测长度进行比较来对所述检查对象部中有无所述层间剥离进行检查。
根据上述结构，传感器具有探头保持单元，发送探头使超声波以规定的折射角入射至层叠体，接收探头接收反复在多个部件的界面上反射而传播的传输波，该探头保持单元对发送探头和接收探头以隔开规定的间隔的方式进行保持，因此，发送探头与接收探头之间(探头间隔)成为检查区域，从而能够将较大范围一并作为检查对象。然后，利用探头保持单元将发送探头和接收探头以与所设定的探头间隔相同的间隔夹着层叠体的检查对象部配置，接收在检查对象部中传播的传输波，对在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度进行测量，将测量出的检测长度与在健全部中预先求出的基准检测长度进行比较。在此，相邻的部件相互贴合(紧密接合)的健全部的边界面上的声压反射率小于空气的声压反射率，因此超声波(传输波)会因在该界面上的反射和透射等而衰减。另一方面，当在检查对象部中存在剥离部时，超声波(传输波)不会透过剥离部(空气)，几乎不会产生因反射而导致的衰减。因此，如果是相同的探头间隔，则对于在探头间传播的传输波而言，与健全部相比，在剥离部的传输波的衰减程度较低，因此剥离部处的接收波形与健全部处的接收波形相比，成为规定的回波高度以上的范围较长。因此，通过将预先求出的健全部处的传输波的回波高度为规定值以上的基准检测长度与在检查对象部中测定的检测长度进行比较，能够简单且明确地检测出检查对象部中有无层间剥离。
优选为，所述发送探头和所述接收探头夹着被设置于所述层叠体上的其他部件而配置。由此，还能够容易地检测其他部件的正下方有无剥离。
所述发送探头和所述接收探头优选为纵波斜角探头。在使用了纵波斜角探头的情况下，不仅纵波存在于检查对象部，横波也同时存在于检查对象部，因此各种模式的超声波在检查对象部中传播，信号的差异更加显著。
优选为，所述传感器还具有使所述发送探头和所述接收探头在所述层叠体上进行扫描的扫描单元。由此，能够对更大范围的检查对象部更加迅速地进行检查。另外，进行扫描的方向为如下任意方向均可：例如图6所示的与发送探头和接收探头的对置方向(超声波的传播方向)交叉(垂直)的方向Va、以及例如图10所示的与探头的对置方向(超声波的传播方向)一致的方向Vb。
优选为，所述传感器具有使所述发送探头和所述接收探头沿着第一扫描方向进行扫描的第一扫描单元、以及沿着与所述第一扫描方向交叉的第二扫描方向进行扫描的第二扫描单元，通过使用所述第一扫描单元和所述第二扫描单元进行扫描来确定所述层间剥离的位置。通过构成为不仅在一个方向扫描，还能够在不同的2个方向进行扫描，由此，例如图16所示，能够在重复的扫描区域中，计算出存在于发送探头和接收探头之间的检查对象部之中的层间剥离的位置。
并且，在上述任意一个结构中，优选根据在所述检查对象部中传播的所述传输波来生成扫描图像。由此，信号的差异识别(有无层间剥离)会变得更为容易。
所述发送探头和所述接收探头也可以被配置在所述层叠体的弯曲的表面上。在该情况下，优选至少所述发送探头为垂直探头，所述发送探头被配置在所述层叠体的弯曲的表面上。而且，优选将所述发送探头固定在所述弯曲的表面的顶部上，使所述接收探头相对于所述发送探头沿周向进行扫描。由此，能够通过简单的构造来高效率地对弯曲面的检查对象部进行检查。在上述任意一个结构中，所述层叠体也可以为容器的盖板部。此外，所述层叠体也可以为管状体。
所述多个部件还可以至少包括位于所述一侧的第一部件、被设置在该第一部件上的第二部件、以及使这些部件贴合的粘接层。在该情况下，可以构成为所述第一部件为钢材，所述第二部件为内衬件，还可以构成为所述第一部件为内衬件，所述第二部件为钢材。
为了达成上述目的，本发明的层叠体的剥离检查装置的特征在于，具有信号处理装置，该信号处理装置使超声波从配置于由多个部件层叠而成的层叠体的一侧的传感器入射，并且接收在所述层叠体内传播的超声波，并对接收到的超声波进行评价，该层叠体的剥离检查装置通过对接收到的超声波进行评价来检查有无层间剥离，本发明的层叠体的剥离检查装置的结构中，所述传感器具有：发送探头，其使所述超声波以规定的折射角入射至所述层叠体；接收探头，其接收反复在所述多个部件的界面上反射而传播的传输波；以及探头保持单元，其对所述发送探头与所述接收探头以隔开规定的间隔的方式进行保持，所述信号处理装置预先利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以设定的探头间隔配置在所述层叠体的健全部处，接收在所述健全部中传播的所述传输波，求出在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度作为基准检测长度，利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以与所述设定的探头间隔相同的间隔夹着所述层叠体的检查对象部配置，接收在所述检查对象部中传播的所述传输波，对在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度进行测量，通过将测量出的检测长度与所述基准检测长度进行比较来对所述检查对象部中有无所述层间剥离进行检查。
所述信号处理装置也可以根据在所述检查对象部中传播的所述传输波来生成扫描图像。作为扫描图像，例如可举出B范围图像和C范围图像。
发明效果
根据上述本发明的层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置的特征，即使在检查部位处存在加强板等障碍物，也能够简单且明确地对层叠体的层间剥离进行检测，且能够在短时间内对较大的检查范围进行检查。
根据以下的发明的实施方式，可进一步理解本发明的其他的目的、结构和效果。
附图说明
图1为本发明的剥离检查装置的概要图。
图2为用于说明超声波的动作的图。
图3为示意性地示出了伴有健全部(无剥离部)中的反复反射的、传播距离与相对回波高度的关系的图表。
图4为具有剥离部的部分的相当于图3的图。
图5为对现有的垂直法的检查(扫描)进行说明的图。
图6为对本发明的剥离检查(扫描)进行说明的图。
图7为示出了聚乙烯内衬试验体中的测定结果的图，(a)表示剥离宽度0mm(健全部)的情况，(b)表示剥离宽度20mm的情况，(c)表示剥离宽度50mm的情况，(d)表示剥离宽度100mm的情况。
图8为存在垫板的聚乙烯内衬试验体的相当于图7的图。
图9为示意性地示出了通过纵波斜角探头而入射的超声波的传播的图。
图10为示出传感器位置和扫描方向的图。
图11为示出了相对于T接头的探头配置的示例的图。
图12为示出了相对于加强板部的探头配置的示例的图。
图13为示出了容器的盖板上的探头配置的一个示例的图。
图14为示出了容器的盖板上的探头配置的另一个示例的图。
图15为示出了管状体中的剥离检查方法的图，(a)示出了轴向测定，(b)示出了周向测定，(c)(d)示出了斜向测定。
图16为对基于2方向扫描进行的剥离部的位置的确定进行说明的图。
具体实施方式
接下来，参照图1～6对本发明更具体地进行说明。
如图1所示，本发明的剥离检查装置1大体上具有：在后文所述的层叠体10的一侧11(表面)上进行扫描的传感器2；以及对传感器2进行控制且对接收到的超声波实施处理并进行评价的信号处理装置3。该信号处理装置3例如由个人计算机构成。
传感器2由发送探头2a、接收探头2b和探头保持单元2c构成，该发送探头2a使超声波以规定的折射角入射至层叠体10，该接收探头2b接收反复在层叠体10内的各部件的界面上反射而传播的传输波，该探头保持单元2c对发送探头2a和接收探头2b以隔开规定的间隔的方式进行保持。此外，在传感器2中，安装有包括对扫描位置进行检测的编码器等位置检测器的扫描单元4，并且该传感器2与信号处理装置3连接。在本发明中，能够将被发送探头2a和接收探头2b夹着的区域(探头间隔L)作为检查对象部E。
作为发送探头2a和接收探头2b使用例如纵波斜角探头。此外，探头保持单元2c除了例如图1所示的棒状体和板状体等形式以外，还包括通过利用了编码器等的同步控制等实质上保持着探头间隔L的方式。扫描单元4只要能够保持发送探头2a和接收探头2b的探头间隔L而在同一方向(扫描方向)上进行移动即可。
信号处理装置3控制脉冲发生器5而使发送探头2a产生超声波脉冲。所发送的超声波脉冲在层叠体10的各部件20、30、40内通过(或者是透过)并在各界面上反射，并被接收探头2b接收。接收到的超声波(传输波)被接收器6和/或前置放大器6a放大，并以被滤波器7去除了噪音的状态被A/D转换器8转换为数字信号。然后，该数字信号被信号处理装置3实施信号处理，并显示在显示器9上。
此外，信号处理装置3对接收信号与扫描单元4的位置检测器所检测出的传感器2的扫描位置数据一起进行处理，生成B范围图像和C范围图像等扫描图像，并显示在显示器9上。并且，信号处理装置3也可以具备警告存在剥离的警告单元3a。
如图1、2所示，作为检查对象的层叠体10由例如作为第一部件20的板材和在该板材20上通过由粘接剂形成的粘接层40而被粘接在板材20上的作为第二部件30的内衬件构成。该层叠体10例如为管和罐等。作为层叠体10的各部件，例如作为板材20可举出不锈钢板(SUS板)，作为内衬件30可举出氟系树脂内衬(PTFE)，作为粘接层40可举出环氧树脂类粘接剂，但并不限定于这些材料。此外，在板材20的表面侧11形成有涂装膜50，但无论有无涂装膜50，都能够应用本发明。
接下来，对入射至层叠体10的超声波的动作(传播)进行说明。
如图2所示，在发送探头2a与接收探头2b之间的探头间隔L处，在板材20、内衬件30和粘接层40相互贴合而不存在剥离的健全部分中，以折射角θ入射的超声波大多在界面F1处反射而在板材20中传播。但是，一部分超声波会向内衬件30入射，并在内衬件30中传播。此外，由板材20和粘接层40构成的界面F1的声压反射率小于1，因此会因在界面F1上的反射而衰减。
另一方面，在板材20与粘接层40之间存在剥离部D的情况下，在板材20内反射并传播的超声波会在该板材20与剥离部D内的空气之间的界面F2进行反射。在此，剥离部D的空气的声压反射率大致为1，即使反复反射也几乎不会衰减。
在此，在图3、4中，示意性地示出了垂直入射时的各种材质的声压反射率的变化。纵轴为相对回波高度(dB)，横轴为伴随反复反射而发生的传播距离(在图中横轴及以下的记载中，简称为“传播距离”)。虽然声压反射率因材质而不同，但均小于空气的声压反射率1，随着反射次数的增加而传播距离会变长，声音反射率之差也会相应变大。不存在剥离部D的情况下(健全部)，会因在与相邻的部件之间的界面F1上的反射和透射而衰减。另一方面，存在剥离部D的情况下，在健全部的界面F1上的反射会被置换为在与剥离部D的空气之间的界面F2上的反射，因此在剥离部D几乎不会产生因反射而导致的衰减。此外，由于在剥离部D中不会产生透射，因此几乎不会受到因透射而导致的衰减的影响。由此，如图3、4所示，与剥离部相比，在健全部中，随着反射次数的增加而传播距离变长，回波高度的差会相应地变大。并且，由于在剥离部D中为空气的反射，因此在剥离部D中回波高度不会下降。因此，存在剥离部D的情况下，可认为回波的出现范围比健全部长。并且，由于超声波的折射角θ越小，则传播路径中的界面F1上的反射次数越增加，因此在与剥离部D的空气之间的界面F2上的反射次数也会增加，从而健全部与剥离部之间的信号的差异变得更为显著。
这样，当使作为超声波的传播距离的探头间隔L固定，并且在健全部和具有剥离部的部分对各传输波的信号进行比较时，关于以规定的回波高度(信号强度)以上的回波高度出现的长度(范围)，衰减更多的健全部一方较短(较小)。因此，求出健全部中的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度作为基准检测长度，将检查对象部E中的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度与基准检测长度进行比较，由此能够进行剥离部D的检测。另外，检测长度被表现为从接收到的传输波的回波高度最初成为规定值以上的传播位置(时刻)至该传输波的回波高度最后成为规定值以上的传播位置(时刻)的距离或时间。
接下来，以层叠体10为例对剥离检查方法的步骤进行说明。
首先，通过探头保持单元2c将发送探头2a和接收探头2b以所设定的探头间隔L配置在由板材20、内衬件30和粘接层40贴合而成的层叠体10的健全部上，从板材20的表面使超声波以折射角θ入射，并接收在探头间隔L内传播的传输波。然后，例如图7(a)所示，求出在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测到的检测长度作为基准检测长度N，并将其存储在信号处理装置3中。另外，探头间隔L为预先任意设定的距离(长度)。此外，回波高度的规定值也作为基准值而被预先任意设定。在图7的示例中，将信号的回波高度在显示器9上出现的100％振幅显示的20％以上的强度作为基准。
在此，在基准检测长度N的确定中，如上所述，将传感器2载置在层叠体10的健全部上。但是并不限定于此，也能够使用相对于层叠体10分体的健全试验体、和相当于健全试验体的其他的装置或其他的部件。这样，由于“健全部”为“部”，因此其中包括“作为检查对象的层叠体10的任意位置”和“相对于层叠体10分体的试验体(片)和与之相当的其他的装置及部件”这双方。
接下来，利用探头保持单元2c将发送探头2a和接收探头2b以与之前相同的探头间隔L夹着层叠体10的检查对象部E而配置，接收在检查对象部E中传播的传输波，例如像图7(a)所示那样，对在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测到的检测长度n进行测量。另外，该情况下的规定值为，与之前在健全部的测定时所设定的规定值(基准值)相同的值。然后，将所测量到的检测长度n与之前所求出的基准检测长度N进行比较，在检测长度n比基准检测长度N长的情况下，判定为在发送探头2a与接收探头2b之间(检查对象部E)存在层间剥离D。
在此，利用探头保持单元2c将发送探头2a和接收探头2b保持为所设定的探头间隔L来进行检查，因此即使在发送探头2a与接收探头2b之间存在障碍物，也能够进行该障碍物正下方有无剥离的检查。并且，在现有的垂直法中，为了对检查对象部整个表面进行检查，需要进行方形扫描(图5)，而在本发明中，由于利用探头保持单元2c保持着探头间隔L进行扫描，因此如图6所示，利用1个方向上的扫描即可，检查时间也大幅度缩短，检查效率较高。
另外，在判断为存在层间剥离D的情况下也可以通过警告单元3a来进行警告。当然，也可以对传输波与扫描单元4的位置检测器的扫描位置数据一起进行处理，例如可以与图表一起或者独立地生成并显示B范围图像和C范围图像等扫描图像。还可以在这些图像上显示有无剥离。
在此，发明者们为了验证本发明的检查方法和装置的有用性而进行了实验。在图7、8中示出了其结果。各图一体地显示了B范围图像和A范围图像。图7、8的试验体使用了将板状的钢材与聚乙烯层叠而成的内衬试验体。在它们的边界面上，分别形成了剥离宽度(长度)不同的模拟剥离部。此外，作为探头，使用了振子为5MHz且在钢中具有纵波10度的折射角的斜角探头，在图7的示例中将探头间隔设为100mm，在图8的示例中将探头间隔设为300mm。
在图7(a)所示的健全部(剥离部0mm)的情况下，接收波形的回波高度超过显示灵敏度的20％(基准值，图中符号B)的范围(基准检测长度N)是258mm。另一方面，该图(b)中所示的剥离宽度为20mm时的同一范围(检测长度n1)是311mm，该图(c)中所示的剥离宽度为50mm时的同一范围(检测长度n2)是331mm，该图(d)中所示的剥离宽度为100mm时的同一范围(检测长度n3)是417mm。这样，全部剥离试验体中超过基准值的范围(检测长度n1～n3)比健全试验体的超过基准值的范围(基准检测长度N)长，随着剥离宽度变长，出现范围也变长。
此外，图8为在模拟剥离部的上部还设置有垫板的试验体的结果。在图8(a)示出的健全部(剥离部0mm)的情况下，接收波形的回波高度超过显示灵敏度的20％(基准值，图中符号B)的范围(基准检测长度N)是730mm。另一方面，该图(b)中所示的剥离宽度为20mm时的同一范围(检测长度n1)是1222mm，该图(c)中所示的剥离宽度为50mm时的同一范围(检测长度n2)是1557mm，该图(d)中所示的剥离宽度为300mm时的同一范围(检测长度n3)为1600mm以上。在该示例中也同样地，在全部剥离试验体中超过基准值的范围(长度)均比健全试验体长，随着剥离宽度变长，出现范围也变长。这样，证明了在出现范围(检测长度n)比健全部(基准检测长度N)长的情况下，能够判断为存在剥离部。另外，发明者们除了针对探头间隔100mm，还针对25mm、50mm、200mm、300mm进行了同样的实验，并能够检测到剥离。并且，还利用氟系树脂和环氧树脂的内衬试验体代替聚乙烯进行了同样的实验，并能够检测到剥离。
最后，对本发明的其他实施方式的实施可能性进行说明。
在上述实施方式中，如图7、8所示，例示了使用A范围图像及B范围图像的检查例。但是，显示图像的显示形式并不限定于此，例如可以将A范围图像、B范围图像分别单独显示，还能够分别进行切换。
在上述实施方式中，作为发送探头2a和接收探头2b而使用了纵波斜角探头。如图9所示，在使用了纵波斜角探头的情况下，在层叠体10中不仅存在纵波Pa(图中实线)，还同时存在横波Pb(图中虚线)。在未超过纵波Pa在钢试验体中的临界角的情况下，在钢试验体中存在纵波Pa和横波Pb，每一次在表面和底面反复进行反射时，都会向纵波Pa及横波Pb进行模式转换并传播。因此，存在进行模式转换而得到的波、和未进行模式转换而进行原本的纵波传播和横波传播的波。由此，由于各种模式的超声波在层叠体10中进行传播，因此健全部与剥离部的信号的差异变得显著。
此外，在上述实施例中以纵波的折射角θ是10度为例进行了说明，但并不限定于此，例如也能够应用5度和2度的探头。如图9所示，当对折射角θa的超声波(传输波)Pa和折射角θa’的超声波(传输波)Pa’进行比较时，折射角较小的θa的超声波Pa在第一部件20与第二部件30之间的界面F1上的反射次数变多，因此在与剥离部D的空气之间的界面F2上的反射次数也增加。因此，折射角θ越小，健全部与剥离部D之间的信号差异越会变得更加显著。在此，从探头发送的超声波是被扩展了的波束，因此在从垂直探头发送的超声波波束中存在折射角超过0°的超声波。由此，若能够观测这种超声波，则本发明也能够应用于垂直探头。
在上述实施方式中，如图6所示，将基于扫描单元4的、传感器2的扫描方向设为与超声波的传播方向(发送探头2a与接收探头2b对置的方向)垂直的方向Va。但是，如图10所示，也可以沿与传播方向相同的方向Vb进行扫描。
另外，在本发明中，由于能够将发送探头2a与接收探头2b之间设定为检查对象部E，因此只要是能够在这些探头之间供超声波传播的方式，则包括层叠体10的检查对象物不被特别限定。
例如针对图11所示的具有焊接部61的T接头60，作为探头配置的组合，A和B、A和C、A和D、A和E中的任意组合均能够应用本方法。此外，还可以将探头2a、2b配置在内衬件30侧，并应用于A和G、或者F和G的组合。并且，实施焊接的接头不限定于T接头60，也可以如图12所示应用于具有加强板71的接头部70。
并且，如图13所示，例如在收纳各种化学药品等的液体的容器罐等容器80的半球状的盖板81的顶点设置垂直探头作为发送探头2a，仅通过使另一个探头2b在周向上进行扫描也能够进行检查。在该情况下，探头2b可以为垂直探头也可以为斜角探头。另外，发送接收也可以相反。此外，如图14所示，也可以在盖板81上以对置的方式配置发送探头2a和接收探头2b，并在保持探头间距离L的状态下在同一周向上进行扫描。
并且，作为具有弯曲的表面的层叠体10，并不限定于容器80的盖板81，还可举出管状体90。在该情况下，如图15(a)所示，可以使超声波沿管90的管轴方向A传播并对剥离部D进行检测，如该图(b)所示，也可以使超声波沿周向传播并对剥离部D进行检测。并且，如该图(c)、(d)所示，还能够使超声波P沿与管轴方向A交叉的方向(斜方向)传播并对剥离部D进行检测。
在上述实施方式中，传感器2具有成对的发送探头2a和接收探头2b，对该发送探头2a和接收探头2b之间是否存在剥离进行检测。因此，在从1个方向进行的测定(扫描)中，无法确定在探头2a、2b之间的哪个位置发生剥离。因此，在求剥离部D的位置的情况下，例如图16所示，通过使第一发送探头2a1和第一接收探头2b1沿第一扫描方向V1进行扫描来确定剥离指示范围S1，并且使第二发送探头2a2和第二接收探头2b2沿与第一扫描方向V1垂直的第二扫描方向V2进行扫描来确定剥离指示范围S2。然后，根据所示的剥离指示范围S1、S2的重复范围而能够确定剥离部D的位置。另外，沿不同的2个方向(第一扫描方向V1和第二扫描方向V2)进行的扫描是按照该图所示的每个扫描方向而分别使用传感器2来进行的，除此之外，也可以使用单一的传感器2以改变扫描方向的方式来进行。
产业上的可利用性
本发明例如能够用作对介于作为使多个部件层叠而成的层叠体的储存容器和配管等部件间的薄层的各界面上的剥离进行检查的层叠体的剥离检查方法和剥离检查装置。例如也能够应用于CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics：碳纤维复合材料)材料与铝的粘接、铝与铜的粘接等不同材料层叠体中的层间剥离的检测等。
标号说明
1：剥离检查装置；2：传感器；2a：发送探头；2b：接收探头；2c：探头保持单元；3：信号处理装置；3a：警告单元；4：扫描单元；5：脉冲发生器；6：接收器；6a：前置放大器；7：滤波器；8：A/D转换器；9：显示器；10：层叠体；11：一侧(表面)；20：第一部件(板材)；30：第二部件(内衬件)；40：粘接层；50：涂装膜；60：T接头；61：焊接部；70：接头部；71：加强板；72：焊接部；80：容器；81：盖板；90：管状体；A：管轴方向；B：基准值；D：剥离部；d：剥离宽度(长度)；E：检查对象部；F1、F2：界面；N：基准检测长度；n：检测长度；P：超声波(传输波)；V、V1、V2、Va、Vb：扫描方向；S1、S2：剥离指示范围；θ：折射角

Claims (15)

1.一种层叠体的剥离检查方法，使超声波从配置于由多个部件层叠而成的层叠体的一侧的传感器入射，并且接收在所述层叠体内传播的超声波，通过对接收到的超声波进行评价来检查有无层间剥离，
所述传感器具备：发送探头，其发送以斜角折射角入射至所述层叠体的超声波；接收探头，其接收以斜角折射角入射的所述超声波反复在所述多个部件的界面上反射而传播的传输波；以及探头保持单元，其对所述发送探头与所述接收探头以隔开规定的间隔的方式进行保持，
利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以设定的探头间隔配置在所述层叠体的健全部处，接收在所述健全部中传播的所述传输波，求出在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度作为基准检测长度，
利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以与所述设定的探头间隔相同的间隔夹着所述层叠体的检查对象部配置，接收在所述检查对象部中传播的所述传输波，对在所接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度进行测量，
通过将测量出的检测长度与所述基准检测长度进行比较来对所述检查对象部中有无所述层间剥离进行检查。
2.根据权利要求1所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述发送探头和所述接收探头夹着被设置于所述层叠体上的其他部件而配置。
3.根据权利要求1或2所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述发送探头和所述接收探头为纵波斜角探头。
4.根据权利要求1所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述传感器还具有使所述发送探头和所述接收探头在所述层叠体上进行扫描的扫描单元。
5.根据权利要求1所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述传感器还具有：使所述发送探头和所述接收探头沿着第一扫描方向进行扫描的第一扫描单元；以及沿着与所述第一扫描方向交叉的第二扫描方向进行扫描的第二扫描单元，通过使用所述第一扫描单元和所述第二扫描单元进行扫描来确定所述层间剥离的位置。
6.根据权利要求4或5所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
根据在所述检查对象部中传播的所述传输波来生成扫描图像。
7.根据权利要求1所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述发送探头和所述接收探头被配置在所述层叠体的弯曲的表面上。
8.根据权利要求7所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
至少所述发送探头为垂直探头，将所述垂直探头固定在所述弯曲的表面的顶部上，使所述接收探头相对于所述发送探头沿周向进行扫描，以斜角折射角入射的所述超声波是所述垂直探头发送的超声波波束中的折射角超过0°的超声波。
9.根据权利要求7或8所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述层叠体为容器的盖板部。
10.根据权利要求7所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述层叠体为管状体。
11.根据权利要求1、2、4、5、7、8、10中的任意一项所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述多个部件至少包括位于所述一侧的第一部件、被设置在该第一部件上的第二部件、以及使这些部件贴合的粘接层。
12.根据权利要求11所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述第一部件为钢材，所述第二部件为内衬件。
13.根据权利要求11所述的层叠体的剥离检查方法，其中，
所述第一部件为内衬件，所述第二部件为钢材。
14.一种层叠体的剥离检查装置，该层叠体的剥离检查装置具有信号处理装置，该信号处理装置使超声波从配置于由多个部件层叠而成的层叠体的一侧的传感器入射，并且接收在所述层叠体内传播的超声波，并对接收到的超声波进行评价，该层叠体的剥离检查装置通过对接收到的超声波进行评价来检查有无层间剥离，
所述传感器具有：发送探头，其发送以斜角折射角入射至所述层叠体的超声波；接收探头，其接收以斜角折射角入射的所述超声波反复在所述多个部件的界面上反射而传播的传输波；以及探头保持单元，其对所述发送探头与所述接收探头以隔开规定的间隔的方式进行保持，
所述信号处理装置预先利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以设定的探头间隔配置在所述层叠体的健全部处，接收在所述健全部中传播的所述传输波，求出在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度作为基准检测长度，
利用所述探头保持单元将所述发送探头和所述接收探头以与所述设定的探头间隔相同的间隔夹着所述层叠体的检查对象部配置，接收在所述检查对象部中传播的所述传输波，对在接收到的传输波的回波高度为规定值以上时所检测出的检测长度进行测量，
通过将测量出的检测长度与所述基准检测长度进行比较来对所述检查对象部中有无所述层间剥离进行检查。
15.根据权利要求14所述的层叠体的剥离检查装置，其中，
所述信号处理装置根据在所述检查对象部中传播的所述传输波来生成扫描图像。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110530984A (zh) * 2019-09-26 2019-12-03 中国石油大学(华东) 一种管道内涂层缺陷的超声波检测方法
JP7300383B2 (ja) * 2019-12-25 2023-06-29 非破壊検査株式会社 積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置
JPWO2022049857A1 (zh) * 2020-09-03 2022-03-10
CN112229911B (zh) * 2020-10-13 2022-08-19 上海大学 一种用于实时检测3d打印件脱层的方法和装置
CN113607818B (zh) * 2021-08-04 2024-02-27 中北大学 一种多界面粘接质量超声检测装置及方法
JP2023034037A (ja) * 2021-08-30 2023-03-13 三菱重工業株式会社 超音波検査方法、超音波検査装置およびプログラム
CN115728389B (zh) * 2023-01-12 2023-05-16 南京地铁运营咨询科技发展有限公司 轨道交通车辆构件质量检测装置和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006276032A (ja) * 2006-06-08 2006-10-12 Toshiba Corp 配管検査方法および装置
CN101542279A (zh) * 2007-03-29 2009-09-23 松下电器产业株式会社 超声波测量方法和装置
JP4630992B2 (ja) * 2006-12-27 2011-02-09 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 超音波検査方法及びこれに用いる超音波検査装置
CN102159943A (zh) * 2008-09-23 2011-08-17 科堡应用技术大学 用于探查结构的方法和用于容纳和/或传导液体或软介质的结构
CN102980894A (zh) * 2012-11-13 2013-03-20 上海交通大学 钢结构特种焊接无损检测系统及方法
WO2013161834A1 (ja) * 2012-04-24 2013-10-31 非破壊検査株式会社 積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5521006A (en) * 1978-07-29 1980-02-14 Oki Electric Ind Co Ltd Fixing structure of plastic clad type optical fiber
JPS5624250A (en) 1980-07-31 1981-03-07 Tokyo Jido Kiko Kk Tension adjusting device for two-stage power transmission
JPS58160865A (ja) * 1982-03-19 1983-09-24 Nippon Steel Corp 材料中の超音波減衰測定方法および装置
WO1998022814A1 (en) 1996-11-22 1998-05-28 Autospect, Inc. Method and system for processing measurement signals to obtain a value for a physical parameter
JP2002031622A (ja) 2000-07-14 2002-01-31 Japan Steel & Tube Constr Co Ltd 埋設管の塗覆欠陥の検査方法及び検査装置
US7757558B2 (en) * 2007-03-19 2010-07-20 The Boeing Company Method and apparatus for inspecting a workpiece with angularly offset ultrasonic signals
JP3161399U (ja) 2010-05-18 2010-07-29 長野計器株式会社 指針読取装置
WO2015174374A1 (ja) 2014-05-12 2015-11-19 株式会社木幡計器製作所 計器用ｉｃタグユニット及びｉｃタグ付き計器
GB2531836B (en) * 2014-12-24 2020-10-14 Equinor Energy As Logging system and method for evaluation of downhole installation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006276032A (ja) * 2006-06-08 2006-10-12 Toshiba Corp 配管検査方法および装置
JP4630992B2 (ja) * 2006-12-27 2011-02-09 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 超音波検査方法及びこれに用いる超音波検査装置
CN101542279A (zh) * 2007-03-29 2009-09-23 松下电器产业株式会社 超声波测量方法和装置
CN102159943A (zh) * 2008-09-23 2011-08-17 科堡应用技术大学 用于探查结构的方法和用于容纳和/或传导液体或软介质的结构
WO2013161834A1 (ja) * 2012-04-24 2013-10-31 非破壊検査株式会社 積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置
CN102980894A (zh) * 2012-11-13 2013-03-20 上海交通大学 钢结构特种焊接无损检测系统及方法

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