CN111373254A - 缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序。缺陷检测装置具备：超声波波形数据生成部(123)，按照构成接收超声波振子(114)的每个超声波振子(111)，生成按时间序列表示由接收部(132)接收到的反射超声波束的振幅的超声波波形数据；超声波波形数据处理部(124)，使用用于按照构成接收超声波振子(114)的每个超声波振子(111)来调整超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式、且是设定了相控阵探头(110)与焊接部(210)之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式，按照每个原点时刻调整模式，进行对被调整了原点时刻的超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据；以及缺陷判定部(125)，基于合成超声波波形数据，判定在焊接部(210)是否存在缺陷(211)。

Description

缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序
技术领域
本发明涉及对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测的缺陷检测装置以及缺陷检测方法、用于使计算机执行该缺陷检测方法的程序。
背景技术
在电焊钢管等焊接钢管中，焊接部(焊接面)的质量非常重要。作为判定在该焊接钢管的焊接部是否存在缺陷的技术，例如存在专利文献1所记载的技术。具体而言，在专利文献1中记载了如下技术：从由构成相控阵探头的多个超声波振子中的一部分超声波振子形成的探伤用超声波振子组，经由焊接钢管的外表面朝向焊接部发送超声波束，经由探伤用超声波振子组接收由包括焊接部的焊接钢管反射后的超声波束，基于该接收到的超声波束来判定在焊接部是否存在缺陷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-38361号公报
发明内容
发明要解决的课题
当在焊接钢管的制造工序中进行焊接部的缺陷检查时，有时根据焊接钢管的不同而焊接部的位置偏移(例如，焊接部的位置在焊接钢管的周向上偏移)。关于这一点，在专利文献1所记载的技术中，对于该焊接部的位置偏移未作任何考虑。因此，在专利文献1所记载的技术中，在焊接部的位置相对于所假定的位置偏移了的情况下，存在缺陷的检测精度会降低这样的问题。
本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种结构，在使用相控阵探头来进行焊接钢管的焊接部的缺陷检查时，在焊接部的位置相对于所假定的位置偏移了的情况下，能够抑制缺陷的检测精度降低。
用于解决课题的手段
本发明的缺陷检测装置为，对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，具有：相控阵探头，设置于上述焊接钢管的外表面的外侧，排列有多个超声波振子；发送单元，从上述超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；接收单元，按照每个上述超声波振子来接收由包括上述焊接部的上述焊接钢管反射了的上述超声波束即反射超声波束；超声波波形数据生成单元，按照每个上述超声波振子，生成以时间序列表示由上述接收单元接收到的上述反射超声波束的振幅的超声波波形数据；超声波波形数据处理单元，使用用于按照每个上述超声波振子来调整上述超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式、且是设定有上述相控阵探头与上述焊接部之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式，按照每个上述原点时刻调整模式，进行对被调整了上述原点时刻的上述超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据；以及缺陷判定单元，基于上述合成超声波波形数据，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
此外，本发明包括由上述缺陷检测装置进行的缺陷检测方法、以及用于使计算机执行该缺陷检测方法的程序。
发明的效果
根据本发明，在使用相控阵探头来进行焊接钢管的焊接部的缺陷检测时，在焊接部的位置相对于所假定的位置偏移了的情况下，能够抑制缺陷的检测精度降低。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置的概要构成的一例的图。
图2A表示本发明的实施方式，是表示图1所示的焊接部的位置的确定方法的一例的图。
图2B表示本发明的实施方式，是表示图1所示的焊接部的位置的确定方法的一例的图。
图2C表示本发明的实施方式，是表示图1所示的焊接部的位置的确定方法的一例的图。
图3A是表示从图1所示的相控阵探头对于通过图2C所示的方法确定的焊接部的位置发送了超声波束的情况下的情形的图。
图3B是表示从图1所示的相控阵探头对于通过图2C所示的方法确定的焊接部的位置发送了超声波束的情况下的情形的图。
图4表示本发明的实施方式，是表示存储于图1的存储部的原点时刻调整模式信息中所包含的多个原点时刻调整模式的取得处理的一例的图。
图5A表示在图4所示的偏移角度为0°的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子的特性的一例的图。
图5B是表示在图4所示的偏移角度为0°的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子的特性的一例的图。
图5C是表示在图4所示的偏移角度为0°的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子的特性的一例的图。
图6A是表示在图4所示的偏移角度为-8°(β＝8)的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子的特性的一例的图。
图6B是表示在图4所示的偏移角度为-8°(β＝8)的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子的特性的一例的图。
图6C是表示在图4所示的偏移角度为-8°(β＝8)的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子的特性的一例的图。
图7表示本发明的实施方式，是表示图1所示的原点时刻调整模式信息取得部、收发控制部、收发部、超声波波形数据生成部以及超声波波形数据处理部的处理流程的一例的图。
图8A表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部对于图7所示的原点时刻调整模式11的处理的一例的图。
图8B表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部对于图7所示的原点时刻调整模式11的处理的一例的图。
图8C表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部对于图7所示的原点时刻调整模式11的处理的一例的图。
图9A表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部对于图7所示的原点时刻调整模式19的处理的一例的图。
图9B表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部对于图7所示的原点时刻调整模式19的处理的一例的图。
图9C表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部对于图7所示的原点时刻调整模式19的处理的一例的图。
图10是表示由本发明的实施方式的缺陷检测装置进行的缺陷检测方法的处理步骤的一例的流程图。
图11A是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中，使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。
图11B是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中，使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。
图11C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中，使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。
图12A是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中，使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。
图12B是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中，使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。
图12C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中，使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。
图13是用于说明本发明的实施方式的缺陷检测装置的效果的图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行说明。
图1是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置100的概要构成的一例的图。该缺陷检测装置100是用于对存在于沿着电焊钢管等焊接钢管200的管轴方向形成的焊接部(焊接面)210的缺陷211进行检测的装置。此外，在图1中表示焊接钢管200的截面(更详细来说，为焊接钢管200的截面中的焊接部210附近)。另外，在图1中，为了使说明便于理解，而表示了在焊接部210的内部存在缺陷211的例子，但根据焊接钢管200的不同，也具有在焊接部210的内部不存在缺陷211的焊接钢管200。此外，在本实施方式中，焊接钢管200的外径例如优选为38.1mm～114..3mm，焊接钢管200的厚度(外表面200G与内表面200N之间的长度)例如优选为1..6mm～10mm。
如图1所示，本实施方式的缺陷检测装置100构成为，具有相控阵探头110、控制处理部120、收发部130、存储部140、输入部150以及显示部160。
相控阵探头110设置于焊接钢管200的外表面200G的外侧，通过排列多个超声波振子111而形成。具体而言，在图1中表示了，作为构成相控阵探头110的多个超声波振子111，形成有从ch1到chN的N个超声波振子的例子。此外，在图1中表示了，构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的、经由焊接钢管200的外表面200G朝向焊接部210发送超声波束113的发送超声波振子112。此时，图1所示的超声波束113被描绘成聚焦于焊接部210的1点(聚焦位置113b)，但这仅表示设定上的路径，实际上，根据相控阵探头110的规格(例如，超声波振子111的宽度、频率、个数等)，也有可能不聚焦于焊接部210的1点。因此，在本实施方式中，在焊接钢管200的厚度方向上，将超声波束113聚焦于焊接部210的部分记载为聚焦区域。进而，在图1中表示了，构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的、接收由包括焊接部210的焊接钢管200反射后的超声波束113即反射超声波束(以下，有时简称为“反射超声波束”。)的接收超声波振子114。此外，在相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间，作为用于使超声波束113有效传播的介质，例如存在水。
控制处理部120例如基于从输入部150输入的输入信息，对缺陷检测装置100的各构成部进行控制，并对缺陷检测装置100的动作总括地进行控制。此外，控制处理部120例如基于从输入部150输入的输入信息，进行各种处理。如图1所示，该控制处理部120构成为，具有原点时刻调整模式信息取得部121、收发控制部122、超声波波形数据生成部123、超声波波形数据处理部124、缺陷判定部125、以及显示控制部126。
原点时刻调整模式信息取得部121例如基于从输入部150输入的输入信息，取得存储部140所存储的原点时刻调整模式信息141。在由该原点时刻调整模式信息取得部121取得的原点时刻调整模式信息141中，包含有用于按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111来调整超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式，且是设定有相控阵探头110与焊接部210之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式。此处，在本说明书中，“原点时刻”是表示对各接收波形进行合成时的各接收波形的起点(开始点)的时刻，且是从超声波束113的发送或者接收的开始时间点起经过了规定时间的时刻。
收发控制部122例如基于从输入部150输入的输入信息，进行收发部130的控制。具体而言，收发控制部122例如基于从输入部150输入的输入信息，进行发送超声波振子112的设定以及接收超声波振子114的设定。
此外，收发控制部122例如考虑以下的要素，而对发送超声波振子112的发送延迟模式以及接收超声波振子114的原点时刻调整模式进行设定。
·发送超声波振子112的数量(n)
·接收超声波振子114的数量(m)
·焊接钢管200的外径
·焊接钢管200的厚度(外表面200G与内表面200N之间的长度)
·相控阵探头110与焊接钢管200之间的几何学上的位置关系
·角度θ以及超声波束113的聚焦位置113b
·相控阵探头110的规格(频率、间距、元件数、元件尺寸等)
·存在于相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间的介质(水)的物理性质(超声波束113传播的音速等)
·焊接钢管200的钢材的物理性质(超声波束113传播的音速等)
此外，在本实施方式中，例如，如以下那样设定相控阵探头110的位置。
首先，基于所指定的超声波束113的聚焦位置113b，使与焊接部210正交的线朝向焊接钢管200的外表面200G延长。然后，在焊接钢管200的外表面200G，以基于斯内尔定律的折射角度θ使线向相控阵探头110的方向延长。然后，将相控阵探头110配置为，使相控阵探头110的中心位于该延长线上，且该延长线与超声波振子111的配置面正交。
此外，考虑被来自存在于焊接部210的缺陷211的反射超声波束的传播时间影响的检查时间(水距离越长，则传播时间即检查时间变得越长)、能够忽视在相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间往复的混响回波的影响的情况等，来决定相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间的距离(水距离)。
超声波波形数据生成部123按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111，生成按时间序列表示由接收部132接收到的反射超声波束的振幅的超声波波形数据。
超声波波形数据处理部124对由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据进行各种处理。具体而言，超声波波形数据处理部124使用由原点时刻调整模式信息取得部121取得的多个原点时刻调整模式，按照每个原点时刻调整模式，调整由超声波波形数据生成部123按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111而生成的超声波波形数据的原点时刻，并进行对被调整了原点时刻的超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据。进而，超声波波形数据处理部124对按照每个原点时刻调整模式生成的合成超声波波形数据进行各种处理。
缺陷判定部125基于由超声波波形数据处理部124按照每个原点时刻调整模式生成的合成超声波波形数据，判定在焊接部210是否存在缺陷211。
显示控制部126进行将缺陷判定部125对缺陷211的判定结果显示于显示部160的控制。进而，显示控制部126根据需要进行将各种信息显示于显示部160的控制。
收发部130基于收发控制部122的控制，在与焊接钢管200之间进行超声波束的收发。该收发部130构成为，具有发送部131以及接收部132。发送部131进行从由收发控制部122设定了的发送超声波振子112发送超声波束113的处理。在本实施方式中，发送部131基于收发控制部122的控制，进行如下处理：以从焊接钢管200的外表面200G向焊接钢管内入射的超声波束113不被焊接钢管200的内表面200N反射而相对于焊接部210大致垂直地直接入射且在焊接部210聚焦的方式，从发送超声波振子112发送超声波束113。具体而言，在本实施方式中，发送部131从发送超声波振子112发送超声波束113，并使该超声波束113相对于焊接钢管200的外表面200G上的入射轴113a以角度θ(在图1所示的例子中，为大约70°)折射，而不被焊接钢管200的内表面200N反射地直接向焊接部210大致垂直地入射。此外，接收部132进行如下处理：按照由收发控制部122设定的构成接收超声波振子114的每个超声波振子111，来接收反射超声波束。
存储部140存储有原点时刻调整模式信息141，该原点时刻调整模式信息141包括用于按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111来调整超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式，且是设定有相控阵探头110与焊接部210之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式。关于该原点时刻调整模式信息141中包含的多个原点时刻调整模式，将使用图4～图7进行后述。进而，存储部140存储在控制处理部120中使用的各种信息、程序等、以及通过控制处理部120的处理而得到的各种信息等。
输入部150例如将由用户操作输入的输入信息输入到控制处理部120。
显示部160基于显示控制部126的控制而显示缺陷判定部125对缺陷211的判定结果。进而，显示部160基于显示控制部126的控制而显示各种信息。
接着，使用图2A～图2C以及图3A～图3B对焊接钢管200的周向上的焊接部210的位置偏移进行说明。
图2A～图2C表示本发明的实施方式，是表示图1所示的焊接部210的位置的确定方法的一例的图。图2A是表示例如将带状的钢板(带钢)通过焊接部210进行焊接而制作了焊接钢管200的情况下的一例的示意图。如该图2A所示，在焊接时，在焊接部210形成被称作焊道的隆起部分。
图2B是作为用于确定焊接部210的位置的一例，而表示在切削图2A所示的焊道并对该切削面进行了光照射的基础上通过线性摄像机对该切削面进行摄影的情形的图。此外，图2C是表示通过图2B所示的线性摄像机摄影的切削面图像的亮度曲线的一例的图。此时，在切削面的中心点，由于所照射的光进一步漫反射等而亮度降低，因此，在该图2C所示的例子中，将亮度最大程度降低的位置确定为焊接部210的位置。即，在该图2C中，表示将切削面中的切削宽度的中心点确定为焊接部210的位置的例子。通过该图2A～图2C所示的方法来确定焊接部210的位置的原因在于，在切削了焊道之后难以对焊接部210的位置直接进行计测并决定的情况较多。
图3A以及图3B是表示从图1所示的相控阵探头110对通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置发送了超声波束113的情况下的情形的图。图3A表示焊接部210实际上位于通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置(切削宽度中心)的情况。在该图3A所示的情况下，由于焊接部210实际上位于通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置，因此通过以使超声波束113聚焦于通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置的方式进行控制，由此能够将超声波束113的聚焦位置113b设定在实际的焊接部210的位置。与此相对，图3B表示实际的焊接部210的位置相对于通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置(切削宽度中心)在焊接钢管200的周向上偏移的情况。在该图3B所示的情况下，由于实际的焊接部210的位置相对于通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置在焊接钢管200的周向上偏移，因此当以使超声波束113聚焦于通过图2C所示的方法确定出的焊接部210的位置的方式进行控制时，无法将超声波束113的聚焦位置113b设定在实际的焊接部210的位置。因此，在该图3B所示的情况下，担心缺陷211的检测精度降低。并且，为了在该图3B所示的情况下抑制缺陷211的检测精度降低，在本实施方式中，使用将相控阵探头110与焊接部210之间的相对位置关系设定有多个的多个原点时刻调整模式，按照每个原点时刻调整模式，调整由超声波波形数据生成部123按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111生成的超声波波形数据的原点时刻，对调整了原点时刻的超声波波形数据进行合成而生成合成超声波波形数据，并基于按照每个该原点时刻调整模式生成的合成超声波波形数据，来判定在焊接部210是否存在缺陷211。
接着，使用图4～图7对存储于存储部140的原点时刻调整模式信息141进行说明。
图4表示本发明的实施方式，是表示存储于图1的存储部140的原点时刻调整模式信息141中包含的多个原点时刻调整模式的取得处理的一例的图。在本实施方式中，在取得多个原点时刻调整模式时，使用图4所示的校正管300。
该图4所示的校正管(calibration pipe)300是用于对图1所示的焊接钢管200进行校正的钢管，且是在与焊接钢管200的焊接部210相当的第2焊接部310形成了人工缺陷311的钢管。此时，作为人工缺陷311，而形成规定大小的贯通孔。此外，在图4中，还图示有校正管300的外表面300G以及校正管300的内表面300N。
在图4中表示从图1的相控阵探头110的发送超声波振子112对用于校正图1的焊接钢管200的校正管300发送超声波束113的情形。在该图4中，还表示第2焊接部310的位置在校正管300的周向上偏移了的情况，将第2焊接部310相对于相控阵探头110的基准位置设为第1位置401，将第2焊接部310的位置从第1位置401沿着校正管300的周向顺时针偏移了角度α(当将顺时针方向设为+方向时，为角度+α)的位置设为第2位置402，将第2焊接部310的位置从第1位置401沿着校正管300的周向逆时针偏移了角度β(当将顺时针方向设为+方向时，为角度-β)的位置设为第3位置403。此外，设定为，在第2焊接部310处于第1位置401的情况下，超声波束113的聚焦位置113b位于第2焊接部310。
此处，在本实施方式中，相控阵探头110构成为，具备ch1至ch64的64个超声波振子111。此外，发送超声波振子112由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的一部分的24个(ch21～ch44)超声波振子111构成。并且，在本实施方式中，接收超声波振子114为，虽然也可以包括由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的与发送超声波振子112相同的n个(具体而言，ch21～ch44的24个)超声波振子111构成的方式，但是优选采用由包括构成发送超声波振子112的上述n个超声波振子111(ch21～ch44)且大于该n个的m个超声波振子111构成的方式。如此，通过由包括构成发送超声波振子112的超声波振子且数量大于该发送超声波振子112的超声波振子的数量的超声波振子构成接收超声波振子114，由此例如与将构成发送超声波振子112的超声波振子构成为接收超声波振子114的情况相比较，能够期待进一步抑制缺陷检测精度的降低。此外，本发明人在通过24个(ch21～ch44)超声波振子111构成了发送超声波振子112的基础上，对于通过24个(ch21～ch44)超声波振子111构成接收超声波振子114的情况、通过32个(ch17～ch48)超声波振子111构成接收超声波振子114的情况、通过48个(ch9～ch56)超声波振子111构成接收超声波振子114的情况、以及通过64个(ch1～ch64)超声波振子111构成接收超声波振子114的情况的每种情况，从焊接部210的位置在焊接钢管200的周向上偏移了时的SN比的观点出发，得到了在通过64个(ch1～ch64)超声波振子111构成接收超声波振子114的情况下最优良这样的见解。因此，在以下所记载的本实施方式的说明中，对接收超声波振子114由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的全部64个(ch1～ch64)超声波振子111构成的情况进行说明。
图5A～图5C是表示在图4所示的偏移角度为0°的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子114的特性的一例的图。
具体而言，图5A是表示在图4所示的偏移角度为0°的情况下，从ch21～ch44的发送超声波振子112发送超声波束113，并由ch1～ch64的构成接收超声波振子114的各超声波振子111接收到的反射超声波束所涉及的B扫描图像的一例的图。在该图5A中，横轴为构成接收超声波振子114的各超声波振子111的元件编号(ch1～ch64)，纵轴为反射超声波束的波束路径(μs)。
在图5A中，在记载为外表面回波的区域中被附加了颜色的部分，表示在构成接收超声波振子114的各超声波振子111中接收到来自校正管300的外表面300G的反射超声波束。此外，在图5A中，在记载为缺陷回波的区域中被附加了颜色的部分，表示在构成接收超声波振子114的各超声波振子111中接收到来自人工缺陷311的反射超声波束(人工缺陷反射超声波束)。
图5B是在图4所示的偏移角度为0°的情况下，将在图5A的情况下由构成接收超声波振子114的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度表示为缺陷回波强度的特性图。具体而言，在图5B中，横轴为构成接收超声波振子114的各超声波振子111的元件编号(ch1～ch64)，纵轴为缺陷回波强度。
图5C是表示在图4所示的偏移角度为0°的情况下，在图5B的情况下构成接收超声波振子114的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)的超声波波形数据上的缺陷回波出现时刻的特性图。具体而言，在图5C中，横轴为构成接收超声波振子114的各超声波振子111的元件编号(ch1～ch64)，纵轴为超声波波形数据上的缺陷回波出现时刻(时间)。此外，纵轴所示的时间表示从基准时间点起的经过时间。此处，在本说明书中，“基准时间点”是在超声波波形数据处理部124中，从超声波束113的发送或者接收的开始时间点起经过了规定时间的时刻的点。
图6A～图6C是表示在图4所示的偏移角度为-8°(β＝8)的情况下接收到反射超声波束的接收超声波振子114的特性的一例的图。
具体而言，图6A是表示在图4所示的偏移角度为-8°的情况下，从ch21～ch44的发送超声波振子112发送超声波束113，并由ch1～ch64的构成接收超声波振子114的各超声波振子111接收到的反射超声波束所涉及的B扫描图像的一例的图。在该图6A中，也与图5A相同，横轴为构成接收超声波振子114的各超声波振子111的元件编号(ch1～ch64)，纵轴为反射超声波束的波束路径(μs)。
在图6A中，在记载为外表面回波的区域中被附加了颜色的部分，表示在构成接收超声波振子114的各超声波振子111中接收到来自校正管300的外表面300G的反射超声波束。此外，在图6A中，在记载为缺陷回波的区域中被附加了颜色的部分，表示在构成接收超声波振子114的各超声波振子111中接收到来自人工缺陷311的反射超声波束(人工缺陷反射超声波束)。
图6B是在图4所示的偏移角度为-8°的情况下，将在图6A的情况下由构成接收超声波振子114的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度表示为缺陷回波强度的特性图。在该图6B中，也与图5B相同，横轴为构成接收超声波振子114的各超声波振子111的元件编号(ch1～ch64)，纵轴为缺陷回波强度。
图6C是表示在图4所示的偏移角度为-8°的情况下，在图6B的情况下构成接收超声波振子114的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)的超声波波形数据上的缺陷回波出现时刻的特性图。在该图6C中，也与图5C相同，横轴为构成接收超声波振子114的各超声波振子111的元件编号(ch1～ch64)，纵轴为超声波波形数据上的缺陷回波出现时刻(时间)。此外，纵轴所示的时间表示从基准时间点起的经过时间。
此处，结合图5A～图5C与图6A～图6C的比较来进行说明。
当将图5B与图6B进行比较时可知，即使在图6B的偏移角度较大(偏移角度＝-8°)的情况下，构成接收超声波振子114的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)也接收到足够强度的缺陷回波。此外，当将图5C与图6C进行比较时可知，各自的曲线的峰值错开以及各自的曲线较大地不同。
并且，本发明人考虑了，图5C所示的曲线与图6C所示的曲线相当于各自的状态下的接收超声波振子114中的最佳的接收延迟模式，并将该最佳的接收延迟模式用作为原点时刻调整模式，该原点时刻调整模式用于在处理超声波波形数据时按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111来调整超声波波形数据的原点时刻。具体而言，本发明人想到了，准备与各偏移角度对应的最佳的接收延迟模式所对应的原点时刻调整模式，按照每个该原点时刻调整模式来进行对被调整了原点时刻的超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据，并基于所生成的合成超声波波形数据来判定有无缺陷211，由此，抑制缺陷211的检测精度的降低。因此，在本实施方式中，采用将图5C所示的曲线应用为“偏移角度＝0°用的原点时刻调整模式510”，将图6C所示的曲线应用为“偏移角度＝-8°用的原点时刻调整模式610”的方式。
图7表示本发明的实施方式，是表示图1所示的原点时刻调整模式信息取得部121、收发控制部122、收发部130、超声波波形数据生成部123以及超声波波形数据处理部124的处理流程的一例的图。在该图7中，对于与图1所示的构成相同的构成赋予相同的符号。
在该图7中，表示原点时刻调整模式信息取得部121从存储部140取得了包含原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21的21个原点时刻调整模式的原点时刻调整模式信息141的例子。
具体而言，图7所示的原点时刻调整模式11相当于在图4所示的偏移角度为0°的情况下，通过进行在图5A～图5C中说明了的处理而得到的图5C所示的“偏移角度＝0°用的原点时刻调整模式510”。此外，图7所示的原点时刻调整模式19相当于在图4所示的偏移角度为-8°的情况下，通过进行在图6A～图6C中说明了的处理而得到的图6C所示的“偏移角度＝-8°用的原点时刻调整模式610”。进而，图7所示的原点时刻调整模式1相当于在图4所示的偏移角度为+10°(α＝10)的情况下，通过进行与在图5A～图5C、图6A～图6C中说明了的处理相同的处理而得到的“偏移角度＝+10°用的原点时刻调整模式”。此外，图7所示的原点时刻调整模式2相当于在图4所示的偏移角度为+9°(α＝9)的情况下，通过进行与在图5A～图5C、图6A～图6C中说明了的处理相同的处理而得到的“偏移角度＝+9°用的原点时刻调整模式”。此外，图7所示的原点时刻调整模式21相当于在图4所示的偏移角度为-10°(β＝10)的情况下，通过进行与在图5A～图5C、图6A～图6C中说明了的处理相同的处理而得到的“偏移角度＝-10°用的原点时刻调整模式”。即，该图7所示的多个原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21为，对于+10°～-10°的范围每隔1°地设定图4所示的偏移角度。
在该情况下，首先，收发控制部122例如基于从输入部150输入的输入信息，进行发送超声波振子112的设定以及接收超声波振子114的设定，在此基础上，进行收发部130的控制。收发部130基于收发控制部122的控制，在与焊接钢管200之间进行超声波束的收发。具体而言，发送部131进行从由收发控制部122设定的发送超声波振子112发送超声波束113的处理。另外，在从发送超声波振子112发送超声波束113时，将超声波束113的聚焦位置113b设定为，在偏移角度为0°的情况下位于焊接部210。此外，接收部132按照构成由收发控制部122设定的接收超声波振子114的每个超声波振子111来进行接收反射超声波束的处理。
然后，超声波波形数据生成部123按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111，生成按时间序列表示由接收部132接收到的反射超声波束的振幅的超声波波形数据。
接着，超声波波形数据处理部124使用由原点时刻调整模式信息取得部121取得的多个原点时刻调整模式，按照每个原点时刻调整模式，调整由超声波波形数据生成部123按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111生成的超声波波形数据的原点时刻，并对被调整了原点时刻的超声波波形数据进行合成而生成合成超声波波形数据。在图7中，将该合成超声波波形数据的生成处理记载为“波形合成701”。具体而言，在图7中，将原点时刻调整模式1所涉及的合成超声波波形数据的生成处理记载为波形合成701-1，将原点时刻调整模式2所涉及的合成超声波波形数据的生成处理记载为波形合成701-2，将原点时刻调整模式11所涉及的合成超声波波形数据的生成处理记载为波形合成701-11，将原点时刻调整模式19所涉及的合成超声波波形数据的生成处理记载为波形合成701-19，将原点时刻调整模式21所涉及的合成超声波波形数据的生成处理记载为波形合成701-21。
接着，超声波波形数据处理部124按照每个原点时刻调整模式，从合成超声波波形数据的规定期间中检测振幅成为最大的代表回波强度。在图7中，将该代表回波强度的检测处理记载为“代表回波强度的检测702”。具体而言，在图7中，将原点时刻调整模式1所涉及的代表回波强度的检测处理记载为代表回波强度的检测702-1，将原点时刻调整模式2所涉及的代表回波强度的检测处理记载为代表回波强度的检测702-2，将原点时刻调整模式11所涉及的代表回波强度的检测处理记载为代表回波强度的检测702-11，将原点时刻调整模式19所涉及的代表回波强度的检测处理记载为代表回波强度的检测702-19，将原点时刻调整模式21所涉及的代表回波强度的检测处理记载为代表回波强度的检测702-21。
接着，超声波波形数据处理部124从按照每个原点时刻调整模式检测到的代表回波强度中，提取最大的代表回波强度即最大回波强度。在图7中，将该最大回波强度的提取处理记载为“最大回波强度的提取703”。
以下，以超声波波形数据处理部124对于图7所示的原点时刻调整模式11的处理以及超声波波形数据处理部124对于图7所示的原点时刻调整模式19的处理为代表进行说明。
图8A～图8C表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部124对于图7所示的原点时刻调整模式11的处理的一例的图。
图8A表示图7所示的原点时刻调整模式11、且是图5C所示的“偏移角度＝0°用的原点时刻调整模式510”。此处，在以下的说明中，以构成接收超声波振子114的多个超声波振子111中的ch1的超声波振子111、ch32的超声波振子111、以及ch64的超声波振子111为代表进行说明。
超声波波形数据处理部124为，首先，对于偏移角度＝0°用的原点时刻调整模式510，按照构成接收超声波振子114的各超声波振子111的每个来计算从基准时间点(时间0)起的经过时间Δt。例如，对于ch1的超声波振子111计算经过时间Δt1，对于ch32的超声波振子111计算经过时间Δt32，对于ch64的超声波振子111计算经过时间Δt64。
图8B表示ch1的超声波振子111、ch32的超声波振子111以及ch64的超声波振子111的超声波波形数据。在该图8B中，横轴为经过时间，纵轴为所接收到的反射超声波束的振幅。此外，在该图8B中图示了与图5A所示的外表面回波以及缺陷回波相当的部分。此外，在图8B中，设定有超声波波形数据811的原点时刻T1、超声波波形数据821的原点时刻T32、超声波波形数据821的原点时刻T64。
具体而言，在图8B中，对于ch1的超声波振子111，示出由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据811、以及为了进行波形合成而将超声波波形数据811向前偏移了图8A所示的经过时间Δt1而调整了原点时刻T1的超声波波形数据812。同样，在图8B中，对于ch32的超声波振子111，示出由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据821、以及为了进行波形合成而将超声波波形数据821向前偏移了图8A所示的经过时间Δt32而调整了原点时刻T32的超声波波形数据822。同样，在图8B中，对于ch64的超声波振子111，示出由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据831、以及为了进行波形合成而将超声波波形数据831向前偏移了图8A所示的经过时间Δt64而调整了原点时刻T64的超声波波形数据832。此外，超声波波形数据处理部124对于其他ch的超声波振子111也进行相同的处理。
图8C表示在超声波波形数据处理部124中，对图8B所示的超声波波形数据812、超声波波形数据822以及超声波波形数据832、进而与这些数据相当的其他ch的超声波波形数据进行合成而生成的合成超声波波形数据840。该合成超声波波形数据840的生成处理是相当于图7的“波形合成701-11”的处理。
接着，超声波波形数据处理部124从图8C所示的合成超声波波形数据840的规定期间(例如，在图8B中记载为缺陷回波的期间)850中，检测振幅成为最大的代表回波强度841。该代表回波强度841的检测处理是相当于图7的“代表回波强度的检测702-11”的处理。
图9A～图9C表示本发明的实施方式，是表示超声波波形数据处理部124对于图7所示的原点时刻调整模式19的处理的一例的图。
图9A表示图7所示的原点时刻调整模式19且是图6C所示的“偏移角度＝-8°用的原点时刻调整模式610”。此处，在以下的说明中，以构成接收超声波振子114的多个超声波振子111中的ch1的超声波振子111、ch32的超声波振子111、ch64的超声波振子111为代表进行说明。
超声波波形数据处理部124为，首先，对于偏移角度＝-8°用的原点时刻调整模式610，按照构成接收超声波振子114的各超声波振子111的每个，计算从基准时间点(时间0)起的经过时间Δt。例如，对于ch1的超声波振子111计算经过时间Δt1，对于ch32的超声波振子111计算经过时间Δt32，对于ch64的超声波振子111计算经过时间Δt64。
图9B表示ch1的超声波振子111、ch32的超声波振子111以及ch64的超声波振子111的超声波波形数据。在该图9B中，横轴为经过时间，纵轴为所接收到的反射超声波束的振幅。此外，在该图9B中图示了与图6A所示的外表面回波以及缺陷回波相当的部分。此外，在图9B中设定有超声波波形数据911的原点时刻T1、超声波波形数据921的原点时刻T32、超声波波形数据921的原点时刻T64。
具体而言，在图9B中，对于ch1的超声波振子111，示出由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据911、以及为了进行波形合成而将超声波波形数据911向前偏移了图9A所示的经过时间Δt1而调整了原点时刻T1的超声波波形数据912。同样，在图9B中，对于ch32的超声波振子111，示出由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据921、以及为了进行波形合成而将超声波波形数据921向前偏移了图9A所示的经过时间Δt32而调整了原点时刻T32的超声波波形数据922。同样，在图9B中，对于ch64的超声波振子111，示出由超声波波形数据生成部123生成的超声波波形数据931、以及为了进行波形合成而将超声波波形数据931向前偏移了图9A所示的经过时间Δt64而调整了原点时刻T64的超声波波形数据932。此外，超声波波形数据处理部124对于其他ch的超声波振子111也进行相同的处理。
图9C表示在超声波波形数据处理部124中，对图9B所示的超声波波形数据912、超声波波形数据922以及超声波波形数据932、进而与这些数据相当的其他ch的超声波波形数据进行合成而生成的合成超声波波形数据940。该合成超声波波形数据940的生成处理是相当于图7的“波形合成701-19」”的处理。
接着，超声波波形数据处理部124从图9C所示的合成超声波波形数据940的规定期间(例如，在图9B中记载为缺陷回波的期间)950中，检测振幅成为最大的代表回波强度941。该代表回波强度941的检测处理是相当于图7的“代表回波强度的检测702-19”的处理。
在以上的说明中，对于图7所示的原点时刻调整模式11，使用图8A～图8C对到代表回波强度841的检测处理为止进行了说明，对于图7所示的原点时刻调整模式19，使用图9A～图9C对到代表回波强度941的检测处理为止进行了说明，但对于图7所示的其他原点时刻调整模式，也进行相同的处理而进行到代表回波强度的检测处理为止。由此，进行原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21的合计21个代表回波强度的检测处理。
接着，超声波波形数据处理部124从按照每个原点时刻调整模式检测到的21个代表回波强度中，提取最大的代表回波强度即最大回波强度。此处，图8C所示的原点时刻调整模式11中的代表回波强度841被提取为最大回波强度。
之后，缺陷判定部125使用由超声波波形数据处理部124提取的最大回波强度(在本实施方式中，为图8C所示的841)，来判定在焊接部210是否存在缺陷211。具体而言，缺陷判定部125为，在图8C所示的最大回波强度841为缺陷判定所涉及的规定阈值以上的情况下，判定为在焊接部210存在缺陷211。例如，在将图8C所示的规定阈值860设为缺陷判定所涉及的阈值的情况下，由于最大回波强度841为规定阈值860以上，因此在该情况下，通过缺陷判定部125判定为在焊接部210存在缺陷211。
图10是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置100进行的缺陷检测方法的处理步骤的一例的流程图。
首先，在图10的步骤S1中，收发控制部122例如基于从输入部150输入的输入信息，设定表示在焊接钢管200的厚度方向上使超声波束113聚焦的聚焦区域的数量的聚焦区域数R。
图11A～图11C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置100中，使超声波束113聚焦到焊接钢管200的厚度方向上的规定的聚焦区域来进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。
在该图11A～图11C中，表示将焊接钢管200的厚度方向分成3个聚焦区域r1～r3而使超声波束113扫描(scan)的情况，在该情况下，在上述的图11的步骤S1中将聚焦区域数R设定为3。具体而言，图11A表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中接近焊接钢管200的外表面200G的聚焦区域r1的缺陷检测处理，而从由相控阵探头110的元件编号较小的一侧(ch1侧)的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图11B表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中位于焊接钢管200的厚度方向的中央部的聚焦区域r2的缺陷检测处理，而从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图11C表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中接近焊接钢管200的内表面200N的聚焦区域r3的缺陷检测处理，而从由相控阵探头110的元件编号较大的一侧(chN侧)的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。即，在图11A～图11C所示的第1例中，表示通过依次变更相控阵探头110中的发送超声波振子112的位置，由此使超声波束113对焊接钢管200的厚度方向上的各聚焦区域r1～r3进行扫描(scan)的情况。
在该图11A～图11C所示的第1例的情况下，采用如下方式：在图1的存储部140中，按照每个聚焦区域r1～r3，存储有图1所示的原点时刻调整模式信息141。
图12A～图12C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置100中，使超声波束113聚焦到焊接钢管200的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。
在该图12A～图12C中，也与上述的图11A～图11C的情况相同，表示将焊接钢管200的厚度方向分成3个聚焦区域r1～r3而使超声波束113扫描(scan)的情况，在该情况下，在上述的图10的步骤S1中将聚焦区域数R设定为3。具体而言，图12A表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中接近焊接钢管200的外表面200G的聚焦区域r1的缺陷检测处理，收发控制部122对方上述的发送延迟模式进行调整，而从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图12B表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中位于焊接钢管200的厚度方向的中央部的聚焦区域r2的缺陷检测处理，收发控制部122对上述的发送延迟模式进行调整，而从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图12C表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中接近焊接钢管200的内表面200N的聚焦区域r3的缺陷检测处理，收发控制部122对上述的发送延迟模式进行调整，而从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。即，在图12A～图12C所示的第2例中，表示将相控阵探头110中的发送超声波振子112的位置固定于中央部，收发控制部122依次变更发送超声波振子112的发送延迟模式，由此使超声波束113对焊接钢管200的厚度方向上的各聚焦区域r1～r3进行扫描(scan)的情况。
在该图12A～图12C所示的第2例的情况下，采用如下方式：在图1的存储部140中，按照每个聚焦区域r1～r3，存储有图1所示的原点时刻调整模式信息141。
此处，再次返回到图10的说明。
当步骤S1的处理结束时，接着，在步骤S2中，收发控制部122将表示焊接钢管200的厚度方向上的发送对象的聚焦区域的变量r设定为1。由此，发送对象的聚焦区域r被设定为1。例如，在图11A～图11C所示的第1例的情况下设定图11A所示的聚焦区域r1，在图12A～图12C所示的第2例的情况下设定图12A所示的聚焦区域r1。
接着，在步骤S3中，原点时刻调整模式信息取得部121从存储部140取得当前所设定的聚焦区域r的原点时刻调整模式信息141。此处，在由该原点时刻调整模式信息取得部121取得的原点时刻调整模式信息141中，包含图7所示的原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21。在该情况下，采用控制处理部120作为原点时刻调整模式的数量F而设定21的方式。
接着，在步骤S4中，控制处理部120向表示处理对象原点时刻调整模式的变量f代入1。由此，作为处理对象原点时刻调整模式f，而设定图7所示的原点时刻调整模式1。
接着，在步骤S5中，发送部131基于收发控制部122的控制，进行从发送超声波振子112经由焊接钢管200的外表面200G朝向焊接部210的聚焦区域r发送超声波束113的处理。此时，将超声波束113的聚焦位置113b设定为，在偏移角度为0°的情况下位于焊接部210。
接着，在步骤S6中，接收部132基于收发控制部122的控制，进行按照接收超声波振子114的各超声波振子111的每个来接收由包括焊接部210的焊接钢管200反射的反射超声波束的处理。
接着，在步骤S7中，超声波波形数据生成部123按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111，生成按时间序列表示由接收部132接收到的反射超声波束的振幅的超声波波形数据。
接着，在步骤S8中，超声波波形数据处理部124基于处理对象原点时刻调整模式f，调整在步骤S5中按照构成接收超声波振子114的每个超声波振子111生成的超声波波形数据的原点时刻，并对被调整了原点时刻的超声波波形数据进行合成而生成合成超声波波形数据。这些处理已经使用图7～图9C进行了具体说明，因此省略其详细说明。
接着，在步骤S9中，超声波波形数据处理部124从在步骤S7中生成的合成超声波波形数据的规定期间中检测振幅成为最大的代表回波强度。该处理已经使用图7～图9C进行了具体说明，因此省略其详细说明。
接着，在步骤S10中，控制处理部120判断表示处理对象原点时刻调整模式的变量f是否小于原点时刻调整模式的数量F。
作为步骤S10的判断结果，在表示处理对象原点时刻调整模式的变量f小于原点时刻调整模式的数量F的情况下(S10/是)，判断为尚存在未进行处理的原点时刻调整模式，而前进至步骤S11。
当前进至步骤S11时，控制处理部120将表示处理对象原点时刻调整模式的变量f加1。由此，将新的原点时刻调整模式设定为处理对象原点时刻调整模式f。然后，当步骤S11的处理结束时，返回到步骤S8，再次进行步骤S8以后的处理。
另一方面，作为步骤S10的判断结果，在表示处理对象原点时刻调整模式的变量f不小于原点时刻调整模式的数量F(即，f≥F)的情况下(S10/否)，判断为对于在步骤S3中所取得的全部原点时刻调整模式都进行了处理，而前进至步骤S12。另外，在前进至步骤S12的情况下，进行图7所示的原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21的合计21个代表回波强度的检测。
当前进至步骤S12时，超声波波形数据处理部124从按照每个原点时刻调整模式检测到的21个代表回波强度中，提取最大的代表回波强度即最大回波强度。此处，图8C所示的原点时刻调整模式11中的代表回波强度841被提取为最大回波强度。
接着，在步骤S13中，缺陷判定部125使用在步骤S12中提取的最大回波强度(在本实施方式中，为图8C所示的841)，来判定在焊接部210的聚焦区域r是否存在缺陷211。具体而言，缺陷判定部125为，在图8C所示的最大回波强度841为缺陷判定所涉及的规定阈值以上的情况下，判定为在焊接部210的聚焦区域r存在缺陷211。例如，在将图8C所示的规定阈值860设为缺陷判定所涉及的阈值的情况下，由于最大回波强度841为规定阈值860以上，因此在该情况下，通过缺陷判定部125判定为在焊接部210的聚焦区域r存在缺陷211。
接着，在步骤S14中，显示控制部126进行将步骤S13中的与有无缺陷211相关的判定结果显示于显示部160的控制。
接着，在步骤S15中，收发控制部122判断表示发送对象的聚焦区域的变量r是否小于在步骤S1中设定的聚焦区域数R。
作为步骤S15的判断结果，在表示发送对象的聚焦区域的变量r小于在步骤S1中设定的聚焦区域数R的情况下(S15/是)，判断为尚未对全部聚焦区域进行缺陷检测处理，而前进至步骤S16。
当前进至步骤S16时，收发控制部122将表示焊接钢管200的厚度方向上的发送对象的聚焦区域的变量r加1。由此，设定新的发送对象的聚焦区域r。之后，返回到步骤S3，对在步骤S16中新设定的聚焦区域r进行步骤S3以后的处理。
另一方面，作为步骤S15的判断结果，在表示发送对象的聚焦区域的变量r不小于在步骤S1中设定的聚焦区域数R的情况下(S16/否)，判断为对全部聚焦区域都进行了缺陷检测处理，而结束图10的流程图的处理。另外，在图10的流程图的处理中，如步骤S8～步骤S11所示，示出了对于在步骤S1中取得的多个原点时刻调整模式每次一个地串联处理的方式，但在本发明中并不限定于该方式，例如，对于在步骤S1中取得的多个原点时刻调整模式同时并行处理的方式也能够适用于本发明。
图13是用于对本发明的实施方式的缺陷检测装置100的效果进行说明的图。具体而言，图13表示使用图4所示的校正管300，对由接收超声波振子114接收到的来自人工缺陷311的反射超声波束(人工缺陷反射超声波束)中的缺陷回波强度进行了测定的结果。在该图13中，横轴表示从图4所示的第1位置401起的偏移角度，纵轴表示将缺陷回波强度成为最大的偏移角度为0°的情况下的缺陷回波强度设为0的相对回波强度(dB)。
在该图13中，测定结果1110表示本发明的测定结果，是通过使用多个原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21来进行图10所示的流程图的处理而得到的测定结果。此外，测定结果1120表示比较例的测定结果，是仅使用未假定焊接部210的位置偏移的一个原点时刻调整模式(例如，偏移角度＝0°用的原点时刻调整模式11)而得到的测定结果。此处，例如，当将稳定检测下限1130设定为-3dB时，在比较例的测定结果1120中，有效角度(允许角度)为5°左右，与此相对，在本发明的测定结果1110中，有效角度(允许角度)成为12°左右。如此，与比较例相比较，本发明能够增大有效角度(允许角度)，因此可知，在焊接部210的位置相对于所假定的位置偏移了的情况下，能够抑制缺陷211的检测精度的降低。
(其他实施方式)
在上述的本发明的实施方式中，说明了对图7所示的原点时刻调整模式1～原点时刻调整模式21的21个原点时刻调整模式进行处理的例子，但本发明并不限定于该方式。例如，考虑图13所示的本发明的测定结果1110，对偏移角度＝+5°用的原点时刻调整模式(在该情况下，考虑图10的流程图的处理，将该原点时刻调整模式设为原点时刻调整模式1)～偏移角度＝-5°用的原点时刻调整模式(在该情况下，考虑图10的流程图的处理，将该原点时刻调整模式设为原点时刻调整模式11)的11个原点时刻调整模式进行处理的方式，也包含在本发明中。另外，在该方式的情况下，例如可以采取如下方式：用户经由输入部150指定所应用的偏移角度的范围所涉及的原点时刻调整模式。
此外，在上述的本发明的实施方式中，说明了由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的一部分的24个(ch21～ch44)超声波振子111构成发送超声波振子112的例子，但本发明并不限定于该方式。例如，由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的全部64个(ch1～ch64)超声波振子111构成发送超声波振子112的方式，也能够适用于本发明。此外，例如，由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的一部分的超声波振子且是24个以外的超声波振子构成发送超声波振子112的方式，也能够适用于本发明。
此外，在上述的本发明的实施方式中，说明了由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的全部64个(ch1～ch64)超声波振子111构成接收超声波振子114的例子，但本发明并不限定于该方式。例如，由构成相控阵探头110的64个超声波振子111中的一部分的超声波振子构成接收超声波振子114的方式，也能够适用于本发明。
此外，在上述的本发明的实施方式中，说明了由64个超声波振子111构成相控阵探头110的例子，但本发明并不限定于该方式。例如，由64个以外的多个超声波振子111构成相控阵探头110的方式，也能够适用于本发明。
通过将实现上述实施方式的1个以上功能的程序经由网络或者存储介质供给至系统或者装置，该系统或者装置的计算机中的1个以上的处理器读出并执行该程序的处理，也能够实现本发明。此外，也可以通过实现1个以上功能的电路(例如，ASIC)来实现本发明。
该程序以及存储有该程序的计算机可读取的存储介质包含于本发明。
另外，上述的本发明的实施方式均仅是在实施本发明时的具体化的例子，本发明的技术范围不应当由这些例子限定性地解释。即，本发明在不脱离其技术思想或者其主要特征的情况下，能够以各种方式实施。

Claims (9)

1.一种缺陷检测装置，对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，其特征在于，具有：
相控阵探头，设置于上述焊接钢管的外表面的外侧，排列有多个超声波振子；
发送单元，从上述超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；
接收单元，按照每个上述超声波振子接收由包括上述焊接部的上述焊接钢管反射的上述超声波束即反射超声波束；
超声波波形数据生成单元，按照每个上述超声波振子，生成按时间序列表示由上述接收单元接收到的上述反射超声波束的振幅的超声波波形数据；
超声波波形数据处理单元，使用用于按照每个上述超声波振子来调整上述超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式、且是设定了上述相控阵探头与上述焊接部之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式，按照每个上述原点时刻调整模式，进行对被调整了上述原点时刻的上述超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据；以及
缺陷判定单元，基于上述合成超声波波形数据，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
2.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，
上述发送单元为，将构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分或者全部的超声波振子作为发送超声波振子，从上述发送超声波振子发送上述超声波束，
上述接收单元为，将构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分或者全部的超声波振子作为接收超声波振子，按照构成上述接收超声波振子的每个超声波振子来接收上述反射超声波束，
上述超声波波形数据生成单元为，按照构成上述接收超声波振子的每个超声波振子，生成上述超声波波形数据，
上述超声波波形数据处理单元为，使用用于按照构成上述接收超声波振子的每个超声波振子来调整上述超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式、且是设定了上述相控阵探头与上述焊接部之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式，按照每个上述原点时刻调整模式，生成上述合成超声波波形数据，
上述缺陷判定单元为，基于由上述超声波波形数据处理单元按照每个上述原点时刻调整模式生成的上述合成超声波波形数据，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
3.如权利要求2所述的缺陷检测装置，其特征在于，
上述发送超声波振子由构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分的n个超声波振子构成，
上述接收超声波振子由构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分或者全部的超声波振子、且是包括上述n个超声波振子且大于上述n个的m个超声波振子构成。
4.如权利要求1至3中所述的缺陷检测装置，其特征在于，
使用用于校正上述焊接钢管的钢管且是在相当于上述焊接部的第2焊接部形成有人工缺陷的校正管，作为上述相对位置关系，关于上述第2焊接部相对于上述相控阵探头的位置而设定了多个上述校正管的周向的角度，按照每个上述角度，按照每个上述超声波振子接收由上述人工缺陷反射的上述超声波束即人工缺陷反射超声波束，基于按照每个上述超声波振子生成的上述超声波波形数据中的上述人工缺陷反射超声波束的出现时刻，设定上述多个原点时刻调整模式。
5.如权利要求1至4中所述的缺陷检测装置，其特征在于，
上述超声波波形数据处理单元为，进一步按照每个上述原点时刻调整模式，从上述合成超声波波形数据的规定期间中检测上述振幅成为最大的代表回波强度，
上述缺陷判定单元为，使用由上述超声波波形数据处理单元按照每个上述原点时刻调整模式检测到的上述代表回波强度，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
6.如权利要求5所述的缺陷检测装置，其特征在于，
上述超声波波形数据处理单元为，进一步从按照每个上述原点时刻调整模式检测到的上述代表回波强度中提取最大的上述代表回波强度即最大回波强度，
上述缺陷判定单元为，使用由上述超声波波形数据处理单元提取出的上述最大回波强度，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
7.如权利要求6所述的缺陷检测装置，其特征在于，
上述缺陷判定单元为，在上述最大回波强度为规定的阈值以上的情况下，判定为在上述焊接部存在上述缺陷。
8.一种缺陷检测方法，是由缺陷检测装置进行的缺陷检测方法，该缺陷检测装置对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，该缺陷检测方法的特征在于，
上述缺陷检测装置具备：
相控阵探头，设置于上述焊接钢管的外表面的外侧，排列有多个超声波振子；
发送单元，从上述超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；以及
接收单元，按照每个上述超声波振子接收由包括上述焊接部的上述焊接钢管反射的上述超声波束即反射超声波束，
上述缺陷检测方法具有：
超声波波形数据生成步骤，按照每个上述超声波振子，生成按时间序列表示由上述接收单元接收到的上述反射超声波束的振幅的超声波波形数据；
超声波波形数据处理步骤，使用用于按照每个上述超声波振子来调整上述超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式、且是设定了上述相控阵探头与上述焊接部之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式，按照每个上述原点时刻调整模式，进行对被调整了上述原点时刻的上述超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据；以及
缺陷判定步骤，基于上述合成超声波波形数据，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
9.一种程序，用于使计算机执行由缺陷检测装置进行的缺陷检测方法，该缺陷检测装置对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，该程序的特征在于，
上述缺陷检测装置具备：
相控阵探头，设置于上述焊接钢管的外表面的外侧，排列有多个超声波振子；
发送单元，从上述超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；以及
接收单元，按照每个上述超声波振子接收由包括上述焊接部的上述焊接钢管反射的上述超声波束即反射超声波束，
上述程序使计算机执行：
超声波波形数据生成步骤，按照每个上述超声波振子，生成按时间序列表示由上述接收单元接收到的上述反射超声波束的振幅的超声波波形数据；
超声波波形数据处理步骤，使用用于按照每个上述超声波振子来调整上述超声波波形数据的原点时刻的原点时刻调整模式、且是设定了上述相控阵探头与上述焊接部之间的多个相对位置关系的多个原点时刻调整模式，按照每个上述原点时刻调整模式，进行对被调整了上述原点时刻的上述超声波波形数据进行合成的处理而生成合成超声波波形数据；以及
缺陷判定步骤，基于上述合成超声波波形数据，判定在上述焊接部是否存在上述缺陷。
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