JP2002365035A - 超音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法 - Google Patents
超音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検体に生じた腐食及び減肉の検査に対し
て、検査精度の向上を図る。 【解決手段】 タンク底板Ｔの塗膜２の表面から超音波
を送受信する第１探触子３と、タンク底板Ｔに対する超
音波の入射角が第１探触子３よりも小さくなるよう設け
られ、タンク底板Ｔの塗膜２の表面から超音波を送受信
する第２探触子４とを備え、タンク底板Ｔ側から反射し
てくる反射波の受信タイミングを、第１探触子３に対し
第２探触子４を相対的に遅延させ、これにより得られた
第１探触子３及び第２探触子４からの反射波に基づいて
のタンク底板Ｔの肉厚を算出する。
て、検査精度の向上を図る。 【解決手段】 タンク底板Ｔの塗膜２の表面から超音波
を送受信する第１探触子３と、タンク底板Ｔに対する超
音波の入射角が第１探触子３よりも小さくなるよう設け
られ、タンク底板Ｔの塗膜２の表面から超音波を送受信
する第２探触子４とを備え、タンク底板Ｔ側から反射し
てくる反射波の受信タイミングを、第１探触子３に対し
第２探触子４を相対的に遅延させ、これにより得られた
第１探触子３及び第２探触子４からの反射波に基づいて
のタンク底板Ｔの肉厚を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサ、肉
厚測定装置及び肉厚測定方法に関する。特に、タンク底
板の肉厚を検出する超音波センサ、肉厚測定装置及び肉
厚測定方法に関する。
厚測定装置及び肉厚測定方法に関する。特に、タンク底
板の肉厚を検出する超音波センサ、肉厚測定装置及び肉
厚測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料タンク底板は、定期的な肉厚減少の
検査が行われている。このようなタンク底板の表面には
腐食防止のため塗膜が形成され、この塗膜表面から肉厚
減少の検査を行う必要がある。このようなタンク底板の
肉厚検出方法として、例えば特開２００１−５０７３６
号公報に示されるような、超音波肉厚探傷方法が知られ
ている。この方法は、タンク底板の厚さを測定する反射
型の超音波探触子と、タンク底板表面の塗膜厚さを測定
する塗膜厚さ計とを備え、超音波探触子で得られる板厚
から、塗膜厚さ計で測定される塗膜厚さを差し引くこと
で、鋼板厚さ、すなわち実際のタンク底板の厚さを得て
いる。
検査が行われている。このようなタンク底板の表面には
腐食防止のため塗膜が形成され、この塗膜表面から肉厚
減少の検査を行う必要がある。このようなタンク底板の
肉厚検出方法として、例えば特開２００１−５０７３６
号公報に示されるような、超音波肉厚探傷方法が知られ
ている。この方法は、タンク底板の厚さを測定する反射
型の超音波探触子と、タンク底板表面の塗膜厚さを測定
する塗膜厚さ計とを備え、超音波探触子で得られる板厚
から、塗膜厚さ計で測定される塗膜厚さを差し引くこと
で、鋼板厚さ、すなわち実際のタンク底板の厚さを得て
いる。
【０００３】このような超音波肉厚探傷方法は、鋼板等
の物体に超音波を入射しそのエコーを検出することによ
り、その物体の表裏面からの反射波、欠陥からの反射波
の戻り時間を測定して、物体の肉厚や物体中の欠陥を検
出する方法である。
の物体に超音波を入射しそのエコーを検出することによ
り、その物体の表裏面からの反射波、欠陥からの反射波
の戻り時間を測定して、物体の肉厚や物体中の欠陥を検
出する方法である。
【０００４】ところで、塗膜を有するタンク底板の肉厚
を検出する方法として、一般的に図１０に示した超音波
肉厚探傷方法が知られている。鋼板１の表面に塗膜２が
塗布されてなるタンク底板Ｔの表面に対し、送信振動子
２０ａと受信振動子２０ｂとを備える２振動子垂直探触
子２０を設置する。送信振動子２０ａからタンク底板Ｔ
に超音波を入射することで、鋼板１と塗膜２との界面Ｂ
から反射する界面エコーＩと、鋼板１の底面Ｃから反射
する底面エコーＢ１とを受信振動子２０ｂにより受信す
る。この界面エコーＩと底面エコーＢ１との時間差に基
づいて、タンク底板Ｔにおける鋼板１の肉厚を検出す
る。（以下、Ｉ−Ｂ１法と称す）
を検出する方法として、一般的に図１０に示した超音波
肉厚探傷方法が知られている。鋼板１の表面に塗膜２が
塗布されてなるタンク底板Ｔの表面に対し、送信振動子
２０ａと受信振動子２０ｂとを備える２振動子垂直探触
子２０を設置する。送信振動子２０ａからタンク底板Ｔ
に超音波を入射することで、鋼板１と塗膜２との界面Ｂ
から反射する界面エコーＩと、鋼板１の底面Ｃから反射
する底面エコーＢ１とを受信振動子２０ｂにより受信す
る。この界面エコーＩと底面エコーＢ１との時間差に基
づいて、タンク底板Ｔにおける鋼板１の肉厚を検出す
る。（以下、Ｉ−Ｂ１法と称す）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開２００１−５０７３６号公報記載の従来技術の場合、
塗膜厚さ計によるタンク底板表面の塗膜厚さは正確に測
定することができるが、超音波探触子で得られるタンク
底板の板厚情報には誤差を含んでいるため、実際のタン
ク底板の厚さを正確に測定することができない。つま
り、超音波探触子は、それ自体の摩耗を防ぐためタンク
底板との間に隙間が設けられ、その隙間に接触媒体とし
ての水が充填されている。この隙間は、タンク底板の板
厚を算出する際に固定値として設定せざるおえず、実際
にはタンク底板の局所的な凹凸、小台車車輪の摩耗等に
より変動してしまう。
開２００１−５０７３６号公報記載の従来技術の場合、
塗膜厚さ計によるタンク底板表面の塗膜厚さは正確に測
定することができるが、超音波探触子で得られるタンク
底板の板厚情報には誤差を含んでいるため、実際のタン
ク底板の厚さを正確に測定することができない。つま
り、超音波探触子は、それ自体の摩耗を防ぐためタンク
底板との間に隙間が設けられ、その隙間に接触媒体とし
ての水が充填されている。この隙間は、タンク底板の板
厚を算出する際に固定値として設定せざるおえず、実際
にはタンク底板の局所的な凹凸、小台車車輪の摩耗等に
より変動してしまう。
【０００６】また、上記図１０に示すＩ−Ｂ１法の場
合、塗膜２の厚さに対し、鋼板１の肉厚が比較的に大き
ければ、図１１に示すような検出されたエコーのアナロ
グ信号として、界面エコーＩ（図１１及び図１２におい
て、点線で示す）と底面エコーＢ１（図１１及び図１２
において、実線で示す）とを区別することは可能であ
る。しかしながら、鋼板１の肉厚が薄くなればなるほ
ど、受信される界面エコーＩと底面エコーＢ１との時間
差が小さくなり、図１２に示すように底面エコーＢ１が
界面エコーＩの減衰振動と重複してしまい、計測不能域
が発生してしまう。
合、塗膜２の厚さに対し、鋼板１の肉厚が比較的に大き
ければ、図１１に示すような検出されたエコーのアナロ
グ信号として、界面エコーＩ（図１１及び図１２におい
て、点線で示す）と底面エコーＢ１（図１１及び図１２
において、実線で示す）とを区別することは可能であ
る。しかしながら、鋼板１の肉厚が薄くなればなるほ
ど、受信される界面エコーＩと底面エコーＢ１との時間
差が小さくなり、図１２に示すように底面エコーＢ１が
界面エコーＩの減衰振動と重複してしまい、計測不能域
が発生してしまう。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、被検体に生じた腐食及び減肉の検査
に対して、被検体の肉厚測定の検査精度を向上できる超
音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法を提供する
ことを目的とする。
になされたもので、被検体に生じた腐食及び減肉の検査
に対して、被検体の肉厚測定の検査精度を向上できる超
音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波センサ
は、被検体の表面に向けて超音波を発射し、その反射波
に基づいて該被検体の肉厚を測定する超音波センサにお
いて、上記被検体の表面から超音波を送受信する送信子
及び受信子を備える第１探触子と、上記被検体に対する
超音波の入射角が上記第１探触子よりも小さくなるよう
設けられ、上記被検体の表面から超音波を送受信する送
信子及び受信子を備える第２探触子と、上記被検体から
反射してくる反射波の受信タイミングを、上記第１探触
子に対し上記第２探触子を相対的に遅延させる遅延手段
とを備えることを特徴とする。
は、被検体の表面に向けて超音波を発射し、その反射波
に基づいて該被検体の肉厚を測定する超音波センサにお
いて、上記被検体の表面から超音波を送受信する送信子
及び受信子を備える第１探触子と、上記被検体に対する
超音波の入射角が上記第１探触子よりも小さくなるよう
設けられ、上記被検体の表面から超音波を送受信する送
信子及び受信子を備える第２探触子と、上記被検体から
反射してくる反射波の受信タイミングを、上記第１探触
子に対し上記第２探触子を相対的に遅延させる遅延手段
とを備えることを特徴とする。
【０００９】本発明の超音波センサは、上記第１探触子
及び第２探触子の夫々には、送信子と受信子との間で上
記被検体の表面の法線方向に、探触子の内部で送信子か
ら受信子へ直接伝播する超音波を規制する仕切板を設け
たことを特徴とする。
及び第２探触子の夫々には、送信子と受信子との間で上
記被検体の表面の法線方向に、探触子の内部で送信子か
ら受信子へ直接伝播する超音波を規制する仕切板を設け
たことを特徴とする。
【００１０】本発明の超音波センサは、上記遅延手段
は、上記被検体の表面からの離隔距離を上記第１探触子
よりも上記第２探触子が大きくなるよう上記第１探触子
及び第２探触子を設けたことを特徴とする。
は、上記被検体の表面からの離隔距離を上記第１探触子
よりも上記第２探触子が大きくなるよう上記第１探触子
及び第２探触子を設けたことを特徴とする。
【００１１】本発明の肉厚測定装置は、被検体の表面に
向けて超音波を発射し、その反射波に基づいて該被検体
の肉厚を測定する肉厚測定装置において、上記被検体の
表面から超音波を送受信する送信子及び受信子を備える
第１探触子と、上記被検体に対する超音波の入射角が上
記第１探触子よりも小さくなるよう設けられ、上記被検
体の表面から超音波を送受信する送信子及び受信子を備
える第２探触子と、上記被検体から反射してくる反射波
の受信タイミングを、上記第１探触子に対し上記第２探
触子を相対的に遅延させる遅延手段と、上記第１探触子
及び第２探触子から得られる反射波に基づいて上記被検
体の肉厚を算出する肉厚演算手段とを備えることを特徴
とする。
向けて超音波を発射し、その反射波に基づいて該被検体
の肉厚を測定する肉厚測定装置において、上記被検体の
表面から超音波を送受信する送信子及び受信子を備える
第１探触子と、上記被検体に対する超音波の入射角が上
記第１探触子よりも小さくなるよう設けられ、上記被検
体の表面から超音波を送受信する送信子及び受信子を備
える第２探触子と、上記被検体から反射してくる反射波
の受信タイミングを、上記第１探触子に対し上記第２探
触子を相対的に遅延させる遅延手段と、上記第１探触子
及び第２探触子から得られる反射波に基づいて上記被検
体の肉厚を算出する肉厚演算手段とを備えることを特徴
とする。
【００１２】本発明の肉厚測定装置は、上記第１探触子
の入射角を、該第１探触子が受信する反射波のうち上記
被検体の表面から反射してくる反射波の受信強度が最大
になるよう設定するとともに、上記第２探触子の入射角
を、該第２探触子が受信する反射波のうち上記被検体の
底面から反射してくる反射波の受信強度が最大になるよ
う設定することを特徴とする。
の入射角を、該第１探触子が受信する反射波のうち上記
被検体の表面から反射してくる反射波の受信強度が最大
になるよう設定するとともに、上記第２探触子の入射角
を、該第２探触子が受信する反射波のうち上記被検体の
底面から反射してくる反射波の受信強度が最大になるよ
う設定することを特徴とする。
【００１３】本発明の肉厚測定装置は、塗膜を有する被
検体に対し、該被検体の塗膜表面に向けて超音波を発射
し、その反射波に基づいて該被検体の肉厚を測定する肉
厚測定装置において、上記被検体の塗膜表面から超音波
を送受信する送信子及び受信子を備える第１探触子と、
上記被検体に対する超音波の入射角が上記第１探触子よ
りも小さくなるよう設けられ、上記被検体の塗膜表面か
ら超音波を送受信する送信子及び受信子を備える第２探
触子と、上記被検体から反射してくる反射波の受信タイ
ミングを、上記第１探触子に対し上記第２探触子を相対
的に遅延させる遅延手段と、上記第１探触子及び第２探
触子から得られる反射波に基づいて上記被検体の肉厚を
算出する肉厚演算手段とを備えることを特徴とする。
検体に対し、該被検体の塗膜表面に向けて超音波を発射
し、その反射波に基づいて該被検体の肉厚を測定する肉
厚測定装置において、上記被検体の塗膜表面から超音波
を送受信する送信子及び受信子を備える第１探触子と、
上記被検体に対する超音波の入射角が上記第１探触子よ
りも小さくなるよう設けられ、上記被検体の塗膜表面か
ら超音波を送受信する送信子及び受信子を備える第２探
触子と、上記被検体から反射してくる反射波の受信タイ
ミングを、上記第１探触子に対し上記第２探触子を相対
的に遅延させる遅延手段と、上記第１探触子及び第２探
触子から得られる反射波に基づいて上記被検体の肉厚を
算出する肉厚演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】本発明の肉厚測定装置は、上記第１探触子
の入射角を、該第１探触子が受信する反射波のうち上記
被検体と塗膜の界面から反射してくる反射波の受信強度
が最大になるよう設定するとともに、上記第２探触子の
入射角を、該第２探触子が受信する反射波のうち上記被
検体の底面から反射してくる反射波の受信強度が最大に
なるよう設定することを特徴とする。
の入射角を、該第１探触子が受信する反射波のうち上記
被検体と塗膜の界面から反射してくる反射波の受信強度
が最大になるよう設定するとともに、上記第２探触子の
入射角を、該第２探触子が受信する反射波のうち上記被
検体の底面から反射してくる反射波の受信強度が最大に
なるよう設定することを特徴とする。
【００１５】本発明の肉厚測定装置は、上記第１探触子
及び第２探触子の夫々には、送信子と受信子との間で上
記被検体の表面の法線方向に、探触子の内部で送信子か
ら受信子へ直接伝播する超音波を規制する仕切板を設け
たことを特徴とする。
及び第２探触子の夫々には、送信子と受信子との間で上
記被検体の表面の法線方向に、探触子の内部で送信子か
ら受信子へ直接伝播する超音波を規制する仕切板を設け
たことを特徴とする。
【００１６】本発明の肉厚測定装置は、上記遅延手段
は、上記被検体の表面からの離隔距離を上記第１探触子
よりも上記第２探触子が大きくなるよう上記第１探触子
及び第２探触子を設けたことを特徴とする。
は、上記被検体の表面からの離隔距離を上記第１探触子
よりも上記第２探触子が大きくなるよう上記第１探触子
及び第２探触子を設けたことを特徴とする。
【００１７】本発明の肉厚測定方法は、塗膜を有する被
検体に対し、該被検体の塗膜表面に向けて超音波を発射
し、その反射波に基づいて該被検体の肉厚を測定する肉
厚測定方法において、上記被検体の塗膜表面から超音波
を送受信する送信子及び受信子を備える第１探触子と、
上記被検体に対する超音波の入射角が上記第１探触子よ
りも小さくなるよう設けられ、上記被検体の塗膜表面か
ら超音波を送受信する送信子及び受信子を備える第２探
触子とを備え、上記被検体から反射してくる反射波の受
信タイミングを、上記第１探触子に対し上記第２探触子
を相対的に遅延させ、これにより得られた上記第１探触
子及び第２探触子からの反射波に基づいて上記被検体の
肉厚を算出することを特徴とする。
検体に対し、該被検体の塗膜表面に向けて超音波を発射
し、その反射波に基づいて該被検体の肉厚を測定する肉
厚測定方法において、上記被検体の塗膜表面から超音波
を送受信する送信子及び受信子を備える第１探触子と、
上記被検体に対する超音波の入射角が上記第１探触子よ
りも小さくなるよう設けられ、上記被検体の塗膜表面か
ら超音波を送受信する送信子及び受信子を備える第２探
触子とを備え、上記被検体から反射してくる反射波の受
信タイミングを、上記第１探触子に対し上記第２探触子
を相対的に遅延させ、これにより得られた上記第１探触
子及び第２探触子からの反射波に基づいて上記被検体の
肉厚を算出することを特徴とする。
【００１８】本発明の肉厚測定方法は、上記第１探触子
の入射角を、該第１探触子が受信する反射波のうち上記
被検体と塗膜の界面から反射してくる反射波の受信強度
が最大になるよう設定するとともに、上記第２探触子の
入射角を、該第２探触子が受信する反射波のうち上記被
検体の底面から反射してくる反射波の受信強度が最大に
なるよう設定することを特徴とする。
の入射角を、該第１探触子が受信する反射波のうち上記
被検体と塗膜の界面から反射してくる反射波の受信強度
が最大になるよう設定するとともに、上記第２探触子の
入射角を、該第２探触子が受信する反射波のうち上記被
検体の底面から反射してくる反射波の受信強度が最大に
なるよう設定することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態の超音波セン
サ、肉厚測定装置、及び肉厚測定方法について、図１を
参照しながら以下に説明する。なお、上記超音波センサ
は、上記肉厚測定装置に備わり、上記方法は、上記肉厚
測定装置にて実行される。また、各図において、同じ構
成部品については同じ符号を付している。このような本
実施形態の超音波センサ７０、肉厚測定装置ＮＡ、及び
肉厚測定方法は、図１に示すように、被検体である鋼板
１の表面に塗膜２を有するタンク底板Ｔを検査する場合
を例にとる。
サ、肉厚測定装置、及び肉厚測定方法について、図１を
参照しながら以下に説明する。なお、上記超音波センサ
は、上記肉厚測定装置に備わり、上記方法は、上記肉厚
測定装置にて実行される。また、各図において、同じ構
成部品については同じ符号を付している。このような本
実施形態の超音波センサ７０、肉厚測定装置ＮＡ、及び
肉厚測定方法は、図１に示すように、被検体である鋼板
１の表面に塗膜２を有するタンク底板Ｔを検査する場合
を例にとる。
【００２０】図１に示すように、本実施形態の肉厚測定
装置ＮＡは、大別すると、超音波センサ７０と、演算装
置８０とを備え、さらに演算装置８０には、表示装置９
０、印字装置１００、記憶装置１１０が接続される構成
をなす。また、上記超音波センサ７０には、第１送信振
動子３ａ及び第１受信振動子３ｂを有し、タンク底板Ｔ
の表面に設置される第１探触子３と、第２送信振動子４
ａ及び第２受信振動子４ｂを有し、タンク底板Ｔの表面
に設置される第２探触子４と、上記第１探触子３及び第
２探触子４をタンク底板Ｔの表面に対し、所定の位置関
係で保持する固定手段５とからなる複合型探触子５０
と、上記第１送信振動子３ａ及び第２送信振動子４ａへ
電力を供給するとともに、第１受信振動子３ｂ及び第２
受信振動子４ｂから超音波の供給を受ける超音波送受信
装置６０とを備える。なお、超音波送受信装置６０と、
第１探触子３及び第２探触子４とは超音波ケーブル６を
介して接続され、第１送信振動子３ａ及び第２送信振動
子４ａは上記電力供給により超音波ビームＳ１，Ｓ２を
出射し、反射してくるエコーＩ，Ｂ１を第１受信振動子
３ｂ及び第２受信振動子４ｂにて夫々受信し、これを電
気信号に変換して送出する。以下、これらについて詳し
く説明する。
装置ＮＡは、大別すると、超音波センサ７０と、演算装
置８０とを備え、さらに演算装置８０には、表示装置９
０、印字装置１００、記憶装置１１０が接続される構成
をなす。また、上記超音波センサ７０には、第１送信振
動子３ａ及び第１受信振動子３ｂを有し、タンク底板Ｔ
の表面に設置される第１探触子３と、第２送信振動子４
ａ及び第２受信振動子４ｂを有し、タンク底板Ｔの表面
に設置される第２探触子４と、上記第１探触子３及び第
２探触子４をタンク底板Ｔの表面に対し、所定の位置関
係で保持する固定手段５とからなる複合型探触子５０
と、上記第１送信振動子３ａ及び第２送信振動子４ａへ
電力を供給するとともに、第１受信振動子３ｂ及び第２
受信振動子４ｂから超音波の供給を受ける超音波送受信
装置６０とを備える。なお、超音波送受信装置６０と、
第１探触子３及び第２探触子４とは超音波ケーブル６を
介して接続され、第１送信振動子３ａ及び第２送信振動
子４ａは上記電力供給により超音波ビームＳ１，Ｓ２を
出射し、反射してくるエコーＩ，Ｂ１を第１受信振動子
３ｂ及び第２受信振動子４ｂにて夫々受信し、これを電
気信号に変換して送出する。以下、これらについて詳し
く説明する。
【００２１】超音波センサ７０を構成する複合型探触子
５０について図２及び図３を参照して説明する。図２は
複合型探触子５０の底面図、図３は図２のａ−ａ断面図
である。本実施形態における複合型探触子５０は略正方
体に形成され、固定手段５により第１探触子３及び第２
探触子４が保持されている。第１探触子３は内部に第１
送信振動子３ａ及び第１受信振動子３ｂがモールドさ
れ、互いの位置関係はタンク底板Ｔの表面の法線ｈ方向
において同位置で、かつその法線ｈに対し軸対照となる
よう側面視でハの字状に対向して配置されている。上記
第１送信振動子３ａ及び第１受信振動子３ｂは平板形状
となる同形状に形成され、第１探触子３は主にアクリル
樹脂にて成形されている。上記第１送信振動子３ａと第
１受信振動子３ｂとの間には、第１探触子３の内部での
第１送信振動子３ａから第１受信振動子３ｂへ直接伝播
する超音波を規制するよう、タンク底板Ｔの表面の法線
ｈ方向へ延びる仕切板７が設けられている。また、第２
探触子４も同様に内部に第２送信振動子４ａ及び第２受
信振動子４ｂがモールドされ、互いの位置関係はタンク
底板Ｔの表面の法線ｈ方向において同位置で、かつその
法線ｈに対し軸対照となるよう側面視でハの字状に対向
して配置されている。上記第２送信振動子４ａ及び第２
受信振動子４ｂは平板形状となる同形状に形成され、第
２探触子４は主にアクリル樹脂にて成形されている。上
記第２送信振動子４ａと第２受信振動子４ｂとの間に
は、第２探触子４の内部での第２送信振動子４ａから第
２受信振動子４ｂへ直接伝播する超音波を規制するよ
う、タンク底板Ｔの表面の法線ｈ方向へ延びる仕切板８
が設けられている。上記第１探触子３及び第２探触子４
は側面視で並列配置された状態で固定手段５に固定され
るとともに、第１探触子３と第２探触子４との間におい
ても、互いの間で直接伝播する超音波を規制するよう、
タンク底板Ｔの表面の法線ｈ方向へ延びる仕切板９が設
けられている。また、固定手段５には、その上面から下
面に架けて貫通する水導入孔１０が形成され、上面に取
付けられる水供給用パイプ（図示せず）から接触媒体と
しての水Ｗが複合型探触子５０の底面とタンク底板Ｔの
表面との間の隙間Ａに充填される。この隙間Ａは、複合
型探触子５０の底面の摩耗を防止するためで、後述する
探傷ヘッド支持機構により保たれる構成となっている。
５０について図２及び図３を参照して説明する。図２は
複合型探触子５０の底面図、図３は図２のａ−ａ断面図
である。本実施形態における複合型探触子５０は略正方
体に形成され、固定手段５により第１探触子３及び第２
探触子４が保持されている。第１探触子３は内部に第１
送信振動子３ａ及び第１受信振動子３ｂがモールドさ
れ、互いの位置関係はタンク底板Ｔの表面の法線ｈ方向
において同位置で、かつその法線ｈに対し軸対照となる
よう側面視でハの字状に対向して配置されている。上記
第１送信振動子３ａ及び第１受信振動子３ｂは平板形状
となる同形状に形成され、第１探触子３は主にアクリル
樹脂にて成形されている。上記第１送信振動子３ａと第
１受信振動子３ｂとの間には、第１探触子３の内部での
第１送信振動子３ａから第１受信振動子３ｂへ直接伝播
する超音波を規制するよう、タンク底板Ｔの表面の法線
ｈ方向へ延びる仕切板７が設けられている。また、第２
探触子４も同様に内部に第２送信振動子４ａ及び第２受
信振動子４ｂがモールドされ、互いの位置関係はタンク
底板Ｔの表面の法線ｈ方向において同位置で、かつその
法線ｈに対し軸対照となるよう側面視でハの字状に対向
して配置されている。上記第２送信振動子４ａ及び第２
受信振動子４ｂは平板形状となる同形状に形成され、第
２探触子４は主にアクリル樹脂にて成形されている。上
記第２送信振動子４ａと第２受信振動子４ｂとの間に
は、第２探触子４の内部での第２送信振動子４ａから第
２受信振動子４ｂへ直接伝播する超音波を規制するよ
う、タンク底板Ｔの表面の法線ｈ方向へ延びる仕切板８
が設けられている。上記第１探触子３及び第２探触子４
は側面視で並列配置された状態で固定手段５に固定され
るとともに、第１探触子３と第２探触子４との間におい
ても、互いの間で直接伝播する超音波を規制するよう、
タンク底板Ｔの表面の法線ｈ方向へ延びる仕切板９が設
けられている。また、固定手段５には、その上面から下
面に架けて貫通する水導入孔１０が形成され、上面に取
付けられる水供給用パイプ（図示せず）から接触媒体と
しての水Ｗが複合型探触子５０の底面とタンク底板Ｔの
表面との間の隙間Ａに充填される。この隙間Ａは、複合
型探触子５０の底面の摩耗を防止するためで、後述する
探傷ヘッド支持機構により保たれる構成となっている。
【００２２】ここで、タンク底板Ｔに対する第１探触子
３及び第２探触子４の相対位置について図４に基づいて
説明する。タンク底板Ｔは、その断面が鋼板１とその表
面に塗布された塗膜２とにより形成されている。この塗
膜２の表面から隙間Ａを隔てて複合型探触子５０が設置
される。第１探触子３内の第１送信振動子３ａ及び第１
受信振動子３ｂと、第２探触子４内の第２送信振動子４
ａ及び第２受信振動子４ｂとの塗膜２の表面からの離隔
距離は、第２探触子４を第１探触子３よりも距離ｔｃだ
け大きくなるよう設定される。（請求項中の遅延手段に
相当する）つまり、この距離ｔｃによりタンク底板Ｔ側
から反射してくるエコーの受信タイミングが、第１探触
子３に対し第２探触子４を相対的に遅延させる。また、
第１探触子３内の第１送信振動子３ａ及び第１受信振動
子３ｂは、超音波の波軸線ｊ（図４中において、２点鎖
線で示す）と上記タンク底板Ｔの反射面の法線ｈとの間
に形成される角度α１（以下、入射角と称す）が上記第
２探触子４の入射角α２よりも大きくなるよう設けられ
ている。これにより、第１探触子３においては、超音波
の波軸線ｊと上記タンク底板Ｔの表面の法線ｈとの交点
が界面Ｂの近傍に位置する一方、第２探触子４において
は、超音波の波軸線ｊと上記タンク底板Ｔの表面の法線
ｈとの交点が鋼板１の底面Ｃの近傍に位置することにな
る。現実には、検査対象となるタンク底板において、設
計肉厚等により予め鋼板の肉厚値のバラツキ幅及び塗膜
の肉厚値のバラツキ幅を推定可能である。このバラツキ
幅の中央値に基づいて、上記第１探触子３及び第２探触
子４の感度特性つまり入射角α１及び入射角α２が決定
される。したがって、上記第１探触子３は、第１受信振
動子３ｂにて受信されるエコーのうち、界面Ｂからのエ
コーＩ（以下、界面エコーと称す）の強度が最大とな
り、かつ鋼板１の底面ＣからのエコーＢ１（以下、底面
エコーと称す）の強度が極めて小さくなる。一方、上記
第２探触子４は、第２受信振動子４ｂにて受信されるエ
コーのうち、鋼板１の底面Ｃからの底面エコーＢ１´の
強度が最大となり、かつ界面Ｂからの界面エコーＩ´の
強度が極めて小さくなる。また、第１探触子３及び第２
探触子４に設けられた仕切板７，８は、各探触子内部で
直接伝播する超音波を規制するだけでなく、塗膜２の表
面から反射されるエコーＳ（以下、表面エコーと称す）
の受信も規制するため、第１探触子３及び第２探触子４
は表面エコーＳを受信することはない。（第１探触子３
が受信する表面エコー、界面エコー及び底面エコーを、
夫々Ｓ、Ｉ及びＢ１で示し、第２探触子４が受信する表
面エコー、界面エコー及び底面エコーを、夫々Ｓ´、Ｉ
´及びＢ１´で示す）
３及び第２探触子４の相対位置について図４に基づいて
説明する。タンク底板Ｔは、その断面が鋼板１とその表
面に塗布された塗膜２とにより形成されている。この塗
膜２の表面から隙間Ａを隔てて複合型探触子５０が設置
される。第１探触子３内の第１送信振動子３ａ及び第１
受信振動子３ｂと、第２探触子４内の第２送信振動子４
ａ及び第２受信振動子４ｂとの塗膜２の表面からの離隔
距離は、第２探触子４を第１探触子３よりも距離ｔｃだ
け大きくなるよう設定される。（請求項中の遅延手段に
相当する）つまり、この距離ｔｃによりタンク底板Ｔ側
から反射してくるエコーの受信タイミングが、第１探触
子３に対し第２探触子４を相対的に遅延させる。また、
第１探触子３内の第１送信振動子３ａ及び第１受信振動
子３ｂは、超音波の波軸線ｊ（図４中において、２点鎖
線で示す）と上記タンク底板Ｔの反射面の法線ｈとの間
に形成される角度α１（以下、入射角と称す）が上記第
２探触子４の入射角α２よりも大きくなるよう設けられ
ている。これにより、第１探触子３においては、超音波
の波軸線ｊと上記タンク底板Ｔの表面の法線ｈとの交点
が界面Ｂの近傍に位置する一方、第２探触子４において
は、超音波の波軸線ｊと上記タンク底板Ｔの表面の法線
ｈとの交点が鋼板１の底面Ｃの近傍に位置することにな
る。現実には、検査対象となるタンク底板において、設
計肉厚等により予め鋼板の肉厚値のバラツキ幅及び塗膜
の肉厚値のバラツキ幅を推定可能である。このバラツキ
幅の中央値に基づいて、上記第１探触子３及び第２探触
子４の感度特性つまり入射角α１及び入射角α２が決定
される。したがって、上記第１探触子３は、第１受信振
動子３ｂにて受信されるエコーのうち、界面Ｂからのエ
コーＩ（以下、界面エコーと称す）の強度が最大とな
り、かつ鋼板１の底面ＣからのエコーＢ１（以下、底面
エコーと称す）の強度が極めて小さくなる。一方、上記
第２探触子４は、第２受信振動子４ｂにて受信されるエ
コーのうち、鋼板１の底面Ｃからの底面エコーＢ１´の
強度が最大となり、かつ界面Ｂからの界面エコーＩ´の
強度が極めて小さくなる。また、第１探触子３及び第２
探触子４に設けられた仕切板７，８は、各探触子内部で
直接伝播する超音波を規制するだけでなく、塗膜２の表
面から反射されるエコーＳ（以下、表面エコーと称す）
の受信も規制するため、第１探触子３及び第２探触子４
は表面エコーＳを受信することはない。（第１探触子３
が受信する表面エコー、界面エコー及び底面エコーを、
夫々Ｓ、Ｉ及びＢ１で示し、第２探触子４が受信する表
面エコー、界面エコー及び底面エコーを、夫々Ｓ´、Ｉ
´及びＢ１´で示す）
【００２３】なお、図４において、２点鎖線で示した超
音波の波軸線ｊは一直線として図示しているが、実際に
は、各部材での音速の違いにより各部材間の界面で屈折
するものである。
音波の波軸線ｊは一直線として図示しているが、実際に
は、各部材での音速の違いにより各部材間の界面で屈折
するものである。
【００２４】ここで、上記構成の超音波センサ７０によ
り得られるアナログ信号について図５に基づいて説明す
る。図５において、横軸が時間、縦軸がエコーの強度を
示している。なお、本図においては、各エコーのピーク
時の強度のみを示すとともに、第１探触子３にて受信さ
れるエコーを点線で示し、第２探触子４にて受信される
エコーを実線で示している。本来ならば、表面エコーは
受信しないが、第１探触子３に対する第２探触子４の受
信タイミングの相対的な遅延時間を説明するために、表
面エコーも示した。第１送信振動子３ａ及び第２送信振
動子４ａは、超音波送受信装置６０から供給される電力
により２ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数にてなる超音波ビ
ームＳ１，Ｓ２を同時出射した後、第１受信振動子３ｂ
は表面エコーＳの受信時間を経過後、界面Ｂから反射し
てくる界面エコーＩを受信する。その後、第２送信振動
子４ａは表面エコーＳ´の受信時間を経過後、界面Ｂか
ら反射してくる極めて小さい強度の界面エコーＩ´を受
信する。さらにその後、第１受信振動子３ｂは鋼板１の
底面Ｃから反射してくる極めて小さい強度の底面エコー
Ｂ１を受信する。その後、第２送信振動子４ａは鋼板１
の底面Ｃから反射してくる底面エコーＢ１´を受信す
る。上述したように、第１探触子３にて受信されるエコ
ーのうち、界面エコーＩの強度が最大となり、かつ底面
エコーＢ１の強度が極めて小さくなる一方、第２探触子
４にて受信されるエコーのうち、底面エコーＢ１´の強
度が最大となり、かつ界面エコーＩ´の強度が極めて小
さくなる。また、第１探触子３と第２探触子４とが距離
ｔｃの離隔をもって配置されることにより、第１探触子
３における表面エコーＳの受信時間と、第２探触子４に
おける表面エコーＳ´の受信時間との時間差が生じる。
この時間差が第１探触子３に対する第２探触子４の受信
タイミングの相対的な遅延時間Ｔ３（超音波が距離ｔｃ
の伝播に要する時間分）を表す。したがって、第１探触
子３及び第２探触子４にて設定された感度特性により、
比較的高強度の界面エコーＩ及び底面エコーＢ１´を受
信できるとともに、遅延時間Ｔ３により、界面エコーＩ
の減衰振動に底面エコーＢ１´を重複させることなく互
いのエコーを的確に区別することができる。
り得られるアナログ信号について図５に基づいて説明す
る。図５において、横軸が時間、縦軸がエコーの強度を
示している。なお、本図においては、各エコーのピーク
時の強度のみを示すとともに、第１探触子３にて受信さ
れるエコーを点線で示し、第２探触子４にて受信される
エコーを実線で示している。本来ならば、表面エコーは
受信しないが、第１探触子３に対する第２探触子４の受
信タイミングの相対的な遅延時間を説明するために、表
面エコーも示した。第１送信振動子３ａ及び第２送信振
動子４ａは、超音波送受信装置６０から供給される電力
により２ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数にてなる超音波ビ
ームＳ１，Ｓ２を同時出射した後、第１受信振動子３ｂ
は表面エコーＳの受信時間を経過後、界面Ｂから反射し
てくる界面エコーＩを受信する。その後、第２送信振動
子４ａは表面エコーＳ´の受信時間を経過後、界面Ｂか
ら反射してくる極めて小さい強度の界面エコーＩ´を受
信する。さらにその後、第１受信振動子３ｂは鋼板１の
底面Ｃから反射してくる極めて小さい強度の底面エコー
Ｂ１を受信する。その後、第２送信振動子４ａは鋼板１
の底面Ｃから反射してくる底面エコーＢ１´を受信す
る。上述したように、第１探触子３にて受信されるエコ
ーのうち、界面エコーＩの強度が最大となり、かつ底面
エコーＢ１の強度が極めて小さくなる一方、第２探触子
４にて受信されるエコーのうち、底面エコーＢ１´の強
度が最大となり、かつ界面エコーＩ´の強度が極めて小
さくなる。また、第１探触子３と第２探触子４とが距離
ｔｃの離隔をもって配置されることにより、第１探触子
３における表面エコーＳの受信時間と、第２探触子４に
おける表面エコーＳ´の受信時間との時間差が生じる。
この時間差が第１探触子３に対する第２探触子４の受信
タイミングの相対的な遅延時間Ｔ３（超音波が距離ｔｃ
の伝播に要する時間分）を表す。したがって、第１探触
子３及び第２探触子４にて設定された感度特性により、
比較的高強度の界面エコーＩ及び底面エコーＢ１´を受
信できるとともに、遅延時間Ｔ３により、界面エコーＩ
の減衰振動に底面エコーＢ１´を重複させることなく互
いのエコーを的確に区別することができる。
【００２５】次に複合型探触子５０が取付けられる探傷
ヘッド支持機構１２０及び測定台車１３０について図６
及び図７に基づいて説明する。実際の検査時には、複合
型探触子５０をタンク底板Ｔの表面上を移動させながら
肉厚測定を行うことから、図６及び図７に示すような探
傷ヘッドＤが使用される。測定台車１３０の進行方向へ
の移動とともに、探傷ヘッドＤを測定台車１３０の進行
直交方向（以下、横行方向と称す。）へ水平移動させる
ことで、複合型探触子５０がタンク底板Ｔの表面上で移
動可能となる。測定台車１３０の前面には、探傷ヘッド
Ｄを測定台車１３０の横行方向へ水平移動するための水
平レール１１が設けられ、探傷ヘッドＤがこの水平レー
ル１１に沿ってタンク底板Ｔ面に対して平行に摺動する
ための水平走査軸１２が設けられている。この水平走査
軸１２は探触子横行用モータＭｃによりラック＆ピニオ
ン機構１３を介して水平移動される。水平走査軸１２に
は垂直取付部１４が設けられ、図６に示すように、この
垂直取付部１４に垂直レール１５が横行方向で等間隔に
６個設けられる。また、この垂直レール１５の各々には
上下に摺動する垂直軸１６が設けられ、垂直軸１６はス
プリングにより下方へ付勢されている。更に、この６個
の垂直軸１６の下端の各々には、測定台車１３０の進行
方向及び横行方向に回転軸を備える回動機構を介して探
傷ヘッド支持機構１２０が６個設けられ、その探傷ヘッ
ド支持機構１２０の各々にＮｏ１からＮｏ６までの合計
６個の複合型探触子５０が備えられている。つまり、複
合型探触子５０が測定台車１３０の横行方向へ６個配列
され、また複合型探触子５０の裏面はタンク底板Ｔ面に
対し、常に平行を維持されることになる。なお、複合型
探触子５０は探傷ヘッド支持機構１２０に対し、測定台
車１３０の進行方向で第１探触子３と第２探触子４とが
前後となる方向に取付けられる。各探傷ヘッド支持機構
１２０の下部には、タンク底板Ｔの表面上を滑動可能に
なるようガイドローラ１７が取付けられている。このガ
イドローラ１７により、上述した隙間Ａが保たれること
となる。また、図７に示すように、探傷ヘッド支持機構
１２０と複合型探触子５０の裏面とで形成される内部空
間Ｅに接触媒体としての水Ｗが充填される。
ヘッド支持機構１２０及び測定台車１３０について図６
及び図７に基づいて説明する。実際の検査時には、複合
型探触子５０をタンク底板Ｔの表面上を移動させながら
肉厚測定を行うことから、図６及び図７に示すような探
傷ヘッドＤが使用される。測定台車１３０の進行方向へ
の移動とともに、探傷ヘッドＤを測定台車１３０の進行
直交方向（以下、横行方向と称す。）へ水平移動させる
ことで、複合型探触子５０がタンク底板Ｔの表面上で移
動可能となる。測定台車１３０の前面には、探傷ヘッド
Ｄを測定台車１３０の横行方向へ水平移動するための水
平レール１１が設けられ、探傷ヘッドＤがこの水平レー
ル１１に沿ってタンク底板Ｔ面に対して平行に摺動する
ための水平走査軸１２が設けられている。この水平走査
軸１２は探触子横行用モータＭｃによりラック＆ピニオ
ン機構１３を介して水平移動される。水平走査軸１２に
は垂直取付部１４が設けられ、図６に示すように、この
垂直取付部１４に垂直レール１５が横行方向で等間隔に
６個設けられる。また、この垂直レール１５の各々には
上下に摺動する垂直軸１６が設けられ、垂直軸１６はス
プリングにより下方へ付勢されている。更に、この６個
の垂直軸１６の下端の各々には、測定台車１３０の進行
方向及び横行方向に回転軸を備える回動機構を介して探
傷ヘッド支持機構１２０が６個設けられ、その探傷ヘッ
ド支持機構１２０の各々にＮｏ１からＮｏ６までの合計
６個の複合型探触子５０が備えられている。つまり、複
合型探触子５０が測定台車１３０の横行方向へ６個配列
され、また複合型探触子５０の裏面はタンク底板Ｔ面に
対し、常に平行を維持されることになる。なお、複合型
探触子５０は探傷ヘッド支持機構１２０に対し、測定台
車１３０の進行方向で第１探触子３と第２探触子４とが
前後となる方向に取付けられる。各探傷ヘッド支持機構
１２０の下部には、タンク底板Ｔの表面上を滑動可能に
なるようガイドローラ１７が取付けられている。このガ
イドローラ１７により、上述した隙間Ａが保たれること
となる。また、図７に示すように、探傷ヘッド支持機構
１２０と複合型探触子５０の裏面とで形成される内部空
間Ｅに接触媒体としての水Ｗが充填される。
【００２６】次に演算装置８０について説明する。演算
装置８０は第１受信振動子３ｂ及び第２受信振動子４ｂ
にて受信されたエコーＩ，Ｂ１´の強度に従い、超音波
送受信装置６０から供給される図８に示すようなアナロ
グ信号に基づいて、タンク底板Ｔの肉厚を演算する装置
である。また、演算装置８０は、その演算結果を、ＣＲ
Ｔのような表示装置９０にタンク底板Ｔの肉厚を測定し
た範囲内で肉厚量を表示可能である。また、上記表示内
容を印字装置１００にて印字することもできる。また、
上記演算結果を記憶装置１１０に記憶させる。
装置８０は第１受信振動子３ｂ及び第２受信振動子４ｂ
にて受信されたエコーＩ，Ｂ１´の強度に従い、超音波
送受信装置６０から供給される図８に示すようなアナロ
グ信号に基づいて、タンク底板Ｔの肉厚を演算する装置
である。また、演算装置８０は、その演算結果を、ＣＲ
Ｔのような表示装置９０にタンク底板Ｔの肉厚を測定し
た範囲内で肉厚量を表示可能である。また、上記表示内
容を印字装置１００にて印字することもできる。また、
上記演算結果を記憶装置１１０に記憶させる。
【００２７】ここで、演算装置８０の動作について説明
する。演算装置８０は、図９に示すように、検査員はキ
ーボード等からの入力により肉厚測定の開始を選択す
る。上記肉厚測定の開始を選択した場合には、検査員は
まず、ステップＳ１０にて被検体の名称、標準の肉厚、
測定範囲等の肉厚測定条件の入力を行う。該入力により
演算装置８０は、ステップＳ１１にて、上記被検体の名
称、標準の肉厚、測定範囲等の肉厚測定条件を記憶装置
１１０に記憶させる。
する。演算装置８０は、図９に示すように、検査員はキ
ーボード等からの入力により肉厚測定の開始を選択す
る。上記肉厚測定の開始を選択した場合には、検査員は
まず、ステップＳ１０にて被検体の名称、標準の肉厚、
測定範囲等の肉厚測定条件の入力を行う。該入力により
演算装置８０は、ステップＳ１１にて、上記被検体の名
称、標準の肉厚、測定範囲等の肉厚測定条件を記憶装置
１１０に記憶させる。
【００２８】検査員が複合型探触子５０の走査を開始す
ると同時に、検査員がキーボードの任意のキーを押下す
ることにより肉厚測定動作が開始される。これによりス
テップＳ１２にて、超音波センサ７０からは、検査して
いるタンク底板Ｔの界面Ｂから反射して第１受信振動子
３ｂにて受信される界面エコーＩの強度とともに、タン
ク底板Ｔの鋼板１の裏面Ｃから反射して第２受信振動子
４ｂにて受信される裏面エコーＢ１´の強度が、図８に
示すようなアナログ信号として逐次出力され、演算装置
８０は上記界面エコーＩ及び裏面エコーＢ１´の強度が
ピークとなる経過時間Ｔ１，Ｔ２を、該アナログ信号を
デジタル信号に変換して界面エコーＩ及び裏面エコーＢ
１´の時間データとして取り込む。また、上記演算装置
８０は、ステップＳ１３にて、取り込んだ上記界面エコ
ーＩ及び裏面エコーＢ１´の時間データを記憶装置１１
０に設けたメモリーに保存していく。ステップＳ１４に
て、演算装置８０は、肉厚量の演算を後述する式に基づ
き行い、ステップＳ１５にて、算出された肉厚量データ
を記憶装置１１０に設けたメモリーに保存していく。ま
た、演算装置８０は、ステップＳ１６にて演算の終了毎
に表示装置９０に上記肉厚量を表示する。ステップＳ１
７にて終了判断が実行され、検査員が探触子の走査を終
了すると同時に、キーボードの任意のキーを押下するこ
とにより、探傷動作は終了する。
ると同時に、検査員がキーボードの任意のキーを押下す
ることにより肉厚測定動作が開始される。これによりス
テップＳ１２にて、超音波センサ７０からは、検査して
いるタンク底板Ｔの界面Ｂから反射して第１受信振動子
３ｂにて受信される界面エコーＩの強度とともに、タン
ク底板Ｔの鋼板１の裏面Ｃから反射して第２受信振動子
４ｂにて受信される裏面エコーＢ１´の強度が、図８に
示すようなアナログ信号として逐次出力され、演算装置
８０は上記界面エコーＩ及び裏面エコーＢ１´の強度が
ピークとなる経過時間Ｔ１，Ｔ２を、該アナログ信号を
デジタル信号に変換して界面エコーＩ及び裏面エコーＢ
１´の時間データとして取り込む。また、上記演算装置
８０は、ステップＳ１３にて、取り込んだ上記界面エコ
ーＩ及び裏面エコーＢ１´の時間データを記憶装置１１
０に設けたメモリーに保存していく。ステップＳ１４に
て、演算装置８０は、肉厚量の演算を後述する式に基づ
き行い、ステップＳ１５にて、算出された肉厚量データ
を記憶装置１１０に設けたメモリーに保存していく。ま
た、演算装置８０は、ステップＳ１６にて演算の終了毎
に表示装置９０に上記肉厚量を表示する。ステップＳ１
７にて終了判断が実行され、検査員が探触子の走査を終
了すると同時に、キーボードの任意のキーを押下するこ
とにより、探傷動作は終了する。
【００２９】次に、肉厚量の算出方法について図８に基
づいて説明する。図８は図５と同様に、横軸が時間、縦
軸がエコーの強度を示し、実際に超音波送受信装置から
演算装置へ送出されるアナログ信号を示している。Ｉ
は、第１受信振動子３ｂにて受信した界面エコーを、Ｂ
１´は、第２受信振動子４ｂにて受信した底面エコーを
示す。Ｔ１は、第１発信振動子３ａが超音波を出射して
第１受信振動子３ｂにて界面エコーＩを受信するまでの
経過時間（μｓ）、Ｔ２は、第２発信振動子４ａが超音
波を出射して第２受信振動子４ｂにて底面エコーＢ１´
を受信するまでの経過時間（μｓ）を示す。ここで、上
記経過時間Ｔ２には、上述したように第１探触子３と第
２探触子４とが距離ｔｃの離隔をもって配置されること
による超音波が距離ｔｃの伝播に要する遅延時間Ｔ３を
含んでいる。この遅延時間Ｔ３が第１探触子３に対する
第２探触子４の受信タイミングを相対的に遅延させた時
間分である。
づいて説明する。図８は図５と同様に、横軸が時間、縦
軸がエコーの強度を示し、実際に超音波送受信装置から
演算装置へ送出されるアナログ信号を示している。Ｉ
は、第１受信振動子３ｂにて受信した界面エコーを、Ｂ
１´は、第２受信振動子４ｂにて受信した底面エコーを
示す。Ｔ１は、第１発信振動子３ａが超音波を出射して
第１受信振動子３ｂにて界面エコーＩを受信するまでの
経過時間（μｓ）、Ｔ２は、第２発信振動子４ａが超音
波を出射して第２受信振動子４ｂにて底面エコーＢ１´
を受信するまでの経過時間（μｓ）を示す。ここで、上
記経過時間Ｔ２には、上述したように第１探触子３と第
２探触子４とが距離ｔｃの離隔をもって配置されること
による超音波が距離ｔｃの伝播に要する遅延時間Ｔ３を
含んでいる。この遅延時間Ｔ３が第１探触子３に対する
第２探触子４の受信タイミングを相対的に遅延させた時
間分である。
【００３０】鋼板１の音速をＶ（ｍ／ｓ）、超音波の斜
角伝播の補正係数をＫ１、第１探触子３と第２探触子４
との距離をｔｃ（ｍｍ）、ｔｃに対する音速差及び斜角
伝播の補正係数をＫ２とすると、鋼板１の板厚ｔ（ｍ
ｍ）は、下記数式１で示される。
角伝播の補正係数をＫ１、第１探触子３と第２探触子４
との距離をｔｃ（ｍｍ）、ｔｃに対する音速差及び斜角
伝播の補正係数をＫ２とすると、鋼板１の板厚ｔ（ｍ
ｍ）は、下記数式１で示される。
【００３１】
【数１】
【００３２】ここで、本実施形態では、界面エコーＩを
受信するまでの経過時間Ｔ１及び底面エコーＢ１´を受
信するまでの経過時間Ｔ２は、界面エコーＩ及び底面エ
コーＢ１´のピーク時の時間を採用しているが、図５で
示したような界面エコーＩ及び底面エコーＢ１´の各々
に所定のＩ閾値及びＢ１´閾値を設定し、その閾値に達
した時の時間をとっても良い。
受信するまでの経過時間Ｔ１及び底面エコーＢ１´を受
信するまでの経過時間Ｔ２は、界面エコーＩ及び底面エ
コーＢ１´のピーク時の時間を採用しているが、図５で
示したような界面エコーＩ及び底面エコーＢ１´の各々
に所定のＩ閾値及びＢ１´閾値を設定し、その閾値に達
した時の時間をとっても良い。
【００３３】したがって、上記数式１によりタンク底板
Ｔにおける鋼板１の肉厚を算出することができる。
Ｔにおける鋼板１の肉厚を算出することができる。
【００３４】上述の実施形態では、遅延手段として、塗
膜２の表面からの離隔距離を、第２探触子４を第１探触
子３よりも距離ｔｃだけ大きくなるよう設定したが、第
１探触子３から超音波を出射するタイミングに対し、第
２探触子４のタイミングを遅延させても良い。
膜２の表面からの離隔距離を、第２探触子４を第１探触
子３よりも距離ｔｃだけ大きくなるよう設定したが、第
１探触子３から超音波を出射するタイミングに対し、第
２探触子４のタイミングを遅延させても良い。
【００３５】上述の実施形態では、塗膜２を有するタン
ク底板Ｔを例に採ったが、塗膜のないタンク底板にも適
用可能である。この場合、複合型探触子５０の底面とタ
ンク底板Ｔの表面との間の隙間Ａを、塗膜を有するタン
ク底板の場合より大きくし、第１探触子３によりタンク
底板Ｔの表面からの表面エコーを受信するようにする。
ク底板Ｔを例に採ったが、塗膜のないタンク底板にも適
用可能である。この場合、複合型探触子５０の底面とタ
ンク底板Ｔの表面との間の隙間Ａを、塗膜を有するタン
ク底板の場合より大きくし、第１探触子３によりタンク
底板Ｔの表面からの表面エコーを受信するようにする。
【００３６】また、上述の実施形態では、被検体として
タンク底板Ｔを例に採ったが、これに限定されるもので
はなく、種々の被検体の肉厚測定を行うために本実施形
態の超音波センサ、肉厚測定装置、及びその方法を適用
することもできる。
タンク底板Ｔを例に採ったが、これに限定されるもので
はなく、種々の被検体の肉厚測定を行うために本実施形
態の超音波センサ、肉厚測定装置、及びその方法を適用
することもできる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、被検体における表面か
らの反射波と、底面からの反射波との区別を確実に行
え、薄い肉厚の被検体であっても肉厚測定の検査精度を
向上できる。また、塗膜を有する被検体の場合、被検体
と塗膜の界面からの反射波と、被検体の底面からの反射
波との区別を確実に行え、薄い肉厚の被検体であっても
肉厚測定の検査精度を向上できる。
らの反射波と、底面からの反射波との区別を確実に行
え、薄い肉厚の被検体であっても肉厚測定の検査精度を
向上できる。また、塗膜を有する被検体の場合、被検体
と塗膜の界面からの反射波と、被検体の底面からの反射
波との区別を確実に行え、薄い肉厚の被検体であっても
肉厚測定の検査精度を向上できる。
【図１】本発明の一実施形態の肉厚測定装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１に示す複合型探触子の構成を示す底面図で
ある。
ある。
【図３】図２に示すａ−ａ断面図である。
【図４】図１に示す複合型探触子において、タンク底板
に対する第１探触子及び第２探触子の相対位置を説明す
る図である。
に対する第１探触子及び第２探触子の相対位置を説明す
る図である。
【図５】図１に示す超音波センサにより得られるアナロ
グ信号を示す図である。
グ信号を示す図である。
【図６】検査時において、図１に示す複合型探触子をタ
ンク底板の表面上で走査させるための探傷ヘッド支持機
構及び測定台車を示す図である。
ンク底板の表面上で走査させるための探傷ヘッド支持機
構及び測定台車を示す図である。
【図７】図６の側面図である。
【図８】図１に示す超音波送受信装置から演算装置へ送
出されるアナログ信号を示す図である。
出されるアナログ信号を示す図である。
【図９】図１に示す演算装置の主な動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１０】従来の２振動子垂直探触子を用いた超音波肉
厚探傷方法を説明する図である。
厚探傷方法を説明する図である。
【図１１】図１０に示す超音波肉厚探傷方法により得ら
れるアナログ信号を示す図である。
れるアナログ信号を示す図である。
【図１２】図１０に示す超音波肉厚探傷方法により得ら
れるアナログ信号を示す図である。
れるアナログ信号を示す図である。
１ 鋼板 ２ 塗膜 ３ 第１探触子 ３ａ 第１送信振動子 ３ｂ 第１受信振動子 ４ 第２探触子 ４ａ 第２送信振動子 ４ｂ 第２受信振動子 ７，８，９ 仕切板 ５０ 複合型探触子 ６０ 超音波送受信装置 ７０ 超音波センサ ８０ 演算装置 ＮＡ 肉厚測定装置 Ｔ タンク底板 Ｂ 界面 Ｃ 裏面 Ｉ 界面エコー Ｂ１´ 裏面エコー
フロントページの続き (72)発明者 有薗 重彦 広島県広島市西区南観音６丁目３番10号 関西エックス線株式会社内 Ｆターム(参考） 2F068 AA28 CC09 DD12 FF12 FF15 KK14 PP12 2G047 AA07 AC12 BA03 BB01 BC02 BC18 CA01 DA01 EA10 GA15 GB03 GG33 GG44
Claims (11)
- 【請求項１】 被検体の表面に向けて超音波を発射し、
その反射波に基づいて該被検体の肉厚を測定する超音波
センサにおいて、上記被検体の表面から超音波を送受信
する送信子及び受信子を備える第１探触子と、上記被検
体に対する超音波の入射角が上記第１探触子よりも小さ
くなるよう設けられ、上記被検体の表面から超音波を送
受信する送信子及び受信子を備える第２探触子と、上記
被検体から反射してくる反射波の受信タイミングを、上
記第１探触子に対し上記第２探触子を相対的に遅延させ
る遅延手段とを備えることを特徴とする超音波センサ。 - 【請求項２】 上記第１探触子及び第２探触子の夫々に
は、送信子と受信子との間で上記被検体の表面の法線方
向に、探触子の内部で送信子から受信子へ直接伝播する
超音波を規制する仕切板を設けたことを特徴とする請求
項１記載の超音波センサ。 - 【請求項３】 上記遅延手段は、上記被検体の表面から
の離隔距離を上記第１探触子よりも上記第２探触子が大
きくなるよう上記第１探触子及び第２探触子を設けたこ
とを特徴とする請求項１及び２記載の超音波センサ。 - 【請求項４】 被検体の表面に向けて超音波を発射し、
その反射波に基づいて該被検体の肉厚を測定する肉厚測
定装置において、上記被検体の表面から超音波を送受信
する送信子及び受信子を備える第１探触子と、上記被検
体に対する超音波の入射角が上記第１探触子よりも小さ
くなるよう設けられ、上記被検体の表面から超音波を送
受信する送信子及び受信子を備える第２探触子と、上記
被検体から反射してくる反射波の受信タイミングを、上
記第１探触子に対し上記第２探触子を相対的に遅延させ
る遅延手段と、上記第１探触子及び第２探触子から得ら
れる反射波に基づいて上記被検体の肉厚を算出する肉厚
演算手段とを備えることを特徴とする肉厚測定装置。 - 【請求項５】 上記第１探触子の入射角を、該第１探触
子が受信する反射波のうち上記被検体の表面から反射し
てくる反射波の受信強度が最大になるよう設定するとと
もに、上記第２探触子の入射角を、該第２探触子が受信
する反射波のうち上記被検体の底面から反射してくる反
射波の受信強度が最大になるよう設定することを特徴と
する請求項４記載の肉厚測定装置。 - 【請求項６】 塗膜を有する被検体に対し、該被検体の
塗膜表面に向けて超音波を発射し、その反射波に基づい
て該被検体の肉厚を測定する肉厚測定装置において、上
記被検体の塗膜表面から超音波を送受信する送信子及び
受信子を備える第１探触子と、上記被検体に対する超音
波の入射角が上記第１探触子よりも小さくなるよう設け
られ、上記被検体の塗膜表面から超音波を送受信する送
信子及び受信子を備える第２探触子と、上記被検体から
反射してくる反射波の受信タイミングを、上記第１探触
子に対し上記第２探触子を相対的に遅延させる遅延手段
と、上記第１探触子及び第２探触子から得られる反射波
に基づいて上記被検体の肉厚を算出する肉厚演算手段と
を備えることを特徴とする肉厚測定装置。 - 【請求項７】 上記第１探触子の入射角を、該第１探触
子が受信する反射波のうち上記被検体と塗膜の界面から
反射してくる反射波の受信強度が最大になるよう設定す
るとともに、上記第２探触子の入射角を、該第２探触子
が受信する反射波のうち上記被検体の底面から反射して
くる反射波の受信強度が最大になるよう設定することを
特徴とする請求項６記載の肉厚測定装置。 - 【請求項８】 上記第１探触子及び第２探触子の夫々に
は、送信子と受信子との間で上記被検体の表面の法線方
向に、探触子の内部で送信子から受信子へ直接伝播する
超音波を規制する仕切板を設けたことを特徴とする請求
項４乃至７記載の肉厚測定装置。 - 【請求項９】 上記遅延手段は、上記被検体の表面から
の離隔距離を上記第１探触子よりも上記第２探触子が大
きくなるよう上記第１探触子及び第２探触子を設けたこ
とを特徴とする請求項４乃至８記載の肉厚測定装置。 - 【請求項１０】 塗膜を有する被検体に対し、該被検体
の塗膜表面に向けて超音波を発射し、その反射波に基づ
いて該被検体の肉厚を測定する肉厚測定方法において、
上記被検体の塗膜表面から超音波を送受信する送信子及
び受信子を備える第１探触子と、上記被検体に対する超
音波の入射角が上記第１探触子よりも小さくなるよう設
けられ、上記被検体の塗膜表面から超音波を送受信する
送信子及び受信子を備える第２探触子とを備え、上記被
検体から反射してくる反射波の受信タイミングを、上記
第１探触子に対し上記第２探触子を相対的に遅延させ、
これにより得られた上記第１探触子及び第２探触子から
の反射波に基づいて上記被検体の肉厚を算出することを
特徴とする肉厚測定方法。 - 【請求項１１】 上記第１探触子の入射角を、該第１探
触子が受信する反射波のうち上記被検体と塗膜の界面か
ら反射してくる反射波の受信強度が最大になるよう設定
するとともに、上記第２探触子の入射角を、該第２探触
子が受信する反射波のうち上記被検体の底面から反射し
てくる反射波の受信強度が最大になるよう設定すること
を特徴とする請求項１０記載の肉厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001176637A JP2002365035A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 超音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001176637A JP2002365035A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 超音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365035A true JP2002365035A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19017601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001176637A Withdrawn JP2002365035A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 超音波センサ、肉厚測定装置及び肉厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002365035A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021085728A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 探触子および板厚測定装置 |
| CN114179995A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-15 | 大连船舶重工集团有限公司 | 一种采用超声波测厚定位船舶反面加强结构的方法 |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001176637A patent/JP2002365035A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021085728A (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 探触子および板厚測定装置 |
| JP7327759B2 (ja) | 2019-11-27 | 2023-08-16 | 独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構 | 探触子および板厚測定装置 |
| CN114179995A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-15 | 大连船舶重工集团有限公司 | 一种采用超声波测厚定位船舶反面加强结构的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |