JP2004177313A

JP2004177313A - Ultrasonic inspection apparatus

Info

Publication number: JP2004177313A
Application number: JP2002345302A
Authority: JP
Inventors: Kayoko Kawada; かよ子川田; Seiichi Kawanami; 精一川浪; Akihiro Kirito; 章浩切東; Yoshihiro Asada; 義浩浅田; Tomonori Shichida; 知紀七田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic inspection apparatus for accurately evaluating flaws, regardless of the depth of the flaw in a subject or the thickness of the subject. <P>SOLUTION: The ultrasonic inspection apparatus is provided with a transmitting and receiving sensor 10 for emitting ultrasonic waves in an oblique direction with respect to a surface of the subject and receiving an end echo F as the ultrasonic waves reflected from an end of the flaw in the subject, a receiving sensor 20 for receiving a bottom echo B as the ultrasonic wave emitted from the transmission and reception sensor 10 and reflected at the bottom of the subject and a processor 30 for calculating the depth of the flaw, based on the time starting from an appearance of a waveform for indicating the end echo F in a signal from the transmitting and receiving sensor 10 to the appearance of a waveform for indicating the bottom echo B in a signal from the receiving sensor 20. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波検査装置に関し、特に被検体のきずの深さの評価精度を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラントの配管といった被検体のきずを検出する超音波検査装置が知られている。この超音波検査装置を用いた超音波検査（ＵＴ）できずの深さを評価する方法として、端部エコー法やＴＯＦＤ（ＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法が知られている。端部エコー法は、被検体表面に対して斜角方向のエコーを検出する斜角センサを用いて、きずの先端部からのエコーの位置によってきずの深さを推定する。しかし、斜角センサでは被検体表面位置が得られないので、被検体の形状に変化があると精度が落ちる。
【０００３】
一方、ＴＯＦＤ法では、被検体表面の反射波と、きず先端部からの回折波の位置関係によりきずの深さを推定する方法が知られている（特許文献１参照）。図１８は、ＴＯＦＤ法の原理を説明するための図である。ＴＯＦＤ法では、送信プローブ１００と受信プローブ２００とが一定の間隔で対向配置され、送信プローブ１００から射出された超音波に対する複数種類のエコーが受信プローブ２００で検出され、この検出結果に基づいてきずの深さが計測される。より具体的には、受信プローブ２００から得られる、被検体の表面を伝搬する表面波に対応する表面伝搬信号Ｓ、被検体の底面で反射する底面反射波に対応する底面反射信号Ｂ、及びきずの先端部から発生する回折波に対応するきず上端部反射信号Ｆの伝搬時間の差からきずの深さが計測される。
【０００４】
図１９（Ａ）は、被検体が健全な場合の受信プローブ２００から得られる信号である。この場合、表面伝搬信号Ｓと底面反射信号Ｂとが路程差の時間間隔をもって出現する。図１９（Ｂ）は、被検体にきずが存在する場合の受信プローブ２００から得られる信号である。この場合、表面伝搬信号Ｓから時間Δｔｓが経過した後にきずの上端部反射信号Ｆが出現し、このきず上端部反射信号Ｆから時間Δｔの後に底面反射信号Ｂが出現する。ＴＯＦＤ法では、この時間Δｔを計測することによりきずの深さが推定される。
また、管長の長い管の超音波非破壊検査装置が特許第３１８６８１０号公報に記載されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
平成１１年特許願第２１７５４６号公報
【特許文献２】
特許第３１８６８１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したＴＯＦＤ法では、きずが浅い場合や被検体の厚さが薄い場合は、底面反射波ときずの端部から発生する回折波とが近接するので分離が困難になり、きずの深さの評価精度が落ちる。また、回折波の検出性能を上げるためには、超音波の通過領域を狭くする必要があるため高速探傷が困難である。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解消するためになされたもので、その目的は、被検体のきずの深さや被検体の厚さに拘わらず、きずを高精度で評価できる超音波検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る超音波検査装置は、上記目的を達成するために、被検体の表面に対して斜方向に超音波を射出すると共に、該超音波が被検体のきずの先端部から反射された端部エコー（Ｆ）を受信する送受信センサ部（１０）と、送受信センサ部（１９）から射出された超音波が被検体の底面で反射された底面エコー（Ｂ）を受信する受信センサ部（２０）と、送受信センサ部（１０）からの信号中に端部エコー（Ｆ）を表す波形が出現してから受信センサ部（２０）からの信号中に底面エコー（Ｂ）を表す波形が出現するまでの時間に基づいてきずの深さを算出する処理装置（３０）とを備えている。
【００１０】
この第１の態様に係る超音波検査装置によれば、きずの端部で発生された回折波である端部エコー（Ｆ）を表す波形を送受信センサ（１０）から取得し、底面反射波である底面エコー（Ｂ）を表す波形を受信センサ（２０）から取得するので、底面反射波ときずの端部から発生する回折波とは分離して得られる。従って、きずが浅い場合や被検体の厚さが薄い場合に、底面反射波ときずの端部から発生する回折波とが近接することにより分離が困難になるという問題は生じない。従って、被検体のきずの深さが浅く、また、被検体の厚さが薄くても高い評価精度を得ることができる。
【００１１】
この第１の態様に係る超音波検査装置において、送受信センサ部（１０）及び受信センサ部（２０）を、回転可能な柱状体（４０）の周面に、該柱状体（４０）の軸方向に所定距離をおいて配置し、以て、プローブを形成できる。この構成によれば、管を被検体とする超音波検査を行うことができる。即ち、管の内部にプローブを挿入して回転させることにより管の全周の検査を行うことができ、更に、プローブを管の長手方向に移動させることにより、管全体の超音波検査を行うことができる。
【００１２】
また、この第１の態様に係る超音波検査装置において、送受信センサ部（１０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の送受信センサが配置された送受信センサアレイ（１１）から構成し、受信センサ部（２０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の受信センサが配置された受信センサアレイ（２１）から構成することができる。この構成によれば、送受信センサアレイ（１１）を構成する複数の送受信センサと受信センサアレイ（２１）を構成する複数の受信センサとにより、被検体の複数の位置を同時または電子的に切り替えて超音波検査できるので、高速な探傷が可能になる。
【００１３】
また、この第１の態様に係る超音波検査装置において、受信センサアレイ（２１）を構成する受信センサの数は、送受信センサアレイ（１１）を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成できる。この構成によれば、プローブから引き出す信号線を減らすことができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００１４】
また、この第１の態様に係る超音波検査装置において、送受信センサ部１０）から射出された超音波が被検体の内表面で反射された内表面エコーを受信する内表面受信センサ部（５０）、を更に備え、処理装置（３０）は、送受信センサ部（１０）からの信号中に端部エコー（Ｆ）を表す波形が出現してから受信センサ部（２０）からの信号中に底面エコー（Ｂ）を表す波形が出現するまでの時間に基づいて算出されたきずの深さを、内表面受信センサ部（５０）からの信号に基づいて補正するように構成できる。
【００１５】
この構成によれば、例えば水が満たされた管を超音波検査する水浸型として使用する場合に、管の径が変化したり曲がり部分が出現するといった形状が変化すると、送受信センサ部（１０）から被検体に入射する超音波の入射角が変化してきずの深さの計算に誤差が生じる。このような場合に、管の内表面からの反射波に基づいて内表面受信センサ部（５０）からの信号により被検体の変形を推定できるので、これを用いて受信センサ部（２０）から得られる信号を補正することにより、被検体の形状変化による検査精度の低下を防止できる。
【００１６】
この場合、送受信センサ部（１０）、内表面受信センサ部（５０）及び受信センサ部（２０）を、回転可能な柱状体の周面に、該柱状体の軸方向に所定距離をおいてそれぞれ配置することによりプローブが形成されるように構成できる。この構成によれば、管を被検体とする超音波検査を行うことができる。即ち、管の内部にプローブを挿入して回転させることにより管の全周の検査を行うことができ、更に、プローブを管の長手方向に移動させることにより、管全体の超音波検査を行うことができる。
【００１７】
また、送受信センサ部（１０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の送受信センサが配置された送受信センサアレイ（１１）から構成し、受信センサ部（２０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の受信センサが配置された受信センサアレイ（２１）から構成し、内表面受信センサ部（５０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の内表面受信センサが配置された内表面受信センサアレイ（５１）から構成することができる。この構成によれば、被検体の複数の位置を同時に超音波検査できるので、高速な探傷が可能になる。
【００１８】
また、受信センサアレイ（２１）を構成する受信センサの数及び内表面受信センサアレイ（５１）を構成する内表面受信センサの数の少なくとも１つは、送受信センサアレイ（１１）を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成できる。この構成によれば、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００１９】
また、受信センサアレイ（２１）及び内表面受信センサアレイ（５１）は一体に構成できる。この構成によれば、プローブの構造を、更に簡単且つ小型にすることができる。
【００２０】
また、この第１の態様に係る超音波検査装置は、被検体の表面に対して垂直方向に超音波を射出し、該射出した超音波が被検体から反射された垂直エコーを受信する垂直送受信センサ部（７０）、を更に備え、処理装置（３０）は、送受信センサ部（１０）からの信号中に端部エコー（Ｆ）を表す波形が出現してから受信センサ部（２０）からの信号中に底面エコー（Ｂ）を表す波形が出現するまでの時間に基づいて算出されたきずの深さを、内表面受信センサ部（５０）からの信号及び垂直送受信センサ部（７０）からの信号に基づいて補正するように構成できる。
【００２１】
この構成によれば、被検体の底面の外側に金属性の付着物が付着することにより底面エコー（Ｂ）が小さくなっても、垂直送受信センサ部（７０）から得られる信号に基づいて被検体の肉厚を検出し、この検出結果に基づいて底面エコー（Ｂ）を表す波形が存在する位置を知ることができるので、きずの深さを正確に算出できる。
【００２２】
この場合、送受信センサ部（１０）、内表面受信センサ部（５０）、受信センサ部（２０）及び垂直送受信センサ部（７０）は、回転可能な柱状体の周面に、該柱状体の軸方向に所定距離をおいてそれぞれ配置し、以て、プローブを形成するように構成できる。この構成によれば、管を被検体とする超音波検査を行うことができる。即ち、管の内部にプローブを挿入して回転させることにより管の全周の検査を行うことができ、更に、プローブを管の長手方向に移動させることにより、管全体の超音波検査を行うことができる。
【００２３】
また、送受信センサ部（１０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の送受信センサが配置された送受信センサアレイ（１１）から構成し、受信センサ部（２０）及び内表面受信センサ部（５０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の受信センサ及び複数の内表面受信センサが一体化された複数の複合受信センサが配置された複合受信センサアレイ（６１）から構成し、垂直送受信センサ部（７０）を、柱状体（４０）の周方向に複数の垂直送受信センサが配置された垂直送受信センサアレイ（７１）から構成することができる。この構成によれば、送受信センサアレイ（１１）を構成する複数の送受信センサ、複合受信センサアレイ（７１）を構成する複数の複合受信センサ及び垂直送受信センサアレイ（７１）を構成する複数の垂直送受信センサにより、被検体の複数の位置を同時または電子的に切り替えて超音波検査できるので、高速且つ正確な探傷が可能になる。
【００２４】
また、複合受信センサアレイ（６１）を構成する複合受信センサの数及び垂直送受信センサアレイ（７１）を構成する垂直送受信センサの数の少なくとも１つは、送受信センサアレイ（１１）を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成できる。この構成によれば、プローブから引き出す信号線を減らすことができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００２５】
また、本発明の第２の態様に係る超音波検査装置は、被検体の表面に対して斜方向に超音波を射出すると共に、該超音波が被検体のきずの根本部及び被検体の外部に付着した付着物により反射されたコーナーエコー（Ｃ）を受信する送受信センサ部（１０）と、送受信センサ部（１０）から射出された超音波が被検体の底面で反射された底面エコーを受信する受信センサ部（２０）と、受信センサ部（２０）からの信号中に底面エコー（Ｂ）を表す波形が出現してから送受信センサ部（１０）からの信号中にコーナーエコー（Ｃ）を表す波形が出現するまでの時間に基づいて被検体のきずに起因するエコーであるか付着物に起因する疑似エコーであるかを識別する処理装置（３０）、とを備えている。
【００２６】
この構成によれば、被検体のきずに起因するエコーであるか被検体に付着した付着物からのエコーであるかを識別できるので、付着物に起因するエコーを被検体のきずに起因するエコーであると誤認識することがない。その結果、超音波検査の精度を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、従来の技術の欄で説明したものと同一又は相当部分には、従来の技術の欄で使用した符号と同じ符号を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る超音波検査装置は、図１に示すように、送受信センサ１０、受信センサ２０及び処理装置３０から構成されている。送受信センサ１０と受信センサ２０とは、送受信センサ１０から射出された超音波が被検体の底面で反射されて受信センサ２０に入力される距離に配置されている。
【００２９】
送受信センサ１０は、被検体の表面に対して斜方向に超音波パルスを射出する。また、この送受信センサ１０は、射出した超音波が被検体のきずの先端部で発生する回折波である端部エコーＦ、及び被検体のきずの根本部で反射されたコーナーエコーＣを受信する。この送受信センサ１０で受信された端部エコーＦ及びコーナーエコーＣを表す波形が含まれる信号は、処理装置３０に送られる。
【００３０】
受信センサ２０は、送受信センサ１０から射出された超音波が被検体の底面で反射された底面エコーＢを受信する。この受信センサ２０で受信された底面エコーＢを表す波形が含まれる信号は、処理装置３０に送られる。
【００３１】
図２は、送受信センサ１０から出力される信号及び受信センサ２０から出力される信号を示している。送受信センサ１０からの信号には、送受信センサ１０から超音波が射出されてから「Ｔ１−Ｔ２」時間が経過した時に端部エコーＦを表す波形が出現し、その後、時間Ｔ２が経過した時にコーナーエコーＣを表す波形が出現する。一方、受信センサ２０からの信号には、送受信センサ１０から超音波が射出されてから時間Ｔ１が経過した時に底面エコーＢを表す波形が出現する。
【００３２】
処理装置３０は、送受信センサ１０からの信号に含まれる端部エコーＦを表す波形から受信センサ２０からの信号に含まれる底面エコーＢを表す波形までの時間Ｔ２を算出し、この時間Ｔ２に基づいて被検体のきずの深さを推定する。
【００３３】
この実施の形態１に係る超音波検査装置によれば、きずの端部で発生された回折波である端部エコーＦを表す波形を送受信センサ１０から取得し、底面反射波である底面エコーＢを表す波形を受信センサ２０から取得するので、底面反射波ときずの端部から発生する回折波とは分離して得られる。従って、きずが浅い場合や被検体の厚さが薄い場合に、底面反射波ときずの端部から発生する回折波とが近接することにより分離が困難になるという問題は生じない。従って、被検体のきずの深さが浅く、また、被検体の厚さが薄くても高い評価精度を得ることができる。
【００３４】
次に、この実施の形態１に係る超音波検査装置の第１の変形例を説明する。上述した実施の形態１に係る超音波検査装置では、送受信センサ１０からの信号と受信センサ２０からの信号の時間軸に対する振幅の波形である、所謂Ａスコープの画像から端部エコーＦのピークと底面エコーＢのピークとの時間Ｔ２を求めることによりきずの深さを求められる。
【００３５】
これに対し、第１の変形例に係る超音波検査装置は、図３に示すように、Ｂスコープの画像から時間Ｔ２を求め、以て、きずの深さが算出される。この第１の変形例に係る超音波検査装置では、送受信センサ１０及び受信センサ２０を紙面に垂直な方向（以下、「走査方向β」という）に動かしながら走査が行われる。図３において、横軸は時間であり、縦軸は送受信センサ１０及び受信センサ２０の走査方向βの位置である。このＢスコープの画像では、被検体のきずが、表示装置がモノクロの場合は、送受信センサ１０及び受信センサ２０で受信した信号の振幅、つまりエコーの大きさに応じたモノクロ階調で表示され、カラーの場合はエコーの大きさに応じた色調のカラー階調で表示される。
【００３６】
図３（Ａ）は、Ｂスコープの画像における端部エコーＦ及びコーナーエコーＣの図形を示し、図３（Ｂ）は底面エコーＢの図形を示す。この構成によれば、被検体のきずが図形として得られるので、時間Ｔ２の算出が容易になる。
【００３７】
次に、この実施の形態１に係る超音波検査装置の第１の変形例を説明する。この第２の変形例に係る超音波検査装置では、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向βに動かすと共に、紙面の左右方向（以下、「走査方向α」という）に動かしながら走査が行われ、以て、Ｂスコープの画像が得られる。図４（Ａ）は、この第２の変形例に係る超音波検査装置によって得られる画像を示す。この画像は、端部エコーＦの図形が斜めに流れるという特徴的な形状を有するので、被検体のきずの有無を検出するのが容易である。
【００３８】
上記の走査により図４（Ａ）に示す画面が得られると、次に、上述した第１の変形例に係る超音波検査装置と同様の走査が行われ、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すような、Ｂスコープの画像が得られる。そして、図４（Ａ）と、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）との時間軸が合わせられる。この状態で、図４（Ａ）に示す画面できずの有無を検出し、きずがあることを検出した場合に、図４（Ａ）に対応する図４（Ｂ）の端部エコーＦの図形の位置と図４（Ｃ）の底面エコーＢの図形の位置とを確認して時間Ｔ２を求め、以て、きずの深さを評価する。
【００３９】
この構成によれば、図４（Ａ）で被検体にきずがあることを検出した後に、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）を参照してきずの深さを求めることができるので、被検体のきずの存在の確認が簡単になるという利点がある。
【００４０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る超音波検査装置は、送受信センサと受信センサとを含む回転型のプローブを備えている。
【００４１】
この超音波検査装置に備えられた回転型のプローブは、図５に示すように、送受信センサ１０及び受信センサ２０が固着された柱状体４０と、これら送受信センサ１０及び受信センサ２０からの信号を引き出すケーブル４１とから構成されている。
【００４２】
送受信センサ１０と受信センサ２０とは、柱状体４０の表面に、送受信センサ１０から射出された超音波が被検体の底面で反射されて受信センサ２０に入力される距離に配置されている。プローブを構成する柱状体４０とケーブル４１とは一体に形成されており、回転可能に構成されている。
【００４３】
上記のように構成される超音波検査装置では、管を被検体とする超音波検査を行うことができる。即ち、管の内部にプローブを挿入して該プローブを構成する柱状体４０を回転させることにより管の全周の検査を行うことができると共に、更に、プローブを構成する柱状体４０を管の長手方向（走査方向α）に移動させることにより、管全体の超音波検査を行うことができる。
【００４４】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る超音波検査装置は、送受信センサアレイと受信センサアレイとを含むプローブを備えている。
【００４５】
この超音波検査装置に備えられたプローブは、図６に示すように、送受信センサアレイ１１及び受信センサアレイ２１が固着された柱状体４０と、これら送受信センサアレイ１１及び受信センサアレイ２１からの信号を引き出すケーブル４１とから構成されている。
【００４６】
送受信センサアレイ１１を構成する複数の送受信センサの各々は、上述した実施の形態１で使用された送受信センサ１０と同じものであり、受信センサアレイ２１を構成する複数の受信センサの各々は、上述した実施の形態２で使用された受信センサ２０と同じものである。
【００４７】
送受信センサアレイ１１を構成する複数の送受信センサは、受信センサアレイ２１を構成する複数の受信センサにそれぞれ対応して設けられている。送受信センサアレイ１１を構成する送受信センサと受信センサアレイ２１を構成する受信センサとは、柱状体４０の表面に、複数の送受信センサから射出された超音波が被検体の底面で反射されて複数の受信センサにそれぞれ入力される距離に配置されている。また、プローブを構成する柱状体４０とケーブル４１とは一体に形成されている。
【００４８】
上記のように構成される超音波検査装置では、管を被検体とする超音波検査を高速に行うことができる。即ち、管の内部にプローブを挿入して送受信センサアレイ１１を構成する複数の送受信センサ及び受信センサアレイ２１を構成する複数の受信センサを同時に動作させることにより管の全周の検査を行い、更に、プローブを構成する柱状体４０を管の長手方向（走査方向α）に移動させることにより、管全体の超音波検査を高速に行うことができる。また、この実施の形態３に係る超音波検査装置では、プローブを回転させる必要がないので、プローブの操作が簡単になる。
【００４９】
次に、この実施の形態３に係る超音波検査装置の変形例を説明する。この変形例に係る超音波検査装置は、図７に示すように、受信センサアレイ２１を構成する受信センサの数が送受信センサアレイ１１を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成されている。
【００５０】
送受信センサは、端部エコーＦという小さい信号を受信するため、そのサイズを大きくするとＳＮ比が劣化する。従って、検出精度の低下を防止するために送受信センサのサイズは或る程度小さくする必要がある。これに対し、受信センサは、底面エコーＢという比較的大きい信号を受信するので、ＳＮ比の劣化は少ない。
【００５１】
そこで、この変形例に係る超音波検査装置では、受信センサのサイズを大きくし、複数の送受信センサに対して１つの受信センサを設け、複数の送受信センサから射出された超音波に対する底面エコーＢを１つの受信センサで時分割で受信するように構成されている。この構成により、プローブから引き出す信号線を減らすことができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００５２】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る超音波検査装置は、送受信センサ、受信センサ及び内表面受信センサを含む回転型のプローブを備えている。換言すれば、この実施の形態４に係る超音波検査装置は、実施の形態２に係る超音波検査装置のプローブに内表面受信センサが追加されることにより構成されている。
【００５３】
この超音波検査装置に備えられたプローブは、図８に示すように、送受信センサ１０、受信センサ２０及び内表面受信センサ５０が固着された柱状体４０と、これら送受信センサ１０、受信センサ２０及び内表面受信センサ５０からの信号を引き出すケーブル４１とから構成されている。
【００５４】
送受信センサ１０と受信センサ２０とは、柱状体４０の表面に、送受信センサ１０から射出された超音波が被検体の底面で反射されて受信センサ２０に入力される距離に配置されている。また、内表面受信センサ５０は、送受信センサ１０と受信センサ２０との間に配置されている。プローブを構成する柱状体４０とケーブル４１とは一体に形成されており、回転可能に構成されている。
【００５５】
上記のように構成される超音波検査装置は、水浸型の超音波検査装置として、例えば水が満たされた管を被検体とする超音波検査を行うことができる。即ち、管の内部にプローブを挿入して該プローブを構成する柱状体４０を回転させることにより管の全周の検査を行うことができると共に、更に、プローブを構成する柱状体４０を管の長手方向（走査方向α）に移動させることにより、管全体の超音波検査を行うことができる。
【００５６】
加えて、この超音波検査装置は、管の径が変化したり曲がり部分が出現するといった形状が変化すると、送受信センサ１０から被検体に入射する超音波の入射角が変化してきずの深さの計算に誤差が生じるが、管の内表面からの反射波に基づいて内表面受信センサ５０からの信号により管の変形を推定し、この推定結果を用いて受信センサ部２０から得られる信号を補正する。これにより、管の形状変化による検査精度の低下を防止できる。
【００５７】
次に、この実施の形態４に係る超音波検査装置の第１の変形例を説明する。この第１の変形例に係る超音波検査装置は、送受信センサ１０、受信センサ２０及び内表面受信センサ５０の代わりに、図９に示すように、送受信センサアレイ１１、受信センサアレイ２１及び内表面受信センサアレイ５１を備えている。この構成によれば、実施の形態３に係る超音波検査装置と同様に、管全体の超音波検査を高速に行うことができる。また、この実施の形態４に係る超音波検査装置では、プローブを回転させる必要がないので、プローブの操作が簡単になる。
【００５８】
次に、この実施の形態４に係る超音波検査装置の第２の変形例を説明する。この第２の変形例に係る超音波検査装置では、図１０に示すように、受信センサアレイ２１を構成する受信センサの数及び内表面受信センサアレイ５１を構成する内表面受信センサの数が送受信センサアレイ１１を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成されている。この構成により、実施の形態３の変形例に係る超音波検査装置と同様に、プローブから引き出す信号線を減らすことができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００５９】
次に、この実施の形態４に係る超音波検査装置の第３の変形例を説明する。この第３の変形例に係る超音波検査装置では、図１１に示すように、第１の変形例に係る超音波検査装置の受信センサアレイ２１と内表面受信センサアレイ５１とを一体化して複合受信センサアレイ６１を構成したものである。この場合、底面エコーＢを表す信号と内表面エコーを表す信号とは時分割で処理装置３０に送られる。この構成により、受信センサアレイ２１からの信号と内表面受信センサアレイ５１からの信号とを別々に処理装置３０に送る場合に比べて信号線の数を半分にすることができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００６０】
次に、この実施の形態４に係る超音波検査装置の第４の変形例を説明する。この第４の変形例に係る超音波検査装置では、図１２に示すように、複合受信センサアレイ６２を構成する受信センサと内表面受信センサとが一体化された複合受信センサが大型化され、その数が送受信センサアレイ１１を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成されている。この構成により、実施の形態３の変形例に係る超音波検査装置と同様に、プローブから引き出す信号線を減らすことができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００６１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る超音波検査装置は、実施の形態４に係る超音波検査装置のプローブに垂直送受信センサが追加されることにより構成されている。
【００６２】
この超音波検査装置に備えられたプローブは、図１３に示すように、送受信センサ１０、受信センサ２０、内表面受信センサ５０及び垂直送受信センサ７０が固着された柱状体４０と、これら送受信センサ１０、受信センサ２０、内表面受信センサ５０及び垂直送受信センサ７０からの信号を引き出すケーブル４１とから構成されている。
【００６３】
送受信センサ１０と受信センサ２０とは、柱状体４０の表面に、送受信センサ１０から射出された超音波が被検体の底面で反射されて受信センサ２０に入力される距離に配置されている。また、垂直送受信センサ７０及び内表面受信センサ５０は、送受信センサ１０と受信センサ２０との間に配置されている。プローブを構成する柱状体４０とケーブル４１とは一体に形成されて、回転可能に構成されている。
【００６４】
上記のように構成される超音波検査装置は、水浸型の超音波検査装置として、例えば水が満たされた管を被検体とする超音波検査を行うことができると共に、管の外表面に金属性の付着物が付着している場合にも正確にきずの深さを算出できる。
【００６５】
即ち、管の内部にプローブを挿入して該プローブを構成する柱状体４０を回転させることにより管の全周の検査を行うことができると共に、更に、プローブを構成する柱状体４０を管の長手方向（走査方向α）に移動させることにより、管全体の超音波検査を行うことができる。
【００６６】
また、この超音波検査装置は、管の径が変化したり曲がり部分が出現するといった形状が変化すると、送受信センサ１０から被検体に入射する超音波の入射角が変化してきずの深さの計算に誤差が生じるが、管の内表面からの反射波に基づいて内表面受信センサ５０からの信号により管の変形を推定し、この推定結果を用いて受信センサ部２０から得られる信号を補正する。これにより、管の形状変化による検査精度の低下を防止できる。
【００６７】
更に、この超音波検査装置は、管の外表面に金属性の付着物が付着していれば、送受信センサ１０から斜めに入射された超音波に対する底面エコーＢの大きさは小さくなるが、垂直送受信センサ７０により管の肉厚を検出し、この検出された肉厚に基づいて底面エコーＢの波形が存在する位置を推定し、この推定された位置と端部エコーＦの位置とからきずの深さを算出する。これにより、管の外側に金属性の付着物が付着している場合であっても、きずの深さを正確に算出できる。
【００６８】
次に、この実施の形態５に係る超音波検査装置の第１の変形例を説明する。この第１の変形例に係る超音波検査装置は、送受信センサ１０、垂直送受信センサ７０、内表面受信センサ５０及び受信センサ２０の代わりに、図１４に示すように、送受信センサアレイ１１、垂直送受信センサアレイ７１及び受信センサと内表面受信センサとを一体化した複合受信センサアレイ６１を備えている。この構成によれば、実施の形態３に係る超音波検査装置と同様に、管全体の超音波検査を高速に行うことができると共に、プローブを回転させる必要がないので、プローブの操作が簡単になる。また、受信センサと内表面受信センサとが一体化されているので、プローブから引き出す信号線の数を減らすことができる。
【００６９】
次に、この実施の形態５に係る超音波検査装置の第２の変形例を説明する。この第２の変形例に係る超音波検査装置では、図１５に示すように、複合受信センサアレイ６２を構成する、受信センサと内表面受信センサとが一体化された複合受信センサの数及び垂直送受信センサアレイ７１を構成する垂直送受信センサの数が送受信センサアレイ１１を構成する送受信センサの数より少なくなるように構成されている。この構成により、実施の形態３の変形例に係る超音波検査装置と同様に、プローブから引き出す信号線を減らすことができるので、プローブの構造を簡単且つ小型にすることができる。
【００７０】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る超音波検査装置は、コーナーエコーＣを用いて、管の外部に付着した付着物による疑似エコーであるか被検体のきずによるエコーであるかを識別するものである。
【００７１】
この実施の形態６に係る超音波検査装置としては、上述した実施の形態１〜５に係る超音波検査装置の何れをも使用できるが、以下では、実施の形態１の第２変形例に係る超音波検査装置を用いて説明する。
【００７２】
図１６（Ａ）は、付着物が付着していない被検体の超音波検査が行われている状態を示す図である。図１６（Ｂ）は、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向α及び走査方向βに移動させたときのコーナーエコーＣのＢスコープの画像を示し、図１６（Ｃ）は、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向βに移動させたときのコーナーエコーＣのＢスコープの画像を示し、図１６（Ｄ）は、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向βに移動させたときの底面エコーＢのＢスコープの画像を示す。
【００７３】
被検体にきずが存在する場合は、図１６（Ｂ）〜図１６（Ｄ）に示すＢスコープの画像上では、コーナーエコーＣは、底面エコーＢと同じ位置（時刻）に出現する。
【００７４】
図１７（Ａ）は、付着物が付着している被検体の超音波検査が行われている状態を示す図である。図１７（Ｂ）は、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向α及び走査方向βに移動させたときのコーナーエコーＣのＢスコープの画像を示し、図１７（Ｃ）は、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向βに移動させたときのコーナーエコーＣのＢスコープの画像を示し、図１７（Ｄ）は、送受信センサ１０及び受信センサ２０を走査方向βに移動させたときの底面エコーＢのＢスコープの画像を示す。
【００７５】
被検体にきずが存在せず、且つ外部に付着物が付着している場合は、図１７（Ｂ）〜図１７（Ｄ）に示すＢスコープの画像上では、コーナーエコーＣの図形は、底面エコーＢの図形が出現してから時間Ｔ２が経過した後に出現する。従って、Ｂスコープによる画像を参照することにより、被検体のきずに起因するエコーであるか付着物に起因する疑似エコーであるかを識別できる。その結果、付着物に起因するエコーを被検体のきずに起因するエコーであると誤認識することがないので、超音波検査の精度を向上させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、被検体のきずの深さや被検体の厚さに拘わらず、きずを高精度で評価できる超音波検査装置を提供できる。
【００７７】
より具体的には、本発明に係る超音波検査装置は、きずの先端からの端部エコーと、被検体の表面からの反射波を別のセンサで受信するように構成されているので、きずが浅い場合や被検体の厚さが薄い場合、更には被検体の形状が変化する場合であっても精度よくきずの深さを推定することができる。
【００７８】
また、受信センサは被検体の表面からの反射波のみを受信すればよいので、殊更にＳＮ比を上げる必要がない。従って、受信センサを高密度で配置する必要がないので、プローブの体積に対する制約を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波検査装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る超音波検査装置の動作を説明するための波形図である。
【図３】本発明の実施の形態１の第１の変形例に係る超音波検査装置の動作を説明するためのＢスコープの画像を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の第２の変形例に係る超音波検査装置の動作を説明するためのＢスコープの画像を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態４の第１の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の第２の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の第３の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の第４の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態５の第１の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５の第２の変形例に係る超音波検査装置におけるプローブの構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る超音波検査装置においてきずが存在する場合の動作を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る超音波検査装置において付着物が存在する場合の動作を説明するための図である。
【図１８】従来の超音波検査装置における超音波検査を説明するための図である。
【図１９】従来の超音波検査装置から得られる信号の波形を示す図である。
【符号の説明】
１０送受信センサ
１１送受信センサアレイ
２０受信センサ
２１受信センサアレイ
３０処理装置
４０柱状体
４１ケーブル
５０内表面受信センサ
５１内表面受信センサアレイ
６１複合受信センサアレイ
６２複合受信センサアレイ
７０垂直送受信センサ
７１垂直送受信センサアレイ
Ｆ端部エコー
Ｃコーナーエコー
Ｂ底面エコー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus, and more particularly, to a technique for improving the evaluation accuracy of the depth of a flaw of a subject.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an ultrasonic inspection apparatus that detects a flaw of a subject such as a pipe of a plant. As a method of evaluating the depth at which ultrasonic inspection (UT) cannot be performed using this ultrasonic inspection apparatus, an edge echo method and a TOFD (Time of Flight Diffraction) method are known. The edge echo method estimates the depth of a flaw based on the position of the echo from the tip of the flaw using an oblique sensor that detects an echo in an oblique direction with respect to the subject surface. However, since the oblique angle sensor cannot obtain the position of the surface of the subject, accuracy is reduced if the shape of the subject changes.
[0003]
On the other hand, in the TOFD method, a method of estimating the depth of a flaw based on the positional relationship between a reflected wave on the surface of a subject and a diffracted wave from a flaw tip is known (see Patent Document 1). FIG. 18 is a diagram for explaining the principle of the TOFD method. In the TOFD method, the transmission probe 100 and the reception probe 200 are arranged to face each other at a fixed interval, and a plurality of types of echoes with respect to the ultrasonic waves emitted from the transmission probe 100 are detected by the reception probe 200. Is measured. More specifically, a surface propagation signal S corresponding to a surface wave propagating on the surface of the subject, a bottom surface reflected signal B corresponding to a bottom surface reflected wave reflected on the bottom surface of the subject, and a flaw obtained from the receiving probe 200. The depth of the flaw is measured from the difference in the propagation time of the flaw upper end reflection signal F corresponding to the diffracted wave generated from the tip of the flaw.
[0004]
FIG. 19A shows a signal obtained from the reception probe 200 when the subject is healthy. In this case, the surface propagation signal S and the bottom surface reflection signal B appear with a time interval of a path difference. FIG. 19B shows a signal obtained from the receiving probe 200 when a flaw exists in the subject. In this case, the upper end reflection signal F of the flaw appears after the time Δts has elapsed from the surface propagation signal S, and the bottom reflection signal B appears after the time Δt from the flaw upper end reflection signal F. In the TOFD method, the depth of the flaw is estimated by measuring the time Δt.
Also, an ultrasonic non-destructive inspection apparatus for a long pipe is described in Japanese Patent No. 3186810 (see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
1999 Patent Application No. 217546
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3186810
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned TOFD method, when the flaw is shallow or when the thickness of the subject is small, the bottom reflection wave and the diffracted wave generated from the end of the flaw come close to each other, so that it becomes difficult to separate the flaw. The accuracy of the evaluation decreases. Further, in order to improve the detection performance of the diffracted wave, it is necessary to narrow the passage area of the ultrasonic wave, so that high-speed flaw detection is difficult.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic inspection apparatus capable of evaluating a defect with high accuracy regardless of the depth of the defect or the thickness of the subject. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The means for solving the problem will be described below using the numbers and symbols used in [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and the description of [Embodiments of the Invention]. It should not be used to interpret the technical scope of the described invention.
[0009]
In order to achieve the above object, an ultrasonic inspection apparatus according to a first aspect of the present invention emits an ultrasonic wave in an oblique direction with respect to the surface of a subject, and the ultrasonic wave is applied to a tip of a flaw of the subject. A transmission / reception sensor unit (10) for receiving an end echo (F) reflected from the unit, and a bottom surface echo (B) in which ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor unit (19) are reflected on the bottom surface of the subject And the bottom echo (B) in the signal from the receiving sensor unit (20) after the waveform representing the edge echo (F) appears in the signal from the transmitting and receiving sensor unit (10). And a processing device (30) for calculating the depth of the failure based on the time until the waveform representing.
[0010]
According to the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect, the waveform representing the end echo (F), which is the diffracted wave generated at the end of the flaw, is acquired from the transmission / reception sensor (10), and is obtained as the bottom surface reflected wave. Since a waveform representing a certain bottom echo (B) is obtained from the receiving sensor (20), it is obtained separately from the bottom reflected wave and the diffracted wave generated from the end of the wave. Therefore, when the flaw is shallow or when the thickness of the subject is small, there is no problem that the bottom face reflected wave and the diffracted wave generated from the end of the flaw come close to each other to make separation difficult. Therefore, high evaluation accuracy can be obtained even when the depth of the flaw of the subject is small and the thickness of the subject is small.
[0011]
In the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect, the transmission / reception sensor unit (10) and the reception sensor unit (20) are provided on the circumferential surface of the rotatable columnar body (40) in the axial direction of the columnar body (40). At a predetermined distance from each other, thereby forming a probe. According to this configuration, it is possible to perform an ultrasonic inspection using a tube as a subject. That is, the entire circumference of the tube can be inspected by inserting and rotating the probe inside the tube, and the ultrasonic inspection of the entire tube can be performed by moving the probe in the longitudinal direction of the tube. Can be.
[0012]
In the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect, the transmission / reception sensor unit (10) includes a transmission / reception sensor array (11) in which a plurality of transmission / reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body (40), The receiving sensor section (20) can be constituted by a receiving sensor array (21) in which a plurality of receiving sensors are arranged in the circumferential direction of the columnar body (40). According to this configuration, the plurality of transmitting / receiving sensors constituting the transmitting / receiving sensor array (11) and the plurality of receiving sensors constituting the receiving sensor array (21) simultaneously or electronically switch a plurality of positions of the subject. Since ultrasonic inspection can be performed, high-speed flaw detection becomes possible.
[0013]
Further, in the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect, the number of reception sensors constituting the reception sensor array (21) can be configured to be smaller than the number of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array (11). . According to this configuration, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced, so that the structure of the probe can be made simple and small.
[0014]
Further, in the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect, the inner surface receiving sensor unit (50) for receiving the inner surface echo in which the ultrasonic wave emitted from the transmission / reception sensor unit 10) is reflected on the inner surface of the subject. The processing device (30) further includes a bottom echo in the signal from the reception sensor unit (20) after a waveform representing the end echo (F) appears in the signal from the transmission / reception sensor unit (10). The depth of the flaw calculated based on the time until the waveform representing (B) appears may be corrected based on the signal from the inner surface receiving sensor unit (50).
[0015]
According to this configuration, for example, when a tube filled with water is used as a water immersion type for ultrasonic inspection, if the shape of the tube changes or a bent portion appears, the transmission / reception sensor unit (10 ), The angle of incidence of the ultrasonic wave incident on the subject changes, causing an error in the calculation of the depth of the flaw. In such a case, since the deformation of the subject can be estimated by the signal from the inner surface receiving sensor unit (50) based on the reflected wave from the inner surface of the tube, it is used to obtain the deformation from the receiving sensor unit (20). By correcting the given signal, it is possible to prevent a decrease in inspection accuracy due to a change in the shape of the subject.
[0016]
In this case, the transmission / reception sensor unit (10), the inner surface reception sensor unit (50), and the reception sensor unit (20) are placed on the peripheral surface of the rotatable columnar body at a predetermined distance in the axial direction of the columnar body. By arranging the probe, a probe can be formed. According to this configuration, it is possible to perform an ultrasonic inspection using a tube as a subject. That is, the entire circumference of the tube can be inspected by inserting and rotating the probe inside the tube, and the ultrasonic inspection of the entire tube can be performed by moving the probe in the longitudinal direction of the tube. Can be.
[0017]
The transmission / reception sensor unit (10) is composed of a transmission / reception sensor array (11) in which a plurality of transmission / reception sensors are arranged in the circumferential direction of the columnar body (40). A plurality of receiving sensors are arranged in the circumferential direction of the receiving sensor array (21), and the inner surface receiving sensor portion (50) is provided with a plurality of inner surface receiving sensors in the circumferential direction of the columnar body (40). And an inner surface receiving sensor array (51). According to this configuration, since a plurality of positions of the subject can be simultaneously subjected to ultrasonic inspection, high-speed flaw detection can be performed.
[0018]
At least one of the number of reception sensors constituting the reception sensor array (21) and the number of inner surface reception sensors constituting the inner surface reception sensor array (51) is determined by the transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array (11). Can be configured to be less than the number of. According to this configuration, the structure of the probe can be made simple and small.
[0019]
Further, the receiving sensor array (21) and the inner surface receiving sensor array (51) can be integrally formed. According to this configuration, the structure of the probe can be further simplified and reduced in size.
[0020]
Further, the ultrasonic inspection apparatus according to the first aspect emits an ultrasonic wave in a direction perpendicular to the surface of the subject, and the emitted ultrasonic wave receives a vertical echo reflected from the subject. The processing device (30) further includes a sensor unit (70), and the processing unit (30) receives the waveform from the reception sensor unit (20) after a waveform representing the end echo (F) appears in the signal from the transmission / reception sensor unit (10). The depth of the flaw calculated based on the time until the waveform representing the bottom echo (B) appears in the signal is determined by the signal from the inner surface reception sensor unit (50) and the vertical transmission / reception sensor unit (70). The correction can be made based on the signal.
[0021]
According to this configuration, even if the bottom surface echo (B) is reduced due to the attachment of the metallic deposit to the outside of the bottom surface of the subject, the subject is detected based on the signal obtained from the vertical transmission / reception sensor unit (70). Since the position of the waveform representing the bottom echo (B) can be known based on the detection result, the depth of the flaw can be accurately calculated.
[0022]
In this case, the transmission / reception sensor unit (10), the inner surface reception sensor unit (50), the reception sensor unit (20), and the vertical transmission / reception sensor unit (70) are provided on the peripheral surface of the rotatable columnar body. It can be configured to be arranged at a predetermined distance in the direction, thereby forming a probe. According to this configuration, it is possible to perform an ultrasonic inspection using a tube as a subject. That is, the entire circumference of the tube can be inspected by inserting and rotating the probe inside the tube, and the ultrasonic inspection of the entire tube can be performed by moving the probe in the longitudinal direction of the tube. Can be.
[0023]
The transmission / reception sensor unit (10) is composed of a transmission / reception sensor array (11) in which a plurality of transmission / reception sensors are arranged in the circumferential direction of the columnar body (40), and the reception sensor unit (20) and the inner surface reception sensor unit ( 50) is composed of a composite receiving sensor array (61) in which a plurality of receiving sensors and a plurality of composite receiving sensors in which a plurality of inner surface receiving sensors are integrated are arranged in the circumferential direction of the columnar body (40). The transmission / reception sensor unit (70) can be constituted by a vertical transmission / reception sensor array (71) in which a plurality of vertical transmission / reception sensors are arranged in the circumferential direction of the columnar body (40). According to this configuration, a plurality of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array (11), a plurality of composite reception sensors constituting the composite reception sensor array (71), and a plurality of vertical transmission / reception constituting the vertical transmission / reception sensor array (71) Since the ultrasonic inspection can be performed by simultaneously or electronically switching a plurality of positions of the subject by the sensor, high-speed and accurate flaw detection can be performed.
[0024]
In addition, at least one of the number of composite reception sensors constituting the composite reception sensor array (61) and the number of vertical transmission / reception sensors constituting the vertical transmission / reception sensor array (71) is determined by the transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array (11). Can be configured to be less than the number of. According to this configuration, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced, so that the structure of the probe can be made simple and small.
[0025]
Further, the ultrasonic inspection apparatus according to the second aspect of the present invention emits an ultrasonic wave in an oblique direction with respect to the surface of the subject, and the ultrasonic wave is applied to the root of the flaw of the subject and the outside of the subject. A transmission / reception sensor unit (10) for receiving a corner echo (C) reflected by an adhering substance on the surface, and a bottom echo reflected from the bottom surface of the subject by ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor unit (10). And a corner echo (C) in the signal from the transmission / reception sensor unit (10) after the waveform representing the bottom echo (B) appears in the signal from the reception sensor unit (20) and the signal from the reception sensor unit (20). A processing unit (30) for determining whether the echo is due to a flaw in the subject or a pseudo echo due to an attached matter based on the time until the waveform to appear.
[0026]
According to this configuration, it is possible to identify whether the echo is due to a flaw of the subject or an echo from an attached matter attached to the subject. Is not erroneously recognized as. As a result, the accuracy of the ultrasonic inspection can be improved.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts as those described in the section of the related art will be described using the same reference numerals as those used in the section of the related art.
[0028]
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a transmission / reception sensor 10, a reception sensor 20, and a processing device 30. The transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are arranged at a distance where ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor 10 are reflected on the bottom surface of the subject and input to the reception sensor 20.
[0029]
The transmission / reception sensor 10 emits an ultrasonic pulse obliquely to the surface of the subject. Further, the transmission / reception sensor 10 receives an end echo F, which is a diffracted wave in which the emitted ultrasonic wave is generated at the tip of the flaw of the subject, and a corner echo C reflected at the root of the flaw of the subject. . A signal including a waveform representing the end echo F and the corner echo C received by the transmission / reception sensor 10 is sent to the processing device 30.
[0030]
The reception sensor 20 receives a bottom echo B in which the ultrasonic wave emitted from the transmission / reception sensor 10 is reflected on the bottom surface of the subject. The signal including the waveform representing the bottom echo B received by the receiving sensor 20 is sent to the processing device 30.
[0031]
FIG. 2 shows a signal output from the transmission / reception sensor 10 and a signal output from the reception sensor 20. In the signal from the transmission / reception sensor 10, a waveform representing the end echo F appears when the time “T1−T2” elapses after the ultrasonic wave is emitted from the transmission / reception sensor 10, and after that, when the time T2 elapses, a corner appears. A waveform representing the echo C appears. On the other hand, in the signal from the reception sensor 20, a waveform representing the bottom surface echo B appears when the time T1 has elapsed since the ultrasonic wave was emitted from the transmission / reception sensor 10.
[0032]
The processing device 30 calculates a time T2 from a waveform representing the end echo F included in the signal from the transmission / reception sensor 10 to a waveform representing the bottom echo B included in the signal from the reception sensor 20, and based on the time T2. To estimate the depth of the flaw in the subject.
[0033]
According to the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment, the waveform representing the end echo F which is a diffracted wave generated at the end of the flaw is acquired from the transmission / reception sensor 10 and the bottom echo B which is the bottom reflected wave is obtained. Is obtained from the reception sensor 20, so that it is obtained separately from the bottom surface reflected wave and the diffracted wave generated from the end of the flaw. Therefore, when the flaw is shallow or when the thickness of the subject is small, there is no problem that the bottom face reflected wave and the diffracted wave generated from the end of the flaw come close to each other to make separation difficult. Therefore, high evaluation accuracy can be obtained even when the depth of the flaw of the subject is small and the thickness of the subject is small.
[0034]
Next, a first modification of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment will be described. In the ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 1 described above, the peak of the end echo F from the so-called A-scope image, which is the waveform of the amplitude of the signal from the transmission / reception sensor 10 and the signal from the reception sensor 20 with respect to the time axis, is obtained. The depth of the flaw can be obtained by obtaining the time T2 with the peak of the bottom surface echo B.
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the ultrasonic inspection apparatus according to the first modified example obtains the time T2 from the image of the B scope, and calculates the depth of the flaw. In the ultrasonic inspection apparatus according to the first modification, scanning is performed while moving the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 in a direction perpendicular to the paper surface (hereinafter, referred to as a “scanning direction β”). In FIG. 3, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the position of the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 in the scanning direction β. In the image of the B scope, when the display device is monochrome, the flaw of the subject is displayed in monochrome amplitude corresponding to the amplitude of the signal received by the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20, that is, the size of the echo, In the case of color, the image is displayed with a color tone corresponding to the size of the echo.
[0036]
FIG. 3A shows a figure of an end echo F and a corner echo C in an image of a B scope, and FIG. According to this configuration, since the flaw of the subject is obtained as a graphic, the calculation of the time T2 is facilitated.
[0037]
Next, a first modification of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment will be described. In the ultrasonic inspection apparatus according to the second modified example, scanning is performed while moving the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 in the scanning direction β and moving the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 in the left-right direction (hereinafter, referred to as “scanning direction α”). Thus, an image of the B scope is obtained. FIG. 4A shows an image obtained by an ultrasonic inspection apparatus according to the second modification. Since this image has a characteristic shape in which the figure of the end echo F flows obliquely, it is easy to detect the presence or absence of a flaw in the subject.
[0038]
When the screen shown in FIG. 4A is obtained by the above scanning, next, the same scanning as that of the ultrasonic inspection apparatus according to the above-described first modification is performed, and FIG. 4B and FIG. An image of the B scope as shown in C) is obtained. Then, the time axes of FIG. 4A and FIGS. 4B and 4C are aligned. In this state, the presence or absence of the screen failure shown in FIG. 4A is detected, and when the presence of a flaw is detected, the figure of the end echo F of FIG. 4B corresponding to FIG. And the position of the figure of the bottom echo B in FIG. 4 (C) are confirmed to determine the time T2, thereby evaluating the depth of the flaw.
[0039]
According to this configuration, the depth of the flaw can be determined with reference to FIGS. 4B and 4C after detecting the presence of the flaw in the subject in FIG. 4A. There is an advantage that it is easy to confirm the presence of a flaw in the sample.
[0040]
(Embodiment 2)
The ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention includes a rotary probe including a transmission / reception sensor and a reception sensor.
[0041]
As shown in FIG. 5, a rotary probe provided in the ultrasonic inspection apparatus includes a columnar body 40 to which the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are fixed, and a signal from the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20. And a cable 41 to be pulled out.
[0042]
The transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are arranged on the surface of the columnar body 40 at a distance at which ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor 10 are reflected on the bottom surface of the subject and input to the reception sensor 20. The columnar body 40 and the cable 41 constituting the probe are formed integrally and are rotatable.
[0043]
The ultrasonic inspection apparatus configured as described above can perform an ultrasonic inspection using a tube as a subject. That is, the entire circumference of the tube can be inspected by inserting the probe into the inside of the tube and rotating the columnar body 40 constituting the probe, and further, the columnar body 40 constituting the probe can be extended along the length of the tube. By moving in the direction (scanning direction α), an ultrasonic inspection of the entire tube can be performed.
[0044]
(Embodiment 3)
The ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention includes a probe including a transmission / reception sensor array and a reception sensor array.
[0045]
As shown in FIG. 6, a probe provided in the ultrasonic inspection apparatus includes a columnar body 40 to which the transmission / reception sensor array 11 and the reception sensor array 21 are fixed, and a signal from the transmission / reception sensor array 11 and the reception sensor array 21. And a cable 41 for pulling out.
[0046]
Each of the plurality of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 11 is the same as the transmission / reception sensor 10 used in Embodiment 1 described above, and each of the plurality of reception sensors constituting the reception sensor array 21 This is the same as the receiving sensor 20 used in the second embodiment.
[0047]
The plurality of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 11 are provided corresponding to the plurality of reception sensors constituting the reception sensor array 21 respectively. The transmission / reception sensor constituting the transmission / reception sensor array 11 and the reception sensor constituting the reception sensor array 21 are such that ultrasonic waves emitted from the plurality of transmission / reception sensors are reflected on the bottom surface of the subject by the ultrasonic wave emitted from the plurality of transmission / reception sensors. They are arranged at distances that are respectively input to the receiving sensors. Further, the columnar body 40 and the cable 41 constituting the probe are integrally formed.
[0048]
In the ultrasonic inspection apparatus configured as described above, an ultrasonic inspection using a tube as a subject can be performed at high speed. That is, by inserting a probe inside the tube and simultaneously operating a plurality of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 11 and a plurality of reception sensors constituting the reception sensor array 21, an inspection of the entire circumference of the tube is performed. By moving the columnar body 40 constituting the probe in the longitudinal direction (scanning direction α) of the tube, an ultrasonic inspection of the entire tube can be performed at high speed. Further, in the ultrasonic inspection apparatus according to the third embodiment, it is not necessary to rotate the probe, so that the operation of the probe is simplified.
[0049]
Next, a modification of the ultrasonic inspection apparatus according to the third embodiment will be described. As shown in FIG. 7, the ultrasonic inspection apparatus according to this modification is configured such that the number of reception sensors constituting the reception sensor array 21 is smaller than the number of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 11. .
[0050]
Since the transmission / reception sensor receives a small signal called the end echo F, if its size is increased, the SN ratio deteriorates. Therefore, the size of the transmission / reception sensor needs to be reduced to some extent in order to prevent the detection accuracy from lowering. On the other hand, the receiving sensor receives a relatively large signal called the bottom echo B, so that the deterioration of the SN ratio is small.
[0051]
Therefore, in the ultrasonic inspection apparatus according to this modification, the size of the reception sensor is increased, one reception sensor is provided for the plurality of transmission / reception sensors, and the bottom echo B for the ultrasonic waves emitted from the plurality of transmission / reception sensors is obtained. One reception sensor is configured to receive in a time-division manner. With this configuration, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced, so that the structure of the probe can be made simple and small.
[0052]
(Embodiment 4)
The ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention includes a rotary probe including a transmission / reception sensor, a reception sensor, and an inner surface reception sensor. In other words, the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth embodiment is configured by adding an inner surface receiving sensor to the probe of the ultrasonic inspection apparatus according to the second embodiment.
[0053]
As shown in FIG. 8, the probe provided in the ultrasonic inspection apparatus includes a columnar body 40 to which the transmission / reception sensor 10, the reception sensor 20, and the inner surface reception sensor 50 are fixed, and the transmission / reception sensor 10, the reception sensor 20, And a cable 41 for extracting a signal from the inner surface receiving sensor 50.
[0054]
The transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are arranged on the surface of the columnar body 40 at a distance at which ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor 10 are reflected on the bottom surface of the subject and input to the reception sensor 20. The inner surface receiving sensor 50 is disposed between the transmitting / receiving sensor 10 and the receiving sensor 20. The columnar body 40 and the cable 41 constituting the probe are formed integrally and are rotatable.
[0055]
The ultrasonic inspection apparatus configured as described above can perform an ultrasonic inspection using, for example, a tube filled with water as a subject as a water immersion type ultrasonic inspection apparatus. That is, the entire circumference of the tube can be inspected by inserting the probe into the inside of the tube and rotating the columnar body 40 constituting the probe, and further, the columnar body 40 constituting the probe can be extended along the length of the tube. By moving in the direction (scanning direction α), an ultrasonic inspection of the entire tube can be performed.
[0056]
In addition, when the shape of the ultrasonic inspection apparatus changes, such as a change in the diameter of the tube or the appearance of a bent portion, the incident angle of the ultrasonic wave incident on the subject from the transmission / reception sensor 10 changes, and the depth of the flaw does not change. Although an error occurs in the calculation, the deformation of the tube is estimated based on the signal from the inner surface receiving sensor 50 based on the reflected wave from the inner surface of the tube, and the signal obtained from the receiving sensor unit 20 is corrected using the estimation result. I do. Thus, it is possible to prevent a decrease in inspection accuracy due to a change in the shape of the tube.
[0057]
Next, a first modified example of the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth embodiment will be described. The ultrasonic inspection apparatus according to the first modification includes a transmission / reception sensor array 11, a reception sensor array 21, and an inner surface, instead of the transmission / reception sensor 10, the reception sensor 20, and the inner surface reception sensor 50, as shown in FIG. A receiving sensor array 51 is provided. According to this configuration, an ultrasonic inspection of the entire pipe can be performed at a high speed, similarly to the ultrasonic inspection apparatus according to the third embodiment. Further, in the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth embodiment, since it is not necessary to rotate the probe, the operation of the probe is simplified.
[0058]
Next, a second modification of the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth embodiment will be described. In the ultrasonic inspection apparatus according to the second modification, as shown in FIG. 10, the number of reception sensors constituting the reception sensor array 21 and the number of inner surface reception sensors constituting the inner surface reception sensor array 51 are transmitted and received. The number of transmission / reception sensors constituting the sensor array 11 is smaller than the number of transmission / reception sensors. With this configuration, similar to the ultrasonic inspection apparatus according to the modification of the third embodiment, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced, so that the structure of the probe can be simplified and small.
[0059]
Next, a third modification of the ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 4 will be described. In the ultrasonic inspection apparatus according to the third modification, as shown in FIG. 11, the reception sensor array 21 and the inner surface reception sensor array 51 of the ultrasonic inspection apparatus according to the first modification are integrated and combined. This constitutes a reception sensor array 61. In this case, the signal representing the bottom echo B and the signal representing the inner surface echo are sent to the processing device 30 in a time-division manner. With this configuration, the number of signal lines can be halved as compared with the case where the signal from the reception sensor array 21 and the signal from the inner surface reception sensor array 51 are separately sent to the processing device 30. Can be made simple and compact.
[0060]
Next, a fourth modification of the ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 4 will be described. In the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth modified example, as shown in FIG. 12, a composite reception sensor in which a reception sensor constituting the composite reception sensor array 62 and an inner surface reception sensor are integrated is enlarged, The number of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 11 is smaller than the number of transmission / reception sensors. With this configuration, similar to the ultrasonic inspection apparatus according to the modification of the third embodiment, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced, so that the structure of the probe can be simplified and small.
[0061]
(Embodiment 5)
The ultrasonic inspection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is configured by adding a vertical transmission / reception sensor to the probe of the ultrasonic inspection apparatus according to the fourth embodiment.
[0062]
As shown in FIG. 13, a probe provided in this ultrasonic inspection apparatus includes a columnar body 40 to which a transmission / reception sensor 10, a reception sensor 20, an inner surface reception sensor 50, and a vertical transmission / reception sensor 70 are fixed. , A reception sensor 20, an inner surface reception sensor 50, and a cable 41 for extracting signals from the vertical transmission / reception sensor 70.
[0063]
The transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are arranged on the surface of the columnar body 40 at a distance at which ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor 10 are reflected on the bottom surface of the subject and input to the reception sensor 20. The vertical transmission / reception sensor 70 and the inner surface reception sensor 50 are disposed between the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20. The columnar body 40 and the cable 41 constituting the probe are integrally formed and rotatable.
[0064]
The ultrasonic inspection apparatus configured as described above can perform, for example, an ultrasonic inspection on a tube filled with water as a subject, as a water immersion type ultrasonic inspection device, and on the outer surface of the tube. Even when a metallic deposit is attached, the depth of the flaw can be accurately calculated.
[0065]
That is, the entire circumference of the tube can be inspected by inserting the probe into the inside of the tube and rotating the columnar body 40 constituting the probe, and further, the columnar body 40 constituting the probe can be extended along the length of the tube. By moving in the direction (scanning direction α), an ultrasonic inspection of the entire tube can be performed.
[0066]
In addition, this ultrasonic inspection apparatus calculates the depth of a flaw by changing the incident angle of the ultrasonic wave incident on the subject from the transmission / reception sensor 10 when the shape of the tube changes, such as when the diameter of the tube changes or a bent portion appears. Error occurs, but the deformation of the pipe is estimated by the signal from the inner surface receiving sensor 50 based on the reflected wave from the inner surface of the pipe, and the signal obtained from the receiving sensor unit 20 is corrected using the estimation result. . Thus, it is possible to prevent a decrease in inspection accuracy due to a change in the shape of the tube.
[0067]
Further, in this ultrasonic inspection apparatus, the size of the bottom surface echo B with respect to the ultrasonic wave obliquely incident from the transmission / reception sensor 10 is reduced when the metallic attachment is attached to the outer surface of the tube, The thickness of the pipe is detected by the transmission / reception sensor 70, and the position where the waveform of the bottom surface echo B exists is estimated based on the detected thickness. Calculate the depth. Thus, even when a metallic deposit is attached to the outside of the tube, the depth of the flaw can be accurately calculated.
[0068]
Next, a first modification of the ultrasonic inspection apparatus according to the fifth embodiment will be described. The ultrasonic inspection apparatus according to the first modification includes a transmission / reception sensor array 11, a vertical transmission / reception sensor 11, a vertical transmission / reception sensor 50, an inner surface reception sensor 50, and a reception sensor 20, as shown in FIG. It has a sensor array 71 and a composite reception sensor array 61 in which a reception sensor and an inner surface reception sensor are integrated. According to this configuration, similarly to the ultrasonic inspection apparatus according to the third embodiment, the ultrasonic inspection of the entire tube can be performed at a high speed, and it is not necessary to rotate the probe. Become. Further, since the receiving sensor and the inner surface receiving sensor are integrated, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced.
[0069]
Next, a second modification of the ultrasonic inspection apparatus according to the fifth embodiment will be described. In the ultrasonic inspection apparatus according to the second modification, as shown in FIG. 15, the number and the number of composite reception sensors in which the reception sensor and the inner surface reception sensor are integrated and which constitute the composite reception sensor array 62 are shown. The number of vertical transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 71 is configured to be smaller than the number of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array 11. With this configuration, similarly to the ultrasonic inspection apparatus according to the modification of the third embodiment, the number of signal lines drawn from the probe can be reduced, so that the structure of the probe can be made simple and small.
[0070]
(Embodiment 6)
The ultrasonic inspection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention uses the corner echo C to identify whether the echo is a pseudo echo due to a substance attached to the outside of the tube or an echo due to a flaw in the subject. is there.
[0071]
As the ultrasonic inspection apparatus according to the sixth embodiment, any of the ultrasonic inspection apparatuses according to the first to fifth embodiments described above can be used. However, the ultrasonic inspection apparatus according to the second modification of the first embodiment will be described below. This will be described using an ultrasonic inspection apparatus.
[0072]
FIG. 16A is a diagram illustrating a state in which an ultrasonic test is performed on a subject to which no deposit is attached. FIG. 16B shows a B-scope image of the corner echo C when the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are moved in the scanning direction α and the scanning direction β, and FIG. FIG. 16D shows a B-scope image of a corner echo C when the receiving sensor 20 is moved in the scanning direction β. FIG. 16D shows a bottom echo when the transmitting / receiving sensor 10 and the receiving sensor 20 are moved in the scanning direction β. 3B shows an image of a B scope.
[0073]
When a defect exists in the subject, the corner echo C appears at the same position (time) as the bottom surface echo B on the images of the B scope shown in FIGS. 16B to 16D.
[0074]
FIG. 17A is a diagram illustrating a state in which an ultrasonic inspection is performed on a subject to which an attached substance is attached. FIG. 17B shows a B-scope image of a corner echo C when the transmission / reception sensor 10 and the reception sensor 20 are moved in the scanning direction α and the scanning direction β, and FIG. FIG. 17D shows a B-scope image of a corner echo C when the receiving sensor 20 is moved in the scanning direction β, and FIG. 17D shows a bottom echo when the transmitting / receiving sensor 10 and the receiving sensor 20 are moved in the scanning direction β. 3B shows an image of a B scope.
[0075]
In the case where no flaw is present on the subject and an extraneous matter is attached to the outside, the figure of the corner echo C is indicated on the bottom surface on the images of the B scope shown in FIGS. It appears after the time T2 has elapsed since the appearance of the graphic of the echo B. Therefore, by referring to the image by the B scope, it is possible to identify whether the echo is due to a flaw of the subject or a pseudo echo due to the attached matter. As a result, the echo caused by the attached matter is not erroneously recognized as the echo caused by the flaw of the subject, so that the accuracy of the ultrasonic inspection can be improved.
[0076]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic inspection apparatus that can evaluate a flaw with high accuracy regardless of the depth of the flaw of the subject or the thickness of the subject.
[0077]
More specifically, since the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention is configured to receive the end echo from the tip of the flaw and the reflected wave from the surface of the subject by another sensor, The depth of the flaw can be accurately estimated even when the depth is shallow, when the thickness of the subject is small, or when the shape of the subject changes.
[0078]
Further, since the receiving sensor only needs to receive the reflected wave from the surface of the subject, it is not necessary to particularly increase the SN ratio. Therefore, since it is not necessary to arrange the receiving sensors at high density, the restriction on the volume of the probe can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a waveform chart for explaining an operation of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an image of a B scope for explaining the operation of the ultrasonic inspection apparatus according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an image of a B scope for explaining the operation of the ultrasonic inspection apparatus according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a modification of the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a first modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a second modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a third modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a fourth modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a first modification of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a probe in an ultrasonic inspection apparatus according to a second modification of the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram for explaining an operation when a flaw exists in the ultrasonic inspection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram for explaining an operation in the case where an adhering substance exists in the ultrasonic inspection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a view for explaining an ultrasonic inspection in a conventional ultrasonic inspection apparatus.
FIG. 19 is a diagram showing a waveform of a signal obtained from a conventional ultrasonic inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Transmit / Receive Sensor
11 Transmit / receive sensor array
20 receiving sensor
21 Receiving sensor array
30 processing equipment
40 pillar
41 cable
50 Inner surface receiving sensor
51 Inner surface receiving sensor array
61 Composite receiving sensor array
62 Composite receiving sensor array
70 Vertical transmission / reception sensor
71 Vertical Transmit / Receive Sensor Array
F end echo
C corner echo
B bottom echo

Claims

A transmitting and receiving sensor unit that emits ultrasonic waves in an oblique direction with respect to the surface of the subject, and receives the end echo reflected from the tip of the flaw of the subject,
A reception sensor unit that receives a bottom surface echo reflected from the bottom surface of the subject, the ultrasonic wave emitted from the transmission / reception sensor unit,
Depth not based on the time from the appearance of the waveform representing the edge echo in the signal from the transmission / reception sensor unit to the appearance of the waveform representing the bottom surface echo in the signal from the reception sensor unit. An ultrasonic inspection apparatus including a processing device for calculating.

2. The probe according to claim 1, wherein the transmission / reception sensor unit and the reception sensor unit are arranged on a peripheral surface of a rotatable columnar body at a predetermined distance in an axial direction of the columnar body, thereby forming a probe. Ultrasonic inspection equipment.

The transmission / reception sensor unit includes a transmission / reception sensor array in which a plurality of transmission / reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body, and the reception sensor unit includes a reception sensor in which a plurality of reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body. 3. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 2, further comprising an array.

4. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 3, wherein the number of the reception sensors constituting the reception sensor array is smaller than the number of the transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array. 5.

Ultrasonic waves emitted from the transmission / reception sensor unit further include an inner surface reception sensor unit that receives an inner surface echo reflected on the inner surface of the subject,
The processing device is based on a time from when a waveform representing the edge echo appears in a signal from the transmission / reception sensor unit to when a waveform representing the bottom surface echo appears in a signal from the reception sensor unit. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the calculated depth of the flaw is corrected based on a signal from the inner surface reception sensor unit.

The transmission / reception sensor unit, the inner surface reception sensor unit, and the reception sensor unit are arranged on a peripheral surface of a rotatable columnar body at a predetermined distance in an axial direction of the columnar body, thereby forming a probe. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 5, wherein the ultrasonic inspection apparatus is used.

The transmission / reception sensor unit includes a transmission / reception sensor array in which a plurality of transmission / reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body, and the reception sensor unit includes a reception sensor in which a plurality of reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 6, further comprising an array, wherein the inner surface reception sensor unit includes an inner surface reception sensor array in which a plurality of inner surface reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body.

The at least one of the number of receiving sensors constituting the receiving sensor array and the number of inner surface receiving sensors constituting the inner surface receiving sensor array is smaller than the number of transmitting / receiving sensors constituting the transmitting / receiving sensor array. The ultrasonic inspection apparatus according to the above.

The ultrasonic inspection apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the reception sensor array and the inner surface reception sensor array are integrally formed.

A vertical transmission / reception sensor unit that emits ultrasonic waves in a direction perpendicular to the surface of the subject, and receives the emitted ultrasonic waves, receives a vertical echo reflected from the subject,
The processing device is based on a time from when a waveform representing the edge echo appears in a signal from the transmission / reception sensor unit to when a waveform representing the bottom surface echo appears in a signal from the reception sensor unit. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 5, wherein the calculated depth of the flaw is corrected based on a signal from the inner surface reception sensor unit and a signal from the vertical transmission / reception sensor unit.

The transmission / reception sensor unit, the inner surface reception sensor unit, the reception sensor unit, and the vertical transmission / reception sensor unit are arranged on a peripheral surface of a rotatable columnar body at a predetermined distance in an axial direction of the columnar body, The ultrasonic inspection apparatus according to claim 10, wherein the probe is formed.

The transmission / reception sensor unit includes a transmission / reception sensor array in which a plurality of transmission / reception sensors are arranged in a circumferential direction of the columnar body, and the reception sensor unit and the inner surface reception sensor unit include a plurality of reception sensors in a circumferential direction of the columnar body. A composite reception sensor array in which a plurality of composite reception sensors in which a sensor and a plurality of inner surface reception sensors are integrated is arranged, and the vertical transmission / reception sensor unit includes a plurality of vertical transmission / reception sensors arranged in a circumferential direction of the columnar body. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 11, further comprising a vertical transmission / reception sensor array.

13. The device according to claim 12, wherein at least one of the number of composite reception sensors constituting the composite reception sensor array and the number of vertical transmission / reception sensors constituting the vertical transmission / reception sensor array is smaller than the number of transmission / reception sensors constituting the transmission / reception sensor array. The ultrasonic inspection apparatus according to the above.

Transmitting and receiving ultrasonic waves in an oblique direction with respect to the surface of the subject and receiving the corner echoes reflected by the roots of the flaws of the subject and the extraneous matter attached to the outside of the subject. A sensor section,
A reception sensor unit that receives a bottom surface echo reflected from the bottom surface of the subject, the ultrasonic wave emitted from the transmission / reception sensor unit,
Based on the time from when the waveform representing the bottom echo appears in the signal from the reception sensor unit to when the waveform representing the corner echo appears in the signal from the transmission / reception sensor unit, the defect of the subject is determined. An ultrasonic inspection apparatus comprising: a processing device that determines whether the echo is caused by the echo or a pseudo echo caused by the attached matter.