JP2005055200A

JP2005055200A - 超音波検査装置及びこれを用いた検査方法

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Publication number: JP2005055200A
Application number: JP2003206096A
Authority: JP
Inventors: Yasukazu Yokono; 泰和横野; Shigeyuki Matsubara; 重行松原
Original assignee: Non Destructive Inspection Co Ltd
Current assignee: Non Destructive Inspection Co Ltd
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】熱脆化等の材料劣化や粒界腐食等の損傷を、特に現場において非破壊的手法により評価することの可能な超音波検査装置及びその超音波検査装置を用いた検査方法を提供する。
【解決手段】送信振動子３０から試験体Ｓに超音波を入射させることにより試験体表面に表面波を発生させ、表面波又はこの表面波に起因する漏洩波を受信振動子４０で受信することにより試験体Ｓの検査を行う。送信振動子３０及び受信振動子４０の対を少なくとも２対以上配置し、対をなす送信振動子３０ａ〜ｄ，及び受信振動子４０ａ〜ｄ同士を結ぶ線分Ｌ１〜Ｌ４が互いに交差するように配置する。これら複数の受信振動子４０ａ〜ｄで受信した各受信信号を互いに合成することの可能な信号処理手段７６を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験体表面に生じる表面波及びこの表面波に起因する漏洩波により、熱脆化や粒界腐食といった損傷部の劣化度や物性、位置、形状、寸法等を調べるための超音波検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学プラントや発電プラントにおける配管、反応搭、タービン等の鋼材は、高温高圧環境下で酷使され、熱脆化等の材料劣化や粒界腐食等の損傷が発生する。
従来、これらの損傷部の検査に用いる超音波検査装置として、特許文献１に記載のものが知られている。同文献では、湾曲した振動子を有する探触子から試験体に超音波を入射し、試験体からの漏洩波と直交反射波との比較により試験体に発生する漏洩弾性表面波の音速を求めることにより劣化度等を調べる旨記載されている。しかし、同文献に記載の探触子にあっては、一対の送受信面間で超音波の送受信を行う構成であるため、特に、一定の広がりを有する損傷部の検査にあっては検出精度を向上させることに限界があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３１２９７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実状に鑑みて、本発明の目的は、熱脆化等の材料劣化や粒界腐食等の損傷を、特に現場において非破壊的手法により評価することの可能な超音波検査装置及びその超音波検査装置を用いた検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる超音波検査装置の特徴構成は、送信振動子から試験体に超音波を入射させることにより試験体表面に表面波を発生させると共に、前記表面波又はこの表面波に起因する漏洩波を受信振動子で受信することにより試験体の検査を行うものであって、前記送信振動子及び受信振動子の対を少なくとも２対以上配置し、前記対をなす振動子同士を結ぶ線分が互いに交差するように配置すると共に、これら複数の受信振動子で受信した各受信信号を互いに合成することの可能な信号処理手段を有していることにある。ここで、「対をなす送信振動子及び受信振動子同士を結ぶ線分」とは、平面方向視で対向する一対の送信振動子及び受信振動子を結ぶ線分をいう。また、「各信号を互いに合成する」とは、例えば、各部位における異なる受信振動子の信号値の中から最大値、最小値等の特徴量を抽出することをいう。
【０００６】
同特徴構成によれば、送信振動子と受信振動子の対を少なくとも２対以上有することから、試験体表面に生じた損傷部に対して二方向以上から表面波を通過させることができる。
【０００７】
また、上記特徴構成において、前記振動子を略円弧状の凹面に貼り付けるとよい。同特徴構成によれば、送信振動子と受信振動子間の距離を常に一定に維持でき、精密な検査を行うことが可能となる。
【０００８】
上記いずれかに記載の特徴構成に加え、前記複数の送信振動子及び受信振動子を略円形状に配置するとよい。さらには、これら対をなす送信振動子及び受信振動子同士を結ぶ各線分間が順次等角となるようにこれらの振動子を配置するとよい。
【０００９】
また、上記特徴構成に加え、前記送信振動子を収納する第一収納部と、前記受信振動子を収納する第二収納部とを設け、前記第一収納部と前記第二収納部の間に音響隔離壁を設けるとよい。同特徴構成によれば、隣り合う送信振動子及び受信振動子同士のクロストークを防止することができる。
【００１０】
上記いずれかの特徴構成に加え、隣接する前記各送信振動子から送信される超音波の送信時刻を異ならせる遅延装置を有するとよい。同特徴構成によれば、隣接する送信振動子からのクロストークと試験体からの超音波との混信を防止することができる。
【００１１】
上記いずれかの特徴構成において、前記超音波がバースト波又はパルス波であることが望ましい。同特徴によれば、複数の波の繰り返しからなるバースト波を用いることで、試験体中に超音波を確実に入射させ、試験体に表面波を効率的に発生させることができる。また、時間分解能を向上させるにはパルス波を用いるとよい。
【００１２】
上記いずれかの特徴構成に加えて、試験体表面に沿って走査するための走査装置を有していることが望ましい。
【００１３】
本発明に係る検査方法の特徴は、上記いずれかに記載の特徴構成を有する超音波検査装置を用いると共に、送信振動子から試験体に超音波を入射させることにより試験体表面に表面波を発生させ、前記表面波又はこの表面波に起因する漏洩波を受信振動子で受信することにより試験体表面に生じた損傷部の検査を行うことにある。
【００１４】
【発明の効果】
このように、上記本発明に係る超音波検査装置及びこれを用いた検査方法の特徴によれば、多方向からの信号を合成することで、損傷部の劣化度等をより高精度に判定できるのみならず、試験体内部に生じた損傷部の位置、形状及び寸法を迅速且つ精密に検出することが可能となり、検査精度や検査効率の向上に貢献しうるに至った。
【００１５】
本発明の他の目的、構成、効果については、以下の「発明の実施の形態」の欄で明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら、本発明の第一実施形態について説明する。
図１、２に示すように、本発明にかかる検査装置１は、大略、互いに同一構造を有する送信振動子３０及び受信振動子４０を有するセンサーユニット１０と、このセンサーユニット１０を試験体表面Ｓａに沿って移動させるための走査ユニット２０と、これらを駆動させるための駆動ユニット６０と、操作・信号処理ユニット７０と表示器８０とにより構成されている。操作・信号処理ユニット７０は、特定機能を実現するためのソフトウェアを組み込んだものである。この操作・信号処理ユニット７０により、駆動ユニット６０を介して送信振動子３０、受信振動子４０により超音波を送・受信する。そして、その受信波形を操作・信号処理ユニット７０で処理し、処理結果を表示器８０に表示する。
【００１７】
先の駆動ユニット６０は、センサーユニット１０を構成する各送信振動子３０から超音波を送信させるためのファンクションジェネレータ６１と、複数の受信振動子４０にて受信した超音波を増幅するための複数のプリアンプ６２と、走査ユニット２０の駆動モーターＭ１〜Ｍ３を駆動させるためのモータードライバ６５とを備えている。本実施形態では、ファンクションジェネレータ６１は、第一〜第四送信振動子３０ａ〜ｄにそれぞれ接続される第一〜第四ファンクションジェネレーター６１ａ〜ｄにより、プリアンプ６２は第一〜第四受信振動子４０ａ〜ｄにそれぞれ接続される４つの第一〜第四プリアンプ６２ａ〜ｄによりそれぞれ構成する。
【００１８】
図２に示すように、本発明にかかる走査ユニット２０は、大略、先のセンサーユニット１０と、貯液手段である水Ｗを蓄える水槽２４と、センサーユニット１０を走査させるための走査機構２５とより構成されている。この走査機構２５において、同図紙面垂直方向に配向した一対のＹ軸ガイド２５ａ，２５ａが水槽２４上に載置されており、一対のＹ軸スライダー２５ｂ，２５ｂが図示しない第一の駆動モーターＭ１により駆動されて各Ｙ軸ガイド２５ａ上で摺動する。また、一対のＹ軸スライダー２５ｂ，２５ｂに跨る一本のＸ軸ガイド２５ｃに沿ってＸ軸スライダー２５ｄが先の第二の駆動モーターＭ２の駆動により摺動する。Ｚ軸スライダー２５ｆに取り付けられているセンサーユニット支持棒２５ｇに支持されたセンサーユニット１０は、Ｘ軸スライダー２５ｄ上に設けられたＺ軸ガイド２５ｅに沿って先の第三駆動モーターＭ３によりＺ軸方向に駆動する。
【００１９】
本実施形態では平板状の試験体Ｓを試験体収納ボックス２４の底面上の略水平な載置台２４ａ上に載置する。先のＹ軸ガイド２５ａ及びＸ軸ガイド２５ｃは、試験体表面Ｓａないし載置台２４ａの表面と平行を保って載置される。これら試験体Ｓ及び載置台２４ａ上面とほぼ平行を維持しながら、例えば、図５に示す経路Ｒに沿って走査を行う。
【００２０】
操作・信号処理ユニット７０におけるモーターコントローラ７２は、キーボード等の制御装置７３からの入力により起動する。そして、遅延装置６３を介して各ファンクションジェネレーター６１ａ〜ｄが励起するバースト又はパルス電圧信号の送信時刻や周期・位相を互いに異ならせることも可能である。本実施形態では、遅延装置６３は各チャンネル毎に個別に対応する遅延回路を有している。
なお、遅延回路を設ける代わりに、制御装置７３からの指示により各チャンネル毎の超音波の送信時刻を個別に異ならせるように遅延装置６３を構成することもできる。
【００２１】
また、モーターコントローラ７２は、モータードライバ６５を介して駆動モーターＭ１〜Ｍ３を駆動させると共に、その座標信号を処理装置７６に送り込む。
【００２２】
各プリアンプ６２ａ〜ｄで受信された信号は、各チャンネル毎にＡ／Ｄコンバーター６４でデジタル化された後に各チャンネル毎に処理装置７６により座標信号と共に信号処理がなされ、分析結果が色調表示等により表示器８０に表示される。
【００２３】
次に、図３、４を参照しながら、センサーユニット１０について説明する。
図４に、本発明に使用するセンサーユニット１０の断面図を示す。このセンサーユニット１０は、側面視で焦点Ｆを中心とする基台１１の円弧状凹部表面Ｒ上に高分子ポリマー等を用いた第一〜第四送信振動子３０ａ〜ｄ及びこれらと対をなす第一〜第四受信振動子４０ａ〜ｄを貼り付けてある。本実施形態では、この円弧状凹部表面Ｒの曲率半径が５ｍｍの開口角集束探触子を用いる。そして、対となる送信振動子３０ａ〜ｄ及び受信振動子４０ａ〜ｄの端部と焦点Ｆとのなす角θが９０°となるようにこれらの振動子を円弧状凹部表面Ｒに貼り付けてある。
【００２４】
送信振動子３０ａ〜ｄ，受信振動子４０ａ〜ｄは、幅２ｍｍ、公称周波数１０ＭＨｚのものを用いているが、これに限られるものではない。なお、低周波で曲率半径が比較的大きなものはセラミックスにより振動子を構成することも可能である。
【００２５】
送信振動子３０ａ〜ｄから送信した超音波は音響結合媒体である水Ｗ中を焦点Ｆに収束するように進行する。その際、Ｚ軸スライダー２５ｆにより試験体表面Ｓａに直交する軸に対して一定の臨界角ｉｒにて試験体Ｓに超音波を入射するようセンサーユニット１０のＺ軸方向位置を調整する。試験体Ｓに入射した超音波は試験体表面Ｓａの表面波音速によって定まる一定の臨界角ｉｒにて入射する場合にのみ試験体表面Ｓａにて表面波となる。そして、受信振動子４０ａ〜ｄでは、臨界角ｉｒをもって試験体表面Ｓａから漏洩した波を受信する。なお、本実施形態では、この送信振動子３０ａ〜ｄにおいて、送信面の横幅を十分確保することで、試験体Ｓに入射する超音波に指向性を付与してある。
【００２６】
図３に示すように、対となる送信振動子３０ａ〜ｄと受信振動子４０ａ〜ｄを円弧状凹部１３の中心点Ｃに関して底面方向視で点対称に配してあり、本実施形態では、これらが互いに底面方向視でこの中心点Ｃを中心とする円形状をなすように配置してある。この中心点Ｃは焦点Ｆを通過するＺ軸平行線と一致する。また、これら対をなす各送信振動子３０と受信振動子４０を結ぶ線分Ｌ１〜Ｌ４の交点は底面方向視でこの中心点Ｃと一致する。その際、隣り合う送受信間のなす角Ｂ１〜Ｂ８はすべて約４５°の等角としてある。
【００２７】
第一〜第四送信振動子３０ａ〜ｄから送信された超音波は焦点Ｆに収束するように進行し、試験体Ｓに入射した後は、試験体表面Ｓａに沿ってその一部を外部に漏洩しながら進行し、漏洩弾性表面波は同じく一定の臨界角ｉｒで試験体表面Ｓａから漏洩し、受信振動子４０ａ〜ｄに向かう。すなわち、各送信振動子３０ａ〜ｄから送信された超音波は、いずれもこの中心点Ｃ直下を通過し、中心点Ｃを挟んだ対称位置にある受信振動子４０ａ〜ｄにのみ受信されることとなる。本実施形態では、第一送信振動子３０ａと第一受信振動子４０ａが、第二送信振動子３０ｂと第二受信振動子４０ｂが、第三送信振動子３０ａと第三受信振動子４０ｃが、第四送信振動子３０ｄと第四受信振動子４０ｄがそれぞれ対をなす振動子に該当する。
【００２８】
音響隔離壁１７は、送信振動子から送信された超音波信号が隣の受信振動子に受信される（クロストーク）のを防止するためのものである。この音響隔離壁１７により円弧状凹部１３を第一収納部１３ａと第二収納部１３ｂに二分してある。なお、本実施形態にあっては、第一送信振動子３０ａと第四受信振動子４０ｄ、第四送信振動子３０ｄと第一受信振動子４０ｄがそれぞれ隣り合う振動子に該当する。
【００２９】
次に、本発明に係る超音波検査装置１を用いた検査手順について説明する。先ず、センサーユニット１０が試験体表面Ｓａに平行になるようにセンサユニット１０を配置する。駆動モーターＭ１〜Ｍ３を駆動させ、図５に示す経路Ｒの如く、センサーユニット１０を試験体表面Ｓａに沿って所定のピッチ間隔毎に移動させる。そして、各座標位置において、各送信振動子３０ａ〜ｄから同時に超音波を送信させる。
【００３０】
各座標位置において、図６（ａ）〜（ｄ）に示す送信振動子−受信振動子配置毎に、各受信振動子４０ａ〜ｄで受信したバースト波又はパルス波の時間幅（ゲート）内での最大振幅値を「信号値」として抽出する。そして、各座標位置毎に「信号値」を走査マップ上に色調表示することで、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようなＣスキャン画像を得ることができる。
【００３１】
表面波の伝播経路中に損傷部Ｄ１〜Ｄ４が存在すれば、係る座標位置における最大振幅値は損傷部Ｄ１〜Ｄ４の影響を反映した値となる。すなわち、伝播経路中に損傷部Ｄ１〜Ｄ４が存在すれば、係る損傷部Ｄ１〜Ｄ４にて表面波は減衰（又は増幅）することから、健全部のみ通過した信号に比べ、振幅値は相対的に低くなる。そのため、係る座標位置の最大振幅値は他の部分の最大振幅値に比べ低い値を示す。
【００３２】
このように、対となる送信振動子及び受信振動子の配置位置によって表面波の伝播経路中に損傷部Ｄ１〜Ｄ４がある場合と存在しない場合が生じる。図７（ａ）〜（ｄ）に模式的に示すように、各受信振動子４０ａ〜ｄ毎のＣスキャン画像にあっては、表面波の進行方向に沿った細長形状の低振幅領域が観察される。
【００３３】
図８は、図７（ａ）〜（ｄ）に示す各受信振動子４０ａ〜ｄ毎の「信号値」の中から、「特徴量」として各々の座標位置毎に最大値を抽出し、その「特徴量」を座標平面上に色調表示したものを模式的に示す図である。例えば、図７（ａ）〜（ｄ）の一部のみ低振幅値を示す座標位置にあっては、図８に示す合成画像では振幅値の高い健全部として表示されることとなる。一方、いずれのＣスキャン画像にあっても、振幅値の低い損傷部として表示されている座標位置にあっては、合成画像においても振幅値の低い損傷部として表示されることとなる。すなわち、この合成画像にあっては、対象座標位置直下近傍に損傷部Ｄ１〜Ｄ４が存在する場合のみ低振幅値を示すこととなる。よって、本実施形態の如く、平面方向視で円状の損傷部Ｄ１〜Ｄ４を有する試験体Ｓに対する検査の結果得られる合成画像は、損傷部中心を極小値とする円状の振幅分布として表示されることとなる。
【００３４】
次に、図９、１０を参照しながら、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態では主として上記第一実施形態と相違する部分についてのみ説明するものとする。
本実施形態では、図９に示すように二対以上の送信子１１０及び受信子１２０を有するセンサーユニット１００を用いると共に、水等を介さずに試験体表面Ｓａに表面波を入射させる点で上記第一実施形態と相違する。
【００３５】
本実施形態にかかるセンサユニット１００は、図１０に示すように、平面方向視円形状の天板１０５と、この天板１０５の周縁から垂下する側壁１１６とに囲まれる収納室１０１内に、天板１０５から吊り下げた８本の送受信子支持柱１１７ａ〜ｈにより同構成からなる４対の送信子１１０及び受信子１２０をそれぞれ取り付けてある。
【００３６】
送信子１１０は、図１０に示すように、大略、振動子１１１と楔１１２を有し、振動子１１１で励起した超音波をアクリル製の楔１１２を介して試験体表面に入射する。その際、楔１１２と試験体表面Ｓａとの間には接触媒質を介在させてある。この送信子１１０は、送信子取付中心軸Ｇと試験体表面Ｓａの法線Ｈとのなす角で与えられる入射角を適宜調整可能な可変ＳＨ探触子であり、この入射角を試験体Ｓに固有の臨界角ｉｒとすることで、試験体Ｓに入射した超音波は試験体表面Ｓａに沿って伝播する表面波となる。その表面波を対となる受信子１２０の楔１１２を介して受信振動子１２１で受信する。本実施形態では、図９に示すように、４対の送信振動子１１１ａ〜ｄ及び受信振動子１２１ａ〜ｄ間でそれぞれ超音波の送受信を行うことにより、試験体表面Ｓａに生じた損傷部Ｄ１〜Ｄ４の検査を行う。
【００３７】
最後に本発明のその他の実施形態の可能性について言及する。なお、以下に示す各実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。
【００３８】
上記各実施形態では、鋼材の脆化や粒界腐食部等を評価した。しかし、本発明は、粒界腐食以外の損傷や、他の材料劣化部、酸化皮膜、浸炭、窒化、脱炭、元素の濃化のような表面改質部等の検査にも有用である。
【００３９】
上記各実施形態においては、試験体Ｓとして表面が平らな鋼材に本発明を適用したが、鋼管等の表面が屈曲した種々の形状や、鋼材以外の材料の試験体に対しても本発明は適用可能である。
【００４０】
上記第一実施形態では、円弧状凹部１３を第一収納部１３ａと第二収納部１３ｂを完全に二分するように音響隔離壁１７を設ける場合を例にとって説明した。しかし、振動子間のクロストークを阻止できるのであれば、円弧状凹部１３を完全に二分する場合のみならず、例えば、隣り合う送信振動子と受信振動子の近傍部分にのみ設ける場合や、円弧状凹部１３の中央部にのみ設けることも可能である。
【００４１】
上記第一実施形態では、音響隔離壁１７を設ける場合を例にとって説明した。しかし、各送信振動子３０ａ〜ｄ毎に送信時間を適宜異ならせれば、超音波同士の干渉が起こることもなく、音響隔離壁１７を設けずとも、隣り合う振動子間のクロストークを防止できる。例えば、図３，４に示すセンサユニット１０にあっては、先ず、第一送信振動子３０ａ及び第三送信振動子３０ｃから同時に超音波を送信する。その後、第二送信振動子３０ｂ及び第四送信振動子３０ｄから同時に超音波を送信するようにすればよい。この場合、第一受信振動子４０ａで受信を行う際に隣り合う第四送信振動子３０ｄから超音波は送信されておらず、同様に、第四受信振動子４０ｄで受信を行う際に隣り合う第一送信振動子３０ａから超音波は送信されていない。よって、これら隣り合う振動子間でクロストークの問題が生じることもない。また、上記第二実施形態においても、各送信振動子１１１ａ〜ｄ毎に送信時間を異ならせるように構成してもよい。
【００４２】
上記実施形態では、受信信号の低強度部が損傷部に相当し、ある位置の全ての角度の受信信号が未だ低強度である場合に、その部位を損傷部とする合成処理がなされた。しかし、損傷の性状によっては、受信信号の高強度部が損傷部に相当し、ある位置の全ての角度の受信信号が高強度である場合に、その部位を損傷部とする合成処理を行うことも可能である。
【００４３】
また、上記実施形態では、「信号値」として受信信号の最大振幅を用いたが、平均振幅、振幅積分値、送信振動子から受信振動子に受信されるまでの送信−受信時間、ＦＦＴ装置を介して求めたスペクトル、ピーク周波数、中心周波数等から損傷を評価してもよい。例えば、受信信号の初動時間から抽出した送信−受信時間にあっては、損傷部を通過した場合には、健全部のみを通過した超音波に比べ遅延又は早着することから、複数チャンネル毎の送信−受信時間を比較することにより、伝播経路中における損傷部の劣化度やその寸法等を評価することが可能である。また、送信−受信時間より、伝播経路における平均伝播速度を求めることで、損傷部の評価を行うことも可能である。
【００４４】
なお、特許請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるセンサーユニットを用いた検査装置の論理ブロック図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかるセンサーユニットの概略を示す水槽の一部を切り欠いた側面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るセンサーユニットの底面図である
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】センサユニットによる走査方向と試験体に設けた人工損傷部との関係を示す図である。
【図６】本発明にかかる超音波検査装置を用いて行った走査の際に用いる送信振動子及び受信振動子の位置関係を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）はぞれぞれ図６（ａ）〜（ｄ）の各々の送信振動子−受信振動子配置毎に走査を行って得られたＣスキャン画像を模式的に示す図である。
【図８】図７（ａ）〜（ｄ）に示すＣスキャン画像から得られる合成画像を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第二実施形態におけるセンサーユニットの底面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１：超音波検査装置、１０：センサーユニット、１１：基台、１２：覆い、１３：円弧状凹部、１７：音響隔離壁、２０：走査ユニット、２４：水槽（貯液手段）、２４ａ：載置台、２５：走査手段、２５ａ：Ｙ軸ガイド、２５ｂ：Ｙ軸スライダー、２５ｃ：Ｘ軸ガイド、２５ｄ：Ｘ軸スライター、２５ｅ：Ｚ軸ガイド、２５ｆ：Ｚ軸スライダー、２５ｇ：支持棒、３０ａ〜ｄ：第一〜第四送信振動子、４０ａ〜ｄ：第一〜第四受信振動子、６０：駆動ユニット、６１：ファンクションジェネレーター、６１ａ〜ｄ：第一〜第四ファンクションジェネレーター、６２：プリアンプ、６２ａ〜ｄ：第一〜第四プリアンプ、６３：遅延装置、６４：Ａ／Ｄコンバーター、６５：モータードライバ、７０：操作・信号処理ユニット、７２：モーターコントローラ、７３：制御装置、７６：処理装置、８０：表示器、１００：センサーユニット、１０１：収納室、１０５：天板、１１０ａ〜ｄ：第一〜第四送信子、１１１：送信振動子、１１１ａ〜ｄ：第一〜第四送信振動子、１１２：楔、１１６：側壁、１１７ａ〜ｈ：送受信子支持柱、１２０ａ〜ｄ：第一〜第四受信子、１２１：受信振動子、１２１ａ〜ｄ：第一〜第四受信振動子、１２２：楔、Ｄ１〜４：人工損傷、Ｇ：送信子・受信子取付中心軸、Ｈ：法線、ｉｒ：臨界角、Ｍ１〜Ｍ３：駆動モーター、Ｒ：円弧状凹部表面、Ｓ：試験体、Ｓａ：試験体表面、Ｘ：スキャン方向、Ｙ：ステップ方向、Ｗ：水

Claims

送信振動子（３０，１１１）から試験体（Ｓ）に超音波を入射させることにより試験体表面に表面波を発生させると共に、前記表面波又はこの表面波に起因する漏洩波を受信振動子（４０、１２１）で受信することにより試験体（Ｓ）の検査を行う超音波検査装置であって、前記送信振動子（３０，１１１）及び受信振動子（４０、１２１）の対を少なくとも２対以上配置し、前記対をなす送信振動子（３０ａ〜ｄ，１１１ａ〜ｄ）及び受信振動子（４０ａ〜ｄ、１２１ａ〜ｄ）同士を結ぶ線分（Ｌ１〜Ｌ４）が互いに交差するように配置すると共に、これら複数の受信振動子（４０ａ〜ｄ）で受信した各受信信号を互いに合成することの可能な信号処理手段（７６）を有していることを特徴とする超音波検査装置。
前記振動子（３０ａ〜ｄ，４０ａ〜ｄ）が略円弧状の凹面（Ｒ）に貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
前記複数の送信振動子（３０ａ〜ｄ、１１１ａ〜ｄ）及び受信振動子（４０ａ〜ｄ、１２１ａ〜ｄ）を底面方向視で略円形状に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波検査装置。
前記線分（Ｌ１〜Ｌ４）が順次等角となるように前記送信振動子（３０ａ〜ｄ、１１１ａ〜ｄ）及び受信振動子（４０ａ〜ｄ、１２１ａ〜ｄ）を配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波検査装置。
前記送信振動子（３０ａ〜ｄ）を収納する第一収納部（１３ａ）と、前記受信振動子（４０ａ〜ｄ）を収納する第二収納部（１３ｂ）とを設け、前記第一収納部（１３ａ）と前記第二収納部（１３ｂ）の間に音響隔離壁（１７）を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の超音波検査装置。
隣接する前記各送信振動子（３０ａ〜ｄ、１１１ａ〜ｄ）から送信される超音波の送信時刻を異ならせる遅延装置（６３）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の超音波検査装置。
前記超音波がバースト波又はパルス波であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の超音波検査装置。
試験体表面（Ｓａ）に沿って走査するための走査手段（２０）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波検査装置。
請求項１〜８のいずれかに記載の超音波検査装置（１）を用いた検査方法であって、送信振動子（３０，１１１）から試験体（Ｓ）に超音波を入射させることにより試験体表面に表面波を発生させると共に、前記表面波又はこの表面波に起因する漏洩波を受信振動子（４０、１２１）で受信することにより試験体表面（Ｓａ）に生じた損傷部（Ｄ１〜Ｄ４）の検査を行うことを特徴とする検査方法。