JP2006200968A - 非破壊検査用プローブおよびこれを含む非破壊検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検体の形状や検査の状況を問わず、容易かつ高精度にプローブの位置検出を行うことができる非破壊検査プローブおよびこれを含む非破壊検査装置を提供すること。
【解決手段】 被検体の傷や状態を検査するための検査部と、この検査部を収納する収納部とを備え、ケーブルを介して検査装置本体に接続されて用いられる非破壊検査用プローブ１において、前記収納部に、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面上の前記検査部の動きを検出する検出手段３８が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、被検体の傷や状態を検査するための非破壊検査用プローブおよびこれを含む非破壊検査装置に関するものである。

近年、金属等の被検体の傷や状態などを検査する方法として、超音波を利用する超音波探傷法や、渦電流を利用する渦流探傷法などが知られている。それら検査を行うためには、一般に、非破壊検査用プローブと、この非破壊検査用プローブを操作するための検査装置本体とを備えた非破壊検査装置が使用される。
これら非破壊検査装置について、検査対象範囲を漏れなく検査したかどうかを確認するために、非破壊検査用プローブの移動軌跡を調べる必要があるが、そのためには、非破壊検査用プローブの位置を検出する必要がある。

そこで、探傷プローブと旋回ベースとを伸縮自在かつ回転自在に取り付けられたワイヤによって接続し、そのワイヤの伸縮量と回転角度から探傷プローブの位置を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、探傷プローブにレーザターゲットを設け、被検体の外部に設置された複数のレーザ光投光検出器からレーザターゲットに光を投光して、そのレーザターゲットの位置を検出するものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００２−３４０８６８号公報 特開２０００−４６８１０号公報

しかしながら、上記のようなワイヤの伸縮量と回転角度によって検出する構成にすると、探傷プローブがワイヤによって機械的に拘束されているため、作業性が悪化してしまうという問題がある。さらに、ワイヤを張って位置検出を行うため、配管のような曲面状の被検体には対応できないという問題もある。
また、レーザ光投光検出器およびレーザターゲットを利用して検出する構成にすると、探傷プローブと離れた位置に設置した複数のレーザ光投光検出器の間の光路を常に確保する必要があるため、作業時にそれら光路を遮らないように、姿勢や立ち位置などに注意しなければならず、やはり作業性が悪化してしまうという問題がある。さらに、配管などの曲面状の検査対象については、光路の影となる場所では改めて検出器を設置し直す必要があるため、多大な時間がかかってしまうだけでなく、検査精度も低下してしまうという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検体の形状や検査の状況を問わず、容易かつ高精度にプローブの位置検出を行うことができる非破壊検査プローブおよびこれを含む非破壊検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、被検体の傷や状態を検出するための検査信号を発する検査部と、この検査部を収納する収納部とを備え、ケーブルを介して検査装置本体に接続されて用いられる非破壊検査用プローブにおいて、前記収納部に、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面上の前記検査部の動きを検出する検出手段が設けられていることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、収納部に設けられた検出手段により、ＸＹ平面上の検査部の動きが検出される。
これにより、ワイヤなどに邪魔されたり、光路を遮らないように考えたりすることなく、容易かつ迅速に、検査部の加速度や速度、変位などの位置に関する情報を得ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記収納部の内部に、前記検査部と前記ケーブルとを接続する中継基板を備え、この中継基板上に、前記検出手段が設けられていることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、収納部の内部に中継基板が設けられてケーブルと検査部とが接続される。そして、その中継基板上に検出手段が設けられ、検査部の前記動きが検出される。
これにより、検出手段を収納部内に容易かつ確実に設置することができ、さらに、小型化を容易にすることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記ケーブルを備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、前記検査部に前記ケーブルが接続される。
これにより、ケーブルを介して、検査装置本体に非破壊検査用プローブを容易に取り付けることができる。

請求項４に係る発明は、被検体の傷や状態を検査するための検査部と、、この検査部を収納する収納部と、収納部用ケーブルコネクタを介して前記収納部に着脱可能に取り付けられるケーブルとを備え、このケーブルを介して検査装置本体に接続されて用いられる非破壊検査用プローブにおいて、前記収納部用ケーブルコネクタに、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面上の前記検査部の動きを検出する検出手段を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、収納部用ケーブルコネクタを介して、ケーブルが収納部に着脱可能に取り付けられる。そして、収納部用ケーブルコネクタに検出手段が設けられる。
これにより、検出手段が収納部に設けられていない場合であっても、ケーブルを取り付けるだけで、容易にその動きを検出することができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記ケーブルと前記収納部との相対回転を規制する規制手段を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、ケーブルを収納部に取り付けると、規制手段によって、ケーブルと収納部との相対回転が規制される。
これにより、ケーブルと収納部とを確実に固定し、高精度な検出を行うことができる。

請求項６に係る発明は、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記ケーブルが、前記検査装置本体に着脱可能に取り付けるための本体用ケーブルコネクタを備え、この本体用ケーブルコネクタが、前記検査部を前記検査装置本体に接続するための検査用コネクタと、前記検出手段を前記検査装置本体に接続するための検出用コネクタとを別個に備えていることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査装置においては、本体用ケーブルコネクタを介して、ケーブルが検査装置本体に着脱可能に取り付けられる。このとき、検査用コネクタと、検出用コネクタとが別個に取り付けられる。
これにより、検査用コネクタを通る検査信号と検出用コネクタを通る検出信号とが互いに干渉するのを防止することができ、より高精度な検査を行うことができる。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段が、加速度センサを備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、加速度センサにより、ＸＹ平面に沿った検査部の加速度が検出される。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段が、前記Ｘ軸およびＹ軸の２軸回りにおける前記検査部の回転を検出するＸＹ回転検出部を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、ＸＹ回転検出部により、Ｘ軸およびＹ軸の２軸回りにおける検査部の回転が検出される。そのため、検査部の三次元の移動が検出される。
これにより、三次元形状の被検体の検査においても、検査部の位置に関する情報を得ることができる。

請求項９に係る発明は、請求項８に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記ＸＹ回転検出部が、角加速度センサ、角速度センサまたは角変位センサであることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、角加速度センサ、角速度センサまたは角変位センサにより、Ｘ軸およびＹ軸の２軸回りにおける検査部の角加速度、角速度または角変位が検出される。

請求項１０に係る発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段が、前記ＸＹ平面に直交するＺ軸の方向の動きを検出するＺ軸動検出部を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、Ｚ軸動検出部により、Ｚ軸方向の検査部の動きが検出される。
これにより、検査部が被検体から浮いた状態であるか否かを検出することができ、さらに高精度な検出を行うことができる。

請求項１１に係る発明は、前記検出手段が、前記ＸＹ平面に直交するＺ軸の回りにおける前記検査部の回転を検出するＺ軸回転検出部を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、Ｚ軸回転検出部により、Ｚ軸回りにおける検査部の回転が検出される。
これにより、検査中に検査部がＺ軸回りに振れた状態を検出することができ、さらに高精度な検出を行うことができる。

請求項１２に係る発明は、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、この信号処理部が、前記検出信号を、前記ＸＹ平面上における前記検査部の位置を示す信号に変換するＸＹ位置演算回路を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、検出手段からの検出信号が信号処理部に入力されると、ＸＹ位置演算回路により、その検出信号が、ＸＹ平面上における検査部の位置（各ＸＹ軸を基準としたＸＹ平面上における検査部のズレ量）を示す信号に変換される。
これにより、検査装置本体が信号処理部を備えていない場合であっても、検査部のＸＹ平面上の位置情報を得ることができる。

請求項１３に係る発明は、請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、この信号処理部が、前記検出信号を、前記２軸回りにおける前記検査部の姿勢角度を示す信号に変換するＸＹ角度演算回路を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査用プローブにおいては、検出手段からの検出信号が信号処理部に入力されると、ＸＹ角度演算回路により、その検出信号が、２軸回りにおける検査部の姿勢角度（各ＸＹ軸を基準とした２軸回りの検査部のズレ量）を示す信号に変換される。
これにより、検査装置本体が信号処理部を備えていない場合であっても、検査部のＸＹ軸回りの姿勢角度情報を得ることができる。

請求項１４に係る発明は、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、この信号処理部が、前記検出信号を、前記Ｚ軸の方向における前記検査部の位置を示す信号に変換するＺ軸位置演算回路を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査装置においては、検出手段からの検出信号が信号処理部に入力されると、Ｚ軸位置演算回路により、その検出信号が、Ｚ軸方向における検査部の位置（Ｚ軸を基準としたＺ軸方向における検査部のズレ量）を示す信号に変換される。
これにより、検査装置本体が信号処理部を備えていない場合であっても、検査部のＺ軸方向の位置情報を得ることができる。

請求項１５に係る発明は、請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブにおいて、前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、この信号処理部が、前記検出信号を、前記Ｚ軸回りにおける前記検査部の姿勢角度を示す信号に変換するＺ軸角度演算回路を備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査装置においては、検出手段からの検出信号が信号処理部に入力されると、Ｚ軸角度演算回路により、その検出信号が、Ｚ軸回りにおける検査部の姿勢角度（Ｚ軸を基準としたＺ軸回りの検査部のズレ量）を示す信号に変換される。
これにより、検査装置本体が信号処理部を備えていない場合であっても、検査部のＺ軸回りの姿勢角度情報を得ることができる。

請求項１６に係る発明は、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の非破壊検査プローブと、この非破壊検査用プローブを操作するための検査装置本体とを備えることを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査装置においては、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の非破壊検査プローブが検査装置本体に取り付けられる。
これにより、上記請求項１から請求項１５のいずれか一項に係る発明と同様の効果を奏することができる。

請求項１７に係る発明は、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の非破壊検査プローブと、この非破壊検査用プローブを操作するための検査装置本体と、この検査装置本体に着脱可能に取り付けられる外部機器とを備え、この外部機器に、前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部が設けられ、この信号処理部が、前記入力された検出信号を、前記検査部の変位を示す信号に変換することを特徴とする。

この発明に係る非破壊検査装置においては、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の非破壊検査プローブおよび外部機器が、検査装置本体に取り付けられる。そして、外部機器に設けられた信号処理部に検出信号が入力されると、その検出信号は、検査部の変位を示す信号に変換される。
これにより、非破壊検査プローブおよび検査装置本体が、信号処理部を備えていない場合であっても、検査部の変位情報を得ることができる。

本発明によれば、収納部や収納部用ケーブルコネクタに検出手段が設けられているため、被検体の形状や検査の状況を問わず、プローブの位置に関する情報を容易に得ることができる。

（実施例１）
以下、本発明の第１実施例における非破壊検査装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明を超音波探傷装置に適用した場合の例を示す図であって、符号１は超音波探傷装置を示している。
この超音波探傷装置（非破壊検査装置）１は、被検体Ｗに押し当てて探傷を行うプローブ（非破壊検査用プローブ）２と、このプローブ２を操作するための箱型の装置本体部（検査装置本体）３とを備えている。

装置本体部３の前面中央には、探傷のための画像を映し出す表示パネル６が設けられており、この表示パネル６の近傍には各種の役割を担う操作スイッチ７が設けられている。装置本体部３の上面には、様々な入力機器および出力機器を接続するための接続部９が設けられている。
また、プローブ２は、箱型のプローブ本体１１と、接続用のケーブル１２とを備えている。ケーブル１２の一端にはプローブ本体１１が取り付けられており、他端には、本体用ケーブルコネクタ１４が設けられている。そして、この本体用ケーブルコネクタ１４を介してケーブル１２の他端が接続部９に着脱可能に取り付けられている。これにより、ケーブル１２を介して、プローブ本体１１と装置本体部３とが接続されている。

プローブ本体１１は、図２に示すように、ステンレス鋼からなるハウジング（収納部）１６を備えている。このハウジング１６は有底角筒状をなしており、その側壁１６ａには円形の開口部１３が形成されている。この開口部１３には、ケーブル固定用のクランプ１７が設けられており、これらクランプ１７および開口部１３を介してケーブル１２がハウジング１６内に挿通されるとともに、クランプ１７によってケーブル１２が固定された状態になっている。さらに、ハウジング１６内には、超音波を発生させる超音波モジュール（検査部）１８が設けられている。
超音波モジュール１８は、箱型に形成された支持体２０を備えている。支持体２０は、背面負荷材として超音波を吸収する材質からなっている。例えば、支持体２０は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの可とう性樹脂材料に金属粉や酸化金属粉を混合して注型し熱硬化することにより形成されている。

支持体２０の側壁の一つには、例えばフレキシブル基板やリジット基板等のプリント配線板から構成された電極配線部材（中継基板）１９が取り付けられている。電極配線部材１９は、グランド電極端子２５と複数の信号電極端子２６とを有している。そして、これら信号電極端子２６は、ケーブル１２の信号導線２８にそれぞれ電気的に接続されており、グランド電極端子２５はグランドシールド線２９に電気的に接続されている。

また、支持体２０の底面には、電圧を印加することにより変形する複数の圧電振動子２１が設けられている。圧電振動子２１は短冊状に形成されており、それらがアレイ状に配列されている。そして、圧電振動子２１の一方の主面には、信号電極３１が設けられており、この信号電極３１に信号用リード３４が接続されている。また、圧電振動子２１の他方の主面には、グランド電極３２が設けられており、このグランド電極３２にグランド用リード３５が接続されている。そして、信号用リード３４が信号電極端子２６に電気的に接続され、グランド用リード３５がグランド電極端子２５に電気的に接続されている。

さらに、圧電振動子２１の底面全体には、図１に示す被検体Ｗに接触させる板状の音響整合層２２が設けられている。この音響整合層２２は、被検体Ｗと圧電振動子２１との間の音響マッチングをとるとともに、圧電振動子２１を保護するためのものである。
これらの支持体２０、圧電振動子２１および音響整合層２２の重ね合わせ面はそれぞれ密着されており、そのためそれぞれの上面および底面はすべて平行に配置されている。
このような構成のもと、各電極端子２５，２６や各リード３４，３５などを介して各圧電振動子２１に電圧を印加すると、それら圧電振動子２１が振動することにより超音波を発するようになっている。そして、支持体２０側に向かう超音波は支持体２０により吸収、減衰し、音響整合層２２側に向かう超音波は被検体Ｗに向かうようになっている。

また、本実施例におけるプローブ２のハウジング１６内には、ＸＹリニア加速度センサ３８が設けられている。このＸＹリニア加速度センサ３８は、支持体２０の上面２０ａに設置されている。ＸＹリニア加速度センサ３８は、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面上の超音波モジュール１８の加速度を検出して、その検出結果を出力するようになっている。すなわち、ＸＹ平面とは、支持体２０の上面２０ａの延在する面であって、支持体２０、圧電振動子２１および音響整合層２２の上面（上面２０ａを除く）および底面は、上面２０ａに平行に配されているため、それらの上面および底面は、ＸＹ平面に平行に配置されている。さらに、Ｘ軸は、ハウジング１６の側壁１６ａの延在方向であって、かつＸＹ平面に沿った方向に向けられるように設定されており、Ｙ軸は、Ｘ軸と直交する方向、すなわち側壁１６ａと直交する方向に向けられるように設定されている。

次いで、図３のブロック図を参照して、超音波探傷装置１の信号処理系に関して説明する。
装置本体部３は、各種制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０を備えている。このＣＰＵ４０には、各種処理を行うための動作プログラムなどが予め記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４１と、ＣＰＵ４０による処理の過程で発生する一時的なデータなどが記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４３とが接続されている。また、ＣＰＵ４０には、操作スイッチ７が電気的に接続されており、操作スイッチ７をＯＮにすると、操作スイッチ７から各種操作信号が出力されて、ＣＰＵ４０に入力されるようになっている。

さらに、装置本体部３には、例えばフラッシュメモリ等の外部記憶媒体４２が着脱可能に取り付けられるようになっており、その外部記憶媒体４２を取り付けると、その外部記憶媒体４２がＣＰＵ４０に電気的に接続されるようになっている。また、ＣＰＵ４０には、表示パネル６に画像を表示するための画像信号を出力する表示回路４４が接続されており、この表示回路４４から出力される画像信号が、表示パネル６に入力されるようになっている。

さらに、装置本体部３は、パルスを発生させるパルサー回路４５を備えており、ＣＰＵ４０の制御のもと、パルサー回路４５からの駆動パルスが、接続部９および本体用ケーブルコネクタ１４を介して、圧電振動子２１に印加されるようになっている。また、装置本体部３は、本体用ケーブルコネクタ１４および接続部９を介して、圧電振動子２１から出力された検査信号が入力されるレシーバ回路４６を備えており、このレシーバ回路４６から出力された出力信号が、信号処理回路４７に入力されるようになっている。信号処理回路４７は、ＣＰＵ４０の制御のもと、入力された検査信号をＳ−ＳＡＮ画像などの画像信号に変換し、この画像信号を表示回路４４に入力するようになっている。

また、本実施例における装置本体部３は、ＸＹリニア加速度センサ３８からの検出信号が入力されて、その検出信号を増幅させるアンプ５０を備えており、このアンプ５０からの出力信号が、Ａ／Ｄ変換回路５１によって、アナログ信号からディジタル信号に変換されて、ＸＹ位置演算回路（信号処理部）５２に入力されるようになっている。ＸＹ位置演算回路５２は、ＣＰＵ４０の制御のもと、所定の演算を行い、演算結果を位置情報信号として表示回路４４に入力するようになっている。

次に、このように構成された本実施例における超音波探傷装置１の作用について説明する。
まず、ケーブル１２を介してプローブ２を装置本体部３に取り付けて、装置本体部３の電源をＯＮにする。すると、図３に示すように、ＲＯＭ４１にあらかじめ記憶された動作プログラムが、ＣＰＵ４０によって読み込まれ、各種起動処理が行われる。このとき、処理の過程で発生する一時的なデータがＲＡＭ４３に記憶される。

続いて、プローブ本体１１の音響整合層２２を図１に示す被検体Ｗに押し当てる。そして、所定の操作スイッチ７を押圧すると、操作スイッチ７からの操作信号がＣＰＵ４０に入力されて、ＣＰＵ４０はパルサー回路４５を駆動する。このパルサー回路４５からの駆動パルスが、図２に示すケーブル１２などを介して、圧電振動子２１に印加される。これによって、圧電振動子２１が振動し、超音波が発せられる。一方、被検体Ｗから反射したパルスエコーによって、圧電振動子２１が振動し、この振動エネルギーが電気信号に変換されて検査信号として出力される。この圧電振動子２１からの検査信号が、ケーブル１２やレシーバ回路４６を介して信号処理回路４７に入力される。

信号処理回路４７は、ＣＰＵ４０の制御のもと、入力された検査信号を画像信号に変換し、この画像信号を表示回路４４に入力する。表示回路４４は、ＸＹ位置演算回路５２からの位置情報信号と、信号処理回路４７からの画像信号とに基づいて、ＣＰＵ４０の制御のもと、所定の演算を行い、その演算結果を表示パネル６に供給する。これにより、表示パネル６に、探傷結果やプローブ２の位置情報などが表示される。このとき、例えば、探傷結果のみを表示する１画面表示モード、探傷結果と位置情報を表示する２画面表示モード、位置情報のみを表示する１画面表示モードなどによって、各種情報が表示される。
そして、表示パネル６に映し出される画像を見ながら探傷を行い、探傷が終わると検査結果に応じて所定の処置が行われる。

ここで、本実施例における超音波探傷装置１は、以下のようにして、プローブ２の位置が容易に検出される。
すなわち、最初にプローブ２を被検体Ｗの所定の初期位置に当接させる。そして、音響整合層２２を被検体Ｗに当接させながら、プローブ２を被検体Ｗの平坦面に沿って移動させていく。すると、ＸＹリニア加速度センサ３８によって、超音波モジュール１８のＸＹ軸方向の加速度が検出される。そして、ＸＹリニア加速度センサ３８からの検出信号が、アンプ５０やＡ／Ｄ変換回路５１などを経て、ＸＹ位置演算回路５２に入力される。

このＸＹ位置演算回路５２によって、入力された検出信号が、位置情報信号に、すなわちＸＹ平面上におけるプローブ２の初期位置からのズレ量を示す信号に変換される。そして、この位置情報信号が表示回路４４に入力されると、信号処理回路４７からの画像信号と合わせて所定の演算が行われ、上述のように表示パネル６に探傷結果やプローブ２の位置情報が表示される。

以上より、本実施例における超音波探傷装置１によれば、ハウジング１６内に設けられたＸＹリニア加速度センサ３８によって、ＸＹ平面上のプローブ２の加速度を検出することができるため、ワイヤなどに邪魔されたり、光路を遮らないように考えたりすることなく、プローブ２の位置に関する情報を、プローブ２から装置本体部３に容易に送ることができる。そして、ＸＹ位置演算回路５２によって、プローブ２の位置情報を得ることができるため、プローブ２の移動軌跡を容易に調べることができ、迅速かつ高精度な検査を行うことができる。

また、ハウジング１６内の支持体２０の上面２０ａにＸＹリニア加速度センサ３８を設けているため、ＸＹリニア加速度センサ３８がハウジング１６内に容易かつ確実に設置され、さらに、小型化を容易にすることができる。
なお、ＸＹリニア加速度センサ３８を上面２０ａに設けるとしたが、これに限ることはなく、例えば、電極配線部材１９上に設けるようにしてもよい。これによっても、ＸＹリニア加速度センサ３８を容易かつ確実に設置することができる。

（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
図４は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図４において、図１から図３に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成は同一であり、以下の点において異なるものとなっている。

すなわち、本実施例におけるプローブ２は、ハウジング１６内に、Ｚ軸ジャイロセンサ（角速度センサ、Ｚ軸回転検出部）５４が設けられている。このＺ軸ジャイロセンサ５４は、ＸＹ平面に直交するＺ軸の回りにおけるプローブ２の回転、すなわち角速度を検出して、その検出結果をアンプ５０に入力するようになっている。また、装置本体部３は、Ｚ軸ジャイロセンサ５４からの検出信号に応じて、後述する所定の位置情報信号を出力するＸＹ位置・Ｚ軸角度演算回路（信号処理部、ＸＹ位置演算回路、Ｚ軸角度演算回路）５６を備えている。

このような構成のもと、上記と同様の作用により、超音波が送受信され、ＸＹリニア加速度センサ３８からの検出信号が、アンプ５０、Ａ／Ｄ変換回路５１などを経て、ＸＹ位置・Ｚ軸角度演算回路５６に入力される。さらに、本実施例においては、Ｚ軸ジャイロセンサ５４により、Ｚ軸回りのプローブ２の角速度が検出されて、その検出信号が、アンプ５０、Ａ／Ｄ変換回路５１を経て、ＸＹ位置・Ｚ軸角度演算回路５６に入力される。ＸＹ位置・Ｚ軸角度演算回路５６は、それら検出信号を、位置情報信号、および姿勢角度を示す姿勢角度情報信号に変換する。ここで、姿勢角度とは、各ＸＹ軸を基準とした２軸回りのプローブ２の初期位置からのズレ量をいう。さらに、ＸＹ位置・Ｚ軸角度演算回路５６は、姿勢角度情報信号に基づいて位置情報信号を補正して、補正後の位置情報信号を出力する。そして、その信号が表示回路４４に入力されて、表示パネル６に各情報が表示される。

以上より、上記第１の実施例と同様の効果を奏することができるだけでなく、姿勢角度情報信号に基づいて位置情報信号を補正することができるため、検査時にプローブ２がＺ軸回りに振れても、そのプローブ２のＺ軸回りの回転分をキャンセルすることにより、高精度の位置情報を得ることができる。

なお、本実施例においては、角速度を検出するとしたが、これに限ることはなく、例えば、角加速度センサや角変位センサを設けることにより、角加速度や角変位を検出するようにしてもよい。

（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
図５は、本発明の第３の実施例を示したものである。
本実施例におけるプローブ２は、ＸＹ軸だけでなく、Ｚ軸方向のプローブ２の加速度をも検出するＸＹＺリニア加速度センサ（検出手段、Ｚ軸動検出部）５８と、ＸＹＺ軸回りの回転、すなわち傾きを検出するＸＹＺ軸傾きセンサ（ＸＹ回転検出部、Ｚ軸回転検出部）５９とを備えている。さらに、アンプ５０およびＡ／Ｄ変換回路５１がプローブ２に設けられている。

このような構成のもと、プローブ２を移動させると、ＸＹＺリニア加速度センサ５８により、プローブ２のＸＹ軸方向の加速度とＺ軸方向の加速度とが検出されて、アンプ５０およびＡ／Ｄ変換回路５１を経て検出信号として出力される。この検出信号は、装置本体部３に設けられたＸＹＺ位置・傾き演算回路（信号処理部、ＸＹ位置演算回路、Ｚ軸位置演算回路、ＸＹ角度演算回路、Ｚ軸角度演算回路）６２に入力される。一方、ＸＹＺ軸傾きセンサ５９により、プローブ２の各軸の傾きが検出されて、その検出結果が、アンプ５０およびＡ／Ｄ変換回路５１を経てＸＹＺ位置・傾き演算回路６２に入力される。

ＸＹＺ位置・傾き演算回路６２は、それら検出信号から、上記第２の実施例と同様に、補正した位置情報信号を出力し、この位置情報信号が、表示回路４４に入力されて、表示パネル６にプローブ２の各情報が表示される。

以上より、プローブ２のＺ軸方向の位置情報を得ることができ、検査時にプローブ２が浮いた状態であるか否かを検出することができる。また、ＸＹＺ軸傾きセンサ５９により、各軸の傾きを検出することができるので、任意の曲面形状を有する被検体Ｗの検査であっても、プローブ２の位置情報を得ることができる。そのため、さらに精度よく検査することができる。

なお、本実施例においては、ＸＹＺ軸の加速度と傾きを検出するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも、ＸＹ軸方向の加速度とＸＹ軸回りの傾きとを検出するようにすればよい。
また、ＸＹＺリニア加速度センサ５８とＸＹＺ軸傾きセンサ５９とを備えるとしたが、これに限ることはなく、各軸のセンサの組み合わせは適宜変更可能である。
例えば、図６に示すように、ＸＹ軸回りの傾きを検出するＸＹ軸傾きセンサ（ＸＹ回転検出部）６４と、Ｚ軸ジャイロセンサ５４と、ＸＹＺリニア加速度センサ５８とを設けることもできる。
これにより、ＸＹ軸とＺ軸とで異なる検出手段を用いることによって、精度を向上させることができる。

さらに、図７に示すように、ＸＹ軸傾きセンサ６４とＸＹリニア加速度センサ３８とを設けることもできる。
これにより、プローブ２の小型化を図ることができる。

（実施例４）
次に、本発明の第４の実施例について説明する。
図８および図９は、本発明の第４の実施例を示したものである。
本実施例におけるプローブ２は、ハウジング１６にハウジングコネクタ６６が設けられ、ケーブル１２の一端にプローブ用ケーブルコネクタ（収納部用ケーブルコネクタ）６７が設けられて構成されている。プローブ用ケーブルコネクタ６７は、嵌合部６９と、この嵌合部６９を突出させた状態で支持する支持ケース７０とを備えている。

嵌合部６９は、ハウジングコネクタ６６に嵌合するようになっており、嵌合部６９を嵌合させることにより、ケーブル１２がハウジング１６に着脱可能に取り付けられるようになっている。支持ケース７０は箱型に形成されており、その内部に空洞部が設けられている。そして、その空洞部内に、電極配線部材１９が設けられており、その電極配線部材１９上に、ＸＹＺリニア加速度センサ５８とＸＹＺ軸傾きセンサ５９とが設けられている。
また、支持ケース７０の上面７０ａの上面には、嵌合部６９の突出する方向に延びる突出板（規制手段）７１が設けられており、この突出板７１はネジ７２によって固定されている。

このような構成のもと、嵌合部６９をハウジングコネクタ６６に嵌合させて、ケーブル１２をハウジング１６に取り付けると、突出板７１がハウジング１６の上面１６ｂに当接し、ケーブル１２とハウジング１６との相対回転が規制される。

以上より、支持ケース７０にＸＹＺリニア加速度センサ５８およびＸＹＺ軸傾きセンサ５９が設けられているため、プローブ本体１１に検出手段が設けられていなくても、ケーブル１２を取り付けるだけで、プローブ２の動きや回転を検出することができる。
また、ケーブル１２をハウジング１６に取り付けたときに、それらの相対回転が規制されるため、ケーブル１２とハウジング１６とを確実に固定し、高精度な検出を行うことができる。

なお、本実施例においては、規制手段として突出板７１を設けるとしたが、これに限ることはなく、その形状等は適宜変更可能である。例えば、図１０に示すように、嵌合部６９に凸部（規制手段）７４を設けるとともに、ハウジングコネクタ６６に凹部（規制手段）７５を設けて、これらを嵌合させることにより、相対回転を規制することもできる。

（実施例５）
次に、本発明の第５の実施例について説明する。
図１１および図１２は、本発明の第５の実施例を示したものである。
本実施例において、本体用ケーブルコネクタ１４は、圧電振動子２１を装置本体部３に電気的に接続するための検査用コネクタ７７と、ＸＹＺリニア加速度センサ５８およびＸＹＺ軸傾きセンサ５９を装置本体部３に電気的に接続するための検出用コネクタ７８とを別個に備えている。そして、これら検査用コネクタ７７と検出用コネクタ７８とを別々の接続部９に接続するようになっている。

また、検出用コネクタ７８内には、アンプ５０、Ａ／Ｄ変換回路５１およびＸＹＺ位置・傾き演算回路６２が設けられており、検出用コネクタ７８を所定の接続部９に取り付けると、ＸＹＺ位置・傾き演算回路６２からの位置情報信号が、装置本体部３内の表示回路４４に入力される。

以上より、本体用ケーブルコネクタ１４は、検査用コネクタ７７と、検出用コネクタ７８とを別個に備えているため、検査信号と検出信号とが互いに干渉するのを防止することができ、より高精度な検出・検査を行うことができる。
また、検出用コネクタ７８にＸＹＺ位置・傾き演算回路６２が設けられているため、装置本体部３に、そのような演算回路が設けられていない場合でも、プローブ２の位置情報を得ることができる。

（実施例６）
次に、本発明の第６の実施例について説明する。
図１３は、本発明の第６の実施例を示したものである。
本実施例における超音波探傷装置１は、探傷結果や位置情報を表示する補助表示装置（外部機器）８４を備えている。この補助表示装置８４は、検査信号用接続部８８と検出信号用接続部８９とを備えており、連結ケーブル８５を介して、装置本体部３に着脱可能に取り付けられている。すなわち、連結ケーブル８５の一端は検査信号用接続部８８に接続され、他端は装置本体部３の出力用の接続部９に接続されている。

また、ケーブル１２は、検出信号を送る検出信号伝送部８０と、検査信号を送る検査信号伝送部８１とを有する二又ケーブルとして構成されている。そして、検査信号伝送部８１は、装置本体部３の入力用の接続部９に接続され、検出信号伝送部８０は、検出信号用接続部８９に接続されている。

このような構成のもと、圧電振動子２１からの検査信号は、検査信号伝送部８１を通り入力用の接続部９を介して装置本体部３に送られる。そして、検査信号は、装置本体部３による所定の処理の後、出力用の接続部９から出力されて、連結ケーブル８５を介して、補助表示装置８４に入力される。一方、圧電振動子２１からの検出信号は、検出信号伝送部８０を介して、補助表示装置８４に入力される。これら入力された検査信号および検出信号が、信号処理部９３によって、上記実施例のように所定の処理がなされて、各情報が表示部９１に表示される。
なお、信号処理部９３は、上記第１から第５の実施例において示した各演算回路が設けられており、上記のような処理を行う。

以上より、装置本体部３やプローブ２に、検査信号や検出信号を処理する手段が設けられていなくても、探傷結果や位置情報を容易に得ることができる。

なお、上記第１から第６の実施例においては、プローブ２がプローブ本体１１とケーブル１２とを備えるものとしたが、これに限ることはなく、プローブ本体１１のみからなるとしてもよい。但し、その場合であっても、プローブ２と装置本体部３とをケーブル１２を介して接続するのは言うまでもない。
また、上記実施例では、超音波探傷装置１を例にとって説明したが、本発明は超音波探傷装置１に限定されるものではなく、渦流探傷装置のような他の非破壊検査装置にも適用可能であることは言うまでもない。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

本発明に係る非破壊検査装置の第１の実施例を示す概略斜視図である。 図１に示すプローブ本体を拡大して示す側断面図である。 同実施例における信号処理の様子を示すブロック図である。 本発明に係る非破壊検査装置の第２の実施例の要部を示すブロック図である。 本発明に係る非破壊検査装置の第３の実施例の要部を示すブロック図である。 同実施例の変形例を示すブロック図である。 同実施例の他の変形例を示すブロック図である。 本発明に係る非破壊検査装置の第４の実施例の要部を示す側断面図である。 同実施例における信号処理の様子を示すブロック図である。 同実施例の変形例を示す説明図である。 本発明に係る非破壊検査装置の第５の実施例を示す概略斜視図である。 同実施例における信号処理の様子を示すブロック図である。 本発明に係る非破壊検査装置の第６の実施例を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 超音波探傷装置（非破壊検査装置）
２ プローブ（非破壊検査用プローブ）
３ 装置本体部（検査装置本体）
１２ ケーブル
１４ 本体用ケーブルコネクタ
１６ ハウジング（収納部）
１８ 超音波モジュール（検査部）
１９ 電極配線部材（中継基板）
３８ ＸＹリニア加速度センサ（検出手段）
５２ ＸＹ位置演算回路（信号処理部）
５４ Ｚ軸ジャイロセンサ（角速度センサ、Ｚ軸回転検出部）
５６ ＸＹ位置・Ｚ軸角度演算回路（信号処理部、ＸＹ位置演算回路、Ｚ軸角度演算回路）
５８ ＸＹＺリニア加速度センサ（検出手段、Ｚ軸動検出部）
５９ ＸＹＺ軸傾きセンサ（ＸＹ回転検出部、Ｚ軸回転検出部）
６２ ＸＹＺ位置・傾き演算回路（信号処理部、ＸＹ位置演算回路、Ｚ軸位置演算回路、ＸＹ角度演算回路、Ｚ軸角度演算回路）
６４ ＸＹ軸傾きセンサ（ＸＹ回転検出部）
６７ プローブ用ケーブルコネクタ（収納部用ケーブルコネクタ）
７１ 突出板（規制手段）
７４ 凸部（規制手段）
７５ 凹部（規制手段）
７７ 検査用コネクタ
７８ 検出用コネクタ
８４ 補助表示装置（外部機器）
９３ 信号処理部
Ｗ 被検体

Claims (17)

1. 被検体の傷や状態を検査するための検査部と、この検査部を収納する収納部とを備え、ケーブルを介して検査装置本体に接続されて用いられる非破壊検査用プローブにおいて、
   前記収納部に、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面上の前記検査部の動きを検出する検出手段が設けられていることを特徴とする非破壊検査用プローブ。
2. 前記収納部の内部に、前記検査部と前記ケーブルとを接続する中継基板を備え、
   この中継基板上に、前記検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査用プローブ。
3. 前記ケーブルを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非破壊検査用プローブ。
4. 被検体の傷や状態を検査するための検査部と、この検査部を収納する収納部と、収納部用ケーブルコネクタを介して前記収納部に着脱可能に取り付けられるケーブルとを備え、このケーブルを介して検査装置本体に接続されて用いられる非破壊検査用プローブにおいて、
   前記収納部用ケーブルコネクタに、互いに直交するＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面上の前記検査部の動きを検出する検出手段を備えることを特徴とする非破壊検査用プローブ。
5. 前記ケーブルと前記収納部との相対回転を規制する規制手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の非破壊検査用プローブ。
6. 前記ケーブルが、前記検査装置本体に着脱可能に取り付けるための本体用ケーブルコネクタを備え、
   この本体用ケーブルコネクタが、前記検査部を前記検査装置本体に接続するための検査用コネクタと、前記検出手段を前記検査装置本体に接続するための検出用コネクタとを別個に備えていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
7. 前記検出手段が、加速度センサを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
8. 前記検出手段が、前記Ｘ軸およびＹ軸の２軸回りにおける前記検査部の回転を検出するＸＹ回転検出部を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
9. 前記ＸＹ回転検出部が、角加速度センサ、角速度センサまたは角変位センサを備えることを特徴とする請求項８に記載の非破壊検査用プローブ。
10. 前記検出手段が、前記ＸＹ平面に直交するＺ軸の方向の動きを検出するＺ軸動検出部を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
11. 前記検出手段が、前記ＸＹ平面に直交するＺ軸の回りにおける前記検査部の回転を検出するＺ軸回転検出部を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
12. 前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、
    この信号処理部が、前記検出信号を、前記ＸＹ平面上における前記検査部の位置を示す信号に変換するＸＹ位置演算回路を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
13. 前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、
    この信号処理部が、前記検出信号を、前記２軸回りにおける前記検査部の姿勢角度を示す信号に変換するＸＹ角度演算回路を備えることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
14. 前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、
    この信号処理部が、前記検出信号を、前記Ｚ軸の方向における前記検査部の位置を示す信号に変換するＺ軸位置演算回路を備えることを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
15. 前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部を備え、
    この信号処理部が、前記検出信号を、前記Ｚ軸回りにおける前記検査部の姿勢角度を示す信号に変換するＺ軸角度演算回路を備えることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の非破壊検査用プローブ。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の非破壊検査プローブと、
    この非破壊検査用プローブを操作するための検査装置本体とを備えることを特徴とする非破壊検査装置。
17. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の非破壊検査プローブと、
    この非破壊検査用プローブを操作するための検査装置本体と、
    この検査装置本体に着脱可能に取り付けられる外部機器とを備え、
    この外部機器に、前記検出手段からの検出信号が入力される信号処理部が設けられ、
    この信号処理部が、前記入力された検出信号を、前記検査部の変位を示す信号に変換することを特徴とする非破壊検査装置。
    
    

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