JP2009244210A - 超音波探傷方法および超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常屈折等が発生する材料に対しても超音波を収束させることができ、検査性の向上を図ることができる超音波探傷方法および超音波探傷装置を提供する。
【解決手段】遅延時間パターンを用いて、検査対象の表面の一の送受波部の群から検査対象の底面に向けて第１の超音波を送信し、底面により反射された超音波のエコーを他の送受波部の群により受信する第１受信ステップＳ３と、超音波を送信するタイミングが異なる第１の変更遅延時間パターンを設定するパターン設定ステップＳ４と、第１の変更遅延時間パターンを用いて第１の変更超音波を送信し、第１の変更超音波のエコーを他の送受波部の群により受信する第２受信ステップＳ５と、超音波のエコー、および、第１の変更超音波のエコーのうち高い方の波形高さが所定の閾高さよりも低い場合には、パターン設定ステップＳ４に戻る判断ステップＳ９と、を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波探傷方法および超音波探傷装置、特に鋳造材料など超音波の透過性が悪く異常屈折が発生する材料からなる検査対象の非破壊検査に用いて好適な超音波探傷方法および超音波探傷装置に関する。

一般に、超音波探傷装置は検査対象に対して超音波を送信し、検査対象から反射した超音波を受信することにより、検査対象における内部欠陥等の有無を検査している。
例えば、検査対象に生じた割れ目の有無を検査する場合には、検査対象の表面に対して斜めに超音波を入射させる方法や、超音波を収束させる方法などが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２９２６９７号公報

しかしながら、原子力プラントの一次冷却材管（Ｍａｉｎ Ｃｏｏｌａｎｔ Ｐｉｐｅ（ＭＣＰ））などに用いられる鋳造材は、超音波の透過性が悪く、かつ、異常屈折が発生するため、割れ目など内部欠陥の発見が困難であり、検査性が十分でないという問題があった。

具体的には、上述の鋳造材、特にステンレス鋼の鋳造材の内部には大きな結晶粒が形成され、鋳造材に入射された超音波の一部はこれら結晶粒の界面で反射されていた。さらに、上述の大きな結晶粒は、結晶方向がばらばらの状態で形成され、鋳造材に入射された超音波はこれら結晶粒の界面において結晶方向に応じて屈折されるため、超音波の屈折方向がばらばらになっていた。その結果、超音波の透過性が低下したり、超音波の異常屈折が発生したりするという問題があった。

この問題は、収束型の超音波探傷装置やフェーズドアレイ型の超音波探傷装置を用いても解消することは困難であって、十分な検査性を確保できないという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、超音波の透過性が悪く異常屈折が発生する材料に対しても超音波を収束させることができ、検査性の向上を図ることができる超音波探傷方法および超音波探傷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の超音波探傷方法は、超音波の送信および受信を行う複数の送受波部が配列されたプローブを用いて検査対象の検査を行う超音波探傷方法であって、前記複数の送受波部のそれぞれから超音波を送信するタイミングを規定する遅延時間パターンを用いて、前記検査対象の表面に配置された一の送受波部の群から前記検査対象の底面に向けて第１の超音波を送信し、前記底面により反射された前記超音波のエコーを前記表面に配置された他の送受波部の群により受信する第１受信ステップと、前記遅延時間パターンとは、前記複数の送受波部のそれぞれから超音波を送信するタイミングが異なる第１の変更遅延時間パターンを設定するパターン設定ステップと、前記第１の変更遅延時間パターンを用いて、前記一の送受波部の群から前記底面に向けて第１の変更超音波を送信し、前記底面により反射された前記第１の変更超音波のエコーを、前記他の送受波部の群により受信する第２受信ステップと、前記超音波のエコーにおける波形高さ、および、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さのうち、高い方の波形高さが所定の閾高さよりも低い場合には、前記パターン設定ステップに戻る判断ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、異なる遅延時間パターンを用いて底面から反射される超音波のエコーにおける波形高さと所定の閾高さとの比較を繰り返すことにより、検査対象の内部構造に関わらず、検査対象の底面から反射される超音波エコーの波形高さを所定の閾高さよりも高くすることができる。言い換えると、内部で異常屈折等が発生する検査対象であっても、検査対象の底面に超音波を収束させることができ、より強い超音波エコーを得ることができる。

つまり、判断ステップの判断に基づいてパターン設定ステップに戻った場合、パターン設定ステップにおいて、遅延時間パターンおよび第１の変更遅延時間パターンとは異なる第２の変更遅延時間パターンが設定される。その後、第２受信ステップおよび判断ステップを、超音波エコーの波形高さが所定の閾高さよりも高くなるまで繰り返すことにより、内部で異常屈折等が発生する検査対象であっても、検査対象の底面に超音波を収束させることができる。

上記発明においては、前記パターン設定ステップにおいて、前記第１の変更遅延時間パターンは、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さが高くなるように設定されていることが望ましい。

本発明によれば、底面から反射される超音波のエコーにおける波形高さが所定の閾高さよりも高くなる遅延時間パターンを早く得ることができる。
第１の変更遅延時間パターンを設定する手法としては、各送受波部における遅延時間をパラメータとして、超音波エコーの波形高さを最大とすることを目的とした最適化手法を用いることができる。最適化手法としては、最急降下法やニュートン法などを例示することができる。

上記発明においては、前記第２受信ステップの後に、前記超音波のエコーにおける波形高さと、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さとを比較して、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さが高い場合には、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さを前記超音波のエコーにおける波形高さに置き換える置き換えステップと、前記第１の変更遅延時間パターンを記憶する記憶ステップと、を有することが望ましい。

本発明によれば、置き換えステップ後における超音波エコーの波形高さは、常に第１の変更超音波エコーの波形高さよりも高くなる、または、同じ高さになる。そのため、底面から反射される超音波のエコーにおける波形高さが所定の閾高さよりも高くなる遅延時間パターンを早く得ることができる。

さらに、超音波エコーの波形高さよりも第１の変更超音波エコーの波形高さが高い場合に、第１の変更遅延時間パターンを記憶するため、その時点で底面から反射する超音波のエコーにおける波形高さが最も高くなる遅延時間パターンが記憶される。

本発明の超音波探傷装置は、超音波の送信および受信を行う複数の送受波部が配列されたプローブと、上記本発明の超音波探傷方法を行う制御部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、制御部により上記発明の超音波探傷方法が行われるため、内部で異常屈折等が発生する検査対象であっても、検査対象の底面に超音波を収束させることができる。

本発明の超音波探傷方法および超音波探傷装置によれば、異なる遅延時間パターンを用いて底面から反射される超音波のエコーにおける波形高さと所定の閾高さとの比較を繰り返すことにより、超音波の透過性が悪く異常屈折が発生する材料に対しても超音波を収束させることができ、検査性の向上を図ることができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る超音波探傷装置について図１から図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。
本実施形態では、本願の発明を原子力プラントにおけるＭＣＰを検査対象３１とした非破壊検査に用いる超音波探傷装置１に適用して説明する。
超音波探傷装置１には、図１に示すように、検査対象３１に超音波を送信するとともに検査対象３１から反射した超音波を受信するプローブ３と、プローブ３における超音波の送信を制御する制御部５と、が設けられている。

図２は、図１のプローブが検査対象に配置された状態を説明する模式図である。
プローブ３は、図２に示すように、検査対象３１の表面３２に対して配置されるものであって、検査対象３１に超音波を送信するとともに検査対象３１から反射した超音波を受信するものである。
本実施形態では、プローブ３から超音波を送信する際に用いられる遅延時間パターンを設定する場合には２つのプローブ３Ａ，３Ｂを用い、遅延時間パターンが決定され実際に測定対象の割れ目等の有無を検査する場合には、１つのプローブ３Ａを用いる例に適用して説明する。

プローブ３Ａ，３Ｂには、図１および図２に示すように、超音波を送信するとともに、反射した超音波を受信する複数の送受波部１１が設けられている。
送受波部１１は例えば圧電素子などの振動素子から形成されたものであって、電圧等を供給されることにより振動して超音波を送信するとともに、外部から超音波により振動され変形することにより電圧を発生するものである。
本実施形態では、プローブ３Ａ，３Ｂに複数の送受波部１１が略直線状に並んで配置された例に適用して説明する。

制御部５は、遅延時間パターンを決定するとともに、検査対象３１の検査を行うものである。
制御部５には、信号生成部２１と、反射信号受信部２２と、解析部２３と、調整部２４と、データベース部２５と、が設けられている。

信号生成部２１は、プローブ３Ａの送受波部（一の送受波部の群）１１のそれぞれに対して、所定の遅延時間パターンから送受波部１１を駆動する電圧等を生成し、送受波部１１に出力するものである。

反射信号受信部２２は、プローブ３Ｂの送受波部（他の送受波部の群）１１により受信された超音波のエコーに係る反射信号が入力されるものであって、解析部２３に反射信号を出力するものである。

解析部２３は、入力された反射信号から超音波エコーの波形高さにおける最大高さＥｃを算出するとともに、算出された最大高さＥｃと、基準の超音波エコーの波形高さにおける最大高さＥｒとの比較を行うものである。

調整部２４は、プローブ３Ａから超音波を送信する際に用いられる遅延時間パターンを変更し、新たな遅延時間パターンを設定するものである。

データベース部２５は、基準の超音波エコーの波形高さＥｒよりも高い超音波エコーの波形高さに関する遅延時間パターンを記憶するものである。
なお、これら信号生成部２１等が設けられた制御部５における制御方法の詳細については以下に説明する。

次に、上記の構成からなる超音波探傷装置１における検査対象３１の検査方法について説明する。
超音波探傷装置１を用いた検査対象３１の検査を行う場合には、まず、プローブ３Ａから超音波を送信する際に用いられる遅延時間パターンの設定が行われ、その後、設定された遅延時間パターンを用いて、検査対象３１の検査が行われる。
このようにすることで、超音波の透過性が悪く、異常屈折が発生する材料から形成された検査対象３１に対しても、適切な超音波を検査対象３１に送信することができ、検査性の向上を図ることができる。

図３は、図１の制御部による遅延時間パターンの設定を行う際の制御方法を説明するフローチャートである。
まず、図２に示すように、検査対象３１の底面３３に対して超音波を収束させることができる遅延時間パターンの設定が行われる。
具体的には、図２および図３に示すように、検査対象３１の表面３２に所定間隔をあけてプローブ３Ａ，３Ｂが配置される（ステップＳ１）。

そして、異常屈折が発生しない材料から形成された検査対象の場合に、プローブ３Ａ，３Ｂの中間地点の底面３３Ｍに、プローブ３Ａから送信された超音波を収束させる基準の遅延時間パターンＢＰがセットされる（ステップＳ２）。

ここで、図２におけるプローブ３Ａの上方に表記された点線が基準の遅延時間パターンＢＰを表しており、横軸方向が送受波部１１との対応を示し、縦軸方向が超音波を送信するタイミングの遅延時間を示している。

基準の遅延時間パターンＢＰがセットされると、図１に示すように、基準の遅延時間パターンＢＰに基づいて信号生成部２１から、プローブ３Ａの送受波部１１を駆動する電圧等が出力される。
プローブ３Ａの複数の送受波部１１は、それぞれ入力された電圧等に基づいて駆動され、検査対象３１に超音波を送信する。

プローブ３Ａから送信された超音波は、図２に示すように、検査対象３１の内部を屈折しながら伝播して底面３３Ｍの近辺に入射する。本実施形態における検査対象３１は、異常屈折する材料から構成されているため、超音波は底面３３における底面３３Ｍを含む所定広さの領域に入射する。
超音波は底面３３において反射し、エコーとして検査対象３１内を表面３２に向かって伝播する。

検査対象３１の表面３２まで伝播した超音波はプローブ３Ｂの送受波部１１に検出され、図２に示すように、反射信号として制御部５の反射信号受信部２２に出力される。反射信号は、反射信号受信部２２から解析部２３に入力され、エコーの波形高さにおける基準最大エコー高さＥｒが算出される（ステップＳ３（第１受信ステップ））。

その後、調整部２４において基準の遅延時間パターンＢＰとは異なる遅延時間パターン（第１の変更遅延時間パターン）Ｐｃ１がセットされる（ステップＳ４（パターン設定ステップ））。
遅延時間パターンＰｃ１を設定する手法としては、各送受波部１１における遅延時間をパラメータとして、超音波エコーの波形高さを最大とすることを目的とした最適化手法、例えば、最急降下法やニュートン法などが用いられる。

遅延時間パターンＰｃ１が設定されると、図１に示すように、遅延時間パターンＰｃ１に基づいて信号生成部２１からプローブ３Ａの送受波部１１を駆動する電圧等が出力され、図２に示すように、プローブ３Ａの複数の送受波部１１から検査対象３１に超音波が送信される。

検査対象３１に送信された超音波は底面３３において反射され、反射されたエコーはプローブ３Ｂの送受波部１１に検出される。送受波部１１から出力された反射信号は、反射信号受信部２２を介して解析部２３に入力される。
解析部２３は、入力された反射信号からエコーの波形高さにおける最大エコー高さＥｃが算出される（ステップＳ５（第２受信ステップ））。

その後解析部２３は、図３に示すように、算出された最大エコー高さＥｃと、基準最大エコー高さＥｒとを比較する（ステップＳ６）。
比較の結果、算出された最大エコー高さＥｃが、基準最大エコー高さＥｒよりも高い場合には、後述するステップＳ９における判断がなされる。

一方、算出された最大エコー高さＥｃが、基準最大エコー高さＥｒよりも高くない場合には、基準最大エコー高さＥｒの値が、算出された最大エコー高さＥｃの値に変更される（ステップＳ７（置き換えステップ））。
言い換えると、算出された最大エコー高さＥｃの値および基準最大エコー高さＥｒの値のうち、高い値が新たに、基準最大エコー高さＥｒの値として設定される。

そして、算出された最大エコー高さＥｃに係る遅延時間パターンＰｃ１が、データベース部２５に記憶される（ステップＳ８（記憶ステップ））。

遅延時間パターンＰｃ１がデータベース部２５に記憶された後、または、算出された最大エコー高さＥｃが、基準最大エコー高さＥｒよりも高いと判断された後、解析部２３において、基準の最大エコー高さＥｒが所定の閾値よりも高いか否かが判断される（ステップＳ９（判断ステップ））。

ここで、所定の閾値は、遅延時間パターンＰｃ１を変更する余地があるか否かを判断するために用いられる値である。そのため、所定の閾値の上限としては、異常屈折のない理想的な材料から形成された検査対象３１における最大エコー高さを例示できる。一方、所定の閾値の下限は、超音波探傷装置１に求められる検査精度に基づいて定めることができる。

解析部２３において、基準の最大エコー高さＥｒが所定の閾値よりも高いと判断された場合には、遅延時間パターンの設定が終了される。
一方、基準の最大エコー高さＥｒが所定の閾値よりも高くないと判断された場合には、上述のステップＳ４に戻り、調整部２４において基準の遅延時間パターンＢＰおよび遅延時間パターンＰｃ１とは異なる遅延時間パターンＰｃ２がセットされ、上述の制御が繰り返される。

図４は、図１の超音波探傷装置を用いた検査対象の検査を説明する図である。
遅延時間パターンの設定が完了すると、図４に示すように、プローブ３Ａを検査対象３１の表面３２に配置し、検査対象３１に発生した割れ目３４等の有無の検査が行われる。
なお、検査の詳細については、公知の超音波探傷方法と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、異なる遅延時間パターンＢＰ，Ｐｃ１，Ｐｃ２を用いて底面３３から反射される超音波のエコーにおける波形高さと所定の閾高さとの比較を繰り返すことにより、検査対象３１の内部構造等に関わらず、検査対象３１の底面３３から反射される超音波エコーの波形高さを所定の閾高さよりも高くすることができる。言い換えると、内部で異常屈折等が発生する検査対象３１であっても、検査対象３１の底面３３に超音波を収束させることができ、より強い超音波エコーを得ることができる。そのため、超音波の透過性が悪く異常屈折が発生する材料からなる検査対象３１に対しても超音波を収束させることができ、割れ目３４等の欠陥の検査性向上を図ることができる。

つまり、ステップＳ９における解析部２３の判断に基づいて、ステップＳ４に戻った場合、遅延時間パターンＢＰ，Ｐｃ１とは異なる遅延時間パターンＰｃ２が設定される。その後、ステップＳ５およびステップＳ９を、超音波エコーの波形高さが所定の閾高さよりも高くなるまで繰り返すことにより、内部で異常屈折等が発生する検査対象であっても、検査対象３１の底面３３に超音波を収束させることができる。

ステップＳ４において、超音波エコーの波形高さを最大とすることを目的とした最適化手法を用いることにより、底面３３から反射される超音波のエコーにおける波形高さが所定の閾高さよりも高くなる遅延時間パターンを早く得ることができる。

ステップＳ７により、基準の超音波エコーの波形高さＥｒは、常に超音波エコーの波形高さＥｃより高くなる、または、同じ高さになる。そのため、底面３３から反射される超音波のエコーにおける波形高さが所定の閾高さよりも高くなる遅延時間パターンを早く得ることができる。

さらに、基準の超音波エコーの波形高さＥｒよりも超音波エコーの波形高さＥｃが高い場合に、遅延時間パターンＰｃ１を記憶するため、その時点で底面３３から反射する超音波のエコーにおける波形高さが最も高くなる遅延時間パターンを記憶することができる。そのため、例えば、変更後の遅延時間パターンＰｃ２に関する超音波のエコーの波形高さが、前回の超音波のエコーの波形高さよりも低くなった場合でも、その時点で、最も超音波のエコーの波形高さが高くなる遅延時間パターンＰｃ１が失われることを防止することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、検査対象に対する超音波の送信および受信に係る構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図５を用いてプローブ周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図５は、本実施形態の超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

超音波探傷装置１０１には、図５に示すように、検査対象３１に超音波を送信するとともに検査対象３１から反射した超音波を受信するプローブ３と、プローブ３における超音波の送信を制御する制御部５と、プローブ３と検査対象３１との間に配置されたシュー１０７と、が設けられている。

シュー１０７は、図５に示すように、検査対象３１と接触する面に対して、プローブ３と接触する面が傾斜した、例えば、三角柱状に形成されたものであって、超音波を透過させる材料から形成されたものである。
このようなシュー１０７をプローブ３と検査対象３１との間に配置することにより、プローブ３から送信された超音波は、検査対象３１に対して斜めに入射される。

上記の構成からなる超音波探傷装置１０１における検査対象３１の検査方法は、プローブ３と検査対象３１との間にシュー１０７を配置する点が異なり、その他の部分については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、プローブ３から送信された超音波は、検査対象３１に対して斜めに入射され、検査対象３１の割れ目等の欠陥に対する超音波のエネルギが高くなるため、欠陥の検出感度を向上させることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図６を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、プローブの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図６を用いてプローブの構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図６は、本実施形態の超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

超音波探傷装置２０１には、図６に示すように、検査対象３１に超音波を送信するとともに検査対象３１から反射した超音波を受信するプローブ２０３と、プローブ２０３における超音波の送信を制御する制御部５と、が設けられている。

プローブ２０３は、図６に示すように、検査対象３１の表面３２に対して配置されるものであって、検査対象３１に超音波を送信するとともに検査対象３１から反射した超音波を受信するものである。
プローブ２０３には、超音波を送信するとともに反射した超音波を受信する複数の送受波部１１が２次元的に配置されている。

本実施形態では、プローブ２０３から超音波を送信する際に用いられる遅延時間パターンを設定する場合には２つのプローブ２０３Ａ，プローブ２０３Ｂ（図示せず）を用い、遅延時間パターンが決定され実際に測定対象の割れ目等の有無を検査する場合には、１つのプローブ２０３Ａを用いる例に適用して説明する。

上記の構成からなる超音波探傷装置２０１における検査対象３１の検査方法は、基準の遅延時間パターンＢＰおよび遅延時間パターンＰｃ１が２次元的に表される第１の実施形態と比較して３次元的である点が異なり、その他の部分については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、プローブ２０３から送信された超音波を３次元的に収束させ、検査対象３１の割れ目等の欠陥に対する超音波のエネルギが高くなるため、欠陥の検出性を向上させることができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図７および図８を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、プローブの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図７および図８を用いてプローブの構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本実施形態の超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

超音波探傷装置３０１には、図７に示すように、検査対象３１に超音波を送信するとともに検査対象３１から反射した超音波を受信するプローブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、プローブ３における超音波の送信を制御する制御部５と、が設けられている。

プローブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄには、図７に示すように、超音波を送信するとともに、反射した超音波を受信する複数の送受波部１１が設けられ、複数の送受波部１１が略直線状に並んで配置されている。

図８は、図７の超音波探傷装置における検査対象の検査を説明する模式図である。
本実施形態では、プローブ３から超音波を送信する際に用いられる遅延時間パターンを設定する場合には、図７に示すように、プローブ３Ａ，３Ｂの組と、プローブ３Ｃ，３Ｄの組とが用いられ、遅延時間パターンが決定され実際に検査対象３１の割れ目等の有無を検査する場合には、図８に示すように、プローブ３Ａ，３Ｄの組を用いる例に適用して説明する。

上記の構成からなる超音波探傷装置３０１における検査対象３１の検査方法は、遅延時間パターンＰｃ１を設定する際には、超音波を送信するプローブ３Ａおよびエコーを受信するプローブ３Ｂの組と、超音波を送信するプローブ３Ｃおよびエコーを受信するプローブ３Ｄの組とが用いられ、遅延時間パターンが決定され実際に検査対象３１の割れ目等の有無を検査する場合には、図８に示すように、超音波を送信するプローブ３Ａおよびエコーを受信するプローブ３Ｄの組を用いる点が第１の実施形態と異なり、その他の部分については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、プローブが送受信分離型のフェーズドアレイプローブにおいても超音波を収束させることができるため、ノイズの多い検査対象３１であっても、欠陥の検出性を向上させることができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図９を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、検査対象の検査方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図９を用いて検査方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図９は、本実施形態の超音波探傷装置における検査対象の検査方法を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

超音波探傷装置４０１には、図９に示すように、検査対象３１に超音波を送信するプローブ３Ａと、検査対象３１から反射した超音波を受信するプローブ３Ｂと、プローブ３Ａ，３Ｂにおける超音波の送受信を制御する制御部５と、が設けられている。

上記の構成からなる超音波探傷装置４０１では、ＴＯＦＤ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）法を用いて検査対象３１の検査が行われる点が第１の実施形態と異なり、その他の部分については第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、収束した超音波を用いたＴＯＦＤ法による検査が行えるため、検査対象３１の割れ目３４に超音波が収束され、精度の高いサイジングが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。 図１のプローブが検査対象に配置された状態を説明する模式図である。 図１の制御部による遅延時間パターンの設定を行う際の制御方法を説明するフローチャートである。 図１の超音波探傷装置を用いた検査対象の検査を説明する図である。 本発明の第２の実施形態の超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。 本発明の第３の実施形態の超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。 本発明の第４の実施形態の超音波探傷装置の構成を説明する模式図である。 図７の超音波探傷装置における検査対象の検査を説明する模式図である。 本発明の第５の実施形態の超音波探傷装置における検査対象の検査方法を説明する模式図である。

符号の説明

１，１０１，２０１，３０１，４０１ 超音波探傷装置
３，３Ａ，３Ｂ，２０３ プローブ
５ 制御部
１１ 送受波部
Ｓ３ ステップＳ３（第１受信ステップ）
Ｓ４ ステップＳ４（パターン設定ステップ）
Ｓ５ ステップＳ５（第２受信ステップ）
Ｓ７ ステップＳ７（置き換えステップ）
Ｓ８ ステップＳ８（記憶ステップ）
Ｓ９ ステップＳ９（判断ステップ）

Claims (4)

1. 超音波の送信および受信を行う複数の送受波部が配列されたプローブを用いて検査対象の検査を行う超音波探傷方法であって、
   前記複数の送受波部のそれぞれから超音波を送信するタイミングを規定する遅延時間パターンを用いて、前記検査対象の表面に配置された一の送受波部の群から前記検査対象の底面に向けて第１の超音波を送信し、前記底面により反射された前記超音波のエコーを前記表面に配置された他の送受波部の群により受信する第１受信ステップと、
   前記遅延時間パターンとは、前記複数の送受波部のそれぞれから超音波を送信するタイミングが異なる第１の変更遅延時間パターンを設定するパターン設定ステップと、
   前記第１の変更遅延時間パターンを用いて、前記一の送受波部の群から前記底面に向けて第１の変更超音波を送信し、前記底面により反射された前記第１の変更超音波のエコーを、前記他の送受波部の群により受信する第２受信ステップと、
   前記超音波のエコーにおける波形高さ、および、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さのうち、高い方の波形高さが所定の閾高さよりも低い場合には、前記パターン設定ステップに戻る判断ステップと、
   を有することを特徴とする超音波探傷方法。
2. 前記パターン設定ステップにおいて、前記第１の変更遅延時間パターンは、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さが高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の超音波探傷方法。
3. 前記第２受信ステップの後に、
   前記超音波のエコーにおける波形高さと、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さとを比較して、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さが高い場合には、前記第１の変更超音波のエコーにおける波形高さを前記超音波のエコーにおける波形高さに置き換える置き換えステップと、
   前記第１の変更遅延時間パターンを記憶する記憶ステップと、
   を有することを特徴とする請求項１記載の超音波探傷方法。
4. 超音波の送信および受信を行う複数の送受波部が配列されたプローブと、
   請求項１から請求項３に記載の超音波探傷方法を行う制御部と、
   が設けられていることを特徴とする超音波探傷装置。

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