JP2010139415A - 非接触超音波探傷検査方法及び非接触超音波探傷検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触超音波探傷検査方法と同等ないしそれ以上に傷の検出精度及び検出能力を向上させ得る非接触超音波探傷検査方法及び非接触超音波探傷検査装置を提供する。
【解決手段】被検査体Ｗを挟んで送信側探触子３及び受信側探触子４を被検査体Ｗの両側に所定の距離をおいて各々配置し、送信側探触子３から超音波を被検査体Ｗに向けて送信すると共に、被検査体Ｗを透過した超音波を受信側探触子５で受信させて、透過した超音波の振幅値により被検査体Ｗ内部の傷の有無を判別するに際して、送信側探触子３と被検査体Ｗとの間の空間を耐圧壁１０で覆うと共に、受信側探触子５と被検査体Ｗとの間の空間を耐圧壁１１で覆い、これらの耐圧壁１０，１１で覆われた送信側空間及び受信側空間に存在する空気をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成して、送信側探触子３から超音波を被検査体Ｗに向けて送信させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検査体、例えば、航空機やロケットの構造部材であるＣＦＲＰなどの複合材の内部に傷が存在しているか否かを判別するのに用いられる非接触超音波探傷検査方法及び非接触超音波探傷検査装置に関するものである。

従来において、例えば、上記したＣＦＲＰなどの複合材の内部における傷の有無を確認する場合には、接触媒質である水に浸した複合材に探触子を接触させて超音波をあてる水浸式超音波探傷検査方法や、接触媒質であるグリセリンを局部的に塗布した複合材に探触子を接触させて超音波をあてる局部水浸式超音波探傷検査方法などの接触超音波探傷検査方法が広く用いられている。

このような水やグリセリンを接触媒質とする接触超音波探傷検査方法では、水槽などの付帯設備を必要とすると共に、乾燥工程を設ける必要があり、加えて、接着直後などのように検査を行えない時間帯が生じる、すなわち、時間的な制約を受けるといったデメリットがあることから、近年では、これらのデメリットをなくすべく、空気を接触媒質とする非接触超音波探傷検査方法が考えられている。

この非接触超音波探傷検査方法では、被検査体を挟んで送信側探触子及び受信側探触子を被検査体の両側に所定の距離をおいてそれぞれ配置して、送信側探触子から空気を介して超音波を被検査体に入射させ、これにより被検査体を透過した超音波を空気を介して受信側探触子で受けさせて、この透過した超音波の振幅値により被検査体内部の傷の有無を判別するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１２８９６５号公報

ところが、上記した従来の非接触超音波探傷検査方法では、超音波が伝播し難い空気を接触媒質としているので、水やグリセリンを接触媒質とする接触超音波探傷検査方法と比べて、ＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）が低い分だけ傷の検出精度が高くなく、加えて、高周波成分の減衰も大きいことから、被検査体の内部の微細な傷の検出が困難であるという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、超音波の伝播特性を向上させることで、高いＳＮ比を得ることができると共に、高周波成分の減衰を少なく抑えることが可能であり、その結果、水やグリセリンを接触媒質とする接触超音波探傷検査方法の欠点を払拭したうえで、この接触超音波探傷検査方法と同等ないしそれ以上に傷の検出精度及び検出能力を向上させることができる非接触超音波探傷検査方法及び非接触超音波探傷検査装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明の請求項１に係る非接触超音波探傷検査方法は、被検査体を挟んで送信側探触子及び受信側探触子を該被検査体の両側に所定の距離をおいてそれぞれ配置し、前記送信側探触子から超音波を被検査体に向けて送信すると共に、この被検査体を透過した超音波を前記受信側探触子で受信させて、この透過した超音波の振幅値により前記被検査体内部の傷の有無を判別するに際して、少なくとも前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間を高密度雰囲気にして、前記送信側探触子から超音波を被検査体に向けて送信させる構成としたことを特徴としており、この非接触超音波探傷検査方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。

ここで、超音波の伝播において、接触媒質１と接触媒質２との界面での伝達エネルギ効率Ｅ_１２は、媒質密度ρ及び音速ｖとの積で表される接触媒質１の音響インピーダンスをＺ_１、接触媒質２の音響インピーダンスをＺ_２とすると、式（１）で表される。
Ｅ_１２＝（２Ｚ_２／（Ｚ_１＋Ｚ_２））^２・（Ｚ_１／Ｚ_２）
４Ｚ_１Ｚ_２／（Ｚ_１＋Ｚ_２）^２ 式（１）
本発明に係る非接触超音波探傷検査方法のように、送信側探触子からの超音波を空間を介して被検査体にあて、この被検査体を透過する送信側探触子からの超音波を空間を介して受信側探触子で受ける場合において、上記空間に存在する気体を空気とすると共に探触子を構成する振動子をセラミックス製とし、被検査体を鋼とすると、空気の音響インピーダンスＺ_air、振動子（セラミックス）の音響インピーダンスＺ_ceramics及び鋼の音響インピーダンスＺ_steelは、それぞれ式（２）〜（４）で表される。
Ｚ_air＝１．３（ｋｇ・ｍ^−３）×３４０（ｍ・ｓ^−１）
＝４．４２×１０^２（ｋｇ・ｍ^−２．ｓ^−１） 式（２）
Ｚ_ceramics＝７４００（ｋｇ・ｍ^−３）×４０００（ｍ・ｓ^−１）
＝２．９６×１０^７（ｋｇ・ｍ^−２．ｓ^−１） 式（３）
Ｚ_steel＝７８００（ｋｇ・ｍ^−３）×５９２０（ｍ・ｓ^−１）
＝４．６２×１０^７（ｋｇ・ｍ^−２．ｓ^−１） 式（４）
振動子と空気との界面での伝達エネルギ効率は、
式（１）においてＺ_１＝Ｚ_air，Ｚ_２＝Ｚ_ceramicsとすれば、
５．９７×１０^−５になるので、振動子→空気→振動子の伝達は、式（５）で表され、
（５．９７×１０^−５）^２＝３．５７×１０^−９ 式（５）
同じく空気と鋼との界面での伝達エネルギ効率は、
式（１）においてＺ_１＝Ｚ_air，Ｚ_２＝Ｚ_steelとすれば、
３．８３×１０^−５になるので、振動子→空気→鋼→空気→振動子の伝達は、式（６）で表される。
（５．９７×１０^−５）^２×（３．８３×１０^−５）^２＝５．２３×１０^−１８
式（６）
そこで、例えば、空気を５気圧に加圧すると、音速がほぼ不変なので密度が５倍になることから、振動子と空気との界面での伝達エネルギ効率は、２．９９×１０^−４となり、空気と鋼との界面での伝達エネルギ効率は１．９１×１０^−４となって、
振動子→空気→振動子の伝達は、式（７）で表される。
（２．９９×１０^−４）^２＝８．９２×１０^−８ 式（７）
つまり、式（５），式（７）を比較して判るように、空間に存在する空気を５気圧に加圧すると、大気圧中に比べて、約２５倍のエネルギが伝達されることとなり、この際、音圧はエネルギ倍数の平方根、すなわち、（２５）^１／２＝５（倍）＝１４ｄＢになる。

そして、振動子→空気→鋼→空気→振動子の伝達は、式（８）で表され、
（２．９９×１０^−４）^２×（１．９１×１０^−４）^２＝３．２７×１０^−１５
式（８）
式（６），式（８）を比較して判るように、空間に存在する空気を５気圧に加圧すると、大気圧中に比べて、約６２５倍のエネルギが伝達されることとなり、この際も、音圧はエネルギ倍数の平方根なので、（６２５）^１／２＝２５（倍）＝２７ｄＢになる。

被検査体がＦＲＰである場合には、ＦＲＰの音響インピーダンスＺ_FRPは、式（９）で表される。
Ｚ_FRP＝１５１０（ｋｇ・ｍ^−３）×２９００（ｍ・ｓ^−１）
＝４．３８×１０^６（ｋｇ・ｍ^−２．ｓ^−１） 式（９）
空気とＦＲＰとの界面での伝達エネルギ効率は、
式（１）においてＺ_１＝Ｚ_air，Ｚ_２＝Ｚ_FRPとすれば、
４．０４×１０^−４になるので、
振動子→空気→ＦＲＰ→空気→振動子の伝達は、式（１０）で表され、
（５．９７×１０^−５）^２×（４．０４×１０^−４）^２＝５．８１×１０^−１６
式（１０）
上記と同じく、空気を５気圧に加圧すると、密度が５倍になることから、空気とＦＲＰとの界面での伝達エネルギ効率は、２．０２×１０^−３となり、
振動子→空気→ＦＲＰ→空気→振動子の伝達は、式（１１）で表される。
（２．９９×１０^−４）^２×（２．０２×１０^−３）^２＝３．６３×１０^−１３
式（１１）
この場合も、式（１０），式（１１）を比較して判るように、空間に存在する空気を５気圧に加圧すると、大気圧中に比べて、約６２５倍のエネルギが伝達され、音圧はエネルギ倍数の平方根なので、（６２５）^１／２＝２５（倍）＝２７ｄＢになる。

接触媒質１を気体とした場合には、音響インピーダンスＺ_１はＺ_２に比べて十分に小さいので、式（１）は式（１２）として表され、
Ｅ_１２＝４Ｚ_１Ｚ_２／（Ｚ_１＋Ｚ_２）^２ ＝ ４Ｚ_１／Ｚ_２
式（１２）
空間に存在する気体、例えば、空気を５気圧に加圧すると、伝達エネルギ効率は５倍となって、超音波の伝播特性が高まることとなり、境界面が二つのときは伝達エネルギ効率が５^２＝２５倍となり、境界面が四つのときは、５^４＝６２５倍となる。

このように、送信側探触子と被検査体との間の空間及び受信側探触子と被検査体との間の空間に存在する接触媒質である気体に圧力を加えることで、高密度雰囲気が簡単に形成できることから、本発明に係る非接触超音波探傷検査方法において、高密度雰囲気を形成する手段として、空間に存在する接触媒質である気体に圧力を加える手段を採用することが望ましい。

そこで、本発明の請求項２に係る非接触超音波探傷検査方法では、少なくとも前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間に存在する気体及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間に存在する気体をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成する構成としている。
この際、本発明の請求項３に係る非接触超音波探傷検査方法のように、前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間を耐圧壁で覆うと共に、前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間を耐圧壁で覆い、これらの耐圧壁で覆われた送信側空間及び受信側空間に存在する気体をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成する構成や、本発明の請求項４に係る非接触超音波探傷検査方法のように、前記送信側探触子，受信側探触子及び被検査体をチャンバ内に配置し、前記チャンバの内部に存在する気体を加圧して前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間に高密度雰囲気を形成する構成を採用することができるほか、本発明の請求項５に係る非接触超音波探傷検査方法のように、前記気体としてアルゴンガスや炭酸ガスなどの高密度の気体を用いる構成とすることができる。

なお、本発明に係る非接触超音波探傷検査方法において、送信側探触子と被検査体との間の空間及び受信側探触子と被検査体との間の空間を高密度雰囲気にする手段としては、送信側空間及び受信側空間に存在する気体を加圧するほかに、接触媒質にアルゴンガスや炭酸ガスなどの密度の高い気体を使用したり、雰囲気温度を下げたりする手段を採用することができる。

一方、本発明の請求項６に係る非接触超音波探傷検査装置は、本発明の請求項３に係る非接触超音波探傷検査方法を行うのに適した非接触超音波探傷検査装置であって、被検査体に所定の距離をおいて配置されて、前記被検査体に向けて超音波を発する送信側探触子と、前記被検査体を間にして前記信側探触子に対向し且つ前記被検査体に所定の距離をおいて配置されて、該被検査体を透過した超音波を受ける受信側探触子を備えた非接触超音波探傷検査装置において、前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間を覆う耐圧壁及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間を覆う耐圧壁を設けると共に、前記耐圧壁で覆われた送信側空間及び受信側空間に存在する気体をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成する加圧手段を設けた構成としている。

この際、本発明の請求項７に係る非接触超音波探傷検査装置のように、前記気体としてアルゴンガスや炭酸ガスなどの高密度の気体を用いる構成とすることができる。
ここで、送信側空間及び受信側空間に存在する気体の加圧にあたっては、使用する加圧手段の加圧能力によって圧力の上限が定まるが、１０ｄＢ（３倍）以上のＳＮ比を得るために、少なくとも２気圧以上に加圧することが望ましく、また、傷の検出能力を高めるべく１ＭＨｚの超音波を発した際に、その周波数近傍に有意なピークを周波数分析データ上で出現させるために、少なくとも３気圧以上に加圧することが望ましい。

本発明に係る非接触超音波探傷検査方法では、被検査体の一方の側に所定の距離をおいて配置した送信側探触子からこの被検査体に向けて超音波を発すると、この超音波は被検査体に入射してそして透過し、この被検査体を透過した超音波は、被検査体の他方の側に所定の距離をおいて配置した受信側探触子に到達する。
このとき、送信側探触子と被検査体との間の空間、及び、受信側探触子と被検査体との間の空間は、いずれも高密度雰囲気としてあるので、音響インピーダンス的に音が透過し易くなって、すなわち、超音波の伝播特性が高まって、ＳＮ比が向上することとなる。

また、送信側探触子と被検査体との間の空間、及び、受信側探触子と被検査体との間の空間に存在する気体の平均自由行程が狭くなるので、高周波成分が減衰せずに伝わるようになり、その結果、被検査体内部の微細な傷をも検出し得ることとなる。

本発明の請求項１に係る非接触超音波探傷検査方法では、上記した構成としているので、水やグリセリンを接触媒質とする接触超音波探傷検査方法の欠点を払拭したうえで、この接触超音波探傷検査方法と同等ないしそれ以上に傷の検出精度及び検出能力を向上させることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明の請求項２に係る非接触超音波探傷検査方法では、上記した構成としているので、傷の検出精度及び検出能力をより向上させることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

さらに、本発明の請求項４に係る非接触超音波探傷検査方法では、上記した構成としているので、本発明の請求項１に係る非接触超音波探傷検査方法と同じ効果が得られるのに加えて、既存の設備を用いて簡単に探傷検査を行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。
さらにまた、本発明の請求項３に係る非接触超音波探傷検査方法及び請求項６に係る非接触超音波探傷検査装置では、上記した構成としているので、本発明の請求項１に係る非接触超音波探傷検査方法と同じ効果が得られるのに加えて、簡単且つ確実に探傷検査を行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。

さらにまた、本発明の請求項５に係る非接触超音波探傷検査方法及び請求項７に係る非接触超音波探傷検査装置では、上記した構成としているので、傷の検出精度及び検出能力をより一層向上させることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

以下、本発明に係る非接触超音波探傷検査方法及び非接触超音波探傷検査装置を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る非接触超音波探傷検査装置の一実施形態を示しており、この実施形態では、被検査体がＣＦＲＰ製の平板である場合を例に挙げて説明する。
図１に示すように、この非接触超音波探傷検査装置１は、被検査体Ｗの表面（図示上面）に所定の距離をおいて配置されたセラミックス製の振動子２を有する送信側探触子３と、被検査体Ｗを間にして送信側探触子３と対向し且つこの被検査体Ｗの裏面（図示下面）に所定の距離をおいて配置されたセラミックス製の振動子４を有する受信側探触子５と、送信側探触子３に出力信号を送って振動子２を振動させて超音波を送信させると共に、受信側探触子５の振動子４から送られる被検査体Ｗを透過した超音波の信号を受ける超音波送受信器６と、受けた信号を増幅する信号増幅器７と、増幅された信号を表示する信号表示器８を備えており、この非接触超音波探傷検査装置１では、送信側探触子３から超音波を被検査体Ｗに入射させ、これにより被検査体Ｗを透過した超音波を受信側探触子５で受けさせて、この透過した超音波の振幅値により被検査体Ｗ内部の傷の有無を判別するようになっている。

この場合、この非接触超音波探傷検査装置１は、送信側探触子３と被検査体Ｗ表面との間の空間を覆う耐圧壁１０と、受信側探触子５と被検査体Ｗ裏面との間の空間を覆う耐圧壁１１と、圧力調整器１２を介して耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間内の空気（気体）をそれぞれ加圧する加圧手段としての加圧器１３を備えており、この加圧器１３を作動させて圧力調整器１２を介して上記送信側空間及び受信側空間内の気体を加圧することで、これらの空間内に高密度雰囲気を形成するようにしている。

上記した非接触超音波探傷検査装置１によって非接触超音波探傷検査を行うに際しては、まず、加圧器１３を作動させて耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間内の空気を加圧し、圧力調整器１２により圧力を調整して、送信側空間及び受信側空間内に高密度雰囲気を形成する。
次いで、送信側空間及び受信側空間内を高密度雰囲気に保ったまま、被検査体Ｗの表面に所定の距離をおいて配置した送信側探触子３に対して、超音波送受信器６から出力信号を送って振動子２を振動させて超音波を送信させると、この超音波は被検査体Ｗに入射してそして透過し、この被検査体Ｗを透過した超音波は、被検査体Ｗの裏面に所定の距離をおいて配置した受信側探触子５の振動子４に到達する。

そして、超音波送受信器６が受信側探触子５の振動子４から送られる被検査体Ｗを透過した超音波の信号を受けると、この受けた信号が信号増幅器７で増幅されて信号表示器８で表示される。
このとき、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間はいずれも高密度雰囲気としてあるので、送信側探触子３から発せられた超音波が音響インピーダンス的に透過し易くなって、すなわち、超音波の伝播特性が高まって、信号表示器８で表示される信号のＳＮ比が向上することとなる。

また、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間がいずれも高密度雰囲気になっているので、これらの空間に存在する空気の平均自由行程が狭くなって、高周波成分が減衰せずに伝わるようになり、その結果、被検査体Ｗの内部の微細な傷をも検出し得ることとなる。
したがって、水やグリセリンを接触媒質とする接触超音波探傷検査方法と同等ないしそれ以上の傷の検出精度及び検出能力が得られることとなる。

そこで、この実施形態における非接触超音波探傷検査装置１の精度を評価するために、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間の両空間内をそれぞれ５気圧の高密度雰囲気に保ちつつ、超音波として０．３３ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図２及び図３の結果を得た。この際、比較のため、従来の非接触超音波探傷検査方法の要領で、大気圧雰囲気中で超音波として０．３３ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図９及び図１０の結果を得た。

この実施形態における非接触超音波探傷検査装置１では、図２の信号波形から判るように、５０μｓｅｃまでのイニシャル波が少なく、２００μｓｅｃ近辺において被検査体Ｗを透過する超音波の波形が鮮明に表れているうえ、図３の周波数スペクトルから判るように、周波数０．３３ＭＨｚ付近においてノイズの少ないピークが表れているのに対して、従来の非接触超音波探傷検査方法では、図９の信号波形から判るように、５０μｓｅｃまでのイニシャル波が非常に多いうえ、全体的にノイズが多く表れていて、２００μｓｅｃ近辺における被検査体Ｗを透過する超音波の波形と区別がつきづらく、加えて、図１０の周波数スペクトルから判るように、周波数０．３３ＭＨｚ付近においてピークが表れているものの、その前後にノイズも多く表れている。

これらの結果から、この実施形態における非接触超音波探傷検査装置１による探傷検査では、従来の非接触超音波探傷検査方法と比べて、超音波の伝播特性が高まってＳＮ比が向上すること、すなわち、傷の検出精度が向上することが実証できた。
なお、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間の両空間内をそれぞれ２気圧の高密度雰囲気に保ちつつ、超音波として０．３３ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図４の結果が得られ、この結果から、送信側空間及び受信側空間の両空間内の圧力を少なくとも２気圧程度に上げれば、被検査体Ｗを透過する超音波の波形が鮮明に表れて、傷の検出精度が向上することが実証できた。

また、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間の両空間内をそれぞれ３気圧の高密度雰囲気に保ちつつ、超音波として１ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図５の結果が得られ、比較のため、大気圧雰囲気中で超音波として１ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図１１の結果が得られ、これらの結果から、１ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてた場合も、０．３３ＭＨｚのバースト波３波の場合と同様に、気圧の増加に伴って被検査体Ｗを透過する超音波の波形がより鮮明に表れることが実証できた。

次に、この実施形態における非接触超音波探傷検査装置１の性能を評価するために、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間の両空間内の圧力を大気圧雰囲気から５気圧まで１気圧ずつ上昇させる毎に、超音波として０．３３ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図６及び図７の結果を得た。
この実施形態における非接触超音波探傷検査装置１では、図６に示すように、加圧する毎に音圧（エコー高さ）が上昇し、送信側空間及び受信側空間の両空間内をそれぞれ５気圧の高密度雰囲気にしたときには、大気圧雰囲気での超音波の送信時、すなわち、従来の非接触超音波探傷検査方法による超音波の送信時と比べて、音圧が約２５ｄＢにまで上昇することが判る。

また、図７の縦軸の出力を対数で表した周波数スペクトルに示すように、送信側空間及び受信側空間の両空間内の加圧による音圧の上昇に伴って、０．６ＭＨｚや０．８ＭＨｚ付近においてもピークが表れていることが判る、すなわち、高周波数成分が減衰せずに強く表れていることが判る（２気圧時及び４気圧時における波形省略）。
次いで、耐圧壁１０，１１で囲まれた送信側空間及び受信側空間の両空間内の圧力を大気圧雰囲気から５気圧まで１気圧ずつ上昇させる毎に、超音波として１ＭＨｚのバースト波３波を被検査体Ｗにあてたところ、図８の結果を得た。

この図８の縦軸の出力を対数で表した周波数スペクトルから、超音波として１ＭＨｚのバースト波３波を用いた場合には、超音波として０．３３ＭＨｚのバースト波３波を用いた場合と比べて、３気圧程度の圧力において、０．９ＭＨｚ付近に顕著なピークが見られることが判る、すなわち、より高周波数の成分が減衰せずに強く表れることが判る（２気圧時及び４気圧時における波形省略）。

これらの結果から、この実施形態における非接触超音波探傷検査装置１による探傷検査では、送信側空間及び受信側空間の両空間内をそれぞれ加圧して高密度雰囲気にすることで、超音波の伝播特性を高め得ることが実証でき、加えて、高周波数成分が増大すること、すなわち、傷の検出性能が向上することが実証できた。
この実施形態に係る非接触超音波探傷検査装置１では、送信側探触子３と被検査体Ｗとの間の送信側空間及び受信側探触子５と被検査体Ｗとの間の受信側空間の両空間内をそれぞれ高密度雰囲気にするにあたって、送信側空間及び受信側空間を耐圧壁１０，１１でそれぞれ覆い、これらの耐圧壁１０，１１で覆われた送信側空間及び受信側空間に存在する空気をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成するようにしているが、他の構成として、例えば、既存のチャンバ内に送信側探触子３，受信側探触子４及び被検査体Ｗを配置し、チャンバの内部に存在する空気を加圧して、送信側探触子３と被検査体Ｗとの間の空間及び受信側探触子５と被検査体Ｗとの間の空間に高密度雰囲気を形成する構成を採用することができる。

また、この実施形態に係る非接触超音波探傷検査装置１では、加圧する気体が空気である場合を示したが、空気に代えてアルゴンガスや炭酸ガスなどの密度の高い気体を使用してもよい。
さらに、この実施形態に係る非接触超音波探傷検査装置１では、送信側探触子３と被検査体Ｗとの間の空間及び受信側探触子５と被検査体Ｗとの間の空間を高密度雰囲気にするにあたって、送信側空間及び受信側空間に存在する気体を加圧するようにしているが、これに限定されるものではなく、送信側空間及び受信側空間に存在する接触媒質としてアルゴンガスや炭酸ガスなどの密度の高い気体を採用したり、送信側空間及び受信側空間の雰囲気温度を全体的に下げたりする手法を採用することができる。

なお、上記した実施形態では、被検査体がＣＦＲＰ製の平板である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、被検査体が鋼板である場合にも、本発明に係る非接触超音波探傷検査装置を適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る非接触超音波探傷検査装置を簡略的に示す構成説明図である。 図１における非接触超音波探傷検査装置から超音波を発した際の信号波形を示すグラフである。 図１における非接触超音波探傷検査装置から発した超音波の周波数スペクトルを示すグラフである。 図１における非接触超音波探傷検査装置から圧力条件を変えて超音波を発した際の信号波形を示すグラフである。 図１における非接触超音波探傷検査装置からより高周波数の超音波を発した際の信号波形を示すグラフである。 図１の非接触超音波探傷検査装置において送信側空間及び受信側空間の圧力を変化させる際のエコー高さの変化を示すグラフである。 図１の非接触超音波探傷検査装置において送信側空間及び受信側空間の圧力を変化させる際の縦軸の出力を対数で表した超音波の周波数スペクトルを示すグラフである。 図１の非接触超音波探傷検査装置において送信側空間及び受信側空間の圧力を変化させる際の縦軸の出力を対数で表したより高周波数の超音波の周波数スペクトルを示すグラフである。 従来における非接触超音波探傷検査装置から超音波を発した際の信号波形を示すグラフである。 従来における非接触超音波探傷検査装置から発した超音波の周波数スペクトルを示すグラフである。 従来における非接触超音波探傷検査装置からより高周波数の超音波を発した際の信号波形を示すグラフである。

符号の説明

１ 非接触超音波探傷検査装置
３ 送信側探触子
５ 受信側探触子
１０，１１ 耐圧壁
１３ 加圧器（加圧手段）
Ｗ 被検査体

Claims (7)

1. 被検査体を挟んで送信側探触子及び受信側探触子を該被検査体の両側に所定の距離をおいてそれぞれ配置し、前記送信側探触子から超音波を被検査体に向けて送信すると共に、この被検査体を透過した超音波を前記受信側探触子で受信させて、この透過した超音波の振幅値により前記被検査体内部の傷の有無を判別するに際して、
   少なくとも前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間を高密度雰囲気にして、前記送信側探触子から超音波を被検査体に向けて送信させる
   ことを特徴とする非接触超音波探傷検査方法。
2. 少なくとも前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間に存在する気体及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間に存在する気体をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成する請求項１に記載の非接触超音波探傷検査方法。
3. 前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間を耐圧壁で覆うと共に、前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間を耐圧壁で覆い、これらの耐圧壁で覆われた送信側空間及び受信側空間に存在する気体をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成する請求項２に記載の非接触超音波探傷検査方法。
4. 前記送信側探触子，受信側探触子及び被検査体をチャンバ内に配置し、前記チャンバの内部に存在する気体を加圧して前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間に高密度雰囲気を形成する請求項２に記載の非接触超音波探傷検査方法。
5. 前記気体として高密度の気体を用いる請求項２〜４のいずれか一つの項に記載の非接触超音波探傷検査方法。
6. 被検査体に所定の距離をおいて配置されて、前記被検査体に向けて超音波を発する送信側探触子と、
   前記被検査体を間にして前記信側探触子に対向し且つ前記被検査体に所定の距離をおいて配置されて、該被検査体を透過した超音波を受ける受信側探触子を備えた非接触超音波探傷検査装置において、
   前記送信側探触子と前記被検査体との間の空間を覆う耐圧壁及び前記受信側探触子と前記被検査体との間の空間を覆う耐圧壁を設けると共に、前記耐圧壁で覆われた送信側空間及び受信側空間に存在する気体をそれぞれ加圧して高密度雰囲気を形成する加圧手段を設けた
   ことを特徴とする非接触超音波探傷検査装置。
7. 前記気体として高密度の気体を用いる請求項６に記載の非接触超音波探傷検査装置。

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