JP2017203786A - 検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】超音波探触子を配管上から離したとしても、上記配管上に上記超音波探触子を戻せば、上記配管上の正確な位置データを取得して、上記位置データを上記超音波探触子による検出結果から得られる上記配管の探傷結果に関連付ける。【解決手段】配管の表面に貼り付けられ、配管上に配列されると共に配管上の位置を示す２次元模様が描かれているシート材（１）と、超音波探触子（２）に取り付けられ、２次元模様を読み取るリーダー（３）と、リーダー（３）によって読み取られた２次元模様に基づいて配管上の位置データを取得する演算処理装置（５）と、を備える検査システムであって、前記検査システムは、上記位置データと、超音波探触子（２）による検出結果から得られる探傷結果とを関連付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、検査システムに関する。
本願は、２０１３年１１月１５日に日本国に出願された特願２０１３−２３７２７４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

特許文献１には、被検体上の位置データを正確に取得することができる超音波探触子が開示されている。この超音波探触子は、上記被検体に対して超音波を送受信する振動子と、上記被検体の対向面のパターンを一定周期で読取る光学センサを有し、上記光学センサで任意の周期で読取られたパターンの１つ前の周期で読取られた同一パターンからの移動量に基づいて上記被検体上における自己の現在の位置を検出する光学位置検出器と、上記振動子及び上記光学位置検出器を収納する容器とを備える。

日本国特開２００１−３４９８７８号公報

上記従来技術では、光学センサが設けられた超音波探触子によって配管等の被検体上を走査させて連続的に位置データを取得している間は問題ないが、一旦超音波探触子を上記被検体から離してしまうと、上記被検体上の基準座標（原点）からの総移動距離が分からなくなり、上記超音波探触子を上記被検体上に戻しても、上記被検体上の正確な位置データを取得できない場合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、超音波探触子を配管上から離したとしても、上記配管上に上記超音波探触子を戻せば、上記配管上の正確な位置データを取得して、上記位置データを上記超音波探触子による検出結果から得られる上記配管の探傷結果に関連付けることを目的とする。

本発明の第１の態様は、配管上を移動自在であり、配管に超音波を照射して、反射波を検出する超音波探触子と、超音波探触子による検出結果に基づいて演算処理を実行し、上記配管の探傷結果を取得する演算処理装置とを有する検査システムであって、上記配管の表面に貼り付けられ、上記配管上に配列されると共に配管上の位置を示す２次元模様が描かれているシート材と、上記超音波探触子に取り付けられ、上記２次元模様を読み取るリーダーとを備え、上記演算処理装置は、上記リーダーによって読み取られた上記２次元模様に基づいて上記配管上の位置データを取得し、上記位置データと、超音波探触子による検出結果から得られる探傷結果とを関連付ける。

本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、上記超音波探触子に取り付けられ、上記配管上の上記超音波探触子の移動量を検出する移動量センサをさらに備え、上記演算処理装置は、上記移動量センサによって検出された上記超音波探触子の移動量に基づいて上記超音波探触子の移動方向における隣接する２個の２次元模様の間の上記配管上の位置データを取得し、上記位置データと、上記探傷結果とを関連付ける。

本発明の第３の態様は、上記第１の態様において、上記シート材は、上記配管の周方向に配列される上記２次元模様が描かれ、上記超音波探触子に取り付けられ、上記配管の軸方向の上記超音波探触子の移動量を検出する移動量センサをさらに備え、上記演算処理装置は、上記リーダーによって読み取られた上記２次元模様に基づいて上記配管上の周方向の位置データを取得すると共に、上記移動量センサによって検出された上記超音波探触子の移動量に基づいて上記配管上の軸方向の位置データを取得し、上記配管上の周方向及び軸方向の位置データと、上記探傷結果とを関連付ける。

本発明の第４の態様は、上記第１〜３のいずれか１つの態様において、前記シート材は、半透明フィルムからなる。

本発明の第５の態様は、上記第１〜４のいずれか１つの態様において、前記２次元模様は、ＱＲコード（登録商標）である。
本発明の第６の態様は、被検体の位置データを示すデータが暗号化された複数のＱＲコードが整列して印刷されているシート材に対する探触子の位置データを把握する位置把握方法であって、上記探触子と一体に形成されている撮像部が撮像した上記シート材の撮像画像の中心から最も近い上記ＱＲコードの識別点を取得する工程と、取得した上記識別点を含む上記ＱＲコードに含まれる他の２個の識別点を取得する工程と、上記３個の上記識別点が１個のＱＲコードに含まれているか否かを確認する工程と、上記３個の上記識別点から上記ＱＲコードの位置データを取得する工程と、を備える位置把握方法である。
本発明の第７の態様は、上記第６の態様において、上記探触子の上記シート材に対する傾きを算出する工程をさらに備える位置把握方法である。
本発明の第８の態様は、被検体の位置データを示すデータが暗号化された複数のＱＲコードが整列して印刷されているシート材であって、上記シート材は、防水性、耐熱性、及び透過性を有し、上記被検体に密着可能である。
本発明の第９の態様は、上記第８の態様において、上記ＱＲコードが千鳥状に配置されている。

本発明によれば、配管の表面に貼り付けられ、上記配管上に配列されると共に上記配管上の位置を示す２次元模様が描かれているシート材と、超音波探触子に取り付けられ、上記２次元模様を読み取るリーダーとを備える検査システムが提供される。上記検査システムがさらに備える演算処理装置は、上記リーダーによって読み取られた上記２次元模様に基づいて上記配管上の位置データを取得し、上記位置データと、上記超音波探触子による検出結果から得られる探傷結果とを関連付ける。こうすることによって、上記超音波探触子を上記配管上から離したとしても、上記配管上における上記シート材の２次元模様上に上記超音波探触子を戻せば、上記配管上の正確な位置データを取得することができる。そのため、上記位置データを上記超音波探触子による検出結果から得られる上記配管の探傷結果に関連付けることができる。

本発明の第１実施形態に係る検査システムの機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態におけるシート材の表面を模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態におけるＱＲコードの位置データの読み取り原理の一例を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態に係る検査システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る検査システムの機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態におけるシート材の表面を模式的に示した図である。 本発明の第２実施形態に係る検査システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態におけるシート材の表面を模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る検査システムの機能ブロック図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る検査システムの機能ブロック図である。

〔第1実施形態〕
初めに第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る検査システムは、例えば、被検体である配管Ｐの検査に用いられ、配管Ｐの溶接線に発生する亀裂等を検出する。この検査システムは、図１に示すように、シート材１、超音波探触子２、リーダー３、超音波探傷器４及び演算処理装置５から構成されている。

シート材１は、図１に示すように、配管Ｐの表面に貼り付けられている。このシート材１には、図２に示すように、表面にＱＲコード１ａが配管Ｐ上の軸方向及び周方向に描かれている。ＱＲコード１ａには、配管Ｐ上の位置（座標）を示すデータが暗号化されており、例えば、配管Ｐの軸方向及び周方向に１０ｍｍ間隔で配置されている。また、シート材１は、配管Ｐの表面に直接ではなく、超音波を伝播させるグリセリンペースト（接触媒質）が配管Ｐの表面に塗布されて、貼り付けられている。このように、配管Ｐ上に塗布されたグリセリンペーストの上からシート材１を貼り付けることで、グリセリンペーストの粘着性によりシート材１を配管Ｐに吸着されることができ、さらに配管Ｐの表面に凹凸がある場合でも、シート材１を平らに貼り付けることができる。
ここで、接触媒質を介してシート材１を配管Ｐの表面に張り付ける代わりに、ゲル状のシート材１を配管Ｐの表面に直接貼り付けても良い。ゲル状のシート材１を用いることで、接触媒質を用いない場合、余分な接触媒質がシート材１の貼り付け箇所から漏れ出ることがない。同様の目的で、裏面に粘着性のある物質が塗布されたシール状のシートを用いても良い。
また、シート材１を張り付ける場所は、後述の超音波探触子２で配管Ｐの表面を走査するのとは異なる面に設けられていても良い。
また、シート材１の表面に設けられているＱＲコード１ａが、反射率の高い反射材を用いて描かれていても良い。
また、ＱＲコード１ａの印刷面にラミネートや透明インク（ニス）等でコーティングがされていても良い。
また、通常は白いシート材１に黒色でＱＲコード１ａが描かれているが、黒いシート材１に白色でＱＲコード１ａが描かれていても良い。
なお、シート材１は、防水性、耐熱性を有し、超音波を透過する性質を備える半透明フィルム（電飾用紙）を使用することができる。シート材１は、適度に透けていることが好ましい。これは、検査員がシート材１を配管Ｐ等の被検体に張り付ける際に、シート材１が気泡が混入することなく接触媒質により一様に濡れていることを確認し易くするためである。これは、シート材１の内側に気泡が混入すると、気泡は超音波を透過しないため、好ましい探傷結果が得られないからである。
半透明フィルムとしては、例えば、ポリエステル（ＰＥＴ）を基材とし、表層強度を上げた半透明フィルムを使用することができる。

超音波探触子２は、同軸ケーブルを介して超音波探傷器４に接続されており、配管Ｐ上を移動自在である。また、超音波探触子２は、先端から超音波を発生し、上記超音波の反射波を検出し、上記検出結果を検出信号として超音波探傷器４に出力する。例えば、この超音波探触子２は、検査員の手動によって配管Ｐの表面を走査させられ、配管Ｐの亀裂等を示す超音波の反射波を検出する。

リーダー３は、超音波探触子２に取り付けられ、配管Ｐ上に貼り付けられたシート材１表面のＱＲコード１ａを読み取る光学式リーダーであり、信号ケーブルを介して通信Ｉ／Ｆ部１３に接続され、読み取ったＱＲコード１ａの画像が含まれる画像信号を通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。例えば、リーダー３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を備える発光部と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像部とからなり、超音波探触子２の移動方向（走査方向）における後側に取り付けられている。なお、リーダー３は、同じ筐体によって、超音波探触子２と一体化されていてもよい。
本実施形態では撮像部が１個設けられている例を想定しているが、上記撮像部は複数設けられていても良い。例えば、超音波探触子２を挟むように、超音波探触子２の前後に合計２個の上記撮像部を設けても良い。
また、本実施形態では、リーダー３はＬＥＤ等の発光素子を備える発光部であるとしたが、レーザー発振器であっても良い。レーザー発振器を用いる場合、レーザー光により照射されたシート材１上のＱＲコード１ａが描かれている箇所とそうでない箇所とのコントラストを大きくすることができる。
上記撮像部は、白黒カメラに限定されず、カラーカメラでも良い。
また、上記撮像部に超音波探触子２を設けても良い。
また、超音波探触子２に、ボタンやホイールを設け、後述のパーソナルコンピュータの操作が可能なマウスの機能を持たせても良い。超音波探触子２に、マウスの機能を持たせることで、探傷の開始や終了、データの区切り等の操作を行う事ができる。

超音波探傷器４は、超音波探触子２に接続されると共に演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に接続され、超音波探触子２及びリーダー３に電力を供給し、また超音波探触子２から入力される検出信号をＡ/Ｄ変換して演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。
なお、図１における矢印の向きは、信号の進む方向を表示しており、上述の電力供給の向きとは関係がない。
また、超音波探触子２には超音波探傷器４から電力が供給され、リーダー３には通信Ｉ／Ｆ部１３から電力が供給されても良い。
なお、超音波探触子２及びリーダー３の接続は、有線接続に限らず、無線接続であっても良い。
また、超音波探触子２が複数設けられていても良い。
さらに、超音波探触子２は、フェーズドアレイ超音波探傷法を用いても良い。この場合、１個の超音波探触子２でも、より広範な領域の走査が可能となる。

演算処理装置５は、超音波探傷器４に接続された、例えば、デスクトップ型またはノート型のパーソナルコンピュータであり、図１に示すように、表示部１１、操作部１２、通信Ｉ／Ｆ部１３及び演算制御部１４を備える。

表示部１１は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイまたは液晶ディスプレイであり、演算制御部１４の制御の下、各種画面を表示する。
操作部１２は、マウス等のポインティングデバイス及びキーボードから構成され、ユーザから受け付けた操作指示を演算制御部１４に出力する。
通信Ｉ／Ｆ部１３は、演算制御部１４の制御の下、通信ケーブルを介して超音波探傷器４との間で各種信号の送受信を行う。
通信Ｉ／Ｆ部１３は、さらに、信号ケーブルを介して、リーダー３に接続され、リーダー３が読み取ったＱＲコード１ａの画像信号を受信する。通信Ｉ／Ｆ部１３は、受信した画像信号をＡ/Ｄ変換する。
なお、操作部１２のマウス等のポインティングデバイスが、超音波探触子２を兼用しても良い。

演算制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び電気的に相互接続された各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されている。この演算制御部１４は、上記ＲＯＭに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことにより演算処理装置５の全体動作を制御する。

詳細については後述するが、演算制御部１４は、ＲＯＭに検査プログラム１４ａを記憶し、検査プログラム１４ａに基づいて動作することで、リーダー３によって読み取られたＱＲコード１ａを解析して配管Ｐ上の位置データ（絶対座標）を取得し、取得した配管Ｐ上の位置データと、超音波探触子２による検出結果から得られる探傷結果とを関連付ける。

次に、このように構成された検査システムの動作について説明する。
超音波探触子２は、超音波探傷が可能な被検体に発生する亀裂等の欠陥や減肉を検出するために、検査員によって配管Ｐ上の検査部位を走査させられる。例えば、超音波探触子２は、配管Ｐ上の検査部位の始端から先端まで配管Ｐの軸方向に沿って検査員によって走査させられると、配管Ｐの検査部位の始端まで戻されると共に周方向にずらされた位置から再び配管Ｐ上を軸方向に走査される。そして、検査員は、超音波探触子２に対する上記操作を繰り返すことで、超音波探触子２によって配管Ｐ上の検査部位全体を走査する。

この際、超音波探触子２は、超音波探傷器４に検出信号を出力する。また、リーダー３は、読み取った画像データを通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。
超音波探傷器４は、超音波探触子２からの検出信号が入力されると、この信号にＡ/Ｄ変換等の処理を施して、演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。
通信Ｉ／Ｆ部１３は、超音波探傷器４から入力された超音波探触子２からの検出信号を演算制御部１４に出力する。通信Ｉ／Ｆ部１３は、さらに、リーダー３から画像信号が入力されると、この信号にＡ/Ｄ変換等の処理を施し、これを演算制御部１４に出力する。

演算処理装置５では、演算制御部１４に、超音波探傷器４及び通信Ｉ／Ｆ部１３を介して、超音波探触子２からの検出信号が入力され、さらに、通信Ｉ／Ｆ部１３を介して画像データが入力されると、演算制御部１４は、検査プログラム１４ａに従って、以下の特徴的な処理（図４参照）を実行する。

まず、演算処理装置５において、演算制御部１４には、超音波探触子２に取り付けられているリーダー３から通信Ｉ／Ｆ部１３を介して画像信号が入力され（ステップＳ１）、画像信号に含まれるＱＲコード１ａの画像に基づいて配管Ｐ上の位置データ（絶対座標）を取得する（ステップＳ２）。つまり、演算制御部１４は、検査プログラム１４ａに含まれるＱＲコード１ａを解析するための解析プログラムに基づいてＱＲコード１ａを解析することで、ＱＲコード１ａに含まれる暗号化された位置データを取得する。
ここで、ＱＲコード１ａを解析して位置データを取得する原理の一例を詳細に説明する。図３は、ＱＲコード１ａの座標の読み取り原理を説明するための模式図である。
図３は、リーダー３の撮像部の視野を表している。Ｔは上記視野の中心を表す。この場合、上記視野に含まれる４個のＱＲコード１ａを、便宜上、ＱＲコード１ａ１〜１ａ４と呼ぶ。
まず、演算制御部１４は、上記視野の中から中心Ｔに最も近いＱＲコード１ａの識別点を探す。ここで、識別点とは、図３のＰ１〜Ｐ３に示される点であり、ＱＲコード１ａの絶対座標や傾きを検出する際に用いられる。本実施形態の場合、１個のＱＲコード１ａに対して識別点Ｐ１〜Ｐ３が３か所に設けられている。本実施形態ではＱＲコード１ａは正方形であり、識別点Ｐ１〜Ｐ３は正方形の４角の内の３角に設けられている。なお、図３では、便宜上、ＱＲコード１ａ２のみに識別点Ｐ１〜Ｐ３が表示されているが、実際には全てのＱＲコード１ａに識別点Ｐ１〜Ｐ３が設けられている。
図３の場合、ＱＲコード１ａ２の識別点Ｐ１が上記視野の中心Ｔに最も近い識別点であるため、演算制御部１４は、識別点Ｐ１の絶対座標を取得する。
次に、演算制御部１４は、ＱＲコード１ａ２の絶対座標を以下のように取得する。
識別点Ｐ１の絶対座標を取得した後、演算制御部１４は、識別点Ｐ１を含むＱＲコード１ａ２に含まれている他の２個の識別点（識別点Ｐ２、Ｐ３）の絶対座標を取得する。ここで、例えば異物に隠されている等の原因で、ＱＲコード１ａ２の３個の識別点の全ての絶対座標を取得できない場合、演算制御部１４は中心Ｔから２番目に近いＱＲコード１ａ１の識別点の絶対座標を取得する。
ｘｙ座標を用いた識別点Ｐ１の絶対座標が（ａ、ｂ）、識別点Ｐ２の絶対座標が（ｃ、ｄ）、識別点Ｐ３の絶対座標が（ｅ、ｆ）である場合、これら３個の絶対座標から、ＱＲコード１ａの中心の絶対座標を算出し、これをＱＲコード１ａ２の絶対座標として取得する。
次に、図３の点線で示す、上記視野に対して傾きのない場合のＱＲコードを用いて、超音波探触子２のＱＲコード１ａ２に対する傾きθを算出する。この際、識別点Ｐ１〜Ｐ３の内の２個の座標が取得できれば、上記２個の座標を結ぶ線分を長辺とする直角三角形を用いて傾きθを算出できる。
例えば、識別点Ｐ１と識別点Ｐ２の絶対座標を用いる場合、識別点Ｐ１、識別点Ｐ２を長辺とする直角三角形を用いれば、上記直角三角形の他の２辺の長さが（ｃ−ａ）、（ｄ−ｂ）と表せるので、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ−ｂ／ｃ−ａ）として算出できる。
このように超音波探触子２のＱＲコード１ａ２に対する傾きθが算出できると、シート材１に対する超音波探触子２及びリーダー３のなす角を把握することができる。そのため、位置データと超音波探触子２の傾きにより、超音波ビームの伝搬位置を、表示部１１に表示することができる。
ここで、２個の識別点からＱＲコード１ａの傾きを算出することができるが、さらに３個めの識別点の座標を取得することで、ＱＲコード１ａの位置（中心の絶対座標）を確定することができるため、ＱＲコード１ａの識別点を３個取得する。
また、１個のＱＲコード１ａを認識するに当たり、識別点Ｐ１〜Ｐ３を取得することに加え、１個のＱＲコード１ａがシート材１の色（例えば白色）で囲まれていることを演算制御部１４は確認している。こうすることによって、ＱＲコード１ａの誤認識を防止することができる。
なお、上述の例では、ＱＲコード１ａ２のみを用いて傾きを算出したが、ＱＲコード１ａ２とＱＲコード１ａ１の２個のＱＲコード１ａを用いて角度θを算出すると、より正確な傾きθを算出することができる。
従って、上述のように算出して取得したＱＲコード１ａの絶対座標と、ＱＲコード１ａの傾きθと、予め設定されたリーダー３の撮像部から超音波探触子２までの距離とから、超音波探触子２の絶対座標を算出することができる。

続いて、演算制御部１４は、超音波探触子２から超音波探傷器４及び通信Ｉ／Ｆ部１３を介して検出信号が入力されると、上記検出信号に基づいて演算処理を実行し、配管Ｐの探傷結果を取得し、上記位置データと、上記探傷結果とを関連付けて保存し（ステップＳ３）、上記位置データ及び探傷結果に基づく探傷分布データを作成する（ステップＳ４）。即ち、ステップＳ３では、超音波探触子２が検出結果を取得するのと同時に超音波探触子２が上記検出結果を取得した位置のＱＲコード１ａの絶対座標を演算制御部１４が取得する。演算制御部１４が取得したＱＲコード１ａの絶対座標から演算制御部１４は上記検出結果を取得した位置の超音波探触子２の絶対座標を算出する。演算制御部１４は、さらに、超音波探触子２が取得した検出結果と演算制御部１４が上記検出結果を取得した位置の超音波探触子２の絶対座標との組み合わせを保存する。
そして、演算制御部１４は、操作部１２が検査員によって操作されて、停止ボタンが押下されると、上述した処理を停止する。上述した探傷分布データは、表示部１１に表示された場合、探傷結果を示す各色（例えば、赤色、青色、黄色等）が配管Ｐ上の位置毎にマッピングされた画像として表示される。
上述のように、演算制御部１４は、超音波探触子２による検出結果を配管Ｐ上の位置データに関連付けて記憶する。この際、経過時間と共に記憶する設定にすれば、超音波探触子２の軌跡を表示することができる。
また、マッピングされた画像の表示形式として、超音波探触子２の位置だけでなく、超音波探触子２の傾き、及び被検体（例えば配管Ｐ）の形状を考慮したボリュームレンダリング処理を行うことができる。
また、超音波探触子２を被検体の欠陥や減肉の周りを周回させるなど自在な超音波探触子２の操作を記録することができる。従来の機械式スキャナを使用した探傷では、超音波探触子２の動きは直線方向、円周方向など一定の動きであり、超音波ビームの向きも一定であった。しかしながら、本実施形態に係る検査システムによれば、検査員が手動で超音波探触子２を自在に動かしたとしても、超音波の反射波の検出結果を取得した地点の絶対座標を自動的に取得できる。そのため、超音波探触子２の走査方向に制約がなくなり、検査システムの利便性を大幅に向上させることができる。
また、ノズルなどの複雑な形状の箇所における探傷において、超音波探触子２の位置や角度を検査員にリアルタイムに知らせることができるため、より多くの情報を検査員に与えることができる。そのため、検査員は配管Ｐを見ずとも超音波探触子２の位置や角度がリアルタイムに表示される表示部１１のみを見れば足りる。従って、本実施形態の超音波探触子２は、検査員をナビゲートすることができると言える。さらに、超音波探触子２の位置データと傾きから、超音波ビームの伝搬位置を３Ｄ等で表示して、検査員が形状エコーとキズエコーとを区別する支援を行うことができる。

このような本実施形態によれば、演算処理装置５が、リーダー３によって読み取られたＱＲコード１ａに基づいて配管Ｐ上の位置データを取得し、上記位置データと、超音波探触子２による検出結果から得られる探傷結果とを関連付ける。そのため、超音波探触子２を配管Ｐ上から離したとしても、配管Ｐ上におけるシート材１のＱＲコード１ａ上に超音波探触子２を戻せば、配管Ｐ上の正確な位置データを取得して、上記位置データを超音波探触子２による検出結果から得られる配管Ｐの探傷結果に関連付けることができる。
つまり、上記実施形態では、図１に示すように、超音波探傷器４を介して超音波探触子２の検出結果が演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に入力され、リーダー３からの画像信号は演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に直接入力される。通信Ｉ／Ｆ部１３は、これら超音波探触子２の検出結果と、リーダー３の画像信号を演算制御部１４に出力し、演算制御部１４が、上記のような処理を行うことで、超音波探触子２が取得した検出結果と演算制御部１４が取得した超音波探触子２の絶対座標の組み合わせを保存する。このようなシステムは、探傷機能と位置情報演算機能が一体となったシステムである。
ここで、図９に示すように、超音波探触子２の検出結果が超音波探傷器４に入力される一方、リーダー３からの画像信号が演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に直接入力され、通信Ｉ／Ｆ部１３でＡ/Ｄ変換等の処理を施された画像信号は、演算制御部１４に出力され、演算制御部１４において上記画像信号から超音波探触子２の絶対座標が取得され、上記絶対座標が通信Ｉ／Ｆ部１３から超音波探傷器４に出力されても良い。この場合、超音波探傷器４において、超音波探触子２が取得した検出結果と演算制御部１４が取得した超音波探触子２の絶対座標の組み合わせを保存することができる。
この図９に示すようなシステムでは、上記実施形態の超音波探触子２が担った探傷機能を公知の汎用の探傷装置で代用することができる。そのため、公知の汎用の探傷機能と、上記実施形態に記載されるＱＲコード１ａを用いた絶対座標の取得機能とを組み合わせることで、上記実施形態と同様の結果を得ることができる。この場合、超音波探傷器４において組合された超音波探触子２が取得した検出結果と、演算制御部１４において取得した超音波探触子２の絶対座標とを、上記実施形態と同様に、演算処理装置５の表示部１１に表示することができる。この場合、図９に示すように、超音波探傷器４と通信Ｉ／Ｆ部１３との間では双方向の通信が行われる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る検査システムについて説明する。
本第２実施形態に係る検査システムは、以下の点において、上記第１実施形態と相違する。つまり、本実施形態に係る検査システムは、図５に示すように、新たに移動量センサ６を備え、またシート材５０に描かれるＱＲコード５０ａの配列が異なる点において、上記第１実施形態と相違する。これ以外の構成要素については第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成要素については説明を省略する。

移動量センサ６は、超音波探触子２に取り付けられ、配管Ｐの軸方向の超音波探触子２の移動量を検出する光学センサであり、信号ケーブルを介して演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に接続され、超音波探触子２の移動量を示す移動量信号を通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。例えば、移動量センサ６は、光学マウス用のセンサからなり、超音波探触子２の移動方向（走査方向）における後側にリーダー３に隣接するように取り付けられている。なお、移動量センサ６は、同じ筐体によって、超音波探触子２及びリーダー３と一体化されていてもよい。
なお、第１実施形態と同様に、図５における矢印の向きは、信号の進む方向を表示している。
また、超音波探触子２には超音波探傷器４から電力が供給され、リーダー３と移動量センサ６には通信Ｉ／Ｆ部１３から電力が供給されても良い。或いは、超音波探傷器４が、超音波探触子２、リーダー３、移動量センサ６に電力を供給しても良い。

また、シート材５０の始端側には、図６に示すように、ＱＲコード５０ａが、配管Ｐの周方向に１０ｍｍ間隔で配置されている。

次に、このように構成された検査システムの動作について説明する。
超音波探触子２は、配管Ｐの溶接線に平行（配管Ｐの周方向）に発生する亀裂等の欠陥や減肉を検出するために、検査員によって配管Ｐ上の検査部位を走査させられる。例えば、超音波探触子２は、配管Ｐ上の検査部位の始端から先端まで配管Ｐの軸方向に沿って検査員によって走査させられると、配管Ｐの検査部位の始端まで戻されると共に周方向にずらされた位置から再び配管Ｐ上を軸方向に走査される。そして、検査員は、超音波探触子２に対する上記操作を繰り返すことで、超音波探触子２によって配管Ｐ上の検査部位全体を走査する。

この際、超音波探触子２は、超音波探傷器４に検出信号を出力する。また、リーダー３は、読み取った画像データを演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。また、移動量センサ６も、演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に移動量信号を出力する。
超音波探傷器４は、超音波探触子２からの検出信号が入力されると、この信号にＡ/Ｄ変換等の処理を施して、演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に出力する。
通信Ｉ／Ｆ部１３は、超音波探傷器４から入力された超音波探触子２からの検出信号を演算制御部１４に出力する。また、通信Ｉ／Ｆ部１３は、リーダー３からの画像信号及び移動量センサ６からの移動量信号が入力されると、これらの信号にＡ/Ｄ変換等の処理を施し、これを演算制御部１４に出力する。

演算処理装置５では、超音波探傷器４及び通信Ｉ／Ｆ部１３を介して、超音波探触子２からの検出信号が演算制御部１４に入力され、リーダー３からの画像信号及び移動量センサ６からの移動量信号が通信Ｉ／Ｆ部１３を介して演算制御部１４に入力されると、検査プログラム１４ａに従って、以下の特徴的な処理（図７参照）を実行する。

まず、演算処理装置５において、演算制御部１４には、超音波探触子２に取り付けられているリーダー３から通信Ｉ／Ｆ部１３を介して画像信号が入力され（ステップＳ１１）、演算制御部１４は、画像信号に含まれるＱＲコード５０ａの画像に基づいて配管Ｐ上の周方向の位置データ（配管Ｐの周方向の絶対座標）を取得する（ステップＳ１２）。つまり、演算制御部１４は、検査プログラム１４ａに含まれるＱＲコード５０ａを解析するための解析プログラムに基づいてＱＲコード５０ａを解析することで、ＱＲコード５０ａに含まれる暗号化された配管Ｐの周方向の位置データ（絶対座標）を取得する。

続いて、演算制御部１４には、超音波探触子２に取り付けられている移動量センサ６から通信Ｉ／Ｆ部１３を介して移動量信号が入力され（ステップＳ１３）、演算制御部１４は、移動量信号によって示される超音波探触子２の移動量（ここでは、超音波探触子２の配管Ｐの軸方向の移動量）に基づいて配管Ｐ上の軸方向の位置データ（配管Ｐの軸方向の絶対座標）を取得する（ステップＳ１４）。つまり、演算制御部１４は、超音波探触子２が検査員によって軸方向へ移動させられ、この移動による超音波探触子２の移動量に基づいて配管Ｐ上の軸方向の位置データ（絶対座標）を取得する。

続いて、演算制御部１４は、超音波探傷器４及び通信Ｉ／Ｆ部１３を介して超音波探触子２から検出信号が入力されると、上記検出信号に基づいて演算処理を実行し、配管Ｐの探傷結果を取得し、上記周方向及び軸方向の位置データと、上記探傷結果とを関連付けて保存し（ステップＳ１５）、上記位置データ及び探傷結果に基づく探傷分布データを作成する（ステップＳ１６）。そして、演算制御部１４は、操作部１２が検査員によって操作されて、停止ボタンが押下されると、上述した処理を停止する。上述した探傷分布データは、表示部１１に表示された場合、探傷結果を示す各色（例えば、赤色、青色、黄色等）が配管Ｐ上の位置毎にマッピングされた画像として表示される。

このような本実施形態によれば、演算制御部１４は、通信Ｉ／Ｆ部１３を介して、リーダー３によって読み取られたＱＲコード５０ａに基づいて配管Ｐ上の周方向の位置データを取得すると共に、移動量センサ６によって検出された超音波探触子２の移動量に基づいて配管Ｐ上の軸方向の位置データを取得する。そのため、演算制御部１４は、配管Ｐ上の周方向及び軸方向の位置データと、上記探傷結果とを関連付けることによって、超音波探触子２を配管Ｐ上から離したとしても、以下のような効果を奏する。即ち、配管Ｐ上におけるシート材５０のＱＲコード５０ａ上に超音波探触子２を戻せば、配管Ｐ上の正確な位置データを取得して、上記位置データを超音波探触子２による検出結果から得られる配管Ｐの探傷結果に関連付けることができる。
つまり、上記実施形態では、図５に示すように、超音波探傷器４を介して超音波探触子２の検出結果が演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に入力され、リーダー３からの画像信号、及び移動量センサ６からの移動量信号が演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に直接入力される。通信Ｉ／Ｆ部１３は、これら超音波探触子２の検出結果、リーダー３の画像信号、及び移動量センサ６の移動量信号を演算制御部１４に出力し、演算制御部１４が、上記のような処理を行うことで、超音波探触子２が取得した検出結果と、演算制御部１４が取得した超音波探触子２の位置データ（絶対座標）とを関連付けて保存する。このようなシステムは、探傷機能と位置情報演算機能が一体となったシステムである。
ここで、図１０に示すように、超音波探触子２の検出結果が超音波探傷器４に入力される一方、リーダー３からの画像信号と移動量センサ６からの移動量信号とが演算処理装置５の通信Ｉ／Ｆ部１３に直接入力され、通信Ｉ／Ｆ部１３でＡ/Ｄ変換等の処理を施された画像信号と移動量信号は、演算制御部１４に出力され、演算制御部１４において上記画像信号と上記移動量信号とから超音波探触子２の絶対座標が取得され、上記絶対座標が通信Ｉ／Ｆ部１３から超音波探傷器４に出力されても良い。この場合、超音波探傷器４において、超音波探触子２が取得した検出結果と演算制御部１４が取得した超音波探触子２の絶対座標とを関連付けることができる。
このようなシステムでは、上記実施形態の超音波探触子２が担った探傷機能を公知の汎用の探傷装置で代用することができる。そのため、公知の汎用の探傷機能と、上記実施形態に記載されるＱＲコード１ａを用いた絶対座標の算出機能とを組み合わせることで、上記実施形態と同様の結果を得ることができる。この場合、超音波探傷器４において関連付けられた超音波探触子２が取得した検出結果と、演算制御部１４において取得した超音波探触子２の絶対座標とを、上記実施形態と同様に、演算処理装置５の表示部１１に表示することもできる。この場合、図１０に示すように、超音波探傷器４と通信Ｉ／Ｆ部１３との間では双方向の通信が行われる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記第１実施形態に係る検査システムでは、単純に、ＱＲコード１ａに基づいて位置データを取得している。しかしながら、例えば、移動量センサ６を搭載し、補完処理として、移動量センサ６によって検出された超音波探触子２の移動量に基づいて超音波探触子２の移動方向（配管Ｐの軸方向）における隣接する２個のＱＲコード１ａの間（例えば１０ｍｍの隙間）の配管Ｐ上の位置データを取得し、上記位置データと、上記探傷結果とを関連付けてもよい。例えば、演算処理装置５の演算制御部１４は、２個のＱＲコード１ａの間をリーダー３で読み取る。つまり、リーダー３よって撮影された画像にＱＲコード１ａが含まれていない場合、移動量センサ６によって検出された超音波探触子２の移動量に基づいて２個のＱＲコード１ａの間の配管Ｐ上の位置データを取得してもよい。

（２）上記第２実施形態に係る検査システムでは、配管Ｐの周方向に１０ｍｍ間隔で配置したＱＲコード１ａに基づいて配管Ｐの周方向に位置データを取得し、配管Ｐの軸方向の位置データは、超音波探触子２の移動量を検出する移動量センサ６にて取得している。しかしながら、例えば、配管Ｐの周方向に１００ｍｍ間隔で配置したＱＲコード１ａに基づいて配管Ｐ上の位置データを取得し、隣接する２個のＱＲコード１ａの間（配管Ｐの周方向）及び配管Ｐの軸方向の位置データを超音波探触子２の移動量を検出する移動量センサ６にて取得し、上記位置データを、上記探傷結果に関連付けてもよい。例えば、演算処理装置５の演算制御部１４は、周方向に並ぶ２個のＱＲコード１ａの一方がリーダー３によって読み取られることによって、上記一方のＱＲコード１ａに基づく配管Ｐ上の位置データを取得し、上記一方のＱＲコード１ａから周方向に超音波探触子２が移動され、その際に移動量センサ６によって検出された移動量に基づいて２個のＱＲコード１ａの間の配管Ｐの周方向の位置データを取得する。加えて、２個のＱＲコード１ａの間から配管Ｐの軸方向に超音波探触子２が移動され、その際に移動量センサ６によって検出された移動量に基づいて配管Ｐの軸方向の位置データを取得する。

（３）上記第１、２実施形態に係る検査システムでは、シート材１を半透明フィルムとしているが、本発明はこれに限定されず、薄いプラスチックシートであり、配管Ｐに平らに貼り付けることができ、超音波を伝播できるシートであればよい。
なお、配管Ｐにエルボ管やＵ字管が接続されている場合でも、シート材１をエルボ管やＵ字管の形状に合わせて形成することで、直管状の配管Ｐに限らずに、複雑な形状の被検体に対してもシート材１を使用することができる。シート材１をエルボ管やＵ字管の形状に合わせて形成する方法として、シート材１を立体図形の展開図のように形成しても良いし、立体成型しても良い。
さらに、本願発明を適用できる検査対象物は配管に限定されず、圧力容器、橋梁等の鉄鋼建造物全般に渡る。従って、上記実施形態に記載される配管が被検体とされる例は一例であって、検査対象物は配管には限定されない。

（４）上記第１、２実施形態に係る検査システムでは、シート材１の表面には配管Ｐ上の位置を示すＱＲコード１ａが描かれているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＱＲコード１ａの代わりに、三角形や四角形等の図形、また通常のＱＲコード１ａを除くマイクロＱＲコード等の２次元模様がシート材１の表面に描かれていてもよい。なお、シート材１の表面に三角形や四角形等の図形が描かれている場合、演算処理装置５の演算制御部１４は、予め図形と位置データとを関連付けたデータベースを記憶し、上記データベースに基づいて位置データを取得する。
また、ＱＲコード１ａ以外のバーコード等のコードを用いても良い。さらに、バーコードやＱＲコード１ａに色情報を加えても良い。加える色情報としては、例えば、白黒、グレースケール、カラー（多色刷り）がある。
なお、ＱＲコード１ａに代えて、配管Ｐ上の位置（座標）を示すデータが暗号化されＩＣタグを用いても良い。或いは、ＱＲコード１ａに代えて、コイルを用いても良い。

（５）上記第１、２実施形態に係る検査システムでは、リーダー３や、移動量センサ６が、超音波探触子２の移動方向（走査方向）における後側に取り付けられているが、前側でもよいし、横側であってもよい。
（６）上記第１、２実施形態に係る検査システムでは、超音波探傷器４と演算処理装置５とは個別の装置であるが、一体化されていてもよい。
（７）上記第１、２実施形態に係る検査システムでは、超音波探触子２と組み合わせて使用されている。しかしながら、超音波探触子２と組み合わせずに、位置検出の目的に絞って上記検査システムを使用しても良い。または、医療用のエコー機器と組み合わせて使用しても良い。
（８）上記第１、２実施形態に係る検査システムは、超音波探触子２を用いた配管Ｐの検査システムである。しかしながら、板厚の計測に用いることができるため、詳細な板厚の計測を行うことができる。即ち、上記第１、２実施形態に係る検査システムを使用すると、超音波探触子２の位置、傾き、超音波ビームの伝搬位置を表示部１１に表示することができる。従って、例えば、表示部１１の表示画面をデジタル処理することによって、上記表示画面を所望の倍率に拡大することができる。よって、詳細に板厚を計測したい被検体に対しては、板厚の計測が可能な２点の絶対座標を、必要に応じて上記倍率を高くして正確に取得すれば良い。
（９）上記第１、２実施形態に係る検査システムでは、ＱＲコード１ａは、シート材１に描かれている。しかしながら、ＱＲコードを配管Ｐに印刷等により直接描いても良い。
（１０）上記第１、２実施形態に係る検査システムにおいて、シート材１をロール状に形成しても良い。このようにすることで、サイズの大きい配管Ｐにも使用することができる。
（１１）上記第１、２実施形態に係る検査システムにおいて、図８に示されるように、シート材１００に描かれるＱＲコード１００ａを千鳥状に配置しても良い。ＱＲコード１００ａを千鳥状に配置することによって、１個のＱＲコード１００ａを認識するに当たり、１個のＱＲコード１００ａに含まれている識別点Ｐ１〜Ｐ３を取得することに加え、１個のＱＲコード１００ａがシート材１００の色（例えば白色）で囲まれていることを演算制御部１４が確認せずとも、識別点Ｐ１〜Ｐ３から１個のＱＲコード１００ａの認識を行う際の誤認識を防止することができる。従って、検査プログラム１４ａをより軽くシンプルにすることができる。

超音波探触子を配管上から離したとしても、上記配管上に上記超音波探触子を戻せば、上記配管上の正確な位置データを取得して、上記位置データを上記超音波探触子による検出結果から得られる上記配管の探傷結果に関連付けることができる。

１，５０，１００…シート材
２…超音波探触子
３…リーダー
４…超音波探傷器
５…演算処理装置
１ａ，５０ａ，１００ａ…ＱＲコード
１１…表示部
１２…操作部
１３…通信Ｉ／Ｆ部
１４…演算制御部
１４ａ…検査プログラム
６…移動量センサ

Claims (3)

1. 配管上を移動自在であり、配管に超音波を照射して、反射波を検出する超音波探触子と、超音波探触子による検出結果に基づいて演算処理を実行し、前記配管の探傷結果を取得する演算処理装置とを有する検査システムであって、
   前記配管の表面に貼り付けられ、前記配管上に配列されると共に配管上の位置を示すと共に少なくとも３つの識別点を有する２次元模様が描かれているシート材と、
   前記超音波探触子に取り付けられ、前記２次元模様を読み取るリーダーとを備え、
   前記演算処理装置は、前記リーダーによって読み取られた前記２次元模様に基づいて前記配管上の位置データを取得し、前記位置データと、超音波探触子による検出結果から得られる探傷結果とを関連付ける検査システム。
2. 前記シート材は、超音波を透過するシートからなる請求項１に記載の検査システム。
3. 前記２次元模様は、ＱＲコード（登録商標）である請求項１または２に記載の検査システム。

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