JP2018194358A - 超音波検査方法及び超音波検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波探傷子を同一平面上に設置する必要がなく、高精度で試験体の性状を検査することのできる超音波検査方法及び超音波検査装置を得る。
【解決手段】送信用超音波斜角探触子５から出射され、試験体内を伝搬する二つの波のうち、第一到達波を、溶接部３を透過してデッキプレート２の平坦部分で反射した後に受信される波とし、第二到達波を、Ｕリブ１の平坦部分で反射して溶接部３を透過し、デッキプレート２の平坦部分で再び反射した後に受信される波とする。これら第一到達波と第二到達波は受信用超音波斜角探触子６で受信される。試験体の性状の推定は、第一到達波と第二到達波を用いて行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を用いて試験体の性状を判断する超音波検査方法及び超音波検査装置に関するものである。

近年、道路橋等の構造物の老朽化が問題となっており、適切な維持管理が要求されている。道路橋に用いられている鋼床版は、板状のデッキプレートとその下に設けられたＵリブとから構成されている。この様子を図１１に示す。図示のように、鋼板であるデッキプレート２を、Ｕリブ１が下から支える構造であり、この二つの部材は溶接されている。二つの部材が溶接されている様子を図１２に示す。図示のように、Ｕリブ１とデッキプレート２とは溶接部３で溶接されている。また、二つの部材を溶接するときに、溶材が溶け込まずに未溶着な部分が発生する。図１２では、これを未溶着部４として示している。

デッキプレート２の上にはアスファルトがあり、その上を車が走行する。溶接部３には、車が走行する度に応力が集中するため、未溶着部４の先端から亀裂が発生する場合がある。図１２には、未溶着部４の先端から亀裂４ａが発生している様子を示している。この亀裂４ａが進展すると、溶接部３を破断することもある。このため、未溶着部４の先端から進展した亀裂４ａを、破断後だけでなく破断前に非破壊で検出する技術が要望されている。

溶接部の亀裂検査の従来方法としては、例えば特許文献１に記載されている方法があった。特許文献１に記載の方法は、送信用の超音波探触子と受信用の超音波探触子を同一の探傷面に設置し、亀裂からの反射波により亀裂の有無を検査する方法である。

特開２００３−５７２１４号公報

しかしながら、上記従来の検査方法は、送信用の超音波探触子と受信用の超音波探触子を試験体の同じ面に接触させることができない場合は適用困難である。特に、道路橋等の構造物を対象とする場合、デッキプレート２上には舗装面があることから超音波探触子を設置するのは困難であった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、超音波探傷子を同一平面上に設置する必要がなく、高精度で試験体の性状を検査することのできる超音波検査方法及び超音波検査装置を得ることを目的とする。

この発明に係る超音波検査方法は、第１の部材と第２の部材を溶接した試験体に送信用超音波探触子から超音波を伝搬させ、伝搬した超音波の波を受信用超音波探触子で受信することで、試験体の溶接部の性状を推定する超音波検査方法において、送信用超音波探触子を第１の部材面上に設置すると共に、受信用超音波探触子を第２の部材面上に設置し、試験体内を伝搬する二つの波のうち、第一到達波を、溶接部を透過して第２の部材の平坦部分で反射した後に受信される波とし、第二到達波を、第１の部材の平坦部分で反射して溶接部を透過し、第２の部材の平坦部分で再び反射した後に受信される波とし、試験体の性状の推定を、第一到達波と第二到達波を用いて行うようにしたものである。

この発明の超音波検査方法は、試験体の性状の推定を、第一到達波と第二到達波を用いて行うようにしたので、超音波探触子を同一平面上に設置する必要がなく、高精度で試験体の性状を検査することができる。

この発明の実施の形態１による超音波検査装置を示す構成図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、この発明の実施の形態１による超音波検査装置の探触子の応答特性を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による超音波検査装置の試験体の具体的な寸法の一例を示す説明図である。 図４Ａ〜図４Ｆは、この発明の実施の形態１による超音波検査装置の試験体内の音場を示す説明図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、この発明の実施の形態１による超音波検査装置の受信信号における第一到達波と第二到達波とを示す説明図である。 この発明の実施の形態１による超音波検査装置の亀裂長さに対する振幅の変化を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による超音波検査装置の亀裂長さに対する振幅比を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による超音波検査装置の信号処理部のハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態１による超音波検査装置の信号処理部の処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による超音波検査装置の信号処理部の処理を示すフローチャートである。 デッキプレートとＵリブとの関係を示す斜視図である。 デッキプレートとＵリブとの溶接部の状態を示す説明図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による超音波検査方法に用いる超音波検査装置を示す構成図である。
図１において、Ｕリブ１とデッキプレート２は、図１１及び図１２で説明したように、第１の部材と第２の部材に相当する構成である。また、溶接部３、未溶着部４及び亀裂４ａについても図１１及び図１２と同様である。そして、実施の形態１による超音波検査装置は、送信用超音波斜角探触子５、受信用超音波斜角探触子６及び送受信機１０を備えている。送信用超音波斜角探触子５は、Ｕリブ１上に設置され、所定の屈折角で超音波を出射する探触子である。受信用超音波斜角探触子６はデッキプレート２上に設置され、取付面を介して超音波を受信する探触子である。送受信機１０は、送信用超音波斜角探触子５に対して電気信号を供給すると共に、受信用超音波斜角探触子６からの電気信号を受け取って、溶接部３の性状を推定する処理部であり、送信部１１、受信部１２及び信号処理部１３を備えている。送信部１１は、信号処理部１３によって制御され、送信用超音波斜角探触子５を励振するための電気信号を発生する処理部である。受信部１２は受信用超音波斜角探触子６で受信された電気信号を必要に応じて増幅し、信号処理部１３に送るための処理部である。信号処理部１３は、受信用超音波斜角探触子６で受信された第一到達波（図１において実線で示す）と第二到達波（図１において破線で示す）を用いて溶接部３の性状を推定する処理部であるが、その詳細については後述する。

実施の形態１は、図１に示すように、送信用超音波斜角探触子５をＵリブ１に設置し、受信用超音波斜角探触子６をデッキプレート２に設置し、この状態で得られた受信信号の振幅から、未溶着部４から進展した亀裂４ａの長さを推定するものである。

図１に示した探触子の配置とした場合、どのような信号が受信されるのかを確認するため、シミュレーションを行った。シミュレーションに用いた探触子の応答特性は図２に示す通りであり、周波数５MHｚで比較的広帯域なものを想定した。図中、図２Ａは相対振幅の時間経過を示し、図２Ｂは周波数に対する相対振幅を示す。

試験体の寸法や、試験体との具体的な位置関係は、図３に示す通りである。Ｕリブ１の厚さは６ｍｍ、デッキプレート２の厚さは１２ｍｍである。Ｕリブ１とデッキプレート２は、図中に示す角度が１３°で溶接されているものとした。溶け込み率５０％を想定し、Ｕリブ１とデッキプレート２との接着領域は３ｍｍとした。送信用超音波斜角探触子５は、横波屈折角がほぼ９０°となるような角度とした。また、受信用超音波斜角探触子６は、横波屈折角が４５°となるような角度とした。

試験体内の音場を図４に示す。図４Ａ〜図４Ｆは、それぞれ、送信用超音波斜角探触子５を励振してから、８μｓ後、１０μｓ後、１２μｓ後、１４μｓ後、１６μｓ後、及び１８μｓ後の音場であり、超音波の振幅を濃淡で示している。また、図４では未溶着部４の先端からの亀裂長さが２．２ｍｍの場合の音場である。図から明らかなように、送信用超音波斜角探触子５から伝搬した波は、そのまま溶接部３を透過する成分（図中、実線で表示）もあれば、Ｕリブ１の底面で反射されてから溶接部３を透過する成分（図中、破線で表示）もある。この二つの波は、いずれもデッキプレート２の上面で反射され、受信用超音波斜角探触子６で受信される。図４の音場から分かるように、これら二つの波は時間的に分離され、到達時間が異なる。そのまま溶接部３を透過する成分の方が早く受信され、この波を「第一到達波」とする。また、Ｕリブ１の底面で反射されてから溶接部３を透過する成分の方が遅く受信され、この波を「第二到達波」とする。

図１において、第一到達波の伝搬経路を実線で示し、第二到達波の伝搬経路を破線で示している。図から分かるように、これらの波は未溶着部４の先端からの亀裂４ａによって、伝搬経路が遮られる。亀裂４ａが短い場合には、第一到達波はあまり影響されないが、第二到達波は大きく影響を受ける。

シミュレーションで得られた受信信号を図５に示す。図５Ａ〜図５Ｃでは、それぞれ亀裂長さ０ｍｍ，２．２ｍｍ，４．０ｍｍの場合の信号である。図５Ａに示すように、亀裂長さ０ｍｍの場合には、第一到達波の振幅よりも第二到達波の振幅の方が大きい。図５Ｂに示すように、亀裂長さ２．２ｍｍの場合、両者の振幅はほぼ同等となる。また、図５Ｃに示すように、亀裂長さ４．０ｍｍの場合には、振幅の大小が逆転し、第一到達波の振幅の方が第二到達波の振幅よりも大きくなっている。本発明は、この現象を利用して、亀裂長さを推定するというものである。なお、２０μｓより前にも小さい信号が受信されているが、これは表面波に起因するものであるので、本発明では考慮しない。

亀裂長さを変えて同様のシミュレーションを行い、亀裂長さに対する振幅の変化を求めた。結果を図６に示す。図中、実線が第一到達波の振幅であり、破線が第二到達波の振幅である。図の縦軸は、亀裂長さ０ｍｍの場合に受信された第一到達波の振幅で規格化している。図に示すように、第一到達波の振幅は４ｍｍ付近まではあまり変化せず、４ｍｍを超えると大きく減少する。一方、第二到達波の振幅は一様に減少していき、亀裂長さが２．２ｍｍ付近で両者が逆転する。

両者の振幅比（第一到達波の振幅÷第二到達波の振幅）を求め、亀裂長さに対する振幅比を求めた結果を図７に示す。図に示すように、亀裂が短い場合には振幅比が小さくなり、亀裂が長い場合には振幅比が大きくなる。例えば、振幅比の閾値を１．０として検査を行えば、振幅比が閾値より小さい場合には亀裂は２．２ｍｍ以下の微小なものと推定でき、閾値よりも大きい場合には亀裂は２．２ｍｍ以上長さがあるものと推定できる。

本発明は、送信用超音波斜角探触子５及び受信用超音波斜角探触子６を動かさずに受信された二つの信号を用いるので、探触子と試験体との接触状態に影響されない。すなわち、探触子と試験体との接触状態が悪い場合には、第一到達波及び第二到達波の振幅が共に低下し、低下量は同等であるので、振幅比は変わらない。振幅比を用いるメリットはこの点にある。

次に、信号処理部１３の詳細について説明する。信号処理部１３は、第一到達波と第二到達波を用い、これらの振幅比から溶接部３の性状として未溶着部４からの亀裂長さを推定する。信号処理部１３では、第一到達波及び第二到達波が受信される時間を予め求めておき、二つの時間ゲートを設ける。この二つの時間ゲートとして、例えば図５には、それぞれ「ゲート１」及び「ゲート２」として示している。そして、信号処理部１３は、それぞれのゲート１，２内の信号の振幅を求め、さらに振幅比を求めることで、未溶着部４からの亀裂長さを推定する。このように、第一到達波及び第二到達波の伝搬経路からゲートを設ける時間を決めるという点が、本実施の形態の特徴である。

信号処理部１３のハードウェア構成は、たとえば、パーソナルコンピュータまたはワークステーションなどのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）内蔵のコンピュータを用いて実現可能である。あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いて実現されてもよい。

図８は、信号処理部１３のハードウェア構成例を概略的に示すブロック図である。図８の例では、ＣＰＵを含むプロセッサ１３１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３３、記録媒体１３４、送受信インターフェース回路１３５、表示インターフェース回路１３６及び信号路１３７で構成され、外部機器として表示器１３８が接続されている。これらのプロセッサ１３１〜表示インターフェース回路１３６は、バス回路などの信号路１３７を介して相互に接続されており、表示器１３８は表示インターフェース回路１３６に接続されている。

プロセッサ１３１は、ＲＡＭ１３３を作業用メモリとして使用して、ＲＯＭ１３２から読み出された超音波測定用のコンピュータプログラムを実行する。すなわち、このコンピュータプログラムは、本実施の形態の超音波検査方法を実現するためのプログラムである。記録媒体１３４は、例えば、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ）などの揮発性メモリ、またはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）もしくはＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）を用いて構成され、検査結果等のデータを記録するのに用いられる。送受信インターフェース回路１３５は、送信部１１との間の信号伝達及び受信部１２との間の信号伝達に使用される回路である。表示インターフェース回路１３６は、表示器１３８との間の信号伝達に使用される回路である。表示器１３８は、亀裂長さの推定結果を表示するものである。結果は数字として表示しても良いし、ＬＥＤランプの明るさで表示しても良い。表示方法は限定されるものではない。

次に、実施の形態１の超音波検査方法について説明する。図９は超音波検査方法を実現するための信号処理部１３の処理を示すフローチャートである。
先ず、信号処理部１３から送信部１１へ、超音波を発生させるための制御信号を送る（ステップＳＴ１）。これにより、送信部１１で電気信号を発生させ、送信用超音波斜角探触子５を励振する。これにより、送信用超音波斜角探触子５は超音波をＵリブ１内に照射する。この超音波の横波が溶接部３を通り、デッキプレート２の上面で反射されて受信用超音波斜角探触子６で受信され、電気信号に変換される。すなわち、第一到達波と第二到達波が受信用超音波斜角探触子６で受信される。受信用超音波斜角探触子６はこれを電気信号に変換して受信部１２に送る。受信部１２では、必要があれば信号を増幅し、信号処理部１３に送る。

信号処理部１３では、受信部１２からの受信信号を、送受信インターフェース回路１３５で受け取る（ステップＳＴ２）。その後、受信信号は、信号路１３７を介してＲＡＭ１３３に格納される（ステップＳＴ３）。次に、プロセッサ１３１は、ＲＡＭ１３３から受信信号を読み出し（ステップＳＴ４）、その受信信号に基づいて、ゲート１内の振幅Ｉ_１及びゲート２内の振幅Ｉ_２を算出する（ステップＳＴ５）。次いで、プロセッサ１３１は、ゲート１内の振幅Ｉ_１とゲート２内の振幅Ｉ_２との振幅比Ｉ_１／Ｉ_２を求める（ステップＳＴ６）。また、振幅比に基づいて、溶接部３に発生した亀裂４ａの長さを推定する（ステップＳＴ７）。

そして、プロセッサ１３１は、表示インターフェース回路１３６を制御して推定結果を表示器１３８に送る（ステップＳＴ８）。これにより表示器１３８は、推定結果を表示する。以上で処理は終了する。なお、これらの処理結果は、適宜記録媒体１３４に記録される。

以上説明したように、実施の形態１の超音波検査方法によれば、第１の部材と第２の部材を溶接した試験体に送信用超音波探触子から超音波を伝搬させ、伝搬した超音波の波を受信用超音波探触子で受信することで、試験体の溶接部の性状を推定する超音波検査方法において、送信用超音波探触子を第１の部材面上に設置すると共に、受信用超音波探触子を第２の部材面上に設置し、試験体内を伝搬する二つの波のうち、第一到達波を、溶接部を透過して第２の部材の平坦部分で反射した後に受信される波とし、第二到達波を、第１の部材の平坦部分で反射して溶接部を透過し、第２の部材の平坦部分で再び反射した後に受信される波とし、試験体の性状の推定を、第一到達波と第二到達波を用いて行うようにしたので、超音波探触子を同一平面上に設置する必要がなく、高精度で試験体の性状を検査することができる。

また、実施の形態１の超音波検査方法によれば、第一到達波と第二到達波の振幅比から、溶接部の性状を推定するようにしたので、探触子と試験体との接触状態に影響されることなく高精度で試験体の性状を検査することができる。

また、実施の形態１の超音波検査方法によれば、第一到達波と第二到達波は、受信用超音波探触子で受信される時間的に異なる区間の波としたので、第一到達波と第二到達波の容易かつ確実に取り出すことができる。

また、実施の形態１の超音波検査装置によれば、第１の部材と第２の部材を溶接した試験体における第１の部材上に設置され、試験体に超音波を出射する送信用超音波探触子と、第２の部材上に設置され、送信用超音波探触子から出射されて試験体内を伝搬する二つの波のうち、溶接部を透過して第２の部材の平坦部分で反射した後に受信される第一到達波と、第１の部材の平坦部分で反射して溶接部を透過し、第２の部材の平坦部分で再び反射した後に受信される第二到達波とを受信する受信用超音波探触子と、第一到達波と第二到達波を用いて、溶接部の性状を推定する信号処理部とを備えたので、超音波探触子を同一平面上に設置する必要がなく、高精度で試験体の性状を検査することができる。

また、実施の形態１の超音波検査装置によれば、信号処理部は、第一到達波と第二到達波の振幅比から、溶接部の性状を推定するようにしたので、探触子と試験体との接触状態に影響されることなく高精度で試験体の性状を検査することができる。

また、実施の形態１の超音波検査装置によれば、信号処理部は、受信用超音波探触子で受信される時間的に異なる区間の波を第一到達波と第二到達波とするようにしたので、第一到達波と第二到達波の容易かつ確実に取り出すことができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、第一到達波と第二到達波の振幅比だけでなく、少なくともいずれか一方の到達波の振幅も併用して溶接部３の性状を推定するようにしたものである。
例えば、図７に示すように、亀裂長さが４．８ｍｍの場合だけ、第一到達波と第二到達波の振幅比が小さくなっている。このような場合、実施の形態１で示した振幅比だけで亀裂長さを判断するのは困難である。

亀裂長さ４．８ｍｍの場合に振幅比が小さくなる原因は、第二到達波の振幅が非常に小さいためである。振幅比を（第一到達波の振幅÷第二到達波の振幅）としているので、第二到達波の振幅が非常に小さいと分母が小さくなり、この場合は分母の僅かの変化で振幅比が大きく変わってしまう。ここで、第一到達波の振幅も小さい場合、本来、亀裂の長さが長いという推定結果が得られなければいけないが、振幅比のみで推定した場合は亀裂の長さが小さいという判定結果となってしまう。そこで、実施の形態２では、実施の形態１で示した振幅比による判定に加え、第一到達波あるいは第二到達波の振幅値を併用するものである。すなわち、実施の形態２の信号処理部１３は、第一到達波と第二到達波のうち、少なくとも一方の波の振幅を用いて溶接部の性状を推定するよう構成されている。他の構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるため、ここでの説明は省略する。

実施の形態２の信号処理部１３は、実施の形態１と同様に、まず振幅比を求め、大きければ亀裂は長いと推定する。振幅比が小さい場合に、第一到達波あるいは第二到達波の振幅値も判断材料に用いる。すなわち、ゲート１内の振幅値とゲート２内の振幅値を用いる。振幅比が小さく、かつ、第一到達波あるいは第二到達波の振幅も非常に小さい場合には、亀裂が長いと推定する。すなわち、実施の形態２の信号処理部１３の処理では、実施の形態１における図９のフローチャートにおいて、ステップＳＴ７の処理が「振幅比と、ゲート１内あるいはゲート２内の振幅値に基づいて亀裂長さを推定する」となる。なお、振幅値として第一到達波と第二到達波の両方を用いるか、いずれか一方を用いるか、また、いずれか一方の場合は第一到達波と第二到達波のうちどちらを用いるかは、探触子の配置や超音波の周波数等によって適宜選択する。

以上説明したように、実施の形態２の超音波検査方法によれば、第一到達波と第二到達波のうち、少なくとも一方の波の振幅を用いて溶接部の性状を推定するようにしたので、試験体の性状の検査精度をより向上させることができる。

また、実施の形態２の超音波検査装置によれば、信号処理部は、第一到達波と第二到達波のうち、少なくとも一方の波の振幅を用いて溶接部の性状を推定するようにしたので、試験体の性状の検査精度をより向上させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、第一到達波と第二到達波のいずれも受信できない場合は溶接部が破断していると判定するようにしたものである。
実施の形態１と実施の形態２では、第一到達波と第二到達波の振幅を用いて亀裂の長さを推定しているが、これらの波が受信されない場合もある。それは、未溶着部４の先端からの亀裂が進展し、溶接部３を破断した場合である。この場合、Ｕリブ１からデッキプレート２へ超音波は伝搬しないため、いずれの到達波も受信されない。実施の形態３に係わる超音波検査方法は、第一到達波と第二到達波が受信されなくなった場合、溶接部３は破断していると判定するというものである。なお、溶接部３の上に塗装があり、塗装だけが破断して溶接部３は破断していないという場合もある。このような場合、目視検査では「破断あり」と誤判定する可能性があるが、本発明の実施の形態３による検査方法であれば、第一到達波あるいは第二到達波を用いて判断するので、誤判定することはない。

実施の形態３の超音波検査装置の図面上の構成は、実施の形態１の超音波検査装置の構成と同じである。ただし、信号処理部１３が、受信用超音波斜角探触子６で、第一到達波と第二到達波が共に受信できない場合は、溶接部３が破断していると判定するよう構成されている。他の構成は実施の形態１と同様である。
図１０は、実施の形態３の超音波検査方法を示すフローチャートである。ここで、ステップＳＴ１０とステップＳＴ１１以外は、図９に示した実施の形態１の処理と同様である。ステップＳＴ１０では、信号処理部１３は、ゲート１及びゲート２内の信号の振幅が閾値以上かを判定する。ここで、閾値とは、第一到達波と第二到達波が受信されたか否かを判別するための値であり、検査条件に基づいて適宜決定する。ステップＳＴ１０において、閾値以上であった場合、以降の処理は実施の形態１と同様である。一方、ステップＳＴ１０において、ゲート１及びゲート２内の信号の振幅が共に閾値以上ではなかった場合、信号処理部１３は溶接部３が破断していると判定し（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ８に移行する。

以上説明したように、実施の形態３の超音波検査方法によれば、第一到達波と第二到達波が共に受信できない場合は、溶接部が破断していると判定するようにしたので、溶接部の破断を確実に判定することができる。

また、実施の形態３の超音波検査装置によれば、受信用超音波探触子で、第一到達波と第二到達波が共に受信できない場合は、溶接部が破断していると判定するようにしたので、溶接部の破断を確実に判定することができる。

なお、上記実施の形態１〜実施の形態３では、Ｕリブ１の厚さやデッキプレート２の厚さ及び溶け込み率等を図３に示したような値として説明したが、これらの値に限定されるものではなく、他の値であってもシミュレーション結果に基づいて同様に亀裂長さ推定が可能である。

また、本発明の超音波検査方法及び超音波検査装置における信号の振幅は、絶対値の振幅でもよいし、正の値の振幅でもよい。負の値の振幅でも構わない。

さらに、本発明の超音波検査方法及び超音波検査装置は、第１の部材と第２の部材を溶接した試験体全般に適用可能である。ここでは例として、Ｕリブ１を第１の部材、デッキプレート２を第２の部材として説明したが、第１の部材や第２の部材をＵリブやデッキレートに限定するものではない。

また、実施の形態１〜実施の形態３では、第１の部材に送信用超音波斜角探触子５を設置し、第２の部材に受信用超音波斜角探触子６を設置した場合について説明したが、送信と受信を入れ替えても結果は変わらない。例えば、送信部１１を受信用超音波斜角探触子６に接続し、受信部１２を送信用超音波斜角探触子５に接続しても良い。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ Ｕリブ、２ デッキプレート、３ 溶接部、４ 未溶着部、４ａ 亀裂、５ 送信用超音波斜角探触子、６ 受信用超音波斜角探触子、１０ 送受信機、１１ 送信部、１２ 受信部、１３ 信号処理部。

Claims (10)

1. 第１の部材と第２の部材を溶接した試験体に送信用超音波探触子から超音波を伝搬させ、当該伝搬した超音波の波を受信用超音波探触子で受信することで、前記試験体の溶接部の性状を推定する超音波検査方法において、
   前記送信用超音波探触子を前記第１の部材面上に設置すると共に、前記受信用超音波探触子を前記第２の部材面上に設置し、
   前記試験体内を伝搬する二つの波のうち、第一到達波を、前記溶接部を透過して前記第２の部材の平坦部分で反射した後に受信される波とし、第二到達波を、前記第１の部材の平坦部分で反射して前記溶接部を透過し、前記第２の部材の平坦部分で再び反射した後に受信される波とし、
   前記試験体の性状の推定を、前記第一到達波と前記第二到達波を用いて行うことを特徴とする超音波検査方法。
2. 前記第一到達波と前記第二到達波の振幅比から、前記溶接部の性状を推定することを特徴とする、請求項１記載の超音波検査方法。
3. 前記第一到達波と前記第二到達波は、前記受信用超音波探触子で受信される時間的に異なる区間の波であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の超音波検査方法。
4. 前記第一到達波と前記第二到達波のうち、少なくとも一方の波の振幅を用いて前記溶接部の性状を推定することを特徴とする請求項２記載の超音波検査方法。
5. 前記第一到達波と前記第二到達波が共に受信できない場合は、前記溶接部が破断していると判定することを特徴とする請求項１記載の超音波検査方法。
6. 第１の部材と第２の部材を溶接した試験体における前記第１の部材上に設置され、前記試験体に超音波を出射する送信用超音波探触子と、
   前記第２の部材上に設置され、前記送信用超音波探触子から出射されて前記試験体内を伝搬する二つの波のうち、前記溶接部を透過して前記第２の部材の平坦部分で反射した後に受信される第一到達波と、前記第１の部材の平坦部分で反射して前記溶接部を透過し、前記第２の部材の平坦部分で再び反射した後に受信される第二到達波とを受信する受信用超音波探触子と、
   前記第一到達波と前記第二到達波を用いて、前記溶接部の性状を推定する信号処理部とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。
7. 前記信号処理部は、前記第一到達波と前記第二到達波の振幅比から、前記溶接部の性状を推定することを特徴とする請求項６記載の超音波検査装置。
8. 前記信号処理部は、前記受信用超音波探触子で受信される時間的に異なる区間の波を前記第一到達波と前記第二到達波とすることを特徴とする請求項６または請求項７記載の超音波検査装置。
9. 前記信号処理部は、前記第一到達波と前記第二到達波のうち、少なくとも一方の波の振幅を用いて前記溶接部の性状を推定することを特徴とする請求項７記載の超音波検査装置。
10. 前記信号処理部は、前記受信用超音波探触子で、前記第一到達波と前記第二到達波が共に受信できない場合は、前記溶接部が破断していると判定することを特徴とする請求項６記載の超音波検査装置。

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