JP2020046214A - 測点投影システム、測定治具、および測点投影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定体に傷を付けることなく、高い精度で他方の面に測点を投影することを目的とする。【解決手段】第２の超音波探傷器２００は、第２の面３２０に配置された第２の探触子２１０と第２のケーブル２２０で接続され、第２の探触子２１０に、測点Ｐｓから第１の面３１０に向かって超音波を入射させる。第１の探触子１１０は、第１の面３１０に配置され、第２の探触子２１０から入射された超音波の透過パルスを走査する。第１の超音波探傷器１００は、第１の探触子１１０と第１のケーブル１２０で接続され、透過パルスの走査により出力される走査信号１１を第１の探触子１１０から取得する。表示部１０４は、走査信号１１を可視化して表示することにより、測点Ｐｓの第１の面３１０への投影を支援する。【選択図】図１

Description

本発明は、測点投影システム、測定治具、および測点投影方法に関する。特に、表裏の関係にある２つの面を有する鋼板といった被測定体において、一方の面の測点を他方の面に投影する測点投影システム、測定治具、および測点投影方法に関する。

鋼橋の補修あるいは補強工事の現場で、新規部材の取り付け位置を測定する際、例えば既設の垂直補剛材のような取り付け位置の直近の部材が基準とされる場合が多い。しかし、基準となる既設の部材が腹板の片面のみ、あるいは箱桁の内部のみに設置されている状況で、部材のない側の面を罫書く場合、遠くの部材あるいは桁端等の位置を基準に計測することになる。この場合、取り付け位置の誤差が大きくなる虞がある。

特許文献１には、裏面に打刻指定点を形成し、その打刻指定点を超音波探触子により反対面から検知する技術が開示されている。

特開平１１−２３７２３２号公報

特許文献１の技術では、一方の面に打刻点、すなわち傷を付けなければ検知できないという課題がある。

本発明は、被測定体の一方の面で計測された測点から超音波を送信し、他方の面で超音波を受信することで、被測定体に傷を付けることなく、高い精度で他方の面に測点を投影することができる測点投影システムを提供することを目的とする。

本発明に係る測点投影システムは、第１の面と前記第１の面の裏面である第２の面とを有する被測定体において、前記第２の面で測定された測点を前記第１の面に投影する測点投影システムであって、
前記第２の面に配置された第２の探触子と、
前記第２の探触子と第２のケーブルで接続され、前記第２の探触子に、前記測点から前記第１の面に向かって超音波を入射させる第２の超音波探傷器と、
前記第１の面に配置され、前記第２の探触子から入射された超音波の透過パルスを走査する第１の探触子と、
前記第１の探触子と第１のケーブルで接続され、前記透過パルスの走査により出力される走査信号を前記第１の探触子から取得する第１の超音波探傷器と
を備え、
前記第１の超音波探傷器は、
前記走査信号を可視化して表示することにより、前記測点の前記第１の面への投影を支援する表示部を備えた。

前記表示部は、
前記走査信号に基づいて、前記透過パルスの振幅を透過パルス高さとして、前記透過パルス高さが閾値を超えているか否かを表すパルス高さ表示グラフを表示する。

前記第２の探触子は、
前記測点から前記第２の面に対して垂直な方向に超音波を入射する。

前記測点投影システムは、
前記第１の面に固定され、前記第１の探触子を前記第１の面において摺動自在に保持する測定治具を備え、
前記測定治具は、
前記第１の探触子の走査方向に沿って配置される軸部と、前記軸部に沿って移動自在に前記軸部に取り付けられ、移動距離を表示するデジタル表示器とを有するデジタル測長器と、
前記軸部の長手方向の端部に設けられ、前記第１の面に固定される固定部と、
前記デジタル表示器の上部に取り付けられ、前記第１の探触子を保持する探触子ホルダと
を備えた。

前記探触子ホルダは、着脱自在に前記デジタル表示器に取り付けられ、
前記測定治具は、
前記探触子ホルダの上部に配置された矩形状のスライダであって、前記走査方向に垂直な辺の延長線が、前記探触子ホルダに保持された前記第１の探触子の基準点を通るように配置されたスライダを備え、
前記スライダは、
前記辺を形成する辺部であって、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする辺部を備えた。

前記スライダは、
前記探触子ホルダが取り外されると、下方にスライドし、前記辺部により、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする。

本発明に係る測定治具は、第１の面と前記第１の面の裏面である第２の面とを有する被測定体において、前記第２の面で測定された測点を前記第１の面に投影する測点投影システムに備えられた測定治具であって、
前記測点投影システムは、
前記第２の面に配置された第２の探触子と、
前記第２の探触子と第２のケーブルで接続され、前記第２の探触子に、前記測点から前記第１の面に向かって超音波を入射させる第２の超音波探傷器と、
前記第１の面に配置され、前記第２の探触子から入射された超音波の透過パルスを走査する第１の探触子と、
前記第１の探触子と第１のケーブルで接続され、前記透過パルスの走査により出力される走査信号を前記第１の探触子から取得する第１の超音波探傷器と、
前記第１の超音波探傷器に備えられ、前記走査信号を可視化して表示することにより、前記測点の前記第１の面への投影を支援する表示部と
を備え、
前記測定治具は、
前記第１の面に固定され、前記第１の探触子を前記第１の面において摺動自在に保持している。

前記測定治具は、
前記第１の探触子の走査方向に沿って配置される軸部と、前記軸部に沿って移動自在に前記軸部に取り付けられ、移動距離を表示するデジタル表示器とを有するデジタル測長器と、
前記軸部の長手方向の端部に設けられ、前記第１の面に固定される固定部と、
前記デジタル表示器の上部に取り付けられ、前記第１の探触子を保持する探触子ホルダと
を備えた。

前記探触子ホルダは、着脱自在に前記デジタル表示器に取り付けられ、
前記測点投影システムは、
前記探触子ホルダの上部に配置された矩形状のスライダであって、前記走査方向に垂直な辺の延長線が、前記探触子ホルダに保持された前記第１の探触子の基準点を通るように配置されたスライダを備え、
前記スライダは、
前記辺を形成する辺部であって、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする辺部を備えた。

前記スライダは、
前記探触子ホルダが取り外されると、前記探触子ホルダの位置までスライドし、前記辺部により、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする。

本発明に係る測点投影方法は、第１の面と前記第１の面の裏面である第２の面とを有する被測定体において、前記第２の面で測定された測点を前記第１の面に投影する測点投影方法であって、
前記第２の面に配置された第２の探触子と第２のケーブルで接続された第２の超音波探傷器が、前記第２の探触子により、前記測点から前記第１の面に向かって超音波を入射し、
前記第１の面に配置された第１の探触子が、前記第２の探触子から入射された超音波の透過パルスを走査し、
前記第１の探触子と第１のケーブルで接続された第１の超音波探傷器が、前記透過パルスの走査により出力される走査信号を可視化して表示部に表示し、
前記表示部に表示された可視化された走査信号に基づいて、前記透過パルスの振幅を透過パルス高さとして、前記透過パルス高さが閾値を超える位置を重なり開始位置として取得するとともに、前記透過パルス高さが前記閾値から離れる位置を重なり終了位置として取得し、
前記重なり開始位置と前記重なり終了位置とに基づいて、前記測点を前記第１の面に投影した投影点を検出する。

本発明に係る測点投影システムによれば、被測定体に傷を付けることなく、高い精度で測点を投影することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る測点投影システムの構成図。 超音波ビームを表した模式図。 実施の形態１に係る測定治具の構成図。 実施の形態１に係るスライダがスライドした状態の例を示す図。 実施の形態１に係る測点投影システムによる測点投影方法の流れを示す図。 実施の形態１に係る超音波送信側の第２の探触子の設置状況を示す図。 実施の形態１に係る超音波受信側の第１の探触子および測定治具の設置状況を示す図。 実施の形態１に係る表示部に表示されたパルス高さ表示グラフの例。 実施の形態１に係る投影点Ｐｔの検出手順の流れを示す図。 実施の形態１に係るデジタル表示器がゼロリセットされた状態の例。 実施の形態１において、透過パルス高さが閾値Ｇを離れる直前のデジタル表示器の例。 実施の形態１に係る透過パルス閾値エリアＲ２の検知手法を示す模式図。 実施の形態１において走査線Ｌｓｃａｎ上の透過パルス高さのピークの位置までデジタル表示器を戻した図。 実施の形態１において透過パルス高さのピークの位置で走査線Ｌｓｃａｎ（走査方向Ｐｓｃａｎ）に対して垂線を引く図。 実施の形態１において線Ｌｋを検出後、線Ｌｋ２を検出した状態を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、上、下、左、右、前、後、表、裏といった方向あるいは位置が示されている場合、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、あるいは部品の配置および向きを限定するものではない。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る測点投影システム５００の構成を示す図である。
測点投影システム５００は、鋼板といった被測定体３００の一方の面の測点を他方の面に投影する装置である。被測定体３００は、第１の面３１０と、第１の面３１０の裏面である第２の面３２０とを有する。なお、第１の面３１０と第２の面３２０とは略平行であるものとする。測点投影システム５００は、被測定体３００において、第２の面３２０で測定された測点Ｐｓを第１の面３１０に投影する。第２の面３２０の測点Ｐｓを第１の面３１０に投影した点を投影点Ｐｔという。第２の面３２０の測点Ｐｓを第１の面３１０に投影するとは、例えば、測点Ｐｓから第２の面３２０に対して垂直に第１の面３１０に向かって引いた線と第１の面３１０との交点を投影点Ｐｔとして検出することである。

被測定体３００は、具体例として、鋼橋の腹板あるいは箱桁等に用いられる鋼板である。被測定体３００において、表裏両面のうち一方の面である第２の面３２０には、既設の垂直補剛材のような部材等を基準に計測された測点Ｐｓが設定されている。一方、他方の面である第１の面３１０では、例えば、基準となる部材等が存在せず、測点Ｐｓに対応する投影点Ｐｔを高精度に罫書くことが難しい状況であることが想定される。

測点投影システム５００は、第１の面３１０の側に、第１の超音波探傷器１００と、第１の探触子１１０と、第１のケーブル１２０とを備える。第１の超音波探傷器１００と、第１の探触子１１０と、第１のケーブル１２０とを第１の超音波探傷装置１０ともいう。また、測点投影システム５００は、第２の面３２０の側に、第２の超音波探傷器２００と、第２の探触子２１０と、第２のケーブル２２０とを備える。第２の超音波探傷器２００と、第２の探触子２１０と、第２のケーブル２２０とを第２の超音波探傷装置２０ともいう。第１の超音波探傷装置１０と、第２の超音波探傷装置２０は、各々異なる装置である。第２の超音波探傷装置２０がスピーカ専用であり、第１の超音波探傷装置１０がマイクロフォン専用であってもよい。あるいは、第１の超音波探傷装置１０と第２の超音波探傷装置２０は、各々がスピーカ機能とマイクロフォン機能との両機能を有する同様の構成の超音波探傷装置であってもよい。

第２の探触子２１０は、第２の面３２０に配置されている。第２の超音波探傷器２００は、第２の探触子２１０と第２のケーブル２２０で接続されている。そして、第２の超音波探傷器２００は、第２の探触子２１０に、測点Ｐｓから第１の面３１０に向かって超音波を入射させる。第２の探触子２１０は、測点Ｐｓから第２の面３２０に対して垂直な方向に超音波を入射する。

第１の探触子１１０は、第１の面３１０に配置されている。第１の探触子１１０は、第２の探触子２１０から入射された超音波の透過パルスを走査（スキャン）する。第１の超音波探傷器１００は、第１の探触子１１０と第１のケーブル１２０で接続されている。そして、第１の超音波探傷器１００は、透過パルスの走査により出力される走査信号１１を第１の探触子１１０から取得する。

図１に示すように、第１の超音波探傷器１００は、増幅器１０１、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１０２、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０３、および表示部１０４を備える。走査信号１１は、第１の超音波探傷器１００に入力されると、増幅器１０１により増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０２によりデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された走査信号１１は、ＣＰＵ１０３により可視化処理が施され、表示部１０４に表示される。表示部１０４は、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）といったディスプレイである。また、可視化処理については後述する。

このように、第１の超音波探傷器１００は、走査信号１１を可視化して表示部１０４に表示する。作業者は、可視化されて表示部１０４に表示された走査信号１１に基づいて、測点Ｐｓの投影点Ｐｔを検出する。すなわち、表示部１０４は、可視化された走査信号１１を表示することにより、測点Ｐｓの第１の面３１０への投影を支援する。
なお、第１の超音波探傷器１００において走査信号１１を可視化して表示するために、例えば、第２の超音波探傷器２００の送信パルスの繰り返し信号出力を１秒間に数千回以上行い、第１の超音波探傷器１００の受信パルスの繰り返し信号入力を１秒間に数１０回とする。

ここで、本実施の形態に係る測点投影システム５００の測点投影方法の概要について説明する。
測点投影方法では、まず、第２の面３２０の測点Ｐｓに中心を合わせて固定した第２の探触子２１０から超音波が入射される。第２の探触子２１０の中心を第２の基準点２１１とする。また、第２の探触子２１０は、超音波送信用の送信探触子ともいう。反対側の面である第１の面３１０において、第１の探触子１１０が、被測定体３００を透過した超音波の透過パルスを走査し、測点Ｐｓに対応する位置を第１の面３１０上で投影点Ｐｔとして検出する。第１の探触子１１０は、超音波受信用の受信探触子ともいう。

図２は、超音波ビームを表した模式図である。
第２の探触子２１０が当接している第２の面３２０と平行な面、すなわち第１の面３１０を見ると、超音波ビームの音圧分布は中心軸Ｌｏで最も高く、同心円状に中心から距離が離れるほど低くなる。第２の面３２０から送信された超音波の透過パルスを第１の面３１０で受信した時、透過パルスの振幅が最大となるときが送受信の２つの探触子の中心が一致するときである。なお、透過パルスの振幅は、可視化された走査信号１１の探査図形上では透過パルスの高さ（以下、透過パルス高さ）となる。すなわち、透過パルス高さが最大（ピーク）となるときが、第２の探触子２１０の中心である第２の基準点２１１と第１の探触子１１０の中心である第１の基準点１１１とが一致するときである。第２の基準点２１１と第１の基準点１１１とが一致するということは、第１の基準点１１１の位置が、測点Ｐｓから第１の面３１０に引かれた垂線上にあり、測点Ｐｓを投影した投影点Ｐｔ上にあることを意味する。よって、受信探触子である第１の探触子１１０は、透過パルス高さのピークを探して透過パルスを走査する。
例えば、本実施の形態に係る測点投影システム５００の超音波の探査モードは、垂直探触子を用いた透過法である。透過法とは、送信探触子から発信された超音波ビームが試験体を伝搬して受信探触子に入射した際の超音波エネルギーの強さで、材料の探傷を行う方法である。

図３は、本実施の形態に係る測定治具４００の構成を示す図である。
測点投影システム５００は、第１の探触子１１０による透過パルスの走査に用いる測定治具４００を備える。測定治具４００は、第１の面３１０に固定され、第１の探触子１１０を第１の面３１０において摺動自在に保持する。

測定治具４００は、軸部４０１とデジタル表示器４０２とから成るデジタル測長器４０３を備える。デジタル測長器４０３は、例えば、デジタルノギスを応用して構成される。
軸部４０１は、第１の探触子１１０の走査方向Ｐｓｃａｎに沿って配置される。デジタル表示器４０２は、軸部４０１に沿って移動自在に軸部４０１に取り付けられ、移動距離を表示する。デジタル表示器４０２は、電源をオンオフする電源スイッチ２１とデジタル表示をゼロリセットするリセットスイッチ２２を備える。
また、測定治具４００は、軸部４０１の長手方向の端部に設けられ、第１の面３１０に固定される固定部４０４を備える。固定部４０４は、例えば、マグネットを用いて構成される。

また、測定治具４００は、デジタル表示器４０２の上部に取り付けられ、第１の探触子１１０を保持する探触子ホルダ４０５を備える。探触子ホルダ４０５は、着脱自在にデジタル表示器４０２に取り付けられている。具体的には、探触子ホルダ４０５は、ホルダ固定用ローレットノブ４０６により、着脱自在にデジタル表示器４０２の上部に設置される。
また、測定治具４００は、探触子ホルダ４０５の上部に配置された矩形状のスライダ４０７を備える。
図３に示すように、デジタル表示器の上部には、探触子ホルダ４０５とスライダ４０７とが取り付けられる取付板４０８を備える。探触子ホルダ４０５は、ホルダ固定用ローレットノブ４０６により、着脱自在に取付板４０８に取り付けられる。また、スライダ４０７は、上下方向にスライド可能に取付板４０８に取り付けられる。

スライダ４０７は、走査方向Ｐｓｃａｎに垂直な辺の延長線が、探触子ホルダ４０５に保持された第１の探触子１１０の第１の基準点１１１を通るように配置されている。スライダ４０７は、上記の辺を形成する辺部７１であって、走査方向Ｐｓｃａｎに垂直、かつ、第１の基準点１１１を通る線Ｌｋの罫書きをガイドする辺部７１を備える。
また、デジタル表示器４０２を走査方向Ｐｓｃａｎに移動させることにより、走査方向Ｐｓｃａｎに平行で、かつ、第１の基準点１１１を通る線が走査線Ｌｓｃａｎとなる。

図４は、本実施の形態に係るスライダ４０７がスライドした状態の例を示す図である。
スライダ４０７は、探触子ホルダ４０５が取り外されると、下方にスライドする。そして、辺部７１は、走査方向Ｐｓｃａｎに垂直、かつ、第１の基準点１１１を通る線Ｌｋの罫書きをガイドする。

＊＊＊手順の説明＊＊＊
図５は、本実施の形態に係る測点投影システム５００による測点投影方法の流れを示す図である。
図５を用いて、第２の面３２０で測定された測点Ｐｓを第１の面３１０に投影する測点投影方法の手順について説明する。

＜ステップＳ１０１：測点投影システム５００の設置＞
図６は、本実施の形態に係る超音波送信側の第２の探触子２１０の設置状況を示す図である。
図７は、本実施の形態に係る超音波受信側の第１の探触子１１０および測定治具４００の設置状況を示す図である。
ステップＳ１０１において、測点投影システム５００が被測定体３００に取り付けられる。図１に示すように、測点Ｐｓが存在する第２の面３２０の側には、第２の探触子２１０と、第２の探触子２１０と第２のケーブル２２０で接続された第２の超音波探傷器２００が配置される。また、第２の面３２０の反対面である第１の面３１０の側には、第１の探触子１１０と、第１の探触子１１０と第１のケーブル１２０で接続された第１の超音波探傷器１００が配置される。

図６に示すように、第２の探触子２１０は、第２の面３２０に配置される。このとき、第２の探触子２１０は、第２の探触子２１０の中心である第２の基準点２１１を測点Ｐｓに合わせて第２の面３２０に配置される。
また、図７に示すように、第１の面３１０には、測定治具４００が固定される。測定治具４００は、探触子ホルダ４０５により第１の探触子１１０を保持している。測定治具４００は、軸部４０１が第１の探触子１１０の走査方向Ｐｓｃａｎに沿うように固定される。
測定治具４００は、第１の面３１０において、測点Ｐｓに対応するおよその位置を第１の探触子１１０が通るように配置される。例えば、測点Ｐｓに対応する位置を第１の面３１０の側の桁端あるいは遠くの部材等から測定することにより、測点Ｐｓに対応するおよその位置を決定する。

＜ステップＳ１０２：超音波の入射＞
ステップＳ１０２において、第２の超音波探傷器２００が、第２の探触子２１０により、測点Ｐｓから第１の面３１０に向かって超音波を入射させる。第２の探触子２１０は、測点Ｐｓから第１の面３１０に向かって、第２の面３２０に対して垂直な方向に超音波を入射する。

＜ステップＳ１０３：走査信号の可視化表示＞
第１の探触子１１０が、第２の探触子２１０から入射された超音波の透過パルスを走査する。具体的には、測定治具４００のデジタル表示器４０２を走査方向Ｐｓｃａｎに移動させることにより、第１の探触子１１０は走査線Ｌｓｃａｎ上の透過パルスを走査する。そして、第１の探触子１１０は、透過パルスの走査により出力される走査信号１１を第１のケーブル１２０を介して第１の超音波探傷器１００に出力する。
第１の超音波探傷器１００は、走査信号１１を取得すると、走査信号１１を増幅器１０１により増幅し、Ａ／Ｄ変換器１０２によりデジタル信号に変換する。そして、第１の超音波探傷器１００は、デジタル信号に変換した走査信号１１に対してＣＰＵ１０３により可視化処理を施し、可視化した走査信号１１を表示部１０４に表示する。

図８は、本実施の形態に係る表示部１０４に表示されたパルス高さ表示グラフ４１の例である。
図８に示すように、表示部１０４には、パルス高さ表示グラフ４１が表示される。パルス高さ表示グラフ４１では、透過パルスの振幅が透過パルス高さとして表される。
パルス高さ表示グラフ４１では、縦軸は透過パルス高さ（％）、横軸はビーム経路（ｍｍ）を表している。また、透過パルス高さを判定するための閾値Ｇ（ゲートともいう）のラインも表示されている。閾値Ｇは、透過パルス高さが所定の値（閾値Ｇ）以上となる範囲を検知するために用いられる。

＜ステップＳ１０４：投影点Ｐｔの検出＞
次に、表示部１０４に表示された走査信号１１、すなわちパルス高さ表示グラフ４１に基づいて、第１の探触子１１０が透過パルスを検出し始めた後、透過パルス高さが閾値Ｇを超える位置が重なり開始位置Ｐｘとして取得される。また、透過パルス高さが閾値Ｇを離れる位置が重なり終了位置Ｐｙとして取得される。そして、重なり開始位置Ｐｘと重なり終了位置Ｐｙとに基づいて、測点Ｐｓを第１の面３１０に投影した投影点Ｐｔが検出される。

図９は、本実施の形態に係る投影点Ｐｔの検出手順の流れを示す図である。
図１０は、本実施の形態に係るデジタル表示器４０２がゼロリセットされた状態の例である。
図９を用いて、投影点Ｐｔの検出手順について詳しく説明する。

＜ステップＳ４１：デジタル表示ゼロリセット＞
パルス高さ表示グラフ４１が第１の超音波探傷器１００の表示部１０４に表示される。図８に示すように、透過パルス高さが閾値Ｇを超えたところでデジタル表示器４０２をゼロリセットする。図１０に示すように、デジタル表示器４０２がゼロにリセットされる。作業者が、透過パルス高さが閾値Ｇを超えたことを目視で確認し、リセットスイッチ２２を押下してもよい。あるいは、第１の超音波探傷器１００は、透過パルス高さが閾値Ｇを超えると、確認ビープ音を発する、あるいは、ＬＥＤランプが点灯するといった機能を有していてもよい。

＜ステップＳ４２：透過パルス閾値エリアＲ２の検知＞
続いて、走査線Ｌｓｃａｎ上で第１の探触子１１０を移動させる。このとき、透過パルス高さは徐々に高くなり、ピークを向かえたあと再度低くなっていく。低下する透過パルス高さが再度閾値Ｇの高さになったときのデジタル表示器４０２の値を読む。透過パルス高さが再度閾値Ｇの高さになったときとは、透過パルス高さが閾値Ｇを離れる（閾値Ｇを下回る）直前を意味する。第１の超音波探傷器１００が、透過パルス高さが閾値Ｇを超えると確認ビープ音を発するといった機能を有している場合、透過パルス高さが閾値Ｇを超えてから離れるまで、確認ビープ音が鳴り続ける。

図１１は、本実施の形態において、透過パルス高さが閾値Ｇを離れる直前のデジタル表示器４０２の例である。
このときのデジタル表示器４０２の値の絶対値は、透過パルス高さが閾値Ｇを超えてから離れるまでの水平距離を表している。すなわち、図１１では、透過パルス高さが閾値Ｇを超えてから離れるまでの水平距離が２１．３６ｍｍであることを表している。

図１２は、本実施の形態に係る透過パルス閾値エリアＲ２の検知手法を示す模式図である。
透過パルス高さが最初に閾値Ｇを超えた位置が、第１の探触子１１０の超音波閾値エリアＲ１と透過パルス閾値エリアＲ２とが重なり始めた位置である。ここで、デジタル表示器４０２をゼロリセットする。このときの第１の探触子１１０の位置を重なり開始位置Ｐｘとする。
超音波閾値エリアＲ１とは、第１の探触子１１０が、閾値Ｇを超えているパルス高さの超音波を検知する範囲を表す。また、透過パルス閾値エリアＲ２とは、第２の探触子２１０から入射された超音波の透過パルスのうち、パルス高さが閾値Ｇを超えている透過パルスの範囲を表す。
そして、透過パルス高さが再度閾値Ｇの高さになる位置が、第１の探触子１１０の超音波閾値エリアＲ１と透過パルス閾値エリアＲ２との重なり終わりの位置である。ここで、デジタル表示器４０２の値を読む。このときの第１の探触子１１０の位置を重なり終了位置Ｐｙとする。

図１１および図１２の具体例では、超音波閾値エリアＲ１と透過パルス閾値エリアＲ２とが重なる水平距離Ｌ１は、２１．３６ｍｍである。この間、透過パルス高さは閾値Ｇを超え続けている。
このように、表示部１０４は、走査信号１１に基づいて、透過パルスの振幅を透過パルス高さとして、透過パルス高さが閾値Ｇを超えているか否かを表すパルス高さ表示グラフ４１を表示する。そして、表示部１０４に表示された可視化された走査信号１１に基づいて、透過パルス高さが閾値Ｇを超える位置が、重なり開始位置Ｐｘとして取得される。また、透過パルス高さが閾値Ｇから離れる位置が、重なり終了位置Ｐｙとして取得される。言い換えると、第１の探触子１１０が、閾値Ｇを超えている透過パルスを検知し始めた位置が、重なり開始位置Ｐｘとして取得される。また、第１の探触子１１０が、閾値Ｇを超えている透過パルスを検知し終わる位置が、重なり終了位置Ｐｙとして取得される。
なお、図１２では超音波閾値エリアＲ１と透過パルス閾値エリアＲ２が中心同士を通るように図示されている。しかし、超音波閾値エリアＲ１と透過パルス閾値エリアＲ２が中心同士を通る必要はなく、エリア同士が接触し得る範囲において走査されることで、重なり開始位置Ｐｘと重なり終了位置Ｐｙが取得されればよい。

＜ステップＳ４３：投影点Ｐｔを通る線Ｌｋの検出＞
図１２に示すように、デジタル表示器４０２の読み値、すなわち水平距離Ｌ１を１／２にした値だけ戻った位置が、この走査線Ｌｓｃａｎ上の透過パルス高さのピークとなる。ここで、走査線Ｌｓｃａｎに対して垂線を引けば、送信探触子である第２の探触子２１０の中心に対応する位置、すなわち測点Ｐｓに対応する投影点Ｐｔを通る線Ｌｋとなる。

図１３は、走査線Ｌｓｃａｎ上の透過パルス高さのピークの位置までデジタル表示器４０２を戻した図である。
図１４は、透過パルス高さのピークの位置で走査線Ｌｓｃａｎ（走査方向Ｐｓｃａｎ）に対して垂線を引く図である。
水平距離Ｌ１が２１．３６ｍｍの場合、その１／２は１０．６８ｍｍとなる。よって、図１２および図１３に示すように、１０．６８ｍｍだけ第１の探触子１１０を戻す。このとき、デジタル表示器４０２の値は、−１０．６８となる。そして、この位置で探触子ホルダ４０５を測定治具４００から取り外し、図１４に示すように、スライダ４０７を下方にスライドさせる。上述したように、スライダ４０７の辺部７１の延長線は、走査線Ｌｓｃａｎ（走査方向Ｐｓｃａｎ）に垂直、かつ、第１の探触子１１０の中心（第１の基準点１１１）を通る線Ｌｋとなっている。しかも、線Ｌｋは、走査線Ｌｓｃａｎ上における透過パルス高さのピークの位置を通っており、走査線Ｌｓｃａｎに垂直であるため、送信探触子である第２の探触子２１０の中心、すなわち測点Ｐｓに対応する投影点Ｐｔを通る線Ｌｋとなる。

ステップＳ４１からステップＳ４３をまとめると以下の通りである。第１の探触子１１０により透過パルスを走査線Ｌｓｃａｎ（第１の走査線の例）に沿って走査する。表示部１０４に表示されたパルス高さ表示グラフ４１を用いることにより、走査線Ｌｓｃａｎにおける重なり開始位置Ｐｘと重なり終了位置Ｐｙとが取得される。そして、走査線Ｌｓｃａｎにおける重なり開始位置Ｐｘと重なり終了位置Ｐｙとの中心点を通り、かつ、走査線Ｌｓｃａｎに垂直な線Ｌｋ（第１の線の例）が第１の面３１０に罫書かれる。

＜ステップＳ４４：投影点Ｐｔを通る線Ｌｋ２の検出＞
図１５は、本実施の形態において線Ｌｋを検出後、線Ｌｋ２を検出した状態を示す図である。
測点Ｐｓに対応する投影点Ｐｔを通る線Ｌｋを検出した後、走査方向Ｐｓｃａｎとは向きが異なる走査方向Ｐｓｃａｎ２に沿って測定治具４００を設置し、線Ｌｋの検出手順（ステップＳ４１からステップＳ４３）と同様の検出手順を実施し、線Ｌｋ２を検出する。線Ｌｋ２は、走査線Ｌｓｃａｎ２上における透過パルス高さのピークの位置を通っており、走査線Ｌｓｃａｎ２（走査方向Ｐｓｃａｎ２）に垂直であるため、第２の探触子２１０の中心、すなわち測点Ｐｓに対応する投影点Ｐｔを通る線となる。
ステップＳ４４をまとめると以下の通りである。第１の探触子１１０により透過パルスを走査線Ｌｓｃａｎとは異なる走査線Ｌｓｃａｎ２（第２の走査線の例）に沿って走査する。表示部１０４に表示されたパルス高さ表示グラフ４１を用いることにより、走査線Ｌｓｃａｎ２における重なり開始位置Ｐｘ’と重なり終了位置Ｐｙ’とが取得される。そして、走査線Ｌｓｃａｎ２における重なり開始位置Ｐｘ’と重なり終了位置Ｐｙ’との中心点を通り、かつ、走査線Ｌｓｃａｎ２に垂直な線Ｌｋ２（第２の線の例）が第１の面３１０に罫書かれる。

＜ステップＳ４５：投影点Ｐｔの検出＞
図１５に示すように、線Ｌｋと線Ｌｋ２との交点が投影点Ｐｔとして検出される。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
例えば、箱桁の内外で操作を行う場合、１台の超音波探傷器に送信および受信の両探触子をケーブルで接続し、鋼板の表裏を探査することは、ケーブル長が長くなり過ぎるといった現場の制約から実施が困難となる場合がある。本実施の形態に係る測点投影システム５００によれば、第１の面に配置された第１の超音波探傷器と、第２の面に配置された第２の超音波探傷器は、各々異なる装置であり、鋼板の表裏をケーブルで接続する必要が無い。本実施の形態に係る測点投影システム５００によれば、ケーブル等を表裏に渡すことが事実上不可能な現場においても、測点Ｐｓに対応する投影点Ｐｔを高精度に検出することができる。

また、本実施の形態に係る測点投影システム５００では、測点Ｐｓから入射された超音波の透過パルスを走査することにより投影点Ｐｔを検出する。よって、本実施の形態に係る測点投影システム５００によれば、被測定体である鋼板等に打刻点といった傷を付けることなく、高精度に投影点Ｐｔを検出することができる。

透過パルスを走査する際、受信探触子を二次元的に走査して透過パルスのピーク検出し、投影点Ｐｔを１回で特定する方法も考えられる。しかし、本実施の形態に係る測点投影システム５００では、投影点Ｐｔを通る線を２本検出し、２本の線Ｌｋ，Ｌｋ２の交点を投影点Ｐｔとして検出する。よって、本実施の形態に係る測点投影システム５００によれば、透過パルスのピークを見落とすことなく、高精度に投影点Ｐｔを求めることができる。

本実施の形態に係る測点投影システム５００では、第１の面に固定され、第１の探触子を第１の面において摺動自在に保持する測定治具を備える。透過パルスを走査する際、第１の探触子の押し付け圧力により透過パルス高さが変化してしまう虞がある。本実施の形態に係る測点投影システム５００によれば、測定治具において探触子の移動時は、主に横方向の力のみを必要とし、垂直方向の圧力をほぼ変えずに走査できる。よって、第１の探触子の押し付け圧力を一定保つことができ、より高精度に投影点Ｐｔを検出することができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、被測定体３００として鋼橋の腹板あるいは箱桁等に用いられる鋼板を想定している。しかしながら、本実施の形態は、一面の測点を他面に投影する被測定体であれば、どのような態様にも適用できる。具体例として、タンク、タンカー等の船舶、車両、あるいは建造物等に用いられている鋼板であっても本実施の形態を適用することができる。

本実施の形態では、測定治具における探触子、すなわちデジタル表示器の移動は作業者の人手でもよいし、自動的に移動させることができる機構を備えていてもよい。例えば、作業者が遠隔操作により、探触子が取り付けられたデジタル表示器を移動させてもよい。これにより、探触子の押し付け圧力をより均一化することができる。また、箱桁の内部のような人が入ることが困難な場所においても、バッテリー等を搭載することにより、測定治具により測点を投影することができる。

また、受信側の超音波探傷器と測定治具のデジタル表示器とを制御線で接続し、透過パルス高さが閾値Ｇを超えると、超音波探傷器が自動的にデジタル表示器をゼロリセットしてもよい。また、超音波探傷器は、再び透過パルス高さが閾値Ｇになった時点のデジタル表示器の値を自動的に読み込んでもよい。そして、超音波探傷器は、ＣＰＵにより移動距離の１／２の値を算出し、移動距離の１／２だけ戻るように自動的に探触子を移動してもよい。

実施の形態１のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１では、実施の形態の構成要素の自由な組み合わせ、あるいは実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは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。

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０ 第１の超音波探傷装置、１１ 走査信号、１００ 第１の超音波探傷器、１０１
増幅器、１０２ Ａ／Ｄ変換器、１０３ ＣＰＵ、１０４ 表示部、１１０ 第１の探触子、１１１ 第１の基準点、１２０ 第１のケーブル、２０ 第２の超音波探傷装置、２１ 電源スイッチ、２２ リセットスイッチ、２００ 第２の超音波探傷器、２１０ 第２の探触子、２１１ 第２の基準点、２２０ 第２のケーブル、３００ 被測定体、３１０ 第１の面、３２０ 第２の面、４１ パルス高さ表示グラフ、４００ 測定治具、４０１ 軸部、４０２ デジタル表示器、４０３ デジタル測長器、４０４ 固定部、４０５ 探触子ホルダ、４０６ ホルダ固定用ローレットノブ、４０７ スライダ、４０８
取付板、７１ 辺部、５００ 測点投影システム、Ｌｏ 中心軸、Ｌｋ，Ｌｋ２ 線、Ｌｓｃａｎ 走査線、Ｐｓｃａｎ 走査方向、Ｇ 閾値、Ｐｓ 測点、Ｐｔ 投影点、Ｐｘ，Ｐｘ’ 重なり開始位置、Ｐｙ，Ｐｙ’ 重なり終了位置、Ｌ１ 水平距離。

Claims (11)

1. 第１の面と前記第１の面の裏面である第２の面とを有する被測定体において、前記第２の面で測定された測点を前記第１の面に投影する測点投影システムであって、
   前記第２の面に配置された第２の探触子と、
   前記第２の探触子と第２のケーブルで接続され、前記第２の探触子に、前記測点から前記第１の面に向かって超音波を入射させる第２の超音波探傷器と、
   前記第１の面に配置され、前記第２の探触子から入射された超音波の透過パルスを走査する第１の探触子と、
   前記第１の探触子と第１のケーブルで接続され、前記透過パルスの走査により出力される走査信号を前記第１の探触子から取得する第１の超音波探傷器と
   を備え、
   前記第１の超音波探傷器は、
   前記走査信号を可視化して表示することにより、前記測点の前記第１の面への投影を支援する表示部を備えた測点投影システム。
2. 前記表示部は、
   前記走査信号に基づいて、前記透過パルスの振幅を透過パルス高さとして、前記透過パルス高さが閾値を超えているか否かを表すパルス高さ表示グラフを表示する請求項１に記載の測点投影システム。
3. 前記第２の探触子は、
   前記測点から前記第２の面に対して垂直な方向に超音波を入射する請求項１に記載の測点投影システム。
4. 前記測点投影システムは、
   前記第１の面に固定され、前記第１の探触子を前記第１の面において摺動自在に保持する測定治具を備え、
   前記測定治具は、
   前記第１の探触子の走査方向に沿って配置される軸部と、前記軸部に沿って移動自在に前記軸部に取り付けられ、移動距離を表示するデジタル表示器とを有するデジタル測長器と、
   前記軸部の長手方向の端部に設けられ、前記第１の面に固定される固定部と、
   前記デジタル表示器の上部に取り付けられ、前記第１の探触子を保持する探触子ホルダと
   を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測点投影システム。
5. 前記探触子ホルダは、着脱自在に前記デジタル表示器に取り付けられ、
   前記測定治具は、
   前記探触子ホルダの上部に配置された矩形状のスライダであって、前記走査方向に垂直な辺の延長線が、前記探触子ホルダに保持された前記第１の探触子の基準点を通るように配置されたスライダを備え、
   前記スライダは、
   前記辺を形成する辺部であって、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする辺部を備えた請求項４に記載の測点投影システム。
6. 前記スライダは、
   前記探触子ホルダが取り外されると、下方にスライドし、前記辺部により、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする請求項５に記載の測点投影システム。
7. 第１の面と前記第１の面の裏面である第２の面とを有する被測定体において、前記第２の面で測定された測点を前記第１の面に投影する測点投影システムに備えられた測定治具であって、
   前記測点投影システムは、
   前記第２の面に配置された第２の探触子と、
   前記第２の探触子と第２のケーブルで接続され、前記第２の探触子に、前記測点から前記第１の面に向かって超音波を入射させる第２の超音波探傷器と、
   前記第１の面に配置され、前記第２の探触子から入射された超音波の透過パルスを走査する第１の探触子と、
   前記第１の探触子と第１のケーブルで接続され、前記透過パルスの走査により出力される走査信号を前記第１の探触子から取得する第１の超音波探傷器と、
   前記第１の超音波探傷器に備えられ、前記走査信号を可視化して表示することにより、前記測点の前記第１の面への投影を支援する表示部と
   を備え、
   前記測定治具は、
   前記第１の面に固定され、前記第１の探触子を前記第１の面において摺動自在に保持している測定治具。
8. 前記測定治具は、
   前記第１の探触子の走査方向に沿って配置される軸部と、前記軸部に沿って移動自在に前記軸部に取り付けられ、移動距離を表示するデジタル表示器とを有するデジタル測長器と、
   前記軸部の長手方向の端部に設けられ、前記第１の面に固定される固定部と、
   前記デジタル表示器の上部に取り付けられ、前記第１の探触子を保持する探触子ホルダと
   を備えた請求項７に記載の測定治具。
9. 前記探触子ホルダは、着脱自在に前記デジタル表示器に取り付けられ、
   前記測点投影システムは、
   前記探触子ホルダの上部に配置された矩形状のスライダであって、前記走査方向に垂直な辺の延長線が、前記探触子ホルダに保持された前記第１の探触子の基準点を通るように配置されたスライダを備え、
   前記スライダは、
   前記辺を形成する辺部であって、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする辺部を備えた請求項８に記載の測定治具。
10. 前記スライダは、
    前記探触子ホルダが取り外されると、前記探触子ホルダの位置までスライドし、前記辺部により、前記走査方向に垂直、かつ、前記基準点を通る線の罫書きをガイドする請求項９に記載の測定治具。
11. 第１の面と前記第１の面の裏面である第２の面とを有する被測定体において、前記第２の面で測定された測点を前記第１の面に投影する測点投影方法であって、
    前記第２の面に配置された第２の探触子と第２のケーブルで接続された第２の超音波探傷器が、前記第２の探触子により、前記測点から前記第１の面に向かって超音波を入射し、
    前記第１の面に配置された第１の探触子が、前記第２の探触子から入射された超音波の透過パルスを走査し、
    前記第１の探触子と第１のケーブルで接続された第１の超音波探傷器が、前記透過パルスの走査により出力される走査信号を可視化して表示部に表示し、
    前記表示部に表示された可視化された走査信号に基づいて、前記透過パルスの振幅を透過パルス高さとして、前記透過パルス高さが閾値を超える位置を重なり開始位置として取得するとともに、前記透過パルス高さが前記閾値から離れる位置を重なり終了位置として取得し、
    前記重なり開始位置と前記重なり終了位置とに基づいて、前記測点を前記第１の面に投影した投影点を検出する測点投影方法。

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