JP2022117854A - 検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】カプラント液が不要な、検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体を提供する。【解決手段】実施形態に係る検出装置は、検出器と、第1伝搬部材と、第2伝搬部材と、固定具と、を備える。前記検出器は、超音波を送信及び検出する複数の検出素子を含む。前記第1伝搬部材は、前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する。前記第2伝搬部材は、前記超音波が伝搬し、前記第1伝搬部材よりも軟らかい。前記固定具は、前記第2伝搬部材を前記第1伝搬部材に対して着脱可能に固定する。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体に関する。
対象に超音波を送信し、反射波を検出する検出装置がある。カプラント液が不要な検出装置の開発が望まれている。
本発明が解決しようとする課題は、カプラント液が不要な、検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体を提供することである。
実施形態に係る検出装置は、検出器と、第1伝搬部材と、第2伝搬部材と、固定具と、を備える。前記検出器は、超音波を送信及び検出する複数の検出素子を含む。前記第1伝搬部材は、前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する。前記第2伝搬部材は、前記超音波が伝搬し、前記第1伝搬部材よりも軟らかい。前記固定具は、前記第2伝搬部材を前記第1伝搬部材に対して着脱可能に固定する。
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、実施形態に係る検出装置を表す斜視図である。
実施形態に係る検出装置10は、図1に表したように、第1伝搬部材11、第2伝搬部材12、固定具13、及び検出器15を含む。
実施形態に係る検出装置10は、図1に表したように、第1伝搬部材11、第2伝搬部材12、固定具13、及び検出器15を含む。
検出器15は、素子アレイ15aを含む。素子アレイ15aは、複数の検出素子を含む。それぞれの検出素子は、超音波を送信する。また、それぞれの検出素子は、超音波の反射波を検出する。ここでは、検出器15による超音波の送信及び反射波の検出を、探査(プロービング)と呼ぶ。素子アレイ15aの側方は、検出器15の筐体15hに囲まれる。側方は、超音波の送信方向と交差する方向である。
第1伝搬部材11は、検出器15(筐体15h)に取り付けられる。第1伝搬部材11は、超音波が伝搬可能である。例えば、第1伝搬部材11は、検出器15に接触する。又は、第1伝搬部材11と検出器15との間に、別の超音波が伝搬可能な部材が設けられても良い。
第2伝搬部材12は、固定具13によって、第1伝搬部材11に取り付けられる。第1伝搬部材11は、検出器15と第2伝搬部材12との間に位置する。第2伝搬部材12は、超音波が伝搬可能である。第1伝搬部材11を伝搬した超音波は、第2伝搬部材12を伝搬し、検出装置10の外部に出射される。
第1伝搬部材11は、固体である。第1伝搬部材11は、検出装置10の動作時にも実質的な変改が生じないように、十分な硬さを有する。これにより、素子アレイ15aの損傷を抑制できる。第2伝搬部材12は、ゲル状であり、液体では無い。第2伝搬部材12は、第1伝搬部材11よりも軟らかい。すなわち、第2伝搬部材12の硬さは、第1伝搬部材11の硬さよりも小さい。このため、第2伝搬部材12は、第1伝搬部材11に比べて、容易に変形する。第1伝搬部材11は、検出装置10の動作時に、検査の対象の表面形状に応じて変形できるように、十分な軟らかさを有する。
固定具13は、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に接触した状態で、第2伝搬部材12を固定する。固定具13は、第2伝搬部材12を、第1伝搬部材11に対して着脱可能に固定する。
図1の例では、固定具13は、板部材13a及び締結具13bを含む。板部材13aは、第1端部E1及び第2端部E2を含む。第1端部E1は、締結具13bによって、筐体15hに締結され、固定されている。締結具13bは、例えばねじである。板部材13aは、筐体15hから第2伝搬部材12に向かう方向に沿って延びている。第1端部E1とは反対側の第2端部E2は、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11との間に位置するように屈曲している。第2伝搬部材12の一部は、第2端部E2と第1伝搬部材11とによって挟み込まれる。
板部材13aは、弾性を有する板ばねであっても良い。板部材13aには、第2伝搬部材12を第1伝搬部材11に向けて押さえ付ける方向に、弾性力が生じる。また、板部材13aに代えて、硬鋼線などの線状の部材によって第2伝搬部材12が押さえ付けられても良い。一端を筐体15hに対して固定でき、他端が第1伝搬部材11に向けて第2伝搬部材12を押圧できる押圧部材を備えていれば、固定具13の具体的な構造は適宜変更可能である。
例えば、第1伝搬部材11及び第2伝搬部材12は、樹脂を含む。具体的な一例として、第1伝搬部材11は、アクリルを含む。第2伝搬部材12は、セグメント化ポリウレタンを含む。
例えば、検出装置10は、接合体へ超音波を送信し、その反射波を検出する。接合に用いられる一般的な鋼板の音響インピーダンスは、4.5×107(Pa・s/m)程度である。検出装置100と接合体との間で超音波が十分に伝搬するように、第1伝搬部材11及び第2伝搬部材12のそれぞれの音響インピーダンスは、1.0×105(Pa・s/m)よりも大きく、1.0×108(Pa・s/m)よりも小さいことが好ましい。音響インピーダンスは、JIS A1405-1(ISO 10534-1)に従って測定できる。音響インピーダンスは、JIS A 1409(ISO 354)に従って測定されても良い。
第1伝搬部材11の変形を抑制するために、第1伝搬部材11のロックウェル硬さ(Mスケール)は、80よりも大きく110未満であることが好ましい。ロックウェル硬さは、JIS Z 2245(ISO 2039-2)に従って測定できる。対象の表面形状に応じて容易に変形できるように、アスカーゴム硬度計F型によって測定される第2伝搬部材12の硬さは、40よりも大きく60未満であることが好ましい。
ここでは、第1伝搬部材11から第2伝搬部材12に向かう方向を、Z方向(第1方向)とする。Z方向と交差する一方向を、X方向(第2方向)とする。Z-X面と交差する一方向を、Y方向(第3方向)とする。例えば、X方向、Y方向、及びZ方向は、相互に直交する。
図2(a)及び図2(b)は、第2伝搬部材を表す斜視図及び底面図である。
図2(a)及び図2(b)に表したように、第2伝搬部材12は、第1部分12a及び第2部分12bを含む。
図2(a)及び図2(b)に表したように、第2伝搬部材12は、第1部分12a及び第2部分12bを含む。
第1部分12aは、第2伝搬部材12の外周に位置し、固定具13によって押さえられる。第2部分12bは、第1部分12aに囲まれている。第1部分12aは、X-Y面に沿って、第2部分12bの周りに位置する。例えば、第2部分12bは、第2伝搬部材12の中央に位置する。
第2部分12bは、Z方向に向けて第1部分12aよりも突出している。例えば図2(a)に表したように、第2部分12bの厚さT2は、第1部分12aの厚さT1よりも大きい。厚さは、Z方向における長さに対応する。
図3(a)及び図3(b)は、第2伝搬部材を表す側面図である。
第2伝搬部材12の具体的な構造の一例を説明する。図3(a)に表したように、第1部分12a及び第2部分12bは、Z方向と交差する第1面S1及び第2面S2をそれぞれ有する。また、第1部分12a及び第2部分12bは、Z方向と交差する共通の第3面S3を有する。第3面S3は、第1面S1及び第2面S2の反対側に位置する。例えば、第1面S1、第2面S2、及び第3面S3は、互いに平行である。第1面S1のZ方向における位置は、第2面S2のZ方向における位置と、第3面S3のZ方向における位置と、の間にある。
第2伝搬部材12の具体的な構造の一例を説明する。図3(a)に表したように、第1部分12a及び第2部分12bは、Z方向と交差する第1面S1及び第2面S2をそれぞれ有する。また、第1部分12a及び第2部分12bは、Z方向と交差する共通の第3面S3を有する。第3面S3は、第1面S1及び第2面S2の反対側に位置する。例えば、第1面S1、第2面S2、及び第3面S3は、互いに平行である。第1面S1のZ方向における位置は、第2面S2のZ方向における位置と、第3面S3のZ方向における位置と、の間にある。
別の一例として、図3(b)に表したように、第1部分12a及び第2部分12bは、Z方向と交差する第3面S3及び第4面S4をそれぞれ有しても良い。第3面S3は、第1面S1の反対側に位置する。第4面S4は、第2面S2の反対側に位置する。例えば、第1面S1、第2面S2、第3面S3、及び第4面S4は、互いに平行である。第1面S1のZ方向における位置及び第4面S4のZ方向における位置は、第2面S2のZ方向における位置と、第3面S3のZ方向における位置と、の間にある。
図4(a)及び図4(b)は、実施形態に係る検出装置の一部を表す底面図及び側面図である。
図5(a)及び図5(b)は、実施形態に係る検出装置を表す側面図である。
図4(a)及び図4(b)に表したように、第1部分12aは、固定具13によって、第1伝搬部材11に向けて押さえ付けられる。これにより、第2伝搬部材12は、第1伝搬部材11と第2伝搬部材12との間に隙間が無いように、第1伝搬部材11に密着する。例えば、第1部分12aは変形し、その厚みが小さくなる。
図5(a)及び図5(b)は、実施形態に係る検出装置を表す側面図である。
図4(a)及び図4(b)に表したように、第1部分12aは、固定具13によって、第1伝搬部材11に向けて押さえ付けられる。これにより、第2伝搬部材12は、第1伝搬部材11と第2伝搬部材12との間に隙間が無いように、第1伝搬部材11に密着する。例えば、第1部分12aは変形し、その厚みが小さくなる。
板部材13aの第2端部E2には、開口OPが形成されている。図4(a)及び図4(b)の例では、開口OPは、第2端部E2の厚さ方向において第2端部E2を貫通する孔である。第2端部E2の厚さ方向は、第2端部E2が第2伝搬部材12を押さえ付けているとき、Z方向に平行である。
固定具13は、第2部分12bが第1部分12a及び第2端部E2よりもZ方向に向けて突出するように、第2伝搬部材12を固定する。具体的には、第2伝搬部材12の第2部分12bは、開口OPに挿入される。これにより、第1部分12aが固定具13に押さえ付けられたとき、第2部分12bは、図4(b)、図5(a)、及び図5(b)に表したように、固定具13の第2端部E2よりもZ方向に向けて突出する。すなわち、図4(b)に表したように、第2端部E2のZ方向における位置は、第2面S2のZ方向における位置と、第3面S3のZ方向における位置と、の間にある。
第2部分12bが第1部分12aよりも突出することで、固定具13の第2端部E2から突出した第2部分12bの体積を大きくできる。すなわち、対象の表面形状に倣って変形する第2部分12bの体積を大きくできる。これにより、第1伝搬部材11と対象との間が第2伝搬部材12で満たされ易くなる。
図6(a)及び図6(b)は、実施形態に係る検出装置の一部を表す底面図である。
図6(a)に表したように、開口OPは、スリット状に一方向に延びていても良い。図6(b)に表したように、板部材13aは、複数の線材Wによって構成されても良い。線材Wが設けられていない位置に、開口OPが形成される。
図6(a)に表したように、開口OPは、スリット状に一方向に延びていても良い。図6(b)に表したように、板部材13aは、複数の線材Wによって構成されても良い。線材Wが設けられていない位置に、開口OPが形成される。
図7(a)及び図7(b)は、実施形態に係る検出装置を表す側面図及び斜視図である。
固定具13は、第2伝搬部材12を、第1伝搬部材11に対して着脱可能に固定する。すなわち、固定具13を用いることで、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定された状態と、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定されていない状態と、を切り替え可能である。
固定具13は、第2伝搬部材12を、第1伝搬部材11に対して着脱可能に固定する。すなわち、固定具13を用いることで、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定された状態と、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定されていない状態と、を切り替え可能である。
例えば図7(a)及び図7(b)に表したように、締結具13bを緩めることで、板部材13aを筐体15hから取り外すことができる。板部材13aが筐体15hから取り外されると、第2端部E2が第1伝搬部材11から遠ざかる。すなわち、第2端部E2と第1伝搬部材11との間の距離が、広がる。これにより、第2端部E2から第2伝搬部材12への押さえ付けが無くなる。第2伝搬部材12が、取り外し可能となる。第2伝搬部材12を取り外し、新しい別の第2伝搬部材12を取り付けることができる。
又は、板部材13aは、板ばねであっても良い。この場合、板部材13aを変形させることで、第2端部E2を第1伝搬部材11から遠ざけても良い。第2端部E2から第2伝搬部材12への押さえ付けが無くなり、第2伝搬部材12が取り外し可能となる。
図8(a)~図8(d)は、別の固定具を模式的に表す側面図である。
図8(a)及び図8(b)は、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定された状態を表す。図8(c)及び図8(d)は、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定されていない状態を表す。図8(b)及び図8(d)は、それぞれ、図8(a)及び図8(c)の視点と反対方向の視点から固定具13を見たときの様子を表す。
図8(a)及び図8(b)は、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定された状態を表す。図8(c)及び図8(d)は、第2伝搬部材12が第1伝搬部材11に対して固定されていない状態を表す。図8(b)及び図8(d)は、それぞれ、図8(a)及び図8(c)の視点と反対方向の視点から固定具13を見たときの様子を表す。
図8(a)~図8(d)に表したように、板部材13aに、スリットSが設けられても良い。スリットSは、Z方向に沿って延びている。締結具13bを緩めると、板部材13aは、スリットSが延びる方向に沿ってスライド可能となる。板部材13aがスライドすると、図8(c)及び図8(d)に表したように、板部材13aの第2端部E2が、第1伝搬部材11から遠ざかる。第2端部E2から第2伝搬部材12への押さえ付けが無くなり、第2伝搬部材12が取り外し可能となる。
実施形態の利点を説明する。
超音波を用いて検査する場合、検出装置と対象との間には、空気が存在しないことが好ましい。これにより、超音波の伝搬性が向上し、反射波が検出され易くなる。この結果、例えば、検査の精度が向上する。従来、超音波の伝搬を向上させるために、音響インピーダンスが良好なカプラント液が用いられている。予めカプラント液が塗布された対象に検出装置を当てることで、検出装置と対象との間がカプラント液で満たされる。
超音波を用いて検査する場合、検出装置と対象との間には、空気が存在しないことが好ましい。これにより、超音波の伝搬性が向上し、反射波が検出され易くなる。この結果、例えば、検査の精度が向上する。従来、超音波の伝搬を向上させるために、音響インピーダンスが良好なカプラント液が用いられている。予めカプラント液が塗布された対象に検出装置を当てることで、検出装置と対象との間がカプラント液で満たされる。
カプラント液を用いる場合、検査後に、カプラント液を拭き取る必要がある。カプラント液が対象に付着したままでは、対象の表面に、変質(例えば錆び)又は劣化等が生じる可能性がある。しかし、カプラント液の拭き取りは、時間を要する。検査時間の短縮のために、カプラント液の塗布及び拭き取りを省略できる技術が求められている。
この課題について、実施形態に係る検出装置10は、カプラント液に代えて、第2伝搬部材12を利用可能である。第2伝搬部材12は、第1伝搬部材11よりも軟らかく、検出装置10の動作時に、対象の表面形状に応じて変形可能である。第2伝搬部材12が変形し、第1伝搬部材11と対象との間が第2伝搬部材12で満たされることで、第1伝搬部材11と対象との間の空気を少なくできる。
一方で、第2伝搬部材12は、軟らかいため、傷付き易い。また、対象に付着した異物(例えば金属粉など)が、第2伝搬部材12へ刺さり易い。第2伝搬部材12の表面に、損傷又は異物の付着などの異常が生じると、第2伝搬部材12と対象との間で超音波が伝搬し難くなる。超音波の検出の精度が低下する。このため、第2伝搬部材12は、適切なタイミングで交換されることが好ましい。検出装置10では、第2伝搬部材12は、固定具13によって着脱可能に固定される。このため、第2伝搬部材12を容易に交換できる。
実施形態によれば、カプラント液が不要であり、第2伝搬部材12を容易に交換可能な検出装置10を提供できる。
図9(a)及び図9(b)は、実施形態に係る検出装置の先端を表す側面図である。
図9(a)は、第2伝搬部材12が対象Oに接触する前の様子を表す。図9(b)は、第2伝搬部材12が対象Oに接触した後の様子を表す。図9(a)及び図9(b)に表したように、第2伝搬部材12の第2部分12bは、対象Oに接触すると、変形して潰れる。第2部分12bの厚みが、小さくなる。
図9(a)は、第2伝搬部材12が対象Oに接触する前の様子を表す。図9(b)は、第2伝搬部材12が対象Oに接触した後の様子を表す。図9(a)及び図9(b)に表したように、第2伝搬部材12の第2部分12bは、対象Oに接触すると、変形して潰れる。第2部分12bの厚みが、小さくなる。
第2部分12bは、固定具13も対象Oに接触するように変形する。固定具13は、第2伝搬部材12よりも硬く、十分な剛性を有する。このため、固定具13は、第2伝搬部材12とは異なり、対象Oに接触したときでも実質的に変形しない。また、既に固定具13によって押さえられている第1部分12aも、第2部分12bに比べて変形し難い。固定具13が対象Oに接触することで、第1伝搬部材11と対象Oとの間の距離Dが定まり易くなる。第2伝搬部材12の変形の程度により距離Dがばらつくことを抑制できる。
固定具13は、対象Oに接触する第1接触面C1を有する。第1接触面C1は、Z方向に向いている。例えば、板部材13aの第2端部E2が、第1接触面C1を含む。この例では、第1接触面C1は、1つの面で構成されている。第1接触面C1は、複数の線又は複数の点によって構成されても良い。第1伝搬部材11は、第2伝搬部材12と接触する第2接触面C2を有する。好ましくは、第1接触面C1は、第2接触面C2と平行である。例えば、第1接触面C1及び第2接触面C2は、後述する複数の検出素子の配列方向であるX方向及びY方向に平行である。
第2部分12bが対象Oに接触して潰れたとき、固定具13の第1接触面C1が対象Oに接触する。第1接触面C1と第2接触面C2が平行のとき、距離Dは、変形した第1部分12aの厚さT3と、第2端部E2の厚さT4と、によって定まる。例えば、第1接触面C1が対象Oと面接触するまで、検出装置10を対象Oに向けて押し付けることで、距離Dを所定の値にセットできる。さらに、X-Y面内の各点における距離Dのばらつきを低減できる。これにより、探査ごとの反射波強度のばらつきを低減し、且つX-Y面内の各点における反射波強度のばらつきを低減できる。
なお、「平行」は、厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含みうる。第1接触面C1、第2接触面C2、及び前記配列方向の間には、検出に問題が生じない範囲で、傾きがあっても良い。例えば、第1接触面C1、第2接触面C2、及び前記配列方向のいずれか2つの間の角度が、-5度よりも大きく+5度よりも小さければ、当該2つは、実質的に平行とみなせる。
以降では、検出器15の構造、検出装置10を含む検出システム、超音波を用いた検査、検出装置10の健全性の判定について、具体的に説明する。
(検出器の構造)
図10は、実施形態に係る検出装置の先端を表す斜視図である。
検出器15の内部には、図10に表したように、素子アレイ15aが設けられる。素子アレイ15aは、複数の検出素子15bを含む。検出素子15bは、例えば、トランスデューサであり、1MHz以上100MHz以下の周波数の超音波を発する。複数の検出素子15bは、X方向及びY方向に沿って配列されている。
図10は、実施形態に係る検出装置の先端を表す斜視図である。
検出器15の内部には、図10に表したように、素子アレイ15aが設けられる。素子アレイ15aは、複数の検出素子15bを含む。検出素子15bは、例えば、トランスデューサであり、1MHz以上100MHz以下の周波数の超音波を発する。複数の検出素子15bは、X方向及びY方向に沿って配列されている。
図10は、接合体50を検査する様子を表している。接合体50は、金属部材51(第1部材)と金属部材52(第2部材)が、溶接部53においてスポット溶接されて作製されている。溶接部53では、金属部材51の一部と金属部材52の一部が溶融し、混ざり合って凝固した凝固部54が形成されている。それぞれの検出素子15bは、接合体50に向けて超音波USを送信し、接合体50からの反射波RWを受信する。
より具体的な一例として、図10に表したように、1つの検出素子15bが溶接部53に向けて超音波USを送信する。超音波USの一部は、接合体50の上面または下面などで反射される。複数の検出素子15bのそれぞれは、この反射波RWを受信(検出)する。それぞれの検出素子15bが順次超音波USを送信し、それぞれの反射波RWを複数の検出素子15bで検出する。これにより、溶接部53近傍の状態を示す反射波の検出結果が得られる。
図11は、探査により得られた3次元の検出結果を例示する模式図である。
探査では、上述したように、それぞれの検出素子15bが超音波を順次送信し、それぞれの反射波を複数の検出素子15bで検出する。図11に表した具体例では、8×8の64個の検出素子15bが設けられている。この場合、64個の検出素子15bが超音波を順次送信する。1つの検出素子15bは、反射波を64回繰り返し検出する。1つの検出素子15bからは、Z方向の反射波強度分布の検出結果が、64回出力される。1つの検出素子15bから出力された64回の反射波の強度分布は、合算される。合算された強度分布が、1回の探査において、1つの検出素子15bが設けられた座標における強度分布となる。64個の検出素子15bのそれぞれによる検出結果について、同様の処理が実行される。これにより、X-Y面内の各点において、Z方向における反射波の強度分布が生成される。図11は、その3次元の強度分布を画像で示す。図11において、輝度が高い部分は、超音波の反射波強度が大きい部分である。検査には、3次元の強度分布のデータが用いられる。
探査では、上述したように、それぞれの検出素子15bが超音波を順次送信し、それぞれの反射波を複数の検出素子15bで検出する。図11に表した具体例では、8×8の64個の検出素子15bが設けられている。この場合、64個の検出素子15bが超音波を順次送信する。1つの検出素子15bは、反射波を64回繰り返し検出する。1つの検出素子15bからは、Z方向の反射波強度分布の検出結果が、64回出力される。1つの検出素子15bから出力された64回の反射波の強度分布は、合算される。合算された強度分布が、1回の探査において、1つの検出素子15bが設けられた座標における強度分布となる。64個の検出素子15bのそれぞれによる検出結果について、同様の処理が実行される。これにより、X-Y面内の各点において、Z方向における反射波の強度分布が生成される。図11は、その3次元の強度分布を画像で示す。図11において、輝度が高い部分は、超音波の反射波強度が大きい部分である。検査には、3次元の強度分布のデータが用いられる。
(検出システム)
図12は、実施形態に係る検出システムを表す模式図である。
検出システム1aは、検出装置10及び処理装置90を備える。検出システム1aでは、検出装置10は、人が手で把持できる形状を有する。検出装置10を把持した検査者は、検出装置10先端の第2伝搬部材12を溶接部53に接触させ、溶接部53を検査する。このとき、第2伝搬部材12が溶接部53の形状に倣って変形するように、検査者は、第2伝搬部材12を接合体50へ押し付ける。例えば、検査者は、固定具13の第1接触面C1が接合体50に接触するまで、第2伝搬部材12を接合体50へ押し付ける。検出装置10が溶接部53に接触した状態で、検査者は、探査を実行する。
図12は、実施形態に係る検出システムを表す模式図である。
検出システム1aは、検出装置10及び処理装置90を備える。検出システム1aでは、検出装置10は、人が手で把持できる形状を有する。検出装置10を把持した検査者は、検出装置10先端の第2伝搬部材12を溶接部53に接触させ、溶接部53を検査する。このとき、第2伝搬部材12が溶接部53の形状に倣って変形するように、検査者は、第2伝搬部材12を接合体50へ押し付ける。例えば、検査者は、固定具13の第1接触面C1が接合体50に接触するまで、第2伝搬部材12を接合体50へ押し付ける。検出装置10が溶接部53に接触した状態で、検査者は、探査を実行する。
処理装置90は、素子アレイ15aを制御する。探査では、処理装置90からそれぞれの検出素子15bへ電気信号が送信され、それぞれの検出素子15bから超音波が送信される。また、それぞれの検出素子15bは、反射波の検出に応じて電気信号を出力する。電気信号の大きさは、反射波の強度に対応する。それぞれの検出素子15bは、検出した反射波の強度を示す強度データを処理装置90へ送信する。処理装置90は、強度データに基づいて、各種処理を実行する。
図13は、実施形態に係る別の検出システムを表す模式図である。
図13に表した検出システム1bは、ロボット20及び処理装置90を含む。ロボット20は、マニピュレータ21及び制御装置22を含む。
図13に表した検出システム1bは、ロボット20及び処理装置90を含む。ロボット20は、マニピュレータ21及び制御装置22を含む。
図13に表した例では、マニピュレータ21は、垂直多関節型である。マニピュレータ21は、水平多関節型又はパラレルリンク型であっても良い。制御装置22は、マニピュレータ21の動作を制御する。制御装置22は、いわゆるロボットコントローラである。
図13に表したように、マニピュレータ21の先端には、検出装置10及び撮像装置25が設けられる。撮像装置25は、溶接された部材を撮影し、画像を取得する。処理装置90は、得られた画像から溶接痕を抽出し、溶接部53の位置を検出する。制御装置22は、検出装置10の先端が溶接部53と接触するように、マニピュレータ21を動作させる。
(検査)
図14は、実施形態に係る検出装置を用いた検査方法を説明するための模式図である。
図12又は図13に表した検出システム1a又は1bによって得られた反射波の検出結果(強度データ)は、溶接部53の検査に適用できる。処理装置90は、強度データを用いて、以下の処理を実行しても良い。
図14は、実施形態に係る検出装置を用いた検査方法を説明するための模式図である。
図12又は図13に表した検出システム1a又は1bによって得られた反射波の検出結果(強度データ)は、溶接部53の検査に適用できる。処理装置90は、強度データを用いて、以下の処理を実行しても良い。
図14(a)に表したように、超音波USの一部は、金属部材51の上面51aまたは溶接部53の上面53aで反射される。超音波USの別の一部は、接合体50に入射し、金属部材51の下面51bまたは溶接部53の下面53bで反射する。
上面51a、下面51b、上面53a、及び下面53bのZ方向における位置は、互いに異なる。すなわち、これらの面と検出素子15bとの間のZ方向における距離が、互いに異なる。検出素子15bが、これらの面からの反射波を検出すると、反射波の強度のピークが検出される。超音波USを送信した後、各ピークが検出されるまでの時間を算出することで、どの面で超音波USが反射されているか調べることができる。
図14(b)及び図14(c)は、超音波USを送信した後の時間と、反射波RWの強度と、の関係を例示するグラフである。ここでは、反射波RWの強度を絶対値で表している。図14(b)のグラフは、金属部材51の上面51a及び下面51bからの反射波RWの検出結果を例示している。図14(c)のグラフは、溶接部53の上面53a及び下面53bからの反射波RWの検出結果を例示している。
図14(b)及び図14(c)のグラフにおいて、ピークPe10は、第1伝搬部材11と第2伝搬部材12からの反射波RWに基づく。ピークPe11は、上面51aからの反射波RWに基づく。ピークPe12は、下面51bからの反射波RWに基づく。超音波USの送信からピークPe11及びピークPe12が検出されるまでの時間は、それぞれ、金属部材51の上面51a及び下面51bのZ方向における位置に対応する。
同様に、ピークPe13は、上面53aからの反射波RWに基づく。ピークPe14は、下面53bからの反射波RWに基づく。超音波USの送信からピークPe13及びピークPe14が検出されるまでの時間は、それぞれ、溶接部53の上面53a及び下面53bのZ方向における位置に対応する。
処理装置90は、第1面内の各点におけるZ方向の反射波強度分布において、ピークPe12が存在するか判定する。第1面は、X方向及びY方向に平行である。具体的な一例として、処理装置90は、ピークPe12が検出されうるZ方向の所定範囲におけるピークを検出する。所定範囲は、第1伝搬部材11のZ方向における長さ、第1伝搬部材11と金属部材51との間の距離などに応じて、予め設定される。処理装置90は、ピークの強度を、所定の閾値と比較する。ピークが閾値を超えているとき、処理装置90は、そのピークがピークPe12であると判定する。ピークPe12の存在は、そのピークの位置において下面51bが存在し、金属部材51と52が接合されていないことを示す。処理装置90は、ピークPe12が検出された点を、接合されていないと判定する。処理装置90は、第1面内の各点が接合されているか、順次判定する。接合されていると判定された点の集合が、溶接部53に対応する。例えば、検査では、溶接部53が形成されているかを調べる。また、検査では、溶接部53の径、径が十分かどうか、などを調べる。
反射波の強度は、任意の態様で表現されて良い。例えば、検出素子15bから出力される反射波強度は、位相に応じて、正の値及び負の値を含む。正の値及び負の値を含む反射波強度に基づいて、各種処理が実行されても良い。正の値及び負の値を含む反射波強度を、絶対値に変換しても良い。各時刻における反射波強度から、反射波強度の平均値を減じても良い。又は、各時刻における反射波強度から、反射波強度の加重平均値、重み付き移動平均値などを減じても良い。反射波強度にこれらの処理を加えた結果を用いた場合でも、本願で説明する各種処理を実行可能である。
(健全性の判定)
処理装置90は、検出装置10の健全性を判定しても良い。具体的には、処理装置90は、反射波が適切に検出されるか適宜判定する。固定具13による第2伝搬部材12の固定が不適切であるとき、第2伝搬部材12の表面(第2面S2)に傷又は異物が存在するときなどには、反射波が適切に検出されない。反射波の不適切な検出結果は、誤った検査結果の原因となる。
処理装置90は、検出装置10の健全性を判定しても良い。具体的には、処理装置90は、反射波が適切に検出されるか適宜判定する。固定具13による第2伝搬部材12の固定が不適切であるとき、第2伝搬部材12の表面(第2面S2)に傷又は異物が存在するときなどには、反射波が適切に検出されない。反射波の不適切な検出結果は、誤った検査結果の原因となる。
図15は、実施形態に係る検出装置の一部を表す模式図である。
検出装置10を検査の対象に接触させた際に、図15に表したように、第2伝搬部材12に異物Fが付着する場合がある。異物Fは、例えば、金属の微細な粒子である。異物Fが第2伝搬部材12に付着すると、第2伝搬部材12の表面において、超音波USが異物Fによって散乱される。素子アレイ15aに向けて進む反射波RWが減少し、素子アレイ15aで検出される反射波の強度が低下する。異物Fの他に、表面に傷が存在すると、その傷でも超音波USが散乱される。異物又は傷などの異常が表面に存在すると、検出される反射波の強度が低下する。このときに得られた検出結果が、溶接部53の検査に用いられると、溶接部53に関する適切な検査結果が得られない。健全性の判定では、処理装置90は、第2伝搬部材12の表面に異常が無いか判定する。
検出装置10を検査の対象に接触させた際に、図15に表したように、第2伝搬部材12に異物Fが付着する場合がある。異物Fは、例えば、金属の微細な粒子である。異物Fが第2伝搬部材12に付着すると、第2伝搬部材12の表面において、超音波USが異物Fによって散乱される。素子アレイ15aに向けて進む反射波RWが減少し、素子アレイ15aで検出される反射波の強度が低下する。異物Fの他に、表面に傷が存在すると、その傷でも超音波USが散乱される。異物又は傷などの異常が表面に存在すると、検出される反射波の強度が低下する。このときに得られた検出結果が、溶接部53の検査に用いられると、溶接部53に関する適切な検査結果が得られない。健全性の判定では、処理装置90は、第2伝搬部材12の表面に異常が無いか判定する。
図16は、健全性の判定方法を表すフローチャートである。
検出装置10は、探査を実行する(ステップSt1)。探査により、複数の第1強度データが、複数の検出素子15bによってそれぞれ取得される。探査は、検査の対象に対して実行されても良いし、健全性を判定するための試料(テストピース)に対して実行されても良い。処理装置90は、複数の第1強度データを受信する。処理装置90は、複数の第1強度データの少なくとも一部を用いて、第2強度データを生成する(ステップSt2)。第2強度データは、複数の強度データの少なくとも一部の合算である。第2強度データは、複数の強度データの少なくとも一部の平均又は加重平均であっても良い。
検出装置10は、探査を実行する(ステップSt1)。探査により、複数の第1強度データが、複数の検出素子15bによってそれぞれ取得される。探査は、検査の対象に対して実行されても良いし、健全性を判定するための試料(テストピース)に対して実行されても良い。処理装置90は、複数の第1強度データを受信する。処理装置90は、複数の第1強度データの少なくとも一部を用いて、第2強度データを生成する(ステップSt2)。第2強度データは、複数の強度データの少なくとも一部の合算である。第2強度データは、複数の強度データの少なくとも一部の平均又は加重平均であっても良い。
図17は、第2強度データを例示する模式図である。
図17において、横軸は、超音波を送信した後の経過時間を表す。経過時間は、Z方向における位置に対応する。縦軸は、各時間における反射波の強度を表す。図17では、強度が絶対値で表されている。
図17において、横軸は、超音波を送信した後の経過時間を表す。経過時間は、Z方向における位置に対応する。縦軸は、各時間における反射波の強度を表す。図17では、強度が絶対値で表されている。
具体例として、図10に表した1つの検出素子15bが超音波USを送信するたびに、64個の検出素子15bが反射波RWを検出する。64個の検出素子15bのそれぞれが超音波USを送信すると、合計で4096個の検出結果(第1強度データ)が得られる。処理装置90は、4096個の第1強度データのZ方向における強度分布を合算する。これにより、第2強度データが生成される。
処理装置90は、第2強度データにおいて、反射波の一部の強度を検出する(ステップSt3)。例えば図17に表したように、Z方向において、第2面S2からの反射波が検出されうる範囲Raが、予め設定される。処理装置90は、範囲Raにおける反射波の強度を、予め設定された閾値と比較する(ステップSt4)。強度が閾値以上のとき、処理装置90は、第2伝搬部材12を正常と判定する。強度が閾値未満のとき、処理装置90は、第2伝搬部材12を異常と判定する。
具体例として、処理装置90は、図17に表したように、範囲Ra内で最も強度の大きいピークPeを検出する。処理装置90は、ピークPeの強度を閾値Thと比較する。ピークPeの強度が閾値Th以上のとき、処理装置90は、第2伝搬部材12を正常と判定する。ピークPeの強度が閾値Th未満のとき、処理装置90は、第2伝搬部材12を異常と判定する。処理装置90は、ピーク強度以外に、範囲Raにおける強度の積算値又は平均値を閾値Thと比較し、第2伝搬部材12の状態を判定しても良い。
第2伝搬部材12が異常と判定されると、処理装置90は、第1情報を送信する(ステップSt5)。第1情報は、第2伝搬部材12が異常であることを示す。第1情報の送信により、第2伝搬部材12の交換又は検出装置10の点検を、検査者に促すことができる。第1情報の送信後又は第2伝搬部材12が正常であるとき、処理装置90は、判定を終了する。
判定における処理の具体的な内容は、適宜変更可能である。例えば、第2伝搬部材12が正常と判定されたとき、処理装置90は、第2伝搬部材12に異常が無いことを示す情報を送信しても良い。また、第2強度データは、複数の第1強度データの一部のみを用いて生成されても良い。例えば、異物Fが第2面S2の外周部に主に付着する場合は、素子アレイ15aにおいて外周部に位置する検出素子15bからの第1強度データを用いて、第2強度データが生成されても良い。
範囲Raは、第1伝搬部材11のZ方向における長さ及び第1伝搬部材11と接合体50との間の距離に基づいて、設定される。閾値Thは、第2伝搬部材12が正常な状態における第2面S2からの反射波の強度と、反射波強度の検出結果のばらつきと、に基づいて設定される。図9に表したように、第1伝搬部材11と対象Oとの間の距離Dが定まることで、範囲Raに、第2面S2からの反射波のピークが現れ易くなる。これにより、健全性の判定の精度を向上できる。
処理装置90から第1情報が送信されると、ユーザは、第2伝搬部材12を交換する。検出システム1a又は1bは、第2伝搬部材12が交換された後、探査の前に、健全性の判定を実行しても良い。これにより、交換された第2伝搬部材12に異常が無いか調べることができる。処理装置90は、所定時刻になったとき、最後の判定から所定期間が経過したとき、又は探査が実行されたときに、健全性を判定しても良い。
第2伝搬部材12は、自動的に交換されても良い。以下で、第2伝搬部材12を自動的に交換するための各ユニットについて説明する。
図18は、第2伝搬部材12を交換するための各ユニットを表す模式図である。
検出システム1a又は1bは、図18に表した、解除ユニット31、押出ユニット32、及び搬送ユニット33を含む。
検出システム1a又は1bは、図18に表した、解除ユニット31、押出ユニット32、及び搬送ユニット33を含む。
解除ユニット31は、バー31a、駆動部31x、及び駆動部31yを含む。バー31aは、Z方向と交差する方向に延びる部材である。駆動部31xは、バー31aをX方向に移動させる。駆動部31yは、バー31a及び駆動部31xを、ガイド31gに沿ってY方向に移動させる。バー31aは、板部材13aに掛けられ、板部材13aを変形させる。これにより、固定具13による第2伝搬部材12の固定が解除される。バー31aは、一方向に延びていれば、その具体的な形状は任意である。例えば、バー31aの先端は、湾曲し、鉤状であっても良い。
押出ユニット32は、バー32a、押出部32b、駆動部32x、及び駆動部32zを含む。バー32aは、Z方向と交差する方向に延びる部材である。押出部32bは、駆動部32zを介して、バー32aの先端に取り付けられる。駆動部32zは、押出部32bを、Z方向に移動させる。駆動部32xは、バー32aをX方向に移動させる。
押出部32bが第2端部E2に載置された第2伝搬部材12の下方に位置する状態で、押出部32bがZ方向に移動する。押出部32bは、第2伝搬部材12に接触する。第2伝搬部材12は、押出部32bによって押し出され、第2端部E2から浮き上がる。これにより、第2伝搬部材12が、第2端部E2から取り外し可能となる。
搬送ユニット33は、保持部33a、駆動部33x、及び駆動部33zを含む。保持部33aは、Z方向と交差する方向に延びる。保持部33aの先端は、第2伝搬部材12を保持できる構造を有する。図18の例では、保持部33aの先端に、爪が設けられている。保持部33aは、爪に第2伝搬部材12を引っ掛けることで、第2伝搬部材12を保持する。保持部33aの先端には、吸気口が設けられ、真空吸着により、第2伝搬部材12が保持されても良い。
駆動部33xは、保持部33aをX方向に移動させる。駆動部33zは、駆動部33x及び保持部33aをZ方向に移動させる。搬送ユニット33は、第2伝搬部材12を保持し、搬送する。搬送ユニット33は、新しい第2伝搬部材12が置かれた載置場所から、1つの新しい第2伝搬部材12を第2端部E2へ搬送する。
例えば、駆動部31x、32x、及び33xは、エアシリンダを含む。駆動部31y、32z、及び33zは、モータを含む。
例えば図18に表したように、解除ユニット31、押出ユニット32、及び搬送ユニット33は、1つの交換装置30として構成されても良い。又は、解除ユニット31、押出ユニット32、及び搬送ユニット33は、各々が独立して別々に設けられても良い。この場合、バー31a、バー32a、及び保持部33aの移動方向は、互いに異なっても良い。
図19(a)~図19(d)及び図20(a)~図20(d)は、第2伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。
図19(a)に表したように、解除ユニット31のバー31aが、第1伝搬部材11と板部材13aとの間に挿入される。図19(b)に表したように、解除ユニット31は、バー31aを、第1伝搬部材11から遠ざける方向に移動させる。これにより、板部材13aが変形し、第2伝搬部材12の固定が解除される。第2伝搬部材12が、第1伝搬部材11から遠ざかる。押出ユニット32は、押出部32bの先端を、第2端部E2の下に位置させ、上昇させる。これにより、図19(c)に表したように、第2伝搬部材12が第2端部E2から押し出される。
図19(a)に表したように、解除ユニット31のバー31aが、第1伝搬部材11と板部材13aとの間に挿入される。図19(b)に表したように、解除ユニット31は、バー31aを、第1伝搬部材11から遠ざける方向に移動させる。これにより、板部材13aが変形し、第2伝搬部材12の固定が解除される。第2伝搬部材12が、第1伝搬部材11から遠ざかる。押出ユニット32は、押出部32bの先端を、第2端部E2の下に位置させ、上昇させる。これにより、図19(c)に表したように、第2伝搬部材12が第2端部E2から押し出される。
図19(d)に表したように、搬送ユニット33は、保持部33aにより、第2部分12bを挟み込み、押し出された第2伝搬部材12を保持する。図6(a)に表したように第2端部E2の開口OPがスリット状である場合、押出ユニット32による第2伝搬部材12の押出量は、図19(b)に表した例よりも小さくても良い。開口OPが延びる方向に沿って第2伝搬部材12をスライドさせることで、第2伝搬部材12を第2端部E2から取り外せるためである。
図20(a)に表したように、搬送ユニット33は、保持した第2伝搬部材12を、別の場所へ搬送する。図20(b)に表したように、搬送ユニット33は、新しい別の第2伝搬部材12を、第2端部E2の上へ搬送する。新しい第2伝搬部材12が、押出部32bの上に載せられる。図20(c)に表したように、押出ユニット32は、押出部32bを下降させ、第2伝搬部材12を第2端部E2の上に載せる。図20(d)に表したように、解除ユニット31は、バー31aを第1伝搬部材11に近づけ、板部材13aの変形を解除する。以上の動作により、第2伝搬部材12が交換される。
処理装置90は、解除ユニット31、押出ユニット32、及び搬送ユニット33の動作を制御する。例えば、処理装置90は、第2伝搬部材12が異常と判定されると、各ユニットに第2伝搬部材12を交換させる。これにより、より適切な反射波の検出結果を得ることができる。
図21は、ハードウェア構成を表す模式図である。
処理装置90として、例えば図21に表したコンピュータ90aを用いることができる。コンピュータ90aは、CPU91、ROM92、RAM93、記憶装置94、入力インタフェース95、出力インタフェース96、及び通信インタフェース97を含む。
処理装置90として、例えば図21に表したコンピュータ90aを用いることができる。コンピュータ90aは、CPU91、ROM92、RAM93、記憶装置94、入力インタフェース95、出力インタフェース96、及び通信インタフェース97を含む。
ROM92は、コンピュータ90aの動作を制御するプログラムを格納している。ROM92には、上述した各処理をコンピュータ90aに実現させるために必要なプログラムが格納されている。RAM93は、ROM92に格納されたプログラムが展開される記憶領域として機能する。
CPU91は、処理回路を含む。CPU91は、RAM93をワークメモリとして、ROM92又は記憶装置94の少なくともいずれかに記憶されたプログラムを実行する。プログラムの実行中、CPU91は、システムバス98を介して各構成を制御し、種々の処理を実行する。
記憶装置94は、プログラムの実行に必要なデータや、プログラムの実行によって得られたデータを記憶する。
入力インタフェース(I/F)95は、処理装置90と入力装置95aとを接続する。入力I/F95は、例えば、USB等のシリアルバスインタフェースである。CPU91は、入力I/F95を介して、入力装置95aから各種データを読み込むことができる。
出力インタフェース(I/F)96は、処理装置90と出力装置96aとを接続する。出力I/F96は、例えば、Digital Visual Interface(DVI)やHigh-Definition Multimedia Interface(HDMI(登録商標))等の映像出力インタフェースである。CPU91は、出力I/F96を介して、出力装置96aにデータを送信し、出力装置96aに画像を表示させることができる。
通信インタフェース(I/F)97は、処理装置90外部のサーバ97aと、処理装置90と、を接続する。通信I/F97は、例えば、LANカード等のネットワークカードである。CPU91は、通信I/F97を介して、サーバ97aから各種データを読み込むことができる。
記憶装置94は、Hard Disk Drive(HDD)及びSolid State Drive(SSD)から選択される1つ以上を含む。入力装置95aは、マウス、キーボード、マイク(音声入力)、及びタッチパッドから選択される1つ以上を含む。出力装置96aは、モニタ及びプロジェクタから選択される1つ以上を含む。タッチパネルのように、入力装置95aと出力装置96aの両方の機能を備えた機器が用いられても良い。
上記の種々のデータの処理は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フレキシブルディスク及びハードディスクなど)、光ディスク(CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD±R、DVD±RWなど)、半導体メモリ、又は、他の非一時的なコンピュータで読取可能な記録媒体(non-transitory computer-readable storage medium)に記録されても良い。
例えば、記録媒体に記録された情報は、コンピュータ(または組み込みシステム)により読み出されることが可能である。記録媒体において、記録形式(記憶形式)は任意である。例えば、コンピュータは、記録媒体からプログラムを読み出し、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をCPUで実行させる。コンピュータにおいて、プログラムの取得(または読み出し)は、ネットワークを通じて行われても良い。
以上で説明した検出装置10、検出システム1a、又は検出システム1bによれば、カプラント液を不要にでき、第2伝搬部材12を容易に交換可能である。実施形態に係る第2伝搬部材12又は固定具13を用いることで、カプラント液が不要となる。実施形態に係る第2伝搬部材12は、交換が容易である。また、コンピュータに、第2伝搬部材12を交換させるプログラムを用いることで、より適切な検出結果を得ることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1a,1b:検出システム、 10:検出装置、 11:第1伝搬部材、 12:第2伝搬部材、 12a:第1部分、 12b:第2部分、 13:固定具、 13a:板部材、 13b:締結具、 15:検出器、 15a:素子アレイ、 15b:検出素子、 15h:筐体、 20:ロボット、 21:マニピュレータ、 22:制御装置、 25:撮像装置、 30:交換装置、 31:解除ユニット、 31a:バー、 31g:ガイド、 31x:駆動部、 31y:駆動部、 32:押出ユニット、 32a:バー、 32b:押出部、 32x:駆動部、 32z:駆動部、 33:搬送ユニット、 33a:保持部、 33x:駆動部、 33z:駆動部、 50:接合体、 51:金属部材、 51a:上面、 51b:下面、 52:金属部材、 53:溶接部、 53a:上面、 53b:下面、 54:凝固部、 90:処理装置、 90a:コンピュータ、 91:CPU、 92:ROM、 93:RAM、 94:記憶装置、 95:入力インタフェース、 95a:入力装置、 96:出力インタフェース、 96a:出力装置、 97:通信インタフェース、 97a:サーバ、 98:システムバス、 223:伝搬部、 C1:第1接触面、 C2:第2接触面、 D:距離、 E1:第1端部、 E2:第2端部、 F:異物、 H:孔、 O:対象、 Pe:ピーク、 Pe10~Pe14:ピーク、 RW:反射波、 Ra:範囲、 S:スリット、 S1:第1面、 S2:第2面、 S3:第3面、 S4:第4面、 T1~T4:厚さ、 Th:閾値、 US:超音波
Claims (21)
- 超音波を送信して反射波を検出する複数の検出素子を含む検出器と、
前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第1伝搬部材と、
前記超音波が伝搬し且つ前記第1伝搬部材よりも軟らかい第2伝搬部材を、着脱可能に前記第1伝搬部材に対して固定する固定具と、
を備えた検出装置。 - 前記第2伝搬部材は、
前記固定具に押さえられる第1部分と、
前記第1部分に囲まれ、前記第1部分よりも突出し、対象に接触する第2部分と、
を含む、請求項1記載の検出装置。 - 前記第2伝搬部材が前記対象に接触した際、前記第2部分は、前記固定具が前記対象に接触するように変形する、請求項2記載の検出装置。
- 前記固定具は、対象に接触する第1接触面を含み、
前記第1伝搬部材は、前記第2伝搬部材と接触する第2接触面を含み、
前記第1接触面は、前記第2接触面に平行である、請求項1~3のいずれか1つに記載の検出装置。 - 前記検出器は、前記複数の検出素子を収納する筐体を含み、
前記固定具は、一端が前記筐体に対して固定され且つ他端が前記第1伝搬部材に向けて前記第2伝搬部材を押す押圧部材を含む、請求項1~4のいずれか1つに記載の検出装置。 - 前記第2伝搬部材の音響インピーダンスは、1.0×105(Pa・s/m)よりも大きく、1.0×108(Pa・s/m)よりも小さい、請求項1~5のいずれか1つに記載の検出装置。
- 請求項1~6のいずれか1つに記載の検出装置と、
前記複数の検出素子で検出された前記反射波の強度を示す強度データに基づき、前記第2伝搬部材の異常を判定する処理装置と、
を備えた、検出システム。 - 請求項1~6のいずれか1つに記載の検出装置と、
マニピュレータを含むロボットと、を備え、
前記検出装置は、前記マニピュレータの先端に設けられる、検出システム。 - 前記固定具から前記第2伝搬部材を取り外し、別の前記第2伝搬部材を供給する交換装置をさらに備えた請求項7又は8に記載の検出システム。
- 前記固定具による前記第2伝搬部材の固定を解除する解除ユニットと、
前記固定具に載置された前記第2伝搬部材を押し出す押出ユニットと、
前記第2伝搬部材を搬送する搬送ユニットと、
をさらに備えた、請求項7又は8に記載の検出システム。 - 超音波を送信して反射波を検出する複数の検出素子を含む検出器、
前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第1伝搬部材、及び
前記第1伝搬部材に取り付けられ、前記超音波が伝搬し、前記第1伝搬部材よりも軟らかい第2伝搬部材、
を含む検出装置と、
前記第2伝搬部材を交換する交換装置と、
を備えた検出システム。 - 前記複数の検出素子で検出された前記反射波の強度を示す強度データに基づき、前記第2伝搬部材の異常を判定する処理装置をさらに備えた、請求項11記載の検出システム。
- 前記検出装置は、前記第2伝搬部材を前記第1伝搬部材に対して着脱可能に固定する固定具を含む、請求項11又は12に記載の検出システム。
- 前記固定具による前記第2伝搬部材の固定を解除する解除ユニットと、
前記固定具に載置された前記第2伝搬部材を押し出す押出ユニットと、
前記第2伝搬部材を搬送する搬送ユニットと、
をさらに備えた、請求項13記載の検出システム。 - 超音波が伝搬可能なゲル状の伝搬部材であって、
外周に設けられた第1部分と、前記第1部分に囲まれ、前記第1部分よりも突出し、対象に接触する第2部分と、を含む、伝搬部材。 - 音響インピーダンスが1.0×105(Pa・s/m)よりも大きく、1.0×108(Pa・s/m)よりも小さい、請求項15記載の伝搬部材。
- アスカーゴム硬度計F型によって測定される硬さが40よりも大きく60未満である、請求項15又は16記載の伝搬部材。
- 押圧部材を備えた固定具であって、
前記押圧部材の一端は、超音波を送受信する検出器に取り付けられ、
前記押圧部材の他端は、前記検出器に取り付けられた第1伝搬部材に対して第2伝搬部材を着脱可能に固定し、
前記他端は、前記第2伝搬部材の一部が前記第2伝搬部材の別の一部よりも突出するように、前記第2伝搬部材を押圧する、固定具。 - 前記押圧部材は、板ばねを含む、請求項18記載の固定具。
- コンピュータに、
超音波を送信して反射波を検出する検出装置から、前記反射波の強度を示す強度データを受信させ、
強度データに基づき、前記検出装置の先端に設けられた伝搬部材の異常を判定させ、
前記伝搬部材が異常と判定されたとき、前記伝搬部材を交換させる、
プログラム。 - 請求項20記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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