JP3704070B2 - 超音波探傷装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試験体中の傷を検出するための超音波探傷装置に関するもので、ラム波を試験体中に送信して試験体中の傷からの反射信号を受信することにより、傷の有無や大きさや位置を検出するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の超音波探傷装置としては、特表平１０−５０７５３０号公報に示されているものがある。特表平１０−５０７５３０号公報では、管の軸方向に沿う単一方向に、単一モードラム波を送信して、受信信号を分析することから管の状態を診断している。
【０００３】
図２２は、特表平１０−５０７５３０号公報に示されている送信方法を説明するための説明図であり、１は試験体、２は励振アセンブリであり、複数の励振デバイス２ａ、２ｂおよび２ｃからなっている。また、励振デバイス２ａ、２ｂおよび２ｃは、管の周方向に配置された複数の超音波送信子からなっている。
図２２においては、励振デバイス２ａ中の超音波送信子が駆動されることにより、管の軸方向に沿う単一方向に、単一モードラム波をパイプの管軸方向に送信しようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなラム波を用いた超音波探傷技術では、試験体１の１方向にラム波を長距離にわたって伝播させ、ラム波伝播方向に存在する傷からの信号を検出することを狙いとしている。このような技術においては、数ｍから時には数１０ｍ先の傷からの反射信号を検出する必要がある。このような数ｍから数１０ｍ先に存在する傷からの反射信号は微弱な場合が多い。
【０００５】
しかしながら、特表平１０−５０７５３０号公報に示された超音波探傷装置では、信号対雑音電力比（以下、ＳＮ比と称す）を向上させるための信号処理手段を有していなかったので、超音波探傷装置内で生じるシステムノイズや外来ノイズといったノイズが大きい場合に、所望の信号がこのようなノイズに埋もれて検出できないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ラム波を用いた超音波探傷装置において、ＳＮ比を向上させることができる超音波探傷装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る超音波探傷装置は、試験体中にラム波を送信しその反射波を受信する１つ以上の送受信子からなる送受信子群と、上記送受信子群に対し信号を送受するための送受信部と、上記送受信部により受信した信号を処理する信号処理部と備え、上記送受信部は、符号変調された系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記送信信号に対応した受信信号を受信する受信機能とを有し、上記信号処理部は、上記符号系列により規定される参照信号を用いて上記送信信号に対応した受信信号を相関処理する相関処理機能を有するものである。
【０００８】
また、上記符号系列は、複数補系列もしくは相補系列であり、上記送受信部は、上記送信信号発生機能により、上記複数補系列もしくは上記相補系列に基づいて複数個の送信信号を発生し、上記受信機能により、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信し、上記信号処理部は、上記相関処理機能により、上記複数補系列もしくは相補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理すると共に、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能をさらに有するものである。
【０００９】
また、上記複数補系列は、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群である。
【００１０】
また、上記試験体は、パイプであり、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、送信に関する所望のラム波モードが持つ次数より一つ大きい次数を持つラム波モードのカットオフ周波数よりも低いものである。
【００１１】
また、上記試験体は、管であり、送信に関する所望のラム波モードは、最低次ねじれモードであり、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、最低次よりも次数が１つ大きいねじれモードのカットオフ周波数よりも低いものである。
【００１２】
また、上記信号処理部は、上記送受信子群の上記試験体への接触状態をチェックするチェック機能をさらに有するものである。
【００１３】
また、上記送受信部は、複数の上記送受信子群から一つの上記送受信子群を送信用として選択し、複数の上記送受信子群から一つ以上の上記送受信子群を受信用として選択して送受信を行う機能と、送信用および受信用の上記送受信子群の選択の組み合わせを変えて複数回の送受信を行う機能とを有し、上記送受信子群全てを送信用として少なくとも１回選択するものである。
【００１４】
また、上記信号処理部は、上記チェック機能による、上記送受信子群の上記試験体に対する接触状態のチェックを、送信用として選択された上記送受信子群から、受信用として選択された上記送受信子群へ直接伝播したラム波成分の振幅を用いて行うものである。
【００１５】
また、上記信号処理部は、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能を有するものである。
【００１６】
また、上記信号処理部は、上記試験体の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能を有するものである。
【００１７】
また、上記送受信子群は、上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所に配置されているものである。
【００１８】
また、送信における所望モードのラム波と受信における所望モードのラム波を同じとし、上記所望モードのラム波が上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所の間を伝播するのに要する時間をτとし、Ｑを正の整数とした場合、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号のキャリア周波数ｆは、ｆ＝Ｑ／（４τ）である。
【００１９】
また、上記送受信子群は、上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所に配置されており、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群とに同時に送信信号が送信され、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群に送信される上記送信信号と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群に送信される上記送信信号とが、異なる系列に基づいた信号である。
【００２０】
さらに、上記複数補系列もしくは上記相補系列の各ビットに対応する信号を、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群とに分けて送信し、上記試験体のラム波伝播方向に沿った１方向について上記複数補系列もしくは上記相補系列に基づいた信号が送信されるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置について図１から図５を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示す図であり、図１（ａ）はこの発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の一部の構成を示す図であり、図１（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の全体構成を示す図である。
【００２２】
図１において、１は試験体、３は試験体にラム波を送受信する送受信子、４は１つ以上の上記送受信子からなる送受信子群であり、図１では４ａ〜４ｄの４つの送受信子群４が示されている。また、５は送受信部であり、５１は送受信部５における送信部、５２は送信部５における受信部である。さらに、６は信号処理部、７は表示部、８は制御部、９は傷である。
【００２３】
図１において、試験体１は、試験体１に沿ったある方向にラム波が伝播可能なものであり、棒、角柱、円筒等の形状が考えられる。さらに具体的には、電線、鉄道レール、チューブもしくは管といったものが考えられる。この発明は、これら全てに適用可能であるが、以下、試験体１が管の場合に統一して説明を行う。
【００２４】
また、この発明において、超音波は、人間の耳に聞こえない程度に高い周波数の音波や弾性波を指す言葉として使われるが、この発明では、周波数は特に規定しないものとする。すなわち、この発明における「超音波」という文言には、人間の耳で聞こえる周波数の上限の限界よりも高い周波数の音波や弾性波に限らず、この上限よりも低い周波数の音波や弾性波も含めた波という意味を含んでおり、無論、人間の耳で聞こえる周波数の下限の限界よりも低い周波数の音波や弾性波という意味も含む。
【００２５】
また、この発明における「ラム波」という文言は、「超音波」という文言の持つ意味に含まれ、文献［１］（J. L. Rose 著、”Ultrasonic Waves in Solid Media”、Caｍbridge University Press発行、２４頁）に示されている、「Guided Waves」という文言と同じ意味を持っている。
【００２６】
試験体１中を伝播するラム波には、複数のモードが存在することが知られており、これらのモードの伝播速度は、周波数に関する分散特性（以下、分散特性と称す）を持っている。その一例として、外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeに関する分散特性が文献［２］（D. N. Alleyne他著、”The Excitation oｆ Laｍb Waｍes in Pipes Using Dry-Coupled Piezoelectric Transducers”、Journal oｆ Nondestructive Evaluation, Vol. 15, No. 1, pp. 11-20, 1996）に示されている。文献［２］に示されている通り、試験体１が管の場合、ラム波のモードには、ねじれモード（Torsional ｍode）、縦モード（Longitudinal ｍode）および曲げモード（Flexural ｍode）が存在する。なお、この発明におけるラム波伝播速度とは、いわゆる群速度を意味している。
【００２７】
図１において、送受信子３は、上記ラム波の送信方向と直交する方向に等間隔で複数配置されている。また、複数の送受信子３は、複数の送受信子群４に分割されている。また、送信部５１の出力端子は１つであり、送受信子群４ａ〜４ｄに対して同時に送信信号を送信する機能を有する。また、受信部５２は送受信子群４ａ〜４ｄにそれぞれ並列に接続されている。
【００２８】
また、送信部５１は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能を有し、受信部５２は、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有する。信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能とを有している。
【００２９】
なお、この発明における「複数補系列」、「複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生」、「参照信号」および「相関処理」という各文言は、特公平７−８５０７６号公報に記載されている「複数補系列」、「複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生」、「参照信号」および「相関処理」という各文言と同じ意味を持つ。
【００３０】
なお、分散特性において、送信信号が含む周波数帯域におけるラム波の伝播方向と直交する方向に関するラム波の次数の最大値を求め、ラム波の伝播方向に直交する方向に配置する送受信子３の個数を、この最大値より大きくすることにより、単一モードのラム波を送信できる。このことは、文献［３］（D. N. Alleyne他著、”The eｆｆect oｆ discontinuities on the long-range propagation oｆ Laｍb waves in pipes”、Journal oｆ Process Mechanical Engineering, Part E, Proc Instn Mech Engrs, Vol. 210, No. 3, pp. 217-226, 1996）に示されている。
【００３１】
例えば、文献［２］に示された試験体１の分散特性においては、周波数４０ｋＨｚにおけるラム波の伝播方向と直行する方向に関するラム波の次数の最大値は７である。このとき、周波数４０ｋＨｚ近傍の周波数帯域を含む信号を送信周波数とし、送受信子３の個数を８個以上とすればよい。
【００３２】
また、この発明における送信信号が含む周波数帯域とは、例えば送信信号の周波数スペクトルに関する中心周波数成分のレベルに対して予め規定された比率以上のレベルを持つ周波数帯域のことを指す。具体的には、中心周波数成分のレベルに対して予め規定された比率を−４０ｄＢとした場合、１０波のトーンバースト信号の周波数帯域は、中心周波数の０．８倍から１．２倍の間である。
なお、各送受信子群４に含まれる送受信子３の数は等しくする必要があるので、送受信子３の数は、送受信子群４の数の整数倍としておく。
【００３３】
図１においては、送受信子３の個数、送受信子群４の個数の１例として、送受信子３の個数が８であり、送受信子群４の個数が４であり、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数が２である場合について示しているが、これらの数は試験体１の外径、管厚および試験体１の材質といった探傷の条件により変えても構わない。
【００３４】
表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性といった内容を表示する。
【００３５】
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続され、表示部７は信号処理部６に接続され、信号処理部６は送受信部５に接続されている。
【００３６】
なお、図１においては、送受信子３は、送信子としての機能と受信子としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子と受信子とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。送受信子３および送受信子群４は、試験体１の端部に配置されており、試験体１の１方向に関してラム波を送受する。
【００３７】
ここで、図１に示した超音波探傷装置の動作を図２により補足して説明する。
図２は、図１に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ１）。送信に関する所望ラム波モードとしては、検出したい傷９の形状について検出しやすい粒子変位パターンを持つモードを選択する。例えば、試験体１のラム波伝播方向に沿った方向に長い形状を持つ傷９の検出には、ねじれモードを選択する。これにより傷９からの反射レベルが大きくなり、傷９を検出しやすくなることが、文献［４］（W. Mour他著、”On Inspection oｆ Thin-Walled Tubes ｆor Transverse and Longitudinal Flaws by Guided Ultrasonic Waves”、IEEE Transaction on Sonics and Ultrasonics, Vol. SU-23, No. 5(1976)）に示されている。
【００３８】
ここでは、送信に関する所望のラム波モードに最低次ねじれモード以外の他のモードを用いても構わないが、最低次ねじれモードは完全に非分散なモード、つまり伝播速度の周波数特性が完全にフラットなモードであるので、長距離にわたって伝播することが可能である。したがって、送信に関する所望のラム波モードに最低次ねじれモードを用いれば、より長い範囲にわたる探傷が可能になるという効果が生じる。
【００３９】
以下においては、送信に関する所望のラム波モードに最低次ねじれモードを用いる場合について述べる。このとき、送受信子３にはせん断振動する極性を持つものを用い、最低次ねじれモードを効率よく送信するために、振動方向を、試験体１のラム波伝播方向と直交する方向且つ試験体１の接線方向に沿った方向とすればよい。
【００４０】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ２）。送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ３）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下基本信号よ称す）は、この信号が含む周波数帯域が、最低次よりも次数が１つ大きいねじれモードのカットオフ周波数以下となるものとする。これにより、最低次ねじれモードを送信した際に、他のねじれモードを送信することがなくなる。
【００４１】
なお、送信信号波形のパラメータとしては、キャリア周波数、キャリアの繰り返し数（バースト信号のバースト数）およびガウシアンwindow、ハニングwindowといった窓関数の形状等がある。基本信号の具体的例としては、試験体１が外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeの場合、周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形を基本信号とすればよい。
【００４２】
送信における所望のラム波モードに分散性のあるモード、例えば最低次縦モードを用いる場合においては、基本信号の持つ周波数帯域が、分散特性における非分散な周波数帯域に含まれるようにする。すなわち、複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、送信に関する所望のラム波モードが持つ次数より一つ大きい次数を持つラム波モードのカットオフ周波数よりも低いものとする。
【００４３】
ここで発生される複数個の送信信号は、複数補系列の単位ビットの正符号に、基本信号を対応させ、複数補系列の単位ビットの負符号に、基本信号に−１を乗じた波形を対応させた波形とすればよい。
【００４４】
次に、送信信号を送受信子群４ａ〜４ｄに送信する（ステップＳ４）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ５）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ６）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【００４５】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ７）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ８）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ９）。
【００４６】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４ａ〜４ｄからの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ１０）。参照信号には、送信信号そのもの、または送信信号を送受信子３が送受信総合で有する周波数応答特性を持つフィルタを通した信号を用いる。
【００４７】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ３からステップＳ１０までの手順を繰り返し（ステップＳ１１）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、送受信子群４ａ〜４ｄのそれぞれについて加算する（ステップＳ１２）。
【００４８】
ステップＳ３からステップＳ１２までの動作により合成圧縮パルスが得られるが、この様子を図３から図５を用いて説明する。ここでは、複数補系列の１例として、以下の系列１から系列４を選んだ。なお、複数補系列の１ビットには、５波のガウシアンバースト波を対応させた。
系列１：−−−＋−
系列２：−−−＋＋
系列３：−−＋−−
系列４：−−＋−＋
【００４９】
各系列に対応した受信信号を図３に示す。図３（ａ）は系列１に関する送受信信号であり、図３（ｂ）は系列２に関する送受信信号であり、図３（ｃ）は系列３に関する送受信信号であり、図３（ｄ）は系列４に関する送受信信号を図３（ｄ）である。なお、送信信号と試験体１中の傷９から反射されて受信される受信信号の波形は同じものとする。
【００５０】
図３の受信信号を送信信号により相関処理した結果を図４に示す。図４（ａ）は、図３（ａ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果であり、図４（ｃ）は、図３（ｃ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果であり、図４（ｄ）は、図３（ｄ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果である。
【００５１】
また、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示した相関処理結果を加算処理した結果を図５に示す。
図３〜図５に示したように、ステップＳ３からステップＳ１２に対応した処理を行うことで、図３では時間軸上に分散していたエネルギーが、複数補系列の１ビットに対応する時間範囲に集中され、高ピーク合成圧縮パルスが得られる。この処理により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。なお、この発明における「合成圧縮パルス」および「レンジサイドローブ」という文言は、特公平７−８５０７６号公報に記載されている「合成圧縮パルス」および「レンジサイドローブ」という文言と同じ意味を持つ。
【００５２】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ１３）。最低次ねじれモードを識別して抽出するのであれば、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られたデータを単純に合計する。また、曲げモードを識別して抽出するのであれば、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られたデータに＋１もしくは−１を乗じてこれらを合計する。
【００５３】
試験体１中の傷は、試験体１の周方向に関する一部に存在しているので、試験体１の周方向に関して非対称なモードである曲げモードラム波を多く反射すると考えられる。また、試験体１中の傷以外の反射体、例えば試験体１と他のもう一つの試験体１が溶接されている場合の溶接部余盛りは試験体１の周方向に関して対称な形状を持っているので、試験体１の周方向に関して対称なモードである最低次ねじれモードを多く反射すると考えられる。
【００５４】
したがって、対称モードラム波と非対称モードラム波のレベルを比較することから、反射信号が傷からのものか否かの判別が可能になる。このため、このようなモード識別機能を備えることにより、データ中に含まれる傷からの反射信号の検出・識別を容易にすることが可能になる。
【００５５】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ１４）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【００５６】
なお、図１においては、送受信子３の個数が８であり、送受信子群４の個数が４であり、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数が２である場合について示している。図１において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を少なくして、送受信子群４の個数を多くすれば、例えば、図１において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子の個数を１とし、送受信子群４の個数を８とすれば、受信時における所望モードの選択肢を多くし、受信データをより詳細に解析して傷９に関する多くの情報を得ることができる。
【００５７】
また、１つの送受信子群４に含まれる送受信子１１の個数を多くして、送受信子３の個数を少なくすれば、例えば、図１において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を４とし、送受信子群の個数を２とすれば、送受信子群４と送受信部５との間に関する接続線の本数を少なくできるので、装置構成が簡単になる。
【００５８】
この発明の実施の形態１においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【００５９】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【００６０】
また、この発明の実施の形態１においては、送受信子群４ａ〜４ｄからの信号各々に対し、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能の動作を行った後に、抽出した各モードに関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出するモードの個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【００６１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る超音波探傷装置について図６から図８を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。図６においては、図１と同様に、複数の送受信子群４のそれぞれには１つ以上の送受信子３が含まれており、送受信子３は試験体１のラム波伝播方向に直交する方向に等間隔に配置されている。
【００６２】
図６において、送受信部５は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有する。
【００６３】
また、信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックするチェック機能と、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能とを有している。
【００６４】
また、送受信子群４の個数は、送受信子３および送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックするために複数としておけばよい。チェック機能については後述する。
【００６５】
図６においては、送受信子３の個数、送受信子群４の個数の１例として、送受信子群４の個数が４である場合について示している。このとき、図１と同様に、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を２とすればよい。ただし、これらの数は試験体１の外径、管厚および試験体１の材質といった探傷の条件により変えても構わない。
【００６６】
また、表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性、といった内容を表示する。
【００６７】
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続され、表示部７は信号処理部６に接続され、信号処理部６は送受信部５に接続されている。送受信部５には、複数の送受信子群４が並列に接続されている。
【００６８】
なお、図６においては、送受信子３および送受信子群４は、送信子および送信子群としての機能と受信子および受信子群としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子および送信子群と、受信子および受信子群とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。
【００６９】
また、図６において、送受信子３および送受信子群４は、試験体１の端部に配置されており、試験体１の１方向に関してラム波を送受する。
【００７０】
ここで、図６に示した超音波探傷装置の動作を図７により補足して説明する。図７は、図６に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ２１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。以下では例として、試験体１を外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeとし、最低次ねじれモードを送信に関する所望のラム波モードとする。
【００７１】
制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ２２）。送受信部５において複数の送受信子３からなる送受信子群４の内の１つを選択し（ステップＳ２３）、次に複数の送受信子群４から１つ以上を受信用の送受信子群４として選択する（ステップＳ２４）。
【００７２】
次に、送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ２５）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（基本信号）は実施の形態１に示したのと同じ方法で決定すれば良い。ここでは、基本信号として周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形としたものとする。
【００７３】
次に、選択した送受信子群４に送信信号を送る（ステップＳ２６）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ２７）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ２８）。このとき、送受信子群４が試験体１の周方向について接触している長さは試験体１の全周長さより小さいので、１つの送受信子群４から送信されるラム波は複数のモードからなる。
【００７４】
送信された複数モードからなるラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ２９）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ３０）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ３１）。
【００７５】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４からの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ３２）。参照信号には、実施の形態１において用いた参照信号と同じものを用いればよい。
【００７６】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ２５からステップＳ３２までの手順を繰り返し（ステップＳ３３）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、受信用として選択した送受信子群４のそれぞれにおいて加算し、この結果をメモリにデータとして保存する（ステップＳ３４）。
【００７７】
ステップＳ２５からステップＳ３４までの動作により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【００７８】
次に、ステップＳ２３からステップＳ３４までの動作を、送受信子群４の個数をＴ（図６においてはＴ＝４）とし、第１から第Ｔの送受信子群４の全てについて少なくとも１回は行う（ステップＳ３５）。
【００７９】
ここで、送信用の送受信子群４の選択および受信用の送受信子群４の選択の組み合わせについて述べておく。
図８は、送信用の送受信子群４の選択および受信用の送受信子群４の選択の組み合わせの１例を示すものである。図６においては、送信と受信の送受信子群４を入れかえても同じデータが得られる。例えば、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ａであり、受信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ｂである場合と、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ｂであり、受信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ａである場合は、同じデータが得られる。
【００８０】
したがって、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ａであり、受信子時に選択された送受信子群４が送受信子群４ｂである場合についてのデータをメモリ上にコピーし、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ｂであり、受信子時に選択された送受信子群４が送受信子群４ａである場合についてのデータとした。
【００８１】
このように考えて、図８に示した組み合わせで選択することにより、送信用として送受信子群４を逐次選択した際に全ての送受信子群４で受信したデータを採取したこととなる。具体的には、以下の通りである。
（１）送信用として送受信子群４ａを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
（２）送信用として送受信子群４ｂを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
（３）送信用として送受信子群４ｃを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
（４）送信用として送受信子群４ｄを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
【００８２】
これら（１）〜（４）の全てのデータを採取したのと等価となる。これにより、実際には（１）〜（４）のデータの内の一部のデータを採取するだけで、（１）〜（４）したとのと同じ状態を得ることができ、計測に要する時間を短縮できるという効果が生じる。
【００８３】
次に、信号処理部６において、上記チェック機能により、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックし（ステップＳ３６）、チェック機能によるチェック結果からメモリ内に格納したデータの振幅に補正係数を乗じて補正をかける（ステップＳ３７）。これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合のデータと等価なデータを得ることができる。
【００８４】
次に、下記に示す受信データを合計する（ステップＳ３８）。
（１’）送信用として送受信子群４ａを選択した際のデータ
（２’）送信用として送受信子群４ｂを選択した際のデータ
（３’）送信用として送受信子群４ｃを選択した際のデータ
（４’）送信用として送受信子群４ｄを選択した際のデータ
【００８５】
以上（１’）〜（４’）のデータを合計する処理により、送受信子群４ａ〜４ｄの間の試験体１への接触状態が不均一である場合でも、送信に関する所望のモードである最低次ねじれモードを単一で送信した際の送受信子群４ａ〜４ｄの個々で受信したデータを等価的に実現できる。複数モードのラム波を送信すると、傷９や試験体１の端面からの複数モードラム波が受信信号に重畳して受信信号から傷９からの反射信号のみを検出するのが難しくなる。しかし、このような等価的な単一モード送信の実現により、傷９からの反射信号の検出を容易にするという効果が生じる。なお、ステップＳ３８の処理は、受信用として選択した送受信子群が４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄである場合の個々について行う。この処理により得られたデータを、順に、データＤＡ、データＤＢ、データＤＣおよびデータＤＤと以下では称する。
【００８６】
ここで、上述の接触状態のチェック機能によるチェック方法について、説明する。接触状態のチェックにおいては、受信データにおいて、送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ超音波が直接伝播して受信された成分の振幅レベルを用いる。なお、送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ直接伝播する超音波は文献［１］で定義されているところのラム波とは若干性質が異なるが、ここでは送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ直接伝播する超音波も、ラム波と称することとする。
【００８７】
ここで、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率をＡ、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率をＢ、送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率をＣ、送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率をＤとする。
【００８８】
まず、送受信子群４ａから送信した際の送受信子群４ｂでの受信データと、送受信子群４ｄでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｂと送受信子群４ｄとの位置関係は、幾何学的に同じ位置関係であるので、接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率をＢと、送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率をＤとの比、つまり、Ｂ／Ｄが求まる。この値をＸとする。
【００８９】
次に、送受信子群４ｂから送信した際の送受信子群４ａでの受信データと、送受信子群４ｃでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ｂに対する送受信子群４ａと送受信子群４ｃとの位置関係は、幾何学的に同じ位置関係であるので、接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａと、送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率Ｃとの比、つまり、Ａ／Ｃが求まる。この値をＹとする。
【００９０】
次に、送受信子群４ａから送信した際の送受信子群４ｃでの受信データと、送受信子群４ｂから送信した際の送受信子群４ｄでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｃの位置関係と、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｃの位置関係とは、幾何学的に同じ位置関係であるので、送受信子群４ａ〜４ｄの接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａに送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率Ｃを乗じたものと、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率Ｂに送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率Ｄを乗じたものとの比、つまり、（Ａ×Ｃ）／（Ｂ×Ｄ）が求まる。この値をＺとする。
【００９１】
以上の手順を踏むことにより、Ｂ／Ｄ、Ａ／Ｃおよび（Ａ×Ｃ）／（Ｂ×Ｄ）が求められたので、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａを用いて、Ｂ、ＣおよびＤの値を、
Ｂ＝Ａ×√｛Ｘ／（Ｙ×Ｚ）｝ （１）
Ｃ＝Ａ／Ｙ （２）
Ｄ＝Ａ×√｛１／（Ｘ×Ｙ×Ｚ）｝ （３）
のように求めることができる。
【００９２】
ここで、Ａを１とし、各受信データに対し、補正係数として、送信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率と受信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率とを乗ずる。例えば、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ａで、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ｂである場合の受信データには、補正係数Ａ×Ｂを乗じる。これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信データと等価な受信データを得ることができる。
【００９３】
なお、上記接触状態のチェックは、各送受信子群４による受信信号において、図６において送受信子群４を配置しているのと反対側の端面からの反射ラム波を受信している時間帯を時間ゲートで抽出し、抽出した時間帯における反対側の端面からの反射ラム波の振幅レベルを用いてもよい。以下、この方法に関して具体的に説明する。
【００９４】
反対側の端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅は、試験体１の外周上で一定である。このことは、文献［５］（J. L. Rose 著、”Ultrasonic Waves in Solid Media”、Caｍbridge University Press発行、１５８頁、式（１２．１５））に示されている、試験体１を伝搬するラム波粒子変位の一般解から明らかである。反対側の端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅ピーク値が各データにおいて一定でないということは、上述の接触状態にばらつきがあるということを意味している。ここで、反対側の端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅レベルが一定になるような補正係数を各データに乗じることにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【００９５】
なお、図６においては、送受信子３の個数が８であり、送受信子群４の個数が４であり、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数が２である場合について示している。図６では、複数の送受信子群４間の接触状態のばらつきに補正をかけることはできるが、１つの送受信子群４に含まれる２つの送受信子３間の接触状態のばらつきに補正をかけることはできない。しかし、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を少なくして、送受信子群４の個数を多くすれば、例えば、図６において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子の個数を１とし、送受信子群４の個数を８とすれば、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態に関し、さらに綿密な補正をかけることが可能になる。これにより、送受信子３の試験体１の周方向に関する接触状態をさらに一定にすることができる。
【００９６】
また、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を多くして、送受信子群４の個数を少なくすれば、例えば、図６において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を４とし、送受信子群４の個数を２とすれば、送受信子群４と送受信部５との間に関する接続線の本数を少なくできるので、装置構成が簡単になる。
【００９７】
次に、信号処理部６において、モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ３９）。最低次ねじれモードを識別して抽出するのであれば、ステップＳ３９で得たデータＤＤＡ〜データＤＤを単純に合計する。また、試験体１の周方向に関して非対称な変位分布を持つ曲げモードを識別して抽出するのであれば、データＤＡ〜データＤＤに＋１もしくは−１を乗じてこれらを合計する。
【００９８】
信号処理部６における上記チェック機能および上記モード識別機能に関する効果は、送受信子３を複数の送受信子群４に分割し、複数の送受信子群４を個別に送信し、複数の送受信子群４からの受信信号を個別に受信したことにより可能になったものである。
【００９９】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ４０）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１００】
この発明の実施の形態２においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【０１０１】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０１０２】
また、この発明の実施の形態２においては、送受信用の送受信子群４を選択して送受信を行う毎に、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能の動作を行った後に、抽出した各モードに関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出する所望モードの個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【０１０３】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置について図９から図１４を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。図９においては、図１と同様に、複数の送受信子群４のそれぞれには１つ以上の送受信子３が含まれており、送受信子３は試験体１のラム波伝播方向に直交する方向に等間隔に配置されている。
【０１０４】
また、図９では、送受信子群４ａ〜４ｄの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ１に、送受信子群４ｅ〜４ｈの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ２にそれぞれ示されている。また、傷９は２つあり、傷９ａは送受信子群４ａ〜４ｈの左側に存在し、傷９ｂは送受信子群４ａ〜４ｈの右側に存在している。
【０１０５】
また、送信部５１の出力端子は２つであり、送受信子群４ａ〜４ｄに対して同時に送信信号を送信する機能と、送受信子群４ｅ〜４ｈに対して同時に送信信号を送信する機能とを有する。また、受信部５２は送受信子群４ａ〜４ｈにそれぞれ並列に接続されている。
【０１０６】
また、送信部５１は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能を有し、受信部５２は、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有し、信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いてそれぞれ上記複数個の受信信号を相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能と、試験体１の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能とを有している。
【０１０７】
図９においては、試験体１のラム波伝播方向に沿った１つの配置位置における送受信子３の個数、送受信子群４の個数は、実施の形態１と同様に決めれば良い。また、表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性といった内容を表示する。
【０１０８】
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続され、表示部７は信号処理部６に接続され、信号処理部６は送受信部５に接続されている。
【０１０９】
なお、図９においては、送受信子３は、送信子としての機能と受信子としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子と受信子とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。また、送受信子３および送受信子群４は、試験体１の端部に配置されており、試験体１の両方向に関してラム波を送受する。
【０１１０】
ここで、図９に示した超音波探傷装置の動作を図１０により補足して説明する。図１０は、図９に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ４１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。以下では例として、試験体１を外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeとし、最低次ねじれモードを送信に関する所望のラム波モードとする。
【０１１１】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ４２）。次に、送受信子群４ａ〜４ｄを送信用の送受信子群として選択する（ステップＳ４３）。次に、送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ４４）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下、基本信号と称す）および送信信号は、実施の形態１と同じ方法で決定すればよい。ここでは、基本信号として周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形としたものとする。
【０１１２】
次に、送信信号を選択した送受信子群４に送信する（ステップＳ４５）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ４６）、次に、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ４７）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【０１１３】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ４８）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ４９）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ５０）。
【０１１４】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４からの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ５１）。参照信号には、実施の形態１で用いたのと同じ参照信号を用いれば良い。
【０１１５】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ４４からステップＳ５１までの手順を繰り返し（ステップＳ５２）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、送受信子群４ａ〜４ｈのそれぞれについて加算する（ステップＳ５３）。
【０１１６】
ステップＳ４４からステップＳ５３までの動作により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【０１１７】
次に、送信用送受信子群４を送信用送受信子群４ｅ〜４ｈとして、ステップＳ４４からステップＳ５３までの動作を再度行う（ステップＳ５４）。
【０１１８】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ５５）。このとき、モード識別は、配置位置Ｐ１に配置した送受信子群４ａ〜４ｄと、配置位置Ｐ２に配置した送受信子群４ｅ〜４ｅのそれぞれについて行う。それぞれの配置位置におけるモード識別方法は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。モード識別により得られたデータの内、配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で送信して配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で受信した場合のデータをデータＤＡＡ、配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で送信して配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で受信した場合のデータをデータＤＢＢ、配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で送信して配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で受信した場合のデータをデータＤＣＣ、配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で送信して配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で受信した場合のデータをデータＤＤＤと以下では称する。
【０１１９】
次に、信号処理部６において、上記方向識別機能により、上記データＤＡＡ、ＤＢＢ、ＤＣＣおよびＤＤＤ中から、所望の１方向から伝播してきたラム波を識別・抽出する（ステップＳ５６）。
【０１２０】
この方向識別機能について図１１から図１４を用いて説明する。なお、このステップＳ５６は、受信における所望モードの抽出結果のそれぞれについて行うが、ここではこの所望モードが最低次ねじれモードであるとして説明を行う。また、図１１から図１４においては、受信における最低次ねじれモードのラム波が、試験体１のラム波伝播方向に沿った２箇所の間を伝播するのに要する時間をτとし、送信信号のキャリア周波数をｆとし、ｖを最低次ねじれモードの伝播速度とし、Ｑを正の整数とし、ｆ＝Ｑ／（４τ）とした場合について示している。
【０１２１】
図１１は、送受信子群４から左側に送信された最低次ねじれモードラム波が、図９の左側の傷９ａによって反射されて受信され、モード識別機能により抽出された最低次ねじれモードを示す図であり、図１１（ａ）はデータＤＡＡ、図１１（ｂ）はデータＤＢＢ、図１１（ｃ）はデータＤＣＣ、図１１（ｄ）はデータＤＤＤに関するものである。
【０１２２】
図１２は、送受信子群４から右側に送信された最低次ねじれモードラム波が、図９の右側の傷９ｂによって反射されて受信され、モード識別機能により抽出された最低次ねじれモードを示す図であり、図１２（ａ）はデータＤＡＡ、図１２（ｂ）はデータＤＢＢ、図１２（ｃ）はデータＤＣＣ、図１２（ｄ）はデータＤＤＤに関するものである。
【０１２３】
図１１および図１２のデータに対し、以下の操作を行う。
（１”）データＤＢＢ（図１１（ｂ）および図１２（ｂ）のデータ）には時間軸の−方向にτだけシフトさせ、−１を乗じる。
（２”）データＤＣＣ（図１１（ｃ）および図１２（ｃ）のデータ）には時間軸の−方向にτだけシフトさせ、−１を乗じる。
（３”）データＤＤＤ（図１１（ｄ）および図１２（ｄ）のデータ）には時間軸の−方向に２τだけシフトさせる。
【０１２４】
以上（１”）〜（３”）の処理を行った結果の内、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に対応するデータを図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に対応するデータを図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示す。
【０１２５】
データＤＡＡと（１”）〜（３”）の処理を施されたデータＤＢＢ、データＤＣＣおよびデータＤＤＤとが合計される。
図１３（ａ）から図１３（ｄ）に示した４つのデータを合計すると、図１３（ｅ）に示すように０となる。この際、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示した４つのデータも合計されるが、図１４（ｅ）に示すように０とはならない。したがって、以上の処理を行った後に残ったデータは右側の傷９からの反射信号であると識別できる。類似の処理により左側の傷９からの反射信号を識別できることは明らかである。
【０１２６】
なお、図１１から図１４においては、送信信号のキャリア周波数をｆを、ｆ＝Ｑ／（４τ）としているので、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の信号が合計されて０となる際に図１４（ａ）〜図１４（ｄ）の信号は同位相で合計されるので最も明確に方向識別機能を有する効果を得ることができる。
また、送信信号のキャリア周波数をｆを、ｆ＝Ｑ／（２τ）とすると、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の信号が合計されて０となる際に、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）の信号も逆相で合計されるために振幅が小さくなるが、この発明において送受する信号はパルスであるので、完全に０となることはない。したがって、ｆ＝Ｑ／（２τ）以外の場合については、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）が合計された結果は０とはならない。
【０１２７】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ５７）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１２８】
上述したように、この発明の実施の形態３においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【０１２９】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０１３０】
また、この発明の実施の形態３においては、送受信子群４ａ〜４ｈからの信号各々に対し、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能および方向識別機能の動作を行った後に、抽出した各モード各方向に関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出する所望モードの個数に方向識別における所望の方向の個数（この場合は２個）を乗じた個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【０１３１】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る超音波探傷装置について図１５から図１７を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態４に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。図１５においては、図１と同様に、複数の送受信子群４のそれぞれには１つ以上の送受信子３が含まれており、送受信子３は試験体１のラム波伝播方向に直交する方向に等間隔に配置されている。
【０１３２】
また、図１５では、４ａ〜４ｄの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ１に、４ｅ〜４ｈの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ２にそれぞれ示されている。また、傷９は２つあり、傷９ａは送受信子群４ａ〜４ｈの左側に存在し、傷９ｂは送受信子群４ａ〜４ｈの右側に存在している。
【０１３３】
また、送受信部５は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有し、また、信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックするチェック機能と、複数のラム波モードから受信に関する所望のモードを識別するためのモード識別機能と、試験体１の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能とを有している。
【０１３４】
なお、ラム波の伝播方向に直交する方向に配置する送受信子３の個数および送受信子群４の個数は、この発明の実施の形態１と同様に決めればよい。
【０１３５】
図１５において、表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性、といった内容を表示する。
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続されている。表示部７は信号処理部６に接続されている。信号処理部６は送受信部５に接続されている。送受信部５には、複数の送受信子群４が並列に接続されている。
【０１３６】
なお、図１５において、送受信子３および送受信子群４は、送信子および送信子群としての機能と受信子および受信子群としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子および送信子群と、受信子および受信子群とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。
また、図１５において、送受信子３、送受信子群４は、試験体１の両方向に関してラム波を送受する。
【０１３７】
ここで、図１５に示した超音波探傷装置の動作を図１６により補足して説明する。図１６は、図１５に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１での決定方法は、この発明の実施の形態１と同じ方法でよい。以下では例として、試験体１を外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeとし、最低次ねじれモードを送信に関する所望のラム波モードとする。
【０１３８】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ６２）。次に、送受信部５において複数の送受信子３からなる送受信子群４の内の１つを選択し（ステップＳ６３）、さらに複数の送受信子群４から１つ以上を受信用の送受信子群４として選択する（ステップＳ６４）。
【０１３９】
次に、送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ６５）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（基本信号）は実施の形態１に示したのと同じ方法で決定すれば良い。ここでは、基本信号として周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形としたものとする。
【０１４０】
次に、選択した送受信子群４に送信信号を送る（ステップＳ６６）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ６７）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ６８）。このとき、送受信子群４が試験体１の周方向について接触している長さは試験体１の全周長さより小さいので、一つの送受信子群４から送信されるラム波は複数のモードからなる。
【０１４１】
送信された複数モードからなるラム波は、試験体１中を伝播して傷９ａおよび９ｂにより反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ６９）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ７０）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ７１）。
【０１４２】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４からの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ７２）。参照信号には、実施の形態１において用いたのと同じものを用いれば良い。
【０１４３】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ６５からステップＳ７２までの手順を繰り返し（ステップＳ７３）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、受信用として選択した送受信子群４のそれぞれについて加算し、この結果をメモリにデータとして保存する（ステップＳ７４）。
【０１４４】
ステップＳ６５からステップＳ７４までの動作により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【０１４５】
次に、ステップＳ６３からステップＳ７４までの動作を、送受信子群４の個数をＴ（図１５においてはＴ＝４×２＝８）とし、第１から第Ｎの送受信子群４の全てについて少なくとも１回は行う（ステップＳ７５）。
【０１４６】
ここで、送信用の送受信子群４の選択および受信時の送受信子群４の選択の組み合わせについて述べておく。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、送信用の送受信子群４の選択および受信用の送受信子群４の選択の組み合わせの２つの例を示すものである。実施の形態１において示したのと同様に考えることから、図１７に示した組み合わせで選択することにより、送信用として送受信子群４を逐次選択した際に全ての送受信子群４で受信したデータを採取したと考える。
【０１４７】
具体的には、次の通りである。
（１）送信用として送受信子群４ａを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（２）送信用として送受信子群４ｂを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（３）送信用として送受信子群４ｃを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（４）送信用として送受信子群４ｄを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（５）送信用として送受信子群４ｅを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（６）送信用として送受信子群４ｆを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（７）送信用として送受信子群４ｇを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（８）送信用として送受信子群４ｈを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
【０１４８】
これら（１）〜（８）の全てのデータを採取したことと等価となる。これにより、実際には（１）〜（８）のデータの内の一部のデータを採取するだけで、（１）〜（８）したとのと同じ状態を得ることができ、計測に要する時間を短縮できるという効果が生じる。なお、この発明の実施の形態４においては、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示した組み合わせの内のいずれを採用しても構わないが、受信用として選択できる送受信子群４の数が、４つに限られている場合であれば、図１７（ｂ）に示した組み合わせを用いれば、図１７（ａ）に示した組み合わせを用いる場合と比較して少ない送受信回数で所望のデータが得られるので、探傷に要する時間を短くできるという効果が得られる。
【０１４９】
次に、信号処理部６において、上記チェック機能により、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックする（ステップＳ７６）。次に、チェック機能によるチェック結果からメモリ内に格納したデータの振幅に補正係数を乗じて補正をかける（ステップＳ７７）。これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【０１５０】
次に、下記に示すデータ（１’）〜（４’）を合計したものと、データ（１１’）〜（１４’）を合計したものを個別に求める（ステップＳ７８）。
（１’）送信用として送受信群４ａを選択した際の受信データ
（２’）送信用として送受信群４ｂを選択した際の受信データ
（３’）送信用として送受信群４ｃを選択した際の受信データ
（４’）送信用として送受信群４ｄを選択した際の受信データ
（１１’）送信用として送受信群４ｅを選択した際の受信データ
（１２’）送信用として送受信群４ｆを選択した際の受信データ
（１３’）送信用として送受信群４ｇを選択した際の受信データ
（１４’）送信用として送受信群４ｈを選択した際の受信データ
【０１５１】
この処理により、配置位置Ｐ１から最低次ねじれモードを単一で送信した際の送受信子群４ａ〜４ｈの個々で受信したデータと、配置位置Ｐ２から最低次ねじれモードを単一で送信した際の送受信子群４ａ〜４ｈの個々で受信したデータとを等価的に実現できる。このような等価的な単一モード送信の実現により、傷からの反射信号の検出を容易にするという効果が生じる。なお、ステップＳ１８の処理は、受信用として選択した送受信子群が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈである場合の個々について行う。
【０１５２】
ここで、上述の接触状態のチェック機能によるチェック方法について説明する。
接触状態のチェックにおいては、送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ直接伝播したラム波の振幅レベルを用いる。
【０１５３】
ここで、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率をＡ、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率をＢ、送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率をＣ、送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率をＤ、送受信子群４ｅの接触面におけるラム波送受信効率をＥ、送受信子群４ｆの接触面におけるラム波送受信効率をＦ、送受信子群４ｇの接触面におけるラム波送受信効率をＧ、送受信子群４ｈの接触面におけるラム波送受信効率をＨとする。
【０１５４】
まず、実施の形態１で述べたＸ、ＹおよびＺの値を、実施の形態１と同じ同じ方法により求める。次に、送受信子群４ｅ〜４ｈについて、実施の形態１で送受信子群４ａ〜４ｄ接触状態のチェック方法についての述べたのと同様の手順で、Ｆ／Ｈの値を求めてＸ’とし、Ｅ／Ｇの値を求めてＹ’とし、（Ｅ×Ｇ）／（Ｆ×Ｈ）の値を求めてこの値をＺ’とする。
【０１５５】
これらの値から、送受信子群４ｅの接触面におけるラム波送受信効率Ｅを用いて、Ｆ、ＧおよびＨの値を、
Ｆ＝Ｅ×√｛Ｘ’／（Ｙ’×Ｚ’）｝ （４）
Ｇ＝Ｅ／Ｙ’ （５）
Ｈ＝Ｅ×√｛１／（Ｘ’×Ｙ’×Ｚ’）｝ （６）
のように求める。
【０１５６】
次に、送受信子群４ａから送信した際の送受信子群４ｃでの受信データと、送受信子群４ｅから送信した際の送受信子群４ｇでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｃの位置関係と、送受信子群４ｅに対する送受信子群４ｇの位置関係とは、幾何学的に同じ位置関係であるので、送受信子群４ａ、４ｃ、４ｅおよび４ｇの接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａに送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率Ｃを乗じたものと、送受信子群４ｅの接触面におけるラム波送受信効率Ｅに送受信子群４ｇの接触面におけるラム波送受信効率Ｇを乗じたものとの比、つまり、（Ａ×Ｃ）／（Ｅ×Ｇ）が求まる。
【０１５７】
この値をＺ”は、
Ｚ”＝（Ａ×Ｃ）／（Ｅ×Ｇ）＝（Ａ×Ａ／Ｙ）／（Ｅ×Ｅ／Ｙ’） （７）
であるので、Ｅの値は次式により求まる。
Ｅ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝ （８）
したがって、Ｆ〜Ｈの値は、
Ｆ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝√｛Ｘ’／（Ｙ’×Ｚ’）｝ （９）
Ｇ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝／Ｙ’ （１０）
Ｈ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝√｛１／（Ｘ’×Ｙ’×Ｚ’）｝ （１１）
【０１５８】
ここで、各受信データに対し、Ａを１とし、送信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率と受信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率とを乗ずる。例えば、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ａで、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ｂである場合の受信データには、Ａ×Ｂを乗じる。
これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【０１５９】
なお、上記接触状態のチェックは、各送受信子群４による受信信号において、図１５における試験体１のいずれかの端面からの反射ラム波を受信している時間帯を時間ゲートで抽出し、抽出した時間帯における反対側の端面からの反射ラム波の振幅レベルを用いてもよい。以下、この方法に関して具体的に説明する。
【０１６０】
端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅は、試験体１の外周上で一定である。端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅ピーク値が各データにおいて一定でないということは、上述の接触状態にばらつきがあるということを意味している。ここで、端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅レベルが一定になるような補正係数を各データに乗じることにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【０１６１】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ７９）。モード識別機能の動作は、配置位置Ｐ１で送信した場合と、配置位置Ｐ２で送信した場合のそれぞれにおいて、ステップＳ７８において得られた配置位置Ｐ１に存在する送受信子群４ａ〜４ｄでのデータおよび配置位置Ｐ２に存在する送受信子群４ｅ〜４ｈでのデータそれぞれに関し、実施の形態２に示したのと同じとすればよい。
【０１６２】
ステップＳ７９で処理された結果において、配置位置Ｐ１で送信して配置位置Ｐ１で受信した場合のデータをデータＤＡＡ、配置位置Ｐ１で送信して配置位置Ｐ２で受信した場合のデータをデータＤＢＢ、配置位置Ｐ２で送信して配置位置Ｐ１で受信した場合のデータをデータＤＣＣ、配置位置Ｐ２で送信して配置位置Ｐ２で受信した場合のデータをデータＤＤＤと以下では称する。
【０１６３】
次に、信号処理部６において、上記方向識別機能により、上記データＤＡＡ、ＤＢＢ、ＤＣＣおよびＤＤＤ中から、所望の１方向から伝播してきたラム波を識別・抽出する（ステップＳ８０）。方向識別機能の動作は、上記データＤＡＡ、ＤＢＢ、ＤＣＣおよびＤＤＤに対し、実施の形態３と同じ処理を行うものである。
【０１６４】
信号処理部６における上記チェック機能、上記モード識別機能および上記方向識別機能に関する効果は、送受信子３を複数の送受信子群４に分割し、複数の送受信子群４を個別に送信し、複数の送受信子群４からの受信信号を個別に受信したことにより可能になったものである。
【０１６５】
信号処理部６において得られた対称モード（最低次ねじれモード）ラム波や非対称モード（曲げモード）ラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ８１）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１６６】
この発明の実施の形態４においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【０１６７】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０１６８】
また、この発明の実施の形態４においては、送受信用の送受信子群４を選択して送受信を行う毎に、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能の動作を行った後に、抽出した各モードに関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出する所望モードの個数に方向識別における所望の方向の個数（この場合は２個）を乗じた個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【０１６９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る超音波探傷装置について図９、図１８および図１９を参照しながら説明する。この発明の実施の形態５に係る超音波探傷装置は、図９に示した実施の形態３に係る超音波探傷装置と基本的な構成は同じである。ただし、実施の形態３においては、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、同じ波形の送信信号を送っていた。このような場合、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈを同時に駆動すると、受信信号が試験体１のどちらの方向から伝播してきたのかを判断する方向識別が難しい。方向識別を行うためには、実施の形態３に示したように、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈを別々に駆動する必要があった。この実施の形態５では、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、異なる波形の送信信号を送って受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈを同時に駆動する場合においても方向識別を容易にする方法を提供する。
【０１７０】
この発明の実施の形態５においては、複数補系列は特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群を採用する。具体的１例としては、以下の系列１〜４の系列群である。
系列１：＋＋＋−
系列２：＋＋−＋
系列３：−−−＋
系列４：＋＋−＋
【０１７１】
このような系列１、系列２、系列３および系列４の複数補系列に基づいた信号を、信号１、信号２、信号３および信号４とし、φを相関関数を表す記号とし、φの下付文字を相関処理する２つの信号が基づいている系列番号とすると、次式（１２）で表される値σはサイドローブが０である合成圧縮パルスとなり、次式（１３）で表される値σ’は０となることが、特公平７−８５０７７号公報に示されている。
σ＝φ11＋φ22＋φ33＋φ44 （１２）
σ’＝φ12＋φ23＋φ34＋φ41
＝φ21＋φ32＋φ43＋φ14＝０ （１３）
【０１７２】
ここで、図９に示した超音波探傷装置の実施の形態５における動作を図１８により補足して説明する。図１８は、図９に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ９１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。
【０１７３】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ９２）。次に、送受信部５において複数補系列の一つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ９３）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下基本信号）は、実施の形態１と同じ方法で決定すればよい。
【０１７４】
次に、系列１に対応した送信信号を送受信子群４ａ〜４ｄに、系列２に対応した送信信号を送受信子群４ｅ〜４ｈに、同時に送信する（ステップＳ９４）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ９５）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ９６）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【０１７５】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ９７）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ９８）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ９９）。
【０１７６】
次に、信号処理部６において、送信された補系列系列により規定される参照信号を用いてそれぞれ相関処理する（ステップＳ１００）。このとき、参照信号は、それぞれの送受信子群４に送信した送信信号と同じものとする。ここでは、送受信子群４ａ〜４ｄについては系列１に基づいた参照信号であり、送受信子群４ｅ〜４ｈについては系列２に基づいた参照信号である。
【０１７７】
次に、ステップＳ９３からステップＳ１００の動作を複数補系列全てを選択し終わるまで繰り返す（ステップＳ１０１）。このとき、各繰り返しにおいて、送受信子群４ａ〜４ｄおよび送受信子群４ｅ〜４ｈに送信する送信信号、受信する受信信号および参照信号が基づいている複数補系列の組み合わせを図１９に示す。
【０１７８】
次に、送受信子群４ａ〜４ｄおよび送受信子群４ｅ〜４ｈにより得られたそれぞれの相関結果について加算する（ステップＳ１０２）。
ここで、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られた結果の加算結果について説明する。図１９に示した各繰り返し番号において、送受信子群４ａ〜４ｄにより受信される受信信号に含まれている信号は、繰返し番号１においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列１に基づく信号（以下、信号１１と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列２に基づく信号（以下、信号１２と称す）とである。また、繰返し番号２においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列２に基づく信号（以下、信号２２と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列３に基づく信号（以下、信号２３と称す）とである。また、繰返し番号３においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列３に基づく信号（以下、信号３３と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列４に基づく信号（以下、信号３４と称す）とである。さらに、繰返し番号４においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列４に基づく信号（以下、信号４４と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列１に基づく信号（以下、信号４１と称す）とである。
【０１７９】
これらの信号１１、信号１２、信号２２、信号２３、信号３３、信号３４、信号４４および信号４１に対し、繰返し番号１に関する信号は系列１に基づく参照信号で、繰返し番号２に関する信号は系列２に基づく参照信号で、繰返し番号３に関する信号は系列３に基づく参照信号で、繰返し番号４に関する信号は系列４に基づく参照信号で、相関処理を行う。
【０１８０】
相関処理結果の加算結果σ１は、φを相関関数の意味を持つ記号とし、φの上付文字を参照信号が基づいている系列の番号とし、φの下付文字を受信信号に含まれている信号の番号とし、次式で計算される値となる。
【０１８１】
式（１４）の右辺第２項は、式（１３）から次式（１５）となることが分かる。
ρ1 12＋ρ2 23＋ρ3 34＋ρ4 41＝０ （１５）
したがって、相関処理結果の加算結果σ１は、次式（１６）の値となる。
σ１＝（ρ1 11＋ρ2 22＋ρ3 33＋ρ4 44） （１６）
式（１６）で表される相関処理結果の加算結果σ１は、レンジサイドローブのない、合成圧縮パルスである。また、送受信子群４ａ〜４ｄからの受信信号により得られる相関処理結果の加算結果σ１においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信して受信された成分のみが含まれている。
【０１８２】
以上は、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られた結果の加算結果についての説明であったが、同様の説明により、送受信子群４ｅ〜４ｈからの受信信号により得られる相関処理結果の加算結果においては、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信して受信された成分のみが含まれている。
【０１８３】
以上のように、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈから同時に送信しているにも係わらず、送受信子群４ａ〜４ｄから得られた信号からは送受信子群４ａ〜４ｄにより送受信された成分のみが抽出され、送受信子群４ｅ〜４ｈから得られた信号からは送受信子群４ｅ〜４ｈにより送受信された成分のみが抽出される。
【０１８４】
次に、抽出された２つの信号を比較し、送受信子群４ａ〜４ｄについて抽出された信号の方が時間軸上で早い時間に受信されていれば、この信号は左側からの信号であると識別するし、送受信子群４ｅ〜４ｈについて抽出された信号の方が時間軸上で早い時間に受信されていれば、この信号は右側からの信号であると識別する（ステップＳ１０３）。
【０１８５】
以上のように、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈとを異なる送信信号で駆動することにより、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈとを同時に駆動しても、得られた信号がどちらの方向から伝播してきたものかを識別することが可能となる。
【０１８６】
なお、この発明の実施の形態５においては、送信信号が基づいている系列として、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群を用いたので、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された信号と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された信号とを完全に分離できるという効果を得ることができる。
【０１８７】
ただし、相関処理結果もしくは加算処理結果のいずれかの段階において、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された信号と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された信号とを分離できるものであれば、他の系列群を用いてもよい。例えば、送受信子群４ａ〜４ｄに送信する送信信号が基づいている系列と、送受信子群４ｅ〜４ｈに送信する送信信号が基づいている系列とを、相関性の小さい系列、例えば互いに直交する符号系列とすれば、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された信号と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された信号とを相関処理の段階で区別することができる。
【０１８８】
このような互いに直交する符号系列を基本信号とした複数補系列もしくは相補系列に基づいた信号を送信信号とし、受信時に相関処理および加算処理を行えば、方向識別機能による効果と、合成圧縮パルスを得ることによるＳＮ比の改善効果との両方を得ることができる。
【０１８９】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ１０４）。モード識別の方法は、実施の形態３に示した方法に準じて行えば良い。
【０１９０】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ１０５）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１９１】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る超音波探傷装置について図９、図２０および図２１を参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係る超音波探傷装置は、図９に示した実施の形態３に係る超音波探傷装置と基本的な構成は同じである。ただし、実施の形態３においては、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、同じ波形の送信信号を送っていたが、この実施の形態６においては、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、異なる波形の送信信号を送る機能を有している。
【０１９２】
ここで、図９に示した超音波探傷装置の実施の形態６における動作を、図２０により補足して説明する。図２０は、図９に示した超音波探傷装置の実施の形態６における動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ１１１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。
【０１９３】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ１１２）。次に、送受信部５において複数補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ１１３）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下基本信号と称す）および送信信号は、実施の形態１と同じ方法で決定すればよい。
【０１９４】
ここで、系列の１ビット毎に、送信信号を送る送受信群を４ａ〜４ｄと４ｅ〜４ｈとの間で交互にスイッチして送る（ステップＳ１１４）。例えば、配置位置Ｐ１から配置位置Ｐ２に送信に関する所望のラム波が伝播する時間をτとし、配置位置Ｐ２から補系列のあるビットを送信し終わったと同時に配置位置Ｐ１から送信した次のビットに対応する信号が、配置位置Ｐ２に到着するように制御を行う。
【０１９５】
送受信タイミングの具体的例を実施の形態１に示した系列１の場合について図２１に示す。図２１（ａ）は配置位置Ｐ１での送信信号、図２１（ｂ）は配置位置Ｐ２での送信信号、図２１（ｃ）は試験体１の右方向に送信されるの送信信号、図２１（ｄ）は試験体１の左方向に送信されるの送信信号である。なお、図２１に示した信号は系列の基本信号を矩形波で示しているが、実際には実施の形態１と同じ方法により決められた基本信号が１ビットに対応している。このようなタイミングで配置位置Ｐ１および配置位置Ｐ２から送信を行うことにより、試験体１の所望の１方向に沿って伝播する信号のみが、複数補系列で変調された信号となる。このとき、試験体１の他の１方向に関しては、複数補系列で変調された信号とはならない。
【０１９６】
送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ１１５）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ１１６）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【０１９７】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ１１７）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ１１８）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ１１９）。
【０１９８】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、送受信子群４ａ〜４ｈからの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ１２０）。参照信号には、試験体１の１方向に沿って送信された信号そのもの、また、試験体１の１方向に沿って送信された信号を送受信子３が送受信総合で有する周波数応答特性を持つフィルタを通した信号を用いる。
【０１９９】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ１１３からステップＳ１２０までの手順を繰り返し（ステップＳ１２１）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、受信用として選択した送受信子群４のそれぞれについて加算し、この結果をメモリにデータとして保存する（ステップＳ１２２）。
【０２００】
このとき、１方向に沿って送信された信号については、この加算結果によりエネルギーが１ビットの時間内に圧縮された高いピークの合成圧縮パルスが得られるが、他の１方向に沿って送信された信号については、この加算結果により得られる合成圧縮パルスは時間軸上に分散され、高いピークが得られない。したがって、得られた合成圧縮パルスを所望の１方向からの信号であると識別する（ステップＳ１２３）。
【０２０１】
以上のように、この発明の実施の形態６の方法を用いれば、方向識別の動作を行うのと同時に合成圧縮パルスを得てＳ／Ｎ比を改善できることができるという効果が生じる。
【０２０２】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ１２４）。モード識別の方法は、実施の形態３に示した方法に準じて行えば良い。
【０２０３】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ１２５）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０２０４】
この発明の実施の形態６においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列に相補系列を用いても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【０２０５】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０２０６】
なお、この発明の実施の形態１から実施の形態６においては、複数補系列もしくは相補系列に基づいた送信信号を用いていたので、レンジサイドローブが０である合成圧縮パルスを得ることができたが、距離分解能が必要でなく、Ｓ／Ｎ比の改善効果が得られれば十分な場合であれば、複数補系列もしくは相補系列以外の符号変調された系列、例えば擬似ランダム系列に基づいた送信信号を用い、この送信信号に基づいた参照信号により相関処理して圧縮パルスを得る演算を行えば、Ｓ／Ｎ比の改善効果は十分に得られる。
【０２０７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ラム波を用いた超音波探傷装置において、ＳＮ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態２による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図９】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１３】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１４】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１５】 この発明の実施の形態４による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態４による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】 この発明の実施の形態５による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１８】 この発明の実施の形態５による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】 この発明の実施の形態６による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図２０】 この発明の実施の形態６による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】 この発明の実施の形態６による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図２２】 従来例に係る超音波探傷装置を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 試験体、２ 励振アセンブリ、２ａ〜２ｃ 励振デバイス、３ 送受信子、４ 送受信子群、５ 送受信部、５１ 送信部、５２ 受信部、６ 信号処理部、７ 表示部、 ８ 制御部、９ 傷、９ａ 左側の傷、９ｂ 右側の傷。
【発明の属する技術分野】
この発明は、試験体中の傷を検出するための超音波探傷装置に関するもので、ラム波を試験体中に送信して試験体中の傷からの反射信号を受信することにより、傷の有無や大きさや位置を検出するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の超音波探傷装置としては、特表平１０−５０７５３０号公報に示されているものがある。特表平１０−５０７５３０号公報では、管の軸方向に沿う単一方向に、単一モードラム波を送信して、受信信号を分析することから管の状態を診断している。
【０００３】
図２２は、特表平１０−５０７５３０号公報に示されている送信方法を説明するための説明図であり、１は試験体、２は励振アセンブリであり、複数の励振デバイス２ａ、２ｂおよび２ｃからなっている。また、励振デバイス２ａ、２ｂおよび２ｃは、管の周方向に配置された複数の超音波送信子からなっている。
図２２においては、励振デバイス２ａ中の超音波送信子が駆動されることにより、管の軸方向に沿う単一方向に、単一モードラム波をパイプの管軸方向に送信しようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなラム波を用いた超音波探傷技術では、試験体１の１方向にラム波を長距離にわたって伝播させ、ラム波伝播方向に存在する傷からの信号を検出することを狙いとしている。このような技術においては、数ｍから時には数１０ｍ先の傷からの反射信号を検出する必要がある。このような数ｍから数１０ｍ先に存在する傷からの反射信号は微弱な場合が多い。
【０００５】
しかしながら、特表平１０−５０７５３０号公報に示された超音波探傷装置では、信号対雑音電力比（以下、ＳＮ比と称す）を向上させるための信号処理手段を有していなかったので、超音波探傷装置内で生じるシステムノイズや外来ノイズといったノイズが大きい場合に、所望の信号がこのようなノイズに埋もれて検出できないという問題があった。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ラム波を用いた超音波探傷装置において、ＳＮ比を向上させることができる超音波探傷装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る超音波探傷装置は、試験体中にラム波を送信しその反射波を受信する１つ以上の送受信子からなる送受信子群と、上記送受信子群に対し信号を送受するための送受信部と、上記送受信部により受信した信号を処理する信号処理部と備え、上記送受信部は、符号変調された系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記送信信号に対応した受信信号を受信する受信機能とを有し、上記信号処理部は、上記符号系列により規定される参照信号を用いて上記送信信号に対応した受信信号を相関処理する相関処理機能を有するものである。
【０００８】
また、上記符号系列は、複数補系列もしくは相補系列であり、上記送受信部は、上記送信信号発生機能により、上記複数補系列もしくは上記相補系列に基づいて複数個の送信信号を発生し、上記受信機能により、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信し、上記信号処理部は、上記相関処理機能により、上記複数補系列もしくは相補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理すると共に、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能をさらに有するものである。
【０００９】
また、上記複数補系列は、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群である。
【００１０】
また、上記試験体は、パイプであり、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、送信に関する所望のラム波モードが持つ次数より一つ大きい次数を持つラム波モードのカットオフ周波数よりも低いものである。
【００１１】
また、上記試験体は、管であり、送信に関する所望のラム波モードは、最低次ねじれモードであり、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、最低次よりも次数が１つ大きいねじれモードのカットオフ周波数よりも低いものである。
【００１２】
また、上記信号処理部は、上記送受信子群の上記試験体への接触状態をチェックするチェック機能をさらに有するものである。
【００１３】
また、上記送受信部は、複数の上記送受信子群から一つの上記送受信子群を送信用として選択し、複数の上記送受信子群から一つ以上の上記送受信子群を受信用として選択して送受信を行う機能と、送信用および受信用の上記送受信子群の選択の組み合わせを変えて複数回の送受信を行う機能とを有し、上記送受信子群全てを送信用として少なくとも１回選択するものである。
【００１４】
また、上記信号処理部は、上記チェック機能による、上記送受信子群の上記試験体に対する接触状態のチェックを、送信用として選択された上記送受信子群から、受信用として選択された上記送受信子群へ直接伝播したラム波成分の振幅を用いて行うものである。
【００１５】
また、上記信号処理部は、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能を有するものである。
【００１６】
また、上記信号処理部は、上記試験体の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能を有するものである。
【００１７】
また、上記送受信子群は、上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所に配置されているものである。
【００１８】
また、送信における所望モードのラム波と受信における所望モードのラム波を同じとし、上記所望モードのラム波が上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所の間を伝播するのに要する時間をτとし、Ｑを正の整数とした場合、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号のキャリア周波数ｆは、ｆ＝Ｑ／（４τ）である。
【００１９】
また、上記送受信子群は、上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所に配置されており、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群とに同時に送信信号が送信され、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群に送信される上記送信信号と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群に送信される上記送信信号とが、異なる系列に基づいた信号である。
【００２０】
さらに、上記複数補系列もしくは上記相補系列の各ビットに対応する信号を、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群とに分けて送信し、上記試験体のラム波伝播方向に沿った１方向について上記複数補系列もしくは上記相補系列に基づいた信号が送信されるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置について図１から図５を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示す図であり、図１（ａ）はこの発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の一部の構成を示す図であり、図１（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の全体構成を示す図である。
【００２２】
図１において、１は試験体、３は試験体にラム波を送受信する送受信子、４は１つ以上の上記送受信子からなる送受信子群であり、図１では４ａ〜４ｄの４つの送受信子群４が示されている。また、５は送受信部であり、５１は送受信部５における送信部、５２は送信部５における受信部である。さらに、６は信号処理部、７は表示部、８は制御部、９は傷である。
【００２３】
図１において、試験体１は、試験体１に沿ったある方向にラム波が伝播可能なものであり、棒、角柱、円筒等の形状が考えられる。さらに具体的には、電線、鉄道レール、チューブもしくは管といったものが考えられる。この発明は、これら全てに適用可能であるが、以下、試験体１が管の場合に統一して説明を行う。
【００２４】
また、この発明において、超音波は、人間の耳に聞こえない程度に高い周波数の音波や弾性波を指す言葉として使われるが、この発明では、周波数は特に規定しないものとする。すなわち、この発明における「超音波」という文言には、人間の耳で聞こえる周波数の上限の限界よりも高い周波数の音波や弾性波に限らず、この上限よりも低い周波数の音波や弾性波も含めた波という意味を含んでおり、無論、人間の耳で聞こえる周波数の下限の限界よりも低い周波数の音波や弾性波という意味も含む。
【００２５】
また、この発明における「ラム波」という文言は、「超音波」という文言の持つ意味に含まれ、文献［１］（J. L. Rose 著、”Ultrasonic Waves in Solid Media”、Caｍbridge University Press発行、２４頁）に示されている、「Guided Waves」という文言と同じ意味を持っている。
【００２６】
試験体１中を伝播するラム波には、複数のモードが存在することが知られており、これらのモードの伝播速度は、周波数に関する分散特性（以下、分散特性と称す）を持っている。その一例として、外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeに関する分散特性が文献［２］（D. N. Alleyne他著、”The Excitation oｆ Laｍb Waｍes in Pipes Using Dry-Coupled Piezoelectric Transducers”、Journal oｆ Nondestructive Evaluation, Vol. 15, No. 1, pp. 11-20, 1996）に示されている。文献［２］に示されている通り、試験体１が管の場合、ラム波のモードには、ねじれモード（Torsional ｍode）、縦モード（Longitudinal ｍode）および曲げモード（Flexural ｍode）が存在する。なお、この発明におけるラム波伝播速度とは、いわゆる群速度を意味している。
【００２７】
図１において、送受信子３は、上記ラム波の送信方向と直交する方向に等間隔で複数配置されている。また、複数の送受信子３は、複数の送受信子群４に分割されている。また、送信部５１の出力端子は１つであり、送受信子群４ａ〜４ｄに対して同時に送信信号を送信する機能を有する。また、受信部５２は送受信子群４ａ〜４ｄにそれぞれ並列に接続されている。
【００２８】
また、送信部５１は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能を有し、受信部５２は、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有する。信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能とを有している。
【００２９】
なお、この発明における「複数補系列」、「複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生」、「参照信号」および「相関処理」という各文言は、特公平７−８５０７６号公報に記載されている「複数補系列」、「複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生」、「参照信号」および「相関処理」という各文言と同じ意味を持つ。
【００３０】
なお、分散特性において、送信信号が含む周波数帯域におけるラム波の伝播方向と直交する方向に関するラム波の次数の最大値を求め、ラム波の伝播方向に直交する方向に配置する送受信子３の個数を、この最大値より大きくすることにより、単一モードのラム波を送信できる。このことは、文献［３］（D. N. Alleyne他著、”The eｆｆect oｆ discontinuities on the long-range propagation oｆ Laｍb waves in pipes”、Journal oｆ Process Mechanical Engineering, Part E, Proc Instn Mech Engrs, Vol. 210, No. 3, pp. 217-226, 1996）に示されている。
【００３１】
例えば、文献［２］に示された試験体１の分散特性においては、周波数４０ｋＨｚにおけるラム波の伝播方向と直行する方向に関するラム波の次数の最大値は７である。このとき、周波数４０ｋＨｚ近傍の周波数帯域を含む信号を送信周波数とし、送受信子３の個数を８個以上とすればよい。
【００３２】
また、この発明における送信信号が含む周波数帯域とは、例えば送信信号の周波数スペクトルに関する中心周波数成分のレベルに対して予め規定された比率以上のレベルを持つ周波数帯域のことを指す。具体的には、中心周波数成分のレベルに対して予め規定された比率を−４０ｄＢとした場合、１０波のトーンバースト信号の周波数帯域は、中心周波数の０．８倍から１．２倍の間である。
なお、各送受信子群４に含まれる送受信子３の数は等しくする必要があるので、送受信子３の数は、送受信子群４の数の整数倍としておく。
【００３３】
図１においては、送受信子３の個数、送受信子群４の個数の１例として、送受信子３の個数が８であり、送受信子群４の個数が４であり、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数が２である場合について示しているが、これらの数は試験体１の外径、管厚および試験体１の材質といった探傷の条件により変えても構わない。
【００３４】
表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性といった内容を表示する。
【００３５】
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続され、表示部７は信号処理部６に接続され、信号処理部６は送受信部５に接続されている。
【００３６】
なお、図１においては、送受信子３は、送信子としての機能と受信子としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子と受信子とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。送受信子３および送受信子群４は、試験体１の端部に配置されており、試験体１の１方向に関してラム波を送受する。
【００３７】
ここで、図１に示した超音波探傷装置の動作を図２により補足して説明する。
図２は、図１に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ１）。送信に関する所望ラム波モードとしては、検出したい傷９の形状について検出しやすい粒子変位パターンを持つモードを選択する。例えば、試験体１のラム波伝播方向に沿った方向に長い形状を持つ傷９の検出には、ねじれモードを選択する。これにより傷９からの反射レベルが大きくなり、傷９を検出しやすくなることが、文献［４］（W. Mour他著、”On Inspection oｆ Thin-Walled Tubes ｆor Transverse and Longitudinal Flaws by Guided Ultrasonic Waves”、IEEE Transaction on Sonics and Ultrasonics, Vol. SU-23, No. 5(1976)）に示されている。
【００３８】
ここでは、送信に関する所望のラム波モードに最低次ねじれモード以外の他のモードを用いても構わないが、最低次ねじれモードは完全に非分散なモード、つまり伝播速度の周波数特性が完全にフラットなモードであるので、長距離にわたって伝播することが可能である。したがって、送信に関する所望のラム波モードに最低次ねじれモードを用いれば、より長い範囲にわたる探傷が可能になるという効果が生じる。
【００３９】
以下においては、送信に関する所望のラム波モードに最低次ねじれモードを用いる場合について述べる。このとき、送受信子３にはせん断振動する極性を持つものを用い、最低次ねじれモードを効率よく送信するために、振動方向を、試験体１のラム波伝播方向と直交する方向且つ試験体１の接線方向に沿った方向とすればよい。
【００４０】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ２）。送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ３）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下基本信号よ称す）は、この信号が含む周波数帯域が、最低次よりも次数が１つ大きいねじれモードのカットオフ周波数以下となるものとする。これにより、最低次ねじれモードを送信した際に、他のねじれモードを送信することがなくなる。
【００４１】
なお、送信信号波形のパラメータとしては、キャリア周波数、キャリアの繰り返し数（バースト信号のバースト数）およびガウシアンwindow、ハニングwindowといった窓関数の形状等がある。基本信号の具体的例としては、試験体１が外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeの場合、周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形を基本信号とすればよい。
【００４２】
送信における所望のラム波モードに分散性のあるモード、例えば最低次縦モードを用いる場合においては、基本信号の持つ周波数帯域が、分散特性における非分散な周波数帯域に含まれるようにする。すなわち、複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、送信に関する所望のラム波モードが持つ次数より一つ大きい次数を持つラム波モードのカットオフ周波数よりも低いものとする。
【００４３】
ここで発生される複数個の送信信号は、複数補系列の単位ビットの正符号に、基本信号を対応させ、複数補系列の単位ビットの負符号に、基本信号に−１を乗じた波形を対応させた波形とすればよい。
【００４４】
次に、送信信号を送受信子群４ａ〜４ｄに送信する（ステップＳ４）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ５）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ６）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【００４５】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ７）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ８）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ９）。
【００４６】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４ａ〜４ｄからの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ１０）。参照信号には、送信信号そのもの、または送信信号を送受信子３が送受信総合で有する周波数応答特性を持つフィルタを通した信号を用いる。
【００４７】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ３からステップＳ１０までの手順を繰り返し（ステップＳ１１）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、送受信子群４ａ〜４ｄのそれぞれについて加算する（ステップＳ１２）。
【００４８】
ステップＳ３からステップＳ１２までの動作により合成圧縮パルスが得られるが、この様子を図３から図５を用いて説明する。ここでは、複数補系列の１例として、以下の系列１から系列４を選んだ。なお、複数補系列の１ビットには、５波のガウシアンバースト波を対応させた。
系列１：−−−＋−
系列２：−−−＋＋
系列３：−−＋−−
系列４：−−＋−＋
【００４９】
各系列に対応した受信信号を図３に示す。図３（ａ）は系列１に関する送受信信号であり、図３（ｂ）は系列２に関する送受信信号であり、図３（ｃ）は系列３に関する送受信信号であり、図３（ｄ）は系列４に関する送受信信号を図３（ｄ）である。なお、送信信号と試験体１中の傷９から反射されて受信される受信信号の波形は同じものとする。
【００５０】
図３の受信信号を送信信号により相関処理した結果を図４に示す。図４（ａ）は、図３（ａ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果であり、図４（ｃ）は、図３（ｃ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果であり、図４（ｄ）は、図３（ｄ）の受信信号を送信信号で相関処理した結果である。
【００５１】
また、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示した相関処理結果を加算処理した結果を図５に示す。
図３〜図５に示したように、ステップＳ３からステップＳ１２に対応した処理を行うことで、図３では時間軸上に分散していたエネルギーが、複数補系列の１ビットに対応する時間範囲に集中され、高ピーク合成圧縮パルスが得られる。この処理により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。なお、この発明における「合成圧縮パルス」および「レンジサイドローブ」という文言は、特公平７−８５０７６号公報に記載されている「合成圧縮パルス」および「レンジサイドローブ」という文言と同じ意味を持つ。
【００５２】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ１３）。最低次ねじれモードを識別して抽出するのであれば、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られたデータを単純に合計する。また、曲げモードを識別して抽出するのであれば、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られたデータに＋１もしくは−１を乗じてこれらを合計する。
【００５３】
試験体１中の傷は、試験体１の周方向に関する一部に存在しているので、試験体１の周方向に関して非対称なモードである曲げモードラム波を多く反射すると考えられる。また、試験体１中の傷以外の反射体、例えば試験体１と他のもう一つの試験体１が溶接されている場合の溶接部余盛りは試験体１の周方向に関して対称な形状を持っているので、試験体１の周方向に関して対称なモードである最低次ねじれモードを多く反射すると考えられる。
【００５４】
したがって、対称モードラム波と非対称モードラム波のレベルを比較することから、反射信号が傷からのものか否かの判別が可能になる。このため、このようなモード識別機能を備えることにより、データ中に含まれる傷からの反射信号の検出・識別を容易にすることが可能になる。
【００５５】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ１４）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【００５６】
なお、図１においては、送受信子３の個数が８であり、送受信子群４の個数が４であり、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数が２である場合について示している。図１において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を少なくして、送受信子群４の個数を多くすれば、例えば、図１において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子の個数を１とし、送受信子群４の個数を８とすれば、受信時における所望モードの選択肢を多くし、受信データをより詳細に解析して傷９に関する多くの情報を得ることができる。
【００５７】
また、１つの送受信子群４に含まれる送受信子１１の個数を多くして、送受信子３の個数を少なくすれば、例えば、図１において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を４とし、送受信子群の個数を２とすれば、送受信子群４と送受信部５との間に関する接続線の本数を少なくできるので、装置構成が簡単になる。
【００５８】
この発明の実施の形態１においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【００５９】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【００６０】
また、この発明の実施の形態１においては、送受信子群４ａ〜４ｄからの信号各々に対し、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能の動作を行った後に、抽出した各モードに関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出するモードの個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【００６１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る超音波探傷装置について図６から図８を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。図６においては、図１と同様に、複数の送受信子群４のそれぞれには１つ以上の送受信子３が含まれており、送受信子３は試験体１のラム波伝播方向に直交する方向に等間隔に配置されている。
【００６２】
図６において、送受信部５は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有する。
【００６３】
また、信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックするチェック機能と、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能とを有している。
【００６４】
また、送受信子群４の個数は、送受信子３および送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックするために複数としておけばよい。チェック機能については後述する。
【００６５】
図６においては、送受信子３の個数、送受信子群４の個数の１例として、送受信子群４の個数が４である場合について示している。このとき、図１と同様に、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を２とすればよい。ただし、これらの数は試験体１の外径、管厚および試験体１の材質といった探傷の条件により変えても構わない。
【００６６】
また、表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性、といった内容を表示する。
【００６７】
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続され、表示部７は信号処理部６に接続され、信号処理部６は送受信部５に接続されている。送受信部５には、複数の送受信子群４が並列に接続されている。
【００６８】
なお、図６においては、送受信子３および送受信子群４は、送信子および送信子群としての機能と受信子および受信子群としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子および送信子群と、受信子および受信子群とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。
【００６９】
また、図６において、送受信子３および送受信子群４は、試験体１の端部に配置されており、試験体１の１方向に関してラム波を送受する。
【００７０】
ここで、図６に示した超音波探傷装置の動作を図７により補足して説明する。図７は、図６に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ２１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。以下では例として、試験体１を外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeとし、最低次ねじれモードを送信に関する所望のラム波モードとする。
【００７１】
制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ２２）。送受信部５において複数の送受信子３からなる送受信子群４の内の１つを選択し（ステップＳ２３）、次に複数の送受信子群４から１つ以上を受信用の送受信子群４として選択する（ステップＳ２４）。
【００７２】
次に、送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ２５）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（基本信号）は実施の形態１に示したのと同じ方法で決定すれば良い。ここでは、基本信号として周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形としたものとする。
【００７３】
次に、選択した送受信子群４に送信信号を送る（ステップＳ２６）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ２７）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ２８）。このとき、送受信子群４が試験体１の周方向について接触している長さは試験体１の全周長さより小さいので、１つの送受信子群４から送信されるラム波は複数のモードからなる。
【００７４】
送信された複数モードからなるラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ２９）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ３０）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ３１）。
【００７５】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４からの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ３２）。参照信号には、実施の形態１において用いた参照信号と同じものを用いればよい。
【００７６】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ２５からステップＳ３２までの手順を繰り返し（ステップＳ３３）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、受信用として選択した送受信子群４のそれぞれにおいて加算し、この結果をメモリにデータとして保存する（ステップＳ３４）。
【００７７】
ステップＳ２５からステップＳ３４までの動作により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【００７８】
次に、ステップＳ２３からステップＳ３４までの動作を、送受信子群４の個数をＴ（図６においてはＴ＝４）とし、第１から第Ｔの送受信子群４の全てについて少なくとも１回は行う（ステップＳ３５）。
【００７９】
ここで、送信用の送受信子群４の選択および受信用の送受信子群４の選択の組み合わせについて述べておく。
図８は、送信用の送受信子群４の選択および受信用の送受信子群４の選択の組み合わせの１例を示すものである。図６においては、送信と受信の送受信子群４を入れかえても同じデータが得られる。例えば、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ａであり、受信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ｂである場合と、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ｂであり、受信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ａである場合は、同じデータが得られる。
【００８０】
したがって、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ａであり、受信子時に選択された送受信子群４が送受信子群４ｂである場合についてのデータをメモリ上にコピーし、送信用として選択された送受信子群４が送受信子群４ｂであり、受信子時に選択された送受信子群４が送受信子群４ａである場合についてのデータとした。
【００８１】
このように考えて、図８に示した組み合わせで選択することにより、送信用として送受信子群４を逐次選択した際に全ての送受信子群４で受信したデータを採取したこととなる。具体的には、以下の通りである。
（１）送信用として送受信子群４ａを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
（２）送信用として送受信子群４ｂを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
（３）送信用として送受信子群４ｃを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
（４）送信用として送受信子群４ｄを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄの４つを選択した場合の４つのデータ
【００８２】
これら（１）〜（４）の全てのデータを採取したのと等価となる。これにより、実際には（１）〜（４）のデータの内の一部のデータを採取するだけで、（１）〜（４）したとのと同じ状態を得ることができ、計測に要する時間を短縮できるという効果が生じる。
【００８３】
次に、信号処理部６において、上記チェック機能により、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックし（ステップＳ３６）、チェック機能によるチェック結果からメモリ内に格納したデータの振幅に補正係数を乗じて補正をかける（ステップＳ３７）。これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合のデータと等価なデータを得ることができる。
【００８４】
次に、下記に示す受信データを合計する（ステップＳ３８）。
（１’）送信用として送受信子群４ａを選択した際のデータ
（２’）送信用として送受信子群４ｂを選択した際のデータ
（３’）送信用として送受信子群４ｃを選択した際のデータ
（４’）送信用として送受信子群４ｄを選択した際のデータ
【００８５】
以上（１’）〜（４’）のデータを合計する処理により、送受信子群４ａ〜４ｄの間の試験体１への接触状態が不均一である場合でも、送信に関する所望のモードである最低次ねじれモードを単一で送信した際の送受信子群４ａ〜４ｄの個々で受信したデータを等価的に実現できる。複数モードのラム波を送信すると、傷９や試験体１の端面からの複数モードラム波が受信信号に重畳して受信信号から傷９からの反射信号のみを検出するのが難しくなる。しかし、このような等価的な単一モード送信の実現により、傷９からの反射信号の検出を容易にするという効果が生じる。なお、ステップＳ３８の処理は、受信用として選択した送受信子群が４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄである場合の個々について行う。この処理により得られたデータを、順に、データＤＡ、データＤＢ、データＤＣおよびデータＤＤと以下では称する。
【００８６】
ここで、上述の接触状態のチェック機能によるチェック方法について、説明する。接触状態のチェックにおいては、受信データにおいて、送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ超音波が直接伝播して受信された成分の振幅レベルを用いる。なお、送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ直接伝播する超音波は文献［１］で定義されているところのラム波とは若干性質が異なるが、ここでは送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ直接伝播する超音波も、ラム波と称することとする。
【００８７】
ここで、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率をＡ、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率をＢ、送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率をＣ、送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率をＤとする。
【００８８】
まず、送受信子群４ａから送信した際の送受信子群４ｂでの受信データと、送受信子群４ｄでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｂと送受信子群４ｄとの位置関係は、幾何学的に同じ位置関係であるので、接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率をＢと、送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率をＤとの比、つまり、Ｂ／Ｄが求まる。この値をＸとする。
【００８９】
次に、送受信子群４ｂから送信した際の送受信子群４ａでの受信データと、送受信子群４ｃでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ｂに対する送受信子群４ａと送受信子群４ｃとの位置関係は、幾何学的に同じ位置関係であるので、接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａと、送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率Ｃとの比、つまり、Ａ／Ｃが求まる。この値をＹとする。
【００９０】
次に、送受信子群４ａから送信した際の送受信子群４ｃでの受信データと、送受信子群４ｂから送信した際の送受信子群４ｄでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｃの位置関係と、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｃの位置関係とは、幾何学的に同じ位置関係であるので、送受信子群４ａ〜４ｄの接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａに送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率Ｃを乗じたものと、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率Ｂに送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率Ｄを乗じたものとの比、つまり、（Ａ×Ｃ）／（Ｂ×Ｄ）が求まる。この値をＺとする。
【００９１】
以上の手順を踏むことにより、Ｂ／Ｄ、Ａ／Ｃおよび（Ａ×Ｃ）／（Ｂ×Ｄ）が求められたので、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａを用いて、Ｂ、ＣおよびＤの値を、
Ｂ＝Ａ×√｛Ｘ／（Ｙ×Ｚ）｝ （１）
Ｃ＝Ａ／Ｙ （２）
Ｄ＝Ａ×√｛１／（Ｘ×Ｙ×Ｚ）｝ （３）
のように求めることができる。
【００９２】
ここで、Ａを１とし、各受信データに対し、補正係数として、送信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率と受信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率とを乗ずる。例えば、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ａで、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ｂである場合の受信データには、補正係数Ａ×Ｂを乗じる。これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信データと等価な受信データを得ることができる。
【００９３】
なお、上記接触状態のチェックは、各送受信子群４による受信信号において、図６において送受信子群４を配置しているのと反対側の端面からの反射ラム波を受信している時間帯を時間ゲートで抽出し、抽出した時間帯における反対側の端面からの反射ラム波の振幅レベルを用いてもよい。以下、この方法に関して具体的に説明する。
【００９４】
反対側の端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅は、試験体１の外周上で一定である。このことは、文献［５］（J. L. Rose 著、”Ultrasonic Waves in Solid Media”、Caｍbridge University Press発行、１５８頁、式（１２．１５））に示されている、試験体１を伝搬するラム波粒子変位の一般解から明らかである。反対側の端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅ピーク値が各データにおいて一定でないということは、上述の接触状態にばらつきがあるということを意味している。ここで、反対側の端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅レベルが一定になるような補正係数を各データに乗じることにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【００９５】
なお、図６においては、送受信子３の個数が８であり、送受信子群４の個数が４であり、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数が２である場合について示している。図６では、複数の送受信子群４間の接触状態のばらつきに補正をかけることはできるが、１つの送受信子群４に含まれる２つの送受信子３間の接触状態のばらつきに補正をかけることはできない。しかし、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を少なくして、送受信子群４の個数を多くすれば、例えば、図６において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子の個数を１とし、送受信子群４の個数を８とすれば、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態に関し、さらに綿密な補正をかけることが可能になる。これにより、送受信子３の試験体１の周方向に関する接触状態をさらに一定にすることができる。
【００９６】
また、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を多くして、送受信子群４の個数を少なくすれば、例えば、図６において、１つの送受信子群４に含まれる送受信子３の個数を４とし、送受信子群４の個数を２とすれば、送受信子群４と送受信部５との間に関する接続線の本数を少なくできるので、装置構成が簡単になる。
【００９７】
次に、信号処理部６において、モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ３９）。最低次ねじれモードを識別して抽出するのであれば、ステップＳ３９で得たデータＤＤＡ〜データＤＤを単純に合計する。また、試験体１の周方向に関して非対称な変位分布を持つ曲げモードを識別して抽出するのであれば、データＤＡ〜データＤＤに＋１もしくは−１を乗じてこれらを合計する。
【００９８】
信号処理部６における上記チェック機能および上記モード識別機能に関する効果は、送受信子３を複数の送受信子群４に分割し、複数の送受信子群４を個別に送信し、複数の送受信子群４からの受信信号を個別に受信したことにより可能になったものである。
【００９９】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ４０）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１００】
この発明の実施の形態２においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【０１０１】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０１０２】
また、この発明の実施の形態２においては、送受信用の送受信子群４を選択して送受信を行う毎に、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能の動作を行った後に、抽出した各モードに関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出する所望モードの個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【０１０３】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置について図９から図１４を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。図９においては、図１と同様に、複数の送受信子群４のそれぞれには１つ以上の送受信子３が含まれており、送受信子３は試験体１のラム波伝播方向に直交する方向に等間隔に配置されている。
【０１０４】
また、図９では、送受信子群４ａ〜４ｄの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ１に、送受信子群４ｅ〜４ｈの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ２にそれぞれ示されている。また、傷９は２つあり、傷９ａは送受信子群４ａ〜４ｈの左側に存在し、傷９ｂは送受信子群４ａ〜４ｈの右側に存在している。
【０１０５】
また、送信部５１の出力端子は２つであり、送受信子群４ａ〜４ｄに対して同時に送信信号を送信する機能と、送受信子群４ｅ〜４ｈに対して同時に送信信号を送信する機能とを有する。また、受信部５２は送受信子群４ａ〜４ｈにそれぞれ並列に接続されている。
【０１０６】
また、送信部５１は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能を有し、受信部５２は、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有し、信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いてそれぞれ上記複数個の受信信号を相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能と、試験体１の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能とを有している。
【０１０７】
図９においては、試験体１のラム波伝播方向に沿った１つの配置位置における送受信子３の個数、送受信子群４の個数は、実施の形態１と同様に決めれば良い。また、表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性といった内容を表示する。
【０１０８】
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続され、表示部７は信号処理部６に接続され、信号処理部６は送受信部５に接続されている。
【０１０９】
なお、図９においては、送受信子３は、送信子としての機能と受信子としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子と受信子とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。また、送受信子３および送受信子群４は、試験体１の端部に配置されており、試験体１の両方向に関してラム波を送受する。
【０１１０】
ここで、図９に示した超音波探傷装置の動作を図１０により補足して説明する。図１０は、図９に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ４１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。以下では例として、試験体１を外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeとし、最低次ねじれモードを送信に関する所望のラム波モードとする。
【０１１１】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ４２）。次に、送受信子群４ａ〜４ｄを送信用の送受信子群として選択する（ステップＳ４３）。次に、送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ４４）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下、基本信号と称す）および送信信号は、実施の形態１と同じ方法で決定すればよい。ここでは、基本信号として周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形としたものとする。
【０１１２】
次に、送信信号を選択した送受信子群４に送信する（ステップＳ４５）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ４６）、次に、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ４７）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【０１１３】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ４８）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ４９）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ５０）。
【０１１４】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４からの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ５１）。参照信号には、実施の形態１で用いたのと同じ参照信号を用いれば良い。
【０１１５】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ４４からステップＳ５１までの手順を繰り返し（ステップＳ５２）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、送受信子群４ａ〜４ｈのそれぞれについて加算する（ステップＳ５３）。
【０１１６】
ステップＳ４４からステップＳ５３までの動作により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【０１１７】
次に、送信用送受信子群４を送信用送受信子群４ｅ〜４ｈとして、ステップＳ４４からステップＳ５３までの動作を再度行う（ステップＳ５４）。
【０１１８】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ５５）。このとき、モード識別は、配置位置Ｐ１に配置した送受信子群４ａ〜４ｄと、配置位置Ｐ２に配置した送受信子群４ｅ〜４ｅのそれぞれについて行う。それぞれの配置位置におけるモード識別方法は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。モード識別により得られたデータの内、配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で送信して配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で受信した場合のデータをデータＤＡＡ、配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で送信して配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で受信した場合のデータをデータＤＢＢ、配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で送信して配置位置Ｐ１（送受信子群４ａ〜４ｄ）で受信した場合のデータをデータＤＣＣ、配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で送信して配置位置Ｐ２（送受信子群４ｅ〜４ｈ）で受信した場合のデータをデータＤＤＤと以下では称する。
【０１１９】
次に、信号処理部６において、上記方向識別機能により、上記データＤＡＡ、ＤＢＢ、ＤＣＣおよびＤＤＤ中から、所望の１方向から伝播してきたラム波を識別・抽出する（ステップＳ５６）。
【０１２０】
この方向識別機能について図１１から図１４を用いて説明する。なお、このステップＳ５６は、受信における所望モードの抽出結果のそれぞれについて行うが、ここではこの所望モードが最低次ねじれモードであるとして説明を行う。また、図１１から図１４においては、受信における最低次ねじれモードのラム波が、試験体１のラム波伝播方向に沿った２箇所の間を伝播するのに要する時間をτとし、送信信号のキャリア周波数をｆとし、ｖを最低次ねじれモードの伝播速度とし、Ｑを正の整数とし、ｆ＝Ｑ／（４τ）とした場合について示している。
【０１２１】
図１１は、送受信子群４から左側に送信された最低次ねじれモードラム波が、図９の左側の傷９ａによって反射されて受信され、モード識別機能により抽出された最低次ねじれモードを示す図であり、図１１（ａ）はデータＤＡＡ、図１１（ｂ）はデータＤＢＢ、図１１（ｃ）はデータＤＣＣ、図１１（ｄ）はデータＤＤＤに関するものである。
【０１２２】
図１２は、送受信子群４から右側に送信された最低次ねじれモードラム波が、図９の右側の傷９ｂによって反射されて受信され、モード識別機能により抽出された最低次ねじれモードを示す図であり、図１２（ａ）はデータＤＡＡ、図１２（ｂ）はデータＤＢＢ、図１２（ｃ）はデータＤＣＣ、図１２（ｄ）はデータＤＤＤに関するものである。
【０１２３】
図１１および図１２のデータに対し、以下の操作を行う。
（１”）データＤＢＢ（図１１（ｂ）および図１２（ｂ）のデータ）には時間軸の−方向にτだけシフトさせ、−１を乗じる。
（２”）データＤＣＣ（図１１（ｃ）および図１２（ｃ）のデータ）には時間軸の−方向にτだけシフトさせ、−１を乗じる。
（３”）データＤＤＤ（図１１（ｄ）および図１２（ｄ）のデータ）には時間軸の−方向に２τだけシフトさせる。
【０１２４】
以上（１”）〜（３”）の処理を行った結果の内、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に対応するデータを図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に対応するデータを図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示す。
【０１２５】
データＤＡＡと（１”）〜（３”）の処理を施されたデータＤＢＢ、データＤＣＣおよびデータＤＤＤとが合計される。
図１３（ａ）から図１３（ｄ）に示した４つのデータを合計すると、図１３（ｅ）に示すように０となる。この際、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示した４つのデータも合計されるが、図１４（ｅ）に示すように０とはならない。したがって、以上の処理を行った後に残ったデータは右側の傷９からの反射信号であると識別できる。類似の処理により左側の傷９からの反射信号を識別できることは明らかである。
【０１２６】
なお、図１１から図１４においては、送信信号のキャリア周波数をｆを、ｆ＝Ｑ／（４τ）としているので、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の信号が合計されて０となる際に図１４（ａ）〜図１４（ｄ）の信号は同位相で合計されるので最も明確に方向識別機能を有する効果を得ることができる。
また、送信信号のキャリア周波数をｆを、ｆ＝Ｑ／（２τ）とすると、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の信号が合計されて０となる際に、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）の信号も逆相で合計されるために振幅が小さくなるが、この発明において送受する信号はパルスであるので、完全に０となることはない。したがって、ｆ＝Ｑ／（２τ）以外の場合については、図１４（ａ）〜図１４（ｄ）が合計された結果は０とはならない。
【０１２７】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ５７）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１２８】
上述したように、この発明の実施の形態３においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【０１２９】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０１３０】
また、この発明の実施の形態３においては、送受信子群４ａ〜４ｈからの信号各々に対し、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能および方向識別機能の動作を行った後に、抽出した各モード各方向に関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出する所望モードの個数に方向識別における所望の方向の個数（この場合は２個）を乗じた個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【０１３１】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る超音波探傷装置について図１５から図１７を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態４に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。図１５においては、図１と同様に、複数の送受信子群４のそれぞれには１つ以上の送受信子３が含まれており、送受信子３は試験体１のラム波伝播方向に直交する方向に等間隔に配置されている。
【０１３２】
また、図１５では、４ａ〜４ｄの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ１に、４ｅ〜４ｈの４つの送受信子群４が試験体１上の配置位置Ｐ２にそれぞれ示されている。また、傷９は２つあり、傷９ａは送受信子群４ａ〜４ｈの左側に存在し、傷９ｂは送受信子群４ａ〜４ｈの右側に存在している。
【０１３３】
また、送受信部５は、複数補系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信する機能を有し、また、信号処理部６は、上記複数補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理する相関処理機能と、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能と、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックするチェック機能と、複数のラム波モードから受信に関する所望のモードを識別するためのモード識別機能と、試験体１の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能とを有している。
【０１３４】
なお、ラム波の伝播方向に直交する方向に配置する送受信子３の個数および送受信子群４の個数は、この発明の実施の形態１と同様に決めればよい。
【０１３５】
図１５において、表示部７は、信号処理部６における処理結果を表示し、試験体１中の状態、例えば傷の有無、傷の大きさ、傷の位置、傷の形状もしくは試験体１の補修の必要性、といった内容を表示する。
また、制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に対して制御信号を送受してこれらの動作を司る。制御部８は、送受信部５、信号処理部６および表示部７に接続されている。表示部７は信号処理部６に接続されている。信号処理部６は送受信部５に接続されている。送受信部５には、複数の送受信子群４が並列に接続されている。
【０１３６】
なお、図１５において、送受信子３および送受信子群４は、送信子および送信子群としての機能と受信子および受信子群としての機能とを兼ね備えたものである。このような構成とすることで、送信子および送信子群と、受信子および受信子群とを別途に備える場合と比較して、装置構成を簡略化するとともに装置全体を廉価にできるという効果が生じる。
また、図１５において、送受信子３、送受信子群４は、試験体１の両方向に関してラム波を送受する。
【０１３７】
ここで、図１５に示した超音波探傷装置の動作を図１６により補足して説明する。図１６は、図１５に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１での決定方法は、この発明の実施の形態１と同じ方法でよい。以下では例として、試験体１を外径８８．７ｍｍ、管厚５．５ｍｍのSchedule 40 steel pipeとし、最低次ねじれモードを送信に関する所望のラム波モードとする。
【０１３８】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ６２）。次に、送受信部５において複数の送受信子３からなる送受信子群４の内の１つを選択し（ステップＳ６３）、さらに複数の送受信子群４から１つ以上を受信用の送受信子群４として選択する（ステップＳ６４）。
【０１３９】
次に、送受信部５において複数補系列の１つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ６５）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（基本信号）は実施の形態１に示したのと同じ方法で決定すれば良い。ここでは、基本信号として周波数４０ｋＨｚで５波のバースト数を持つガウシアンバースト波形としたものとする。
【０１４０】
次に、選択した送受信子群４に送信信号を送る（ステップＳ６６）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ６７）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ６８）。このとき、送受信子群４が試験体１の周方向について接触している長さは試験体１の全周長さより小さいので、一つの送受信子群４から送信されるラム波は複数のモードからなる。
【０１４１】
送信された複数モードからなるラム波は、試験体１中を伝播して傷９ａおよび９ｂにより反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ６９）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ７０）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ７１）。
【０１４２】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、複数の送受信子群４からの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ７２）。参照信号には、実施の形態１において用いたのと同じものを用いれば良い。
【０１４３】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ６５からステップＳ７２までの手順を繰り返し（ステップＳ７３）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、受信用として選択した送受信子群４のそれぞれについて加算し、この結果をメモリにデータとして保存する（ステップＳ７４）。
【０１４４】
ステップＳ６５からステップＳ７４までの動作により、送受信子群４で受信する受信信号に対して特公平７−８５０７６号公報に記載されているのと同じ効果が得られるが、特に、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【０１４５】
次に、ステップＳ６３からステップＳ７４までの動作を、送受信子群４の個数をＴ（図１５においてはＴ＝４×２＝８）とし、第１から第Ｎの送受信子群４の全てについて少なくとも１回は行う（ステップＳ７５）。
【０１４６】
ここで、送信用の送受信子群４の選択および受信時の送受信子群４の選択の組み合わせについて述べておく。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、送信用の送受信子群４の選択および受信用の送受信子群４の選択の組み合わせの２つの例を示すものである。実施の形態１において示したのと同様に考えることから、図１７に示した組み合わせで選択することにより、送信用として送受信子群４を逐次選択した際に全ての送受信子群４で受信したデータを採取したと考える。
【０１４７】
具体的には、次の通りである。
（１）送信用として送受信子群４ａを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（２）送信用として送受信子群４ｂを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（３）送信用として送受信子群４ｃを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（４）送信用として送受信子群４ｄを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（５）送信用として送受信子群４ｅを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（６）送信用として送受信子群４ｆを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（７）送信用として送受信子群４ｇを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
（８）送信用として送受信子群４ｈを選択し、受信用として送受信子群４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇおよび４ｈの８つを選択した場合の８つのデータ
【０１４８】
これら（１）〜（８）の全てのデータを採取したことと等価となる。これにより、実際には（１）〜（８）のデータの内の一部のデータを採取するだけで、（１）〜（８）したとのと同じ状態を得ることができ、計測に要する時間を短縮できるという効果が生じる。なお、この発明の実施の形態４においては、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示した組み合わせの内のいずれを採用しても構わないが、受信用として選択できる送受信子群４の数が、４つに限られている場合であれば、図１７（ｂ）に示した組み合わせを用いれば、図１７（ａ）に示した組み合わせを用いる場合と比較して少ない送受信回数で所望のデータが得られるので、探傷に要する時間を短くできるという効果が得られる。
【０１４９】
次に、信号処理部６において、上記チェック機能により、送受信子群４の試験体１への接触状態をチェックする（ステップＳ７６）。次に、チェック機能によるチェック結果からメモリ内に格納したデータの振幅に補正係数を乗じて補正をかける（ステップＳ７７）。これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【０１５０】
次に、下記に示すデータ（１’）〜（４’）を合計したものと、データ（１１’）〜（１４’）を合計したものを個別に求める（ステップＳ７８）。
（１’）送信用として送受信群４ａを選択した際の受信データ
（２’）送信用として送受信群４ｂを選択した際の受信データ
（３’）送信用として送受信群４ｃを選択した際の受信データ
（４’）送信用として送受信群４ｄを選択した際の受信データ
（１１’）送信用として送受信群４ｅを選択した際の受信データ
（１２’）送信用として送受信群４ｆを選択した際の受信データ
（１３’）送信用として送受信群４ｇを選択した際の受信データ
（１４’）送信用として送受信群４ｈを選択した際の受信データ
【０１５１】
この処理により、配置位置Ｐ１から最低次ねじれモードを単一で送信した際の送受信子群４ａ〜４ｈの個々で受信したデータと、配置位置Ｐ２から最低次ねじれモードを単一で送信した際の送受信子群４ａ〜４ｈの個々で受信したデータとを等価的に実現できる。このような等価的な単一モード送信の実現により、傷からの反射信号の検出を容易にするという効果が生じる。なお、ステップＳ１８の処理は、受信用として選択した送受信子群が４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈである場合の個々について行う。
【０１５２】
ここで、上述の接触状態のチェック機能によるチェック方法について説明する。
接触状態のチェックにおいては、送信用として選択された送受信子群４から受信用として選択された送受信子群４へ直接伝播したラム波の振幅レベルを用いる。
【０１５３】
ここで、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率をＡ、送受信子群４ｂの接触面におけるラム波送受信効率をＢ、送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率をＣ、送受信子群４ｄの接触面におけるラム波送受信効率をＤ、送受信子群４ｅの接触面におけるラム波送受信効率をＥ、送受信子群４ｆの接触面におけるラム波送受信効率をＦ、送受信子群４ｇの接触面におけるラム波送受信効率をＧ、送受信子群４ｈの接触面におけるラム波送受信効率をＨとする。
【０１５４】
まず、実施の形態１で述べたＸ、ＹおよびＺの値を、実施の形態１と同じ同じ方法により求める。次に、送受信子群４ｅ〜４ｈについて、実施の形態１で送受信子群４ａ〜４ｄ接触状態のチェック方法についての述べたのと同様の手順で、Ｆ／Ｈの値を求めてＸ’とし、Ｅ／Ｇの値を求めてＹ’とし、（Ｅ×Ｇ）／（Ｆ×Ｈ）の値を求めてこの値をＺ’とする。
【０１５５】
これらの値から、送受信子群４ｅの接触面におけるラム波送受信効率Ｅを用いて、Ｆ、ＧおよびＨの値を、
Ｆ＝Ｅ×√｛Ｘ’／（Ｙ’×Ｚ’）｝ （４）
Ｇ＝Ｅ／Ｙ’ （５）
Ｈ＝Ｅ×√｛１／（Ｘ’×Ｙ’×Ｚ’）｝ （６）
のように求める。
【０１５６】
次に、送受信子群４ａから送信した際の送受信子群４ｃでの受信データと、送受信子群４ｅから送信した際の送受信子群４ｇでの受信データを比較する。このとき、送受信子群４ａに対する送受信子群４ｃの位置関係と、送受信子群４ｅに対する送受信子群４ｇの位置関係とは、幾何学的に同じ位置関係であるので、送受信子群４ａ、４ｃ、４ｅおよび４ｇの接触状態が同じであれば、両データにおいて送信位置から受信位置へ直接伝播した成分については同じ振幅の信号が得られるはずである。このため、送信位置から受信位置へ直接伝播した成分の振幅比をとることから、送受信子群４ａの接触面におけるラム波送受信効率Ａに送受信子群４ｃの接触面におけるラム波送受信効率Ｃを乗じたものと、送受信子群４ｅの接触面におけるラム波送受信効率Ｅに送受信子群４ｇの接触面におけるラム波送受信効率Ｇを乗じたものとの比、つまり、（Ａ×Ｃ）／（Ｅ×Ｇ）が求まる。
【０１５７】
この値をＺ”は、
Ｚ”＝（Ａ×Ｃ）／（Ｅ×Ｇ）＝（Ａ×Ａ／Ｙ）／（Ｅ×Ｅ／Ｙ’） （７）
であるので、Ｅの値は次式により求まる。
Ｅ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝ （８）
したがって、Ｆ〜Ｈの値は、
Ｆ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝√｛Ｘ’／（Ｙ’×Ｚ’）｝ （９）
Ｇ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝／Ｙ’ （１０）
Ｈ＝Ａ×√｛Ｙ’／（Ｙ×Ｚ”）｝√｛１／（Ｘ’×Ｙ’×Ｚ’）｝ （１１）
【０１５８】
ここで、各受信データに対し、Ａを１とし、送信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率と受信用として選択した送受信子群４の接触面におけるラム波送受信効率とを乗ずる。例えば、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ａで、送信用として選択した送受信子群４が送受信子群４ｂである場合の受信データには、Ａ×Ｂを乗じる。
これにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【０１５９】
なお、上記接触状態のチェックは、各送受信子群４による受信信号において、図１５における試験体１のいずれかの端面からの反射ラム波を受信している時間帯を時間ゲートで抽出し、抽出した時間帯における反対側の端面からの反射ラム波の振幅レベルを用いてもよい。以下、この方法に関して具体的に説明する。
【０１６０】
端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅は、試験体１の外周上で一定である。端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅ピーク値が各データにおいて一定でないということは、上述の接触状態にばらつきがあるということを意味している。ここで、端面から反射された最低次ねじれモードラム波の振幅レベルが一定になるような補正係数を各データに乗じることにより、複数の送受信子群４の試験体１への接触状態が均一である場合の受信信号と等価な受信信号を得ることができる。
【０１６１】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ７９）。モード識別機能の動作は、配置位置Ｐ１で送信した場合と、配置位置Ｐ２で送信した場合のそれぞれにおいて、ステップＳ７８において得られた配置位置Ｐ１に存在する送受信子群４ａ〜４ｄでのデータおよび配置位置Ｐ２に存在する送受信子群４ｅ〜４ｈでのデータそれぞれに関し、実施の形態２に示したのと同じとすればよい。
【０１６２】
ステップＳ７９で処理された結果において、配置位置Ｐ１で送信して配置位置Ｐ１で受信した場合のデータをデータＤＡＡ、配置位置Ｐ１で送信して配置位置Ｐ２で受信した場合のデータをデータＤＢＢ、配置位置Ｐ２で送信して配置位置Ｐ１で受信した場合のデータをデータＤＣＣ、配置位置Ｐ２で送信して配置位置Ｐ２で受信した場合のデータをデータＤＤＤと以下では称する。
【０１６３】
次に、信号処理部６において、上記方向識別機能により、上記データＤＡＡ、ＤＢＢ、ＤＣＣおよびＤＤＤ中から、所望の１方向から伝播してきたラム波を識別・抽出する（ステップＳ８０）。方向識別機能の動作は、上記データＤＡＡ、ＤＢＢ、ＤＣＣおよびＤＤＤに対し、実施の形態３と同じ処理を行うものである。
【０１６４】
信号処理部６における上記チェック機能、上記モード識別機能および上記方向識別機能に関する効果は、送受信子３を複数の送受信子群４に分割し、複数の送受信子群４を個別に送信し、複数の送受信子群４からの受信信号を個別に受信したことにより可能になったものである。
【０１６５】
信号処理部６において得られた対称モード（最低次ねじれモード）ラム波や非対称モード（曲げモード）ラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ８１）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１６６】
この発明の実施の形態４においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列が特公平７−８５０７６号公報に記載されているところの相補系列であっても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られることに変わりはない。
【０１６７】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０１６８】
また、この発明の実施の形態４においては、送受信用の送受信子群４を選択して送受信を行う毎に、信号処理部６において合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理を行っていたが、モード識別機能の動作を行った後に、抽出した各モードに関するデータごとに合成圧縮パルスを得るための処理を行っても良い。このとき、受信時に抽出する所望モードの個数に方向識別における所望の方向の個数（この場合は２個）を乗じた個数が、送受信子群４の個数より小さければ、合成圧縮パルスを得るための相関処理および加算処理の回数を減らすことができ、計算時間が短縮できるという効果が生じる。
【０１６９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る超音波探傷装置について図９、図１８および図１９を参照しながら説明する。この発明の実施の形態５に係る超音波探傷装置は、図９に示した実施の形態３に係る超音波探傷装置と基本的な構成は同じである。ただし、実施の形態３においては、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、同じ波形の送信信号を送っていた。このような場合、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈを同時に駆動すると、受信信号が試験体１のどちらの方向から伝播してきたのかを判断する方向識別が難しい。方向識別を行うためには、実施の形態３に示したように、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈを別々に駆動する必要があった。この実施の形態５では、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、異なる波形の送信信号を送って受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈを同時に駆動する場合においても方向識別を容易にする方法を提供する。
【０１７０】
この発明の実施の形態５においては、複数補系列は特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群を採用する。具体的１例としては、以下の系列１〜４の系列群である。
系列１：＋＋＋−
系列２：＋＋−＋
系列３：−−−＋
系列４：＋＋−＋
【０１７１】
このような系列１、系列２、系列３および系列４の複数補系列に基づいた信号を、信号１、信号２、信号３および信号４とし、φを相関関数を表す記号とし、φの下付文字を相関処理する２つの信号が基づいている系列番号とすると、次式（１２）で表される値σはサイドローブが０である合成圧縮パルスとなり、次式（１３）で表される値σ’は０となることが、特公平７−８５０７７号公報に示されている。
σ＝φ11＋φ22＋φ33＋φ44 （１２）
σ’＝φ12＋φ23＋φ34＋φ41
＝φ21＋φ32＋φ43＋φ14＝０ （１３）
【０１７２】
ここで、図９に示した超音波探傷装置の実施の形態５における動作を図１８により補足して説明する。図１８は、図９に示した超音波探傷装置の動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ９１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。
【０１７３】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ９２）。次に、送受信部５において複数補系列の一つを選択し、この補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ９３）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下基本信号）は、実施の形態１と同じ方法で決定すればよい。
【０１７４】
次に、系列１に対応した送信信号を送受信子群４ａ〜４ｄに、系列２に対応した送信信号を送受信子群４ｅ〜４ｈに、同時に送信する（ステップＳ９４）。送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ９５）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ９６）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【０１７５】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ９７）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ９８）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ９９）。
【０１７６】
次に、信号処理部６において、送信された補系列系列により規定される参照信号を用いてそれぞれ相関処理する（ステップＳ１００）。このとき、参照信号は、それぞれの送受信子群４に送信した送信信号と同じものとする。ここでは、送受信子群４ａ〜４ｄについては系列１に基づいた参照信号であり、送受信子群４ｅ〜４ｈについては系列２に基づいた参照信号である。
【０１７７】
次に、ステップＳ９３からステップＳ１００の動作を複数補系列全てを選択し終わるまで繰り返す（ステップＳ１０１）。このとき、各繰り返しにおいて、送受信子群４ａ〜４ｄおよび送受信子群４ｅ〜４ｈに送信する送信信号、受信する受信信号および参照信号が基づいている複数補系列の組み合わせを図１９に示す。
【０１７８】
次に、送受信子群４ａ〜４ｄおよび送受信子群４ｅ〜４ｈにより得られたそれぞれの相関結果について加算する（ステップＳ１０２）。
ここで、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られた結果の加算結果について説明する。図１９に示した各繰り返し番号において、送受信子群４ａ〜４ｄにより受信される受信信号に含まれている信号は、繰返し番号１においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列１に基づく信号（以下、信号１１と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列２に基づく信号（以下、信号１２と称す）とである。また、繰返し番号２においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列２に基づく信号（以下、信号２２と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列３に基づく信号（以下、信号２３と称す）とである。また、繰返し番号３においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列３に基づく信号（以下、信号３３と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列４に基づく信号（以下、信号３４と称す）とである。さらに、繰返し番号４においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された系列４に基づく信号（以下、信号４４と称す）と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された系列１に基づく信号（以下、信号４１と称す）とである。
【０１７９】
これらの信号１１、信号１２、信号２２、信号２３、信号３３、信号３４、信号４４および信号４１に対し、繰返し番号１に関する信号は系列１に基づく参照信号で、繰返し番号２に関する信号は系列２に基づく参照信号で、繰返し番号３に関する信号は系列３に基づく参照信号で、繰返し番号４に関する信号は系列４に基づく参照信号で、相関処理を行う。
【０１８０】
相関処理結果の加算結果σ１は、φを相関関数の意味を持つ記号とし、φの上付文字を参照信号が基づいている系列の番号とし、φの下付文字を受信信号に含まれている信号の番号とし、次式で計算される値となる。
式（１４）の右辺第２項は、式（１３）から次式（１５）となることが分かる。
ρ1 12＋ρ2 23＋ρ3 34＋ρ4 41＝０ （１５）
したがって、相関処理結果の加算結果σ１は、次式（１６）の値となる。
σ１＝（ρ1 11＋ρ2 22＋ρ3 33＋ρ4 44） （１６）
式（１６）で表される相関処理結果の加算結果σ１は、レンジサイドローブのない、合成圧縮パルスである。また、送受信子群４ａ〜４ｄからの受信信号により得られる相関処理結果の加算結果σ１においては、送受信子群４ａ〜４ｄから送信して受信された成分のみが含まれている。
【０１８２】
以上は、送受信子群４ａ〜４ｄにより得られた結果の加算結果についての説明であったが、同様の説明により、送受信子群４ｅ〜４ｈからの受信信号により得られる相関処理結果の加算結果においては、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信して受信された成分のみが含まれている。
【０１８３】
以上のように、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈから同時に送信しているにも係わらず、送受信子群４ａ〜４ｄから得られた信号からは送受信子群４ａ〜４ｄにより送受信された成分のみが抽出され、送受信子群４ｅ〜４ｈから得られた信号からは送受信子群４ｅ〜４ｈにより送受信された成分のみが抽出される。
【０１８４】
次に、抽出された２つの信号を比較し、送受信子群４ａ〜４ｄについて抽出された信号の方が時間軸上で早い時間に受信されていれば、この信号は左側からの信号であると識別するし、送受信子群４ｅ〜４ｈについて抽出された信号の方が時間軸上で早い時間に受信されていれば、この信号は右側からの信号であると識別する（ステップＳ１０３）。
【０１８５】
以上のように、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈとを異なる送信信号で駆動することにより、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈとを同時に駆動しても、得られた信号がどちらの方向から伝播してきたものかを識別することが可能となる。
【０１８６】
なお、この発明の実施の形態５においては、送信信号が基づいている系列として、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群を用いたので、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された信号と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された信号とを完全に分離できるという効果を得ることができる。
【０１８７】
ただし、相関処理結果もしくは加算処理結果のいずれかの段階において、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された信号と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された信号とを分離できるものであれば、他の系列群を用いてもよい。例えば、送受信子群４ａ〜４ｄに送信する送信信号が基づいている系列と、送受信子群４ｅ〜４ｈに送信する送信信号が基づいている系列とを、相関性の小さい系列、例えば互いに直交する符号系列とすれば、送受信子群４ａ〜４ｄから送信された信号と、送受信子群４ｅ〜４ｈから送信された信号とを相関処理の段階で区別することができる。
【０１８８】
このような互いに直交する符号系列を基本信号とした複数補系列もしくは相補系列に基づいた信号を送信信号とし、受信時に相関処理および加算処理を行えば、方向識別機能による効果と、合成圧縮パルスを得ることによるＳＮ比の改善効果との両方を得ることができる。
【０１８９】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ１０４）。モード識別の方法は、実施の形態３に示した方法に準じて行えば良い。
【０１９０】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ１０５）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０１９１】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る超音波探傷装置について図９、図２０および図２１を参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係る超音波探傷装置は、図９に示した実施の形態３に係る超音波探傷装置と基本的な構成は同じである。ただし、実施の形態３においては、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、同じ波形の送信信号を送っていたが、この実施の形態６においては、送受信子群４ａ〜４ｄと送受信子群４ｅ〜４ｈに対し、異なる波形の送信信号を送る機能を有している。
【０１９２】
ここで、図９に示した超音波探傷装置の実施の形態６における動作を、図２０により補足して説明する。図２０は、図９に示した超音波探傷装置の実施の形態６における動作に関するフローチャートである。まず、送信に関する１つの所望ラム波モードおよび受信に関する所望のラム波モードを決定する（ステップＳ１１１）。送信に関する所望ラム波モードの決定は、実施の形態１に示したのと同じ方法でよい。
【０１９３】
次に、制御部８から送受信部５、信号処理部６、表示部７を動作させるための制御信号を送信する（ステップＳ１１２）。次に、送受信部５において複数補系列に基づいた送信信号を決定し、送信信号を発生する（ステップＳ１１３）。このとき、複数補系列の１ビットに対応する信号（以下基本信号と称す）および送信信号は、実施の形態１と同じ方法で決定すればよい。
【０１９４】
ここで、系列の１ビット毎に、送信信号を送る送受信群を４ａ〜４ｄと４ｅ〜４ｈとの間で交互にスイッチして送る（ステップＳ１１４）。例えば、配置位置Ｐ１から配置位置Ｐ２に送信に関する所望のラム波が伝播する時間をτとし、配置位置Ｐ２から補系列のあるビットを送信し終わったと同時に配置位置Ｐ１から送信した次のビットに対応する信号が、配置位置Ｐ２に到着するように制御を行う。
【０１９５】
送受信タイミングの具体的例を実施の形態１に示した系列１の場合について図２１に示す。図２１（ａ）は配置位置Ｐ１での送信信号、図２１（ｂ）は配置位置Ｐ２での送信信号、図２１（ｃ）は試験体１の右方向に送信されるの送信信号、図２１（ｄ）は試験体１の左方向に送信されるの送信信号である。なお、図２１に示した信号は系列の基本信号を矩形波で示しているが、実際には実施の形態１と同じ方法により決められた基本信号が１ビットに対応している。このようなタイミングで配置位置Ｐ１および配置位置Ｐ２から送信を行うことにより、試験体１の所望の１方向に沿って伝播する信号のみが、複数補系列で変調された信号となる。このとき、試験体１の他の１方向に関しては、複数補系列で変調された信号とはならない。
【０１９６】
送受信子群４中の送受信子３は、この送信信号を電気音響変換し（ステップＳ１１５）、試験体１の軸方向にラム波を送信する（ステップＳ１１６）。これにより、試験体１に対して単一モードからなるラム波が送信される。
【０１９７】
送信されたラム波は、試験体１中を伝播して傷９により反射され、再び試験体１中を伝播して送受信子３により受信される（ステップＳ１１７）。送受信子３で受信したラム波は電気信号に電気音響変換され（ステップＳ１１８）、送受信子群４内の送受信子３の受信信号が合計されたものが送受信子群４からの受信信号として出力される（ステップＳ１１９）。
【０１９８】
次に、信号処理部６において、送信された補系列により規定される参照信号を用いて、送受信子群４ａ〜４ｈからの受信信号をそれぞれ相関処理する（ステップＳ１２０）。参照信号には、試験体１の１方向に沿って送信された信号そのもの、また、試験体１の１方向に沿って送信された信号を送受信子３が送受信総合で有する周波数応答特性を持つフィルタを通した信号を用いる。
【０１９９】
次に、送信時に選択する補系列を変えてステップＳ１１３からステップＳ１２０までの手順を繰り返し（ステップＳ１２１）、得られた結果を図には示さないが逐次メモリに保存する。次に、複数補系列の全てを選択し終わった時点で、メモリ上の複数個の相関処理の結果を、受信用として選択した送受信子群４のそれぞれについて加算し、この結果をメモリにデータとして保存する（ステップＳ１２２）。
【０２００】
このとき、１方向に沿って送信された信号については、この加算結果によりエネルギーが１ビットの時間内に圧縮された高いピークの合成圧縮パルスが得られるが、他の１方向に沿って送信された信号については、この加算結果により得られる合成圧縮パルスは時間軸上に分散され、高いピークが得られない。したがって、得られた合成圧縮パルスを所望の１方向からの信号であると識別する（ステップＳ１２３）。
【０２０１】
以上のように、この発明の実施の形態６の方法を用いれば、方向識別の動作を行うのと同時に合成圧縮パルスを得てＳ／Ｎ比を改善できることができるという効果が生じる。
【０２０２】
次に、信号処理部６において、上記モード識別機能により、受信における予め決めれらた所望のモードを識別して抽出する（ステップＳ１２４）。モード識別の方法は、実施の形態３に示した方法に準じて行えば良い。
【０２０３】
信号処理部６において得られた対称モードラム波や非対称モードラム波の成分は、ＡＣ波形でもしくは包絡線検波された波形で、表示部７により表示される（ステップＳ１２５）。表示部７においては、これらの波形を表示するだけでなく、これらの波形をもとに試験体１の状態を検査した結果、例えば、傷の有無、傷の大きさ、傷の形状もしくは傷の位置といった情報を表示すればよい。
【０２０４】
この発明の実施の形態６においては、用いる系列が複数補系列の場合を示したが、この系列に相補系列を用いても、傷９からの反射信号のレベルが低く超音波探傷装置のシステムノイズに埋もれて検出が難しい場合においても、レンジサイドローブを０に保ったまま、Ｓ／Ｎ比を改善して傷９からの反射信号を検出することが可能になるという効果が得られる。
【０２０５】
また、上記複数補系列が特公平７−８５０７７号公報に示されている系列群、つまり、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群であれば、特公平７−８５０７７号公報に示されたように、残響エコーが検査結果に及ぼす影響を排除できるという効果が生じる。
【０２０６】
なお、この発明の実施の形態１から実施の形態６においては、複数補系列もしくは相補系列に基づいた送信信号を用いていたので、レンジサイドローブが０である合成圧縮パルスを得ることができたが、距離分解能が必要でなく、Ｓ／Ｎ比の改善効果が得られれば十分な場合であれば、複数補系列もしくは相補系列以外の符号変調された系列、例えば擬似ランダム系列に基づいた送信信号を用い、この送信信号に基づいた参照信号により相関処理して圧縮パルスを得る演算を行えば、Ｓ／Ｎ比の改善効果は十分に得られる。
【０２０７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ラム波を用いた超音波探傷装置において、ＳＮ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態２による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図９】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１２】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１３】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１４】 この発明の実施の形態３による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１５】 この発明の実施の形態４による超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態４による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】 この発明の実施の形態５による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図１８】 この発明の実施の形態５による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】 この発明の実施の形態６による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図２０】 この発明の実施の形態６による超音波探傷装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】 この発明の実施の形態６による超音波探傷装置を説明するための図である。
【図２２】 従来例に係る超音波探傷装置を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ 試験体、２ 励振アセンブリ、２ａ〜２ｃ 励振デバイス、３ 送受信子、４ 送受信子群、５ 送受信部、５１ 送信部、５２ 受信部、６ 信号処理部、７ 表示部、 ８ 制御部、９ 傷、９ａ 左側の傷、９ｂ 右側の傷。
Claims (13)
- 試験体中にラム波を送信しその反射波を受信する１つ以上の送受信子からなる送受信子群と、
上記送受信子群に対し信号を送受するための送受信部と、
上記送受信部により受信した信号を処理する信号処理部と
を備え、
上記送受信子群は、上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所に配置され、
上記送受信部は、符号変調された系列に基づいて複数個の送信信号を発生する送信信号発生機能と、上記送信信号に対応した受信信号を受信する受信機能とを有し、
上記信号処理部は、上記符号系列により規定される参照信号を用いて上記送信信号に対応した受信信号を相関処理する相関処理機能を有する
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１に記載の超音波探傷装置において、
上記符号系列は、複数補系列もしくは相補系列であり、
上記送受信部は、上記送信信号発生機能により、上記複数補系列もしくは上記相補系列に基づいて複数個の送信信号を発生し、上記受信機能により、上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ受信し、
上記信号処理部は、上記相関処理機能により、上記複数補系列もしくは相補系列により規定される複数個の参照信号を用いて上記複数個の送信信号に対応した受信信号をそれぞれ相関処理すると共に、複数個の相関処理の結果を加算する加算機能をさらに有する
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項２に記載の超音波探傷装置において、
上記複数補系列は、各系列の自己相関関数を加算したときは各自己相関関数のサイドローブが打ち消し合わされ、相異なる上記系列同士の相互相関関数の予め定められた組み合わせを加算したときには互いに打ち消し合わされる系列群である
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項２または３に記載の超音波探傷装置において、
上記試験体は、管であり、
上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、送信に関する所望のラム波モードが持つ次数より一つ大きい次数を持つラム波モードのカットオフ周波数よりも低い
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項２または３に記載の超音波探傷装置において、
上記試験体は、管であり、
送信に関する所望のラム波モードは、最低次ねじれモードであり、
上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号が含む周波数帯域は、最低次よりも次数が１つ大きいねじれモードのカットオフ周波数よりも低い
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波探傷装置において、
上記信号処理部は、上記送受信子群の上記試験体への接触状態をチェックするチェック機能をさらに有する
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項６に記載の超音波探傷装置において、
上記送受信部は、複数の上記送受信子群から一つの上記送受信子群を送信用として選択し、複数の上記送受信子群から一つ以上の上記送受信子群を受信用として選択して送受信を行う機能と、送信用および受信用の上記送受信子群の選択の組み合わせを変えて複数回の送受信を行う機能とを有し、
上記送受信子群全てを送信用として少なくとも１回選択する
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項７に記載の超音波探傷装置において、
上記信号処理部は、上記チェック機能による、上記送受信子群の上記試験体に対する接触状態のチェックを、送信用として選択された上記送受信子群から、受信用として選択された上記送受信子群へ直接伝播したラム波成分の振幅を用いて行う
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１ないし８のいずれかに記載の超音波探傷装置において、
上記信号処理部は、複数のラム波モードから受信における所望のモードを識別するためのモード識別機能を有する
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１ないし９のいずれかに記載の超音波探傷装置において、
上記信号処理部は、上記試験体の２つの方向から伝播してきたラム波の内、１つの方向からのラム波を識別する方向識別機能を有する
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１ないし１０のいずれかに記載の超音波探傷装置において、
送信における所望モードのラム波と受信における所望モードのラム波を同じとし、上記所望モードのラム波が上記試験体のラム波伝播方向に沿った２箇所の間を伝播するのに要する時間をτとし、Ｑを正の整数とした場合、上記複数補系列もしくは上記相補系列の単位ビットに対応する信号のキャリア周波数ｆは、ｆ＝Ｑ／（４τ）である
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１ないし１０のいずれかに記載の超音波探傷装置において、
上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群とに同時に送信信号が送信され、
上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群に送信される上記送信信号と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群に送信される上記送信信号とが、異なる系列に基づいた信号である
ことを特徴とする超音波探傷装置。 - 請求項１ないし１０のいずれかに記載の超音波探傷装置において、
上記複数補系列もしくは上記相補系列の各ビットに対応する信号を、上記２箇所の配置位置における第一の配置位置に配置された上記送受信子群と、上記２箇所の配置位置における第二の配置位置に配置された上記送受信子群とに分けて送信し、上記試験体のラム波伝播方向に沿った１方向について上記複数補系列もしくは上記相補系列に基づいた信号が送信される
ことを特徴とする超音波探傷装置。
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