JP4549512B2

JP4549512B2 - 超音波探傷装置および方法

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Publication number: JP4549512B2
Application number: JP2000327324A
Authority: JP
Inventors: 友則木村; 洋次田中; 幸一郎三須; 修三和高
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002131289A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば溶接部の検査や、板材や管材等の検査に用いられる超音波探傷装置および方法に関するもので、特に、試験体の探傷面に対して傾いた角度で進行する超音波を用いた、いわゆる超音波斜角探傷法において、試験体の底面に開口したスリット状の傷の性状を求める装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の超音波斜角探傷法については、例えば「新非破壊検査便覧」（（社）日本非破壊検査協会編、日刊工業新聞社、１９９２年１０月１５日初版１刷発行、第３２８頁〜第３３０頁）（以下、「文献Ａ」と略称する）に詳しく記述されている。
従来の超音波探傷装置および方法について図１０を参照しながら説明する。
【０００３】
図１０は、上記文献Ａから引用した従来の超音波斜角探傷法を説明するための図である。
図１０において、１は試験体、２は探触子、３は試験体１の底面に対して開口している面状の傷である。この面状の傷には種々のものがあり、溶接時の初層溶接部の割れやパイプの表面に発生するスリット状の傷等がある。以下、これらを簡単のため、傷３と呼んで説明することとする。また、図１０では、試験体１の厚さをＴ、傷３の高さをＨとして示している。傷の高さＨは、試験体１の底面に垂直な方向の大きさである。
【０００４】
探触子２から、試験体１の内部へ超音波パルスが送信される。図１０中、超音波パルスの伝搬方向を矢印を付した実線で示しており、角度「θ」は超音波パルスの屈折角である。
図１０に示すように、傷３の上部に照射されて反射された超音波パルスは、試験体１中を伝搬し、探触子２によってエコーとして受信される。
【０００５】
傷３の高さＨの推定は次のようにして行われる。
探触子２に電気的に接続された図示しない超音波探傷器によって、探触子２から超音波パルスが送信された時間とエコーが受信された時間との時間差、すなわち、超音波パルスが試験体１中を伝搬するのに要した時間を測定する。この時間は、超音波パルスが探触子２から傷３の上部まで往復するのに要した時間であるから、２で割って片道の時間を求め、この時間と試験体１中の音速とから片道のビーム路程を求める。このビーム路程は、図中、Ｌで示している。なお、文献Ａでは、ビーム路程をＷとして示しているが、ここではＬとして示すことにする。
傷３の高さＨは、次の式から求めることができる。
Ｈ＝Ｔ−Ｌラｃｏｓθ （１）
【０００６】
以上が、文献Ａに示されている傷３の高さＨを求める方法である。
しかし、超音波パルスの波長が傷３の高さＨと同等あるいは同等以下である場合には、式（１）中のＴとＬラｃｏｓθがほぼ同じになると考えられるので、傷３の高さＨを求めることができなくなる。
【０００７】
また、文献Ａでは、傷３の高さＨを求める方法は示されているが、傷３の試験体１の底面に平行な方向の大きさ（以下、「幅」と称する）を求める方法は示されていない。したがって、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下である場合、文献Ａに示されている方法では、傷３の高さＨや幅を正確に求めることができず、傷３の性状を精密に求めることができない。
【０００８】
一方、傷の性状を求める方法として、特開２０００−８８８２１号公報に示されている方法がある。この方法は、２つの探触子を用いて傷の長い方向を判定するというものであるが、試験体の底面に開口した傷の性状を精密に求めることはできない。
【０００９】
また、特開平２−１６７４６５号公報には、エコーの周波数スペクトルを用いて、傷が球状の空孔であるか、クラック状のものかを判定する方法が示されている。しかし、この方法では、傷の大きさを求めることはできず、このため、傷の性状を精密に求めることができない。
【００１０】
さらに、特開昭６１−１８４４５５号公報には、エコーの周波数スペクトルを用いて試験体の底面に開口している傷の高さを求める方法が示されている。この方法は、傷の上部で反射されて受信されたエコーと、試験体の上側の面で反射されて受信されたエコーとの時間差を、これらのエコーの周波数スペクトルを用いて求めるというものである。しかし、この方法では、試験体の上側で反射されて受信されるエコーが存在しない場合には、傷の高さは求めることができず、このため、傷の性状を精密に求めることができない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来、傷の性状を求める方法は示されているものの、試験体底面に開口したスリット状の傷の高さが波長と同等あるいは同等以下である場合、傷の高さや幅を求める方法については示されていない。このため、従来では、試験体底面に開口したスリット状の傷の高さが波長と同等あるいは同等以下である場合、傷の性状を精密に求めることができないという問題点があった。
【００１２】
この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、試験体底面に開口したスリット状の傷の高さが波長と同等あるいは同等以下である場合にも傷の幅を求め、傷の高さを推定し、高精度に傷の性状を求めることができる超音波探傷装置および方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【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、励振信号により駆動されて超音波パルスを試験体中に送信するとともに、前記試験体中の底面に開口したスリット状の傷によって反射された前記超音波パルスをエコーとして受信する１個の斜角探触子と、前記探触子を前記試験体の所定の走査範囲にわたって移動させるとともに、前記探触子の空間的位置を出力する走査機構手段と、前記探触子へ励振信号を送信して前記探触子から超音波パルスを送信させ、前記探触子から前記受信されたエコーを入力して記憶するとともに、前記走査機構手段から前記エコーを受信した際の前記探触子の空間的位置を入力して記憶し、前記受信されたエコーの周波数スペクトルを計算し、前記周波数スペクトルの振幅が極小値を示す周波数を計算し、前記極小値となる周波数同士の間隔を計算し、前記極小となる周波数同士の間隔に基づいて、前記スリット状の傷の大きさを求める送受信装置とを備えた超音波探傷装置において、前記送受信装置は、前記試験体の横波音速、前記試験体の表面波の音速、前記超音波パルスの屈折角、および前記超音波パルスの波長を用いて、前記スリット状の傷の、前記試験体の底面に平行な方向の大きさを求めることを特徴とするものである。
【００１６】
また、この発明に係る超音波探傷方法は、走査機構手段により１個の斜角探触子を試験体の所定の走査範囲にわたって移動させるステップと、前記探触子へ励振信号を送信して前記探触子により超音波パルスを前記試験体中に送信するステップと、前記探触子により前記試験体中の底面に開口したスリット状の傷によって反射された前記超音波パルスをエコーとして受信する受信ステップと、前記探触子から前記受信されたエコーを入力して記憶するとともに前記走査機構手段から前記エコーを記憶した際の前記探触子の空間的位置を入力して記憶する記憶ステップと、前記受信されたエコーの周波数スペクトルを計算し、前記周波数スペクトルの振幅が極小値を示す周波数を計算し、前記極小値となる周波数同士の間隔を計算し、前記極小となる周波数同士の間隔に基づいて、前記スリット状の傷の大きさを求める信号処理ステップとを含む超音波探傷方法において、前記信号処理ステップは、前記試験体の横波音速、前記試験体の表面波の音速、前記超音波パルスの屈折角、および前記超音波パルスの波長を用いて、前記スリット状の傷の、前記試験体の底面に平行な方向の大きさを求めることを特徴とするものである。
【００１９】
【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および方法について、図１〜図９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に係る斜角探傷法を用いた超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１は試験体、２は探触子、３はスリット状の傷、８は送受信装置である。図中では、説明を明確にするため、傷３を実物よりも大きく描いており、傷の高さをＨ、傷の幅をＷとして示している。
【００２０】
まず、図１に示した超音波探傷装置の構成について説明する。
図１に示す超音波探傷装置は、試験体１に載置された探触子２と、探触子２に接続された送受信装置８と、探触子２のための走査機構部４とを備える。
【００２１】
また、送受信装置８は、制御部８１と、送信部８２と、受信部８３と、信号処理部８４と、探触子７の位置検出部８５とを含む。なお、走査機構部４は、図示はしていないが探触子４の位置検出センサーを含んでいる。
【００２２】
また、探触子２は、信号線により送信部８２および受信部８３に接続されている。受信部８３は信号処理部８４に接続されている。位置検出部８５は信号処理部８４に接続されている。制御部８１は、送信部８２、受信部８３、信号処理部８４、位置検出部８５、そして走査機構部４に接続されている。
【００２３】
さらに、走査機構部４は位置検出部８５に接続されている。走査機構部４の図示しない位置検出センサーからの出力信号が位置検出部８５に入力される。位置検出部８５で検出された探触子２の位置の情報は信号処理部８４に入力される。
なお、探触子２の位置情報は、制御部８１からの信号だけでその位置情報を得ることが可能な場合は、位置検出部８５からの情報を用いずに制御部８１からの情報だけを用いて、位置情報を信号処理部８４へ入力しても良い。
【００２４】
また、信号処理部８４は、図示しないメモリを内蔵する。このメモリに信号処理部８４において演算された種々の結果が適宜記憶されるとともに、信号処理部８４に入力された入力信号が適宜記憶される。
また、信号処理部８４からは、処理状況を示す信号が適宜、制御部８１に入力される。その入力信号に基づき、制御部８１は、送信部８２、受信部８３、信号処理部８４、位置検出部８５、および走査機構部４に対し、制御信号を出力して、それらの制御を司る。
【００２５】
次に、図１に示した超音波探傷装置の動作について説明する。
送信部８２から励振信号が探触子２に伝達される。この励振信号によって、探触子２から超音波パルスが送信され、試験体１中に超音波パルスが伝搬していく。この超音波パルスは、縦波である場合と横波である場合とがあるが、ここでは横波である場合について説明する。試験体１中を伝搬する横波の超音波パルスは、傷３で反射され、ふたたび試験体１中を伝搬し、探触子２でエコーとして受信される。このエコーは、受信部８３で増幅された後、信号処理部８４へ伝達される。信号処理部８４では、エコーを信号処理部８４内のメモリに記憶する。
【００２６】
一方、超音波パルスを送信しエコーを受信した探触子２の位置情報が位置検出部８５を介して信号処理部８４へ入力される。探触子２の位置情報は、信号処理部８４内のメモリに、その探触子位置のエコーと共に記憶される。
これらの動作が、走査機構部４によって探触子２を所定の走査範囲にわたって走査しながら実行される。
【００２７】
このような動作の後、信号処理部８４内のメモリ内には、
・探触子２の位置情報
・探触子２の位置に対応するエコー
以上の２種類の情報がセットとして記憶されている。
【００２８】
さて、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下である場合で、傷３の幅Ｗがある程度の大きさである場合には、複数個のエコーが受信されることが予想される。この様子を、図２を参照しながら説明する。
図２は、傷３近傍を拡大して示した図であり、傷３に入射する超音波や、反射される超音波を併せて示している。
【００２９】
図２においては、図中の左上から超音波パルスが傷３に照射される状況を示している。傷３に入射した超音波パルスは、傷３の探触子２に近い側で反射され、受信される。このエコーを、ここでは「コーナーエコー」と呼ぶことにする。
【００３０】
一方、傷３の探触子２に近い側において、モード変換により表面波が発生する。この表面波は、傷３の上部を伝搬し、傷３の探触子から遠い側で散乱される。
そして再び横波にモード変換され、探触子２で受信される。このエコーは、コーナーエコーよりも時間的に遅れて受信されるので、ここではこのエコーを「後方エコー」と呼ぶことにする。
【００３１】
２つのエコーが受信される様子を、模擬的に図３に示す。
図３に示したような２つのエコーの周波数スペクトルを求めると、図４のように振幅が極小値を示す周波数（零点）を含んだ特性となる。この零点の間隔をΔｆとすると、コーナーエコーと後方エコーとの受信時間差ΔＴは、式（２）から求めることができる。
ΔＴ＝１／Δｆ（２）
【００３２】
一方、コーナーエコーと後方エコーとの受信時間差ΔＴは、幾何学的に求めることができる。この様子を図５に示す。
図５に示す基準線は、超音波パルスの傷に対する入射角θに対して垂直であり、傷３の探触子に近い端部を通る直線である。ここでは、基準線より探触子２に近い領域については、コーナーエコーと後方エコーは試験体１中を同じ時間伝搬するものとし、基準線から傷３に近い領域を伝搬する時間だけを比較する。
【００３３】
コーナーエコーは、基準線からＨｃｏｓθの距離を往復伝搬するので、この往復伝搬に伴う時間遅延Ｔ１は、
Ｔ１＝２Ｈｃｏｓθ／Ｖ_S （３）
となる。ここで、Ｖ_Sは試験体１中を伝搬する横波の音速である。
【００３４】
これに対し、後方エコーは、距離Ｗを表面波の音速で伝搬し、距離Ｗｓｉｎθを横波の音速で伝搬するので、この伝搬に伴なう時間遅延Ｔ２は、
Ｔ２＝Ｗ／Ｖ_R＋Ｗｓｉｎθ／Ｖ_S （４）
となる。ここで、Ｖ_Rは試験体１の表面を伝搬する表面波の音速である。
【００３５】
コーナーエコーと後方エコーとの受信時間差ΔＴは、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１として求めることができるので、式（３）および式（４）を用いてΔＴを表すと、式（５）となる。
式（２）を式（５）に代入して整理すると、傷３の幅Ｗを求める式は、次式（６）のようになる。
【００３６】
【数１】

【００３７】
表面波の音速Ｖ_Rおよび横波の音速Ｖ_Sは、試験体１に固有の値であるので、試験体１の材質から予め求めることができる。また、傷３に入射する超音波パルスの傷に対する入射角θは、探触子２の屈折角とほぼ同じと考えられるので、このθの値も予め求めることができる。すなわち、式（６）において、表面波の音速Ｖ_R、横波の音速Ｖ_S、超音波パルスの傷に対する入射角θは予め求めることができる値である。したがって、傷３の高さＨが既知である場合には、信号処理部８４でエコーの周波数スペクトルの零点間隔Δｆを求め、さらに式（６）を用いることによって、傷３の幅Ｗを求めることができる。なお、超音波の傷に対する入射角θは、超音波パルスの屈折角に等しいとして以下議論する。
【００３８】
一般的には、傷３の高さＨは既知ではない。したがって、式（６）からだけでは傷３の幅Ｗを求めることができないが、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下であるを対象にしているため、例えば傷３の高さＨを波長の２分の１と仮定して、傷３の幅Ｗを求めても、それほど大きな誤差は生じない。波長をλとすると、Ｈ＝λ／２とおくことによって、傷３の高さＨが既知でない場合でも、傷３の幅Ｗを求めることができる。なお、ここでは傷３の高さＨを波長の２分の１と仮定して説明したが、波長の２分の１でなくても、波長と同程度あるいは波長よりも少し小さい値であれば、かわまない。
【００３９】
以上に述べたように、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下である場合で、傷３の幅Ｗがある程度の大きさである場合、エコーの周波数スペクトルから傷３の幅Ｗを求めることができる。さらに、エコーの周波数スペクトルに零点が生じた場合には、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下、というインディケーションを得ることもできる。この理由を以下に示す。
【００４０】
傷３の高さＨおよび傷３の幅Ｗの大きさによっては、受信されるエコーが異なる。すなわち、傷３の高さＨが波長に比べて大きい場合には、コーナーエコーは大きくなるため、相対的に後方エコーは無視できるような大きさになり、受信されるエコーはコーナーエコーだけと見なすことができる。また、傷３の幅Ｗが小さい場合には、コーナーエコーと後方エコーとが時間的に分離されなくなるので、結果的に後方エコーが受信されないような状況となる。傷３の高さＨおよび傷３の幅Ｗの大きさによって、受信されるエコーをまとめたものを、図６に示す。
【００４１】
図６では、傷３の高さＨおよび傷３の幅Ｗの大きさによって、４種類の状況が発生することを示している。図中のＡは、コーナーエコーと後方エコーが分離して受信されるための、傷３の幅Ｗの閾値である。図６から明らかなように、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下である場合で、なおかつ、傷３の幅Ｗが閾値Ａより大きい場合に限り、後方エコーが受信される。したがって、コーナーエコーと後方エコーが受信され、エコーの周波数スペクトルに零点が生じた場合には、傷３の高さＨは波長と同等あるいは同等以下であると判定することが可能である。
【００４２】
以上に述べたように、傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下であり、傷３の幅Ｗの大きさがある程度の大きさである場合には、エコーの周波数スペクトルから、
・傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下であるというインディケーション・傷３の幅Ｗの大きさ
が得られる。
【００４３】
以下に、上記２つの結論を導き出すための信号処理部８４における処理を、図７に示すフローチャート上のステップを追って示す。
（Ｓｔｅｐ１）
まず、各探触子位置におけるエコーの絶対値の最大値（以後、エコー高さと略称する）を求め、エコー高さが最大になるとなる探触子位置ｙ_mを求める。
【００４４】
（Ｓｔｅｐ２）
次に、探触子位置ｙ_mにおけるエコーの周波数スペクトルを計算する。なお、必ずしも探触子位置ｙ_mにおけるエコーである必要はなく、探触子位置ｙ_m近傍におけるエコーであれば良い。
【００４５】
（Ｓｔｅｐ３）
Ｓｔｅｐ２で求めた周波数スペクトルにおいて、零点の有無を調べる。
【００４６】
（Ｓｔｅｐ４）
明確に零点が生じていない場合には、
（Ｉ）傷３の高さＨが波長λに比べて大きい
あるいは、
（ＩＩ）傷３の高さＨは波長λと同等あるいは同等以下であり、傷３の幅Ｗが非常に小さい
という結果を出力して処理を終了する。
【００４７】
（Ｓｔｅｐ５）
零点が生じている場合には、周波数スペクトルにおける零点の間隔（Δｆ）を求める。
【００４８】
（Ｓｔｅｐ６）
式（６）において、Ｈ＝λ／２を代入し、傷３の幅Ｗを求める。なお、上述したように、代入する値はλ／２でなくても、波長と同等あるいは波長よりも少し小さな値であれば、かまわない。何らかの方法で、傷３の高さＨが既知である場合には、その値を式（６）のＨに代入して、傷３の幅Ｗを求める。また、試験体１の表面波の音速Ｖ_R、横波の音速Ｖ_S、探触子の屈折角θは、信号処理を行う前に、信号処理部８４に入力しておく。
【００４９】
（Ｓｔｅｐ７）
傷３の高さＨが波長と同等あるいは同等以下というインディケーションと、Ｗの値を出力し、処理を終了する。
以上が、信号処理部８４における信号処理ステップである。
【００５０】
実験により、傷３の幅Ｗを求めた例を、以下に示す。
実験では、周波数５ＭＨzで屈折角４５°（横波屈折角）の探触子を用いた。また、厚さ１０ｍｍの鋼試験体の底面に、高さ０．３ｍｍ、幅２．０ｍｍのスリットを加工し、このスリットを対象として実験を行った。
鋼の横波音速は約３２４０ｍ／ｓであることから、周波数５ＭＨｚの波長λは約０．６５ｍｍであるので、加工したスリットの高さは波長よりも小さい。
【００５１】
エコー高さが最大となった探触子位置ｙ_m近傍におけるエコーを、図８に示す。また、図８に示すエコーの周波数スペクトルを、図９に示す。
図８から、コーナーエコーと後方エコーとが分離して受信されている様子が分かる。また、図９から、エコーの周波数スペクトルに零点が生じている様子が分かる。
【００５２】
図９に示したエコーの周波数スペクトルから、零点の間隔（Δｆ）を求めたところ、Δｆ＝０．９５ＭＨｚであった。実験では、スリットの高さが既知であるため、式（６）におけるＨには「０．３ｍｍ」という値を代入し、鋼の横波音速Ｖ_Sを３２４０ｍ／ｓ、鋼の表面波の音速をＶ_R＝２９８０ｍ／ｓ、屈折角θ＝４５°を式（４）に代入してスリットの幅を求めると、２．１３ｍｍであった。実際のスリットの幅は２ｍｍであることから、誤差６．５％の精度でスリットの幅を求めることができた。
【００５３】
以上説明したように、（Ｓｔｅｐ１）から（Ｓｔｅｐ７）までの信号処理を信号処理部８４で行うことにより、試験体１中の傷３の幅Ｗの値を求めることができ、傷３の高さＨのおおよその値が推定できるので、高精度で傷３の性状を求めることができるという効果がある。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、走査機構手段により探触子を試験体の所定の走査範囲にわたって移動させ、前記探触子へ励振信号を送信して前記探触子により超音波パルスを前記試験体中に送信し、前記探触子により前記試験体中のスリット状の傷によって反射された前記超音波パルスをエコーとして受信し、前記探触子から前記受信されたエコーを入力して記憶するとともに前記走査機構手段から前記エコーを記憶した際の前記探触子の空間的位置を入力して記憶し、前記受信されたエコーの周波数スペクトルを計算し、前記周波数スペクトルの振幅が極小値を示す周波数を計算し、前記極小値となる周波数同士の間隔を計算し、前記極小となる周波数同士の間隔に基づいて前記スリット状の傷の大きさを求めるようにしたので、試験体底面に開口したスリット状の傷の高さが波長と同等あるいは同等以下である場合にも傷の幅を求め、傷の高さを推定し、高精度に傷の性状を求めることができる。
【００５５】
また、前記試験体の横波音速、前記試験体の表面波の音速、前記超音波パルスの屈折角、および前記超音波パルスの波長を用いて、前記スリット状の傷の、前記試験体の底面に平行な方向の大きさを求めるようにしたので、傷の幅を求め、高精度に傷の性状を求めることができる。
【００５６】
さらに、前記試験体の横波音速、前記試験体の表面波の音速、前記超音波パルスの屈折角、および前記超音波パルスの波長を用いて、前記スリット状の傷の、前記試験体の底面に垂直な方向の大きさを求めるようにしたので、傷の高さを推定し、高精度に傷の性状を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る斜角探傷法を用いた超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の傷３近傍を拡大して示した図である。
【図３】２つのエコーが受信される様子を模擬的に示す説明図である。
【図４】図３に示した２つのエコーの周波数スペクトルの振幅が極小値を示す周波数（零点）を含んだ特性の説明図である。
【図５】コーナーエコーと後方エコーとの受信時間差ΔＴを幾何学的に求めるための説明図である。
【図６】傷３の高さＨおよび傷３の幅Ｗの大きさによって受信されるエコーをまとめた説明図である。
【図７】図１の信号処理部８４における処理を示すフローチャートである。
【図８】エコー高さが最大となった探触子位置ｙ_m近傍におけるエコーを示す説明図である。
【図９】図８に示すエコーの周波数スペクトルを示す説明図である。
【図１０】文献「新非破壊検査便覧」（（社）日本非破壊検査協会編、日刊工業新聞社、１９９２年１０月１５日初版１刷発行、第３２８頁〜第３３０頁）から引用した従来の超音波斜角探傷法を説明するための図である。
【符号の説明】
１試験体、２探触子、３傷、４走査機構部、８送受信装置、８１制御部、８２送信部、８３受信部、８４信号処理部、８５位置検出部。

Claims

励振信号により駆動されて超音波パルスを試験体中に送信するとともに、前記試験体中の底面に開口したスリット状の傷によって反射された前記超音波パルスをエコーとして受信する１個の斜角探触子と、
前記探触子を前記試験体の所定の走査範囲にわたって移動させるとともに、前記探触子の空間的位置を出力する走査機構手段と、
前記探触子へ励振信号を送信して前記探触子から超音波パルスを送信させ、
前記探触子から前記受信されたエコーを入力して記憶するとともに、前記走査機構手段から前記エコーを受信した際の前記探触子の空間的位置を入力して記憶し、
前記受信されたエコーの周波数スペクトルを計算し、
前記周波数スペクトルの振幅が極小値を示す周波数を計算し、
前記極小値となる周波数同士の間隔を計算し、
前記極小となる周波数同士の間隔に基づいて、前記スリット状の傷の大きさを求める送受信装置と
を備えた超音波探傷装置において、
前記送受信装置は、前記試験体の横波音速、前記試験体の表面波の音速、前記超音波パルスの屈折角、および前記超音波パルスの波長を用いて、前記スリット状の傷の、前記試験体の底面に平行な方向の大きさを求める
ことを特徴とする超音波探傷装置。
走査機構手段により１個の斜角探触子を試験体の所定の走査範囲にわたって移動させるステップと、
前記探触子へ励振信号を送信して前記探触子により超音波パルスを前記試験体中に送信するステップと、
前記探触子により前記試験体中の底面に開口したスリット状の傷によって反射された前記超音波パルスをエコーとして受信する受信ステップと、
前記探触子から前記受信されたエコーを入力して記憶するとともに前記走査機構手段から前記エコーを記憶した際の前記探触子の空間的位置を入力して記憶する記憶ステップと、
前記受信されたエコーの周波数スペクトルを計算し、
前記周波数スペクトルの振幅が極小値を示す周波数を計算し、
前記極小値となる周波数同士の間隔を計算し、
前記極小となる周波数同士の間隔に基づいて、前記スリット状の傷の大きさを求める信号処理ステップと
を含む超音波探傷方法において、
前記信号処理ステップは、前記試験体の横波音速、前記試験体の表面波の音速、前記超音波パルスの屈折角、および前記超音波パルスの波長を用いて、前記スリット状の傷の、前記試験体の底面に平行な方向の大きさを求める
ことを特徴とする超音波探傷方法。