JP5285845B2 - Defect detection apparatus and defect detection method - Google Patents

Defect detection apparatus and defect detection method Download PDF

Info

Publication number
JP5285845B2
JP5285845B2 JP2006202299A JP2006202299A JP5285845B2 JP 5285845 B2 JP5285845 B2 JP 5285845B2 JP 2006202299 A JP2006202299 A JP 2006202299A JP 2006202299 A JP2006202299 A JP 2006202299A JP 5285845 B2 JP5285845 B2 JP 5285845B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
inspection object
wave
laser
laser beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006202299A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008026270A (en
Inventor
浦 崇 広 三
徹 小野寺
合 誠 落
方 深 長
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2006202299A priority Critical patent/JP5285845B2/en
Publication of JP2008026270A publication Critical patent/JP2008026270A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5285845B2 publication Critical patent/JP5285845B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/0289Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Description

本発明は、原子力プラントやその他各種プラントに設置された検査対象物に発生した欠陥を検出する欠陥検出装置および欠陥検出方法に関する。   The present invention relates to a defect detection apparatus and a defect detection method for detecting a defect generated in an inspection object installed in a nuclear power plant or other various plants.

一般に、原子力プラントやその他各種プラントに設置された検査対象物に生じる劣化や腐食等の欠陥は、検査対象物表面の溶接をしていない部分より溶接をした部分やその近傍に生じやすいことが知られている。例えば、原子力プラントの原子炉内部に設置された検査対象物においては、検査対象物表面の溶接をした部分やその近傍から劣化が生じる可能性が高いことはよく知られている。これに対し、従来より検査対象物を破壊することなく劣化が生じた箇所を検査する技術の開発が進められている。また仮に、検査対象物に劣化や腐食等の欠陥が生じた場合、検査対象物を溶接することで検査対象物を補修する補修溶接が行われている。   In general, it is known that defects such as deterioration and corrosion that occur in inspection objects installed in nuclear power plants and other various plants are more likely to occur in the welded area and in the vicinity thereof than in areas where the inspection object surface is not welded. It has been. For example, it is well known that an inspection object installed inside a nuclear power plant nuclear reactor has a high possibility of deterioration from the welded portion of the inspection object surface or the vicinity thereof. On the other hand, development of a technique for inspecting a portion where deterioration has occurred without destroying an inspection object has been advanced. Further, if a defect such as deterioration or corrosion occurs in the inspection object, repair welding is performed to repair the inspection object by welding the inspection object.

このような補修溶接を行った後には、溶接の健全性を確認するために目視試験(VT)、放射線透過探傷試験(RT)、浸透探傷試験(PT)、磁粉探傷試験(MT)または超音波探傷試験(UT)等を行うのが一般的である(例えば、非特許文献1参照。)。特に、溶接した部分の表面に生じる溶接不良を検出するには浸透探傷試験(PT)や磁粉探傷試験(MT)が用いられている。   After performing such repair welding, in order to confirm the soundness of the welding, a visual test (VT), a radiation transmission test (RT), a penetration test (PT), a magnetic particle test (MT) or an ultrasonic wave is used. A flaw detection test (UT) or the like is generally performed (see, for example, Non-Patent Document 1). In particular, a penetrant test (PT) and a magnetic particle test (MT) are used to detect welding defects occurring on the surface of the welded portion.

また、検査対象物がマクロ割れに至る前に、検査対象物に微細な粒界侵食が生じる。このため、粒界侵食を検出する漏洩表面波を発生させ、この漏洩表面波の音速が粒界侵食により変化することを利用して欠陥を検出する欠陥検出方法もある(例えば、非特許文献2参照。)。   Further, before the inspection object reaches macro cracking, fine grain boundary erosion occurs in the inspection object. For this reason, there is also a defect detection method for detecting a defect by generating a leaky surface wave for detecting grain boundary erosion and changing the sound speed of the leaky surface wave due to grain boundary erosion (for example, Non-Patent Document 2). reference.).

さらに、特許文献1においては、検査対象物の表面に生じた欠陥を高精度で検出する欠陥検出装置が記載されている。   Furthermore, Patent Document 1 describes a defect detection device that detects a defect generated on the surface of an inspection object with high accuracy.

さらにまた、液体中において検査対象物の表面に生じた劣化や腐食等の欠陥の状態を検査する装置として、漏洩表面波を利用して検査対象物の劣化や腐食等の欠陥を検出する欠陥検出装置がある(例えば、非特許文献3参照)。特許文献2には、この漏洩表面波を使用する欠陥検出装置を、実際に欠陥が生じている現場において使用するための超音波検査装置およびこれを用いた検査方法が記載されている。この装置および方法は、欠陥周囲の特定の方向から検査を行なうのみでなく複数の方向から検査を行うものである。これにより、劣化等の欠陥が一定の大きさを有する場合であっても正確に検査をすることができる。   Furthermore, as a device for inspecting the state of defects such as deterioration and corrosion occurring on the surface of the inspection object in the liquid, defect detection that detects defects such as deterioration and corrosion of the inspection object using leakage surface waves There is a device (see, for example, Non-Patent Document 3). Patent Document 2 describes an ultrasonic inspection apparatus and an inspection method using the ultrasonic inspection apparatus for using the defect detection apparatus that uses this leaky surface wave at a site where a defect actually occurs. This apparatus and method not only inspect from a specific direction around a defect, but also inspect from a plurality of directions. Thereby, it is possible to accurately inspect even when defects such as deterioration have a certain size.

図16に上述した従来技術である欠陥検出装置110の概略図を示す。以下、図16を用いて、漏洩表面波を利用する欠陥検出装置110について説明する。   FIG. 16 shows a schematic diagram of the defect detection apparatus 110 according to the prior art described above. Hereinafter, the defect detection apparatus 110 using the leaky surface wave will be described with reference to FIG.

図16において、検査対象物1は水等の液体媒質17中に存在している。また、欠陥検出装置110は、表面励起波34を照射する圧電高分子PVDFセンサ等の圧電素子101と、圧電素子101に取り付けられ、曲面形状の表面104を有する音響レンズ100とを備えている。ここで、音響レンズ100は、音響レンズ100の表面104が圧電素子101の反対側に向くように圧電素子101に取り付けられている。   In FIG. 16, the inspection object 1 exists in a liquid medium 17 such as water. The defect detection apparatus 110 includes a piezoelectric element 101 such as a piezoelectric polymer PVDF sensor that irradiates the surface excitation wave 34, and an acoustic lens 100 that is attached to the piezoelectric element 101 and has a curved surface 104. Here, the acoustic lens 100 is attached to the piezoelectric element 101 so that the surface 104 of the acoustic lens 100 faces the opposite side of the piezoelectric element 101.

検査対象物1の表面1aに生じた欠陥11の検査をする場合において、欠陥検出装置110は、音響レンズ100の表面104が検査対象物1側を向くように検査対象物1の表面1aに生じた欠陥11の表面1a側近傍に配置される。圧電素子101から表面励起波34が照射され、表面励起波34は音響レンズ100の表面104から音響レンズ100と検査対象物1との間の液体媒質17中に放出される。表面励起波34は、検査対象物1に到達した後、検査対象物1の表面1aを伝播する表面波30を励起させる。表面波30は、表面波30が検査対象物1の表面1aを伝播する間に表面1aから受けた影響に関する情報を有した漏洩表面波31を生じさせ、漏洩表面波31を検査対象物1から液体媒質17中へ漏洩させる。この漏洩表面波31を検出することで、検査対象物1の表面1aの劣化等の欠陥11の状態を検出することが可能である。   When the defect 11 generated on the surface 1a of the inspection object 1 is inspected, the defect detection device 110 is generated on the surface 1a of the inspection object 1 so that the surface 104 of the acoustic lens 100 faces the inspection object 1 side. The defect 11 is disposed in the vicinity of the surface 1a side. The surface excitation wave 34 is irradiated from the piezoelectric element 101, and the surface excitation wave 34 is emitted from the surface 104 of the acoustic lens 100 into the liquid medium 17 between the acoustic lens 100 and the inspection object 1. After the surface excitation wave 34 reaches the inspection object 1, the surface excitation wave 34 excites the surface wave 30 propagating on the surface 1 a of the inspection object 1. The surface wave 30 generates a leaky surface wave 31 having information on the influence received from the surface 1 a while the surface wave 30 propagates on the surface 1 a of the inspection object 1, and the leakage surface wave 31 is generated from the inspection object 1. Leak into the liquid medium 17. By detecting this leaky surface wave 31, it is possible to detect the state of the defect 11 such as deterioration of the surface 1 a of the inspection object 1.

特開2001−208729号公報JP 2001-208729 A 特開2005−55200号公報JP 2005-55200 A 「溶接技術の基礎」、溶接学会編、産報出版、p.186“Basics of Welding Technology”, edited by the Japan Welding Society, industry publication, p. 186 「漏洩弾性表面波(LSAW)による材料表面の微細粒界侵食の検出(第1報)水浸臨界角法の適用」、横野泰和他、非破壊検査第51巻5号(2002)"Detection of fine grain boundary erosion on material surface by leaky surface acoustic wave (LSAW) (1st report) Application of water immersion critical angle method", Yokono Yasukazu et al., Non-destructive inspection, Vol. 51, No. 5 (2002) 「超音波便覧」、超音波便覧編集委員会編、丸善、p.380“Ultrasonic Handbook”, Edited by Ultrasonic Handbook Editorial Committee, Maruzen, p. 380

しかしながら、上述した欠陥検査装置や欠陥検査方法を実際に現場で使用する場合において問題が生じている。
特に、検査対象物の表面が完全に平坦である場合には、上述した欠陥検査装置や欠陥検査方法を用いることは比較的容易であるが、例えば、金属製の検査対象物の表面に溶接部分等に凹凸形状が形成されている場合などは、検査する箇所の凹凸形状に応じて臨界角が変化するため、正確に検査することができない。すなわち、検査対象物の表面は、例えば図17や図18に示すように平坦でないものが多いため、実際には上述した欠陥検査装置や欠陥検査方法を用いるのが難しい。
However, there is a problem when the above-described defect inspection apparatus and defect inspection method are actually used in the field.
In particular, when the surface of the inspection object is completely flat, it is relatively easy to use the defect inspection apparatus and the defect inspection method described above. For example, a welded portion is formed on the surface of the metal inspection object. In the case where a concavo-convex shape is formed, etc., since the critical angle changes according to the concavo-convex shape of the location to be inspected, it cannot be inspected accurately. That is, since the surface of the inspection object is often not flat as shown in FIGS. 17 and 18, for example, it is actually difficult to use the above-described defect inspection apparatus and defect inspection method.

これは、上述した欠陥検査装置や欠陥検査方法が、検査対象物の表面を伝播する表面波を使用することに起因している。すなわち、これらの欠陥検査装置や欠陥検査方法においては、表面波を検査対象物の表面に励起させるため、表面励起波を照射する方向が検査対象物に対し臨界角となるように超音波を照射する。この際、検査対象物の表面が凹凸形状を有していると、表面波は想定した角度とは異なる方向に漏洩する。その結果、検査対象物から漏洩する表面波を検出することが困難となり、また圧電素子がもつ指向性により表面波を受信する感度が低下することとなる。   This is because the defect inspection apparatus and the defect inspection method described above use surface waves that propagate on the surface of the inspection object. That is, in these defect inspection apparatuses and defect inspection methods, in order to excite surface waves on the surface of the inspection object, the ultrasonic waves are irradiated so that the direction in which the surface excitation wave is irradiated becomes a critical angle with respect to the inspection object. To do. At this time, if the surface of the inspection object has an uneven shape, the surface wave leaks in a direction different from the assumed angle. As a result, it becomes difficult to detect the surface wave leaking from the inspection object, and the sensitivity to receive the surface wave is lowered due to the directivity of the piezoelectric element.

また、圧電素子を用いて検査対象物の表面に表面波を励起させる場合においても、表面波を励起させるためには圧電素子を検査対象物に対して臨界角となる位置に配置して超音波を照射する必要がある。このため、検査対象物の表面が平坦でない場合は、表面波を正しく励起させるような角度に圧電素子を配置することができない。   In addition, even when a surface wave is excited on the surface of an inspection object using a piezoelectric element, in order to excite the surface wave, the piezoelectric element is arranged at a position that becomes a critical angle with respect to the inspection object. Need to be irradiated. For this reason, when the surface of the inspection object is not flat, the piezoelectric element cannot be disposed at an angle that can excite the surface wave correctly.

さらに、上述した欠陥検査装置や欠陥検査方法において、表面波が伝播する部分が溶接金属部などの場合、超音波が伝播しにくいため、表面波が著しく散乱・減衰されることになる。このため、検出した漏洩表面波の情報が、溶接金属部に劣化等の欠陥が生じたことよる情報なのか、表面波が散乱・減衰されたことによる情報なのか判断できない。   Furthermore, in the defect inspection apparatus and the defect inspection method described above, when the portion where the surface wave propagates is a weld metal portion or the like, the ultrasonic wave is difficult to propagate, so the surface wave is significantly scattered and attenuated. For this reason, it cannot be determined whether the information on the detected leaky surface wave is information resulting from a defect such as deterioration in the weld metal part or information resulting from scattering / attenuation of the surface wave.

さらにまた、上述した欠陥検査装置や欠陥検査方法においては、検査できる領域が狭いという問題がある。このような装置や方法を実際に使用する場合、検査に必要となる時間をできる限り短くする要請が強い。しかしながら、このような装置や方法は、検査できる領域が狭く、仮に検査装置を走査させるとしても、検査に必要となる時間が極めて長い。   Furthermore, the defect inspection apparatus and the defect inspection method described above have a problem that the area that can be inspected is narrow. When such an apparatus or method is actually used, there is a strong demand for shortening the time required for inspection as much as possible. However, such an apparatus or method has a narrow area that can be inspected, and even if the inspection apparatus is scanned, the time required for the inspection is extremely long.

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、検査対象物の表面形状が平坦でなくても、検査対象物の表面に生じた欠陥を正確かつ安定して検出でき、溶接金属等の表面波の散乱・減衰が大きい検査対象物においても精度よく欠陥を検出でき、かつ広い面積を有する検査対象物に対しても短時間で検査ができる欠陥検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and even if the surface shape of the inspection object is not flat, it is possible to accurately and stably detect defects generated on the surface of the inspection object, and weld metal An object of the present invention is to provide a defect detection apparatus capable of accurately detecting defects even in inspection objects with large scattering / attenuation of surface waves, etc., and inspecting inspection objects having a large area in a short time. To do.

本発明は、検査対象物の表面に発生した欠陥を検出する欠陥検出装置において、検査対象物の表面に対して表面励起波を照射することにより検査対象物の表面から超音波または衝撃波を発生させる超音波励起機構と、レーザ光を照射するレーザ送光部と、レーザ光を受光するレーザ受光部とを有する超音波受信機構と、レーザ送光部から照射されるレーザ光の光路上に配置され、レーザ光を反射する反射体と、超音波受信機構に接続された計測機構と、超音波受信機構と反射体との間のレーザ光の光路に設けられ、前記レーザ光の光路を検査対象物の表面と平行な方向に変更させる追加反射体とを備え、レーザ送光部から照射されたレーザ光が前記追加反射体および前記反射体に反射するとともに、前記追加反射体および前記反射体に反射したレーザ光はレーザ受光部により受光され、検査対象物の表面から発生した超音波または衝撃波は、前記追加反射体と前記反射体との間のレーザ光の光路上に達し、計測機構は、超音波受信機構のレーザ受光部で受光したレーザ光の周波数変化を観測することにより検査対象物の表面の欠陥を検出することを特徴とする。 The present invention relates to a defect detection apparatus that detects defects generated on the surface of an inspection object, and generates ultrasonic waves or shock waves from the surface of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with a surface excitation wave. An ultrasonic receiving mechanism having an ultrasonic excitation mechanism, a laser transmitting unit that emits laser light, and a laser receiving unit that receives laser light, and an optical path of laser light emitted from the laser transmitting unit A reflector that reflects the laser beam, a measurement mechanism connected to the ultrasonic receiver mechanism, and an optical path of the laser beam between the ultrasonic receiver mechanism and the reflector, and the optical path of the laser beam is an inspection object And an additional reflector that changes in a direction parallel to the surface of the laser beam, and the laser light emitted from the laser transmitter is reflected by the additional reflector and the reflector, and is reflected by the additional reflector and the reflector. Shi The laser beam is received by the laser receiving unit, and the ultrasonic wave or shock wave generated from the surface of the inspection object reaches the optical path of the laser beam between the additional reflector and the reflector, and the measurement mechanism It is characterized in that a defect on the surface of the inspection object is detected by observing a frequency change of the laser light received by the laser light receiving unit of the receiving mechanism .

本発明は、欠陥検出装置を用いた検出方法であって、超音波励起機構から検査対象物の表面に対して表面励起波を照射することにより、検査対象物の表面から超音波または衝撃波を発生させる表面励起工程と、超音波受信機構のレーザ送光部がレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、追加反射体により、レーザ光の光路を検査対象物の表面と平行な方向に変更させるレーザ光光路変更工程と、前記追加反射体と前記反射体との間のレーザ光の光路上に達した検査対象物の表面からの超音波または衝撃波により周波数が変化したレーザ送光部からのレーザ光をレーザ受光部が受光するレーザ光受光工程と、計測機構が超音波受信機構のレーザ受光部で受光したレーザ光の周波数変化を観測する計測工程とを備えたことを特徴とする。 The present invention is a detection method using a defect detection device, and generates ultrasonic waves or shock waves from the surface of an inspection object by irradiating the surface of the inspection object with a surface excitation wave from an ultrasonic excitation mechanism. A laser that changes the optical path of the laser beam in a direction parallel to the surface of the object to be inspected by an additional reflector. Laser light from a laser light transmitting section in which the frequency is changed by an ultrasonic wave or a shock wave from the surface of the inspection object that has reached the optical path of the laser light between the additional reflector and the reflector. The laser light receiving unit receives the laser beam, and the measurement mechanism includes a measurement step of observing the frequency change of the laser light received by the laser light receiving unit of the ultrasonic wave reception mechanism .

本発明によれば、検査対象物の表面に発生した欠陥を正確かつ安定して検出することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the defect which generate | occur | produced on the surface of the test object can be detected correctly and stably.

第1の実施の形態
本発明による欠陥検出装置の第1の実施の形態を、図1乃至図4を用いて説明する。
ここで、図1は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図、図2は超音波励起機構2から照射される表面励起波34がレーザ光である場合の欠陥検出装置の構成を示す概略図、図3は本実施の形態による欠陥検出装置の作用を示す概略図、図4は図3と欠陥11の位置が異なる場合における本実施の形態による欠陥検出装置の作用を示す概略図である。
First Embodiment A first embodiment of a defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 shows the configuration of the defect detection apparatus when the surface excitation wave 34 emitted from the ultrasonic excitation mechanism 2 is laser light. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the defect detection apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the operation of the defect detection apparatus according to the present embodiment when the positions of the defects 11 are different from those in FIG. It is.

まず、図1により本実施の形態による欠陥検出装置の概略について説明する。
図1に示す本実施の形態において、欠陥検出装置50は液体媒質17中に設置された検査対象物1の表面1aに発生した欠陥11を検出するものである。ここで、欠陥検出装置50は、検査対象物1の表面1aに対して表面励起波34を照射することにより検査対象物1の表面1aから表面波30等の超音波または衝撃波32を発生させる超音波励起機構2と、レーザ光35を照射するレーザ送光部3aとレーザ光35を受光するレーザ受光部3bとを有する超音波受信機構3と、レーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の光路上に配置され、レーザ光35を反射する反射体4とを備えている。
First, the outline of the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment shown in FIG. 1, the defect detection device 50 detects the defect 11 generated on the surface 1 a of the inspection object 1 installed in the liquid medium 17. Here, the defect detection device 50 irradiates the surface 1 a of the inspection object 1 with the surface excitation wave 34 to generate an ultrasonic wave such as the surface wave 30 or a shock wave 32 from the surface 1 a of the inspection object 1. The ultrasonic wave receiving mechanism 3 including the acoustic wave excitation mechanism 2, the laser light transmitting unit 3a that irradiates the laser light 35, and the laser light receiving unit 3b that receives the laser light 35, and the laser light 35 irradiated from the laser light transmitting unit 3a. And a reflector 4 that reflects the laser beam 35.

また、超音波受信機構3には、レーザ光を伝送するレーザ光伝送機構5を介して計測機構7および受信レーザ光源6が接続されている。このうち、受信レーザ光源6は、後述するように、超音波励起機構2からの表面励起波34により発生した衝撃波32や、表面励起波34により発生した表面波30から漏洩する漏洩波31、31aを検出するためのレーザ光35を照射するものである。また、計測機構7には、計測機構7からの検出データを収録する収録機構8が接続されている。   The ultrasonic receiving mechanism 3 is connected to a measuring mechanism 7 and a receiving laser light source 6 via a laser light transmitting mechanism 5 that transmits laser light. Among these, the receiving laser light source 6 includes leak waves 31 and 31a leaking from a shock wave 32 generated by the surface excitation wave 34 from the ultrasonic excitation mechanism 2 and a surface wave 30 generated by the surface excitation wave 34, as will be described later. Is irradiated with a laser beam 35 for detecting. Further, a recording mechanism 8 that records detection data from the measuring mechanism 7 is connected to the measuring mechanism 7.

なお、図2に示すように、超音波励起機構2から照射される表面励起波34がレーザ光である場合には、超音波励起機構2に送信レーザ光伝送機構10を介して送信レーザ光源9が接続されている。   As shown in FIG. 2, when the surface excitation wave 34 emitted from the ultrasonic excitation mechanism 2 is laser light, the transmission laser light source 9 is transmitted to the ultrasonic excitation mechanism 2 via the transmission laser light transmission mechanism 10. Is connected.

ここで、超音波励起機構2としては、例えば、圧電素子、集束型圧電素子、またはレーザ光、電磁超音波、もしくは他の超音波を励起できる手段が考えられる。とりわけ、図2に示すように超音波励起機構2が表面励起波34としてレーザ光を照射する場合、レーザ光源9としては、例えば、Nd:YAGレーザ、CO2レーザ、Er:YAGレーザ、チタンサファイアレーザ、アレキサンドライトレーザ、ルビーレーザ、色素(ダイ)レーザ、またはエキシマレーザ等のパルスレーザ光源が用いられる。   Here, as the ultrasonic excitation mechanism 2, for example, a piezoelectric element, a focusing piezoelectric element, or means capable of exciting laser light, electromagnetic ultrasonic waves, or other ultrasonic waves can be considered. In particular, when the ultrasonic excitation mechanism 2 irradiates laser light as the surface excitation wave 34 as shown in FIG. 2, examples of the laser light source 9 include an Nd: YAG laser, a CO 2 laser, an Er: YAG laser, and a titanium sapphire laser. A pulse laser light source such as an alexandrite laser, a ruby laser, a dye (die) laser, or an excimer laser is used.

また、超音波受信機構3としては、例えば圧電素子、電磁超音波またはレーザ光を照射する機構が考えられる。特に超音波受信機構3のレーザ送光部3aがレーザ光35を照射する場合、計測機構7としては干渉計測機構などの機構が考えられ、干渉計測機構としてはマイケルソン干渉計やホモダイン干渉計、ヘテロダイン干渉計、フィゾー干渉計、マッハツェンダー干渉計、ファブリー=ペロー干渉計、フォトリフラクティブ干渉計や、または他のレーザ干渉計等が考えられる。一方、計測機構7として干渉計測機構以外の機構を利用する場合としては、ナイフエッジ法等が考えられる。   Further, as the ultrasonic receiving mechanism 3, for example, a mechanism that irradiates a piezoelectric element, electromagnetic ultrasonic waves, or laser light can be considered. In particular, when the laser transmitting unit 3a of the ultrasonic receiving mechanism 3 irradiates the laser light 35, a mechanism such as an interference measuring mechanism can be considered as the measuring mechanism 7, and a Michelson interferometer, a homodyne interferometer, Heterodyne interferometers, Fizeau interferometers, Mach-Zehnder interferometers, Fabry-Perot interferometers, photorefractive interferometers, or other laser interferometers are conceivable. On the other hand, as a case where a mechanism other than the interference measuring mechanism is used as the measuring mechanism 7, a knife edge method or the like can be considered.

また、反射体4のうちレーザ光35が照射される反射面4aは、レーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の戻り光量が最も多くなるのが好ましく、例えば、研磨された鏡面が好ましい。   Moreover, it is preferable that the reflective surface 4a irradiated with the laser beam 35 of the reflector 4 has the largest amount of return light of the laser beam 35 irradiated from the laser beam transmitting unit 3a, for example, a polished mirror surface is preferable. .

次に、図3を用いて本実施の形態の作用について述べる。
まず、超音波励起機構2により検査対象物1の表面1aに対してレーザ光または超音波等からなる表面励起波34が照射される。このとき、検査対象物1の表面1aに衝撃波32、表面波30、および検査対象物1の内部に体積波36や体積波37等が発生する。検査対象物1の表面1aに発生した衝撃波32および表面波30は、図3に示す経路を経て検査対象物1および液体媒質17中を伝播する。また、検査対象物1の内部に発生した体積波36および体積波37は、図4に示す経路を経て検査対象物1中を伝播する。
Next, the effect | action of this Embodiment is described using FIG.
First, the surface excitation wave 34 made of laser light, ultrasonic waves, or the like is applied to the surface 1 a of the inspection object 1 by the ultrasonic excitation mechanism 2. At this time, a shock wave 32, a surface wave 30, and a volume wave 36, a volume wave 37, and the like are generated inside the surface 1 a of the inspection object 1. The shock wave 32 and the surface wave 30 generated on the surface 1a of the inspection object 1 propagate through the inspection object 1 and the liquid medium 17 through the path shown in FIG. Moreover, the volume wave 36 and the volume wave 37 which generate | occur | produced inside the test target object 1 propagate in the test target object 1 through the path | route shown in FIG.

本実施の形態において、検査対象物1の表面1aには劣化等の欠陥11が存在している。表面1aを伝播する表面波Sは、欠陥11の状態により表面波30の振幅や周波数等が変化した表面波30aとなる。振幅や周波数等が変化した表面波30aは、検査対象物1が設置されている液体媒質17および検査対象物1の内部を通過する音波の音速からそれぞれ算出される臨界角θで検査対象物1から液体媒質17中へ漏洩し、漏洩波31aとなる。   In the present embodiment, a defect 11 such as deterioration is present on the surface 1 a of the inspection object 1. The surface wave S propagating on the surface 1 a becomes a surface wave 30 a in which the amplitude, frequency, etc. of the surface wave 30 are changed depending on the state of the defect 11. The surface wave 30a whose amplitude, frequency, etc. have changed is the inspection object 1 at the critical angle θ calculated from the sound velocity of the sound wave passing through the liquid medium 17 in which the inspection object 1 is installed and the inspection object 1. Leaks into the liquid medium 17 and becomes a leaky wave 31a.

次に、超音波受信機構3のレーザ送光部3aは、レーザ光35を反射体4に向けて照射し、超音波受信機構3のレーザ受光部3bは、反射体4で反射されたレーザ光35を受光する。ここで、超音波受信機構3と反射体4との間のレーザ光35の光路上に、検査対象物1の表面1aからの漏洩波31a等の超音波や衝撃波32が達すると、レーザ送光部3aからのレーザ光35の周波数が変化する。この周波数の変化したレーザ光35をレーザ受光部3bが受光する。   Next, the laser transmitting unit 3 a of the ultrasonic receiving mechanism 3 irradiates the laser light 35 toward the reflector 4, and the laser receiving unit 3 b of the ultrasonic receiving mechanism 3 is reflected by the reflector 4. 35 is received. Here, when an ultrasonic wave such as a leaky wave 31a from the surface 1a of the inspection object 1 or a shock wave 32 reaches the optical path of the laser beam 35 between the ultrasonic receiving mechanism 3 and the reflector 4, the laser beam is transmitted. The frequency of the laser beam 35 from the part 3a changes. The laser light receiving unit 3b receives the laser light 35 with the changed frequency.

次に、計測機構7は、レーザ受光部3bで受光したレーザ光35の周波数の変化を観測する。このレーザ光35の周波数の変化は、レーザ送光部3aが照射したレーザ光35の周波数と、レーザ受光部3bが受光したレーザ光35の周波数との差となる。これにより観測者は、検査対象物1からの漏洩波31aや衝撃波32等に関する情報を含む検出データを得ることができる。   Next, the measurement mechanism 7 observes a change in the frequency of the laser beam 35 received by the laser receiving unit 3b. This change in the frequency of the laser beam 35 is the difference between the frequency of the laser beam 35 irradiated by the laser transmitter 3a and the frequency of the laser beam 35 received by the laser receiver 3b. As a result, the observer can obtain detection data including information on the leakage wave 31a, the shock wave 32, and the like from the inspection object 1.

このように、漏洩波31aにより周波数が変化したレーザ光35を超音波受信機構3のレーザ受光部3bが検出することにより、検査対象物1の表面1aのうち、超音波励起機構2と超音波受信機構3の間の幅dに存在する欠陥11の情報を検出することができる。なお、欠陥11は、例えば開口欠陥、閉口欠陥、表層内在欠陥、腐食、マイクロクラック、転位、すべり、またはその他の劣化状態である。   As described above, the laser light receiving unit 3b of the ultrasonic receiving mechanism 3 detects the laser light 35 whose frequency is changed by the leakage wave 31a, so that the ultrasonic excitation mechanism 2 and the ultrasonic wave in the surface 1a of the inspection object 1 are detected. Information on the defect 11 existing in the width d between the receiving mechanisms 3 can be detected. The defect 11 is, for example, an opening defect, a closing defect, a surface layer inherent defect, corrosion, a microcrack, a dislocation, a slip, or other deterioration state.

また、図3に示す本実施の形態において、仮に検査対象物1に生じている欠陥11が開口欠陥である場合、超音波励起機構2により発生した表面波30および検査対象物1の表面1aに沿って液体媒質17中を伝播する衝撃波32は、欠陥11の開口した部分で液体媒質伝播音波33に変化し、液体媒質伝播音波33は液体媒質17中を伝播する。この液体媒質伝播音波33により周波数が変化したレーザ光35を超音波受信機構3が検出することにより、超音波励起機構2と超音波受信機構3の間の幅dに存在する検査対象物1の開口した欠陥11に関する情報を検出することができる。   Further, in the present embodiment shown in FIG. 3, if the defect 11 generated in the inspection object 1 is an opening defect, the surface wave 30 generated by the ultrasonic excitation mechanism 2 and the surface 1 a of the inspection object 1 are The shock wave 32 propagating in the liquid medium 17 along the same changes into the liquid medium propagation sound wave 33 at the opening portion of the defect 11, and the liquid medium propagation sound wave 33 propagates in the liquid medium 17. The ultrasonic receiving mechanism 3 detects the laser light 35 whose frequency has been changed by the liquid medium propagating sound wave 33, so that the inspection object 1 existing in the width d between the ultrasonic excitation mechanism 2 and the ultrasonic receiving mechanism 3 is detected. Information about the opened defect 11 can be detected.

一方、超音波励起機構2により発生した体積波36および体積波37は欠陥11で反射し、体積波36aとなる。次に、体積波36aは検査対象物1の表面1aでモード変換を起こし表面波30aとなり、さらに表面波30aは漏洩波31aとなり、液体媒質17中を伝播する。   On the other hand, the volume wave 36 and the volume wave 37 generated by the ultrasonic excitation mechanism 2 are reflected by the defect 11 to become a volume wave 36a. Next, the volume wave 36 a undergoes mode conversion on the surface 1 a of the inspection object 1 to become a surface wave 30 a, and the surface wave 30 a becomes a leaky wave 31 a and propagates in the liquid medium 17.

ところで、図4に示すように、検査対象物1の表面1aに発生した欠陥11が超音波励起機構2と超音波受信機構3の間になく、超音波励起機構2から見て超音波受信機構3から遠い側に存在する場合もある。この場合においても、図3に示す実施の形態と同様に、表面波30や衝撃波32が欠陥11により反射や回折等を受け、欠陥11により変化した漏洩波31aや衝撃波32aとして液体媒質17中を伝播する。   By the way, as shown in FIG. 4, the defect 11 generated on the surface 1 a of the inspection object 1 is not between the ultrasonic excitation mechanism 2 and the ultrasonic reception mechanism 3, and the ultrasonic reception mechanism as viewed from the ultrasonic excitation mechanism 2. It may exist on the side far from 3. Also in this case, similarly to the embodiment shown in FIG. 3, the surface wave 30 and the shock wave 32 are reflected or diffracted by the defect 11, and the leakage wave 31a and the shock wave 32a changed by the defect 11 are passed through the liquid medium 17. Propagate.

このように、本実施の形態によれば、超音波受信機構2から照射されるレーザ光35を反射体4に照射することで、反射体4からの戻りレーザ光35の光量を常に一定とすることができる。したがって、例えば検査対象物1の溶接部分が凹凸形状を有したり、検査対象物1の表面が湾曲部分を有したりする場合等、表面1aが平坦ではない検査対象物1に対しても、表面1aに発生した欠陥11を正確かつ安定して検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, the amount of the return laser beam 35 from the reflector 4 is always constant by irradiating the reflector 4 with the laser beam 35 irradiated from the ultrasonic receiving mechanism 2. be able to. Therefore, for example, when the welded portion of the inspection object 1 has an uneven shape, or when the surface of the inspection object 1 has a curved portion, the surface 1a is not flat. It is possible to accurately and stably detect the defect 11 generated on the surface 1a.

また、本実施の形態によれば、欠陥検出装置50を走査機構(図示せず)により移動し、超音波励起機構2を検査対象物1の表面1aに発生した欠陥11の略真上に配置することができる。この場合、表面波30や衝撃波32は欠陥11により回折され、液体媒質伝播音波33や衝撃波32aとなり、液体媒質伝播音波33や衝撃波32aは超音波受信機構3で検出される。このとき、表面波30や衝撃波32が欠陥11まで伝播する距離が非常に短いため、検査対象物1の表面1aを伝播する間に表面波30や衝撃波32が散乱されたり減衰されたりすることがない。これにより、検査対象物1の表面1aに発生した欠陥11を精度よく検出することができる。   Further, according to the present embodiment, the defect detection device 50 is moved by a scanning mechanism (not shown), and the ultrasonic excitation mechanism 2 is disposed substantially directly above the defect 11 generated on the surface 1a of the inspection object 1. can do. In this case, the surface wave 30 and the shock wave 32 are diffracted by the defect 11 to become the liquid medium propagation sound wave 33 and the shock wave 32a, and the liquid medium propagation sound wave 33 and the shock wave 32a are detected by the ultrasonic receiving mechanism 3. At this time, since the distance that the surface wave 30 and the shock wave 32 propagate to the defect 11 is very short, the surface wave 30 and the shock wave 32 may be scattered or attenuated while propagating on the surface 1a of the inspection object 1. Absent. Thereby, the defect 11 generated on the surface 1a of the inspection object 1 can be detected with high accuracy.

第2の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第2の実施の形態を、図5を用いて説明する。
ここで、図5は本発明による欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present invention.

図5に示す本実施の形態は、超音波励起機構2、超音波受信機構3および反射体4が検査対象物1に対して傾斜して取り付けられている点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図5において、図1乃至図4に示す第1の実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。   The present embodiment shown in FIG. 5 is different only in that the ultrasonic excitation mechanism 2, the ultrasonic reception mechanism 3, and the reflector 4 are attached to the inspection object 1 with an inclination. Is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 5, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

まず、図5により本発明による欠陥検出装置の概略について述べる。
本実施の形態において、超音波励起機構2および超音波受信機構3は、超音波励起機構2から検査対象物1に対して照射される表面励起波34の照射方向と、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の照射方向とが検査対象物1に対し傾斜するように配置されている。同様に、反射体4は、検査対象物1と超音波受信機構3の間において、超音波受信機構3の傾斜に合わせて検査対象物1に対し傾斜して配置されている。
First, the outline of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the ultrasonic excitation mechanism 2 and the ultrasonic reception mechanism 3 include the irradiation direction of the surface excitation wave 34 irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2 to the inspection object 1 and the ultrasonic reception mechanism 3. It arrange | positions so that the irradiation direction of the laser beam 35 irradiated from the laser beam transmission part 3a may incline with respect to the test object 1. FIG. Similarly, the reflector 4 is disposed between the inspection object 1 and the ultrasonic reception mechanism 3 so as to be inclined with respect to the inspection object 1 in accordance with the inclination of the ultrasonic reception mechanism 3.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
図5に示す本実施の形態において、超音波励起機構2により検査対象物1の表面1aに対してレーザ光または超音波等からなる表面励起波34が照射される。図1乃至図4に示すように検査対象物1の表面1aに対して垂直に超音波励起機構2を設置した場合には、検査対象物1の表面1aに発生したキャビテーションが表面励起波34の照射行路を浮遊し、超音波励起機構2からの表面励起波34による超音波励起が不安定となる。そこで、図5に示す本実施の形態のように、表面励起波34の照射方向を検査対象物1に対し傾斜させる。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
In the present embodiment shown in FIG. 5, the surface excitation wave 34 made of laser light, ultrasonic waves, or the like is irradiated onto the surface 1 a of the inspection object 1 by the ultrasonic excitation mechanism 2. As shown in FIGS. 1 to 4, when the ultrasonic excitation mechanism 2 is installed perpendicular to the surface 1 a of the inspection object 1, cavitation generated on the surface 1 a of the inspection object 1 is caused by the surface excitation wave 34. The ultrasonic excitation by the surface excitation wave 34 from the ultrasonic excitation mechanism 2 becomes unstable due to floating in the irradiation path. Therefore, as in the present embodiment shown in FIG. 5, the irradiation direction of the surface excitation wave 34 is inclined with respect to the inspection object 1.

このように、本実施の形態によれば、超音波励起機構2から検査対象物1の表面1aに照射される表面励起波34に起因して表面1aに発生したキャビテーションが表面励起波34の光路を浮遊せず、超音波励起が不安定となることを防ぐことができ、欠陥検出精度が低下することを防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, the cavitation generated on the surface 1 a due to the surface excitation wave 34 irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2 to the surface 1 a of the inspection target 1 is the optical path of the surface excitation wave 34. , The ultrasonic excitation can be prevented from becoming unstable, and the defect detection accuracy can be prevented from being lowered.

第3の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第3の実施の形態を、図6を用いて説明する。
ここで、図6は本発明による欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present invention.

図6に示す本実施の形態は、洗浄機構12が超音波励起機構2および超音波受信機構3の付近に取り付けられている点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図6において、図1乃至図4に示す第1の実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。   The present embodiment shown in FIG. 6 differs only in that the cleaning mechanism 12 is attached in the vicinity of the ultrasonic excitation mechanism 2 and the ultrasonic reception mechanism 3, and the other configuration is the first configuration shown in FIG. This is the same as the embodiment. In FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

まず、図6により本発明による欠陥検出装置の概略について述べる。
本実施の形態において、検査対象物1は、液体媒質17中に設置されている。また、超音波励起機構2および超音波受信機構3の付近には、超音波励起機構2から照射される表面励起波34の行路と、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の光路とに向けて検査対象物1周囲の液体と同一の液体媒質17を吹き付ける洗浄機構12が設けられている。
First, the outline of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the inspection object 1 is installed in the liquid medium 17. Further, in the vicinity of the ultrasonic excitation mechanism 2 and the ultrasonic reception mechanism 3, the surface excitation wave 34 irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2 and the laser light transmitting unit 3 a of the ultrasonic reception mechanism 3 are irradiated. A cleaning mechanism 12 for spraying the same liquid medium 17 as the liquid around the inspection object 1 toward the optical path of the laser light 35 is provided.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
図6に示す本実施の形態において、洗浄機構12は、超音波励起機構2から照射される表面励起波34の行路と、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の光路とに向けて検査対象物1周囲の液体と同一の液体媒質17を吹き付ける。例えば、水中に設置された原子力プラント等において、洗浄機構12は、水を表面励起波34の行路と、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の光路とに向けて吹き付け、表面励起波34の行路およびレーザ光35の光路中に存在するクラッド等の不純物を除去する。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
In the present embodiment shown in FIG. 6, the cleaning mechanism 12 includes a path of the surface excitation wave 34 irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2 and a laser beam 35 irradiated from the laser light transmission unit 3 a of the ultrasonic reception mechanism 3. The same liquid medium 17 as the liquid around the inspection object 1 is sprayed toward the optical path. For example, in a nuclear power plant or the like installed in water, the cleaning mechanism 12 directs water to the path of the surface excitation wave 34 and the optical path of the laser beam 35 irradiated from the laser transmitter 3 a of the ultrasonic receiver 3. And removing impurities such as cladding existing in the path of the surface excitation wave 34 and the optical path of the laser beam 35.

このように、本実施の形態によれば、検査対象物1が設置されている液体媒質17中に混入している不純物の影響により、超音波励起機構2による超音波励起および超音波受信機構3による超音波受信が不安定となることを防止し、安定した計測をすることができる。   Thus, according to the present embodiment, the ultrasonic excitation and ultrasonic reception mechanism 3 by the ultrasonic excitation mechanism 2 due to the influence of impurities mixed in the liquid medium 17 in which the inspection object 1 is installed. It is possible to prevent the ultrasonic wave reception due to becoming unstable and perform stable measurement.

第4の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第4の実施の形態を、図7を用いて説明する。
ここで、図7は本発明による欠陥検出装置の構成を示す概略図である。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present invention.

図7に示す本実施の形態は、超音波励起機構2から照射される表面励起波34の行路上に照射プロファイル制御機構13を設けた点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図7において、図1乃至図4に示す第1の実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。   The present embodiment shown in FIG. 7 differs only in that the irradiation profile control mechanism 13 is provided on the path of the surface excitation wave 34 irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2, and the other configuration is shown in FIG. This is the same as in the first embodiment. In FIG. 7, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

まず、図7により本発明による欠陥検出装置の概略について述べる。
本実施の形態において、超音波励起機構2から検査対象物1の表面1aに照射される表面励起波34の行路上に、表面励起波34を透過させるとともに透過する表面励起波34のプロファイルを変化させる照射プロファイル制御機構13が設けられている。
First, an outline of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the profile of the surface excitation wave 34 that transmits and transmits the surface excitation wave 34 is changed on the path of the surface excitation wave 34 that is irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2 to the surface 1 a of the inspection object 1. An irradiation profile control mechanism 13 is provided.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
図7に示す本実施の形態において、照射プロファイル制御機構13は、超音波励起機構2から検査対象物1の表面1aに照射される表面励起波34のプロファイルを変化させる。これにより、検査対象物1の表面1aに励起させる表面波30等の超音波を制御することが可能となる。例えば、照射プロファイル制御機構13が複数のライン状の照射プロファイルを作製する機能を有すると、表面1aから発生する表面波30や衝撃波32等もそのプロファイルを反映した波形となる。特に一般的な電気ノイズはパルス的に発生することが多いが、本実施の形態に示すように、超音波励起機構2が照射プロファイル制御機構13を介して特徴的なプロファイルを有する表面波30や衝撃波32等を励起することで、特徴的なプロファイルを有する信号成分のみを容易に抽出することができる。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
In the present embodiment shown in FIG. 7, the irradiation profile control mechanism 13 changes the profile of the surface excitation wave 34 irradiated from the ultrasonic excitation mechanism 2 to the surface 1 a of the inspection object 1. Thereby, it becomes possible to control ultrasonic waves such as the surface wave 30 excited on the surface 1a of the inspection object 1. For example, when the irradiation profile control mechanism 13 has a function of creating a plurality of line-shaped irradiation profiles, the surface wave 30 and the shock wave 32 generated from the surface 1a also have waveforms reflecting the profiles. In particular, general electrical noise is often generated in a pulsed manner, but as shown in the present embodiment, the ultrasonic wave excitation mechanism 2 has a surface wave 30 having a characteristic profile via the irradiation profile control mechanism 13. By exciting the shock wave 32 and the like, only signal components having a characteristic profile can be easily extracted.

このように、本実施の形態によれば、溶接金属等の散乱・減衰が大きい検査対象物1に対しても、溶接金属等による散乱・減衰の影響を軽減することができ、精度良く欠陥11を検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the influence of scattering / attenuation due to the weld metal or the like even on the inspection object 1 having a large scattering / attenuation such as the weld metal. Can be detected.

第5の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第5の実施の形態を、図8および図9を用いて説明する。ここで、図8は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図、図9は本実施の形態による欠陥検出装置の作用を示す概略図である。図8に示す本実施の形態は、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の行路上に光路変更体14を設けた点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図8において、図1乃至図4に示す第1の実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment, and FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the operation of the defect detection apparatus according to the present embodiment. The present embodiment shown in FIG. 8 differs only in that the optical path changing body 14 is provided on the path of the laser light 35 irradiated from the laser light transmitting section 3a of the ultrasonic receiving mechanism 3, and the other configurations are as follows. This is the same as the first embodiment shown in FIG. In FIG. 8, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図8に示す第5の実施の形態において、超音波受信機構3と反射体4との間のレーザ光35の光路に、レーザ光35の光路を変更させる追加反射体14が設けられている。光路変更体14は、図8に示すように超音波受信機構3のレーザ送光部3aからのレーザ光35の光路を反射体4方向に反射し、レーザ光35を検査対象物1の表面1aと平行に照射する。なお、追加反射体14のレーザ光35が照射される面は、レーザ送光部3aから照射されるレーザ光35の戻り光量が最も多くなるようにするのが好ましく、例えば、研磨されて鏡面状態となるのが好ましい。   In the fifth embodiment shown in FIG. 8, an additional reflector 14 that changes the optical path of the laser beam 35 is provided in the optical path of the laser beam 35 between the ultrasonic receiving mechanism 3 and the reflector 4. As shown in FIG. 8, the optical path changing body 14 reflects the optical path of the laser light 35 from the laser transmitting section 3 a of the ultrasonic receiving mechanism 3 toward the reflector 4, and the laser light 35 is reflected on the surface 1 a of the inspection object 1. Irradiate in parallel. The surface of the additional reflector 14 that is irradiated with the laser light 35 is preferably configured so that the amount of return light of the laser light 35 irradiated from the laser light transmitting unit 3a is the largest, for example, polished to a mirror surface state. It is preferable that

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について図9を用いて述べる。
図9において、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されたレーザ光35は追加反射体14で反射され、追加反射体14により反射されたレーザ光35は、検査対象物1の表面1aの上方において表面1aと平行に進み、反射体4に入射する。反射体4に入射したレーザ光35は、反射体4の反射面4aにより反射され、検査対象物1の表面1aの上方において表面1aと平行に進み、再度追加反射体14に入射する。再度追加反射体14に入射したレーザ光35は、再度追加反射体14により反射される。再度追加反射体14により反射されたレーザ光35は、超音波受信機構3のレーザ受光部3bに入射する。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described with reference to FIG.
In FIG. 9, the laser light 35 irradiated from the laser light transmitting unit 3 a of the ultrasonic receiving mechanism 3 is reflected by the additional reflector 14, and the laser light 35 reflected by the additional reflector 14 is the surface of the inspection object 1. The light travels parallel to the surface 1a above 1a and enters the reflector 4. The laser beam 35 incident on the reflector 4 is reflected by the reflecting surface 4a of the reflector 4, travels parallel to the surface 1a above the surface 1a of the inspection object 1, and then enters the additional reflector 14 again. The laser beam 35 incident on the additional reflector 14 again is reflected by the additional reflector 14 again. The laser beam 35 reflected by the additional reflector 14 again enters the laser light receiving unit 3b of the ultrasonic receiving mechanism 3.

これにより、超音波励起機構2からの表面励起波34により検査対象物1の表面1a上に発生した表面波30から液体媒質17中に伝播する漏洩波31を、超音波受信機構3が幅広く受信することができる。また、検査対象物1の表面1aと平行な直線上に発生する漏洩波31の検査を一度に行うことができ、検査対象物1上の広い範囲の検査を短時間に行なうことができる。   Thereby, the ultrasonic wave receiving mechanism 3 widely receives the leaky wave 31 propagating into the liquid medium 17 from the surface wave 30 generated on the surface 1a of the inspection object 1 by the surface excitation wave 34 from the ultrasonic wave excitation mechanism 2. can do. Moreover, the inspection of the leaky wave 31 generated on the straight line parallel to the surface 1a of the inspection object 1 can be performed at a time, and a wide range inspection on the inspection object 1 can be performed in a short time.

第6の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第6の実施の形態を、図10を用いて説明する。
ここで、図10は本発明による欠陥検出装置の構成を示す概略図である。なお、図10に示す本実施の形態は、超音波受信機構3のレーザ送光部3aとレーザ受光部3bとが別体から構成され、レーザ送光部3aとレーザ受光部3bとの間のレーザ光35の光路上に、レーザ光35の光路を変更させる第1反射体14aおよび第2反射体14bを設けた点が異なるのみであり、他の構成は図8および図9に示す第5の実施の形態と同一である。図10において、図8および図9に示す実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present invention. In the present embodiment shown in FIG. 10, the laser transmitter 3a and the laser receiver 3b of the ultrasonic receiving mechanism 3 are configured as separate bodies, and are arranged between the laser transmitter 3a and the laser receiver 3b. The only difference is that the first reflector 14a and the second reflector 14b for changing the optical path of the laser beam 35 are provided on the optical path of the laser beam 35, and the other configuration is the fifth configuration shown in FIGS. This is the same as the embodiment. 10, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

まず、図10により本発明による欠陥検出装置の概略について述べる。
本実施の形態において、超音波受信機構3のレーザ送光部3aとレーザ受光部3bとは、別体から構成され、かつレーザ送光部3aとレーザ受光部3bとが離れて設けられている。超音波受信機構3のレーザ送光部3aとレーザ受光部3bとの間のレーザ光35の光路には、レーザ光35の光路を変更させる第1反射体14aおよび第2反射体14bが設けられている。
First, an outline of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the laser light transmitting unit 3a and the laser light receiving unit 3b of the ultrasonic receiving mechanism 3 are configured separately, and the laser light transmitting unit 3a and the laser light receiving unit 3b are provided apart from each other. . A first reflector 14a and a second reflector 14b that change the optical path of the laser beam 35 are provided in the optical path of the laser beam 35 between the laser transmitter 3a and the laser receiver 3b of the ultrasonic receiving mechanism 3. ing.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
図10において、超音波受信機構3のレーザ送光部3aから照射されたレーザ光35は第1反射体14aで反射される。第1反射体14aにより反射されたレーザ光35は、検査対象物1の表面1aと平行に進み、第2反射体14bに入射する。第2反射体14bに入射したレーザ光35は、第2反射体14bにより反射され、超音波受信機構3のレーザ受光部3bに入射する。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
In FIG. 10, the laser beam 35 emitted from the laser transmitting unit 3 a of the ultrasonic receiving mechanism 3 is reflected by the first reflector 14 a. The laser beam 35 reflected by the first reflector 14a travels in parallel with the surface 1a of the inspection object 1 and enters the second reflector 14b. The laser beam 35 incident on the second reflector 14 b is reflected by the second reflector 14 b and is incident on the laser light receiving unit 3 b of the ultrasonic receiving mechanism 3.

これにより、超音波励起機構2からの表面励起波34により検査対象物1の表面1a上に発生した表面波30から液体媒質17中に伝播する漏洩波31を、超音波受信機構3が幅広く受信することができる。また、検査対象物1の表面1aと平行な直線上に発生する漏洩波31の検査を一度に行うことができ、検査対象物1上の広い範囲の検査を短時間に行なうことができる。   Thereby, the ultrasonic wave receiving mechanism 3 widely receives the leaky wave 31 propagating into the liquid medium 17 from the surface wave 30 generated on the surface 1a of the inspection object 1 by the surface excitation wave 34 from the ultrasonic wave excitation mechanism 2. can do. Moreover, the inspection of the leaky wave 31 generated on the straight line parallel to the surface 1a of the inspection object 1 can be performed at a time, and a wide range inspection on the inspection object 1 can be performed in a short time.

第7の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第7の実施の形態を、図11を用いて説明する。
ここで、図11は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図である。なお、図11に示す本実施の形態は、超音波受信機構3が各々レーザ送光部3aとレーザ受光部3bとを有する5個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを有している点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図11において、図1乃至図4に示す実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment shown in FIG. 11, the ultrasonic receiving mechanism 3 has five ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. The only difference is that the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. In FIG. 11, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS.

次に、図11により本実施の形態による欠陥検出装置について説明する。
図11において、細長い開口部を有する欠陥11が生じている検査対象物1の表面1aの上方に、超音波受信機構3が設けられている。また、超音波受信機構3は、各々がレーザ送光部3aと、レーザ受光部3bとを有する5個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを有している。超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eは図11に示すように、検査対象物1の表面1aと平行な方向に一直線上に並べて配置されている。
Next, the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 11, the ultrasonic receiving mechanism 3 is provided above the surface 1a of the inspection object 1 where the defect 11 having an elongated opening is generated. The ultrasonic receiving mechanism 3 includes five ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. The ultrasonic receivers 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e are arranged in a straight line in a direction parallel to the surface 1a of the inspection object 1, as shown in FIG.

このように、超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを検査対象物1の表面1aと平行な方向に一直線上に並べて配置することで、表面波30や衝撃波32による劣化等の欠陥11に関する情報を多次元的に得ることができる。このため、多次元的に得られた情報を、例えば平均化処理、相関処理、または開口合成処理等の方法により処理することにより、欠陥11の検知性能を向上させることができる。これにより、溶接された金属等、検査対象物1の表面1aを伝播する表面波30や衝撃波32が散乱されたり減衰されたりする検査対象物1に対しても、表面1aに発生した欠陥11を精度よく検出することができる。また、本実施の形態は、多次元的に計測を行うため、検査領域を広くすることができ、検査対象物1の面積が広い場合であっても、表面1aに発生した欠陥11を迅速に検出することができる。   As described above, the ultrasonic receiving portions 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e are arranged in a straight line in a direction parallel to the surface 1a of the inspection object 1, so that defects such as deterioration due to the surface wave 30 and the shock wave 32 are present. 11 can be obtained in a multidimensional manner. For this reason, the detection performance of the defect 11 can be improved by processing the information obtained in a multidimensional manner by a method such as an averaging process, a correlation process, or an aperture synthesis process. As a result, defects 11 generated on the surface 1a are also detected on the inspection object 1 in which the surface wave 30 and the shock wave 32 propagating on the surface 1a of the inspection object 1 such as welded metal are scattered or attenuated. It can be detected with high accuracy. In addition, since the present embodiment performs multidimensional measurement, the inspection area can be widened, and even when the area of the inspection object 1 is large, the defect 11 generated on the surface 1a can be quickly detected. Can be detected.

第8の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第8の実施の形態を、図12を用いて説明する。
ここで、図12は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図である。なお、図12に示す本実施の形態は、超音波受信機構3が各々レーザ送光部3aとレーザ受光部3bとを有する5個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを有している点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図12において、図1乃至図4に示す実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Eighth Embodiment Next, an eighth embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment shown in FIG. 12, the ultrasonic receiving mechanism 3 has five ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. The only difference is that the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. In FIG. 12, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

次に、図12により本実施の形態による欠陥検出装置について説明する。
図12において、細長い開口部を有する欠陥11が生じている検査対象物1の表面1aの上方に、超音波受信機構3が設けられている。また、超音波受信機構3は、各々がレーザ送光部3aと、レーザ受光部3bとを有する5個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを有している。超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eは図12に示すように、検査対象物1の表面1aの垂直方向に一直線上に並べて配置されている。
Next, the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 12, the ultrasonic receiving mechanism 3 is provided above the surface 1a of the inspection object 1 in which the defect 11 having an elongated opening is generated. The ultrasonic receiving mechanism 3 includes five ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. As shown in FIG. 12, the ultrasonic receivers 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e are arranged in a straight line in the direction perpendicular to the surface 1a of the inspection object 1.

このように、超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを検査対象物1の表面1aの垂直方向に一直線上に並べて配置することで、表面波30や衝撃波32による劣化等の欠陥11に関する情報を多次元的に得ることができる。このため、多次元的に得られた情報を、例えば平均化処理、相関処理、または開口合成処理等の方法により処理することにより、欠陥11の検知性能を向上させることができる。これにより、溶接された金属等、検査対象物1の表面1aを伝播する表面波30や衝撃波32が散乱されたり減衰されたりする検査対象物1に対しても、表面1aに発生した欠陥11を精度よく検出することができる。また、本実施の形態は、多次元的に計測を行うため、検査領域を広くすることができ、検査対象物1の面積が広い場合であっても、表面1aに発生した欠陥11を迅速に検出することができる。   In this manner, the ultrasonic receiving portions 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e are arranged in a straight line in the direction perpendicular to the surface 1a of the inspection object 1, thereby causing defects 11 such as deterioration due to the surface wave 30 and the shock wave 32. Can be obtained in a multidimensional manner. For this reason, the detection performance of the defect 11 can be improved by processing the information obtained in a multidimensional manner by a method such as an averaging process, a correlation process, or an aperture synthesis process. As a result, defects 11 generated on the surface 1a are also detected on the inspection object 1 in which the surface wave 30 and the shock wave 32 propagating on the surface 1a of the inspection object 1 such as welded metal are scattered or attenuated. It can be detected with high accuracy. In addition, since the present embodiment performs multidimensional measurement, the inspection area can be widened, and even when the area of the inspection object 1 is large, the defect 11 generated on the surface 1a can be quickly detected. Can be detected.

第9の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第9の実施の形態を、図13を用いて説明する。
ここで、図13は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す平面図である。なお、図13に示す本実施の形態は、超音波受信機構3が各々レーザ送光部3aとレーザ受光部3bとを有する8個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16hを有している点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図13において、図1乃至図4に示す実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Ninth Embodiment Next, a ninth embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 13 is a plan view showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment shown in FIG. 13, the ultrasonic receiving mechanism 3 includes eight ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, and 16f each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. , 16g, and 16h, and the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. In FIG. 13, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS.

次に、図13により本実施の形態による欠陥検出装置について説明する。
図13において、細長い開口部を有する欠陥11が生じている検査対象物1の表面1aの上方に、超音波受信機構3が設けられている。また、超音波受信機構3は、各々がレーザ送光部3aと、レーザ受光部3bとを有する8個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16hを有している。超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16hは図13に示すように、超音波励起機構2を中心とする同一円周上にそれぞれ等間隔に並べて配置されている。
Next, the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 13, the ultrasonic receiving mechanism 3 is provided above the surface 1 a of the inspection object 1 on which the defect 11 having an elongated opening is generated. The ultrasonic receiving mechanism 3 includes eight ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, and 16h each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. ing. As shown in FIG. 13, the ultrasonic receivers 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, and 16h are arranged at equal intervals on the same circumference with the ultrasonic excitation mechanism 2 as the center. .

このように、超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16hを超音波励起機構2を中心とする同一円周上にそれぞれ等間隔に並べて配置することで、表面波30や衝撃波32による劣化等の欠陥11に関する情報を多次元的に得ることができる。このため、多次元的に得られた情報を、例えば平均化処理、相関処理、または開口合成処理等の方法により処理することにより、欠陥11の検知性能を向上させることができる。これにより、溶接された金属等、検査対象物1の表面1aを伝播する表面波30や衝撃波32が散乱されたり減衰されたりする検査対象物1に対しても、表面1aに発生した欠陥11を精度よく検出することができる。また、本実施の形態は、多次元的に計測を行うため、検査領域を広くすることができ、検査対象物1の面積が広い場合であっても、表面1aに発生した欠陥11を迅速に検出することができる。   In this manner, the ultrasonic wave receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, and 16h are arranged on the same circumference centering on the ultrasonic excitation mechanism 2 at equal intervals, so that the surface wave Information about the defect 11 such as degradation due to 30 or shock waves 32 can be obtained in a multidimensional manner. For this reason, the detection performance of the defect 11 can be improved by processing the information obtained in a multidimensional manner by a method such as an averaging process, a correlation process, or an aperture synthesis process. As a result, defects 11 generated on the surface 1a are also detected on the inspection object 1 in which the surface wave 30 and the shock wave 32 propagating on the surface 1a of the inspection object 1 such as welded metal are scattered or attenuated. It can be detected with high accuracy. In addition, since the present embodiment performs multidimensional measurement, the inspection area can be widened, and even when the area of the inspection object 1 is large, the defect 11 generated on the surface 1a can be quickly detected. Can be detected.

第10の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第10の実施の形態を、図14を用いて説明する。
ここで、図14は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図である。なお、図14に示す本実施の形態は、超音波受信機構3が各々レーザ送光部3aとレーザ受光部3bとを有する15個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16oを有している点が異なるのみであり、他の構成は図1に示す第1の実施の形態と同一である。図14において、図1乃至図4に示す実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Tenth Embodiment Next, a tenth embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment shown in FIG. 14, the ultrasonic receiving mechanism 3 has 15 ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. , 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n, and 16o, and the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 14, the same parts as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

次に、図14により本実施の形態による欠陥検出装置について説明する。
図14において、細長い開口部を有する欠陥11が生じている検査対象物1の表面1aの上方に、超音波受信機構3が設けられている。また、超音波受信機構3は、各々がレーザ送光部3aと、レーザ受光部3bとを有する15個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16oを有している。超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16oは図14に示すように検査対象物1の表面1aの上方にそれぞれ等間隔に並べて配置されている。
Next, the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 14, the ultrasonic receiving mechanism 3 is provided above the surface 1a of the inspection object 1 where the defect 11 having an elongated opening is generated. Further, the ultrasonic receiving mechanism 3 includes 15 ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. 16j, 16k, 16l, 16m, 16n, 16o. Ultrasonic wave receivers 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n, and 16o are located above the surface 1a of the inspection object 1 as shown in FIG. They are arranged at equal intervals.

このように、超音波受信部16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16h、16i、16j、16k、16l、16m、16n、16oを表面1aの上方にそれぞれ等間隔に並べて配置することで、表面波30や衝撃波32による劣化等の欠陥11に関する情報を多次元的に得ることができる。このため、多次元的に得られた情報を、例えば平均化処理、相関処理、または開口合成処理等の方法により処理することにより、欠陥11の検知性能を向上させることができる。これにより、溶接された金属等、検査対象物1の表面1aを伝播する表面波30や衝撃波32が散乱されたり減衰されたりする検査対象物1に対しても、表面1aに発生した欠陥11を精度よく検出することができる。また、本実施の形態は、多次元的に計測を行うため、検査領域を広くすることができ、検査対象物1の面積が広い場合であっても、表面1aに発生した欠陥11を迅速に検出することができる。   In this way, the ultrasonic wave receivers 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n, and 16o are arranged at equal intervals above the surface 1a. Thus, information regarding the defect 11 such as deterioration due to the surface wave 30 or the shock wave 32 can be obtained in a multidimensional manner. For this reason, the detection performance of the defect 11 can be improved by processing the information obtained in a multidimensional manner by a method such as an averaging process, a correlation process, or an aperture synthesis process. As a result, defects 11 generated on the surface 1a are also detected on the inspection object 1 in which the surface wave 30 and the shock wave 32 propagating on the surface 1a of the inspection object 1 such as welded metal are scattered or attenuated. It can be detected with high accuracy. In addition, since the present embodiment performs multidimensional measurement, the inspection area can be widened, and even when the area of the inspection object 1 is large, the defect 11 generated on the surface 1a can be quickly detected. Can be detected.

第11の実施の形態
次に、本発明による欠陥検出装置の第11の実施の形態を、図15を用いて説明する。
ここで、図15は本実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図である。なお、図15に示す本実施の形態は、超音波受信機構3が各々レーザ送光部3aとレーザ受光部3bとを有する5個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを有している点が異なるのみであり、他の構成は図8に示す第5の実施の形態と同一である。図15において、図8に示す実施の形態と同一部分には同一の部号を付して詳細な説明は省略する。
Eleventh Embodiment Next, an eleventh embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of the defect detection apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment shown in FIG. 15, the ultrasonic receiving mechanism 3 has five ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. The only difference is that the other configuration is the same as that of the fifth embodiment shown in FIG. In FIG. 15, the same parts as those in the embodiment shown in FIG.

次に、図15により本実施の形態による欠陥検出装置について説明する。
図15において、細長い開口部を有する欠陥11が生じている検査対象物1の表面1aの上方に、超音波受信機構3が設けられている。また、超音波受信機構3は、各々がレーザ送光部3aと、レーザ受光部3bとを有する5個の超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを有している。超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eは図15に示すように検査対象物1の表面1aの上方に横一列に等間隔に並べて配置されている。
Next, the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 15, the ultrasonic receiving mechanism 3 is provided above the surface 1a of the inspection object 1 where the defect 11 having an elongated opening is generated. The ultrasonic receiving mechanism 3 includes five ultrasonic receiving units 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e each having a laser transmitting unit 3a and a laser receiving unit 3b. As shown in FIG. 15, the ultrasonic receivers 16 a, 16 b, 16 c, 16 d, and 16 e are arranged above the surface 1 a of the inspection object 1 in a horizontal row at equal intervals.

このように、超音波受信部16a、16b、16c、16d、16eを表面1aの上方に横一列に等間隔に並べて配置することで、表面波30や衝撃波32による劣化等の欠陥11に関する情報を多次元的に得ることができる。このため、多次元的に得られた情報を、例えば平均化処理、相関処理、または開口合成処理等の方法により処理することにより、欠陥11の検知性能を向上させることができる。これにより、溶接された金属等、検査対象物1の表面1aを伝播する表面波30や衝撃波32が散乱されたり減衰されたりする検査対象物1に対しても、表面1aに発生した欠陥11を精度よく検出することができる。また、本実施の形態は、多次元的に計測を行うため、検査領域を広くすることができ、検査対象物1の面積が広い場合であっても、表面1aに発生した欠陥11を迅速に検出することができる。   In this way, by arranging the ultrasonic receivers 16a, 16b, 16c, 16d, and 16e in a horizontal row at equal intervals above the surface 1a, information on the defect 11 such as deterioration due to the surface wave 30 or the shock wave 32 can be obtained. It can be obtained multidimensionally. For this reason, the detection performance of the defect 11 can be improved by processing the information obtained in a multidimensional manner by a method such as an averaging process, a correlation process, or an aperture synthesis process. As a result, defects 11 generated on the surface 1a are also detected on the inspection object 1 in which the surface wave 30 and the shock wave 32 propagating on the surface 1a of the inspection object 1 such as welded metal are scattered or attenuated. It can be detected with high accuracy. In addition, since the present embodiment performs multidimensional measurement, the inspection area can be widened, and even when the area of the inspection object 1 is large, the defect 11 generated on the surface 1a can be quickly detected. Can be detected.

本発明の第1の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態において超音波励起機構から照射される表面励起波がレーザ光である場合の欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus in case the surface excitation wave irradiated from an ultrasonic excitation mechanism is a laser beam in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態による欠陥検出装置の作用を示す概略図。Schematic which shows the effect | action of the defect detection apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態による欠陥検出装置の図3と欠陥の位置が異なる場合における作用を示す概略図。Schematic which shows an effect | action in case the position of a defect differs from FIG. 3 of the defect detection apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態による欠陥検出装置の作用を示す概略図。Schematic which shows the effect | action of the defect detection apparatus by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the defect detection apparatus by the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the defect detection apparatus by the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the defect detection apparatus by the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the defect detection apparatus by the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the defect detection apparatus by the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施の形態による欠陥検出装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the defect detection apparatus by the 11th Embodiment of this invention. 従来技術による欠陥検出装置の概略図Schematic diagram of a conventional defect detection device 表面に凹凸形状を有する検査対象物断面を示す模式図Schematic diagram showing a cross section of an inspection object having an uneven shape on the surface 表面に曲面形状を有する検査対象物断面を示す模式図Schematic diagram showing a cross section of an inspection object having a curved surface on the surface

符号の説明Explanation of symbols

1 検査対象物
1a、104 表面
2 超音波励起機構
3 超音波受信機構
3a レーザ送光部
3b レーザ受光部
4 反射体
5 レーザ光伝送機構
6 受信レーザ光源
7 計測機構
8 収録機構
9 送信レーザ光源
10 送信レーザ光伝送機構
11 欠陥
12 洗浄機構
13 照射プロファイル制御機構
14 追加反射体
14a 第1反射体
14b 第2反射体
16a〜o 超音波受信部
17 液体媒質
30 表面波
31、31a 漏洩波
32、32a 衝撃波
33 液体媒質伝播音波
34 表面励起波
35 レーザ光
36、37 体積波
50 欠陥検出装置
100 音響レンズ
101 圧電素子
110 欠陥検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection object 1a, 104 Surface 2 Ultrasonic excitation mechanism 3 Ultrasonic reception mechanism 3a Laser light transmission part 3b Laser light reception part 4 Reflector 5 Laser light transmission mechanism 6 Reception laser light source 7 Measurement mechanism 8 Recording mechanism 9 Transmission laser light source 10 Transmission laser beam transmission mechanism 11 Defect 12 Cleaning mechanism 13 Irradiation profile control mechanism 14 Additional reflector 14a First reflector 14b Second reflector 16a-o Ultrasonic wave receiving unit 17 Liquid medium 30 Surface wave 31, 31a Leakage wave 32, 32a Shock wave 33 Liquid medium propagation sound wave 34 Surface excitation wave 35 Laser light 36, 37 Volume wave 50 Defect detection apparatus 100 Acoustic lens 101 Piezoelectric element 110 Defect detection apparatus

Claims (6)

検査対象物の表面に発生した欠陥を検出する欠陥検出装置において、
検査対象物の表面に対して表面励起波を照射することにより検査対象物の表面から超音波または衝撃波を発生させる超音波励起機構と、
レーザ光を照射するレーザ送光部と、レーザ光を受光するレーザ受光部とを有する超音波受信機構と、
レーザ送光部から照射されるレーザ光の光路上に配置され、レーザ光を反射する反射体と、
超音波受信機構に接続された計測機構と、
超音波受信機構と反射体との間のレーザ光の光路に設けられ、前記レーザ光の光路を検査対象物の表面と平行な方向に変更させる追加反射体とを備え、
レーザ送光部から照射されたレーザ光が前記追加反射体および前記反射体に反射するとともに、前記追加反射体および前記反射体に反射したレーザ光はレーザ受光部により受光され、
検査対象物の表面から発生した超音波または衝撃波は、前記追加反射体と前記反射体との間のレーザ光の光路上に達し、
計測機構は、超音波受信機構のレーザ受光部で受光したレーザ光の周波数変化を観測することにより検査対象物の表面の欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出装置。
In a defect detection device that detects defects generated on the surface of the inspection object,
An ultrasonic excitation mechanism that generates ultrasonic waves or shock waves from the surface of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with a surface excitation wave;
An ultrasonic receiving mechanism having a laser transmitting unit for irradiating a laser beam and a laser receiving unit for receiving the laser beam;
A reflector that is disposed on the optical path of the laser light emitted from the laser light transmitting section and reflects the laser light;
A measurement mechanism connected to the ultrasonic reception mechanism;
An additional reflector that is provided in the optical path of the laser light between the ultrasonic receiving mechanism and the reflector and changes the optical path of the laser light in a direction parallel to the surface of the inspection object;
The laser light emitted from the laser transmitting unit is reflected by the additional reflector and the reflector, and the laser beam reflected by the additional reflector and the reflector is received by the laser receiving unit,
The ultrasonic wave or shock wave generated from the surface of the inspection object reaches the optical path of the laser beam between the additional reflector and the reflector,
A measurement mechanism detects a defect on the surface of an inspection object by observing a frequency change of laser light received by a laser light receiving unit of an ultrasonic reception mechanism.
計測機構に、計測機構からの検出データを収録する収録機構を接続したことを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。 The defect detection apparatus according to claim 1, wherein a recording mechanism that records detection data from the measurement mechanism is connected to the measurement mechanism. 超音波励起機構は、表面励起波として、パルスレーザ光を照射することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。 The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic excitation mechanism irradiates a pulse laser beam as a surface excitation wave. 超音波励起機構は、検査対象物の表面に対して表面励起波を照射することにより検査対象物の表面から超音波または衝撃波を発生させる複数個の超音波励起部を有することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。 The ultrasonic excitation mechanism has a plurality of ultrasonic excitation units that generate ultrasonic waves or shock waves from the surface of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with a surface excitation wave. Item 2. The defect detection apparatus according to Item 1 . 超音波受信機構は、各々がレーザ送光部と、レーザ受光部とからなる複数個の超音波受信部を有することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出装置。 The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic receiving mechanism includes a plurality of ultrasonic receiving units each including a laser transmitting unit and a laser receiving unit. 請求項に記載の欠陥検出装置を用いた検出方法であって、
超音波励起機構から検査対象物の表面に対して表面励起波を照射することにより、検査対象物の表面から超音波または衝撃波を発生させる表面励起工程と、
超音波受信機構のレーザ送光部がレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、
追加反射体により、レーザ光の光路を検査対象物の表面と平行な方向に変更させるレーザ光光路変更工程と、
前記追加反射体と前記反射体との間のレーザ光の光路上に達した検査対象物の表面からの超音波または衝撃波により周波数が変化したレーザ送光部からのレーザ光をレーザ受光部が受光するレーザ光受光工程と、
計測機構が超音波受信機構のレーザ受光部で受光したレーザ光の周波数変化を観測する計測工程とを備えたことを特徴とする欠陥検出方法。
A detection method using the defect detection apparatus according to claim 1 ,
A surface excitation process for generating ultrasonic waves or shock waves from the surface of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with a surface excitation wave from the ultrasonic excitation mechanism;
A laser beam irradiation process in which the laser beam transmitting unit of the ultrasonic receiving mechanism irradiates the laser beam;
A laser beam path changing step for changing the optical path of the laser beam in a direction parallel to the surface of the inspection object by an additional reflector;
The laser receiving unit receives the laser beam from the laser transmitting unit whose frequency has been changed by the ultrasonic wave or the shock wave from the surface of the inspection object that has reached the optical path of the laser beam between the additional reflector and the reflector. A laser beam receiving step,
A defect detection method, comprising: a measurement step of observing a frequency change of a laser beam received by a laser receiving unit of an ultrasonic reception mechanism.
JP2006202299A 2006-07-25 2006-07-25 Defect detection apparatus and defect detection method Active JP5285845B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006202299A JP5285845B2 (en) 2006-07-25 2006-07-25 Defect detection apparatus and defect detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006202299A JP5285845B2 (en) 2006-07-25 2006-07-25 Defect detection apparatus and defect detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008026270A JP2008026270A (en) 2008-02-07
JP5285845B2 true JP5285845B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=39117037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006202299A Active JP5285845B2 (en) 2006-07-25 2006-07-25 Defect detection apparatus and defect detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5285845B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5413051B2 (en) * 2009-08-21 2014-02-12 株式会社豊田中央研究所 Ultrasonic inspection system
CH705370A1 (en) * 2011-07-31 2013-01-31 Kulicke & Soffa Die Bonding Gmbh Method and apparatus for inspection of a semiconductor chip before assembly.
JP5628856B2 (en) * 2012-03-29 2014-11-19 三井造船株式会社 Defect inspection apparatus and defect inspection method
JP6144038B2 (en) * 2012-11-27 2017-06-07 片倉 景義 Non-contact acoustic inspection apparatus and non-contact acoustic inspection method
JP6417304B2 (en) * 2015-09-10 2018-11-07 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Crack measuring device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62285027A (en) * 1986-06-04 1987-12-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical hydrophone
JPH0235353A (en) * 1988-04-04 1990-02-05 Fuji Electric Co Ltd Ultrasonic wave microscope
JPH0572186A (en) * 1991-09-13 1993-03-23 Shimadzu Corp Ultrasonic wave generating/detecting device for ultrasonic microscope
JP3735650B2 (en) * 1998-12-10 2006-01-18 株式会社東芝 Surface inspection device
JP2001208729A (en) * 2000-01-24 2001-08-03 Toshiba Corp Defect detector
JP2002301076A (en) * 2000-05-02 2002-10-15 Fuji Photo Film Co Ltd Ultrasonic probe, ultrasonic receiving device, and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2002257793A (en) * 2001-02-28 2002-09-11 Toshiba Corp Lasor ultrasonic inspection device
JP4251601B2 (en) * 2001-12-20 2009-04-08 株式会社東芝 Laser ultrasonic inspection equipment
JP2003222616A (en) * 2002-01-30 2003-08-08 Seiko Instruments Inc Thin film-evaluating apparatus due to beat light resonance
JP4094503B2 (en) * 2003-07-25 2008-06-04 株式会社東芝 Laser ultrasonic inspection apparatus and inspection method
JP2005055200A (en) * 2003-08-05 2005-03-03 Non-Destructive Inspection Co Ltd Ultrasonic inspection device and inspection method using the device
JP4471713B2 (en) * 2004-04-12 2010-06-02 新日本製鐵株式会社 Method and apparatus for separating and measuring recrystallization rate and grain aspect ratio

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008026270A (en) 2008-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101134431B1 (en) Ultrasonic scanning device and method
WO2012008144A1 (en) Ultrasonic flaw detecting apparatus and ultrasonic flaw detecting method
JP2008286640A (en) Device and method for ultrasonic flaw detection of pipe
JP5285845B2 (en) Defect detection apparatus and defect detection method
CA2544844A1 (en) Method for checking a weld between two metal pipelines
JP2007057485A (en) System and method of weld zone visualization
JP2010043989A (en) Defect height estimation method by ultrasonic flaw detection
JP5410651B2 (en) Surface degradation detection apparatus and method
JP2001021542A (en) Measuring of weld line transverse crack defect length
JP2002062281A (en) Flaw depth measuring method and its device
JP4564183B2 (en) Ultrasonic flaw detection method
JP5115024B2 (en) Coupling check method for ultrasonic oblique angle flaw detector
JP2008164396A (en) Flaw detection method and flaw detector used therefor
JP2007047116A (en) Ultrasonic flaw detection method
JP2008164397A (en) Flaw detection method and flaw detector used therein
RU2397489C1 (en) Ultrasonic flaw detection device and ultrasonic flaw detection method
JP7258792B2 (en) Laser ultrasonic measuring device and laser ultrasonic measuring method
JP4761147B2 (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
JP2007263956A (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
Searfass et al. Ultrasonic Evaluation of Inclusions and Surface-Breaking Defects in High Density Polyethylene (HDPE) Butt Fusion and Mitered Joints
JP4643379B2 (en) Laser irradiation device
JP5847010B2 (en) Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method
JP4636967B2 (en) Ultrasonic flaw detection method
Hesse et al. Defect detection in rails using ultrasonic surface waves
Choi et al. Imaging and Sizing of Surface Defects Using Synthetic Aperture Focusing of Laser-generated Surface Waves

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20090109

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110318

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130104

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130402

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130409

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130603

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5285845

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151