JP6290748B2 - Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、被検体の表面一方向及び厚さ方向のそれぞれにおける欠陥の範囲又は/及び中心位置の評価を行う超音波検査方法及び超音波検査装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic inspection method and an ultrasonic inspection apparatus for evaluating a defect range or / and center position in one surface direction and thickness direction of a subject.

発電プラントにおける構成機器の保全は正常な運転を維持するために必要であり、非破壊検査技術の果たす役割は重要性が高い。特に原子力プラントでは、原子炉圧力容器(RPV)や再循環系配管などの原子炉一次系機器の健全性確保が重要であり、欠陥が生じやすい溶接部に対し、超音波探傷試験(UT)が実施され、欠陥の検出やその範囲(大きさ)等の評価を行っている。   Maintenance of components in a power plant is necessary to maintain normal operation, and the role played by nondestructive inspection technology is highly important. In nuclear power plants in particular, it is important to ensure the integrity of nuclear reactor primary system equipment such as reactor pressure vessels (RPV) and recirculation piping, and ultrasonic flaw testing (UT) is performed on welds that are prone to defects. It has been implemented to detect defects and evaluate the range (size).

欠陥の範囲等を評価するための従来の超音波検査方法として、例えば、超音波を送信する送信用探触子と、超音波を受信する受信用探触子と、を用いるタンデム法が知られている(例えば特許文献1参照)。このタンデム法では、欠陥の仮想位置(言い換えれば、欠陥が存在するか否かを観測する位置)に対して溶接部の幅方向一方側に送信用探触子及び受信用探触子を配置する。そして、送信用探触子から欠陥の仮想位置に到達するように超音波を送信し、欠陥が存在する場合に、欠陥で反射された超音波を受信用探触子で受信する。そして、超音波の受信によって欠陥が存在することを検出し、欠陥の存在位置を連続的に検出することにより、欠陥の範囲等の評価を行うことが可能である。   As a conventional ultrasonic inspection method for evaluating a defect range or the like, for example, a tandem method using a transmission probe that transmits ultrasonic waves and a reception probe that receives ultrasonic waves is known. (For example, refer to Patent Document 1). In this tandem method, a transmitting probe and a receiving probe are arranged on one side in the width direction of the weld with respect to a virtual position of a defect (in other words, a position for observing whether or not a defect exists). . Then, ultrasonic waves are transmitted from the transmitting probe so as to reach the virtual position of the defect, and when there is a defect, the ultrasonic wave reflected by the defect is received by the receiving probe. Then, it is possible to evaluate the defect range and the like by detecting the presence of a defect by receiving ultrasonic waves and continuously detecting the position of the defect.

なお、超音波を送信する複数の圧電素子(振動子)からなる送信素子群(送波用振動子群)と、超音波を受信する複数の圧電素子(振動子)からなる受信素子群(受波用振動子群)と、を用いるタンデム法も知られている(例えば特許文献2参照)。   A transmitting element group (transmission transducer group) composed of a plurality of piezoelectric elements (transducers) that transmit ultrasonic waves and a receiving element group (receiver) composed of a plurality of piezoelectric elements (transducers) that receive ultrasonic waves. A tandem method using a wave transducer group) is also known (see, for example, Patent Document 2).

特開2002−14082号公報JP 2002-14082 A 特開2007−163470号公報JP 2007-163470 A

しかしながら、上記従来技術には、次のような課題が存在する。上述したタンデム法では、例えば被検体の使用中又は使用後の検査であれば、被検体の経年劣化によって生じる欠陥であって、被検体の厚さ方向(又は溶接部の境界方向)に延在する欠陥を想定する。すなわち、欠陥の傾斜角を想定し、その欠陥で高効率に反射する超音波の反射角に基づいて超音波の伝播経路を想定することが可能である。しかし、例えば被検体の製造後(使用前)の検査であれば、被検体の製造時に生じる欠陥を想定するため、欠陥の傾斜角が不明な場合がある。そして、欠陥の傾斜角が想定した値と異なれば、超音波の伝播経路に誤差が生じ、欠陥の範囲又は/及び中心位置の評価に誤差が生じる可能性がある。   However, there are the following problems in the above-described prior art. In the above-described tandem method, for example, in the case of an inspection during or after use of a specimen, it is a defect caused by aging of the specimen and extends in the thickness direction of the specimen (or the boundary direction of the weld). Assume a defect that That is, it is possible to assume the inclination angle of the defect and to assume the propagation path of the ultrasonic wave based on the reflection angle of the ultrasonic wave reflected with high efficiency by the defect. However, for example, in the case of an inspection after the subject is manufactured (before use), a defect occurring at the time of manufacturing the subject is assumed, and the inclination angle of the defect may be unknown. If the inclination angle of the defect is different from the assumed value, an error may occur in the ultrasonic propagation path, and an error may occur in the evaluation of the defect range or / and the center position.

本発明の目的は、欠陥の傾斜角を評価でき、欠陥の範囲又は/及び中心位置の評価精度を高めることができる超音波検査方法及び超音波検査装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection method and an ultrasonic inspection apparatus capable of evaluating the inclination angle of a defect and improving the evaluation accuracy of the defect range or / and the center position.

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、被検体の内部に超音波を送信する送信素子群と、前記被検体の内部に欠陥が存在する場合に、前記欠陥で反射された超音波を受信する受信素子群とを用いる超音波検査方法であって、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更並びに前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて予め解析された複数の超音波伝播経路のそれぞれに基づき、前記送信素子群による超音波の送信位置及び送信角並びに前記受信素子群による超音波の受信位置及び受信角を可変制御し、前記超音波伝播経路毎に取得した受信超音波の波形データから前記欠陥のエコー強度を取得し、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角からなる三次元座標系にて前記欠陥のエコー強度を示す場合を想定し、所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対してエコー強度の最大値を求め、このエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を実傾斜角として求め、前記欠陥の実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出して、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置からなる二次元座標系にて示す場合を想定し、所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する前記被検体の仮想位置の範囲に基づき、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の実範囲又は/及び実中心位置を求める。   In order to achieve the above object, a representative present invention includes a transmitting element group that transmits ultrasonic waves inside a subject, and an ultrasonic wave reflected by the defect when a defect exists inside the subject. An ultrasonic inspection method using a receiving element group for receiving a sound wave according to a change in a virtual position of the defect and a change in a virtual tilt angle of the defect in one surface direction and thickness direction of the subject Based on each of the analyzed plurality of ultrasonic propagation paths, the ultrasonic transmission position and transmission angle by the transmission element group and the ultrasonic reception position and reception angle by the reception element group are variably controlled, and the ultrasonic propagation is performed. The echo intensity of the defect is acquired from the waveform data of the received ultrasonic wave acquired for each path, and the three-dimensional pattern is formed by the virtual position of the defect and the virtual tilt angle of the defect in one surface direction and thickness direction of the subject. Assuming the case where the echo intensity of the defect is shown in the standard system, the maximum value of the echo intensity is obtained for the distribution of the echo intensity larger than a predetermined threshold, and the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity is obtained. Is obtained as an actual inclination angle, an echo intensity distribution corresponding to the actual inclination angle of the defect is extracted, and two-dimensionally formed of the virtual position of the defect in one surface direction and thickness direction of the subject Assuming the case indicated by a coordinate system, the defect in one surface direction and thickness direction of the subject based on the range of the virtual position of the subject corresponding to a distribution of a group of echo intensities greater than a predetermined threshold The actual range or / and the actual center position are obtained.

本発明によれば、欠陥の傾斜角を評価でき、欠陥の範囲又は/及び中心位置の評価精度を高めることができる。   According to the present invention, the inclination angle of a defect can be evaluated, and the evaluation accuracy of the defect range or / and the center position can be improved.

本発明の第1の実施形態における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the ultrasonic inspection apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における送信用アレイ探触子、受信用アレイ探触子、及び探触子移動装置の構造を表す被検体の軸方向断面図である。It is an axial direction sectional view of a subject showing structures of a transmitting array probe, a receiving array probe, and a probe moving device in a 1st embodiment of the present invention. 図2中矢印III方向から見た図である。It is the figure seen from the arrow III direction in FIG. 図2中矢印IV方向から見た図である。It is the figure seen from the arrow IV direction in FIG. 本発明の第1の実施形態における送受信装置の機能的構成をアレイ探触子とともに表すブロック図である。It is a block diagram showing the functional structure of the transmitter / receiver in the 1st Embodiment of this invention with an array probe. 本発明の第1の実施形態における超音波伝播経路の解析を説明するための図であり、欠陥の仮想傾斜角α=0である場合を示す。It is a figure for demonstrating the analysis of the ultrasonic propagation path in the 1st Embodiment of this invention, and shows the case where the virtual inclination | tilt angle (alpha) = 0 of a defect. 本発明の第1の実施形態において被検体の軸方向における欠陥の仮想位置の変化に対応した超音波伝播経路の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the ultrasonic propagation path corresponding to the change of the virtual position of the defect in the axial direction of a subject in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において被検体の厚さ方向における欠陥の仮想位置の変化に対応した超音波伝播経路の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the ultrasonic propagation path corresponding to the change of the virtual position of the defect in the thickness direction of a subject in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態において欠陥の仮想傾斜角の変化に対応した超音波伝播経路の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the ultrasonic propagation path corresponding to the change of the virtual inclination angle of a defect in the 1st Embodiment of this invention. 入射側の媒質が鋼、透過側の媒質が空気である場合の媒質境界における横波の反射効率を表す図である。It is a figure showing the reflection efficiency of the transverse wave in the medium boundary in case the incident side medium is steel and the transmission side medium is air. 欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて設定する超音波の送信角及び受信角の具体例を表す図である。It is a figure showing the specific example of the transmission angle and reception angle of the ultrasonic wave set according to the change of the virtual inclination angle of a defect. 本発明の第1の実施形態における三次元画像の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the three-dimensional image in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における二次元画像の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the two-dimensional image in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における超音波検査方法の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of the ultrasonic inspection method in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the ultrasonic inspection apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における投影画像の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the projection image in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1の変形例における二次元画像の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the two-dimensional image in the 1st modification of this invention. 本発明の第2の変形例における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the ultrasonic inspection apparatus in the 2nd modification of this invention. 本発明の第3の変形例における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the ultrasonic inspection apparatus in the 3rd modification of this invention. 本発明の第4の変形例における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the ultrasonic inspection apparatus in the 4th modification of this invention. 本発明の第4の変形例における送受信用アレイ探触子及び探触子移動装置の構造を表す被検体の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a subject showing the structure of an array probe for transmission and reception and a probe moving device in a fourth modification of the present invention. 本発明の第4の変形例における送受信装置の機能的構成をアレイ探触子とともに表すブロック図である。It is a block diagram showing the functional structure of the transmission / reception apparatus in the 4th modification of this invention with an array probe. 本発明の第4の変形例における超音波伝播経路の解析を説明するための図であり、欠陥の仮想傾斜角α=0である場合を示す。It is a figure for demonstrating the analysis of the ultrasonic propagation path in the 4th modification of this invention, and shows the case where the virtual inclination | tilt angle (alpha) = 0 of a defect. 本発明の第4の変形例における超音波伝播経路の解析を説明するための図であり、欠陥の仮想傾斜角α=0でない場合を示す。It is a figure for demonstrating the analysis of the ultrasonic propagation path in the 4th modification of this invention, and shows the case where the virtual inclination | tilt angle (alpha) = 0 of a defect is not. 本発明の第4の変形例における超音波検査方法の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of the ultrasonic inspection method in the 4th modification of this invention.

本発明の第1の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。図2は、本実施形態における送信用アレイ探触子、受信用アレイ探触子、及び探触子移動装置の構造を表す被検体の軸方向断面図である。図3は、図2中矢印III方向から見た図であり、図4は、図2中矢印IV方向から見た図である。図5は、本実施形態における送受信装置の機能的構成をアレイ探触子とともに表すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic inspection apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view in the axial direction of the subject showing the structures of the transmitting array probe, the receiving array probe, and the probe moving device in the present embodiment. 3 is a view seen from the direction of arrow III in FIG. 2, and FIG. 4 is a view seen from the direction of arrow IV in FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the functional configuration of the transmission / reception apparatus according to this embodiment together with the array probe.

本実施形態の超音波検査装置は、円筒状の被検体1(詳細には、例えば原子炉圧力容器の胴体)において周方向(図3中上下方向、図4中左右方向)に延在する溶接部2を検査対象とし、欠陥3の検出及び評価を行うためのものである。   The ultrasonic inspection apparatus according to the present embodiment is welded to extend in the circumferential direction (vertical direction in FIG. 3 and horizontal direction in FIG. 4) in a cylindrical subject 1 (specifically, for example, the body of a reactor pressure vessel). This is intended to detect and evaluate the defect 3 with the part 2 as an inspection target.

本実施形態の超音波検査装置は、送信用アレイ探触子4A、受信用アレイ探触子4B、探触子移動装置5、送受信装置6、伝播経路制御部7、入力装置8、計算装置9、記憶装置10、及び表示装置11を備えている。計算装置9は、機能的構成として、伝播経路解析部12及びエコー強度データ作成部13を有している。なお、計算装置9はコンピュータや電子部品を搭載した基板等で構成され、記憶装置10はハードディスクやランダムアクセスメモリ(RAM)等で構成されている。また、表示装置11はディスプレイ等で構成され、入力装置8はマウスやキーボード、タッチパネル等で構成されている。   The ultrasonic inspection apparatus according to this embodiment includes a transmission array probe 4A, a reception array probe 4B, a probe moving device 5, a transmission / reception device 6, a propagation path control unit 7, an input device 8, and a calculation device 9. A storage device 10 and a display device 11. The calculation device 9 includes a propagation path analysis unit 12 and an echo intensity data creation unit 13 as functional configurations. The computing device 9 is composed of a computer or a board on which electronic components are mounted, and the storage device 10 is composed of a hard disk, random access memory (RAM), or the like. The display device 11 is configured by a display or the like, and the input device 8 is configured by a mouse, a keyboard, a touch panel, or the like.

探触子移動装置5は、送信用アレイ探触子4A及び受信用アレイ探触子4Bを被検体1の外周面に沿って機械的に移動させるものである。この探触子移動装置5は、被検体1の外周側に取付けられた円環状の軌道14と、この軌道14に沿って(すなわち、図3及び図4中矢印D1で示す方向であって、被検体1の周方向に)移動可能に設けられた周方向移動装置15と、この周方向移動装置15に設けられ、軌道14に対して垂直な方向に(すなわち、図2及び図3中矢印D2で示す方向であって、被検体1の軸方向に)アーム16を移動させるアーム移動装置17と、アーム16に沿って(すなわち、被検体1の軸方向に)移動可能に設けられ、送信用アレイ探触子4Aを保持する探触子保持装置18Aと、アーム16に沿って移動可能に設けられ、受信用アレイ探触子4Bを保持する探触子保持装置18Bとを備えている。   The probe moving device 5 mechanically moves the transmitting array probe 4A and the receiving array probe 4B along the outer peripheral surface of the subject 1. The probe moving device 5 includes an annular track 14 attached to the outer peripheral side of the subject 1 and a direction along the track 14 (that is, a direction indicated by an arrow D1 in FIGS. 3 and 4). A circumferential movement device 15 provided so as to be movable in the circumferential direction of the subject 1 and a circumferential movement device 15 provided in the circumferential movement device 15 in a direction perpendicular to the trajectory 14 (that is, arrows in FIGS. 2 and 3). An arm moving device 17 that moves the arm 16 in the direction indicated by D2 (in the axial direction of the subject 1), and is movably provided along the arm 16 (that is, in the axial direction of the subject 1). A probe holding device 18A that holds the trusted array probe 4A and a probe holding device 18B that is provided so as to be movable along the arm 16 and hold the receiving array probe 4B are provided.

周方向移動装置15は、軌道14の外周側に形成されたラック19と噛み合うピニオン20と、このピニオン20を回転させるモータ(図示せず)と、このモータの回転量を検出するエンコーダ(図示せず)とを有している。そして、ピニオン20が回転することにより、周方向移動装置15が被検体1の周方向に移動し、これに伴い、送信用アレイ探触子4A及び受信用アレイ探触子4Bが被検体1の周方向に移動するようになっている。   The circumferential movement device 15 includes a pinion 20 that meshes with a rack 19 formed on the outer peripheral side of the track 14, a motor (not shown) that rotates the pinion 20, and an encoder (not shown) that detects the amount of rotation of the motor. Z). As the pinion 20 rotates, the circumferential direction moving device 15 moves in the circumferential direction of the subject 1, and accordingly, the transmitting array probe 4 </ b> A and the receiving array probe 4 </ b> B are attached to the subject 1. It moves in the circumferential direction.

アーム移動装置17は、軌道14に対して垂直な方向にアーム16を移動させるモータ(図示せず)と、このモータの回転量を検出するエンコーダ(図示せず)とを有している。そして、アーム16が被検体1の軸方向に移動することにより、送信用アレイ探触子4A及び受信用アレイ探触子4Bが被検体1の軸方向に移動する。これにより、例えば軌道14の位置を基準として、被検体1の軸方向(言い換えれば、被検体1の表面一方向)における送信用アレイ探触子4Aと受信用アレイ探触子4Bの間の中心位置Kを調整可能としている。   The arm moving device 17 includes a motor (not shown) that moves the arm 16 in a direction perpendicular to the track 14 and an encoder (not shown) that detects the rotation amount of the motor. Then, when the arm 16 moves in the axial direction of the subject 1, the transmitting array probe 4 </ b> A and the receiving array probe 4 </ b> B move in the axial direction of the subject 1. Thus, for example, the center between the transmitting array probe 4A and the receiving array probe 4B in the axial direction of the subject 1 (in other words, one direction on the surface of the subject 1) with reference to the position of the trajectory 14, for example. The position K can be adjusted.

探触子保持装置18Aは、押付アーム21Aと、この押付アーム21Aの先端側に取付けられ、送信用アレイ探触子4Aを保持する探触子ホルダ22Aと、押付アーム21Aを被検体1側に付勢して、送信用アレイ探触子4Aを被検体1の表面に押圧する付勢機構(図示しないが、例えばバネ、空気圧シリンダ、又は油圧シリンダ)とを有している。同様に、探触子保持装置18Bは、押付アーム21Bと、この押付アーム21Bの先端側に取付けられ、受信用アレイ探触子4Bを保持する探触子ホルダ22Bと、押付アーム21Bを被検体1側に付勢して、受信用アレイ探触子4Bを被検体1の表面に押圧する付勢機構とを有している。   The probe holding device 18A is attached to the pressing arm 21A, the distal end side of the pressing arm 21A, the probe holder 22A for holding the transmitting array probe 4A, and the pressing arm 21A to the subject 1 side. It has a biasing mechanism (not shown, for example, a spring, a pneumatic cylinder, or a hydraulic cylinder, not shown) that biases and presses the transmitting array probe 4A against the surface of the subject 1. Similarly, the probe holding device 18B is attached to the pressing arm 21B, the distal end side of the pressing arm 21B, the probe holder 22B holding the receiving array probe 4B, and the pressing arm 21B to the subject. And an urging mechanism that urges the receiving array probe 4 </ b> B against the surface of the subject 1.

また、探触子保持装置18Aは、アーム16の一方側(図3中下側、図4中右側)側面に形成されたラック23Aと噛み合うピニオン24Aと、このピニオン24Aを回転させるモータ(図示せず)と、このモータの回転量を検出するエンコーダ(図示せず)とを有している。同様に、探触子保持装置18Bは、アーム16の他方側(図3中上側、図4中左側)側面に形成されたラック23Bと噛み合うピニオン24Bと、このピニオン24Bを回転させるモータ(図示せず)と、このモータの回転量を検出するエンコーダ(図示せず)とを有している。なお、探触子保持装置18Aと探触子保持装置18Bは、アーム16を挟んで対向するように設けられており、互いに干渉しないようになっている。   The probe holding device 18A includes a pinion 24A that meshes with a rack 23A formed on one side (lower side in FIG. 3, right side in FIG. 4) of the arm 16, and a motor (not shown) that rotates the pinion 24A. And an encoder (not shown) for detecting the rotation amount of the motor. Similarly, the probe holding device 18B includes a pinion 24B that meshes with a rack 23B formed on the other side (upper side in FIG. 3, left side in FIG. 4) of the arm 16, and a motor (not shown) that rotates the pinion 24B. And an encoder (not shown) for detecting the rotation amount of the motor. The probe holding device 18A and the probe holding device 18B are provided so as to face each other with the arm 16 interposed therebetween, and do not interfere with each other.

そして、例えばピニオン24A,24Bが一方向に同じ回転量で回転すれば、探触子保持装置18Aと探触子保持装置18Bが同じ移動量で互いに離れるように移動する。これにより、被検体1の軸方向における送信用アレイ探触子4Aの中心位置CAと受信用アレイ探触子4Bの中心位置CBの間の相対距離Lが大きくなる。一方、例えばピニオン24A,24Bが反対方向に同じ回転量で回転すれば、探触子保持装置18Aと探触子保持装置18Bが同じ移動量で互いに近づくように移動する。これにより、被検体1の軸方向における送信用アレイ探触子4Aの中心位置CAと受信用アレイ探触子4Bの中心位置CBの間の相対距離Lが小さくなる。このようにしてアレイ探触子4A,4B間の中心位置Kを固定したまま、アレイ探触子4A,4B間の相対距離Lを調整可能としている。なお、探触子保持装置18Aと探触子保持装置18Bが同一方向に移動したり、異なる移動量で移動することも可能である。   For example, if the pinions 24A and 24B rotate in the same direction with the same rotation amount, the probe holding device 18A and the probe holding device 18B move away from each other with the same movement amount. Thereby, the relative distance L between the center position CA of the transmitting array probe 4A and the center position CB of the receiving array probe 4B in the axial direction of the subject 1 is increased. On the other hand, for example, if the pinions 24A and 24B rotate in the opposite direction with the same rotation amount, the probe holding device 18A and the probe holding device 18B move so as to approach each other with the same movement amount. Thereby, the relative distance L between the center position CA of the transmitting array probe 4A and the center position CB of the receiving array probe 4B in the axial direction of the subject 1 is reduced. In this way, the relative distance L between the array probes 4A and 4B can be adjusted while the center position K between the array probes 4A and 4B is fixed. Note that the probe holding device 18A and the probe holding device 18B can move in the same direction or with different movement amounts.

送信用アレイ探触子4Aは、ウェッジ25Aと、ウェッジ25Aの傾斜面に配列された複数の圧電素子(振動子)26Aとを有している。送信用アレイ探触子4Aの圧電素子26Aの総数(図中では32個)は、超音波を送信する送信素子群27Aを構成する圧電素子の数(図中では4個)より多くなっている。   The transmitting array probe 4A includes a wedge 25A and a plurality of piezoelectric elements (vibrators) 26A arranged on the inclined surface of the wedge 25A. The total number of piezoelectric elements 26A (32 in the figure) of the transmitting array probe 4A is larger than the number of piezoelectric elements (4 in the figure) constituting the transmitting element group 27A that transmits ultrasonic waves. .

同様に、受信用アレイ探触子4Bは、ウェッジ25Bと、ウェッジ25Bの傾斜面に配列された複数の圧電素子(振動子)26Bとを有している。受信用アレイ探触子4Bの圧電素子26Aの総数(図中では32個)は、超音波を受信する受信素子群27Bを構成する圧電素子の数(図中では4個)より多くなっている。   Similarly, the receiving array probe 4B includes a wedge 25B and a plurality of piezoelectric elements (vibrators) 26B arranged on the inclined surface of the wedge 25B. The total number (32 in the drawing) of the piezoelectric elements 26A of the receiving array probe 4B is larger than the number of piezoelectric elements (four in the drawing) constituting the receiving element group 27B that receives the ultrasonic waves. .

送受信装置6は、入出力制御部28、遅延時間制御部29、パルサ30、レシーバ31、及びデータ収録部32を有している。   The transmission / reception device 6 includes an input / output control unit 28, a delay time control unit 29, a pulsar 30, a receiver 31, and a data recording unit 32.

遅延時間制御部29は、入出力制御部28を介して伝播経路制御部7から送信遅延パターン及び受信遅延パターンを入力し、送信遅延パターンに基づいてパルサ30を制御するとともに、受信遅延パターンに基づいてレシーバ31を制御するようになっている。   The delay time control unit 29 receives the transmission delay pattern and the reception delay pattern from the propagation path control unit 7 via the input / output control unit 28, controls the pulser 30 based on the transmission delay pattern, and based on the reception delay pattern. Thus, the receiver 31 is controlled.

パルサ30は、送信遅延パターンに基づき、送信用アレイ探触子4Aの圧電素子26Aから送信素子群27Aを選択して、送信素子群27Aを構成する各圧電素子へ駆動信号を出力するとともに、各駆動信号の出力タイミング(すなわち、各圧電素子の送信タイミング)を制御する。これにより、送信素子群27Aによる超音波の送信位置及び送信角を可変制御する。   The pulsar 30 selects the transmission element group 27A from the piezoelectric elements 26A of the transmission array probe 4A based on the transmission delay pattern, and outputs a drive signal to each piezoelectric element constituting the transmission element group 27A. The output timing of the drive signal (that is, the transmission timing of each piezoelectric element) is controlled. Accordingly, the transmission position and transmission angle of the ultrasonic waves by the transmission element group 27A are variably controlled.

レシーバ31は、受信遅延パターンに基づき、受信用アレイ探触子4Bの圧電素子26Bから受信素子群27Bを選択して、受信素子群27Bを構成する各圧電素子から波形信号を入力するとともに、各波形信号の入力タイミング(すなわち、各圧電素子の受信タイミング)を制御して合成する。これにより、受信素子群27Bによる超音波の受信位置及び受信角を可変制御する。そして、合成した波形信号に対し所定の処理(詳細には、アナログ信号からデジタル信号への変換処理等)を行って波形データを取得し、データ収録部32に収録する。この波形データは、超音波の路程と強度(波高値)の関係からなる離散データである。   The receiver 31 selects a receiving element group 27B from the piezoelectric elements 26B of the receiving array probe 4B based on the receiving delay pattern, inputs a waveform signal from each piezoelectric element constituting the receiving element group 27B, The input timing of waveform signals (that is, the reception timing of each piezoelectric element) is controlled and synthesized. Thereby, the ultrasonic reception position and reception angle by the reception element group 27B are variably controlled. Then, predetermined processing (specifically, conversion processing from an analog signal to a digital signal, etc.) is performed on the synthesized waveform signal to acquire waveform data and record it in the data recording unit 32. This waveform data is discrete data consisting of the relationship between the path length and intensity (wave height value) of an ultrasonic wave.

伝播経路制御部7は、探触子移動装置5及び送受信装置6を連携して制御するものである。そのため、探触子移動装置5からエンコーダの検出情報を入力して、現在の周方向移動装置15の周方向位置(言い換えれば、アレイ探触子4A,4Bの周方向位置)を把握するとともに、現在のアレイ探触子4A,4B間の中心位置K及び相対距離Lを把握している。また、送受信装置6から制御情報を入力して現在の送信遅延パターン及び受信遅延パターンを把握している。   The propagation path control unit 7 controls the probe moving device 5 and the transmitting / receiving device 6 in cooperation with each other. Therefore, the detection information of the encoder is input from the probe moving device 5 to grasp the current circumferential position of the circumferential moving device 15 (in other words, the circumferential position of the array probes 4A and 4B), The center position K and the relative distance L between the current array probes 4A and 4B are grasped. In addition, control information is input from the transmission / reception device 6 to grasp the current transmission delay pattern and reception delay pattern.

そして、探触子移動装置5に制御指令を出力して、周方向移動装置15を被検体1の周方向に所定のピッチで移動させて、その周方向位置を可変制御する。これにより、被検体1の周方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御する。また、記憶装置10で予め記憶された探触子間中心位置のインデックスデータ33に基づき、探触子移動装置5に制御指令を出力して、アレイ探触子4A,4B間の中心位置Kを可変制御する。これにより、被検体1の軸方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御する。また、記憶装置10で予め記憶された探触子間相対距離のインデックスデータ34に基づき、探触子移動装置5に制御指令を出力して、アレイ探触子4A,4B間の相対距離Lを可変制御する。これにより、被検体1の軸方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御する。また、記憶装置10で予め記憶された遅延パターンのインデックスデータ35に基づき、送受信装置6に送信遅延パターン及び受信遅延パターンを出力する。これにより、被検体1の軸方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御するとともに、超音波の送信角及び受信角を可変制御するようになっている。   Then, a control command is output to the probe moving device 5, and the circumferential movement device 15 is moved in the circumferential direction of the subject 1 at a predetermined pitch, and the circumferential position thereof is variably controlled. Thereby, the transmission position and reception position of the ultrasonic wave in the circumferential direction of the subject 1 are variably controlled. Further, based on the index data 33 of the center position between the probes stored in advance in the storage device 10, a control command is output to the probe moving device 5, and the center position K between the array probes 4A and 4B is determined. Variable control. Thereby, the ultrasonic transmission position and reception position in the axial direction of the subject 1 are variably controlled. Further, based on the index data 34 of the relative distance between the probes stored in advance in the storage device 10, a control command is output to the probe moving device 5, and the relative distance L between the array probes 4A and 4B is determined. Variable control. Thereby, the ultrasonic transmission position and reception position in the axial direction of the subject 1 are variably controlled. Further, based on the delay pattern index data 35 stored in advance in the storage device 10, the transmission delay pattern and the reception delay pattern are output to the transmission / reception device 6. As a result, the ultrasonic transmission position and reception position in the axial direction of the subject 1 are variably controlled, and the ultrasonic transmission angle and reception angle are variably controlled.

計算装置9の伝播経路解析部12は、事前に、上述したインデックスデータ33,34,35を作成するために、入力装置8で入力された被検体1の寸法や音速等の条件に基づき、超音波が効率よく伝播する経路を解析するものである。ここで、本実施形態の特徴の一つとして、被検体1の軸方向及び厚さ方向における欠陥の仮想位置(言い換えれば、欠陥が存在するか否かを観測する位置)の変更だけでなく、欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて超音波の伝播経路を解析するようになっている。   The propagation path analysis unit 12 of the calculation device 9 preliminarily creates the above-described index data 33, 34, and 35 based on conditions such as the dimensions and sound speed of the subject 1 input by the input device 8. It analyzes the path through which sound waves propagate efficiently. Here, as one of the features of the present embodiment, not only the change of the virtual position of the defect in the axial direction and the thickness direction of the subject 1 (in other words, the position for observing whether or not the defect exists) The propagation path of the ultrasonic wave is analyzed according to the change in the virtual inclination angle of the defect.

詳細には、まず、例えば図6で示すように、欠陥3の仮想傾斜角α=0である場合(すなわち、欠陥3が被検体1の厚さ方向に延在している場合)を想定して、超音波の伝播経路を解析する。被検体1の周方向をX軸とし、被検体1の軸方向をY軸(詳細には、例えば軌道14の位置をY=0)とし、被検体1の厚さ方向をZ軸(詳細には、被検体1の外周面の位置をZ=0)として、検査範囲Sを設定するとともに、検査範囲S内の欠陥3の仮想位置P(x,y,z)を設定する。そして、例えば、送信用探触子4Aの送信素子群27Aからウェッジ25Aを介し被検体1に送信された横波モードの超音波が、被検体1の内周面で一度反射した後、欠陥3の仮想位置Pに到達する場合を想定する。また、欠陥3の仮想位置Pで反射された超音波が受信用探触子4Bの受信素子群27Bにウェッジ25Bを介し受信される場合を想定する。このような超音波伝播経路Fによれば、アレイ探触子4A,4B間の中心位置K及び相対距離Lは、下記の式(1)を用いて演算することができる。 Specifically, first, for example, as shown in FIG. 6, a case is assumed in which the virtual tilt angle α of the defect 3 is 0 (that is, the defect 3 extends in the thickness direction of the subject 1). Then, the propagation path of the ultrasonic wave is analyzed. The circumferential direction of the subject 1 is the X axis, the axial direction of the subject 1 is the Y axis (specifically, for example, the position of the trajectory 14 is Y = 0), and the thickness direction of the subject 1 is the Z axis (detailed). Sets the inspection range S and sets the virtual position P (x p , y p , z p ) of the defect 3 in the inspection range S, assuming that the position of the outer peripheral surface of the subject 1 is Z = 0). Then, for example, after the transverse wave mode ultrasonic wave transmitted from the transmitting element group 27A of the transmitting probe 4A to the subject 1 via the wedge 25A is reflected once on the inner peripheral surface of the subject 1, the defect 3 Assume that the virtual position P is reached. Further, it is assumed that the ultrasonic wave reflected at the virtual position P of the defect 3 is received by the receiving element group 27B of the receiving probe 4B via the wedge 25B. According to such an ultrasonic propagation path F, the center position K and the relative distance L between the array probes 4A and 4B can be calculated using the following equation (1).

ここで、tは被検体1の厚さである。また、θは送信素子群27Aによる超音波の送信角(屈折角)、θは受信素子群27Bによる超音波の受信角(屈折角)である。なお、本実施形態では、欠陥3の仮想傾斜角α=0である場合に、送信角θ=受信角θ=基準屈折角θ(詳細には、例えば45度)としている。また、欠陥3の仮想傾斜角α=0である場合に、送信素子群27Aによる超音波の送信位置Eを送信用アレイ探触子4Aの中心位置CAとし、受信素子群27Bによる超音波の受信位置Eを受信用アレイ探触子4Bの中心位置CBとしている。 Here, t is the thickness of the subject 1. Further, θ t is an ultrasonic transmission angle (refraction angle) by the transmission element group 27A, and θ r is an ultrasonic reception angle (refraction angle) by the reception element group 27B. In the present embodiment, when the virtual tilt angle α = 0 of the defect 3 is set, the transmission angle θ t = the reception angle θ r = the reference refraction angle θ 0 (specifically, for example, 45 degrees). Further, when a virtual tilt angle alpha = 0 defects 3, the transmission position E t of the ultrasonic waves by transmission element group 27A and the center position CA of the transmitting array probe 4A, by the receiving element group 27B of the ultrasonic The reception position Er is set as the center position CB of the reception array probe 4B.

上記の式(1)から明らかなように、アレイ探触子4A,4B間の中心位置Kは、被検体1の軸方向における欠陥3の仮想位置ypに対応する。すなわち、例えば図7(a)で示すように、yp=0を想定した場合、アレイ探触子4A,4B間の中心位置K=Kに制御すればよい。また、例えば図7(b)で示すように、yp=yp_maxを想定した場合、アレイ探触子4A,4B間の中心位置K=K(但し、K>K)に制御すればよい。そのため、欠陥3の仮想位置ypの変更に応じてアレイ探触子4A,4B間の中心位置Kを順次演算し、それらをインデックスデータ33として記憶装置10に記憶させる。 As is clear from the above equation (1), the center position K between the array probes 4A and 4B corresponds to the virtual position yp of the defect 3 in the axial direction of the subject 1. That is, as shown in FIG. 7 (a), when assuming yp = 0, may be controlled array probe 4A, the center position K = K 1 between 4B. Further, for example, as shown in FIG. 7B, when yp = yp_max is assumed, the center position between the array probes 4A and 4B may be controlled to K = K 2 (where K 2 > K 1 ). . Therefore, the center position K between the array probes 4A and 4B is sequentially calculated according to the change of the virtual position yp of the defect 3, and these are stored in the storage device 10 as the index data 33.

また、上記の式(1)から明らかなように、アレイ探触子4A,4B間の相対距離Lは、被検体1の厚さ方向における欠陥3の仮想位置zpに対応する。すなわち、例えば図8(a)で示すように、zp≒0を想定した場合、アレイ探触子4A,4B間の相対距離L=Lに制御すればよい。また、例えば図8(b)で示すように、zp≒zp_maxを想定した場合、アレイ探触子4A,4B間の相対距離L=L(但し、L<L)に制御すればよい。そのため、欠陥3の仮想位置zpの変更に応じてアレイ探触子4A,4B間の相対距離Lを順次演算し、それらをインデックスデータ34として記憶装置10に記憶させる。 Further, as is clear from the above equation (1), the relative distance L between the array probes 4A and 4B corresponds to the virtual position zp of the defect 3 in the thickness direction of the subject 1. That is, as shown in FIG. 8 (a), the case of assuming the zp ≒ 0, may be controlled array probe 4A, the relative distance L = L 1 between 4B. Further, for example, as shown in FIG. 8B, when zp≈zp_max is assumed, the relative distance between the array probes 4A and 4B may be controlled to L = L 2 (where L 2 <L 1 ). . Therefore, the relative distance L between the array probes 4A and 4B is sequentially calculated according to the change of the virtual position zp of the defect 3, and these are stored in the storage device 10 as index data 34.

次に、欠陥3の仮想傾斜角α=0でない場合を想定して、超音波の伝播経路を解析する。この場合、α=0である場合に対して、送信素子群27Aによる超音波の送信位置E及び送信角θを変更するとともに、受信素子群27Bによる超音波の受信位置E及び受信角θを変更しなければならない。具体的には、例えば図9(a)で示すように、α=α(但し、α>0)である場合、送信素子群27Aによる超音波の送信位置Eを、欠陥3の仮想位置Pに近づけるようにシフト量ΔTだけシフトする。また、受信素子群27Bによる超音波の受信位置Eを、欠陥3の仮想位置Pから離れるようにシフト量ΔRだけシフトする。また、超音波の送信角θを、補正値β(但し、α>0の場合、β<0)だけ補正する。また、超音波の受信角θを、補正値β(但し、α>0の場合、β>0)だけ補正する。 Next, assuming that the virtual inclination angle α of the defect 3 is not 0, the propagation path of the ultrasonic wave is analyzed. In this case, the case of alpha = 0, together with changing the transmission position E t and the transmission angle theta t of the ultrasonic waves by transmission element group 27A, the receiving position E r and reception angle of the ultrasonic wave by the receiving element group 27B θ r must be changed. More specifically, as shown in FIG. 9 (a), α = α 1 ( where, alpha 1> 0) if it is, the transmission position E t of the ultrasonic waves by transmission element group 27A, a virtual defect 3 The shift amount is shifted by ΔT so as to approach the position P. Further, the ultrasonic reception position Er by the reception element group 27B is shifted by a shift amount ΔR so as to be away from the virtual position P of the defect 3. In addition, the transmission angle θ t of the ultrasonic wave is corrected by a correction value β t (where α> 0, β t <0). Also, the ultrasonic reception angle θ r is corrected by a correction value β r (where α r > 0 when α> 0).

また、例えば図9(b)で示すように、α=α(但し、α<0)である場合、送信素子群27Aによる超音波の送信位置Eを、欠陥3の仮想位置Pから遠ざけるようにシフト量ΔTだけシフトする。また、受信素子群27Bによる超音波の受信位置Eを、欠陥3の仮想位置Pに近づけるようにシフト量ΔRだけシフトする。また、超音波の送信角θを、補正値β(但し、α<0の場合、β>0)だけ補正する。また、超音波の受信角θを、補正値β(但し、α<0の場合、β<0)だけ補正する。 For example, as shown in FIG. 9 (b), α = α 2 ( where, alpha 2 <0) if it is, the transmission position E t of the ultrasonic waves by transmission element group 27A, the virtual position P of the defect 3 Shift by a shift amount ΔT to keep away. In addition, the ultrasonic reception position Er by the reception element group 27B is shifted by the shift amount ΔR so as to approach the virtual position P of the defect 3. Further, the transmission angle θ t of the ultrasonic wave is corrected by a correction value β t (provided that β t > 0 when α <0). Also, the ultrasonic reception angle θ r is corrected by a correction value β r (where α r <0, β r <0).

ここで、欠陥3における超音波の反射効率を高めるためには、欠陥3に対する超音波の入射角φと反射角φを等しくする必要がある。したがって、下記の式(2)を満たすように、超音波の送信角θ及び受信角θを設定する必要がある。 Here, in order to increase the reflection efficiency of the ultrasonic wave in the defect 3, it is necessary to equalize the incident angles phi t and the reflection angle phi r ultrasound to defects 3. Therefore, it is necessary to set the ultrasonic transmission angle θ t and the reception angle θ r so as to satisfy the following expression (2).

また、図10で示すように、横波の入射角が35度以上であれば、横波の反射効率が最大の1.0となる(詳細には、横波入射波から横波反射波へのエネルギー分配率が最大の1.0となり、縦波反射波へのエネルギー分配率が最小の0となる)。そのため、被検体1の内周面に対する超音波の入射角、すなわち送信素子群27Aによる超音波の送信角θを35度以上とし、かつ、欠陥3に対する超音波の入射角φを35度以上とすることが好ましい。この条件と上記の式(2)を満たす超音波の送信角θ及び受信角θの具体例の一つとして、下記の式(3)が考えられる。 As shown in FIG. 10, when the incident angle of the transverse wave is 35 degrees or more, the reflection efficiency of the transverse wave becomes 1.0 (specifically, the energy distribution ratio from the incident incident wave to the reflected wave of the transverse wave). Becomes 1.0 at the maximum, and the energy distribution ratio to the longitudinal reflected wave becomes 0 at the minimum). Therefore, the incident angle of the ultrasonic wave with respect to the inner peripheral surface of the subject 1, that is, the transmission angle θ t of the ultrasonic wave by the transmitting element group 27A is set to 35 degrees or more, and the incident angle φ t of the ultrasonic wave to the defect 3 is set to 35 degrees. The above is preferable. As a specific example of the ultrasonic transmission angle θ t and the reception angle θ r satisfying this condition and the above equation (2), the following equation (3) can be considered.

また、他の具体例として、下記の式(4)が考えられる。この式(4)を満たす欠陥の仮想傾斜角αと超音波の送信角θ及び受信角θの関係を、図11に示す。 As another specific example, the following formula (4) can be considered. FIG. 11 shows the relationship between the virtual tilt angle α of the defect that satisfies the equation (4), the ultrasonic transmission angle θ t, and the reception angle θ r .

上述したように超音波の送信角θ及び受信角θを設定すれば、超音波の送信位置Eのシフト量ΔT及び受信位置Eのシフト量ΔRを、下記の式(5)を用いて演算することができる。 By setting the ultrasound transmission angle theta t and the receiving angle theta r of as described above, the shift amount ΔR of shift amount ΔT and receiving position E r of the ultrasonic transmission position E t, Equation (5) below Can be used to calculate.

そして、欠陥の仮想傾斜角αの変更に応じて、超音波の送信位置E及び送信角θに対応する送信遅延パターンを生成するとともに、超音波の受信位置E及び受信角θに対応する受信遅延パターンを生成し、それらをインデックスデータ35として記憶装置10に記憶させる。 Then, according to the change of the virtual inclination angle α of the defect, a transmission delay pattern corresponding to the ultrasonic transmission position E t and the transmission angle θ t is generated, and at the ultrasonic reception position Er and the reception angle θ r . Corresponding reception delay patterns are generated, and stored as index data 35 in the storage device 10.

上述の図1及び図5に戻り、送受信装置6の入出力制御部28は、データ収録部32から波形データを読み込むとともに、この波形データの取得条件である制御情報(詳細には、例えば周方向移動装置14の位置、アレイ探触子4L,4B間の中心位置K及び相対距離L、並びに送信遅延パターン及び受信遅延パターン)を伝播経路制御部7等から入力し、それらを関連付けさせて記憶装置10に出力し、記憶装置10に記憶させる。   Returning to FIG. 1 and FIG. 5 described above, the input / output control unit 28 of the transmission / reception device 6 reads waveform data from the data recording unit 32 and controls information (details, for example, in the circumferential direction) as acquisition conditions of the waveform data The position of the moving device 14, the center position K and the relative distance L between the array probes 4L and 4B, the transmission delay pattern and the reception delay pattern) are input from the propagation path control unit 7 and the like, and are associated with each other to store them. 10 and stored in the storage device 10.

計算装置9のエコー強度データ作成部13は、記憶装置10で記憶された波形データ36とこれに関連付けられた制御情報を読み込む。そして、伝播経路解析部12の助力によって制御情報に対応する超音波の伝播経路に基づいて欠陥の路程を取得し、波形デー36タから欠陥のエコー強度を抽出する。また、伝播経路解析部12の助力によって欠陥の仮想位置P(x,y,z)及び仮想傾斜角αを取得し、前述したエコー強度と関連付ける。このようにしてエコー強度データ37を作成して、記憶装置10に記憶させるようになっている。 The echo intensity data creation unit 13 of the calculation device 9 reads the waveform data 36 stored in the storage device 10 and the control information associated therewith. Then, the path of the defect is acquired based on the propagation path of the ultrasonic wave corresponding to the control information with the help of the propagation path analysis unit 12, and the echo intensity of the defect is extracted from the waveform data 36. Further, the virtual position P (x p , y p , z p ) of the defect and the virtual inclination angle α are acquired with the help of the propagation path analysis unit 12 and associated with the above-described echo intensity. In this way, echo intensity data 37 is created and stored in the storage device 10.

表示装置11は、機能的構成として、三次元画像表示部38、実傾斜角入力部39、及び二次元画像表示部40を有している。   The display device 11 includes a three-dimensional image display unit 38, an actual inclination angle input unit 39, and a two-dimensional image display unit 40 as functional configurations.

三次元画像表示部38は、記憶装置10で記憶されたエコー強度データ37に基づき、被検体1の周方向における欠陥の仮想位置xp毎に、例えば図12で示すような三次元画像41を生成して表示するようになっている。この三次元画像41は、被検体1の軸方向及び厚さ方向における欠陥の仮想位置yp,zpと仮想傾斜角αからなる三次元座標系にて、対応するエコー強度を示している。具体的には、複数の閾値との大小関係によってエコー強度のレベルを判定し、そのレベルに応じた色調でエコー強度を示している。また、三次元画像41は、カーソルの移動や数値の入力等によって任意の座標(ypi,zpi,αi)を選択する座標選択欄42と、選択された任意の座標(ypi,zpi,αi)におけるエコー強度(数値)を表示するエコー強度表示欄43とを有している。したがって、検査者は、三次元画像41上にて、所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布を確認することが可能である。また、その分布に対してエコー強度の最大値を探し、このエコー強度の最大値に対応する仮想傾斜角αを実傾斜角として読み取ることが可能である。   The three-dimensional image display unit 38 generates, for example, a three-dimensional image 41 as shown in FIG. 12 for each virtual position xp of the defect in the circumferential direction of the subject 1 based on the echo intensity data 37 stored in the storage device 10. Is displayed. This three-dimensional image 41 shows the corresponding echo intensity in a three-dimensional coordinate system composed of the virtual positions yp, zp of the defect and the virtual inclination angle α in the axial direction and the thickness direction of the subject 1. Specifically, the level of the echo intensity is determined based on the magnitude relationship with a plurality of threshold values, and the echo intensity is indicated by a color tone corresponding to the level. The three-dimensional image 41 includes a coordinate selection field 42 for selecting an arbitrary coordinate (ypi, zpi, αi) by moving the cursor, inputting a numerical value, and the like, and an arbitrary coordinate (ypi, zpi, αi) selected. And an echo intensity display field 43 for displaying echo intensity (numerical value). Therefore, the inspector can confirm a distribution of a group of echo intensities larger than a predetermined threshold on the three-dimensional image 41. Further, the maximum value of the echo intensity is searched for the distribution, and the virtual inclination angle α corresponding to the maximum value of the echo intensity can be read as the actual inclination angle.

実傾斜角入力部39は、検査者が実傾斜角を入力するためのものである。具体的には、例えば、三次元画像41の座標選択欄42に実傾斜角を表示させつつ、入力ボタン(図示せず)等を操作することで、実傾斜角を入力するようになっている。   The actual inclination angle input unit 39 is for an inspector to input an actual inclination angle. Specifically, for example, the actual inclination angle is displayed by operating an input button (not shown) or the like while displaying the actual inclination angle in the coordinate selection field 42 of the three-dimensional image 41. .

二次元画像表示部40は、実傾斜角入力部39で入力された実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出し、これに基づき、例えば図13で示すような二次元画像44を生成して表示するようになっている。二次元画像44は、被検体1の軸方向及び厚さ方向における欠陥の仮想位置yp,zpからなる二次元座標系にて、対応するエコー強度を示している(すなわち、二次元画像44は、YZ断面の探傷画像に相当する)。具体的には、複数の閾値との大小関係によってエコー強度のレベルを判定し、そのレベルに応じた色調でエコー強度を示している。したがって、検査者は、二次元画像44上にて、所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布を確認することが可能である。また、その分布に対応する欠陥3の仮想位置ypの範囲に基づき、被検体1の軸方向における欠陥3の実範囲(ya〜yb)又は/及び実中心位置(yc)を読み取ることが可能である。また、その分布に対応する欠陥3の仮想位置zpの範囲に基づき、被検体1の厚さ方向における欠陥3の実範囲(za〜zb)又は/及び実中心位置(zc)を読み取ることが可能である。   The two-dimensional image display unit 40 extracts the echo intensity distribution corresponding to the actual tilt angle input by the actual tilt angle input unit 39, and generates a two-dimensional image 44 as shown in FIG. Is displayed. The two-dimensional image 44 shows the corresponding echo intensity in the two-dimensional coordinate system composed of the virtual positions yp and zp of the defect in the axial direction and the thickness direction of the subject 1 (that is, the two-dimensional image 44 is This corresponds to a flaw detection image of the YZ cross section). Specifically, the level of the echo intensity is determined based on the magnitude relationship with a plurality of threshold values, and the echo intensity is indicated by a color tone corresponding to the level. Therefore, the examiner can confirm a distribution of a group of echo intensities larger than a predetermined threshold on the two-dimensional image 44. Further, based on the range of the virtual position yp of the defect 3 corresponding to the distribution, it is possible to read the real range (ya to yb) or / and the real center position (yc) of the defect 3 in the axial direction of the subject 1. is there. Further, based on the range of the virtual position zp of the defect 3 corresponding to the distribution, the real range (za to zb) or / and the real center position (zc) of the defect 3 in the thickness direction of the subject 1 can be read. It is.

なお、上記において、探触子移動装置5は、特許請求の範囲に記載の、送信素子群を機械的に移動させて超音波の送信位置を可変制御する送信位置制御部、及び受信素子群を機械的に移動させて超音波の受信位置を可変制御する受信位置制御部を構成する。また、送受信装置6は、特許請求の範囲に記載の、送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御する送信位置制御部、送信素子群を構成する各素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御する送信角制御部、受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御する受信位置制御部、及び受信素子群を構成する各素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御する受信角制御部を構成する。   In the above, the probe moving device 5 includes a transmission position control unit and a reception element group that variably control the transmission position of the ultrasonic wave by mechanically moving the transmission element group described in the claims. A reception position control unit that mechanically moves and variably controls the reception position of the ultrasonic wave is configured. Further, the transmission / reception device 6 includes a transmission position control unit that electronically selects a transmission element group and variably controls a transmission position of ultrasonic waves, and transmission timings of the elements that constitute the transmission element group. Control unit for variably controlling the transmission angle of the ultrasonic wave by controlling the reception position control unit for variably controlling the reception position of the ultrasonic wave by electronically selecting the reception element group, and each component constituting the reception element group A reception angle control unit is configured to variably control the reception angle of the ultrasonic wave by controlling the reception timing of the element.

次に、本実施形態の超音波検査装置を用いた超音波検査方法を説明する。図14は、本実施形態における超音波検査方法の手順を説明するためのフローチャートである。   Next, an ultrasonic inspection method using the ultrasonic inspection apparatus of this embodiment will be described. FIG. 14 is a flowchart for explaining the procedure of the ultrasonic inspection method according to this embodiment.

まず、ステップ100において、伝播経路制御部7は、探触子移動装置5を制御して、1番目の欠陥仮想位置xpに対応するように、周方向移動装置15を移動させる。その後、ステップ110に進み、1番目の欠陥仮想位置ypに対応するように、アーム移動装置17でアーム16を移動させて、アレイ探触子4A,4B間の中心位置Kを調整する。その後、ステップ120に進み、1番目の欠陥仮想位置zpに対応するように、探触子保持装置18A,18Bを移動させて、アレイ探触子4A,4B間の相対距離Lを調整する。   First, in step 100, the propagation path control unit 7 controls the probe moving device 5 to move the circumferential direction moving device 15 so as to correspond to the first defect virtual position xp. Thereafter, the process proceeds to step 110, and the arm 16 is moved by the arm moving device 17 so as to correspond to the first defect virtual position yp, and the center position K between the array probes 4A and 4B is adjusted. Thereafter, the process proceeds to step 120, and the probe holding devices 18A and 18B are moved so as to correspond to the first defect virtual position zp, and the relative distance L between the array probes 4A and 4B is adjusted.

そして、ステップ130に進み、送受信装置6は、1番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した送信遅延パターン及び受信遅延パターンを用いた超音波の送受信(すなわち、探傷)を実施し、受信超音波の波形データ36を記憶装置10に記憶させる。その後、ステップ140に進み、計算装置9のエコー強度データ作成部13は、波形データ36からエコー強度データ37を作成して、記憶装置10に記憶させる。   Then, the process proceeds to step 130, where the transmission / reception device 6 performs transmission / reception of ultrasonic waves (that is, flaw detection) using the transmission delay pattern and the reception delay pattern corresponding to the first defect virtual inclination angle α, and the received ultrasonic waves The waveform data 36 is stored in the storage device 10. Thereafter, the process proceeds to step 140, where the echo intensity data creation unit 13 of the calculation device 9 creates echo intensity data 37 from the waveform data 36 and stores it in the storage device 10.

その後、ステップ150に進み、遅延パターンの走査が完了したか否か(すなわち、g番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した送信遅延パターン及び受信遅延パターンを用いて探傷を実施したか否か)を判定する、最初のうちは、ステップ150の判定が満たされないから、上述したステップ130及び140が繰り返される。すなわち、2番目、3番目、…g番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した遅延パターンを用いた探傷をそれぞれ実施し、エコー強度データ37をそれぞれ作成して記憶する。   Thereafter, the process proceeds to step 150, and whether or not the scanning of the delay pattern is completed (that is, whether or not flaw detection is performed using the transmission delay pattern and the reception delay pattern corresponding to the g-th defect virtual inclination angle α). At the beginning of the determination, since the determination of step 150 is not satisfied, the above-described steps 130 and 140 are repeated. That is, flaw detection using a delay pattern corresponding to the second, third,..., G-th defect virtual inclination angle α is performed, and echo intensity data 37 is created and stored.

その後、ステップ150の判定が満たされて、ステップ160に進み、相対距離Lの走査が完了したか否か(すなわち、h番目の欠陥仮想位置zpに対応した相対距離Lに調整したか否か)を判定する。最初のうちは、ステップ160の判定が満たされないから、上述したステップ120〜150が繰り返される。すなわち、2番目、3番目、…h番目の欠陥仮想位置zpに対応した相対距離Lにそれぞれ調整した上で、上述したステップ130〜150が繰り返される。   Thereafter, the determination in step 150 is satisfied, and the process proceeds to step 160, where scanning of the relative distance L is completed (that is, whether the relative distance L corresponding to the h-th defect virtual position zp is adjusted). Determine. At first, since the determination of step 160 is not satisfied, the above-described steps 120 to 150 are repeated. That is, after adjusting the relative distance L corresponding to the second, third,..., H-th defect virtual position zp, steps 130 to 150 described above are repeated.

その後、ステップ160の判定が満たされて、ステップ170に進み、中心位置Kの走査が完了したか否か(すなわち、i番目の欠陥仮想位置ypに対応した中心位置Kに調整したか否か)を判定する。最初のうちは、ステップ170の判定が満たされないから、上述したステップ110〜160が繰り返される。すなわち、2番目、3番目、…i番目の欠陥仮想位置ypに対応した中心位置Kにそれぞれ調整した上で、上述したステップ120〜160が繰り返される。その後、ステップ170の判定が満たされて、ステップ180に移る。   Thereafter, the determination in step 160 is satisfied, and the process proceeds to step 170, in which whether or not the scanning of the center position K has been completed (that is, whether or not the center position K corresponding to the i-th defect virtual position yp has been adjusted). Determine. At first, since the determination in step 170 is not satisfied, steps 110 to 160 described above are repeated. That is, after adjusting to the center position K corresponding to the second, third,... I-th defect virtual position yp, steps 120 to 160 described above are repeated. Thereafter, the determination at Step 170 is satisfied, and the routine goes to Step 180.

ステップ180では、表示装置11の三次元画像表示部38は、エコー強度データ37に基づいて三次元画像41を生成して表示する。そして、ステップ190に進み、検査者は、三次元画像41上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対してエコー強度の最大値を求め、このエコー強度の最大値に対応する欠陥の仮想傾斜角αを実傾斜角として求める。その後、欠陥の実傾斜角を入力する。   In step 180, the 3D image display unit 38 of the display device 11 generates and displays a 3D image 41 based on the echo intensity data 37. Then, the process proceeds to step 190, where the inspector obtains the maximum value of the echo intensity for the distribution of the echo intensity larger than the predetermined threshold on the three-dimensional image 41, and the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity. Is obtained as an actual inclination angle. Thereafter, the actual inclination angle of the defect is input.

そして、ステップ200に進み、表示装置11の二次元画像表示部40は、入力された欠陥実傾斜角に対応するエコー強度分布を抽出し、これに基づき、二次元画像44を生成して表示する。そして、ステップ210に進み、検査者は、二次元画像44上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する欠陥仮想位置yp,zpの範囲に基づき、被検体1の軸方向及び厚さ方向のそれぞれにおける欠陥3の実範囲又は/及び実中心位置を求める。   Then, the process proceeds to step 200, where the two-dimensional image display unit 40 of the display device 11 extracts the echo intensity distribution corresponding to the input defect actual inclination angle, and generates and displays the two-dimensional image 44 based on this. . Then, the process proceeds to step 210, where the inspector determines the axial direction of the subject 1 based on the range of the defect virtual positions yp and zp corresponding to the distribution of the cluster of echo intensity larger than the predetermined threshold on the two-dimensional image 44. The actual range or / and the actual center position of the defect 3 in each of the thickness directions are obtained.

そして、ステップ220に進み、周方向移動装置15の移動が完了したか否か(すなわち、j番目の欠陥仮想位置xpに対応した位置に移動したか否か)を判定する、最初のうちは、ステップ220の判定が満たされないから、上述したステップ100〜210が繰り返される。すなわち、2番目、3番目、…j番目の欠陥仮想位置xpに対応した位置に移動した上で、上述したステップ110〜210が繰り返される。その後、ステップ220の判定が満たされて、検査が終了する。   Then, the process proceeds to step 220 to determine whether or not the movement of the circumferential movement device 15 is completed (that is, whether or not the movement to the position corresponding to the j-th defect virtual position xp). Since the determination in step 220 is not satisfied, steps 100 to 210 described above are repeated. That is, after moving to a position corresponding to the second, third,..., Jth defect virtual position xp, the above-described steps 110 to 210 are repeated. Thereafter, the determination in step 220 is satisfied, and the inspection ends.

以上のように本実施形態においては、欠陥3の傾斜角を評価することができる。また、その傾斜角に基づき、被検体1の軸方向及び厚さ方向のそれぞれにおける欠陥3の範囲又は/及び中心位置を評価するので、欠陥3の範囲又は/及び中心位置の評価精度を高めることができる。   As described above, in this embodiment, the inclination angle of the defect 3 can be evaluated. Further, since the range or / and center position of the defect 3 in each of the axial direction and the thickness direction of the subject 1 is evaluated based on the inclination angle, the evaluation accuracy of the range or / and center position of the defect 3 is improved. Can do.

本発明の第2の実施形態を、図15及び図16を用いて説明する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

図15は、本実施形態における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。図16は、本実施形態における投影画像の一例を表す図である。なお、本実施形態において、上記第1の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。   FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic inspection apparatus according to this embodiment. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a projection image in the present embodiment. Note that in this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

本実施形態の表示装置11は、上述した三次元画像表示部36に代えて、投影画像表示部45を有している。   The display device 11 according to the present embodiment includes a projection image display unit 45 instead of the three-dimensional image display unit 36 described above.

投影画像表示部45は、記憶装置10で記憶されたエコー強度データ37に基づき、被検体1の周方向における欠陥の仮想位置xp毎に、投影画像46を生成して表示する。詳しく説明すると、投影画像表示部45は、欠陥の仮想位置yp及び仮想傾斜角αが同じ条件で、欠陥の仮想位置zpに応じて異なる欠陥のエコー強度に対して最大値を求め、このエコー強度の最大値を欠陥の仮想位置yp及び仮想傾斜角αからなる二次元座標系にて示す投影画像46を生成して表示する。投影画像46は、例えば図16で示すように、カーソルの移動や数値の入力等によって任意の座標(ypi,αi)を選択する座標選択欄47と、選択された任意の座標(ypi,αi)におけるエコー強度(数値)を表示するエコー強度表示欄48とを有している。したがって、検査者は、投影画像46上にて、所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布を確認することが可能である。また、その分布に対してエコー強度の最大値を探し、このエコー強度の最大値に対応する仮想傾斜角αを実傾斜角として読み取ることが可能である。   The projection image display unit 45 generates and displays a projection image 46 for each virtual position xp of the defect in the circumferential direction of the subject 1 based on the echo intensity data 37 stored in the storage device 10. More specifically, the projection image display unit 45 obtains a maximum value for the echo intensity of a defect that differs depending on the virtual position zp of the defect under the same conditions of the virtual position yp of the defect and the virtual inclination angle α. Is generated and displayed in a two-dimensional coordinate system composed of the virtual position yp of the defect and the virtual inclination angle α. For example, as shown in FIG. 16, the projected image 46 includes a coordinate selection field 47 for selecting arbitrary coordinates (ypi, αi) by moving a cursor, inputting numerical values, and the like, and arbitrary selected coordinates (ypi, αi). And an echo intensity display field 48 for displaying the echo intensity (numerical value). Therefore, the inspector can confirm a distribution of a group of echo intensities larger than a predetermined threshold on the projection image 46. Further, the maximum value of the echo intensity is searched for the distribution, and the virtual inclination angle α corresponding to the maximum value of the echo intensity can be read as the actual inclination angle.

以上のように構成された本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様、欠陥の傾斜角を評価でき、欠陥の範囲又は/及び中心位置の評価精度を高めることができる。   Also in the present embodiment configured as described above, the inclination angle of the defect can be evaluated as in the first embodiment, and the evaluation accuracy of the defect range or / and the center position can be improved.

なお、上記第2の実施形態において、投影画像表示部45は、欠陥の仮想位置yp及び仮想傾斜角αが同じ条件で、欠陥の仮想位置zpに応じて異なる欠陥のエコー強度に対して最大値を求め、このエコー強度の最大値を欠陥の仮想位置yp及び仮想傾斜角αからなる二次元座標系にて示す投影画像46を生成して表示する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、欠陥の仮想位置zp及び仮想傾斜角αが同じ条件で、欠陥の仮想位置ypに応じて異なる欠陥のエコー強度に対して最大値を求め、このエコー強度の最大値を欠陥の仮想位置zp及び仮想傾斜角αからなる二次元座標系にて示す投影画像を生成して表示してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the second embodiment, the projection image display unit 45 has a maximum value for the echo intensity of a defect that differs depending on the virtual position zp of the defect under the same conditions of the virtual position yp of the defect and the virtual inclination angle α. However, the present invention is not limited to this example, and the projection image 46 is generated and displayed in the two-dimensional coordinate system including the virtual value yp of the defect and the virtual inclination angle α. Modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. That is, under the same condition of the virtual position zp of the defect and the virtual inclination angle α, a maximum value is obtained for the echo intensity of a different defect depending on the virtual position yp of the defect, and the maximum value of this echo intensity is determined as the virtual position zp of the defect In addition, a projection image indicated by a two-dimensional coordinate system including the virtual inclination angle α may be generated and displayed. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第1及び第2の実施形態において、二次元画像表示部40は、例えば図13で示すような二次元画像44を生成して表示する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図17で示すような二次元画像40Aを生成して表示してもよい(第1の変形例)。この二次元画像40Aは、任意の欠陥仮想位置ypiを選択するカーソル49を有しており、選択された任意の欠陥仮想位置yipにおける欠陥仮想位置zpとエコー強度の関係(Z方向のエコー強度分布に相当)も示している。これにより、検査者の判断による欠陥の範囲又は/及び中心位置の評価精度をさらに高めることができる。   In the first and second embodiments, the two-dimensional image display unit 40 has been described by way of example of generating and displaying a two-dimensional image 44 as shown in FIG. 13, for example. However, the present invention is not limited to this. Modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. That is, for example, a two-dimensional image 40A as shown in FIG. 17 may be generated and displayed (first modification). This two-dimensional image 40A has a cursor 49 for selecting an arbitrary defect virtual position ypi, and the relationship between the defect virtual position zp and the echo intensity at the selected arbitrary defect virtual position yip (echo intensity distribution in the Z direction). Is equivalent). Thereby, it is possible to further improve the evaluation accuracy of the defect range or / and the center position determined by the inspector.

また、上記第1の実施形態においては、検査者が三次元画像41から欠陥の実傾斜角を求めて入力する実傾斜角入力部39を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば図18で示す第2の変形例のように、実傾斜角入力部39に代えて、実傾斜角演算部50(第1演算部)を有していてもよい。この実傾斜角演算部50は、三次元画像41上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布におけるエコー強度の最大値を演算処理し、このエコー強度の最大値に対応する欠陥の仮想傾斜角αを実傾斜角として演算処理する。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment, the case where the inspector has the actual inclination angle input unit 39 for obtaining and inputting the actual inclination angle of the defect from the three-dimensional image 41 has been described as an example. Modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. That is, for example, as in the second modification shown in FIG. 18, an actual inclination angle calculation unit 50 (first calculation unit) may be provided instead of the actual inclination angle input unit 39. The actual inclination angle calculation unit 50 calculates the maximum value of the echo intensity in the distribution of the echo intensity larger than the predetermined threshold on the three-dimensional image 41, and calculates the virtual value of the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity. Calculation processing is performed using the inclination angle α as the actual inclination angle. Even in such a modification, the same effect as described above can be obtained.

さらに、例えば図19で示す第3の変形例のように、実範囲/実中心位置演算部51(第2演算部)を有していてもよい。この実範囲/実中心位置演算部51は、二次元画像44上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する欠陥の仮想位置yp,zpの範囲に基づき、被検体1の軸方向及び厚さ方向のそれぞれにおける欠陥3の実範囲又は/及び実中心位置を演算処理する。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。   Further, for example, as in a third modification shown in FIG. 19, an actual range / actual center position calculation unit 51 (second calculation unit) may be included. The real range / real center position calculation unit 51 determines the axis of the subject 1 based on the range of the virtual positions yp, zp of the defect corresponding to the distribution of the echo intensity larger than a predetermined threshold on the two-dimensional image 44. The actual range or / and the actual center position of the defect 3 in each of the direction and the thickness direction are calculated. Even in such a modification, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第1の実施形態等において、記憶装置10のエコー強度データ37は、エコー強度に対して欠陥の仮想位置xp,yp,zp並びに仮想傾斜角αを関連付けており、表示装置11は、yp−zp−α座標系の三次元画像41とyp−zp座標系の二次元画像44を生成して表示する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、記憶装置10のエコー強度データ37は、エコー強度に対して周方向移動装置15の位置、アレイ探触子4A,4B間の中間位置及び相対距離L、並びに送信遅延パターン及び受信遅延パターンを関連付けてもよく、表示装置は、K−L−α座標系の三次元画像を生成して表示してもよい。そして、K−L−α座標系の三次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対してエコー強度の最大値を求め、このエコー強度の最大値に対応する欠陥の仮想傾斜角を実傾斜角として求めてもよい。その後、欠陥の実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出して、K−L座標系の二次元画像を生成して表示してもよい。そして、K−L座標系の二次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する中間位置Kの範囲に基づき、被検体1の軸方向における欠陥の実範囲又は/及び実中心位置を求めてもよい。また、K−L座標系の二次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する相対距離Lの範囲に基づき、被検体1の厚さ方向における欠陥の実範囲又は/及び実中心位置を求めてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment and the like, the echo intensity data 37 of the storage device 10 associates the virtual position xp, yp, zp of the defect and the virtual inclination angle α with the echo intensity. Although the case where the three-dimensional image 41 in the yp-zp-α coordinate system and the two-dimensional image 44 in the yp-zp coordinate system are generated and displayed has been described as an example, the present invention is not limited thereto. That is, the echo intensity data 37 of the storage device 10 includes the position of the circumferential movement device 15, the intermediate position between the array probes 4A and 4B, the relative distance L, the transmission delay pattern and the reception delay pattern with respect to the echo intensity. The display device may generate and display a three-dimensional image of the KL-α coordinate system. Then, a maximum value of the echo intensity is obtained for a distribution of a set of echo intensities larger than a predetermined threshold on the three-dimensional image of the KL-α coordinate system, and a defect virtual corresponding to the maximum value of the echo intensity is obtained. The inclination angle may be obtained as the actual inclination angle. Thereafter, a distribution of echo intensity corresponding to the actual inclination angle of the defect may be extracted, and a two-dimensional image of the KL coordinate system may be generated and displayed. Then, based on the range of the intermediate position K corresponding to a distribution of a set of echo intensities larger than a predetermined threshold on the two-dimensional image in the KL coordinate system, the actual range of defects in the axial direction of the subject 1 and / or The actual center position may be obtained. Further, based on the range of the relative distance L corresponding to a distribution of a group of echo intensities larger than a predetermined threshold on the two-dimensional image of the KL coordinate system, the actual range of defects in the thickness direction of the subject 1 or / In addition, the actual center position may be obtained. In these cases, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第2及び第3の変形例においては、三次元画像41を生成して表示する三次元画像表示部38を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、三次元画像表示部38を有しなくともよい。すなわち、実傾斜角演算部50は、記憶装置10で記憶されたエコー強度データ37に対する処理として、欠陥の仮想位置yp,zp及び仮想傾斜角αからなる三次元座標系にて欠陥のエコー強度を示す場合を想定し、この三次元座標系上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布におけるエコー強度の最大値を演算処理し、このエコー強度の最大値に対応する欠陥の仮想傾斜角αを実傾斜角として演算処理してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the second and third modified examples, the case where the 3D image display unit 38 that generates and displays the 3D image 41 has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the 3D image display unit is not limited thereto. 38 may not be included. That is, the actual tilt angle calculation unit 50 calculates the echo intensity of the defect in the three-dimensional coordinate system including the virtual position yp, zp of the defect and the virtual tilt angle α as a process for the echo intensity data 37 stored in the storage device 10. Assuming that the maximum value of the echo intensity in the cluster distribution of echo intensity larger than a predetermined threshold on this three-dimensional coordinate system is calculated, the virtual inclination angle of the defect corresponding to the maximum value of this echo intensity is calculated. The arithmetic processing may be performed with α as the actual inclination angle. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第3の変形例においては、二次元画像44(又は44A)を生成して表示する二次元画像表示部40を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、二次元画像表示部40を有しなくともよい。すなわち、実範囲/中心位置演算部51は、記憶装置10で記憶されたエコー強度データ37に対する処理として、実傾斜角演算部50で演算された欠陥の実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出して、欠陥の仮想位置yp,zpからなる二次元座標系にて示す場合を想定し、この二次元座標系上で所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する欠陥の仮想位置の範囲に基づき、被検体1の軸方向及び厚さ方向のそれぞれにおける欠陥の実中心位置又は実範囲を演算処理してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the third modified example, the case where the two-dimensional image display unit 40 that generates and displays the two-dimensional image 44 (or 44A) has been described as an example. The portion 40 may not be provided. That is, the actual range / center position calculation unit 51 performs an echo intensity distribution corresponding to the actual inclination angle of the defect calculated by the actual inclination angle calculation unit 50 as a process for the echo intensity data 37 stored in the storage device 10. Assuming a case where the defect is extracted and indicated by a two-dimensional coordinate system composed of the virtual positions yp and zp of the defect, the defect virtual corresponding to a distribution of a group of echo intensities larger than a predetermined threshold on the two-dimensional coordinate system is assumed. Based on the position range, the actual center position or the actual range of the defect in each of the axial direction and the thickness direction of the subject 1 may be calculated. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第1の実施形態等においては、例えば図2等で示すように、欠陥3の仮想位置Pに対して遠いほうに送信用探触子4Aを配置し、欠陥3の仮想位置Pに対して近いほうに受信用探触子4Bを配置する場合を例にとって説明したが、これに限られず、欠陥3の仮想位置Pに対して近いほうに送信用探触子4Aを配置し、欠陥3の仮想位置Pに対して遠いほうに受信用探触子4Bを配置してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   Further, in the first embodiment and the like, for example, as shown in FIG. 2 and the like, the transmission probe 4A is arranged farther from the virtual position P of the defect 3, and the virtual position P of the defect 3 is arranged. However, the present invention is not limited to this, and the transmission probe 4A is disposed closer to the virtual position P of the defect 3, and the defect is detected. The receiving probe 4B may be arranged farther away from the virtual position P. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第1の実施形態等においては、送信素子群27Aを含む複数の素子26Aを有する送信用探触子4Aと、受信素子群27Bを有する複数の素子26Bを有する受信用探触子4Bとを備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、例えば送信素子群及び受信素子群を含む複数の素子を有する送受信用探触子を備えていてもよい。このような第4の変形例について詳述する。   In the first embodiment and the like, a transmission probe 4A having a plurality of elements 26A including a transmission element group 27A and a reception probe 4B having a plurality of elements 26B having a reception element group 27B. However, the present invention is not limited to this, and modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the present invention. That is, for example, a transmission / reception probe having a plurality of elements including a transmission element group and a reception element group may be provided. Such a fourth modification will be described in detail.

図20は、本変形例における超音波検査装置の構成を表すブロック図である。図21は、本変形例における送受信用探触子及び探触子移動装置の構造を表す被検体の軸方向断面図である。図22は、本変形例における送受信装置の機能的構成をアレイ探触子とともに表すブロック図である。なお、本変形例において、上記第1の実施形態等と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。   FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic inspection apparatus according to this modification. FIG. 21 is a cross-sectional view in the axial direction of the subject showing the structure of the transmitting / receiving probe and the probe moving device in the present modification. FIG. 22 is a block diagram showing the functional configuration of the transmission / reception apparatus according to this modification together with the array probe. In this modification, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

本変形例の超音波検査装置は、送受信用アレイ探触子52、探触子移動装置5A、送受信装置6A、伝播経路制御部7A、入力装置8、計算装置9、記憶装置10、及び表示装置11を備えている。   The ultrasonic inspection apparatus according to this modification includes a transmission / reception array probe 52, a probe moving apparatus 5A, a transmission / reception apparatus 6A, a propagation path control unit 7A, an input apparatus 8, a calculation apparatus 9, a storage apparatus 10, and a display apparatus. 11 is provided.

探触子移動装置5Aは、送受信用アレイ探触子52を被検体1の外周面に沿って機械的に移動させるものである。この探触子移動装置5Aは、この探触子移動装置5は、被検体1の外周側に取付けられた円環状の軌道14と、この軌道14に沿って(すなわち、被検体1の周方向に)移動可能に設けられた周方向移動装置15と、この周方向移動装置15に設けられ、軌道14に対して垂直な方向に(すなわち、図20中矢印D2で示す方向であって、被検体1の軸方向に)アーム16Aを移動させるアーム移動装置17と、アーム16Aに設けられ、送受信用アレイ探触子52を保持する探触子保持装置18とを備えている。   The probe moving device 5A mechanically moves the transmitting / receiving array probe 52 along the outer peripheral surface of the subject 1. The probe moving device 5A includes an annular track 14 attached to the outer peripheral side of the subject 1 and the track 14 along the track 14 (that is, the circumferential direction of the subject 1). And a circumferential movement device 15 movably provided, and a circumferential movement device 15 provided in the circumferential movement device 15 in a direction perpendicular to the track 14 (that is, in the direction indicated by the arrow D2 in FIG. An arm moving device 17 that moves the arm 16A (in the axial direction of the sample 1) and a probe holding device 18 that is provided on the arm 16A and holds the transmitting / receiving array probe 52 are provided.

探触子保持装置18は、押付アーム21と、この押付アーム21の先端側に取付けられ、送受信用アレイ探触子52を保持する探触子ホルダ22と、押付アーム21を被検体1側に付勢して、送受信用アレイ探触子52を被検体1の表面に押圧する付勢機構(図示しないが、例えばバネ、空気圧シリンダ、又は油圧シリンダ)とを有している。   The probe holding device 18 is attached to the pressing arm 21, the distal end side of the pressing arm 21, the probe holder 22 holding the transmitting / receiving array probe 52, and the pressing arm 21 to the subject 1 side. It has a biasing mechanism (not shown, for example, a spring, a pneumatic cylinder, or a hydraulic cylinder, not shown) that biases and presses the transmitting / receiving array probe 52 against the surface of the subject 1.

送受信用アレイ探触子52は、ウェッジ25と、ウェッジ25の傾斜面に配列された複数の圧電素子(振動子)26とを有している。送受信用アレイ探触子52の圧電素子26の総数は、送信素子群27A及び受信素子群27Bを構成する圧電素子の数より多くなっている。   The transmission / reception array probe 52 includes a wedge 25 and a plurality of piezoelectric elements (vibrators) 26 arranged on an inclined surface of the wedge 25. The total number of piezoelectric elements 26 of the transmitting / receiving array probe 52 is larger than the number of piezoelectric elements constituting the transmitting element group 27A and the receiving element group 27B.

送受信装置6Aのパルサ30は、送信遅延パターンに基づき、送受信用アレイ探触子52の圧電素子26から送信素子群27Aを選択して、送信素子群27Aを構成する各圧電素子へ駆動信号を出力するとともに、各駆動信号の出力タイミング(すなわち、各圧電素子の送信タイミング)を制御する。これにより、送信素子群27Aによる超音波の送信位置及び送信角を可変制御する。   The pulsar 30 of the transmission / reception device 6A selects the transmission element group 27A from the piezoelectric elements 26 of the transmission / reception array probe 52 based on the transmission delay pattern, and outputs a drive signal to each piezoelectric element constituting the transmission element group 27A. At the same time, the output timing of each drive signal (that is, the transmission timing of each piezoelectric element) is controlled. Accordingly, the transmission position and transmission angle of the ultrasonic waves by the transmission element group 27A are variably controlled.

送受信装置6Aのレシーバ31は、受信遅延パターンに基づき、送受信用アレイ探触子52の圧電素子26から受信素子群27Bを選択して、受信素子群27Bを構成する各圧電素子から波形信号を入力するとともに、各波形信号の入力タイミング(すなわち、各圧電素子の受信タイミング)を制御して合成する。これにより、受信素子群27Bによる超音波の受信位置及び受信角を可変制御する。   The receiver 31 of the transmission / reception device 6A selects the reception element group 27B from the piezoelectric elements 26 of the transmission / reception array probe 52 based on the reception delay pattern, and inputs a waveform signal from each piezoelectric element constituting the reception element group 27B. At the same time, the input timing of each waveform signal (that is, the reception timing of each piezoelectric element) is controlled and synthesized. Thereby, the ultrasonic reception position and reception angle by the reception element group 27B are variably controlled.

伝播経路制御部7Aは、探触子移動装置5Aに制御指令を出力して、周方向移動装置15を被検体1の周方向に所定のピッチで移動させて、その周方向位置を可変制御する。これにより、被検体1の周方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御する。また、記憶装置10で予め記憶された探触子位置のインデックスデータ53に基づき、探触子移動装置5Aに制御指令を出力して、送受信用アレイ探触子52の中心位置Mを可変制御する。これにより、被検体1の軸方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御する。また、記憶装置10で予め記憶された遅延パターンのインデックスデータ54に基づき、送受信装置6に送信遅延パターン及び受信遅延パターンを出力する。これにより、被検体1の軸方向における超音波の送信位置及び受信位置を可変制御するとともに、超音波の送信角及び受信角を可変制御するようになっている。   The propagation path controller 7A outputs a control command to the probe moving device 5A, moves the circumferential movement device 15 at a predetermined pitch in the circumferential direction of the subject 1, and variably controls the circumferential position. . Thereby, the transmission position and reception position of the ultrasonic wave in the circumferential direction of the subject 1 are variably controlled. Further, based on the probe position index data 53 stored in advance in the storage device 10, a control command is output to the probe moving device 5A to variably control the center position M of the transmitting / receiving array probe 52. . Thereby, the ultrasonic transmission position and reception position in the axial direction of the subject 1 are variably controlled. Further, based on the delay pattern index data 54 stored in advance in the storage device 10, the transmission delay pattern and the reception delay pattern are output to the transmission / reception device 6. As a result, the ultrasonic transmission position and reception position in the axial direction of the subject 1 are variably controlled, and the ultrasonic transmission angle and reception angle are variably controlled.

計算装置9の伝播経路解析部12は、事前に、上述したインデックスデータ53,54を作成するために、入力装置8で入力された被検体1の寸法や音速等の条件に基づき、超音波が効率よく伝播する経路を解析する。   The propagation path analysis unit 12 of the calculation device 9 generates ultrasonic data based on conditions such as the dimensions and sound speed of the subject 1 input by the input device 8 in advance in order to create the index data 53 and 54 described above. Analyze efficient propagation paths.

詳細には、まず、例えば図23で示すように、欠陥3の仮想傾斜角α=0である場合(すなわち、欠陥3が被検体1の厚さ方向に延在している場合)を想定して、超音波の伝播経路を解析する。超音波伝播経路Fによれば、送受信用アレイ探触子52の中心位置Mは、上述したアレイ探触子4A,4B間の中心位置Kと同様に、演算することができる。すなわち、送受信用アレイ探触子52の中心位置Mは、被検体1の軸方向における欠陥3の仮想位置ypに対応する。そのため、欠陥3の仮想位置ypの変更に応じて送受信用アレイ探触子52の中心位置Mを順次演算し、それらをインデックスデータ53として記憶装置10に記憶させる。   Specifically, first, as shown in FIG. 23, for example, a case is assumed in which the virtual tilt angle α = 0 of the defect 3 (that is, the defect 3 extends in the thickness direction of the subject 1). Then, the propagation path of the ultrasonic wave is analyzed. According to the ultrasonic wave propagation path F, the center position M of the transmission / reception array probe 52 can be calculated in the same manner as the center position K between the array probes 4A and 4B described above. That is, the center position M of the transmission / reception array probe 52 corresponds to the virtual position yp of the defect 3 in the axial direction of the subject 1. Therefore, the center position M of the transmission / reception array probe 52 is sequentially calculated according to the change in the virtual position yp of the defect 3 and stored in the storage device 10 as the index data 53.

また、仮想傾斜角α=0である場合に、送信素子群27Aによる超音波の送信位置Eをアレイ探触子52の位置GAとし、受信素子群27Bによる超音波の受信位置Eをアレイ探触子の位置GBとしたときに、GA,GB間の距離N(これを、素子群間の相対基準距離という)は、上述したアレイ探触子4A,4B間の相対距離Lと同様に、演算することができる。すなわち、素子群間の相対距離Nは、被検体1の厚さ方向における欠陥3の仮想位置zpに対応する。 Further, when a virtual tilt angle alpha = 0, the transmission position E t of the ultrasonic waves by transmission element group 27A and the position GA of the array probe 52, a receiving position E r of the ultrasonic waves by the receiving element group 27B array When the probe position GB is used, the distance N between GA and GB (this is referred to as the relative reference distance between the element groups) is the same as the relative distance L between the array probes 4A and 4B described above. Can be computed. That is, the relative distance N between the element groups corresponds to the virtual position zp of the defect 3 in the thickness direction of the subject 1.

次に、例えば図24で示すように、欠陥3の仮想傾斜角α=0でない場合を想定して、超音波の伝播経路を解析する。そして、上記第1の実施形態等と同様、欠陥の仮想傾斜角αの変更に応じて、超音波の送信角θの補正値β及び受信角θの補正値βを演算するとともに、超音波の送信位置Eのシフト量ΔT及び受信位置Eのシフト量ΔRを演算する。 Next, for example, as illustrated in FIG. 24, the propagation path of the ultrasonic wave is analyzed on the assumption that the virtual inclination angle α of the defect 3 is not 0. As in the first embodiment, the correction value β t of the ultrasonic transmission angle θ t and the correction value β r of the reception angle θ r are calculated according to the change in the virtual tilt angle α of the defect. calculates a shift amount ΔR of shift amount ΔT and receiving position E r of the ultrasonic transmission position E t.

そして、欠陥の仮想位置zp及び仮想傾斜角αの変更に応じて、超音波の送信位置E及び送信角θに対応する送信遅延パターンを生成するとともに、超音波の受信位置E及び受信角θに対応する受信遅延パターンを生成し、それらをインデックスデータ54として記憶装置10に記憶させる。 Then, in response to changes in the virtual position zp and virtual inclination angle α of the defect, to generate a transmission delay pattern corresponding to the ultrasonic transmission position E t and the transmission angle theta t of ultrasonic reception position E r and reception A reception delay pattern corresponding to the angle θ r is generated and stored as index data 54 in the storage device 10.

次に、本変形例の超音波検査装置を用いた超音波検査方法を説明する。図25は、本変形例における超音波検査方法の手順を説明するためのフローチャートである。この図25においては、図14のステップ110〜170に代えて、ステップ230〜270としている。そのため、ステップ230〜270のみ説明し、他のステップの説明を省略する。   Next, an ultrasonic inspection method using the ultrasonic inspection apparatus of this modification will be described. FIG. 25 is a flowchart for explaining the procedure of the ultrasonic inspection method according to this modification. In FIG. 25, steps 230 to 270 are used instead of steps 110 to 170 in FIG. Therefore, only steps 230 to 270 will be described, and description of other steps will be omitted.

ステップ240では、送受信装置6Aは、1番目の欠陥仮想位置zpに対応し、かつ1番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した送信遅延パターン及び受信遅延パターンを用いた超音波の送受信(すなわち、探傷)を実施し、受信超音波の波形データ36を記憶装置10に記憶させる。その後、ステップ250に進み、計算装置9のエコー強度データ作成部13は、波形データ36からエコー強度データ37を作成して、記憶装置10に記憶させる。   In step 240, the transmission / reception device 6A transmits / receives ultrasonic waves using the transmission delay pattern and the reception delay pattern corresponding to the first defect virtual position zp and corresponding to the first defect virtual inclination angle α (that is, flaw detection). ) To store the waveform data 36 of the received ultrasonic wave in the storage device 10. Thereafter, the process proceeds to step 250, where the echo intensity data creation unit 13 of the calculation device 9 creates echo intensity data 37 from the waveform data 36 and stores it in the storage device 10.

その後、ステップ260に進み、遅延パターンの走査が完了したか否か(すなわち、h番目の欠陥仮想位置zpに対応し、かつg番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した送信遅延パターン及び受信遅延パターンを用いて探傷を実施したか否か)を判定する、最初のうちは、ステップ260の判定が満たされないから、上述したステップ240及び250が繰り返される。すなわち、1番目の欠陥仮想位置zpに対応し、かつ2番目、3番目、…g番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した遅延パターンを用いた探傷をそれぞれ実施し、エコー強度データ37をそれぞれ作成して記憶する。また、2番目の欠陥仮想位置zpに対応し、かつ1番目、2番目、3番目、…g番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した遅延パターンを用いた探傷をそれぞれ実施し、エコー強度データ37をそれぞれ作成して記憶する。…h番目の欠陥仮想位置zpに対応し、かつ1番目、2番目、3番目、…g番目の欠陥仮想傾斜角αに対応した遅延パターンを用いた探傷をそれぞれ実施し、エコー強度データ37をそれぞれ作成して記憶する。   Thereafter, the process proceeds to step 260, and whether or not the delay pattern scan is completed (that is, the transmission delay pattern and the reception delay pattern corresponding to the h-th defect virtual position zp and corresponding to the g-th defect virtual inclination angle α). In the beginning, the determination of step 260 is not satisfied, and thus the above-described steps 240 and 250 are repeated. That is, flaw detection is performed using a delay pattern corresponding to the first defect virtual position zp and corresponding to the second, third,..., G-th defect virtual inclination angle α, and echo intensity data 37 is created. And remember. Further, flaw detection is performed using a delay pattern corresponding to the second defect virtual position zp and corresponding to the first, second, third,... Is created and stored. ... flaw detection using a delay pattern corresponding to the h-th defect virtual position zp and corresponding to the first, second, third,. Create and store each.

その後、ステップ260の判定が満たされて、ステップ270に進み、中心位置Mの走査が完了したか否か(すなわち、i番目の欠陥仮想位置ypに対応した中心位置Mに調整したか否か)を判定する。最初のうちは、ステップ270の判定が満たされないから、上述したステップ230〜260が繰り返される。すなわち、2番目、3番目、…i番目の欠陥仮想位置ypに対応した中心位置Kにそれぞれ調整した上で、上述したステップ240〜260が繰り返される。その後、ステップ270の判定が満たされて、ステップ180に移る。   Thereafter, the determination in step 260 is satisfied, and the process proceeds to step 270, where whether or not the scanning of the center position M is completed (that is, whether or not the center position M corresponding to the i-th defect virtual position yp is adjusted). Determine. At first, since the determination at step 270 is not satisfied, the above-described steps 230 to 260 are repeated. That is, after adjusting to the center position K corresponding to the second, third,... I-th defect virtual position yp, steps 240 to 260 described above are repeated. Thereafter, the determination at Step 270 is satisfied, and the routine goes to Step 180.

以上のような本変形例においても、上記第1の実施形態等と同様、欠陥の傾斜角を評価でき、欠陥の範囲又は中心位置の評価精度を高めることができる。   Also in this modified example as described above, the inclination angle of the defect can be evaluated, and the evaluation accuracy of the defect range or center position can be improved, as in the first embodiment.

なお、上記第1の実施形態等においては、アレイ探触子4A,4Bがウェッジ25A,25Bを有する場合を例にとり、上記第4の変形例においては、アレイ探触子52がウェッジ25を有する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、ウェッジを有しなくともよく、複数の圧電素子26が被検体1の表面に沿って配列されるように構成してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment and the like, the case where the array probes 4A and 4B have the wedges 25A and 25B is taken as an example. In the fourth modification, the array probe 52 has the wedge 25. Although the case has been described as an example, the present invention is not limited to this. That is, a wedge may not be provided, and a plurality of piezoelectric elements 26 may be arranged along the surface of the subject 1. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第1の実施形態等においては、送信素子群27Aを構成する圧電素子の数より多い圧電素子26Aを有する送信用探触子4Aと、受信素子群27Bを構成する圧電素子の数より多い圧電素子26Bを有する受信用探触子4Bとを備えた場合(言い換えれば、欠陥の仮想傾斜角αの変更に応じて、送信用アレイ探触子4Aの圧電素子26Aから送信素子群27Aを電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、送信素子群27Aを構成する各圧電素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御し、受信用アレイ探触子4Bの圧電素子26Bから受信素子群27Bを電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、受信素子群27Bを構成する各圧電素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御する場合)を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、送信素子群27Aを構成する圧電素子の数と同数の圧電素子26Aを有する送信用探触子と、受信素子群27Bを構成する圧電素子と同数の圧電素子26Bを有する受信用探触子とを備えてもよい。そして、欠陥の仮想傾斜角αの変更に応じて、送信素子群27Aを有する送信用アレイ探触子を機械的に移動させて超音波の送信位置を可変制御し、送信素子群27Aを構成する各圧電素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御し、受信素子群27Bを有する受信用アレイ探触子を機械的に移動させて超音波の受信位置を可変制御し、受信素子群27Bを構成する各圧電素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment and the like, the transmission probe 4A having more piezoelectric elements 26A than the number of piezoelectric elements constituting the transmitting element group 27A and the number of piezoelectric elements constituting the receiving element group 27B are used. When the receiving probe 4B having a large number of piezoelectric elements 26B is provided (in other words, the transmitting element group 27A is changed from the piezoelectric elements 26A of the transmitting array probe 4A according to the change in the virtual tilt angle α of the defect). The ultrasonic transmission position is variably controlled by electronic selection, the transmission timing of each piezoelectric element constituting the transmission element group 27A is controlled to variably control the ultrasonic transmission angle, and the receiving array probe 4B. The receiving element group 27B is electronically selected from the piezoelectric elements 26B and the ultrasonic receiving position is variably controlled, and the receiving timing of each piezoelectric element constituting the receiving element group 27B is controlled to change the ultrasonic receiving angle. Control The case) has been described as an example, but is not limited to this. That is, a transmitting probe having the same number of piezoelectric elements 26A as the number of piezoelectric elements constituting the transmitting element group 27A, and a receiving probe having the same number of piezoelectric elements 26B as the piezoelectric elements constituting the receiving element group 27B. And may be provided. Then, according to the change of the virtual inclination angle α of the defect, the transmitting array probe having the transmitting element group 27A is mechanically moved to variably control the transmission position of the ultrasonic wave, thereby configuring the transmitting element group 27A. The transmission timing of each piezoelectric element is controlled to variably control the transmission angle of the ultrasonic wave, and the reception array probe having the receiving element group 27B is mechanically moved to variably control the reception position of the ultrasonic wave. The reception angle of the ultrasonic wave may be variably controlled by controlling the reception timing of each piezoelectric element constituting the element group 27B. In this case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記第4の変形例においては、送信素子群27A及び受信用素子群27Bを有する送受信用探触子52を機械的に移動させる探触子移動装置5Aを備えた場合(言い換えれば、被検体1の軸方向における欠陥の仮想位置ypの変更に応じて、送受信用探触子52を機械的に移動させて超音波の送信位置及び受信位置を可変制御する場合)を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、探触子移動装置5Aを備えなくともよい。そして、被検体1の軸方向における欠陥の仮想位置ypの変更に応じて、送受信用探触子52の圧電素子から送信素子群27A及び受信素子群27Bを電子的に選択して超音波の送信位置及び受信位置を可変制御してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the fourth modification, the probe moving device 5A that mechanically moves the transmission / reception probe 52 including the transmission element group 27A and the reception element group 27B is provided (in other words, the target In the example described above, the transmission / reception probe 52 is mechanically moved in accordance with the change of the virtual position yp of the defect in the axial direction of the specimen 1 to variably control the transmission position and reception position of the ultrasonic wave. Not limited to this. That is, the probe moving device 5A need not be provided. Then, according to the change of the virtual position yp of the defect in the axial direction of the subject 1, the transmitting element group 27A and the receiving element group 27B are electronically selected from the piezoelectric elements of the transmitting / receiving probe 52, and ultrasonic waves are transmitted. The position and the reception position may be variably controlled. In this case, the same effect as described above can be obtained.

なお、以上においては、円筒状の被検体1において周方向に延在する溶接部2を検査対象とする場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば平板状の被検体において直線的に延在する溶接部を検査対象としてもよい。   In the above description, the case where the welded part 2 extending in the circumferential direction in the cylindrical subject 1 is an inspection target is described as an example, but the present invention is not limited thereto. That is, for example, a welded portion that extends linearly in a flat specimen may be an inspection target.

1 被検体
3 欠陥
4A 送信用アレイ探触子
4B 受信用アレイ探触子
5,5A 探触子移動装置
6,6A 送受信装置
7,7A 伝播経路制御部
13 エコー強度データ作成部
27A 送信素子群
27B 受信素子群
38 三次元画像表示部
39 実傾斜角入力部
40 二次元画像表示部
41 三次元画像
44,44A 二次元画像
45 投影画像表示部
46 投影画像
49 実傾斜角演算部
50 実範囲/実中心位置演算部
51 送受信用アレイ探触子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 3 Defect 4A Transmitting array probe 4B Receiving array probe 5, 5A Probe moving device 6, 6A Transmitting / receiving device 7, 7A Propagation path control unit 13 Echo intensity data creation unit 27A Transmitting element group 27B Receiving element group 38 Three-dimensional image display unit 39 Actual tilt angle input unit 40 Two-dimensional image display unit 41 Three-dimensional image 44, 44A Two-dimensional image 45 Projected image display unit 46 Projected image 49 Actual tilt angle calculation unit 50 Actual range / real Center position calculator 51 Transmitter / receiver array probe

Claims (12)

被検体の内部に超音波を送信する送信素子群と、前記被検体の内部に欠陥が存在する場合に、前記欠陥で反射された超音波を受信する受信素子群とを用いる超音波検査方法であって、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更並びに前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて予め解析された複数の超音波伝播経路のそれぞれに基づき、前記送信素子群による超音波の送信位置及び送信角並びに前記受信素子群による超音波の受信位置及び受信角を可変制御し、
前記超音波伝播経路毎に取得した受信超音波の波形データから前記欠陥のエコー強度を取得し、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角からなる三次元座標系にて前記欠陥のエコー強度を示す場合を想定し、前記三次元座標系上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対してエコー強度の最大値を求め、このエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を実傾斜角として求め、
前記欠陥の実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出して、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置からなる二次元座標系にて示す場合を想定し、前記二次元座標系上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する前記欠陥の仮想位置の範囲に基づき、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のそれぞれにおける前記欠陥の実範囲又は/及び実中心位置を求めることを特徴とする超音波検査方法。
An ultrasonic inspection method using a transmitting element group that transmits ultrasonic waves inside a subject and a receiving element group that receives ultrasonic waves reflected by the defects when a defect exists inside the subject. There,
Based on each of the plurality of ultrasonic propagation paths analyzed in advance according to the change of the virtual position of the defect and the change of the virtual tilt angle of the defect in one direction and the thickness direction of the subject The ultrasonic transmission position and transmission angle and the ultrasonic reception position and reception angle by the receiving element group are variably controlled,
Obtain the echo intensity of the defect from the waveform data of the received ultrasound acquired for each ultrasound propagation path,
Assuming the case where the echo intensity of the defect is shown in a three-dimensional coordinate system composed of the virtual position of the defect and the virtual tilt angle of the defect in one surface direction and thickness direction of the object, on the three-dimensional coordinate system A maximum value of echo intensity is obtained for a distribution of echo intensity larger than a predetermined threshold value, and a virtual inclination angle of the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity is obtained as an actual inclination angle;
Assuming the case where the distribution of the echo intensity corresponding to the actual inclination angle of the defect is extracted and indicated by a two-dimensional coordinate system consisting of the virtual position of the defect in one direction and the thickness direction of the subject, Based on the range of the virtual position of the defect corresponding to a distribution of a cluster of echo intensities greater than a predetermined threshold on a two-dimensional coordinate system, the actual range of the defect in each of the surface direction and thickness direction of the subject Or / and an ultrasonic inspection method characterized by obtaining an actual center position.
請求項1記載の超音波検査方法において、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角からなる三次元座標系にて前記欠陥のエコー強度を示す三次元画像を生成して表示し、
前記三次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対してエコー強度の最大値を求め、このエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を実傾斜角として求めることを特徴とする超音波検査方法。
The ultrasonic inspection method according to claim 1,
Generate and display a three-dimensional image showing the echo intensity of the defect in a three-dimensional coordinate system consisting of the virtual position of the defect in the surface direction and thickness direction of the subject and the virtual tilt angle of the defect,
A maximum value of echo intensity is obtained for a distribution of echo intensity larger than a predetermined threshold on the three-dimensional image, and a virtual inclination angle of the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity is obtained as an actual inclination angle. An ultrasonic inspection method characterized by the above.
請求項1記載の超音波検査方法において、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のうちのいずれか一方における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角が同じ条件で、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のうちのいずれか他方における前記欠陥の仮想位置に応じて異なる前記欠陥のエコー強度に対して最大値を求め、このエコー強度の最大値を前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のうちのいずれか一方における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角からなる二次元座標系にて示す投影画像を生成して表示し、
前記投影画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対してエコー強度の最大値を求め、このエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を実傾斜角として求めることを特徴とする超音波検査方法。
The ultrasonic inspection method according to claim 1,
Any one of the one-surface direction and the thickness direction of the subject under the same conditions of the virtual position of the defect and the virtual tilt angle of the defect in one of the one-surface direction and the thickness direction of the subject The maximum value is obtained for the echo intensity of the defect that differs depending on the virtual position of the defect on the other side, and the maximum value of the echo intensity is determined in one of the one surface direction and the thickness direction of the subject. Generate and display a projection image shown in a two-dimensional coordinate system consisting of the virtual position of the defect and the virtual tilt angle of the defect,
A maximum echo intensity value is obtained for a distribution of echo intensity blocks larger than a predetermined threshold on the projection image, and a virtual inclination angle of the defect corresponding to the maximum echo intensity value is obtained as an actual inclination angle. Ultrasonic inspection method characterized by.
請求項1記載の超音波検査方法において、
前記欠陥の実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出して、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置からなる二次元座標系にて示す二次元画像を生成して表示し、
前記二次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する前記欠陥の仮想位置の範囲に基づき、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のそれぞれにおける前記欠陥の実範囲又は/及び実中心位置を求めることを特徴とする超音波検査方法。
The ultrasonic inspection method according to claim 1,
A distribution of echo intensity corresponding to the actual inclination angle of the defect is extracted to generate a two-dimensional image indicated by a two-dimensional coordinate system composed of virtual positions of the defect in one surface direction and thickness direction of the subject. Display
Based on a range of virtual positions of the defect corresponding to a distribution of echo intensity blocks larger than a predetermined threshold on the two-dimensional image, the actual range of the defect in each of the surface direction and thickness direction of the subject Or / and an ultrasonic inspection method characterized by obtaining an actual center position.
請求項1記載の超音波検査方法において、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更に応じて、前記送信素子群を含む複数の素子を有する送信用アレイ探触子と前記受信素子群を含む複数の素子を有する受信用アレイ探触子を機械的に移動させて超音波の送信位置及び受信位置を可変制御し、
前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて、前記送信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、前記送信素子群を構成する各素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御し、前記受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、前記受信素子群を構成する各素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御することを特徴とする超音波検査方法。
The ultrasonic inspection method according to claim 1,
A transmitting array probe having a plurality of elements including the transmitting element group and a plurality of elements including the receiving element group in accordance with a change in the virtual position of the defect in one surface direction and thickness direction of the subject A receiving array probe having a mechanical movement to variably control the transmission position and reception position of ultrasonic waves,
According to the change in the virtual tilt angle of the defect, the transmitting element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the transmitting array probe, and the transmission position of the ultrasonic wave is variably controlled. The transmission angle of the ultrasonic wave is variably controlled by controlling the transmission timing of each element constituting the element group, and the receiving element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the receiving array probe. An ultrasonic inspection method, wherein the ultrasonic reception position is variably controlled, and the reception timing of each element constituting the reception element group is controlled to variably control the reception angle of the ultrasonic wave.
請求項1記載の超音波検査方法において、
前記被検体の表面一方向における前記欠陥の仮想位置の変更に応じて、前記送信素子群及び前記受信素子群を含む複数の素子を有する送受信用アレイ探触子を機械的に移動させて超音波の送信位置及び受信位置を可変制御し、
前記被検体の厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更に応じて、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、
前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、前記送信素子群を構成する各素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御し、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、前記受信素子群を構成する各素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御することを特徴とする超音波検査方法。
The ultrasonic inspection method according to claim 1,
In response to a change in the virtual position of the defect in one direction of the surface of the subject, an ultrasonic wave is generated by mechanically moving a transmitting / receiving array probe having a plurality of elements including the transmitting element group and the receiving element group. Variably control the transmission position and reception position of
An ultrasonic transmission position by electronically selecting the transmission element group from the plurality of elements constituting the transmission / reception array probe in accordance with a change in the virtual position of the defect in the thickness direction of the subject. And variably controlling the reception position of the ultrasonic wave by electronically selecting the receiving element group from the plurality of elements constituting the transmitting / receiving array probe,
According to the change in the virtual tilt angle of the defect, the transmitting element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the transmitting / receiving array probe, and the transmission position of the ultrasonic wave is variably controlled, and the transmission is performed. The transmission angle of the ultrasonic wave is variably controlled by controlling the transmission timing of each element constituting the element group, and the receiving element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the transmitting / receiving array probe. An ultrasonic inspection method, wherein the ultrasonic reception position is variably controlled, and the reception timing of each element constituting the reception element group is controlled to variably control the reception angle of the ultrasonic wave.
被検体の内部に超音波を送信する送信素子群と、前記被検体内に欠陥が存在する場合に、前記欠陥で反射された超音波を受信する受信素子群とを備えた超音波検査装置であって、
前記送信素子群を機械的に移動させるか若しくは電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御する送信位置制御部と、
前記送信素子群を構成する各素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御する送信角制御部と、
前記受信素子群を機械的に移動させるか若しくは電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御する受信位置制御部と、
前記受信素子群を構成する各素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御する受信角制御部と、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更並びに前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて予め解析された複数の超音波伝播経路のそれぞれに基づき、前記送信位置制御部、前記送信角制御部、前記受信位置制御部、及び前記受信角制御部を制御して、前記送信素子群による超音波の送信位置及び送信角並びに前記受信素子群による超音波の受信位置及び受信角を可変制御する伝播経路制御部と、
前記超音波伝播経路毎に取得した受信超音波の波形データから前記欠陥のエコー強度を取得し、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角と関連付けたエコー強度データを作成するエコー強度データ作成部と、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角からなる三次元座標系にて前記欠陥のエコー強度を示す三次元画像を生成して表示する三次元画像表示部と、
前記三次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布におけるエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を検査者が読み取って実傾斜角として入力する実傾斜角入力部と、
前記欠陥の実傾斜角に対応するエコー強度の分布を抽出して、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置からなる二次元座標系にて示す二次元画像を生成して表示する二次元画像表示部と、を備えたことを特徴とする超音波検査装置。
An ultrasonic inspection apparatus comprising: a transmitting element group for transmitting ultrasonic waves inside a subject; and a receiving element group for receiving ultrasonic waves reflected by the defects when a defect exists in the subject. There,
A transmission position controller that variably controls the transmission position of the ultrasonic wave by mechanically moving or electronically selecting the transmission element group;
A transmission angle control unit that variably controls the transmission angle of the ultrasonic wave by controlling the transmission timing of each element constituting the transmission element group;
A receiving position control unit that variably controls the receiving position of the ultrasonic wave by mechanically moving or electronically selecting the receiving element group; and
A reception angle control unit that variably controls the reception angle of the ultrasonic wave by controlling the reception timing of each element constituting the reception element group;
The transmission position control based on each of a plurality of ultrasonic wave propagation paths analyzed in advance according to the change of the virtual position of the defect in the one surface direction and the thickness direction of the subject and the change of the virtual tilt angle of the defect Control unit, the transmission angle control unit, the reception position control unit, and the reception angle control unit, the ultrasonic transmission position and transmission angle by the transmission element group, the ultrasonic reception position by the reception element group, and A propagation path controller that variably controls the reception angle;
Obtaining the echo intensity of the defect from the waveform data of the received ultrasonic wave obtained for each ultrasonic wave propagation path, the virtual position of the defect in one surface direction and the thickness direction of the subject, and the virtual tilt angle of the defect An echo intensity data creation unit for creating associated echo intensity data;
A three-dimensional image that generates and displays a three-dimensional image showing the echo intensity of the defect in a three-dimensional coordinate system composed of the virtual position of the defect in the surface direction and thickness direction of the subject and the virtual tilt angle of the defect. An image display unit;
An actual inclination angle input unit for the inspector to read and input the virtual inclination angle of the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity in the distribution of echo intensity larger than the predetermined threshold on the three-dimensional image as an actual inclination angle When,
A distribution of echo intensity corresponding to the actual inclination angle of the defect is extracted to generate a two-dimensional image indicated by a two-dimensional coordinate system composed of virtual positions of the defect in one surface direction and thickness direction of the subject. An ultrasonic inspection apparatus comprising: a two-dimensional image display unit that displays the image.
請求項7記載の超音波検査装置において、
前記三次元画像表示部に代えて、投影画像表示部を備え、
前記投影画像表示部は、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のうちのいずれか一方における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角が同じ条件で、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のうちのいずれか他方に応じて異なる前記欠陥のエコー強度に対して最大値を求め、このエコー強度の最大値を前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のうちのいずれか一方における前記欠陥の仮想位置並びに前記欠陥の仮想傾斜角からなる二次元座標系にて示す投影画像を生成して表示し、
前記実傾斜角入力部は、前記投影画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布におけるエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を検査者が読み取って実傾斜角として入力することを特徴とする超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 7,
In place of the three-dimensional image display unit, a projection image display unit is provided,
The projected image display unit is configured so that the virtual position of the defect and the virtual tilt angle of the defect in any one of the surface direction and the thickness direction of the object have the same surface direction and A maximum value is obtained for the echo intensity of the defect that differs depending on the other of the thickness directions, and the maximum value of the echo intensity is set to one of the surface direction of the subject and the thickness direction. Generating and displaying a projection image shown in a two-dimensional coordinate system consisting of the virtual position of the defect and the virtual tilt angle of the defect,
The actual inclination angle input unit reads the virtual inclination angle of the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity in the cluster distribution of echo intensity larger than a predetermined threshold on the projection image as an actual inclination angle. An ultrasonic inspection apparatus characterized by inputting.
請求項7記載の超音波検査装置において、
前記実傾斜角入力部に代えて、第1演算部を備え、
前記第1演算部は、前記三次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布におけるエコー強度の最大値を演算処理し、このエコー強度の最大値に対応する前記欠陥の仮想傾斜角を実傾斜角として演算処理することを特徴とする超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 7,
In place of the actual inclination angle input unit, a first calculation unit is provided,
The first calculation unit calculates a maximum value of echo intensity in a distribution of echo intensity larger than a predetermined threshold on the three-dimensional image, and the virtual inclination of the defect corresponding to the maximum value of the echo intensity An ultrasonic inspection apparatus that performs arithmetic processing using an angle as an actual inclination angle.
請求項9記載の超音波検査装置において、
第2演算部を備え、
前記第2演算部は、前記二次元画像上の所定の閾値より大きなエコー強度の一かたまりの分布に対応する前記欠陥の仮想位置の範囲に基づき、前記被検体の表面一方向及び厚さ方向のそれぞれにおける前記欠陥の実範囲又は/及び実中心位置を演算処理することを特徴とする超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 9.
A second computing unit,
The second calculation unit is configured to determine the surface of the subject in one direction and the thickness direction based on a range of virtual positions of the defect corresponding to a distribution of a set of echo intensities larger than a predetermined threshold on the two-dimensional image. An ultrasonic inspection apparatus characterized in that an actual range or / and an actual center position of the defect in each is processed.
請求項7記載の超音波検査装置において、
前記送信素子群を含む複数の素子を有する送信用アレイ探触子と、
前記受信素子群を含む複数の素子を有する受信用アレイ探触子とを備え、
前記伝播経路制御部は、
前記被検体の表面一方向及び厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更に応じて、前記送信用アレイ探触子と前記受信用アレイ探触子を機械的に移動させて超音波の送信位置及び受信位置を可変制御し、
前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて、前記送信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、前記送信素子群を構成する各素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御し、前記受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、前記受信素子群を構成する各素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御することを特徴とする超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 7,
An array probe for transmission having a plurality of elements including the transmission element group;
A receiving array probe having a plurality of elements including the receiving element group,
The propagation path controller is
In accordance with the change of the virtual position of the defect in one surface direction and thickness direction of the object, the transmitting array probe and the receiving array probe are mechanically moved to transmit ultrasonic waves. And variable control of the receiving position,
According to the change in the virtual tilt angle of the defect, the transmitting element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the transmitting array probe, and the transmission position of the ultrasonic wave is variably controlled. The transmission angle of the ultrasonic wave is variably controlled by controlling the transmission timing of each element constituting the element group, and the receiving element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the receiving array probe. An ultrasonic inspection apparatus that variably controls an ultrasonic reception position and variably controls an ultrasonic reception angle by controlling a reception timing of each element constituting the reception element group.
請求項7記載の超音波検査装置において、
前記送信素子群及び前記受信素子群を含む複数の素子を有する送受信用アレイ探触子を備え、
前記伝播経路制御部は、
前記被検体の表面一方向における前記欠陥の仮想位置の変更に応じて、前記送受信用アレイ探触子を機械的に移動させて超音波の送信位置及び受信位置を可変制御し、
前記被検体の厚さ方向における前記欠陥の仮想位置の変更に応じて、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、
前記欠陥の仮想傾斜角の変更に応じて、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記送信素子群を電子的に選択して超音波の送信位置を可変制御し、前記送信素子群を構成する各素子の送信タイミングを制御して超音波の送信角を可変制御し、前記送受信用アレイ探触子を構成する前記複数の素子から前記受信素子群を電子的に選択して超音波の受信位置を可変制御し、前記受信素子群を構成する各素子の受信タイミングを制御して超音波の受信角を可変制御することを特徴とする超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 7,
A transmission / reception array probe having a plurality of elements including the transmitting element group and the receiving element group,
The propagation path controller is
In accordance with the change of the virtual position of the defect in one direction of the surface of the subject, the transmission / reception position of the ultrasonic wave is variably controlled by mechanically moving the transmitting / receiving array probe,
An ultrasonic transmission position by electronically selecting the transmission element group from the plurality of elements constituting the transmission / reception array probe in accordance with a change in the virtual position of the defect in the thickness direction of the subject. And variably controlling the reception position of the ultrasonic wave by electronically selecting the receiving element group from the plurality of elements constituting the transmitting / receiving array probe,
According to the change in the virtual tilt angle of the defect, the transmitting element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the transmitting / receiving array probe, and the transmission position of the ultrasonic wave is variably controlled, and the transmission is performed. The transmission angle of the ultrasonic wave is variably controlled by controlling the transmission timing of each element constituting the element group, and the receiving element group is electronically selected from the plurality of elements constituting the transmitting / receiving array probe. An ultrasonic inspection apparatus that variably controls an ultrasonic reception position and variably controls an ultrasonic reception angle by controlling a reception timing of each element constituting the reception element group.
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