JP7008887B2

JP7008887B2 - 劣化状態判定装置、劣化状態検査システム、及び、劣化状態検査方法

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Publication number: JP7008887B2
Application number: JP2021554020A
Authority: JP
Inventors: 友則木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2039-11-01
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Description

この発明は、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を判定する劣化状態判定装置、劣化状態検査システム、及び、劣化状態検査方法に関する。

従来、２つの部材間に弾性樹脂を挟み込むようにした構造体が提供されている。このような構造体を用いた場合、弾性樹脂の劣化状態を非破壊で検査したいという要求があった。非破壊検査では、超音波が多く用いられている。特許文献１には、複数枚積層された金属板のスポット溶接部の良否を、超音波を用いて判定する技術が開示されている。

特開昭６１－１５５９５３号公報

特許文献１に開示された技術は、金属板間の境界部位に対応する中間エコーの有無及び大小により、スポット溶接部の良否を判定している。境界部位に隙間が発生した場合、中間エコーが発生する。この中間エコーは、金属板間の隙間において、多重反射した後、金属板を透過したものが検出される。中間エコーが金属板間の隙間において多重反射した場合、中間エコーの振幅の減衰は小さい。

ここで、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂が劣化した場合、２つの部材と弾性樹脂との間に隙間が生じる。従って、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を判定する場合、その隙間を検出すれば良く、例えば、特許文献１に開示された技術を用いることが考えられる。

２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を、特許文献１に開示された技術を用いて判定する場合、２つの部材と弾性樹脂との間の隙間に対応する中間エコーを検出する必要がある。この中間エコーは、２つの部材と弾性樹脂との間の隙間において、多重反射した後、弾性樹脂を透過したものが検出される。このように、中間エコーは、弾性樹脂の表面に対して多重反射するため、当該弾性樹脂によってその振幅が大きく減衰されてから検出されることになる。従って、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を、特許文献１に開示された技術を用いて判定する場合、中間エコーを明確に受信することは、困難となる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を非破壊で判定することができる劣化状態判定装置を提供することを目的とする。

この発明に係る劣化状態判定装置は、弾性樹脂を挟み込んだ２つの部材のうちの一方の部材の表面から入射され、２つの部材のうちの他方の部材の表面から出射された超音波の波形を示す信号を取得する取得部と、取得部が取得した超音波のうち、弾性樹脂を透過しなかった超音波の振幅と、弾性樹脂を透過した超音波の振幅とに基づいて、弾性樹脂の劣化状態を判定する判定部とを備えるものである。

この発明によれば、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を非破壊で判定することができる。

実施の形態１に係る劣化状態判定装置の判定対象となる構造体の外観斜視図である。実施の形態１に係る劣化状態判定装置の判定対象となる構造体の縦断面図である。実施の形態１に係る劣化状態検査システムに適用される劣化状態判定装置の構成を示すブロック図である。図４Ａは弾性樹脂が劣化していない場合の超音波の透過を示す図である。図４Ｂは弾性樹脂が劣化していない場合の超音波の振幅を示す図である。図５Ａは弾性樹脂が劣化している場合の超音波の透過を示す図である。図５Ｂは弾性樹脂が劣化している場合の超音波の振幅を示す図である。劣化していない弾性樹脂を対象とした透過波実験結果を示す図である。劣化している弾性樹脂を対象とした透過波実験結果を示す図である。実施の形態１に係る劣化状態判定装置の動作を示すフローチャートである。図９Ａ及び図９Ｂは実施の形態１に係る運転者監視装置のハードウェア構成の一例を示す図である。実施の形態２に係る劣化状態検査システムの構成を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０について、図１から図９を用いて説明する。

先ず、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０の判定対象（検査対象）となる構造体１０について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０の判定対象となる構造体１０の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０の判定対象となる構造体１０の縦断面図である。なお、劣化状態判定装置４０は、図３に図示されており、その詳細については、後述する。

図１及び図２に示すように、構造体１０は、配管１１と配管１２とを、ボルト１４及びナット１５を用いて、互いにフランジ接合させたものである。配管１１，１２は、例えば、金属で形成されている。配管１１は、フランジ１１ａを有している。フランジ１１ａは、配管１１の一端に設けられている。配管１２は、フランジ１２ａ及び環状溝１２ｂを有している。フランジ１２ａは、配管１２の一端に設けられている。環状溝１２ｂは、フランジ１２ａの接触面に形成されている。なお、フランジ１２ａの接触面は、フランジ１１ａの接触面と接触するである。

環状溝１２ｂには、弾性樹脂１３が嵌め込まれている。この弾性樹脂１３は、例えば、ゴム製のガスケット又はパッキン等のシール部材であり、環状をなしている。また、弾性樹脂１３は、配管１１，１２の径方向方（以下、単に、径方向と称す）において、フランジ１１ａ，１２ａを貫通したボルト１４よりも径方向内側に配置されている。弾性樹脂１３の高さは、環状溝１２ｂの深さを超える値となっている。これにより、弾性樹脂１３は、環状溝１２ｂに嵌め込まれた際に、当該環状溝１２ｂから突出した状態となる。

そして、フランジ１１ａとフランジ１２ａとは、弾性樹脂１３を挟み込んだ状態で、ボルト１４及びナット１５を用いて接合されている。このとき、弾性樹脂１３は、フランジ１１ａ，１２ａの周方向全域において、当該フランジ１１ａ，１２ａ間を密閉している。

互いに接合された配管１１，１２には、気体又は液体等の流体が流れている。配管１１，１２は、フランジ１１ａ，１２ａ同士をボルト１４及びナット１５によって締め付けるだけでは、流体のフランジ１１ａ，１２ａ間からの漏れを防ぐことが難しいため、当該フランジ１１ａ，１２ａ間に、弾性樹脂１３を挟み込んでいる。

環状溝１２ｂに嵌め込まれた弾性樹脂１３は、フランジ１１ａ，１２ａ同士が配管１１，１２の軸方向（以下、単に、軸方向と称す）において突き合わされることにより、当該軸方向において弾性変形する。これにより、弾性樹脂１３は、フランジ１１ａを押圧することになり、フランジ１１ａ，１２ａ間の隙間は、密閉される。この結果、流体は、配管１１，１２を流れても、フランジ１１ａ，１２ａ間から漏出することはない。

しかしながら、弾性樹脂１３は、年月が経つと、徐々に劣化していく。このように、弾性樹脂１３は、劣化してくると、徐々に硬化して、その弾性力が失われていく。このような、弾性樹脂１３の劣化は、フランジ１１ａと弾性樹脂１３との間の接触状態、及び、フランジ１２ａと弾性樹脂１３との間の接触状態に悪影響を与え、流体の漏れを発生させるおそれがある。これにより、フランジ１１ａ，１２ａからの流体漏れを防止するためには、弾性樹脂１３の劣化を非破壊で検査することが必要とされる。

次に、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０及びこれを備えた劣化状態検査システムについて、図３から図５を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る劣化状態検査システムに適用される劣化状態判定装置４０の構成を示すブロック図である。図４Ａは、弾性樹脂１３が劣化していない場合の超音波の透過を示す図である。図４Ｂは、弾性樹脂１３が劣化していない場合の超音波の振幅を示す図である。図５Ａは、弾性樹脂１３が劣化している場合の超音波の透過を示す図である。図５Ｂは、弾性樹脂１３が劣化している場合の超音波の振幅を示す図である。

なお、図３、図４Ａ、及び、図５Ａは、ボルト１４、ナット１５、及び、流路を省略した図となっている。更に、図４Ａ及び図５Ａは、送受信器３０を省略した図となっている。また、図４Ｂ及び図５Ｂにおいては、縦軸は振幅を示しており、横軸は時間を示している。

図３に示すように、実施の形態１に係る劣化状態検査システムは、送信用探触子２１、受信用探触子２２、及び、送受信器３０を備えている。

送信用探触子２１は、フランジ１１ａに取り付けられている。また、送信用探触子２１は、超音波を放射するための超音波放射面２１ａを有している。この超音波放射面２１ａは、フランジ１１ａの表面に当接されている。なお、フランジ１１ａの表面とは、上記フランジ１１ａの接触面の反対側に位置する面のことである。

送信用探触子２１は、送受信器３０から出力された励振信号を受信すると、超音波放射面２１ａから超音波を放射する。そして、超音波放射面２１ａから放射された超音波は、フランジ１１ａの表面を介して、フランジ１１ａ，１２ａの内部及び弾性樹脂１３の内部を伝搬する。

受信用探触子２２は、送信用探触子２１と対となって、フランジ１２ａに取り付けられている。即ち、送信用探触子２１と受信用探触子２２とは、フランジ１１ａ，１２ａ間に挟み込まれた弾性樹脂１３を軸方向両側から挟み込むように配置されている。また、受信用探触子２２は、超音波を受信するための超音波受信面２２ａを有している。この超音波受信面２２ａは、フランジ１２ａの表面に当接されている。なお、フランジ１２ａの表面とは、上記フランジ１２ａの接触面の反対側に位置する面のことである。

受信用探触子２２は、送信用探触子２１から放射された超音波を、超音波受信面２２ａによって受信する。更に、受信用探触子２２は、その受信した超音波を、当該超音波の波形を示す波形信号に変換して、送受信器３０に出力する。

また、弾性樹脂１３は、超音波透過面１３ａ，１３ｂを有している。超音波透過面１３ａは、超音波放射面２１ａと軸方向において対向しており、超音波放射面２１ａから放射された超音波が透過する面となっている。超音波放射面２１ａは、超音波透過面１３ａ，１３ｂの一端（内周端）を跨ぐように配置されている。一方、超音波透過面１３ｂは、超音波受信面２２ａと軸方向において対向しており、弾性樹脂１３の内部を伝搬してきた超音波が透過する面となっている。超音波受信面２２ａは、超音波透過面１３ａ，１３ｂの一端（内周端）を跨ぐように配置されている。

なお、図３の例では、超音波放射面２１ａは、超音波透過面１３ａの一端（内周端）のみを跨ぐと共に、超音波受信面２２ａは、超音波透過面１３ｂの一端（内周端）のみを跨いでいるが、超音波放射面２１ａは、超音波透過面１３ａの他端（外周端）のみを跨ぐと共に、超音波受信面２２ａは、超音波透過面１３ｂの他端（外周端）のみを跨いでも構わない。

これにより、超音波放射面２１ａから放射された超音波の一部は、フランジ１１ａ及びフランジ１２ａを順に透過した後、超音波受信面２２ａで受信される透過波、及び、フランジ１１ａ、弾性樹脂１３、及び、フランジ１２ａを順に透過した後、受信用探触子２２で受信される透過波となる。

以下の説明では、図４Ａ及び図５Ａに示すように、超音波が、フランジ１１ａ及びフランジ１２ａのみを順に透過した後、超音波受信面２２ａに到達する経路を、第１伝搬経路６１と称する。即ち、第１伝搬経路６１は、超音波が弾性樹脂１３を透過しない伝搬経路である。また、超音波が、フランジ１１ａ、弾性樹脂１３、及び、フランジ１２ａを順に透過した後、受信用探触子２２に到達する経路を、第２伝搬経路６２と称する。即ち、第２伝搬経路６２は、超音波が弾性樹脂１３を透過する伝搬経路である。

送受信器３０は、送信部３１、受信部３２、及び、劣化状態判定装置４０を有している。

送信部３１は、送信用探触子２１に対して、励振信号を出力し、当該送信用探触子２１から超音波を放射させる。

受信部３２は、受信用探触子２２から出力された波形信号を受信し、この受信した波形信号に対応した受信信号を劣化状態判定装置４０に出力する。

劣化状態判定装置４０は、フランジ１１ａ，１２ａと弾性樹脂１３との間の隙間に対応する超音波の中間エコーを用いるのではなく、上記２つの伝搬経路６１，６２をそれぞれ伝搬してきた超音波の振幅を用いることにより、弾性樹脂１３の劣化状態を非破壊で判定するものである。この劣化状態判定装置４０は、取得部４１及び判定部４２を有している。

取得部４１は、受信部３２から出力された受信信号を取得する。また、取得部４１は、取得した受信信号を、判定部４２に出力する。

判定部４２は、取得部４１から出力された受信信号を受信し、受信用探触子２２が受信した超音波のうち、弾性樹脂１３を透過しなかった超音波の振幅と、弾性樹脂１３を透過した超音波の振幅とに基づいて、弾性樹脂１３の劣化状態を判定する。

具体的には、図４Ａから図５Ｂに示すように、判定部４２は、取得部４１から出力された受信信号を解析して、受信用探触子２２によって受信された２つの超音波のうち、第１伝搬経路６１を伝搬してきた超音波の振幅と、第２伝搬経路６２を伝搬してきた超音波の振幅とを特定する。そして、判定部４２は、第１伝搬経路６１を伝搬してきた超音波の振幅と、第２伝搬経路６２を伝搬してきた超音波の振幅とを比較して、弾性樹脂１３の劣化状態を判定する。判定部４２は、例えば、上記２つの振幅を、それらの差分又は比率を用いて比較する。

なお、判定部４２は、第１伝搬経路６１を伝搬してきた超音波の波形と、第２伝搬経路６２を伝搬してきた超音波の波形とを、表示器（図示省略）に表示しても良い。また、判定部４２は、判定結果を表示器に表示しても良い。

ここで、弾性樹脂材料内を伝搬する超音波の音速は、金属材料内を伝搬する超音波の音速よりも遅くなる。従って、第２伝搬経路６２を伝搬した超音波は、第１伝搬経路６１を伝搬した超音波よりも、時間的に遅く受信される。これにより、判定部４２は、第１ゲート期間７１及び第２ゲート期間７２を設定している。第１ゲート期間７１は、第１伝搬経路６１を伝播した超音波の振幅を検出するための期間である。第２ゲート期間７２は、第２伝搬経路６２を伝播した超音波の振幅を検出するための期間である。

判定部４２は、フランジ１１ａの厚さ、フランジ１２ａの厚さ、及び、超音波の音速に基づいて、第１ゲート期間７１の開始時刻を設定する。また、判定部４２は、フランジ１１ａの厚さ、フランジ１２ａの厚さ、弾性樹脂１３の厚さ、及び、超音波の音速に基づいて、第２ゲート期間７２の開始時刻を設定する。更に、判定部４２は、超音波の周波数、送信用探触子２１の帯域幅、及び、受信用探触子２２の帯域幅に基づいて、第１ゲート期間７１の長さ、及び、第２ゲート期間７２に長さを設定する。

第１伝搬経路６１を伝搬する超音波は、フランジ１１ａ，１２ａのみを透過するため、弾性樹脂１３の劣化状態に対応しないものである。第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅は、送信用探触子２１とフランジ１１ａとの間の接触状態、及び、受信用探触子２２とフランジ１２ａとの間の接触状態に応じて変化する。

一方、第２伝搬経路６２を伝搬する超音波は、フランジ１１ａ，１２ａ及び弾性樹脂１３を伝播するため、弾性樹脂１３の劣化状態に対応するものである。第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅は、フランジ１１ａと弾性樹脂１３との間の接触状態、及び、フランジ１２ａと弾性樹脂１３との間の接触状態に応じて変化する。即ち、弾性樹脂１３が劣化した場合、フランジ１１ａと弾性樹脂１３との間、及び、フランジ１２ａと弾性樹脂１３との間のうち、少なくともいずれか一方に、隙間が生じるため、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅は、小さくなる。

また、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅は、第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅と同様に、送信用探触子２１とフランジ１１ａとの間の接触状態、及び、受信用探触子２２とフランジ１２ａとの間の接触状態に応じて変化する。これにより、判定部４２は、第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅と、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅とを比較することによって、フランジ１１ａと弾性樹脂１３との間の接触状態、及び、フランジ１２ａと弾性樹脂１３との間の接触状態を求めることができ、更に、この求めた結果に基づいて、弾性樹脂１３の劣化状態を判定することができる。

図４Ａ及び図４Ｂでは、弾性樹脂１３が劣化していない状態となっており、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅は、第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅よりも大きくなっている。即ち、判定部４２は、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅が第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅がよりも大きい場合、フランジ１１ａと弾性樹脂１３との間、及び、フランジ１２ａと弾性樹脂１３との間に、隙間が生じていないと判断する。この結果、判定部４２は、弾性樹脂１３を劣化していないと判定する。

これに対して、図５Ａ及び図５Ｂでは、弾性樹脂１３が劣化している状態となっており、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅は、第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅よりも小さくなっている。即ち、判定部４２は、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅が第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅がよりも小さい場合、フランジ１１ａと弾性樹脂１３との間、及び、フランジ１２ａと弾性樹脂１３との間の少なくともいずれか一方に、隙間が生じていると判断する。この結果、判定部４２は、弾性樹脂１３を劣化していると判定する。

なお、ここで、説明した超音波の振幅とは、第１ゲート期間７１及び第２ゲート期間７２における絶対値の最大値のことである。

次に、判定部４２の判定方法について、図７及び図８を用いて検証する。図６は、劣化していない弾性樹脂１３を対象とした透過波実験結果を示す図である。図７は、劣化している弾性樹脂１３を対象とした透過波実験結果を示す図である。なお、図７及び図８においては、縦軸は超音波（透過波）の振幅を示しており、横軸は時間を示している。

図６及び図７に示した結果が得られた透過波実験では、送信用探触子２１及び受信用探触子２２の周波数を、２ＭＨｚとしている。また、以下の説明では、第１ゲート期間７１で検出された超音波の振幅をＡ１とし、第２ゲート期間７２で検出された超音波の振幅を、Ａ２とする。

図６に示すように、劣化していない弾性樹脂１３を対象とした透過波実験結果は、振幅Ａ１＜振幅Ａ２となっている。また、図７に示すように、劣化している弾性樹脂１３を対象とした透過波実験結果は、振幅Ａ１＞振幅Ａ２となっている。従って、上述した判定部４２の判定方法は、弾性樹脂１３の劣化状態を正しく判定することができる方法である。

ここで、判定部４２は、弾性樹脂１３の劣化状態を判定する場合、上述したように、振幅Ａ１と振幅Ａ２との大小関係を用いる他に、振幅Ａ１と振幅Ａ２との振幅比を用いても良い。

具体的には、判定部４２は、振幅比（Ａ２／Ａ１）が予め設定された閾値を超える場合、弾性樹脂１３を劣化していないと判定し、振幅比が閾値を超えない場合、弾性樹脂１３を劣化していると判定する。

例えば、図６に示した透過波実験結果では、（Ａ２／Ａ１）≒２．６となっており、図７に示した透過波実験結果では、（Ａ２／Ａ１）≒０．６７となっている。このとき、判定部４２は、閾値を「１．０」と予め設定しておけば、弾性樹脂１３の劣化状態を判定することができる。

次に、劣化状態判定装置４０の動作について、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０の動作を示すフローチャートである。

図８に示すように、ステップＳＴ１１において、取得部４１は、フランジ１１ａの表面から入射され、フランジ１２ａの表面から出射された超音波の波形を示す受信信号を、取得する。

ステップＳＴ１２において、判定部４２は、取得部４１が取得した超音波のうち、弾性樹脂１３を透過しなかった超音波の振幅と、弾性樹脂１３を透過した超音波の振幅とに基づいて、当該弾性樹脂１３の劣化状態を判定する。これにより、劣化状態判定装置４０の動作は、終了する。

次に、劣化状態判定装置４０のハードウェア構成について、図９を用いて説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０のハードウェア構成の一例を示す図である。

図９Ａに示す如く、劣化状態判定装置４０は、コンピュータにより構成されており、当該コンピュータは、プロセッサ５１及びメモリ５２を有している。メモリ５２には、当該コンピュータを取得部４１及び判定部４２として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ５２に記憶されているプログラムをプロセッサ５１が読み出して実行することにより、取得部４１及び判定部４２の機能が実現される。

また、図９Ｂに示す如く、劣化状態判定装置４０は、処理回路５３により構成されても良い。この場合、取得部４１及び判定部４２の機能が処理回路５３により実現されても良い。

更に、劣化状態判定装置４０は、プロセッサ５１、メモリ５２、及び、処理回路５３により構成されても良い（不図示）。この場合、取得部４１及び判定部４２の機能のうちの一部の機能がプロセッサ５１及びメモリ５２により実現されて、残余の機能が処理回路５３により実現されるものであっても良い。

プロセッサ５１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いたものである。

メモリ５２は、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクを用いたものである。より具体的には、メモリ５２は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）、又は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等を用いたものである。

処理回路５３は、例えば、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）、又は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－ＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を用いたものである。

以上、実施の形態１に係る劣化状態判定装置４０は、弾性樹脂１３を挟み込んだ２つのフランジ１１ａ，１２ａのうちのフランジ１１ａの表面から入射され、その２つのフランジ１１ａ，１２ａのうちのフランジ１２ａの表面から出射された超音波の波形を示す信号を取得する取得部４１と、取得部４１が取得した超音波のうち、弾性樹脂１３を透過しなかった超音波の振幅と、弾性樹脂１３を透過した超音波の振幅とに基づいて、当該弾性樹脂１３の劣化状態を判定する判定部４２を備える。これにより、劣化状態判定装置４０は、２つのフランジ１１ａ，１２ａ間に挟み込まれた弾性樹脂１３の劣化状態を非破壊で判定することができる。

また、実施の形態１に係る劣化状態検査システムは、弾性樹脂１３を挟み込んだ２つのフランジ１１ａ，１２ａのうちのフランジ１１ａの内部に超音波を放射する送信用探触子２１と、送信用探触子２１によって放射された超音波を、２つのフランジ１１ａ，１２ａのうちのフランジ１２ａを介して、受信する受信用探触子２２と、送信用探触子２１に対して、励振信号を出力する送信部３１と、受信用探触子２２から、波形信号を受信する受信部３２と、受信部３２から波形信号に対応した受信信号を受信し、受信用探触子２２が受信した超音波のうち、弾性樹脂１３を透過しなかった超音波の振幅と、弾性樹脂１３を透過した超音波の振幅とに基づいて、当該弾性樹脂１３の劣化状態を判定する判定部４２とを備える。これにより、劣化状態検査システムは、２つのフランジ１１ａ，１２ａ間に挟み込まれた弾性樹脂１３の劣化状態を非破壊で判定することができる。

更に、劣化状態検査システムは、送信用探触子２１及び受信用探触子２２を、弾性樹脂１３の一端を跨ぐように配置させている。これにより、劣化状態検査システムは、超音波が弾性樹脂１３を透過しない第１伝搬経路６１と、超音波が弾性樹脂１３を透過する第２伝搬経路６２とを、設定することができるので、弾性樹脂１３の劣化状態を適切に判定することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る劣化状態検査システムについて、図１０を用いて説明する。なお、図１０は、ボルト１４、ナット１５、送受信器３０、及び、流路を省略した図となっている。

実施の形態２に係る劣化状態検査システムは、実施の形態１に係る劣化状態検査システムに対して、送信用探触子２１及び受信用探触子２２に替えて、送信用探触子２６及び受信用探触子２７を備えたものである。送信用探触子２６及び受信用探触子２７は、弾性樹脂１３の両端を跨ぐように配置されている。

送信用探触子２６は、超音波を放射するための超音波放射面２６ａを有している。この超音波放射面２６ａは、超音波透過面１３ａ，１３ｂの一端（内周端）及び他端（外周端）を跨ぐように配置されている。また、受信用探触子２７は、超音波を受信するための超音波受信面２７ａを有している。この超音波受信面２７ａは、超音波透過面１３ａ，１３ｂの一端（内周端）及び他端（外周端）を跨ぐように配置されている。即ち、超音波放射面２６ａの長さは、超音波透過面１３ａ，１３ｂの径方向長さよりも長い。また、超音波受信面２７ａの長さは、超音波透過面１３ａ，１３ｂの径方向長さよりも長い。

これにより、判定部４２は、２つの第１伝搬経路６１と、１つの第２伝搬経路６２を設定することができる。即ち、弾性樹脂１３を透過しない超音波は、当該弾性樹脂１３の一端側及び他端側を通過する。

また、判定部４２は、弾性樹脂１３の劣化状態を判定する場合、弾性樹脂１３を透過しなかった２つの超音波の振幅、又は、その２つの超音波の振幅のうちのいずれか一方の振幅を使用する。

以上、実施の形態２に係る劣化状態検査システムは、送信用探触子２６及び受信用探触子２７を、弾性樹脂１３の両端を跨ぐように配置させている。これにより、劣化状態検査システムは、超音波が弾性樹脂１３を透過しない第１伝搬経路６１と、超音波が弾性樹脂１３を透過する第２伝搬経路６２とを、設定することができるので、弾性樹脂１３の劣化状態を適切に判定することができる。

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、もしくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る劣化状態判定装置は、弾性樹脂を透過しなかった超音波の振幅と、弾性樹脂を透過した超音波の振幅とを使用して、弾性樹脂の劣化状態を判定することができ、２つの部材間に挟み込まれた弾性樹脂の劣化状態を判定する劣化状態判定装置等に用いるのに適している。

１０構造体、１１配管、１１ａフランジ、１２配管、１２ａフランジ、１２ｂ環状溝、１３弾性樹脂、１３ａ，１３ｂ超音波透過面、１４ボルト、１５ナット、２１，２６送信用探触子、２１ａ，２６ａ超音波放射面、２２，２７受信用探触子、２２ａ，２７ａ超音波受信面、３０送受信器、３１送信部、３２受信部、４０劣化状態判定装置、４１取得部、４２判定部、５１プロセッサ、５２メモリ、５３処理回路、６１第１伝搬経路、６２第２伝搬経路、７１第１ゲート期間、７２第２ゲート期間、Ａ１，Ａ２振幅。

Claims

弾性樹脂を挟み込んだ２つの部材のうちの一方の部材の表面から入射され、前記２つの部材のうちの他方の部材の表面から出射された超音波の波形を示す信号を取得する取得部と、
前記取得部が取得した超音波のうち、前記弾性樹脂を透過しなかった超音波の振幅と、前記弾性樹脂を透過した超音波の振幅とに基づいて、前記弾性樹脂の劣化状態を判定する判定部とを備える
ことを特徴とする劣化状態判定装置。
弾性樹脂を挟み込んだ２つの部材のうちの一方の部材の内部に超音波を放射する送信用探触子と、
前記送信用探触子によって放射された超音波を、前記２つの部材のうちの他方の部材を介して、受信する受信用探触子と、
前記送信用探触子に対して、励振信号を出力する送信部と、
前記受信用探触子から、波形信号を受信する受信部と、
前記受信部から波形信号に対応した受信信号を受信し、前記受信用探触子が受信した超音波のうち、前記弾性樹脂を透過しなかった超音波の振幅と、前記弾性樹脂を透過した超音波の振幅とに基づいて、前記弾性樹脂の劣化状態を判定する判定部とを備える
ことを特徴とする劣化状態検査システム。
前記送信用探触子及び前記受信用探触子は、
前記弾性樹脂の一端を跨ぐように配置される
ことを特徴とする請求項２記載の劣化状態検査システム。
前記送信用探触子及び前記受信用探触子は、
前記弾性樹脂の両端を跨ぐように配置される
ことを特徴とする請求項２記載の劣化状態検査システム。
弾性樹脂を挟み込んだ２つの部材のうちの一方の部材の表面から入射され、前記２つの部材のうちの他方の部材の表面から出射された超音波の波形を示す信号を取得し、
取得した超音波のうち、前記弾性樹脂を透過しなかった超音波の振幅と、前記弾性樹脂を透過した超音波の振幅とに基づいて、前記弾性樹脂の劣化状態を判定する
ことを特徴とする劣化状態検査方法。