JP7109980B2 - 超音波計測装置、超音波計測方法および部材の接合方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に設置した状況を示す模式的断面図である。
図12は、本発明の第2の実施形態に係る超音波計測装置の第1の超音波受信部で受信される第1の受信信号のタイムチャートである。
図13は、本発明の第3の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に適用する状況を示す模式的断面図である。第3の実施形態は、たとえば第1の実施形態の変形である。第3の実施形態の超音波計測装置50は、超音波励起用パルスレーザ53と、部分透過反射鏡54と、全反射鏡55と、超音波受信用レーザ56と、受信プローブ57と、スキャン機構58と、レーザ干渉計59と、光ケーブル60、61とを有する。そのほかに、超音波計測装置50は、第1の実施形態と同様に、信号収録部24と、信号処理部25と、映像表示部26とを有する。
図14は、本発明の第4の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に適用する状況を示す模式的断面図である。第4の実施形態は第3の実施形態の変形である。第4の実施形態の超音波計測装置50は、第1の超音波励起用パルスレーザ53aおよび第2の超音波励起用パルスレーザ53bを備え、これらのパルスレーザ53a、53bから発せられるパルスレーザ光が、反射鏡を介さずに、それぞれ、被測定対象10の第1および第2の超音波発生箇所71、72に照射される。上記以外の構成は第3の実施形態と同様である。
図15は、本発明の第5の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に適用する状況を示す模式的断面図である。第5の実施形態は第3の実施形態の変形である。第5の実施形態の超音波計測装置50は、超音波励起用のレーザスキャン装置85を備える。超音波励起用パルスレーザ53から発せられたパルスレーザは、レーザスキャン装置85を介して被測定対象10の第1および第2の超音波発生箇所71、72に照射される。レーザスキャン装置85により、複数の超音波発生箇所71、72で超音波を発生させることができる。上記以外の構成は第3の実施形態と同様である。
図16は、本発明の第6の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に適用する場合の被測定対象を示す模式的斜視図である。第6の実施形態は第3~第5の実施形態の変形である。
図17は、本発明の第7の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に適用する状況を示す模式的断面図である。第7の実施形態の超音波計測装置50の構成自体は、第3または第4の実施形態の超音波計測装置50と同じである。この第7の実施形態では、被測定対象10が、第1の平板(接合対象部材)10cと第2の平板(接合対象部材)10dとが突き合わせ溶接によって溶接される溶接中の溶接部80を含む溶接構造である。ここで、「溶接中」には、溶接を行うのと同時の場合と、複数の層を重ねて溶接を行う場合に、途中の層まで溶接が終わって次の層の溶接を行うまでの間の時間(溶接中断中)の場合との両方の場合がある。なお、図17では、超音波励起用レーザ等の図示を省略している。
図18は、本発明の第8の実施形態に係る超音波計測装置を被測定対象に適用する状況を示す模式的断面図である。第8の実施形態の超音波計測装置50の構成自体は、第3、第4、第7の実施形態の超音波計測装置50と同じである。この第8の実施形態では、第7の実施形態とほぼ同様に、被測定対象10が、第1の平板10cと第2の平板10dとが突き合わせ溶接によって溶接される溶接中の溶接部80を含む溶接構造である。
図19は、本発明の第9の実施形態に係る超音波計測装置の信号処理部の機能構成を示すブロック図である。この実施形態は、たとえば第1の実施形態の変形である。図1に示す超音波計測装置の構成は第1の実施形態と同様であるが、信号処理部25の内容が第1の実施形態と相違する。
上記各実施形態の特徴を適宜組み合わせることもできる。
Claims (9)
- 被測定対象の互いに離れた第1および第2の超音波発生箇所にそれぞれ、第1および第2の超音波を発生させる少なくとも一つの超音波発生部と、
前記第1および第2の超音波が前記被測定対象内で反射して得られる反射波を前記被測定対象の互いに離れた第1および第2の超音波受信箇所それぞれで受信する少なくとも一つの超音波受信部と、
前記第1および第2の超音波に基づく両方の反射波を第1の超音波受信箇所で受信した第1の受信信号と、前記第1および第2の超音波に基づく両方の反射波を第2の超音波受信箇所で受信した第2の受信信号とをそれぞれ収録する信号収録部と、
前記信号収録部に収録された前記第1および第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標、に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置推定演算部と、
を有し、
前記反射位置推定演算部は、
前記第1および第2の受信信号、前記第1の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する第1の超音波を対象とする反射位置推定演算部と、
前記第1および第2の受信信号、前記第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する第2の超音波を対象とする反射位置推定演算部と、
前記第1の超音波を対象とする反射位置推定演算部で推定された結果と、前記第2の超音波を対象とする反射位置推定演算部で推定された結果とに基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置総合推定演算部と、
を備えていることを特徴とする超音波計測装置。 - 被測定対象の互いに離れた第1および第2の超音波発生箇所にそれぞれ、第1および第2の超音波を発生させる少なくとも一つの超音波発生部と、
前記第1および第2の超音波が前記被測定対象内で反射して得られる反射波を前記被測定対象の互いに離れた第1および第2の超音波受信箇所それぞれで受信する少なくとも一つの超音波受信部と、
前記第1および第2の超音波に基づく両方の反射波を第1の超音波受信箇所で受信した第1の受信信号と、前記第1および第2の超音波に基づく両方の反射波を第2の超音波受信箇所で受信した第2の受信信号とをそれぞれ収録する信号収録部と、
前記信号収録部に収録された前記第1および第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標、に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置推定演算部と、
を有し、
前記反射位置推定演算部は、
前記第1の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて超音波の前記被測定対象内の反射位置を推定する第1の受信信号に基づく反射位置推定演算部と、
前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて超音波の前記被測定対象内の反射位置を推定する第2の受信信号に基づく反射位置推定演算部と、
前記第1の受信信号に基づく反射位置推定演算部で推定された結果と、前記第2の受信信号に基づく反射位置推定演算部で推定された結果とに基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置総合推定演算部と、
を備えていることを特徴とする超音波計測装置。 - 前記反射位置推定演算部によって得られた前記被測定対象内の超音波反射位置を映像化する映像化処理部をさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波計測装置。
- 前記超音波受信部は、前記第1の超音波受信箇所および前記第2の超音波受信箇所で前記反射波を受信する受信時間範囲を設定可能に構成され、
前記超音波発生部は、前記超音波受信部が前記受信時間範囲の間に前記第1および第2の超音波に基づく両方の反射波を受信可能なように当該第1および第2の超音波を発生させるように構成される、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の超音波計測装置。 - 被測定対象の互いに離れた第1および第2の超音波発生箇所にそれぞれ、第1および第2の超音波を発生させる超音波発生ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記被測定対象内で反射して得られる反射波の両方を前記被測定対象の第1の超音波受信箇所で第1の受信信号として受信する第1の超音波受信ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記被測定対象内で反射して得られる反射波の両方を前記被測定対象の前記第1の超音波受信箇所から離れた第2の超音波受信箇所で第2の受信信号として受信する第2の超音波受信ステップと、
前記第1の受信信号を収録する第1の受信信号収録ステップと、
前記第2の受信信号を収録する第2の受信信号収録ステップと、
前記第1の受信信号収録ステップで収録された前記第1の受信信号および前記第2の受信信号収録ステップで収録された前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標、に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置推定演算ステップと、
を有し、
前記反射位置推定演算ステップは、
前記第1および第2の受信信号、前記第1の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する第1の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップと、
前記第1および第2の受信信号、前記第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する第2の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップと、
前記第1の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップで推定された結果と、前記第2の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップで推定された結果とに基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置総合推定演算ステップと、
を備えていること、を特徴とする超音波計測方法。 - 被測定対象の互いに離れた第1および第2の超音波発生箇所にそれぞれ、第1および第2の超音波を発生させる超音波発生ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記被測定対象内で反射して得られる反射波の両方を前記被測定対象の第1の超音波受信箇所で第1の受信信号として受信する第1の超音波受信ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記被測定対象内で反射して得られる反射波の両方を前記被測定対象の前記第1の超音波受信箇所から離れた第2の超音波受信箇所で第2の受信信号として受信する第2の超音波受信ステップと、
前記第1の受信信号を収録する第1の受信信号収録ステップと、
前記第2の受信信号を収録する第2の受信信号収録ステップと、
前記第1の受信信号収録ステップで収録された前記第1の受信信号および前記第2の受信信号収録ステップで収録された前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標、に基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置推定演算ステップと、
を有し、
前記反射位置推定演算ステップは、
前記第1の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて超音波の前記被測定対象内の反射位置を推定する第1の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップと、
前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて超音波の前記被測定対象内の反射位置を推定する第2の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップと、
前記第1の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップで推定された結果と、前記第2の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップで推定された結果とに基づいて前記被測定対象内の超音波反射位置を推定する反射位置総合推定演算ステップと、
を備えていること、を特徴とする超音波計測方法。 - 前記超音波発生ステップは、予め設定された受信時間範囲の間に前記第1の超音波受信ステップおよび前記第2の超音波受信ステップが実施されるように前記第1および第2の超音波を発生させる、ことを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波計測方法。
- 接合対象部材に溶接により溶接部を形成するステップと、
前記接合対象部材および前記溶接部からなる接合部材の互いに離れた第1および第2の超音波発生箇所にそれぞれ、超音波励起用パルスレーザ光を照射して第1および第2の超音波を発生させる超音波発生ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記接合部材内で反射して得られる反射波の両方を前記接合部材の第1の超音波受信箇所に超音波励起用パルスレーザ光を照射して第1の受信信号として受信する第1の超音波受信ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記接合部材内で反射して得られる反射波の両方を前記接合部材の前記第1の超音波受信箇所から離れた第2の超音波受信箇所に前記超音波励起用パルスレーザ光を照射して第2の受信信号として受信する第2の超音波受信ステップと、
前記第1の受信信号を収録する第1の受信信号収録ステップと、
前記第2の受信信号を収録する第2の受信信号収録ステップと、
前記第1の受信信号収録ステップで収録された前記第1の受信信号および前記第2の受信信号収録ステップで収録された前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標、に基づいて前記接合部材内の超音波反射位置を推定する反射位置推定演算ステップと、
を有し、
前記反射位置推定演算ステップは、
前記第1および第2の受信信号、前記第1の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて前記接合部材内の超音波反射位置を推定する第1の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップと、
前記第1および第2の受信信号、前記第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて前記接合部材内の超音波反射位置を推定する第2の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップと、
前記第1の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップで推定された結果と、前記第2の超音波を対象とする反射位置推定演算ステップで推定された結果とに基づいて前記接合部材内の超音波反射位置を推定する反射位置総合推定演算ステップと、
を備えていること、を特徴とする部材の接合方法。 - 接合対象部材に溶接により溶接部を形成するステップと、
前記接合対象部材および前記溶接部からなる接合部材の互いに離れた第1および第2の超音波発生箇所にそれぞれ、超音波励起用パルスレーザ光を照射して第1および第2の超音波を発生させる超音波発生ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記接合部材内で反射して得られる反射波の両方を前記接合部材の第1の超音波受信箇所に超音波励起用パルスレーザ光を照射して第1の受信信号として受信する第1の超音波受信ステップと、
前記第1および第2の超音波それぞれが前記接合部材内で反射して得られる反射波の両方を前記接合部材の前記第1の超音波受信箇所から離れた第2の超音波受信箇所に前記超音波励起用パルスレーザ光を照射して第2の受信信号として受信する第2の超音波受信ステップと、
前記第1の受信信号を収録する第1の受信信号収録ステップと、
前記第2の受信信号を収録する第2の受信信号収録ステップと、
前記第1の受信信号収録ステップで収録された前記第1の受信信号および前記第2の受信信号収録ステップで収録された前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1および第2の超音波受信箇所の座標、に基づいて前記接合部材内の超音波反射位置を推定する反射位置推定演算ステップと、
を有し、
前記反射位置推定演算ステップは、
前記第1の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第1の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて超音波の前記接合部材内の反射位置を推定する第1の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップと、
前記第2の受信信号、前記第1および第2の超音波発生箇所の座標、ならびに前記第2の超音波受信箇所の座標の情報に基づいて超音波の前記接合部材内の反射位置を推定する第2の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップと、
前記第1の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップで推定された結果と、前記第2の受信信号に基づく反射位置推定演算ステップで推定された結果とに基づいて前記接合部材内の超音波反射位置を推定する反射位置総合推定演算ステップと、
を備えていること、を特徴とする部材の接合方法。
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