JP7327464B2 - 超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7327464B2
JP7327464B2 JP2021502659A JP2021502659A JP7327464B2 JP 7327464 B2 JP7327464 B2 JP 7327464B2 JP 2021502659 A JP2021502659 A JP 2021502659A JP 2021502659 A JP2021502659 A JP 2021502659A JP 7327464 B2 JP7327464 B2 JP 7327464B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sampling data
data
sampling
divided
waveform data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021502659A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2020175693A1 (ja
Inventor
聡明 濱野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of JPWO2020175693A1 publication Critical patent/JPWO2020175693A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7327464B2 publication Critical patent/JP7327464B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654Imaging
    • G01N29/069Defect imaging, localisation and sizing using, e.g. time of flight diffraction [TOFD], synthetic aperture focusing technique [SAFT], Amplituden-Laufzeit-Ortskurven [ALOK] technique
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/041Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/043Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/48Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude comparison
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/0289Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/263Surfaces
    • G01N2291/2634Surfaces cylindrical from outside

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本開示は、超音波探傷装置に関する。
本願は、2019年2月28日に日本に出願された特願2019-035536号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、検査員が超音波探触子を手に持ちながら被検体の検査範囲を手動で走査するのと同時に超音波エコーの強度を表示部に表示する、手動式の超音波探傷装置がある。この手動式の超音波探傷装置では、検査員が表示部に表示された超音波エコーの強度から、被検体に欠陥が存在するか否かを判断し、その結果(検査結果)を紙等で記録している。
ただし、上記手動式の超音波探傷装置では、検査員がその場で表示部に表示された超音波エコーの強度を確認し、検査結果を記録する必要があるため、検査員には大きな負担が掛かる。そこで、近年では、上記手動式の超音波探傷装置において、超音波探触子の走査は手動で実施しつつも、検査範囲の各位置での超音波エコーの強度(例えば、最大値)を自動で記録する超音波探傷装置が提案されている。これにより、検査員は、検査範囲の各位置での超音波エコーの強度を後になって再確認することができ、検査員の負担を軽減することができる。
日本国特開2006-170766号公報
ただし、検査員は、検査範囲の各位置での超音波エコーの強度だけでは、エコーが欠陥なのか又はノイズなのかを識別することができず、欠陥を正確に識別することが難しい場合がある。
本開示は、このような事情に鑑みてなされ、その目的は、検査員が超音波探触子を手に持ちながら被検体の検査範囲を手動で走査する手動式の超音波探傷装置であって、欠陥を正確に識別可能な超音波探傷装置を提供することである。
(1)本開示の一態様は、被検体の検査領域に照射した超音波のエコーの波形データを検出する超音波探触子と、前記超音波探触子で得られた前記波形データを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータを時系列で連続的に格納部に格納する処理部と、前記検査領域を複数の分割領域に分割して、前記各分割領域を表示部に表示する表示制御部と、を備え、前記処理部は、前記分割領域と、当該分割領域に含まれる一以上のサンプリング点のサンプリングデータを含む一以上の前記波形データとを直接的又は間接的に紐づける、超音波探傷装置である。
(2)上記(1)の超音波探傷装置であって、前記処理部は、前記サンプリング点の位置が前記複数の分割領域のうちどの分割領域に該当するかを前記サンプリングデータごとに特定する特定処理を実行し、該当先の前記分割領域が特定されたサンプリングデータを含む一以上の波形データと、前記該当先の前記分割領域とを直接的又は間接的に紐づけてもよい。
(3)上記(2)の超音波探傷装置は、操作部を備え、前記表示制御部は、前記操作部により前記複数の分割領域のうち任意の前記分割領域が選択された場合には、前記選択された前記分割領域に直接的又は間接的に紐づけられた前記波形データを読み出し、前記表示部に表示してもよい。
(4)上記(2)又は上記(3)の超音波探傷装置であって、前記処理部は、前記特定処理の結果、該当先の前記分割領域が特定されたサンプリングデータを当該分割領域に割り当ててもよい。
(5)上記(4)の超音波探傷装置であって、前記表示制御部は、前記サンプリングデータが割り当てられた分割領域を、当該サンプリングデータの値に応じた色で塗りつぶしてもよい。
(6)上記(2)から上記(5)のいずれかの超音波探傷装置であって、前記処理部は、前記特定処理の結果、一つの前記分割領域に対して、二つ以上の前記サンプリングデータが該当する場合には、前記二つ以上の前記サンプリングデータのうち一つの前記サンプリングデータを選択する選択処理を実行し、前記選択処理で選択した前記サンプリングデータを当該サンプリングデータが該当する前記分割領域に割り当ててもよい。
(7)上記(2)から上記(6)のいずれかの超音波探傷装置は、前記被検体の表面に貼り付けられ、前記被検体上に配列されると共に前記被検体上の位置を示す二次元模様が描かれているシート材と、前記超音波探触子に取り付けられ、前記二次元模様を撮像する撮像装置と、を備え、前記処理部は、前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記被検体上の位置を示す位置情報を読み取り、前記超音波探触子で得られた前記波形データの各サンプリングデータと、当該波形データと同時に得た撮像画像から読み取った前記位置情報とを関連付けてもよい。
(8)上記(7)の超音波探傷装置であって、前記処理部は、前記波形データと同時に得た前記撮像画像から当該波形データの品質の度合いを示す指標を求め、その求めた前記指標と当該波形データの各サンプリングデータとを関連付け、前記特定処理の結果、一つの前記分割領域に対して二つ以上の前記サンプリングデータが該当する場合には、前記二つ以上の前記サンプリングデータのうち、前記指標が最も高い前記サンプリングデータを選択してもよい。
(9)上記(7)又は(8)の超音波探傷装置であって、前記処理部は、前記特定処理において、前記位置情報に基づいて、当該位置情報に関連付けられた前記サンプリングデータの各サンプリング点の位置が前記複数の分割領域のうちどの分割領域に該当するかを特定してもよい。
以上説明したように、本開示によれば、検査員が超音波探触子を手に持ちながら被検体の検査範囲を手動で走査する手動式の超音波探傷装置において、欠陥を正確に識別することができる。
本実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るシート材の一例を示す図である。 本実施形態に係る特定処理を説明する図である。 本実施形態に係る表示制御部が表示部に表示する表示画面の一例を示す図である。 本実施形態に係る格納部に格納される情報の一例をテーブル形式で示す図である。 本実施形態に係る超音波探傷装置のフロー図である。
以下、本実施形態に係る超音波探傷装置を、図面を用いて説明する。
本実施形態に係る超音波探傷装置Aは、対象物(被検体)の超音波探傷検査に用いられ、被検体の傷を検出する。本実施形態では、超音波探傷装置Aは、配管Kを被検体として配管Kの溶接線に発生する亀裂等の傷を検出する。なお、超音波探傷装置Aは、検査員が超音波探触子2を手に持ちながら被検体の検査範囲を手動で走査する手動式の超音波探傷装置である。
図1は、本実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、超音波探傷装置Aは、シート材1、超音波探触子2、撮像装置3、超音波探傷器4及び情報処理装置5を備える。
シート材1は、配管Kの表面に貼り付けられている。図2に示すように、シート材1は、表面に複数の二次元模様1aが描かれている。複数の二次元模様1aは、配管K上に配列されるとともに、配管K上の位置を示す。例えば、二次元模様1aは、シート材1において、配管Kの軸方向(中心軸方向)及び周方向に複数描かれている。二次元模様1aには、配管K上の位置(座標)を示す情報(以下、「位置情報」という。)が暗号化されている。例えば、二次元模様1aは、配管Kの軸方向及び周方向に10mm間隔で配置されている。例えば、二次元模様1aは、QRコード(登録商標)である。なお、シート材1は、配管Kの外周面において超音波探触子を走査する領域に設けられている。
シート材1は、配管Kの表面に直接ではなく、超音波を伝播させるための接触媒質が配管Kの表面に塗布された状態で、配管Kの表面に貼り付けられてもよい。このように、配管K上に塗布された接触媒質の上からシート材1を貼り付けることで、接触媒質の粘着性によりシート材1を配管Kに吸着させることができる。さらに、接触媒質によって、配管Kの表面に凹凸がある場合でも、シート材1を平らに(すなわち軸方向及び周方向に延びる周面に沿うように)貼り付けることができる。接触媒質は、減衰を抑制しつつ超音波を伝搬させる物質であればよく、例えば、グリセリン、水、油等である。
超音波探触子2は、同軸ケーブルを介して超音波探傷器4に接続されており、配管K上(配管Kの外周面上)を移動可能である。超音波探触子2は、先端から超音波を発生し、当該超音波の反射波を検出する。そして、超音波探触子2は、検出した反射波(エコー)を波形データWとして超音波探傷器4に出力する。例えば、超音波探触子2は、検査員の手動によって配管K上の表面を移動しながら配管Kの検査範囲Dを超音波で走査して、配管Kの亀裂等を示すエコーを検出する。
撮像装置3は、超音波探触子2に取り付けられている。言い換えれば、撮像装置3は、超音波探触子2と連結されており、超音波探触子2の移動に連動して移動する。撮像装置3は、配管K上に貼り付けられたシート材1の二次元模様1aを撮像する、例えば光学式の撮像装置である。撮像装置3は、信号ケーブルを介して超音波探傷器4に接続されている。撮像装置3は、読み取った二次元模様1aの撮像画像Gを超音波探傷器4に出力する。例えば、撮像装置3は、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子を備える発光部と、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等の撮像部と備え、超音波探触子2の移動方向における後側に取り付けられている。なお、撮像装置3は、超音波探触子2と同じ筐体で一体化されていてもよいし、別体であってもよい。
例えば、超音波探触子2と撮像装置3とを検査プローブとして一体化されてもよい。なお、本実施形態の検査プローブの構成は、例えば、国際公開第2016/098224号に記載された検査プローブの構成を用いることができる。
超音波探傷器4は、超音波探触子2に接続されると共に情報処理装置5に接続されている。超音波探傷器4は、超音波探触子2及び撮像装置3に電力を供給する。超音波探傷器4は、超音波探触子2から入力される波形データWを、A/D変換して情報処理装置5に出力する。すなわち、超音波探傷器4は、超音波探触子2で得られた波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータを情報処理装置5に出力する。言い換えれば、超音波探傷器4は、A/Dコンバータを含む。なお、図1における矢印の向きは、波形データWの進む方向を表示しており、上述の電力供給の向きとは関係がない。
超音波探触子2には、超音波探傷器4から電力が供給され、撮像装置3には情報処理装置5から電力が供給されてもよい。なお、超音波探触子2及び撮像装置3の接続は、有線接続に限らず、無線接続であってもよい。
情報処理装置5は、超音波探傷器4に接続されている。例えば、情報処理装置5は、デスクトップ型またはノート型のコンピュータである。
以下に、本実施形態に係る情報処理装置5について説明する。図1に示すように、情報処理装置5は、表示部11、操作部12、通信I/F部13及び制御部14を備える。
表示部11は、制御部14からの情報を表示画面に表示する。例えば、表示部11は、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイまたは液晶ディスプレイであり、制御部14の制御の下、各種情報を表示する。
操作部12は、ユーザの操作を受け付け、ユーザから受け付けた操作に応じた操作指示を制御部14に出力する。例えば、操作部12は、マウス等のポインティングデバイス及びキーボードその他の操作装置である。
通信I/F部13は、制御部14の制御の下、通信ケーブルを介して超音波探傷器4との間で各種信号の送受信を行う。通信I/F部13は、通信ケーブルを介して超音波探傷器4から受信した波形データWを制御部14に送信する。
通信I/F部13は、信号ケーブルを介して撮像装置3に接続されており、撮像装置3が撮像したた二次元模様1aの撮像画像Gを受信する。通信I/F部13は、受信した撮像画像Gの画像情報をA/D変換して制御部14に送信する。
例えば、制御部14は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備えている。
以下に、本実施形態に係る制御部14の機能部について説明する。本実施形態に係る制御部14は、処理部21、表示制御部22及び格納部23を備える。なお、処理部21及び表示制御部22がそれぞれ、CPU、ROM及びRAM等を備えていてもよい。格納部23が、ROM及びRAM等の記憶装置を備えていてもよい。
処理部21は、撮像画像Gから被検体(配管K)上の位置を示す位置情報Pを読み取る読取処理を実行する。すなわち、処理部21は、撮像画像Gを解析して、当該撮像画像Gに映っている二次元模様1aに暗号化されている位置情報Pを読み取る読取処理を実行する。なお、この位置情報Pは、超音波探触子2の傾きθを含んでもよい。この超音波探触子2の傾きθとは、例えば、被検体に対する超音波探触子2の傾きであって、被検体に照射する超音波の入射角度である。例えば、傾きθは、周方向をX方向に設定し、軸方向をY方向に設定した場合におけるXY平面に対する超音波探触子2の角度である。なお、Z方向は、XY平面に垂直な方向である。処理部21は、傾きθを演算により求めもよいし、超音波探触子2に設けられた、傾きθを計測するセンサ(例えば、ジャイロセンサ)の計測結果に基づいて取得してもよい。
処理部21は、超音波探触子2で得られた波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータを時系列で連続的に格納部23に格納する。この際、処理部21は、読取処理で読み取った位置情報Pを、当該読取処理で用いた撮像画像Gが得られたときに超音波探傷器4から受信した波形データWの各サンプリングデータに関連付けてデータセットとして格納部23に格納する。
処理部21は、検査領域100(図3参照)を複数の分割領域100aに分割する。例えば、処理部21は、図3に示すように、三次元の検査領域100をXYZ座標の3次元メッシュで分割することで、検査領域100を複数の分割領域100aに分割する。そして、処理部21は、格納部23に格納したすべてのサンプリングデータHのそれぞれについて、サンプリング点がどの分割領域100aに含まれるのか(該当するのか)を特定する。処理部21は、サンプリングデータHの元データである波形データと、当該サンプリングデータが含まれる分割領域100aとを直接的又は間接的に紐づける。サンプリングデータHの元データとは、当該サンプリングデータHを含む波形データWである。
具体的には、処理部21は、第1の処理において格納部23に格納された時系列のすべてのデータセット(サンプリングデータHと位置情報)の各サンプリング点について、サンプリング点の位置が複数の分割領域100aのうちどの分割領域に該当するかをサンプリングデータごとに特定する特定処理を実行する。
例えば、処理部21は、サンプリングデータに関連付けられている位置情報及びビーム路程の情報を用いることで、当該位置情報に関連付けられた波形データの各サンプリング点のXYZ座標系での位置を幾何学計算する。そして、処理部21は、サンプリング点のXYZ座標系での位置が、複数の分割領域100aのうちどの分割領域に該当するかをサンプリングデータHごとに特定する。
次に、処理部21は、特定処理の特定結果に基づいて各分割領域100aに一つのサンプリングデータHを割り当てる割当処理を実行する。本実施形態では、一つの分割領域100aには、一つのサンプリングデータHしか割り当てることができない。
処理部21は、割当処理として、各サンプリング点のサンプリングデータHを、当該サンプリングデータHの該当先の分割領域100aに割り当てる。
ここで、処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、その二つ以上のサンプリングデータHのうち一つのサンプリングデータHを選択する選択処理を実行し、選択処理で選択したサンプリングデータHを当該サンプリングデータHが該当する分割領域100aに割り当てる割当処理を実行する。例えば、処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、その二つ以上のサンプリングデータHを比較して、サンプリング値が大きい方を選択する選択処理を実行してもよい。例えば、処理部21は、一つの分割領域100aに対してサンプリングデータH(第1のサンプリングデータ)を割り当てる際に、すでに当該分割領域100aにサンプリングデータH(第2のサンプリングデータ)が割り当てられている場合には、第1のサンプリングデータと第2のサンプリングデータとを比較して値が大きいサンプリングデータHを当該分割領域100aに割り当てる。
ここで、処理部21は、紐づけ処理として、サンプリングデータHが割り当てられた分割領域100aと、当該サンプリングデータHの元データである波形データWとを直接的又は間接的に紐づけてもよい。例えば、処理部21は、サンプリングデータHを分割領域100aに割り当てると、紐づけ処理として、当該サンプリングデータHの元データである波形データWを格納部23から探索するためのタグ情報を当該分割領域100aに設定してもよい。また、処理部21は、波形データWと、当該波形データWにおける複数のサンプリングデータHのそれぞれとを紐づけるとともに、分割領域100aに割り当てられたサンプリングデータHに対してどの分割領域100aに割り当てられたかを示す情報を設定することで紐づけ処理を実行してもよい。
表示制御部22は、検査領域100を複数の分割領域100aに分割して、複数の分割領域100aを表示部11に表示する。そして、表示制御部22は、表示部11に表示された各分割領域100aを、処理部21によって当該分割領域100aに割り当てられたサンプリングデータHの値に応じた色(赤色、青色、黄色等)で塗りつぶす。これにより、表示制御部22は、検査領域の分割領域100a毎にエコーの強度がマッピングされた探傷分布データ画像を表示部11に表示することができる。
さらに、表示制御部22は、操作部12により複数の分割領域100aのうち任意の分割領域100aが選択された場合には、選択された分割領域100aに直接的又は間接的に紐づけられた波形データWを読み出し、表示部11に表示する。
以下において、本実施形態に係る表示制御部22が表示部11に表示する表示画面の一例を説明する。図4は、本実施形態に係る表示制御部22が表示部11に表示する表示画面の一例を示す図である。
図4に示すように、表示制御部22は、表示部11の一画面を大別して5つの画面(第1の画面22a~第5の画面22e)に分割する。そして、表示制御部22は、第1の画面22a~第3の画面22cにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100を、XYZ座標系のおける平面図、断面図及び側面図の3面図で表示する。具体的には、表示制御部22は、第1の画面22aにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXZ平面から見た図(平面図、XZ平面に垂直な方向から見た図)を表示する。ここで、表示制御部22は、第1の画面22aにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXZ平面から見た場合における各分割領域100aに対して、Y方向に並んだ複数の分割領域100aのうち、最も高いサンプル値(サンプリング値)に応じた色で塗りつぶす。
また、表示制御部22は、第2の画面22bにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をYZ平面から見た図(断面図、YZ平面に垂直な方向から見た図)を表示する。ここで、表示制御部22は、第2の画面22bにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をYZ平面から見た場合における各分割領域100aに対して、X方向に並んだ複数の分割領域100aのうち、最も高いサンプル値に応じた色で塗りつぶす。
また、表示制御部22は、第3の画面22cにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXY平面から見た図(側面、XY平面に垂直な方向から見た図)を表示する。ここで、表示制御部22は、第3の画面22cにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXY平面から見た場合における各分割領域100aに対して、Z方向に並んだ複数の分割領域100aのうち、最も高いサンプル値に応じた色で塗りつぶす。
また、表示制御部22は、操作部12により複数の分割領域100aのうち任意の分割領域100aが選択された場合には、選択された分割領域100aに直接的又は間接的に紐づけられた波形データWを読み出し、第4の画面22dに表示する。
また、表示制御部22は、操作部12により複数の分割領域100aのうち任意の分割領域100aが選択された場合には、選択された分割領域100aに割り当てられたサンプリングデータHに関連付けられた位置情報Pを第5の画面22eに表示する。なお、表示制御部22は、第4の画面22dに表示している波形データWの付加情報として、首振り角度や屈折角度等の情報を第5の画面22eに表示してもよい。
また、表示制御部22は、第4の画面22dに表示された波形データWの前後の波形データWを第4の画面22dに再生させる再生ボタン30及び当該再生を停止する停止ボタン40を、第5の画面22eに表示する。再生ボタン30は、第1の再生ボタン31及び第2の再生ボタン32を備える。
表示制御部22は、操作部12により第1の再生ボタン31が選択されると、時間軸上において、第4の画面22dに表示された波形データWの1つ前の波形データを格納部23から順次読み出して、第4の画面22dに表示する第1の再生処理を実行する。一方、表示制御部22は、操作部12により第2の再生ボタン32が選択されると、時間軸上において、第4の画面22dに表示された波形データWの1つ後の波形データを格納部23から順次読み出して、第4の画面22dに表示する第2の再生処理を実行する。表示制御部22は、操作部12により停止ボタン40が選択されると、第1の再生処理及び第2の再生処理を停止する。
格納部23には、波形データWの各サンプリングデータHと位置情報Pとが関連付けられた情報等が時系列で連続的に格納される。図5は、格納部23に格納される情報の一例をテーブル形式で示す。格納部23には、第1のテーブル及び第2のテーブルが設けられている。
図5(A)は、第1のテーブルに格納される情報の一例を示す。第1のテーブルには、超音波探触子2から出力される各波形データWのサンプリングデータHと超音波探触子2の位置情報Pとが関連付けられて時系列で連続的に格納される。また、第1のテーブルには、経過時間及び波形データ番号の各情報がサンプリングデータH毎に関連付けられて格納される。
経過時間とは、超音波を照射して各サンプリングデータHが得られるまでの時間である。波形データ番号とは、各サンプリングデータHの元データである波形データWを識別する番号である。したがって、一つの波形データWをサンプリングして得られた複数のサンプリングデータHは、同一の波形データ番号が関連付けられて、第1のテーブルに格納される。
図5(B)は、第2のテーブルに格納される情報の一例を示す。第2のテーブルには、各分割領域100aを識別する番号である分割領域識別番号と、各分割領域識別番号が示す分割領域100aのそれぞれに割り当てられたサンプリングデータHと、当該割領域識別番号が示す分割領域100aに含まれる(該当する)サンプリングデータHの元データである波形データWを示すタグ情報との各情報が関連付けられて格納される。この第2のテーブルは、上記紐づけ処理によって生成される。なお、本実施形態のタグ情報は、波形データ番号である。
次に、本実施形態に係る超音波探傷装置Aの動作について、図5及び図6を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る超音波探傷装置Aのフロー図である。
検査員は、配管Kに発生する亀裂等の欠陥や減肉を検出するために、超音波探触子2を手に持ち配管K上の検査部位を走査する。例えば、検査員は、超音波探触子2を軸方向に沿って動かすことで当該軸方向の第1の端部から第2の端部まで走査する。次に、検査員は、超音波探触子2が第2の端部に到達すると、超音波探触子2を周方向にずらした位置から第1の端部に向けて軸方向に走査する。そして、検査員は、超音波探触子2に対する上記走査を繰り返すことで、配管K上の検査部位全体、すなわち検査領域100全体を走査する。
この際、超音波探触子2は、照射した超音波の反射波を検出してその反射波(エコー)の波形データWを超音波探傷器4に出力する。超音波探傷器4は、超音波探触子2で得られた波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータHを情報処理装置5に出力する(ステップS101)。また、撮像装置3は、撮像した二次元模様1aの撮像画像Gを情報処理装置5に出力する(ステップS102)。
処理部21は、同時、又は同時と同視得る範囲において波形データWtのサンプリングデータHと撮像画像Gtを受信した場合には、読取処理を実行して、撮像装置3の撮像画像Gに含まれる二次元模様1a(例えば、QRコード(登録商標))に基づいて配管K上の位置情報Pt(例えば、絶対座標)を取得する(ステップS103)。そして、処理部21は、超音波探触子2からの波形データWtのサンプリングデータHと位置情報Ptとを関連付けて時系列で連続的に格納部23に格納する(ステップS104)。
例えば、検査員が超音波探触子2を手動で動かしながら走査することで、超音波探傷器4は、超音波探触子2からの波形データとして、時系列の順に波形データW1、波形データW2、波形データW3を取得するとする。ここで、波形データW1は、超音波探触子2の位置情報Pが位置情報P1であるときのデータである。波形データW2は、超音波探触子2の位置情報Pが位置情報P2であるときのデータである。波形データW3は、超音波探触子2の位置情報Pが位置情報P3であるときのデータである。
この場合には、超音波探傷器4は、波形データW1を所定のサンプリング間隔でサンプリングし、その波形データW1の各サンプリングデータH11~H1nを時系列で連続的に情報処理装置5に送信する。次に、超音波探傷器4は、波形データW2を所定のサンプリング間隔でサンプリングし、その波形データW2の各サンプリングデータH21~H2nを時系列で連続的に情報処理装置5に送信する。次に、超音波探傷器4は、波形データW3を所定のサンプリング間隔でサンプリングし、その波形データW3の各サンプリングデータH31~H3nを時系列で連続的に情報処理装置5に送信する。
処理部21は、各サンプリングデータH11~H1nと、各サンプリングデータH11~H1nを超音波探傷器4から取得したときと同時又は同時と同視得る範囲で読取処理により得られた位置情報P1とを関連付けて、時系列で連続的に格納部23の第1のテーブルに格納する。次に、処理部21は、各サンプリングデータH21~H2nと、各サンプリングデータH21~H2nを超音波探傷器4から取得したときと同時又は同時と同視得る範囲で読取処理により得られた位置情報P2とを関連付けて、時系列で連続的に格納部23の第1のテーブルに格納する。次に、処理部21は、各サンプリングデータH31~H3nと、各サンプリングデータH31~H3nを超音波探傷器4から取得したときと同時又は同時と同視得る範囲で読取処理により得られた位置情報P3とを関連付けて、時系列で連続的に格納部23の第1のテーブルに格納する。このように、処理部21は、超音波探触子2で得られる波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータHを時系列で連続的に格納部23に格納する。ここで、各サンプリングデータHには、経過時間Tが関連付けられている。
さらに、処理部21は、各サンプリングデータHに対して、元データである波形データWの波形データ番号を関連付けて第1のテーブルに格納する。例えば、各サンプリングデータH11~H1nには、波形データW1を示す波形データ番号S1が関連づけられ、各サンプリングデータH21~H2nには、波形データW2を示す波形データ番号S2が関連づけられ、各サンプリングデータH31~H3nには、波形データW3を示す波形データ番号S3が関連づけられて第1のテーブルに格納される。
処理部21は、検査領域100をXYZ座標の3次元メッシュで分割することで、検査領域100を複数の分割領域100aに分割する。そして、処理部21は、格納部23に格納された時系列のすべてのサンプリングデータHの各サンプリング点について、サンプリング点の位置が複数の分割領域100aのうちどの分割領域に該当するかを特定する特定処理を実行する(ステップS105)。例えば、処理部21は、サンプリングデータHに関連付けられている位置情報P及び経過時間Tの情報を第1のテーブルから用いることで、当該位置情報Pに関連付けられた波形データの各サンプリング点のXYZ座標系での位置を幾何学計算する。そして、処理部21は、サンプリング点のXYZ座標系での位置が、複数の分割領域100aのうちどの分割領域に該当するかを格納部23に格納されているサンプリングデータHごとに特定する。次に、処理部21は、各サンプリング点のサンプリングデータHを、特定処理で得られた当該サンプリングデータHの該当先の分割領域100aに割り当てる割当処理を実行する(ステップS106)。ただし、本実施形態では、一つの分割領域100aに対して、一つのサンプリングデータHしか割り当てることができない。したがって、本実施形態では、処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、その二つ以上のサンプリングデータHを比較して、サンプリング値が大きいサンプリングデータHを割り当てる。
処理部21は、サンプリングデータHが割り当てられた分割領域100aと、当該分割領域100aに含まれるサンプリングデータHの元データである波形データWとを直接的又は間接的に紐づける紐づけ処理を実行する(ステップS107)。分割領域100aに含まれるサンプリングデータHとは、特定処理によって、当該分割領域100aに該当すると特定された一以上のサンプリングデータHである。例えば、処理部21は、紐づけ処理として、サンプリングデータHが割り当てられた分割領域100aと、当該サンプリングデータHの元データである波形データWとを直接的又は間接的に紐づける。紐づけ処理の一例として、処理部21は、サンプリングデータHを分割領域100aに割り当てると、当該サンプリングデータHの元データである波形データWを格納部23から探索するためのタグ情報を当該分割領域100aに設定する。
例えば、処理部21は、分割領域識別番号M1の分割領域100aにサンプリングデータH11を割り当て、分割領域識別番号M2の分割領域100aにサンプリングデータH13を割り当て、分割領域識別番号M3の分割領域100aにサンプリングデータH23を割り当て、分割領域識別番号M4の分割領域100aにサンプリングデータH32を割り当てたとする。この場合には、処理部21は、分割領域識別番号M1と、サンプリングデータH11と、タグ情報としてサンプリングデータH11の元データである波形データW1の波形データ番号S1と、を紐づけて第2のテーブルに格納する。処理部21は、分割領域識別番号M2と、サンプリングデータH13と、タグ情報としてサンプリングデータH13の元データである波形データW1の波形データ番号S1と、を紐づけて第2のテーブルに格納する。処理部21は、分割領域識別番号M3と、サンプリングデータH23と、タグ情報としてサンプリングデータH23の元データである波形データW2の波形データ番号S2と、を紐づけて第2のテーブルに格納する。処理部21は、分割領域識別番号M4と、サンプリングデータH32と、タグ情報としてサンプリングデータH32の元データである波形データW3の波形データ番号S3と、を紐づけて第2のテーブルに格納する。
表示制御部22は、検査プローブの走査が完了した分割領域100aを塗りつぶして表示部11に表示する。例えば、表示制御部22は、複数の分割領域100aに分割された検査範囲Dの平面図(XZ平面)を表示部11に表示し、サンプリングデータHが割り当てられた分割領域100aを塗りつぶして表示部11に表示する(ステップS108)。
処理部21は、検査範囲Dの平面図(XZ平面)上の分割領域100aがすべて塗りつぶされたか否かを判定する(ステップS109)。処理部21は、検査範囲Dの平面図(XZ平面)上の分割領域100aがすべて塗りつぶされた場合には、図6に示す検査処理を終了する(ステップS110)。すなわち、処理部21は、検査範囲Dの平面図(XZ平面)上のすべての分割領域100aでサンプリングデータHが割り当てられた場合には、検査処理を終了する。一方、処理部21は、検査範囲Dの平面図(XZ平面)上の少なくとも一つの分割領域100aが塗りつぶされていない場合には、図6に示す処理を終了しない。すなわち、検査範囲Dの平面図(XZ平面)上の少なくとも一つの分割領域100aにサンプリングデータHが割り当てられていない場合には、検査処理を終了しない。これにより、検査員は、表示部11を確認しながら検査範囲Dの平面図(XZ平面)上の分割領域がすべて塗りつぶされるように検査プローブを走査することで、検査漏れを防止することができる。
なお、表示制御部22は、上記検査処理を終了した場合には、第1の画面22aにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXZ平面から見た図(平面図)を表示する。そして、表示制御部22は、第1の画面22aにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXZ平面から見た場合における各分割領域100aに対して、Y方向に並んだ複数の分割領域100aのうち、最も高いサンプル値に応じた色で塗りつぶす。また、表示制御部22は、第2の画面22bにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をYZ平面から見た図(断面図)を表示する。ここで、表示制御部22は、第2の画面22bにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をYZ平面から見た場合における各分割領域100aに対して、X方向に並んだ複数の分割領域100aのうち、最も高いサンプル値に応じた色で塗りつぶす。また、表示制御部22は、第3の画面22cにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXY平面から見た図(側面)を表示する。ここで、表示制御部22は、第3の画面22cにおいて、複数の分割領域100aに分割された検査領域100をXY平面から見た場合における各分割領域100aに対して、Z方向に並んだ複数の分割領域100aのうち、最も高いサンプル値に応じた色で塗りつぶす。
ところで、検査員は、第1の画面22aから第3の画面22cだけを確認しただけでは、エコーが欠陥なのか又はノイズなのかを識別することができず、欠陥を正確に識別することができない。そこで、本実施形態では、検査員は、操作部12を操作して所望の分割領域100aを選択することで、その選択した分割領域100aに割り当てられたサンプリングデータHの元データである波形データを表示部11に表示させることができる。例えば、処理部21は、操作部12により複数の分割領域100aのうち任意の分割領域100aが選択された場合には、選択された分割領域100aの分割領域識別番号に紐づけられたタグ情報(波形データ番号)を第2のテーブルから読み取る。そして、処理部21は、第2のテーブルから読み取ったタグ情報である波形データ番号に関連付けられているすべてのサンプリングデータ(波形データ)を第1のテーブルから読み出して、第4の画面22dに表示する。具体的には、図5を例にとると、処理部21は、操作部12により選択された分割領域100aの分割領域識別番号がM1である場合には、M1に紐づけられたタグ情報として波形データ番号S1を第2のテーブルから読み取る。そして、処理部21は、第2のテーブルから読み取った波形データ番号S1に関連付けられているすべてのサンプリングデータH11からH1n(波形データW1)を第1のテーブルからすべて読み出して、第4の画面22dに表示する。
これにより、検査員は、エコーの動きと検査プローブの動きが把握できるため、エコーが欠陥なのか又はノイズなのかを識別することができ、欠陥を正確に識別することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されず、この発明の範囲の設計変更等も含まれる。
(変形例1)上記処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、選択処理としてその二つ以上のサンプリングデータHを比較して、サンプリング値が大きいサンプリングデータHを選択したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、選択処理として接触率が高いサンプリングデータHを選択してもよい。ここで、接触率とは、配管Kの表面とシート材1との接触の割合を示す。具体的には、処理部21は、撮像画像Gの画像情報に基づいて、撮像画像Gの所定の範囲内に映っている気泡の領域(以下、「気泡領域」という。)を検出する気泡検出処理を実行する。所定の範囲とは、撮像画像G全体であってもよいし、撮像画像Gの予め設定された範囲であってもよい。例えば、処理部21は、撮像画像Gの画像情報を用いて撮像画像Gに対して所定の画像処理を行うことで、撮像画像Gの気泡領域を検出する。所定の画像処理とは、気泡領域HAを検出する処理であって、2値化処理等の公知の画像処理を用いてもよい。なお、気泡領域HAを検出するとは、例えば、気泡領域HAの画素数Naを求めることである。なお、読取処理と気泡検出処理とのそれぞれで用いられる撮像画像Gは、同一の撮像画像Gである。
処理部21は、撮像画像Gの所定の範囲に対する気泡領域の割合を求め、その割合から接触率を求める演算処理を実行する。例えば、処理部21は、演算処理として、撮像画像Gにおいて、所定の範囲の総画素数Nsに対する画素数Naの割合を求める。そして、処理部21は、下記に示す式(1)を用いて接触率Rを求める。
接触率[%]=(1-Na/Ns)×100 …(1)
次に、処理部21は、演算処理で求めた接触率と、当該演算処理で用いた撮像画像Gが得られたときに超音波探傷器4から受信した波形データWのサンプリングデータHとを関連付ける。換言すれば、処理部21は、超音波探傷器4から受信した波形データWのサンプリングデータHと、当該波形データWと同時に得た撮像画像Gから求めた接触率とを関連付ける。したがって、処理部21は、選択処理において、接触率が高いサンプリングデータHを選択することができる。
なお、接触率は、本開示の「品質の度合いを示す指標」の一例である。
(変形例2)上記実施形態又は変形例1において、表示制御部22は、第4の画面22dに表示している波形データWの付加情報として、接触率を第5の画面22eに表示してもよい。
(変形例3)上記実施形態において、処理部21は、紐づけ処理として、一つの分割領域100aに対して1つの波形データを紐づけする場合について説明したが、本開示はこれに限定されず、複数の波形データを紐づけしてもよい。例えば、上記実施形態、変形例1又は変形例2において、処理部21は、特定処理の結果、一つの分割領域100aに対して複数のサンプリングデータHが該当する場合には、当該分割領域100aに対して、当該複数のサンプリングデータHの各波形データを直接的又は間接的に紐づける紐づけ処理を実行してもよい。例えば、処理部21は、特定処理の結果、一つの分割領域100a(分割領域識別番号M1)にサンプリングデータH11及びサンプリングデータH31が該当する場合には、当該分割領域100aに対して波形データW1と波形データW3とをそれぞれ紐づける。例えば、処理部21は、分割領域識別番号M1と、タグ情報としてサンプリングデータH11の元データである波形データW1の波形データ番号S1と、タグ情報としてサンプリングデータH11の元データである波形データW3の波形データ番号S3と、を紐づけて第2のテーブルに格納する。
したがって、処理部21は、操作部12により分割領域識別番号M1の分割領域100aが選択された場合には、選択された分割領域100aの分割領域識別番号M1に紐づけられたタグ情報のすべて(波形データ番号S1及びS3)を第2のテーブルから読み取る。そして、処理部21は、第2のテーブルから読み取ったタグ情報である波形データ番号S1及びS3のそれぞれに関連付けられているすべてのサンプリングデータ(波形データW1及びW3)を第1のテーブルから読み出して、第4の画面22dに表示してもよい。このように、処理部21は、分割領域100aと、当該分割領域100aに含まれる複数のサンプリング点のサンプリングデータHのそれぞれを含む複数の波形データとを直接的又は間接的に紐づけてもよい。処理部21は、分割領域100aに対して紐づけ処理を実行するにあたって、当該分割領域100aに割り当てられたサンプリングデータHの波形データに限定されず、当該分割領域100aに含まれるすべてのサンプリングデータHの元データと当該分割領域100aとを直接的又は間接的に紐づけてもよい。
(変形例4)上記実施形態では、処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、選択処理を実行したが、本開示はこれに限定されない。例えば、上記実施形態、変形例1又は変形例2において、処理部21は、一つの分割領域100aに対して、二つ以上のサンプリングデータHが該当する場合には、その二つ以上のサンプリングデータHの平均値、最頻値(モード)、中央値(メジアン)等の統計値を計算し、その計算した統計値を当該一つの分割領域100aに対して割り当ててもよい。この場合には、処理部21は、紐づけ処理として、統計値が割り当てられた分割領域100aと、当該分割領域100aに含まれる上記二つ以上のサンプリングデータHの各波形データWのそれぞれとを直接的又は間接的に紐づける紐づけ処理を実行してもよい。
(変形例5)上記実施形態では、処理部21は、すべての分割領域100aのそれぞれに対して紐づけ処理を実行したが、本開示はこれに限定されず、一以上の分割領域に対して紐づけ処理を実行すればよい。例えば、上記実施形態、変形例1、変形例2、変形例3又は変形例4において、処理部21は、分割領域100aに対して紐づけ処理を行うにあたって、所定値以上のサンプリングデータH(波高値)を含む分割領域に対してのみ紐づけ処理を実行してもよい。
(変形例6)上記超音波探傷装置Aは、1つの撮像装置3を有しているが、撮像装置3の個数には限定されず、上記撮像装置3を複数備えてもよい。例えば、超音波探傷装置Aは、超音波探触子2を挟むように、超音波探触子2の前後に合計2個の撮像装置3を備えてもよい。
(変形例7)上記撮像装置3はLED等の発光素子を備える発光部ではなくレーザー発振器を備えてもよい。撮像装置3がレーザー発振器を用いる場合には、レーザー光により照射されたシート材1上の二次元模様1aが描かれている箇所と、二次元模様1aが描かれていない箇所とのコントラストを大きくすることができる。
(変形例8)上記超音波探傷装置Aは、超音波探触子2を複数備えてもよい。また、超音波探触子2は、フェーズドアレイであってもよい。
(変形例9)上記実施形態では、超音波探傷器4は、超音波探触子2で得られた波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングして、複数のサンプリングデータHを情報処理装置5に出力したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理部21が超音波探触子2で得られた波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングしてもよい。
以上、説明したように、本実施形態に係る超音波探傷装置Aは、処理部21及び表示制御部22を備える。処理部21は、超音波探触子2で得られた波形データWを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータHを時系列で連続的に格納部23に格納する。表示制御部22は、検査領域100を複数の分割領域100aに分割して、各分割領域100aを表示部11に表示する。そして、処理部21は、一以上の分割領域100aと、当該分割領域100aに含まれる一以上のサンプリング点のサンプリングデータHを含む一以上の波形データWとを直接的又は間接的に紐づける。
このような構成によれば、検査員は、表示部11で欠陥が疑わしい箇所(分割領域)の波形データWを確認することができ、エコーの動きと検査プローブの動きを把握することが可能となる。したがって、エコーが欠陥なのか又はノイズなのかを識別することができ、欠陥を正確に識別することができる。
ここで、検査員は、従来の手動式の超音波探傷装置を用いる場合では、表示部に表示されるエコーの波形を確認しながら欠陥を検知する超音波探傷(以下、「手動UT」とする)を行う。この手動UTでは、検査員は、検査プローブ(超音波探触子)の位置座標を固定したまま検査プローブの向きを変えて走査(首振り走査)することがある。検査員は、手動UTにおいて、首振り走査を行い、欠陥に対するビーム(超音波)の向きを変えることによって反射度合いの違いを確認して欠陥の形状や種別を識別している。ただし、手動UTは、検査員がその場で表示部に表示された超音波エコーの強度を確認し、検査結果を記録する必要があるため、検査員には大きな負担が掛かる。そこで、上記手動式の超音波探傷装置において、超音波探触子の走査は手動で実施しつつも、検査範囲の各位置での超音波エコーの強度(例えば、最大値)を記録する超音波探傷装置(以下、「EM-UT」という。)が提案されている。ただし、従来のEM-UTは、検査領域の各位置での超音波エコーの強度(例えば、最大値)を記録するだけであり、エコーの動きと検査プローブの動きを把握できないため、エコーが欠陥なのか又はノイズなのかを識別することができないことがある。また、従来のEM-UTでは、検査領域の各位置での超音波エコーの強度(例えば、最大値)を記録するだけであるため、欠陥の形状や種別を識別することができないことがある。さらに、従来のEM-UTは、同じ箇所を複数開走査した場合には、当該箇所のエコー強度が上書きされてしまう可能性があるため、質の良いデータ(エコー強度)を、質の悪いデータ(エコー強度)で上書きしてしまう可能性がある。そのため検査員はデータを上書きしないように慎重にプローブを走査する必要がある。
本実施形態に係る超音波探傷装置Aは、超音波探触子2で得られた波形データを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータHを時系列で連続的に格納部23に格納するため、首振り走査や繰り返し走査のデータ(波形データ)を記録することができる。そのため、検査員は、欠陥が疑わしい箇所(分割領域)での首振り走査や繰り返し走査の波形データをいつでも確認することができ、欠陥の形状や種別を識別することが可能になる。また、時系列で連続的に格納部23に格納した複数のサンプリングデータHは、上書きされないため、質の良いデータが、質の悪いデータに上書きされる可能性がない。そのためプローブを慎重に動かす必要がなく、検査時間を短縮できる。また、欠陥に注目した繰り返し走査の際に、検査員がプローブの走査速度を下げることで、波形が取得される位置座標の密度が高まり、欠陥形状の測定分解能が向上する。
なお、上述した情報処理装置5の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、CPU、GPUなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、上記情報処理装置5の全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持する媒体、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持している媒体も含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのプログラムであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるプログラムであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるプログラムであってもよい。
なお、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、非一時的コンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。
上記実施形態では、被検体が配管Kである構成について説明したが、これに限定されない。被検体は、金属製(例えば溶接可能な金属)の棒部材、管部材及び板部材等であってもよく、圧延材や鍛造材、さらにその溶接部であってもよい。さらに、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)など、超音波探傷により検査することができる物質を被検体としてもよい。
本開示は、超音波探触子を用いて被検体を走査することで被検体内の傷を検出する超音波探傷装置に利用することができる。
A 超音波探傷装置
1 シート材
2 超音波探触子
3 撮像装置
4 超音波探傷器
5 情報処理装置
11 表示部
12 操作部
13 通信I/F部
14 制御部
21 処理部
22 表示制御部
23 格納部

Claims (7)

  1. 被検体の検査領域に照射した超音波のエコーの波形データを検出する超音波探触子と、
    前記超音波探触子で得られた前記波形データを所定のサンプリング間隔でサンプリングした複数のサンプリングデータを時系列で連続的に格納部に格納する処理部と、
    前記検査領域を複数の分割領域に分割して、前記各分割領域を表示部に表示する表示制御部と、
    を備え、
    前記処理部は、前記分割領域と、一以上のサンプリングデータを含む一以上の前記波形データとを直接的又は間接的に紐づけ、前記サンプリングデータごとに、当該サンプリングデータが得られたときのサンプリング点が前記複数の分割領域のうちどの分割領域に対応するかを特定する特定処理を実行し、対応先の前記分割領域が特定されたサンプリングデータを含む一以上の波形データと、前記対応先の前記分割領域と、を直接的又は間接的に紐づけ、前記特定処理の結果、一つの前記分割領域に二つ以上の前記サンプリングデータが対応する場合には、前記二つ以上の前記サンプリングデータのうち一つの前記サンプリングデータを選択する選択処理を実行し、前記選択処理で選択した前記サンプリングデータを当該サンプリングデータが対応する前記分割領域に割り当てる、超音波探傷装置。
  2. 操作部を備え、
    前記表示制御部は、前記操作部により前記複数の分割領域のうち任意の前記分割領域が選択された場合には、前記選択された前記分割領域に直接的又は間接的に紐づけられた前記波形データを読み出し、前記表示部に表示する、請求項1に記載の超音波探傷装置。
  3. 前記処理部は、前記特定処理の結果、対応先の前記分割領域が特定されたサンプリングデータを当該分割領域に割り当てる、請求項1又は2に記載の超音波探傷装置。
  4. 前記表示制御部は、前記サンプリングデータが割り当てられた分割領域を、当該サンプリングデータの値に応じた色で塗りつぶす、請求項3に記載の超音波探傷装置。
  5. 前記被検体の表面に貼り付けられ、前記被検体上に配列されると共に前記被検体上の位置を示す二次元模様が描かれているシート材と、
    前記超音波探触子に取り付けられ、前記二次元模様を撮像する撮像装置と、
    を備え、
    前記処理部は、前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記被検体上の位置を示す位置情報を読み取り、前記超音波探触子で得られた前記波形データの各サンプリングデータと、当該波形データと同時に得た撮像画像から読み取った前記位置情報とを関連付ける、請求項1から4のいずれか一項に記載の超音波探傷装置。
  6. 前記処理部は、前記波形データと同時に得た前記撮像画像から当該波形データの品質の度合いを示す指標を求め、その求めた前記指標と当該波形データの各サンプリングデータとを関連付け、前記特定処理の結果、一つの前記分割領域に対して二つ以上の前記サンプリングデータが対応する場合には、前記二つ以上の前記サンプリングデータのうち、前記指標が最も高い前記サンプリングデータを選択する、請求項5に記載の超音波探傷装置。
  7. 前記処理部は、前記特定処理において、前記位置情報に基づいて、当該位置情報に関連付けられた前記サンプリングデータごとに、当該サンプリングデータが得られたときのサンプリング点が前記複数の分割領域のうちどの分割領域に対応するかを特定する、請求項5又は6に記載の超音波探傷装置。
JP2021502659A 2019-02-28 2020-02-28 超音波探傷装置 Active JP7327464B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019035536 2019-02-28
JP2019035536 2019-02-28
PCT/JP2020/008478 WO2020175693A1 (ja) 2019-02-28 2020-02-28 超音波探傷装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020175693A1 JPWO2020175693A1 (ja) 2021-11-25
JP7327464B2 true JP7327464B2 (ja) 2023-08-16

Family

ID=72239810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021502659A Active JP7327464B2 (ja) 2019-02-28 2020-02-28 超音波探傷装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US12025584B2 (ja)
EP (1) EP3933396B1 (ja)
JP (1) JP7327464B2 (ja)
KR (1) KR102619931B1 (ja)
FI (1) FI3933396T3 (ja)
TW (1) TWI744809B (ja)
WO (1) WO2020175693A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7480502B2 (ja) * 2019-12-20 2024-05-10 株式会社Jvcケンウッド 記録装置、記録方法及びプログラム
WO2023153030A1 (ja) * 2022-02-10 2023-08-17 株式会社Ihi 超音波診断装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010227503A (ja) 2009-03-30 2010-10-14 Toshiba Corp 超音波画像化装置
WO2015072188A1 (ja) 2013-11-15 2015-05-21 株式会社Ihi 検査システム
US20150369909A1 (en) 2014-06-19 2015-12-24 Imperium, Inc. Image sensor for large area ultrasound mapping
JP2018119799A (ja) 2017-01-23 2018-08-02 株式会社東芝 超音波映像化装置、超音波検出装置および超音波映像化方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4381292B2 (ja) 2004-12-15 2009-12-09 三菱重工業株式会社 探傷装置
JP4658680B2 (ja) 2005-05-13 2011-03-23 オリンパス株式会社 超音波探傷装置
EP2182382A1 (en) * 2008-11-03 2010-05-05 Medison Co., Ltd. Ultrasound system and method for providing three-dimensional ultrasound images
US8805625B2 (en) * 2009-10-14 2014-08-12 Siemens Corporation Three-dimensional visualization and analysis method and system for non-destructive examination of a rotor bore using ultrasound
JP6061076B2 (ja) * 2012-10-29 2017-01-18 株式会社Ihi 超音波探傷方法および装置
US9835596B2 (en) * 2013-01-17 2017-12-05 Siemens Energy, Inc. System and method for identification, grouping and sizing of embedded flaws in rotor components using ultrasonic inspection
JP6296173B2 (ja) * 2014-12-18 2018-03-20 株式会社Ihi 検査プローブ
US9823224B2 (en) 2015-11-09 2017-11-21 Caterpillar Inc. Weld inspection method and system
EP3407796A4 (en) * 2016-01-29 2019-09-04 Noble Sensors, LLC POSITION CORRELATED ULTRASONIC IMAGE GENERATION
US20180113100A1 (en) * 2016-10-25 2018-04-26 Olympus Scientific Solutions Americas Inc. Phased array weld inspection system with assisted analysis tools
JP6173636B1 (ja) 2017-04-13 2017-08-02 株式会社日本工業試験所 超音波検査方法及び超音波検査装置
JP2019035536A (ja) 2017-08-14 2019-03-07 アズビル株式会社 風量調整ユニット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010227503A (ja) 2009-03-30 2010-10-14 Toshiba Corp 超音波画像化装置
WO2015072188A1 (ja) 2013-11-15 2015-05-21 株式会社Ihi 検査システム
JP2017203786A (ja) 2013-11-15 2017-11-16 株式会社Ihi 検査システム
US20150369909A1 (en) 2014-06-19 2015-12-24 Imperium, Inc. Image sensor for large area ultrasound mapping
JP2018119799A (ja) 2017-01-23 2018-08-02 株式会社東芝 超音波映像化装置、超音波検出装置および超音波映像化方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202102847A (zh) 2021-01-16
KR102619931B1 (ko) 2023-12-29
TWI744809B (zh) 2021-11-01
EP3933396A1 (en) 2022-01-05
US12025584B2 (en) 2024-07-02
EP3933396B1 (en) 2024-07-10
WO2020175693A1 (ja) 2020-09-03
KR20210124460A (ko) 2021-10-14
JPWO2020175693A1 (ja) 2021-11-25
FI3933396T3 (fi) 2024-09-20
EP3933396A4 (en) 2022-10-26
US20220137002A1 (en) 2022-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8250923B2 (en) Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection apparatus
CN108414617A (zh) 铁素体类钢小径管对接环焊缝相控阵超声检测方法
JP7327464B2 (ja) 超音波探傷装置
CN108414622A (zh) 不锈钢管对接焊缝相控阵超声检测方法
KR101904687B1 (ko) 검사 시스템
US12031948B2 (en) Acoustic model acoustic region of influence generation
US11467129B2 (en) NDT data referencing system
JP7188552B2 (ja) 超音波探傷装置
JP2005156305A (ja) 内部欠陥の評価方法
JP5372875B2 (ja) アレイ探触子を用いた超音波探傷方法及び装置
JP2010190905A (ja) 試料の非破壊検出方法及びその装置、並びに試験ユニット
JPS6291856A (ja) 欠陥分類方法
US9823224B2 (en) Weld inspection method and system
JP2008089344A (ja) 超音波探傷装置
KR101919027B1 (ko) 9% Ni강 맞대기 용접부의 초음파 탐상 검사 방법
JP2023049117A (ja) 超音波探傷データ処理プログラム、超音波探傷データ処理装置及び被検体の判定方法
JP3739368B2 (ja) 超音波タンデムマルチアレイ探傷装置
JP2020030163A (ja) 超音波探傷装置および超音波探傷方法
Richard et al. Advanced software tools for design and implementation of phased array UT inspection techniques on complex components
Passi et al. High-reliability manual ultrasonic inspection
JP2005265823A (ja) 線状波動励起型検査・評価装置及び方法
JPS59166860A (ja) 超音波探傷方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220816

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230425

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230621

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230623

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230717

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7327464

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151