JPWO2020175687A1 - 超音波探傷装置 - Google Patents

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Abstract

この超音波探傷装置（Ａ）は、検査対象（Ｐ）に超音波を照射して反射波を検出する超音波探触子（２）と、前記検査対象の表面に貼り付けられ、前記検査対象上に配列されると共に前記検査対象上の位置を示す二次元模様が描かれているシート材（１）と、前記超音波探触子に取り付けられ、前記二次元模様（１ａ）を撮像する撮像装置（３）と、前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記検査対象上の位置を示す位置情報を読み取り、前記超音波探触子の検出結果と前記位置情報とを関連付ける処理部（２１）と、を備え、前記処理部は、前記撮像画像の所定の範囲（Ｈ）において気泡が映っている領域である気泡領域（ＨＡ）に基づいて、前記検出結果の品質の度合いを示す指標を求める。

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２０１９−０３５９４６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
下記特許文献１には、超音波探触子を用いて検査対象を走査することで検査対象内の傷を検出する超音波探傷装置が開示されている。
ところで、超音波探傷装置は、超音波探触子と検査対象との間に気泡が存在すると、当該気泡により超音波の伝搬が妨げられるため、検査対象内の傷を正しく検出できず、超音波探傷検査の信頼性が低下してしまう可能性がある。
そこで、検査員が目視で気泡の有無を確認して、気泡が存在する場合には超音波探触子の検出結果を上記超音波探傷検査に用いないことが考えられる。
国際公開第２０１６／０９８２２４号公報
ただし、検査対象のうねりなどの表面状態によっては完全に気泡を排除することは現実的に困難であり、気泡をある程度許容せざるを得ない事がある。
本開示は、このような事情に鑑みてなされ、その目的は、超音波探触子と検査対象との間に気泡が存在する場合であっても、超音波探傷検査の信頼性の低下を抑制することが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、検査対象に超音波を照射して反射波を検出する超音波探触子と、前記検査対象の表面に貼り付けられ、前記検査対象上に配列されると共に前記検査対象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、前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記検査対象上の位置を示す位置情報を読み取り、前記超音波探触子の検出結果と前記位置情報とを関連付ける処理部と、を備え、前記処理部は、前記撮像画像の所定の範囲において気泡が映っている領域である気泡領域に基づいて、前記検出結果の品質の度合いを示す指標を求める、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、前記撮像画像において、前記所定の範囲の総画素数に対する前記気泡領域の画素数の割合を求め、前記割合から前記検査対象に対する前記シート材の接触率を求めてもよい。
（３）上記（２）の超音波探傷装置であって、前記処理部は、前記超音波探触子の前記検出結果と同時に得た前記撮像画像から前記接触率を求め、その求めた前記接触率と当該検出結果とを関連付けてもよい。
（４）上記（３）の超音波探傷装置であって、前記検査対象上における前記超音波探触子の走査範囲をメッシュ状の領域である複数の分割領域に分割して表示部に表示する表示制御部を備え、前記表示制御部は、前記接触率が閾値を超える場合には、前記複数の分割領域のうち当該接触率に関連付けられている位置情報を含む分割領域を第１の表示態様で表示し、前記接触率が閾値以下の場合には前記複数の分割領域のうち当該接触率に関連付けられている位置情報を含む分割領域を第１の表示態様とは異なる第２の表示態様で表示してもよい。
（５）上記（４）の超音波探傷装置であって、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対応する前記検出結果と当該検出結果に関連付けられた前記接触率とを前記表示部に表示してもよい。
以上説明したように、本開示によれば、超音波探触子と検査対象との間に気泡が存在する場合であっても、超音波探傷走査の検査の信頼性の低下を抑制することができる。
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。 本実施形態に係る処理部の演算処理を説明する図であって、気泡が含まれない撮像画像を示す図である。 本実施形態に係る処理部の演算処理を説明する図であって、気泡が含まれる撮像画像を示す図である。 本実施形態に係る表示部の表示画面の一例である。 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（検査対象）の超音波探傷検査に用いられ、検査対象の傷を検出する。本実施形態では、超音波探傷装置Ａは、配管Ｐを検査対象として配管Ｐの溶接線に発生する亀裂等の傷を検出する。
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Ｐ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Ｐ上に配列されるとともに、配管Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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（登録商標）コードである。なお、シート材１は、配管Ｐ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Ｐ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Ｐの表面に塗布された状態で、配管Ｐの表面に貼り付けられてもよい。このように、配管Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ上（配管Ｐ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）の波形を検出信号（検出結果）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Ｐ上の表面を移動しながら配管Ｐ上の所定の範囲（以下、「走査範囲」という。）Ｓ（図４参照）を超音波で走査して、配管Ｐ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Ｐ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、シート材１の二次元模様１ａを撮像可能であれば、超音波探触子２のどの部分に取り付けられていてもよい。また、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から入力される検出信号Ｗを、Ａ/Ｄ変換して情報処理装置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、検出信号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、超音波探傷器４や情報処理装置５に対する接続は、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から受信した検出信号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から検査対象上の位置を示す位置情報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を読み取る読取処理を実行する。そして、処理部２１は、読取処理で読み取った位置情報と、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から受信した検出信号Ｗとを関連付ける。換言すれば、処理部２１は、超音波探傷器４から受信した検出信号Ｗと、当該検出信号Ｗと同時に得た撮像画像Ｇから読み取った位置情報とを関連付ける。
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Ｈ内に映っている気泡の領域（以下、「気泡領域」という。）ＨＡを検出する気泡検出処理を実行する。例えば、処理部２１は、通信Ｉ／Ｆ部１３から得られた撮像画像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、気泡領域ＨＡを検出する気泡検出処理を実行する。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、所定の範囲Ｈに対する気泡領域ＨＡの割合を求め、その割合から接触率Ｒを求める演算処理を実行する。この接触率Ｒは、所定の範囲Ｈにおける配管Ｐの表面とシート材１との接触の割合を示す。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Ｈ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Ｒ［％]＝(１−Ｎａ/Ｎｓ)×１００ …（１）
図３Ａ及び３Ｂは、本実施形態に係る処理部２１の演算処理を説明する図である。図３Ａは、気泡がない場合の撮像画像Ｇ１を示し、図Ｂは、気泡がある場合の撮像画像Ｇ２を示す。
図３Ａに示すように、撮像画像Ｇ１の所定範囲Ｈには、気泡が存在しない。したがって、処理部２１は、撮像画像Ｇ１に対して気泡検出処理及び演算処理を行うことで撮像画像Ｇ２における所定範囲Ｈの接触率Ｒ１＝１００％を得る。一方、図Ｂに示すように、撮像画像Ｇ２の所定範囲Ｈには、気泡が存在する。したがって、処理部２１は、撮像画像Ｇ２に対して気泡検出処理を行うことで気泡領域ＨＡの画素数Ｎａを求める。そして、処理部２１は、式（１）を用いて演算処理を行うことで撮像画像Ｇ２における所定範囲Ｈの接触率Ｒ２を得る。ここで、総画素数Ｎｓに対する画素数Ｎａの割合が３０％である場合には、処理部２１は、式（１）を用いて演算処理を行うことで撮像画像Ｇ２における所定範囲Ｈの接触率Ｒ２＝７０％を得る。
次に、処理部２１は、演算処理で求めた接触率Ｒ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から受信した検出信号Ｗとを関連付ける。換言すれば、処理部２１は、超音波探傷器４から受信した検出信号Ｗと、当該検出信号Ｗと同時に得た撮像画像Ｇから求めた接触率Ｒとを関連付ける。
表示制御部２２は、配管Ｐ上における超音波探触子２の走査範囲Ｓをメッシュ状の領域である複数の分割領域１００に分割して表示部１１の表示画面に表示する。図４は、本実施形態に係る表示部１１の表示画面の一例である。
表示制御部２２は、処理部２１が算出した接触率Ｒと予め設定された閾値Ｒｔｈとを比較して、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈを超える場合には、複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ａを第１の表示態様で表示する。一方、表示制御部２２は、処理部２１が算出した接触率Ｒと予め設定された閾値Ｒｔｈとを比較して、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈ以下の場合には、複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ｂを第１の表示態様とは異なる第２の表示態様で表示する。例えば、第１の表示態様とは分割領域１００ａを第１の色で塗りつぶすことであり、第２の表示態様とは、分割領域１００ｂを第１の色とは異なる第２の色で塗りつぶすことであってもよい。また、第１の表示態様とは分割領域１００ａを第１の色で塗りつぶすことであり、第２の表示態様とは、分割領域１００ｂを塗りつぶすさないことであってもよい。さらに、第１の表示態様とは、分割領域１００ａに第１のマークを記入することであり、第２の表示態様とは、分割領域１００ｂに第１のマークとは異なる第２のマークを記入することであってもよい。
なお、閾値Ｒｔｈは、検査対象の表面状態のうねり等の状態によって設定されてもよい。
ここで、例えば、表示制御部２２は、複数の分割領域１００のうち、位置情報が含まれない分割領域に対しては塗りつぶしを行わない。すなわち、表示制御部２２は、複数の分割領域１００のうち、超音波探傷の走査が行われていない分割領域１００に対しては塗りつぶしを行わない。また、例えば、表示制御部２２は、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈ以下の場合には、複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ｂに対して塗りつぶしを行わない。したがって、ユーザは、表示部１１の表示画面を確認して、塗りつぶしが行われていない分割領域１００を再走査することで、検査漏れなく、且つ、高精度で検査対象を超音波探傷検査することができる。
格納部２３には、検出信号Ｗ（エコーの波形）、位置情報及び接触率Ｒが関連付けられて格納されている。また、格納部２３には検査プログラムが格納されてもよい。そして、制御部１４は、格納部２３（例えば、ＲＯＭ）に格納されている検査プログラムに基づいて動作することで、読取処理、気泡検出処理、及び演算処理を実行してもよい。また、格納部２３には表示プログラムが格納されてもよい。そして、制御部１４は、格納部２３（例えば、ＲＯＭ）に格納されている表示プログラムに基づいて動作することで、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈを超える場合には、複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ａを第１の表示態様で表示し、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈ以下の場合には複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ｂを第１の表示態様とは異なる第２の表示態様で表示してもよい。
次に、本実施形態に係る超音波探傷装置Ａの検査処理（読取処理、気泡検出処理及び演算処理）の動作について、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Ｐ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を用いて配管Ｐ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を走査範囲Ｓにおいて、軸方向に沿って動かく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Ｐ上の検査部位全体、すなわち走査範囲Ｓ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）の波形を検出信号（検出結果）Ｗとして超音波探傷器４を介して情報処理装置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）。
情報処理装置５は、同時、又は同時と同視得る範囲において検出信号Ｗｔと撮像画像Ｇｔを受信した場合には、その撮像画像Ｇｔに基づいて読取処理、気泡検出処理、及び演算処理を実行する。
具体的には、処理部２１は、読取処理を実行して、撮像画像Ｇｔ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Ｐ上の位置情報（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からの検出信号Ｗｔと位置情報とを関連付けて格納部２３に格納する（ステップＳ１０４）。すなわち、処理部２１は、超音波探触子２からの検出信号Ｗｔと撮像画像Ｇｔから得られた位置情報とを関連付けて格納部２３に格納する。
また、処理部２１は、気泡検出処理を実行して、読取処理で用いた撮像画像Ｇｔの画像情報に基づいて、撮像画像Ｇｔの所定の範囲Ｈ内に映っている気泡領域ＨＡを検出する（ステップＳ１０４）。
そして、処理部２１は、演算処理として、撮像画像Ｇｔの所定の範囲Ｈに対する気泡領域ＨＡの割合を求め、その割合から接触率Ｒｔを求める演算処理を実行する。例えば、処理部２１は、撮像画像Ｇｔにおいて、総画素数Ｎｓに対する気泡領域ＨＡの画素数Ｎａの割合を求め、上記式（１）を用いて接触率Ｒｔを求める（ステップＳ１０５）。そして、処理部２１は、接触率Ｒｔと検出信号Ｗｔとに関連付けて格納部２３に格納する。したがって、格納部２３には、接触率Ｒｔと検出信号Ｗｔと撮像画像Ｇｔから得られた位置情報とが関連付けられてデータセットとして格納される（ステップＳ１０６）。
表示制御部２２は、処理部２１が算出した接触率Ｒｔが予め設定された閾値Ｒｔｈを超えるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。表示制御部２２は、接触率Ｒｔが閾値Ｒｔｈを超える場合には、複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒｔに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ａを第１の表示態様で表示する（ステップＳ１０８）。一方、表示制御部２２は、接触率Ｒｔが閾値Ｒｔｈ以下の場合には、複数の分割領域１００のうち当該接触率Ｒに関連付けられている位置情報を含む分割領域１００ｂを第１の表示態様とは異なる第２の表示態様で表示する（ステップＳ１０９）。例えば、表示制御部２２は、分割領域１００ａを第１の表示態様として塗りつぶし、分割領域１００ｂを第２の表示態様として塗りつぶしを行わない。さらに、処理部２１は、分割領域１００ｂの上記データセットを格納部２３から削除してもよい。
処理部２１は、すべての分割領域１００が塗りつぶされたか否かを判定する（ステップＳ１１１０）。処理部２１は、すべての分割領域１００が塗りつぶされた場合には、検査処理を終了する（ステップＳ１１１）。すなわち、処理部２１は、すべての分割領域１００で上記データセットが得られた場合には、検査処理を終了する。一方、処理部２１は、少なくとも一つの分割領域１００が塗りつぶされていない場合には、検査処理を終了しない。すなわち、少なくとも一つの分割領域１００に対応するデータセットがない場合や接触率ＲがＲｔｈ以下での検出信号Ｗしかない分割領域１００がある場合には、検査処理を終了しない。
これにより、検査員は、接触率Ｒの悪かった部分の再走査が必要になり接触率の悪化による検査の信頼性の低下を防止できる。
なお、処理部２１は、同じ分割領域１００で２つ以上のデータセットが得られた場合には、最新のデータセットのみを格納部２３に格納してもよい。また、処理部２１は、同じ分割領域１００で２つ以上のデータセットが得られた場合には、接触率Ｒが高いデータセットのみを格納部２３に格納してもよい。また、処理部２１は、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈである場合に分割領域１００に対応する上記データセットを格納部２３に格納した場合には、その後の当該分割領域１００に対するデータセットの取得を行わなくてもよい。すなわち、処理部２１は、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈであるデータセットが存在する分割領域１００に対して、検出信号Ｗや撮像画像Ｇが得られたとしても検査処理を実行しなくてもよい。
ここで、処理部２１は、上記データセットに基づいて探傷分布データを作成してもよい。そして、表示制御部２２は、上記探傷分布データを表示してもよい。さらに、表示制御部２２は、接触率Ｒを上記探傷分布データに対応させて表示してもよい。上記探傷分布データは、表示部１１に表示された場合、探傷結果を示す各色（例えば、赤色、青色、黄色等）が配管Ｐ上の位置毎又は分割領域１００毎にマッピングされた画像として表示される。
さらに、処理部２１は、超音波探触子２による検出信号Ｗと配管Ｐ上の位置情報と時間とに関連付けて格納部２３に格納してもよい。これにより、処理部２１は、超音波探触子２の軌跡を取得することができる。この場合には、表示制御部２２は、当該軌跡を表示部１１に表示してもよい。なお、処理部２１は、マッピングされた画像の表示形式として、超音波探触子２の位置だけでなく、超音波探触子２の傾き、及び被検体（例えば配管Ｐ）の形状を考慮したボリュームレンダリング処理を行ってもよい。
また、処理部２１は、超音波探触子２を被検体の欠陥や減肉の周りを周回させるなど自在な超音波探触子２の操作を記録してもよい。
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）上記実施形態の超音波探傷装置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は複数備えてもよい。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２）上記実施形態の撮像装置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３）上記実施形態の超音波探傷装置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４）上記実施形態の表示制御部２２は、操作部１２により複数の分割領域１００のうち、任意の分割領域が選択された場合には、その分割領域に対応したデータセットを表示部１１に表示してもよい。例えば、表示制御部２２は、操作部１２により複数の分割領域１００のうち、任意の分割領域が選択された場合には、選択された分割領域に対応する検出信号Ｗと、その検出信号Ｗに関連付けられた接触率Ｒを表示部１１に表示してもよい。選択された分割領域に対応する検出信号Ｗとは、選択された分割領域に含まれる位置情報に関連付けられた検出信号である。
ここで、超音波探触子２と検査対象との間に気泡が存在する場合は、その反射の影響により、エコーにノイズが混入する場合がある。そのため、検査員は、そのエコーが欠陥からのエコーなのか、接触状態に起因するノイズなのか判断に迷う場合がある。変形例４では、制御部１４は、接触率Ｒを求め、検出信号とともに表示部１１に表示する。これにより、検査員は、接触の影響に起因したノイズなのか、もしくは試験体内からのエコーからなのかを判断することが可能となる。
（変形例５）上記実施形態の表示制御部２２は、撮像画像Ｇを表示部１１に表示してもよい。その際に、表示制御部２２は、撮像画像Ｇとともに接触率Ｒを表示してもよい。接触率Ｒの表示態様としては、接触率Ｒの値を表示してもよいし、接触率Ｒの値を示す表示バーを表示してもよい。
また、検査員は、カプラントの継ぎ足しや、再走査をする理由により、検査プローブを検査対象から離すことが多々ある。検査プローブが検査対象から離れる際に、ウォーターギャップが生じて検出信号Ｗにノイズが発生する。本実施形態の処理部２１は、接触率Ｒが閾値Ｒｔｈ以下のデータセットを除外することで、上記ノイズが混入した検出信号Ｗを除去することができる。
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、撮像装置が撮像した二次元模様１ａの撮像画像Ｇの所定の範囲Ｈにおいて気泡が映っている領域である気泡領域ＨＡに基づいて検出信号Ｗの品質の度合いを示す指標を求める処理部２１を備える。この品質の度合いを示す指標とは、所定の範囲Ｈに対する気泡領域ＨＡの割合であってもよいし、接触率Ｒであってもよい。
このような構成によれば、検査員が、所定の範囲Ｈに対する気泡領域ＨＡの割合や接触率等の指標を確認して、割合が高い場合や接触率が低い場合には再走査を行うことで、超音波探触子と検査対象との間に気泡が存在する場合であっても、超音波探傷検査の信頼性の低下を抑制することができる。なお、上記割合を求めることは、接触率Ｒを求めることと同義である。
ここで、超音波探傷検査では、超音波探触子２と検査対象との間に気泡が存在すると、超音波の伝搬が妨げられ、傷を正しく検出できない可能性がある。そこで、気泡が存在する場合には超音波探触子の検出結果を超音波探傷検査に用いないようにする場合が考えられる。例えば、超音波探傷装置は、気泡を検出した場合にはすぐに検出信号Ｗのデータ採取を停止することが考えられる。ただし、このようにすると、データ採取に時間がかかり、十分なデータが得られない場合がある。また、検査対象のうねりなどの表面状態によっては完全に気泡を排除することは現実的に困難である。そのため、このような状況下では、気泡をある程度許容せざるを得ない。しかしながら、気泡をどのくらい許容するかは検査員によって異なるため、経験の少ない検査員が超音波探傷検査を行うと、検出信号Ｗの質の悪化が発生し、超音波探傷検査の信頼性が低下する。
本実施形態の超音波探傷装置Ａは、気泡領域ＨＡに基づいて、検出信号の品質の度合いを示す指標（例えば、上記割合や接触率Ｒ）を求める。そのため、検査員は、その指標を確認しながら超音波探傷検査を実施することが可能となり、超音波探傷検査の信頼性の低下を抑制することができる。
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Ｐ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検査対象を走査することで検査対象内の傷や減肉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

Claims (5)

  1. 検査対象に超音波を照射して反射波を検出する超音波探触子と、
    前記検査対象の表面に貼り付けられ、前記検査対象上に配列されると共に前記検査対象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、
    前記撮像装置が撮像した撮像画像から前記検査対象上の位置を示す位置情報を読み取り、前記超音波探触子の検出結果と前記位置情報とを関連付ける処理部と、を備え、
    前記処理部は、
    前記撮像画像の所定の範囲において気泡が映っている領域である気泡領域に基づいて、前記検出結果の品質の度合いを示す指標を求める、超音波探傷装置。
  2. 前記処理部は、前記撮像画像において、前記所定の範囲の総画素数に対する前記気泡領域の画素数の割合を求め、前記割合から前記検査対象に対する前記シート材の接触率を求める、請求項１に記載の超音波探傷装置。
  3. 前記処理部は、前記超音波探触子の前記検出結果と同時に得た前記撮像画像から前記接触率を求め、その求めた前記接触率と当該検出結果とを関連付ける、請求項２に記載の超音波探傷装置。
  4. 前記検査対象上における前記超音波探触子の走査範囲をメッシュ状の領域である複数の分割領域に分割して表示部に表示する表示制御部を備え、
    前記表示制御部は、前記接触率が閾値を超える場合には、前記複数の分割領域のうち当該接触率に関連付けられている位置情報を含む分割領域を第１の表示態様で表示し、前記接触率が閾値以下の場合には前記複数の分割領域のうち当該接触率に関連付けられている位置情報を含む分割領域を第１の表示態様とは異なる第２の表示態様で表示する、請求項３に記載の超音波探傷装置。
  5. 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対応する前記検出結果と当該検出結果に関連付けられた前記接触率とを前記表示部に表示する、請求項４に記載の超音波探傷装置。
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