KR20170066624A

KR20170066624A - 검사 프로브

Info

Publication number: KR20170066624A
Application number: KR1020177012625A
Authority: KR
Inventors: 토시아키 하마노; 에이스케 시이나
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2017-06-14
Also published as: JPWO2016098224A1; US20170219422A1; WO2016098224A1; KR102085411B1; US10365151B2; KR20190031351A; JP6296173B2

Abstract

피검체 상을 이동 가능하고, 상기 피검체에 초음파를 조사해 반사파를 검출하는 초음파 탐촉자(2)와, 상기 초음파 탐촉자(2)에 의한 검출 결과에 기초해 연산 처리를 실행해, 상기 피검체의 탐상 결과를 취득하는 연산 처리 장치(5)를 갖는 검사 시스템의 검사 프로브(100)로서, 상기 검사 프로브(100)는, 상기 피검체 상에 배열되고 상기 피검체 상의 위치를 나타내는 2차원 모양(1a)이 그려져 있는 시트재(1) 상을 이동 가능하고, 투명성과 음파 투과성을 구비하는 섀시(10)와, 상기 섀시(10)에 고정된 상기 초음파 탐촉자(2)와, 상기 섀시(10)에 고정되어 상기 2차원 모양(1a)을 판독하는 리더(3)와, 상기 섀시(10)에 고정된 조명(6)을 구비하고, 상기 초음파 탐촉자(2)로부터 상기 피검체의 대향면(SP)에 입사되는 초음파의 입사점(L2)이 상기 리더(3)의 화각(γ) 내에 들어가도록 상기 섀시(10)에 상기 초음파 탐촉자(2)가 고정된다.

Description

검사 프로브{INSPECTION PROBE}

본 발명은 초음파 탐촉자를 구비하는 검사 프로브에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 피검체 상의 위치 데이터를 정확하게 취득할 수 있는 초음파 탐촉자가 개시되어 있다. 이 초음파 탐촉자는 상기 피검체에 대해 초음파를 송수신하는 진동자와, 상기 피검체의 대향면의 패턴을 일정 주기로 판독하는 광학 센서를 갖고, 상기 광학 센서로 임의의 주기에 판독된 패턴의 하나 앞의 주기에 판독된 동일 패턴으로부터의 이동량에 기초해 상기 피검체 상에서의 자신의 현재 위치를 검출하는 광학 위치 검출기와, 상기 진동자 및 상기 광학 위치 검출기를 수납하는 용기를 구비한다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2001-349878호 공보

상기 종래 기술의 초음파 탐촉자에 의하면, 피검체의 대향면의 패턴을 광학 센서로 정확하게 판독하고, 정확하게 판독한 패턴을 기초로 광학 위치 검출기로 초음파 탐촉자의 위치를 검출할 때, 피검체의 대향면의 패턴과 광학 센서 사이에 기포가 혼입되어 있는 것을 깨닫지 못하고 패턴의 판독을 계속하거나, 광학 센서에 의한 패턴의 판독이 피검체의 대향면으로부터의 반사광에 의해 방해 받는 일이 있어, 정확한 패턴의 판독이 저해될 가능성이 있다.

본 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 광학 센서에 의한 패턴의 판독이 피검체의 대향면에 반사되는 빛에 의해 방해 받는 것을 방지하고, 피검체의 대향면의 패턴과 광학 센서 사이에 기포가 혼입되었는지 여부를 용이하게 확인할 수 있도록 하여, 보다 정확하게 피검체의 대향면의 패턴을 판독하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 피검체 상을 이동 가능하고, 상기 피검체에 초음파를 조사해 반사파를 검출하는 초음파 탐촉자와, 상기 초음파 탐촉자에 의한 검출 결과에 기초해 연산 처리를 실행해, 상기 피검체의 탐상(探傷) 결과를 취득하는 연산 처리 장치를 갖는 검사 시스템의 검사 프로브로서, 상기 검사 프로브는, 상기 피검체 상에 배열되고 상기 피검체 상의 위치를 나타내는 2차원 모양이 그려져 있는 시트재 상을 이동 가능하고, 투명성과 음파 투과성을 구비하는 섀시와, 상기 섀시에 고정된 상기 초음파 탐촉자와, 상기 섀시에 고정되고 상기 2차원 모양을 판독하는 소정의 화각을 갖는 리더와, 상기 섀시에 고정된 조명을 구비하고, 상기 초음파 탐촉자로부터 상기 피검체의 대향면에 입사되는 초음파의 입사점이, 상기 리더의 상기 화각 내에 들어가도록 상기 섀시에 상기 초음파 탐촉자가 고정된다.

본 발명의 제2 형태는, 상기 제1 형태의 검사 프로브에 있어서, 상기 조명으로부터 상기 피검체에 입사되는 조명광의 입사각이, 상기 초음파 탐촉자로부터 상기 피검체에 입사되는 초음파의 입사각보다 커지도록 상기 조명이 상기 섀시에 고정된다.

본 발명의 제3 형태는, 상기 조명으로부터 발사되어 상기 피검체에 입사되지 않고 상기 피검체의 대향면에서 반사된 조명광과, 상기 피검체에 입사된 상기 조명광의 반사광이 상기 리더에 입사되지 않도록 상기 조명이 상기 섀시에 고정된다.

본 발명의 제4 형태는, 상기 제1 형태의 검사 프로브에 있어서, 상기 조명이 상기 리더의 하방에 고정된다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 제1 형태의 검사 프로브에 있어서, 상기 섀시는 중실(solid-core)의 단일 아크릴 수지이다.

본 발명에 의하면, 광학 센서에 의한 패턴의 판독이 피검체의 대향면으로부터의 반사광에 의해 방해 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 피검체의 대향면의 패턴과 광학 센서 사이에 기포가 혼입되어 있는지 여부를 용이하게 확인할 수 있다. 따라서, 정확하게 피검체의 대향면의 패턴을 판독할 수 있어, 기포의 혼입에 의해 음파가 입사되지 않음에도 불구하고 패턴의 판독을 계속하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 검사 시스템의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에서의 시트재의 표면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 섀시의 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예의 검사 프로브의 평면도이다.
도 6b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예의 검사 프로브의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예의 검사 프로브의 측면도이다.
도 8a는 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브에 의한 피검체의 대향면의 판독예를 나타내는 도면이다.
도 8b는 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브에 의한 피검체의 대향면의 판독예를 나타내는 도면이다.

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다.

본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초음파 탐촉자(2)를 구비하는 검사 시스템은, 예를 들면, 피검체의 일례인 배관(P)의 검사에 이용되며, 배관(P)의 용접선에 발생하는 균열 등을 검출한다. 이 검사 시스템은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 시트재(1), 초음파 탐촉자(2), 리더(3), 초음파 탐상기(4) 및 연산 처리 장치(5)로 구성되어 있다.

시트재(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 배관(P)의 표면에 부착되어 있다. 이 시트재(1)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 표면에 QR 코드(등록상표)(1a)(2차원 모양)가 배관(P) 상의 축 방향 및 둘레 방향으로 그려져 있다. QR 코드(1a)에는, 배관(P) 상의 위치(좌표)를 나타내는 데이터가 암호화되어 있고, 예를 들면, 배관(P)의 축 방향 및 둘레 방향으로 10㎜ 간격으로 배치되어 있다. 또한, 시트재(1)는, 배관(P)의 표면에 직접이 아니라, 초음파를 전파시키는 글리세린 페이스트(접촉 매질)가 배관(P)의 표면에 도포되어 부착되어 있다. 이와 같이, 배관(P) 상에 도포된 글리세린 페이스트 위에 시트재(1)를 부착함으로써, 글리세린 페이스트의 점착성에 의해 시트재(1)를 배관(P)에 흡착시킬 수 있고, 또한 배관(P)의 표면에 요철이 있는 경우라도 시트재(1)를 평평하게 부착할 수 있다.

초음파 탐촉자(2)는 동축 케이블을 개재해 초음파 탐상기(4)에 접속되어, 배관(P) 상을 이동할 수 있다. 또한, 초음파 탐촉자(2)는 선단으로부터 초음파를 발생시키고, 상기 초음파의 반사파를 검출해, 상기 검출 결과를 검출 신호로서 초음파 탐상기(4)로 출력한다. 예를 들면, 초음파 탐촉자(2)는 검사원이 수동으로 배관(P)의 표면을 주사시켜, 배관(P)의 균열 등을 나타내는 초음파의 반사파를 검출한다.

한편, 초음파 탐촉자(2)는 단일 진동자를 이용한 것이라도 되고, 진동자를 어레이(array) 형상으로 배열한 것이어도 된다.

리더(3)는 초음파 탐촉자(2)의 근방에 장착되어, 배관(P) 상에 부착된 시트재(1) 표면의 QR 코드(1a)를 판독하는 소정의 화각(γ)을 갖는 광학식 리더로서, 신호 케이블을 개재해 통신 I/F부(13)에 접속되어 판독한 QR 코드(1a)의 화상이 포함되는 화상 신호를 통신 I/F부(13)로 출력한다. 예를 들면, 리더(3)는 LED(Light Emitting Diode) 등의 발광소자를 구비하는 발광부와, CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등의 촬상부로 이루어지고, 초음파 탐촉자(2)의 이동 방향(주사 방향)에서의 전방 또는 후방에 장착되어 있다.

한편, 본 실시 형태에서 리더(3)는 후술하는 공통의 섀시(10)에 고정됨으로써 초음파 탐촉자(2)와 일체화되어 있다.

초음파 탐상기(4)는, 초음파 탐촉자(2)에 접속됨과 함께 연산 처리 장치(5)의 통신 I/F부(13)에 접속되어, 초음파 탐촉자(2) 및 리더(3)에 전력을 공급하고, 또한 초음파 탐촉자(2)로부터 입력되는 검출 신호를 A/D 변환해 연산 처리 장치(5)의 통신 I/F부(13)로 출력한다.

한편, 도 1에서 화살표의 방향은 신호가 진행하는 방향을 표시하고 있으며, 전술한 전력 공급의 방향과는 관계가 없다.

또한, 초음파 탐촉자(2)에는 초음파 탐상기(4)로부터 전력이 공급되고, 리더(3)에는 통신 I/F부(13)로부터 전력이 공급되어도 된다.

한편, 초음파 탐촉자(2) 및 리더(3)의 접속은 유선 접속에 한정되지 않고, 무선 접속이라도 무방하다.

또한, 초음파 탐촉자(2)가 복수 개 마련되어도 된다.

연산 처리 장치(5)는 초음파 탐상기(4)에 접속된, 예를 들면, 데스크탑형 또는 노트북형 등의 퍼스널 컴퓨터이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 표시부(11), 조작부(12), 통신 I/F부(13) 및 연산 제어부(14)를 구비한다.

표시부(11)는 CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이 또는 액정 디스플레이 등의 표시기이며, 연산 제어부(14)의 제어하에 각종 화면을 표시한다.

조작부(12)는 마우스 등의 포인팅 디바이스(pointing device) 및 키보드로 구성되며, 유저로부터 받은 조작 지시를 연산 제어부(14)로 출력한다.

통신 I/F부(13)는, 연산 제어부(14)의 제어하에 통신 케이블을 통해 초음파 탐상기(4)와의 사이에서 각종 신호의 송수신을 행한다.

또한, 통신 I/F부(13)는 신호 케이블을 통해 리더(3)에 접속되어, 리더(3)가 판독한 QR 코드(1a)의 화상 신호를 수신한다. 통신 I/F부(13)는 수신한 화상 신호를 A/D 변환한다.

연산 제어부(14)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk), RAM(Random Access Memory) 및 전기적으로 상호 접속된 각 부와 각종 신호의 송수신을 행하는 인터페이스 회로 등으로 구성되어 있다. 연산 제어부(14)는, 상기 ROM에 기억된 각종 연산 제어 프로그램에 기초해 각종 연산 처리를 실시함과 함께 각 부와 통신을 실시함으로써 연산 처리 장치(5)의 전체 동작을 제어한다.

연산 제어부(14)는, ROM 또는 HDD에 검사 프로그램(14a)을 기억하고, 검사 프로그램(14a)에 기초해 동작함으로써, 리더(3)에 의해 판독된 QR 코드(1a)를 해석해 배관(P) 상의 위치 데이터(절대 좌표)를 취득하고, 취득한 배관(P) 상의 위치 데이터와, 초음파 탐촉자(2)에 의한 검출 결과로부터 얻어진 탐상 결과를 관련짓는다.

다음으로, 이와 같이 구성된 검사 시스템의 초음파 탐촉자(2), 리더(3), 조명(6), 섀시(10)의 구성을 도 3 내지 도 5를 참조하면서 상세하게 설명한다. 여기에서, 초음파 탐촉자(2), 리더(3), 조명(6), 섀시(10)로 구성되는 기구를 검사 프로브(100)라고 부른다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브(100)의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브(100)의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 섀시(10)의 평면도이다.

도 3에 나타내는 검사 프로브(100)의 초음파 탐촉자(2)는, 섀시(10)에 고정되어 있다. 섀시(10)는 통상 아크릴 등의 음파 투과성을 구비한 지연재를 이용해 단일 부재로서 일체적으로 형성된다. 본 실시 형태의 섀시(10)는 중실로 형성된 단일 아크릴 수지에 의해 형성되고, 프리즘과 같은 외관을 갖는 부재이다. 여기에서, 지연재란, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신되는 초음파를 렌즈와 같이 굴절시킴으로써, 임의의 각도로 피검체에 초음파를 전파시키는 재료를 말한다.

본 실시 형태에서 초음파 탐촉자(2)를 섀시(10)에 고정하는 방법은 나사 고정이지만, 초음파 탐촉자(2)를 섀시(10)에 접착제를 사용해 고정해도 된다. 또한, 초음파 탐촉자(2)와 섀시(10)는 일체 구조의 섀시가 되어 있어도 무방하다. 여기에서, 섀시(10)의 재료는 아크릴로 한정되지 않고, 투명성과 음파 투과성을 갖는 소재라면 사용 가능하다. 또한, 섀시(10)는 검사에 사용하는 초음파의 굴절 각도에 따라 형상이 변경되어도 된다.

섀시(10)에는 초음파 탐촉자(2) 외에, 리더(3)와 조명(6)이 고정되어 있다. 따라서, 섀시(10)는 초음파 탐촉자(2)에 대해서는 지연재로서, 리더(3)에 대해서는 프리즘으로서 기능한다. 즉, 단일 아크릴 수지인 섀시(10) 내를 초음파와 빛이, 후술하는 바와 같이, 일부 중첩되어 전달됨으로써 섀시(10) 및 검사 프로브(100)의 소형화를 실현할 수 있다.

한편, 본 실시 형태에서 리더(3)와 조명(6)을 섀시(10)에 고정하는 방법도 나사 고정이지만, 접착제를 사용해 고정해도 무방하다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는 리더(3)가 수직으로 하방을 향해 섀시(10)에 고정되어, 피검체의 대향면(SP)에 정면에서 대향하고 있다.

초음파 탐촉자(2)는, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신한 초음파가 피검체의 대향면(SP)에 입사되는 입사점(L2)이 리더(3)의 화각(γ) 내에 들어가도록(섀시(10) 내를 초음파와 빛이 일부 중첩되어 전달되도록) 섀시(10)에 고정되어 있다. 즉, 초음파 탐촉자(2)는 피검체의 대향면(SP)의 법선에 대해 예각(α) 경사되어 섀시(10)에 고정된다.

초음파 탐촉자(2)로부터 발신된 초음파는 피검체의 대향면(SP)에 대해 도 3에 나타내는 입사각 α로 입사된다.

조명(6)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 리더(3)보다 하방에 고정되어 있다. 이 때문에, 조명(6)으로부터 발사된 조명광은 피검체의 대향면(SP)에 대해, 도 3에 나타내는 입사각 β로 입사된다. 도 3으로부터, 초음파의 입사각 α보다 조명광의 입사각 β가 크다. 여기에서, 입사각 α는, 예를 들면 5° 내지 35°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 10° 내지 25°의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 입사각 β는, 예를 들면 90° 미만 내지 60°의 범위에 있는 것이 바람직하고, 85° 내지 70°의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 조명(6)의 배치 위치나 개수는 섀시(10)의 형상에 따라 적절하게 변경해도 된다.

이와 같은 검사 프로브(100)를 상방에서 본 평면도를 도 4에 나타냈다. 본 실시 형태에서는, 초음파 탐촉자(2)가 검사 프로브(100)의 주사 방향에 대해 후방에 고정되어 있다. 그러나, 검사 프로브(100)의 주사 방향의 후방에 리더(3)가 고정되고, 전방에 초음파 탐촉자(2)가 고정되어도 된다.

한편, 본원에서는, 설명을 위해 도 4의 지면의 왼쪽을 검사 프로브의 주사 방향에 대한 전방이라고 정의하고 있지만, 이것은 일례이며, 도 4에서의 모든 방향으로 프로브를 주사해도 된다.

상기와 같은 본 실시 형태의 검사 프로브(100)에 의하면, 다음과 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다.

섀시(10)에 투명성과 음파 투과성을 갖는 아크릴 수지를 이용하기 때문에, 섀시(10)에 고정된 초음파 탐촉자(2)에 입출력되는 초음파와 리더(3)에 입력되는 빛(영상)을 모두 섀시(10)를 통과시킬 수 있다. 이 때문에, 섀시(10)의 소형화를 실현할 수 있다.

섀시(10)의 소형화가 실현됨으로써, 초음파 탐촉자(2)를 포함하는 검사 프로브(100)의 소형화를 실현할 수 있다. 이 때문에, 검사 프로브(100)의 조작성이 향상되어, 장애물에 의해 주사할 수 없는 범위가 감소한다.

또한, 섀시(10)의 소형화에 의해, 리더(3)와 초음파 탐촉자(2)의 거리가 감소한다. 이 때문에, 리더(3)의 화각 중심 위치(L1)와 초음파의 입사점(L2)의 거리가 감소해, 위치 보정을 행하는 양이 감소한다. 여기에서, 위치 보정이란, 리더(3)가 판독하는 QR 코드(1a)로부터 취득한 절대 좌표의 위치와 초음파 탐촉자(2)가 검출한 피검체의 검출 결과가 얻어진 위치는 본래 일치하는 것이 바람직하기 때문에, 이들의 위치가 상이한 경우, 이들의 위치를 일치시키는 보정을 행하는 것을 말한다.

또한, 상기 실시 형태에 의하면, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신한 초음파가 피검체의 대향면(SP)에 입사되는 입사점(L2)이 리더(3)의 화각(γ) 내에 들어가 있기 때문에, 초음파가 피검체에 입사되는 위치를 리더(3)의 촬상 화상에서 직접 확인할 수 있다. 이 때문에, 초음파 투과의 장애가 되는 기포의 혼입 유무를, 초음파 탐촉자(2)의 검출 결과를 나타내는 초음파 파형과 동시에 연산 처리 장치(5)의 표시부(11)에서 확인할 수 있어, 검사원은 탐상 작업에 집중할 수 있다.

기포 혼입 유무의 판독예를 도 8a와 도 8b에 나타낸다. 도 8a 및 도 8b는 모두 본 발명의 제1 실시 형태의 검사 프로브에 의한 피검체의 대향면(SP)의 판독예를 나타내는 도면이다.

도 8a에서는, 기포가 시트재(1) 아래에 도포된 접촉 매질에 혼입된 상태를 나타낸다. 이와 같은 상태에서는, 초음파가 피검체인 금속중에 전파되지 않기 때문에, 정확한 검출 결과를 얻을 수 없다. 한편, 도 8b에서는 접촉 매질에의 기포의 혼입이 없어, 정확한 검출 결과를 얻을 수 있는 상태를 나타낸다.

따라서, 본 실시 형태에 의하면, 검사원이 기포 혼입의 유무를 용이하게 확인할 수 있어, 기포의 혼입을 알아차리지 못한 채 검사를 계속한 결과, 정확한 검사 결과를 얻을 수 없게 될 가능성을 배제할 수 있다.

또한, 조명(6)이 리더(3) 아래에 고정되고, 또한 피검체의 대향면(SP)의 수직보다 피검체의 대향면(SP)에 약간 경사지게 섀시(10)에 고정된다. 즉, 조명광이 입사각 β로 피검체에 입사되도록 조명(6)이 섀시(10)에 고정되어 있다. 이 때문에, 리더(3)에 의한 QR 코드(1a)의 판독이 피검체의 대향면(SP)에 반사되는 조명광에 의해 방해 받지 않고, 정확하게 피검체의 대향면(SP)의 위치 데이터를 판독하는 것이 가능해진다. 이는 섀시(10)에 대한 조명(6)의 상기와 같은 고정 각도에 의해, 조명광이 피검체의 대향면(SP)에 대해 큰 입사각 β로 입사되기 때문에, 조명(6)으로부터 발사되어 피검체에 입사되지 않고 피검체의 대향면(SP)에서 반사된 조명광과 피검체에 입사된 조명광의 반사광이 리더(3)에 입사되지 않기 때문이라고 생각된다.

상기 조명(6)의 경사각을 상기 조명광의 입사각 β를 사용해 표현하면, 조명(6)은 피검체의 대향면(SP)의 수직선에 대해, (90-β)° 경사지게 마련되어 있다고 할 수 있다. 따라서, 상기 입사각 β의 범위를 고려하면, 조명(6)은 피검체의 대향면(SP)의 수직선에 대해, 예를 들면 0°보다 크고 30°의 범위에서 경사지는 것이 바람직하고, 5° 내지 20°의 범위에서 경사지는 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 실시 형태에서의 섀시(10)의 조명(6)이 고정되는 측의 단면(10B1)은, 도 5에 나타낸 바와 같은 톱날 형상의 단면으로 형성되어 있다. 이는 초음파 탐촉자(2)로부터 발신되어 피검체에 입사된 초음파의 반사파나 피검체에 입사되지 않고 반사된 초음파의 반사파 중, 단면(10B1)으로 입사되는 반사파를 난반사시킴으로써, 초음파 탐촉자(2)에 직접 입사되는 초음파의 반사파의 검출에 영향을 주지 않기 위함이다.

여기에서, 도 5에 나타낸 4 개소의 구멍부는, 초음파 탐촉자(2)와 리더(3)를 섀시(10)에 고정할 때 나사가 삽입되는 나사 구멍(h)이다.

또한, 섀시(10)의 표면에는 반사 방지 필름이 붙여져 있거나, 섀시(10)의 표면이 흑색으로 도장되어 있어도 된다. 이는 야외에서 작업을 할 때에는 태양광이 섀시(10) 내에 입사되는 것을 막고, 실내에서 작업을 할 때에는 조명 등의 외광이 섀시(10) 내에 입사되는 것을 막기 위함이다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 피검체의 대향면(SP)에 대향하는 섀시(10)의 일면(10C)에서는 양단부의 모서리를 모따기하여 섀시(10)가 형성되어 있다. 이는 섀시(10)가 피검체의 대향면(SP) 상을 부드럽게 이동할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 피검체가 배관인 경우, 피검체(배관)의 대향면(SP)에 대향하는 섀시(10)의 일면(10C)을 배관의 곡면에 맞추어 오목한 형상으로 가공해도 된다.

다음으로, 도 6a를 이용해 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예를 설명한다.

이하의 설명에서는 제1 실시 형태와의 차이점만을 설명하고, 제1 실시 형태와 같은 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 설명은 생략한다.

도 6a는, 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예의 검사 프로브(200)의 평면도이다.

본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에서는, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 제1 실시 형태의 초음파 탐촉자(2)가 송신 초음파 탐촉자(2A)와 수신 초음파 탐촉자(2B)로 구성되어 있다. 여기에서, 송신 초음파 탐촉자(2A)와 수신 초음파 탐촉자(2B)는 음향 격리면(110)에 의해 음향적으로 격리되어 있다. 또한, 리더(3)는 섀시(10)를 도 6a의 지면에서 상하로 나눈 대략 중심에 고정되어 있다.

여기에서 음향 격리면(110)은, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 리더(3)보다 검사 프로브(200)의 주사 방향의 후방에만 존재하고 있어도 되고, 도시하지 않았지만 조명(6)의 근방까지 연장되어 있어도 된다. 음향 격리면(110)이 조명(6)의 근방까지 연장되는 경우에는, 리더(3)는 음향 격리면(110)에 간섭하지 않도록 배치되어 고정된다.

이와 같이 구성된 송신 초음파 탐촉자(2A)와 수신 초음파 탐촉자(2B)를 구비하는 검사 프로브(200)에 의해서도, 제1 실시 형태의 초음파 탐촉자(2)를 구비하는 검사 프로브(100)와 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다.

한편, 음향의 간섭이 검사에 영향을 주지 않는 경우에는, 음향 격리면(110)을 마련하지 않아도 된다. 예를 들면, 음향 격리면(110)을 마련하지 않는 구성의 일례로서, 도 6b에 나타낸 바와 같은 제1 실시 형태의 제2 변형예가 있다. 도 6b는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예의 검사 프로브(212)의 평면도이다. 이하 도 6b의 설명에서는, 도 6a에 나타내는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예와 같은 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

도 6b에 나타내는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예에서는, 송신 초음파 탐촉자(212A)와 수신 초음파 탐촉자(212B) 사이에 리더(312)가 마련되어 있다. 이와 같이 구성된 검사 프로브(212)에 의해서도, 제1 실시 형태의 초음파 탐촉자(2)를 구비하는 검사 프로브(100)와 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 도 7을 이용해, 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예를 설명한다.

도 7은, 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예의 검사 프로브(300)의 측면도이다.

도 7에 나타내는 제1 실시 형태의 제3 변형예에서는, 리더(30)가 섀시(20)의 단면(10A)에 고정되어 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 단면(10A)은 피검체의 대향면(SP)에 대해 대략 수직으로 형성되고, 리더(30)는 단면(10A)에 대략 수직으로 고정된다.

여기에서 대략 수직이란, 수직을 포함하고, 수직이라고 볼 수 있는 수직의 전후 10° 정도를 포함하는 범위로 한다.

또한, 리더(30)가 고정되어 있는 곳과 반대측의 섀시(20)의 단면(10B)에는 미러(120)가 고정되고, 리더(30)는 미러(120)에 비치는 QR 코드(1a)를 판독한다. 이 때문에, 리더(30)로부터 미러(120)를 보았을 때 QR 코드(1a)가 미러(120)에 비치도록, 미러(120)는 피검체의 대향면(SP)에 대해 경사지는 단면(10B)을 따라 고정된다.

또한, 조명(60)은 검사 프로브(300)의 주사 방향에 대해 수직으로 교차하는 섀시(20)의 양면에 고정된다.

이와 같이 구성된 검사 프로브(300)에 의해서도, 제1 실시 형태의 초음파 탐촉자(2)를 구비하는 검사 프로브(100)와 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같은 제1 실시 형태의 제3 변형예에 의하면, 미러(120)가 고정되는 단면(10B)이 피검체의 대향면(SP)에 대해 예각으로 경사지고 있다. 이 때문에, 제1 실시 형태에 나타내는 검사 프로브(100)를 사용할 수 없는 장애물이 있는 피검체에 대해, 제1 실시 형태의 제3 변형예에 의한 검사 프로브(300)를 사용해도 된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했는데, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 추가할 수 있다.

예를 들면, 상기 실시예에서는 섀시가 평면에서 보았을 때 직사각형이지만, 상기 실시 형태에 기재된 바와 같은 초음파 탐촉자(2), 리더(3, 30), 조명(6, 60), 미러(120)의 상호 위치 관계를 만족하는 한, 섀시의 외형은 둥근 형상이나 검사원의 손에 친숙한 임의의 형상이라도 무방하다. 예를 들면, 섀시(10)가 마우스와 같은 형상을 하고 있어도 된다.

또한, 조명은 섀시 일면의 전체면에 고정되지 않아도 되고, 섀시(10)의 형상에 맞추어 적절하게 배치되어도 된다. 조명은 복수 개 마련되어도 된다.

본 발명의 용도는 초음파 탐촉자에 의한 피검체의 내부 검사용으로 하였지만, 피검체의 표면 검사에 사용해도 무방하다.

또한, 피검체로서 배관을 일례로 들었지만, 피검체는 배관으로 한정되지 않는다.

한편, 상기 기재에서, 초음파를 대신해 음파라고 기재되어 있는 경우가 있는데, 이는 초음파로 한정되지 않고 음파가 초음파 탐촉자로부터 발사되어도 되기 때문이다.

또한, 상기 기재에서, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신된 초음파가 피검체의 대향면(SP)에 입사되는 입사점을 L2라고 하고, 도 3에 L2를 도시하고 있다. 또한, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신된 초음파는 피검체의 대향면(SP)에 대해 도 3에 나타내는 입사각 α로 입사되고, 조명(6)으로부터 발사된 조명광은 피검체의 대향면(SP)에 대해 도 3에 나타내는 입사각 β로 입사된다고 기재되어 있다. 그러나, 도 3에서는, L2가 피검체의 대향면(SP)으로의 입사점이 아니라 시트재(1)로의 입사점인 듯이 보여, α, β가 피검체의 대향면(SP)으로의 입사각이 아니라 시트재(1)로의 입사각인 듯이 보이지만, 이는 간략히 도시하고 있기 때문이다. 따라서, 상기 기재와 같이, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신된 초음파가 피검체의 대향면(SP)에 입사되는 점을 입사점 L2라고 하고, 초음파 탐촉자(2)로부터 발신된 초음파가 피검체의 대향면(SP)에 대해 도 3에 나타내는 입사각 α로 입사되고, 조명(6)으로부터 발사된 조명광은 피검체의 대향면(SP)에 대해, 도 3에 나타내는 입사각 β로 입사된다.

《산업상의 이용 가능성》

1: 시트재
2: 초음파 탐촉자
3, 30: 리더
4: 초음파 탐상기
5: 연산 처리 장치
1a: QR 코드
11: 표시부
12: 조작부
13: 통신 I/F부
14: 연산 제어부
14a: 검사 프로그램
100, 200, 300: 검사 프로브
120: 미러
110: 음향 격리면

Claims

피검체 상을 이동 가능하고, 상기 피검체에 초음파를 조사해 반사파를 검출하는 초음파 탐촉자와, 상기 초음파 탐촉자에 의한 검출 결과에 기초해 연산 처리를 실행해, 상기 피검체의 탐상 결과를 취득하는 연산 처리 장치를 갖는 검사 시스템의 검사 프로브로서,
상기 검사 프로브는,
상기 피검체 상에 배열되고 상기 피검체 상의 위치를 나타내는 2차원 모양이 그려져 있는 시트재 상을 이동 가능하고, 투명성과 음파 투과성을 구비하는 섀시와,
상기 섀시에 고정된 상기 초음파 탐촉자와,
상기 섀시에 고정되고 상기 2차원 모양을 판독하는 소정의 화각을 갖는 리더와,
상기 섀시에 고정된 조명을 구비하고,
상기 초음파 탐촉자로부터 상기 피검체의 대향면에 입사되는 초음파의 입사점이, 상기 리더의 상기 화각 내에 들어가도록 상기 섀시에 상기 초음파 탐촉자가 고정되어 있는 검사 프로브.
제1항에 있어서,
상기 조명으로부터 상기 피검체에 입사되는 조명광의 입사각이, 상기 초음파 탐촉자로부터 상기 피검체에 입사되는 초음파의 입사각보다 커지도록 상기 조명이 상기 섀시에 고정되어 있는 검사 프로브.
제1항에 있어서,
상기 조명으로부터 발사되어 상기 피검체에 입사되지 않고 상기 피검체의 대향면에서 반사된 조명광과, 상기 피검체에 입사된 상기 조명광의 반사광이 상기 리더에 입사되지 않도록 상기 조명이 상기 섀시에 고정되어 있는 검사 프로브.
제1항에 있어서,
상기 조명이 상기 리더의 하방에 고정되어 있는 검사 프로브.
제1항에 있어서,
상기 섀시는 중실의 단일 아크릴 수지인 검사 프로브.