TW202316112A

TW202316112A - 超音波檢查裝置及超音波檢查方法

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Publication number: TW202316112A
Application number: TW111133637A
Authority: TW
Inventors: 鈴木睦三; 高麗友輔; 大野茂
Original assignee: 日商日立電力解決方案股份有限公司
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2022-09-06
Publication date: 2023-04-16
Also published as: CN117980738A; WO2023058292A1; KR20240042513A; DE112022003511T5; TWI830362B; JP2023054642A

Abstract

本揭示之目的在於，提供一種缺陷部之檢測性能設為例如可檢測之缺陷尺寸較小，即便為微小之缺陷，亦可檢測出的超音波檢查裝置。本揭示之超音波檢查裝置Z具備：掃描測量裝置1，其對被檢查體E進行超音波束U之掃描及測量；及控制裝置2，其控制掃描測量裝置1之驅動；掃描測量裝置1具備放出超音波束U之發送探針110、與接收超音波束U之接收探針121，控制裝置2具備信號處理部250，信號處理部250具備減少接收探針121之接收信號中之至少最大強度頻率成分之濾波器部240，濾波器部240檢測包含上述最大強度頻率成分之基波帶中之上述最大強度頻率成分以外之基底緩坡成分。

Description

超音波檢查裝置及超音波檢查方法

本揭示係關於一種超音波檢查裝置及超音波檢查方法。

已知有使用超音波束之被檢查體之缺陷部之檢查方法。例如，被檢查體之內部存在空氣等聲阻抗較小之缺陷部(空腔等)之情形時，由於在被檢查體之內部產生聲阻抗之間隙，故超音波束之透過量變小。因此，可藉由測量超音波束之透過量，檢測被檢查體內部之缺陷部。

關於超音波檢查裝置，已知有專利文獻1記載之技術。專利文獻1記載之超音波檢查裝置中，將包含連續之特定個數之負矩形波之矩形波叢發信號施加於介隔空氣與被檢體對向配設之發送超音波探頭。由介隔空氣與被検體對向配設之接收超音波探頭，將於被検體中傳播之超音波轉換為透過波信號。基於該透過波信號之信號位凖判定被検體有無缺陷。又，發送超音波探頭及接收超音波探頭將安裝於振子及該振子之超音波收發側之前面板之聲阻抗設定為較抵接於被検體而使用之接觸型超音波探頭更低。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2008-128965號公報

[發明所欲解決之問題]

專利文獻1所記載之超音波檢查裝置中，有難以檢測被檢查體中之微小缺陷之問題。尤其，欲檢測之缺陷之尺寸小於超音波束之情形時，難以檢測缺陷。本揭示所欲解決之問題在於，提供一種缺陷部之檢測性能設為例如可檢測之缺陷尺寸較小，即便微小之缺陷，亦可檢測出的超音波檢查裝置及超音波檢查方法。 [解決問題之技術手段]

本揭示之超音波檢查裝置係藉由使超音波束經由流體對被檢查體入射而進行上述被檢查體之檢查者，且具備：掃描測量裝置，其對上述被檢查體進行上述超音波束之掃描及測量；及控制裝置，其控制上述掃描測量裝置之驅動；上述掃描測量裝置具備放出上述超音波束之發送探針、與接收上述超音波束之接收探針，上述信號控制裝置具備信號處理部，上述信號處理部具備減少上述接收探針之接收信號中之至少最大強度頻率成分之濾波器部，上述濾波器部檢測包含上述最大強度頻率成分之基波帶中之上述最大強度頻率成分以外之基底緩坡成分。其他解決方式於用以實施發明之形態中予以敘述。 [發明之效果]

根據本揭示，可提供一種缺陷部之檢測性能設為例如可檢測之缺陷尺寸較小，即便微小之缺陷，亦可檢測出的超音波檢查裝置及超音波檢查方法。

以下，一面參照圖式，一面說明用以實施本揭示之形態(稱為實施形態)。但，本揭示不限於以下之實施形態，例如可組合不同之實施形態彼此，或於不明顯損害本揭示之效果之範圍內任意變化。又，對相同構件標註相同符號，省略重複之說明。再者，對具有相同功能者標註相同名稱。圖示之內容僅為模式性者，為方便圖示起見，有時於未使本揭示之效果明顯受損之範圍內，自實際之構成變更。

(第1實施形態) 圖1係顯示第1實施形態之超音波檢查裝置Z之構成之圖。圖1中，掃描測量裝置1由剖視模式圖顯示。圖1中，顯示包含作為紙面左右方向之x軸、作為紙面正交方向之y軸、作為紙面上下方向之z軸之正交3軸之座標系統。

超音波檢查裝置Z係藉由使超音波束U(後述)經由流體F對被檢查體E入射而進行被檢查體E之檢查者。流體F例如為水等液體W(後述)、空氣等氣體G，被檢查體E存在於流體F中。第1實施形態中，使用空氣(氣體G之一例)作為流體F。因此，掃描測量裝置1之殼體101之內部成為充滿空氣之空腔。如圖1所示，超音波檢查裝置Z具備掃描測量裝置1、控制裝置2及顯示裝置3。顯示裝置3連接於控制裝置2。

掃描測量裝置1係對被檢查體E進行超音波束U之掃描及測量者，具備固定於殼體101之試料台102，於試料台102載置被檢查體E。被檢查體E以任意材料構成。被檢查體E例如為固體材料，更具體而言，例如為金屬、玻璃、樹脂材料或CFRP(碳纖維強化塑膠、Carbon-Fiber Reinforced Plastics)等複合材料等。又，圖1之例中，被檢查體E於內部具有缺陷部D。缺陷部D為空腔等。缺陷部D之例為空腔、與原本應有之材料不同之異物材等。被檢查體E中，將缺陷部D以外之部分稱為健全部N。

由於缺陷部D與健全部N之構成材料不同，故兩者間聲阻抗不同，超音波束U之傳播特性變化。超音波檢查裝置Z觀測該變化，檢測缺陷部D。

掃描測量裝置1具有放出超音波束U之發送探針110與接收探針121。發送探針110經由發送探針掃描部103設置於殼體101，放出超音波束U。接收探針121係對於被檢查體E設置於發送探針110之相反側，接收超音波束U，與發送探針110同軸配置(後述之偏心距離L為零)之接收探針140(同軸配置接收探針)。因此，第1實施形態中，發送探針110之發送音軸AX1(音軸)與接收探針140之接收音軸AX2(音軸)間之偏心距離L(距離)為零。藉此，可容易設置發送探針110及接收探針140。

此處，「發送探針110之相反側」意指由被檢查體E分隔之2個空間中，與發送探針110所在之空間為相反側(z軸方向上之相反側)之空間，x、y座標並非意指同一相反側(即，對於xy平面面對稱之位置)。

此處，對發送探針110與接收探針121之位置關係進行敘述。將發送探針110之發送音軸AX1與接收探針121之接收音軸AX2之距離定義為偏心距離L。第1實施形態中，如上所述，將偏心距離L設定為零。即，配置如發送音軸AX1與接收音軸AX2在同軸上之接收探針121。將其稱為同軸配置。另，本揭示中，偏心距離L並非限定於0。

本揭示中，作為接收探針121之配置位置，將同軸配置發送音軸AX1與接收音軸AX2者稱為同軸配置，將錯開2個音軸(發送音軸AX1及接收音軸AX2)者(即，偏心之配置)稱為偏心配置。於將接收探針121同軸配置之情形與偏心配置之情形之任一情形，本揭示皆發揮效果。因此，本揭示包含同軸配置及偏心配置之任一者，作為接收探針121之配置。

本說明書中，尤其指定接收配置位置之情形時，將同軸配置之接收探針121記作接收探針140(同軸配置接收探針)，將偏心配置之接收探針121記作接收探針120(偏心配置接收探針)。記作接收探針121之情形時，同軸配置亦或偏心配置無特別指定。

音軸定義為超音波束U之中心軸。此處，發送音軸AX1定義為發送探針110放出之超音波束U之傳播路徑之音軸。換言之，發送音軸AX1為發送探針110放出之超音波探針U之傳播路徑之中心軸。發送音軸AX1如後述之圖20B所示，包含被檢查體E之界面之折射。即，如同圖所示，自發送探針110放出之超音波束U於被檢查體E之界面折射之情形時，該超音波束U之傳播路徑之中心(音軸)成為發送音軸AX1。

又，接收音軸AX2定義為假設接收探針121放出超音波束U時之虛擬超音波束之傳播路徑之音軸。換言之，接收音軸AX2為假設接收探針121放出超音波束U時之虛擬超音波束之中心軸。

作為具體例，敘述探頭面為平面狀之非收斂型接收探針之情形。該情形時，接收音軸AX2之方向為探頭面之法線方向，通過探頭面之中心點之軸為接收音軸AX2。探頭面為長方形之情形時，其中心點定義為長方形對角線之交點。

於掃描測量裝置1連接控制裝置2。控制裝置2係控制掃描測量裝置1之驅動者，藉由對發送探針掃描部103及接收探針掃描部104指示，而控制發送探針110及接收探針121之移動(掃描)。藉由發送探針掃描部103及接收探針掃描部104於x軸及y軸方向同步移動，發送探針110及接收探針121於x軸及y軸方向掃描被檢查體E。再者，控制裝置2自發送探針110放出超音波束U，基於自接收探針121取得之信號進行波形分析。

另，第1實施形態中，顯示有於被檢查體E經由試料台102固定於殼體101之狀態，即對殼體101固定被檢查體E之狀態下，掃描發送探針110與接收探針121之例。亦可與此相反地構成為，對殼體101固定發送探針110與接收探針121，使被檢查體E移動，藉此進行掃描。

圖示之例中，氣體G(流體F之一例。亦可為液體W(後述))介置於發送探針110與被檢查體E之間、及接收探針121與被檢查體E之間。因此，可使發送探針110及接收探針121與被檢查體E非接觸而進行檢查，故可順利且高速地改變xy面內方向之相對位置。即，藉由使流體F介置於發送探針110及接收探針121與被檢查體E之間，可順利掃描。

發送探針110為收斂型發送探針110。另一方面，接收探針121使用收斂性較發送探針110平緩之探針。本實施形態中，接收探針121使用探頭面為平面之非收斂型探針。藉由使用此種非收斂型接收探針121，可於廣闊之範圍內收集缺陷部D之資訊。

圖2係顯示發送探針110之構造之剖視模式圖。圖2中，為了簡化，僅圖示放出之超音波束U之輪廓，但實際上，遍及探頭面114之全域，對探頭面114之法線矢量方向放出大量超音波束U。

發送探針110以收斂超音波束U之方式構成。藉此，可高精度檢測被檢查體E中之微小缺陷部D。可檢測微小缺陷部D之理由於下文敘述。發送探針110具備發送探針殼體115，於發送探針殼體115之內部，具備背襯112、振子111、及整合層113。於振子111安裝有電極(未圖示)，電極藉由引線118連接於連接器116。再者，連接器116藉由引線117連接於電源裝置(未圖示)及控制裝置2。

本說明書中，發送探針110或接收探針121之探頭面114於具備整合層113之情形時定義為整合層113之表面，於不具備整合層113之情形時定義為振子111之表面。即，探頭面114於發送探針110之情形時，為放出超音波束U之面，於接收探針121之情形時，為接收超音波束U之面。

此處，作為比較例，說明先前之超音波檢查方法。

圖3A係顯示先前之超音波檢查方法之超音波束U之傳播路徑之圖，即顯示向健全部N入射時之圖。圖3B係顯示先前之超音波檢查方法之超音波束U之傳播路徑之圖，即顯示向缺陷部D入射時之圖。先前之超音波檢查方法中，例如專利文獻1所記載，以發送音軸AX1與接收音軸AX2一致之方式，配置發送探針110及作為接收探針121之接收探針140。

如圖3A所示，對被檢查體E之健全部N入射超音波束U之情形時，超音波束U通過被檢查體E到達接收探針140。因此，接收信號變大。另一方面，如圖3B所示，對缺陷部D入射超音波束U之情形時，由缺陷部D阻擋超音波束U之透過，故接收信號減少。如此，藉由接收信號減少而檢測缺陷部D。其如專利文獻1所示。

此處，如圖3A及圖3B所示，將藉由缺陷部D中阻擋超音波束U之透過使接收信號減少而檢測缺陷部D的方法，於此處稱為「阻擋法」。

先前技術之問題點在於當缺陷尺寸小於射束尺寸時將難以檢測。參照圖4A說明該點。

圖4係顯示被檢查體E內之缺陷部D與超音波束U之相互作用之圖，即顯示接收直達之超音波束U(以下，稱為「直達波U3」)之情況之圖。關於直達波U3於下文敘述。此處，考察缺陷部D之大小較超音波束U之寬度(以下，稱為射束寬度BW)更小之情形。此處之射束寬度BW意指到達缺陷部D時之超音波束U之寬度。

又，由於圖4模式性顯示缺陷部D附近之微小區域之超音波束U之形狀，故平行描繪超音波束U，但實際上為收斂之超音波束U。再者，圖4之接收探針121之位置係為了易於理解進行說明，而記入概念性位置者，接收探針121之位置與形狀未準確地設定比例尺。即，若考慮缺陷部D與超音波U之形狀之放大比例尺，則較圖4所示之位置，接收探針121位於圖式上下方向上更遠之位置。

圖4中，顯示使發送音軸AX1與接收音軸AX2一致之阻擋法之情形。缺陷部D小於射束寬度BW之情形時，由於一部分超音波束U被阻擋，故接收信號減少，但不會成零。例如，缺陷部D之剖面積為由射束寬度BW規定之射束剖面積之5%之情形時，由於接收信號僅限於減少大概5%，故難以檢測缺陷部D。即，如圖4所示般之情形時，於缺陷部D存在之部位，僅限於使接收信號減少5%。如此，缺陷部D較射束寬度BW更小之情形時，不與缺陷部D相互作用，過而不停之射束變多，故難以檢測缺陷。

圖5係模式性顯示與缺陷部D相互作用之超音波束U即散射波U1之圖。本說明書中，將與缺陷部D相互作用之超音波束U稱為散射波U1。因此，本說明書之「散射波U1」意指與缺陷部D相互作用之超音波。散射波U1中亦存在如圖5所示改變方向之波。又，散射波U1中亦存在藉由與缺陷部D之相互作用而使波之相位或頻率之至少一者變化，但行進方向不改變之波。將不與缺陷部D相互作用而通過之超音波稱為直達波U3。若僅可檢測與直達波U3區分之散射波U1，則可容易檢測出較小缺陷部D。本揭示中，著眼於頻率之差異，有效檢測散射波U1。

圖6係控制裝置2之功能方塊圖。控制裝置2係控制掃描測量裝置1之驅動者。控制裝置2具備發送系統210、接收系統220、資料處理部201、掃描控制器204、驅動部202、位置測量部203及信號處理部250。將接收系統220與資料處理部201合併稱為信號處理部250。信號處理部250藉由將來自接收探針121之信號進行放大處理、濾波處理等，而進行擷取有意資訊之信號處理。

發送系統210係產生施加於發送探針110之電壓之系統。發送系統210具備波形產生器211及信號放大器212。波形產生器211產生叢發波信號。且，將產生之叢發波信號由信號放大器212放大。自信號放大器212輸出之電壓被施加於發送探針110。

信號處理部250具備接收系統220。接收系統220係檢測自接收探針121輸出之接收信號之系統。自接收探針121輸出之信號輸入至信號放大器222而放大。放大之信號輸入至濾波器部240(阻斷濾波器)。濾波器部240減少(阻斷)輸入信號之特定頻率範圍之成分。對於濾波器部240，於下文敘述。將來自濾波器部240之輸出信號輸入至資料處理部201。

資料處理部201中，根據由濾波器部240輸入之信號產生信號強度資料。作為信號強度資料之產生方法，本實施例中使用峰值間信號量(Peak-to-Peak signal)。此為信號中之最大值與最小值之差。信號強度資料之產生方法除此以外，亦可進行傅利葉轉換使用特定頻率範圍之頻率成分之強度。

資料處理部201亦自掃描控制器204接收掃描位置之資訊。如此，獲得當前之2維掃描位置(x、y)之信號強度資料之值。若對於掃描位置繪製信號強度資料之值，則獲得與缺陷部D之位置或形狀之至少一者對應之圖像(缺陷圖像)。該缺陷圖像輸出至顯示裝置3。

(濾波器部240) 本說明書中，濾波器部240定義為進行使特定頻率範圍之信號成分之強度減少之信號處理之控制部。又，濾波處理定義為使特定之頻率範圍之信號成分之強度減少之信號處理。將接收信號以傅利葉轉換分解成每頻率成分之成分強度時，將成分強度最大之頻率稱為最大成分頻率。最大強度頻率成分為最大成分頻率之頻率成分。本說明書之濾波器部240減少包含最大強度頻率成分之基波帶，即包含最大成分頻率之頻率範圍之信號成分之強度。另，將每頻率成分之成分強度之分佈稱為頻譜。

圖7係模式性顯示接收信號之頻率成分之分佈(頻譜)之圖。使用圖7，進而具體地說明濾波器部240。同圖中，橫軸表示頻率，縱軸表示成分強度。縱軸以對數比例尺表示，模式性顯示廣闊之強度範圍。

將成分強度最大之最大成分頻率設為fm。最大成分頻率fm與自發送探針110發送之叢發波之基本頻率f0大致相等。信號之頻率成分於最大成分頻率fm附近後具有寬度，將其稱為基波帶W1。

最大成分頻率fm之N倍頻率(N×fm)之成分為高諧波。最大成分頻率fm之1／N倍頻率(fm／N)之成分為分諧波。此處，N為N≧2之整數。高諧波、分諧波亦分別具有寬度。本說明書中，特別強調高諧波、分諧波具有頻率性寬度之情形時，分別稱為高諧波段、分諧波段。因此，簡單記作「高諧波」之情形亦具有頻率性寬度。高諧波段、分諧波段係因非線性現象而產生者，於輸入至被檢查體E之超音波束U之聲壓極強之情形時產生。

如第1實施形態所示，氣體G介置於發送探針110與被檢查體R間之情形時，一般而言，聲壓較強之超音波束U進入被檢查體E之內部較為困難，故大多無法觀測高諧波段或分諧波段之至少一者。第1實施形態之條件下，高諧波段及分諧波段亦為檢測界限以下。

如圖7所示，基波帶W1頻率性地具有寬度。將基波帶W1中，最大成分頻率fm之成分以外之頻率成分稱為「基底緩坡成分W3」。基底緩坡成分W3中亦包含基波之旁瓣。

第1實施形態中，濾波器部240減少包含最大成分頻率fm之阻斷頻率範圍之成分強度。即，濾波器部240減少接收探針121之接收信號中之至少最大強度頻率成分(與最大成分頻率fm對應之成分)。且，濾波器部240檢測包含最大強度頻率成分之基波帶W1中之最大強度頻率成分以外之基底緩坡成分W3。由於藉由濾波器部240減少阻斷頻率範圍之成分強度，故通過濾波器部240後之信號中，基波帶W1中基底緩坡成分W3所佔比例增加。藉此，如後述，可提高缺陷部D之檢測性能。

圖8A係顯示以跨越缺陷部D之方式掃描發送探針110及接收探針121時之信號強度資訊之位置之變化之圖。圖8A中，以自上述圖6之構成去除濾波器部240後之構成測定之結果。健全部N之信號強度為v0。另一方面，與缺陷部D對應之位置(x=0)上，信號強度降低△v，可檢測缺陷部D。但，信號強度之變化率(△v／v0)較小。此處，信號強度之變化率定義為缺陷部D之信號變化量△v除以健全部N之信號強度v0之值。

圖8B係藉由具備濾波器部240之控制裝置2(圖6)測定信號強度資訊之結果。可知缺陷部D之部位之信號強度之變化例(△v／v0)變大，缺陷部D之檢測性改善。

說明取得圖8A及圖8B之實驗結果之實驗條件。

圖9係施加於發送探針之叢發波之電壓波形。橫軸為時間，縱軸為電壓。將基本頻率f0為0.82 MHz之正弦波施加10波。將該10波稱為波束。另，將基本頻率f0之倒數稱為基本週期T0。基本週期T0如同圖所示，為構成1波束之波之週期。波束係以重複週期Tr=5 ms施加。

圖10係顯示圖9所示條件下之接收信號之頻率成分分佈之圖。同圖繪製有橫軸為頻率，縱軸為各個頻率之成分強度之實測資料。其為未以濾波器部240處理之信號之頻率成分分佈。成分強度最大之0.82 MHz為最大成分頻率fm。基波帶W1自0.74 MHz擴展至0.88 MHz，其中除最大成分頻率fm外之成分為基底緩坡成分W3。本實施例中，最大成分頻率fm與發送探針110發送之超音波之基本頻率f0相等。如此，大多情形時，最大成分頻率fm與發送之超音波之基本頻率f0大致相等。

濾波器部240(圖6)如上述，將最大成分頻率fm去除。具體而言，圖示之例中，濾波器部240(圖6)透過0.78 MHz以下之基底緩坡成分W3，將包含0.82 MHz，超出0.78 MHz之波阻斷。可知若使用此種濾波器部240，則如上述圖8B所示，缺陷部D之信號強度之變化率增大，缺陷之檢測性大幅改善。

圖11係將健全部N(實線)與缺陷部D(虛線)之接收信號之頻率成分分佈(頻譜)之實測資料進行比較之圖。藉由濾波器部240改善缺陷部D之檢測性之機構如下所述。最大成分頻率fm=0.82 MHz時，健全部N與缺陷部D之成分強度(信號之大小)之差異較小。另一方面，對於最大成分頻率fm以外之基底緩坡成分W3，尤其低頻段，健全部N與缺陷部D之差變大。

如此，發明者等研究接收信號之頻率成分，發現基底緩坡成分W3之健全部N與缺陷部D之差大於最大成分頻率fm。基於該見解發現，藉由使用如減少健全部N與缺陷部D之差較小之最大成分頻率fm之頻率成分般之濾波器部240，可改善缺陷部D之檢測性。

如此，本揭示係基於發明者等發現之新見解者，該見解為，於接收信號之頻率成分分佈中，基波帶W1之基底緩坡成分W3較最大成分頻率fm之信號成分，於缺陷部D之信號變化率更大。最大成分頻率fm之成分於接收信號中佔據較大比例，但由於缺陷部D之信號變化率較小，故藉由減少該成分，其結果，基底緩坡成分W3所佔比例增大。藉此，以濾波器部240處理後之信號於缺陷部D之信號變化率增大，因而可改善缺陷部D之檢測性。且，將圖8A及圖8B所示之實測資料比較，濾波器部240對缺陷部D之檢測性改善之效果亦明顯。

以下顯示用以發揮本揭示之效果之濾波器部240之頻率特性之代表性例。濾波器部240較佳包含波段阻斷濾波器、低通濾波器或高通濾波器之至少一者。藉由包含該等之至少一者，可減少包含最大成分頻率fm之頻率範圍之成分。其中，藉由包含低通濾波器或高通濾波器之至少一者，因僅將高頻或低頻之一者阻斷，故可簡化阻斷所用之程式。又，以電子電路安裝濾波器部240之情形時，可簡化阻斷用之電路構成。

圖12A顯示波段阻斷濾波器之增益(gain)之頻率特性。波段阻斷濾波器減少包含最大成分頻率fm(最大強度頻率成分)之基波帶W1(圖12B)中，包含最大成分頻率fm之頻率範圍W2(圖12B)之成分。減少率x為透過區域之增益G0與阻斷區域之增益G1之比G1／G0。第1實施形態中，將減少率x設為-20dB(1／10)～-40dB(1／100)。

圖12B係模式性顯示以波段阻斷濾波器處理後之信號之頻率特性之圖。實線及虛線所示之波形為基波帶W1。虛線為處理前之信號成分，虛線之部分所示之頻率範圍W2之成分以波段阻斷濾波器減少。其結果，可檢測實線所示之基波帶W1之基底緩坡成分W3。

圖13A顯示低通濾波器之增益(gain)之頻率特性。藉由將阻斷頻率設定為小於最大成分頻率fm之頻率，可減少最大成分頻率fm中之信號成分。第1實施形態中，將阻斷頻率設為0.78 MHz。即，設定為較最大成分頻率fm小40 kHz之頻率。阻斷部之減少率設為-40 dB左右。

圖13B係模式性顯示以低通濾波器處理後之信號之頻率特性之圖。虛線及實線之意味與圖12B相同。若使用低通濾波器，則如實線所示，可檢測基底緩坡成分W3中小於最大成分頻率fm之頻率成分。

圖14A顯示高通濾波器之增益(gain)之頻率特性。藉由將阻斷頻率設定為大於最大成分頻率fm之頻率，可減少最大成分頻率fm中之信號成分。

圖14B係模式性顯示以高通濾波器處理後之信號之頻率特性之圖。虛線及實線之意味與圖12B相同。若使用高通濾波器，則如實線所示，可檢測基底緩坡成分W3中大於最大成分頻率fm之頻率成分。

(濾波器部240之安裝方法) 以下敘述濾波器部240之安裝方法之代表性構成例。濾波器部240之安裝方法大致分為類比方式及數位方式。

類比方式係藉由類比電路減少期望之頻率範圍之信號成分者。作為濾波器部240之頻率特性，波段阻斷濾波器(圖12A及圖12B)、低通濾波器(圖13A及圖13B)、高通濾波器(圖14A及圖14B)為代表例。具有此種頻率特性之類比電路之實現方式已知有各種現有者。

圖15係顯示數位方式之濾波器部240之方塊圖。濾波器部240具備頻率成分轉換部241、頻率選擇部242、及頻率成分逆轉換部243。頻率成分轉換部241係將自信號放大器222輸入之接收探針121之接收信號轉換為頻率成分者。頻率選擇部242係藉由去除包含最大成分頻率fm(最大強度頻率成分)之頻帶，而選擇上述基底緩坡成分W3者。頻率成分逆轉換部243係僅將需要之頻率成分返回至時間區域信號者。其中，尤其藉由具備頻率成分轉換部241及頻率選擇部242，可構成數位方式之濾波器部240。

藉由此種數位方式之濾波器部240，亦可減少包含最大成分頻率fm之頻率範圍之成分。以頻率成分轉換部241進行之處理為將時間區域之信號波形轉換為頻率成分之處理，典型而言，使用傅利葉轉換。以頻率成分逆轉換部243進行之處理為自頻率成分(頻譜)轉換為時間區域之信號波形之處理，典型而言，使用傅利葉逆轉換。

圖16係顯示其他實施形態之濾波器部240之方塊圖。濾波器部240設置於信號處理部250之中。濾波器部240具備頻率成分轉換部241及頻率選擇部242。頻率選擇部242之輸出係輸入至資料處理部201內之信號強度算出部231。信號強度算出部231基於頻率成分之資訊，算出信號強度。

如上述圖11之頻譜所示，基波帶W1之基底緩坡成分W3於缺陷部D敏感變化之理由如下述般考慮。

不與缺陷部D相互作用之直達波U3之波之傳播方向、相位、頻率等不變化。因此，最大成分頻率fm之信號成分係直達波U3所佔比例較多。因此，缺陷部D與健全部N之變化較小。

如上述圖5所示，與缺陷部D相互作用之散射波U1亦存在改變傳播方向之成分，又，亦存在傳播方向不變但相位或頻率之至少一者變化之成分。因此，於自最大頻率fm偏離之成分即基波帶W1之基底緩坡成分W3中，與缺陷部D相互作用之超音波束U即散射波U1之成分佔據之比例增加。因此，缺陷部D與健全部N之變化變大。如此，藉由減少最大成分頻率fm之成分，且檢測基波帶W1之基底緩坡成分W3，可提高缺陷部D之檢測性能。

(接收探針之焦距) 接收探針121之焦距R2進而較佳設為長於發送探針110之焦距R1。如此之原因如後所述，可更多地檢測出散射波U1之成分。如上所述，由於散射波U1為與缺陷部D相互作用之超音波束U，故散射波U1之成分之比例愈增加，愈可容易檢測出缺陷部D。

使用圖17A及圖17B，敘述當加長接收探針121之焦距時可較多地檢測出散射波之成分之理由。

圖17A係模式性顯示使發送探針110之焦距R1與接收探針121之焦距R2相等時之超音波束U之傳播路徑之圖。錐形C3於圖17B中進行說明。圖17A所示之例中，自發送探針110發送之超音波束U之收斂點、與自接收探針121虛擬放出之虛擬射束之收斂點相同。因此，可有效接收缺陷部D中傳播方向不變之超音波束U。另一方面，難以檢測缺陷部D中傳播方向變化之超音波束U。

圖17B係模式性顯示使接收探針121之焦距R2長於發送探針110之焦距R1時之超音波束U之傳播路徑之圖。接收探針121可檢測自接收探針121虛擬放出之虛擬射束之錐形(形狀)C3之範圍內之超音波束U。因此，即使為缺陷部D中傳播方向略微變化之散射波U1，只要進入錐形C3之範圍內，亦可檢測出。如此，藉由使接收探針121之焦距R2長於發送探針110之焦距R1，可增加可檢測之散射波U1。如上述，由於散射波U1為與缺陷部D相互作用之波，故藉此可進而提高缺陷部D之檢測性能。

收斂性之大小關係亦由被檢查體E之表面之射束入射面積T1、T2之大小關係定義。對射束入射面積T1、T2進行說明。

圖18係說明發送探針110之射束入射面積T1及接收探針121之射束入射面積T2之關係之圖。發送探針110之被檢查體E之射束入射面積T1為自發送探針110放出之超音波束U於被檢查體E表面之交叉面積。又，接收探針121之射束入射面積T2為假設自接收探針121放出超音波束U之情形之虛擬之超音波束U2與被檢查體E表面之交叉面積。

另，圖18中，超音波束U之路徑為顯示無被檢查體E時之路徑者。存在被檢查體E之情形時，由於超音波束U於被檢查體E表面折射，故超音波束U於與虛線所示之路徑不同之路徑傳播。此處，如圖18所示，接收探針121之被檢查體E之射束入射面積T2大於發送探針110之被檢查體E之射束入射面積T1。藉此，可使接收探針121之收斂性較發送探針110之收斂性平緩。

再者，接收探針121之焦距R2較發送探針110之焦距R1長。藉此，亦可使接收探針121之收斂性較發送探針110之收斂性平緩。此時，自被檢查體E至發送探針110及接收探針121之距離例如皆相同，亦可不同。

如此，本實施形態中，使接收探針121之收斂性較發送探針110之收斂性平緩。即，將接收探針121之焦距R2設定為長於發送探針110之焦距R1。其結果，由於接收探針121之射束入射面積T2變廣，故可檢查廣範圍之散射波U1。藉此，即使散射波U1之傳播路徑略微變化，亦可由接收探針121檢測散射波U1。其結果，可檢測廣範圍之缺陷部D。

又，接收探針121之焦點P1存在於較發送探針110之焦點P2更靠發送探針110之側(圖示例中為上方)。如此，藉由使焦點P1、P2偏移，可容易由接收探針121接收散射波U1，且可容易檢測散射波U1。

另，作為使接收探針121之焦距R2長於發送探針110之焦距R1之構成，亦可使用非收斂型探針(未圖示)，作為接收探針121。由於非收斂型探針之焦距R2無限大，故較發送探針110之焦距R1變長。即，即使為非收斂型接收探針121，接收探針121之收斂性亦較發送探針110之收斂性平緩。

(第2實施形態) 圖19係顯示第2實施形態之超音波檢查裝置Z之構成之圖。第2實施形態中，將發送探針110之發送音軸AX1與接收探針121之接收音軸AX2錯開配置。即，第2實施形態之接收探針121為具有配置於與發送探針110之發送音軸AX1不同位置之接收音軸AX2之接收探針120(偏心配置接收探針)。因此，發送探針110之發送音軸AX1(音軸)與接收探針120之接收音軸AX(音軸)間之偏心距離L(距離)大於零。

藉由設為此種配置，可檢測出散射波U1中空間性方向改變之波。藉由組合濾波器部240(圖6)之頻率性散射波U1之擷取原理、與偏心配置之空間性散射波U1之擷取原理，可進而提高缺陷部D之檢測性。

第2實施形態中，接收探針120相對於發送探針110，於圖19之x軸方向錯開偏心距離L配置，亦可以於圖19之y軸方向錯開之狀態配置接收探針120。或，可於x軸方向上於L1，於y軸方向上於L2(即，以發送探針110之xy平面上之位置為原點時，(L1、L2)之位置)配置接收探針120。

圖20A係說明發送音軸AX1、接收音軸AX2及偏心距離L之圖，即發送音軸AX1及接收音軸AX2於鉛垂方向延伸之情形。圖20B係說明發送音軸AX1、接收音軸AX2及偏心距離L之圖，即發送音軸AX1及接收音軸AX2傾斜延伸之情形。作為參考，圖20A及圖20B亦以虛線圖示接收探針140(同軸配置接收探針)。

音軸定義為超音波束U之中心軸。此處，發送音軸AX1定義為發送探針110放出之超音波束U之傳播路徑之音軸。換言之，發送音軸AX1為發送探針110放出之超音波束U之傳播路徑之中心軸。發送音軸AX1如圖20B所示，包含被檢查體E之界面之折射。即，如圖20B所示，自發送探針110放出之超音波束U於被檢查體E之界面折射之情形時，該超音波束U之傳播路徑之中心(音軸)成為發送音軸AX1。

作為具體例，敘述探頭面為平面狀之非收斂型接收探針(未圖示)之情形。該情形時，接收音軸AX2之方向為探頭面之法線方向，通過探頭面之中心點之軸為接收音軸AX2。探頭面為長方形之情形時，其之中心點定義為長方形對角線之交點。

接收音軸AX2之方向為探頭面之法線方向之理由在於，自該接收探針121放射之虛擬超音波束U朝探頭面之法線方向出射。接收超音波束U之情形時，亦可感度良好地接收於探頭面之法線方向入射之超音波束U。

偏心距離L定義為發送音軸AX1與接收音軸AX2之偏移距離。因此，如圖20B所示，自發送探針110放出之超音波束U折射之情形時，偏心距離L定義為折射之發送音軸AX1與接收音軸AX2之偏移距離。第2實施形態之超音波檢查裝置Z以如此定義之偏心距離L成為大於零之距離之方式，藉由偏心距離調整部105(圖19)調整發送探針110及接收探針120。

圖20A中，顯示將發送探針110配置於被檢查體E之表面之法線方向上之情形。圖20A及圖20B中，以實線箭頭表示發送音軸AX1。又，以一點鏈線箭頭表示接收音軸AX2。另，圖20A及圖20B中，虛線所示之接收探針121之位置係偏心距離L為0之位置，發送音軸AX1與接收音軸AX2一致之接收探針121係作為同軸配置接收探針之接收探針140。又，實線所示之接收探針121係配置於大於0之偏心距離L之位置之接收探針120(偏心配置接收探針)。以發送音軸AX1相對於水平面(圖19之xy平面)垂直之方式設置發送探針110之情形時，超音波束U之傳播路徑未折射。即，發送音軸AX1未折射。

圖20B中，顯示將發送探針110自被檢查體E之表面之法線方向傾斜角度α配置之情形。圖20B亦與圖20A同樣，以實線箭頭表示發送音軸AX1，以一點鏈線箭頭表示接收音軸AX2。圖20B所示例之情形時，如上所述，於被檢查體E與流體F之界面，超音波束U之傳播路徑以折射角β折射。因此，發送音軸AX1如圖20B之實線箭頭所示彎折(折射)。該情形時，由於虛線所示之接收探針140之位置位於發送音軸AX1上，因而偏心距離L為0之位置。且，如上所述，於超音波束U折射之情形時，接收探針120亦以發送音軸AX1與接收音軸AX2之距離成為L之方式配置。另，圖19所示之例中，由於將發送探針110設置於被檢查體E表面之法線方向，故偏心距離L成為如圖20A所示者。

偏心距離L進而較佳設定為如缺陷部D之信號強度大於被檢查體E之健全部N之接收信號般之位置。

(第3實施形態) 圖21係顯示第3實施形態之超音波檢查裝置之構成之圖。第3實施形態中，掃描測量裝置1具備調整接收探針120之斜率之設置角度調整部106。藉此，可增大接收信號之強度，可增大信號之SN比(Signal to Noise比，信號雜訊比)。設置角度調整部106例如皆未圖示，由致動器、馬達等構成。

此處，將發送音軸AX1與接收音軸AX2所成角度θ定義為接收探針設置角度。圖21之情形時，由於發送探針110設置於鉛直方向，故發送音軸AX1為鉛直方向，因而接收探針設置角度即角度θ為發送音軸AX1(即鉛直方向)與接收探針120之探頭面之法線所成之角度。且，藉由設置角度調整部106，使角度θ朝發送音軸AX1存在之側傾斜，將角度θ設定為大於零之值。即，將接收探針120傾斜配置。具體而言，接收探針120以滿足0°＜θ＜90°之方式傾斜配置，角度θ例如為10°，但不限於此。

又，將接收探針120傾斜配置時之偏心距離L如下定義。定義接收音軸AX2與接收探針120之探頭面之交點C2。又，定義發送音軸AX1與發送探針110之探頭面之交點C1。將交點C1之位置投影於xy平面之座標位置(x4、y4)(未圖示)、與將交點C2之位置投影於xy平面之座標位置(x5、y5)(未圖示)之距離定義為偏心距離L。

如此傾斜配置接收探針120，本發明者實際進行缺陷部D之檢測時，接收信號之信號強度與θ=0之情形相比增加3倍。

圖22係說明第3實施形態之效果產生之理由之圖。散射波U1於偏離發送音軸AX1之方向傳播。因此，如圖22所示，散射波U1到達被檢查體E之外側時，以與被檢查體E表面之法線矢量為非零之角度α2入射至被檢查體E與外部之界面。且，自被檢查體E之表面發出之散射波U1之角度具有相對於被檢查體E表面之法線方向非零之出射角即角度β2。使接收探針120之探頭面之法線矢量與散射波U1之行進方向一致時，可效率最佳地接收散射波U1。即，藉由傾斜配置接收探針120，可增大接收信號強度。

另，自被檢查體E出射之超音波束U之角度β2、與發送音軸AX1及接收音軸AX2所成角度θ一致時，接收效果最高。然而，角度β2與角度θ不完全一致之情形時，亦可獲得接收信號增大之效果，故如圖22所示，角度β2與角度θ亦可不完全一致。

(第4實施形態) 圖23係顯示第4實施形態之超音波檢查裝置Z之構成之圖。第4實施形態中，流體F為液體W，圖示例中為水。超音波檢查裝置Z藉由使超音波束U經由流體F即液體W對被檢查體E入射而進行被檢查體E之檢查。被檢查體E配置於液體W之液面L0之下，浸泡於液體W中。

另，流體F可如上所述為氣體G(圖1)，亦可如本實施形態般為液體W(圖23)。但，使用空氣等氣體G作為流體F之情形時，根據以下理由，賦予進而較佳之效果。

與液體W中相比，氣體G中超音波之衰減量較大。已知超音波於氣體G中之衰減量與頻率之平方成比例。因此，於氣體G中傳播超音波之上限為1 MHz左右。液體W中之情形時，由於5 MHz～數10 MHz之超音波亦可傳播，故氣體G中可使用之頻率較液體W中更小。

一般，當超音波束U之頻率變低時，超音波束U之收斂變得困難。因此，於氣體G中傳播之1 MHz之超音波束U與液體W中之超音波束U相比，可收斂之射束徑變大。另一方面，如上述圖4所示，先前方法之阻止模式中，難以檢測出小於射束尺寸之缺陷部D。但，根據本揭示，如上述圖5所示，由於增加散射波成分之比例而檢測，故可檢測出小於射束尺寸之缺陷部D。

使用氣體G作為流體F之情形時，更難以減小超音波束U之射束尺寸，故獲得本揭示之更大之效果。如此，本揭示使用氣體G作為流體F之情形時，可獲得更佳之效果。

(第5實施形態) 圖24係第5實施形態之超音波檢查裝置Z之控制裝置2之功能方塊圖。第5實施形態中，濾波器部240所使用之濾波器係於被檢查體E之檢查前，藉由對缺陷部D之位置已知之試料(未圖示)照射超音波束U而決定。且，被檢查體E之檢查係使用檢查前決定之濾波器進行。

濾波器部240具備檢測部244及決定部245。檢測部244係於頻率與信號強度(成分強度)之關係中，檢測基波帶W1中之不同之複數個基底緩坡成分W3者。此處所謂之關係例如為圖11所示之關係，即藉由對缺陷部D之位置已知之試料(未圖示)之健全部N及缺陷部D照射超音波束U而獲得者。決定部245係藉由比較檢測出之複數個基底緩坡成分W3彼此，而決定使用何種基底緩坡成分W3者。藉由如此構成濾波器部240，可使用易辨識因缺陷部D所致之信號變化之基底緩坡成分W3，且可提高缺陷部D之檢測精度。

檢測部244例如具備可檢測不同之基底緩坡成分W3之濾波器。此處所謂之濾波器例如為上述波段阻斷濾波器(圖12A)、低通濾波器(圖12B)及高通濾波器(圖12C)中之至少二者。例如，檢測部244具備該等3個濾波器之情形時，檢測部244例如於圖11所示之關係中，使用3個濾波器，檢測圖12B所示之基底緩坡成分W3、圖13B所示之基底緩坡成分W3及圖14B所示之基底緩坡成分W3。且，決定部245藉由比較檢測出之3個基底緩坡成分W3彼此，例如藉由選擇健全部N與缺陷部D之差量最大之基底緩坡成分W3等，而決定使用何種基底緩坡成分W3。濾波器部240使用決定之基底緩坡成分W3，進行被檢查體E之檢查，藉此可提高缺陷部D之檢測精度。

(第6實施形態) 圖25係第6實施形態之超音波檢查裝置Z之控制裝置2之功能方塊圖。第6實施形態中，對使用者提示於被檢查體E之檢查前，藉由對缺陷部D之位置已知之試料(未圖示)照射超音波束U而獲得之資料，使用者決定使用何種基底緩坡成分W3，即，使用何種濾波器。

控制裝置2具備顯示部223及受理部224。顯示部223及受理部224於圖示之例中配備於資料處理部201。顯示部223係使顯示裝置3顯示頻率與信號強度(成分強度)之關係者。此處所謂之關係例如為圖11所示之關係，即藉由對缺陷部D之位置已知之試料(未圖示)之健全部N及缺陷部D照射超音波束U而獲得者。受理部224受理基於頻率與信號強度之關係由使用者輸入，顯示贏檢測之基底緩坡成分W3之資訊者。輸入例如通過鍵盤、滑鼠、觸控面板等輸入裝置4進行。且，濾波器部240基於受理部224受理之資訊，檢測與該資訊對應之基底緩坡成分W3。

藉由如此構成控制裝置2，可基於使用者之主觀判斷應檢測之基底緩坡成分W3。藉此，可基於使用者之經驗進行判斷，故可執行適合檢查實體之檢查。

圖26係顯示控制裝置2之硬體構成之圖。上述之各構成、功能、構成方塊圖之各部等亦可將該等之一部分或全部藉由以例如積體電路射極等而以硬體實現。又，如圖26所示，上述之各構成、功能等亦可藉由使CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)252等處理器解釋、執行實現各個功能之程式而以軟體實現。控制裝置2例如具備記憶體251、CPU252、記憶裝置253(SSD、HDD(Hard Disk Drive：硬磁碟驅動器)等)、通信裝置254及I／F(Interface：介面)255。實現各功能之程式、圖表、檔案等之資訊除儲存於HDD外，可儲存於記憶體、SSD(Solid State Drive：固態驅動器)等記錄裝置、或IC(Integrated Circuit：積體電路)卡、SD(Secure Digital：安全數位)卡、DVD(Digital Versatile Disc：數位多功能光碟)等記錄媒體。

圖27係顯示上述各實施形態之超音波檢查方法之流程圖。第1實施形態之超音波檢查方法可藉由上述超音波檢查裝置Z執行，作為一例，適當參照圖1及圖6進行說明。第1實施形態之超音波檢查方法係藉由經由氣體G(圖1。流體F之一例)對被檢查體E(圖1)入射超音波束U而進行被檢查體E之檢查者。另，對使用氣體G作為流體F之實施形態說明該超音波檢查方法，該超音波檢查方法當然亦對使用液體W(圖23)作為流體F之實施形態有效。

首先，根據控制裝置2之指令，發送探針110進行自發送探針110放出超音波束U之放出步驟S101。接著，接收探針121進行接收超音波束U之接收步驟S102。

其後，濾波器部240基於接收探針121接收之超音波束U之信號(例如波形信號)，進行減少特定之頻率範圍，具體而言，包含最大成分頻率fm之頻率範圍之成分(最大強度頻率成分)之濾波處理步驟S103。且，資料處理部201進行自進行濾波處理之信號檢測基波帶W1之基底緩坡成分W3，產生信號強度資料之信號強度算出步驟S104。作為信號強度資料之產生方法，本實施例中使用峰值間信號量(Peak-to-Peak signal)。其為信號中之最大值與最小值之差。

接著，進行形狀顯示步驟S105。將發送探針110及接收探針121之掃描位置資訊自位置測量部203發送至掃描控制器204。資料處理部201對自掃描控制器204取得之發送探針110之掃描位置資訊，繪製各個掃描位置之信號強度資料。如此，將信號強度資料圖像化。此為形狀顯示步驟S105。

另，圖8B係掃描位置資訊為1維(1個方向)之情形，對於掃描位置資訊為x、y之2維之情形，繪製信號強度資料，藉此將缺陷部D以2維圖像顯示，將其顯示於顯示裝置3。

資料處理部201判定掃描是否完成(步驟S111)。掃描完成之情形時(是(Yes))，控制裝置2結束處理。掃描未完成之情形時(否(No))，資料處理部201藉由對驅動部202輸出指令，使發送探針110及接收探針121移動至下個掃描位置(步驟S112)，將處理返回至放出步驟S101。

根據以上之超音波檢查裝置Z及超音波檢查方法，可提高缺陷部D之檢測性能，例如檢測微小缺陷之性能。

以上之各實施形態中，記載有缺陷部D為空腔之例，但作為缺陷部D，亦可為混入與被檢查體E之材質不同材質之異物。該情形時，由於在不同材料相接之界面存在聲阻抗之差(Gap(差距))而產生散射波U1，故上述各實施形態之構成較為有效。上述各實施形態之超音波檢查裝置Z以超音波缺陷影像裝置為前提，亦可應用於非接觸直列式內部缺陷檢查裝置。

本揭示並非限定於上述實施形態者，包含各種變化例。例如，上述實施形態係為了便於理解地說明本揭示而詳細說明者，未必限定於具有說明之所有構成者。又，可將某實施形態之構成之一部分置換為其他實施形態之構成，亦可對某實施形態之構成添加其他實施形態之構成。又，對於各實施形態之構成之一部分，可追加、刪除、置換其他構成。

又，各實施形態中，控制線及資訊線顯示認為有必要說明者，製品上未必顯示所有之控制線及資訊線。實際上可認為幾乎所有構成相互連接。

1:掃描測量裝置 2:控制裝置 3:顯示裝置 4:輸入裝置 101:殼體 102:試料台 103:發送探針掃描部 104:接收探針掃描部 105:偏心距離調整部 106:設置角度調整部 110:發送探針 111:振子 112:背襯 113:整合層 114:探頭面 115:發送探針殼體 116:連接器 117:引線 118:引線 120:接收探針 121:接收探針 140:接收探針 201:資料處理部 202:驅動部 203:位置測量部 204:掃描控制器 210:發送系統 211:波形產生器 212:信號放大器 220:接收系統 222:信號放大器 223:顯示部 224:受理部 231:信號強度算出部 240:濾波器部 241:頻率成分轉換部 242:頻率選擇部 243:頻率成分逆轉換部 244:檢測部 245:決定部 250:信號處理部 251:記憶體 252:CPU 253:記憶裝置 254:通信裝置 255:I／F AX1:發送音軸 AX2:接收音軸 BW:射束寬度 C1:交點 C2:交點 C3:錐形 D:缺陷部 E:被檢查體 F:流體 fm:最大成分頻率 G:氣體 G0:增益 G1:增益 L:偏心距離 L0:液面 N:健全部 P1:焦點 P2:焦點 R1:焦距距離 R2:焦距距離 S101～S105:步驟 S111:步驟 S112:步驟 T0:基本週期 T1:射束入射面積 T2:射束入射面積 Tr:重複週期 U:超音波束 U1:散射波 U2:超音波束 U3:直達波 V0:信號強度 W:液體 W1:基波帶 W2:頻率範圍 W3:基底緩坡成分 Z:超音波檢查裝置 α:角度 α2:角度 β:折射角 β2:角度 △v:變化量 θ:角度

圖1係顯示第1實施形態之超音波檢查裝置之構成之圖。圖2係顯示發送探針之構造之剖視模式圖。圖3A係顯示先前之超音波檢查方法之超音波束之傳播路徑之圖，即顯示向健全部入射時之圖。圖3B係顯示先前之超音波檢查方法之超音波束之傳播路徑之圖，即顯示向缺陷部入射時之圖。圖4係顯示被檢查體內之缺陷部與超音波束之相互作用之圖，即顯示接收直達之超音波束之情況之圖。圖5係模式性顯示與缺陷部相互作用之超音波束即散射波之圖。圖6係控制裝置之功能方塊圖。圖7係模式性顯示接收信號之頻率成分之分佈(頻譜)之圖。圖8A係顯示以跨越缺陷部之方式掃描發送探針及接收探針時之信號強度資訊之位置之變化之圖。圖8B係藉由具備濾波器部之控制裝置測定信號強度資訊之結果。圖9係施加於發送探針之叢發波之電壓波形。圖10係顯示圖9所示之條件下之接收信號之頻率成分分佈之圖。圖11係顯示將健全部與缺陷部之接收信號之頻率成分分佈(頻譜)之實測資料比較之圖。圖12A顯示波段阻斷濾波器之增益(gain)之頻率特性。圖12B係模式性顯示以波段阻斷濾波器處理後之信號之頻率特性之圖。圖13A顯示低通濾波器之增益(gain)之頻率特性。圖13B係模式性顯示以低通濾波器處理後之信號之頻率特性之圖。圖14A顯示高通濾波器之增益(gain)之頻率特性。圖14B係模式性顯示以高通濾波器處理後之信號之頻率特性之圖。圖15係顯示數位方式之濾波器部之方塊圖。圖16係顯示其他實施形態之濾波器部之方塊圖。圖17A係模式性顯示使發送探針之焦距與接收探針之焦距相等時之超音波束之傳播路徑之圖。圖17B係模式性顯示使接收探針之焦距較發送探針之焦距更長時之超音波束之傳播路徑之圖。圖18係說明發送探針之射束入射面積及接收探針之射束入射面積之關係之圖。圖19係顯示第2實施形態之超音波檢查裝置之構成之圖。圖20A係說明發送音軸、接收音軸及偏心距離之圖，即發送音軸及接收音軸於鉛垂方向延伸之情形。圖20B係說明發送音軸、接收音軸及偏心距離之圖，即發送音軸及接收音軸傾斜延伸之情形。圖21係顯示第3實施形態之超音波檢查裝置之構成之圖。圖22係說明第3實施形態之效果產生之理由之圖。圖23係顯示第4實施形態之超音波檢查裝置之構成之圖。圖24係第5實施形態之超音波檢查裝置之控制裝置之功能方塊圖。圖25係第6實施形態之超音波檢查裝置之控制裝置之功能方塊圖。圖26係顯示控制裝置之硬體構成之圖。圖27係顯示上述各實施形態之超音波檢查方法之流程圖。

1:掃描測量裝置

2:控制裝置

3:顯示裝置

110:發送探針

121:接收探針

140:接收探針

201:資料處理部

202:驅動部

203:位置測量部

204:掃描控制器

210:發送系統

211:波形產生器

212:信號放大器

220:接收系統

222:信號放大器

240:濾波器部

250:信號處理部

Z:超音波檢查裝置

Claims

一種超音波檢查裝置，其係藉由使超音波束經由流體對被檢查體入射而進行上述被檢查體之檢查者，且具備：掃描測量裝置，其對上述被檢查體進行上述超音波束之掃描及測量；及控制裝置，其控制上述掃描測量裝置之驅動；上述掃描測量裝置具備：發送探針，其放出上述超音波束；及接收探針，其接收上述超音波束；上述控制裝置具備信號處理部；上述信號處理部具備：濾波器部，其減少上述接收探針之接收信號中之至少最大強度頻率成分；上述濾波器部檢測包含上述最大強度頻率成分之基波帶中之上述最大強度頻率成分以外之基底緩坡成分。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述接收探針之焦距較上述發送探針之焦距更長。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述接收探針之射束入射面積較上述發送探針之射束入射面積更大。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述流體為氣體。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述濾波器部包含波段阻斷濾波器。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述濾波器部包含低通濾波器。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述濾波器部包含高通濾波器。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述濾波器部具備：頻率成分轉換部，其將上述接收探針之接收信號轉換為頻率成分；及頻率選擇部，其藉由去除包含上述最大強度頻率成分之頻帶，而選擇上述基底緩坡成分。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述濾波器部具備：檢測部，其於藉由對缺陷部之位置已知之試料之健全部及缺陷部照射上述超音波束而獲得之頻率與信號強度之關係中，檢測上述基波帶中之不同之複數個上述基底緩坡成分；及決定部，其藉由比較檢測之複數個上述基底緩坡成分彼此，而決定使用何種上述基底緩坡成分。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述控制裝置具備：顯示部，其使藉由對缺陷部之位置已知之試料之健全部及缺陷部照射上述超音波束而獲得之頻率與信號強度之關係，顯示於顯示裝置；及受理部，其受理基於上述關係由使用者輸入，顯示應檢測之上述基底緩坡成分的資訊；且上述濾波器部基於上述受理部受理之上述資訊，檢測上述基底緩坡成分。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述發送探針之音軸與上述接收探針之音軸間之距離大於0。
如請求項1之超音波檢查裝置，其中上述發送探針之音軸與上述接收探針之音軸間之距離為0。
一種超音波檢查方法，其特徵在於，其係藉由使超音波束經由流體對被檢查體入射而進行上述被檢查體之檢查的方法；且包含：放出步驟，其自發送探針放出超音波束；接收步驟，其接收上述超音波束；濾波處理步驟，其減少上述接收步驟中接收之上述超音波束之信號之最大強度頻率成分；及信號強度算出步驟，其檢測上述超音波束之信號之基波帶之基底緩坡成分。
如請求項13之超音波檢查方法，其中上述流體為氣體。