WO2020175687A1 - 超音波探傷装置 - Google Patents

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WO2020175687A1
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聡明 濱野
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present disclosure relates to an ultrasonic flaw detector.
  • Patent Document 1 discloses an ultrasonic flaw detector which detects a flaw in the inspection object by scanning the inspection object using an ultrasonic probe.
  • the ultrasonic flaw detector when air bubbles exist between the ultrasonic probe and the inspection target, the propagation of ultrasonic waves is blocked by the air bubbles, so it is not possible to correctly detect the damage in the inspection target. The reliability of ultrasonic flaw detection may be reduced.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2 0 1 6/0 9 8 2 2 4
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the reliability of ultrasonic flaw detection even when bubbles are present between the ultrasonic probe and the inspection target.
  • An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detector capable of suppressing the decrease. ⁇ 0 2020/175687 2 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • One aspect of the present disclosure is an ultrasonic probe that irradiates an inspection object with ultrasonic waves to detect reflected waves, and an ultrasonic probe that is attached to the surface of the inspection object and arranged on the inspection object. And a sheet material on which a two-dimensional pattern indicating the position on the inspection target is drawn, an imaging device that is attached to the ultrasonic probe and that captures the two-dimensional pattern, and the imaging device captures an image.
  • the position information indicating the position on the inspection target is read from the captured image, and a processing unit that associates the detection result of the ultrasonic probe with the position information is provided.
  • the ultrasonic flaw detection apparatus obtains an index indicating the degree of quality of the detection result based on a bubble region, which is a region in which bubbles are reflected in a predetermined range of an image.
  • the processing unit obtains the contact rate from the captured image obtained at the same time as the detection result of the ultrasonic probe, and obtains the contact rate.
  • the contact rate may be associated with the detection result.
  • the ultrasonic flaw detector according to the above (3) in which the scanning range of the ultrasonic probe on the inspection target is divided into a plurality of divided regions which are mesh-shaped regions, and a display unit is provided.
  • the display control section may display a divided area including position information associated with the contact rate among the plurality of divided areas.
  • the divided area including the position information associated with the contact rate is displayed in the first display mode different from the first display mode. It may be displayed in two display modes.
  • the contact rate associated with the detection result may be displayed on the display unit.
  • Fig. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an ultrasonic flaw detector according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a sheet material according to the present embodiment.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining the arithmetic processing of the processing unit according to the present embodiment, and is a diagram showing a captured image containing no bubbles.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining the arithmetic processing of the processing unit according to the present embodiment, and is a diagram for showing a captured image containing bubbles.
  • FIG. 4 An example of a display screen of the display unit according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flow chart of the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment.
  • the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment is used for ultrasonic flaw inspection of an object (inspection target) and detects a flaw of the inspection target.
  • the ultrasonic flaw detector 8 detects a flaw such as a crack generated in the weld line of the pipe by inspecting the pipe.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an ultrasonic flaw detector according to the present embodiment.
  • the ultrasonic flaw detector includes a sheet material 1, an ultrasonic probe 2, an imaging device 3, an ultrasonic flaw detector 4, and an information processing device 5.
  • the sheet material 1 is attached to the surface of the pipe. As shown in FIG. 2, the sheet material 1 has a plurality of two-dimensional patterns 13 drawn on its surface. The two-dimensional patterns 13 are arranged on the pipe and indicate the positions on the pipe. For example, the two-dimensional pattern 13 is the sheet material 1 in the pipe axial direction (center axis direction). ⁇ 0 2020/1756 87 4 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • the two-dimensional pattern 13 information indicating the position (coordinates) on the pipe (hereinafter referred to as "position information") is encrypted.
  • the two-dimensional patterns 13 are arranged at intervals of 10 in the axial and circumferential directions of the pipe.
  • the two-dimensional pattern 13 (Registered trademark) code.
  • the sheet material 1 is provided on the outer peripheral surface of the pipe in a region where the ultrasonic probe is scanned.
  • the sheet material 1 is the couplant used for propagating ultrasonic waves not the pipe surface directly, but the pipe? Piping as applied to the surface of? It may be attached to the surface of. In this way, by sticking the sheet material 1 on the couplant applied onto the pipe, the sheet material 1 can be adsorbed to the pipe due to the adhesiveness of the couplant. Furthermore, the contact medium allows the sheet material 1 to be evenly attached (that is, along the circumferential surface extending in the axial direction and the circumferential direction) even when the surface of the pipe has irregularities.
  • the couplant may be a substance that propagates ultrasonic waves while suppressing attenuation, and is, for example, glycerin, water, oil or the like.
  • the ultrasonic probe 2 is connected to the ultrasonic flaw detector 4 via a coaxial cable, and is it a pipe? It can be moved above (on the outer peripheral surface of the pipe?).
  • the ultrasonic probe 2 generates ultrasonic waves from the tip and detects reflected waves of the ultrasonic waves. Then, the ultrasonic probe 2 outputs the detected reflected wave (echo) waveform to the ultrasonic flaw detector 4 as a detection signal (detection result).
  • the ultrasonic probe 2 moves the surface on the pipe manually by the inspector while ultrasonically observing a predetermined range on the pipe (hereinafter referred to as “scanning range”) 3 (see FIG. 4). Scan to detect echoes indicating cracks in piping.
  • the imaging device 3 is attached to the ultrasonic probe 2.
  • the imaging device 3 is connected to the ultrasonic probe 2 and moves in synchronization with the movement of the ultrasonic probe 2.
  • the imaging device 3 is, for example, an optical imaging device that images the two-dimensional pattern 13 of the sheet material 1 attached on the pipe.
  • the imaging device 3 is connected to the ultrasonic flaw detector 4 via a signal cable.
  • the imaging device 3 outputs the read captured image of the two-dimensional pattern 13 to the ultrasonic flaw detector 4.
  • the imaging device 3 includes a light emitting unit including a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) and an imaging unit such as a CCD (Charge Coupled Device) camera, and is provided on the rear side in the moving direction of the ultrasonic probe 2. It is installed.
  • the imaging device 3 may be attached to any part of the ultrasonic probe 2 as long as it can image the two-dimensional pattern 1a of the sheet material 1.
  • the imaging device 3 may be integrated in the same housing as the ultrasonic probe 2 or may be a separate body.
  • the ultrasonic probe 2 and the imaging device 3 may be integrated as an inspection probe.
  • the configuration of the inspection probe of the present embodiment for example, the configuration of the inspection probe described in International Publication No. 2016/098224 can be used.
  • the ultrasonic flaw detector 4 is connected to the ultrasonic probe 2 and the information processing device 5.
  • the ultrasonic flaw detector 4 supplies electric power to the ultrasonic probe 2 and the imaging device 3.
  • the ultrasonic flaw detector 4 A/D-converts the detection signal W input from the ultrasonic probe 2 and outputs it to the information processing device 5.
  • the ultrasonic flaw detector 4 includes an A/D comparator. Note that the direction of the arrow in FIG. 1 indicates the traveling direction of the detection signal W, and has no relation to the above-described direction of power supply.
  • the ultrasonic probe 2 may be supplied with power from the ultrasonic flaw detector 4, and the imaging device 3 may be supplied with power from the information processing device 5.
  • the connection of the ultrasonic probe 2 and the imaging device 3 to the ultrasonic flaw detector 4 and the information processing device 5 is not limited to the wired connection, and may be a wireless connection.
  • the information processing device 5 is connected to the ultrasonic flaw detector 4.
  • the information processing device 5 is a desktop or notebook computer.
  • the information processing device 5 includes a display unit 11, an operation unit 12, a communication/F unit 13 and a control unit 14.
  • the display unit 11 displays the information from the control unit 14 on the display screen.
  • the display unit 11 is a CRT (Cathode Ray Tube) display or a liquid crystal display, and displays various information under the control of the control unit 14.
  • the operation unit 12 receives a user operation and outputs an operation instruction corresponding to the operation received from the user to the control unit 14.
  • the operation unit 12 is a pointing device such as a mouse and a keyboard and other operation devices.
  • the communication I/F unit 13 transmits/receives various signals to/from the ultrasonic flaw detector 4 via a communication cable under the control of the control unit 14.
  • the communication I/F unit 13 sends the detection signal W received from the ultrasonic flaw detector 4 to the control unit 14 via the communication cable.
  • the communication/F unit 13 is connected to the imaging device 3 via a signal cable, and receives the captured image G of the two-dimensional pattern 1a captured by the imaging device 3.
  • the communication I/F unit 13 A/D-converts the received image information of the captured image G and sends it to the control unit 14.
  • control unit 14 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the control unit 14 includes a processing unit 21, a display control unit 22 and a storage unit 23.
  • the processing unit 21 and the display control unit 22 may each include a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the storage unit 23 may include a storage device such as a ROM and a RAM.
  • the processing unit 21 executes a reading process of reading the position information indicating the position on the inspection target from the captured image G. That is, the processing unit 21 analyzes the captured image G and executes a reading process of reading the position information encrypted in the two-dimensional pattern 1 a shown in the captured image G. Then, the processing unit 21 associates the position information read in the reading process with the detection signal W received from the ultrasonic flaw detector 4 when the captured image G used in the reading process is obtained. In other words, the processing unit 21 associates the detection signal W received from the ultrasonic flaw detector 4 with the position information read from the captured image G obtained at the same time as the detection signal W.
  • the processing unit 21 detects a region of bubbles (hereinafter, referred to as “bubble region”) HA reflected in a predetermined range H of the captured image G based on the image information of the captured image G. ⁇ 0 2020/1756 87 7 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • the processing unit 21 performs a predetermined image processing on the captured image (3 using the image information of the captured image (3) obtained from the communication I/unit 13 so that the bubble area!
  • the predetermined image processing is processing for detecting the bubble area !!, and known image processing such as binarization processing may be used.
  • Detecting ⁇ 1 means, for example, obtaining the number of pixels 3 of the bubble regions 1 to 1.
  • picked-up image used in each of the reading process and the bubble detection process is the same picked-up image.
  • the processing unit 21 calculates the ratio of the bubble regions 1 to 1 with respect to the predetermined range 1 to 1 and executes a calculation process of calculating the contact ratio 8 from the ratio.
  • the contact rate 8 indicates the rate of contact between the surface of the pipe and the sheet material 1 in the predetermined range 1 to 1.
  • the processing unit 2 as an arithmetic processing, the captured image ⁇ , obtains the ratio of pixels having 3 to the total pixel number 3 in a predetermined range 1-1. Then, the processing unit 21 obtains the contact rate using the equation (1) shown below.
  • FIGS. 3 and 3 are diagrams for explaining the arithmetic processing of the processing unit 21 according to the present embodiment.
  • Figure 3 shows the captured image with no bubbles
  • Figure 9 shows the captured image with bubbles.
  • the processing unit 21 obtains the number of pixels 3 of the bubble regions 1 to 1 by performing the bubble detection process on the captured image O 2. Then, the processing unit 21 obtains the contact rate 82 in the predetermined range 1 to 1 in the captured image 2 by performing the arithmetic processing using the equation (1).
  • the processing unit 2 1, the captured image by performing arithmetic processing using equation (1) ⁇
  • Obtain the contact rate 2 70% within the specified range !! ⁇ 0 2020/1756 87 8 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • the processing unit 21 associates the contact ratio obtained by the arithmetic processing with the detection signal received from the ultrasonic flaw detector 4 when the captured image used in the arithmetic processing is obtained. In other words, the processing unit 21 associates the detection signal received from the ultrasonic flaw detector 4 with the contact rate obtained from the captured image obtained simultaneously with the detection signal.
  • the display control unit 22 divides the scanning range 3 of the ultrasonic probe 2 on the pipe into a plurality of divided regions 100 which are mesh-shaped regions and displays them on the display screen of the display unit 1 1. indicate.
  • FIG. 4 is an example of a display screen of the display unit 11 according to the present embodiment.
  • the display control unit 22 includes a contact rate calculated by the processing unit 21 and a preset threshold value.
  • the divided area 1003 including the position information associated with the contact rate among the plurality of divided areas 100 is displayed in the first display mode.
  • the display control unit 22 has a contact rate calculated by the processing unit 21 and a preset threshold value. Compared with 1, the contact rate is the threshold.
  • the divided area 100 including the positional information associated with the contact rate is displayed in the second display mode different from the first display mode. ..
  • the first display mode is to fill the divided area 1 0 0 3 with the first color
  • the second display mode is to display the divided area 1 0 0 3 with a different color from the first color. It may be painted in two colors.
  • the first display mode may be that the divided area 1 0 0 3 is filled with the first color
  • the second display mode may be that the divided area 1 0 0 is not filled. ..
  • the first display mode is to fill in the first mark in the divided area 1003
  • the second display mode is to display the first mark in the divided area 100. May be to fill in a different second mark.
  • the threshold II may be set according to the state of the surface of the inspection object such as waviness.
  • the display control unit 22 does not paint a divided area of the plurality of divided areas 100 that does not include position information. That is, the table ⁇ 0 2020/1756 87 9 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • the indication control unit 22 does not paint the divided area 100 among the plurality of divided areas 100 that has not been subjected to ultrasonic flaw detection scanning.
  • the display control unit 22 determines that the contact rate is a threshold value.
  • the division area 100 including the position information associated with the contact ratio among the plurality of division areas 100 is not filled. Therefore, the user can check the display screen of the display unit 11 and re-scan the divided area 100 that has not been filled so that the inspection target can be ultrasonically detected with high accuracy and without omission of inspection. A flaw inspection can be performed.
  • the storage unit 23 stores a detection signal (echo waveform), position information, and a contact rate in association with each other.
  • the inspection program may be stored in the storage unit 23.
  • the control unit 14 controls the storage unit 2 3 (for example, The reading process, the bubble detection process, and the calculation process may be executed by operating based on the inspection program stored in.
  • the storage unit 23 may store a display program.
  • the control unit 14 operates based on the display program stored in the storage unit 23 (for example, [3 ⁇ 4 ⁇ 1 ⁇ / ⁇ , so that the contact rate is a threshold value). If it exceeds, the divided area 1003 including the position information associated with the contact rate 8 is displayed in the first display state among the plurality of divided areas 100, and the contact rate is the threshold value. In the case of II or less, the divided area 100 including the positional information associated with the contact ratio among the plurality of divided areas 100 is displayed in the second display mode different from the first display mode. May be.
  • FIG. 6 is a flow chart of the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment.
  • the inspector scans the inspection site on the pipe using the ultrasonic probe 2 in order to detect defects such as cracks occurring in the pipe and thinning. For example, the inspector moves the ultrasonic probe 2 in the scanning range 3 along the axial direction to scan from the first end to the second end in the axial direction. Next, when the ultrasonic probe 2 reaches the second end, the inspector determines whether the ultrasonic probe 2 is displaced in the circumferential direction. ⁇ 02020/175687 10 boxes (: 171?2020/008431
  • the ultrasonic probe 2 detects the reflected wave of the radiated ultrasonic wave and outputs the waveform of the reflected wave (echo) as a detection signal (detection result) via the ultrasonic flaw detector 4. Output to the processor 5 (step 3101). Further, the image pickup device 3 outputs the picked-up image ⁇ of the picked-up two-dimensional pattern 13 to the information processing device 5 (step 3 102 2) 0
  • the information processing device 5 detects the detection signal at the same time or in a range that can be regarded as the same time.
  • the reading process, the bubble detection process, and the calculation process are executed based on the captured image ⁇ I.
  • the processing unit 21 executes the reading process, and performs piping based on the two-dimensional pattern 13 (for example, ⁇ [3 ⁇ 4 code (registered trademark)) included in the captured image ⁇ I. Obtain the above position information (for example, absolute coordinates) (step 3103). Then, the processing unit 21 outputs the detection signal from the ultrasonic probe 2. And the location information are associated with each other and stored in the storage unit 23 (step 3104). That is, the processing unit 21 is configured to detect the detection signal from the ultrasonic probe 2. And the positional information obtained from the captured image ⁇ I are stored in the storage unit 23 in association with each other.
  • the processing unit 21 executes the bubble detection process, and the image is displayed within a predetermined range 1 to 1 of the captured image ⁇ based on the image information of the captured image ⁇ used in the reading process. Detect bubble areas 1 to 18 (step 3104).
  • the processing unit 21 calculates, as a calculation process, the ratio of the bubble regions 1 to 1 to the predetermined range 1 to 1 of the captured image ⁇ I, and calculates the contact ratio 1 from the ratio. Execute. For example, the processing unit 21 obtains the ratio of the number of pixels 3 of the bubble regions 1 to 18 to the total number of pixels in the captured image ⁇ I, and obtains the contact rate 81 by using the above equation (1) (step 3 1 0 5). Then, the processing unit 21 stores the contact rate 1 and the detection signal in the storage unit 23 in association with each other. Therefore, the storage unit 23 has a contact ratio of 1, a detection signal, and a position obtained from the captured image ⁇ 1. ⁇ 0 2020/1756 87 1 1 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • the display control unit 22 determines whether or not the contact ratio calculated by the processing unit 21 exceeds a preset threshold value I (step 3107). If the contact rate 8 exceeds the threshold value 1: II, the display control unit 22 determines that one of the plurality of divided areas 100 includes the positional information associated with the contact rate 1 of the divided areas 1 0 0 3 Is displayed in the first display mode (step 3108). On the other hand, in the display control unit 22, the contact rate of 8 is the threshold value. In the case of 1 II or less, the divided area 10000 including the positional information associated with the contact rate 8 out of the divided areas 100 is displayed on the second display different from the first display mode. It is displayed in the form (step 3109).
  • the display control unit 22 fills the divided area 1 0 0 3 as the first display mode, and does not fill the divided area 10000 as the second display mode. Furthermore, the processing unit 21 may delete the above-mentioned data set of the divided area 100 from the storage unit 23.
  • the processing section 21 determines whether or not all the divided areas 100 are filled (step 3 1 1 1 0). When all the divided areas 100 have been filled, the processing section 21 ends the inspection processing (step 3 1 1 1). That is, the processing unit 21 terminates the inspection process when the above data sets are obtained in all the divided areas 100. On the other hand, the processing unit 21 does not end the inspection process when at least one divided area 100 is not filled. That is, if there is no data set corresponding to at least _ divided areas 1 0 0 or if there is a divided area 1 0 0 that has only a detection signal when the contact rate is 1 II or less, the inspection process is not terminated. ..
  • the inspector needs to rescan a portion having a poor contact rate, and can prevent a reduction in the reliability of the inspection due to the deterioration of the contact rate.
  • processing unit 21 may store only the latest data set in the storage unit 23 when two or more data sets are obtained in the same divided area 100. Moreover, the processing unit 21 can obtain two or more data sets in the same divided area 100. ⁇ 02020/175687 12 (:171?2020/008431
  • the contact rate is the threshold value.
  • the processing unit 21 executes the inspection process on the divided area 100 where there is a data set whose contact rate is the threshold value 1 even if the detection signal or the captured image 0 is obtained. You don't have to.
  • the processing unit 21 may create flaw detection distribution data based on the above data set. Then, the display control unit 22 may display the flaw detection distribution data. Further, the display control unit 22 may display the contact rate in association with the flaw detection distribution data.
  • each color indicating the flaw detection result for example, red, blue, yellow, etc.
  • the processing unit 21 may be stored in the storage unit 23 in association with the detection signal from the ultrasonic probe 2, the position information on the pipe, and the time. As a result, the processing unit 21 can acquire the trajectory of the ultrasonic probe 2.
  • the display control unit 22 may display the locus on the display unit 1 1.
  • the processing unit 21 considers not only the position of the ultrasonic probe 2 but also the inclination of the ultrasonic probe 2 and the shape of the subject (for example, a pipe) as the display format of the mapped image. A volume rendering process may be performed.
  • the processing unit 21 may record a free operation of the ultrasonic probe 2 such as orbiting the ultrasonic probe 2 around a defect or thinning of a subject.
  • the ultrasonic flaw detector according to the above-described embodiment has one imaging device 3, but the number of imaging devices 3 is not limited, and a plurality of imaging devices 3 may be provided. Good.
  • an ultrasonic flaw detector uses ultrasonic waves so that the ultrasonic probe 2 is sandwiched between them. ⁇ 0 2020/1756 87 13 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • a total of two imaging devices 3 may be provided before and after the wave probe 2.
  • the imaging device 3 of the above embodiment may include a laser oscillator instead of a light emitting unit including a light emitting element such as 1_day 0.
  • a control is performed between a portion where the two-dimensional pattern 13 is drawn on the sheet material 1 irradiated with the laser light and a portion where the two-dimensional pattern 13 is not drawn. The last can be increased.
  • the ultrasonic flaw detector of the above embodiment may include a plurality of ultrasonic probes 2. Further, the ultrasonic probe 2 may be a phased array.
  • the display control unit 22 of the above-described embodiment when any one of the plurality of divided regions 100 is selected by the operation unit 12, the divided region is selected.
  • the data set corresponding to may be displayed on the display unit 1 1.
  • the display control unit 22 detects the detection signal corresponding to the selected divided region and its detection signal.
  • the contact rate associated with the signal may be displayed on the display unit 11.
  • the detection signal corresponding to the selected divided area is a detection signal associated with the position information included in the selected divided area.
  • the control unit 14 obtains the contact ratio and displays it on the display unit 11 together with the detection signal. This allows the inspector to determine whether the noise is due to the effect of contact or the echo from the test body.
  • the display control unit 22 of the above embodiment may display the captured image ⁇ on the display unit 11. At that time, the display control unit 22 may display the contact rate together with the captured image ⁇ . As a display mode of the contact rate, the value of the contact rate may be displayed, or a display bar showing the value of the contact rate 8 may be displayed.
  • the inspection probe is often separated from the inspection object.
  • a water gap occurs and noise is generated in the detection signal ⁇ / ⁇ /.
  • the contact rate is a threshold value.
  • the detection signal ⁇ / ⁇ / where the above noise is mixed can be removed by excluding the data set below I.
  • the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment is a region in which bubbles are reflected in a predetermined range 1 to 1 of the captured image ⁇ of the two-dimensional pattern 13 captured by the image capturing device.
  • a processing unit 21 for obtaining an index indicating the degree of quality of the detection signal based on a certain bubble region 1 to 1 is provided.
  • the index indicating the degree of quality may be the ratio of the bubble regions 1 to 1 to the predetermined range 1 to 1 or the contact rate.
  • the inspector confirms the ratio of the bubble area !8 to the predetermined range 1 to 1 and the index such as the contact rate, and when the ratio is high or the contact rate is low.
  • the inspector confirms the ratio of the bubble area !8 to the predetermined range 1 to 1 and the index such as the contact rate, and when the ratio is high or the contact rate is low.
  • finding the above ratio is synonymous with finding the contact rate.
  • the ultrasonic flaw detection if air bubbles exist between the ultrasonic probe 2 and the inspection object, the propagation of ultrasonic waves may be hindered, and the flaw may not be detected correctly. Therefore, it may be considered that the detection result of the ultrasonic probe is not used for the ultrasonic flaw detection when bubbles are present. For example, it can be considered that the ultrasonic flaw detector stops the data collection of the detection signal immediately when it detects a bubble. However, if this method is used, it may take time to collect data, and sufficient data may not be obtained. Moreover, it is practically difficult to completely eliminate air bubbles depending on the surface condition such as undulation of the inspection object. Therefore, in such a situation, air bubbles have to be allowed to some extent.
  • the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment obtains an index (for example, the ratio or the contact rate [3 ⁇ 4]) indicating the degree of quality of the detection signal based on the bubble regions 1 to 1. Therefore, the inspector can perform the ultrasonic flaw detection while checking the index, and can suppress the decrease in the reliability of the ultrasonic flaw detection.
  • an index for example, the ratio or the contact rate [3 ⁇ 4]
  • All or part of the above-described information processing device 5 may be realized by a computer.
  • the computer may be provided with a processor such as 11 and 11 and a computer-readable recording medium.
  • a program for realizing all or a part of the functions of the information processing device 5 by a computer is recorded in the computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium is recorded in the processor. It may be realized by loading and executing.
  • a computer-readable recording medium means a flexible disk, a magneto-optical disk, ⁇ — This refers to portable media such as and storage devices such as hard disks built into computer systems.
  • “computer-readable recording medium” means a program that can be dynamically programmed for a short time, such as a communication line for transmitting a program through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
  • a medium that holds the program such as a volatile memory inside the computer system that serves as a server or a client in that case, may also include a medium that holds the program for a certain period of time.
  • the above program may be a program for realizing a part of the functions described above, or a program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. Of course, it may be a program realized by using a programmable logic device such as 08.
  • the “computer readable recording medium” may be a non-transitory computer readable recording medium.
  • the object to be inspected may be a metal (for example, a weldable metal) rod member, pipe member, plate member, etc. ⁇ 0 2020/1756 87 16 ⁇ (: 171? 2020 /008431
  • carbon fiber reinforced plastic For example, a substance that can be inspected by ultrasonic flaw detection may be used as the subject.
  • the present disclosure can be used for an ultrasonic flaw detection device that detects a flaw or thinning in an inspection target by scanning the inspection target using an ultrasonic probe.

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

\¥0 2020/175687 1 卩（：17 2020 /008431 明 細 書
発明の名称 ： 超音波探傷装置
技術分野
[0001 ] 本開示は、 超音波探傷装置に関する。
本願は、 2 0 1 9年 2月 2 8日に日本に出願された特願 2 0 1 9— 0 3 5 9 4 6号に基づき優先権を主張し、 その内容をここに援用する。
背景技術
[0002] 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。
[0003] 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 先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :国際公開第 2 0 1 6 / 0 9 8 2 2 4号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 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
[0006] 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。 \¥0 2020/175687 2 卩（：171? 2020 /008431
課題を解決するための手段
[0007] ( 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。
[0008] ( 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。
[0009] ( 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。
[0010] ( 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ユ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。
[001 1 ] ( 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 \¥0 2020/175687 3 卩（：171? 2020 /008431
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 発明の効果
［0012］ 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。
図面の簡単な説明
［0013］ ［図 1］本実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成の _例を示す図である。
［図 2］本実施形態に係るシート材の一例を示す図である。
［図 3八］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。
［図 38］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。
［図 4］本実施形態に係る表示部の表示画面の一例である。
［図 5］本実施形態に係る超音波探傷装置のフロー図である。
発明を実施するための形態
［0014］ 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。 ［0015］ 本実施形態に係る超音波探傷装置 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 置八は、 配管 を検査対象として配管 の溶接線に発生する亀裂等の傷を検 出する。
［0016］ 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 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。
［0017］ シート材 1は、 配管 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 1 3が描かれている。 複数の二次元 模様 1 3は、 配管 上に配列されるとともに、 配管 上の位置を示す。 例え ば、 二次元模様 1 3は、 シート材 1 において、 配管 の軸方向 （中心軸方向 \¥0 2020/175687 4 卩（：171? 2020 /008431
） 及び周方向に複数描かれている。 二次元模様 1 3には、 配管 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 1 3は、 配管 の軸方向及び周方向に 1 0 間隔で配置 されている。 例えば、 二次元模様 1 3は、
Figure imgf000006_0001
（登録商標） コードである。 なお、 シート材 1は、 配管 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。
[0018] シート材 1は、 配管 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？の表面に塗布された状態で、 配管？の表面に貼り付けられ てもよい。 このように、 配管 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 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 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。
[0019] 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？上 （配管？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） 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 上の表面を移動しながら配管 上の所定の範囲 （以下、 「走 査範囲」 という。 ） 3 （図 4参照） を超音波で走査して、 配管 の亀裂等を 示すエコーを検出する。
[0020] 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 上に貼り付けられたシート材 1の二 次元模様 1 3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 1 3の撮像画像◦を超音波探傷器 4に出力する。 例えば 、 撮像装置 3は、 L E D (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 1 a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 201 6/098224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。
[0021] 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コンパータを含む。 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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 1 1、 操作部 1 2、 通信丨 /F部 1 3及 び制御部 1 4を備える。
[0025] 表示部 1 1は、 制御部 1 4からの情報を表示画面に表示する。 例えば、 表 示部 1 1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 1 4の制御の下、 各種情報を表示する。 [0026] 操作部 1 2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 1 4に出力する。 例えば、 操作部 1 2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。
[0027] 通信 I /F部 1 3は、 制御部 1 4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 1 3は、 通信ケ —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 1 4に送信 する。
通信丨 /F部 1 3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 1 aの撮像画像 Gを受信する。 通信 I /F部 1 3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 1 4に 送信する。
[0028] 例えば、 制御部 1 4は、 C P U (Central Processing Unit) 、 ROM (Re ad Only Memory) 及び RAM (Random Access Memory) 等を備えている。
[0029] 以下に、 本実施形態に係る制御部 1 4の機能部について説明する。 本実施 形態に係る制御部 1 4は、 処理部 2 1、 表示制御部 22及び格納部 23を備 える。 なお、 処理部 2 1及び表示制御部 22がそれぞれ、 C P U、 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。
[0030] 処理部 2 1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 2 1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 1 a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 2 1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 2 1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。
[0031] 処理部 2 1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 \¥0 2020/175687 7 卩（：171? 2020 /008431
する気泡検出処理を実行する。 例えば、 処理部 2 1は、 通信 I / 部 1 3か ら得られた撮像画像（3の画像情報を用いて撮像画像（3に対して所定の画像処 理を行うことで、 気泡領域 ! ! 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 ! ! 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 1~1 を検出するとは、 例えば、 気泡領域 1~1 の画素数 3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◦は、 同 _の撮像画像◦である。
[0032] 処理部 2 1は、 所定の範囲 1~1に対する気泡領域 1~1 の割合を求め、 その割 合から接触率 8を求める演算処理を実行する。 この接触率 8は、 所定の範囲 1~1における配管 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 2 1は、 演算処理として、 撮像画像〇において、 所定の範囲 1~1の総画素数 3に対する画素数 3の割合を求める。 そして、 処理部 2 1は、 下記に示 す式 （1） を用いて接触率 を求める。
[0033] 接触率 [¾ [%] =（ 1 - 3 / 3） 1 0 0 （1）
[0034] 図 3 及び 3巳は、 本実施形態に係る処理部 2 1の演算処理を説明する図 である。 図 3 は、 気泡がない場合の撮像画像◦ 1 を示し、 図巳は、 気泡が ある場合の撮像画像◦ 2を示す。
[0035] 図 3 に示すように、 撮像画像◦ 1の所定範囲 1~1には、 気泡が存在しない 。 したがって、 処理部 2 1は、 撮像画像◦ 1 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◦ 2における所定範囲 1~1の接触率 1 = 1 0 0 % を得る。 一方、 図巳に示すように、 撮像画像 0 2の所定範囲 1~1には、 気泡が 存在する。 したがって、 処理部 2 1は、 撮像画像◦ 2に対して気泡検出処理 を行うことで気泡領域 1~1 の画素数 3を求める。 そして、 処理部 2 1は、 式 （ 1） を用いて演算処理を行うことで撮像画像◦ 2における所定範囲 1~1の 接触率 8 2を得る。 ここで、 総画素数 1\! 3に対する画素数 1\1 3の割合が 3 0 %である場合には、 処理部 2 1は、 式 （1） を用いて演算処理を行うことで 撮像画像◦ 2における所定範囲 ! !の接触率 2 = 7 0 %を得る。 \¥0 2020/175687 8 卩（：171? 2020 /008431
[0036] 次に、 処理部 2 1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◦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 とを 関連付ける。 換言すれば、 処理部 2 1は、 超音波探傷器 4から受信した検出 信号 と、 当該検出信号 と同時に得た撮像画像◦から求めた接触率 とを 関連付ける。
[0037] 表示制御部 2 2は、 配管 上における超音波探触子 2の走査範囲 3をメッ シュ状の領域である複数の分割領域 1 0 0に分割して表示部 1 1の表示画面 に表示する。 図 4は、 本実施形態に係る表示部 1 1の表示画面の一例である
[0038] 表示制御部 2 2は、 処理部 2 1が算出した接触率 と予め設定された閾値
Figure imgf000010_0001
、 1 IIを超える場合には、 複数の分割 領域 1 0 0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 1 0 0 3を第 1の表示態様で表示する。 一方、 表示制御部 2 2は、 処理部 2 1が算出した接触率 と予め設定された閾値
Figure imgf000010_0002
1 とを比較して、 接触率 が閾値
Figure imgf000010_0003
以下の場合には、 複数の分割領域 1 0 0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 1 0 0匕を第 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 1 0 0 3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 1 0 0匕を第 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 1 0 0 3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 1 0 0匕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 1 0〇 3に第1のマ —クを記入することであり、 第 2の表示態様とは、 分割領域 1 0 0匕に第 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
Figure imgf000010_0004
II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。
[0039] ここで、 例えば、 表示制御部 2 2は、 複数の分割領域 1 0 0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 \¥0 2020/175687 9 卩（：171? 2020 /008431
示制御部 2 2は、 複数の分割領域 1 0 0のうち、 超音波探傷の走査が行われ ていない分割領域 1 0 0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 2 2は、 接触率 が閾値
Figure imgf000011_0001
以下の場合には、 複数の分割領域 1 0 0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 1 0 0匕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 1 1 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 1 0 0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。
[0040] 格納部 2 3には、 検出信号 （エコーの波形） 、 位置情報及び接触率 が 関連付けられて格納されている。 また、 格納部 2 3には検査プログラムが格 納されてもよい。 そして、 制御部 1 4は、 格納部 2 3 （例えば、
Figure imgf000011_0002
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 2 3には表示プロ グラムが格納されてもよい。 そして、 制御部 1 4は、 格納部 2 3 （例えば、 [¾〇1\/〇 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 が閾値
Figure imgf000011_0003
を超える場合には、 複数の分割領域 1 0 0のうち当該接触 率 8に関連付けられている位置情報を含む分割領域 1 0 0 3を第 1の表示態 様で表示し、 接触率 が閾値
Figure imgf000011_0004
II以下の場合には複数の分割領域 1 0 0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 1 0 0匕を 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。
[0041 ] 次に、 本実施形態に係る超音波探傷装置 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 のフロー図である。
[0042] 検査員は、 配管 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 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 3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 \¥02020/175687 10 卩（：171?2020/008431
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 上の検査部位全体、 すなわち 走査範囲 3全体を走査する。
［0043］ 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） 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 3 1 0 1） 。 また、 撮像装置 3は、 撮像した二次元模様 1 3の撮像画像〇を情報処理装置 5に出力する （ステッ プ3 1 0 2） 0
［0044］ 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
Figure imgf000012_0001
と撮像画像◦ 1を受信した場合には、 その撮像画像◦ I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。
［0045］ 具体的には、 処理部 2 1は、 読取処理を実行して、 撮像画像◦ Iに含まれ る二次元模様 1 3 （例えば、 〇［¾コード （登録商標） ） に基づいて配管 上 の位置情報 （例えば、 絶対座標） を取得する （ステップ 3 1 0 3） 。 そして 、 処理部 2 1は、 超音波探触子 2からの検出信号
Figure imgf000012_0002
と位置情報とを関連付 けて格納部 2 3に格納する （ステップ 3 1 0 4） 。 すなわち、 処理部 2 1は 、 超音波探触子 2からの検出信号
Figure imgf000012_0003
と撮像画像◦ Iから得られた位置情報 とを関連付けて格納部 2 3に格納する。
［0046］ また、 処理部 2 1は、 気泡検出処理を実行して、 読取処理で用いた撮像画 像◦ の画像情報に基づいて、 撮像画像◦ の所定の範囲 1~1内に映っている 気泡領域 1~1八を検出する （ステップ 3 1 0 4） 。
［0047］ そして、 処理部 2 1は、 演算処理として、 撮像画像◦ Iの所定の範囲 1~1に 対する気泡領域 1~1 の割合を求め、 その割合から接触率 1を求める演算処 理を実行する。 例えば、 処理部 2 1は、 撮像画像◦ Iにおいて、 総画素数 に対する気泡領域 1~1八の画素数 3の割合を求め、 上記式 （1） を用いて 接触率 8 1を求める （ステップ 3 1 0 5） 。 そして、 処理部 2 1は、 接触率 1と検出信号 とに関連付けて格納部 2 3に格納する。 したがって、 格 納部 2 3には、 接触率 1と検出信号 と撮像画像◦ 1から得られた位置 \¥0 2020/175687 1 1 卩（：171? 2020 /008431
情報とが関連付けられてデータセツ トとして格納される （ステップ 3 1 0 6
[0048] 表示制御部 2 2は、 処理部 2 1が算出した接触率 が予め設定された閾 値 I を超えるか否かを判定する （ステップ 3 1 0 7） 。 表示制御部 2 2 は、 接触率 8 が閾値 1: IIを超える場合には、 複数の分割領域 1 0 0のう ち当該接触率 1に関連付けられている位置情報を含む分割領域 1 0 0 3を 第 1の表示態様で表示する （ステップ 3 1 0 8） 。 一方、 表示制御部 2 2は 、 接触率 8 が閾値
Figure imgf000013_0001
1 II以下の場合には、 複数の分割領域 1 0 0のうち当 該接触率 8に関連付けられている位置情報を含む分割領域 1 〇〇匕を第 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 3 1 0 9） 。 例え ば、 表示制御部 2 2は、 分割領域 1 0 0 3を第 1の表示態様として塗りつぶ し、 分割領域 1 〇〇匕を第 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 2 1は、 分割領域 1 0 0匕の上記データセッ トを格納部 2 3から 削除してもよい。
[0049] 処理部 2 1は、 すべての分割領域 1 0 0が塗りつぶされたか否かを判定す る （ステップ 3 1 1 1 0） 。 処理部 2 1は、 すべての分割領域 1 0 0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 3 1 1 1） 。 すなわち 、 処理部 2 1は、 すべての分割領域 1 0 0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 2 1は、 少なくとも一つの分割 領域 1 0 0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 _つの分割領域 1 0 0に対応するデータセッ トがない場合 や接触率 が 1 II以下での検出信号 しかない分割領域 1 0 0がある場合 には、 検査処理を終了しない。
[0050] これにより、 検査員は、 接触率 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 2 1は、 同じ分割領域 1 0 0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 2 3に格納してもよい。 また、 処理部 2 1は、 同じ分割領域 1 0 0で 2つ以上のデータセッ トが得ら \¥02020/175687 12 卩（：171?2020/008431
れた場合には、 接触率 が高いデータセッ トのみを格納部 2 3に格納しても よい。 また、 処理部 2 1は、 接触率 が閾値
Figure imgf000014_0001
IIである場合に分割領域 1 0 0に対応する上記データセッ トを格納部 2 3に格納した場合には、 その後 の当該分割領域 1 0 0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 2 1は、 接触率 が閾値 1 であるデータセッ トが存在す る分割領域 1 〇〇に対して、 検出信号 や撮像画像〇が得られたとしても検 査処理を実行しなくてもよい。
[0051 ] ここで、 処理部 2 1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 2 2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 2 2は、 接触率 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 1 1 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？上の位置 毎又は分割領域 1 〇〇毎にマッビングされた画像として表示される。
さらに、 処理部 2 1は、 超音波探触子 2による検出信号 と配管 上の位 置情報と時間とに関連付けて格納部 2 3に格納してもよい。 これにより、 処 理部 2 1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 2 2は、 当該軌跡を表示部 1 1 に表示してもよい。 なお、 処理 部 2 1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 ） の形状を 考慮したボリユームレンダリング処理を行ってもよい。
[0052] また、 処理部 2 1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。
[0053] 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。
[0054] （変形例 1） 上記実施形態の超音波探傷装置 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 は、 超音波探触子 2を挟むように、 超音 \¥0 2020/175687 13 卩（：171? 2020 /008431
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。
[0055] （変形例 2） 上記実施形態の撮像装置 3は 1_日 0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 1 3が描かれている箇所と、 二次元模様 1 3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。
[0056] （変形例 3） 上記実施形態の超音波探傷装置 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、 フエーズドアレイであってもよい。
[0057] （変形例 4） 上記実施形態の表示制御部 2 2は、 操作部 1 2により複数の分 割領域 1 0 0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ツ トを表示部 1 1 に表示してもよい。 例えば、 表示制御 部 2 2は、 操作部 1 2により複数の分割領域 1 0 0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 と、 その 検出信号 に関連付けられた接触率 を表示部 1 1 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 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 1 4は、 接触率 を求め 、 検出信号とともに表示部 1 1 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。
[0058] （変形例 5） 上記実施形態の表示制御部 2 2は、 撮像画像◦を表示部 1 1 に 表示してもよい。 その際に、 表示制御部 2 2は、 撮像画像〇とともに接触率 を表示してもよい。 接触率 の表示態様としては、 接触率 の値を表示し てもよいし、 接触率 8の値を示す表示バーを表示してもよい。
[0059] 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 \¥0 2020/175687 14 卩（：17 2020 /008431
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 \/\/にノイズが発生する 。 本実施形態の処理部 2 1は、 接触率 が閾値
Figure imgf000016_0001
I 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 \/\/を除去することができる
[0060] 以上、 説明したように、 本実施形態に係る超音波探傷装置 は、 撮像装置 が撮像した二次元模様 1 3の撮像画像◦の所定の範囲 1~1において気泡が映っ ている領域である気泡領域 1~1 に基づいて検出信号 の品質の度合いを示す 指標を求める処理部 2 1 を備える。 この品質の度合いを示す指標とは、 所定 の範囲 1~1に対する気泡領域 1~1 の割合であってもよいし、 接触率 であって もよい。
[0061 ] このような構成によれば、 検査員が、 所定の範囲 1~1に対する気泡領域 ! !八 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 を求めることと同義である。
[0062] 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 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 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。 \¥0 2020/175687 15 卩（：171? 2020 /008431
［0063］ 本実施形態の超音波探傷装置 は、 気泡領域 1~1 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［¾） 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。
［0064］ 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、 〇 11、 〇 11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、 「コンビ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、
Figure imgf000017_0001
〇〇 — 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 トヮ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ビュータシス 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、 〇八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、 「コンビュータ読み取り可能な記録媒体」 は、 非一時的コンピュー 夕読み取り可能な記録媒体であってもよい。
［0065］ 上記実施形態では、 被検体が配管 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 \¥0 2020/175687 16 卩（：171? 2020 /008431
つてもよい。 さらに、 炭素繊維強化プラスチック
Figure imgf000018_0001
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。
産業上の利用可能性
[0066] 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。
符号の説明
[0067] 八 超音波探傷装置
I 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
I I 表示部
1 2 操作部
Figure imgf000018_0002
1 4 制御部
2 1 処理部
2 2 表示制御部

Claims

\¥0 2020/175687 17 卩（：17 2020 /008431 請求の範囲
[請求項 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。
[請求項 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。
[請求項 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。
[請求項 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ユ状 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 \¥0 2020/175687 18 卩（：171? 2020 /008431
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。
[請求項 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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