WO2022163850A1 - 検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体 Download PDF

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WO2022163850A1
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detection
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PCT/JP2022/003559
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宏昌 高橋
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株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to detection devices, detection systems, propagation members, fixtures, programs, and storage media.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a detection device, a detection system, a propagation member, a fixture, a program, and a storage medium that do not require couplant liquid.
  • a detection device includes a detector, a first propagation member, a second propagation member, and a fixture.
  • the detector includes a plurality of detector elements that transmit and detect ultrasound waves.
  • a said 1st propagation member is attached to the said detector, and the said ultrasonic wave propagates.
  • the second propagation member propagates the ultrasonic wave and is softer than the first propagation member.
  • the fixture detachably fixes the second propagation member to the first propagation member.
  • FIG. 1A and 1B are a perspective view and a front view of a detection device according to an embodiment; FIG. It is a perspective view and a bottom view showing a 2nd propagation member. It is a side view showing a 2nd propagation member. It is a bottom view and a side view showing a part of detection device concerning an embodiment. It is a side view showing the detection device concerning an embodiment. It is a bottom view and a side view showing a part of detection device concerning an embodiment.
  • 1A and 1B are a side view and a perspective view showing a detection device according to an embodiment; FIG. It is a side view which represents another fixture typically. It is a side view showing the tip of the detecting device concerning an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a three-dimensional detection result obtained by exploration; It is a schematic diagram showing the detection system which concerns on embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram representing another detection system according to an embodiment; It is a schematic diagram for demonstrating the inspection method using the detection apparatus which concerns on embodiment. It is a mimetic diagram showing a part of detection device concerning an embodiment. It is a flow chart showing a soundness judging method.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating second intensity data; It is a schematic diagram showing each unit for exchanging a 2nd propagation member. It is a schematic diagram showing operation
  • FIG. 1 is a perspective view showing a detection device according to an embodiment.
  • the detection device 10 according to the embodiment includes a first propagation member 11, a second propagation member 12, a fixture 13, and a detector 15, as shown in FIG.
  • the detector 15 includes an element array 15a.
  • the element array 15a includes multiple detection elements. Each detector element transmits ultrasound. Each detection element detects a reflected ultrasonic wave. Here, transmission of ultrasonic waves and detection of reflected waves by the detector 15 is called probing.
  • the sides of the element array 15a are surrounded by a housing 15h of the detector 15. As shown in FIG. The lateral direction is a direction intersecting with the transmission direction of ultrasonic waves.
  • the first propagation member 11 is attached to the detector 15 (housing 15h).
  • the first propagation member 11 is capable of propagating ultrasonic waves.
  • first propagation member 11 contacts detector 15 .
  • another member through which ultrasonic waves can propagate may be provided between the first propagation member 11 and the detector 15 .
  • the second propagation member 12 is attached to the first propagation member 11 by the fixture 13 .
  • the first propagation member 11 is located between the detector 15 and the second propagation member 12 .
  • the second propagation member 12 is capable of propagating ultrasonic waves.
  • the ultrasonic wave propagated through the first propagation member 11 propagates through the second propagation member 12 and is emitted to the outside of the detection device 10 .
  • the first propagation member 11 is solid.
  • the first propagation member 11 has sufficient hardness so that it does not substantially change during operation of the detection device 10 . Thereby, damage to the element array 15a can be suppressed.
  • the second propagation member 12 is gel-like and not liquid.
  • the second propagation member 12 is softer than the first propagation member 11 . That is, the hardness of the second propagation member 12 is lower than the hardness of the first propagation member 11 . Therefore, the second propagating member 12 deforms more easily than the first propagating member 11 .
  • the first propagation member 11 has sufficient flexibility so that it can deform according to the surface shape of the object to be inspected during operation of the detection device 10 .
  • the fixture 13 fixes the second propagation member 12 while the second propagation member 12 is in contact with the first propagation member 11 .
  • the fixture 13 detachably fixes the second propagation member 12 to the first propagation member 11 .
  • the fixture 13 includes a plate member 13a and a fastener 13b.
  • the plate member 13a includes a first end E1 and a second end E2.
  • the first end E1 is fastened and fixed to the housing 15h by fasteners 13b.
  • the fastener 13b is, for example, a screw.
  • the plate member 13a extends along the direction toward the second propagation member 12 from the housing 15h.
  • a second end E2 opposite to the first end E1 is bent such that the second propagation member 12 is positioned between the first propagation member 11 and the second propagation member 12 .
  • a portion of the second propagation member 12 is sandwiched between the second end E2 and the first propagation member 11 .
  • the plate member 13a may be an elastic plate spring. An elastic force is generated in the plate member 13 a in a direction to press the second propagation member 12 toward the first propagation member 11 .
  • the second propagation member 12 may be pressed by a linear member such as a hard steel wire instead of the plate member 13a.
  • the specific structure of the fixture 13 can be changed as appropriate as long as it has a pressing member whose one end can be fixed to the housing 15h and whose other end can press the second propagating member 12 toward the first propagating member 11. is.
  • first propagation member 11 and the second propagation member 12 contain resin.
  • first propagation member 11 contains acrylic.
  • the second propagation member 12 comprises segmented polyurethane.
  • the detection device 10 transmits ultrasonic waves to the bonded body and detects the reflected waves.
  • a typical steel plate used for joining has an acoustic impedance of about 4.5 ⁇ 10 7 (Pa ⁇ s/m).
  • the acoustic impedance of each of the first propagation member 11 and the second propagation member 12 is 1.0 ⁇ 10 5 (Pa ⁇ s/m ) and smaller than 1.0 ⁇ 10 8 (Pa ⁇ s/m).
  • Acoustic impedance can be measured according to JIS A1405-1 (ISO 10534-1).
  • Acoustic impedance may be measured according to JIS A 1409 (ISO 354).
  • the Rockwell hardness (M scale) of the first propagation member 11 is preferably greater than 80 and less than 110 in order to suppress deformation of the first propagation member 11 .
  • Rockwell hardness can be measured according to JIS Z 2245 (ISO 2039-2).
  • the hardness of the second propagation member 12 measured by an Asker rubber hardness tester F-type is preferably greater than 40 and less than 60 so that it can be easily deformed according to the surface shape of the object.
  • the direction from the first propagation member 11 to the second propagation member 12 is defined as the Z direction (first direction).
  • a direction intersecting with the Z direction is defined as an X direction (second direction).
  • One direction that intersects the ZX plane is the Y direction (third direction).
  • the X, Y, and Z directions are mutually orthogonal.
  • the second propagation member 12 includes a first portion 12a and a second portion 12b.
  • the first portion 12a is located on the outer circumference of the second propagation member 12 and is held down by the fixture 13.
  • the second portion 12b is surrounded by the first portion 12a.
  • the first portion 12a is positioned around the second portion 12b along the XY plane.
  • the second portion 12b is located in the center of the second propagation member 12. As shown in FIG.
  • the second portion 12b protrudes in the Z direction more than the first portion 12a.
  • the thickness T2 of the second portion 12b is greater than the thickness T1 of the first portion 12a. Thickness corresponds to length in the Z direction.
  • 3(a) and 3(b) are side views showing the second propagation member.
  • An example of a specific structure of the second propagation member 12 will be described.
  • the first portion 12a and the second portion 12b respectively have a first surface S1 and a second surface S2 that intersect the Z direction.
  • the first portion 12a and the second portion 12b have a common third plane S3 intersecting the Z direction.
  • the third surface S3 is located on the opposite side of the first surface S1 and the second surface S2.
  • the first surface S1, the second surface S2, and the third surface S3 are parallel to each other.
  • the position of the first surface S1 in the Z direction is between the position of the second surface S2 in the Z direction and the position of the third surface S3 in the Z direction.
  • the first portion 12a and the second portion 12b may each have a third surface S3 and a fourth surface S4 intersecting the Z direction.
  • the third surface S3 is located on the opposite side of the first surface S1.
  • the fourth surface S4 is located on the opposite side of the second surface S2.
  • the first surface S1, the second surface S2, the third surface S3, and the fourth surface S4 are parallel to each other.
  • the position in the Z direction of the first surface S1 and the position in the Z direction of the fourth surface S4 are between the position in the Z direction of the second surface S2 and the position in the Z direction of the third surface S3.
  • FIGS. 4(a) and 4(b) are a bottom view and a side view showing part of the detection device according to the embodiment.
  • 5(a) and 5(b) are side views showing the detection device according to the embodiment.
  • the first portion 12 a is pressed toward the first propagation member 11 by the fixture 13 .
  • the second propagation member 12 is in close contact with the first propagation member 11 so that there is no gap between the first propagation member 11 and the second propagation member 12 .
  • the first portion 12a is deformed and its thickness is reduced.
  • An opening OP is formed in the second end E2 of the plate member 13a.
  • the opening OP is a hole penetrating the second end E2 in the thickness direction of the second end E2.
  • the thickness direction of the second end E2 is parallel to the Z direction when the second end E2 presses the second propagation member 12 .
  • the fixture 13 fixes the second propagation member 12 so that the second portion 12b protrudes in the Z direction more than the first portion 12a and the second end E2. Specifically, the second portion 12b of the second propagation member 12 is inserted into the opening OP. As a result, when the first portion 12a is pressed against the fixture 13, the second portion 12b is held by the fixture as shown in FIGS. 4(b), 5(a), and 5(b). It protrudes in the Z direction from the second end E2 of 13 . That is, as shown in FIG. 4B, the position of the second end E2 in the Z direction is between the position of the second surface S2 in the Z direction and the position of the third surface S3 in the Z direction. be.
  • the volume of the second portion 12b projecting from the second end E2 of the fixture 13 can be increased. That is, the volume of the second portion 12b that deforms following the surface shape of the object can be increased. This makes it easier for the second propagation member 12 to fill the space between the first propagation member 11 and the object.
  • FIG. 6A and 6(b) are bottom views showing part of the detection device according to the embodiment.
  • the opening OP may extend in one direction in a slit shape.
  • the plate member 13a may be composed of a plurality of wire rods W.
  • An opening OP is formed at a position where the wire rod W is not provided.
  • the fixture 13 detachably fixes the second propagation member 12 to the first propagation member 11 . That is, by using the fixture 13, the second propagation member 12 is fixed to the first propagation member 11, and the second propagation member 12 is not fixed to the first propagation member 11. , can be switched.
  • the plate member 13a can be removed from the housing 15h by loosening the fastener 13b.
  • the second end E2 moves away from the first propagation member 11.
  • FIG. That is, the distance between the second end E2 and the first propagation member 11 is widened.
  • pressing from the second end E2 to the second propagation member 12 is eliminated.
  • the second propagation member 12 becomes removable.
  • the second propagation member 12 can be removed and another new second propagation member 12 can be installed.
  • the plate member 13a may be a plate spring.
  • the second end E2 may be moved away from the first propagation member 11 by deforming the plate member 13a. The pressing from the second end E2 to the second propagation member 12 is eliminated, and the second propagation member 12 becomes detachable.
  • FIGS. 8(a) to 8(d) are side views schematically showing another fixture.
  • 8(a) and 8(b) show a state in which the second propagation member 12 is fixed to the first propagation member 11.
  • FIG. 8(c) and 8(d) show a state in which the second propagation member 12 is not fixed to the first propagation member 11.
  • FIG. FIGS. 8(b) and 8(d) show how the fixture 13 is viewed from a viewpoint opposite to that of FIGS. 8(a) and 8(c), respectively.
  • a slit S may be provided in the plate member 13a as shown in FIGS. 8(a) to 8(d).
  • the slit S extends along the Z direction.
  • the plate member 13a becomes slidable along the direction in which the slit S extends.
  • the second end E2 of the plate member 13a moves away from the first propagation member 11 as shown in FIGS. 8(c) and 8(d). The pressing from the second end E2 to the second propagation member 12 is eliminated, and the second propagation member 12 becomes detachable.
  • couplant liquid When using couplant liquid, it is necessary to wipe off the couplant liquid after the examination. If the couplant liquid remains attached to the object, the surface of the object may be altered (eg, rusted) or deteriorated. Wiping off the couplant liquid, however, takes time. In order to shorten the inspection time, there is a demand for a technique that can omit the application and wiping of the couplant liquid.
  • the detection device 10 can use the second propagation member 12 instead of the couplant liquid.
  • the second propagating member 12 is softer than the first propagating member 11 and is deformable according to the surface shape of the object during operation of the detection device 10 .
  • the air between the first propagation member 11 and the object can be reduced by the second propagation member 12 being deformed and filling the space between the first propagation member 11 and the object with the second propagation member 12 .
  • the second propagation member 12 is soft, it is easily damaged. A foreign object (for example, metal powder) adhering to an object tends to stick into the second propagation member 12 . If the surface of the second propagation member 12 is damaged or has an abnormality such as adhesion of a foreign substance, it becomes difficult for the ultrasonic wave to propagate between the second propagation member 12 and the object. Ultrasound detection accuracy is reduced. For this reason, it is preferable that the second propagation member 12 be replaced at an appropriate timing. In the detection device 10 , the second propagation member 12 is detachably fixed by a fixture 13 . Therefore, the second propagation member 12 can be easily replaced.
  • the detection device 10 that does not require couplant liquid and that allows the second propagation member 12 to be easily replaced.
  • FIGS. 9(a) and 9(b) are side views showing the tip of the detection device according to the embodiment.
  • FIG. 9A shows the state before the second propagation member 12 contacts the object O.
  • FIG. 9(b) shows a state after the second propagation member 12 contacts the object O.
  • FIG. As shown in FIGS. 9(a) and 9(b), the second portion 12b of the second propagation member 12 is deformed and crushed upon contact with the object O. As shown in FIGS. The thickness of the second portion 12b is reduced.
  • the second portion 12b deforms so that the fixture 13 also contacts the target O.
  • the fixture 13 is harder than the second propagation member 12 and has sufficient rigidity. Therefore, unlike the second propagating member 12, the fixture 13 does not substantially deform even when it comes into contact with the object O.
  • the first portion 12a already held down by the fixture 13 is also less likely to deform than the second portion 12b.
  • the contact of the fixture 13 with the object O makes it easier to determine the distance D between the first propagation member 11 and the object O. As shown in FIG. Variation in the distance D due to the degree of deformation of the second propagation member 12 can be suppressed.
  • the fixture 13 has a first contact surface C1 that contacts the object O.
  • the first contact surface C1 faces the Z direction.
  • the second end E2 of the plate member 13a includes the first contact surface C1.
  • the first contact surface C1 is composed of one surface.
  • the first contact surface C1 may be composed of multiple lines or multiple points.
  • the first propagation member 11 has a second contact surface C2 that contacts the second propagation member 12 .
  • the first contact surface C1 is parallel to the second contact surface C2.
  • the first contact surface C1 and the second contact surface C2 are parallel to the X direction and the Y direction, which are directions in which a plurality of detection elements are arranged, which will be described later.
  • the distance D is determined by the thickness T3 of the deformed first portion 12a and the thickness T4 of the second end E2.
  • the distance D can be set to a predetermined value by pressing the detection device 10 toward the object O until the first contact surface C1 comes into surface contact with the object O.
  • FIG. Furthermore, variations in the distance D at each point in the XY plane can be reduced. As a result, it is possible to reduce the variation in the intensity of the reflected wave for each survey and to reduce the variation in the intensity of the reflected wave at each point in the XY plane.
  • parallel can include not only strict parallelism, but also variations in the manufacturing process, for example. There may be an inclination between the first contact surface C1, the second contact surface C2, and the arrangement direction as long as there is no problem in detection. For example, if the angle between any two of the first contact surface C1, the second contact surface C2, and the arrangement direction is greater than -5 degrees and less than +5 degrees, the two are substantially parallel. can be regarded as
  • the structure of the detector 15, the detection system including the detection device 10, the inspection using ultrasonic waves, and the determination of the soundness of the detection device 10 will be specifically described.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the tip of the detection device according to the embodiment. Inside the detector 15, as shown in FIG. 10, an element array 15a is provided.
  • the element array 15a includes multiple detection elements 15b.
  • the detection element 15b is, for example, a transducer, and emits ultrasonic waves with a frequency of 1 MHz or more and 100 MHz or less.
  • the multiple detection elements 15b are arranged along the X direction and the Y direction.
  • FIG. 10 shows how the joined body 50 is inspected.
  • the joined body 50 is produced by spot-welding a metal member 51 (first member) and a metal member 52 (second member) at a welding portion 53 .
  • a solidified portion 54 is formed by melting a portion of the metal member 51 and a portion of the metal member 52 and mixing and solidifying them.
  • Each detection element 15 b transmits an ultrasonic wave US toward the bonded body 50 and receives a reflected wave RW from the bonded body 50 .
  • one detection element 15b transmits ultrasonic waves US toward the welded portion 53 .
  • a part of the ultrasonic wave US is reflected by the upper surface or the lower surface of the joined body 50 or the like.
  • Each of the plurality of detection elements 15b receives (detects) this reflected wave RW.
  • Each detection element 15b sequentially transmits ultrasonic waves US, and each reflected wave RW is detected by a plurality of detection elements 15b. Thereby, the detection result of the reflected wave indicating the state of the vicinity of the welded portion 53 is obtained.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating three-dimensional detection results obtained by exploration.
  • each detection element 15b sequentially transmits ultrasonic waves, and each reflected wave is detected by a plurality of detection elements 15b.
  • 80 detection elements 15b sequentially transmit ultrasonic waves.
  • One detection element 15b repeatedly detects the reflected wave 80 times.
  • a detection result of the reflected wave intensity distribution in the Z direction is output 80 times from one detection element 15b.
  • the intensity distribution of 80 reflected waves output from one detection element 15b is summed.
  • the combined intensity distribution becomes the intensity distribution at the coordinates at which one detection element 15b is provided in one search.
  • FIG. 11 graphically shows the three-dimensional intensity distribution.
  • a portion with high brightness is a portion with high reflected wave intensity of ultrasonic waves.
  • Three-dimensional intensity distribution data is used for the inspection.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a detection system according to an embodiment.
  • the detection system 1 a comprises a detection device 10 and a processing device 90 .
  • the detection device 10 has a shape that can be held by a person's hand.
  • An inspector holding the detection device 10 brings the second propagation member 12 at the tip of the detection device 10 into contact with the welded portion 53 to inspect the welded portion 53 .
  • the inspector presses the second propagation member 12 against the joined body 50 so that the second propagation member 12 deforms following the shape of the welded portion 53 .
  • the inspector presses the second propagation member 12 against the joined body 50 until the first contact surface C1 of the fixture 13 contacts the joined body 50 .
  • the inspector performs the probe.
  • the processing device 90 controls the element array 15a. In probing, an electrical signal is transmitted from the processing unit 90 to each detector element 15b, and an ultrasonic wave is transmitted from each detector element 15b. Each detection element 15b outputs an electric signal in response to detection of the reflected wave. The magnitude of the electrical signal corresponds to the intensity of the reflected wave. Each detection element 15b transmits intensity data indicating the intensity of the detected reflected wave to the processing device 90 . The processing device 90 executes various processes based on the intensity data.
  • FIG. 13 is a schematic diagram representing another detection system according to an embodiment.
  • the detection system 1b shown in FIG. 13 includes a robot 20 and a processing device 90.
  • Robot 20 includes manipulator 21 and controller 22 .
  • the manipulator 21 is of a vertical articulated type.
  • the manipulator 21 may be of a horizontal articulated type or a parallel link type.
  • a control device 22 controls the operation of the manipulator 21 .
  • the control device 22 is a so-called robot controller.
  • the tip of the manipulator 21 is provided with the detection device 10 and the imaging device 25 .
  • the imaging device 25 takes an image of the welded member and obtains an image.
  • the processing device 90 extracts welding traces from the obtained image and detects the position of the welded portion 53 .
  • the control device 22 operates the manipulator 21 so that the tip of the detection device 10 contacts the welded portion 53 .
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining an inspection method using the detection device according to the embodiment.
  • the detection result (strength data) of the reflected wave obtained by the detection system 1a or 1b shown in FIG. 12 or 13 can be applied to the inspection of the weld 53.
  • the processing device 90 may use the intensity data to perform the following processes.
  • part of the ultrasonic wave US is reflected by the upper surface 51 a of the metal member 51 or the upper surface 53 a of the welded portion 53 .
  • Another portion of the ultrasonic waves US enters the joined body 50 and is reflected by the lower surface 51 b of the metal member 51 or the lower surface 53 b of the welded portion 53 .
  • the positions in the Z direction of the upper surface 51a, the lower surface 51b, the upper surface 53a, and the lower surface 53b are different from each other. That is, the distances in the Z direction between these surfaces and the detection element 15b are different from each other.
  • the detection element 15b detects the reflected waves from these surfaces, the intensity peaks of the reflected waves are detected.
  • the time from when the ultrasonic waves US are transmitted until each peak is detected it is possible to check which surface the ultrasonic waves US are reflected from.
  • FIGS. 14(b) and 14(c) are graphs illustrating the relationship between the time after the ultrasonic wave US is transmitted and the intensity of the reflected wave RW.
  • the intensity of the reflected wave RW is expressed as an absolute value.
  • the graph of FIG. 14B illustrates detection results of reflected waves RW from the upper surface 51 a and the lower surface 51 b of the metal member 51 .
  • the graph of FIG. 14(c) illustrates detection results of the reflected waves RW from the upper surface 53a and the lower surface 53b of the welded portion 53. As shown in FIG.
  • the peak Pe10 is based on the reflected wave RW from the interface between the first propagation member 11 and the second propagation member 12.
  • the peak Pe11 is based on the reflected wave RW from the upper surface 51a.
  • the peak Pe12 is based on the reflected wave RW from the lower surface 51b.
  • the time from the transmission of the ultrasonic wave US to the detection of the peak Pe11 and the peak Pe12 respectively correspond to the positions of the upper surface 51a and the lower surface 51b of the metal member 51 in the Z direction.
  • the peak Pe13 is based on the reflected wave RW from the upper surface 53a.
  • the peak Pe14 is based on the reflected wave RW from the lower surface 53b.
  • the time from the transmission of the ultrasonic wave US to the detection of the peak Pe13 and the peak Pe14 respectively correspond to the positions of the upper surface 53a and the lower surface 53b of the welded portion 53 in the Z direction.
  • the processing device 90 determines whether a peak Pe12 exists in the reflected wave intensity distribution in the Z direction at each point in the first plane.
  • the first plane is parallel to the X direction and the Y direction.
  • the processing device 90 detects peaks in a predetermined range in the Z direction where the peak Pe12 can be detected.
  • the predetermined range is preset according to the length of the first propagation member 11 in the Z direction, the distance between the first propagation member 11 and the metal member 51, and the like.
  • Processing unit 90 compares the intensity of the peak with a predetermined threshold. When the peak exceeds the threshold, the processor 90 determines that the peak is peak Pe12.
  • the presence of peak Pe12 indicates that lower surface 51b exists at the peak position and metal members 51 and 52 are not joined.
  • the processing device 90 determines that the point where the peak Pe12 is detected is not joined.
  • the processing device 90 sequentially determines whether each point in the first plane is joined.
  • a set of points determined to be joined corresponds to the welded portion 53 .
  • the inspection checks to see if welds 53 are formed. In the inspection, the diameter of the welded portion 53, whether the diameter is sufficient, and the like are examined.
  • the intensity of the reflected wave may be expressed in any manner.
  • the reflected wave intensity output from the detection element 15b includes a positive value and a negative value depending on the phase.
  • Various processing may be performed based on the reflected wave intensity, which includes positive and negative values. Reflected wave intensities, including positive and negative values, may be converted to absolute values. The average value of the reflected wave intensity may be subtracted from the reflected wave intensity at each time. Alternatively, a weighted average value of the reflected wave intensity, a weighted moving average value, or the like may be subtracted from the reflected wave intensity at each time.
  • Various processes described in the present application can be executed even when the result of adding these processes to the reflected wave intensity is used.
  • the processing device 90 may determine the health of the detection device 10 . Specifically, the processing device 90 appropriately determines whether the reflected wave is properly detected. When the fixing of the second propagation member 12 by the fixture 13 is inappropriate, or when there is a flaw or foreign matter on the surface (second surface S2) of the second propagation member 12, reflected waves are not properly detected. . Improper detection of reflected waves can lead to erroneous inspection results.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing part of the detection device according to the embodiment.
  • the foreign matter F is, for example, fine metal particles.
  • the ultrasonic waves US are scattered by the foreign matter F on the surface of the second propagation member 12 .
  • the reflected wave RW traveling toward the element array 15a decreases, and the intensity of the reflected wave detected by the element array 15a decreases.
  • the flaw also scatters the ultrasonic waves US.
  • the processing device 90 determines whether the surface of the second propagation member 12 is abnormal.
  • FIG. 16 is a flow chart showing a soundness determination method.
  • the detection device 10 performs a search (step St1). By probing, a plurality of first intensity data are obtained by the plurality of detector elements 15b respectively. Probing may be performed on an object to be inspected, or may be performed on a sample (test piece) for judging soundness.
  • a processor 90 receives a plurality of first intensity data.
  • the processing device 90 uses at least part of the plurality of first intensity data to generate second intensity data (step St2).
  • the second intensity data is the sum of at least a portion of the plurality of intensity data.
  • the second intensity data may be an average or weighted average of at least a portion of the plurality of intensity data.
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the second intensity data.
  • the horizontal axis represents the elapsed time after transmitting the ultrasonic waves. Elapsed time corresponds to position in the Z direction.
  • the vertical axis represents the intensity of the reflected wave at each time. In FIG. 17, the intensity is expressed as an absolute value.
  • every time one detection element 15b shown in FIG. 10 transmits ultrasonic waves US 80 detection elements 15b detect reflected waves RW.
  • a total of 6400 detection results (first intensity data) are obtained.
  • the processing device 90 sums the intensity distribution in the Z direction of the 6400 first intensity data. Thereby, the second intensity data is generated.
  • the processing device 90 detects the intensity of part of the reflected wave in the second intensity data (step St3). For example, as shown in FIG. 17, a range Ra in which the reflected wave from the second surface S2 can be detected is preset in the Z direction. The processing device 90 compares the intensity of the reflected wave in the range Ra with a preset threshold (step St4). When the intensity is equal to or greater than the threshold, the processing device 90 determines that the second propagation member 12 is normal. When the intensity is less than the threshold, the processing device 90 determines that the second propagation member 12 is abnormal.
  • the processing device 90 detects the peak Pe with the highest intensity within the range Ra, as shown in FIG.
  • the processing device 90 compares the intensity of the peak Pe with the threshold Th.
  • the processing device 90 determines that the second propagation member 12 is normal.
  • the processing device 90 determines that the second propagation member 12 is abnormal.
  • the processing device 90 may compare the integrated value or average value of the intensity in the range Ra with the threshold value Th to determine the state of the second propagation member 12 .
  • the processing device 90 transmits the first information (step St5).
  • the first information indicates that the second propagation member 12 is abnormal.
  • the inspector can be prompted to replace the second propagation member 12 or inspect the detection device 10 .
  • the processing device 90 ends the determination.
  • the processing device 90 may transmit information indicating that the second propagation member 12 is normal.
  • the second intensity data may be generated using only a portion of the plurality of first intensity data. For example, when the foreign matter F mainly adheres to the outer peripheral portion of the second surface S2, the second intensity data is generated using the first intensity data from the detection elements 15b located at the outer peripheral portion in the element array 15a. Also good.
  • the range Ra is set based on the length of the first propagation member 11 in the Z direction and the distance between the first propagation member 11 and the joined body 50 .
  • the threshold Th is set based on the intensity of the reflected wave from the second surface S2 when the second propagation member 12 is normal and the variation in the detection result of the reflected wave intensity. As shown in FIG. 9, by determining the distance D between the first propagation member 11 and the object O, the peak of the reflected wave from the second surface S2 is likely to appear in the range Ra. This can improve the accuracy of soundness determination.
  • the detection system 1a or 1b may perform a health determination after the second propagation member 12 has been replaced and before probing. This makes it possible to check whether the replaced second propagation member 12 is abnormal.
  • the processing device 90 may determine the soundness when a predetermined time comes, when a predetermined period of time has elapsed since the last determination, or when exploration is performed.
  • the second propagation member 12 may be replaced automatically. Each unit for automatically exchanging the second propagation member 12 will be described below.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing each unit for exchanging the second propagation member 12.
  • the detection system 1a or 1b includes a release unit 31, an extrusion unit 32 and a transport unit 33 represented in FIG.
  • the release unit 31 includes a bar 31a, a drive section 31x, and a drive section 31y.
  • the bar 31a is a member extending in a direction crossing the Z direction.
  • the drive unit 31x moves the bar 31a in the X direction.
  • the driving section 31y moves the bar 31a and the driving section 31x in the Y direction along the guide 31g.
  • the bar 31a is hung on the plate member 13a to deform the plate member 13a. As a result, the fixation of the second propagation member 12 by the fixture 13 is released.
  • the specific shape of the bar 31a is arbitrary as long as it extends in one direction. For example, the tip of the bar 31a may be curved and hooked.
  • the extrusion unit 32 includes a bar 32a, an extrusion section 32b, a drive section 32x, and a drive section 32z.
  • the bar 32a is a member extending in a direction crossing the Z direction.
  • the extruding portion 32b is attached to the tip of the bar 32a via the driving portion 32z.
  • the drive section 32z moves the extrusion section 32b in the Z direction.
  • the driving section 32x moves the bar 32a in the X direction.
  • the extrusion part 32b moves in the Z direction while the extrusion part 32b is positioned below the second propagation member 12 placed on the second end E2.
  • the extruding portion 32 b contacts the second propagation member 12 .
  • the second propagating member 12 is pushed out by the pushing portion 32b and rises from the second end E2. This allows the second propagation member 12 to be removed from the second end E2.
  • the transport unit 33 includes a holding section 33a, a driving section 33x, and a driving section 33z.
  • the holding portion 33a extends in a direction crossing the Z direction.
  • the tip of the holding portion 33 a has a structure capable of holding the second propagation member 12 .
  • a claw is provided at the tip of the holding portion 33a.
  • the holding part 33a holds the second propagation member 12 by hooking the second propagation member 12 on a claw.
  • An intake port may be provided at the tip of the holding portion 33a, and the second propagation member 12 may be held by vacuum suction.
  • the driving section 33x moves the holding section 33a in the X direction.
  • the driving portion 33z moves the driving portion 33x and the holding portion 33a in the Z direction.
  • the transport unit 33 holds and transports the second propagation member 12 .
  • the transport unit 33 transports one new second propagation member 12 from the placement place where the new second propagation member 12 is placed to the second end E2.
  • the drive units 31x, 32x, and 33x include air cylinders.
  • Drives 31y, 32z, and 33z include motors.
  • the releasing unit 31, the pushing unit 32, and the conveying unit 33 may be configured as one replacement device 30.
  • the releasing unit 31, the pushing unit 32, and the conveying unit 33 may be provided independently and separately.
  • the moving directions of the bar 31a, the bar 32a, and the holding portion 33a may be different from each other.
  • FIGS. 19(a) to 19(d) and FIGS. 20(a) to 20(d) are schematic diagrams showing the operation of each unit for exchanging the second propagation member.
  • the bar 31a of the release unit 31 is inserted between the first propagation member 11 and the plate member 13a.
  • the release unit 31 moves the bar 31a away from the first propagation member 11.
  • the plate member 13a is deformed and the fixation of the second propagation member 12 is released.
  • the second propagation member 12 moves away from the first propagation member 11 .
  • the extrusion unit 32 positions the tip of the extrusion part 32b below the second end E2 and raises it. Thereby, as shown in FIG. 19(c), the second propagating member 12 is pushed out from the second end E2.
  • the transport unit 33 sandwiches the second portion 12b with the holding portion 33a and holds the pushed-out second propagation member 12.
  • the extrusion amount of the second propagation member 12 by the extrusion unit 32 is larger than the example shown in FIG. 19B. Small is fine. This is because the second propagation member 12 can be removed from the second end E2 by sliding the second propagation member 12 along the direction in which the opening OP extends.
  • the transport unit 33 transports the held second propagation member 12 to another location. As shown in FIG. 20(b), the transport unit 33 transports another new second propagation member 12 onto the second end E2. A new second propagation member 12 is placed on top of the extrusion 32b. As shown in FIG. 20(c), the extrusion unit 32 lowers the extrusion portion 32b and places the second propagation member 12 on the second end E2. As shown in FIG. 20(d), the release unit 31 brings the bar 31a closer to the first propagation member 11 to release the deformation of the plate member 13a. By the above operation, the second propagation member 12 is replaced.
  • the processing device 90 controls the operations of the release unit 31, the extrusion unit 32, and the transport unit 33. For example, when the second propagation member 12 is determined to be abnormal, the processing device 90 causes each unit to replace the second propagation member 12 . This makes it possible to obtain a more appropriate reflected wave detection result.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the hardware configuration.
  • a computer 90a shown in FIG. 21 can be used.
  • the computer 90 a includes a CPU 91 , ROM 92 , RAM 93 , storage device 94 , input interface 95 , output interface 96 and communication interface 97 .
  • the ROM 92 stores programs that control the operation of the computer 90a.
  • the ROM 92 stores programs necessary for the computer 90a to implement the above-described processes.
  • the RAM 93 functions as a storage area in which programs stored in the ROM 92 are developed.
  • the CPU 91 includes a processing circuit.
  • the CPU 91 executes programs stored in at least one of the ROM 92 and the storage device 94 using the RAM 93 as a work memory. During program execution, the CPU 91 controls each component via the system bus 98 and executes various processes.
  • the storage device 94 stores data necessary for program execution and data obtained by program execution.
  • An input interface (I/F) 95 connects the processing device 90 and an input device 95a.
  • the input I/F 95 is, for example, a serial bus interface such as USB.
  • CPU91 can read various data from the input device 95a via input I/F95.
  • An output interface (I/F) 96 connects the processing device 90 and an output device 96a.
  • the output I/F 96 is, for example, a video output interface such as Digital Visual Interface (DVI) or High-Definition Multimedia Interface (HDMI (registered trademark)).
  • the CPU 91 can transmit data to the output device 96a via the output I/F 96 and display an image on the output device 96a.
  • DVI Digital Visual Interface
  • HDMI High-Definition Multimedia Interface
  • a communication interface (I/F) 97 connects a server 97 a outside the processing device 90 and the processing device 90 .
  • Communication I/F 97 is, for example, a network card such as a LAN card.
  • the CPU 91 can read various data from the server 97 a via the communication I/F 97 .
  • the storage device 94 includes one or more selected from Hard Disk Drive (HDD) and Solid State Drive (SSD).
  • the input device 95a includes one or more selected from a mouse, keyboard, microphone (voice input), and touch pad.
  • Output device 96a includes one or more selected from a monitor and a projector. A device having both the functions of the input device 95a and the output device 96a, such as a touch panel, may be used.
  • the various data processing described above can be performed by using magnetic disks (flexible disks, hard disks, etc.), optical disks (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD ⁇ R) as programs that can be executed by a computer. , DVD ⁇ RW, etc.), semiconductor memory, or other non-transitory computer-readable storage medium.
  • magnetic disks flexible disks, hard disks, etc.
  • optical disks CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD ⁇ R
  • semiconductor memory or other non-transitory computer-readable storage medium.
  • information recorded on a recording medium can be read by a computer (or embedded system). Any recording format (storage format) can be used in the recording medium.
  • a computer reads a program from a recording medium and causes a CPU to execute instructions written in the program based on the program. Acquisition (or reading) of a program in a computer may be performed through a network.
  • the couplant liquid can be made unnecessary, and the second propagation member 12 can be easily replaced.
  • the use of the second propagation member 12 or fixture 13 according to the embodiment eliminates the need for couplant liquid.
  • the second propagation member 12 according to the embodiment is easy to replace. A more appropriate detection result can be obtained by using a program that causes the computer to replace the second propagation member 12 .

Abstract

 実施形態に係る検出装置（１０）は、検出器（１５）と、第１伝搬部材（１１）と、第２伝搬部材（１２）と、固定具（１３）と、を備える。前記検出器（１５）は、超音波を送信及び検出する複数の検出素子を含む。前記第１伝搬部材（１１）は、前記検出器（１５）に取り付けられ、前記超音波が伝搬する。前記第２伝搬部材（１２）は、前記超音波が伝搬し、前記第１伝搬部材（１１）よりも軟らかい。前記固定具（１３）は、前記第２伝搬部材（１２）を前記第１伝搬部材（１１）に対して着脱可能に固定する。

Description

検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体
　本発明の実施形態は、検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体に関する。
　対象に超音波を送信し、反射波を検出する検出装置がある。カプラント液が不要な検出装置の開発が望まれている。
特開２００７－２７８８０９号公報
　本発明が解決しようとする課題は、カプラント液が不要な、検出装置、検出システム、伝搬部材、固定具、プログラム、及び記憶媒体を提供することである。
　実施形態に係る検出装置は、検出器と、第１伝搬部材と、第２伝搬部材と、固定具と、を備える。前記検出器は、超音波を送信及び検出する複数の検出素子を含む。前記第１伝搬部材は、前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する。前記第２伝搬部材は、前記超音波が伝搬し、前記第１伝搬部材よりも軟らかい。前記固定具は、前記第２伝搬部材を前記第１伝搬部材に対して着脱可能に固定する。
実施形態に係る検出装置を表す斜視図及び正面図である。 第２伝搬部材を表す斜視図及び底面図である。 第２伝搬部材を表す側面図である。 実施形態に係る検出装置の一部を表す底面図及び側面図である。 実施形態に係る検出装置を表す側面図である。 実施形態に係る検出装置の一部を表す底面図及び側面図である。 実施形態に係る検出装置を表す側面図及び斜視図である。 別の固定具を模式的に表す側面図である。 実施形態に係る検出装置の先端を表す側面図である。 実施形態に係る検出装置の先端を表す斜視図である。 探査により得られた３次元の検出結果を例示する模式図である。 実施形態に係る検出システムを表す模式図である。 実施形態に係る別の検出システムを表す模式図である。 実施形態に係る検出装置を用いた検査方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る検出装置の一部を表す模式図である。 健全性の判定方法を表すフローチャートである。 第２強度データを例示する模式図である。 第２伝搬部材を交換するための各ユニットを表す模式図である。 第２伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。 第２伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。 ハードウェア構成を表す模式図である。
　以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
　本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　図１は、実施形態に係る検出装置を表す斜視図である。
　実施形態に係る検出装置１０は、図１に表したように、第１伝搬部材１１、第２伝搬部材１２、固定具１３、及び検出器１５を含む。
　検出器１５は、素子アレイ１５ａを含む。素子アレイ１５ａは、複数の検出素子を含む。それぞれの検出素子は、超音波を送信する。それぞれの検出素子は、超音波の反射波を検出する。ここでは、検出器１５による超音波の送信及び反射波の検出を、探査（プロービング）と呼ぶ。素子アレイ１５ａの側方は、検出器１５の筐体１５ｈに囲まれる。側方は、超音波の送信方向と交差する方向である。
　第１伝搬部材１１は、検出器１５（筐体１５ｈ）に取り付けられる。第１伝搬部材１１は、超音波が伝搬可能である。例えば、第１伝搬部材１１は、検出器１５に接触する。又は、第１伝搬部材１１と検出器１５との間に、別の超音波が伝搬可能な部材が設けられても良い。
　第２伝搬部材１２は、固定具１３によって、第１伝搬部材１１に取り付けられる。第１伝搬部材１１は、検出器１５と第２伝搬部材１２との間に位置する。第２伝搬部材１２は、超音波が伝搬可能である。第１伝搬部材１１を伝搬した超音波は、第２伝搬部材１２を伝搬し、検出装置１０の外部に出射される。
　第１伝搬部材１１は、固体である。第１伝搬部材１１は、検出装置１０の動作時にも実質的な変改が生じないように、十分な硬さを有する。これにより、素子アレイ１５ａの損傷を抑制できる。第２伝搬部材１２は、ゲル状であり、液体では無い。第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１よりも軟らかい。すなわち、第２伝搬部材１２の硬さは、第１伝搬部材１１の硬さよりも小さい。このため、第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１に比べて、容易に変形する。第１伝搬部材１１は、検出装置１０の動作時に、検査の対象の表面形状に応じて変形できるように、十分な軟らかさを有する。
　固定具１３は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に接触した状態で、第２伝搬部材１２を固定する。固定具１３は、第２伝搬部材１２を、第１伝搬部材１１に対して着脱可能に固定する。
　図１の例では、固定具１３は、板部材１３ａ及び締結具１３ｂを含む。板部材１３ａは、第１端部Ｅ１及び第２端部Ｅ２を含む。第１端部Ｅ１は、締結具１３ｂによって、筐体１５ｈに締結され、固定されている。締結具１３ｂは、例えばねじである。板部材１３ａは、筐体１５ｈから第２伝搬部材１２に向かう方向に沿って延びている。第１端部Ｅ１とは反対側の第２端部Ｅ２は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１との間に位置するように屈曲している。第２伝搬部材１２の一部は、第２端部Ｅ２と第１伝搬部材１１とによって挟み込まれる。
　板部材１３ａは、弾性を有する板ばねであっても良い。板部材１３ａには、第２伝搬部材１２を第１伝搬部材１１に向けて押さえ付ける方向に、弾性力が生じる。板部材１３ａに代えて、硬鋼線などの線状の部材によって第２伝搬部材１２が押さえ付けられても良い。一端を筐体１５ｈに対して固定でき、他端が第１伝搬部材１１に向けて第２伝搬部材１２を押圧できる押圧部材を備えていれば、固定具１３の具体的な構造は適宜変更可能である。
　例えば、第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２は、樹脂を含む。具体的な一例として、第１伝搬部材１１は、アクリルを含む。第２伝搬部材１２は、セグメント化ポリウレタンを含む。
　例えば、検出装置１０は、接合体へ超音波を送信し、その反射波を検出する。接合に用いられる一般的な鋼板の音響インピーダンスは、４．５×１０７（Ｐａ・ｓ／ｍ）程度である。検出装置１０と接合体との間で超音波が十分に伝搬するように、第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２のそれぞれの音響インピーダンスは、１．０×１０５（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも大きく、１．０×１０８（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも小さいことが好ましい。音響インピーダンスは、ＪＩＳ　Ａ１４０５－１（ＩＳＯ　１０５３４－１）に従って測定できる。音響インピーダンスは、ＪＩＳ　Ａ　１４０９（ＩＳＯ　３５４）に従って測定されても良い。
　第１伝搬部材１１の変形を抑制するために、第１伝搬部材１１のロックウェル硬さ（Ｍスケール）は、８０よりも大きく１１０未満であることが好ましい。ロックウェル硬さは、ＪＩＳ　Ｚ　２２４５（ＩＳＯ　２０３９－２）に従って測定できる。対象の表面形状に応じて容易に変形できるように、アスカーゴム硬度計Ｆ型によって測定される第２伝搬部材１２の硬さは、４０よりも大きく６０未満であることが好ましい。
　ここでは、第１伝搬部材１１から第２伝搬部材１２に向かう方向を、Ｚ方向（第１方向）とする。Ｚ方向と交差する一方向を、Ｘ方向（第２方向）とする。Ｚ－Ｘ面と交差する一方向を、Ｙ方向（第３方向）とする。例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、相互に直交する。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第２伝搬部材を表す斜視図及び底面図である。
　図２（ａ）及び図２（ｂ）に表したように、第２伝搬部材１２は、第１部分１２ａ及び第２部分１２ｂを含む。
　第１部分１２ａは、第２伝搬部材１２の外周に位置し、固定具１３によって押さえられる。第２部分１２ｂは、第１部分１２ａに囲まれている。第１部分１２ａは、Ｘ－Ｙ面に沿って、第２部分１２ｂの周りに位置する。例えば、第２部分１２ｂは、第２伝搬部材１２の中央に位置する。
　第２部分１２ｂは、Ｚ方向に向けて第１部分１２ａよりも突出している。例えば図２（ａ）に表したように、第２部分１２ｂの厚さＴ２は、第１部分１２ａの厚さＴ１よりも大きい。厚さは、Ｚ方向における長さに対応する。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２伝搬部材を表す側面図である。
　第２伝搬部材１２の具体的な構造の一例を説明する。図３（ａ）に表したように、第１部分１２ａ及び第２部分１２ｂは、Ｚ方向と交差する第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２をそれぞれ有する。第１部分１２ａ及び第２部分１２ｂは、Ｚ方向と交差する共通の第３面Ｓ３を有する。第３面Ｓ３は、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２の反対側に位置する。例えば、第１面Ｓ１、第２面Ｓ２、及び第３面Ｓ３は、互いに平行である。第１面Ｓ１のＺ方向における位置は、第２面Ｓ２のＺ方向における位置と、第３面Ｓ３のＺ方向における位置と、の間にある。
　別の一例として、図３（ｂ）に表したように、第１部分１２ａ及び第２部分１２ｂは、Ｚ方向と交差する第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４をそれぞれ有しても良い。第３面Ｓ３は、第１面Ｓ１の反対側に位置する。第４面Ｓ４は、第２面Ｓ２の反対側に位置する。例えば、第１面Ｓ１、第２面Ｓ２、第３面Ｓ３、及び第４面Ｓ４は、互いに平行である。第１面Ｓ１のＺ方向における位置及び第４面Ｓ４のＺ方向における位置は、第２面Ｓ２のＺ方向における位置と、第３面Ｓ３のＺ方向における位置と、の間にある。
　図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る検出装置の一部を表す底面図及び側面図である。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る検出装置を表す側面図である。
　図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、第１部分１２ａは、固定具１３によって、第１伝搬部材１１に向けて押さえ付けられる。これにより、第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との間に隙間が無いように、第１伝搬部材１１に密着する。例えば、第１部分１２ａは変形し、その厚みが小さくなる。
　板部材１３ａの第２端部Ｅ２には、開口ＯＰが形成されている。図４（ａ）及び図４（ｂ）の例では、開口ＯＰは、第２端部Ｅ２の厚さ方向において第２端部Ｅ２を貫通する孔である。第２端部Ｅ２の厚さ方向は、第２端部Ｅ２が第２伝搬部材１２を押さえ付けているとき、Ｚ方向に平行である。
　固定具１３は、第２部分１２ｂが第１部分１２ａ及び第２端部Ｅ２よりもＺ方向に向けて突出するように、第２伝搬部材１２を固定する。具体的には、第２伝搬部材１２の第２部分１２ｂは、開口ＯＰに挿入される。これにより、第１部分１２ａが固定具１３に押さえ付けられたとき、第２部分１２ｂは、図４（ｂ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）に表したように、固定具１３の第２端部Ｅ２よりもＺ方向に向けて突出する。すなわち、図４（ｂ）に表したように、第２端部Ｅ２のＺ方向における位置は、第２面Ｓ２のＺ方向における位置と、第３面Ｓ３のＺ方向における位置と、の間にある。
　第２部分１２ｂが第１部分１２ａよりも突出することで、固定具１３の第２端部Ｅ２から突出した第２部分１２ｂの体積を大きくできる。すなわち、対象の表面形状に倣って変形する第２部分１２ｂの体積を大きくできる。これにより、第１伝搬部材１１と対象との間が第２伝搬部材１２で満たされ易くなる。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る検出装置の一部を表す底面図である。
　図６（ａ）に表したように、開口ＯＰは、スリット状に一方向に延びていても良い。図６（ｂ）に表したように、板部材１３ａは、複数の線材Ｗによって構成されても良い。線材Ｗが設けられていない位置に、開口ＯＰが形成される。
　図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る検出装置を表す側面図及び斜視図である。
　固定具１３は、第２伝搬部材１２を、第１伝搬部材１１に対して着脱可能に固定する。すなわち、固定具１３を用いることで、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定された状態と、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定されていない状態と、を切り替え可能である。
　例えば図７（ａ）及び図７（ｂ）に表したように、締結具１３ｂを緩めることで、板部材１３ａを筐体１５ｈから取り外すことができる。板部材１３ａが筐体１５ｈから取り外されると、第２端部Ｅ２が第１伝搬部材１１から遠ざかる。すなわち、第２端部Ｅ２と第１伝搬部材１１との間の距離が、広がる。これにより、第２端部Ｅ２から第２伝搬部材１２への押さえ付けが無くなる。第２伝搬部材１２が、取り外し可能となる。第２伝搬部材１２を取り外し、新しい別の第２伝搬部材１２を取り付けることができる。
　又は、板部材１３ａは、板ばねであっても良い。この場合、板部材１３ａを変形させることで、第２端部Ｅ２を第１伝搬部材１１から遠ざけても良い。第２端部Ｅ２から第２伝搬部材１２への押さえ付けが無くなり、第２伝搬部材１２が取り外し可能となる。
　図８（ａ）～図８（ｄ）は、別の固定具を模式的に表す側面図である。
　図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定された状態を表す。図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定されていない状態を表す。図８（ｂ）及び図８（ｄ）は、それぞれ、図８（ａ）及び図８（ｃ）の視点と反対方向の視点から固定具１３を見たときの様子を表す。
　図８（ａ）～図８（ｄ）に表したように、板部材１３ａに、スリットＳが設けられても良い。スリットＳは、Ｚ方向に沿って延びている。締結具１３ｂを緩めると、板部材１３ａは、スリットＳが延びる方向に沿ってスライド可能となる。板部材１３ａがスライドすると、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に表したように、板部材１３ａの第２端部Ｅ２が、第１伝搬部材１１から遠ざかる。第２端部Ｅ２から第２伝搬部材１２への押さえ付けが無くなり、第２伝搬部材１２が取り外し可能となる。
　実施形態の利点を説明する。
　超音波を用いて検査する場合、検出装置と対象との間には、空気が存在しないことが好ましい。これにより、超音波の伝搬性が向上し、反射波が検出され易くなる。この結果、例えば、検査の精度が向上する。従来、超音波の伝搬を向上させるために、音響インピーダンスが良好なカプラント液が用いられている。予めカプラント液が塗布された対象に検出装置を当てることで、検出装置と対象との間がカプラント液で満たされる。
　カプラント液を用いる場合、検査後に、カプラント液を拭き取る必要がある。カプラント液が対象に付着したままでは、対象の表面に、変質（例えば錆び）又は劣化等が生じる可能性がある。しかし、カプラント液の拭き取りは、時間を要する。検査時間の短縮のために、カプラント液の塗布及び拭き取りを省略できる技術が求められている。
　この課題について、実施形態に係る検出装置１０は、カプラント液に代えて、第２伝搬部材１２を利用可能である。第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１よりも軟らかく、検出装置１０の動作時に、対象の表面形状に応じて変形可能である。第２伝搬部材１２が変形し、第１伝搬部材１１と対象との間が第２伝搬部材１２で満たされることで、第１伝搬部材１１と対象との間の空気を少なくできる。
　一方で、第２伝搬部材１２は、軟らかいため、傷付き易い。対象に付着した異物（例えば金属粉など）が、第２伝搬部材１２へ刺さり易い。第２伝搬部材１２の表面に、損傷又は異物の付着などの異常が生じると、第２伝搬部材１２と対象との間で超音波が伝搬し難くなる。超音波の検出の精度が低下する。このため、第２伝搬部材１２は、適切なタイミングで交換されることが好ましい。検出装置１０では、第２伝搬部材１２は、固定具１３によって着脱可能に固定される。このため、第２伝搬部材１２を容易に交換できる。
　実施形態によれば、カプラント液が不要であり、第２伝搬部材１２を容易に交換可能な検出装置１０を提供できる。
　図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施形態に係る検出装置の先端を表す側面図である。
　図９（ａ）は、第２伝搬部材１２が対象Ｏに接触する前の様子を表す。図９（ｂ）は、第２伝搬部材１２が対象Ｏに接触した後の様子を表す。図９（ａ）及び図９（ｂ）に表したように、第２伝搬部材１２の第２部分１２ｂは、対象Ｏに接触すると、変形して潰れる。第２部分１２ｂの厚みが、小さくなる。
　第２部分１２ｂは、固定具１３も対象Ｏに接触するように変形する。固定具１３は、第２伝搬部材１２よりも硬く、十分な剛性を有する。このため、固定具１３は、第２伝搬部材１２とは異なり、対象Ｏに接触したときでも実質的に変形しない。既に固定具１３によって押さえられている第１部分１２ａも、第２部分１２ｂに比べて変形し難い。固定具１３が対象Ｏに接触することで、第１伝搬部材１１と対象Ｏとの間の距離Ｄが定まり易くなる。第２伝搬部材１２の変形の程度により距離Ｄがばらつくことを抑制できる。
　固定具１３は、対象Ｏに接触する第１接触面Ｃ１を有する。第１接触面Ｃ１は、Ｚ方向に向いている。例えば、板部材１３ａの第２端部Ｅ２が、第１接触面Ｃ１を含む。この例では、第１接触面Ｃ１は、１つの面で構成されている。第１接触面Ｃ１は、複数の線又は複数の点によって構成されても良い。第１伝搬部材１１は、第２伝搬部材１２と接触する第２接触面Ｃ２を有する。好ましくは、第１接触面Ｃ１は、第２接触面Ｃ２と平行である。例えば、第１接触面Ｃ１及び第２接触面Ｃ２は、後述する複数の検出素子の配列方向であるＸ方向及びＹ方向に平行である。
　第２部分１２ｂが対象Ｏに接触して潰れたとき、固定具１３の第１接触面Ｃ１が対象Ｏに接触する。第１接触面Ｃ１と第２接触面Ｃ２が平行のとき、距離Ｄは、変形した第１部分１２ａの厚さＴ３と、第２端部Ｅ２の厚さＴ４と、によって定まる。例えば、第１接触面Ｃ１が対象Ｏと面接触するまで、検出装置１０を対象Ｏに向けて押し付けることで、距離Ｄを所定の値にセットできる。さらに、Ｘ－Ｙ面内の各点における距離Ｄのばらつきを低減できる。これにより、探査ごとの反射波強度のばらつきを低減し、且つＸ－Ｙ面内の各点における反射波強度のばらつきを低減できる。
　なお、「平行」は、厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含みうる。第１接触面Ｃ１、第２接触面Ｃ２、及び前記配列方向の間には、検出に問題が生じない範囲で、傾きがあっても良い。例えば、第１接触面Ｃ１、第２接触面Ｃ２、及び前記配列方向のいずれか２つの間の角度が、－５度よりも大きく＋５度よりも小さければ、当該２つは、実質的に平行とみなせる。
　以降では、検出器１５の構造、検出装置１０を含む検出システム、超音波を用いた検査、検出装置１０の健全性の判定について、具体的に説明する。
（検出器の構造）
　図１０は、実施形態に係る検出装置の先端を表す斜視図である。
　検出器１５の内部には、図１０に表したように、素子アレイ１５ａが設けられる。素子アレイ１５ａは、複数の検出素子１５ｂを含む。検出素子１５ｂは、例えば、トランスデューサであり、１ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の周波数の超音波を発する。複数の検出素子１５ｂは、Ｘ方向及びＹ方向に沿って配列されている。
　図１０は、接合体５０を検査する様子を表している。接合体５０は、金属部材５１（第１部材）と金属部材５２（第２部材）が、溶接部５３においてスポット溶接されて作製されている。溶接部５３では、金属部材５１の一部と金属部材５２の一部が溶融し、混ざり合って凝固した凝固部５４が形成されている。それぞれの検出素子１５ｂは、接合体５０に向けて超音波ＵＳを送信し、接合体５０からの反射波ＲＷを受信する。
　より具体的な一例として、図１０に表したように、１つの検出素子１５ｂが溶接部５３に向けて超音波ＵＳを送信する。超音波ＵＳの一部は、接合体５０の上面または下面などで反射される。複数の検出素子１５ｂのそれぞれは、この反射波ＲＷを受信（検出）する。それぞれの検出素子１５ｂが順次超音波ＵＳを送信し、それぞれの反射波ＲＷを複数の検出素子１５ｂで検出する。これにより、溶接部５３近傍の状態を示す反射波の検出結果が得られる。
　図１１は、探査により得られた３次元の検出結果を例示する模式図である。
　探査では、上述したように、それぞれの検出素子１５ｂが超音波を順次送信し、それぞれの反射波を複数の検出素子１５ｂで検出する。図１０に表した具体例では、１０×８の８０個の検出素子１５ｂが設けられている。この場合、８０個の検出素子１５ｂが超音波を順次送信する。１つの検出素子１５ｂは、反射波を８０回繰り返し検出する。１つの検出素子１５ｂからは、Ｚ方向の反射波強度分布の検出結果が、８０回出力される。１つの検出素子１５ｂから出力された８０回の反射波の強度分布は、合算される。合算された強度分布が、１回の探査において、１つの検出素子１５ｂが設けられた座標における強度分布となる。８０個の検出素子１５ｂのそれぞれによる検出結果について、同様の処理が実行される。これにより、Ｘ－Ｙ面内の各点において、Ｚ方向における反射波の強度分布が生成される。図１１は、その３次元の強度分布を画像で示す。図１１において、輝度が高い部分は、超音波の反射波強度が大きい部分である。検査には、３次元の強度分布のデータが用いられる。
（検出システム）
　図１２は、実施形態に係る検出システムを表す模式図である。
　検出システム１ａは、検出装置１０及び処理装置９０を備える。検出システム１ａでは、検出装置１０は、人が手で把持できる形状を有する。検出装置１０を把持した検査者は、検出装置１０先端の第２伝搬部材１２を溶接部５３に接触させ、溶接部５３を検査する。このとき、第２伝搬部材１２が溶接部５３の形状に倣って変形するように、検査者は、第２伝搬部材１２を接合体５０へ押し付ける。例えば、検査者は、固定具１３の第１接触面Ｃ１が接合体５０に接触するまで、第２伝搬部材１２を接合体５０へ押し付ける。検出装置１０が溶接部５３に接触した状態で、検査者は、探査を実行する。
　処理装置９０は、素子アレイ１５ａを制御する。探査では、処理装置９０からそれぞれの検出素子１５ｂへ電気信号が送信され、それぞれの検出素子１５ｂから超音波が送信される。それぞれの検出素子１５ｂは、反射波の検出に応じて電気信号を出力する。電気信号の大きさは、反射波の強度に対応する。それぞれの検出素子１５ｂは、検出した反射波の強度を示す強度データを処理装置９０へ送信する。処理装置９０は、強度データに基づいて、各種処理を実行する。
　図１３は、実施形態に係る別の検出システムを表す模式図である。
　図１３に表した検出システム１ｂは、ロボット２０及び処理装置９０を含む。ロボット２０は、マニピュレータ２１及び制御装置２２を含む。
　図１３に表した例では、マニピュレータ２１は、垂直多関節型である。マニピュレータ２１は、水平多関節型又はパラレルリンク型であっても良い。制御装置２２は、マニピュレータ２１の動作を制御する。制御装置２２は、いわゆるロボットコントローラである。
　図１３に表したように、マニピュレータ２１の先端には、検出装置１０及び撮像装置２５が設けられる。撮像装置２５は、溶接された部材を撮影し、画像を取得する。処理装置９０は、得られた画像から溶接痕を抽出し、溶接部５３の位置を検出する。制御装置２２は、検出装置１０の先端が溶接部５３と接触するように、マニピュレータ２１を動作させる。
（検査）
　図１４は、実施形態に係る検出装置を用いた検査方法を説明するための模式図である。
　図１２又は図１３に表した検出システム１ａ又は１ｂによって得られた反射波の検出結果（強度データ）は、溶接部５３の検査に適用できる。処理装置９０は、強度データを用いて、以下の処理を実行しても良い。
　図１４（ａ）に表したように、超音波ＵＳの一部は、金属部材５１の上面５１ａまたは溶接部５３の上面５３ａで反射される。超音波ＵＳの別の一部は、接合体５０に入射し、金属部材５１の下面５１ｂまたは溶接部５３の下面５３ｂで反射する。
　上面５１ａ、下面５１ｂ、上面５３ａ、及び下面５３ｂのＺ方向における位置は、互いに異なる。すなわち、これらの面と検出素子１５ｂとの間のＺ方向における距離が、互いに異なる。検出素子１５ｂが、これらの面からの反射波を検出すると、反射波の強度のピークが検出される。超音波ＵＳを送信した後、各ピークが検出されるまでの時間を算出することで、どの面で超音波ＵＳが反射されているか調べることができる。
　図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）は、超音波ＵＳを送信した後の時間と、反射波ＲＷの強度と、の関係を例示するグラフである。ここでは、反射波ＲＷの強度を絶対値で表している。図１４（ｂ）のグラフは、金属部材５１の上面５１ａ及び下面５１ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。図１４（ｃ）のグラフは、溶接部５３の上面５３ａ及び下面５３ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。
　図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）のグラフにおいて、ピークＰｅ１０は、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との境界面からの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１１は、上面５１ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１２は、下面５１ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１１及びピークＰｅ１２が検出されるまでの時間は、それぞれ、金属部材５１の上面５１ａ及び下面５１ｂのＺ方向における位置に対応する。
　同様に、ピークＰｅ１３は、上面５３ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１４は、下面５３ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１３及びピークＰｅ１４が検出されるまでの時間は、それぞれ、溶接部５３の上面５３ａ及び下面５３ｂのＺ方向における位置に対応する。
　処理装置９０は、第１面内の各点におけるＺ方向の反射波強度分布において、ピークＰｅ１２が存在するか判定する。第１面は、Ｘ方向及びＹ方向に平行である。具体的な一例として、処理装置９０は、ピークＰｅ１２が検出されうるＺ方向の所定範囲におけるピークを検出する。所定範囲は、第１伝搬部材１１のＺ方向における長さ、第１伝搬部材１１と金属部材５１との間の距離などに応じて、予め設定される。処理装置９０は、ピークの強度を、所定の閾値と比較する。ピークが閾値を超えているとき、処理装置９０は、そのピークがピークＰｅ１２であると判定する。ピークＰｅ１２の存在は、そのピークの位置において下面５１ｂが存在し、金属部材５１と５２が接合されていないことを示す。処理装置９０は、ピークＰｅ１２が検出された点を、接合されていないと判定する。処理装置９０は、第１面内の各点が接合されているか、順次判定する。接合されていると判定された点の集合が、溶接部５３に対応する。例えば、検査では、溶接部５３が形成されているかを調べる。検査では、溶接部５３の径、径が十分かどうか、などを調べる。
　反射波の強度は、任意の態様で表現されて良い。例えば、検出素子１５ｂから出力される反射波強度は、位相に応じて、正の値及び負の値を含む。正の値及び負の値を含む反射波強度に基づいて、各種処理が実行されても良い。正の値及び負の値を含む反射波強度を、絶対値に変換しても良い。各時刻における反射波強度から、反射波強度の平均値を減じても良い。又は、各時刻における反射波強度から、反射波強度の加重平均値、重み付き移動平均値などを減じても良い。反射波強度にこれらの処理を加えた結果を用いた場合でも、本願で説明する各種処理を実行可能である。
（健全性の判定）
　処理装置９０は、検出装置１０の健全性を判定しても良い。具体的には、処理装置９０は、反射波が適切に検出されるか適宜判定する。固定具１３による第２伝搬部材１２の固定が不適切であるとき、第２伝搬部材１２の表面（第２面Ｓ２）に傷又は異物が存在するときなどには、反射波が適切に検出されない。反射波の不適切な検出結果は、誤った検査結果の原因となる。
　図１５は、実施形態に係る検出装置の一部を表す模式図である。
　検出装置１０を検査の対象に接触させた際に、図１５に表したように、第２伝搬部材１２に異物Ｆが付着する場合がある。異物Ｆは、例えば、金属の微細な粒子である。異物Ｆが第２伝搬部材１２に付着すると、第２伝搬部材１２の表面において、超音波ＵＳが異物Ｆによって散乱される。素子アレイ１５ａに向けて進む反射波ＲＷが減少し、素子アレイ１５ａで検出される反射波の強度が低下する。異物Ｆの他に、表面に傷が存在すると、その傷でも超音波ＵＳが散乱される。異物又は傷などの異常が表面に存在すると、検出される反射波の強度が低下する。このときに得られた検出結果が、溶接部５３の検査に用いられると、溶接部５３に関する適切な検査結果が得られない。健全性の判定では、処理装置９０は、第２伝搬部材１２の表面に異常が無いか判定する。
　図１６は、健全性の判定方法を表すフローチャートである。
　検出装置１０は、探査を実行する（ステップＳｔ１）。探査により、複数の第１強度データが、複数の検出素子１５ｂによってそれぞれ取得される。探査は、検査の対象に対して実行されても良いし、健全性を判定するための試料（テストピース）に対して実行されても良い。処理装置９０は、複数の第１強度データを受信する。処理装置９０は、複数の第１強度データの少なくとも一部を用いて、第２強度データを生成する（ステップＳｔ２）。第２強度データは、複数の強度データの少なくとも一部の合算である。第２強度データは、複数の強度データの少なくとも一部の平均又は加重平均であっても良い。
　図１７は、第２強度データを例示する模式図である。
　図１７において、横軸は、超音波を送信した後の経過時間を表す。経過時間は、Ｚ方向における位置に対応する。縦軸は、各時間における反射波の強度を表す。図１７では、強度が絶対値で表されている。
　具体例として、図１０に表した１つの検出素子１５ｂが超音波ＵＳを送信するたびに、８０個の検出素子１５ｂが反射波ＲＷを検出する。８０個の検出素子１５ｂのそれぞれが超音波ＵＳを送信すると、合計で６４００個の検出結果（第１強度データ）が得られる。処理装置９０は、６４００個の第１強度データのＺ方向における強度分布を合算する。これにより、第２強度データが生成される。
　処理装置９０は、第２強度データにおいて、反射波の一部の強度を検出する（ステップＳｔ３）。例えば図１７に表したように、Ｚ方向において、第２面Ｓ２からの反射波が検出されうる範囲Ｒａが、予め設定される。処理装置９０は、範囲Ｒａにおける反射波の強度を、予め設定された閾値と比較する（ステップＳｔ４）。強度が閾値以上のとき、処理装置９０は、第２伝搬部材１２を正常と判定する。強度が閾値未満のとき、処理装置９０は、第２伝搬部材１２を異常と判定する。
　具体例として、処理装置９０は、図１７に表したように、範囲Ｒａ内で最も強度の大きいピークＰｅを検出する。処理装置９０は、ピークＰｅの強度を閾値Ｔｈと比較する。ピークＰｅの強度が閾値Ｔｈ以上のとき、処理装置９０は、第２伝搬部材１２を正常と判定する。ピークＰｅの強度が閾値Ｔｈ未満のとき、処理装置９０は、第２伝搬部材１２を異常と判定する。処理装置９０は、ピーク強度以外に、範囲Ｒａにおける強度の積算値又は平均値を閾値Ｔｈと比較し、第２伝搬部材１２の状態を判定しても良い。
　第２伝搬部材１２が異常と判定されると、処理装置９０は、第１情報を送信する（ステップＳｔ５）。第１情報は、第２伝搬部材１２が異常であることを示す。第１情報の送信により、第２伝搬部材１２の交換又は検出装置１０の点検を、検査者に促すことができる。第１情報の送信後又は第２伝搬部材１２が正常であるとき、処理装置９０は、判定を終了する。
　判定における処理の具体的な内容は、適宜変更可能である。例えば、第２伝搬部材１２が正常と判定されたとき、処理装置９０は、第２伝搬部材１２に異常が無いことを示す情報を送信しても良い。第２強度データは、複数の第１強度データの一部のみを用いて生成されても良い。例えば、異物Ｆが第２面Ｓ２の外周部に主に付着する場合は、素子アレイ１５ａにおいて外周部に位置する検出素子１５ｂからの第１強度データを用いて、第２強度データが生成されても良い。
　範囲Ｒａは、第１伝搬部材１１のＺ方向における長さ及び第１伝搬部材１１と接合体５０との間の距離に基づいて、設定される。閾値Ｔｈは、第２伝搬部材１２が正常な状態における第２面Ｓ２からの反射波の強度と、反射波強度の検出結果のばらつきと、に基づいて設定される。図９に表したように、第１伝搬部材１１と対象Ｏとの間の距離Ｄが定まることで、範囲Ｒａに、第２面Ｓ２からの反射波のピークが現れ易くなる。これにより、健全性の判定の精度を向上できる。
　処理装置９０から第１情報が送信されると、ユーザは、第２伝搬部材１２を交換する。検出システム１ａ又は１ｂは、第２伝搬部材１２が交換された後、探査の前に、健全性の判定を実行しても良い。これにより、交換された第２伝搬部材１２に異常が無いか調べることができる。処理装置９０は、所定時刻になったとき、最後の判定から所定期間が経過したとき、又は探査が実行されたときに、健全性を判定しても良い。
　第２伝搬部材１２は、自動的に交換されても良い。以下で、第２伝搬部材１２を自動的に交換するための各ユニットについて説明する。
　図１８は、第２伝搬部材１２を交換するための各ユニットを表す模式図である。
　検出システム１ａ又は１ｂは、図１８に表した、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３を含む。
　解除ユニット３１は、バー３１ａ、駆動部３１ｘ、及び駆動部３１ｙを含む。バー３１ａは、Ｚ方向と交差する方向に延びる部材である。駆動部３１ｘは、バー３１ａをＸ方向に移動させる。駆動部３１ｙは、バー３１ａ及び駆動部３１ｘを、ガイド３１ｇに沿ってＹ方向に移動させる。バー３１ａは、板部材１３ａに掛けられ、板部材１３ａを変形させる。これにより、固定具１３による第２伝搬部材１２の固定が解除される。バー３１ａは、一方向に延びていれば、その具体的な形状は任意である。例えば、バー３１ａの先端は、湾曲し、鉤状であっても良い。
　押出ユニット３２は、バー３２ａ、押出部３２ｂ、駆動部３２ｘ、及び駆動部３２ｚを含む。バー３２ａは、Ｚ方向と交差する方向に延びる部材である。押出部３２ｂは、駆動部３２ｚを介して、バー３２ａの先端に取り付けられる。駆動部３２ｚは、押出部３２ｂを、Ｚ方向に移動させる。駆動部３２ｘは、バー３２ａをＸ方向に移動させる。
　押出部３２ｂが第２端部Ｅ２に載置された第２伝搬部材１２の下方に位置する状態で、押出部３２ｂがＺ方向に移動する。押出部３２ｂは、第２伝搬部材１２に接触する。第２伝搬部材１２は、押出部３２ｂによって押し出され、第２端部Ｅ２から浮き上がる。これにより、第２伝搬部材１２が、第２端部Ｅ２から取り外し可能となる。
　搬送ユニット３３は、保持部３３ａ、駆動部３３ｘ、及び駆動部３３ｚを含む。保持部３３ａは、Ｚ方向と交差する方向に延びる。保持部３３ａの先端は、第２伝搬部材１２を保持できる構造を有する。図１８の例では、保持部３３ａの先端に、爪が設けられている。保持部３３ａは、爪に第２伝搬部材１２を引っ掛けることで、第２伝搬部材１２を保持する。保持部３３ａの先端には、吸気口が設けられ、真空吸着により、第２伝搬部材１２が保持されても良い。
　駆動部３３ｘは、保持部３３ａをＸ方向に移動させる。駆動部３３ｚは、駆動部３３ｘ及び保持部３３ａをＺ方向に移動させる。搬送ユニット３３は、第２伝搬部材１２を保持し、搬送する。搬送ユニット３３は、新しい第２伝搬部材１２が置かれた載置場所から、１つの新しい第２伝搬部材１２を第２端部Ｅ２へ搬送する。
　例えば、駆動部３１ｘ、３２ｘ、及び３３ｘは、エアシリンダを含む。駆動部３１ｙ、３２ｚ、及び３３ｚは、モータを含む。
　例えば図１８に表したように、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３は、１つの交換装置３０として構成されても良い。又は、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３は、各々が独立して別々に設けられても良い。この場合、バー３１ａ、バー３２ａ、及び保持部３３ａの移動方向は、互いに異なっても良い。
　図１９（ａ）～図１９（ｄ）及び図２０（ａ）～図２０（ｄ）は、第２伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。
　図１９（ａ）に表したように、解除ユニット３１のバー３１ａが、第１伝搬部材１１と板部材１３ａとの間に挿入される。図１９（ｂ）に表したように、解除ユニット３１は、バー３１ａを、第１伝搬部材１１から遠ざける方向に移動させる。これにより、板部材１３ａが変形し、第２伝搬部材１２の固定が解除される。第２伝搬部材１２が、第１伝搬部材１１から遠ざかる。押出ユニット３２は、押出部３２ｂの先端を、第２端部Ｅ２の下に位置させ、上昇させる。これにより、図１９（ｃ）に表したように、第２伝搬部材１２が第２端部Ｅ２から押し出される。
　図１９（ｄ）に表したように、搬送ユニット３３は、保持部３３ａにより、第２部分１２ｂを挟み込み、押し出された第２伝搬部材１２を保持する。図６（ａ）に表したように第２端部Ｅ２の開口ＯＰがスリット状である場合、押出ユニット３２による第２伝搬部材１２の押出量は、図１９（ｂ）に表した例よりも小さくても良い。開口ＯＰが延びる方向に沿って第２伝搬部材１２をスライドさせることで、第２伝搬部材１２を第２端部Ｅ２から取り外せるためである。
　図２０（ａ）に表したように、搬送ユニット３３は、保持した第２伝搬部材１２を、別の場所へ搬送する。図２０（ｂ）に表したように、搬送ユニット３３は、新しい別の第２伝搬部材１２を、第２端部Ｅ２の上へ搬送する。新しい第２伝搬部材１２が、押出部３２ｂの上に載せられる。図２０（ｃ）に表したように、押出ユニット３２は、押出部３２ｂを下降させ、第２伝搬部材１２を第２端部Ｅ２の上に載せる。図２０（ｄ）に表したように、解除ユニット３１は、バー３１ａを第１伝搬部材１１に近づけ、板部材１３ａの変形を解除する。以上の動作により、第２伝搬部材１２が交換される。
　処理装置９０は、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３の動作を制御する。例えば、処理装置９０は、第２伝搬部材１２が異常と判定されると、各ユニットに第２伝搬部材１２を交換させる。これにより、より適切な反射波の検出結果を得ることができる。
　図２１は、ハードウェア構成を表す模式図である。
　処理装置９０として、例えば図２１に表したコンピュータ９０ａを用いることができる。コンピュータ９０ａは、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、入力インタフェース９５、出力インタフェース９６、及び通信インタフェース９７を含む。
　ＲＯＭ９２は、コンピュータ９０ａの動作を制御するプログラムを格納している。ＲＯＭ９２には、上述した各処理をコンピュータ９０ａに実現させるために必要なプログラムが格納されている。ＲＡＭ９３は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラムが展開される記憶領域として機能する。
　ＣＰＵ９１は、処理回路を含む。ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９３をワークメモリとして、ＲＯＭ９２又は記憶装置９４の少なくともいずれかに記憶されたプログラムを実行する。プログラムの実行中、ＣＰＵ９１は、システムバス９８を介して各構成を制御し、種々の処理を実行する。
　記憶装置９４は、プログラムの実行に必要なデータや、プログラムの実行によって得られたデータを記憶する。
　入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５は、処理装置９０と入力装置９５ａとを接続する。入力Ｉ／Ｆ９５は、例えば、ＵＳＢ等のシリアルバスインタフェースである。ＣＰＵ９１は、入力Ｉ／Ｆ９５を介して、入力装置９５ａから各種データを読み込むことができる。
　出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９６は、処理装置９０と出力装置９６ａとを接続する。出力Ｉ／Ｆ９６は、例えば、Digital Visual Interface（ＤＶＩ）やHigh-Definition Multimedia Interface（ＨＤＭＩ（登録商標））等の映像出力インタフェースである。ＣＰＵ９１は、出力Ｉ／Ｆ９６を介して、出力装置９６ａにデータを送信し、出力装置９６ａに画像を表示させることができる。
　通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）９７は、処理装置９０外部のサーバ９７ａと、処理装置９０と、を接続する。通信Ｉ／Ｆ９７は、例えば、ＬＡＮカード等のネットワークカードである。ＣＰＵ９１は、通信Ｉ／Ｆ９７を介して、サーバ９７ａから各種データを読み込むことができる。
　記憶装置９４は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）及びSolid State Drive（ＳＳＤ）から選択される１つ以上を含む。入力装置９５ａは、マウス、キーボード、マイク（音声入力）、及びタッチパッドから選択される１つ以上を含む。出力装置９６ａは、モニタ及びプロジェクタから選択される１つ以上を含む。タッチパネルのように、入力装置９５ａと出力装置９６ａの両方の機能を備えた機器が用いられても良い。
　上記の種々のデータの処理は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク及びハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又は、他の非一時的なコンピュータで読取可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されても良い。
　例えば、記録媒体に記録された情報は、コンピュータ（または組み込みシステム）により読み出されることが可能である。記録媒体において、記録形式（記憶形式）は任意である。例えば、コンピュータは、記録媒体からプログラムを読み出し、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させる。コンピュータにおいて、プログラムの取得（または読み出し）は、ネットワークを通じて行われても良い。
　以上で説明した検出装置１０、検出システム１ａ、又は検出システム１ｂによれば、カプラント液を不要にでき、第２伝搬部材１２を容易に交換可能である。実施形態に係る第２伝搬部材１２又は固定具１３を用いることで、カプラント液が不要となる。実施形態に係る第２伝搬部材１２は、交換が容易である。コンピュータに、第２伝搬部材１２を交換させるプログラムを用いることで、より適切な検出結果を得ることができる。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

Claims (21)

  1. 　超音波を送信して反射波を検出する複数の検出素子を含む検出器と、
    　前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第１伝搬部材と、
    　前記超音波が伝搬し且つ前記第１伝搬部材よりも軟らかい第２伝搬部材を、着脱可能に前記第１伝搬部材に対して固定する固定具と、
    　を備えた検出装置。
  2. 　前記第２伝搬部材は、
    　　前記固定具に押さえられる第１部分と、
    　　前記第１部分に囲まれ、前記第１部分よりも突出し、対象に接触する第２部分と、
    　を含む、請求項１記載の検出装置。
  3. 　前記第２伝搬部材が前記対象に接触した際、前記第２部分は、前記固定具が前記対象に接触するように変形する、請求項２記載の検出装置。
  4. 　前記固定具は、対象に接触する第１接触面を含み、
    　前記第１伝搬部材は、前記第２伝搬部材と接触する第２接触面を含み、
    　前記第１接触面は、前記第２接触面に平行である、請求項１～３のいずれか１つに記載の検出装置。
  5. 　前記検出器は、前記複数の検出素子を収納する筐体を含み、
    　前記固定具は、一端が前記筐体に対して固定され且つ他端が前記第１伝搬部材に向けて前記第２伝搬部材を押す押圧部材を含む、請求項１～４のいずれか１つに記載の検出装置。
  6. 　前記第２伝搬部材の音響インピーダンスは、１．０×１０５（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも大きく、１．０×１０８（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも小さい、請求項１～５のいずれか１つに記載の検出装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１つに記載の検出装置と、
    　前記複数の検出素子で検出された前記反射波の強度を示す強度データに基づき、前記第２伝搬部材の異常を判定する処理装置と、
    　を備えた、検出システム。
  8. 　請求項１～６のいずれか１つに記載の検出装置と、
    　マニピュレータを含むロボットと、を備え、
    　前記検出装置は、前記マニピュレータの先端に設けられる、検出システム。
  9. 　前記固定具から前記第２伝搬部材を取り外し、別の前記第２伝搬部材を供給する交換装置をさらに備えた請求項７又は８に記載の検出システム。
  10. 　前記固定具による前記第２伝搬部材の固定を解除する解除ユニットと、
    　前記固定具に載置された前記第２伝搬部材を押し出す押出ユニットと、
    　前記第２伝搬部材を搬送する搬送ユニットと、
    　をさらに備えた、請求項７又は８に記載の検出システム。
  11. 　　超音波を送信して反射波を検出する複数の検出素子を含む検出器、
    　　前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第１伝搬部材、及び
    　　前記第１伝搬部材に取り付けられ、前記超音波が伝搬し、前記第１伝搬部材よりも軟らかい第２伝搬部材、
    　を含む検出装置と、
    　前記第２伝搬部材を交換する交換装置と、
    　を備えた検出システム。
  12. 　前記複数の検出素子で検出された前記反射波の強度を示す強度データに基づき、前記第２伝搬部材の異常を判定する処理装置をさらに備えた、請求項１１記載の検出システム。
  13. 　前記検出装置は、前記第２伝搬部材を前記第１伝搬部材に対して着脱可能に固定する固定具を含む、請求項１１又は１２に記載の検出システム。
  14. 　前記固定具による前記第２伝搬部材の固定を解除する解除ユニットと、
    　前記固定具に載置された前記第２伝搬部材を押し出す押出ユニットと、
    　前記第２伝搬部材を搬送する搬送ユニットと、
    　をさらに備えた、請求項１３記載の検出システム。
  15. 　超音波が伝搬可能なゲル状の伝搬部材であって、
    　外周に設けられた第１部分と、前記第１部分に囲まれ、前記第１部分よりも突出し、対象に接触する第２部分と、を含む、伝搬部材。
  16. 　音響インピーダンスが１．０×１０５（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも大きく、１．０×１０８（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも小さい、請求項１５記載の伝搬部材。
  17. 　アスカーゴム硬度計Ｆ型によって測定される硬さが４０よりも大きく６０未満である、請求項１５又は１６記載の伝搬部材。
  18. 　押圧部材を備えた固定具であって、
    　前記押圧部材の一端は、超音波を送受信する検出器に取り付けられ、
    　前記押圧部材の他端は、前記検出器に取り付けられた第１伝搬部材に対して第２伝搬部材を着脱可能に固定し、
    　前記他端は、前記第２伝搬部材の一部が前記第２伝搬部材の別の一部よりも突出するように、前記第２伝搬部材を押圧する、固定具。
  19. 　前記押圧部材は、板ばねを含む、請求項１８記載の固定具。
  20. 　コンピュータに、
    　　超音波を送信して反射波を検出する検出装置から、前記反射波の強度を示す強度データを受信させ、
    　　強度データに基づき、前記検出装置の先端に設けられた伝搬部材の異常を判定させ、
    　　前記伝搬部材が異常と判定されたとき、前記伝搬部材を交換させる、
    　プログラム。
  21. 　請求項２０記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02132368A (ja) * 1988-11-14 1990-05-21 Fuji Electric Co Ltd 超音波探触子のカップリングチェック法
US20020068871A1 (en) * 1997-08-19 2002-06-06 John D. Mendlein Ultrasonic transmission films and devices, particularly for hygienic transducer surfaces
JP2008259541A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Hitachi Medical Corp 超音波探触子及び超音波診断装置
JP2009036623A (ja) * 2007-08-01 2009-02-19 Ricoh Elemex Corp 液体検知ユニット
JP2009204327A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Toshiba Plant Systems & Services Corp 超音波検査装置
JP2013154217A (ja) * 2008-04-25 2013-08-15 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2018110712A (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社日立製作所 参照用弾性体、アタッチメントユニット及び超音波診断装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02132368A (ja) * 1988-11-14 1990-05-21 Fuji Electric Co Ltd 超音波探触子のカップリングチェック法
US20020068871A1 (en) * 1997-08-19 2002-06-06 John D. Mendlein Ultrasonic transmission films and devices, particularly for hygienic transducer surfaces
JP2008259541A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Hitachi Medical Corp 超音波探触子及び超音波診断装置
JP2009036623A (ja) * 2007-08-01 2009-02-19 Ricoh Elemex Corp 液体検知ユニット
JP2009204327A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Toshiba Plant Systems & Services Corp 超音波検査装置
JP2013154217A (ja) * 2008-04-25 2013-08-15 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2018110712A (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社日立製作所 参照用弾性体、アタッチメントユニット及び超音波診断装置

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