(57)【要約】【課題】極めて簡単な構造とし、さらに低コストで極めて効率よくノイズ成分を低減して、より微細な気泡を確実に検出する。【解決手段】超音波式漏れ検査装置は、検査液Ｌ中に被検査物Ｗを水没させた状態で、被検査物Ｗから漏れ出る気泡Ｂの有無を検出して被検査物Ｗの検査を行う超音波式漏れ検査装置であって、被検査物Ｗを検査液Ｌに水没させる検査液槽１と、検査液Ｌ中に超音波を放射するために、検査液槽Ｌ中に配置してなる超音波送信部２と、検査液槽１中に配置されて、超音波送信部２から放射される超音波を受信する超音波受信部３とを備えている。検査液槽１は、超音波送信部２を配置してなる放射面６と、この放射面６の対向面７にゴム状弾性層８を設けている。【選択図】図２
2020143937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査液中に被検査物を水没させた状態で、被検査物から漏れ出る気泡の有無を検出して被検査物の検査を行う超音波式漏れ検査装置であって、
被検査物を検査液に水没させる検査液槽と、
前記検査液中に超音波を放射するために、前記検査液槽中に配置してなる超音波送信部と、
前記検査液槽中に配置されて、前記超音波送信部から放射される超音波を受信する超音波受信部とを備え、
前記検査液槽が、
前記超音波送信部を配置してなる放射面と、この放射面との対向面にゴム状弾性層を設けてなることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載する超音波式漏れ検査装置であって、
前記検査液槽が、
第１ないし第４の周壁を備え、上方の開口部を四角形とする直方体形状で、
第１の周壁と第３の周壁が対向し、かつ第２の周壁と第４の周壁が対向して配置され、
前記超音波送信部が、
超音波を前記第３の周壁に向かって放射するように前記第１の周壁に配置され、
前記ゴム状弾性層が、
前記第１の周壁と前記第３の周壁の内面に配置されてなることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載する超音波式漏れ検査装置であって、
前記ゴム状弾性層が、
前記第１の周壁ないし前記第４の周壁からなる全ての周壁内面に配置されてなることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載する超音波式漏れ検査装置であって、
前記ゴム状弾性層が、
前記周壁の一部ないし全体に配置されてなることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載する超音波式漏れ検査装置であって、
前記検査液槽が、
前記検査液に接触する内面の全体をゴム状弾性層としてなることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載する超音波式漏れ検査装置であって、
前記ゴム状弾性層の厚さが、１ｍｍ以上であることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載する超音波式漏れ検査装置であって、
前記ゴム状弾性層の硬さが、
５度以上であって８０度以下であることを特徴とする超音波式漏れ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査液中を浮上する気泡を超音波振動で励起し、超音波振動で励起された気泡から放射される超音波を検出して漏れを検出する超音波式漏れ検査装置に関し、とくに、内部に中空部のある被検査物の小孔やクラック等を検出するのに最適な超音波式漏れ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、液中を浮上する微細な気泡を検出することで、ガソリンタンクやマフラー等のように、内部を密閉構造の中空部とする部品のピンホールやクラック等を検査する装置を開発した。（特許文献１参照）
この検査装置は、中空部品の開口部を密閉して水等の検査液に水没し、中空部品の内部に空気を圧入して、ピンホールなどの微細な隙間からの空気漏れで発生する気泡を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４７０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者が先に開発した検査装置を、図１０の斜視図に示す。この検査装置９０は、開口部を密閉して加圧空気を圧入した被検査物Ｗを水等の検査液Ｌに水没し、ピンホールやクラックからの空気の漏れを、液中を浮上する気泡Ｂに超音波を放射して検出する。この検査装置９０は、検査液Ｌに超音波を放射する超音波振動子９４と、液中に放射された超音波振動を受信する超音波センサ９５とを設けている。この検査装置９０は、超音波を検査液Ｌ中に放射して検査液Ｌを浮上する気泡Ｂを検出する。超音波が気泡に当たるとその９０％以上を反射するので、反射波を検出して気泡を検出できる。また検査液中を上昇する気泡は、螺旋運動や振り子運動、表面形状の変化等の揺動を伴って浮上するので、超音波を放射するとその反射波は揺動に伴う周波数偏移を生じる。さらに超音波は回折し、重畳するので、気泡の後方でも観測される。このように気泡の揺動に応じて、反射波の周波数偏移の量が異なるので、これらを検出して気泡の状態、すなわち被検査物の気密性や漏れ量等を検出できる。
【０００５】
以上の検査装置は、検査液中を浮上する気泡を検出して被検査物の漏れを発見できる特徴がある。この方式の検査装置は、検査液槽の広い範囲で浮上する微細な気泡を検出できることが大切である。図１０に示す検査装置９０は、検査液槽９１のひとつの内面に、上下に離して超音波振動子９４と超音波センサ９５を配置している。この図の検査装置９０は、超音波振動子９４の下方に超音波センサ９５を配置して、超音波振動子９４で下向きに超音波振動の送信ビームを放射して、気泡の反射波を下方に配置する超音波センサ９５で受信する。この検査装置９０は、送信ビームを通過する気泡が反射する超音波振動を超音波センサ９５で受信する。
【０００６】
以上の検査装置は、超音波振動で励起された気泡から放射される超音波振動を受信して気泡を検出するので、気泡のみを検出して微細なピンホールなども発見できる特徴がある。この方式の検査装置は、いかに微細な気泡を検出できるかが極めて大切である。微細な隙間からは、微細な気泡が発生するので、微細な気泡を検出して微細な隙間を検出できるからである。微細な気泡を検出するためには、超音波信号が検出する超音波信号のＳ／Ｎ比を高くすることが大切である。微細な気泡が反射する超音波信号のレベルが低いので、超音波受信部が受信するノイズ成分が高くなると、受信する超音波信号のＳ／Ｎ比が低下するからである。検査液に超音波振動を放射する検査装置は、液中に放射する超音波が内部のあらゆる表面で反射し、反射した超音波が種々の方向に散乱し、散乱した超音波が互いに干渉してノイズ成分となるので、超音波受信部に受信される信号のＳ／Ｎ比が低下して、微細な気泡の検出を難しくする弊害となっている。
【０００７】
本発明者は、以上の弊害を防止するために、音響室の壁面に設けるように、音の振動を吸収する無数の凹凸を設けた吸音板を使用して、ノイズ成分を低減する試験を繰り返し、さらに吸収材の形状を超音波に最適な寸法として試験したが、効率よくノイズ成分を低減することができず、微細な気泡を確実に検出できない欠点を解消できなかった。
【０００８】
本発明は、従来の以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、極めて簡単な構造とし、さらに低コストで極めて効率よくノイズ成分を低減して、より微細な気泡を確実に検出できる超音波式漏れ検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある形態に係る超音波式漏れ検査装置は、検査液Ｌ中に被検査物Ｗを水没させた状態で、被検査物Ｗから漏れ出る気泡Ｂの有無を検出して被検査物Ｗの検査を行う超音波式漏れ検査装置であって、被検査物Ｗを検査液Ｌに水没させる検査液槽１と、検査液Ｌ中に超音波を放射するために、検査液槽Ｌ中に配置してなる超音波送信部２と、検査液槽１中に配置されて、超音波送信部２から放射される超音波を受信する超音波受信部３とを備えている。検査液槽１は、超音波送信部２を配置してなる放射面６と、この放射面６の対向面７にゴム状弾性層８を設けている。
【発明の効果】
【００１０】
以上の超音波式漏れ検査装置は、低コストで極めて効率よくノイズ成分を低減して、より微細な気泡を確実に検出できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波式漏れ検査装置の概略斜視図である。
【図２】図１に示す超音波式漏れ検査装置の垂直横断面図である。
【図３】図１に示す超音波式漏れ検査装置の水平断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る超音波式漏れ検査装置の水平断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る超音波式漏れ検査装置の垂直横断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る超音波式漏れ検査装置の水平断面図である。
【図７】超音波送信部の超音波振動子から時分割で超音波を発生させるタイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態に係る超音波式漏れ検査装置の水平断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る超音波式漏れ検査装置の垂直横断面図である。
【図１０】従来の検査装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【００１３】
本発明の第１の発明は、検査液中に被検査物を水没させた状態で、被検査物から漏れ出る気泡の有無を検出して被検査物の検査を行う超音波式漏れ検査装置であって、被検査物を検査液に水没させる検査液槽と、検査液中に超音波を放射するために、検査液槽中に配置してなる超音波送信部と、検査液槽中に配置されて、超音波送信部から放射される超音波を受信する超音波受信部とを備え、検査液槽が、超音波送信部を配置してなる放射面と、この放射面の対向面にゴム状弾性層を設けている。
【００１４】
以上の超音波式漏れ検査装置は、低コストのゴム状弾性層を設けて、効率よくノイズ成分を減衰して気泡を確実に検出できる特徴がある。とくに、ゴム状弾性体は、振動のエネルギーを内部で消費する能力が高く、表面が検査液で超音波振動されると、振動のエネルギーを効率よく吸収して減衰させる特性がある。エネルギーの内部損失の大きいゴム状弾性体は、金属バネのように振動が継続することがなく、超音波振動を効率よく吸収して減衰して、表面における超音波振動の反射を著しく低減できる特徴がある。
【００１５】
可聴周波数の空気振動を吸収するために、種々の形状の吸音板が開発されている。本発明者等は、これ等の吸音板を参考として、種々の表面形状の吸音板を試作し、これを検査液槽の内面に配置して超音波振動の反射波によるノイズ成分の低減試験をしたが、いずれの吸音板もノイズ成分の低減にほとんど有効でなく、表面が複雑な吸音板によるノイズ成分の低減はできなかった。
【００１６】
本発明者は、従来の複雑な吸音板に代わって、検査液槽の内面にゴム状弾性層を設けて試験した結果、検査液槽の内面反射に起因するノイズ成分を著しく低減することに成功した。とくに、検査液槽の内面に配置するゴム状弾性層は、その表面形状を、吸音板のように複雑な立体形状に加工することなく、フラット面としても、極めて優れた超音波振動の吸収効果を示し、超音波振動の反射に起因するよるノイズ成分を著しく低減できる。このため、検査液槽の内面に検査液槽を設けている以上の超音波式漏れ検査装置は、微弱な気泡からの微弱な超音波振動を高いＳ／Ｎ比で検出することができ、微弱な気泡を安定して確実に検出できる特徴を実現する。
【００１７】
本発明の第２の発明は、検査液槽が第１ないし第４の周壁を備え、上方の開口部を四角形とする直方体形状で、第１の周壁と第３の周壁が対向し、かつ第２の周壁と第４の周壁が対向して配置され、超音波送信部が、超音波を第３の周壁に向かって放射するように第１の周壁に配置され、ゴム状弾性層が、第１の周壁と第３の周壁の内面に配置されている。
【００１８】
本発明の第３の発明は、ゴム状弾性層が、第１の周壁ないし第４の周壁からなるすべての周壁内面に配置されている。
【００１９】
本発明の第４の発明は、ゴム状弾性層が、周壁の一部ないし全体に配置されている。
【００２０】
本発明の第５の発明は、検査液槽が、検査液に接触する内面の全体をゴム状弾性層としている。
【００２１】
本発明の第６の発明は、ゴム状弾性層の厚さを１ｍｍ以上としている。
【００２２】
本発明の第７の発明は、ゴム状弾性層の硬さを、５度以上であって８０度以下としている。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る超音波式漏れ検査装置を図１〜図３に示す。図１は超音波式漏れ検査装置の概略斜視図を、図２は漏れ検査装置の垂直横断面図を、図３は漏れ検査装置の水平断面図をそれぞれ示している。これらの図に示す超音波式漏れ検査装置１００は、被検査物を水没させる検査液槽１と、検査液Ｌ中に超音波を放射するために、検査液槽１中に配置してなる超音波送信部２と、検査液槽１中に配置されて、超音波送信部２から放射される超音波を受信する超音波受信部３とを備えている。
【００２４】
（検査液槽１）
図１に示す検査液槽１は、上方の開口部を四角形とする直方体形状であって、底板１５の周囲に周壁１０を設けている。周壁１０は、第１の周壁１１ないし第４の周壁１４からなり、第１の周壁１１と第３の周壁１３を対向位置に配置して、第２の周壁１２と第４の周壁１４を対向位置に配置している。図１の検査液槽１は、上方開口部を長方形とする細長い直方体である。この検査液槽１は、第１の周壁１１と第３の周壁１３を、平面視における長手方向の両側に設けた側面板とし、第２の周壁１２と第４の周壁１４を長手方向の両端に設けた端面板としている。図の検査液槽１は、第１の周壁１１を超音波振動の送信面６として超音波送信部２を配置し、その対向面７となる第３の周壁１３に超音波受信部３を配置している。超音波送信部２と超音波受信部３は、周壁１０の上部であるが、液面レベルよりも下に配置される。超音波送信部２は、浮上する気泡Ｂに超音波を放射し、超音波受信部３は気泡からの反射波を受信する位置に配置される。検査液槽１は、内面に超音波振動を吸収して減衰させるゴム状弾性層８を設けている。
【００２５】
（ゴム状弾性層８）
超音波式漏れ検査装置１００は、超音波振動部２の超音波振動子４が放射する超音波振動が周壁１０の内面で反射されるとノイズ成分となって気泡Ｂの検出を阻害する。周壁１０の反射波は、気泡Ｂから放射された信号ではないので、超音波受信部３の超音波センサ５が受信する信号のノイズ成分となって、気泡Ｂからの信号のＳ／Ｎ比を低下させるからである。Ｓ／Ｎ比の低下は、気泡Ｂからの微弱な信号を安定して検出することを阻害して、微細な気泡の検出を難しくする。この弊害を防止するために、図１〜図３の漏れ検査装置１００は、周壁１０の内面にゴム状弾性層８を設けている。超音波送信部２を構成する超音波振動子４は、水平ないしほぼ水平方向に超音波振動を放射するので、放射された超音波振動は、周壁１０の対向面７に向かって放射される。対向面７に向かって放射された超音波振動は、超音波振動子４を配置している放射面６との対向面７で反射し、さらに反射された超音波振動が放射面６で反射されるので、超音波振動は、放射面６と対向面７との間で繰り返し反射される。放射面６と対向面７とで交互に繰り返し反射を繰り返す超音波振動は、検査液槽１内で定常波や干渉波を発生して、気泡Ｂからの信号ではないノイズ成分となる。
【００２６】
図１〜図３に示す漏れ検査装置１００は、この弊害を防止するために、放射面６と対向面７の表面にゴム状弾性層８を設けている。ゴム状弾性層８は、表面が超音波で振動されると、振動のエネルギーを内部で効率よく吸収して減衰させる。このため、ゴム状弾性層８は、表面からの超音波振動の反射率を著しく低減する。放射面６と対向面７をゴム状弾性層８とする検査液槽１は、対向する両方の周壁内面で超音波振動を効率よく減衰するので、超音波振動子４が対向面６と放射面７との間で反射を繰り返すことがなく、対向面７での反射波のレベル、すなわち超音波のノイズ成分を著しく低減する。
【００２７】
図３の漏れ検査装置１００は、超音波振動子４を配置している周壁１０の内面、すなわち検査液槽１の第１の周壁１１を放射面６とし、第３の周壁１３を放射面６と対向する対向面７として、第１の周壁１１と第３の周壁１３の内面にゴム状弾性層８を設けている。さらに図４の漏れ検査装置２００は、放射面６である第１の周壁１１と、対向面７である第３の周壁１３のみでなく、第２の周壁１２と第４の周壁１４の内面にもゴム状弾性層８を設けている。ゴム状弾性層８は、周壁１０の内面にゴム状弾性体からなるシートを接合して設けられる。超音波送信部２から放射される超音波振動を吸収し、減衰して、その表面における反射を抑制する。
【００２８】
図４に示すように、検査液槽１の第１〜第４の全ての周壁１０の内面にゴム状弾性層８を設ける漏れ検査装置２００は、検査液Ｌの内部をあらゆる放射に伝搬する超音波振動を周壁１０の内面で効果的に吸収し、減衰してノイズ成分をより少なくして、気泡Ｂからの信号のＳ／Ｎ比を高くできる。ただ、漏れ検査装置は、放射面と対向面にのみにゴム状弾性層を設けて、互いに対向する２面で超音波振動を効率よく吸収し減衰して、ノイズ成分を低減することもできる。ゴム状弾性層８は、検査液Ｌの超音波振動を吸収して減衰させるので、検査液槽１の液面レベルよりも下に設けられる。
【００２９】
ゴム状弾性層８は、ゴム状弾性体を所定の厚さのシート状ないし板状としたものが使用できる。図に示す検査液槽１は、周壁１０の内面にシート状のゴム状弾性体を接着または貼着等により固定してゴム状弾性層８としている。ゴム状弾性層８は、その厚さを１ｍｍ以上であって、好ましくは２ｍｍ以上とする。また、ゴム状弾性層８は、最大の厚さが１０ｍｍ以下であって、好ましくは５ｍｍ以下とする。ゴム状弾性体には、例えば、ＮＢＲ（ニトリルゴム）又はＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）等の合成ゴムが使用できる。ただ、ゴム状弾性体には、ＩＲ、ＢＲ、ＣＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＣＳＭ、ＡＣＭ、ＦＫＭ、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムや天然ゴムを使用することもできる。以上のゴム状弾性体で形成されるゴム状弾性層８は、その硬さを、５度以上であって８０度以下とし、好ましくは３０度〜７０度、さらに好ましくは４０度〜６０度とする。
【００３０】
検査液槽１の内面に設けられるゴム状弾性層８は、超音波振動子４から放射される超音波振動を吸収して、その表面における反射を抑制する。したがって、検査液槽１の内面全体にゴム状弾性層８を設けることで、最も効果的にノイズ成分を低減できる。ただ、検査液槽１の内面全体にゴム状弾性層８を設けると製造コストが高くなるので、検査液槽１の内面のうち、特定の面にのみゴム状弾性層８を設けることで製造コストを低減しながら、ノイズ成分を低減できる。また、検査液槽１の内面に設けられるゴム状弾性層８は、周壁１０の内面であって、検査液Ｌ中に浸かる領域全体に設けることにより、検査液Ｌ中を伝搬する超音波振動を効果的に吸収して反射波を抑制できる。ただ、ゴム状弾性層８は、周壁１０の内面に対して部分的に設けることもできる。
【００３１】
超音波振動子４から放射される超音波振動は指向性が高く、検査液Ｌ中において放射面６に設けた超音波振動子４から放射される超音波振動は、放射面６と対向する対向面７に対して高レベルで衝突する。したがって、検査液槽１は、超音波振動子４が配置される放射面６に対して、その対向面７にゴム状弾性層８を設けることで、最も効果的に反射波を抑制できる。図２に示す検査液槽１は、ゴム状弾性層８を、超音波送信部２が配置される第１の周壁１１の内面と、第３の周壁１３の内面とに配置している。この構造は、超音波送信部２が配置される第１の周壁１１と対向する面である第３の周壁１３にゴム状弾性層８を設けることで、超音波送信部２から放射された超音波振動の直接波、すなわち、気泡Ｂで反射されることなく直進して対向面７に衝突する超音波振動を効果的に吸収して減衰する。したがって、最も大きな弊害となる、直接波が対向面７と衝突した際に発生する反射波の発生を効果的に抑制して、超音波受信部３における受信感度を良好にする。
【００３２】
このように、超音波送信部２と対向する対向面７にゴム状弾性層８を設ける構造は、超音波送信部２から放射されて対向面７（第３の周壁１３））に到達する超音波振動を効率よく吸収して、この面における反射波の発生を効果的に減衰する。ただ、対向面７（第３の周壁１３）においては、超音波送信部２から到達する超音波振動を１００％吸収して減衰することはできないため、少なくとも反射波として反射される成分も残存する。この反射波は、対向面７（第３の周壁１３）と対向する面である放射面６（第１の周壁１１）に向かって伝搬されるので、放射面６（第１の周壁１１）にもゴム状弾性層８を設けることで、対向面７（第３の周壁１３）で吸収されることなく反射された反射波を効果的に吸収して減衰できる。
【００３３】
さらに、この場合、対向面７である第３の周壁１３の設けるゴム状弾性層８を厚くして、直接波である超音波振動の吸収効率を向上しながら、放射面６である第１の周壁１１の設けるゴム状弾性層８を薄くしてコストダウンできる。
【００３４】
（超音波送信部２）
超音波送信部２は、複数の超音波振動子４を所定の間隔で水平方向に並べて配置している。各々の超音波振動子４は、図１の矢印Ａで示す方向に超音波振動を放射する。超音波振動子４から放射される超音波は、所定の面積で検査液Ｌ中を直進する。超音波送信部２は、各々の超音波振動子４を、超音波の放射方向が平行となるように並べて、矢印Ａで示す放射方向を含む面内を超音波振動面とする。超音波振動子４の間隔は、超音波振動面にほぼ均一に超音波を放射する間隔に設定される。超音波振動子４の間隔が広すぎると、超音波振動子４の間の超音波振動が弱くなって、この領域を浮上する気泡Ｂを確実に検出できなくなる。超音波振動子４の間隔を狭くして、超音波振動面の全体を充分な強度の超音波振動にできるが、超音波振動子４の個数が多くなって部品コストが高くなる。したがって、超音波振動子４の間隔は、超音波振動面の全体をほぼ均一な超音波振動としながら、できる限り超音波振動子４の個数を少なくするように、たとえば、１ｃｍよりも広く、５ｃｍよりも狭くする。超音波振動子４の間隔は、超音波振動子４が超音波振動を放射する面積によっても異なり、放射面積の大きい超音波振動子４は、間隔を広くできるので、超音波振動子４の間隔は以上の範囲には特定されず、超音波振動子４の特性、検査する精度などを考慮して最適値に設定される。
【００３５】
（超音波受信部３）
超音波受信部３は、浮上する気泡Ｂが反射する反射波を受信する位置に配置される。超音波受信部３は、複数の超音波センサ５を水平方向に並べて配置している。超音波センサ５は、超音波振動の入射角で受信感度が変化し、検出面５Ａに垂直方向に入射する超音波振動の感度が最大となる。図３に示す漏れ検査装置１００は、超音波センサ５と超音波振動子４を、水平面内において対向位置に配置している。この構造の漏れ検査装置１００は、超音波センサ５が対向位置にある超音波振動子４からの超音波振動を最大感度で受信するので、対向位置にある超音波振動子４との間を浮上する気泡Ｂからの反射波を超音波センサ５が高い感度で受信する。超音波センサ５の対向位置にある超音波振動子４が放射する超音波振動を気泡Ｂが反射し、この気泡Ｂによる反射波が、超音波センサ５に垂直方向に入射するからである。
【００３６】
漏れ検査装置１００は、超音波センサ５が超音波振動子４から放射される直接波の受信レベルを低くして、気泡に影響を受けた超音波振動の受信レベル、すなわち気泡の反射波や気泡によって減衰する超音波振動の受信レベルを高くすることで微細な気泡をより確実に検出できる。気泡からの超音波振動で気泡を検出するからである。気泡からの反射波は、ドップラー効果で周波数偏移する。漏れ検査装置１００は、反射波を受信し、反射波の周波数がドップラー効果で変化したことを検出して移動する気泡Ｂを検出できる。あるいは、漏れ検査装置１００は、直接波と反射波の両方を検出して気泡Ｂを検出することもできる。直接波と反射波の両方を検出する装置においては、直接波は信号レベルが高いので、超音波センサ５を受信ビームの中心軸５ｘからずらした位置に配置して、超音波センサ５が検出する直接波の信号レベルを低くしても、直接波は充分な信号レベルで受信できる。反射波は、直接波に比べて信号レベルが低いので、いかに高感度に検出できるかは、いずれの方式の漏れ検査装置においても微細な気泡の検出において極めて重要である。
【００３７】
以上のことから、微弱な信号レベルの反射波を確実に安定して検出することは、漏れ検査装置において極めて重要である。ただ、微細な気泡が反射する超音波の信号レベルは極めて低いので、超音波センサ５は、極めて高い感度で低レベルの反射波を安定して受信する高感度、ローノイズ特性が要求される。超音波センサ５は、低レベルの反射波を検出するが、超音波振動子４の対向位置に配置される超音波センサ５は、反射波のみでなく、超音波振動子４が検査液Ｌに放射する直接波も検出する。直接波は、反射波に比較して信号レベルが高いので、低感度の超音波センサ５で検出できるが、低感度の超音波センサ５では低レベルの反射波を確実に安定して検出できない。さらに、反射波は直接波に対して周波数が変化しているが、その割合は極めて少なく、反射波と直接波の周波数差は極めて小さい。周波数が近似し、かつ信号レベルが極めて低い反射波を確実に検出するために、低レベルの反射波を効率よく超音波センサ５で受信し、高レベルの直接波の信号レベルを低くするために、超音波センサ５は超音波振動子４の直接波を最大感度で受信しない位置に配置される。
【００３８】
このことを実現するために、図２の垂直断面図に示す超音波式漏れ検査装置１００は、超音波振動子４が超音波を放射する中心軸４ｘ上に超音波センサ５を配置しないで、放射される超音波振動の中心軸４ｘからずれた位置に超音波センサ５を配置している。超音波センサ５が超音波振動が放射される中心軸４ｘ上に配置されると、気泡Ｂで反射されない超音波振動である直接波が超音波センサ５に入射されるからである。超音波放射の中心軸４ｘに配置されない超音波センサ５は、直接波の入力レベルが低下して、反射波を高い感度で受信できる。
【００３９】
超音波受信部３は、低レベルの反射波を検出して気泡Ｂを検出するが、微細な気泡Ｂによる反射波の信号レベルは極めて低い。低レベルの反射波を検出する超音波受信部３は、ノイズレベルを低くして、低レベルの反射波を高いＳ／Ｎ比で安定して検出できるかが、微細な気泡Ｂを安定して検出できる検出能力に影響を与える。検査液Ｌ中に超音波振動を放射する漏れ検査装置は、検査液Ｌに放射された超音波振動があらゆる面に衝突して反射され、拡散されて、超音波振動子４から超音波センサ５までの距離が変化して位相のずれた超音波が互いに干渉してノイズ成分となって超音波センサ５に受信される。ノイズ成分は、高感度に反射波を受信する超音波受信部３のＳ／Ｎ比を低下させて、実質的に受信できる反射波の最低レベルを高くする原因となる。超音波受信部３が受信できる反射波の最低レベルは、検出できる気泡Ｂの大きさに影響を与える。したがって、より微細な気泡Ｂを検出するために、超音波センサ５が検出するノイズ成分を低くして、より低レベルの反射波を安定して確実に受信することが大切である。
【００４０】
図２に示す漏れ検査装置１００は、超音波振動子４から放射される超音波の中心軸４ｘが水平面に対して傾斜するように超音波送信部２を配置している。図２に示す超音波送信部２は、超音波振動子４の中心軸４ｘが水平面に対して所定の俯角（ａ）となるように第１の周壁１１に配置している。この構造によると、検査液Ｌ中を上昇する気泡Ｂの進行方向に対して傾斜する方向から超音波を放射できるので、ドップラー効果による反射波の周波数偏移を大きくして検出しやすくできる。ドップラー効果による反射波の周波数の変化をより大きくするには、超音波送信部２の俯角（ａ）を大きくして気泡Ｂの進行方向に対する傾斜角を大きくすることが好ましい。ただ、超音波送信部２の俯角（ａ）を大きくするには、検査液Ｌ中に沈めた被検査物Ｗや底板１５に超音波が直接当たらないようにするために、検査液槽１を深くする必要があって、装置全体が大きくなる。したがって、超音波送信部２は、超音波振動子４から放射される超音波の中心軸４ｘが、水超音波振動子４が配置される放射面６と対向する対向面７と交差するように俯角（ａ）の大きさを決定する。
【００４１】
さらに、図１と図２に示す漏れ検査装置１００は、放射面６（第１の周壁１１）に配置された超音波振動子４から放射される超音波の中心軸４ｘが、検査液槽１の対向面７（第３の周壁１３）に当たる位置から上下にずれた位置に超音波センサ５を配置している。図２に示す漏れ検査装置１００は、超音波送信部２から斜め下向きに放射された超音波振動が対向面７に当たる位置よりも上方に位置をずらして超音波受信部３を配置している。これにより、超音波送信部２から放射される超音波振動の直接波が高レベルで超音波受信部３に入射されるのを防止している。また、この位置に配置される超音波受信部３は、検査液槽１の中央部分において気泡Ｂで反射された反射波を超音波センサ５の検出面５Ａに対して垂直方向に入射させるために、検出面５Ａの中心軸５ｘが水平面に対して所定の俯角（ｂ）となるように第３の周壁１３に配置している。超音波受信部３の俯角（ｂ）は、好ましくは、超音波送信部２から放射された超音波振動が検査液槽１の中央部で気泡Ｂと衝突する位置が、超音波センサ５の検出面５Ａの中心軸５ｘ上に位置するように特定される。
【００４２】
図２に示す漏れ検査装置１００は、細長い直方体形状の検査液槽１の長手方向の両側面において、第１の周壁１１に配置される超音波送信部２と第３の周壁１３に配置される超音波受信部３の高さを等しくすると共に、超音波送信部２の俯角（ａ）と超音波受信部３の俯角（ｂ）を等しくしている。これにより、第１の周壁１１に配置された超音波送信部２から放射される超音波振動が、検査液槽１の中央部において上昇する気泡Ｂによって反射された反射波を、直接波の影響を低減しながら、第３の周壁１３に配置された超音波受信部３で確実に受信できる。すなわち、放射面６に配置された超音波送信部２から所定の俯角（ａ）で放射された超音波振動は、検査液槽１の中央部分において、上昇する気泡Ｂによって反射され、この反射波の一部であって、所定の仰角で対向面７に向かって進行する反射波が、対向面７に配置された超音波受信部３の超音波センサ５の検査面５Ａに入射して検出される。
【００４３】
以上の漏れ検査装置１００は、検査液槽１の周壁１０の上部に超音波送信部２と超音波受信部３を配置し、超音波送信部２と超音波受信部３とをそれぞれ所定の俯角（ａ；ｂ）で配置しているが、漏れ検査装置は、図示しないが、検査液槽の周壁の下部に超音波送信部と超音波受信部を配置し、超音波送信部と超音波受信部とをそれぞれ所定の仰角で配置することもできる。この漏れ検査装置は、放射面に配置された超音波送信部から所定の仰角で放射された超音波振動が、検査液槽の中央部分において、上昇する気泡によって反射され、この反射波の一部であって、所定の俯角で対向面に向かって進行する反射波が、対向面に配置された超音波受信部の超音波センサの検査面に入射して検出される。
【００４４】
（実施の形態２）
図４に示す漏れ検査装置２００は、検査液槽１の第１ないし第４の全ての周壁１０にゴム状弾性層８を設けている。この漏れ検査装置２００は、超音波送信部２が配置された放射面６である第１の周壁１１と、放射面６と対向する対向面７である第３の周壁１３に加えて、両側に配置された第２の周壁１２及び第４の周壁１４の内面にもゴム状弾性層８を設けている。第１ないし第４の全ての周壁１０に設けられるゴム状弾性層８は、検査液Ｌに浸かる領域の全体にわたって設けている。この構造は、超音波送信部２から放射される超音波振動や気泡Ｂで反射された反射波が周壁１０の内面で繰り返し反射されて、種々の方向に散乱するのを有効に防止して、超音波受信部３による受信状態を良好にできる。
【００４５】
さらに、図示しないが、検査液槽は、検査液に接触する内面の全体にゴム状弾性層を設けることもできる。すなわち、検査液槽は、全ての周壁の内面と、底板の内面にもゴム状弾性層を設けることができる。この構造は、超音波送信部２から放射される超音波振動の壁面での反射を最も効果的に抑制して、超音波受信部による受信状態を良好にできる。
【００４６】
（実施の形態３）
図５に示す漏れ検査装置３００は、第１の周壁１１に超音波送信部２と超音波受信部３の両方を配置している。図に示す漏れ検査装置３００は、第１の周壁１１の上部に超音波送信部２を配置し、第１の周壁１１の下部に超音波受信部３を配置している。第１の周壁１１の上部に配置される超音波送信部２は、超音波の放射方向の中心軸４ｘが水平面に対して所定の俯角（ａ）となるように傾斜姿勢で配置している。また、第１の周壁１１の下部に配置される超音波受信部３は、超音波センサ５の検出面５Ａの中心軸５ｘが水平面に対して所定の仰角（ｃ）となるように傾斜姿勢で配置している。この漏れ検査装置３００は、放射面６である第１の周壁１１に配置された超音波送信部２から放射された超音波振動が検査液槽１の中央部において上昇する気泡Ｂによって反射される反射波であって、第１の周壁１１に向かって反射される反射波を第１の周壁１１に配置された超音波受信部３で受信する。すなわち、放射面６に配置された超音波送信部２から所定の俯角（ａ）で放射された超音波振動は、検査液槽１の中央部分において気泡Ｂによって反射され、この反射波の一部であって、特定の傾斜角で放射面６に向かって進行する反射波が、放射面６に配置された超音波受信部３の超音波センサ５の検査面５Ａに入射して検出される。
【００４７】
この検査液槽１も、放射面６である第１の周壁１１と対向面である第３の周壁１３にゴム状弾性層８を設けている。第３の周壁１３に配置されるゴム状弾性層８は、第３の周壁１３の内面であって好ましくは、検査液Ｌに浸かる領域の全体に設けられている。第３の周壁１３に配置されるゴム状弾性層８は、超音波送信部２から放射された超音波振動の直接波、すなわち、気泡Ｂで反射されることなく直進して対向面７に衝突する超音波振動を効果的に吸収して減衰する。
【００４８】
さらに、第１の周壁１１に配置されるゴム状弾性層８は、検査液Ｌに浸かる領域の全体に設けることなく、超音波受信部３が配置される部分の近傍の領域にのみ設けている。このように、超音波受信部３の配置領域の近傍にのみゴム状弾性層８を設ける構造は、超音波受信部３の近傍における反射波の発生を抑制してノイズ成分を減衰し、超音波受信部３の受信感度の低下を効果的に低減できる。このように、ゴム状弾性層８は、周壁１０の内面に部分的に設けてもよい。
【００４９】
（実施の形態４）
さらに、図６に示す漏れ検査装置４００は、第１の周壁１１に超音波送信部２と超音波受信部３の両方を配置するとともに、複数の超音波振動子４と超音波センサ５とを、交互に横並びに配置している。この漏れ検査装置４００は、超音波振動子４から水平ないしほぼ水平方向に超音波振動を放射し、超音波センサ５が水平ないしほぼ水平方向に入射する超音波振動を受信する。水平ないしほぼ水平方向に超音波振動を放射する超音波振動子４は、検査液槽１の対向面７である第３の周壁１３に向かって超音波振動を放射し、水平ないしほぼ水平方向に超音波振動が入射する超音波センサ５は、対向面７である第３の周壁１３の方向から入射する超音波振動を高い感度で受信する。
【００５０】
超音波センサ５と超音波振動子４は、交互に横並びに配置されて、超音波振動子４の超音波振動に励起された気泡の反射波を超音波センサ５で受信する。この構造の超音波式漏れ検査装置４００は、各々の超音波振動子４から放射される超音波振動によって形成される超音波振動面を浮上する気泡からの反射波を超音波センサ５が高い感度で受信する。図６の漏れ検査装置４００は、第１の周壁１１の内面に、水平方向に伸びる直線上に、超音波振動子４と超音波センサ５を交互に横並びに配置している。ただ、超音波式漏れ検査装置は、超音波振動子と超音波センサをジグザグ状に横並びに配置することもできる。
【００５１】
この検査液槽１も、放射面６である第１の周壁１１と対向面である第３の周壁１３にゴム状弾性層８を設けている。第３の周壁１３に配置されるゴム状弾性層８は、超音波送信部２から放射された超音波振動の直接波、すなわち、気泡Ｂで反射されることなく直進して対向面７に衝突する超音波振動を効果的に吸収して減衰する。また、第１の周壁１１に配置されるゴム状弾性層８は、超音波送信部２から放射された超音波振動が、周壁１０の内面に衝突して反射する反射波や、気泡Ｂで反射される反射波による振動を効果的に吸収して減衰する。これにより、超音波振動が、放射面６と対向面７との間で繰り返し反射されて、検査液槽１内でノイズ成分となるのを有効に防止して、超音波振動で励起された気泡Ｂからの反射波を高い感度で受信できる。
【００５２】
以上の漏れ検査装置１００、２００、３００、４００は、以下のようにして被検査物Ｗから漏れ出る気泡Ｂの有無を検出して被検査物Ｗの検査を行う。
検査液槽１に充填された検査液Ｌに被検査物Ｗを水没させる。被検査物Ｗは、浮上する気泡Ｂに対して超音波送信部２から超音波を放射でき、かつ気泡Ｂで反射する反射超音波を超音波受信部３が受信できるように、超音波送信部２と超音波受信部３を配置する。
【００５３】
また、超音波送信部２及び超音波受信部３は、コントローラ３０と接続される。コントローラ３０は、超音波受信部３で受信した超音波を検出して気泡Ｂの有無を検出する気泡検出部（図示せず）を備える。コントローラ３０は、外付けのコンピュータ等の外部機器とすることもできるが、超音波式漏れ検査装置自体にコントローラ３０を組み込むことにより、外部機器を付加することなく気泡検出やその位置、量の検出を実現できる。コントローラ３０には、超音波受信部３が検出した直接波と反射波、又は反射波の周波数変化から、浮上する気泡Ｂを検出して表示する表示部（図示せず）を備える。表示部はＣＲＴや液晶パネル等とすることができる。またコントローラ等の部材を操作するための操作パネルやコンソール、キーボード等の入力デバイスを必要に応じて設ける。
【００５４】
さらに、検査液槽１内には、検査液Ｌに水没された被検査物Ｗの内部に圧縮空気を供給するためのエアー配管３１を備える。これにより、被検査物Ｗに圧縮空気を送出して、被検査物Ｗに小孔や亀裂が存在する場合に小孔や亀裂から気泡Ｂの漏れを生じさせる。気泡Ｂは検査液槽１内の検査液Ｌ中を上昇し、検査液Ｌの液面に到達して破消する。超音波振動子４から放射する超音波振動は、気泡Ｂを励起して反射波を放射する。超音波受信部３は、気泡Ｂの反射波と、超音波振動子４からの直接波を受信する。コントローラ３０は、反射波と直接波の両方で、あるいは反射波で気泡Ｂを検出して、気密漏れを判定する。さらに、コントローラ３０は、気泡Ｂの位置、発生量なども検出する。
【００５５】
検査液槽１は、検査液Ｌを蓄える水槽であり、上方を開口した略矩形状の容器型に形成される。また検査液槽１の対向する壁面である放射面６と対向面７には、超音波送信部２及び超音波受信部３がそれぞれ配置される。放射面６に配置される超音波送信部２の超音波振動子４は、対向面７に向けて超音波振動を放射する。コントローラ３０は、反射波を検出して、水平面内で超音波の進行方向における気泡Ｂの発生位置を放射から反射までの時間差として検出できる。また複数の超音波振動子４を水平面内に並べて配置し、各超音波振動子４から各々超音波を時分割で線状にバースト放射することで面状の検出面を構成でき、反射波と直接波から気泡Ｂの発生位置も検出できる。
【００５６】
超音波送信部２は、全ての超音波振動子４から同時に超音波を放射し、あるいは、隣接する超音波振動子４を時分割に切り替えて超音波を放射する。隣接する超音波振動子４が、時分割に切り換えて順番に超音波を放射する漏れ検査装置は、隣接する超音波振動子４の干渉を防止し、高い分解能で超音波を検出できる。図７は、複数の超音波振動子４から時分割で超音波を発生させるタイミングチャートを示す。この図に示すように、バースト状の超音波を発生させるタイミングを時分割で切り替え、検査液槽１中を超音波振動子４の配列方向に隙間無く順次走査するように超音波を放射する。これによって、超音波を放射したタイミングから反射波、直接波を検出するまでの時間差と、どこの超音波センサ５が反射波を受信したかを検出して、気泡Ｂの発生位置つまり漏れ位置を特定できる。
【００５７】
隣接して配置する各々の超音波振動子を時分割で切り替えて超音波を放射する構成に限らず、隣接する複数の超音波振動子から同時に超音波を放射して、複数の超音波振動子と対向位置にある超音波センサとをペアとして直接波と反射波を検出することもできる。また、超音波振動子と超音波センサとを必ずしも一対に対向位置に配置する必要はなく、例えば一つの超音波振動子から放射する超音波の放射方向を水平面内で時間的に変更して、送信ビームの中心軸を水平面内で移動して、複数の超音波センサで超音波振動を受信して気泡の位置を検出することもできる。
【００５８】
被検査物Ｗは、気密性や亀裂、小孔の発生を検出したい部材であり、検査液Ｌに水没可能なあらゆる部材が対象となる。例えば、燃料タンク、車両用触媒コンバータ、マフラー等である。また検査液Ｌは、被検査物Ｗに腐食等の損傷を与えない、あるいはその影響の少ない液体が選択され、例えば水等である。検査液Ｌは防錆剤の水溶液を使用することが望ましく、また必要に応じて気泡流動や超音波伝搬を考慮した粘度、温度に調整する。
【００５９】
超音波振動子４は、ＭＨｚオーダーの超音波を送信する。検査液Ｌでの減衰を考慮して、好ましくは１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下の超音波を使用し、信号処理回路の容易さ等から１ＭＨｚから２ＭＨｚが望ましい。超音波は気泡Ｂに当たるとその９０％以上が反射するので、超音波センサ５は反射波を検出できる。また気泡Ｂが検査液Ｌ中を上昇する際には、検査液Ｌに上昇を阻まれ、螺旋運動や振り子運動、表面形状の変化等の揺動を伴って浮上するので、ＭＨｚオーダーの超音波を水平方向から放射するとその反射波は揺動に伴う周波数偏移を生じる。周波数偏移は周波数の変化量、言い換えれば振動数の変化量であり、通常ヘルツ（Ｈｚ）で表わされる。さらに超音波は回折し、重畳するので、気泡の後方でも観測される。このように気泡の揺動に応じて、直接波及び反射波の周波数偏移の量が異なる。したがって、これらを検出することで気泡の状態を検出して、被検査物Ｗの気密性や漏れ量等を検出できる。
【００６０】
また、本実施の形態では、一般的に被検査物内に供給する気体として空気を用いる為、ヘリウムガス拡散式に比べるとランニングコストが安く、水素ガス拡散式では困難な水素吸脱性部品であるアルミや炭素繊維等の材料が使われている被検査物にも適用可能である。
【００６１】
（実施の形態５）
さらに、本発明の実施の形態５にかかる超音波式漏れ検査装置を図８に示す。この図に示す超音波式漏れ検査装置５００は、超音波送信部２が、複数の超音波振動子４を複数のブロック９に分割しており、隣接するブロック９の超音波振動子４が異なる周波数の超音波振動を放射して、気泡の位置を正確に判定する。超音波送信部２は、好ましくは、各々のブロック９にひとつの超音波振動子４を配置し、すなわち、ひとつの超音波振動子４でひとつのブロック９を構成して、隣接する超音波振動子４が異なる周波数の超音波振動を放射する。この漏れ検査装置５００は、超音波放射面に周波数が異なる複数列の送信ビームを放射して、周波数が異なる送信ビームのピッチを狭くして、気泡Ｂの位置をより高い分解能で特定できる。ただし、漏れ検査装置は、各々のブロックを複数の超音波振動子で構成することもできる。
【００６２】
隣接するブロック９が放射する周波数差を大きくして、どこの超音波振動子４からの超音波を受信したかを確実に識別できるが、超音波振動子４は、共振周波数からずれると超音波の放射効率が低下するので、隣接するブロック９が放射する超音波振動の周波数差は、好ましくは、超音波振動子４の共振周波数の１０％以下とする。超音波振動子４は、放射する超音波振動の周波数を、好ましくは１ＭＨｚないし３ＭＨｚ、たとえば、１ＭＨｚ又は２ＭＨｚとするので、ブロック９が放射する超音波振動の周波数差は、たとえば３０Ｈｚよりも大きく、２００ＫＨｚよりも小さい範囲とする。この漏れ検査装置３００は、全ての超音波送信部２を、同じ共振周波数の超音波振動子４を使用して、隣接するブロック９の超音波振動子４の周波数を異なる周波数にできる。
【００６３】
超音波送信部２は、たとえば、隣接するブロック９の超音波振動子４が放射する超音波振動の周波数を、ブロック９の配列方向に、交互に高くなり、かつ低くなる周波数とすることで、全体の周波数範囲を狭くしながら、隣のブロック９の超音波振動子４は異なる周波数の超音波を放射できる。たとえば、図８に示すように、共振周波数を２ＭＨｚとする１５個の超音波振動子４を横並びに配置して、以下の周波数の超音波振動を放射して、隣接する超音波振動子４が異なる周波数の超音波を放射することができる。
【００６４】
第１番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……２０１５ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ低下）
第２番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……１９４５ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第３番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……２０２０ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ）
第４番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……１９５０ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第５番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……２０２５ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ）
第６番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……１９５５ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第７番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……２０３０ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ）
第８番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……１９６０ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第９番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数……２０３５ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ）
第１０番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数…１９６５ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第１１番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数…２０４０ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ）
第１２番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数…１９７０ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第１３番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数…２０４５ｋＨｚ
（周波数差７０Ｈｚ）
第１４番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数…１９７５ｋＨｚ
（周波数差７５Ｈｚ上昇）
第１５番目の超音波振動子が放射する超音波振動の周波数…２０５０ｋＨｚ
【００６５】
各ブロック９の超音波振動の周波数を以上に設定する超音波送信部２は、隣のブロック９との周波数差が７０Ｈｚ、又は７５Ｈｚと大きくして、気泡Ｂがどのブロック９の超音波振動に励起されたかを正確に判定して、気泡Ｂの位置を正確に特定できる。また、以上の超音波送信部２は、ブロック９の配列方向に、ブロック９の超音波振動子４が放射する超音波の周波数を交互に高く、また低くして、奇数番のブロック９から偶数番のブロック９には周波数を低くして、偶数番のブロック９から奇数番のブロック９には周波数を高くして、隣のブロック９の超音波振動差を７０Ｈｚ、又は７５Ｈｚと大きくしながら、全体の周波数幅を、最低周波数の１９４５ｋＨｚから最高周波数の２０５０ｋＨｚとして、共振周波数の２ＭＨｚに対して−２．７５％〜＋２．５％と１０％以下の範囲に設定している。
【００６６】
さらに、以上のように、超音波送信部２が、全てのブロック９の超音波振動子４の放射超音波の周波数を異なる周波数に設定する漏れ検査装置４００は、超音波受信部２が受信する周波数で送信ビームを特定して、気泡Ｂの位置を正確に検出できる特徴がある。また、各々のブロック９の超音波振動子４の周波数が、特定周波数の高調波とならない周波数に設定することで、超音波受信部３が受信する周波数で送信ビームを誤り無く判定できる特徴もある。
【００６７】
以上の漏れ検査装置５００は、隣接して横並びに配置している複数の超音波振動子４が異なる周波数の超音波を放射し、複数の超音波振動子４と、これに対向して配置している超音波センサ５とをペアとして反射波を検出する。超音波センサ５が受信する超音波振動の周波数から、気泡が励起された超音波の周波数を特定して、気泡を励起した超音波振動子４を検出して、気泡の位置を判定する。この漏れ検査装置５００は、超音波センサ５が受信する超音波振動の周波数から超音波センサ５を特定するので、気泡の位置、すなわち漏れ位置を正確に検出できる。
【００６８】
この漏れ検査装置５００も、検査液槽１の第１ないし第４の全ての周壁１０にゴム状弾性層８を設けている。このため、超音波送信部２から放射される超音波振動や気泡Ｂで反射された反射波が周壁１０の内面で繰り返し反射されて、種々の方向に散乱するのを有効に防止して、超音波受信部３による受信状態を良好にできる。
【００６９】
以上の超音波式漏れ検査装置は、検査液槽１に貯留された検査液Ｌに被検査物Ｗを水没させた状態で、超音波送信部２から検査液Ｌに超音波振動を放射し、気泡Ｂで励起された信号を超音波受信部３で受信することにより、気泡を検出している。このため、超音波式漏れ検査装置は、検査液槽１の内部に所定量の検査液Ｌを貯留できる構造としている。ここで、検査液槽１に貯留される検査液Ｌは、被検査物Ｗを水没させる際の流動によって、あるいは、放射される超音波振動の直接波や反射波の振動によって、あるいはまた、検査液中を浮上する気泡Ｂが水面近くではじける際の衝撃等によって、液面が波立つ場合がある。液面で発生する波は、検査液中を伝わる超音波を乱反射させる原因となり、これによりノイズが発生して超音波センサの受信感度が低下するおそれがある。したがって、この種の超音波式漏れ検査装置にとって、検査液槽１に貯留された検査液Ｌの液面が波立つことは決して好ましい状態ではない。このように、検査液Ｌの液面が波立つのを防止するために、超音波式漏れ検査装置は、以下に示す構造とすることもできる。
【００７０】
（実施の形態６）
図９に示す超音波式漏れ検査装置６００は、検査液槽１に貯留される検査液Ｌをオーバーフローさせて排液することにより、検査液Ｌの液面が波立つのを防止している。図の超音波式漏れ検査装置６００は、検査液槽１に貯留される検査液Ｌをオーバーフローさせるために、検査液槽１に設けた排液部１６と、検査液槽１に検査液Ｌを供給する給液部１７とを備えている。
【００７１】
検査液槽１に形成される排液部１６は、たとえば、特定の周壁を他の周壁よりも低く形成することによって構成することができる。図９に示す検査液槽１は、平面視において長方形状の４辺を構成する周壁１０のうち、１辺である第３の周壁１３を他の３辺の周壁１０よりも低く形成して、検査液槽１内の検査液Ｌをオーバーフローさせる排液部１６としている。この排液部１６は、第３の周壁１３の上端縁が水平姿勢となるようにカットして形成されており、検査液槽１に貯留される検査液Ｌの液面を均一にオーバーフローさせて排液できるようにしている。とくに、検査液槽１に形成される排液部１６は、検査液Ｌをオーバーフローさせる周壁の全長にわたって設けることで、水面付近の検査液Ｌを、排液部となる周壁全体から均一にオーバーフローさせて排液できる。ただ。排液部は、特定の周壁の一部を低く形成して設けることもできる。
【００７２】
さらに、検査液槽は、図示しないが、平面視において長方形状の４辺を構成する周壁のうち、２辺の周壁を他の２辺の周壁よりも低く形成して排液部とすることも、３辺の周壁を他の１辺の周壁よりも低く形成して排液部とすることもできる。とくに、長方形を構成する４辺のうち、対向する２辺の周壁を他の２辺の周壁よりも低く形成して排液部を設ける構造は、水面近くの検査液を検査液槽の両側方向にオーバーフローさせてスムーズに排液できる。さらに、検査液槽１は、必ずしもいずれかの周壁を他の周壁よりも低く形成する必要はなく、全ての周壁を同じ高さとして、周壁の全周の上端を排液部として周壁全体からオーバーフローさせて排液することもできる。
【００７３】
以上のように、検査液槽１に貯留される検査液Ｌをオーバーフローさせる超音波式漏れ検査装置６００は、液面近くの検査液Ｌを、図９の矢印で示すように排液部１６に流動させてオーバーフローさせるので、検査液Ｌの液面が継続的に波立つのを有効に防止でき、液面に発生する波による悪影響を効果的に防止してノイズを低減できる。
【００７４】
給液部１７は、検査液Ｌを連続して検査液槽１に供給して、過剰となる検査液Ｌを検査液槽１からオーバーフローさせる。このような給液部１７として、たとえば、給液ポンプや、高低差による圧力を利用した給液機構が使用できる。とくに、検査液Ｌを水とする場合においては、給液部１７を水道として、蛇口や給水栓から供給される水道水を検査液槽１に給水することもできる。以上の給液部１７は、検査液槽１に連続供給する検査液Ｌの供給量を調整することで検査液槽１からのオーバーフロー量を調整できる。給液部１７は、検査液槽１に貯留される検査液Ｌの液面が波立つのを抑制できるオーバーフロー量となるように、検査液Ｌの供給量を調整する。
【００７５】
図９に示す検査液槽１は、給液部１７から検査液Ｌが供給される供給部１８を、検査液槽１の上部に配置している。この構造は、液面に近い位置に検査液Ｌを供給することで、検査液槽１内の検査液全体を流動させることなく、水面近くの検査液Ｌのみを流動させることで、効率よくオーバーフローして配液できる。この漏れ検査装置は、検査液槽１の内部における検査液Ｌの流動を抑制することで、検査液中を上昇する気泡Ｂへの影響を低減しながら、気泡Ｂを正確に検出できる。
【００７６】
さらに、検査液槽は、図示しないが、給液部から検査液が供給される供給部を、検査液槽の底部に配置することもできる。この構造は、検査液槽の底部に配置される供給部から供給される検査液を、検査液槽の上部に流動させながらオーバーフローさせて排液できるので、検査液を経時的に新しいものに交換しながら検査できる。たとえば、汚れた被検査物を検査する場合等においては、検査液中の汚れ成分を排出することで、検査液を清澄にしながら検査を継続できる。このため、検査液中を浮遊する汚れ成分による、誤検出やノイズの発生を有効に防止しながら検査できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の超音波式漏れ検査装置は、超音波計測センサを用いた水没式空気検査装置に好適に適用できる。また検査対象としては、エンジンブロック、ミッションケース、ショックアブソーバ、燃料パイプ、燃料タンク等の自動車部品、電気機器部品、ガス・水道器具、食品・薬品、医療器具等が挙げられる。例えば車両用触媒コンバータの空気漏れ検査や、密封充填の包装容器のピンホール等シール不良の検出に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１００、２００、３００、４００、５００、６００…漏れ検査装置
１…検査液槽
２…超音波送信部
３…超音波受信部
４…超音波振動子
４ｘ…中心軸
５…超音波センサ
５Ａ…検査面
５ｘ…中心軸
６…放射面
７…対向面
８…ゴム状弾性層
９…ブロック
１０…周壁
１１…第１の周壁
１２…第２の周壁
１３…第３の周壁
１４…第４の周壁
１５…底板
１６…排液部
１７…給液部
１８…供給部
３０…コントローラ
３１…エアー配管
９０…検査装置
９１…検査液槽
９４…超音波振動子
９５…超音波センサ
Ｌ…検査液
Ｗ…被検査物
Ｂ…気泡
【図１】
2020143937.tif 000003
【図２】
2020143937.tif 000004
【図３】
2020143937.tif 000005
【図４】
2020143937.tif 000006
【図５】
2020143937.tif 000007
【図６】
2020143937.tif 000008
【図７】
2020143937.tif 000009
【図８】
2020143937.tif 000010
【図９】
2020143937.tif 000011
【図１０】
2020143937.tif 000012