(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部材が積層した積層体の一側に配置した探触子から超音波を入射すると共に多重反射波を受信し、受信した多重反射波を評価することにより層間剥離の有無を検査する積層体の剥離検査方法であって、
予め、前記積層体の健全部において多重反射波を受信し、前記健全部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲を求め、
前記積層体の模擬剥離部において多重反射波を受信し、前記模擬剥離部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態及び前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲とを求め、
求めた前記健全部における変動範囲と前記模擬剥離部における変動範囲とが重複しない領域を求め、
求めた前記領域における最小の反射回数より大で且つ前記領域の高さが所定値以上となる反射波の反射回数を求め、
前記積層体の検査部において多重反射波を受信し、前記検査部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さと前記健全部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さを比較することにより前記層間剥離の有無を検査する積層体の剥離検査方法。
【請求項２】
前記積層体は前記一側に塗装膜を備え、前記変動範囲は、前記塗装膜の膜厚による変動をさらに含むものである請求項１記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項３】
前記変動範囲は、剥離部内の内容物による変動をさらに含むものである請求項１又は２記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項４】
予め前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求めておき、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求め、これら伝搬時間を比較することで前記層間剥離の有無を検査する請求項１〜３のいずれかに記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項５】
前記複数の部材は、前記一側に位置する第一の部材と、この第一の部材に設けられる第二の部材とを少なくとも含み、前記第一の部材は、前記第二の部材の音響インピーダンスより小となる材料よりなり、予め前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の位相を求めておき、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の位相を求め、これら位相を比較することで前記層間剥離の有無を検査する請求項１〜４のいずれかに記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項６】
前記複数の部材は、前記一側に位置する第一の部材と、この第一の部材に設けられる第二の部材と、これら部材を密着させる接着層とを少なくとも含み、前記第一の部材と前記接着層との界面における層間剥離を検査する請求項１記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項７】
予め前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求めておき、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求め、これら伝搬時間を比較することで前記接着層と前記第二の部材との界面における層間剥離の有無を検査する請求項６記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項８】
前記第一の部材は鋼材であり、前記第二の部材はフッ素樹脂ライニング材である請求項６又は７記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項９】
前記接着層は、前記鋼材に前記フッ素樹脂ライニング材を接着させる接着剤とガラスクロスとよりなる請求項８記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項１０】
前記積層体は、液体用コンテナタンクである請求項８又は９記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項１１】
前記積層体は、曲面を有する請求項１〜６のいずれかに記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項１２】
前記探触子を前記一側に沿って走査すると共に、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さに基づいて走査画像を生成する請求項１〜１１のいずれかに記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項１３】
前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さが、前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さより小さい場合に、前記層間剥離の一部に腐食が存在すると判定する請求項１〜１２のいずれかに記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項１４】
前記探触子は、分割型探触子である請求項１３記載の積層体の剥離検査方法。
【請求項１５】
複数の部材が積層した積層体の一側から超音波を入射すると共に多重反射波を受信する探触子と、受信した多重反射波を評価する信号処理装置を備え、受信した多重反射波を評価することにより層間剥離の有無を検査する積層体の剥離検査装置であって、
前記信号処理装置は、予め、前記積層体の健全部において多重反射波を受信し、前記健全部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲を求め、
前記積層体の模擬剥離部において多重反射波を受信し、前記模擬剥離部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態及び前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲とを求め、
求めた前記健全部における変動範囲と前記模擬剥離部における変動範囲とが重複しない領域を求め、
求めた前記領域における最小の反射回数より大で且つ前記領域の高さが所定値以上となる反射波の反射回数を求め、
前記積層体の検査部において多重反射波を受信し、前記検査部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さと前記健全部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さを比較することにより前記層間剥離の有無を検査する積層体の剥離検査装置。
【請求項１６】
前記信号処理装置は、前記探触子を走査して受信した多重反射波により走査画像を生成する請求項１５記載の積層体の剥離検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置に関する。さらに詳しくは、複数の部材が積層した積層体の一側から超音波を入射すると共に多重反射波を受信し、受信した多重反射波を評価することにより層間剥離の有無を検査する積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述の如き積層体の剥離検査対象は、管、容器等が多く、検査時には管、容器等の内部に人間が入り、内部からの目視検査、打音検査、ピンホール検査等行うのが通常であった。そのため、検査時には、操業を停止しなければならず、検査に多大な時間を要していた。【０００３】
一方、例えば積層体の一例として特許文献１に記載の如く、操業を停止せずにライニングの剥離を検査する方法が提唱されている。上記文献記載の発明は、配管外部から超音波パルスを入射させ、配管内部のライニング内周面と管本体との各反射エコーの減衰率を算出し、剥離の有無を調査している。同従来方法では、ライニング材と、接着層とからなる多層構造のライニングには言及していないが、接着層とライニング材とが共に板材から剥離する場合には、上記手法で剥離を推定することができるかもしれない。【０００４】
ところが、ライニング材のみが剥離して、接着層が板材本体に残余することもある。しかし、上記従来方法では、接着層のみが残余する部分と健全部との差異は明らかでなく、ライニング材のみの剥離をも検出することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２９７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、簡便でありながら積層体の層間剥離を明瞭に検出することの可能な積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層体の剥離検査方法の特徴は、複数の部材が積層した積層体の一側に配置した探触子から超音波を入射すると共に多重反射波を受信し、受信した多重反射波を評価することにより層間剥離の有無を検査する方法において、予め、前記積層体の健全部において多重反射波を受信し、前記健全部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲を求め、前記積層体の模擬剥離部において多重反射波を受信し、前記模擬剥離部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態及び前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲とを求め、求めた前記健全部における変動範囲と前記模擬剥離部における変動範囲とが重複しない領域を求め、求めた前記領域における最小の反射回数より大で且つ前記領域の高さが所定値以上となる反射波の反射回数を求め、前記積層体の検査部において多重反射波を受信し、前記検査部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さと前記健全部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さを比較することにより前記層間剥離の有無を検査することにある。
【０００８】
ところで、検査対象となる積層体の界面で反射した反射波のエコー高さ（信号強度）は、例えば、塗装膜の有無、その厚さ、探触子の探傷面に対する接触状態、探傷面や界面の面粗さ、剥離部内の物質等の要因によって変動する。そのため、多重反射波全体の減衰率や減衰曲線にのみ着目すると、上記要因による変動によって、健全部からの信号と剥離部からの信号とを明瞭に識別することが困難となる場合がある。【０００９】
上記構成によれば、例えば図２２に示すように、反射波のエコー高さは、上記各種要因による変動（バラツキ）を含む。予め、前記積層体の健全部において多重反射波を受信し、前記健全部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波のエコー高さの変動範囲を求め、前記積層体の模擬剥離部において多重反射波を受信し、前記模擬剥離部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波のエコー高さの変動範囲とを求め、求めた前記健全部における変動範囲と前記模擬剥離部における変動範囲とが重複しない領域を求め、求めた前記領域における最小の反射回数より大で且つ前記領域の高さが所定値以上となる反射波の反射回数を求める。そして、予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の健全部の反射波のエコー高さと同回数の反射回数の検査部の反射波のエコー高さとを比較すれば、上記要因による変動を排除でき、精度よく剥離の有無を検出することが可能となる。
【００１０】
前記変動範囲は、前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む。例えば図２１に示すように、反射波のエコー高さの変動範囲は、探触子の接触状態による変動を含む。よって、予め求めた反射回数の健全部の反射波のエコー高さと同回数の反射回数の検査部の反射波のエコー高さとを比較すれば、探触子の接触状態によるエコー高さの変動を排除でき、接触状態にバラツキが生じていたとしても、精度よく剥離の有無を検出することができる。
【００１１】
前記積層体は前記一側に塗装膜を備え、前記変動範囲は、前記塗装膜の膜厚による変動をさらに含むものであるとよい。例えば図２０に示すように、反射波のエコー高さの変動範囲は、塗装膜の膜厚による変動を含む。よって、予め求めた反射回数の健全部の反射波のエコー高さと同回数の反射回数の検査部の反射波のエコー高さとを比較すれば、塗装膜の膜厚によるエコー高さの変動を排除でき、膜厚にバラツキが生じていたとしても、精度よく剥離の有無を検出することができる。さらに、前記変動範囲は、剥離部内の内容物による変動をさらに含むものであるとよい。
【００１２】
予め前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求めておき、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求め、これら伝搬時間を比較することで前記層間剥離の有無を検査するとよい。例えば図６に示すように、第一の部材と第二の部材との界面に剥離が存在する場合、前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射を繰り返した反射波の伝搬時間にずれが生じる。従って、予め求めた反射回数の健全部の反射波の伝搬時間と同回数の反射回数の検査部の反射波の伝搬時間とを比較すれば、伝搬時間のずれによって積層体の層間剥離の検出が可能となる。なお、この伝搬時間のずれは、超音波の周波数に依存するものではなく、原理的に周波数は特に限定されるものではない。
【００１３】
前記複数の部材は、前記一側に位置する第一の部材と、この第一の部材に設けられる第二の部材とを少なくとも含み、前記第一の部材は、前記第二の部材の音響インピーダンスより小となる材料よりなり、予め前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の位相を求めておき、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の位相を求め、これら位相を比較することで前記層間剥離の有無を検査するようにしても構わない。
【００１４】
上記構成によれば、第一の部材は、第二の部材の音響インピーダンスより小となる材料より構成されている。係る場合、例えば図１８（ａ）に例示する積層体の場合、第一の部材と第二の部材との界面に到達した超音波の一部は、音響インピーダンスの差により当該界面で反射する。他方、例えば同図（ｂ）に示す如く、剥離部が存在すると、当該界面に到達した超音波はこの剥離部でほぼ反射し、第一の部材へ透過しない。ここで、第一の部材の音響インピーダンスは、第二の部材の音響インピーダンスより小さく、且つ剥離部を構成する空気の音響インピーダンスはさらに小さい。従って、剥離部の存在により位相反転が生じる。よって、健全部と検査部との位相反転に着目することで、当該界面における剥離の検出が可能となる。【００１５】
前記複数の部材は、前記一側に位置する第一の部材と、この第一の部材に設けられる第二の部材と、これら部材を密着させる接着層とを少なくとも含み、前記第一の部材と前記接着層との界面における層間剥離を検査するようにしても構わない。第一の部材と接着層との界面に剥離が存在する場合、例えば図６に示すように、これら反射波のエコー高さが大きく相違する。従って、予め求めた反射回数の健全部の反射波のエコー高さと同回数の反射回数の検査部の反射波のエコー高さとを比較すれば、エコー高さの差異によって当該界面における剥離の検出が可能となる。【００１６】
係る場合、予め前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求めておき、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波の伝搬時間を求め、これら伝搬時間を比較することで前記接着層と前記第二の部材との界面における層間剥離の有無を検査するとよい。第二の部材と接着層との界面に剥離が存在する場合、例えば図６に示すように、これら反射波の伝搬時間にずれが生じることが判明した。従って、予め求めた反射回数の健全部の反射波の伝搬時間と同回数の反射回数の検査部の反射波の伝搬時間とを比較すれば、伝搬時間のずれによって当該界面における剥離の検出が可能となる。
【００１７】
前記第一の部材は鋼材であり、前記第二の部材はフッ素樹脂ライニング材で構成されていても構わない。また、前記接着層は、前記鋼材に前記フッ素樹脂ライニング材を接着させる接着剤とガラスクロスと構成されていてもよい。前記積層体は、例えば、液体用コンテナタンクである。【００１８】
また、前記積層体は、曲面を有するものであってもよい。係る場合、超音波はその曲面で散乱反射するため、大きく減衰する。予め設定した反射回数の反射波のエコー高さに着目するので、曲面の曲率に応じた超音波の減衰は相殺される。よって、積層体が曲面であっても、平坦面での剥離検査と同等の結果を得ることができる。【００１９】
前記探触子を前記一側に沿って走査すると共に、前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さに基づいて走査画像を生成するとよい。上述したように、予め求めた反射回数の反射を繰り返した反射波に着目するので、走査画像を容易に生成でき、検査効率も向上する。
【００２０】
前記検査部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さが、前記健全部における前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さより小さい場合に、前記層間剥離の一部に腐食が存在すると判定するようにしてもよい。剥離部が腐食している場合、その腐食面で超音波は散乱反射するので、大きく減衰する。従って、予め求めた反射回数の健全部の反射波のエコー高さと同回数の反射回数の検査部の反射波のエコー高さとを比較すれば、エコー高さの差異によって剥離の有無に加えて当該部分の腐食の有無をも検出することが可能となる。
【００２１】
前記探触子は、分割型探触子であってもよい。焦点を適切な距離に合わせることにより、界面の粗さによる減衰を大きくすることができ、健全部からの信号と腐食部からの信号をより明瞭に区別できる。なお、この場合、焦点は界面に合わせなくてもよい。【００２２】
上記目的を達成するため、本発明に係る積層体の剥離検査装置の特徴は、複数の部材が積層した積層体の一側から超音波を入射すると共に多重反射波を受信する探触子と、受信した多重反射波を評価する信号処理装置を備え、受信した多重反射波を評価することにより層間剥離の有無を検査する構成において、前記信号処理装置は、予め、前記積層体の健全部において多重反射波を受信し、前記健全部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲を求め、前記積層体の模擬剥離部において多重反射波を受信し、前記模擬剥離部におけるエコー高さに変動を与える前記探触子の前記積層体に対する接触状態並びに前記積層体の表面及び界面の荒れによる変動を含む多重反射波の各反射回数毎のエコー高さの変動範囲とを求め、求めた前記健全部における変動範囲と前記模擬剥離部における変動範囲とが重複しない領域を求め、求めた前記領域における最小の反射回数より大で且つ前記領域の高さが所定値以上となる反射波の反射回数を求め、前記積層体の検査部において多重反射波を受信し、前記検査部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さと前記健全部における予め求めた前記所定値以上となる反射波の反射回数の反射波のエコー高さを比較することにより前記層間剥離の有無を検査することにある。
【００２３】
前記信号処理装置は、前記探触子を走査して受信した多重反射波により走査画像を生成するようにしても構わない。走査画像としては、例えば、Ｂスキャン画像やＣスキャン画像が挙げられる。また、前記探触子には、一振動子型探触子を用いてもよく、二振動子型探触子を用いることも可能である。
【発明の効果】
【００２４】
上記本発明に係る積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置の特徴によれば、簡便でありながら積層体の層間剥離を明瞭に検出することが可能となった。【００２５】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る剥離検査装置の概略図である。
【図２】積層体の各層に対する超音波の挙動を説明するための図であり、（ａ）は健全部、（ｂ）は第一界面での剥離、（ｃ）は第二界面での剥離を示す図である。
【図３】各試験体におけるバンドパスフィルターを介して得られたＲＦ波形の一例を示すグラフであり、（ａ）はＢ１付近、（ｂ）はＢ１０付近、（ｃ）はＢ２０付近の結果を示す。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ対応する検波波形を示すグラフである。
【図５】減衰の差異を説明するグラフであり、（ａ）は各試験体における減衰の傾向を示すグラフ、（ｂ）は健全試験体に対する第一、第二剥離試験体の感度差を示すグラフ、（ｃ）は各試験体の減衰係数を示すグラフである。
【図６】反射波のピーク時間及びピーク値の比較を説明するグラフである。
【図７】健全試験体、第一剥離試験体及び第二剥離試験体をそれぞれ比較したグラフであり、（ａ）はピーク時間差、（ｂ）はエコー高さを比較したグラフである。
【図８】他の積層体の一例を示す図である。
【図９】図８に示す積層体の各試験体における図３相当図である。
【図１０】図８に示す積層体の各試験体における図４相当図である。
【図１１】図８に示す積層体の各試験体における図５相当図である。
【図１２】図８に示す積層体の各試験体における図７相当図である。
【図１３】本発明の第二実施形態に係る図２相当図である。
【図１４】本発明の第二実施形態に係る図３相当図である。
【図１５】本発明の第二実施形態に係る図４相当図である。
【図１６】本発明の第二実施形態に係る図５（ａ）相当図である。
【図１７】本発明の第二実施形態に係る図６相当図である。
【図１８】本発明の第三実施形態に係る図２相当図である。
【図１９】塗装膜の膜厚とエコー高さとの関係を示す図である。
【図２０】塗装膜の膜厚のバラツキによるエコー高さの変動を示す図である。
【図２１】探触子の接触状態のバラツキによるエコー高さの変動を示す図である。
【図２２】健全部、剥離部、腐食部におけるエコー高さの変動を模式的に示す図である。
【図２３】多重反射波の音圧反射率の変化を示す図である。
【図２４】本発明の改変例を示す図２２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明の第一実施形態についてさらに詳しく説明する。
【００２８】
［検査装置構成］
図１に示すように、本発明の第一実施形態に係る剥離検査装置１は、大略、複数の部材としての第一の部材２０、第二の部材３０が薄層４０を介して積層された積層体１０の一側１１（表面２１）から超音波を入射すると共に多重反射波を受信する探触子２と、受信した多重反射波を処理し評価する信号処理装置３とを備える。この信号処理装置３は、例えば、パーソナルコンピューターにより構成される。また、探触子２には、走査位置を検出するエンコーダ等の位置検出器２ａが取り付けると共に、信号処理装置３に接続されている。本実施形態において、積層体１０の一側１１（第一の部材２０の表面２１）には、塗装膜５０が形成されている。
【００２９】
信号処理装置３は、パルサー４ａを制御して探触子２から超音波パルスを発生させる。送信された超音波パルスは、第一、第二部材２０，３０内及び薄層４０内を通過（若しくは透過）及び各界面Ｆ１，Ｆ２で反射し、探触子２にて受信される。受信した多重反射波は、レシーバー４ｂ及びプリアンプ５により増幅され、フィルター６によりノイズが除去された状態でＡ／Ｄコンバーター７によりデジタル信号に変換される。そして、信号処理装置３にて信号処理がなされ、モニター８に表示される。モニター８には、例えば、図３，４，６に示す如く、横軸を伝播距離を代表する時間軸とし、縦軸に同反射波の強度とするグラフが表示される。
【００３０】
また、信号処理装置３は、位置検出器２ａが検出した探触子２の走査位置データと共に受信信号を処理し、Ｂスキャン画像やＣスキャン画像等の走査画像を生成して、モニタ８に表示させる。さらに、信号処理装置３は、剥離の存在を警告する警告手段３ａをさらに備える。本実施形態において、警告手段３ａは、検査部における伝搬時間が健全部における伝搬時間（基準伝搬時間）に対し所定時間以上の場合、又は、検査部におけるピーク値が健全部におけるピーク値（基準ピーク値）に対し所定値以上の場合に警告を行う。この警告は、例えば、警告音やモニター８への表示等により行われる。
【００３１】
［積層体構成］
ここで、本実施形態における検査対象となる積層体１０は、例えば液体を保存する液体用コンテナタンクの壁部である。このタンクは、例えばＩＳＯ規格に準ずるコンテナタンクである。図２に示すように、積層体１０は、第一の部材２０としての板材と、この板材２０を内容物からの侵食を防ぐための第二の部材３０としてのフッ素樹脂ライニング材とを有する。そして、このフッ素樹脂ライニング材３０が薄層４０としての接着剤よりなる接着層により板材２０に接着されている。
【００３２】
本実施形態において、板材２０は、例えば厚さ５ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ板）等より構成されている。また、フッ素樹脂ライニング材３０としては、例えば厚さ３．５ｍｍのフッ素樹脂ライニング（ＰＴＦＥ）が用いられる。
【００３３】
また、本実施形態における接着層４０は、例えば、エポキシ樹脂系接着剤等のフッ素樹脂ライニング材３０（以下、単に「ライニング材３０」と称する。）を板材２０に接着させる接着剤により構成される。その厚みは、例えば０．１ｍｍ以下であり、板材２０やライニング材３０に対し十分に薄い。ここで、仮に、接着層４０の音速を１８００ｍ／ｓ、超音波の周波数を５ＭＨｚとすると、波長は０．３６ｍｍとなり、接着層４０の厚みよりも大きい。そのため、接着層４０の上面４１からの反射波と下面４２からの反射波とは分離できず、従来の垂直法では各面４１，４２の信号を識別することはできない。本発明は、このような超音波の波長より短い（薄い）肉厚の接着層４０の上下面４１，４２における剥離検出に有利である。
【００３４】
ところで、塗装膜５０の膜厚は、施工状態や経年変化によって、例えば１００〜５００μｍ程度の誤差（バラツキ）が生じている場合がある。図１９に塗装膜の膜厚に対するエコー高さの相対的な変動の例を示す。縦軸は相対エコー高さ（ｄＢ）、横軸は膜厚（μｍ）である。図１９の例において、例えば膜厚が３００μｍに対し±１００μｍ変動すると、エコー高さは、１回反射（Ｂ１）では±約０．９ｄＢ（９０％〜１１１％、図中のＭ１）、１０回反射（Ｂ１０）では±約１．１ｄＢ（８８％〜１１４％）、２０回反射（Ｂ２０）では±約１．５ｄＢ（８４％〜１１９％、図中のＭ２）変動する。このように、膜厚が大きいほど、又、反射回数が多いほど、エコー高さは大きく変動する。そのため、剥離部と健全部の信号が重なり合い、両者の判別が困難となる場合が生じる。なお、同図はエポキシ樹脂の例であるが、塗装膜の材質に限られず、上記と同様にエコー高さは変動する。
【００３５】
また、図２０に、健全部を模した健全試験体Ｅ０と剥離部を模した模擬剥離試験体Ｅ１において、塗装膜５０の膜厚を１５０〜３００μｍで変化させた測定結果の例を示す。縦軸は相対エコー高さ（ｄＢ）、横軸は反射回数である。いずれの試験体においても、膜厚に応じて各反射回数でエコー高さに変動（バラツキ）が生じる。反射回数が８回以下では、健全部の変動範囲ｒ０と剥離部の変動範囲ｒ１が重複するため、健全部と剥離部の信号の区別が困難となる。反射回数が８回目以降では、変動範囲ｒ０，ｒ１の差は反射回数が増加するに従い広がる。
【００３６】
さらに、反射波のエコー高さに変動を与える要因は、塗装膜５０の膜厚に限られるものではない。例えば、探触子２の積層体１０に対する接触状態もエコー高さに変動を与える要因となる。図２１に、複数の異なる対象物（Ａ〜Ｅ）について、探触子２の接触状態を異ならせた測定結果の例を示す。縦軸は相対エコー高さ（ｄＢ）である。接触状態に対する変動の平均が±２．５ｄＢとなった。なお、接触状態とは、探触子の対象物に対する傾きや押圧力、接触媒質の厚さ、種類等を含む概念である。また、他の変動要因として、積層体表面や界面の荒れや剥離部内の内容物等もある。このように、多重反射波は各種要因の影響を受けるため、多重反射波全体の減衰曲線や減衰率による剥離検査では、判定精度が低くなる。
【００３７】
図２２に、各種試験体における上記変動要因を含むエコー高さの変動を模式的に示す。上述したように、反射波の信号には、上記各種要因による変動範囲Ｒ０〜Ｒ２が含まれる。健全試験体Ｅ０と模擬剥離試験体Ｅ１とでは、反射回数が多くなるに従い、健全部の変動範囲Ｒ０と剥離部の変動範囲Ｒ１の差が大きくなる。これは、剥離部に存在する空気の音圧反射率はほぼ１であまり変化しないが、健全部では界面における音圧反射率は１より小さいため、この音圧反射率の差が反射を繰り返すほど積算されて大きくなるからである。そして、この変動範囲の差には、上記要因による変動が除かれる。従って、所定値以上の差となる反射回数を求め、反射回数が多い反射波のエコー高さに着目することで、上記変動要因の影響を排除し、剥離部と健全部との信号を明瞭に区別でき、検出精度が向上する。
【００３８】
ところで、剥離部には、腐食が生じている場合も想定される。係る場合、腐食面で超音波は散乱するため、腐食が進行している（面粗さが大きい）ほど大きく減衰し、健全部に比べエコー高さは小さくなる。腐食部を模した模擬剥離試験体Ｅ２の信号にも同様に上記要因による変動が含まれる。図２２の如く、模擬剥離試験体２においても、所定値以上の差となる反射回数を予め求め、反射回数が多い反射波のエコー高さに着目することで、上記変動要因の影響を排除し、剥離の有無に加え腐食の有無をも精度よく検出することができる。なお、発明者らの実験によれば、面粗さＲａ（２５０μｍ）≒Ｒｚ１０００（μｍ）に相当する約１ｍｍの凹凸腐食を検出することができた。
【００３９】
このように、予め、健全試験体と模擬剥離試験体において、反射波のエコー高さが所定値以上の差となる反射回数を求め、当該回数における反射波のエコー高さを比較することで、上記変動要因による影響を排除して、高精度に剥離の有無を検査することが可能となる。なお、反射回数及び所定値は、各種変動要因が排除されればよく、信号が明瞭に識別できる範囲において、これらは特に制限されるものではない。例えば、図２２に示すように、剥離検出について反射回数を２０回とし、腐食検出には２０回の所定値Ｚ’より大きいＺ’’となる１０回の反射回数としてもよい。
【００４０】
［多重反射波の挙動］
ここで、超音波の挙動と反射波形との関係について説明する。
図２（ａ）は、板材２０、ライニング材３０及び接着層４０が互いに密着し剥離が存在しない健全部での反射の挙動を示す。探触子２から板材２０内部へその上面（表面）２１（容器外面１１）から入射した超音波は、その一部が板材２０の下面（裏面２２）と接着層４０の上面４１との界面となる第二界面Ｆ２で符号Ｐ２に示す如く反射する。
【００４１】
一方、第二界面Ｆ２を透過した超音波は、接着層４０内を伝播し、接着層４０の下面４２とライニング材３０の上面３１との界面となる第一界面Ｆ１に達する。ここで、ライニング材３０と接着層４０との音響インピーダンスが近似している（ライニング材３０と接着層４０との音響インピーダンスの差が小さい）場合、第一界面Ｆ１での反射はほとんど生じない。そのため、符号Ｐ１で示す反射波は殆ど受信されない。よって、健全部での多重反射による受信波形は、主に第二界面Ｆ２からの反射波Ｐ２によって形成される。
【００４２】
図２（ｂ）は、第一界面Ｆ１にて剥離が生じている場合の反射の挙動を示す。剥離部Ｄ１は第二界面Ｆ２の反射に無関係であるので、健全部と同様に、第二界面Ｆ２で符号Ｐ２で示す如く反射する。一方、剥離部Ｄ１においては、接着層４０と空気Ａとの界面が形成される。そのため、健全部とは異なり、第二界面Ｆ２を透過した超音波は、その殆どが接着層４０と空気Ａとの界面で符号Ｐ１’に示す如く反射する。よって、剥離部Ｄ１が存在する場合の多重反射による受信波形は、剥離部Ｄ１からの反射波Ｐ１’及び第二界面Ｆ２からの反射波Ｐ２が足し合わされた波形となる。
【００４３】
図２（ｃ）は、第二界面Ｆ２にて剥離が生じている場合の反射の挙動を示す。剥離部Ｄ２においては、板材２０と空気Ａとの界面が形成される。そのため、第二界面Ｆ２に到達した超音波は、その殆どが板材２０と空気Ａとの界面で符号Ｐ２’に示す如く反射し、第一界面Ｆ１での反射波は生じない。よって、剥離部Ｄ２が存在する場合の多重反射による受信波形は、ほぼ剥離部Ｄ２からの反射波Ｐ２’によって形成される。ここで、板材２０と剥離部Ｄ２の空気Ａの音圧反射率はほぼ１であり反射を繰り返してもあまり変化しない。他方、健全部の反射波Ｐ２は、第二界面Ｆ２を構成する板材２０と接着層４０との音圧反射率が１より小さいため、第二界面Ｆ２での反射によって減衰する。
【００４４】
なお、図２３に、各種材質の音圧反射率の変動を示す。縦軸は相対エコー高さ（ｄＢ）、横軸は反射回数である。材質によって音圧反射率は異なるが、空気の音圧反射率１よりも小さく、反射回数が多くなるに従いその差は大きくなる。すなわち、空気の音圧反射率より小さい材料であれば、剥離の有無を検出可能である。なお、同図中のａは空気、ｂは水、ｃはフッ素樹脂、ｄは硬質ゴム、ｅはエポキシ樹脂を示すが、これらは一例に過ぎない。
【００４５】
［受信波形の相違］
ここで、健全部、剥離部Ｄ１及び剥離部Ｄ２における受信波形の相違について、図３〜５を参照しながら説明する。
図３に健全試験体ＴＰ０、第一、第二剥離試験体ＴＰ１，ＴＰ２にて受信した信号にバンドパスフィルター（中心周波数５ＭＨｚ）を施して生成したＲＦ波形の一例を示す。また、図４は、図３に対応する検波波形を示す。ここで、健全試験体ＴＰ０は、板材２０、ライニング材３０及び接着層４０が互いに密着した健全部を模した。第一剥離試験体ＴＰ１は、板材２０及び接着層４０を接着させ第一界面Ｆ１の剥離部Ｄ１を模した。第二剥離試験体ＴＰ２は、板材２０のみで構成し第二界面Ｆ２の剥離部Ｄ２を模した。図３，４の縦軸はエコー高さ（％）、横軸は伝搬時間（μ秒）を示す。
【００４６】
図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、反射が１回の場合、各受信波形がほぼ重なり合うため、波形の識別は困難である。一方、図３（ｂ）（ｃ）及び図４（ｂ）（ｃ）に示すように、反射回数が増加するに従い、各波形のエコー高さにずれが生じると共に波形の重なりも解消され、波形の識別が可能である。このことから、観測当初においては剥離検出が困難であるが、多重反射波を利用することで、剥離検出が可能となることが伺える。
【００４７】
さらに、発明者らは、上記各試験体において減衰の傾向を測定した。図５（ａ）（ｃ）に示すように、減衰の傾向（減衰係数）は、第二剥離試験体ＴＰ２、第一剥離試験体ＴＰ１、健全試験体ＴＰ０の順に大きいことが分かった。また、同図（ｂ）に示すように、健全試験体ＴＰ０の減衰傾向を基準とすると、第一剥離試験体ＴＰ１より第二剥離試験体ＴＰ２の方がより感度差が大きく、減衰傾向が大きいことが分かった。図５（ａ）の縦軸はエコー高さ（ｄＢ）、横軸は伝搬時間（μ秒）を示す。図５（ｂ）の縦軸は感度差（ｄＢ）、横軸は反射回数を示す。図５（ｃ）の縦軸は減衰係数（ｄＢ／ｍｍ）を示す。
【００４８】
上記現象のメカニズムは、以下のように推測される。
健全試験体ＴＰ０の反射波Ｐ２は、第二界面Ｆ２での反射及び接着層４０への透過によって減衰する。一方、第二剥離試験体ＴＰ２の反射波Ｐ２’は、剥離部Ｄ２の空気Ａでの反射のため、健全試験体ＴＰ０に比べ反射による減衰は小さい。また、第二剥離試験体ＴＰ２では接着層４０への透過が生じないため、接着層４０による減衰の影響を受けない。よって、第二剥離試験体ＴＰ２（剥離部Ｄ２）の減衰は、健全試験体ＴＰ０に比べ小さくなる。従って、複数回反射した反射波のピーク値（エコー高さ）を比較することで剥離部Ｄ２の検出が可能となる。
【００４９】
他方、第一剥離試験体ＴＰ１の波形は、剥離部Ｄ１からの反射波Ｐ１’及び第二界面Ｆ２からの反射波Ｐ２の双方が足し合わされる。第一剥離試験体ＴＰ１の反射波Ｐ１’は、剥離部Ｄ１の空気Ａによる反射のため、反射による減衰の影響は少なく、図５に示す如く、第一剥離試験体ＴＰ１の減衰は健全試験体ＴＰ０より小さい。そのため、複数回の反射を繰り返すと、反射波Ｐ２がより大きく減衰し、反射波Ｐ１’が相対的に大きくなる。これにより、反射波Ｐ１’が波形の形成に影響を与え、健全試験体ＴＰ０の波形に対し、時間がずれたような波形となる。この時間のずれは、接着層４０の厚みである。他方、健全試験体ＴＰ０の波形は、第二界面Ｆ２からの反射波Ｐ２で形成され、反射波Ｐ１’に対応する第一界面Ｆ１からの反射波Ｐ１は含まれない。従って、複数回反射した反射波の伝搬時間を比較することで剥離部Ｄ１の検出が可能となる。
【００５０】
このように、発明者らの鋭意研究の結果、所定値以上の差となる反射回数を予め求め、当該反射回数の反射波のエコー高さ及び伝搬時間に着目することで、上記要因による変動の影響を排除し、且つ、健全部に対する波形の識別性（視認性）を向上させ、各界面Ｆ１，Ｆ２における剥離を検出できることが判明した。
【００５１】
［ピーク時間及びエコー高さ］
次に、第一、第二界面Ｆ１，Ｆ２における剥離の検出について、図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、伝搬時間として、反射波のピーク時間を例に以下説明する。
【００５２】
第一界面Ｆ１の剥離部Ｄ１の場合、その信号波形Ｓ１における所定回数の反射を繰り返した反射波のピーク時間Ｔ１は、健全部の信号波形Ｓ０における同回数の反射を繰り返した反射波のピーク時間Ｔ０よりも遅れて出現し、時間ずれΔＴが生じる。これは、健全部の減衰が剥離部Ｄ１よりも大きいため、複数回の反射を繰り返すと、剥離部Ｄ１からの反射波が相対的に大きくなり、健全部の波形に対し時間がずれた波形となるためである。他方、第二界面Ｆ２の剥離部Ｄ２の場合、その信号波形Ｓ２におけるピーク時間Ｔ２は健全部のピーク時間Ｔ０とほぼ同時間となる。これは、いずれの反射波も第二界面Ｆ２での反射であるためである。
【００５３】
また、第一界面Ｆ１の剥離部Ｄ１の場合、その信号波形Ｓ１における所定回数の反射を繰り返した反射波のピーク値としてのエコー高さＨ１は、健全部の信号波形Ｓ０における同回数の反射を繰り返した反射波のエコー高さＨ０と比べ若干大きいものの、それほど大きい差はない。他方、第二界面Ｆ２の剥離部Ｄ２の場合、その信号波形Ｓ２におけるエコー高さＨ２は、健全部の信号波形Ｓ０のエコー高さＨ０と比較し、明らかに突出して大きい。これは、第二界面Ｆ２の剥離部Ｄ２の場合、健全部と比較してより反射率の大きい空気Ａで殆ど反射し透過しないため、減衰が少ないためである。
【００５４】
［評価方法］
このように、以下の積層体の剥離検査方法により、第一、第二界面Ｆ１，Ｆ２における剥離の有無を検査することが可能となる。
予め、板材２０、ライニング材３０及び接着層４０が密着した健全部及び模擬剥離部において板材２０の表面２１から超音波を入射すると共に多重反射波を受信し、図２２に示す如く、健全部における多重反射波のエコー高さと模擬剥離部における多重反射波のエコー高さとの差が所定値以上となる反射波の反射回数を求める。そして、その反射回数の反射を繰り返した反射波のピーク時間及びエコー高さを基準伝搬時間としての基準ピーク時間Ｔ０及び基準エコー高さとしての基準ピーク値Ｈ０として求めておく。なお、模擬剥離部には、剥離の他、剥離部が腐食した腐食部も含まれる。
【００５５】
ここで、反射回数の決定では、例えば、積層体１０において健全部に相当する箇所及び剥離部に相当する箇所をそれぞれ選定する。また、上述の如き、健全試験体ＴＰ０、第一剥離試験体ＴＰ１、第二剥離試験体ＴＰ２を用いたり、これら試験体に相当する他の装置や他の部材を用いることもできる。さらに、例えば剥離部を模して作製した模擬剥離試験体（対比試験片）と積層体において健全部に相当する箇所として選定した箇所との比較でもよい。このように、「健全部」及び「模擬剥離部」はいずれも「部」であるから、これらには「検査対象となる積層体１０の任意の箇所」及び「積層体１０とは別体の試験体（片）及びこれに相当する他の装置や部材」の双方が含まれる。なお、上記の方法に加えて、例えば曲率を有する積層体の場合、曲率に応じたエコー高さの補正値を求めておき、感度を補正するようにしてもよい。
【００５６】
次に、板材２０の所定の検査部Ｅにおいて、板材２０の表面２１に沿って適宜間隔をおいて探触子２を走査すると共に超音波を入射させて多重反射波を受信し、その多重反射波において予め求めた反射回数と同回数の反射を繰り返した反射波の伝搬時間としてのピーク時間Ｔ及びエコー高さＨを求める。そして、これらのピーク時間及びエコー高さを比較することにより、ライニング材３０と接着層４０との第一界面Ｆ１における剥離及び板材２０と接着層４０との第二界面Ｆ２における剥離の有無をそれぞれ評価する。
【００５７】
また、予め、信号処理装置３に基準ピーク時間に対し所定の閾値（時間）を設定しておき、ピーク時間が所定のゲートを超えた場合に警告手段３ａにより警告するようにしてもよい。同様に、基準ピーク値に対し所定の閾値（振幅）を設定しておき、ピーク値が所定値を超えた場合に警告手段３ａにより警告するようにしてもよい。さらに、位置検出器２ａの探触子２の走査位置データと共に多重反射波を処理し、例えば図６に示す如きグラフと共に、又は、独立にＢスキャン画像やＣスキャン画像等の走査画像を生成してもよい。これら画像に剥離の有無を表示させてもよい。従来の多重反射波の減衰曲線に着目する方法では、多重信号が探触子の移動に伴い変化するため、健全部と剥離部の信号の区別が困難となる。また、走査後にデータを解析する方法では、解析処理が膨大で、しかも各種要因が信号に影響を与えているため、精度も低下する。一方、本発明は、所定値以上の差となる反射回数を予め求め、当該反射回数の反射波のエコー高さに着目するので、信号処理が簡便で容易に生成することができる。
【００５８】
ここで、ピーク時間Ｔ及びエコー高さＨの比較に際し、上述の所定回数は、減衰係数を考慮し、健全部での波形に対しピーク時間Ｔ及びエコー高さＨの比較が可能となる回数に設定する。図５に示すように、健全部における減衰の傾向と、剥離部Ｄが存在する場合における減衰の傾向は異なる。
【００５９】
よって、例えば、信号処理装置３において、図６に示す如くテストピース等の健全部における反射波のエコー高さが１００％振幅表示の２０％程度の強度で表示されるように回数とするとよい。これにより、検査部Ｅにおける第一、第二界面Ｆ１，Ｆ２の剥離部からの各反射エコーが健全部に対し識別可能となる。図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、反射回数が少ない場合、受信信号に明瞭な差異が表れず、信号の識別（健全か剥離かの識別）が困難である。一方、図３（ｂ）（ｃ）及び図４（ｂ）（ｃ）に示すように、反射回数が増加するに従い、健全か剥離かの識別が容易となる。反射回数が増加すると、多重反射波の伝搬時間（距離）の差が拡大して、時間のずれが大きくなり、第二界面Ｆ２の剥離部からの信号が明瞭となる。また、図５（ａ）に示す如く減衰の差が拡大してエコー高さの差も大きくなるので、第一界面Ｆ１の剥離部からの信号も明瞭となる。なお、本実施形態では、２０回程度に設定している。もちろん、適宜感度調整してもよい。
【実施例１】
【００６０】
発明者らは、本発明に係る剥離検査方法及び剥離検査装置の有用性を検証するために実験を行った。上述の各試験体を用い、中心周波数５ＭＨｚの一振動子探触子２により多重反射波を複数回受信した。図７にその結果を比較したグラフを示す。【００６１】
図７（ａ）は、健全部におけるピーク時間が最も早いものを基準とした各試験体のピーク時間差を示すグラフである。縦軸が、ピーク時間差（μ秒）である。同図から明らかなように、健全試験体ＴＰ０と第二剥離試験体ＴＰ２とは、ピーク時間差にほとんど差異はない。他方、第一剥離試験体ＴＰ１では、ピーク時間差に明瞭な差異が表れた。このように、健全部のピーク時間と検査部のピーク時間とを比較することで、第一界面Ｆ１における剥離の有無を検出可能であることが分かった。【００６２】
図７（ｂ）は、各試験体のエコー高さ（％）を比較したグラフである。縦軸が、エコー高さ（％）である。同図から明らかなように、健全試験体ＴＰ０と第一剥離試験体ＴＰ１とは、エコー高さにあまり差はない。他方、第二剥離試験体ＴＰ２では、ピーク値に明瞭な差異が表れた。このように、健全部のピーク値と検査部のピーク値とを比較することで、第二界面Ｆ２における剥離の有無を検出可能であることが分かった。
【実施例２】
【００６３】
さらに、発明者らは、図８に示す如く、ライニング材３０’としてフッ素樹脂ライニング（ＰＦＡ）を用い、接着層４０’を接着剤３３とガラスクロス３４とにより構成した試験体についても、上記実施例１と同様に実験を行った。図１２（ａ）（ｂ）に示すように、上記実施例１と同様の結果となり、検出可能であることが判明した。なお、図９〜１１にこの試験体におけるＲＦ波形、検波波形の一例及び減衰係数を示す。このライニング材３０’においても、上記と同様の結果が得られた。【００６４】
次に、図１３〜１７を参照しながら、本発明の第二実施形態について説明する。なお、以下の実施形態において、同様の部材には同一の符号を付してある。
上記第一実施形態において、接着層４０を介して板材２０（第一の部材）にフッ素樹脂ライニング材３０（第二の部材）を接着させた積層体１０を例に説明した。しかし、検査対象としての積層体１０は、接着層４０を介して複数の部材２０，３０が積層されたものに限られるものではない。例えば、図１３に示す第二実施形態の如く、第一の部材２０’に第二の部材３０’が直接設けられた積層体１０’においても、層間剥離の検出が可能である。なお、この第一、第二の部材２０’，３０’は、上記第一実施形態の材料に限られるものではない。【００６５】
図１３に示すように、第二実施形態における積層体１０’は、超音波の入射位置となる積層体１０’の一側１１’を構成する第一の部材２０’と、この第一の部材２０’の他側２２’に直接設けられた第二の部材３０’とからなる二層構造を呈する。【００６６】
図１３（ａ）は、第一の部材２０’及び第二の部材３０’が互いに密着し剥離が存在しない健全部での反射の挙動を示す。探触子２から第一の部材２０’内部へその上面（表面）２１’から入射した超音波は、その一部が第一の部材２０’の下面（裏面２２’）と第二の部材３０’の上面３１’との界面となる界面Ｆ３で符号Ｐ３に示す如く反射する。また、界面Ｆ３を透過した超音波は、第二の部材３０’内を伝播し、第二の部材３０’の下面３２’に達し、符号Ｐ４に示す如く反射する。よって、健全部での多重反射による受信波形は、界面Ｆ３からの反射波Ｐ３及び第二の部材３０’の下面３２’からの反射波Ｐ４が足し合わされた波形となる。【００６７】
他方、図１３（ｂ）は、界面Ｆ３にて剥離が生じている場合の反射の挙動を示す。剥離部Ｄ３においては、第一の部材２０’と空気Ａとの界面が形成される。そのため、界面Ｆ３に到達した超音波は、その殆どが第一の部材２０’と空気Ａとの界面で符号Ｐ３’に示す如く反射し、第二の部材３０’の下面３２’での反射波は生じない。よって、剥離部Ｄ３が存在する場合の多重反射による受信波形は、ほぼ剥離部Ｄ３からの反射波Ｐ３’によって形成される。【００６８】
ここで、健全部及び剥離部Ｄ３における受信波形の相違について、図１４〜１７を参照しながら説明する。
図１４に健全試験体ＴＰ０、第三剥離試験体ＴＰ３にて受信した信号にバンドパスフィルター（中心周波数５ＭＨｚ）を施して生成したＲＦ波形の一例を示す。また、図１５は、図１４に対応する検波波形を示す。ここで、健全試験体ＴＰ０は、第一の部材２０’及び第二の部材３０’が互いに密着した健全部を模した。第三剥離試験体ＴＰ３は、第一の部材２０’のみで構成し界面Ｆ３の剥離部Ｄ３を模した。【００６９】
図１４，１５に示すように、本実施形態においても、反射回数が増加するに従い、各波形のエコー高さにずれが生じると共に波形の重なりも解消され、波形の識別が可能である。このことから、観測当初においては剥離検出が困難であるが、多重反射波を利用することで、剥離検出が可能となることが伺える。さらに、上記第一実施形態と同様に、上記各試験体において減衰の傾向を測定すると、図１６に示すように、減衰の傾向（減衰係数）は、健全試験体ＴＰ０の方が第三剥離試験体ＴＰ３より大きいことが分かった。【００７０】
健全試験体ＴＰ０の反射波Ｐ３は、界面Ｆ３での反射及び第二の部材３０’への透過によって減衰する。一方、第三剥離試験体ＴＰ３の反射波Ｐ３’は、剥離部Ｄ３の空気Ａでの反射のため、健全試験体ＴＰ０に比べ反射による減衰は小さい。また、第三剥離試験体ＴＰ３では第二の部材３０’への透過が生じないため、第二の部材３０’による減衰の影響を受けない。よって、第三剥離試験体ＴＰ３（剥離部Ｄ３）の減衰は、健全試験体ＴＰ０に比べ小さくなる。従って、予め求めた反射回数反射した反射波のピーク値を比較することで剥離部Ｄ３の検出が可能となる。【００７１】
また、健全試験体ＴＰ０の波形は、界面Ｆ３からの反射波Ｐ３及び第二の部材３０’の下面３２’からの反射波Ｐ４の双方が足し合わされる。一方、第三剥離試験体ＴＰ３の波形は、界面Ｆ３からの反射波Ｐ３’で形成され、第二の部材３０’の下面３２’からの反射波Ｐ４は含まれない。第三剥離試験体ＴＰ３の反射波Ｐ３’は、剥離部Ｄ３の空気Ａによる反射のため、反射による減衰の影響は少なく、図１６に示す如く、第三剥離試験体ＴＰ３の減衰は健全試験体ＴＰ０より小さい。そのため、複数回の反射を繰り返すと、反射波Ｐ３がより大きく減衰し、反射波Ｐ４が相対的に大きくなる。これにより、反射波Ｐ４が波形の形成に影響を与え、健全試験体ＴＰ０の波形に対し、第三剥離試験体ＴＰ３の波形は時間がずれた（早まる）ような波形となる。この時間のずれは、第二の部材３０’の厚みである。従って、予め求めた反射回数反射した反射波の伝搬時間を比較することで剥離部Ｄ３の検出が可能となる。【００７２】
次に、界面Ｆ３における剥離の検出について、図１７を参照しながら説明する。
界面Ｆ３の剥離部Ｄ３の場合、その信号波形Ｓ３における所定回数の反射を繰り返した反射波のピーク時間Ｔ３は、健全部の信号波形Ｓ０’における同回数の反射を繰り返した反射波のピーク時間Ｔ０’よりも早く出現し、時間ずれΔＴ’が生じる。これは、健全部の減衰が剥離部Ｄ３よりも大きいため、複数回の反射を繰り返すと、剥離部Ｄ３からの反射波が相対的に大きくなり、健全部の波形に対し時間がずれた波形となるためである。【００７３】
また、信号波形Ｓ３における所定回数の反射を繰り返した反射波のピーク値としてのエコー高さＨ３は、健全部の信号波形Ｓ０’における同回数の反射を繰り返した反射波のエコー高さＨ０’と比べ大きく表れる。これは、剥離部Ｄ３の場合、健全部と比較してより反射率の大きい空気Ａで殆ど反射し透過しないため、減衰が少ないからである。【００７４】
このように、２つの部材２０’，３０’よりなる積層体１０’においても、上記第一実施形態と同様に、健全部及び剥離部の受信信号波形（反射波）に違いが生じる。よって、予め求めた反射回数反射した反射波のピーク時間Ｔ及び／又はエコー高さＨを比較することで、第一の部材２０’と第二の部材３０’との界面における剥離部Ｄ３の検出が可能となる。【００７５】
最後に、本発明のさらに他の実施形態の可能性について説明する。
上記第一、第二実施形態において、比較対象としてピーク時間Ｔを用いた。しかし、第三実施形態では、ピーク時間Ｔと共に、又は、ピーク時間Ｔに代えて反射波の位相を用いる。具体的には、予め、健全部において所定回数の反射を繰り返した反射波の位相を基準位相として求めておく。そして、検査部において同回数の反射を繰り返した反射波の位相を求め、これら位相を比較する。ここで、接着層４０は、第二の部材３０の音響インピーダンスより小となる材料よりなる。【００７６】
図１８（ａ）に示す健全部の場合、探触子２から第一の部材２０の表面２１（積層体１０の一側１１）から入射した超音波の一部は、先の実施形態と同様に第二界面Ｆ２で符号Ｐ２に示す如く反射する。また、第二界面Ｆ２を透過した超音波は、接着層４０と第二の部材３０との音響インピーダンスの差により、符号Ｐ１’’で示す如く第一界面Ｆ１でも反射する。【００７７】
図１８（ｂ）に示す第一界面Ｆ１の剥離部Ｄ１においては、接着層４０と空気Ａとの界面が形成される。そのため、健全部とは異なり、第二境界面Ｆ２を透過した超音波は、その殆どが接着層４０と空気Ａとの界面で符号Ｐ１’に示す如く反射する。【００７８】
ここで、空気の音響インピーダンスは極めて小さく、接着層４０の音響インピーダンスよりも小さい。よって、接着層４０の音響インピーダンスが第二の部材３０の音響インピーダンスよりも小さい場合、健全部の信号に対し位相が反転することとなる。すなわち、剥離部Ｄ１の有無により位相が反転することから、位相反転の有無を検出することにより、第一界面Ｆ１の剥離検出が可能となる。このように、本実施形態は、第一界面Ｆ１において剥離の有無に関わらず反射エコーが検出される場合に有利である。なお、上記第二実施形態においても、第一の部材２０’が、第二の部材３０’の音響インピーダンスより小となる材料よりなる場合、位相反転により第一の部材２０’と第二の部材３０’との界面Ｆ３の剥離を検出することは可能である。なお、本実施形態においては、信号処理装置３に、検査部での位相が健全部に対し反転している場合に警告する警告手段３ａを設けるとよい。【００７９】
上記第一、第二実施形態において、所定回数の反射を繰り返した反射波のピーク時間Ｔ及びエコー高さＨの双方を比較することで、各界面における剥離をそれぞれ検出可能とした。しかし、ピーク時間Ｔ及びエコー高さＨの比較は、それぞれ単独で比較することも可能である。さらに、上記第三実施形態に示す位相の比較についても、単独で又は、ピーク時間Ｔ及び／又はエコー高さＨと組み合わせて実施することも可能である。【００８０】
また、上記第一、第二実施形態において、伝搬時間として反射波のピーク時間を用いた。しかし、伝搬時間はピーク時間に限らず、例えば、反射波の立ち上がり（下がり）時間や、所定の振幅を超える（下がる）時間を用いても構わない。すなわち、伝搬時間は、健全部及び検査部の各波形において時間のずれが比較（識別）可能となる時間であればよい。【００８１】
上記各実施形態において、探触子２としては送受信を兼務する一振動子型探触子を用いた。しかし、送受信が別ユニットとなっている二振動子型探触子を用いても構わない。また、上記実施形態において探触子２として５ＭＨｚの探触子を用いたが、この周波数に限られるものではない。但し、周波数は大きいと減衰が大きく信号が小さくなり、周波数が小さいと波形が分離できないため、接着層４０の材質や厚み等を考慮し設定するとよい。【００８２】
一般に、超音波は次式で示す近距離音場限界距離Ｌを超えると、一定の指向角αで広がる。
近距離音場限界距離Ｌ＝（振動子の直径）の２乗／（４×波長）・・・（１）
指向角α＝（７０×波長）／（振動子の直径）・・・（２）
本発明は、予め求めた反射回数反射した反射波に着目するため、超音波は広がりによる減衰が少ないものが好ましい。そのため、近距離音場限界距離Ｌが大きく、また指向角αの小さい周波数のものが好ましい。また、腐食部を検出する場合、腐食面の面粗さにより大きく減衰するため、面粗さの影響を受けやすい周波数が好ましい。上記の点から、振動子の直径が２０ｍｍ、周波数５ＭＨｚの垂直探触子を用いるとよい。なお、腐食部を検出する場合、腐食面の面粗さによる減衰の影響を大きくするべく、分割型探触子を用いることもできる。【００８３】
また、上記各実施形態において、探触子２を直接第一の部材２０の表面２１に押し当てて超音波を送受信したが、水浸法にも適用可能である。【００８４】
上記第一実施形態において、検査対象の積層体１０の一部を構成する第一の部材２０として鋼材を用いた。しかし、第一の部材は鋼材に限らず、他の金属、ガラス、樹脂等、超音波の伝達物質であればよい。また、検査対象となる積層体１０は、上記第一実施形態の如きコンテナタンクに限られず、他のタンク、コンテナ等の容器の他、管の構成部分であっても構わない。さらに、第二の部材３０も第一部材と同様に、超音波の伝達物質であれば、その材質はフッ素樹脂に特に限定されるものではなく、例えば硬質ゴムやエポキシ樹脂等の各種ライニング材に適用可能である。もちろん、ライニング材に限定されるものでもない。また、第二、第三実施形態における第一、第二の部材２０（２０’），３０（３０’）についても、同様である。すなわち、複数の部材は、異種材料及び同種材料のいずれの組み合わせであってもよい。【００８５】
また、上記第一、第三実施形態において、積層体１０を第一、第二部材２０，３０を接着層４０を介して積層した。しかし、積層させる部材の数は特に限定されるものではなく、３層以上であっても構わない。また、接着層４０は、積層体１０を構成する複数の部材間の少なくとも一部に介在していればよく、例えば、蝋付け用の蝋付け剤や、隣接する一方の部材の表層部の一部を変質させた変質部等であってもよい。その接着層４０の上下面４１，４２における剥離の検出が可能である。接着層４０の材料には、この接着層４０に隣接し超音波の入射位置から離隔した側に位置する部材の音響インピーダンスに近似する材料を選択することができる。健全部において、当該部材と接着層４０との界面Ｆ１からの反射波Ｐ１が検出困難な程度に近似していれば、健全部との伝搬時間の比較により剥離の有無を検出することが可能となるからである。他方、接着層４０の材料に、前者と異なり音響インピーダンスが近似しない材料を選択することも可能である。係る場合、接着層４０の界面における反射波の減衰に差が生じやすく、健全部とのエコー高さの比較により剥離の有無を検出できる。【００８６】
上記各実施形態において、剥離部に空気が存在している場合を例に説明したが、剥離部（腐食部）に液体が存在している場合も検出可能である。すなわち、健全部と内部に液体を有する剥離部との音圧反射率に違いがあれば、反射回数が大きくなるに従い音圧反射率の差によって、反射波のエコー高さにも差が生じるので、健全部と剥離部との区別が可能となる。さらに、内部に空気を有する模擬剥離部のエコー高さと比較することで、液体の有無の判定も可能である。なお、剥離（腐食）を検出する対象界面を構成する部材及び液体の材質によっては、反射波の伝搬時間の差によっても検出可能である。【００８７】
また、上記各実施形態においては、略平坦な探傷面を例に説明したが、曲面を有する積層体にも適用可能である。曲面の場合、積層体表面及び界面において超音波は散乱反射するため、反射回数が増加するに従い減衰が大きくなる。しかし、健全部及び検査部もいずれも同じ曲率を有する曲面であれば、曲率による影響は相殺されることとなる。従って、配管等の曲面を有する部材において、剥離の有無を検出することが可能である。【００８８】
また、上記各実施形態では、予め求めた反射回数の１つの反射波の信号を比較した。しかし、比較する反射波は複数であってもよく、例えば予め求めた反射回数の前後の信号を比較するようにしてもよい。さらに、受信した多重反射波の波形を表示するようにしてもよい。係る場合、例えば図２４に示すように、予め求めた反射回数における健全部のエコー高さと同等となるエコー高さとなる反射回数が、予め求めた反射回数に対し所定の回数Ｙ１，Ｙ２以上離れている場合に、剥離（Ｙ１の場合）又は腐食（Ｙ２の場合）と判定するとよい。この場合においても、予め健全部における多重反射波のエコー高さと模擬剥離部における多重反射波のエコー高さとの差が所定値以上となる反射波の反射回数を求めて、検査部と健全部とのエコー高さを比較するものであり、本発明に含まれる。なお、同図の例では、横軸は反射回数であるが、時間に置き換えることも可能である。また、波形の表示は、波形全体又は所定回数（時間）の範囲内の波形のいずれでもよい。【００８９】
上記各実施形態において、塗装膜５０を有する積層体１０を例に説明した。しかし、上述したように、塗装膜５０の膜厚のバラツキは、反射波のエコー高さの変動要因の一例に過ぎない。よって、検査対象となる積層体１０は、塗装膜５０を有するものに限られるものではなく、塗装膜５０を有しない積層体１０であっても同様に検査可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、例えば、複数の部材を積層させた積層体としての貯蔵容器や配管等における部材間に介在する薄層の各界面における剥離を検査する積層体の剥離検査方法及び剥離検査装置として利用することができる。例えば、ＣＦＲＰ材とアルミニウムとの接着、アルミニウムと銅との接着等の異材積層体における層間剥離の検出に適用可能である。さらに、アルミニウムと鋼の蝋付け、タービン翼とステライト（耐熱合金）の蝋付けやアルミニウム同士の半田付け等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１：剥離検査装置、２：探触子、２ａ：位置検出器、３：信号処理装置、３ａ：警告手段、４ａ：パルサー、４ｂ：レシーバー、５：プリアンプ、６：フィルター、７：Ａ／Ｄコンバーター、８：モニター、１０：積層体、１１：一側、２０：第一部材（板材）、２１：上面、２２：下面、３０：第二部材（ライニング材）、３１：上面、３２：下面、４０：薄層（接着層）、４１：上面、４２：下面、５０：塗装膜、Ｄ１〜３：剥離部、Ｅ：検査部、Ｆ１：第一界面、Ｆ２：第二界面、Ｆ３：界面、Ｈ，Ｈ０〜３：エコー高さ（ピーク値）、Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ１’〜Ｐ３’：超音波、Ｓ０〜２，Ｓ０’：信号波形、Ｔ，Ｔ０〜２，Ｔ０’：ピーク時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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