(57)【要約】  実施形態に係る超音波検査システムは、第１の検査ユニット、第２の検査ユニット及び信号処理系を備える。第１の検査ユニットは、第１の超音波振動子及び第１の超音波センサを用いて構造体の第１の検査区域における第１の超音波の検出信号を取得する。第２の検査ユニットは、第２の超音波振動子及び第２の超音波センサを用いて構造体の第２の検査区域における第２の超音波の検出信号を取得する。信号処理系は、前記第１の超音波の検出信号及び前記第２の超音波の検出信号に基づいて、前記第１の検査区域及び前記第２の検査区域の少なくとも一方の検査情報を表す指標値を求める。
2017175692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の超音波振動子及び第１の超音波センサを用いて構造体の第１の検査区域における第１の超音波の検出信号を取得する第１の検査ユニットと、
第２の超音波振動子及び第２の超音波センサを用いて構造体の第２の検査区域における第２の超音波の検出信号を取得する第２の検査ユニットと、
前記第１の超音波の検出信号及び前記第２の超音波の検出信号に基づいて、前記第１の検査区域及び前記第２の検査区域の少なくとも一方の検査情報を表す指標値を求める信号処理系と、
を備える超音波検査システム。
【請求項２】
前記信号処理系は、前記第１の検査区域における過去の超音波の検出信号及び前記第２の検査区域における過去の超音波の検出信号をいずれも参照せずに前記検査情報を表す指標値を求めるように構成される請求項１記載の超音波検査システム。
【請求項３】
第３の超音波振動子及び第３の超音波センサを用いて構造体の第３の検査区域における第３の超音波の検出信号を取得する第３の検査ユニットを更に備え、
前記信号処理系は、前記第１の超音波の検出信号及び前記第２の超音波の検出信号に基づく指標値、前記第１の超音波の検出信号及び前記第３の超音波の検出信号に基づく指標値及び前記第２の超音波の検出信号及び前記第３の超音波の検出信号に基づく指標値を検査情報として求めるように構成される請求項１又は２記載の超音波検査システム。
【請求項４】
前記各検査ユニットは、それぞれ超音波振動子及び超音波センサを用いて、壁面によって他の検査区域から仕切られた検査区域における検出信号を取得するように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超音波検査システム。
【請求項５】
前記各検査ユニットを含む４つ以上の検査ユニットであって２次元的に配置された複数の検査区域における検出信号をそれぞれ取得する前記４つ以上の検査ユニットを備え、
前記信号処理系は、前記４つ以上の検査ユニットのうちの２つの検査ユニットによって取得される２つの検出信号に基づく指標値を、前記４つ以上の検査ユニットから２つの検査ユニットを選ぶ組み合せの数だけ少なくとも求めるように構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波検査システム。
【請求項６】
前記第１の検査ユニットは、航空機を構成する第１の航空機構造体の検査区域における第１の超音波の検出信号を取得するように構成され、
前記第２の検査ユニットは、前記航空機の機体中心に関して前記第１の航空機構造体と対称な位置に配置され、かつ前記第１の航空機構造体と前記航空機の機体中心に関して対称な構造を有する第２の航空機構造体の検査区域における第２の超音波の検出信号を取得するように構成される請求項１又は２記載の超音波検査システム。
【請求項７】
前記各検査ユニットは、それぞれ同じ間隔で配置される超音波振動子及び超音波センサを用いて、ラム波の伝播条件が同じ板状の検査区域からラム波による検出信号を取得するように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波検査システム。
【請求項８】
前記信号処理系は、前記各検出信号間又は前記各検出信号に対応する信号間における相互相関係数、２乗誤差、差分信号の代表値又は除算信号の代表値を、前記検査情報を表す指標値として求めるように構成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超音波検査システム。
【請求項９】
前記信号処理系は、複数の前記指標値から特異値を検出することによって、欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を自動検出するように構成される請求項３又は５記載の超音波検査システム。
【請求項１０】
前記信号処理系は、前記指標値の経時的な変化に基づいて前記第１の検査区域及び前記第２の検査区域から欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を自動検出するように構成される請求項１記載の超音波検査システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波検査システムを部品として含む航空機構造体。
【請求項１２】
第１の超音波振動子及び第１の超音波センサを用いて構造体の第１の検査区域における第１の超音波の検出信号を取得するステップと、
第２の超音波振動子及び第２の超音波センサを用いて構造体の第２の検査区域における第２の超音波の検出信号を取得するステップと、
前記第１の超音波の検出信号及び前記第２の超音波の検出信号に基づいて、前記第１の検査区域及び前記第２の検査区域の少なくとも一方の検査情報を表す指標値を求めるステップと、
を有する超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波検査システム、超音波検査方法及び航空機構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機部品、ビル、風車、橋梁、原子力施設、パイプライン等の大型構造物の劣化や損傷を簡便に検査する方法として構造健全性診断（ＳＨＭ：  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）技術が知られている。ＳＨＭ技術は、構造物におけるひずみ、超音波や加速度等の物理量の変化を構造物に設置したセンサで検出し、検出した物理量の変化を解析することにより、構造物の劣化や損傷の発生位置或いは度合いを診断する技術である。【０００３】
一般的なＳＨＭ技術では、劣化や損傷が無い健全時に計測した物理量と、その後の定期検査時等に計測した物理量とを比較し、その差異から構造物の劣化や損傷の発生位置や度合いが診断される。すなわち、ある１つのセンサの情報を用いて、そのセンサの探傷範囲における構造物の健全性が診断される。【０００４】
また、複数のセンサを構造物の複数の場所に設置して、構造体の健全性診断を行うＳＨＭ技術も提案されている（例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。例えば、同一の検査エリアに複数のセンサを配置し、各センサで得られた誘導波の検出信号を比較する技術などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３１２６５号公報
【特許文献２】特開２００６−０５８２９１号公報
【特許文献３】特開２００９−０４７６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、航空機構造体等の構造体の健全性をより良好な精度で診断できるようにすることを目的とする。【０００７】
また、本発明の他の目的は、構造体の健全性診断をより効率的に行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係る超音波検査システムは、第１の検査ユニット、第２の検査ユニット及び信号処理系を備える。第１の検査ユニットは、第１の超音波振動子及び第１の超音波センサを用いて構造体の第１の検査区域における第１の超音波の検出信号を取得する。第２の検査ユニットは、第２の超音波振動子及び第２の超音波センサを用いて構造体の第２の検査区域における第２の超音波の検出信号を取得する。信号処理系は、前記第１の超音波の検出信号及び前記第２の超音波の検出信号に基づいて、前記第１の検査区域及び前記第２の検査区域の少なくとも一方の検査情報を表す指標値を求める。【０００９】
また、本発明の実施形態に係る航空機構造体は、前記超音波検査システムを部品として含む。【００１０】
また、本発明の実施形態に係る超音波検査方法は、第１の超音波振動子及び第１の超音波センサを用いて構造体の第１の検査区域における第１の超音波の検出信号を取得するステップと、第２の超音波振動子及び第２の超音波センサを用いて構造体の第２の検査区域における第２の超音波の検出信号を取得するステップと、前記第１の超音波の検出信号及び前記第２の超音波の検出信号に基づいて、前記第１の検査区域及び前記第２の検査区域の少なくとも一方の検査情報を表す指標値を求めるステップとを有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波検査システムを含む航空機構造体の構成を示す正面図。
【図２】図１に示す航空機構造体の下面図。
【図３】図１に示す航空機構造体のある検査区域において取得された超音波の検出信号の波形の一例を示すグラフ。
【図４】図１に示す航空機構造体の別の検査区域において取得された超音波の検出信号の波形の一例を示すグラフ。
【図５】図１に示す信号処理系において取得される検査情報の一例を示す図。
【図６】図１に示す信号処理系において欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を自動検出した場合における検査情報の一例を示す図。
【図７】図１に示す超音波検査システムによる航空機構造体の超音波検査の流れの一例を示すフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る航空機構造体の構造を示す正面図。
【図９】図８に示す航空機構造体の下面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る航空機構造体を含む航空機の斜視図。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る超音波検査システムを含む航空機構造体の構成を示す正面図。
【図１２】図１１に示す航空機構造体の下面図。
【実施形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係る超音波検査システム、超音波検査方法及び航空機構造体について添付図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
（構成及び機能）
図１は本発明の第１の実施形態に係る超音波検査システムを含む航空機構造体の構成を示す正面図であり、図２は図１に示す航空機構造体の下面図である。
【００１４】
航空機構造体１は、例えば、パネル（外板）２に複数のストリンガ（縦通材）３を取付けた構造を有する。図示された例では、パネル２に略平行に５つのストリンガ３が取付けられている。このため、ストリンガ３とパネル２で仕切られた６つの空間が形成されている。更に、航空機構造体１には、超音波検査システム４が部品として備えられる。超音波検査システム４は、超音波を利用して航空機構造体１の複数の検査区域から欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を検出するためのシステムである。
【００１５】
超音波検査システム４は、複数の検査ユニット５及び信号処理系６を有する。図示された例では、５つのストリンガ３によって仕切られたパネル２の６つの板状の部分がそれぞれ検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ）となっている。このため、各検査区域にそれぞれ検査ユニット５が配置されている。具体的には、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から第６の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ６）までがこの順番で一列に並んでおり、第１の検査ユニット５Ａから第６の検査ユニット５Ｆがそれぞれ第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から第６の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ６）を検査できるようになっている。
【００１６】
各検査ユニット５は、それぞれアクチュエータ７及び超音波センサ８を用いて構成される。アクチュエータ７は、検査区域に向けて超音波を発振するための超音波振動子である。超音波センサ８は、検査区域を透過する超音波を検出するためのセンサである。従って、超音波センサ８は、検査区域を挟んでアクチュエータ７と対向する位置に配置される。
【００１７】
超音波センサ８には、超音波振動子の他、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ：  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）センサや位相シフトＦＢＧ（ＰＳ−ＦＢＧ：  Ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔｅｄ  ＦＢＧ）センサ等の光ファイバセンサを用いることができる。ＰＳ−ＦＢＧは、屈折率の周期的な変動に局所的な位相シフトを導入したＦＢＧである。
【００１８】
尚、検査区域で反射した超音波反射波を検出できるように、検査区域からの超音波透過波を検出するための超音波センサ８に加えて、或いは検査区域からの超音波透過波を検出するための超音波センサ８に代えて、超音波反射波を検出するための超音波センサを各検査ユニット５の構成要素として設けてもよい。その場合には、検査区域で反射した超音波反射波を検出することが可能な位置、例えば、検査区域に向かってアクチュエータ７と隣り合う位置に、超音波透過波を検出するための超音波センサが配置される。
【００１９】
各検査ユニット５を、各検査区域に配置すると、アクチュエータ７及び超音波センサ８を用いて検査区域ごとに超音波検査を行うことができる。すなわち、各検査ユニット５では、アクチュエータ７及び超音波センサ８を用いて航空機構造体１の検査区域における超音波の検出信号を取得することができる。
【００２０】
例えば、図示されるように、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から第６の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ６）を検査対象とする場合であれば、第１から第６のアクチュエータ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ及び第１から第６の超音波センサ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆを用いて、航空機構造体１の第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から第６の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ６）における第１から第６までの超音波の検出信号をそれぞれ取得することができる。
【００２１】
各超音波センサ８で取得された超音波の検出信号は、信号処理系６に出力される。信号処理系６は、制御信号を各アクチュエータ７に出力することによって各アクチュエータ７から超音波を発振させる一方、各超音波センサ８から超音波の検出信号を取得して検査情報を得るための信号処理を実行するシステムである。
【００２２】
信号処理系６は、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ）変換器、増幅器（アンプ）、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及びコンピュータ等の回路で構成することができる。また、超音波センサ８が光ファイバセンサである場合には、光信号として超音波センサ８から出力される超音波の検出信号に対して信号処理を施すための波長フィルタや光源からレーザ光を光ファイバセンサに向けて伝播させるための光路から光信号の出力経路を分岐させるための光サーキュレータ等で構成される光学系に加えて、光信号を電気信号に変換するための光電変換装置が信号処理系６の構成要素として備えられる。すなわち、信号処理系６は、少なくとも回路で構成され、超音波センサ８が光ファイバセンサである場合には、必要な光学素子を構成要素として用いることができる。また、信号処理系６には、必要な情報を入力するための入力装置９及び必要な情報を表示させるための表示装置１０が接続される。
【００２３】
信号処理系６は、複数の検査区域において取得された複数の超音波の検出信号のうち、少なくとも２つの検査区域において取得された２つの超音波の検出信号に基づいて、２つの検査区域の少なくとも一方の検査情報を表す指標値を求めるように構成されている。
【００２４】
図３は、図１に示す航空機構造体１のある検査区域において取得された超音波の検出信号の波形の一例を示すグラフであり、図４は図１に示す航空機構造体１の別の検査区域において取得された超音波の検出信号の波形の一例を示すグラフである。
【００２５】
図３及び図４において横軸は時間を示し、縦軸は超音波検出信号の相対強度を示す。２つの超音波検出信号の取得対象となった２つの検査区域の構造が、互いに同一の構造とみなせる場合には、欠陥が無ければ図３及び図４に例示されるように互いに類似する２つの超音波検出信号が取得される。
【００２６】
例えば、図１及び図２に例示されるように、各検査ユニット５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆが、それぞれ同じ間隔で配置されるアクチュエータ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ及び超音波センサ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆを用いて、少なくとも同じ間隔で設けられたストリンガ３によって形成される２枚の壁面によって他の検査区域から仕切られた各検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１、Ｓｅｃｔｉｏｎ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ３、Ｓｅｃｔｉｏｎ４、Ｓｅｃｔｉｏｎ５、Ｓｅｃｔｉｏｎ６）における検出信号をそれぞれ取得する場合であれば、各検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１、Ｓｅｃｔｉｏｎ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ３、Ｓｅｃｔｉｏｎ４、Ｓｅｃｔｉｏｎ５、Ｓｅｃｔｉｏｎ６）の構造は互いに同一の構造とみなすことができる。
【００２７】
すなわち、アクチュエータ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆと超音波センサ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆとの間における距離、ストリンガ３によって仕切られたパネル２の幅、パネル２の板厚及びパネル２の材質がいずれも同一であるため、各検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１、Ｓｅｃｔｉｏｎ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ３、Ｓｅｃｔｉｏｎ４、Ｓｅｃｔｉｏｎ５、Ｓｅｃｔｉｏｎ６）の構造を互いに同一の構造とみなすことができる。
【００２８】
換言すれば、ストリンガ３等の複数の補強材を等間隔で板厚が一定のパネル２に平行に取付けた構造体であれば、補強材で仕切られたパネル２上の複数のエリアにそれぞれアクチュエータ７と超音波センサ８とを同じ距離だけ離して配置することによって、互いに同一の構造とみなせる複数の検査区域を作り出すことができる。
【００２９】
尚、航空機用の構造体において、パネル２に取付けられる補強材としては、ストリンガ３の他、スパー（桁）、リブ（小骨）及びフレーム（助材）が挙げられる。このため、ストリンガ３に限らず、これらの補強材で区切られた板状の複数のエリアをそれぞれ検査区域とすることができる。
【００３０】
特に、パネル２のように板状のエリアを検査区域とする場合には、超音波としてラム（Ｌａｍｂ）波を用いることが好適である。ラム波は、超音波の波長の半分以下の薄板を伝播する波であり、比較的減衰しにくい超音波である。そのため、ラム波を用いると、超音波の検出信号の信号対雑音比（ＳＮＲ：ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）及び精度を向上させることができる。このため、同一の構造とみなせる複数の検査区域にラム波をそれぞれ送信し、各検査区域からラム波の検出信号を取得するようにすれば、各検査区域に欠陥が無い限り図３及び図４に例示されるように概ね同様な波形を有する複数の検出信号を得ることができる。
【００３１】
つまり、各検査ユニット５が、それぞれ同じ間隔で配置されるアクチュエータ７及び超音波センサ８を用いて、ラム波の伝播条件が同じである複数の板状の検査区域からラム波による検出信号を取得するようにすれば、各検査区域に欠陥が無い限り同様の波形を有する複数の超音波の検出信号を取得することができる。
【００３２】
このため、同様な波形を有する複数の超音波の検出信号を用いて各検査区域の健全性を評価することができる。すなわち、上述したように、複数の検査区域において取得された複数の超音波の検出信号のうち、少なくとも２つの検査区域において取得された２つの超音波の検出信号に基づいて、２つの検査区域の少なくとも一方の健全性を示す指標値を求めることができる。
【００３３】
ある１つの検査区域における検査情報を表す指標値としては、当該検査区域から取得された検出信号と、他の１つ又は複数の検査区域から取得された検出信号とを含む少なくとも２つの検出信号を入力データとする任意の演算によって算出されるスカラ値とすることができる。すなわち、２つの検査区域から取得された２つの検出信号を入力データとする演算に限らず、３つ以上の検査区域から取得された３つ以上の検出信号を入力データとする演算によって検査情報を表す指標値を求めるようにしてもよい。以降では、２つの検出信号を入力データとする簡易な演算によって１つの指標値を求める場合を例に説明する。
【００３４】
指標値の具体例としては、時系列の複数の検出信号の加算信号、減算信号、乗算信号又は除算信号の時間方向における平均値、中間値、最大値又は積分値等の代表値の他、相互相関係数や２乗誤差が挙げられる。演算が、交換法則を有する演算である場合には、指標値を求めるための複数の検出信号の組み合せが同じであれば、指標値は同じ値となる。また、相互相関係数や２乗誤差が指標値であれば、２つの検出信号が指標値を求めるための入力データとなる。
【００３５】
例えば、検査区域の数が２つであれば、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から取得された第１の超音波の検出信号及び第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）から取得された第２の超音波の検出信号に基づいて、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）及び第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）の少なくとも一方の検査情報を表す指標値が求められる。
【００３６】
すなわち、指標値を求めるための演算が、交換法則を有する演算であれば、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から取得された第１の超音波の検出信号及び第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）から取得された第２の超音波の検出信号に基づいて、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）及び第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）の双方の検査情報を表す共通の指標値が求められる。
【００３７】
逆に、指標値を求めるための演算が、減算値や除算信号の平均値を求める演算のように、交換法則を有さない演算であれば、演算方向を変えた２回の演算によって、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から取得された第１の超音波の検出信号及び第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）から取得された第２の超音波の検出信号に基づいて、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）の検査情報を表す第１の指標値と、第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）の検査情報を表す第２の指標値とが、別々に求められる。
【００３８】
指標値を求めるための演算が交換法則を有する演算である場合において、複数の指標値を求めるためには、３つ以上の複数の検査区域から超音波の検出信号を取得することが必要となる。例えば、３つの複数の検査区域から超音波の検出信号を取得する場合であれば、第１の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１）から取得された第１の超音波の検出信号及び第２の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ２）から取得された第２の超音波の検出信号に基づく指標値、第１の超音波の検出信号及び第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）から取得された第３の超音波の検出信号に基づく指標値並びに第２の超音波の検出信号及び第３の超音波の検出信号に基づく指標値が信号処理系６において求められることになる。
【００３９】
複数の指標値が求められる場合には、指標値同士を比較することが可能となる。このため、比較に適した指標値を用いると、健全性評価の容易性及び精度の向上に繋がる。特に、指標値を算出するための元データである２つの超音波の検出信号の波形が互いに同等である場合において、比較に適した指標値としては、相互相関係数、２乗誤差、差分信号の代表値及び除算信号の代表値が挙げられる。そこで、信号処理系６では、検査情報を表す指標値として、２つの検出信号間における相互相関係数、２乗誤差、差分信号の代表値又は除算信号の代表値を求めるようにすることが効果的である。
【００４０】
尚、２つの超音波センサ８から出力される２つの超音波の検出信号を直接相互相関係数等を求めるための対象とせずに、必要な信号処理を施した後の検出信号を相互相関係数等の算出対象としてもよい。具体例として、ノイズ除去処理、アベレージング処理及び／又は包絡線検波処理等の様々な信号処理を施した後の２つの検出信号を、相互相関係数等を求めるための対象としてもよい。
【００４１】
従って、信号処理系６では、複数の検査ユニット５で取得された各検出信号間又は各検出信号に対応する信号間における相互相関係数、２乗誤差、差分信号の代表値又は除算信号の代表値を求めるようにすることができる。換言すれば、ノイズ除去処理、アベレージング処理及び／又は包絡線検波処理等の様々な信号処理を施した後の信号を、超音波の検出信号として、相互相関係数、２乗誤差、差分信号の代表値又は除算信号の代表値を求めるようにすることができる。
【００４２】
図５は、図１に示す信号処理系６において取得される検査情報の一例を示す図である。
【００４３】
図５は、図１に示すような６つの検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１、Ｓｅｃｔｉｏｎ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ３、Ｓｅｃｔｉｏｎ４、Ｓｅｃｔｉｏｎ５、Ｓｅｃｔｉｏｎ６）からそれぞれ取得された超音波の検出信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうちの２つの検出信号を入力データとする演算によって指標値を求め、求められた各指標値を並べて表示させた健全性評価テーブルを示している。
【００４４】
図５に示す２文字のアルファベットは、６つの検出信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうちの２つの検出信号を、表示された順番で演算することによって得られる指標値を示す。従って、演算が交換法則を有する演算であれば、斜めの線に関して指標値は対称となる。例えば、「ＡＢ」と「ＢＡ」は同じ値となる。
【００４５】
指標値が相互相関係数又は除算信号の代表値であれば、相互相関係数又は除算信号の代表値の算出に用いられる２つの検出信号は検査区域に欠陥が無い限り同様な波形を有するため、各指標値はいずれも１に近い値となる。また、指標値が２乗誤差又は差分信号の代表値であれば、検査区域に欠陥が無い限り同様な理由で各指標値はいずれも０に近い値となる。つまり、６つの検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１、Ｓｅｃｔｉｏｎ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ３、Ｓｅｃｔｉｏｎ４、Ｓｅｃｔｉｏｎ５、Ｓｅｃｔｉｏｎ６）がいずれも健全であれば健全性評価テーブルに表示される各指標値の値は一様となる。
【００４６】
これに対して、ある検査区域に欠陥が生じると、その検査区域において取得された超音波の検出信号の波形が変化する。従って、欠陥が生じた検査区域から取得された超音波の検出信号を入力データとする指標値も変化することになる。例えば、指標値が相互相関係数又は除算信号の代表値であれば、１からの乖離量が大きくなる。また、指標値が２乗誤差又は差分信号の代表値であれば、０からの乖離量が大きくなる。
【００４７】
従って、図５に例示されるような指標値の分布を表す健全性評価テーブルを検査情報として表示装置１０に表示させれば、ユーザは健全性評価テーブルに表示された指標値の各値を参照することによって各検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ１、Ｓｅｃｔｉｏｎ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ３、Ｓｅｃｔｉｏｎ４、Ｓｅｃｔｉｏｎ５、Ｓｅｃｔｉｏｎ６）の健全性を評価することができる。
【００４８】
特に、各検査区域において取得された超音波の検出信号の最大値やピークに対応する時刻のように、他の検査区域において取得された検出信号を用いずに算出される指標値を単に表示させる場合には、欠陥によって検出信号の波形が変化したとしても指標値が顕著に変化しない可能性がある。例えば、検出信号の波形自体やピーク時刻のみが時間方向にシフトした場合には、検出信号の最大値を指標値として表示させても顕著に指標値が変化しないことになる。一方、検出信号のピーク時刻を指標値として表示させても、２番目以降のピーク時刻が変化した場合や最大値が変化した場合には、指標値が顕著に変化しないことになる。
【００４９】
これに対して、上述したように、２つの超音波の検出信号の波形に相関があるという性質を利用して２つの超音波の検出信号に基づいて指標値を求めるようにすれば、いずれかの超音波の検出信号の波形が欠陥によって変化すれば、顕著な指標値の変化として容易に欠陥を検出することができる。
【００５０】
しかも、実質的に２つの超音波の検出信号の波形を比較することによって健全性の評価を行うことができる。このため、必ずしも健全時における参照信号を検査区域ごとに事前に取得しておく必要がない。つまり、信号処理系６は、２つの検査区域における健全時の超音波の検出信号をいずれも参照せずに検査情報を表す指標値を求めることができる。
【００５１】
従って、構造が同一とみなせる多数の検査区域が存在する航空機構造体１の初回の健全性検査において、事前に健全時における参照信号を取得することなく健全性の評価を行うことができる。また、２回目以降の健全性検査において、過去の検査データを参照せずに、各検査区域の健全性評価を行うこともできる。
【００５２】
但し、健全時における過去の検査データを参照して新たな健全性検査を行うことも、もちろん可能である。すなわち、指標値の経時的な変化に基づいて検査区域における健全性検査を行うこともできる。その場合には、信号処理系６において、指標値の経時的な変化に基づいて複数の検査区域から欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を自動検出することが可能となる。
【００５３】
図６は、図１に示す信号処理系６において欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を自動検出した場合における検査情報の一例を示す図である。
【００５４】
例えば、図１に示す航空機構造体１の第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）において劣化や損傷等の欠陥が生じると、第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）において取得される超音波の検出信号Ｃは、波形が異なる検出信号Ｃ’に変化する。従って、第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）において取得された超音波の検出信号Ｃ’を用いて算出された全ての指標値ＡＣ’、ＢＣ’、ＤＣ’、ＥＣ’、ＦＣ’、Ｃ’Ａ、Ｃ’Ｂ、Ｃ’Ｄ、Ｃ’Ｅ、Ｃ’Ｆの値が変化する。
【００５５】
そこで、信号処理系６において、変化した指標値ＡＣ’、ＢＣ’、ＤＣ’、ＥＣ’、ＦＣ’、Ｃ’Ａ、Ｃ’Ｂ、Ｃ’Ｄ、Ｃ’Ｅ、Ｃ’Ｆを自動検出し、検出された指標値ＡＣ’、ＢＣ’、ＤＣ’、ＥＣ’、ＦＣ’、Ｃ’Ａ、Ｃ’Ｂ、Ｃ’Ｄ、Ｃ’Ｅ、Ｃ’Ｆを表示装置１０に識別表示させることができる。そうすると、図６に例示されるような２次元の健全性評価テーブルを表示装置１０に表示させる場合であれば、欠陥が生じた第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）に対応する全ての指標値ＡＣ’、ＢＣ’、ＤＣ’、ＥＣ’、ＦＣ’、Ｃ’Ａ、Ｃ’Ｂ、Ｃ’Ｄ、Ｃ’Ｅ、Ｃ’Ｆが十字状にクロスする特異線として強調表示されることになる。
【００５６】
このため、ユーザは、健全性評価テーブルを参照して第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）に欠陥が存在すること或いは第３の検査区域（Ｓｅｃｔｉｏｎ３）に欠陥が存在する疑いがあることを容易に把握することが可能となる。換言すれば、複数の検査区域の中から、欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を容易に把握することができる。そして、欠陥の疑いがある検査区域については、詳細な検査を行うことができる。
【００５７】
欠陥によって変化した指標値を自動検出する方法としては、上述したような指標値の経時的な変化を検出する方法の他、過去の指標値を参照せずに、他の指標値との比較や指標値自体の値に基づいて指標値の変化を検出する方法が挙げられる。
【００５８】
指標値の経時的な変化を検出する場合には、図５に例示されるような過去の健全時における指標値を保存しておき、過去の指標値と現在の指標値との差分値が閾値以上又は閾値を超えた場合に、指標値が変化したと自動判定することができる。
【００５９】
一方、過去の指標値を参照せずに指標値の変化を検出する場合には、複数の指標値から特異値を検出することによって、指標値の変化を自動検出することができる。例えば、複数の指標値の平均値又は中間値との差分値が閾値以上又は閾値を超えた場合に、指標値が変化したと自動判定することができる。或いは、指標値の値自体に閾値を設定し、ある指標値が閾値以上又は閾値を超えた場合にその指標値が変化したと自動判定することもできる。つまり、指標値自体が、２つの超音波の検出信号の相違を表しているため、指標値自体に閾値を設定し、閾値処理を行うことができる。
【００６０】
過去の指標値と現在の指標値との間における差分値又は指標値自体の閾値処理によって指標値の変化を自動検出する場合、つまり異なる検査区域のペア間における指標値の比較を行わない場合には、指標値の数が１つであっても指標値の変化を検出することができる。すなわち、検査区域が２つしか無い場合であっても、１つの指標値の変化を検出することによって、２つの検査区域の少なくとも一方に欠陥が存在すること或いは欠陥の疑いがあることを自動検出することができる。
【００６１】
尚、異なる検査区域のペア間における指標値の比較を行わない場合には、構造が同一とみなせない複数の検査区域を対象とする検査も可能となる。すなわち、必ずしも構造が同一とはみなせない３つ以上の検査区域に対応する必ずしも一様とはならない複数の指標値を取得し、過去の指標値と現在の指標値との比較若しくは指標値自体の閾値処理によって欠陥が存在する検査区域又は欠陥が存在する疑いのある検査区域を自動検出することができる。また、構造が同一とはみなせない２つの検査区域に対応する１つの指標値を取得し、過去の指標値と現在の指標値との比較若しくは指標値自体の閾値処理によって２つの検査区域の少なくとも一方に欠陥が存在すること或いは欠陥の疑いがあることを自動検出することができる。
【００６２】
このように、信号処理系６では、壁面によって他の検査区域から仕切られた複数の検査区域の構造が互いに同一とみなせない場合であっても、複数の検査区域において取得された超音波の検出信号を用いて求められる指標値に基づいて、欠陥が存在する検査区域又は欠陥の疑いがある検査区域を自動検出することが可能である。
【００６３】
尚、指標値の変化を検出するための閾値は、経験的に決定することができる。例えば、指標値が相互相関係数又は除算信号の代表値であり、複数の検査区域の構造が同一とみなせる場合であれば、１から許容される乖離量が指標値自体に対する閾値となる。また、指標値が２乗誤差又は減算信号の代表値であり、複数の検査区域の構造が同一とみなせる場合であれば、０から許容される乖離量が指標値自体に対する閾値となる。
【００６４】
複数の検査区域の構造が同一とみなせるか否かに関わらず、典型的なモデルを利用した試験によって閾値を決定するようにしてもよい。例えば、航空機が量産される場合であれば、代表的な１つの航空機構造体１又は航空機構造体１を模擬した構造体の検査区域を対象とする試験によって適切な閾値を決定することができる。これにより、多数の検査区域における健全時の超音波の検査信号の波形を、１機ごとに取得する必要を無くすことができる。
【００６５】
（動作及び作用）
次に超音波検査システム４による航空機構造体１の超音波検査方法について説明する。
【００６６】
図７は、図１に示す超音波検査システム４による航空機構造体１の超音波検査の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６７】
まず予めステップＳ１において、図１及び図２に例示されるような航空機構造体１の複数の検査区域にそれぞれ検査ユニット５が配置される。すなわち、各検査区域にアクチュエータ７及び超音波センサ８が同じ間隔で施工される。更に、各アクチュエータ７及び超音波センサ８が信号処理系６と接続される。これにより、航空機構造体１の複数の検査区域を対象として、超音波による健全性検査を行うことが可能となる。
【００６８】
航空機構造体１の超音波検査を行う場合には、ステップＳ２において、複数の検査区域からそれぞれ超音波の検出信号が取得される。すなわち、複数のアクチュエータ７及び超音波センサ８を用いて航空機構造体１の各検査区域における超音波の検出信号が取得される。具体的には、信号処理系６による制御下において各アクチュエータ７から超音波、望ましくはラム波が発信される。そして、各検査区域を透過した超音波が超音波センサ８でそれぞれ検出される。各超音波センサ８において取得された各検査区域における超音波の検出信号は、信号処理系６に出力される。
【００６９】
次に、ステップＳ３において、信号処理系６において、アベレージングや包絡線検波処理等の必要な信号処理が実行された後、２つの検査区域において取得された超音波の検出信号に基づく相互相関係数等の指標値がスカラ量として求められる。この指標値は、実質的に２つの検査区域において取得された超音波の検出信号の比較結果として得られる信号の乖離量を表す定量化されたスカラ量となる。
【００７０】
図１及び図２に例示されるように３つ以上の複数の検査区域からそれぞれ超音波の検出信号が取得された場合には、複数の超音波の検出信号から選択される２つの検出信号を対象として、２つの検出信号の組み合せごとに指標値が求められる。このため、各検査区域の構造が互いに同一とみなせる場合には、欠陥が無い限り各検出信号の波形は同様な波形となり、各指標値も同様な値となる。
【００７１】
続いて、信号処理系６は、求めた指標値を表示装置１０に表示させる。その結果、図５に例示されるような指標値のマップが表示装置１０に表示される。このため、ユーザは、表示装置１０に表示された指標値のマップを複数の検査区域に対応する検査情報として参照することができる。
【００７２】
仮に、複数の検査区域のいずれかに欠陥又は欠陥の疑いが存在する場合には、対応する検査区域から取得された超音波の検出信号の波形が変化する。従って、欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域から取得された超音波の検出信号を用いて算出された指標値も変化することになる。このため、ユーザは、指標値のマップを参照して欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域を特定することができる。
【００７３】
或いは、信号処理系６において、指標値自体に対して設定された閾値による閾値処理、検査区域の異なるペア間における特異値検出処理或いは過去の指標値からの変化の検出処理（時間方向についての特異値検出処理）によって、指標値の変化を自動検出することができる。また、これらの複数の処理を併用してもよい。
【００７４】
いずれかの指標値の変化がユーザにより発見されるか、信号処理系６において自動検出されると、欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域を特定することができる。欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域が発見又は検出されなかった場合には、ステップＳ４の判定において、検査区域の詳細な検査は必要ないと判定される。そして、次回の定期検査等において、再び検査を開始することができる。
【００７５】
欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域が発見又は検出された場合には、ステップＳ４の判定において、欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域の詳細な検査が必要であると判定される。そして、ステップＳ５において、欠陥又は欠陥の疑いが存在する検査区域に対して詳細な非破壊検査が行われる。例えば、健全時における超音波の検出信号との比較による超音波検査を行うことができる。或いは、別の検査システムを用いた検査を行うこともできる。これにより、損傷等の欠陥を同定することができる。
【００７６】
つまり以上のような航空機構造体１、超音波検査システム４及び超音波検査方法は、複数の検査区域の構造が同一とみなせる場合において、複数の検査区域から取得される超音波の検出信号間における波形の類似性を利用して、健全性の評価を行うようにしたものである。具体的には、同一の構造を有する少なくとも２つの検査区域から取得された超音波の検出信号間における相対的な相違を表す指標値を、健全性診断用の検査情報として提示するようにしたものである。
【００７７】
（効果）
このため、航空機構造体１、超音波検査システム４及び超音波検査方法によれば、検査区域間における超音波検出信号の比較を行わない場合に比べて、健全性の診断精度を向上させることができる。すなわち、検査区域間における超音波検出信号の比較によって、超音波の検出信号の波形変化を、より確実に捉えることが可能となる。
【００７８】
また、健全時における過去の超音波検出信号の波形を参照せずに、ある程度の健全性の評価を行うことが可能となる。このため、健全時における膨大な数の信号波形を検査記録として検査区域ごとに保存しなくても、健全性の評価が可能となる。
【００７９】
また、少なくとも信号波形の比較による検査区域ごとの詳細な検査を不要にすることができる。すなわち、検査区域間における超音波検出信号の比較情報を表すスカラ値である指標値に基づいて欠陥又は欠陥の疑いがある検査区域を非常に簡易に特定し、特定した検査区域に限定して健全時における信号波形との比較に基づく詳細な検査を行うようにすることができる。これにより、航空機構造体１の健全性の検査に要する時間を短縮することができる。つまり、複数の検査区域において取得される超音波検出信号をパラメータとして求められる指標値に基づく検査区域のスクリーニングによって、必要な参照信号の削減及び検査時間の短縮化を図ることができる。
【００８０】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態に係る航空機構造体の構造を示す正面図であり、図９は図８に示す航空機構造体の下面図である。
【００８１】
第２の実施形態では、超音波検査システム４による検査対象となる航空機構造体１Ａの構造が第１の実施形態と異なる。第２の実施形態における他の特徴については、第１の実施形態と同様であるため、航空機構造体１Ａの構造及び検査ユニット５のみ図示し、同様な特徴については説明を省略する。
【００８２】
第２の実施形態における航空機構造体１Ａは、湾曲したパネル２に複数のストリンガ３及び複数のフレーム２０を取付けた構造を有する。複数のストリンガ３及び複数のフレーム２０は、概ね長手方向が互いに直交する向きでパネル２に取付けられる。すなわち、ストリンガ３同士及びフレーム２０同士は、概ね長さ方向が平行となるように配置されるが、ストリンガ３の長さ方向とフレーム２０の長さ方向が概ね垂直となるように、複数のストリンガ３及び複数のフレーム２０が湾曲したパネル２に取付けられる。
【００８３】
その結果、パネル２上には、隣接する２つのストリンガ３と、隣接する２つのフレーム２０によってそれぞれ囲まれた多数のエリアが生じる。ストリンガ３の間隔及びフレーム２０の間隔がいずれも等間隔とみなせる場合には、これら多数のエリアの構造は、互いに同一の構造とみなすことができる。尚、このような構造を有する航空機構造体１Ａは、主として胴体の一部を構成する構造体として採用される。
【００８４】
そこで、ストリンガ３とフレーム２０によって囲まれた複数のエリアを、超音波検査システム４による検査対象とすることができる。この場合、複数の検査区域が２次元的に配置された状態となる。このため、４つ以上の検査ユニット５で２次元的に配置された複数の検査区域における検出信号をそれぞれ取得することができる。
【００８５】
一方、信号処理系では、複数の検査区域が１次元的に配置されている場合と同様な方法で、２次元的に配置された複数の検査区域に対応する指標値を求めることができる。具体的には、４つ以上の検査ユニット５のうちの２つの検査ユニット５によって取得される２つの検出信号に基づく指標値を、４つ以上の検査ユニット５から２つの検査ユニット５を選ぶ組み合せの数だけ少なくとも求めるようにすることができる。つまり、２次元的に配置された４つ以上の検査区域から取得される複数の検出信号から２つの検出信号を選択して指標値を求めるという演算を、選択される２つの検出信号の組み合せを変えながら繰返し実行することによって、２次元的に配置された複数の検査区域に対応する複数の指標値を求めることができる。
【００８６】
このように、複数の検査区域の構造が同一とみなせる限り、各検査区域の配置は任意である。従って、共通の補強材で仕切られた、同一とみなせる構造を有する複数の検査区域に限らず、別々の補強材で仕切られた、同一とみなせる構造を有する複数の検査区域に対しても同様な指標値に基づく健全性検査が可能である。
【００８７】
（第３の実施形態）
図１０は本発明の第３の実施形態に係る航空機構造体を含む航空機の斜視図である。
【００８８】
第３の実施形態では、超音波検査システム４による検査対象となる航空機３０の部位が第１の実施形態と異なる。第３の実施形態における他の特徴については、第１の実施形態と同様であるため、航空機３０及び検査ユニット５Ａ、５Ｂの取付け位置のみ図示し、同様な特徴については説明を省略する。
【００８９】
第２の実施形態において説明した通り、複数の検査区域の構造が同一とみなせる限り、超音波検査システム４による検査対象とすることができる。航空機３０は、進行方向及び機体中心に対して対称である。例えば、航空機３０が図１０に示すような固定翼機であれば、左右の主翼、左右の水平尾翼及び胴体は、機体中心に対して対称である。これは、固定翼機に限らず、回転翼機やロケット等においても同様である。
【００９０】
航空機３０が図１０に示すような固定翼機である場合には、例えば、一点鎖線で示す部分における健全性の評価が必要となる。この検査エリアには、機体中心に関して対称な部分も含まれる。すなわち、機体中心に関して対称な複数の航空機構造体１Ｂ、１Ｃが健全性検査の対象となり得る。
【００９１】
そこで、複数の検査区域の構造が面対称である場合においても、複数の検査区域の構造を同一とみなして超音波検査システム４による検査対象とすることができる。具体的には、航空機３０を構成する第１の航空機構造体１Ｂの検査区域に、第１の検査ユニット５Ａを設けることができる。一方、航空機３０の機体中心に関して第１の航空機構造体１Ｂと対称な位置に配置され、かつ第１の航空機構造体１Ｂと航空機３０の機体中心に関して対称な構造を有する第２の航空機構造体１Ｃの検査区域に、第２の検査ユニット５Ｂを設けることができる。
【００９２】
そして、第１の検査ユニット５Ａにより、第１の航空機構造体１Ｂの検査区域における第１の超音波の検出信号を取得する一方、第２の検査ユニット５Ｂにより、第２の航空機構造体１Ｃの検査区域における第２の超音波の検出信号を取得することができる。これにより、信号処理系では、第１の実施形態と同様な方法で、第１の航空機構造体１Ｂの検査区域及び第２の航空機構造体１Ｃの検査区域における指標値を求めることができる。
【００９３】
例えば、第１の航空機構造体１Ｂに複数の検査区域が存在し、かつ第２の航空機構造体１Ｃにも複数の検査区域が存在する場合であれば、対称な検査区域を含む全ての検査区域を対象として同種の指標値を求めることができる。このため、健全性検査の効率化が図れる。また、第１の航空機構造体１Ｂ及び第２の航空機構造体１Ｃにそれぞれ１つの検査区域しか存在しない場合であれば、相互相関係数等の指標値を求め、指標値が異常であるか否かに基づいて、過去の検査データを参照することなく第１の航空機構造体１Ｂ及び第２の航空機構造体１Ｃの健全性を評価することが可能となる。
【００９４】
以上のように、航空機３０の左右対称性を利用して、超音波検査システム４による複数の航空機構造体１Ｂ、１Ｃを対象とする健全性評価を効果的に行うことができる。すなわち、左右の対称な航空機構造体１Ｂ、１Ｃから取得した２つの超音波の検出信号を実質的に比較することによって、各航空機構造体１Ｂ、１Ｃの健全性評価を効果的に行うことができる。
【００９５】
（第４の実施形態）
図１１は本発明の第４の実施形態に係る超音波検査システムを含む航空機構造体の構成を示す正面図であり、図１２は図１１に示す航空機構造体の下面図である。
【００９６】
第４の実施形態では、超音波検査システム４による検査対象となる航空機構造体１Ｄの構造が第１の実施形態と異なる。第４の実施形態における他の特徴については、第１の実施形態と同様であるため、航空機構造体１Ｄの構造及び検査ユニット５のみ図示し、同様な特徴については説明を省略する。
【００９７】
第４の実施形態における航空機構造体１Ｄは、パネル２に複数のストリンガ３Ａ、３Ｂを取付けた構造を有する。但し、ストリンガ３Ａ、３Ｂの横断面の形状及びパネル２を基準とするストリンガ３Ａ、３Ｂの高さは互いに異なる。図示された例では、第１のストリンガ３Ａは、横断面がＩ字型となっている。一方、第２のストリンガ３Ｂは、横断面が逆Ｔ字型となっている。また、逆Ｔ字型の第２のストリンガ３Ｂの高さは、Ｉ字型の第１のストリンガ３Ａの高さよりも高い。
【００９８】
更に、超音波検査システム４による検査対象が、パネル２と接合される各ストリンガ３Ａ、３Ｂのフランジとされる。このため、第１の検査ユニット５Ａが、第１のストリンガ３Ａの下方側の一方のフランジ上に配置される。また、第２の検査ユニット５Ｂが、第２のストリンガ３Ｂの下方側の一方のフランジ上に配置される。もちろん、別の検査ユニット５を、第１のストリンガ３Ａ及び第２のストリンガ３Ｂの下方側の他方のフランジ上にそれぞれ配置してもよい。
【００９９】
超音波としてラム波を用いる場合には、ラム波が伝播する板状の部分の板厚、幅及び材質と、アクチュエータ７と超音波センサ８との間における距離が同じであれば、同一の伝播条件とみなすことができる。従って、ストリンガ３Ａ、３Ｂのフランジの板厚、幅及び材質が同じであれば、第１及び第２のアクチュエータ７Ａ、７Ｂと第１及び第２の超音波センサ８Ａ、８Ｂとの間における距離を互いに同一にすることによって、ストリンガ３Ａ、３Ｂの高さや横断面の形状に関わらず、ラム波の伝播条件を同じにすることができる。このため、図１１及び図１２に例示されるように横断面の形状及び高さが異なる複数のストリンガ３Ａ、３Ｂであっても、第１及び第２のアクチュエータ７Ａ、７Ｂと第１及び第２の超音波センサ８Ａ、８Ｂとの間における距離が同じであれば、検査区域となる複数のフランジの構造を、同一の構造とみなすことができる。これは、ストリンガ３Ａ、３Ｂに限らず、ストリンガ、スパー、フレーム等の補強材についても同様である。
【０１００】
この場合、各検査ユニット５Ａ、５Ｂは、それぞれ同じ間隔で配置されるアクチュエータ７Ａ、７Ｂ及び超音波センサ８Ａ、８Ｂを用いて、ラム波の伝播条件が同じ板状の検査区域である２つのフランジからラム波による検出信号を取得することになる。そして、２つのフランジから取得されたラム波による超音波の検出信号に基づいてフランジの健全性を表す指標値を求めることができる。もちろん、３つ以上のフランジを対象として、ラム波を用いて同様に健全性を表す指標値を求めることもできる。
【０１０１】
また、フランジに限らず、同じ板厚、幅及び材質を有する複数のウェブを同一の構造を有する検査区域として、それぞれ同じ間隔でアクチュエータ７と超音波センサ８を配置することによって、ラム波を用いた同様な検査を行うことができる。
【０１０２】
以上のように、超音波としてラム波を用いれば、３次元的に異なる構造を有する部品であっても、２次元的に構造が同一となる部分であれば、同一の構造を有する検査区域とみなして健全性検査を行うことができる。
【０１０３】
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【０１０４】
例えば、上述した各実施形態では、超音波検査システム４による検査対象が航空機構造体１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄである場合について説明したが、同一とみなすことができる複数の検査区域を有する構造体であれば、任意の構造体を対象として超音波検査システム４による健全性検査を行うことができる。例えば、ビルであれば、各階の構造を同一とみなすことができる。また、橋梁であれば、長手方向のセグメントの構造を同一とみなすことができる。或いは、風車であれば、ブレードの構造を同一とみなすことができる。このため、ビル、橋梁或いは風車等の様々な構造体を対象として、超音波検査システム４による健全性検査を行うことができる。
【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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【国際調査報告】
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