(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、
複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、
前記分類装置は、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さとを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類する
ことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、
複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、
前記分類装置は、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類する
ことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項３】
送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、
複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、
前記分類装置は、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類する
ことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項４】
超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、
複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、
前記分類ステップは、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さとを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類する
ことを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項５】
超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、
複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、
前記分類ステップは、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類する
ことを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項６】
超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、
複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、
前記分類ステップは、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類する
ことを特徴とする超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、斜角探傷法を用いた超音波探傷装置及び超音波探傷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波探傷試験について図面を参照しながら説明する。図１８は、例えば、「新非破壊試験便覧」（社）日本非破壊検査協会偏、日刊工業新聞社刊、１９９２年１０月１５日初版第１刷発行、第２９７頁〜第３０６頁（以下、「文献Ａ」と略称する）に示された従来の斜角探傷法を用いた超音波探傷試験の概要を示す図である。
【０００３】
図１８において、１は探触子、４０は振動子、４１はくさび、２は試験体、４２は探傷面、４３はきずである。なお、文献Ａでは、「きず」を「欠陥」として示しているが、ここでは「きず」として説明する。また、文献Ａの図中には、「入射点」、「屈折角」およびビーム路程を表す「ＷＦ」が示されているが、ここでの説明には不要なので省略した。
【０００４】
まず、図１８を参照しながら、一つの探触子を用いた一般的な斜角探傷法を用いた超音波探傷試験について説明する。図１８中には示されていないが、探触子１には超音波探傷器が接続されており、振動子４０に電気的な送信信号を印加する。振動子４０は、電気信号を超音波に変換し、くさび４１中には縦波が伝搬していく。くさび４１中を伝搬した縦波は、探傷面４２に到達し、モード変換によって横波となり、試験体２中をスネルの法則で決まる方向へ伝搬していく。なお、図中の細い実線は、超音波ビームを表しており、以下同様である。
【０００５】
きず４３に到達した横波は散乱され、散乱波の一部は探触子１の方向へ伝搬していく。そして、探傷面４２で再びモード変換によって縦波となり、くさび４１内を伝搬する。振動子４０では、くさび４１内を伝搬してきた縦波を電気信号に変換して、きずエコーとして超音波探傷器に伝達する。
【０００６】
超音波探傷器は表示器を具備しており、この表示器上にきずエコーが表示されることにより、試験体２中にあるきず４３を検出する。以上が、斜角探傷法を用いた超音波探傷試験の概要である。
【０００７】
さて、以上のようにして検出したきずの性状の分類方法について、図１９〜図２１を参照しながら説明する。図１９は、「超音波探傷試験ＩＩ」、（社）日本非破壊検査協会偏、（社）日本非破壊検査協会１９９０年発行、第１１７頁〜第１１８頁（以下、「文献Ｂ」と略称する）から引用した図であり、溶接部を斜角探傷している様子を、試験体２の上から見た場合の図である。
【０００８】
図１９において、１ａ〜１ｂは探触子であり、４４は溶接部、４５は溶接部に存在する面状きずである。図１９においては、面状きず４５は「線」として示されているが、これは２次元的な図であるためで、実際には紙面に対して垂直方向に拡がりをもつ「面」である。また、面状きず４５は試験体２の探傷面４２（試験体２の表面）に開口している場合もあれば、試験体２中に存在している場合もある。図１９では、このような面状きず４５を試験体２の表面に投影して図示している。
【０００９】
図１９において、探触子１ａを用いて斜角探傷した場合、探触子１ａから試験体に放射される超音波ビームと面状きず４５が垂直になるため、面状きず４５で散乱される散乱波の多くの成分は、探触子１ａの方向に伝搬していく。したがって、探触子１ａを用いて斜角探傷を行った場合、表示器に表れるきずエコーの高さは、大きくなる。この様子を、図２０に示す。図２０は、探触子１ａを用いて斜角探傷を行った場合の探傷図形であり、Ａスコープ表示したものである。図２０において、１４は送信パルス、４６は探触子１ａを用いて探傷した場合のきずエコーである。
【００１０】
一方、図１９において、探触子１ｂを用いて斜角探傷した場合、探触子１ｂから放射される超音波ビームは、面状きずに対して斜めに入射する。このため、面状きず４５で散乱される散乱波の多くの成分は、探触子１ｂの方向には伝搬しない。したがって、探触子１ｂを用いて斜角探傷を行った場合、表示器に表れるきずエコーの高さは小さくなる。この様子を、図２１に示す。図２１は、探触子１ｂを用いて斜角探傷を行った場合の、図２０の場合と同様の探傷図形である。図２１において、１４は送信パルス、４７は探触子１ｂを用いて探傷した場合のきずエコーである。
【００１１】
また、図１９において、探触子１ｃを用いて斜角探傷をした場合については、探触子１ｂを用いた場合と同様に、探傷図形におけるきずエコーの高さは小さくなる。
【００１２】
このように、探触子から放射される超音波ビームの角度によって、面状きず４５からのきずエコーの高さは大きく変化する。これは、きずが面状であるためであり、面状きずに対して超音波ビームが垂直に入射する場合には、きずエコーの高さは大きくなる。
【００１３】
なお、図１９の探触子１ａ〜１ｃの位置に探触子を移動させる走査方法は、「振子走査」と呼ばれている。探触子から放射される超音波ビームの角度を変化させる方法として、振子走査の他には「首振り走査」などがある。これらの探触子の走査方法については、文献Ａに記述されている。
【００１４】
面状きずに対して振子走査を行うと、上述したようにきずエコーの高さが大きく変化する。これに対し、きずの形状が球状である場合、振子走査を行っても、きずエコーの高さはほとんど変わらない。これは、球状きずで散乱される散乱波は、ほとんど全ての方向にほぼ一様に伝搬していくためである。
【００１５】
したがって、振子走査を行い、きずエコーの高さが大きく変化した場合には、そのきずは「面状きず」と推定することができる。一方、きずエコーの高さがほとんど変化しない場合には、そのきずは「球状きず」と推定することができる。このようにして、きずの性状を分類することができる。
【００１６】
以上が、文献Ｂに記述されているきずの性状の分類方法である。また、斜角探傷法におけるきずの分類方法に関しては、特開昭５８一１３５９５７号公報、特開昭６２−２２８１５８号公報、特開平６一１１４８９号公報などにも開示されている。
【００１７】
特開昭５８一１３５９５７号公報では、まずエコー高さの日本工業規格ＪＩＳＺ３０６０による領域区分による分類を行い、次に、断面図（Ｂスコープ）および平面図（Ｃスコープ）を作成し、予め準備した基準断面図パターンおよび基準平面図パターンと比較することにより、きずの分類を行うというものである。
【００１８】
特開昭６２−２２８１５８号公報では、垂直探傷および斜角探傷を行い、また首振りの角度も変えて探傷を行った結果から、面積状のきずと体積状のきずの分類を行うというものである。
【００１９】
特開平６一１１４８９号公報においては、垂直探傷、斜角探傷、および表面波探傷を行ってきずの分類を行うというものである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
文献Ｂや特開昭６２−２２８１５８号公報で示されているきずの分類方法では、振子走査や首振り走査を行う必要があるという問題点があった。このような走査は、手動で行われているのが通常である。一方、探触子を機械的に走査する自動探傷では、その多くは、溶接線に対して垂直方向に探触子を走査する「前後走査」と、溶接線に対して平行に走査する「左右走査」である。なお、これらの走査方法については、文献Ａに記述されている。
【００２１】
自動探傷において「振子走査」や「首振り走査」を行うと、探傷試験を行う時間が膨大となるという問題点があった。また、探傷試験によって得られたデータは多大になり、この多大なデータを処理するための装置が必要となり、検査コストがかかるという問題点があった。
【００２２】
特開平６一１１４８９号公報で示されているきずの分類方法では、垂直探傷、斜角探傷および表面波探傷を行う必要があるという問題点があった。すなわち、１つの探傷箇所に対して多くの方法による探傷試験を行わねばならず、多大な時間と多大な検査コストを必要とするという問題点があった。
【００２３】
特開昭５８−１３５９５７号公報で示されているきずの分類方法では、きずエコーの高さ、ＢスコープおよびＣスコープという３種類の探傷図形を用いて分類する必要があり、分類結果が得られるまでに時間がかかるという問題点があった。
【００２４】
このように、従来の超音波探傷試験において、きずの性状を分類するには、多くの時間と多くのコストが必要であった。
【００２５】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、振子走査や首振り走査を行わず、Ａスコープ表示における探傷図形だけで、試験体中のきずを簡便に分類することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る超音波探傷装置は、送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、前記分類装置が、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さとを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するものである。
【００２８】
また、この発明に係る超音波探傷装置は、送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、前記分類装置が、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するものである。
【００２９】
さらに、この発明に係る超音波探傷装置は、送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、前記分類装置が、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するものである。
【００３１】
この発明に係る超音波探傷方法は、超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、前記分類ステップが、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さとを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するものである。
【００３２】
また、この発明に係る超音波探傷方法は、超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、前記分類ステップが、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するものである。
【００３３】
さらに、この発明に係る超音波探傷方法は、超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、前記分類ステップが、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置及び超音波探傷方法について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る斜角探傷法を用いた超音波探傷装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３５】
図１において、１は探触子、２は試験体、３は試験体中の音響的不連続部、４は試験体の底面、５は探傷試験結果をＡスコープで表示するための表示器、５０はエコーの波形等により音響的不連続部の形状を分類してその結果を出力（表示、印字等）する分類装置である。
【００３６】
この音響的不連続部３には種々のものがあり、例えば溶接に存在する音響的不連続部には、溶接時の初層溶接部の割れ、溶接終始端のクレータ割れ、融合不良、溶け込み不良、スラグ巻き込み、ブローホール、ウオームホール、高温割れ、異物混入などによる周辺媒質からの材質的差異部等々がある。また、溶接作業に関連しないで材料そのものに既に存在している混入異物部や、クラック、きず等々も音響的不連続部に相当する。以下、これらの音響的不連続部を簡単のためにきず３とする。また、ここではまず、きず３が球状である場合について説明する。図１においては、断面図として示しているため、きず３は「円」に見えるが、３次元的に見れば「球」のきずをここでは想定している。例えば、溶接部のきずでは、ブローホールやスラグ巻き込みに相当する。以降、きず３を球状きずと呼ぶことにする。
【００３７】
図１において、図には示していないが、探触子１には探傷器が接続されており、探傷器から送信信号が探触子１ヘ送られる。探触子１の内部では、電気信号が超音波に変換される。超音波は、試験体２中を伝搬していく。
【００３８】
試験体２中を伝搬した超音波は、球状きず３で散乱される。球状きず３における散乱の様子を、図２に示す。図２中、６は直接、球状きず３に入射する入射波、７は入射波６が球状きず３に入射した際に散乱される散乱波である。入射波６は、球状きず３によって散乱されるが、散乱波の大きさは散乱していく方向によらず、ほぼ同じとなる。すなわち、図２に示すような場合では、底面４の方向へ伝搬する散乱波の大きさと、入射波６とは逆の方向、すなわち、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波の大きさはほぼ同じとなる。
【００３９】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波７は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波７は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波７は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００４０】
また、探触子１から底面４の方向へ伝搬し、底面４で反射された超音波が球状きず３に入射する経路も存在する。この様子を、図３に示す。図３中、８は底面４で一回反射された後、球状きず３に入射する入射波、９は入射波８が球状きず３に入射した際に散乱される散乱波である。図３においては、図２に示した場合と同様に、入射波８は球状きず３によって散乱されるが、その大きさは散乱していく方向によらず、ほぼ同じとなる。すなわち、図３に示すような場合では、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波９の大きさと、底面４の方向へ伝搬していく散乱波９の大きさはほぼ同じとなる。
【００４１】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波９は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波９は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波９は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００４２】
このように、球状きず３で散乱された散乱波は、様々な伝搬経路を辿って探触子１で受信される。ここで、伝搬経路について整理しておくと、次の４つの経路１〜経路４が存在する。
【００４３】
経路１：探触子１→（入射波６）→球状きず３→（散乱波７）→探触子１
経路２：探触子１→（入射波６）→球状きず３→（散乱波７）→底面４→探触子１
経路３：探触子１→底面４→（入射波８）→球状きず３→（散乱波９）→探触子１
経路４：探触子１→底面４→（入射波８）→球状きず３→（散乱波９）→底面４→探触子１
また、各経路をの相違をより明らかにするため、入射波６と散乱波７、および入射波８と散乱波９を、括弧書きで挿入した。
【００４４】
ここで、各経路を伝搬して受信されたきずエコーの高さについて述べる。図２および図３で示したように、球状きず３で散乱される散乱波７、９は、伝搬していく方向によってその大きささはほぼ同じであるため、各経路を伝搬して受信されるきずエコーの高さはほぼ同じになるように考えられるが、実際は異なる。この理由を、以下に説明する。
【００４５】
図４および図５に、球状きず３によって入射波６が散乱される様子を示す。経路１を伝搬して受信されるきずエコーは、散乱波７が探触子１の方向へ伝搬していく成分であるため、球状きず３のほぼ半分の面積が、このきずエコーに寄与する。図４中、このほぼ半分に相当する部分を符号１０を付して実線で示す。この部分が、球状きず３において、経路１を伝搬して受信されたきずエコーに寄与する部分である。
【００４６】
一方、経路２を伝搬して受信されるきずエコーは、散乱波７が底面４の方向へ伝搬していく成分であるため、球状きず３の半分より小さい面積が、このきずエコーに寄与する。図５中、この半分より小さい部分を符号１１を付して実線で示す。この部分が、球状きず３において、経路２を伝搬して受信されたきずエコーに寄与する部分である。
【００４７】
すなわち、経路１を伝搬して受信されるきずエコーに寄与する部分１０は、経路２を伝搬して受信されるきずエコーに寄与する部分１１よりも大きいため、きずエコーの高さも大きくなる。
【００４８】
図６および図７に、球状きず３によって入射波８が散乱される様子を示す。経路３を伝搬して受信されるきずエコーは、散乱波９が探触子１の方向に伝搬していく成分であるため、球状きず３の半分より小さい面積が、このきずエコーに寄与する。図６中、この半分より小さい部分を符号１２を付して実線で示す。この部分が、球状きず３において、経路３を伝搬して受信されるきずエコーに寄与する部分である。
【００４９】
一方、経路４を伝搬して受信されるきずエコーは、散乱波９が底面４の方向へ伝搬していく成分であるため、球状きず３のほぼ半分の面積が、このきずエコーに寄与する。図７中、このほぼ半分に相当する部分を符号１３を付して実線で示す。この部分が、球状きず３において、経路４を伝搬して受信されるきずエコーに寄与する部分である。
【００５０】
すなわち、経路４を伝搬して受信されるきずエコーに寄与する部分１３は、経路３を伝搬して受信されるきずエコーに寄与する部分１２よりも大きいため、きずエコーの高さも大きくなる。
【００５１】
経路１を伝搬して受信されるきずエコーと、経路４を伝搬して受信されるきずエコーの高さは、入射波６、散乱波７、入射波８および散乱波９の拡散減衰の差や、球状きず３および底面４における反射率の影響の差を無視すると、ほぼ同じである。これらのきずエコーの高さを「１」として表し、各経路を伝搬して受信されるきずエコーの高さを、ビーム路程と合わせて整理すると、次のようになる。
【００５２】
0003541922.tif 000002
ここで、αは、探触子１ときずとの相対的な位置関係で決まる定数であり、０＜α＜１である。
【００５３】
上記の関係から、球状きず３が存在する試験体２に対して探傷試験を行い、その結果をＡスコープ表示における探傷図形で表すと、図８のようになる。図８中、１４は送信パルス、１５ａ〜１５ｃ球状きず３で散乱されて受信されたきずエコーであり、１５ａは経路１を伝搬して受信されたきずエコー、１５ｂは経路２および経路３を伝搬して受信されたきずエコー、そして１５ｃは経路４を伝搬して受信されたきずエコーである。経路２と経路３のビーム路程は同じであるので、きずエコー１５ｂの相対的な高さは、２αとなる。したがって、きずエコー１５ｂの相対的な高さは、きずエコー１５ａおよびきずエコー１５ｃの高さの２倍以下となるため、１５ａ、１５ｂおよび１５ｃはぼ同じエコー高さであるとして、差し支えない。
【００５４】
次に、試験体２中にあるきずが垂直な面状きずである場合について説明する。このような場合に超音波が散乱される様子を、図９に示す。なお、きずの形状以外は図１と同じであるため、構成図は省略する。図９中、１６は垂直な面状きず、１７は垂直な面状きず１６に直接入射する入射波、１８および１９は入射波１７が垂直な面状きず１６に入射した際に散乱される散乱波である。図９では、横方向からの断面図として示しているため、きずの形状は「線」に見えるが、３次元的に見れば「面」のきずをここでは想定している。例えば、溶接部のきずでは、割れや溶け込み不良等に相当する。また、「垂直」とは、底面４に対して垂直であることを意味している。
【００５５】
垂直な面状きず１６における散乱は、鏡面反射に近い状況であるため、散乱される散乱波の大きさは、伝搬していく方向よって異なる。図９に示すような場合では、底面４の方向へ伝搬していく成分と、入射波１７とは逆の方向、すなわち、探触子１の方向へ伝搬していく成分では、その大きさは異なる。図９においては、底面４の方向へ伝搬していく散乱波の方が大きく、これを符号１８で示している。一方、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波は小さく、これを符号１９で示している。また、散乱波１８および１９の大きさの違いを、矢印を付した線の太さ（幅）で表している（以下、同様に、太い線は大きな散乱波、細い線は小さな散乱波とする）。
【００５６】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波１９は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波１８は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００５７】
また、探触子１から底面４の方向へ伝搬し、底面４で反射された超音波が垂直な面状きず１６に入射する経路も存在する。この様子を、図１０に示す。図１０中、２０は底面４で一回反射された後、垂直な面状きず１６に入射する入射波、２１および２２は入射波２０が垂直な面状きず１６に入射した際に散乱される散乱波である。図１０にに示したような場合では、図９に示した場合と同様に、散乱波の大きさは伝搬していく方向によって異なる。図１０においては、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波が大きく、これを符号２１で示している。また、底面４の方向へ伝搬していく散乱波は小さく、これを符号２２で示している。
【００５８】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波２１は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波２２は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００５９】
このように、垂直な面状きず１６で散乱された散乱波は、様々な伝搬経路を辿って探触子１で受信される。ここで、球状きず３の場合と同様に、伝搬経路について整理しておくと、以下のようになる。
【００６０】
経路１：探触子１→（入射波１７）→垂直な面状きず１６→（散乱波１９）→探触子１
経路２：探触子１→（入射波１７）→垂直な面状きず１６→（散乱波１８）→底面４→探触子１
経路３：探触子１→底面４→（入射波２０）→垂直な面状きず１６→（散乱波２１）→探触子１
経路４：探触子１→底面４→（入射波２０）→垂直な面状きず１６→（散乱波２２）→底面４→探触子１
【００６１】
図９および図１０で示したように、経路によって受信信号の強さ、すなわちきずエコーの高さは異なる。また、ビーム路程も経路によって異なる。ここで、各経路と、きずエコーの高さおよびビーム路程との関係をまとめると、次のようになる。
【００６２】
0003541922.tif 000003
【００６３】
上記の関係から、垂直な面状きず１６が存在する試験体２に対して探傷試験を行い、その結果をＡスコープ表示における探傷図形で表すと、図１１のようになる。図１１中、１４は送信パルス、２３ａ〜２３ｅは垂直な面状きず１６で散乱されて受信されたきずエコーであり、２３ａおよび２３ｂは経路１を伝搬して受信されたきずエコー、２３ｃは経路２および経路３を伝搬して受信されたきずエコー、そして２３ｄおよび２３ｅは経路４を伝搬して受信されたきずエコーである。
【００６４】
経路１および経路４を伝搬して受信されたきずエコーをそれぞれ２個ずつ示しているが、これは、垂直な面状きず１６に対して入射波１７および入射波２０が斜めに入射しているために生じる現象である。実際には、きずエコー２３ａは垂直な面状きず１６の上側の端部で散乱されたエコーに相当し、きずエコー２３ｂは垂直な面状きず１６の下側の端部で散乱されたエコーに相当する。これらのエコーは、一般には「端部エコー」と呼ばれている。なお、端部エコーについては、「新非破壊試験便覧」（社）日本非破壊検査協会偏、日刊工業新聞社刊、１９９２年１０月１５日初版第１刷発行、第３２８頁〜第３３０頁に記述されている。
【００６５】
次に、試験体２中にあるきずが、探触子と反対方向に傾斜した面状きずである場合について説明する。このような場合に超音波が散乱される様子を、図１２に示す。なお、きずの形状以外は図１と同じであるため、構成図は省略する。図１２中、２４は探触子と反対方向に傾斜した面状きず（以下、正傾斜面状きずとする）、２５は正傾斜面状きず２４に直接入射する入射波、２６および２７は入射波２５が正傾斜面状きず２４に入射した際に散乱される散乱波である。図１２では、横方向からの断面図として示しているため、図９同様、きずの形状は「線」に見えるが、３次元的に見れば「面」のきずをここでは想定している。
【００６６】
正傾斜面状きず２４によって散乱される散乱波の大きさは、鏡面反射に近い状況であるため、伝搬していく方向によって異なる。図１２に示すような場合では、入射波２５とは逆の方向、すなわち、探触子１の方向へ伝搬していく成分と、底面４の方向へ伝搬していく成分では、その大きさは異なる。図１２においては、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波は大きく、これを符号２６で示している。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波は小さく、これを符号２７で示している。
【００６７】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波２６は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波２７は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００６８】
また、探触子１から底面４の方向へ伝搬し、底面４で反射された超音波が正傾斜面状きず２４に入射する経路も存在する。この様子を、図１３に示す。図１３中、２８は底面４で一回反射された後、正傾斜面状きず２４に入射する入射波、２９および３０は入射波２８が正傾斜面状きず２４に入射した際に散乱される散乱波である。図１３に示した場合においても散乱波の大きさは伝搬していく方向によって異なるが、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波の成分および底面４の方向へ伝搬してく散乱波の成分はともに小さく、それぞれ、符号２９および符号３０で示している。
【００６９】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波２９は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波３０は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００７０】
このように、正傾斜面状きず２４で散乱された散乱波は、様々な伝搬経路を辿って探触子１で受信される。ここで、球状きず３の場合と同様に、伝搬経路について整理しておくと、以下のようになる。
【００７１】
経路１：探触子１→（入射波２５）→正傾斜面状きず２４→（散乱波２６）→探触子１
経路２：探触子１→（入射波２５）→正傾斜面状きず２４→（散乱波２７）→底面４→探触子１
経路３：探触子１→底面４→（入射波２８）→正傾斜面状きず２４→（散乱波２９）→探触子１
経路４：探触子１→底面４→（入射波２８）→正傾斜面状きず２４→（散乱波３０）→底面４→探触子１
【００７２】
図１２および図１３で示したように、経路によって受信信号の強さ、すなわちきずエコーの高さは異なる。また、ビーム路程も経路によって異なる。ここで、各経路と、きずエコーの高さおよびビーム路程との関係をまとめると、次のようになる。
【００７３】
0003541922.tif 000004
【００７４】
上記の関係から、正傾斜面状きず２４が存在する試験体２に対して探傷試験を行い、その結果をＡスコープ表示における探傷図形で表すと、図１４のようになる。図１４中、１４は送信パルス、３１ａ〜３１ｅは正傾斜面状きず２４で散乱されて受信されたきずエコーであり、３１ａは経路１を伝搬して受信されたきずエコー、３１ｂおよび３１ｃは経路２および経路３を伝搬して受信されたきずエコー、そして３１ｄおよび３１ｅは経路４を伝搬して受信されたきずエコーである。
【００７５】
次に、試験体２中にあるきずが、探触子側に傾斜した面状きずである場合について説明する。このような場合に超音波が散乱される様子を、図１５に示す。なお、きずの形状以外は図１と同じであるため、構成図は省略する。図１５中、３２は探触子側に傾斜した面状きず（以下、負傾斜面状きずとする）、３３は負傾斜面状きず３２に直接入射する入射波、３４および３５は入射波３３が負傾斜面状きず３２に入射した際に散乱される散乱波である。図１５では、横方向からの断面図として示しているため、図９同様、きずの形状は「線」に見えるが、３次元的に見れば「面」のきずをここでは仮定している。
【００７６】
負傾斜面状きず３２によって散乱される散乱波の大きさは、鏡面反射に近い状況であるため、伝搬していく方向よって異なるが、図１５に示す場合では、底面４の方向へ伝搬していく成分、および、入射波３３とは逆の方向、すなわち、探触子１の方向へ伝搬していく成分は共に小さいく、それぞれ、符号３４および符号３５で示している。
【００７７】
探触子１の方向に伝搬していく散乱波３５は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向に伝搬していく散乱波３４は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波は、探触子１によって電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００７８】
また、探触子１から底面４の方向へ伝搬し、底面４で反射された超音波が負傾斜面状きず３２に入射する経路も存在する。この様子を、図１６に示す。図１６中、３６は底面４で一回反射された後負傾斜面状きず３２に入射する入射波、３７および３８は入射波３６が負傾斜面状きず３２に入射した際に散乱される散乱波である。図１６に示した場合では、図１５に示した場合と同様に、散乱波の大きさは伝搬していく方向によって異なる。図１６においては、探触子１の方向へ伝搬していく散乱波の成分が小さく、これを符号３７で示している。また、底面４の方向へ伝搬してく散乱波の成分は大きく、符号３８で示している。
【００７９】
探触子１の方向へ伝搬していく散乱波３７は、そのまま探触子１で受信される。一方、底面４の方向へ伝搬していく散乱波３８は、底面４で一回反射された後、探触子１で受信される。受信された散乱波は、探触子１内で電気信号に変換される。そして、探傷試験結果は表示器５に表示される。
【００８０】
このように、負傾斜面状きず３２で散乱された超音波は、様々な伝搬経路を辿って探触子１で受信される。ここで、球状きず３の場合と同様に、伝搬経路について整理しておくと、以下のようになる。
【００８１】
経路１：探触子１→（入射波３３）→負傾斜面状きず３２→（散乱波３５）→探触子１
経路２：探触子１→（入射波３３）→負傾斜面状きず３２→（散乱波３４）→底面４→探触子１
経路３：探触子１→底面４→（入射波３６）→負傾斜面状きず３２→（散乱波３７）→探触子１
経路４：探触子１→底面４→（入射波３６）→負傾斜面状きず３２→（散乱波３８）→底面４→探触子１
【００８２】
図１５および図１６で示したように、経路によって受信信号の強さ、すなわちきずエコーの高さは異なる。また、ビーム路程も経路によって異なる。ここで、各経路と、きずエコーの高さおよびビーム路程との関係をまとめると、次のようになる。
【００８３】
0003541922.tif 000005
【００８４】
上記の関係から、負傾斜面状きず３２が存在する試験体２に対して探傷試験を行い、その結果をＡスコープ表示における探傷図形で表すと、図１７のようになる。図１７中、１４は送信パルス、３９ａ〜３９ｅは負傾斜面状きず３２で散乱されて受信されたきずエコーであり、３９ａおよび３９ｂは経路１を伝搬して受信されたきずエコー、３９ｃおよび３９ｄは経路２および経路３を伝搬して受信されたきずエコー、そして３９ｅは経路４を伝搬して受信されたきずエコーである。
【００８５】
さて、図８、図１１、図１４および図１７に示した探傷図形は、それぞれ、球状きず３、垂直な面状きず１６、正傾斜面状きず２４および負傾斜面状きず３２が存在する試験体２にに対して、超音波探傷試験を行った場合のＡスコープ表示における探傷図形である。これらの探傷図形には、以下のような特徴がある。
【００８６】
図８に示した探傷図形は、３つのきずエコーがほぼ同じ高さで表示されている。これに対し、図１１、図１４および図１７に示した探傷図形では、幾つかきずエコーが表示されるが、その内の１つのきずエコーが大きく表示されている。
【００８７】
したがって、試験体に対して超音波探傷試験を行い、得られた探傷図形において、３つのきずエコーがほぼ同じ高さで表示された場合には、試験体の中には球状きずが存在すると推定できる。一方、幾つかきずエコーが表示され、その内の１つか大きく表示されている場合には、試験体の中には、垂直な面状きず、正傾斜面状きずあるいは負傾斜面状きずが存在すると推定できる。このように、きずエコーの数およびきずエコーの高さを用いて、試験体中にあるきずが、球状きずなのか、あるいは面状きずなのかを分類することができる。この分類方法は、Ａスコープ表示における探傷図形を用いて行うことが可能であるため、非常に簡便にきずを分類できる。
【００８８】
また、きずエコーのビーム路程を用いて、垂直な面状きず、正傾斜面状きず、そして負傾斜面状きずを分類することも可能である。この方法を、以下に説明する。
【００８９】
試験体に対して超音波探傷試験を行い、幾つかきずエコーが表示され、その内で一番大きく表示されているきずエコーのビーム路程が、他のきずエコーのビーム路程と比較して一番短い場合、試験体の中には正傾斜面状きずが存在すると推定できる。また、一番大きく表示されているきずエコーのビーム路程が、他のきずエコーのビーム路程と比較して一番長い場合、試験体中には負傾斜面状きずが存在すると推定できる。また、一番大きく表示されているきずエコーのビーム路程が、他のきずエコーのビーム路程と比較して中間である場合、試験体の中には垂直な面状きずが存在すると推定することができる。このように、きずエコーのビーム路程を用いて、面状きずの傾斜を分類することができる。この分類方法は、Ａスコープ表示における探傷図形を用いて行うことが可能であるため、非常に簡便に面状きずの傾斜を分類できる。
【００９０】
以上では、きずエコーの高さを用いて球状きずと面状きずを分類する方法と、きずエコーのビーム路程を用いて面状きずの傾斜を分類する方法を述べた。説明のため、分類方法を２つに分けたが、きずエコーの高さおよびきずエコーのビーム路程を用いて、これらの分類を同時に行うことも可能である。
【００９１】
また、球状きずと面状きずの分類は、人間が判断することなく、分類装置５０により自動的に行うことも可能である。その分類方法を以下に説明する。
【００９２】
まず、ある閾値を予め設定しておく。上述したように、球状きずからのきずエコーは３つであり、その３つのきずエコーの高さはほぼ同じである。したがって、その閾値よりも大きなエコーが３つ得られた場合、そのきずは球状きずであると判断する。これに対し、面状きずからのきずエコーは、１つのきずエコーが他のきずエコーに比べて非常に大きいため、その閾値よりも大きなエコーが１つしか得られない場合、あるいは、幾つかのきずエコーの高さが閾値より大きく、その内１つのエコーが他のエコーに比べて非常に大きい場合、そのきずは面状きずであると判断する。このように、人間が判断することなく、自動的にきずを分類することも可能であるため、自動探傷にも適用できる。
【００９３】
以上、きずの形状を分類する方法を述べたが、きずの形状が分かればそのきずの性状を知ることもできる。例えば、溶接部に対して探傷試験を行った場合、面状きずが検出されれば、そのきずは、割れ、溶け込み不良あるいは融合不良等であると推定できる。また、球状きずであれは、そのきずは、ブローホールあるいはスラグ巻き込み等であると推定できる。このように、きずの形状の分類だけでなく、きずの性状を推定することもできる。
【００９５】
【発明の効果】
この発明に係る超音波探傷装置は、以上説明したとおり、送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、前記分類装置が、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さとを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するので、試験体中のきずを簡便に分類でき、検査時間の短縮および検査コストを低減できるという効果を奏する。
【００９６】
また、この発明に係る超音波探傷装置は、以上説明したとおり、送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、前記分類装置が、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するので、試験体中のきずを簡便に分類でき、検査時間の短縮および検査コストを低減できるという効果を奏する。
【００９７】
さらに、この発明に係る超音波探傷装置は、以上説明したとおり、送信信号を出力する探傷器と、前記送信信号に基づき超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する探触子と、前記エコーを表示する表示器とを備えた超音波探傷装置において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類する分類装置を備え、前記分類装置が、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するので、試験体中のきずを簡便に分類でき、検査時間の短縮および検査コストを低減できるという効果を奏する。
【００９９】
この発明に係る超音波探傷方法は、以上説明したとおり、超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、前記分類ステップが、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さと、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さとを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するので、試験体中のきずを簡便に分類でき、検査時間の短縮および検査コストを低減できるという効果を奏する。
【０１００】
また、この発明に係る超音波探傷方法は、以上説明したとおり、超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、前記分類ステップが、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するので、試験体中のきずを簡便に分類でき、検査時間の短縮および検査コストを低減できるという効果を奏する。
【０１０１】
さらに、この発明に係る超音波探傷方法は、以上説明したとおり、超音波パルスを試験体の探傷面に対して斜めに放射し、前記試験体中の音響的不連続部によって散乱された散乱波をエコーとして受信する超音波探傷方法において、複数の伝搬経路を伝搬して受信された複数のエコーの探傷図形のＡスコープを利用して前記音響的不連続部の性状を分類するステップを含み、前記分類ステップが、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記音響的不連続部に直接入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が前記試験体の底面で反射された後、受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱された散乱波が直接受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程と、前記試験体中に斜めに放射された超音波パルスが前記試験体の前記底面で反射された後、前記音響的不連続部に入射し、前記音響的不連続部で散乱され、その後再び前記試験体の前記底面で反射されて受信される経路を伝搬したエコーの高さ及び該エコーのビーム路程とを比較することによって、前記音響的不連続部の性状を分類するので、試験体中のきずを簡便に分類でき、検査時間の短縮および検査コストを低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の表示器で表示した探傷図形を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の表示器で表示した探傷図形を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の表示器で表示した探傷図形を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の表示器で表示した探傷図形を示す図である。
【図１８】従来の超音波探傷装置の構成を示す図である。
【図１９】従来の超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図２０】従来の超音波探傷装置の動作を示す図である。
【図２１】従来の超音波探傷装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１  探触子、２  試験体、３  球状きず、４  底面、５  表示器、１６  垂直な面状きず、２４  正傾斜面状きず、３２  負傾斜面状きず、５０  分類装置。
【図１】
0003541922.tif 000006
【図２】
0003541922.tif 000007
【図３】
0003541922.tif 000008
【図４】
0003541922.tif 000009
【図５】
0003541922.tif 000010
【図６】
0003541922.tif 000011
【図７】
0003541922.tif 000012
【図８】
0003541922.tif 000013
【図９】
0003541922.tif 000014
【図１０】
0003541922.tif 000015
【図１１】
0003541922.tif 000016
【図１２】
0003541922.tif 000017
【図１３】
0003541922.tif 000018
【図１４】
0003541922.tif 000019
【図１５】
0003541922.tif 000020
【図１６】
0003541922.tif 000021
【図１７】
0003541922.tif 000022
【図１８】
0003541922.tif 000023
【図１９】
0003541922.tif 000024
【図２０】
0003541922.tif 000025
【図２１】
0003541922.tif 000026