(57)【要約】【課題】  被検査体の表面の曲率による超音波ビーム路程の誤差を補正し被検査体部位のきずの大きさを測定できる超音波検査装置を提供することである。【解決手段】  被検査体１１の表面上に所定の間隔を保って配置された２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂの一方から被検査体１１の表面直下を伝搬するＳＶ波を送信し、他方で受信して超音波ビーム路程測定手段１４で超音波ビーム路程を測定する。一方、補正演算手段１８は曲面データ測定装置２０で測定された曲面データに基づいて被検査体１１の面形状による超音波ビーム路程を算出する。きず測定手段１６は、被検査体１１の面形状による超音波ビーム路程を加味して超音波ビーム路程を補正し、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程とを比較し、きずの大きさを測定する。【選択図】  図１
2006038608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の表面上に所定の間隔を保って配置された２個の超音波探触子と、前記２個の超音波探触子の一方の超音波探触子から前記被検査体の表面直下を伝搬するＳＶ波を送信し他方の超音波探触子で受信して超音波ビーム路程を測定する超音波ビーム路程測定手段と、前記２個の超音波探触子間における前記被検査体の面形状の曲面データを測定する曲面データ測定装置と、前記曲面データ測定装置で測定された曲面データに基づいて前記面形状による超音波ビーム路程を算出する補正演算手段と、前記補正演算手段で算出された前記面形状による超音波ビーム路程を加味して前記超音波ビーム路程測定手段で測定された超音波ビーム路程を補正し、補正された超音波ビーム路程と前記２個の超音波探触子間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程とを比較し前記２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定するきず測定手段とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。
【請求項２】
被検査体の表面上に所定の間隔を保って２個の超音波探触子を配置し、前記２個の超音波探触子の一方の超音波探触子から前記被検査体の表面直下を伝搬するＳＶ波を送信し、前記一方の超音波探触子から送信されたＳＶ波を前記２個の超音波探触子の他方の超音波探触子で受信して超音波ビーム路程を測定し、測定した超音波ビーム路程と前記２個の超音波探触子間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程とを比較し前記２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定する超音波検査方法において、前記２個の超音波探触子間における前記被検査体の面形状の曲面データを測定し、測定した曲面データに基づいて前記被検査体の面形状による超音波ビーム路程を算出し前記きず測定手段で測定されたきずの大きさを補正して前記２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定することを特徴とする超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の表面上に所定の間隔を保って２個の超音波探触子を配置し、一方の超音波探触子から送信された超音波を受信して２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定する超音波検査装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラント構成機器の健全性を評価するために、超音波探触子から超音波を送信し被検査体を伝搬した超音波を受信してきずの有無や大きさを測定する超音波検査が実施されている。例えば、蒸気配管や給排水配管は、被検査体である配管の外面に超音波探触子を設置し、超音波探触子から被検査体内部に超音波を送信して、被検査体内部の欠陥部位からの反射波を受信し、被検査体内部の欠陥を検出するようにしている。被検査体の表面きずに対する非破壊検査としては、浸透探傷検査や磁粉探傷検査など、きず指示長さを評価するものが多く、きず深さを評価する手法として超音波検査が秀でている。
【０００３】
被検査体の表面近傍のきずを評価する超音波検査としては、一般に、斜角探傷による１回反射法が用いられている。斜角探傷による１回反射法は、被検査体の表面に超音波探触子を設置し、その反対面で超音波を１回反射させる。このため、被検査体の幾何的な形状によっては検査が困難な場合がある。一方、被検査体の表面きずの深さを評価する手法として、表面波を用いた超音波探傷がある。
【０００４】
送信用探触子より斜角波または表面ＳＨ波を部材に入射し、亀裂により部材表面へ向かって反射する一対の二つのピークの反射波を受信し、二つのピークの反射波のビーム路程差に基づいて亀裂深さを求め、部材に発生した深さ数ｍｍに達しない小さな亀裂も検出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、屈折角が４５°またぎ角が７０°で超音波の送信を超音波の入射面に垂直な方向に振動するＳＶ波送波子で行った場合、球状欠陥で反射されたＳＶ波はそのままであり、面上欠陥で反射されたＳＶ波は９０°偏波されるので、送波子と受波子の偏波軸を相対的に変化させることにより、偏波現象に起因する検出性の変化を利用して欠陥性状の評価と種類の判別を行うようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−５１９０９号公報
【特許文献２】特開平１１−３５２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のものでは被検査体の表面近傍のきずの大きさの検出はできるが、表面ＳＨ波の反射波を用いているので、被検査体の表面が曲率を有する場合や凹凸がある場合には誤差を生じることがある。また、特許文献２のものでは欠陥性状の評価や種類の判別を行うことはできるが、きずの大きさを評価することは困難である。
【０００７】
ここで、表面波として表面ＳＨ波を用いた場合には、表面ＳＨ波は波の振動方向の特性が直進性に優れているので、入射角が９０°に近い値であるときは平板の被検査体に対しては表面直下を伝搬する。しかし、曲率を有した被検査体に対しては直進性のために表面直下を伝搬することができないので、曲率を有した被検査体に対しては適用が難しい。一方、表面波として表面ＳＶ波を用いた場合には、表面ＳＶ波は、波の振動方向の特性から被検査体表面近傍を面の形状に沿って伝播するため、平板の被検査体だけでなく曲率を有した被検査体に対しても適用が可能である。
【０００８】
図５に示すように、きず無しＬ型試験片１１ａと、人工的に予めきず１３を設けたきず有りＬ型試験片１１ｂとを用意し、それぞれのＬ型試験片１１ａ、１１ｂの表面上に所定の間隔を保って２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂを配置し、一方の超音波探触子１２ａからＬ型試験片１１の表面直下を伝搬するＳＨ波またはＳＶ波を送信し、一方の超音波探触子１２ａから送信されたＳＨ波またはＳＶ波を他方の超音波探触子１２ｂで受信して超音波ビーム路程を測定する試験を行った。
【０００９】
図６はＳＨ波の場合の他方の超音波探触子１１ｂの受信波形図であり、また、図７はＳＶ波の場合の他方の超音波探触子１１ｂの受信波形図である。図６において、ＳＨ波の場合には、きず１３の有無により他方の超音波探触子１１ｂの受信波形が異なっているので、きず１３が存在することは分かるが、そのきず１３の大きさは分からない。一方、図７に示すように、ＳＶ波の場合には、Ｌ型試験片１１ａ、１１ｂの表面近傍を面の形状に沿って伝播するとともに、きず１３の形状にも沿って伝搬するため、きず１３の大きさに比例して超音波ビーム路程が長くなっている。従って、ＳＶ波の場合には、測定した超音波ビーム路程ときず１３のないきず無しＬ型試験片１１ａの超音波ビーム路程とを比較することによって、きず１３の有無だけでなくその大きさも測定できる。図７では超音波ビーム路程ΔＬ分の大きさのきず１３が存在することが分かる。
【００１０】
しかし、超音波が伝播する経路の被検査体の表面に不連続な凹凸が存在すると、その形状に沿って超音波が伝播するので、超音波ビーム路程が長くなり、きず１３が存在するかように誤認識してしまうことがある。
【００１１】
本発明の目的は、被検査体の表面の曲率による超音波ビーム路程の誤差を補正し被検査体部位のきずの大きさを測定できる超音波検査装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明に係わる超音波検査装置は、被検査体の表面上に所定の間隔を保って配置された２個の超音波探触子と、前記２個の超音波探触子の一方の超音波探触子から前記被検査体の表面直下を伝搬するＳＶ波を送信し他方の超音波探触子で受信して超音波ビーム路程を測定する超音波ビーム路程測定手段と、前記２個の超音波探触子間における前記被検査体の面形状の曲面データを測定する曲面データ測定装置と、前記曲面データ測定装置で測定された曲面データに基づいて前記面形状による超音波ビーム路程を算出する補正演算手段と、前記補正演算手段で算出された前記面形状による超音波ビーム路程を加味して前記超音波ビーム路程測定手段で測定された超音波ビーム路程を補正し、補正された超音波ビーム路程と前記２個の超音波探触子間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程とを比較し前記２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定するきず測定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明に係わる超音波検査方法は、被検査体の表面上に所定の間隔を保って２個の超音波探触子を配置し、前記２個の超音波探触子の一方の超音波探触子から前記被検査体の表面直下を伝搬するＳＶ波を送信し、前記一方の超音波探触子から送信されたＳＶ波を前記２個の超音波探触子の他方の超音波探触子で受信して超音波ビーム路程を測定し、測定した超音波ビーム路程と前記２個の超音波探触子間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程とを比較し前記２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定する超音波検査方法において、前記２個の超音波探触子間における前記被検査体の面形状の曲面データを測定し、測定した曲面データに基づいて前記被検査体の面形状による超音波ビーム路程を算出し前記きず測定手段で測定されたきずの大きさを補正して前記２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２個の超音波探触子間における被検査体の面形状の曲面データを測定し、測定した被検査体の面形状の曲面データに基づいて、２個の超音波探触子間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程の誤差を補正して、２個の超音波探触子間の被検査体部位のきずの大きさを測定するので、きずの大きさの検査精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図である。被検査体１１の表面上に所定の間隔を保って２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂが配置され、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂには、その間における被検査体１１の面形状の曲面データを測定する曲面データ測定装置２０が設けられている。
【００１６】
被検査体の表面きずの測定にあたっては、一方の超音波探触子１２ａから被検査体１１の表面直下を伝搬するＳＶ波を送信し、他方の超音波探触子１２ｂで被検査体１１の表面直下を伝搬したＳＶ波を受信する。超音波ビーム路程測定手段１４は、被検査体１１の表面直下を伝搬したＳＶ波の超音波ビーム路程を測定するものであり、超音波ビーム路程測定手段１４で測定された超音波ビーム路程は、記憶装置１５に記憶されると共にきず測定手段１６に入力される。また、必要に応じて出力装置１７に出力される。
【００１７】
補正演算手段１８は曲面データ測定装置２０で測定された面形状による超音波ビーム路程を算出し、きず測定手段１６に出力すると共に必要に応じて出力装置１７に出力する。きず測定手段１６は、補正演算手段１８で算出された面形状による超音波ビーム路程を加味して超音波ビーム路程測定手段１４で測定された超音波ビーム路程を補正する。そして、補正した超音波ビーム路程と２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程とを比較して２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位のきずの大きさを測定する。なお、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程は、予め記憶装置１５に記憶されている。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に係わる超音波検査装置での受信波形図である。図２（ａ）は被検査体が平面かつ被検査体にきずがない場合の受信波形図、図２（ｂ）は被検査体が平面かつ被検査体にきずがある場合の受信波形図、図２（ｃ）は被検査体の面形状に曲率を有する凹部がありかつ被検査体にきずがある場合の受信波形図である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、被検査体１１が平面であり被検査体１１にきずがない場合には、一方の超音波探触子１２ａからのＳＶ波は被検査体１１の表面直下を平面に沿って伝搬する。従って、他方の超音波探触子１２ｂで受信されるＳＶ波の受信波形は、一方の超音波探触子１２ａと他方の超音波探触子１２ｂとの間の距離に対応する箇所に大きな波高値を有する受信波形となる。この場合の超音波ビーム路程をＬ１とすると、超音波ビーム路程Ｌ１は、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程である。
【００２０】
一方、図２（ｂ）に示すように、被検査体１１が平面であり被検査体１１にきず１３がある場合には、一方の超音波探触子１２ａからのＳＶ波は、被検査体１１の表面直下を平面に沿って伝搬し、また、きず１３に沿って伝搬する。従って、きず１３の大きさによって超音波ビーム路程が変化し、その超音波ビーム路程はＬ２となり、きず１３がない場合に比較して、きず１３の大きさに比例したΔＬ１だけ長くなる。このことから、測定された超音波ビーム路程Ｌ２と２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位にきず１３がない場合の超音波ビーム路程Ｌ１とを比較し、その差分ΔＬ１がきず１３の大きさであると評価できる。
【００２１】
また、図２（ｃ）に示すように、被検査体の面形状に曲率を有する凹部１９がありかつ被検査体１１にきず１３がある場合には、一方の超音波探触子１２ａからのＳＶ波は、被検査体１１の表面直下を平面に沿って伝搬し、きず１３に沿って伝搬するとともに、凹部１９の形状に沿って伝搬する。
【００２２】
従って、きず１３の大きさ及び凹部１９の面形状の曲率によって超音波ビーム路程が変化し、その超音波ビーム路程はＬ３となり、きず１３がない場合に比較して、超音波ビーム路程Ｌ３は、きず１３の大きさに比例したΔＬ１と凹部１９の面形状の曲率によるΔＬ２とを加算した分（ΔＬ１＋ΔＬ２）だけ長くなる。
【００２３】
このことから、測定された超音波ビーム路程Ｌ３と２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体部位にきず１３がない場合の超音波ビーム路程Ｌ１とを比較して、きず１３の大きさを評価することができない。凹部１９の面形状の曲率によるΔＬ２を除去する補正が必要となる。
【００２４】
そこで、本発明の実施の形態では、曲面データ測定装置２０により被検査体１１の面形状の曲面データを測定し、きず測定手段１６では、凹部１９の面形状による超音波ビーム路程ΔＬ２を演算し、測定された超音波ビーム路程Ｌ３から超音波ビーム路程ΔＬ２を減算して、被検査体部位にきずがない場合の超音波ビーム路程Ｌ１と比較し、きず１３の大きさを評価する。
【００２５】
図３は、被検査体１１の表面に一様なＲ形状の球状凹面がある場合の球状凹面による超音波ビーム路程Ｌの測定方法の説明図であり、図３（ａ）は１個の曲面データ測定装置２０により測定する場合、図３（ｂ）は２個の曲面データ測定装置２０で測定する場合を示している。曲面データ測定装置２０としては、例えば、光学的に変位を確認できるレーザー変位計を用い、その読値から算出された面形状による超音波伝播時間の遅れ分に基づき超音波ビーム路程の補正を行う。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、いま、被検査体１１の表面が中心点Ｏで半径Ｒとする球面のπ／３分の球状凹面であるとし、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂがその両端部の位置Ａ、Ｂに配置されているとする。また、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の距離をＴ、その中点をＣとし、中心点Ｏから中点Ｃまでの距離をＸとする。そして、中点Ｃに曲面データ測定装置２０を配置し、中心点Ｃにおける球状凹面底部Ｄまでの距離ａを測定し、球状凹面に沿った距離Ｌの近似値を求める。
【００２７】
球状凹面に沿った距離Ｌは（１）式で求められ、また、球状凹面に沿った距離Ｌの近似値は、超音波探触子１２ａ、１２ｂの配置位置Ａ、Ｂと球状凹面底部Ｄとのそれぞれの距離をｂとし、これらの間を直線近似して下記（２）式から求める。
【００２８】
Ｌ＝Ｒ・（π／３）  …（１）
Ｌ≒２ｂ＝２｛（Ｔ／２）２＋ａ２｝１／２   …（２）
いま、球状凹面の半径Ｒが２００ｍｍ、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の距離Ｔが２００ｍｍ、曲面データ測定装置２０で測定された球状凹面底部Ｄまでの距離ａが２６．７９５ｍｍであったとする。この場合について、球状凹面に沿った距離Ｌの近似値２ｂについて評価する。
【００２９】
球状凹面に沿った距離Ｌは（１）式から２０９．４４ｍｍであり、距離Ｌの近似値２ｂは（２）式から２０７．０６ｍｍである。従って、実際の超音波ビーム路程と線形近似の超音波ビーム路程との差は、２．３８ｍｍとなり、実際の超音波ビーム路程を基準として、１．１３６％の誤差となる。このように、１個の曲面データ測定装置２０を用いた場合の誤差は、１．１４％程度である。
【００３０】
一方、２個の曲面データ測定装置２０を用いた場合の誤差について検討する。図３（ｂ）に示すように、いま、被検査体１１の表面が中心点Ｏで半径Ｒとする球面のπ／３分の球状凹面であるとし、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂがその両端部の位置Ａ、Ｂに配置されているとする。また、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の距離をＴ、その中点をＣとし、中心点Ｏから中点Ｃまでの距離をＸとする。そして、超音波探触子１２ａ、１２ｂ間を３等分した３等分点Ｄ、Ｅにそれぞれ曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂを配置する。中心点Ｏから３等分点Ｄ、Ｅまでの距離をＹとし、ＸとＹとがなす角をそれぞれφとし、３等分点Ｄ、Ｅにおける球状凹面部Ｆ、Ｇまでの距離ａをそれぞれ測定し、球状凹面に沿った距離Ｌの近似値を求める。
【００３１】
球状凹面に沿った距離Ｌは（１）式で求められる。また、球状凹面に沿った距離Ｌの近似値は、超音波探触子１２ａ、１２ｂの配置位置Ａ、Ｂと３等分点Ｄ、Ｅにおける球状凹面部Ｆ、Ｇとのそれぞれの距離をｂとし、これらの間を直線近似して下記（３）式から求める。ちなみに、（３）式中のａは（４）式からも求められる。
【００３２】
Ｌ≒２・（Ｔ/６）＋２ｂ
＝２・（Ｔ/６）＋２｛（Ｔ/３）２＋ａ２｝１／２
…（３）
ａ=（Ｒ−Ｙ）／cosφ  …（４）
いま、球状凹面の半径Ｒが２００ｍｍ、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の距離Ｔが２００ｍｍ、曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂで測定された３等分点Ｄ、Ｅにおける球状凹面部Ｆ、Ｇまでの距離ａが２４．０５ｍｍであったとする。この場合について、球状凹面に沿った距離Ｌの近似値｛２・（Ｔ/６）＋２ｂ｝について評価する。
【００３３】
球状凹面に沿った距離Ｌは（１）式から２０９．４４ｍｍである。また、距離Ｌの近似値｛２・（Ｔ/６）＋２ｂ｝は（３）式から２０８．４１ｍｍである。
【００３４】
従って、実際の超音波ビーム路程と線形近似の超音波ビーム路程との差は、１．０３ｍｍとなり、実際の超音波ビーム路程を基準として、０．４９％の誤差となる。このように、２個の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂを用いた場合の誤差は、０．４９％程度であり、超音波探触子１２ａ、１２ｂの検出限界である１ｍｍ程度の誤差であるため、実用上問題ないと判断できる。
【００３５】
このように、被検査体１１の表面が一様なＲ形状の球状凹面である場合には、超音波探触子１２ａ、１２ｂ間を等間隔に区分した１点以上の検出点で曲面データ測定装置２０により凹面までの距離を計測しその計測値を用いて直線近似して超音波ビーム路程を補正することができる。
【００３６】
図４は、被検査体１１の表面の一部に楕円状凹面がある場合の楕円状凹面による超音波ビーム路程Ｌの測定方法の説明図である。いま、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂの配置位置Ａ、Ｂの間の被検査体１１の表面の一部に、短径ａ及び長径ｂの半楕円状凹面があるとする。２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の距離をＴ、その中点をＯとし、中点Ｏに半楕円状凹面の中心が位置するようにし、被検査体１１の平面位置をＸ軸にとりその垂直方向にＹ軸をとる。そして、中心Ｏから半楕円状凹面の底部方向への短径ａの位置をＡ、中心Ｏから超音波探触子１２ａ、１２ｂ方向への長径ｂの位置をそれぞれＤ、Ｅとする。また、中点Ｏから距離ｔ１の位置に曲面データ測定装置２０ａを配置し、その両側にそれぞれ距離ｔ２を保って曲面データ測定装置２０ｂ、２０ｃを配置する。そして、各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより、被検査体１１の平面位置から半楕円状凹面までの距離ｙ１、ｙ２、ｙ３を測定し、半楕円状凹面を有した被検査体１１の表面に沿った超音波ビーム路程の近似値を求める。
【００３７】
２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体１１の表面に沿った距離Ｌは、楕円の周長π｛２（ａ２＋ｂ２）｝１／２より（５）式で求められる。
【００３８】
Ｌ＝２・（Ｔ／２−ｂ）＋π｛２（ａ２＋ｂ２）｝１／２／２
＝２・（Ｔ／２−ｂ）＋π｛（ａ２＋ｂ２）／２｝１／２  …（５）
半楕円状凹面を有した被検査体１１の表面に沿った超音波ビーム路程の近似値を求めるにあたっては、各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより半楕円状凹面までの距離ｙ１、ｙ２、ｙ３を測定して、（５）式の未知数である楕円の短径ａ及び長径ｂを求め、（５）式に代入して超音波ビーム路程の近似値を求めることになる。
【００３９】
ここで、短径ａをＹ軸に、長径ｂをＸ軸にとると、楕円の方程式は（６）式で示される。
【００４０】
（Ｘ／ｂ）２＋（Ｙ／ａ）２＝１  …（６）
そこで、Ｘ軸及びＹ軸で示される３点（ｔ１，ｙ１）、（ｔ１＋ｔ２，ｙ２）、（ｔ１−ｔ２，ｙ３）の距離ｙ１、ｙ２、ｙ３を各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより測定し、（６）式に代入して、（７）式に示す３個の連立方程式を作成し、未知数ｔ１、短径ａ及び長径ｂを求める。なお、ｔ２は各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃの配置間隔であるから既知である。
【００４１】
（ｔ１／ｂ）２＋（ｙ１／ａ）２＝１
（ｔ１＋ｔ２／ｂ）２＋（ｙ２／ａ）２＝１
（ｔ１−ｔ２／ｂ）２＋（ｙ３／ａ）２＝１    …（７）
この（７）式で求めた短径ａ及び長径ｂを（５）式に代入して超音波ビーム路程の近似値を求める。
【００４２】
いま、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の距離Ｔが２００ｍｍ、各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃの配置間隔ｔ２が１０ｍｍであるとする。そして、未知数であるｔ１、短径ａ、長径ｂの真値がそれぞれ２ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍであるとする。そうすると、２個の超音波探触子１２ａ、１２ｂ間の被検査体１１の表面に沿った距離Ｌは、（５）式より、２１０．７ｍｍとなる。
【００４３】
一方、未知数であるｔ１、短径ａ、長径ｂを求めるために、各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより測定したｙ１、ｙ２、ｙ３が、それぞれｙ１＝９．８６ｍｍ、ｙ２＝０ｍｍ、ｙ３＝７．４５ｍｍであったとする。
【００４４】
各々の曲面データ測定装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃの配置間隔ｔ２は前述したように１０ｍｍであることから、これらｙ１、ｙ２、ｙ３、ｔ２を（７）式に代入して、ｔ１、短径ａ、長径ｂを求めると、ｔ１＝１．９９ｍｍ、ａ＝１０．１ｍｍ、ｂ＝１１．９ｍｍとなる。ここで求められたａ、ｂを（５）式に代入して、超音波ビーム路程の近似値を求めると２１０．９ｍｍとなる。
【００４５】
従って、実際の超音波ビーム路程（２１０．７ｍｍ）と近似値の超音波ビーム路程（２１０．９ｍｍ）との差は、０．２ｍｍとなり、超音波探触子１２ａ、１２ｂの検出限界である１ｍｍ程度の誤差であるため、実用上問題ないと判断できる。
【００４６】
このように、被検査体１１の表面の一部に凹部がある場合には、最も深い凹面を中心として、その中心に検出点を設定すると共に、その中心検出点に可能な限り接近させた両側に２点の検出点を設定し、その３点による計測値を楕円関数に代入し楕円の長径ｂ及び短径ａを求める。つまり、半楕円形状に近似して、超音波ビーム路程を補正することができる。
【００４７】
以上の説明では、曲面データ測定装置２０としてレーザ変位計を用いたが、機械的に変位を確認できる機構のダイヤルゲージを用いるようにしてもよい。また、曲面データ測定装置２０が配置される複数個の検出点の相対位置を変更できる機構を設け、これらの検出点位置を変更することにより、図３の場合の球状凹面の曲面データの測定と、図４の場合の楕円状凹面の曲面データの測定とを切り替えて測定できるようにしてもよい。
【００４８】
本発明の実施の形態によれば、ＳＶ波が伝播する経路に存在する凹凸を曲面データ測定装置２０で測定し、超音波探傷結果である超音波ビーム路程を補正するので、被検査体１１の凹凸による影響を取り除くことができ、表面きずの検査精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係わる超音波検査装置の構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる超音波検査装置での受信波形図。
【図３】本発明の実施の形態における被検査体の表面に一様なＲ形状の球状凹面がある場合の球状凹面による超音波ビーム路程Ｌの測定方法の説明図。
【図４】本発明の実施の形態の形態における被検査体の表面の一部に楕円状凹面がある場合の楕円状凹面による超音波ビーム路程Ｌの測定方法の説明図。
【図５】ＳＨ波とＳＶ波による受信波測定試験の際に使用したきず無しＬ型試験片ときず有り試験片の説明図。
【図６】図５に示した試験片を用いた場合のＳＨ波の場合の受信波形図。
【図７】図５に示した試験片を用いた場合のＳＶ波の場合の受信波形図。
【符号の説明】
【００５０】
１１…被検査体、１２…超音波探触子、１３…きず、１４…超音波ビーム路程測定手段、１５…記憶装置、１６…きず測定手段、１７…出力装置、１８…補正演算手段、１９…凹部、２０…曲面データ測定装置
【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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