(57)【要約】【課題】超音波探傷法により検査対象物の内部欠陥を検出するに当たり、内部欠陥の検出精度低下を抑制する。【解決手段】検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、超音波信号が照射された検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得ステップと、反射信号のピークの数に基づき、その反射信号が、検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、を有する。【選択図】図７
2018205033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、
超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得ステップと、
前記反射信号のピークの数に基づき、その反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、
を有する、検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項２】
前記反射信号を解析して、前記反射信号を周波数毎のスペクトル信号に分解した解析信号を生成する解析信号生成ステップを更に有し、
前記欠陥判定ステップにおいて、
前記解析信号に含まれる周波数毎のスペクトル信号の数が、所定の閾値より少ない場合に、その解析信号に対応する反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであると判定し、
前記解析信号に含まれる周波数毎のスペクトル信号の数が、前記所定の閾値以上である場合に、その解析信号に対応する反射信号が、前記検査対象物の再結晶組織から反射されたものであると判定する、請求項１に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項３】
前記反射信号取得ステップにおいて、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した前記反射信号を取得し、
前記欠陥判定ステップにおいて、箇所毎の前記反射信号同士の強度比にも基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する、請求項１又は請求項２に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項４】
前記反射信号取得ステップにおいて、周波数を変化させて照射した前記超音波信号の反射信号を取得し、
前記欠陥判定ステップにおいて、前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数にも基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項５】
検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、
超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号であって、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した前記反射信号を取得する反射信号取得ステップと、
箇所毎の前記反射信号同士の強度比に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、
を有する、検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項６】
前記欠陥判定ステップにおいて、
箇所毎の前記反射信号同士の強度比が、所定の強度比閾値の範囲外である場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであると判定し、
箇所毎の前記反射信号同士の強度比が、前記所定の強度比閾値の範囲内である場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の再結晶組織から反射されたものであると判定する、請求項５に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項７】
前記反射信号取得ステップにおいて、周波数を変化させて照射した前記超音波信号の反射信号を取得し、
前記欠陥判定ステップにおいて、前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数にも基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する、請求項５又は請求項６に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項８】
検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、
前記検査対象物に周波数を変化させて照射された超音波信号に対して、前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得ステップと、
前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、
を有する、検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項９】
前記欠陥判定ステップにおいて、
前記応答周波数が所定の周波数閾値より小さい場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであると判定し、
前記応答周波数が前記所定の周波数閾値以上である場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の再結晶組織から反射されたものであると判定する、請求項８に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項１０】
前記検査対象物は、高クロム鋼で形成された部材である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の検査対象物の内部欠陥の検出方法。
【請求項１１】
検査対象物の内部欠陥の検出装置であって、
超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得部と、
前記反射信号の周波数毎のスペクトルのピークの数に基づき、その反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定部と、
を有する、検査対象物の内部欠陥の検出装置。
【請求項１２】
検査対象物の内部欠陥の検出装置であって、
超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号であって、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した前記反射信号を取得する反射信号取得部と、
箇所毎の前記反射信号同士の強度比に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定部と、
を有する、検査対象物の内部欠陥の検出装置。
【請求項１３】
検査対象物の内部欠陥の検出装置であって、
前記検査対象物に周波数を変化させて照射された超音波信号に対して、前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得部と、
前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定部と、
を有する、検査対象物の内部欠陥の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の内部欠陥の検出方法及び検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備の配管等、高温・高圧条件下で使用される機器などには、例えば高クロム鋼で形成された溶接部が設けられている。この溶接部は、高温・高圧条件下に晒されるため、クリープなどにより内部に欠陥が生じる場合がある。この内部欠陥は、溶接部の破損のリスクを高めるため、非破壊検査により内部欠陥を検出する必要がある。
【０００３】
内部欠陥の検出には、超音波探傷法が用いられる場合がある。超音波探傷法では、溶接部、すなわち検査対象物に超音波信号を照射し、その超音波信号に対する検査対象物からの反射信号を検出する。そして、その反射信号を解析して、例えば反射信号の強度が高い場合に、その反射信号が内部欠陥からの反射信号であると判断して、内部欠陥を検出する。
【０００４】
また、例えば高クロム鋼などの検査対象物は、内部に再結晶組織を析出する場合がある。この再結晶組織は、析出していたとしても、内部欠陥よりも、破損に導くリスクは小さい。しかし、この再結晶組織は、他の領域と組織が異なるため、超音波信号を反射する。従って、反射信号を解析した場合に、再結晶組織からの反射信号がノイズとなり、内部欠陥の検出精度が低下するおそれがある。例えば、特許文献１には、デンドライト組織によるノイズエコーが生じる場合であっても欠陥の検出精度の低下を抑制するために、内部欠陥の無い溶接体の超音波探傷の検査を予め行い、その検査結果を用いて、ノイズエコー成分を除去するための補正係数を算出するという技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９４５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、内部欠陥の無い溶接体を予め準備する必要がある。しかし、内部欠陥の無い溶接体を製造することは困難であり、実際には内部欠陥が生じているおそれがある。また、特許文献１の技術では、溶接体に再結晶組織が無い場合もあるため、内部欠陥であるか再結晶組織であるかを判定できないおそれもある。従って、特許文献１の技術では、内部欠陥の検出精度低下を抑制することができないおそれがある。従って、超音波探傷法により検査対象物の内部欠陥を検出するに当たり、より好適に内部欠陥の検出精度低下を抑制することが求められている。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、超音波探傷法により検査対象物の内部欠陥を検出するに当たり、内部欠陥の検出精度低下を抑制する検査対象物の内部欠陥の検出方法、及び検出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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る検査対象物の内部欠陥の検出方法は検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得ステップと、前記反射信号のピークの数に基づき、その反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、を有する。この検出方法では、反射信号のピークＰの数に基づき、内部欠陥であるか再結晶組織であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【０００９】
前記検出方法は、前記反射信号を解析して、前記反射信号を周波数毎のスペクトル信号に分解した解析信号を生成する解析信号生成ステップを更に有し、前記欠陥判定ステップにおいて、前記解析信号に含まれる周波数毎のスペクトル信号の数が、所定の閾値より少ない場合に、その解析信号に対応する反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであると判定し、前記解析信号に含まれる周波数毎のスペクトル信号の数が、前記所定の閾値以上である場合に、その解析信号に対応する反射信号が、前記検査対象物の再結晶組織から反射されたものであると判定することが好ましい。この検出方法によると、スペクトル信号の数に基づき検出を行うことで、ピーク数の検出精度を好適に向上させて、内部欠陥の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００１０】
前記検出方法は、前記反射信号取得ステップにおいて、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した前記反射信号を取得し、前記欠陥判定ステップにおいて、箇所毎の前記反射信号同士の強度比にも基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定することが好ましい。この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００１１】
前記検出方法は、前記反射信号取得ステップにおいて、周波数を変化させて照射した前記超音波信号の反射信号を取得し、前記欠陥判定ステップにおいて、前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数にも基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定することが好ましい。この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る検査対象物の内部欠陥の検出方法は、検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号であって、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した前記反射信号を取得する反射信号取得ステップと、箇所毎の前記反射信号同士の強度比に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、を有する。この検出方法は、異なる箇所での反射信号の強度比に基づき、内部欠陥であるか再結晶組織であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００１３】
前記検出方法は、前記欠陥判定ステップにおいて、箇所毎の前記反射信号同士の強度比が、所定の強度比閾値の範囲外である場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであると判定し、箇所毎の前記反射信号同士の強度比が、前記所定の強度比閾値の範囲内である場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の再結晶組織から反射されたものであると判定することが好ましい。この検出方法は、強度比の大きさに基づき、内部欠陥であるか再結晶組織であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００１４】
前記検出方法は、前記反射信号取得ステップにおいて、周波数を変化させて照射した前記超音波信号の反射信号を取得し、前記欠陥判定ステップにおいて、前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数にも基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定することが好ましい。この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る検査対象物の内部欠陥の検出方法は、検査対象物の内部欠陥の検出方法であって、前記検査対象物に周波数を変化させて照射された超音波信号に対して、前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得ステップと、前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定ステップと、を有する。この検出方法は、強度が所定値以上となった場合の反射信号の周波数（応答周波数）に基づき、内部欠陥であるか再結晶組織であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００１６】
前記検出方法は、前記欠陥判定ステップにおいて、前記応答周波数が所定の周波数閾値より小さい場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであると判定し、前記応答周波数が前記所定の周波数閾値以上である場合に、前記反射信号が、前記検査対象物の再結晶組織から反射されたものであると判定することが好ましい。この検出方法は、応答周波数の大きさに基づき、内部欠陥であるか再結晶組織であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００１７】
前記検査対象物は、高クロム鋼で形成された部材であることが好ましい。この検出方法によると、高クロム鋼で形成された部材の内部欠陥の検出精度の低下を好適に抑制することができる。
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る検査対象物の内部欠陥の検出装置は、検査対象物の内部欠陥の検出装置であって、超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得部と、前記反射信号の周波数毎のスペクトルのピークの数に基づき、その反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定部と、を有する。この検出装置は、内部欠陥の検出精度の低下を抑制することができる。
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る検査対象物の内部欠陥の検出装置は、検査対象物の内部欠陥の検出装置であって、超音波信号が照射された前記検査対象物から反射される反射信号であって、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した前記反射信号を取得する反射信号取得部と、箇所毎の前記反射信号同士の強度比に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定部と、を有する。この検出装置は、内部欠陥の検出精度の低下を抑制することができる。
【００２０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る検査対象物の内部欠陥の検出装置は、検査対象物の内部欠陥の検出装置であって、前記検査対象物に周波数を変化させて照射された超音波信号に対して、前記検査対象物から反射される反射信号を取得する反射信号取得部と、前記反射信号の強度が所定値以上となる前記反射信号の周波数の値である応答周波数に基づき、前記反射信号が、前記検査対象物の内部欠陥から反射されたものであるか、前記検査対象物の内部の再結晶組織から反射されたものであるかを判定する欠陥判定部と、を有する。この検出装置は、内部欠陥の検出精度の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、超音波探傷法により検査対象物の内部欠陥を検出するに当たり、内部欠陥の検出精度低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波検査装置の模式図である。
【図２】図２は、超音波探傷の原理を説明するグラフである。
【図３】図３は、第１実施形態に係る検査装置の模式的なブロック図である。
【図４】図４は、解析信号の生成を説明する模式図である。
【図５】図５は、内部欠陥起因の解析信号の波形の一例を示したグラフである。
【図６】図６は、再結晶組織起因の解析信号の波形の一例を示したグラフである。
【図７】図７は、第１実施形態に係る内部欠陥の検出フローを説明するフローチャートである。
【図８】図８は、第１実施形態に係る内部欠陥の検出フローの他の例を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、第１実施形態に係る内部欠陥の検出フローの他の例を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、平滑化処理の一例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る検査装置の模式的なブロック図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、内部欠陥からの反射波の様子を示した模式図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、再結晶組織からの反射波の様子を示した模式図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る内部欠陥の検出フローを説明するフローチャートである。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係る検査装置の模式的なブロック図である。
【図１５】図１５は、反射信号の周波数毎の強度の変化を示す模式的なグラフである。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係る内部欠陥の検出フローを説明するフローチャートである。
【図１７Ａ】図１７Ａは、空隙からの反射信号と解析信号の波形を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、亀裂からの反射信号と解析信号の波形を示す図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、再結晶組織からの反射信号と解析信号の波形を示す図である。
【図１８】図１８は、内部欠陥による反射信号の周波数範囲毎の波形を示すグラフである。
【図１９】図１９は、再結晶組織による反射信号の周波数範囲毎の波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２４】
（第１実施形態）
本実施例に係る超音波検査装置１は、例えば、火力発電プラントに用いられた蒸気などの高温流体が流れる配管の溶接部の内部欠陥を検出する装置である。この配管の溶接部には、高クロム鋼が用いられる。高クロム鋼とは、例えば９〜１２モル％のクロムを含むフェライト系の鋼である。すなわち、本実施形態においては、超音波検査装置１は、高クロム鋼で形成された部材を検査対象物１００とし、さらに言えば、配管の溶接部を検査対象物１００としている。なお、検査対象物１００は、高クロム鋼であったり、配管の溶接部であったりすることに限られず、後述する内部欠陥Ｘ１及び再結晶組織Ｘ２が内部に生成する金属部材であればよい。
【００２５】
検査対象物１００は、高温及び高圧下に晒されるため、クリープ現象などにより、内部欠陥Ｘ１が生じる場合がある。内部欠陥Ｘ１は、検査対象物１００の内部に生じた欠陥であり、本実施形態では、例えば、長さが２ｍｍ以上の欠陥（亀裂や空孔などの空洞）である。検査対象物１００は、この内部欠陥Ｘ１が生じることにより、強度が低下する。従って、検査対象物１００は、例えばプラントの定期検査などで、内部欠陥Ｘ１が生じているかの非破壊検査を行う。超音波検査装置１は、超音波探傷により、この内部欠陥Ｘ１を検出する。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る超音波検査装置の模式図である。図１に示すように、超音波検査装置１は、探触子１０と、検出装置２０とを有する。探触子１０は、検査対象物１００の表面に設置され、検査対象物１００に向けて超音波、すなわち超音波信号Ａを送信する。また、探触子１０は、この超音波信号Ａを検査対象物１００の内部から反射した信号である反射信号Ｂを受信（検出）する。本実施形態においては、探触子１０は、アレイ探触子であり、複数設けられている。検出装置２０は、この探触子１０の動作を制御し、また、反射信号Ｂを取得して、内部欠陥Ｘ１が生じているかを判定する。検出装置２０の構成については後述する。
【００２７】
このように、超音波検査装置１は、探触子１０によって検査対象物１００に超音波信号Ａを照射させ、探触子１０によって反射信号Ｂを検出することにより、超音波検査、すなわち超音波探傷を実行する。本実施形態において、超音波検査装置１は、フェーズドアレイ法によって、超音波探傷を行う。すなわち、超音波検査装置１は、複数の探触子１０を順番に電子走査（スキャン）して、超音波探傷を実行している。ただし、超音波検査装置１の超音波探傷の方法は、これに限られず任意であり、例えば開口合成法を用いてもよい。例えば、開口合成法として、ＦＭＣ（Full  Matrix  Capture；フルマトリクスキャプチャ）やＴＦＭ（Total  Focusing  Method；トータルフォーカシングメソッド）で探傷を行ってもよい。また、スキャンの方式も任意であり、例えば扇形に超音波信号Ａをスキャンするセクタスキャン、平行に超音波信号Ａをスキャンするリニアスキャンなどを用いてよい。
【００２８】
図２は、超音波探傷の原理を説明するグラフである。図２の横軸は、時間であり、縦軸は、信号の強度である。図２に示す信号の波形は、説明のための一例である。図２に示すように、時刻ｔ０において、探触子１０から検査対象物１００に超音波信号Ａを照射すると、検査対象物１００の内部欠陥Ｘ１の界面で超音波信号Ａが反射される。そして、探触子１０は、この内部欠陥Ｘ１から反射された反射信号Ｂを検出する。さらに、探触子１０は、反射信号Ｂ以外にも、信号のノイズなども検出する。ただし、内部欠陥Ｘ１から反射された反射信号Ｂは、ノイズなどよりも強度が高い。従って、検出装置２０は、探触子１０が検出した信号のうち、強度がある程度高い信号を、反射信号Ｂであると判定する。図３の例では、時刻ｔ２で検出信号Ｂａが検出され、時刻ｔ３で検出信号Ｂｂが検出される。検出信号Ｂａは、強度が低いものであるため、検出装置２０は、反射信号であると判定しない。検出装置２０は、強度がある程度高い（所定の閾値以上である）検出信号Ｂｂを、反射信号Ｂと判断する。このように、検出装置２０は、探触子１０が検出した検出信号のうち、強度が所定の閾値以上である信号を、反射信号Ｂとして取得する。
【００２９】
ここで、検査対象物１００は、内部に再結晶組織Ｘ２が析出する場合がある。再結晶組織Ｘ２は、検査対象物１００内の周囲の組織と組成が異なる金属組織であり、本実施形態では、例えばδ−フェライトである。この再結晶組織Ｘ２は、内部欠陥Ｘ１と異なり、内部に金属が充填されている組織であるため、内部欠陥Ｘ１よりも、検査対象物１００を破損に導くリスクが低い。一方、再結晶組織Ｘ２は、周囲と組成が異なるため、界面において超音波信号Ａを反射する。この再結晶組織Ｘ２によって反射された信号も、強度がある程度高くなる（所定の強度値である検出閾値以上となる）。従って、検出装置２０が取得した反射信号Ｂには、内部欠陥Ｘ１から反射された反射波に加えて、再結晶組織Ｘ２から反射された反射波が含まれる場合がある。この場合、取得した反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１からのものか再結晶組織Ｘ２からのものかを区別することが困難となり、内部欠陥Ｘ１の検出精度が低下するおそれがある。このような問題に対し、本発明者は、内部欠陥Ｘ１からの反射波と再結晶組織Ｘ２からの反射波とを解析することで、それらの特性の違いを発見し、内部欠陥Ｘ１からの反射波と再結晶組織Ｘ２からの反射波とを区別する方法を想起した。なお、本実施形態における再結晶組織Ｘ２の長さは、例えば２ｍｍ以上である。
【００３０】
発明者は、内部欠陥Ｘ１（すなわち内部の空洞）からの反射波は、ピークの数が比較的少なく、さらに周波数毎のスペクトル信号に分解した場合に、スペクトル信号の波形が比較的なだらかであることを発見した。また、発明者は、再結晶組織Ｘ２（すなわち内部の異組織）からの反射波は、ピークの数が多く、さらに周波数毎のスペクトル信号に分解した場合に、スペクトル信号の曲線が急峻であることを発見した。
【００３１】
本実施形態に係る検出装置２０は、この反射波の特性の差異に基づき、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１からのものであるか再結晶組織Ｘ２からのものであるかを判断して、超音波探傷における内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下を抑制している。以下、検出装置２０についてより詳細に説明する。
【００３２】
図３は、第１実施形態に係る検査装置の模式的なブロック図である。検出装置２０は、本実施形態においては、コンピュータであり、図３に示すように、制御部２２、入力部２４、及び出力部２６を有する。制御部２２は、プロセッサ、ここではＣＰＵ（Central  Processing  Unit）である。入力部２４は、例えばマウス、キーボード又はタッチパネルなどであり、操作者の入力を受け付け、制御部２２に操作者の入力に応じた制御（動作）を実行させる。出力部２６は、例えばディスプレイやタッチパネルなどであり、制御部２２の動作結果を表示する。制御部２２は、動作結果、ここでは内部欠陥Ｘ１を可視化した検査対象物１００の画像データを、出力部２６に出力する。出力部２６は、この画像データを表示する。
【００３３】
また、制御部２２は、探触子制御部３０と、反射信号取得部３２と、解析信号生成部３３と、欠陥判定部３４と、出力制御部３６とを有する。探触子制御部３０と反射信号取得部３２と解析信号生成部３３と欠陥判定部３４とは、制御部２２、すなわちプロセッサにより動作が実現されるソフトウェアであるが、例えばそれぞれが決められた処理を行う個別のプロセッサやハードウェアであってもよい。
【００３４】
探触子制御部３０は、探触子１０の動作を制御して、探触子１０に超音波信号Ａを照射させ、探触子１０に反射信号Ｂを検出させる。反射信号取得部３２は、探触子１０が検出した反射信号Ｂを取得する。反射信号取得部３２は、探触子１０が検出した検出信号のうち、強度が所定の検出閾値以上である信号を、反射信号Ｂとして取得する。この反射信号Ｂは、反射信号Ｂ１と反射信号Ｂ２とのいずれかである。反射信号Ｂ１は、内部欠陥Ｘ１からの反射信号であり、反射信号Ｂ２は、再結晶組織Ｘ２からの反射信号である。ただし、反射信号Ｂは、内部欠陥Ｘ１からの反射信号と再結晶組織Ｘ２からの反射信号とが合成された波形の反射信号である場合もある。
【００３５】
解析信号生成部３３は、反射信号取得部３２が取得した反射信号Ｂを解析して、解析信号Ｃを生成する。解析信号Ｃは、反射信号Ｂを、周波数毎のスペクトル信号Ｄに分解した信号である。解析信号生成部３３は、反射信号Ｂの波形に対してフーリエ解析を実行して、解析信号Ｃの波形を得る。
【００３６】
図４は、解析信号の生成を説明する模式図である。図４の左側のグラフは、反射信号Ｂの波形の一例であり、横軸が時間であり、縦軸が信号強度である。図４の右側のグラフは、解析信号Ｃの波形の一例であり、横軸が周波数であり、縦軸が信号強度である。図４に示すように、反射信号Ｂは、時間経過に伴ったピークＰを複数含む波形となる。図５に示すように、解析信号Ｃは、反射信号Ｂを、周波数毎に複数のスペクトル信号Ｄに分解した波形となる。それぞれのスペクトル信号Ｄは、反射信号Ｂの、ある周波数における強度を示した信号である。スペクトル信号Ｄは、周波数に対するピークを、１つだけ有する波形となる。
【００３７】
発明者は、内部欠陥Ｘ１起因の反射信号Ｂ１から生成した解析信号Ｃ１は、スペクトル信号Ｄの数が少ないことを発見した。また、発明者は、解析信号Ｃ１に含まれるスペクトル信号Ｄは、波形がなだらかである、すなわちスペクトル信号Ｄの幅、よりくわしくは半値全幅（ＦＷＨＭ；Half  Width  at  Half  Maximum）が、比較的大きいことを見出した。また、発明者は、再結晶組織Ｘ２起因の反射信号Ｂ２から生成した解析信号Ｃ２は、スペクトル信号Ｄの数が多い（林状の波形である）ことを発見した。また、発明者は、解析信号Ｃ２に含まれるスペクトル信号Ｄは、波形が急峻である、すなわちスペクトル信号Ｄの幅、よりくわしくは半値全幅（ＦＷＨＭ；Half  Width  at  Half  Maximum）が、小さいことを見出した。
【００３８】
図３に示す欠陥判定部３４は、反射信号ＢのピークＰの数に基づき、その反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたもの（反射信号Ｂ１）であるか、再結晶組織Ｘ２から反射されたもの（反射信号Ｂ２）であるかを判定する。より詳しくは、本実施形態において、欠陥判定部３４は、解析信号Ｃのデータを取得する。欠陥判定部３４は、解析信号Ｃに含まれるスペクトル信号Ｄの数が、所定の閾値Ｋ０より少ない場合、その解析信号Ｃの基となった反射信号Ｂが、反射信号Ｂ１である、すなわち内部欠陥Ｘ１に起因すると判定する。また、欠陥判定部３４は、解析信号Ｃに含まれるスペクトル信号Ｄの数が、所定の閾値Ｋ０以上である場合、その解析信号Ｃの基となった反射信号Ｂが、反射信号Ｂ１でない、すなわち内部欠陥Ｘ１に起因するものでないと判定する。さらに詳しくは、欠陥判定部３４は、解析信号Ｃに含まれるスペクトル信号Ｄの数が、所定の閾値Ｋ０以上である場合、その解析信号Ｃの基となった反射信号Ｂが、反射信号Ｂ２である、すなわち再結晶組織Ｘ２に起因するものであると判定する。なお、閾値Ｋ０は、例えば３（すなわち閾値は信号の数が３つ）であるが、これに限られず、例えば、２以上５以下であってもよい。また、閾値Ｋ０は、設定により変更してもよく、例えば、同じ検査のタイミングで取得した複数の解析信号Ｃのスペクトル信号Ｄの数に応じて変更してもよい。例えば、複数の解析信号Ｃのスペクトル信号Ｄの平均値が、前回の検査や他の検査対象物１００の検査での解析信号Ｃのスペクトル信号Ｄの平均値より高くなった場合に、閾値Ｋ０を大きくし、逆に低くなった場合に、閾値Ｋ０を小さくしてもよい。
【００３９】
図５は、内部欠陥起因の解析信号の波形の一例を示したグラフである。図６は、再結晶組織起因の解析信号の波形の一例を示したグラフである。図５に示すように、内部欠陥Ｘ１起因の解析信号Ｃ１は、図６に示す再結晶組織Ｘ２起因の解析信号Ｃ２よりも、含まれるスペクトル信号Ｄの数が少ない。図５及び図６に示すように、本実施形態においては、欠陥判定部３４は、強度閾値Ｋ１を設定する。強度閾値Ｋ１は、任意の信号強度の値であってよいが、生成した解析信号Ｃの最大の強度（解析信号Ｃ中の、強度が一番高いスペクトル信号Ｄの強度）の値に対して、５０％の値であることが好ましい。また、例えば、強度閾値Ｋ１は、生成した解析信号Ｃの最大の強度（すなわち強度が一番高いスペクトル信号Ｄの強度）の値に対して、３０％以上７０％以下であってもよい。
【００４０】
本実施形態においては、欠陥判定部３４は、解析信号Ｃに含まれるスペクトル信号Ｄのうち、強度が強度閾値Ｋ１以上であるスペクトル信号Ｄの数が、所定の閾値Ｋ０より少ない場合、その解析信号Ｃの基となった反射信号Ｂが、反射信号Ｂ１であると判定する。また、欠陥判定部３４は、強度が強度閾値Ｋ１以上であるスペクトル信号Ｄの数が、所定の閾値Ｋ０以上である場合、その解析信号Ｃの基となった反射信号Ｂが、反射信号Ｂ１でなく（内部欠陥Ｘ１に起因するものでなく）、反射信号Ｂ２である（再結晶組織Ｘ２に起因するものである）と判定する。
【００４１】
例えば、図５の例では、強度が強度閾値Ｋ１以上であるスペクトル信号Ｄの数は、１つであり、閾値Ｋ０（３つ）より小さい。従って、欠陥判定部３４は、図５の解析信号Ｃが解析信号Ｃ１であり、それに対応する反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１の反射信号Ｂ１であると判断する。また、図６の例では、強度が強度閾値Ｋ１以上であるスペクトル信号Ｄの数は、９つであり、閾値Ｋ０（３つ）以上である。従って、欠陥判定部３４は、図６の解析信号Ｃが解析信号Ｃ２であり、それに対応する反射信号Ｂが、再結晶組織Ｘ２の反射信号Ｂ２であると判断する。
【００４２】
欠陥判定部３４は、このようにして、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１によるものか再結晶組織Ｘ２によるものかを区別することで、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下を抑制している。
【００４３】
出力制御部３６は、欠陥判定部３４の判定結果を取得して、出力部２６に判定結果を表示させる。出力制御部３６は、反射信号Ｂに基づき、検査対象物１００の画像データを生成し、反射信号Ｂ１を反射してきた箇所を、内部欠陥Ｘ１として表示させる。この場合、出力制御部３６は、反射信号Ｂ１を反射してきた箇所を、内部欠陥Ｘ１として、周囲とは異なる輝度の領域として表示させてもよい。また、出力制御部３６は、反射信号Ｂ２を反射してきた箇所を、内部欠陥Ｘ１として表示させず、例えば内部欠陥Ｘ１及び周囲とは異なる再結晶組織Ｘ２として（異なる輝度で）表示させる。また、出力制御部３６は、反射信号Ｂ２を反射してきた箇所を、再結晶組織Ｘ２として表示させなくてもよく、周囲と同じ輝度で表示させてもよい。
【００４４】
超音波検査装置１は、以上説明した構成となっている。以下に、制御部２２による内部欠陥Ｘ１の検出フローを説明する。図７は、第１実施形態に係る内部欠陥の検出フローを説明するフローチャートである。図７に示すように、第１実施形態において内部欠陥Ｘ１を検出する場合、制御部２２は、最初に、探触子制御部３０が、探触子１０を制御して、超音波信号Ａを検査対象物１００に照射させる（ステップＳ１０）。そして、制御部２２は、反射信号取得部３２により、探触子１０が検出した検査対象物１００からの反射信号Ｂを取得する（ステップＳ１２）。
【００４５】
反射信号Ｂを取得したら、制御部２２は、解析信号生成部３３により、解析信号Ｃを生成する（ステップＳ１４）。解析信号Ｃは、反射信号Ｂを、周波数毎に複数のスペクトル信号Ｄに分解した波形信号である。解析信号Ｃを生成したら、制御部２２は、欠陥判定部３４により、解析信号Ｃに含まれるスペクトル信号Ｄの数を算出する（ステップＳ１６）。より詳しくは、欠陥判定部３４は、解析信号Ｃに含まれるスペクトル信号Ｄのうち、強度が強度閾値Ｋ１以上であるスペクトル信号Ｄの数を算出する。欠陥判定部３４は、この算出したスペクトル信号Ｄの数が、閾値Ｋ０より小さいか判定し（ステップＳ１８）、閾値Ｋ０より小さい場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、その解析信号Ｃに対応する反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１によるもの、すなわち内部欠陥Ｘ１であると判定する（ステップＳ２０）。一方、欠陥判定部３４は、算出したスペクトル信号Ｄの数が、閾値Ｋ０より小さくない、すなわち閾値Ｋ０以上であると判定した場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、その解析信号Ｃに対応する反射信号Ｂが、再結晶組織Ｘ２によるもの、すなわち再結晶組織Ｘ２であると判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２０、Ｓ２２において、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１によるものか再結晶組織Ｘ２であるかを判定することにより、本処理は終了する。
【００４６】
本実施形態では、このようにして内部欠陥Ｘ１の検出を行う。ただし、本実施形態における制御部２２は、必ずしも図７で説明したように内部欠陥Ｘ１の検出を行う必要はなく、少なくとも、反射信号ＢのピークＰの数に基づき、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるかを判定すればよい。以下、内部欠陥Ｘ１の検出フローの他の例を説明する。
【００４７】
図８は、第１実施形態に係る内部欠陥の検出フローの他の例を説明するフローチャートである。図８に示すように、他の例において、制御部２２は、図７の説明と同様に、ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４を実行して、解析信号Ｃを生成する。解析信号Ｃを生成したら、欠陥判定部３４は、次のようにピークフィッティング処理を行う。すなわち、欠陥判定部３４は、解析信号Ｃのスペクトル信号Ｄの数を算出し、複数の基準スペクトル信号を生成する（ステップＳ３０）。基準スペクトル信号は、強度値と幅（半値全幅）とが、予め基準の値に設定された、１つの強度ピーク値を持つ波形信号である。欠陥判定部３４は、少なくともスペクトル信号Ｄの数分だけの基準スペクトル信号を生成し、より好適には、スペクトル信号Ｄの数より１つ多い数の基準スペクトル信号を生成する。そして、欠陥判定部３４は、基準スペクトル信号の強度値と半値全幅とを、互いに異なる値にしても互いに共通する値にしてもよい。ただし、欠陥判定部３４は、スペクトル信号Ｄの数分だけの基準スペクトル信号については、強度値と半値全幅とを互いに共通とし、残った１つの基準スペクトル信号については、半値全幅を他より大きくすることが好ましい。また、欠陥判定部３４は、基準スペクトル信号を、ガウス関数としているが、波形はこれに限られず任意であってよく、例えば、ローレンツ関数又はフォークト関数としてもよい。
【００４８】
基準スペクトル信号を生成したら、欠陥判定部３４は、基準スペクトル信号のパラメータを調整して、基準スペクトル信号の合成信号を生成する（ステップＳ３１）。欠陥判定部３４は、基準スペクトル信号のパラメータとして、強度値と幅（半値全幅）との値を調整させる（変化させる）。欠陥判定部３４は、パラメータを調整した基準スペクトル信号を合成して、合成信号を生成する。合成信号は、基準スペクトル信号のピークとなる値を周波数毎に割り当てた上で合成さえた信号であり、基準スペクトル信号が周波数毎に配列した波形信号となる。欠陥判定部３４は、この合成信号の各周波数における強度値と幅（半値全幅）とが、解析信号Ｃに近づくように（より好ましくは一致するように）、基準スペクトル信号のパラメータを調整する。すなわち、欠陥判定部３４は、ステップＳ３１において、ピークフィッティング処理を行う。
【００４９】
合成信号を生成したら、欠陥判定部３４は、合成信号と解析信号Ｃとの差分が所定値以下であるかを判定する（ステップＳ３２）。欠陥判定部３４は、各周波数における合成信号と解析信号Ｃとの、強度値と幅（半値全幅）との差分を算出して、その差分が所定値以下であるかを判定する。欠陥判定部３４は、この差分が所定値以下でない場合、すなわち所定値以上である場合は（ステップＳ３２；Ｎｏ）、ステップＳ３１に戻り、差分が所定値以下となるまで、基準スペクトル信号のパラメータの調整を続ける。
【００５０】
欠陥判定部３４は、差分が所定値以下である場合は（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、この合成信号中に、他の基準スペクトル信号よりも幅（半値全幅）が大きい基準スペクトル信号があるかを検出する（ステップＳ３４）。欠陥判定部３４は、他の基準スペクトル信号よりも幅（半値全幅）が大きい基準スペクトル信号がある場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、その解析信号Ｃに対応する反射信号Ｂに、内部欠陥Ｘ１によって反射された信号を含む、すなわち内部欠陥Ｘ１があると判定する（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）。より詳しくは、欠陥判定部３４は、幅が大きい基準スペクトル信号に対応（一致）するスペクトル信号Ｄが、内部欠陥Ｘ１によって反射された反射信号Ｂによるスペクトル信号Ｄであると判定する。また、欠陥判定部３４は、他の基準スペクトル信号よりも幅（半値全幅）が大きい基準スペクトル信号がない場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）、すなわち全ての基準スペクトル信号の幅が等しい場合、その解析信号Ｃに対応する対応する反射信号Ｂは、再結晶組織Ｘ２によって反射されたものであると判定する（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）。
【００５１】
上述のように、内部欠陥Ｘ１によるスペクトル信号Ｄは、幅が大きく、再結晶組織Ｘ２によるスペクトル信号Ｄは、幅が小さい。図８の例では、それを利用して、欠陥判定部３４が、各スペクトル信号Ｄに対応するガウス関数の基準スペクトル信号の合成波形（合成信号）を生成し、その基準スペクトル信号のうち、幅が大きい基準スペクトル信号があるかを判定する。そして、欠陥判定部３４は、幅が大きい基準スペクトル信号がある場合、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１を含むと判定し、幅が大きい基準スペクトル信号が無い場合、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１を含まず、再結晶組織Ｘ２のみを含むと判定する。この図８の例では、反射信号Ｂに、内部欠陥Ｘ１からのものと再結晶組織Ｘ２からのものを含む場合に特に有効である。なお、この図８の処理は、解析信号Ｃのスペクトル信号Ｄの数に基づき基準スペクトル信号を生成しているため、反射信号ＢのピークＰの数に基づき、内部欠陥Ｘ１を検出しているということができる。
【００５２】
なお、図８の例では、ステップＳ４４において、幅（半値全幅）が大きい基準スペクトル信号を検出したが、例えば、基準スペクトル信号の幅を全て共通としたまま、合成信号を生成してもよい。この場合、この合成信号と解析信号Ｃとの差分が大きい箇所に相当するスペクトル信号Ｄを、内部欠陥Ｘ１によるものと判定する。
【００５３】
次に、内部欠陥Ｘ１の検出の更なる他の例について説明する。図９は、第１実施形態に係る内部欠陥の検出フローの他の例を説明するフローチャートである。図９の例では、解析信号Ｃを生成せず、反射信号Ｂのピークを直接利用して、内部欠陥Ｘ１を検出する。すなわち、図９の例では、解析信号生成部３３を含まなくてもよい。図９に示すように、他の例において、制御部２２は、図７の説明と同様に、ステップＳ１０、Ｓ１２を実行して、反射信号Ｂを取得する。反射信号Ｂを取得したら、制御部２２は、欠陥判定部３４により、反射信号Ｂを平滑化処理して、平滑化信号Ｅを生成する（ステップＳ４０）。
【００５４】
図１０は、平滑化処理の一例を示すグラフである。平滑化処理とは、反射信号Ｂの波形をなだらかにする処理であり、例えば、反射信号Ｂの時間毎の強度のピーク値を平均した値に変換する移動平均処理である。ここでの移動平均処理には、例えば単純移動平均、荷重移動平均など、任意の移動平均処理が挙げられる。図１０には、反射信号Ｂと、その反射信号Ｂを平滑化処理した平滑化信号Ｅの一例が記載されている。図１０に示すように、反射信号Ｂは、複数のピークＰを含むが、平滑化信号Ｅは、ピークＰが平滑化（平均化）処理されているため、急峻なピークＰが消えている。
【００５５】
図９に戻り、平滑化信号Ｅを生成したら、制御部２２は、欠陥判定部３４により、反射信号Ｂと平滑化信号Ｅとの差分Ｓを算出する（ステップＳ４２）。より詳しくは、制御部２２は、反射信号ＢのピークＰの強度値と、そのピークＰと同じ横軸（時間）における平滑化信号Ｅの強度値との差分Ｓを算出する。また、欠陥判定部３４は、差分閾値Ｋ２を設定している。差分閾値Ｋ２は、予め定められた所定の値である。欠陥判定部３４は、差分Ｓの値が差分閾値Ｋ２以上であるかを検出し、差分Ｓの値が差分閾値Ｋ２以上であるピークＰの数が、所定値より少ないかを判定する（ステップＳ４４）。欠陥判定部３４は、差分Ｓの値が差分閾値Ｋ２以上であるピークＰの数が、所定値より少ない場合（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、その反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１によるものと判定する（ステップＳ４６）。また、欠陥判定部３４は、差分Ｓの値が差分閾値Ｋ２以上であるピークＰの数が、所定値より少なくない、すなわち所定値以上である場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、その反射信号Ｂが、再結晶組織Ｘ２によるものと判定する（ステップＳ４８）。なお、このピークＰの数の閾値である所定値は、上述の閾値Ｋ０（例えば３つ）と同じ値であってよい。
【００５６】
図９の処理のように、反射信号Ｂと平滑化信号Ｅとの比較によっても、ピークＰの数に基づき、内部欠陥Ｘ１の検出が可能である。
【００５７】
以上説明したように、第１実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の検出方法は、検査対象物１００の内部欠陥Ｘ１の検出方法であって、反射信号取得ステップと欠陥判定ステップとを有する。反射信号取得ステップは、反射信号取得部３２により実行され、超音波信号Ａが照射された検査対象物１００から反射される反射信号Ｂを取得する。欠陥判定ステップは、欠陥判定部３４により実行され、反射信号ＢのピークＰの数に基づき、その反射信号Ｂが、検査対象物１００の内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるか、検査対象物１００の再結晶組織Ｘ２から反射されたものであるかを判定する。
【００５８】
上述のように、反射信号Ｂには、内部欠陥Ｘ１からの反射信号Ｂ１と、再結晶組織Ｘ２からの反射信号Ｂ２とのいずれかが含まれる可能性がある。超音波探傷は、反射信号Ｂに基づいて行われるが、この反射信号Ｂが、反射信号Ｂ１、Ｂ２のいずれを含むものであるかを区分できない場合、内部欠陥Ｘ１の検出精度が低下するおそれがある。しかし、本実施形態に係る検出方法では、反射信号Ｂ１、Ｂ２とで、ピークＰの数が異なることに着目し、反射信号ＢのピークＰの数に基づき、内部欠陥Ｘ１であるか再結晶組織Ｘ２であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００５９】
また、第１実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の検出方法は、解析信号生成ステップを更に有する。解析信号生成ステップは、解析信号生成部３３によって実行され、反射信号Ｂを解析して、反射信号Ｂを周波数毎のスペクトル信号Ｄに分解した解析信号Ｃを生成する。そして、欠陥判定ステップにおいて、解析信号Ｃに含まれる周波数毎のスペクトル信号Ｄの数が、所定の閾値Ｋ０より少ない場合に、その解析信号Ｃに対応する反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定する。また、欠陥判定ステップにおいて、解析信号Ｃに含まれる周波数毎のスペクトル信号Ｄの数が、閾値Ｋ０以上である場合に、その解析信号Ｃに対応する反射信号Ｂが、検査対象物１００の再結晶組織Ｘ２から反射されたものであると判定する。この検出方法によると、反射信号Ｂを周波数毎のスペクトル信号Ｄに分解する。そして、このスペクトル信号Ｄの数に基づき、内部欠陥Ｘ１であるか再結晶組織Ｘ２であるかを判定する。この検出方法によると、スペクトル信号Ｄの数に基づき検出を行うことで、ピーク数の検出精度を好適に向上させて、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る検出装置２０ａは、内部欠陥Ｘ１の検出方法が、第１実施形態と異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００６１】
図１１は、第２実施形態に係る検査装置の模式的なブロック図である。図１１に示すように、第２実施形態に係る検出装置２０ａは、制御部２２ａを有する。制御部２２ａは、探触子制御部３０ａと、反射信号取得部３２ａと、欠陥判定部３４ａと、出力制御部３６とを有する。
【００６２】
図１２Ａは、内部欠陥からの反射波の様子を示した模式図であり、図１２Ｂは、再結晶組織からの反射波の様子を示した模式図である。内部欠陥Ｘ１は、超音波信号Ａを受けた際に、異なる角度に反射波を反射する。同様に、再結晶組織Ｘ２も、超音波信号Ａを受けた際に、異なる角度に反射波を反射する。発明者は、異なる角度に反射される反射波に着目し、図１２Ａに示すように、内部欠陥Ｘ１が異なる角度に反射した反射波は、強度の値が大きく異なり、図１２Ｂに示すように、再結晶組織Ｘ２が異なる角度に反射した反射波は、強度の値があまり異ならないことを発見した。すなわち、発明者は、内部欠陥Ｘ１からの反射信号Ｂ１は、角度によって強度の異方性が強く、再結晶組織Ｘ２からの反射信号Ｂ２は、角度によって強度の異方性が弱い（等方性を有する）ことを発見した。本実施形態に係る検出装置２０ａは、この反射波の特性の差異に基づき、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１からのものであるか再結晶組織Ｘ２からのものであるかを判断して、超音波探傷における内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下を抑制している。
【００６３】
具体的には、探触子制御部３０ａは、複数の探触子１０のうち、１つの探触子１０（図１２Ａ、図１２Ｂの探触子１０Ａ）に、超音波信号Ａを照射させつつ、複数の探触子１０（好ましくは全ての探触子１０）を、反射信号Ｂを検出可能な状態とする。これにより、各探触子１０は、１つの超音波信号Ａに対して、異なる角度に反射された反射信号Ｂを検出する。すなわち、第２実施形態においては、ＦＭＣやＴＦＭなどの開口合成法を用いることが好ましい。図１２Ａに示すように、超音波信号Ａが内部欠陥Ｘ１に向けて照射されていた場合、各探触子１０は、内部欠陥Ｘ１によって互いに異なる角度に反射された反射信号Ｂ１を検出する。この場合、反射信号Ｂ１の強度は、探触子１０毎に大きく異なる。一方、図１２Ｂに示すように、超音波信号Ａが再結晶組織Ｘ２に向けて照射された場合、各探触子１０は、再結晶組織Ｘ２によって互いに異なる角度に反射された反射信号Ｂ２を検出する。この場合、反射信号Ｂ２の強度は、探触子１０毎に差異が少ない。
【００６４】
そして、反射信号取得部３２ａは、各探触子１０からの反射信号Ｂを取得することで、１つの超音波信号Ａに対して、互いに異なる角度に反射された複数の反射信号Ｂを取得する。欠陥判定部３４ａは、この複数の反射信号Ｂ同士の強度を比較し、その強度比に基づき、その反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるか再結晶組織Ｘ２から反射されたものであるかを判定する。さらに詳しくは、欠陥判定部３４ａは、所定の強度比閾値Ｋ３を設定する。欠陥判定部３４ａは、この反射信号Ｂの強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外である場合、それらの反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定する。そして、欠陥判定部３４ａは、この反射信号Ｂの強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲内である場合、それらの反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたものでなく、再結晶組織Ｘ２から反射されたものであると判定する。
【００６５】
反射信号Ｂ同士の強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲内であるということは、反射信号Ｂ同士の強度の差が小さい（異方性が弱い、又は指向性が弱い）ということが言える。この場合、欠陥判定部３４ａは、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１ではなく再結晶組織Ｘ２によって反射されたものであると判断する。一方、反射信号Ｂ同士の強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外であるということは、反射信号Ｂ同士の強度の差が大きい（異方性が強い、又は指向性が強い）ということが言える。この場合、欠陥判定部３４ａは、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１によって反射されたものであると判断する。なお、強度比閾値Ｋ３は、下限閾値Ｋ３ｍｉｎから上限閾値Ｋ３ｍａｘまでの数値範囲である。ここで、互いに箇所が異なる位置の探触子１０から検出された反射信号を、それぞれ、反射信号ＢＬ１、ＢＬ２とする。この場合、欠陥判定部３４ａは、以下の式（１）を満たす場合に、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１ではなく再結晶組織Ｘ２によって反射されたものであると判断する。そして、欠陥判定部３４ａは、以下の式（１）を満たさない場合に、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１によって反射されたものであると判断する。なお、下限閾値Ｋ３ｍｉｎは、例えば０．５であり、上限閾値Ｋ３ｍａｘが２であるが、これらは一例であり任意に設定可能である。例えば、下限閾値Ｋ３ｍｉｎは、０．１以上１．０以下であり、上限閾値Ｋ３ｍａｘは、１．０以上１０以下であることが好ましい。
【００６６】
Ｋ３ｍｉｎ≦（ＢＬ１／ＢＬ２）≦Ｋ３ｍａｘ・・・（１）
【００６７】
また、強度比閾値Ｋ３を数値範囲でなく１つの値とし、以下の式（２）を満たす場合に、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１によって反射されたものであると判定し、式（２）を満たさない場合に、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１ではなく再結晶組織Ｘ２によって反射されたものであると判定してもよい。
【００６８】
Ｋ３＜（ＢＬ１／ＢＬ２）  ただし、ＢＬ１≧ＢＬ２  ・・・（２）
【００６９】
式（２）の場合、強度比閾値Ｋ３は、上限閾値Ｋ３ｍａｘと同じ値としてよい。なお、式（１）、（２）においては、２つの反射信号Ｂ同士の強度比較のみを行っているが、探触子１０が３つ以上ある場合、例えば全ての反射信号Ｂ同士の強度比を算出してもよい。この場合、少なくとも１つの強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外である場合には、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。また、強度比のうち、例えば所定数以上の強度比が、強度比閾値Ｋ３の範囲外である場合には、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。この所定数は、例えば３つなど任意に設定可能である。
【００７０】
第２実施形態に係る検出装置２０ａは、以上説明した構成となっている。以下に、制御部２２ａによる内部欠陥Ｘ１の検出フローを説明する。図１３は、第２実施形態に係る内部欠陥の検出フローを説明するフローチャートである。図１３に示すように、第２実施形態において内部欠陥Ｘ１を検出する場合、制御部２２ａは、最初に、探触子制御部３０が、１つの探触子１０に対して、超音波信号Ａを検査対象物１００に照射させる（ステップＳ７０）。そして、制御部２２は、反射信号取得部３２により、複数の箇所で検出された反射信号Ｂ、すなわち、複数の探触子１０が検出した１つの超音波信号Ａに対する複数の反射信号Ｂを取得する（ステップＳ７２）。
【００７１】
複数の箇所からの反射信号Ｂを取得したら、制御部２２は、欠陥判定部３４ａにより、異なる箇所毎の反射信号Ｂの強度比を算出する（ステップＳ７４）。すなわち、欠陥判定部３４ａは、異なる探触子１０が検出した、同じ超音波信号Ａに対する反射信号Ｂ同士の強度比を算出する。欠陥判定部３４ａは、この強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外であるかを判断し（ステップＳ７６）、強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外である場合（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定する（ステップＳ７８）。また、欠陥判定部３４ａは、強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外でない、すなわち強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲内であると判定した場合（ステップＳ７６；Ｎｏ）、その反射信号Ｂが再結晶組織Ｘ２から反射されたものであると判定する（ステップＳ８０）。ステップＳ７８、Ｓ８０において、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１によるものか再結晶組織Ｘ２であるかを判定することにより、本処理は終了する。
【００７２】
以上説明したように、第２実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の検出方法は、検査対象物１００の内部欠陥Ｘ１の検出方法であって、反射信号取得ステップと欠陥判定ステップとを有する。反射信号取得ステップは、反射信号取得部３２ａにより実行され、超音波信号Ａが照射された検査対象物１００から反射される反射信号Ｂであって、互いに位置が異なる複数の箇所（探触子１０）から検出した反射信号Ｂを取得する。欠陥判定ステップは、欠陥判定部３４ａにより実行され、箇所毎の反射信号Ｂ同士の強度比に基づき、反射信号Ｂが、検査対象物１００の内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるか、再結晶組織Ｘ２から反射されたものであるかを判定する。
【００７３】
上述のように、反射信号Ｂには、内部欠陥Ｘ１からの反射信号Ｂ１と、再結晶組織Ｘ２からの反射信号Ｂ２とのいずれかが含まれる可能性がある。反射信号Ｂが反射信号Ｂ１、Ｂ２のいずれを含むものであるかを区分できない場合、内部欠陥Ｘ１の検出精度が低下するおそれがある。しかし、本実施形態に係る検出方法では、反射信号Ｂ１、Ｂ２とで、指向性が異なる、すなわち異なる箇所で検出した信号強度が異なることに着目し、異なる箇所での反射信号Ｂの強度比に基づき、内部欠陥Ｘ１であるか再結晶組織Ｘ２であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００７４】
また、第２実施形態に係る検出方法は、欠陥判定ステップにおいて、箇所毎の反射信号Ｂ同士の強度比が、所定の強度比閾値Ｋ３の範囲外である場合に、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定する。そして、この検出方法は、欠陥判定ステップにおいて、箇所毎の反射信号Ｂ同士の強度比が、強度比閾値Ｋ３の範囲内である場合に、反射信号Ｂが再結晶組織Ｘ２から反射されたものであると判定する。この検出方法は、強度比の大きさに基づき、内部欠陥Ｘ１であるか再結晶組織Ｘ２であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００７５】
なお、この第２実施形態に係る検出方法は、第１実施形態に係る検出方法と組み合わせてもよい。すなわち、この場合、第１実施形態に係る検出方法が、反射信号取得ステップにおいて、互いに位置が異なる複数の箇所から検出した反射信号Ｂを取得し、欠陥判定ステップにおいて、箇所毎の反射信号Ｂ同士の強度比にも基づき、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるか再結晶組織Ｘ２から反射されたものであるかを判定してもよい。この場合、この検出方法は、第１実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準と第２実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準との両方を満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。また、例えば、この検出方法は、第１実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準と第２実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準との少なくともいずれかを満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。すなわち、この検出方法は、例えば、スペクトル信号Ｄの数が閾値Ｋ０以下であり、かつ、箇所毎の反射信号Ｂ同士の強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外である場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。また、この検出方法は、例えば、スペクトル信号Ｄの数が閾値Ｋ０以下である条件と、箇所毎の反射信号Ｂ同士の強度比が強度比閾値Ｋ３の範囲外である条件との、すくなくともいずれかを満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る検出装置２０ｂは、内部欠陥Ｘ１の検出方法が、第１実施形態と異なる。第３実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【００７７】
図１４は、第３実施形態に係る検査装置の模式的なブロック図である。図１４に示すように、第３実施形態に係る検出装置２０ｂは、制御部２２ｂを有する。制御部２２ｂは、探触子制御部３０と、反射信号取得部３２ｂと、欠陥判定部３４ｂと、出力制御部３６とを有する。
【００７８】
上述のように、内部欠陥Ｘ１及び再結晶組織Ｘ２は、超音波信号Ａを受けた際に、反射波（反射信号Ｂ１、Ｂ２）を反射する。発明者は、超音波信号Ａの出力周波数を変化させると、内部欠陥Ｘ１及び再結晶組織Ｘ２の反射信号Ｂ１、Ｂ２の強度が変化し、その変化の仕方が、反射信号Ｂ１と反射信号Ｂ２とで異なることを発見した。より詳しくは、発明者は、超音波信号Ａが高周波数に変化するに伴い、反射信号Ｂ１、Ｂ２の強度が高くなるが、強度が高くなる変曲点が、反射信号Ｂ１、Ｂ２とで異なることを発見した。さらに言えば、発明者は、反射信号Ｂ１の方が、反射信号Ｂ２より低い周波数で反射信号の強度が高くなることを発見した。
【００７９】
図１５は、反射信号の周波数毎の強度の変化を示す模式的なグラフである。発明者は、反射信号Ｂ１、Ｂ２が図１５の関係になることを見出した。図１５は、超音波信号Ａの周波数を変化させた場合における反射信号Ｂの周波数毎の強度を示したグラフである。反射信号Ｂは、基となる超音波信号Ａと周波数が一致するため、強度と周波数とは、図１５のような関係となる。すなわち、図１５の横軸は、反射信号Ｂの周波数であるが、言い換えれば超音波信号Ａの周波数であるということもできる。図１５の縦軸は、周波数毎の反射信号Ｂの最大値の正規化強度である。正規化強度とは、全周波数中の反射信号Ｂの強度の最大値を１に正規化した、周波数毎の反射信号Ｂの強度の最大値である。曲線Ｆ１は、反射信号Ｂ１の周波数毎の正規化強度を示し、曲線Ｆ２は、反射信号Ｂ２の周波数毎の正規化強度を示す。
【００８０】
曲線Ｆ１に示すように、反射信号Ｂ１の正規化強度は、周波数が０ＭＨｚから約５ＭＨｚまでにおいて、周波数が上昇するにつれて、０から大きく上昇する。そして、反射信号Ｂ１の正規化強度は、約５ＭＨｚから約１０ＭＨｚまでで上昇率が小さくなりながらも、徐々に上昇し、超音波信号Ａの周波数が約１０ＭＨｚから約２０ＭＨｚまでにおいては、約１とほぼ一定となる。一方、曲線Ｆ２に示すように、反射信号Ｂ２の正規化強度は、周波数が０ＭＨｚから約５ＭＨｚにおいては、周波数が上昇しても、０に近い値でほぼ一定となり、言い換えれば変化が小さい。そして、反射信号Ｂ２の正規化強度は、超音波信号Ａの周波数が約５ＭＨｚから約２０ＭＨｚまでにおいては、約０から約１まで徐々に上昇する。
【００８１】
言い換えれば、超音波信号Ａの周波数が０ＭＨｚから約５ＭＨｚまで上昇するに従って、反射信号Ｂ１の強度は、反射信号Ｂ２よりも大きく上昇するが、反射信号Ｂ２の強度は、あまり上昇しない。一方、超音波信号Ａの周波数が５ＭＨｚから約２０ＭＨｚまで上昇するに従って、反射信号Ｂ１の強度は、あまり上昇せず、反射信号Ｂ２の強度は、反射信号Ｂ２よりも大きく上昇する。このように、内部欠陥Ｘ１は、低周波数の超音波信号Ａに対する応答性が高いのに対し、再結晶組織Ｘ２は、低周波数の超音波信号Ａに対する応答性が、内部欠陥Ｘ１より低い。
【００８２】
また、ここで、例えば所定の強度閾値である所定値Ｋ４を設定する。図１５の例では、所定値Ｋ４は、正規化強度の０．５であるが、その値は０より大きく１より小さければ任意である。この場合、反射信号Ｂ１は、約２ＭＨｚ以上の周波数における強度の最大値が、所定値Ｋ４より大きくなる。一方、反射信号Ｂ２は、約１２ＭＨｚ以上の周波数における強度の最大値が、所定値Ｋ４より大きくなる。言い換えれば、反射信号Ｂの強度の最大値が所定値Ｋ４より大きくなる場合の反射信号Ｂの周波数を、応答周波数とする。この場合、反射信号Ｂ１の応答周波数は、反射信号Ｂ２の応答周波数より小さくなり、逆に、反射信号Ｂ２の応答周波数は、反射信号Ｂ１の応答周波数より小さくなる。
【００８３】
制御部２２ｂは、上記の図１５のような関係を利用して、内部欠陥Ｘ１を検出する。すなわち、図１４に示す探触子制御部３０ａは、探触子１０に対して、周波数を変化させつつ超音波信号Ａを照射させる。探触子制御部３０ａは、周波数を変化させている場合でも、探触子１０に、同じ位置及び同じ強度で超音波信号Ａを照射させる（探触子１０の位置及び強度を固定した状態で、周波数を変化させる）。本実施形態では、探触子制御部３０ａは、探触子１０が、周波数が、例えば２ＭＨｚから２０ＭＨｚまでにわたって、徐々に変化するように、超音波信号Ａを照射させる。ただし、探触子制御部３０ａは、探触子１０が、例えば２ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの間の周波数値であって、互いに異なる周波数値を有する超音波信号Ａを、それぞれ別のタイミングで照射させてもよい。探触子制御部３０ａは、探触子１０に対して、この周波数が変化した超音波信号Ａに対する反射信号Ｂを検出させる。
【００８４】
そして、反射信号取得部３２ｂは、探触子１０から、周波数が変化した超音波信号Ａに対する反射信号Ｂを取得する。反射信号Ｂは、超音波信号Ａの周波数変化に対応して、周波数が変化した波形となり、また、周波数毎に最大強度が変化する。欠陥判定部３４ｂは、この反射信号Ｂの周波数毎の強度の最大値を算出し、周波数毎の反射信号Ｂの強度の最大値を、所定値Ｋ４と比較する。欠陥判定部３４ｂは、反射信号Ｂの強度の最大値が、所定値Ｋ４以上となった際の反射信号Ｂの周波数を検出する。欠陥判定部３４ｂは、反射信号Ｂの強度の最大値が所定値Ｋ４以上となった際の周波数のうちの最小値を、応答周波数として算出する。すなわち、５ＭＨｚ以上の周波数において反射信号Ｂの強度の最大値が所定値Ｋ４以上となった場合、応答周波数は、５ＭＨｚとなる。
【００８５】
欠陥判定部３４ｂは、この応答周波数に基づき、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるかを判定する。より詳しくは、欠陥判定部３４ｂは、応答周波数が周波数閾値より小さいかを判定する。欠陥判定部３４ｂは、応答周波数が周波数閾値より小さい場合、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたものである（反射信号Ｂ１である）と判定する。そして、欠陥判定部３４ｂは、応答周波数が周波数閾値以上である場合に、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものでなく（反射信号Ｂ１でなく）、反射信号Ｂが再結晶組織Ｘ２から反射されたものである（反射信号Ｂ２である）と判定する。周波数閾値は、例えば、５ＭＨｚ以下であることが好ましい。
【００８６】
第３実施形態に係る検出装置２０ｂは、以上説明した構成となっている。以下に、制御部２２ｂによる内部欠陥Ｘ１の検出フローを説明する。図１６は、第３実施形態に係る内部欠陥の検出フローを説明するフローチャートである。図１６に示すように、第３実施形態において内部欠陥Ｘ１を検出する場合、制御部２２ｂは、最初に、探触子制御部３０が、探触子１０に対して、超音波信号Ａを、周波数を変化させつつ、検査対象物１００に照射させる（ステップＳ９０）。そして、制御部２２ｂは、反射信号取得部３２ｂにより、その超音波信号Ａに対する反射信号Ｂを取得する（ステップＳ９２）。
【００８７】
反射信号Ｂを取得したら、制御部２２ｂは、欠陥判定部３４ｂにより、反射信号Ｂの強度が所定値Ｋ４以上となった場合の、反射信号Ｂの周波数（応答周波数）を検出する（ステップＳ９４）。より詳しくは、欠陥判定部３４ｂは、反射信号Ｂの強度の最大値が所定値Ｋ４以上となった場合の、周波数の最小値を検出して、その最小値を応答周波数とする。欠陥判定部３４ｂは、応答周波数が周波数閾値より小さいかを判断し（ステップＳ９６）、応答周波数が周波数閾値より小さい場合（ステップＳ９６；Ｙｅｓ）、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１によるものであると判断する（ステップＳ９８）。また、欠陥判定部３４ｂは、応答周波数が周波数閾値より小さくない、すなわち応答周波数が周波数閾値以上である場合（ステップＳ９６；Ｎｏ）、その反射信号Ｂが再結晶組織Ｘ２によるものであると判断する（ステップＳ９９）。ステップＳ９８、Ｓ９９において、反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１によるものか再結晶組織Ｘ２であるかを判定することにより、本処理は終了する。
【００８８】
以上説明したように、第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の検出方法は、検査対象物１００の内部欠陥Ｘ１の検出方法であって、反射信号取得ステップと欠陥判定ステップとを有する。反射信号取得ステップは、反射信号取得部３２ｂにより実行され、検査対象物１００に周波数を変化させて照射された超音波信号Ａに対して、検査対象物１００から反射される反射信号Ｂを取得する。欠陥判定ステップは、欠陥判定部３４ｂにより実行され、反射信号Ｂの強度が所定値Ｋ４以上である場合における反射信号Ｂの周波数の値である応答周波数に基づき、反射信号Ｂが、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるか再結晶組織Ｘ２から反射されたものであるかを判定する。
【００８９】
上述のように、反射信号Ｂには、内部欠陥Ｘ１からの反射信号Ｂ１と、再結晶組織Ｘ２からの反射信号Ｂ２とのいずれかが含まれる可能性がある。反射信号Ｂが反射信号Ｂ１、Ｂ２のいずれを含むものであるかを区分できない場合、内部欠陥Ｘ１の検出精度が低下するおそれがある。しかし、本実施形態に係る検出方法では、周波数毎の反射信号Ｂ１、Ｂ２の応答強度が異なることに着目し、強度が所定値以上となった場合の反射信号Ｂの周波数（応答周波数）に基づき、内部欠陥Ｘ１であるかを再結晶組織Ｘ２であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【００９０】
また、第３実施形態に係る検出方法は、欠陥判定ステップにおいて、応答周波数が所定の周波数閾値より小さい場合に、反射信号が検査対象物１００の内部欠陥から反射されたものであると判定し、応答周波数が周波数閾値以上である場合に、反射信号が再結晶組織Ｘ２から反射されたものであると判定する。この検出方法は、応答周波数の大きさに基づき、内部欠陥Ｘ１であるか再結晶組織Ｘ２であるかを判定している。従って、この検出方法によると、内部欠陥Ｘ１の検出精度の低下をより好適に抑制することが可能となる。
【００９１】
なお、この第３実施形態に係る検出方法は、第１実施形態に係る検出方法と組み合わせてもよい。すなわち、この場合、第１実施形態に係る検出方法が、反射信号取得ステップにおいて、周波数を変化させて照射した超音波信号Ａの反射信号Ｂを取得し、欠陥判定ステップにおいて、反射信号Ｂの強度が所定値Ｋ４以上である場合における応答周波数値にも基づき、反射信号が、内部欠陥Ｘ１から反射されたものであるか再結晶組織Ｘ２から反射されたものであるかを判定する。この場合、この検出方法は、第１実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準と第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準との両方を満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。また、例えば、この検出方法は、第１実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準と第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準との少なくともいずれかを満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。
【００９２】
また、この第３実施形態に係る検出方法は、第２実施形態に係る検出方法と組み合わせてもよい。この場合においても、この検出方法は、第２実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準と第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準との両方を満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。また、例えば、この検出方法は、第２実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準と第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準との少なくともいずれかを満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。
【００９３】
また、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態の全ての検出方法を組み合わせてもよい。この場合においても、この検出方法は、第１実施形態から第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準を全て満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。また、例えば、この検出方法は、第１実施形態から第３実施形態に係る内部欠陥Ｘ１の判定基準の少なくともいずれか１つ(又は２つ)を満たした場合に、その反射信号Ｂが内部欠陥Ｘ１から反射されたものであると判定してもよい。
【００９４】
（実施例１）
次に、実施例１について説明する。実施例１は、内部欠陥Ｘ１と再結晶組織Ｘ２との反射信号Ｂのピークの違いを解析した結果である。実施例１においては、内部欠陥Ｘ１としての２ｍｍの空隙からの反射信号Ｂ１ａを実測し、その反射信号Ｂ１ａに対する解析信号Ｃ１ａを生成した。また、内部欠陥Ｘ１としての亀裂からの反射信号Ｂ１ｂを実測し、その反射信号Ｂ１ｂに対する解析信号Ｃ１ｂを生成した。また、再結晶組織Ｘ２からの反射信号Ｂ２ａを実測し、その反射信号Ｂ２ａに対する解析信号Ｃ２ａを生成した。
【００９５】
図１７Ａは、空隙からの反射信号と解析信号の波形を示す図である。図１７Ｂは、亀裂からの反射信号と解析信号の波形を示す図である。図１７Ｃは、再結晶組織からの反射信号と解析信号の波形を示す図である。図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、反射信号Ｂ１ａ、Ｂ１ｂは、ピークの数が、図１７Ｃに示す反射信号Ｂ２ａのピークの数よりも少ない。また、解析信号Ｃ１ａ、Ｃ１ｂは、スペクトル信号の数が、解析信号Ｃ２ａより少なく、曲線が解析信号Ｃ２ａよりなだらかであることがわかる。実施例１により、第１実施形態による検出方法によると、内部欠陥Ｘ１と再結晶組織Ｘ２とを適切に区分できることが分かる。
【００９６】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。実施例２においては、反射信号Ｂ１、Ｂ２の周波数にローパスフィルタを掛けて、周波数範囲毎の反射信号Ｂ１、Ｂ２の波形を検出した結果である。図１８は、内部欠陥による反射信号の周波数範囲毎の波形を示すグラフであり、図１９は、再結晶組織による反射信号の周波数範囲毎の波形を示すグラフである。図１８及び図１９では、２ＭＨｚ以下、５ＭＨｚ以下、１０ＭＨｚ以下、１５ＭＨｚ以下の周波数範囲における反射信号Ｂ１、Ｂ２の波形を示している。図１８に示すように、内部欠陥Ｘ１による反射信号Ｂ１は、１０ＭＨｚまでに強度が大きくなっているが、再結晶組織Ｘ２による反射信号Ｂ２は、１０ＭＨｚまではあまり強度が大きくならずに、１５ＭＨｚで強度が大きくなっていることが分かる。実施例２により、第３実施形態による検出方法によると、内部欠陥Ｘ１と再結晶組織Ｘ２とを適切に区分できることが分かる。
【００９７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  超音波検査装置
１０  探触子
２０  検出装置
２２  制御部
３０  探触子制御部
３２  反射信号取得部
３３  解析信号生成部
３４  欠陥判定部
３６  出力制御部
１００  検査対象物
Ａ  超音波信号
Ｂ  反射信号
Ｃ  解析信号
Ｄ  スペクトル信号
Ｘ１  内部欠陥
Ｘ２  再結晶組織
【図１】
2018205033.tif 000003
【図２】
2018205033.tif 000004
【図３】
2018205033.tif 000005
【図４】
2018205033.tif 000006
【図５】
2018205033.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018205033.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018205033.tif 000012
【図１１】
2018205033.tif 000013
【図１２Ａ】
2018205033.tif 000014
【図１２Ｂ】
2018205033.tif 000015
【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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
2018205033.tif 000021
【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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