(57)【要約】【課題】表面から内部に向けてクラックが発生した測定対象を直達波の影響を受けずに画像化する非破壊検査システムおよび非破壊検査方法を提供する。【解決手段】複数の送受信素子１４１，１〜１４６，６からコンクリート構造体１３０に超音波を送信し、コンクリート構造体１３０からの反射波を送受信素子１４１，１〜１４６，６で受信して得られた測定波形から、クラックＣを挟むように配置された送受信素子の組み合わせで得られた第１の測定波形と、クラックＣを挟まないように配置された送受信素子の組み合わせで得られた第２の測定波形とを抽出し、第２の測定波形に対し、第１の測定波形よりも画像化に対する影響が小さくなるように重み付けを行い、重み付けされた第１および第２の測定波形を基に画像化を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する複数の送受信素子を備え、超音波を測定対象に送信する送受信素子と、この測定対象から超音波の反射波を受信する送受信素子とを１つの組み合わせとし、各組み合わせで得た測定波形を基に表面から内部に向けてクラックが発生した前記測定対象を画像化する非破壊検査システムにおいて、
前記測定波形から、前記クラックを挟むように配置された前記送受信素子の組み合わせで得られた第１の測定波形と、前記クラックを挟まないように配置された前記送受信素子の組み合わせで得られた第２の測定波形とを抽出する測定波形抽出処理と、
前記第２の測定波形に対し、前記第１の測定波形よりも画像化に対する影響が小さくなるように重み付けを行う重み付け処理と、
重み付けされた前記第１の測定波形と前記第２の測定波形とを基に前記測定対象を画像化する画像化処理とを行う処理装置、
を備えることを特徴とする非破壊検査システム。
【請求項２】
前記測定波形抽出処理は、前記測定波形から直達波を検出し、直達波が検出されなかった測定波形を前記第１の測定波形とし、直達波が検出された測定波形を前記第２の測定波形とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査システム。
【請求項３】
超音波を送受信する複数の送受信素子を備え、超音波を測定対象に送信する送受信素子と、この測定対象から超音波の反射波を受信する送受信素子とを１つの組み合わせとし、各組み合わせで得た測定波形を基に表面から内部に向けてクラックが発生した前記測定対象を画像化する非破壊検査方法において、
前記測定波形から、前記クラックを挟むように配置された前記送受信素子の組み合わせで得た第１の測定波形と、前記クラックを挟まないように配置された前記送受信素子の組み合わせで得た第２の測定波形とを抽出する測定波形抽出ステップと、
前記第２の測定波形に対し、前記第１の測定波形よりも画像化に対する影響が軽くなるように重み付けを行う重み付けステップと、
前記第１の測定波形と前記第２の測定波形とを基に前記測定対象を画像化する画像化ステップと、
を備えることを特徴とする非破壊検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を使用した非破壊検査システムおよび非破壊検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を使用する非破壊検査装置は、コンクリートで造られた建物の壁や床、橋梁などの検査に用いられる。つまり、非破壊検査装置は、コンクリート内のクラックやヒビの発生を検出して、コンクリートの劣化を早期に発見する。超音波はクラックやヒビのような空隙の空気で完全反射をするので、この性質を利用してコンクリート内の空隙が検知される。
【０００３】
非破壊検査装置には、例えば図１２に示すように、リニアアレイ探触子１１０を用いるものがある（例えば、特許文献１参照。）。リニアアレイ探触子１１０は、超音波を送受信する多数の送受信素子１１０１〜１１０ｎをリニアに配置して構成されている。リニアアレイ探触子１１０にはコンピュータのような処理装置１２０が接続されている。
【０００４】
リニアアレイ探触子１１０が測定対象であるコンクリート構造体１３０にセットされ、処理装置１２０が測定を行うための測定指示をリニアアレイ探触子１１０に出力する。これにより、リニアアレイ探触子１１０が送受信素子１１０１〜１１０ｎに対してパルス状の駆動信号を順に加えていくと、送受信素子１１０１〜１１０ｎが超音波をコンクリート構造体１３０の内部に順に送信していく。送信された超音波はコンクリート構造体１３０の骨材、気泡、測定目的であるターゲットなどで反射して反射波となる。ターゲットはクラック、ヒビなどのような検出したい測定目標の空隙である。
【０００５】
例えば、リニアアレイ探触子１１０の送受信素子１１０１が超音波を送信すると、送受信素子１１０１〜１１０ｎはコンクリート構造体１３０からの超音波の反射波を測定し、測定結果の波形を表す測定波形信号を出力する。つまり、リニアアレイ探触子１１０は、
１．送受信素子１１０１と送受信素子１１０１との組み合わせで得た測定波形信号
２．送受信素子１１０１と送受信素子１１０２との組み合わせで得た測定波形信号
３．送受信素子１１０１と送受信素子１１０３との組み合わせで得た測定波形信号
・・・
ｎ．送受信素子１１０１と送受信素子１１０ｎとの組み合わせで得た測定波形信号
のｎ個の測定波形信号を処理装置１２０に送る。ｎ個の測定信号には、超音波を受信する送受信素子の位置に応じて、コンクリート構造体１３０の骨材、気泡、ターゲットなどからの反射波が含まれる。同じようにして、送受信素子１１０２が超音波を送信すると、送受信素子１１０１〜１１０ｎは測定結果を表す測定波形信号を出力する。つまり、リニアアレイ探触子１１０は、
１．送受信素子１１０２と送受信素子１１０１との組み合わせで得た測定波形信号
２．送受信素子１１０２と送受信素子１１０２との組み合わせで得た測定波形信号
３．送受信素子１１０２と送受信素子１１０３との組み合わせで得た測定波形信号
・・・
ｎ．送受信素子１１０２と送受信素子１１０ｎとの組み合わせで得た測定波形信号
のｎ個の測定波形信号を処理装置１２０に送る。リニアアレイ探触子１１０は、送受信素子１１０３〜１１０ｎについても駆動信号を順に加えていき、得られた測定波形信号を処理装置１２０に送る。
【０００６】
処理装置１２０は、送受信素子１１０１〜１１０ｎの組み合わせによる測定波形信号をリニアアレイ探触子１１０からそれぞれ受け取ると、これらの測定波形信号が表す測定波形を基にして、コンクリート構造体１３０の骨材、気泡、ターゲットなどを表す画像を生成して表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８１８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の非破壊検査装置には次の課題がある。リニアアレイ探触子１１０の送受信素子１１０１〜１１０ｎの例えば１組の送受信素子１１０１、１１０２について、送受信素子１１０１が超音波を送信し、送受信素子１１０２がコンクリート構造体１３０の内部からの反射波を受信して測定波形信号を出力する。しかし、送受信素子１１０１が超音波を送信したとき、送受信素子１１０２が受信する超音波には直達波が含まれる。直達波は次のようなものである。例えば送受信素子１１０１が送信用であり送受信素子１１０２が受信用である場合、送受信素子１１０１からの超音波がコンクリート構造体１３０の表面を伝わって送受信素子１１０２に直接入射したものが直達波である。
【０００９】
処理装置１２０は、直達波を含む測定波形信号から測定波形を得て画像を生成して表示する。この結果、処理装置１２０は直達波を画像化し、この画像化された直達波を表示することになる。例えば、コンクリート構造体１３０の表面１３０ａから内部に向けて発生しているクラックＣをターゲットとして画像化するような場合、直達波の画像によってクラックＣの画像が不鮮明になってしまい、クラックＣの発生方向（延びている方向）や深さなどが判別できない場合がある。
【００１０】
この発明の目的は、表面から内部に向けてクラックが発生した測定対象を直達波の影響を受けずに画像化する非破壊検査システムおよび非破壊検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波を送受信する複数の送受信素子を備え、超音波を測定対象に送信する送受信素子と、この測定対象から超音波の反射波を受信する送受信素子とを１つの組み合わせとし、各組み合わせで得た測定波形を基に表面から内部に向けてクラックが発生した前記測定対象を画像化する非破壊検査システムにおいて、前記測定波形から、前記クラックを挟むように配置された前記送受信素子の組み合わせで得た第１の測定波形と、前記クラックを挟まないように配置された前記送受信素子の組み合わせで得た第２の測定波形とを抽出する測定波形抽出処理と、前記第２の測定波形に対し、前記第１の測定波形よりも画像化に対する影響が小さくなるように重み付けを行う重み付け処理と、前記第１の測定波形と前記第２の測定波形とを基に前記測定対象を画像化する画像化処理とを行う処理装置、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記測定波形抽出処理は、前記測定波形から直達波を検出し、直達波が検出されなかった測定波形を前記第１の測定波形とし、直達波が検出された測定波形を前記第２の測定波形とする、ことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、超音波を送受信する複数の送受信素子を備え、超音波を測定対象に送信する送受信素子と、この測定対象から超音波の反射波を受信する送受信素子とを１つの組み合わせとし、各組み合わせで得た測定波形を基に表面から内部に向けてクラックが発生した前記測定対象を画像化する非破壊検査方法において、前記測定波形から、前記クラックを挟むように配置された前記送受信素子の組み合わせで得た第１の測定波形と、前記クラックを挟まないように配置された前記送受信素子の組み合わせで得た第２の測定波形とを抽出する測定波形抽出ステップと、前記第２の測定波形に対し、前記第１の測定波形よりも画像化に対する影響が軽くなるように重み付けを行う重み付けステップと、前記第１の測定波形と前記第２の測定波形とを基に前記測定対象を画像化する画像化ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、３に記載の発明によれば、測定波形から、クラックを挟むように配置された送受信素子の組み合わせで得られた第１の測定波形と、クラックを挟まないように配置された送受信素子の組み合わせで得られた第２の測定波形とを抽出するので、測定波形から直達波を含まない第１の測定波形と、直達波を含む第２の波形とに分離することが可能である。また、第１の測定波形と第２の測定波形とに重み付けを行って、直達波を含む第２の測定波形による画像化への影響が、直達波を含まない第１の測定波形よりも小さくなるようにすることができる。そして、重み付けされた第１の測定波形と第２の測定波形とを基に測定対象の画像を作成するので、直達波を含む第２の測定波形の影響を受けずに、直達波を含まない第１の測定波形を重視して画像を作成することができる。したがって、直達波の影響を受けずにクラックの伸びる方向や深さが明確に判別可能な画像を得ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、測定波形から直達波を検出することにより、直達波を含まない第１の測定波形と、直達波を含む第２の測定波形とを抽出することができるので、測定波形抽出処理を自動化することが可能である。このように、直達波の有無に基づいて第１の測定波形と第２の測定波形とを抽出すれば、例えば、測定対象の表面からはっきりと判別できないようなクラックであっても精度よく抽出できるようになるので、クラックの鮮明な画像化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明による非破壊検査システムの一例を示す構成図である。
【図２】素子アレイの一例を示す正面図である。
【図３】素子アレイの使用例を示す図である。
【図４】波形マトリクスを説明する説明図である。
【図５】波形マトリクスの各波形を示す波形図である。
【図６】クラックが生じたコンクリート構造体を検査する際の送受信素子を説明する説明図である。
【図７】図６のコンクリート構造体から得た波形マトリクスを説明する説明図である。
【図８】図７の波形マトリクスの一部の波形を示す図である。
【図９】図７の波形マトリクスの一部に重み付けの係数を記載した説明図である。
【図１０】コンクリート構造体の画像を示す図であり、（ａ）は従来の内部画像モードにより表示された画像であり、（ｂ）はクラック画像モードにより表示された画像である。
【図１１】クラック画像モードの処理手順を説明するフローチャートである。
【図１２】従来の非破壊検査システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１８】
この実施の形態による非破壊検査システムを図１に示す。この非破壊検査システムは、センサ１０とノートパソコン（処理装置）２０とを備えている。センサ１０とノートパソコン２０とはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）３０によって通信可能に接続されている。
【００１９】
センサ１０は、超音波を送受信するためのものであり、制御回路１１と、送信回路１２と、受信回路１３と、素子アレイ１４とを備えている。
【００２０】
素子アレイ１４は、超音波を送受信する送受信素子をマトリクス状に配列したものであり、その一例を図２に示す。この素子アレイ１４は、制御回路１１と送信回路１２と受信回路１３とを納める箱状の本体１４Ａを備えている。本体１４Ａの１つの平面である取り付け面１４Ａ１に対して、送受信素子１４ｉ，ｊが行方向および列方向のマトリクス状に配列されている。図２では、値ｉ、ｊが例えばｉ＝ｍ、ｊ＝ｎである場合を示している。素子アレイ１４は、例えば図３に示すように、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎが先に述べたコンクリート構造体（測定対象）１３０の表面１３０ａに接触するように配置される。この後、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎに送信回路１２からパルス状の駆動信号が加えられると、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎはコンクリート構造体１３０に超音波を送信する。また、超音波を送信した後、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎはコンクリート構造体１３０からの反射波を測定し、測定結果の波形を表す測定波形信号を受信回路１３に出力する。
【００２１】
送信回路１２は、制御回路１１から選択信号を受け取ると、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎの中から選択された送受信素子に対して、超音波を送信するための駆動信号を送る。
【００２２】
受信回路１３は、制御回路１１から選択信号を受け取ると、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎの中から選択された送受信素子から、超音波の測定結果を示す測定波形信号を受け取る。受信回路１３は、受け取った測定波形信号を制御回路１１に送る。
【００２３】
制御回路１１は、ノートパソコン２０から測定指示を受け取ると測定を開始し、コンクリート構造体１３０に向けて超音波を送信する送受信素子と、コンクリート構造体１３０からの超音波を受信する送受信素子とを送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎの中から選択する。制御回路１１は、選択した送受信素子を表す選択信号を送信回路１２と受信回路１３とに送る。例えば、制御回路１１は、測定指示を受け取ると、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎの中から、
送受信素子１４１，１（送信用）、送受信素子１４１，１（受信用）
送受信素子１４１，１（送信用）、送受信素子１４１，２（受信用）
・・・
送受信素子１４ｍ，ｎ（送信用）、送受信素子１４ｍ，ｎ（受信用）
のような一連の組み合わせを表すｍ×ｎ通りの選択信号を作成する。
【００２４】
制御回路１１は、選択信号を送信回路１２に送った後、受信回路１３から測定波形信号を受け取ると、この測定波形信号に選択信号を付加し、ＬＡＮ３０を経てノートパソコン２０に測定波形信号を送信する。制御回路１１は一連の選択信号による測定波形信号の送信を終了すると、次の選択信号に応じて同様の測定を繰り返す。
【００２５】
ノートパソコン２０は、センサ１０から受信した測定波形信号を画像化するための処理を行う。このために、ノートパソコン２０は、ユーザインターフェース２１と、信号処理部２２と、表示部２３と、入力部２４と、記憶部２５とを備えている。
【００２６】
表示部２３は、画像を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などの表示装置である。例えば、表示部２３は、信号処理部２２による処理で得た画像であり、コンクリート構造体１３０の内部を示す画像を表示する。入力部２４は、センサ１０を用いた測定を行うための測定指示や測定を終了するための測定終了指示などを入力するための入力装置であり、キーボード等のようなものである。
【００２７】
記憶部２５は、信号処理部２２の制御によって測定波形信号などを記憶する記憶装置である。ユーザインターフェース２１は、ＬＡＮ３０を経てノートパソコン２０から測定波形信号を含む各種の信号を受信して信号処理部２２に渡す。また、ユーザインターフェース２１は、信号処理部２２からの指示などをＬＡＮ３０を経てセンサ１０に送信する。
【００２８】
信号処理部２２は、入力部２４からコンクリート構造体１３０を検査するための測定指示を受け取ると、センサ１０を用いた非破壊検査のための処理を行う。つまり、信号処理部２２はユーザインターフェース２１とＬＡＮ３０とを経て測定指示をセンサ１０に送信する。この後、信号処理部２２は、センサ１０から一連の測定波形信号を受信すると、コンクリート構造体１３０の内部を示す画像を作成するための処理を行う。
【００２９】
信号処理部２２は、ＬＡＮ３０とユーザインターフェース２１とを経て一連の測定波形信号をセンサ１０から受信すると、これらの測定波形信号をコンクリート構造体１３０用の波形マトリクスＭとして記憶部２５に記憶する。信号処理部２２は、波形マトリクスＭとして記憶するときには、各測定波形信号に付加されている選択信号を利用して各測定波形信号が表す測定波形をマトリクス状にする。例えば、送受信素子１４１，１〜１４ｍ，ｎが図４に示すように４つの送受信素子１４１，１〜１４２，２であり、送受信素子１４１，１〜１４２，２が測定した測定波形をＭ１，１、・・・、Ｍ２，２とする。以下では、４つの送受信素子１４１，１〜１４２，２から成る素子アレイ１４を具体例として説明する。
【００３０】
なお、説明の都合により送受信素子１４１，１〜１４２，２に対してＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の番号を付けて各送受信素子を表す場合がある。また、送信側の送受信素子をＴｘで表し、受信側の送受信素子をＲｘで表す。例えば、送受信素子１４１，１（Ｎｏ．１の送受信素子）が送信側であると、この送受信素子１４１，１を符号Ｔｘ１で表し、送受信素子１４１，１が受信側であると、この送受信素子１４１，１を符号Ｒｘ１で表す。
【００３１】
測定波形Ｍ１，１、・・・、Ｍ４，４は、受信側の送受信素子Ｒｘ１〜Ｒｘ４（送受信素子１４１，１〜１４４，４）から得た各測定波形信号が表す波形である。つまり、
（Ｔｘ１，Ｒｘ１）の組み合わせで得た測定波形がＭ１，１
（Ｔｘ１，Ｒｘ２）の組み合わせで得た測定波形がＭ１，２
・・・
（Ｔｘ４，Ｒｘ４）の組み合わせで得た測定波形がＭ４，４
のように、波形マトリクスＭは４×４の１６通りの波形から成っている。
【００３２】
波形マトリクスＭの測定波形Ｍ１，１、・・・、Ｍ４，４は、図５に示すようなターゲットからの反射波を含む波形となるが、実際には測定の開始直後に、図示を省略しているが直達波が発生する。
【００３３】
ノートパソコン２０は、波形マトリクスＭの測定波形を基に、コンクリート構造体１３０の内部全体を画像化する内部画像モードと、コンクリート構造体１３０の表面１３０ａから内部に向かって発生したクラック（亀裂、ヒビなどをいう）を画像化するクラック画像モードとを備えている。内部画像モードは、従来の非破壊検査システムが備えている機能であり、クラック画像モードは、この実施の形態の非破壊検査システムにおいて新たに搭載された機能である。ノートパソコン２０は、通常時は内部画像モードに設定されており、クラックを画像化する場合に内部画像モードからクラック画像モードへ切り替えられる。
【００３４】
内部画像モードの信号処理部２２は、波形マトリクスＭを用いてフォーカシングやデコンボリューションなどの処理を行い、コンクリート構造体１３０の内部全体の画像を作成する。フォーカシングは、コンクリート構造体１３０の任意の位置を画素としたときに、素子アレイ１４の中心位置から画素へと至る超音波の伝搬時間と、各送受信素子から画素へと至る伝搬時間との伝搬時間差（遅延時間）を求め、各測定波形について遅延時間を補正して合成し、その合成波形の振幅値を画素値として、コンクリート構造体１３０の内部全体の画像を作成する処理である。また、デコンボリューションは、フィルタを用いて画像の不鮮明を補正する処理である。
【００３５】
クラック画像モードの信号処理部２２は、測定波形抽出処理と、重み付け処理と、画像化処理とを行う。これらの処理について、例えば、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、行方向および列方向に６個ずつ、計３６個の送受信素子１４１，１〜１４６，６がマトリクス状に配列された素子アレイ１４をコンクリート構造体１３０の表面１３０ａに当接させ、素子アレイ１４で取得した波形マトリクスＭを用いて、表面１３０ａから内部に向かって発生したクラックＣを画像化する例について説明する。
【００３６】
なお、同図（Ａ）の煩雑化を防ぐため、送受信素子１４１，１〜１４６，６の符号は、外周の送受信素子のみに付している。また、送受信素子１４１，１〜１４６，６内に記載した数字は素子番号である。例えば、左上の送受信素子１４１，１の素子番号はＮｏ．１で、右側に行くにしたがって番号が大きくなり、右下の送受信素子１４６，６の素子番号はＮｏ．３６である。クラックＣは、素子番号Ｎｏ．３、９、１５、２１、２７、３３と、素子番号Ｎｏ．４、１０、１６、２２、２８、３４との間で列方向に延びるように発生しており、その深さＤは、例えば１００ｍｍである。
【００３７】
測定波形抽出処理は、波形マトリクスＭの測定波形から、クラックＣを挟むように配置された送受信素子の組み合わせで得た第１の測定波形と、クラックＣを挟まないように配置された送受信素子の組み合わせで得た第２の測定波形とを抽出する処理である。
【００３８】
ここで、クラックＣを挟むように配置された送受信素子の組み合わせとは、クラックＣをコンクリート構造体１３０の表面１３０ａ側から見て、間にクラックＣが配された送信側の送受信素子と受信側の送受信素子との組み合わせである。この送受信素子の組み合わせによれば、送信側の送受信素子から送信された超音波の直達波は、クラックＣによってその伝搬を阻まれ、受信側の送受信素子で受信されない。すなわち、クラックＣを挟むように配置された送受信素子の組み合わせで得た第１の測定波形は、直達波を含まない測定波形である。
【００３９】
また、クラックＣを挟まないように配置された送受信素子の組み合わせとは、クラックＣをコンクリート構造体１３０の表面１３０ａ側から見て、間にクラックＣが配されていない送信側の送受信素子と受信側の送受信素子との組み合わせである。この送受信素子の組み合わせによれば、送信側の送受信素子から送信された超音波の直達波は、クラックＣによって阻まれずに受信側の送受信素子で受信される。すなわち、クラックＣを挟まないように配置された送受信素子の組み合わせで得た第２の測定波形は、直達波を含む測定波形である。
【００４０】
図６（Ａ）に示す素子アレイ１４で言えば、例えばＮｏ．１の送受信素子１４１，１を送信側とし、クラックＣを挟むＮｏ．４の送受信素子１４１，４を受信側とした組み合わせなどで得られた測定波形が第１の測定波形となる。また、例えばＮｏ．１の送受信素子１４１，１を送信側とし、クラックＣに対して同じ側にあるＮｏ．２の送受信素子１４１，２を受信側とした組み合わせなどで得られた測定波形が第２の測定波形となる。
【００４１】
図７は、図６（Ａ）に示す素子番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３６の送受信素子１４１，１〜１４６，６をそれぞれ送信側および受信側とし、この送信側と受信側とが交差するマス目を測定波形として表した波形マトリクスＭを示し、これらの測定波形が第１の測定波形と第２の測定波形とのどちらになるかを示している。この場合、白マスで表された測定波形が第１の測定波形となり、ハッチングが施されたマス目が第２の測定波形となる。
【００４２】
このような第１の測定波形と第２の測定波形の抽出は、信号処理部２２により自動的に行われる。信号処理部２２は、例えば、波形マトリクスＭの測定波形から直達波を検出することにより、第１の測定波形と第２の測定波形とを抽出する。
【００４３】
図８は、図６（Ａ）に示す素子番号Ｎｏ．１の送受信素子１４１，１を送信側、素子番号Ｎｏ．１〜６の送受信素子１４１，１、１４１，２、１４１，３、１４１，４、１４１，５、１４１，６を受信側とした測定波形Ｍ１，１、Ｍ１，２、Ｍ１，３、Ｍ１，４、Ｍ１，５、Ｍ１，６を示し、Ｗ１は直達波、Ｗ２はクラックＣからの反射波である。これらの測定波形から分かるように、第２の測定波形である測定波形Ｍ１，１、Ｍ１，２、Ｍ１，３には、波形の略先頭に直達波Ｗ１が表れるが、第１の測定波形である測定波形１４１，４、１４１，５、１４１，６には、直達波Ｗ１は表れない。したがって、波形マトリクスＭの測定波形から直達波を検出し、直達波が検出されなかった測定波形を第１の測定波形とし、直達波が検出された測定波形を第２の測定波形とすれば、自動抽出が可能となる。
【００４４】
次に、重み付け処理について説明する。この重み付け処理は、波形マトリクスＭの測定波形から抽出した第１の測定波形と第２の測定波形とを基にしてコンクリート構造体１３０を画像化するにあたり、第１の測定波形と第２の測定波形の画像化への影響を調整するための処理である。具体的には、第１の測定波形と第２の測定波形とに所定の係数を乗算することにより、直達波を含まない第１の測定波形よりも、直達波を含む第２の測定波形の画像化に対する影響が小さくなるように重み付けを行う。
【００４５】
図９は、図７の波形マトリクスＭの一部を拡大し、測定波形を表すマス目内に上述した係数を記載したものである。例えば、第１の測定波形には、その測定波形をそのまま画像化に利用するように係数「１」を乗算する。これに対し、第２の測定波形には、その測定波形を画像化に利用しないようにするため、係数「０」を乗算する。すなわち、図８に示す測定波形Ｍ１，１、Ｍ１，２、Ｍ１，３、Ｍ１，４、Ｍ１，５、Ｍ１，６を例に説明すると、
Ｍ１，１（第２の測定波形）×０
Ｍ１，２（第２の測定波形）×０
Ｍ１，３（第２の測定波形）×０
Ｍ１，４（第１の測定波形）×１
Ｍ１，５（第１の測定波形）×１
Ｍ１，６（第１の測定波形）×１
というように測定波形に所定の係数が乗算される。
【００４６】
これにより、直達波を含む第２の測定波形は、直達波を含まない第１の測定波形よりも画像化に対する影響が小さくなり、第２の測定波形の係数が「０」の場合には、第１の測定波形のみで画像化が行われる。なお、第１の測定波形と第２の測定波形とに乗算する係数は、「１」、「０」に限定されず、第２の測定波形の画像化に対する影響が第１の測定波形よりも小さくなるような値であればよい。
【００４７】
次に、画像化処理について説明する。この画像化処理では、信号処理部２２により、重み付けされた第１の測定波形と第２の測定波形とを基にしてコンクリート構造体１３０を画像化する。なお、上述のように第２の測定波形の係数を「０」とした場合、この画像化処理は第１の測定波形のみを基にして行われる。この画像化処理では、第１の測定波形を基にして、内部画像モードと同様にフォーカシングやデコンボリューションなどの処理が行われる。
【００４８】
図１０（Ａ）は、図６に示すコンクリート構造体１３０を従来の内部画像モードで表した画像と、素子アレイ１４の中心におけるコンクリート構造体１３０の深さ方向の波形図とを示している。この図から分かるように、従来の内部画像モードでは、波形マトリクスＭの全ての測定波形を基にして画像化を行うため、測定波形に含まれる直達波が画像に表れてしまい、クラックＣの発生方向や深さは判別できない。
【００４９】
これに対し、図１０（Ｂ）は、図６に示すコンクリート構造体１３０を本実施の形態に係るクラック画像モードで表した画像と、素子アレイ１４の中心におけるコンクリート構造体１３０の深さ方向の波形図とを示している。この図から分かるように、クラック画像モードでは、直達波を含まない第１の測定波形のみを基にして画像化を行うため、直達波は画像に表れず、クラックＣの発生方向や深さが明確に判別可能となる。
【００５０】
次に、この非破壊検査システムの作用について、図６に示す送受信素子１４１，１〜１４６，６でコンクリート構造体１３０に発生したクラックＣを非破壊検査する具体例に基づき、図１１に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００５１】
コンクリート構造体１３０の表面１３０ａから内部に向かって発生したクラックＣの発生方向および深さの非破壊検査をする場合、作業者は、測定波形を得るための処理を行う。この処理では、センサ１０をコンクリート構造体１３０の表面１３０ａにセットして、信号処理部２２を標準の内部画像モードからクラック画像モードに切り替え、入力部２４に波形マトリクスを得るための指示を入力する。
【００５２】
信号処理部２２は、波形マトリクスＭを生成するための指示を受け取ると、センサ１０に測定指示を送信する。この後、信号処理部２２は、センサ１０がコンクリート構造体１３０の測定で得た測定波形Ｍ１４１，１、・・・、Ｍ１４６，６から波形マトリクスＭを作成する。
【００５３】
波形マトリクスＭの作成を終了すると、信号処理部２２は測定波形抽出処理（測定波形抽出ステップ）を行う（ステップＳ１）。この測定波形抽出処理では、信号処理部２２は、波形マトリクスＭの測定波形Ｍ１，１・・・、Ｍ１４６，６から直達波を検出する。そして、信号処理部２２は、直達波が検出されなかった測定波形を第１の測定波形として抽出し、直達波が検出された測定波形を第２の測定波形として抽出する。図７に示すように、例えば、素子番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３を送信側の送受信素子とし、同様に素子番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３を受信側の送受信素子とした組み合わせで得られた測定波形は、第２の測定波形となる。また、例えば、素子番号Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６を送信側の送受信素子とし、素子番号Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９を受信側の送受信素子とした組み合わせで得られた測定波形は、第１の測定波形となる。
【００５４】
測定波形抽出処理が終了すると、信号処理部２２は、重み付け処理（重み付けステップ）を実行する（ステップＳ２）。この重み付け処理では、直達波を含まない第１の測定波形に例えば係数「１」を乗算し、直達波を含む第２の測定波形に例えば係数「０」を乗算することにより、画像化に対する第２の測定波形の影響を第１の測定波形よりも小さくする。
【００５５】
重み付け処理が終了すると、信号処理部２２は、重み付け処理された第１の測定波形と第２の測定波形とを基にコンクリート構造体１３０の画像を作成するための画像化処理（画像化ステップ）を行う（ステップＳ３）。そして、信号処理部２２は、表示部２３を制御してコンクリート構造体１３０の深さ方向の画像を表示する。これにより、従来であれば、例えば図１０に示すように、直達波が画像化されて、クラックＣの延びる方向と深さとが不鮮明である。これに対して、この実施の形態によれば、図１０（ｂ）に示すように、直達波が画像化されないので、クラックＣの延びる方向と深さと鮮明に画像化されている。
【００５６】
この後、信号処理部２２は、入力部２４から測定終了指示がなければ、ユーザインターフェース２１を経て次の測定指示をセンサ１０に送信する。一方、入力部２４から測定終了指示があると、信号処理部２２は測定を終了する。
【００５７】
以上のように、この実施の形態に係る非破壊検査システムおよび非破壊検査方法によれば、素子アレイ１４を構成する複数の送受信素子１４１，１〜１４６，６の組み合わせによって得られた測定波形Ｍ１，１〜Ｍ６，６から、クラックＣを挟むように配置された送受信素子の組み合わせで得られた第１の測定波形と、クラックＣを挟まないように配置された送受信素子の組み合わせで得られた第２の測定波形とを抽出するので、測定波形Ｍ１，１〜Ｍ６，６から直達波を含まない第１の測定波形と、直達波を含む第２の測定波形とに分離することが可能である。また、第１の測定波形と第２の測定波形とに重み付けを行うので、直達波を含む第２の測定波形による画像化への影響が、直達波を含まない第１の測定波形よりも小さくなるようにすることができる。そして、重み付けされた第１の測定波形と第２の測定波形とを基にコンクリート構造体１３０の画像を作成するので、直達波を含む第２の測定波形の影響を受けずに、直達波を含まない第１の測定波形を重視して画像を作成することができる。したがって、クラックＣの伸びる方向や深さが明確に判別可能な画像を得ることができる。
【００５８】
また、送受信素子１４１，１〜１４６，６の測定波形Ｍ１，１〜Ｍ６，６から直達波を検出することにより、直達波を含まない第１の測定波形と、直達波を含む第２の測定波形とを抽出することができるので、第１の測定波形と第２の測定波形の抽出を自動化することが可能である。このように、直達波の有無に基づいて第１の測定波形と第２の測定波形とを抽出すれば、例えば、コンクリート構造体１３０の表面１３０ａからはっきりと判別できないようなクラックであっても精度よく抽出できるようになるので、クラックの鮮明な画像化が可能である。
【００５９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、測定波形から直達波を検出して第１の測定波形と第２の測定波形とを抽出するようにしたが、作業者がクラックＣに対する素子アレイ１４の配置を目視で確認して抽出作業を行ってもよい。また、重み付け処理で第１の測定波形の係数を「１」、第２の測定波形の係数を「０」としたが、第２の測定波形の係数を「０．６」などのように第１の測定波形の係数よりも小さくしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  センサ
１１  制御回路
１２  送信回路
１３  受信回路
１４  素子アレイ
２０  ノートパソコン（処理装置）
２１  ユーザインターフェース
２２  信号処理部
２３  表示部
２４  入力部
２５  記憶部
３０  ＬＡＮ
１３０  コンクリート構造体
【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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