(57)【要約】【課題】検査者が、検査対象の肉厚の減少を容易に把握することを可能にする検査結果の表示技術を提供することを目的とする。【解決手段】本出願は、検査対象の表面に沿って発信された表面ＳＨ波が検査対象によって反射されることによって得られた超音波エコーを用いて、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向の検査対象の減肉深さを表示する減肉表示方法を開示する。減肉表示方法は、超音波エコーの強度に基づき生成されたエコー信号から減肉深さを算出する工程と、検査対象の正規の断面の輪郭を表す輪郭画像と、エコー信号に基づいて算出された減肉深さを、断面に平行な仮想平面上における減肉深さの分布として表す分布画像と、を生成する工程と、輪郭画像から分布画像までの距離が、複数の測定位置それぞれに対応する減肉深さを表すように、輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する工程と、を備える。【選択図】図１
2019015530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面ＳＨ波の反射波として生成された超音波エコーを用いて、前記断面に平行な方向の前記検査対象の減肉深さを表示する減肉表示方法であって、
前記複数の測定位置それぞれにおいて前記超音波エコーの強度に基づき生成されたエコー信号から前記減肉深さを算出する工程と、
前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記複数の測定位置それぞれにおいて前記エコー信号に基づいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上における分布として表す分布画像と、を生成する工程と、
前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する工程と、を備える
減肉表示方法。
【請求項２】
前記輪郭画像は、所定の閉領域を形成し、
前記分布画像は、前記閉領域内に表示される
請求項１に記載の減肉表示方法。
【請求項３】
前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する前記工程は、前記正規の断面の前記輪郭から所定の量だけ減肉した断面輪郭を表す指標画像を前記閉領域内に表示することを含む
請求項２に記載の減肉表示方法。
【請求項４】
前記表面ＳＨ波を発信する送信探触子を前記複数の測定位置それぞれに移動する工程と、
受信探触子を用いて、前記複数の測定位置それぞれで前記超音波エコーを受信し、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表す前記エコー信号を生成する工程と、を更に備え、
前記減肉深さを算出する前記工程は、前記複数の測定位置それぞれで、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布の中での最大減肉値を、前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記最大減肉値を、前記仮想平面上における前記分布として表す最大減肉データを生成することを含み、
前記分布画像は、前記最大減肉データに基づき生成される
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の減肉表示方法。
【請求項５】
前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得され、
前記算出処理は、
（ｉ）前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面ＳＨ波の一部を直接的に受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、
（ｉｉ）前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含む
請求項４に記載の減肉表示方法。
【請求項６】
前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得され、
前記算出処理は、
（ｉ）前記送信探触子から発信された前記表面ＳＨ波の一部を直接的に受信するように配置された前記受信探触子によって生成された信号から、最も大きな第１ピーク値と、次に大きな第２ピーク値と、を見出すことと、
（ｉｉ）前記第２ピーク値を前記第１ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、
（ｉｉｉ）前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含む
請求項４に記載の減肉表示方法。
【請求項７】
検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面ＳＨ波の反射波として生成された超音波エコーを用いて検査された前記検査対象の欠陥を評価するための画像を表示する減肉表示装置であって、
前記表面ＳＨ波を発信する送信探触子と、前記超音波エコーを受信し、前記超音波エコーの強度に基づきエコー信号を生成する受信探触子と、を有する探傷部と、
前記複数の測定位置それぞれにおいて、前記断面に平行な方向の減肉深さを前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上の分布として表す減肉分布データを生成するデータ生成部と、
前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記減肉深さの前記分布を表す分布画像と、を表す画像信号を生成する画像生成部と、
前記画像信号に応じて、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する表示部と、を備え、
前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記画像生成部は、前記画像信号を生成する
減肉表示装置。
【請求項８】
前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表し、
前記データ生成部は、前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面ＳＨ波の一部を受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、
前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含む
請求項７に記載の減肉表示装置。
【請求項９】
前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表し、
前記データ生成部は、前記受信探触子が生成した信号から最も大きな第１ピーク値と、次に大きな第２ピーク値と、を見出した後、前記第２ピーク値を前記第１ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、
前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含む
請求項７に記載の減肉表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の探傷結果を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａスコープ画像やＢスコープ画像は、検査対象の欠陥を評価するために用いられている（特許文献１を参照）。特許文献１は、Ｂスコープ画像を用いて、欠陥を評価することを提案する。特許文献１の開示技術は、Ｂスコープ画像を用いて、欠陥の広さ、形状及び位置を精度よく表示することを可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９０４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｂスコープ画像は、検査対象の探傷に用いられた探触子の移動方向を表す座標軸と、探触子からの表面ＳＨ波の発信方向における探触子からの距離を表す他のもう１つの座標軸と、によって定義される二次元座標上で、表面ＳＨ波が反射された位置を表示する。この結果、欠陥の形状、大きさ及び位置は、精度よく表示される。検査対象が、金属管であるならば、Ｂスコープ画像は、金属管の表面に生じた腐食領域の広さ、形状及び位置を表すことができる。しかしながら、Ｂスコープ画像は、金属管の中心軸に対して直角な方向における減肉深さを表すことはできない。したがって、検査者が、Ｂスコープ画像を見ても、検査対象の肉厚が、設計上の肉厚から大幅に減ぜられていることは分からない。
【０００５】
金属管の減肉が広い領域に生じていても、金属管の中心軸に直角な方向における減肉深さが小さいならば、検査対象の交換は必要とされないこともある。一方、金属管の肉厚が、設計上の肉厚から大きく減ぜられているならば、金属管の折れといったリスクが非常に高くなる。この場合、検査者は、減肉領域が狭くても、検査対象の交換を決定する必要がある。したがって、検査者が、検査対象の肉厚の減少を容易に把握することを可能にする検査結果の表示技術が望まれている。
【０００６】
本発明は、検査者が、検査対象の肉厚の減少を容易に把握することを可能にする検査結果の表示技術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】
【０００７】
本発明の一局面に係る減肉表示方法は、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面ＳＨ波の反射波として生成された超音波エコーを用いて、前記断面に平行な方向の前記検査対象の減肉深さを表示するために用いられることができる。減肉表示方法は、前記複数の測定位置それぞれにおいて前記超音波エコーの強度に基づき生成されたエコー信号から前記減肉深さを算出する工程と、前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記複数の測定位置それぞれにおいて前記エコー信号に基づいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上における分布として表す分布画像と、を生成する工程と、前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する工程と、を備える。
【０００８】
上記構成によれば、表面ＳＨ波は、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置で発信されるので、超音波エコーは、これらの測定位置それぞれで得られることができる。したがって、エコー信号も、これらの測定位置それぞれに対応して、超音波エコーから生成されることになる。
【０００９】
検査対象の肉厚が、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向において大きく減っているならば、多くの表面ＳＨ波が、減肉位置で超音波エコーとして反射される。すなわち、大きく減肉した位置での反射によって得られた超音波エコーは、強い強度を有することになる。エコー信号は、超音波エコーの強度に基づき生成されるので、エコー信号は、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向における減肉深さを表すことができる。
【００１０】
分布画像は、複数の測定位置それぞれに対応して生成されたエコー信号から見出された減肉深さを、複数の測定位置が設定された断面に平行な仮想平面上の分布として表す一方で、輪郭画像は、検査対象の正規の断面の輪郭を表す。分布画像が描かれる仮想平面は、複数の測定位置が設定された断面と平行であるので、輪郭画像から分布画像までの距離が、複数の測定位置それぞれに対応する減肉深さを表すように、輪郭画像及び分布画像は、同時に表示されることができる。検査者は、輪郭画像と分布画像とを同時に観察し、検査対象が、検査対象の正規の断面輪郭からどのくらい減肉しているかを容易に理解することができる。
【００１１】
上記の構成に関して、前記輪郭画像は、所定の閉領域を形成してもよい。前記分布画像は、前記閉領域内に表示されてもよい。
【００１２】
検査対象が、筒状体又は柱状体であり、且つ、複数の測定位置が筒状体又は柱状体の周方向に設定されるならば、輪郭画像は、所定の閉領域を形成する。したがって、減肉表示方法は、筒状体又は柱状体として設計された検査対象の減肉量を表示するために好適に利用可能である。上記の構成によれば、分布画像は、輪郭画像によって囲まれた閉領域内に表示されるので、検査者は、筒状体又は柱状体の減肉変化を容易に把握することができる。
【００１３】
上記の構成に関して、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する前記工程は、前記正規の断面の前記輪郭から所定の量だけ減肉した断面輪郭を表す指標画像を前記閉領域内に表示することを含んでもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、正規の断面輪郭から所定の量だけ減肉した断面輪郭を表す指標画像は、閉領域内に表示されるので、検査者は、指標画像を参照して、検査対象がどのくらい減肉しているかを定量的に理解することができる。
【００１５】
上記の構成に関して、減肉表示方法は、前記表面ＳＨ波を発信する送信探触子を前記複数の測定位置それぞれに移動する工程と、受信探触子を用いて、前記複数の測定位置それぞれで前記超音波エコーを受信し、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表す前記エコー信号を生成する工程と、を更に備えてもよい。前記減肉深さを算出する前記工程は、前記複数の測定位置それぞれで、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布の中での最大減肉値を、前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記最大減肉値を、前記仮想平面上における前記分布として表す最大減肉データを生成することを含んでもよい。前記分布画像は、前記最大減肉データに基づき生成されてもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、表面ＳＨ波を発信する送信探触子は、複数の測定位置それぞれに移動されるので、受信探触子は、これらの測定位置において、超音波エコーを受信することができる。受信探触子が生成するエコー信号は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における減肉深さの分布を表すので、減肉深さの分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値は、複数の測定位置それぞれで得られたエコー信号から算出されることができる。複数の測定位置それぞれで得られたエコー信号から算出された最大減肉値が、複数の測定位置が設定された断面に平行な仮想平面上での分布として表されると、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向においてどの位置で最大減肉値が生じているかを表す情報は失われる。しかしながら、複数の測定位置が設定された断面に平行な仮想平面上での最大減肉値の分布を表す最大減肉データは、検査対象に生じている最も深刻な減肉を選択的に表すことができる。したがって、検査対象に生じている最も深刻な減肉を表す最大減肉データに基づき生成された分布画像を、輪郭画像とともに観察した検査者は、検査対象が交換されるべきか否かを直感的に理解することができる。
【００１７】
上記の構成に関して、前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得されてもよい。前記算出処理は、（ｉ）前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面ＳＨ波の一部を直接的に受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、（ｉｉ）前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含んでもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、受信探触子は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の一部を直接的に受信するので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度は、受信探触子が生成する信号から分かることになる。受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面ＳＨ波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、エコー信号のピーク値よりも大きなピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。加えて、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、検査対象を通じた表面ＳＨ波の伝播の結果生ずる超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、受信探触子が生成する信号の最初の大きなピーク値は、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信を表すことになる。
【００１９】
送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度に依存する。しかしながら、エコー信号のピーク値は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の一部を直接的に受信した受信探触子が生成する信号のピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度の影響は、除算によって得られたエコー振幅比から排除される。したがって、所定の換算式は、エコー振幅比を最大減肉値に換算するために、表面ＳＨ波の強度とは無関係に利用されることができる。
【００２０】
上記の構成に関して、前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得されてもよい。前記算出処理は、（ｉ）前記送信探触子から発信された前記表面ＳＨ波の一部を直接的に受信するように配置された前記受信探触子によって生成された信号から、最も大きな第１ピーク値と、次に大きな第２ピーク値と、を見出すことと、（ｉｉ）前記第２ピーク値を前記第１ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、（ｉｉｉ）前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含んでもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、受信探触子は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の一部を直接的に受信するので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度は、受信探触子が生成する信号から分かることになる。受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面ＳＨ波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、最も大きな第１ピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、検査対象を通じた表面ＳＨ波の伝播の結果生ずる超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、エコー信号は、第１ピーク値の後に始まる。超音波エコーの強度は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の強度よりも小さいので、第１ピーク値の次に大きな第２ピーク値は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における検査対象の最大減肉値を表すことができる。
【００２２】
送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度に依存する。しかしながら、第２ピーク値は、第１ピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度の影響は、除算によって得られたエコー振幅比から排除される。したがって、所定の換算式は、エコー振幅比を最大減肉値に換算するために、表面ＳＨ波の強度とは無関係に利用されることができる。
【００２３】
本発明の他の局面に係る減肉表示装置は、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面ＳＨ波の反射波として生成された超音波エコーを用いて検査された前記検査対象の欠陥を評価するための画像を表示する。減肉表示装置は、前記表面ＳＨ波を発信する送信探触子と、前記超音波エコーを受信し、前記超音波エコーの強度に基づきエコー信号を生成する受信探触子と、を有する探傷部と、前記複数の測定位置それぞれにおいて、前記断面に平行な方向の減肉深さを前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上の分布として表す減肉分布データを生成するデータ生成部と、前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記減肉深さの前記分布を表す分布画像と、を表す画像信号を生成する画像生成部と、前記画像信号に応じて、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する表示部と、を備える。前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記画像生成部は、前記画像信号を生成する。
【００２４】
上記構成によれば、送信探触子は、表面ＳＨ波を、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置で発信するので、受信探触子は、超音波エコーを、これらの測定位置それぞれで受信することができる。したがって、エコー信号も、これらの測定位置それぞれに対応して、超音波エコーに基づき生成されることになる。
【００２５】
検査対象の肉厚が、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向において大きく減っているならば、多くの表面ＳＨ波が、減肉位置で超音波エコーとして反射される。すなわち、大きく減肉した位置での反射によって得られた超音波エコーは、強い強度を有することになる。エコー信号は、超音波エコーの強度に基づき生成されるので、エコー信号は、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向における減肉深さを表すことができる。
【００２６】
分布画像は、複数の測定位置それぞれに対応して生成されたエコー信号から見出された減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上の分布として表す一方で、輪郭画像は、検査対象の正規の断面の輪郭を表す。分布画像によって表される仮想平面は、複数の測定位置が設定された断面と平行であるので、輪郭画像から分布画像までの距離が、複数の測定位置それぞれに対応する減肉深さを表すように、輪郭画像及び分布画像は、同時に表示されることができる。検査者は、輪郭画像と分布画像とを同時に観察し、検査対象が、検査対象の正規の断面輪郭からどのくらい減肉しているかを直感的に理解することができる。
【００２７】
上記の構成に関して、前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表してもよい。前記データ生成部は、前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面ＳＨ波の一部を受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含んでもよい。
【００２８】
上記の構成によれば、受信探触子は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の一部を直接的に受信するので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度は、受信探触子が生成する信号から分かることになる。受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面ＳＨ波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における減肉深さの分布を表すエコー信号のピーク値よりも大きなピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。加えて、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、受信探触子が生成する信号の最初のピーク値は、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信を表すことになる。
【００２９】
送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度に依存する。しかしながら、エコー信号のピーク値は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の一部を直接的に受信した受信探触子が生成する信号のピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度の影響は、算出部が算出したエコー振幅比から排除される。したがって、換算部は、表面ＳＨ波の強度とは無関係に、所定の換算式を用いて、エコー振幅比を最大減肉値に換算することができる。
【００３０】
上記の構成に関して、前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表してもよい。前記データ生成部は、前記受信探触子が生成した信号から最も大きな第１ピーク値と、次に大きな第２ピーク値と、を見出した後、前記第２ピーク値を前記第１ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含んでもよい。
【００３１】
上記の構成によれば、受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面ＳＨ波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、最も大きな第１ピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。送信探触子からの表面ＳＨ波の直接的な受信は、超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における減肉深さの分布を表すエコー信号は、第１ピーク値の後に始まる。超音波エコーの強度は、送信探触子から発信された表面ＳＨ波の強度よりも小さいので、第１ピーク値の次に大きな第２ピーク値は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における検査対象の最大減肉値を表すことができる。
【００３２】
送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度に依存する。しかしながら、第２ピーク値は、第１ピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面ＳＨ波の強度の影響は、算出部が算出したエコー振幅比から排除される。したがって、換算部は、表面ＳＨ波の強度とは無関係に、所定の換算式を用いて、エコー振幅比を最大減肉値に換算することができる。
【発明の効果】
【００３３】
上述の技術は、検査者が、検査対象の交換が必要であるか否かを直感的に把握することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】例示的な減肉表示装置の概略的な機能構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示される減肉表示装置の表示部に表示される例示的な画像である。
【図３】図１に示される減肉表示装置の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図４】図１に示される減肉表示装置の探傷部から出力される例示的な信号の時間変化を表すグラフである。
【図５】エコー振幅比と減肉値との間の例示的な関係を表すグラフである。
【図６】図１に示される減肉表示装置の解析部の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。
【図７】図６に示される解析部の算出部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図８】図６に示される解析部の換算部の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。
【図９】図１に示される減肉表示装置の探傷部の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。
【図１０Ａ】図９に示される探傷部の探傷装置の概略的な斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示される探傷装置の他のもう１つの概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、例示的な減肉表示装置１００の概略的な機能構成を表すブロック図である。図１を参照して、減肉表示装置１００が説明される。
【００３６】
減肉表示装置１００は、検査対象ＩＴＧに生じた欠陥を評価するために用いられる。検査対象ＩＴＧに生じた欠陥を評価するための画像は、減肉表示装置１００によって表示される。検査者は、減肉表示装置１００が表示した画像から、検査対象ＩＴＧに生じた欠陥が、どのくらい深刻であるかを、直感的に把握することができる。
【００３７】
図１は、検査対象ＩＴＧとして、円筒状の金属管を示す。検査対象ＩＴＧは、地中に埋設された下管部ＬＰＰと、地中から上方に露出した上管部ＵＰＰと、を含む。一般的に、腐食は、地中に埋設された部位に生じやすい。金属管の肉厚は、腐食によって低減されるけれども、地中に埋設された部位に生じた腐食は、目視で確認しにくい。減肉表示装置１００は、表面ＳＨ（ＳＨＥＡＲ  ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ）波を用いて、検査対象ＩＴＧを走査し、地中に埋設された部位に生じた腐食を表すデータを採取する。減肉表示装置１００は、採取されたデータに基づき、検査対象ＩＴＧが、どのくらい減肉しているかを表す画像を生成する。検査者は、画像を観察し、検査対象ＩＴＧの交換が必要であるか否かの判断を直感的に行うことができる。本実施形態に関して、検査対象ＩＴＧは、金属管によって例示される。しかしながら、検査対象ＩＴＧは、他の形状を有してもよい。たとえば、検査対象ＩＴＧは、金属平板であってもよいし、角筒であってもよい。本実施形態の原理は、検査対象ＩＴＧの特定の形状に限定されない。
【００３８】
減肉表示装置１００は、探傷部１１０と、データ生成部１２０と、画像生成部１３０と、表示部１４０と、入力部１５０と、を示す。探傷部１１０は、金属管の非破壊検査に用いられる一般的な探傷装置であってもよい。本実施形態の原理は、探傷部１１０として用いられる特定の探傷装置に限定されない。
【００３９】
探傷部１１０は、所定の高さ位置で、上管部ＵＰＰの外周面に沿って移動される。図１に示されるように、複数の測定位置ＩＰＮは、所定の高さ位置における断面上で設定される。複数の測定位置ＩＰＮは、検査対象ＩＴＧの周方向に略等間隔に設定されてもよい。
【００４０】
探傷部１１０は、送信探触子１１１と、受信探触子１１２と、を含む。送信探触子１１１は、表面ＳＨ波を、下方に発信する。この結果、下管部ＬＰＰは、所定領域（所定の深さと金属管の全周長とによって定義される領域）において、表面ＳＨ波によって走査される。検査対象ＩＴＧに対して設定された所定領域において、検査対象ＩＴＧの断面（検査対象ＩＴＧの中心軸に対して直角な断面）は、略一様である。
【００４１】
下方に発信された表面ＳＨ波は、下管部ＬＰＰによって反射され、超音波エコーとして上方に伝播する。下管部ＬＰＰの腐食領域は減肉しているので、下管部ＬＰＰの外周面は、腐食領域において、表面ＳＨ波の伝播方向に交差する。したがって、表面ＳＨ波は、腐食領域において、多く反射される。このことは、腐食領域での表面ＳＨ波の反射によって生成された表面ＳＨ波エコーが強いことを意味する。下管部ＬＰＰの外周面は、腐食が生じていない部位において、表面ＳＨ波の伝播方向に略平行である。したがって、表面ＳＨ波は、腐食が生じていない部位（すなわち、腐食領域の外側の領域）では、あまり反射されない。このことは、腐食領域の外の領域での表面ＳＨ波の反射によって生成された超音波エコーは弱いことを意味する。
【００４２】
受信探触子１１２は、超音波エコーを受信する。受信探触子１１２は、超音波エコーの強度を表すエコー信号を生成する。すなわち、超音波エコーの強度が大きいならば、受信探触子１１２は、大きな強度を有するエコー信号を生成する。一方、超音波エコーの強度が小さいならば、受信探触子１１２は、小さな強度を有するエコー信号を生成する。
【００４３】
エコー信号の生成時刻（すなわち、超音波エコーの受信時刻）は、超音波エコーが、検査対象ＩＴＧの高さ方向において、どこで反射されたかを表す。早い時刻に生成されたエコー信号は、受信探触子１１２に近い位置での反射によって生成された超音波エコーに由来する。遅い時刻に生成されたエコー信号は、受信探触子１１２から遠い位置での反射によって生成された超音波エコーに由来する。したがって、検査対象ＩＴＧの周方向における所定の位置で得られたエコー信号の強度の時間変動は、検査対象ＩＴＧの中心軸の延設方向における検査対象ＩＴＧの肉厚分布を表すことができる。
【００４４】
探傷部１１０は、周方向に連続的に移動し、複数の測定位置ＩＰＮを順次通過する。探傷部１１０が、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに到達すると、送信探触子１１１は、表面ＳＨ波を発信する。あるいは、探傷部１１０が、所定の距離だけ移動するたびに、送信探触子１１１は、表面ＳＨ波を発信してもよい。この場合、複数の測定位置ＩＰＮは、送信探触子１１１が表面ＳＨ波を発信した位置として定義される。受信探触子１１２は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれにおいて、超音波エコーを受信し、エコー信号を生成する。複数の測定位置ＩＰＮ全てにおいて、エコー信号が生成されると、検査対象ＩＴＧに対する検査は終了する。あるいは、探傷部１１０の移動距離が所定の値に達すると（すなわち、探傷部１１０が、検査対象ＩＴＧの周面を一周すると）、検査対象ＩＴＧに対する検査は終了する。
【００４５】
エコー信号は、探傷部１１０からデータ生成部１２０へ出力される。データ生成部１２０は、保存部１２１と、解析部１２２と、を含む。上述の如く、検査対象ＩＴＧの中心軸に対して直角の方向における大きな減肉が生じているならば、受信探触子１１２は、大きな強度のエコー信号を生成する。したがって、エコー信号の強度は、検査対象ＩＴＧの中心軸に対して直角の方向（すなわち、複数の測定位置ＩＰＮが設定された断面に平行な方向）における減肉深さを表す。エコー信号の強度の時間変化は、検査対象ＩＴＧの中心軸の延設方向（すなわち、複数の測定位置ＩＰＮが設定された断面に対して直角な方向）における減肉深さの分布を表す。保存部１２１は、検査対象ＩＴＧの中心軸の延設方向における減肉深さの分布を表すデータとして、エコー信号の強度を表すデータを保存する。
【００４６】
解析部１２２は、エコー信号の強度を表すデータを、保存部１２１から読み出す。解析部１２２は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれにおいて取得されたエコー信号の強度から、最大減肉値（すなわち、エコー信号の強度の時間変化の分布のうち最大の信号強度）を抽出する。この結果、データ生成部１２０は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれにおいて最大減肉値を得ることができる。解析部１２２は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対応して得られた最大減肉値を、複数の測定位置ＩＰＮが設定された断面に平行な仮想平面上の分布（すなわち、検査対象ＩＴＧの周方向における最大減肉値の分布）として表す最大減肉データを生成する。最大減肉データは、解析部１２２から画像生成部１３０へ出力される。
【００４７】
検査者は、探傷部１１０の移動の前に、入力部１５０を操作し、検査対象ＩＴＧの形状や寸法に関する情報（たとえば、検査対象ＩＴＧの外径及び内径、土中に埋設された長さや検査対象ＩＴＧの形状を特定するための他の寸法）を、保存部１２１に入力することができる。検査対象ＩＴＧの形状を表す情報は、入力部１５０を通じて保存部１２１に書き込まれる。以下の表は、保存部１２１に格納された例示的なデータを概念的に表す。以下の表の複数の測定位置ＩＰＮを表す情報は、探傷部１１０の一部として用いられるエンコーダ（図示せず）からの信号に基づいて保存部１２１に記録されている。
【００４８】
【表１】
2019015530.tif 000003
【００４９】
表１によって表されるデータに関して、検査者は、検査対象ＩＴＧのＩＤ（識別情報）、検査対象ＩＴＧの外径、検査対象ＩＴＧの内径及び複数の測定位置ＩＰＮを入力している。複数の測定位置ＩＰＮそれぞれを表す情報及びエコー信号の強度の時間変化は、探傷部１１０から得られている。表１は、エコー信号の強度の時間変化を、時間の関数として表記している。保存部１２１は、エコー信号の強度の時間変化を表すデータを、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに関連づけて記憶している。
【００５０】
検査者は、入力部１５０を操作し、保存部１２１に保存されたデータの解析を要求する解析要求を生成する。解析要求は、入力部１５０から解析部１２２へ出力される。解析部１２２は、解析要求に応じて、保存部１２１からデータを読み出し、最大減肉データを生成する。以下の表は、解析部１２２が解析要求に応じて生成する例示的な最大減肉データを概念的に表す。
【００５１】
【表２】
2019015530.tif 000004
【００５２】
解析部１２２は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対応するデータから最大減肉値（すなわち、エコー信号の最大強度）を見出す。表２は、最大減肉値を、複数の値から最大値を見出すための関数「ｍａｘ（）」を用いて表記している。この結果、最大強度は、検査対象ＩＴＧの周方向に亘って設定された複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対して見出されることになる。複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対して見出された最大強度は、検出対象ＩＴＧの中心軸の延設方向における減肉量の分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を意味する。解析部１２２は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対して見出された最大減肉値を、複数の測定位置ＩＰＮにそれぞれ対応付け、最大減肉データを生成する。したがって、表２に示される最大減肉データは、複数の測定位置ＩＰＮが設定された断面に平行な仮想平面上で、検査対象ＩＴＧの周方向における最大減肉値の分布を表すことができる。
【００５３】
解析部１２２は、所定の換算式を用いて、エコー信号の最大強度を、エコー信号の最大強度から推定される最大減肉値に換算する。以下の表は、換算処理後の最大減肉データを概念的に表す。
【００５４】
【表３】
2019015530.tif 000005
【００５５】
表３は、エコー信号の最大強度から最大減肉値への換算するための所定の換算式を、関数「ＣＦ（）」で表記している。換算処理後の最大減肉データは、画像生成部１３０へ出力される。
【００５６】
画像生成部１３０は、換算処理後の最大減肉データから検査対象ＩＴＧの周方向における最大減肉値の分布を表す画像を生成するための分布画像信号を生成する。すなわち、分布画像信号は、検査対象の中心軸に対して直交する仮想平面上の分布として、換算処理後の最大減肉データによって表される最大減肉値を表す。画像生成部１３０は、保存部１２１に保存されている検査対象ＩＴＧの形状データ（表１に関して、検査対象ＩＴＧの外径及び内径）を読み出す。検査者が、入力部１５０を通じて入力する形状データは、検査対象ＩＴＧの正規の形状を表す。たとえば、検査者は、減肉がほとんど生じていないと推定される上管部ＵＰＰの寸法を測定し、測定された寸法を形状データとして入力してもよい。あるいは、検査者は、検査対象ＩＴＧの設計上の寸法を形状データとして入力してもよい。画像生成部１３０は、形状データを参照し、検査対象ＩＴＧの中心軸に直交する正規の断面輪郭を表す画像を生成するための輪郭画像信号を生成する。画像生成部１３０は、分布画像信号及び輪郭画像信号を合成し、検査対象ＩＴＧの周方向における最大減肉値の分布と、検査対象ＩＴＧの中心軸の延設方向に直交する正規の断面輪郭を表す画像と、を同時に表す画像信号を生成する。画像信号は、画像生成部１３０から表示部１４０へ出力される。以下の説明に関して、輪郭画像信号に基づいて生成される画像は、「輪郭画像」と称される。分布画像信号に基づいて生成される画像は、「分布画像」と称される。
【００５７】
表示部１４０は、画像信号に応じて、輪郭画像と分布画像とを同時に表示する。検査者は、輪郭画像を分布画像と比較し、検査対象ＩＴＧの肉厚がどのくらい減っているかを容易に把握することができる。
【００５８】
保存部１２１、解析部１２２及び画像生成部１３０は、一般的なコンピュータ装置であってもよい。この場合、保存部１２１は、コンピュータ装置に組み込まれたハードディスクであってもよいし、コンピュータ装置に差し込まれるＵＳＢメモリであってもよい。本実施形態の原理は、保存部１２１として組み込まれる特定の装置に限定されない。
【００５９】
解析部１２２は、エコー信号を処理するためのプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよいし、エコー信号を処理するために設計されたＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。本実施形態の原理は、解析部１２２として用いられる特定の演算素子に限定されない。
【００６０】
画像生成部１３０は、画像信号を生成する一般的な信号生成回路であってもよい。したがって、様々な既知の画像信号生成技術は、画像生成部１３０に適用されることができる。本実施形態の原理は、輪郭画像及び分布画像を同時に表示するための特定の画像表示技術に限定されない。
【００６１】
表示部１４０及び入力部１５０は、一般的なコンピュータ装置が有するユーザインターフェースであってもよい。たとえば、入力部１５０は、コンピュータ装置に電気的に接続されたキーボードであってもよい。この場合、表示部１４０は、一般的なコンピュータモニタであってもよい。代替的に、表示部１４０及び入力部１５０は、一体的に形成されてもよい。たとえば、表示部１４０及び入力部１５０は、タッチパネルとして形成されることができる。本実施形態の原理は、表示部１４０及び入力部１５０の特定の構造に限定されない。
【００６２】
図２は、表示部１４０に表示される例示的な画像である。図１及び図２を参照して、表示部１４０に表示される画像が説明される。
【００６３】
図２は、複数の曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を示す。曲線Ｃ１は、検査対象ＩＴＧの外径を表すデータ（表１を参照）に基づいて描かれている。曲線Ｃ２は、検査対象ＩＴＧの内径を表すデータ（表１を参照）に基づいて描かれている。曲線Ｃ１，Ｃ２は、上述の輪郭画像に相当する。検査者は、表示部１４０に映し出された曲線Ｃ１，Ｃ２を参照し、検査対象ＩＴＧの正規の形状（すなわち、減肉されていない検査対象ＩＴＧの断面形状）を把握することができる。
【００６４】
曲線Ｃ３は、曲線Ｃ１，Ｃ２の間に描かれている。曲線Ｃ３は、換算処理後の最大減肉データ（表３を参照）に基づいて描かれている。すなわち、曲線Ｃ３は、検査対象ＩＴＧの周方向における最大減肉値の分布を表す分布画像である。
【００６５】
図２は、曲線Ｃ１上に描かれた測定点ＭＰＴを示す。測定点ＭＰＴは、図１及び表３に示される複数の測定位置ＩＰＮのうち１つに相当する。図２は、曲線Ｃ１，Ｃ２の共通の中心点ＣＰＴと測定点ＭＰＴとを結ぶ直線Ｌを更に示す。図２は、直線Ｌと曲線Ｃ３とによって形成される交点ＩＰＴを更に示す。測定点ＭＰＴと交点ＩＰＴとの間の距離が、測定点ＭＰＴに対応する測定位置ＩＰＮで得られた最大減肉値に等しくなるように、画像生成部１３０は、交点ＩＰＴの位置を定める。同様に、画像生成部１３０は、図１及び表３に示される複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対して、交点の位置を定める。この結果、中心点ＣＰＴを取り囲むように配置された複数の交点が、設定される。画像生成部１３０は、これらの交点を結ぶ曲線を、曲線Ｃ３として設定し、検査対象ＩＴＧの周方向における最大減肉値の分布を表す分布画像を生成する。
【００６６】
図３は、減肉表示装置１００の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図１乃至図３を参照して、減肉表示装置１００の動作が説明される。
【００６７】
（ステップＳ１１０）
減肉表示装置１００は、検査者のデータ入力を待つ。検査者が、入力部１５０を操作し、検査に必要な情報（表１を参照：検査対象ＩＴＧのＩＤ、検査対象ＩＴＧの外径、検査対象ＩＴＧの内径）を入力すると、ステップＳ１２０が実行される。
【００６８】
（ステップＳ１２０）
検査者は、探傷部１１０を上管部ＵＰＰの外周面に磁気的に吸着させ、所定の高さ位置に設置する。探傷部１１０は、検査対象ＩＴＧの周方向に移動される。送信探触子１１１は、複数の測定位置ＩＰＮにおいて、表面ＳＨ波を、下方に発信する。表面ＳＨ波は、土中に埋設された下管部ＬＰＰに向けて伝播する。表面ＳＨ波の一部は、下管部ＬＰＰによって反射され、超音波エコーとして上方に伝播する。探傷部１１０の受信探触子１１２は、超音波エコーを受信し、エコー信号を生成する。エコー信号は、受信探触子１１２から保存部１２１へ出力される。加えて、表面ＳＨ波の発信位置を表す情報も探傷部１１０から保存部１２１へ出力される。ステップＳ１１０における入力及びステップＳ１２０における探傷の結果、表１に示されるデータが、保存部１２１に保存されることになる。複数の測定位置ＩＰＮの全てにおいてエコー信号の強度を表すデータが取得されると、ステップＳ１３０が実行される。
【００６９】
（ステップＳ１３０）
減肉表示装置１００は、検査者からの解析要求の入力を待つ。検査者が、入力部１５０を操作し、解析要求を入力すると、ステップＳ１４０が実行される。
【００７０】
（ステップＳ１４０）
解析要求は、入力部１５０から解析部１２２へ出力される。解析部１２２は、解析要求に応じて、保存部１２１から、複数の測定位置ＩＰＮを表すデータと、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに関係づけて保存されたデータ（すなわち、エコー信号の強度の時間変化）と、を読み出す。解析部１２２は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに関係づけて保存されたエコー信号の強度の時間変化から最大の信号強度を表すデータを抽出する。この結果、表２に示される最大減肉データが生成される。解析部１２２は、所定の換算式を用いて、抽出されたエコー信号の最大強度を表すデータを、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれにおける検査対象ＩＴＧの最大減肉値を表すデータに変換する。この結果、表３に示される最大減肉データが生成される。表３に示される最大減肉データは、解析部１２２から画像生成部１３０へ出力される。解析部１２２から画像生成部１３０への最大減肉データの出力の後、ステップＳ１５０が実行される。
【００７１】
（ステップＳ１５０）
画像生成部１３０は、保存部１２１から、検査対象ＩＴＧの外径を表すデータ（表１を参照）と、検査対象ＩＴＧの内径を表すデータ（表１を参照）と、を読み出し、輪郭画像を表す輪郭画像信号を生成する。画像生成部１３０は、解析部１２２から受け取った最大減肉データを参照し、分布画像信号を生成する。画像生成部１３０は、輪郭画像信号及び分布画像信号を合成し、図２に示される画像を表示するための画像信号を生成する。画像信号は、画像生成部１３０から表示部１４０へ出力される。画像生成部１３０から表示部１４０への画像信号の出力の後、ステップＳ１６０が実行される。
【００７２】
（ステップＳ１６０）
表示部１４０は、画像信号に応じて、図２に示される画像を表示する。検査者は、曲線Ｃ１，Ｃ３間の距離を参照し、検査対象ＩＴＧがどのくらい減肉しているかを直感的に把握することができる。ステップＳ１４０におけるデータ処理の結果、検査対象ＩＴＧの中心軸の延設方向における減肉深さの分布を表す情報は、図２に示される画像からは失われている。しかしながら、図２に示される画像は、検査対象ＩＴＧに生じている最も深刻な減肉を、検査対象ＩＴＧの中心軸に直交する仮想平面上の分布として表しているので、検査者は、検査対象ＩＴＧを交換すべきか否かを適切且つ容易に判断することができる。たとえば、曲線Ｃ３の一部が、曲線Ｃ２にかなり接近しているならば、検査者は、検査対象ＩＴＧを交換すべきことを判断することができる。
【００７３】
＜他の特徴＞
設計者は、上述の減肉表示装置１００に様々な特徴を与えることができる。以下に説明される特徴は、上述の減肉表示装置１００の設計原理を何ら限定しない。
【００７４】
（指標画像の表示）
図２に示されるように、最大減肉値を表す分布を表す曲線Ｃ３は、検査対象ＩＴＧの外形輪郭を表す曲線Ｃ１によって囲まれた閉領域内に表示されている。追加的に、画像生成部１３０は、検査者に、減肉深さに関する指標を与える指標画像を表示するための画像信号を生成してもよい。
【００７５】
図２は、曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に加えて、２つの曲線Ｃ４，Ｃ５を示す。曲線Ｃ４，Ｃ５は、曲線Ｃ１，Ｃ２と同心の円を描く。画像生成部１３０は、保存部１２１から読み出した検査対象ＩＴＧの外径に「７５％」を掛け、曲線Ｃ４を描くための画像信号を生成する。したがって、曲線Ｃ４は、検査対象ＩＴＧの正規の断面輪郭（すなわち、減肉されていない検査対象ＩＴＧの断面輪郭）から、「２５％」だけ減肉された断面輪郭を表す。画像生成部１３０は、保存部１２１から読み出した検査対象ＩＴＧの外径に「５０％」を掛け、曲線Ｃ５を描くための画像信号を生成する。したがって、曲線Ｃ４は、検査対象ＩＴＧの正規の断面輪郭から、「５０％」だけ減肉された断面輪郭を表す。これらの画像信号は、曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を表す画像信号と合成され、表示部１４０へ出力される。したがって、表示部１４０は、輪郭画像（曲線Ｃ１，Ｃ２）及び分布画像（曲線Ｃ３）だけでなく、減肉深さの指標となる指標画像（曲線Ｃ４，Ｃ５）を表示することができる。
【００７６】
検査者は、曲線Ｃ４，Ｃ５を参照し、曲線Ｃ３によって表される減肉深さを定量的に把握することができる。図２に示される曲線Ｃ３の一部は、曲線Ｃ４，Ｃ５によって囲まれた環状領域に入り込んでいる。したがって、検査者は、検査対象ＩＴＧの一部が、２５％以上５０％以下の範囲で減肉していることを把握することができる。
【００７７】
（エコー信号の強度から最大減肉値への換算）
上述の如く、エコー信号の強度は、検査対象ＩＴＧの減肉深さの大きさを表すことができる。したがって、エコー信号の強度は、所定の換算式によって、検査対象ＩＴＧの減肉深さに変換されることができる。エコー信号の強度から検査対象ＩＴＧの減肉深さへの換算が、以下に説明される。
【００７８】
図４は、探傷部１１０から出力される例示的な信号の時間変化を表すグラフである。図１及び図４を参照して、探傷部１１０から出力される信号が説明される。
【００７９】
図１に示されるように、受信探触子１１２は、送信探触子１１１の近くに配置される。したがって、受信探触子１１２は、送信探触子１１１から発信された表面ＳＨ波の一部を、直接的に受信することができる。
【００８０】
図４は、複数の測定位置ＩＰＮのうち１つにおいて、受信探触子１１２が出力した信号を表す。図４は、信号が、時刻「ｔ１」において、最初のピーク値を取ることを表している。最初のピーク値は、以下の説明において、「第１ピーク値」と称される。第１ピーク値は、受信探触子１１２が、表面ＳＨ波を、送信探触子１１１から直接的に受信していることを表す。すなわち、時刻「ｔ１」における第１ピーク値は、検査対象ＩＴＧを伝播することなく、送信探触子１１１から受信探触子１１２へ直接的に伝播した表面ＳＨ波に由来する。図１は、送信探触子１１１から受信探触子１１２へ直接的に伝播した表面ＳＨ波を、「漏出超音波」として示す。
【００８１】
図４に示されるように、エコー信号の生成期間は、漏出超音波の影響が失われた後に開始する。エコー信号の生成期間の時刻「ｔ２」において、次のピーク値が現れている。時刻「ｔ２」に現れるピーク値は、以下の説明において、「第２ピーク値」と称される。第２ピーク値は、複数の測定位置ＩＰＮのうち１つでの検査対象ＩＴＧの中心軸の延設方向における最大減肉値を表す。
【００８２】
検出対象ＩＴＧ中の伝播や反射は、表面ＳＨ波のエネルギの損失に帰結するので、超音波エコーは、送信探触子１１１から発信された直後の表面ＳＨ波（すなわち、漏出超音波）よりも弱い。したがって、第２ピーク値は、受信探触子１１２が出力する信号の中で、第１ピーク値の次に大きな値となる。
【００８３】
送信探触子１１１から発信される表面ＳＨ波のエネルギが大きいならば、受信探触子１１２から出力される信号の強度は大きくなる。一方、送信探触子１１１から発信される表面ＳＨ波のエネルギが小さいならば、受信探触子１１２から出力される信号の強度は小さくなる。図１を参照して説明された解析部１２２は、送信探触子１１１から発信される表面ＳＨ波の影響を排除するための正規化処理を実行し、エコー振幅比を算出してもよい。以下の数式は、エコー振幅比の例示的な算出式を表す。
【００８４】
【数１】
2019015530.tif 000006
【００８５】
図５は、エコー振幅比と減肉値との間の例示的な関係を表すグラフである。図１及び図５を参照して、エコー振幅比と減肉値との間の関係が説明される。
【００８６】
検査者は、検査対象ＩＴＧに対する検査の前に、エコー振幅比と減肉値との関係を調査するための試験ピース（図示せず）を用意してもよい。検査者は、表面ＳＨ波を用いて試験ピースを走査し、エコー振幅比と、試験ピースから実測された減肉値と、の間の関係を調査することができる。調査の後、検査者は、エコー振幅比と減肉値とによって定義される座標空間に試験ピースから得られたデータをプロットすることができる。検査者は、その後、最小二乗法や他の数学的方法を用いて、エコー振幅比から減肉値を換算するための換算式を得ることができる。本実施形態に関して、換算式は、一次関数として設定されている。したがって、表３に示される「換算式ＣＦ（）」は、エコー振幅比の一次関数であってもよい。以下の数式は、表３に示される「換算式ＣＦ（）」を表す。
【００８７】
【数２】
2019015530.tif 000007
【００８８】
解析部１２２は、「数１」から得られたエコー振幅比を、「数２」の変数「ＥＡＲ」に代入し、複数の測定位置ＩＰＮのうち１つにおける最大減肉値を算出することができる。解析部１２２は、図１及び表２に示される測定位置ＩＰＮ全てに対して、「数１」及び「数２」を用いた算出処理を行う。この結果、表２に示されるデータは、表３に示されるデータに変換されることになる。
【００８９】
図６は、解析部１２２の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図１、図４及び図６を参照して、解析部１２２が説明される。
【００９０】
解析部１２２は、算出部１２３と、換算部１２４と、を含む。保存部１２１には、図４に示されるような信号を表すデータが、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対して保存されている。検査者が、入力部１５０を操作し、解析要求を入力すると、算出部１２３は、解析要求に応じて、探傷部１１０から出力された信号の強度の時間変化を表すデータを、保存部１２１から読み出す。
【００９１】
算出部１２３は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれに対応するデータから第１ピーク値と第２ピーク値とを見出す。算出部１２３は、上述の「数１」に示される演算を実行し、エコー振幅比を、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれについて算出する。算出されたエコー振幅比を表すデータは、算出部１２３から換算部１２４へ受け渡される。
【００９２】
換算部１２４は、エコー振幅比を、上述の「数２」で表される換算式に代入する。この結果、エコー振幅比は、複数の測定位置ＩＰＮそれぞれについて、最大減肉値に換算される。複数の測定位置ＩＰＮそれぞれの最大減肉値を表す最大減肉データは、複数の測定位置ＩＰＮを表すデータとともに、換算部１２４から画像生成部１３０へ出力される。
【００９３】
図７は、算出部１２３の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図１、図４、図６及び図７を参照して、算出部１２３の動作が説明される。
【００９４】
（ステップＳ２１０）
算出部１２３は、解析要求を待つ。検査者が、入力部１５０を操作し、解析要求を入力すると、ステップＳ２２０が実行される。
【００９５】
（ステップＳ２２０）
算出部１２３は、データ処理に用いられるカウント値「ｎ」を「０」に設定する。カウント値「ｎ」は、その後の処理によって、「１」ずつ増分される。カウント値「ｎ」が「０」に設定されると、ステップＳ２３０が実行される。
【００９６】
（ステップＳ２３０）
算出部１２３は、保存部１２１から、ｎ番目の測定位置に対応するデータを読み出す。表１に示されるデータに関して、カウント値「ｎ」が「１」であるならば、算出部１２３は、測定位置を表すデータ「ＣＦ１」と、測定位置「ＣＦ１」で得られた信号強度の時間変化を表すデータ「ＥＦ１（ｔ）」（図４に示されるような時間変動のデータ）と、を読み出す。ｎ番目の測定位置に対応するデータが読み出されると、ステップＳ２４０が実行される。
【００９７】
（ステップＳ２４０）
算出部１２３は、ステップＳ２３０において読み出されたデータから第１ピーク値（最も大きなピーク値）と第２ピーク値（次に大きなピーク値）とを抽出する。その後、ステップＳ２５０が実行される。
【００９８】
（ステップＳ２５０）
算出部１２３は、ステップＳ２４０において取得された第１ピーク値及び第２ピーク値を用いて、上述の「数１」で表される演算を実行する。この結果、ｎ番目の測定位置におけるエコー振幅比が算出される。算出されたエコー振幅比を表すデータは、ｎ番目の測定位置を表すデータと関連づけられて、算出部１２３から換算部１２４へ出力される。その後、ステップＳ２６０が実行される。
【００９９】
（ステップＳ２６０）
算出部１２３は、カウント値「ｎ」が、所定の自然数「Ｎ」に一致するか否かを確認する。自然数「Ｎ」は、検査者が、いくつの測定位置ＩＰＮを設定したかによって決定される。表１に示されるデータに関して、検査者は、「Ｎ＋１」個の測定位置ＩＰＮを設定している。カウント値「ｎ」が、自然数「Ｎ」に一致するとき、算出部１２３は、全ての測定位置ＩＰＮについて、エコー振幅比を算出している。この場合、算出部１２３は、処理を終了する。他の場合には、ステップＳ２７０が実行される。
【０１００】
（ステップＳ２７０）
算出部１２３は、カウント値「ｎ」を「１」だけ増分する。その後、ステップＳ２３０が実行される。
【０１０１】
図８は、換算部１２４の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図６乃至図８を参照して、換算部１２４の動作が説明される。
【０１０２】
（ステップＳ３１０）
換算部１２４は、解析要求を待つ。検査者が、入力部１５０を操作し、解析要求を入力すると、ステップＳ３２０が実行される。
【０１０３】
（ステップＳ３２０）
換算部１２４は、データ処理に用いられるカウント値「ｎ」を「０」に設定する。カウント値「ｎ」は、その後の処理によって、「１」ずつ増分される。カウント値「ｎ」が「０」に設定されると、ステップＳ３３０が実行される。
【０１０４】
（ステップＳ３３０）
換算部１２４は、エコー振幅比のデータを待つ。図６を参照して説明されたステップＳ２５０が実行されると、ｎ番目の測定位置を表すデータと関連づけられたエコー振幅比のデータを算出部１２３から受け取ることができる。その後、ステップＳ３４０が実行される。
【０１０５】
（ステップＳ３４０）
換算部１２４は、ステップＳ３３０において受け取ったエコー振幅比を、上述の「数２」に代入する。この結果、ステップＳ３３０において受け取ったエコー振幅比は、ｎ番目の測定位置における最大減肉値に換算される。換算の後、ステップＳ３５０が実行される。
【０１０６】
（ステップＳ３５０）
換算部１２４は、カウント値「ｎ」が、所定の自然数「Ｎ」に一致するか否かを確認する。自然数「Ｎ」は、検査者が、いくつの測定位置ＩＰＮを設定したかによって決定される。表１に示されるデータに関して、検査者は、「Ｎ＋１」個の測定位置ＩＰＮを設定している。カウント値「ｎ」が、自然数「Ｎ」に一致するとき、換算部１２４は、全ての測定位置ＩＰＮについて、エコー振幅比を最大減肉値に換算している。この場合、ステップＳ３６０が実行される。他の場合には、ステップＳ３７０が実行される。
【０１０７】
（ステップＳ３６０）
全ての測定位置ＩＰＮに亘る最大減肉値の分布を表すデータは、換算部１２４から画像生成部１３０へ出力され、換算部１２４は、処理を終了する。
【０１０８】
（ステップＳ３７０）
換算部１２４は、ｎ番目の測定位置を表すデータと関連づけて、ｎ番目の測定位置での最大減肉値を表すデータを保持する。その後、ステップＳ３８０が実行される。
【０１０９】
（ステップＳ３８０）
換算部１２４は、カウント値「ｎ」を「１」だけ増分する。その後、ステップＳ３３０が実行される。
【０１１０】
ステップＳ３３０、ステップＳ３４０、ステップＳ３５０、ステップＳ３７０及びステップＳ３８０からなる処理ループが繰り返される結果、換算部１２４は、表３に表される最大減肉データを順次構築することができる。表３に表される最大減肉データは、ステップＳ３６０において、換算部１２４から画像生成部１３０へ出力される。
【０１１１】
（探傷部）
設計者は、図１を参照して説明された探傷部１１０に、様々な機能構成を与えることができる。探傷部１１０の例示的な機能構成が、以下に説明される。
【０１１２】
図９は、探傷部１１０の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図１及び図９を参照して、探傷部１１０が説明される。
【０１１３】
探傷部１１０は、探傷装置２１０と、制御部２２０と、を含む。探傷装置２１０は、図１を参照して説明された送信探触子１１１及び受信探触子１１２を含む。送信探触子１１１は、制御部２２０の制御下で表面ＳＨ波を発信する。受信探触子１１２は、検査対象ＩＴＧによって反射され、上方に伝播した超音波エコーを受信する。受信探触子１１２は、超音波エコーの強度を表すエコー信号を生成する。エコー信号は、受信探触子１１２から保存部１２１へ出力される。
【０１１４】
探傷装置２１０は、駆動部１１３と、位置測定部１１４と、を更に含む。駆動部１１３は、制御部２２０の制御下で動作し、探傷装置２１０を検査対象ＩＴＧの外周面に沿って移動させる。位置測定部１１４は、探傷装置２１０の移動距離（すなわち、探傷装置２１０の現在位置）を測定する。探傷装置２１０の移動距離（すなわち、探傷装置２１０の現在位置）を表す位置データは、位置測定部１１４から保存部１２１へ出力される。駆動部１１３は、一般的なモータであってもよい。位置測定部１１４は、モータに取り付けられた、或いは、モータに内蔵されたエンコーダであってもよい。
【０１１５】
制御部２２０は、駆動制御部２２１と、超音波制御部２２２と、を含む。検査者は、探傷装置２１０を、所定の高さ位置において、上管部ＵＰＰに磁気的に吸着させた後、入力部１５０を操作し、探傷装置２１０の起動を要求する起動要求を入力する。起動要求は、入力部１５０から駆動制御部２２１及び超音波制御部２２２へ出力される。
【０１１６】
駆動制御部２２１は、起動要求に応じて、探傷装置２１０を略一定速度で移動させるための駆動信号を生成する。駆動信号は、駆動制御部２２１から駆動部１１３へ出力される。駆動部１１３は、駆動信号に応じて、探傷装置２１０を、略一定速度で移動させる。
【０１１７】
起動要求を受け取った超音波制御部２２２は、表面ＳＨ波の発信を要求する発信要求を、略一定の時間間隔で生成する。発信要求は、超音波制御部２２２から送信探触子１１１へ出力される。送信探触子１１１は、発信要求に応じて、表面ＳＨ波を下方に発信する。この結果、表面ＳＨ波は、検査対象ＩＴＧによって反射され、超音波エコーとして受信探触子１１２によって受信される。受信探触子１１２は、その後、図４に示されるような信号を生成する。受信探触子１１２が生成した信号は、上述の如く、保存部１２１に保存される。
【０１１８】
制御部２２０は、図１を参照して説明されたデータ生成部１２０及び画像生成部１３０が組み込まれたコンピュータ装置に組み込まれてもよい。代替的に、データ生成部１２０及び画像生成部１３０が組み込まれたコンピュータ装置とは別異のコンピュータ装置のＣＰＵとして設計されてもよい。
【０１１９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、探傷装置２１０の概略的な斜視図である。図１、図９乃至図１０Ｂを参照して、探傷装置２１０が説明される。
【０１２０】
図１０Ａは、上述の送信探触子１１１及び受信探触子１１２を示す。図１０Ａに示されるように、受信探触子１１２は、送信探触子１１１の近くに配置される。したがって、受信探触子１１２は、送信探触子１１１が発信した表面ＳＨ波の一部を受信することができる。この結果、受信探触子１１２が生成する信号は、図４を参照して説明された第１ピーク値を含むことができる。
【０１２１】
送信探触子１１１及び受信探触子１１２に加えて、探傷装置２１０は、２つの前輪２１１と、２つの後輪２１２と、前モータ２１３と、後モータ２１４と、筐体２１５と、４つの磁石２１６と、を備える。２つの前輪２１１は、探傷装置２１０の進行方向において、２つの後輪２１２の前方に位置する。２つの前輪２１１は、前モータ２１３によって回転される。２つの後輪２１２は、２つの前輪２１１の整列方向と略平行に整列される。２つの後輪２１２は、後モータ２１４によって回転される。前モータ２１３及び後モータ２１４は、図９を参照して説明された駆動部１１３に相当する。
【０１２２】
図１０Ａに示される４つの磁石２１６は、２つの前輪２１１及び２つの後輪２１２にそれぞれ内蔵されている。したがって、探傷装置２１０は、金属製の検査対象ＩＴＧに磁気的に吸着されることができる。
【０１２３】
筐体２１５は、送信探触子１１１、受信探触子１１２、２つの前輪２１１及び２つの後輪２１２を取り囲む箱構造を有する。筐体２１５は、検査対象ＩＴＧに向けて開口し、送信探触子１１１、受信探触子１１２、２つの前輪２１１及び２つの後輪２１２は、筐体２１５の開口部を通じて露出している。したがって、検査者は、探傷装置２１０を所定の高さ位置において保持し、２つの前輪２１１及び２つの後輪２１２を上管部ＵＰＰの外周面に磁気的に吸着させることができる。この結果、送信探触子１１１及び受信探触子１１２は、上管部ＵＰＰの外周面に近接される。
【０１２４】
前モータ２１３及び後モータ２１４は、図９を参照して説明された駆動制御部２２１によって駆動される。したがって、前モータ２１３及び後モータ２１４は、探傷装置２１０が検査対象ＩＴＧの周面に沿って連続的に移動するように、２つの前輪２１１及び２つの後輪２１２を回転させる。この間、送信探触子１１１は、図９を参照して説明された超音波制御部２２２の制御下で、表面ＳＨ波を発信する。この結果、表面ＳＨ波は、検査対象ＩＴＧによって反射され、超音波エコーとして受信探触子１１２によって受信される。受信探触子１１２は、その後、図４に示されるような信号を生成する。受信探触子１１２が生成した信号は、上述の如く、保存部１２１に保存される。
【０１２５】
上述の実施形態の原理は、様々な検査対象の非破壊検査に利用可能である。上述の実施形態に関して、金属管は、検査対象ＩＴＧとして例示されている。しかしながら、検査対象ＩＴＧは、金属平板であってもよい。この場合、駆動部１１３（図９を参照）は、探傷装置２１０を所定の方向に移動させる。送信探触子１１１（図９を参照）は、探傷装置２１０に設定された検査対象領域に発信する。この結果、金属平板は、表面ＳＨ波によって、探傷装置２１０の移動方向及び表面ＳＨ波の発信方向に走査されることになる。超音波走査の結果（すなわち、エコー信号の信号波形）は、位置測定部１１４（図９を参照）からの複数の測定位置を表すデータとともに保存部１２１（図９を参照）に保存される。
【０１２６】
検査者は、複数の測定位置を表すデータに加えて、金属平板の形状を表す形状データを入力することができる。形状データは、探傷装置２１０の移動方向における金属平板の長さを表すデータと、金属平板の厚さを表すデータと、を含んでもよい。
【０１２７】
上述の実施形態と同様に、データ生成部１２０（図１を参照）は、エコー信号の信号波形を表すデータを処理し、金属平板の厚さ方向に平行な仮想平面上の分布として、複数の測定位置それぞれにおいて測定された最大減肉値を表す最大減肉データを生成することができる。画像生成部１３０（図１を参照）は、上述の形状データと最大減肉データとから輪郭画像信号と分布画像信号とを生成することができる。これらの画像信号は、画像生成部１３０から表示部１４０（図１を参照）へ出力される。この結果、表示部１４０は、金属平板の最大減肉値の分布を表す分布画像を、金属平板の輪郭を表す輪郭画像と同時に表示することができる。検査者は、分布画像と輪郭画像とを参照し、金属平板が交換されるべきか否かを直感的に判断することができる。
【０１２８】
上述の実施形態に関して、探傷装置２１０は、制御部２２０の制御下で自動的に動作する。しかしながら、探傷装置２１０は、検査者によって手動で操作されてもよい。本実施形態の原理は、探傷装置２１０の特定の動作原理に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
上述の実施形態の原理は、様々な検査対象の非破壊検査に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・減肉表示装置
１１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・探傷部
１１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送信探触子
１１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・受信探触子
１２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・データ生成部
１２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・算出部
１２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・換算部
１３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・画像生成部
１４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・表示部
ＩＴＧ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・検査対象
【図１】
2019015530.tif 000008
【図２】
2019015530.tif 000009
【図３】
2019015530.tif 000010
【図４】
2019015530.tif 000011
【図５】
2019015530.tif 000012
【図６】
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【図７】
2019015530.tif 000014
【図８】
2019015530.tif 000015
【図９】
2019015530.tif 000016
【図１０Ａ】
2019015530.tif 000017
【図１０Ｂ】
2019015530.tif 000018