(57)【要約】【課題】校正用試験片を不要とし、ＤＡＣ補正によるＳＮ比の低下を抑制し、且つ欠陥信号の位置によってはＳＮ比を向上させるようにした超音波の伝搬に伴う減衰の大きな鋼材などの被検査体を対象とする超音波探傷方法を提供する。【解決手段】被検査体１の表面に配置した超音波探触子２から前記被検査体１の内部に発信された超音波のエコーを、該被検査体１の検査領域Ｉ内で距離ｘ別に受信する第１ステップと、該第１ステップで得られた信号強度−距離ｘ別のグラフに現れた上記検査領域Ｉ内のノイズ信号群において、最大のノイズ信号ｙを起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数ｆ(ｘ)を算出する第２ステップと、上記検査領域Ｉ内のノイズ信号群に対し、上記関数ｆ(ｘ)により上記距離ｘ別に算出された補正係数を個別に乗算して、上記ノイズ信号群の信号強度を個別に高める第３ステップと、を含む、超音波探傷方法。【選択図】  図３
2019191062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の検査領域内に位置し得る欠陥の有無を検出する超音波探傷方法であって、
被検査体の表面に配置した超音波探触子から前記被検査体の内部に発信された超音波のエコーを、該被検査体の検査領域内で距離別に受信する第１ステップと、
上記第１ステップで得られた信号強度−距離別のグラフに現れた上記検査領域内のノイズ信号群において、最大のノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する第２ステップと、
上記検査領域内のノイズ信号群に対し、上記関数により上記距離別に算出された補正係数を個別に乗算して、上記ノイズ信号群の信号強度を個別に高める第３ステップと、を含む、
ことを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項２】
前記第１ステップでは、前記被検査体内の距離の比率における１５〜８５％の範囲を前記検査領域としており、
前記第２ステップでは、上記被検査体内の距離の比率における１５〜５０％の領域において、最も信号強度が高い最大ノイズ信号を検出し、該最大ノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷方法。
【請求項３】
前記被検査体の検査領域内に欠陥が存在し、該欠陥に伴うエコーの信号強度も、前記第３ステップの補正係数を乗算されることにより高められる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波探傷方法。
【請求項４】
前記被検査体は、断面が角形状の長尺な鋼材であり、該鋼材の長手方向に沿って複数回にわたって超音波が発信され、該複数の被検査断面ごとの前記検査領域内において最大の信号強度を個別に抽出し、該信号強度の値を基に欠陥の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の超音波探傷方法。
【請求項５】
被検査体の検査領域内に位置し得る欠陥の有無を検出する超音波探傷装置であって、
被検査体の表面に配置した超音波探触子から前記被検査体の内部に発信された超音波のノイズ信号を含むエコー信号群を、デジタル信号にするＡ／Ｄ変換器と、
上記デジタル信号群のうち、検査領域内に含まれ且つ送信周波数とは異なる周波数のノイズ信号を除去して、上記被検査体の検査領域内に含まれるノイズ信号群を取り出すフィルタと、
上記検査領域内のノイズ信号群を距離別に抽出するゲートと、
上記距離別とされたノイズ信号群について、最大のノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する算出部と、
上記ノイズ信号群に対し、上記関数により上記距離別に算出された補正係数を個別に乗算する演算部と、を備えている、
ことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項６】
前記エコー信号群および前記検査領域内のデジタル信号群には、ノイズ信号および前記被検査体の内部に含まれる欠陥による欠陥信号が含まれている、
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波探傷装置。
【請求項７】
前記被検査体は、断面が角形状の長尺な鋼材であり、該鋼材の長手方向に沿って複数回にわたって超音波が発信され、該複数の被検査断面ごとの前記検査領域内において最大のデジタル信号を抽出するピーク値検出部と、
上記鋼材の長手方向に沿って複数の被検査断面ごとに、上記デジタル信号をプロットするプロット手段と、を更に有している、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、鋼材の内部に生じ得る欠陥の有無を調べるための主に超音波の伝搬に伴う減衰が大きい鋼材などの被検査体を対象とする超音波探傷方法、および、これに用いる超音波探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波は、その伝搬過程において結晶粒などによる散乱などの影響を受けるため、伝搬距離が長くなる程、減衰して行く。そのため、同じ寸法の欠陥であっても、探傷面からの距離が長くなるに連れてエコーの信号強度が低下する。
上記減衰による影響を低減するため、距離振幅補正（ＤＡＣ補正）方法が用いられている。例えば、超音波探触子にて受波された超音波のエコー信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、校正モード設定時に校正試験片の所要箇所の探傷面にて上記探触子により受波された複数のエコー信号をＡ／Ｄ変換部を通してそれぞれ受け、且つ各エコー信号の距離振幅補正値を個別に算出してＤＡＣテーブルメモリに記憶させると共に、探傷モード設定時に被検体からのエコー信号を上記Ａ／Ｄ変換部を通して受け、該エコー信号に上記ＤＡＣテーブルメモリから読み出した距離振幅補正値を乗算させるマイクロプロセッサと、を有する超音波探傷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記超音波探傷装置によれば、前記距離振幅補正によって、伝搬距離に応じた距離振幅補正値を乗算するため、同じ深さの欠陥信号(Ｓ)とノイズ信号(Ｎ)とのＳＮ比を評価する場合、該ＳＮ比は距離振幅補正（以下、ＤＡＣ補正と称する）の有無に影響されない。しかしながら、実際の探傷では、予め定められた範囲の深さ（探傷領域）における欠陥の有無を評価するため、前記ＳＮ比を算出する場合のＮ（ノイズ信号）は、探傷領域内で最も高いＮ値（ノイズ信号値）を指す。つまり、Ｎ値を受信した深さと、Ｓ値を受信した深さが異なる場合が多いため、前記ＤＡＣ補正の有無は、ＳＮ比の算出に影響する。
【０００４】
例えば、本発明の対象であり、且つ粗大結晶粒を有する高減衰材からなる角形ビレットを超音波探傷して、超音波の伝搬経路に欠陥がない健全部において、図６（Ａ）に示す探傷波形を得たと仮定する。尚、図６（Ｂ）は、微細な結晶粒を有する一般的な鋼材の探傷波形（パターン）を示し、縦軸の信号強度が早期に横軸の探傷深さにおける浅い位置で降下している。この際、探傷領域を図６（Ｃ）中のＩの範囲とすると、ノイズはＮａ％になる。
一方で、超音波の欠陥信号は、前記ＤＡＣ補正なしの場合、深さａの位置に欠陥がある場合、図６（Ｄ）中のＳａとなり、深さｂの位置に欠陥がある場合、図６（Ｅ）中のＳｂとなり、深さｃの位置に欠陥がある場合、図６（Ｆ）中のＳｃとなる。前記深さａ、ｂ、ｃのＳＮ比は、それぞれＳａ／Ｎａ、Ｓｂ／Ｎａ、Ｓｃ／Ｎａとなる。
【０００５】
ここで、前記波形に対してＤＡＣ補正を掛けると、欠陥信号の深さａのＳａをＳａ／Ｓａ倍し、深さｂのＳｂをＳａ／Ｓｂ倍し、深さｃのＳｃをＳａ／Ｓｃ倍した波形が個別に表示される。つまり、全ての信号値（ｓ）がＳａとなる。
ところで、ノイズ信号Ｎは、ＤＡＣ補正なしの健全部における深さａ、ｂ、ｃごとの信号Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃとなると（但し、Ｎａ＞Ｎｂ＞Ｎｃとする）、表１のようになる。ここで、
(イ)Ｎａ≧（Ｓａ／Ｓｃ）×Ｎｃのとき、Ｎ＝Ｎａとなるので表１のようになる。
(ロ)Ｎａ＜（Ｓａ／Ｓｃ）×Ｎｃのとき、Ｎ＝（Ｓａ／Ｓｃ）×Ｎｃとなるので、表２のようになる。
【０００６】
【表１】
2019191062.tif 000003
【０００７】
【表２】
2019191062.tif 000004
【０００８】
つまり、探傷条件（周波数、結晶粒サイズ、欠陥サイズなど）によっては、前記ＤＡＣ補正を掛けることで、前記ＳＮ比が低下するおそれがあった。この問題は、ＤＡＣ補正を掛けた下記のチャートからＳＮ比を算出する場合にも生じ得るおそれがあった。
尚、上記チャートとは、例えば、断面角形形状の長尺なビレットをその長手（軸）方向に沿って超音波探傷する場合、縦軸には探傷方向ごとの各断面における探傷領域内で最も高い信号値をプロットし、且つ横軸には当該ビレットの端面から前記探傷方向ごとの各断面までの距離をプロットしたものである。
また、前記距離振幅補正の補正値を算出するために、異なる伝搬距離ごとの人工欠陥を内部に設けた校正用試験片を予め用意しておく必要がある、という問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−２２７０５６号公報（第１〜６頁、第１〜６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、前記校正用試験片を不要とし、距離振幅補正（ＤＡＣ補正）によるＳＮ比の低下を抑制し、且つ欠陥信号の位置によってはＳＮ比を向上させ得る、主に超音波の伝搬に伴う減衰の大きい鋼材のように被検査体を対象とする超音波探傷方法、および、これに用いる超音波探傷装置を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するため、前記距離振幅補正方法を従来の欠陥信号を基準としたものに替えて、ノイズ信号群を基準としたものによって行う、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の超音波探傷方法（請求項１）は、被検査体の検査領域内に位置し得る欠陥の有無を検出する超音波探傷方法であって、被検査体の表面に配置した超音波探触子から前記被検査体の内部に発信された超音波のエコーを、該被検査体の検査領域内で距離別に受信する第１ステップと、該第１ステップで得られた信号強度−距離別のグラフに現れた上記検査領域内のノイズ信号群において、最大のノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する第２ステップと、上記検査領域内のノイズ信号群に対し、上記関数により上記距離別に算出された補正係数を個別に乗算して、上記ノイズ信号群の信号強度を個別に高める第３ステップと、を含む、ことを特徴とする。
【００１２】
前記超音波探傷方法によれば、以下の効果（１），（２）を得ることができる。
（１）前記第1ステップにおいて、前記検査領域内で超音波探触子側からの距離が長くなるに連れて、超音波のエコー（反射信号）信号群が指数関数的に減衰しても、該エコー信号群に対し、前記第２ステップで算出された関数を基に上記距離別に算出した補正係数を個別に乗算する前記第３ステップによって、探傷領域内におけるどの深さに欠陥があっとしても、ＳＮ比を低下させることなく、ＤＡＣ補正を掛けることができ、且つ欠陥の深さ（位置）によってはＳＮ比を向上させることが可能となる。従って、前記検査領域内の全体において、後述する欠陥の有無を正確且つ容易に検出することが可能となる。
（２）従来の距離振幅補正方法において必須とされていた前記校正用試験片を用いることなく、容易且つ迅速に検出することができる。
【００１３】
尚、前記被検査体は、例えば、断面が角形状で且つ長尺な鋼材（ビレット）が例示されるが、これに限定されない。
また、前記距離別の距離とは、前記超音波探触子が配置された被検査体の表面からの距離である。
更に、前記ノイズ信号は、前記欠陥のない位置からのエコー信号である。
また、前記減衰量を表す関数は、前記距離ｘを変数とし、該距離ｘの増大と共に曲線上に減少していき、ｆ（ｘ）で表示される。
加えて、前記検査領域内で最大のノイズ信号（デジタル信号）の強度の位置（距離）をｘ１とし、且つ上記検査領域内における任意の位置（距離）をｘ２とした場合、該位置ｘ２での補正係数Ｈ（ｘ２）は、ｆ（ｘ１）／ｆ（ｘ２）で表示される（数式１参照）。
【００１４】
（数１）
Ｈ（ｘ２）＝ｆ（ｘ１）／ｆ（ｘ２）
但し、Ｈ（ｘ２）＞１
【００１５】
また、本発明には、前記第１ステップでは、前記被検査体内の距離の比率における１５〜８５％の範囲を前記検査領域としており、前記第２ステップでは、上記被検査体内の距離の比率における１５〜５０％の領域において、最も信号強度が高い最大ノイズ信号を検出し、該最大ノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する、超音波探傷方法（請求項２）も含まれる。
これによれば、前記被検査体内の距離の比率における１５〜８５％の範囲を前記検査領域として第１ステップが行われ、且つ記被検査体内の距離の比率における１５〜５０％の領域において、最も信号強度が高い最大ノイズ信号を検出し、該最大ノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する第２ステップが行われる。従って、かかる形態の超音波探傷方法によっても、前記効果（１），（２）を得ることが可能である。
【００１６】
更に、本発明には、前記被検査体の検査領域内に欠陥が存在し、該欠陥に伴うエコーの信号強度も、前記第３ステップの補正係数を乗算されることにより高められる、超音波探傷方法（請求項３）も含まれる。
これによれば、前記効果（１）を確実に奏することができる。
【００１７】
加えて、本発明には、前記被検査体は、断面が角形状の長尺な鋼材であり、該鋼材の長手方向に沿って複数回にわたって超音波が発信され、該複数の被検査断面ごとの前記検査領域内において最大の信号強度を個別に抽出し、該信号強度の値を基に欠陥の有無を判定する、超音波探傷方法（請求項４）も含まれる。
これによれば、上記鋼材内部の欠陥の有無を一層正確に検知できるので、前記効果（１）を一層確実に得ることが可能となる。
【００１８】
一方、本発明の超音波探傷装置（請求項５）は、被検査体の検査領域内に位置し得る欠陥の有無を検出する超音波探傷装置であって、被検査体の表面に配置した超音波探触子から前記被検査体の内部に発信された超音波のノイズ信号を含むエコー信号群を、デジタル信号にするＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル信号群のうち、上記被検査体の検査領域内に含まれ且つ特定の周波数帯域の信号群を取り出すフィルタと、上記検査領域内のノイズ信号群を距離別に抽出するゲートと、上記距離別とされたノイズ信号群について、最大のノイズ信号を起点としてノイズ信号群の減衰量を表す関数を算出する算出部と共に、上記ノイズ信号群に対し、上記関数により上記距離別に算出された補正係数を個別に乗算する演算部と、を備えている、ことを特徴とする。
【００１９】
前記超音波探傷装置によれば、以下の効果（３），（４）が得られる。
（３）前記Ａ／Ｄ変換器により前記エコー信号群をデジタル信号化し、該デジタル信号群のうち、前記検査領域内に含まれ、且つ特定の周波数帯域（例えば、送信した周波数帯域）とは異なる周波数のノイズ信号群を前記フィルタによって除去し、特定の周波数帯域のノイズ信号群が前記ゲートにより前記距離別に抽出される。更に、該距離別とされたノイズ信号群について、前記算出部により、検査断面ごとにおける最大のノイズ信号を起点として減衰量を表す関数を算出すると共に、前記演算部による該関数によって上記距離別に算出された補正係数が上記ノイズ信号群に個別に乗算される。そのため、前記送信周波数とは異なる周波数のノイズ信号、例えば、電気ノイズが挙げられ、該電気ノイズなどをフィルタに掛けることで、電気ノイズなどを除去して減衰の関数を正確に出すことができる。従って、前記検査領域内の全体において、後述する欠陥の有無を容易且つ迅速に検知し得る超音波探傷装置を提供できる。
（４）従来の距離振幅補正方法にて必須とされていた前記校正用試験片を省略できると共に、探傷操作も簡素化することができる。
尚、前記算出部には、例えば、マイクロプロセッサなどのＣＰＵが用いられる。
また、前記送信周波数（帯）とは、例えば、約１〜１０ＭＨｚである。
【００２０】
また、本発明には、前記エコー信号群および前記検査領域内のデジタル信号群には、ノイズ信号および前記被検査体の内部に含まれる欠陥による欠陥信号が含まれている、超音波探傷装置（請求項６）も含まれる。
これによれば、前記被検査体の検査領域からのエコー信号群を、前記距離による減衰量を補正された信号強度のノイズ信号にすると共に、欠陥によるエコー信号も前記減衰量を同様に補正して高められる。従って、前記効果（３）および効果（４）を確実に奏することができる。
【００２１】
更に、本発明には、前記被検査体は、断面が角形状の長尺な鋼材であり、該鋼材の長手方向に沿って複数回にわたって超音波が発信され、該複数の被検査断面ごとの前記検査領域内において最大のデジタル信号を抽出するピーク値検出器と、上記鋼材の長手方向に沿って複数の被検査断面ごとに、上記デジタル信号をプロットするプロット手段と、を更に有している、超音波探傷装置（請求項７）も含まれる。
これによれば、上記鋼材について、上記欠陥の有無を正確に検知することが可能となるので、前記効果（３）を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は被検査体の端面図と側面図、（Ｃ）、（Ｄ）は前記被検査体における超音波の信号強度と伝搬距離との関係を示すグラフ、（Ｅ）は前記被検査体の軸方向に沿った探傷位置ごとにおけるＳＮ比などを示すチャート。
【図２】本発明の超音波探傷装置の概略を示すブロック図。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明による一形態の超音波探傷方法の第２，３ステップを示す前記同様のグラフ、（Ｄ）、（Ｅ）は前記被検査体の軸方向に沿った探傷位置を示す側面図、および該探傷位置ごとにおけるＳＮ比などを示すチャート。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は異なる形態の超音波探傷方法における前記図１（Ｃ），（Ｄ）と対応するグラフ。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は前記異なる形態の超音波探傷方法における第２，３ステップを示す前記同様のグラフ。
【図６】（Ａ）は高減衰材の探傷波形パターンを示すグラフ、（Ｂ）は一般的な鋼材の探傷波形パターンを示すグラフ、（Ｃ）〜（Ｆ）は深さごとの探傷波形パターンを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、超音波の伝搬に伴う減衰が大きい鋼材（被検査体）１の端面図と側面図である。
上記鋼材１は、図示のように、端面（断面）が正方形（角形）状で且つ長尺な形態を有し、例えば、一辺が約５０〜２００ｍｍで且つ長さが数ｍ〜１０数ｍの寸法である。該鋼材１の断面内には、種々の介在物や空隙などの欠陥ｄ１〜ｄ３が内在しているものと仮定する。例えば、図示のように、当該鋼材１の断面の中央側で、且つその長手方向に沿って仮想の検査領域Ｉを予め設定しておく。
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記鋼材１の上面には、超音波探触子２が長手方向に沿って移動可能に配置され、同図中で垂直な下向きの矢印で示すように、等間隔で複数の検査断面ごとに上記超音波探触子２から超音波が発信される。
【００２４】
図１（Ｃ）は、欠陥ｄ１〜ｄ３のない断面における超音波の伝搬距離ｘと、超音波のエコー信号群の信号強度との関係を示すグラフである。尚、該信号強度は、超音波の基準となる試験片において基準となる人工欠陥を１００％とした際の関係（比率）を示す。また、検査領域Ｉは、前記鋼材１の一辺をＹｍｍとし、且つ伝播距離をｘｍｍとした場合に、（（ｘ／Ｙ）×１００％）とした値に基づいて、１５〜８５％とした。
図１（Ｃ）に示すように、前記鋼材１の上面（表面、探傷面）付近と下面（底面）付近とを除いた前記検査領域Ｉでは、前記超音波探触子２が配置された上面からの距離ｘが大きくなるに連れて、超音波のエコー信号群の信号強度は、全体として曲線状（指数関数的）に減少している。因みに、上記検査領域Ｉ内における最大のノイズ信号ｙの信号強度は、２１％であった。
【００２５】
一方、図１（Ｄ）は、互いに同様なサイズの欠陥ｄ１〜ｄ３を個別に含む３つの検査断面ごとにおける超音波の伝搬距離ｘと、前記断面ごとにおける超音波のエコー信号群の信号強度との関係を示すように、１つに合成したグラフである。
図１（Ｄ）に示すように、前記鋼材１の上面および下面付近を除いた前記検査領域ｓａでは、前記超音波探触子２が配置された上面からの距離ｘが大きくなるに連れて、超音波のエコー信号群の信号強度は、曲線状に減衰していると共に、前記欠陥ｄ１〜ｄ３による信号強度も距離ｘの増加に連れて順次減少している。
因みに、上記欠陥ｄ１の信号強度は、７１％、欠陥ｄ２の信号強度は、４６％、欠陥ｄ３の信号強度は、１６％であった。尚、検査領域ｓａにおける最大のノイズ信号ｙの信号強度は、前記と同じ２１％である。
【００２６】
そして、図１（Ｅ）に示すように、前記鋼材１の長手方向に沿った複数の検査断面を横軸とし、且つ各検査断面ごとにおける最大のエコー信号値をプロットしたチャート（一覧表）を作成した。図示のように、前記欠陥ｄ１〜ｄ３のない複数の検査断面では、何れも前記最大のノイズ信号ｙ（信号強度；２１％）がプロットされている。一方、上記欠陥ｄ１，ｄ２を含む２つの検査断面では、これらによる信号強度（７１％、４６％）がノイズ信号ｙの信号強度よりも大きいため、該信号強度がそれぞれプロットされた。
【００２７】
しかし、前記距離ｘが最も長い欠陥ｄ３を含む検査断面では、該欠陥ｄ３による信号強度（１６％）が前記ノイズ信号ｙ（２１％）の信号強度よりも小さいため、当該ノイズ信号ｙの信号強度がプロットされている。
因みに、前記欠陥ｄ１〜ｄ３を含む３つの検査断面ごとのＳＮ比（欠陥ｄ１〜ｄ３に基づく信号強度／ノイズ信号ｙの信号強度）は、図１（Ｅ）中にカツコ書きで記載したように、（３．４）、（２．２）、（０．８）であった。かかる結果からも、前記距離ｘの増大に連れて検出能が低下することが明らかである。
上記例では、ノイズを検出した深さと、信号を検出した深さとが異なるため、ＤＡＣ補正によるＳＮ比の改善（向上）が期待できる。
【００２８】
図２は、本発明の超音波探傷装置４を示すブロック図である。尚、以下では、前記鋼材１において欠陥のない健全部を対象として行う校正について説明する。
上記超音波探傷装置４は、図２に示すように、前記超音波探触子２から延びたケーブル３を介して接続されたレシーバ（パルサ）５、以下、同図中の矢印で順次示すＡ／Ｄ変換器６、フィルタ７、ゲート８、近似関数算出部（算出部）９、ＤＡＣ補正演算部（演算部）１０、ピーク値検出部１１，および、プロット手段１２を備えている。
前記超音波探触子２からケーブル３およびレシーバ５を介して送信された超音波のエコー信号群は、前記Ａ／Ｄ変換器６によりデジタル信号化され、該デジタル信号群のうち、送信周波数（帯）とは異なる周波数のノイズ（例えば、電気ノイズなど）をフィルタ７よって除去し、前記検査領域Ｉ内のノイズ信号群が前記ゲート８により前記距離ｘ別にして抽出される。
【００２９】
次いで、前記距離ｘ別とされたノイズ信号群について、前記算出部９により、検査断面ごとにおける最大のノイズ信号ｙを起点として、全体の減衰量を表す関数ｆ（ｘ）が算出されるＤＡＣ補正演算部１０によって上記距離ｘ別に算出された補正係数Ｈ（ｘｎ）が上記ノイズ信号群に個別に乗算される。
次いで、実際の検査対象である鋼材１の探傷を行う。この際、前記検査領域Ｉ内のノイズ信号群および欠陥によるエコー信号について、検査断面ごとにピーク値検出部１１で最大値（ピーク値）を検出した後、前記プロット手段１２で検査断面ごとに，前記最大値がプロットされる。
以上の構成からなる超音波探傷装置４の作用を、次述する本発明による一形態の超音波探傷方法に沿って説明する。
【００３０】
先ずは、鋼材１内の欠陥のない健全部を用いて、以下の校正を行う。
即ち、前記図１（Ａ），（Ｂ）で示した場合と同様に、前記鋼材１の上面に超音波探触子２を配置し、該鋼材１における前記欠陥ｄ１〜ｄ３のない検査断面に対し超音波を発信し、検前記査領域Ｉ内におけるノイズによるエコー信号群を、図３（Ａ）のグラフで示すように、距離ｘ別に受信した（第１ステップ）。
上記エコー信号群は、超音波探触子２から前記ケーブル３およびレシーバ５を介して送信されＡ／Ｄ変換器６にてデジタル信号化され、該デジタル信号群のうち、送信周波数とは異なる周波数のノイズ信号群を前記フィルタ７により除去し、前記検査領域ｓａ内のノイズ信号群は、前記ゲート８によって前記グラフのように距離ｘ別に抽出される。
次に、前記距離ｘ別とされたノイズ信号群について、前記算出部９によって、前記検査断面における最大のノイズ信号を起点として、減衰量を表す図３（Ａ）中の一点鎖線の曲線のような関数ｆ（ｘ）が算出される（第２ステップ）。
【００３１】
次いで、前記演算部１０において、上記関数ｆ（ｘ）により上記距離ｘ別に算出された補正係数Ｈ（ｘｎ）が、上記ノイズ信号群に対し個別に乗算される（第３ステップ）。
例えば、前記検査領域Ｉ内で最大のノイズ信号またはデジタル信号の強度の位置（距離）をｘ１とし、且つ検査領域Ｉ内における任意の位置（距離）をｘ２とした場合（但し、ｘ１＜ｘ２）、該位置ｘ２での補正係数Ｈ（ｘ２）は、ｆ（ｘ１）／ｆ（ｘ２）で表示される。該補正係数Ｈ（ｘ２）は、常に１よりも大きくなる。即ち、前記検査領域ｓａ内で最大のノイズ信号ｙの位置（距離Ｘ１）を３５ｍｍとし、前記欠陥ｄ２の位置（距離Ｘ２）を８０ｍｍとした場合、該位置ｘ２における補正係数Ｈ（ｘ２）は、ｆ（３５）／ｆ（８０）となる。
【００３２】
その結果、前記鋼材１において前記欠陥ｄ１〜ｄ３のない検査断面は、図３（Ｂ）のグラフで示すように、前記検査領域ｓａの全体に亘ってノイズ信号群の信号強度が、最大のノイズ信号ｙ以下で高められる。
以上の各ステップによって、基準波形を得るための校正が完了する。
【００３３】
次に、前記校正により得られた基準波形を基準として、実際の探傷対象である鋼材１の探傷を行う。
先ず、検査領域Ｉ内のノイズ信号群および欠陥ｄ１〜ｄ３によるエコー信号は、前記ピーク値検出部１１において、検査断面ごとに最大値（ピーク値）が検出された後、前記プロット手段１２によって検査断面ごとに，前記最大値がプロットされる。
即ち、図３（Ｄ）に示すように、鋼材１の長手方向において、前記超音波が発信された複数の検査断面ごとにおける前記最大値は、図３（Ｅ）のチャートに示すように、前記検査領域Ｉ内で最大のノイズ信号ｙであるか、あるいは、前記欠陥ｄ１〜ｄ３に起因するエコー信号の何れかがであり、これらが図示のようにプロットされる。
【００３４】
因みに、前記欠陥ｄ１〜ｄ３を含む３つの検査断面ごとのＳＮ比は、図３（Ｅ）中にカツコ書きで記載したように、（４．５）、（４．６）、（５．８）となり、ＤＡＣ補正を掛ける前と比較して各欠陥のＳＮ比が増大する傾向を示した。
以上により、本発明の前記超音波探傷方法によれば、前記効果（１），（２）が得られ、且つ前記超音波探傷装置４によれば、前記効果（３），（４）を奏することが容易に理解される。
【００３５】
次に、前記形態とは異なる形態の超音波探傷方法について説明する。
図４（Ａ），（Ｂ）は、前記図１（Ｃ），（Ｄ）のグラフを、前記鋼材（被検査体）１の上面からの伝搬距離ｘ（ｍｍ）を百分率（比率；％）に置き換えたものである。更に、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、前記図３（Ａ）〜（Ｃ）のグラフを、上記と同様に置き換えたものである。
本形態の超音波探傷方法では、図４（Ａ），（Ｂ）、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記鋼材１内の上面から反対側の下面に至る伝播距離（ｘ）を比率（％）で表示すると共に、前記探傷領域（ｓａ）は、１５〜８５％の範囲とした。かかる範囲としたのは、発明者らの経験則に基づき、最適な探傷範囲であることに依るものである。尚、前記検査領域（Ｓａ）を除いた伝搬距離ｘ（ｍｍ）が、０〜１５％と８５〜１００％の範囲は、別途、渦電流探傷法などにより検査される。
【００３６】
具体的には、第1ステップとして、前記鋼材１の上面（探傷面９からの伝播距離ｘ（ｍｍ）において、該距離ｘ（ｍｍ）の比率（％）を基準に１５〜８５％の範囲を検査領域（Ｉ）とし、上記鋼材１の上面に配置した前記超音波探触子２から該鋼材１の前記検査領域（Ｉ）に対して発信された超音波のエコー信号群を、図４（Ａ），（Ｂ）のグラフで示すように、該検査領域（Ｉ）内において、上記比率（％）別に受信する。
次に、前記第１ステップで得られた図４（Ａ），（Ｂ）のグラフで表れた検査領域（ｓａ）内を含む伝播距離ｘ（ｍｍ）の比率（％）において、１５〜５０％の領域で最も信号強度が高い最大ノイズ信号（ｙ）を検出し、かかる最大ノイズ信号（ｙ）を起点として、図５（Ａ）中に示すように、検査領域（Ｉ）内におけるノイズ信号群の減衰量を示す関数ｆ（ｘ）を算出する第２ステップを行う。
【００３７】
また、ＳＮ比を算出する際のノイズ信号は、多くの場合、検査領域（Ｉ）内で最も探傷面（前記鋼材１の上面側）に近い位置でプロットされ、特に前記比率（％）を基準として、１５〜５０％の範囲において顕著に混在している。
更に、前記超音波探触子２を前記鋼材１の上面に沿って走査する際に、ノイズ信号の強度は殆ど変動しない波形を呈するので、該ノイズ信号と欠陥信号とは明確に判別し得る。
【００３８】
そして、前記検査領域（Ｉ）内のノイズ信号群に対し、前記関数ｆ（ｘ）によって前記比率（％）別に算出された補正係数Ｈ（ｘｎ）を個別に乗算する第３ステップを行う。
その結果、前記鋼材１において前記欠陥ｄ１〜ｄ３のない検査断面は、図５（Ｂ）のグラフで示すように、前記検査領域Ｉの全体に亘ってノイズ信号群の信号強度が、最大のノイズ信号ｙ以下で高められる。
一方、前記欠陥ｄ１〜ｄ３を含む３つの検査断面ごとでは、図５（Ｃ）の合成済みグラフで示すように、前記検査領域Ｉの全体に亘ってノイズ信号群の信号強度が高められると共に、欠陥ｄ１〜ｄ３に起因するエコー信号も、最大のノイズ信号ｙよりも更に大きな信号強度に個別に高められる。
以上のような形態の超音波探傷方法によっても、前記効果（１），（２）が得られることは明らかである。
【００３９】
本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、本発明は、探触子を用いた超音波探傷方法に関する技術であり、プローブを用いた探傷方法の他、アレイ探触子を用いたフェーズドアレイ探傷方法にも適用することが可能である。
また、前記超音波探傷方法の対象となる被検査体は、垂直探傷法が適用できる固体であれば、前記鋼材１に限らず、各種の金属や合金からなる金属部材、あるいは、種々の材料からなるセラミック部材や樹脂部材としても良い。
また、前記超音波探触子２は、前記鋼材１の上面に加え、該鋼材１の同じ検査断面における何れか一方の側面から対向する他方の側面に向かって更に配置し、同じ検査断面に対しタイミングをずらして２回ずつ超音波を発信しても良い。
【００４０】
更に、前記超音波探傷装置４について、検査領域Ｉ内で最大のノイズ信号の信号強度ｙと、前記欠陥ｄ１〜ｄ３ごととのＳＮ比とを個別に算出できるようにしても良い。
加えて、前記超音波探傷装置４のプロット手段１２の下流側に対し、前記図３（Ｅ）で示したチャートを表示するディスプレイやプリンターを更に接続した形態としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、校正用試験片を用いず、被検査体に伝搬させた超音波の伝搬距離の長短に拘わらず、ノイズ信号と欠陥信号との区別を正確に行え、且つ発信位置から離れた位置でのＳＮ比を向上させ得る超音波探傷方法、および、これに用いる超音波探傷装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１……………鋼材（被検査体）
２……………超音波探触子
４……………超音波探傷装置
６……………Ａ／Ｄ変換器
７……………フィルタ
８……………ゲート
９……………近似関数算出部（算出部）
１０…………ＤＡＣ補正演算部（演算部）
１１…………ピーク値検出部
１２…………プロット手段
Ｉ……………検査領域
ｘ……………距離
ｄ１〜ｄ３…欠陥
ｆ（ｘ）……関数
【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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