(57)【要約】【課題】装置の小型化及びコスト低減を図ることができる探傷システムを提供する。【解決手段】探傷システムは、探傷プローブ１０に設けられた渦電流センサ１１及び超音波センサ１２と、渦電流センサ１１からの渦電流波形アナログ信号と超音波センサ１２からの超音波波形アナログ信号を合成して合成波形アナログ信号を生成するマルチプレクサ３５と、合成波形アナログ信号を合成波形デジタル信号に変換する信号変換器３６と、合成波形デジタル信号から渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離し、渦電流波形データから渦電流探傷評価データを生成するデジタル信号処理部３７と、渦電流探傷評価データ及び超音波波形データを表示する表示装置４０と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
探傷プローブに設けられた渦電流センサと、
前記探傷プローブに設けられた超音波センサと、
前記渦電流センサからの渦電流波形アナログ信号と前記超音波センサからの超音波波形アナログ信号を合成して合成波形アナログ信号を生成する信号合成器と、
前記合成波形アナログ信号を合成波形デジタル信号に変換する信号変換器と、
前記合成波形デジタル信号から渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離し、前記渦電流波形データから渦電流探傷評価データを生成するデジタル信号処理部と、
前記渦電流探傷評価データ及び前記超音波波形データを表示する表示装置と、を有することを特徴とする探傷システム。
【請求項２】
請求項１記載の探傷システムにおいて、
前記信号合成器は、マルチプレクサであって、前記超音波センサの超音波送信タイミングを基準として予め設定された所定の時間帯に前記渦電流波形アナログ信号を選択し、前記所定の時間帯以外の他の時間帯に前記超音波センサアナログ信号を選択して、前記合成波形アナログ信号を生成することを特徴とする探傷システム。
【請求項３】
請求項２記載の探傷システムにおいて、
前記デジタル信号処理部は、前記合成波形デジタル信号に対してデマルチプレクサ処理を行い、前記所定の時間帯の部分を前記渦電流波形データとして抽出又は分離し、前記他の時間帯の部分を前記超音波波形データとして抽出又は分離することを特徴とする探傷システム。
【請求項４】
請求項１記載の探傷システムにおいて、
前記信号合成器は、アナログ加算器であって、前記超音波波形アナログ信号と前記渦電流波形アナログ信号を重畳して、前記合成波形アナログ信号を生成することを特徴とする探傷システム。
【請求項５】
請求項４記載の探傷システムにおいて、
前記デジタル信号処理部は、前記合成波形デジタル信号に対して周波数フィルタ処理を行い、予め設定された所定の周波数未満の部分を前記渦電流波形データとして抽出又は分離し、前記所定の周波数以上の部分を前記超音波波形データとして抽出又は分離することを特徴とする探傷システム。
【請求項６】
請求項１記載の探傷システムにおいて、
前記信号合成器は、前記探傷プローブに設けられたことを特徴とする探傷システム。
【請求項７】
探傷プローブに設けられ、励磁用及び／又は検出用に用いられる３つ以上のコイルを有する渦電流センサと、
前記探傷プローブに設けられ、送信用及び受信用に用いられる３つ以上の圧電素子を有する超音波センサと、
予め設定された前記検出用のコイルと前記受信用の圧電素子の組合せに基づき、前記検出用のコイルからの渦電流波形アナログ信号と前記受信用の圧電素子からの超音波波形アナログ信号を合成して合成波形アナログ信号をそれぞれ生成する複数のアナログ加算器と、
前記複数のアナログ加算器からの合成波形アナログ信号を、マルチプレクサを介して順次入力し、合成波形デジタル信号に変換する信号変換器と、
前記合成波形デジタル信号から渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離し、前記渦電流波形データから渦電流探傷評価データを生成するとともに、前記超音波波形データから超音波探傷評価データを生成するデジタル信号処理部と、
前記渦電流探傷評価データ及び前記超音波探傷評価データを表示する表示装置と、を有することを特徴とする探傷システム。
【請求項８】
請求項７記載の探傷システムにおいて、
前記信号合成器は、前記探傷プローブに設けられたことを特徴とする探傷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流探傷機能及び超音波探傷機能を有する探傷システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所などの大型プラントにおいては、配管や圧力容器などの金属構造物の点検に、非破壊検査方法が活用されている。非破壊検査方法としては、例えば渦電流探傷法や超音波探傷法がある。
【０００３】
渦電流探傷法では、励磁用コイルに交流電流を供給して交流磁場を発生させ、被検査体の表層部に渦電流を誘起させる。そして、被検査体の表層部に欠陥が存在する場合に渦電流が乱れ、磁場が変化する。この磁場の変化を、検出用コイルの誘起電圧の変化として検出し、欠陥を検知するようになっている。
【０００４】
超音波探傷法では、圧電素子に電圧を印加することでピエゾ効果と呼ばれる物理的な力を発生させ、その力を超音波として被検査体の内部に伝搬させる。そして、超音波の伝搬経路に欠陥が存在する場合に、その欠陥で超音波が反射する。この反射波を圧電素子で検出して、欠陥を検知するようになっている。
【０００５】
上述した渦電流探傷法は、検査速度が比較的速く、被検査体の表層部の欠陥の検出性がよいことが知られている。一方、上述した超音波探傷法は、検査速度が比較的遅いものの、被検査体の内部の欠陥の検出性がよいことが知られている。そこで、近年、渦電流探傷法と超音波探傷法を両方実施して検査の合理化を図ること等を目的とし、渦電流探傷機能及び超音波探傷機能を有する探傷システムが提唱されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載の探傷システムは、渦電流プローブ及び超音波プローブの両方を担持するプローブ支持体と、渦電流プローブに接続された渦電流テスタと、超音波プローブに接続された超音波パルス受信器と、これら渦電流テスタ及び超音波パルス受信器に接続されたコンピュータと、このコンピュータに接続されて渦電流及び超音波のデータを表示する陰極線管とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−５０９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地がある。すなわち、特許文献１に記載のコンピュータは、渦電流テスタからのアナログ信号及び超音波パルス受信器からのアナログ信号を入力している。そして、明確に記載されていないものの、渦電流テスタからのアナログ信号をデジタル化するとともに、超音波パルス受信器からのアナログ信号をデジタル化している。すなわち、渦電流テスタからのアナログ信号をデジタル化する信号変換器と、超音波パルス受信器からのアナログ信号をデジタル化する信号変換器を有している。そのため、信号変換器の部品点数の低減、ひいては装置の小型化及びコスト低減を図る点で、改善の余地がある。
【０００９】
本発明の目的は、装置の小型化及びコスト低減を図ることができる探傷システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、第１発明の探傷システムは、探傷プローブに設けられた渦電流センサと、前記探傷プローブに設けられた超音波センサと、前記渦電流センサからの渦電流波形アナログ信号と前記超音波センサからの超音波波形アナログ信号を合成して合成波形アナログ信号を生成する信号合成器と、前記合成波形アナログ信号を合成波形デジタル信号に変換する信号変換器と、前記合成波形デジタル信号から渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離し、前記渦電流波形データから渦電流探傷評価データを生成するデジタル信号処理部と、前記渦電流探傷評価データ及び前記超音波波形データを表示する表示装置と、を有する。
【００１１】
このような構成においては、例えば渦電流波形アナログ信号をデジタル化する信号変換器と超音波波形アナログ信号をデジタル化する信号変換器を有する場合と比較すれば、信号合成器を追加することになるものの、信号変換器の部品点数を低減することができる。そして、信号合成器の追加に伴う装置の大型化やコスト増加より、信号変換器の削減に伴う装置の小型化やコスト低減のほうが、効果が大きい。そのため、総じて、装置の小型化及びコスト低減を図ることができる。
【００１２】
上記目的を達成するために、第２発明の探傷システムは、探傷プローブに設けられ、励磁用及び／又は検出用に用いられる３つ以上のコイルを有する渦電流センサと、前記探傷プローブに設けられ、送信用及び受信用に用いられる３つ以上の圧電素子を有する超音波センサと、予め設定された前記検出用のコイルと前記受信用の圧電素子の組合せに基づき、前記検出用のコイルからの渦電流波形アナログ信号と前記受信用の圧電素子からの超音波波形アナログ信号を合成して合成波形アナログ信号をそれぞれ生成する複数のアナログ加算器と、前記複数のアナログ加算器からの合成波形アナログ信号を、マルチプレクサを介して順次入力し、合成波形デジタル信号に変換する信号変換器と、前記合成波形デジタル信号から渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離し、前記渦電流波形データから渦電流探傷評価データを生成するとともに、前記超音波波形データから超音波探傷評価データを生成するデジタル信号処理部と、前記渦電流探傷評価データ及び前記超音波探傷評価データを表示する表示装置と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置の小型化及びコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態における探傷システムの構成を表す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における探傷プローブの内部構造を表す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における渦電流波形アナログ信号及び超音波波形アナログ信号の具体例を表す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における合成波形アナログ信号の具体例を表す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における渦電流探傷評価データ及び超音波波形データの具体例を説明するための図であり、被検査体の表層部及び内部に欠陥が存在しない場合を示す。
【図７】本発明の第１の実施形態における渦電流探傷評価データ及び超音波波形データの具体例を説明するための図であり、被検査体の表層部に欠陥が存在する場合を示す。
【図８】本発明の第１の実施形態における渦電流探傷評価データ及び超音波波形データの具体例を説明するための図であり、被検査体の内部に欠陥がある場合を示す。
【図９】本発明の第１の変形例における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における合成波形アナログ信号の具体例を表す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における超音波波形データの具体例を説明するための図であり、被検査体の表層部及び内部に欠陥が存在しない場合、被検査体の表層部に欠陥が存在する場合、並びに被検査体の内部に欠陥がある場合を示す。
【図１３】本発明の第２の変形例における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態における探傷プローブの内部構造を表す概略図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態における渦電流探傷評価データ及び超音波探傷評価データの具体例を説明するための図であり、被検査体の表層部及び内部に欠陥が存在しない場合を示す。
【図１７】本発明の第３の実施形態における渦電流探傷評価データ及び超音波探傷評価データの具体例を説明するための図であり、被検査体の表層部に欠陥が存在する場合を示す。
【図１８】本発明の第３の実施形態における渦電流探傷評価データ及び超音波探傷評価データの具体例を説明するための図であり、被検査体の内部に欠陥がある場合を示す。
【図１９】本発明の第３の変形例における探傷システムの構成の一部を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態における探傷システムの構成を表す概略図である。図２は、本実施形態における探傷プローブの内部構造を表す概略図である。図３は、本実施形態における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【００１７】
本実施形態の探傷システムは、被検査体１の表面上に配置された探傷プローブ１０と、この探傷プローブ１０にケーブル群２０（詳細には、後述するケーブル２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を介して接続された探傷装置３０と、この探傷装置３０に接続された表示装置４０、入力デバイス４１、及びポインティングデバイス４２とを備えている。入力デバイス４１及びポインティングデバイス４２は、表示装置４０の表示画面の切替えや設定条件の入力などに用いられる。
【００１８】
探傷プローブ１０は、渦電流センサ１１及び超音波センサ１２を有している。渦電流センサ１１は、励磁用コイル１３と検出用コイル１４で構成され、超音波センサ１２は、送信用圧電素子１５と受信用圧電素子１６で構成されている。なお、渦電流センサ１１を構成する励磁用コイル１３及び検出用コイル１４は、超音波センサ１２の周囲に巻き付けられている（図２参照）。これにより、渦電流センサ１１と超音波センサ１２は、ほぼ同位置で配置されている。
【００１９】
探傷装置３０は、予め設定された時間間隔でトリガ信号を発生するトリガ発生器３１と、このトリガ発生器３１からのトリガ信号に応じて、予め設定された励磁電圧波形（本実施形態では、正弦波形）を発生する波形発生器３２と、この波形発生器３２からの励磁電圧波形を電力増幅して、ケーブル２０Ａを介し励磁用コイル１３に励磁電流（交流電流）を供給する電力増幅器３３とを有している。そして、励磁用コイル１３に交流電流を供給して交流磁場を発生させ、被検査体１の表層部に渦電流を誘起させる。被検査体１の表層部に欠陥が存在する場合は、渦電流が乱れ、磁場が変化する。これに伴い、検出用コイル１４の誘起電圧（以降、渦電流波形電圧という）の振幅及び位相が変化するようになっている。
【００２０】
また、探傷装置３０は、トリガ発生器３１からのトリガ信号に応じて、予め設定されたパルス電圧を送信用圧電素子１５に印加するパルス電源３４を有している。そして、ケーブル２０Ｂを介し送信用圧電素子１５にパルス電圧を印加することでピエゾ効果と呼ばれる物理的な力を発生させ、その力を超音波として被検査体１の内部に伝搬させる。超音波の伝搬経路に欠陥が存在する場合に、その欠陥で超音波が反射する。この反射波を受信用圧電素子１６で受信して電圧（以降、超音波波形電圧という）に変換するようになっている。
【００２１】
また、探傷装置３０は、信号合成用のマルチプレクサ３５（アナログスイッチ）、信号変換器３６（Ａ／Ｄ変換器）、及びデジタル信号処理部３７（詳細には、例えばＦＰＧＡチップ、ＤＳＰチップ等）を有している。
【００２２】
マルチプレクサ３５は、ケーブル２０Ｃを介して渦電流センサ１１の検出用コイル１４から、例えば図４中上側に示すような渦電流波形電圧（渦電流波形アナログ信号）を入力し、ケーブル２０Ｄを介して超音波センサ１２の受信用圧電素子１６から、例えば図４中下側に示すような超音波波形電圧（超音波波形アナログ信号）を入力し、それらを合成する。詳しく説明すると、マルチプレクサ３６は、トリガ発生器３１からのトリガ信号も入力しており、その入力タイミング（言い換えれば、超音波センサ１２の超音波送信タイミング）を基準として予め設定された所定の時間帯Ｂ１（詳細には、図４で示すように、超音波波形アナログ信号において、被検査体１の表面による反射波が発生する時間帯であり、かつ、渦電流波形アナログ信号において、数周期となる時間帯）に渦電流波形アナログ信号を選択し、所定の時間帯Ｂ１以外の他の時間帯Ｂ２に超音波波形アナログ信号を選択して、例えば図５に示すような合成波形電圧（合成波形アナログ信号）を生成するようになっている。
【００２３】
信号変換器３６は、マルチプレクサ３５から合成波形アナログ信号を入力し、合成波形デジタル信号に変換してデジタル信号処理部３７へ出力するようになっている。
【００２４】
デジタル信号処理部３７は、合成波形デジタル信号に対して渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離するデマルチプレクサ処理を行う。詳しく説明すると、デジタル信号処理部３７は、トリガ発生器３１からのトリガ信号も入力しており、その入力タイミングを基準として所定の時間帯Ｂ１の部分を渦電流波形データとして抽出又は分離し、他の時間帯Ｂ２の部分を超音波波形データとして抽出又は分離するようになっている。なお、本実施形態では、超音波波形データに対し、被検査体１の表面位置に相当する時間ｔ０の指標（後述の図６（ｃ）、図７（ｃ）、図８（ｃ）中一点鎖線で示すとともに、便宜上、図２においても一点鎖線で示す）を付加するようになっている。
【００２５】
また、デジタル信号処理部３７は、渦電流波形データに基づき、リサージュ図（渦電流探傷評価データ）を作成する。リサージュ図は、横軸にＸ成分電圧Ｖｘ（詳細には、被検査体１が健全である場合に得られる基準波形と同位相である成分の電圧）、縦軸にＹ成分電圧Ｖｙ（詳細には、基準波形と９０度位相が異なる成分の電圧）をプロットした図であり、渦電流波形電圧の振幅｜Ｖ｜及び位相θ（詳細には、基準波形電圧との差異である振幅及び位相）を表現している（下記の式（１）及び（２）参照）。
【００２６】
｜Ｖ｜＝（Ｖｘ２＋Ｖｙ２）−１／２    ・・・（１）
θ＝ｔａｎ−１（Ｖｙ／Ｖｘ）      ・・・（２）
【００２７】
表示装置４０は、デジタル信号処理部３７からリサージュ図及び超音波波形データを入力して表示する。検査者は、表示装置４０で表示されたリサージュ図及び超音波波形データにより、探傷結果を評価する。
【００２８】
具体的に説明すると、例えば図６（ａ）で示すように被検査体１の表層部及び内部に欠陥が存在しない場合は、図６（ｂ）で示すようなリサージュ図と、図６（ｃ）で示すような超音波波形データが表示装置４０で表示される。この場合、リサージュ図で表現された渦電流波形電圧の振幅及び位相がゼロである。また、超音波波形データには裏面反射波（詳細には、探傷プローブ１０が配置された表面とは反対側の裏面による反射波）しか現れていない。これにより、検査者は、被検査体１の表層部及び内部に欠陥が存在しないと判断することができる。また、例えば図７（ａ）で示すように被検査体１の表層部に欠陥が存在する場合は、図７（ｂ）で示すようなリサージュ図と、図７（ｃ）で示すような超音波波形データが表示装置４０で表示される。この場合、リサージュ図で表現された渦電流波形電圧の振幅及び位相が大きい。また、超音波波形データには裏面反射波だけでなく欠陥反射波も現れており、この欠陥反射波が時間ｔ０に近くなっている。これにより、検査者は、被検査体１の表層部に欠陥が存在していると判断することができる。また、例えば図８（ａ）で示すように被検査体１の内部に欠陥が存在する場合は、図８（ｂ）で示すようなリサージュ図と、図８（ｃ）で示すような超音波波形データが表示装置４０で表示される。この場合、リサージュ図で表現された渦電流波形電圧の振幅及び位相がゼロである。しかし、超音波波形データには裏面反射波だけでなく欠陥反射波も現れており、この欠陥反射波が裏面反射波に近くなっている。これにより、検査者は、被検査体１の内部に欠陥が存在すると判断することができ、その深さも判断することができる。
【００２９】
以上のように構成された本実施形態においては、例えば渦電流波形アナログ信号をデジタル化する信号変換器と超音波波形アナログ信号をデジタル化する信号変換器を有する場合と比較すれば、マルチプレクサ３５を追加することになるものの、信号変換器３６の部品点数を低減することができる。そして、マルチプレクサ３５の追加に伴う装置の大型化やコスト増加より、信号変換器の削減に伴う装置の小型化やコスト低減のほうが、効果が大きい。そのため、総じて、探傷装置３０の小型化及びコスト低減を図ることができる。
【００３０】
なお、上記第１の実施形態においては、マルチプレクサ３５を探傷装置３０に設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば図９で示すように探傷プローブ１０に設けてもよい。そして、マルチプレクサ３５は、ケーブル２０Ｅを介してトリガ発生器３１からのトリガ信号を入力し、ケーブル２０Ｆを介して信号変換器３６に合成波形アナログ信号を出力してもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００３１】
本発明の第２の実施形態を、図１０〜図１２により説明する。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態等と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３２】
図１０は、本実施形態における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【００３３】
本実施形態では、探傷装置３０は、上述したマルチプレクサ３５に代えて、アナログ加算器３８（オペアンプ）を有している。アナログ加算器３８は、例えば上述の図４に示すような超音波波形アナログ信号と渦電流波形アナログ信号を重畳して、図１１に示すような合成波形アナログ信号を生成するようになっている。
【００３４】
信号変換器３６は、アナログ加算器３８から合成波形アナログ信号を入力し、合成波形デジタル信号に変換してデジタル信号処理部３７Ａへ出力するようになっている。
【００３５】
デジタル信号処理部３７Ａは、合成波形デジタル信号に対して渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離する周波数フィルタ処理を行う。詳しく説明すると、デジタル信号処理部３７Ａは、予め設定された所定の周波数（詳細には、例えば１ＭＨｚ）未満の部分を渦電流波形データとして抽出又は分離し、所定の周波数（詳細には、例えば１ＭＨｚ）以上の部分を超音波波形データとして抽出又は分離するようになっている。なお、本実施形態では、超音波波形データには表面反射波が含まれている。そのため、上述の図６（ｃ）、図７（ｃ）、及び図８（ｃ）の代わりに、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、及び図１２（ｃ）が得られる。
【００３６】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、例えば渦電流波形アナログ信号をデジタル化する信号変換器と超音波波形アナログ信号をデジタル化する信号変換器を有する場合と比較すれば、アナログ加算器３８を追加することになるものの、信号変換器３６の部品点数を低減することができる。そして、アナログ加算器３８の追加に伴う装置の大型化やコスト増加より、信号変換器の削減に伴う装置の小型化やコスト低減のほうが、効果が大きい。そのため、総じて、探傷装置３０の小型化及びコスト低減を図ることができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、アナログ加算器３８及びデジタル信号処理部３７Ａにトリガ発生器３１からのトリガ信号を入力する必要がないことから、上記第１の実施形態と比べ、回路の簡素化を図ることができる。
【００３８】
なお、上記第２の実施形態においては、アナログ加算器３８を探傷装置３０に設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば図１３で示すように探傷プローブ１０に設けてもよい。そして、アナログ加算器３８は、ケーブル２０Ｆを介して信号変換器３６に合成波形アナログ信号を出力してもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、上記第１及び第２の実施形態並びに第１及び第２の変形例においては、デジタル信号処理部３７又は３７Ａは、渦電流波形データに基づき、リサージュ図を作成し、これを表示装置４０へ出力して表示させる場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、渦電流波形データに対しロックインアンプ処理を行って、渦電流波形電圧の振幅及び位相（渦電流探傷評価データ）を取得し、これを表示装置４０へ出力して表示させてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、上記第１及び第２の実施形態並びに第１及び第２の変形例においては、デジタル信号処理部３７又は３７Ａは、超音波波形データを表示装置４０へ出力して表示させる場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、超音波波形データに対し、振幅の閾値などで欠陥の有無を判定し、さらに伝搬時間から欠陥の深さを取得してもよい。そして、このような超音波探傷評価データを表示装置４０へ出力して表示させてもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、上記第１及び第２の実施形態並びに第１及び第２の変形例においては、渦電流センサ１１は、磁場検出素子として検出用コイル１３を有する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、検出用コイル１３に代えて、例えばホール素子等を有してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４２】
本発明の第３の実施形態を、図１４〜図１８により説明する。なお、本実施形態において、上記第１及び第２の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４３】
図１４は、本実施形態における探傷プローブの内部構造を表す概略図である。図１５は、本実施形態における探傷システムの構成を表すブロック図である。
【００４４】
本実施形態では、探傷プローブ１０の渦電流センサ１１は、例えば図１３で示すように格子状に配列された複数のコイル１７−１〜１７−Ｎ（但し、Ｎ≧３）で構成されている。そして、コイル１７−１〜１７−Ｎのうちのいずれかを選択して、励磁用コイルと検出用コイルの組合せを切替えることにより、被検査体１の表面（ＸＹ面）における広範囲を探傷可能としている。
【００４５】
探傷プローブ１０の超音波センサ１２は、例えば図１３で示すように格子状に配列された複数の圧電素子１８−１〜１８−Ｎ（但し、Ｎ≧３）で構成されている。そして、圧電素子１７−１〜１７−Ｎのうち、Ｘ方向又はＹ方向に配列された複数の圧電素子を選択して、アレイセンサの組合せを切替えることにより、被検査体１の表面（ＸＹ面）における広範囲を探傷可能としている。また、アレイセンサとして選択された複数の圧電素子に対しては、超音波の送信タイミングをそれぞれ制御することで、合成波（干渉波）の送信方向（入射角）を制御する。そして、例えば合成波の送信方向を変化させることにより、被検査体１の断面（ＸＺ面）における広範囲を探傷可能としている。
【００４６】
なお、コイル１７−１〜１７−Ｎの総数と圧電素子１８−１〜１８−Ｎの総数は同じであり、コイル１７−１〜１７−Ｎは、圧電素子１８−１〜１８−Ｎの周囲にそれぞれ巻き付けられている。
【００４７】
探傷装置３０は、図示しないが、トリガ発生器３１、波形発生器３２、及び電力増幅器３３を有している。また、図示しないが、電力増幅器３３とコイル１７−１〜１７−Ｎ（但し、Ｎ≧３）との間に設けられた渦電流用マルチプレクサと、パルス電源３４と圧電素子１８−１〜１８−Ｎの間に設けられた超音波用マルチプレクサ及びタイミング制御部を有している。そして、渦電流用マルチプレクサは、予め設定されたパターンに基づき、コイル１７−１〜１７−Ｎのうちのいずれかを励磁用コイルとして選択し、その励磁用コイルに電力増幅器３３からの励磁電流を供給するようになっている。超音波用マルチプレクサは、予め設定されたパターンに基づき、圧電素子１８−１〜１８−Ｎのうち、Ｘ方向又はＹ方向に配列された複数の圧電素子を選択し、それらの圧電素子にパルス電源３４からのパルス電圧を印加するようになっている。また、タイミング制御部は、各圧電素子に対するパルス電圧の印加タイミングを制御するようになっている。
【００４８】
また、探傷装置３０は、複数のアナログ加算器３８−１〜３８−Ｎ（但し、Ｎ≧３）、マルチプレクサ３９、信号変換器３６、及びデジタル信号処理部３７Ｂを有している。
【００４９】
アナログ加算器３８−１は、ケーブル２０Ｃを介して渦電流センサ１１のコイル１７−１から渦電流波形電圧（渦電流波形アナログ信号）を入力し、ケーブル２０Ｄを介して超音波センサ１２の圧電素子１８−１から超音波波形電圧（超音波波形アナログ信号）を入力し、それらを重畳して合成波形アナログ信号を生成するようになっている。アナログ加算器３８−２は、ケーブル２０Ｃを介して渦電流センサ１１のコイル１７−２から渦電流波形電圧（渦電流波形アナログ信号）を入力し、ケーブル２０Ｄを介して超音波センサ１２の圧電素子１８−２から超音波波形電圧（超音波波形アナログ信号）を入力し、それらを重畳して合成波形アナログ信号を生成するようになっている。…アナログ加算器３８−Ｎは、ケーブル２０Ｃを介して渦電流センサ１１のコイル１７−Ｎから渦電流波形電圧（渦電流波形アナログ信号）を入力し、ケーブル２０Ｄを介して超音波センサ１２の圧電素子１８−Ｎから超音波波形電圧（超音波波形アナログ信号）を入力し、それらを重畳して合成波形アナログ信号を生成するようになっている。但し、ケーブル２０Ｃ側には遮断器が設けられており、対応するコイルが励磁コイルとして選択された場合に、遮断器が開状態となるように制御されている。
【００５０】
信号変換器３６は、アナログ加算器３８−１〜３８−Ｎからの合成波形アナログ信号を、マルチプレクサ３９を介して順次入力し、合成波形デジタル信号に変換するようになっている。
【００５１】
デジタル信号処理部３７Ｂは、合成波形デジタル信号に対して渦電流波形データ及び超音波波形データを抽出又は分離する周波数フィルタ処理を行う。詳しく説明すると、デジタル信号処理部３７Ａは、予め設定された所定の周波数（詳細には、例えば１ＭＨｚ）未満の部分を渦電流波形データとして抽出又は分離し、所定の周波数（詳細には、例えば１ＭＨｚ）以上の部分を超音波波形データとして抽出又は分離するようになっている。なお、各渦電流波形データにはコイル１７−１〜１７−Ｎのうちのいずれのものかの情報が付され、各超音波波形データには圧電素子１８−１〜１８−Ｎのうちのいずれのものかの情報が付されるようになっている。
【００５２】
そして、複数の渦電流波形データに対しロックインアンプ処理を行って、渦電流波形の振幅をそれぞれ取得し、被検査体の表面（ＸＹ面）における渦電流波形の振幅の分布図（渦電流探傷評価データ）を作成する。また、複数の超音波探傷データ及びタイミング制御部からの情報に対し所定の演算処理を行って、超音波波形（反射波）の振幅をそれぞれ取得し、被検査体１の断面（ＸＺ面）における超音波波形の振幅の分布図（渦電流探傷評価データ）を作成するようになっている。
【００５３】
表示装置４０は、デジタル信号処理部３７Ｂから渦電流波形の振幅の分布図及び超音波波形の振幅の分布図を入力して表示する。検査者は、表示装置４０で表示された渦電流波形の振幅の分布図及び超音波波形の振幅の分布図により、探傷結果を評価する。
【００５４】
具体的に説明すると、例えば図１６（ａ）で示すように被検査体１の表層部及び内部に欠陥が存在しない場合は、図１６（ｂ）で示すような渦電流波形の振幅の分布図と、図１６（ｃ）で示すような超音波波形の振幅の分布図が表示装置４０で表示される。この場合、全体的に渦電流波形の振幅がゼロである。また、超音波波形の振幅の分布図には表面反射波及び裏面反射波しか現れていない。これにより、検査者は、被検査体１の表層部及び内部に欠陥が存在しないと判断することができる。また、例えば図１７（ａ）で示すように被検査体１の表層部に欠陥が存在する場合は、図１７（ｂ）で示すような渦電流波形の振幅の分布図と、図１７（ｃ）で示すような超音波波形の振幅の分布図が表示装置４０で表示される。この場合、部分的に渦電流波形の振幅が大きい。また、超音波波形の振幅の分布図には表面反射波及び裏面反射波しか現れていないものの、裏面反射波の一部が欠けている。これにより、検査者は、被検査体１の表層部に欠陥が存在していると判断することができる。また、例えば図１８（ａ）で示すように被検査体１の内部に欠陥が存在する場合は、図１８（ｂ）で示すような渦電流波形の振幅の分布図と、図１８（ｃ）で示すような超音波波形の振幅の分布図が表示装置４０で表示される。この場合、全体的に渦電流波形の振幅がゼロである。しかし、超音波波形の振幅の分布図には表面反射波及び裏面反射波だけでなく欠陥反射波も現れており、この欠陥反射波が裏面反射波に近くなっている。これにより、検査者は、被検査体１の内部に欠陥が存在すると判断することができ、その深さも判断することができる。
【００５５】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、例えばコイル１７−１〜１７−Ｎからの渦電流波形アナログ信号をデジタル化する複数の信号変換器と圧電素子１８−１〜１８−Ｎからの超音波波形アナログ信号をデジタル化する複数の信号変換器を有する場合と比較すれば、アナログ加算器３８−１〜３８−Ｎを追加することになるものの、信号変換器３６の部品点数を低減することができる。そして、アナログ加算器３８−１〜３８−Ｎの追加に伴う装置の大型化やコスト増加より、信号変換器の削減に伴う装置の小型化やコスト低減のほうが、効果が大きい。そのため、総じて、探傷装置３０の小型化及びコスト低減を図ることができる。
【００５６】
なお、上記第３の実施形態においては、アナログ加算器３８−１〜３８−Ｎを探傷装置３０に設けた場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば図１９で示すように探傷プローブ１０に設けてもよい。そして、アナログ加算器３８−１〜３８−Ｎは、ケーブル２０Ｆを介してマルチプレクサ３９に合成波形アナログ信号を出力してもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００５７】
なお、以上においては、探傷プローブ１０と探傷装置３０の間で接続されたケーブルを介して渦電流波形アナログ信号及び超音波波形アナログ信号（あるいは合成波形信号やトリガ信号）を通信する場合を例にとって説明したが、これに限られず、無線通信としてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５８】
１０    探傷プローブ
１１    渦電流センサ
１２    超音波センサ
１７−１〜１７−Ｎ    コイル
１８−１〜１８−Ｎ    圧電素子
３５    マルチプレクサ（信号合成器）
３６    信号変換器
３７，３７Ａ，３７Ｂ    デジタル信号処理部
３８    アナログ加算器（信号合成器）
３８−１〜３８−Ｎ    アナログ加算器（信号合成器）
４０    表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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【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１７】
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【図１８】
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【図１９】
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