(57)【要約】【課題】  塗膜が形成された被検体の超音波探傷を正確且つ容易に実行できる超音波探傷方法及び超音波探傷装置の提供。【解決手段】  基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の超音波探傷を行う場合に、まず、垂直探傷法により、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定し（Ｓ１０１）、次に、測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正し（Ｓ１０２及びＳ１０３）、その後、補正された探傷感度を用いて、斜角探傷法による前記被検体の探傷を実行する（Ｓ１０４）。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の超音波探傷方法において、
垂直探傷法により、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定し、
測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正し、
補正された探傷感度を用いて、斜角探傷法による前記被検体の探傷を実行することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項２】
前記斜角探傷法による前記被検体の探傷は、点集束型斜角探触子を用いて実行される、請求項１に記載の超音波探傷方法。
【請求項３】
前記斜角探傷法による前記被検体の探傷は、フェイズドアレイ探触子を用いて実行される、請求項１に記載の超音波探傷方法。
【請求項４】
基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の探傷を行う超音波探傷装置において、
垂直探傷用探触子と、
斜角探傷用探触子と、
前記垂直探傷用探触子が受信した超音波に基づいて、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定する測定手段と、
当該測定手段によって測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正する補正手段とを備え、
当該補正手段によって補正された探傷感度を用いて、前記斜角探傷用探触子が受信した超音波に基づき、前記被検体の探傷を実行するように構成されていることを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項５】
前記垂直探傷探触子と前記斜角探傷用探触子とが１つのケースに収容されている、請求項４に記載の超音波探傷装置。
【請求項６】
基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の探傷を行う超音波探傷装置において、
複数の振動子が配列されてなるフェイズドアレイ探触子と、
当該フェイズドアレイ探触子の一部の振動子から放射される超音波を前記被検体の探傷面に垂直な方向へ入射させ、他の振動子から放射される超音波を前記探傷面に垂直以外の方向へ入射させるための音響ウェッジと、
前記一部の振動子から放射された超音波を受信した場合、その受信した超音波に基づいて、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定する測定手段と、
当該測定手段によって測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正する補正手段とを備え、
前記他の振動子から放射された超音波を受信した場合、その受信した超音波に基づき、前記補正手段によって補正された探傷感度を用いて、前記被検体の探傷を実行するように構成されていることを特徴とする超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の探傷を行う超音波探傷方法に関し、特に表面に塗膜が形成された被検体の探傷を行う超音波探傷方法、及びその方法を実施するための超音波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に塗膜が形成されている被検体に対して超音波探傷を行う場合、塗膜中で超音波が減衰することに起因して、傷を見落としたり、傷の過小評価または過大評価がなされたりするなどの問題があった。この問題を回避するために、塗膜を除去した上で探傷を実行し、その後に再度表面に塗装を施すことが考えられるが、これでは高コスト化を招来するという問題があった。
【０００３】
このような問題に対応するために、塗膜を除去することなく探傷を行う超音波探傷方法として、次のものが提案されている。
【０００４】
第１に、（１）塗膜の種類ごとに、塗膜の厚さと塗膜中の超音波の減衰量との関係を予め調べておき、（２）探傷を実行する前または探傷を実行する際に、実際の被検体の塗膜の厚さを測定し、（３）上記（１）及び（２）の結果に基づいて、超音波の減衰量の推定及び探傷感度（探傷の目的に応じて適度に調整された超音波探傷装置の感度）の補正を行うという方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。この方法のように、塗膜の厚さと塗膜中の超音波の減衰量との関係を予め把握することによって、塗膜を除去することなく、被検体の探傷が可能となる。
【０００５】
第２に、塗膜による超音波の減衰を回避するために、針型の探触子を塗膜に突き刺すことによって、基材に対して超音波を直接入射して、探傷を実行する方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。この方法によれば、塗膜による影響を排除することができるため、より正確な探傷を行うことができるようになる。
【特許文献１】特開平１−２５３６５１号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９７４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１００９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の第１の超音波探傷方法の場合、塗膜及び塗膜と基材との境界面はどの部位であっても同一の音響特性を有していることを前提としている。しかしながら、実際には、塗膜の音響特性に経年変化の影響により、塗膜の音響特性が部位によって異なったり、ブラストなどの表面処理及び下塗り材などの影響により、塗膜と基材との境界面の音響特性が部位によって異なったりする。そのため、予め調べておいた塗膜中の超音波の減衰量と実際の超音波の減衰量とが異なっていたり、塗膜と基材との境界面での超音波の通過量が異なっていたりすることとなる。その結果、第１の超音波探傷方法によると、探傷感度の補正を適切に行うことが困難となり、傷の過小評価または過大評価が生じ得る。
【０００７】
また、上記の第２の超音波探傷方法によれば、針型の探触子を塗膜に突き刺すことによって、塗膜に傷をつけることになるので、探傷終了後に、塗装の補修を行う必要が生ずるという問題がある。さらに、針型の探触子の場合、振動子のサイズが非常に小さくなるため、超音波が広がることになり、その結果傷の寸法の正確な評価が困難になるという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗膜が表面に形成された被検体の超音波探傷を、塗膜を傷つけることなく、正確に行うことができる超音波探傷方法及びその方法を実施するための超音波探傷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、塗膜が表面に形成された被検体の超音波探傷を行うにあたって、塗膜を傷つけることなく、正確な評価をするために、どのようにして探傷感度の補正を行うべきかについて鋭意検討した。
【００１０】
図１は、超音波探傷におけるエコーの概念を示す概念図である。図１において、被検体１０は、基材１１の表面に塗膜１２が形成されてなる構造物である。以下では、図１に示すように、塗膜１２の表面からのエコーを表面エコーと、塗膜１２と基材１１との境界面からのエコーを界面エコーと、基材１１の底面からのエコーを底面エコーとそれぞれ称する。
【００１１】
図２は、探傷感度の補正前における底面エコー高さと塗膜厚さとの関係を示すグラフである。このグラフは、１６個の振動子を有するフェイズドアレイ探触子を用いて、垂直探傷法により、表面に塗膜が形成された被検体（以下、塗膜付被検体という）の探傷を行った場合の試験結果を示している。なお、この試験では、周波数１０MHzの超音波を用いている。
【００１２】
図２においては、表面に塗膜が形成されていない被検体の場合と塗膜付被検体の場合との底面エコー高さの比を、底面エコー高さとして、黒塗りの三角でプロットしている。
【００１３】
塗膜厚さが増加すればするほど、塗膜中での超音波の減衰量も増加する。したがって、図２に示すとおり、塗膜厚さが増加するにしたがって、底面エコー高さが減少することになる。
【００１４】
上述した従来の第１の超音波探傷方法では、図２に示すような塗膜厚さと底面エコー高さとの関係を予め調査しておき、その後に実際の被検体の塗膜の厚さを測定し、その塗膜の厚さと、予め調査しておいた塗膜厚さ及び底面エコー高さの関係とから、超音波の減衰量を推定する。そして、その超音波の減衰量に基づいて探傷感度の補正を行う。そのようにして、探傷感度の補正を行った場合の塗膜厚さと底面エコー高さとの関係を示すグラフが図３である。
【００１５】
図３に示すように、塗膜厚さによって、底面エコー高さに大きなばらつきが生じている。ここで、底面エコー高さの標準偏差は１．３７ｄＢ程度であり、最大値と最小値との差は約６ｄＢである。このように底面エコー高さに大きなばらつきが生じる場合、傷を過小評価したり過大評価したりするという問題を招来することになる。
【００１６】
このように底面エコー高さを用いて超音波の減衰量を推測することとした場合、誤差が生じ易い。
【００１７】
また、底面エコー高さを用いる場合は、次のような問題もある。すなわち、塗膜中の超音波の減衰量を正確に測定するためには、探傷する箇所で底面エコー高さを測定する必要があるが、被検体の底面は溶接部などが存在するため平面ではない場合が多く、底面エコー高さの測定が困難になることが多い。よって、塗膜中の超音波の減衰量を正確に測定することが困難となり得る。
【００１８】
本発明者等は、上記のとおり、底面エコー高さを用いる方法によれば塗膜中の超音波の減衰量を測定することが難しく、その結果、探傷感度を適正に補正することができないと考えた。そして、塗膜と基材との境界面は多くの場合は平面であることから、界面エコー高さの測定は、底面エコー高さの場合と異なり、探触子を設置することが可能な箇所であれば、容易且つ正確に行うことができる点に着目した。そして、図４に示すとおり、界面エコー高さと底面エコー高さとが略１対１の関係にあることから、界面エコー高さを用いることにより、塗膜中の超音波の減衰を考慮した探傷感度の補正を適切に行うことができると考えた。
【００１９】
これらの知見に基づいて、本発明者等は、以下に示す発明をした。
【００２０】
本発明の超音波探傷方法は、基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の超音波探傷方法において、垂直探傷法により、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定し、測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正し、補正された探傷感度を用いて、斜角探傷法による前記被検体の探傷を実行する。
【００２１】
このように、被検体の塗膜と基材との境界面からのエコー高さに基づいて探傷感度の補正を行うことにより、塗膜を除去することなく、正確且つ容易に塗膜が形成された被検体の探傷を行うことができる。
【００２２】
上記発明に係る超音波探傷方法において、前記斜角探傷法による前記被検体の探傷は、点集束型斜角探触子を用いて実行されることが望ましい。
【００２３】
また、上記発明に係る超音波探傷方法において、前記斜角探傷法による前記被検体の探傷は、フェイズドアレイ探触子を用いて実行されるようにしてもよい。
【００２４】
本発明の超音波探傷装置は、基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の探傷を行う超音波探傷装置において、垂直探傷用探触子と、斜角探傷用探触子と、前記垂直探傷用探触子が受信した超音波に基づいて、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定する測定手段と、当該測定手段によって測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正する補正手段とを備え、当該補正手段によって補正された探傷感度を用いて、前記斜角探傷用探触子が受信した超音波に基づき、前記被検体の探傷を実行するように構成されている。
【００２５】
上記発明に係る超音波探傷装置において、前記垂直探傷探触子と前記斜角探傷用探触子とが、１つのケースに収容されていることが望ましい。
【００２６】
また、本発明の超音波探傷装置は、基材の表面に塗膜が形成されてなる被検体の探傷を行う超音波探傷装置において、複数の振動子が配列されてなるフェイズドアレイ探触子と、  当該フェイズドアレイ探触子の一部の振動子から放射される超音波を前記被検体の探傷面に垂直な方向へ入射させ、他の振動子から放射される超音波を前記探傷面に垂直以外の方向へ入射させるための音響ウェッジと、前記一部の振動子から放射された超音波を受信した場合、その受信した超音波に基づいて、前記塗膜と前記基材との境界面からのエコー高さを測定する測定手段と、当該測定手段によって測定されたエコー高さに基づいて、斜角探傷法による探傷のための探傷感度を補正する補正手段とを備え、前記他の振動子から放射された超音波を受信した場合、その受信した超音波に基づき、前記補正手段によって補正された探傷感度を用いて、前記被検体の探傷を実行するように構成されている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の超音波探傷方法、及びその方法を実施するための超音波探傷装置によれば、塗膜を傷つけることなく、正確な探傷を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２９】
（実施の形態１）
図５は、本発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、超音波探傷装置１は、垂直探傷のための垂直探傷用探触子２及び斜角探傷のための斜角探傷用探触子３と、超音波の送受信を行う送受信器４と、Ａ／Ｄ変換器６と、所定の処理を実行する演算処理装置７と、ディスプレイ等で構成される出力装置８とを備えている。
【００３０】
垂直探傷用探触子２及び斜角探傷用探触子３は、点集束型斜角探触子であり、塗膜１２を含む被検体１０の底面近傍に焦点位置が設定されている。
【００３１】
基材１１の表面に塗膜１２が形成されてなる被検体１０の表面、すなわち塗膜１２の表面上に、垂直探傷用探触子２及び斜角探傷用探触子３が配置される。これらの垂直探傷用探触子２及び斜角探傷用探触子３は、送受信器４に接続されており、当該送受信器４は、これらの垂直探傷用探触子２及び斜角探傷用探触子３を介して、超音波の送受信を行う。
【００３２】
また、送受信器４は、受信した超音波を所定の増幅率で増幅するための増幅器５を備えている。この増幅率は、超音波探傷装置１の探傷感度に相当するものである。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換器６は、送受信器４から受けた電気信号をデジタル化し、そのデジタルデータを演算処理装置７へ出力する。
【００３４】
演算処理装置７は、Ａ／Ｄ変換器６から受け取ったデータに基づいて、後述するような処理を実行する。そして、その処理結果は、ディスプレイ等で構成される出力装置８にて出力される。
【００３５】
なお、本発明の超音波探傷装置が備える垂直探傷用探触子２及び斜角探傷用探触子３は、点集束型斜角探触子に限定されるわけではなく、他の種類の探触子を用いることが可能である。もっとも、厚みが５ｍｍ以下の薄板を被検体とする場合、通常型の探触子では音場が不安定な近距離音場内での探傷となり、感度補正を実行したとしても、傷の検出及びその傷の寸法の測定を正確に行うことができないおそれがあるため、上述したとおり、焦点位置を被検体の底面近傍に設定可能な探触子を用いることが望ましい。そのような探触子としては、点集束型斜角探触子の他にも、例えばフェイズドアレイ探触子などが挙げられる。
【００３６】
次に、以上のように構成された本発明の超音波探傷装置１の動作について、説明する。
【００３７】
図６は、実施の形態１に係る本発明の超音波探傷装置１の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
まず、超音波探傷装置１は、垂直探傷法により、塗膜１２と基材１１との境界面からのエコー高さ、すなわち界面エコー高さを測定する（Ｓ１０１）。具体的には、送受信器４が、垂直探傷用探触子２を介して超音波の送受信を行い、界面エコー高さを測定する。
【００３９】
このようにして得られた界面エコー高さにより塗膜中の超音波の減衰量を推測することができる。しかし、垂直探傷法と斜角探傷法とでは、超音波の通る経路が異なるため、ステップＳ１０１にて測定された界面エコー高さ、すなわち垂直探傷法により測定された界面エコー高さをそのまま用いて、斜角探傷法による探傷を実行することは妥当ではない。
【００４０】
そこで、超音波探傷装置１は、斜角探傷法用の探傷感度を求めるべく、ステップＳ１０１にて測定した界面エコー高さに基づいて、探傷感度の補正量を算出する（Ｓ１０２）。より具体的には、以下のとおりの処理を実行する。
【００４１】
図７は、斜角探傷法による場合の塗膜厚さとコーナーエコー高さとの関係を示すグラフである。図７においては、表面に塗膜が形成されていない被検体の場合と塗膜付被検体の場合とのコーナーエコー高さの比を、コーナーエコー高さとして、黒塗りの丸でプロットしている。ここで、コーナーエコーとは、所定の斜角で超音波が送信された場合における、被検体の底面角部からのエコーをいう。
【００４２】
ステップＳ１０２において、超音波探傷装置１が備える演算処理装置７は、探傷感度の補正量ΔＨの値を、式ΔＨ＝−９．１５δ−１０．０３にしたがって算出する。ここで、δは、垂直探傷法での界面エコー高さの測定結果から求めた塗膜厚さを示しており、具体的には、δ＝（（ＨI−ＨS）／５．６１）＋０．３２で求められる値である。なお、ＨIは界面エコー高さを、ＨSは表面エコー高さをそれぞれ示している。
【００４３】
このようにして算出された補正量にしたがって補正をした場合、次のような顕著な効果がある。
【００４４】
図８Ａは、探傷感度の補正前における底面エコー高さ及び界面エコー高さと塗膜厚さとの関係を示すグラフであり、図８Ｂは、本発明の超音波探傷方法による探傷感度の補正後における底面エコー高さと塗膜厚さとの関係を示すグラフである。
【００４５】
図８Ａにおいては、表面に塗膜が形成されていない被検体の場合と塗膜付被検体の場合との底面エコー高さの比を、探傷感度の補正前における底面エコー高さとして、黒塗りの三角でプロットしている。また、界面エコー高さと表面エコー高さとの比を、界面エコー高さとして、白抜きの丸でプロットしている。
【００４６】
塗膜厚さが増加すればするほど、塗膜中での超音波の減衰量も増加するため、補正前においては、図８Ａに示すとおり、塗膜厚さが増加するにしたがって、底面エコー高さが減少することになる。
【００４７】
これに対し、上述したように界面エコー高さを用いて探傷感度を補正した後においては、図８Ｂに示すとおり、塗膜厚さが異なっていても、底面エコー高さはほぼ一定である。ここで、本発明の超音波探傷方法による補正後の底面エコー高さの標準偏差は０．１９ｄＢ程度である。図３を参照して上述したように、従来の第１の超音波探傷方法による補正後の底面エコー高さの標準偏差が１．３７ｄＢ程度であることと比較すると、補正後の底面エコー高さのばらつきが小さいことがわかる。この程度であれば、塗膜厚さが異なったとしても、傷の評価を正確に行うことができる。
【００４８】
次に、超音波探傷装置１は、ステップＳ１０２で算出された探傷感度の補正量を用いて、探傷感度の設定を行う（Ｓ１０３）。より具体的には、送受信器４が有する増幅器５における増幅率が、演算処理装置７によって算出された補正量が反映された探傷感度に基づく値となるように、設定される。
【００４９】
上述したとおり、本実施の形態では、超音波探傷装置１が探傷感度の設定（増幅率の設定）を自動的に行っているが、例えば、オペレータが手動で探傷感度を設定するようにしてもよい。
【００５０】
そして、超音波探傷装置１が備える送受信器４が、斜角探傷用探触子３を介して超音波の送受信を行うことにより、被検体の探傷を実行する（Ｓ１０４）。
【００５１】
図９は、本発明の超音波探傷装置１による塗膜付被検体の探傷の結果を示すグラフである。このグラフに示されている結果は、超音波探傷装置１が、人工的に傷が設けられた試験体を探傷し、内在する傷の高さを測定したものである。この試験体としては、塗膜厚さが０．８ｍｍのもの、２．２〜２．３ｍｍのもの、及び２．４〜２．６ｍｍのものを用意した。なお、傷の寸法の測定方法は、エコー高さの影響を受けにくいドロップ法を用いている。
【００５２】
図９に示すように、塗膜厚さの大小に関係なく、実際の傷の高さ（実きず高さ）と、超音波探傷装置１によって評価された傷の高さ（きず指示高さ）との誤差は極めて小さい（標準偏差０．３３ｍｍ）。このように、本発明の超音波探傷装置１によれば、塗膜付被検体であっても、正確且つ容易に探傷を行うことができる。
【００５３】
以上のように、本発明の超音波探傷装置１において、傷の高さにかかわらず良好な探傷結果を得ることができるのは、探傷感度の補正を、傷の高さに影響されずに適切に行うことができるからである。以下、比較例と対比しながら、この点について説明する。
【００５４】
実験として、人工的に傷が設けられた塗膜厚さが３種類の試験体を用意し、この試験体に対して、本発明の超音波探傷方法及び上述した従来の第１の超音波探傷方法によって探傷を行い、探傷感度の補正前後でのエコー高さと塗膜厚さとの関係を求めた。なお、試験体には、高さが３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍの傷がそれぞれ設けられている。
【００５５】
図１０Ａは、従来の第１の超音波探傷方法による場合における、探傷感度の補正前の塗膜厚さとエコー高さとの関係を示すグラフであり、図１０Ｂは、同じく探傷感度の補正後の塗膜厚さとエコー高さとの関係を示すグラフである。
【００５６】
また、図１１Ａは、本発明の超音波探傷方法による場合における、探傷感度の補正前の塗膜厚さと界面エコー高さとの関係を示すグラフであり、図１１Ｂは、同じく探傷感度の補正後の塗膜厚さと界面エコー高さとの関係を示すグラフである。
【００５７】
図１０Ａ及び図１１Ａを参照すると、何れの場合でも塗膜厚さが大きくなるにしたがってエコー高さが減少している。
【００５８】
次に、図１０Ｂ及び図１１Ｂを参照すると、本発明の超音波探傷方法による場合では、塗膜厚さが異なっていても同じきず高さであればエコー高さは略同じであるのに対して、従来の場合では、同じきず高さであってもエコー高さがばらついているのがわかる。
【００５９】
以上のエコー高さのばらつき度合いを感度補正誤差として示したのが図１２である。図１２は、本発明の超音波探傷方法及び従来の第１の超音波探傷方法による場合における、感度補正誤差と傷高さとの関係を示すグラフである。ここで、感度補正誤差とは、補正後のきず高さが同じである場合のきずエコー高さの最大最小値をいう。
【００６０】
図１２に示すように、本発明による場合は、きず高さが何れの場合であっても感度補正誤差の値は小さく、他方、従来の方法による場合は、何れのきず高さの場合でも本発明による場合よりも感度補正誤差の値が大きい。
【００６１】
以上より、本発明の超音波探傷方法による場合では、塗膜厚さが異なっていたとしても、同じきず高さであればエコー高さが略同じになる程度に補正ができているのに対して、従来の場合では、感度補正誤差が大きく、適切な補正が行われていないことがわかる。
【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態１に係る超音波探傷装置は、垂直探傷用探触子及び斜角探傷用探触子の２つの探触子を備えている。これに対し、実施の形態２に係る超音波探傷装置は、１つの探触子を用いて、本発明の超音波探傷方法を実施するものである。
【００６３】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る超音波探傷装置が備える探触子の構成を示す正面図である。
【００６４】
図１３において、２１は、複数の振動子が図面上の左右方向に配列してなるフェイズドアレイ探触子を示しており、このフェイズドアレイ探触子２１は、音響ウェッジ２２上に設けられている。
【００６５】
音響ウェッジ２２には、上下方向に貫通する孔２３が形成されている。この孔２３には、音響ウェッジ２２とは音速が異なる媒質（例えば水等）が充填されている。
【００６６】
図１３に示すように、孔２３は、フェイズドアレイ探触子２１と接する上辺及び被検体１０の探傷面と接する下辺が、被検体１０の探傷面に対して水平方向に設けられた矩形状の部分２３ａと、下辺は同じく水平方向に設けられているのに対し、上辺２４がフェイズドアレイ探触子２１と接することなく、且つ被検体１０の探傷面に対して所定の角度傾斜して設けられている部分２３ｂとから、構成される。
【００６７】
なお、実施の形態２に係る超音波探傷装置のその他の構成及び動作については、実施の形態１の場合と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００６８】
図１３における波線矢印で示すように、フェイズドアレイ探触子２１から音響ウェッジ２２及び孔２３内へ放射された超音波は、被検体１０の探傷面に入射される。このうち、フェイズドアレイ探触子２１の一部の振動子から２３ａで示される部分を介して放射される超音波は、被検体１０の探傷面に対して垂直に入射するのに対して、フェイズドアレイ探触子２１の他の振動子から２３ｂで示される部分を介して放射される超音波は、上辺２４で屈折することにより、被検体１０の探傷面に対して所定の角度傾斜して入射する。
【００６９】
上記のとおり、孔２３が形成された音響ウェッジ２２を用いることにより、１つの探触子により２つ以上の屈折角で探傷することができるようになる。なお、フェイズドアレイ探触子の場合、電子的に超音波の入射角を制御することができるため、１つの探触子により垂直探傷及び斜角探傷を行うことも可能であるが、超音波の広がりには限界があるため、大きく異なる２つの屈折角（例えば、垂直及び斜角４５度、斜角４５度と７０度等）での探傷を同時に行うことは困難である。本実施の形態によれば、このように大きく異なる２つの屈折角での探傷を同時に行うことができる。
【００７０】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る超音波探傷装置は、実施の形態１の場合と同様に、垂直探傷用探触子及び斜角探傷用探触子の２つの探触子を備えている。しかし、実施の形態１の場合では、２つの探触子が別個独立に設けられているのに対し、実施の形態３では、２つの探触子が１つのケースに収容されている。
【００７１】
図１４は、本発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置が備える探触子の構成を示す正面図である。
【００７２】
図１４において、３１は、垂直探傷用探触子を、３２は、斜角探傷用探触子をそれぞれ示している。これらの垂直探傷用探触子３１及び斜角探傷用探触子３２は、これらの探触子のケースの役割をも持つ音響ウェッジ３３に収容されている。
【００７３】
なお、実施の形態３に係る超音波探傷装置のその他の構成及び動作については、実施の形態１の場合と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００７４】
図１４における破線矢印で示すように、垂直探傷用探触子３１から音響ウェッジ３３内へ放射された超音波は、被検体１０の探傷面に対して垂直に入射し、斜角探傷用探触子３２から音響ウェッジ３３内へ放射された超音波は、被検体１０の探傷面に対して所定の角度傾斜して入射する。このようにして垂直探傷用探触子３１から放射される超音波と、斜角探傷用探触子３２から放射される超音波とが、被検体１０の探傷面の同一の位置に入射するように、調整される。
【００７５】
このように、垂直探傷用及び斜角探傷用の２つの探触子が１つのケース内に収容され、音響ウェッジ３３によりそれらの探触子から放射される超音波の入射角を調整可能とすることによって、被検体１０の探傷面の同一の位置に、両探触子からの超音波を入射させることができる。
【００７６】
実施の形態１の場合のように、両探触子を別個独立のものとした場合、それらの探触子からの超音波を、被検体１０の探傷面の同一の位置に入射させようとすると、干渉が生じることとなる。そのため、実施の形態１の場合では、両探触子からの超音波は、干渉が生じない範囲で、被検体１０の探傷面において可能な限り近い位置に入射させることになる。しかしながら、本発明の超音波探傷方法を用いて、より精度の高い探傷を行うためには、垂直探傷及び斜角探傷の何れの場合においても、探触子から放射される超音波を被検体の探傷面の同一の位置に入射させることが望ましい。この点において、実施の形態３に係る超音波探傷装置は、望ましい構成であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る超音波探傷方法及び超音波探傷装置は、塗膜が形成された被検体の探傷を、塗膜を除去することなく正確に行うことができるため、塗膜が形成される場合が多い構造物の超音波探傷を行う場合等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】超音波探傷におけるエコーの概念を示す概念図である。
【図２】探傷感度の補正前における底面エコー高さと塗膜厚さとの関係を示すグラフである。
【図３】探傷感度の補正を行った場合の塗膜厚さと底面エコー高さとの関係を示すグラフである。
【図４】底面エコー高さと界面エコー高さとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る超音波探傷装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１に係る本発明の超音波探傷装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】斜角探傷法による場合の塗膜厚さとコーナーエコー高さとの関係を示すグラフである。
【図８Ａ】探傷感度の補正前における底面エコー高さ及び界面エコー高さと塗膜厚さとの関係を示すグラフであり、
【図８Ｂ】本発明の超音波探傷方法による探傷感度の補正後における底面エコー高さと塗膜厚さとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の超音波探傷装置１による塗膜付被検体の探傷の結果を示すグラフである。
【図１０Ａ】従来の第１の超音波探傷方法による場合における、探傷感度の補正前の塗膜厚さとエコー高さとの関係を示すグラフである。
【図１０Ｂ】従来の第１の超音波探傷方法による場合における、探傷感度の補正後の塗膜厚さとエコー高さとの関係を示すグラフである。
【図１１Ａ】本発明の超音波探傷方法による場合における、探傷感度の補正前の塗膜厚さと界面エコー高さとの関係を示すグラフである。
【図１１Ｂ】本発明の超音波探傷方法による場合における、探傷感度の補正後の塗膜厚さと界面エコー高さとの関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の超音波探傷方法及び従来の第１の超音波探傷方法による場合における、感度補正誤差と傷高さとの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る超音波探傷装置が備える探触子の構成を示す正面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る超音波探傷装置が備える探触子の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    超音波探傷装置
２    垂直探傷用探触子
３    斜角探傷用探触子
４    送受信器
５    増幅器
６    Ａ／Ｄ変換器
７    演算処理装置
８    出力装置
１０  被検体
１１  基材
１２  塗膜
２１  探触子
２２  音響ウェッジ
３１  垂直探傷用探触子
３２  斜角探傷用探触子
３３  音響ウェッジ
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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