(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冶金製品（３）の検査装置の較正用のモジュールであって、
‐  値／角度の対の形でデータを記憶することができ、各対が前記角度に対応する前記冶金製品の方向への超音波検査に対する応答の振幅に対応するメモリ（３３）と、
‐  前記記憶されたデータに対して処理機能（３５）を実行可能な計算機と、を備え、
前記データは、
‐  前記冶金製品に配置された多指向性反射体（２７）に関わる第１の組のデータ（３９）であって、前記第１の組の対は、前記多指向性反射体（２７）の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する第１の組のデータ（３９）と、
‐  前記冶金製品に配置された指向性反射体（１３；１５；２１；２５）に関わる第２の組のデータ（３７）であって、前記第２の組のデータは、前記指向性反射体に対して、前記指向性反射体の一つの作用方向に沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する少なくとも一つの対を備える第２の組のデータ（３７）と、に編成され、
前記処理機能（３５）は、前記第１の組のデータと前記第２の組のデータの対の補間によって第３の組のデータ（４０）を確立するように構成され、前記第３の組の対は、前記多指向性反射体（２７）の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する基準振幅に対応することを特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記第２の組のデータ（３７）は、前記冶金製品（３）に配置された幾つかの指向性反射体（１３；１５；２１；２５）に関連し、前記第２の組のデータ（２７）は、各指向性反射体（１３；１５；２１；２５）に対して、この指向性反射体の一つの作用方向に沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する少なくとも一対を備える、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記処理機能（３５）は、夫々の角度が前記多指向性反射体（２７）の作用方向に対応し、且つ夫々の振幅値が前記第１の組のデータ（３９）に対応する対の値から計算され、前記第２の組のデータ（３７）に対する一つ以上の対を確立するように構成される、請求項１または２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記第３の組のデータ（４０）の前記振幅値の少なくとも幾つかは、比較振幅値の補間によって計算され、前記第１の組のデータ（３９）の対の値および前記第２の組のデータ（３７）の対の振幅値は、相互に対応する角度を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項５】
前記補間は、線形回帰に関わる、請求項１〜４の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項６】
前記処理機能（３５）は、前記第１の組のデータ（３９）の値／角度の各対に対する前記第３の組のデータ（４０）の値／角度の対を確立するように構成され、前記第３の組のデータ（４０）の対の角度と前記第１の組のデータ（３９）の対の角度は互いに対応する、請求項１〜５の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項７】
前記多指向性反射体（２７）は、前記冶金製品中の規則的形状の穿孔よりなる、請求項１〜６の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項８】
各指向性反射体（１３；１５；２１；２５）は、標準化された切り欠きよりなる、請求項１〜７の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項９】
前記処理機能（３５）は、角度が相互に対称的方向に対応する対の振幅値から平均振幅を確立するように構成された統計機能をさらに備え、且つ前記処理機能（３５）は、前記第１の組のデータ（３９）と前記第２の組のデータ（３７）の少なくとも一方のデータを有する統計機能を呼び出す、請求項１〜８の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記処理機能（３５）は、前記補間に先立って前記統計機能を呼び出す、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記処理機能（３５）は、指向性反射体（１３；１５；２１；２５）の特徴的振幅値を確立するために、前記冶金製品において互いに対して同様に向けられた連続する超音波検査から生じる前記指向性反射体（１３；１５；２１；２５）の応答の振幅に対応する一群の値に働きかけることができる抽出機能を備え、この特徴的値は閾値として確立され、この閾値を越える少なくとも二つの連続する振幅値を得ることが可能な、請求項１〜１０の何れか１項に記載のモジュール。
【請求項１２】
冶金製品（３）のための検査装置の較正方法であって、前記方法は、以下のステップ：
‐  値／角度の対の形で第１の組のデータ（３９）を保存するステップであって、前記第１の組のデータは、前記冶金製品（３）に配置された多指向性反射体（２７）に関連し、前記第１の組のデータの値／角度の対は、前記角度に対応する前記多指向性反射体（２７）の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応するステップと、
‐  値／角度の対の形で第２の組のデータ（３７）を保存するステップであって、前記第２の組のデータは、前記冶金製品に配置された指向性反射体（１３；１５；２１；２５）に関連し、前記第２の組のデータは、前記指向性反射体に対して、前記角度に対応する前記指向性反射体の一つの作用方向に沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する少なくとも一つの値／角度の対を備えるステップと、
‐  前記第１の組のデータと前記第２の組のデータの対の補間によって値／角度の対の形で第３の組のデータ（４０）を確立するステップであって、前記第３の組の対は、前記多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する基準振幅に対応するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１〜１１の何れか１項に記載のモジュールを構成するために、計算ユニットと協働できるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冶金製品、特に典型的には数メートルと数十メートルの間のかなりの長さの断面の非破壊検査の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明をより良く理解するために、本発明は、冶金製品の一例として、略管状の製品、特にパイプに関連して記述される。しかしながら、本発明は、より広い用途を有することが意図されている。
【０００３】
長いパイプは、広く使用されている。用途の領域として、例えば所謂“ボイラ”パイプを使用する電力生産、穿設、抽出および搬送のためのパイプ（“ラインパイプ”）を使用する石油およびガス、または土木工学であれ自動車産業および航空機産業であれ機械的構造が挙げられる。
【０００４】
冶金製品の大部分のように、パイプは、例えばスチールにおける物質の含有や物質の不存在のようなパイプ製造に関連する欠点を有する傾向がある。一般的に、スチール母材の異成分は、使用中のパイプの機械強度を減じる傾向がある不完全箇所として見られている。
【０００５】
したがって、金属パイプの欠陥を検査するのみならず、欠陥がある場合、これらの欠陥の危険レベル、特に、それらのサイズ、それらの深さ、それらの位置、それらの性質、またはそれらの向きを評価するために有用な情報を決定するために、金属パイプの製造の直後にそれらの金属パイプを検査している。
【０００６】
多数のパイプを製造するとき、最も確実な方法で最大数のパイプを検査することが望ましい。本出願人と同様に、本産業の一部の作業者は、製造されたパイプの各々を個別にチェックしている。
【０００７】
したがって、パイプの検査は、その他のより典型的な段階、特に成形と同様に、パイプの製造における一段階である。
【０００８】
それらの段階が生産の規則的反復に影響を及ぼすために、用いられる検査方法は、信頼性を保ちながら、経済的で且つ迅速でなければならない。実質的に自動的な検査方法が求められている。
【０００９】
特に、超音波を含む検査技術が使用される。超音波は、検査されるパイプ内を伝搬し、結果として生じるエコーの中でそのパイプの幾何学形状に関連しないものが探される。材料の含有や材料の不存在は、超音波の伝搬の媒体内で変動となり、したがって、超音波と衝突するときにエコーを発生する。これらの変動は、不完全箇所として見られ得る。
【００１０】
不完全箇所によって生成されたエコーの強度は、超音波がその欠陥に衝突する角度に依存している。パイプ中の超音波の伝搬の一つの方向に対して、対応するような向き、すなわち伝搬の方向に対して垂直な向きの不完全箇所を主に検出するが、約１度や２度の特定の許容範囲を有している。
【００１１】
実際に、不完全箇所は、完全には長手方向または横断方向ではないが、これらの方向の一方または他方に多かれ少なかれ重要なエコーを送出する。不完全箇所の向きは、反射の最大表面に例えることができる。
【００１２】
閾値よりも大きな振幅のエコーを戻す不完全箇所は、欠陥として知られている。向きの値がこの欠陥と関連付けられ、それは検査方向から推測され得る。
【００１３】
例えば当該技術において、対応する向きのショットに応答して事前定義された値よりも大きな振幅を有するエコーを発生する何らかの不完全箇所は、長手方向欠陥と呼ばれる。この閾値は、較正によって設定される。旧来、参照欠陥、すなわち標準の欠陥として、既知で最も頻繁に標準化された位置（深さと向き）および寸法の切り欠きが使用され、これらは、サンプルパイプに作られている。
【００１４】
検査の期間は、超音波がパイプ中を前後に移動するために必要な時間、およびある程度は、記録された戻り信号の処理のための時間に主に依存する。
【００１５】
生産規則的反復と安全性の必要性を両立するために、超音波ショットの数を制限し、且つ各パイプのある特定の向きを有する欠陥を探すだけが慣例となっていた。
【００１６】
典型的には、最も頻繁に起こる欠陥、一般的には、パイプの母線に平行な向きの欠陥を検出することが望まれている。
【００１７】
当該技術における最近の発展は、許容検査の規則的反復を維持するためにショットの数を制限したまま、異なる向きの欠陥の検出をさらに可能とする検査方法を含んでいる。
【００１８】
例えば国際公開公報ＷＯ２００３／５０５２７から“位相化”アレイタイプの一次元センサが使用される冶金製品のための非破壊検査レイアウトが知られている。各トランスデューサ要素は、一度励起され、次に、処理回路は、当該技術で“ショット”として知られているこの一回の放射に対してパイプの全体の応答を解析する。パイプの横断方向において実行されたショットに基づいて、この方向に対して垂直に配置された欠陥のみならず＋２０°〜−２０°の間のこの垂直な方向に対する傾斜を有する欠陥の存在が決定され得る。
【００１９】
実際に、三個のセンサ、すなわち長手方向に向いた欠陥の検出に充てられ、且つこの長手方向に対して＋２０°〜−２０°の間の傾きを有する二個のセンサとパイプに対して横断方向を向いた欠陥を検出するため、および／またはこのパイプの厚みを測定するための一個の追加のセンサが使用される。
【００２０】
本出願人名義の仏国公開公報ＦＲ３０００２１２から冶金製品内の任意の向きの欠陥を検出することによって冶金製品を検査できる超音波検査装置も知られている。当該装置は、良好な検査の規則的反復を維持できる励起回数が少ない単一のセンサを使用している。
【００２１】
特に、この単一のセンサと限られた数のショットによって、“周囲欠陥”としても知られる横断方向欠陥、すなわちパイプの母線に対して垂直に延在する欠陥、この母線に沿って延在する長手方向欠陥と、検査中のパイプの母線に対して任意の所与の角度をなす欠陥が検出できる。生産性と信頼性の増大は、明白である。
【００２２】
複数の向きまたは任意の所与の向きの欠陥の存在についてのパイプの検査は、全ての可能な向きを網羅するために互いに異なる夫々の方向に沿って伝搬する超音波に対するパイプの応答の調査を含んでいる。
【００２３】
これによって、少なくとも、閾値が、一般的には同じ方向である、検査された各方向に対して調整されなければならないので、検査装置の較正が非常に複雑になる。
【００２４】
サンプルのパイプに作られるべき標準の欠陥、すなわち切り欠きの数は、検査される方向の数に直接に依存し、これらの方向に対して対称性がない場合、理論的には、検査される方向と同数の切り欠きを有することが必要であるが、相互に対称的な検査方向によって、単一の切り欠きを使用して二つの検査方向に沿って検査装置を較正することが可能になる。
【００２５】
しかしながら、パイプを検査して任意の所与の向きの欠陥を見つけるには、現在、多くの切り欠きを有するサンプルパイプを要し、それが製造を困難なものにし、高価なものにしている。一例として、今日では、７２個の切り欠き、すなわちパイプの母線に対して規則的に傾いたパイプの外表面上の３６個の切り欠きと、パイプの内表面上の同じ数の切り欠きを有するサンプルパイプを使用している。さらに、特に、例えば切り欠きに対するセンサの配置のような手作業が必要であるために、切り欠きが多いほど、較正は長く且つ複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は、この状況を改善することを提案している。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の一態様は、冶金製品の検査装置の較正を支援するモジュールであって、値／角度の対の形でデータを記憶することができ、各対が前記角度に対応する前記冶金製品の方向への超音波検査に対する応答の振幅に対応するメモリと、前記記憶されたデータに対して処理機能を実行可能な計算機と、を備え、前記データは、前記冶金製品に配置された多指向性反射体に関わる第１の組のデータであって、前記第１の組の対は、前記多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する第１の組のデータと、前記冶金製品に配置された指向性反射体に関わる第２の組のデータであって、前記第２の組のデータは、前記指向性反射体に対して前記反射体の一つの作用方向に沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する少なくとも一つの対を備える第２の組のデータと、に編成され、前記処理機能は、前記第１の組のデータと前記第２の組のデータの対の補間によって第３の組のデータを確立するように配置され、前記第３の組の対は、前記多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する標準の振幅に対応する。
【００２８】
ここで提案されたモジュールは、多指向性反射体上でおよび一個以上の指向性反射体上で実行される超音波検査のために測定されるデータを利用する。このモジュールは、較正対象の方向の数より少ない数の指向性反射体を使用し、指向性反射体の任意の作用方向にも対応しない検査方向は、対応する作用方向に対して、多指向性反射体で測定された振幅の助けを借りて較正される。これによって、幾何学的特徴が明細書の主題であり得る標準の欠陥として指向性反射体、特に切り欠きを使用するとともに、それらの反射体の数を同様に減少することが可能になる。これによって、複数の検査方向を較正するために、一個以上の標準の欠陥をパイプにおけるそれらの向きに関係なく使用することが可能となる。
【００２９】
本発明の他の態様は、冶金製品のための検査装置の較正を支援する方法であって、前記方法は、値／角度の対の形で第１の組のデータを保存するステップであって、前記第１の組のデータは、前記冶金製品に配置された多指向性反射体に関連し、前記第１の組のデータの値／角度の対は、前記角度に対応する前記多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応するステップと、値／角度の対の形で第２の組のデータを保存するステップであって、前記第２の組のデータは、前記冶金製品に配置された指向性反射体に関連し、前記第２の組のデータは、前記指向性反射体に対して、前記角度に対応する前記反射体の一つの作用方向に沿う超音波検査に対する応答の振幅に対応する少なくとも一つの値／角度の対を備えるステップと、前記第１の組のデータと前記第２の組のデータの対の補間によって値／角度の対の形で第３の組のデータを確立するステップであって、前記第３の組の対は、前記多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿う超音波検査に対する標準の振幅に対応するステップと、を含む。
【００３０】
最後に、上記提案されたモジュールを構成するために計算ユニットと協働できるコンピュータプログラムモジュールを提案する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面から明らかになる。
【図１】冶金製品のための検査レイアウトの正面図である。
【図２】冶金製品のための検査レイアウトの側面図である。
【図３】上から見たサンプルパイプの第１のタイプの標準の欠陥を示す図である。
【図４】サンプルパイプの第２のタイプの標準の欠陥の平面図である。
【図５】サンプルパイプの第２のタイプの標準の欠陥のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】冶金製品のための検査装置の較正を支援するモジュールの概略図である。
【図７】図６のモジュールで使用され得る較正機能を説明するフローチャートである。
【図８】図６のモジュールで使用され得る統計的処理機能を説明するフローチャートである。
【図９】図６のモジュールで使用され得る比較機能を説明するフローチャートである。
【図１０】図６のモジュールで使用され得る補間機能を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０に類似し、且つ他のシミュレーション機能を説明するフローチャートである。
【図１２】図６のモジュールで使用され得る変換機能を説明するフローチャートである。
【図１３】図６のモジュールで使用され得る抽出機能を説明するフローチャートである。
【図１４】図６のモジュールの信頼性を説明するグラフである。
【図１５】図１４に類似したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面および添付は、限定的な属性の要素を含んでいる。したがって、これらは説明のためだけでなく、必要に応じて本発明の定義のために使用される場合がある。
【００３３】
ここでは、図１と図２を参照する。
【００３４】
超音波を使用する検査レイアウトは、検査対象の金属パイプ３を支持する作業台１と、そのパイプ３の周表面に対して配置され、且つ制御および処理電子機器６に接続される超音波センサ５と、を備えている。超音波センサ５は、当該技術では“トランスデューサ”と呼ばれる場合がある。
【００３５】
検査のために、センサ５とパイプ３は、相対的らせん状変位状態にある。ここでは、パイプ３は、パイプ３の長手軸に対して軸周りにらせん状移動で作業台１に対して変位され、他方、センサ５は、作業台１に対してその位置に維持される。作業台１は、パイプ３の長手軸に対して傾いた回転可能ローラが装備され得る。
【００３６】
変形例として、パイプ３は、作業台１に対してのみの回転移動が提供され、他方、センサ５は、作業台１の長手方向にスライドする。センサ５は、作業台１に対して移動することができる運搬車に取り付けられてもよい。さらに他の変形では、センサ５は、パイプ３周りに回転でき、他方、パイプ３は、作業台１に対して並進される。
【００３７】
センサ５とパイプ３の間の相対的らせん状移動によって、パイプ３の円周に比較してサイズが減らされたセンサ５を用いてパイプ３全体を検査することが可能となる。代替として、パイプ３周りに王冠状に配置されたより多数のセンサが提供され、パイプ３がセンサ５に対してスライドするときの範囲を保証するショットシーケンスを確実にする。
【００３８】
連結媒体、すなわち当該技術における“カプラント”は、例えばジェル状で、センサ５とパイプ３の周表面の間に配置され得る。一変形例では、このレイアウトは、パイプ３とセンサ５が浸漬される水または任意の他の液体連結媒体が充填されたボックスを含んでもよい。
【００３９】
このレイアウトは、互いに異なる向きを有する、特に任意の所与の向きを有する欠陥の存在を検証するためにパイプ３を検査することが意図されている。検査方向は、発見対象の欠陥の、パイプ３中の向きに対応している。
【００４０】
異なる検査方向に沿ってパイプ３を検査するために、数回の超音波ショットが実行でき、各超音波ショットは、センサ５を用いて、主に検査方向に対応する方向に沿ってパイプ３内に伝搬される超音波を発生することにある。仏国特許出願ＦＲ３０００２１２に記載されたタイプの装置が使用でき、その装置によって単一の超音波ショットで幾つかの異なる方向に沿ってパイプを検査することが可能になる。
【００４１】
パイプ３の応答において、欠陥から生じるエコーと不完全箇所から生じるエコーを区別できるように、検査レイアウトは、各検査方向に対して較正されなければならない。
【００４２】
例えば、そのレイアウトは、３６０°にわたって規則的に分布した７２個の方向を検査することによって、任意の所与の向きの欠陥の存在についてパイプ３を検査することを意図し、これらの検査方向は、５°のステップ角で互いに対して傾いている。
【００４３】
ここでは、図３〜図５を参照する。
【００４４】
図１および図２に関して記載されたタイプのような、超音波を使用する冶金製品用の検査レイアウトを較正するために、サンプル製品、すなわち参照製品、ここでは、検査される製品の検査の観点からパイプのレイアウトを使用する。例えばサンプルパイプは、図１および図２に関連して記載されたパイプ３の代りになる。
【００４５】
サンプルパイプは、パイプモデルに類似の直径と厚みの値を有している。サンプルパイプは、さらに、典型的には、スチール種または同じスチール種群に属するスチール種の、そのモデルパイプの材料と同じ材料、または少なくともそれに類似の材料から作ることができる。一般的には、パイプモデルは、パイプの材料およびパイプが受ける熱処理が適合された特定の用途を意図している。特に、サンプルパイプは、ＥＮ  ＩＳＯ  １０８９３−１０の“参照チューブ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｔｕｂｅ）”と題するセクション６、特に、セクション６．１．３および６．１．４等に述べられた条件を検証する。
【００４６】
実際、典型的には、各用途につき少なくとも一つのサンプルパイプが提供される。
【００４７】
サンプルパイプは、参照番号７によって全体的に指定された第１のタイプの細長い切り欠き、すなわち第１の切り欠きを備えている。この細長い切り欠き７は、サンプルパイプの外表面９（外側切り欠き）または内表面１０（内側切り欠き）からサンプルパイプの壁に作られる。第１の切り欠き７の各々は、パイプにおいて各向きを有している。この向きは、例えばサンプルパイプの母線１１に対して定義される。切り欠きの向きは、サンプルパイプの外表面に接する平面においてサンプルパイプの母線１１に対するサンプルパイプの長手方向軸の傾きによって定義することができる。
【００４８】
ここでの第１の切り欠き７の夫々の向きは、これらの切り欠き７がサンプルパイプの約１８０°の角度範囲を覆うように互いに対して規則的に傾いている。第１の切り欠き７は、特定の角度の扇形であり、１８０°にわたるように角度に関して規則的に分布している。サンプルパイプは、例えば以下のように方向付けられた四つの外側切り欠き７を有している。
‐  サンプルパイプの母線１１に沿って延在する第１の切り欠き、すなわち長手方向切り欠き１３であり、この母線に対する傾斜のその角度α＿１が略０°である。
‐  サンプルパイプの母線１１に対して角度α＿２  １７、ここでは約４５°だけ傾いた方向に沿って延在する第２の切り欠き、すなわち第１の傾斜切り欠き１５である。
‐  サンプルパイプの母線１１に対して垂直に延在する、すなわち９０°に近い角度α＿３  ２１で延在する第３の切り欠き、すなわち、横断方向の切り欠き１９である。
‐  サンプルパイプの母線１１に対して角度α＿４  ２５、ここでは約１３５°だけ傾いた方向に延在する第４の切り欠き、すなわち第２の傾斜切り欠き２３である。
【００４９】
サンプルパイプの切り欠きの各々の向きを除いて、第１の切り欠き７は、特に、それらの深さ、それらの横断面およびそれらの長さに関して互いに類似し、較正を単純化している。
【００５０】
第１の切り欠きの寸法は、特に、パイプの買い手によって設定された仕様によって決定され得る。既定では、この場合と同様に、第１の切り欠き７は、ＥＮ  ＩＳＯ規格１０８９３−１０、特に、そのセクション６等に記載されたタイプのものでもよい。
【００５１】
さらに、サンプルパイプは、その壁に作られ、且つパイプの外表面９または内表面１０に現れる少なくとも一つの第１の開口を備えている。深さにおいて、第１の開口は、そのパイプの厚みの少なくとも５％にわたる。ここでの第１の開口は、円形断面の半径方向穿孔２７の形を取る。さらに、半径方向穿孔２７は、ここでは、サンプルパイプの内表面１０に現れる。
【００５２】
さらに、サンプルパイプは、このパイプの壁に作られ、且つパイプの外表面９または内表面１０に開いた第２のタイプの細長い切り欠き（図示せず）、すなわち第２の切り欠きを備えることができ、この第２の切り欠きは、第１の切り欠き７の逆のものである。第２の切り欠きは、特に、それらの数、それらの向き、それらの形状および／またはそれらの長さに関して、第１の切り欠き７に類似し得る。
【００５３】
さらに、サンプルパイプは、その壁に作られ、且つ内表面１０または外表面９に第１の開口に対して逆さに現れる追加の開口を有していてもよい。追加の開口は、深さに関してサンプルパイプ７の厚みの少なくとも５％にわたっている。追加の開口は。図５に示された半径方向穿孔２７と同様に、第１の開口と一致してもよい。
【００５４】
図６は、図１および図２に関して記載された検査レイアウト６のように、冶金製品の検査レイアウトを対象とする較正に役に立つモジュール３１を示している。
【００５５】
モジュール３１は、図３〜図５に関して述べられたサンプルパイプのような少なくとも一つのサンプルパイプに関する作業データを保存するために構成されたメモリ３３を備えている。この作業データは、図１および図２に関連して記載された装置１のような構成対象の検査装置によって行われた超音波測定から生じるデータを特に含んでいる。当該測定は、超音波反射体が配置されたサンプルパイプに対して行われる。
【００５６】
さらに、モジュール３１は、検査装置の較正に有用なデータを得るためにメモリ３３のデータに対して働く処理機能、すなわちＣＡＬＩＢＲ機能３５を実行する計算機を備えている。この有用なデータは、少なくとも一時的に、メモリ３３内に保存され得る。
【００５７】
メモリ３３は、値／角度の対の形でサンプルパイプに関する作用データの少なくとも幾つかを保存するように構成される。各対は、指向性パラメータに関連する超音波の反射の振幅を示している。指向性パラメータは、検査方向、すなわちパイプ中の超音波ビームの伝搬の一般的な方向に対応する。指向性パラメータは、例えばサンプルパイプの母線に対する傾きの角度のような共通の参照に対する検査方向を特徴づける角度値を備えている。
【００５８】
メモリ３３は、値／角度の対を共にデータの組にグループ化するように構成され、そこでは、データの各組は、おそらくサンプルパイプに関して異なる方向の一つ以上の超音波ビームに対する各超音波反射体または夫々の超音波反射体の一グループの応答すなわち戻りを特徴付けている。各値／角度の対は、その対の角度に一致する方向の検査に対する超音波反射体の応答の振幅に対応する。
【００５９】
メモリ３３は、ここでは、ＵＮＩＳＥＴデータ３７として示される一つの指向性反射体または一つの指向性反射体グループに関する少なくとも第１の組のデータ、および多指向性反射体に関する少なくとも第２の組のデータ、すなわちＯＭＮＩＳＥＴデータ３９を保存するように構成される。
【００６０】
指向性反射体は、主に一方向すなわち作用方向の超音波に応答する。換言すれば、一指向性反射体は、主に、超音波の伝搬の方向が指向性反射体の作用方向に対応するときに、超音波に応答するように設計される。図３に関して説明された切り欠き７のような、製品に配置される細長い切り欠きは、指向性反射体の例であり、各切り欠き７は、超音波ビームの作用方向に沿って、切り欠き７の長手方向に対して垂直にその切り欠き７に衝突する超音波ビームに対して主に応答する。
【００６１】
実際に、互いに異なる方向に実行される超音波検査に対する指向性反射体の全体的な応答は、他の値よりもはるかに大きな振幅値を有し、このより大きな値は、パイプ中の指向性反射体の作用方向に対応する検査方向に対して得られる。
【００６２】
多指向性反射体は、多数の異なる方向に沿ってその反射体に衝突する超音波と同様に応答する。この応答の振幅は、ほとんどの検査方向に関して類似している。特に図４および図５に関して説明された穿孔２７と同様の円形断面の開口は、多指向性反射体の例を表し、穿孔２７は、本質的に、その穿孔２７の軸に垂直に穿孔２７に衝突する超音波ビームの全てに対して同様に応答する。この事実によって、穿孔２７は、無指向性開口とみなすこともできる。
【００６３】
図３の切り欠き７のように、ここでの指向性反射体は、それらの反射体の作用方向が検査ショットの方向に対応するようにサンプルパイプにおいて方向付けられる。穿孔２７のような多指向性反射体は、これらの作用方向の少なくとも一部が、各検査ショットの方向に対応するようにサンプルパイプ内で方向付けられる。好ましくは、多指向性反射体は、各検査方向がその反射体の作用方向の一つに対応するようにサンプルパイプにおいて設計され、且つ方向付けられる。これは、特に、例えば穿孔タイプ２７の無指向性反射体の場合と同様である。
【００６４】
組ＵＮＩＳＥＴ３７は、指向性反射体毎に、サンプルパイプのその反射体の作用方向に対応するように方向付けられた超音波ショットに対する反射体の戻り振幅値に対応する少なくとも一つの値／角度の対を含んでいる。見方を変えれば、値／角度の対は、反射体の作用方向が角度値によって定義される検査方向に対応するようにサンプルパイプ内で方向付けられた指向性反射体の応答に対応する。
【００６５】
表１．１の二つの左手の列は、サンプルパイプの内表面に作られ、且つ切り欠きの長手方向がこのパイプの母線に対して夫々０°、４５°、９０°および１３５°傾けるように方向付けけられた四個の切り欠きに対する組ＵＮＩＳＥＴ３７のタイプの一組のデータの内容を説明している。例えば、これは、図３に関して記載された切り欠き１３、１５、１９および２３を含んでいる。添付のデータは、２３１ｍｍの直径と１０ｍｍの厚みを有するサンプルパイプに対応する。この振幅は、パーセンテージとして相対的に表される。初期のゲインは、３５デシベルである。ここでの切り欠きは、側面から見た輪郭がＵ字形の平行六面体である。
【００６６】
各行において、振幅値は、パイプの母線に関して、そのパイプの該当する切り欠きの向きに対応するように方向付けされた超音波検査に対する各切り欠きの応答に関連する。各行は、指向性反射体の作用方向に対応する検査方向を含んでいる。一つの切り欠きは、互いに対称的に方向付けられた二つの指向性反射体を形成する二つの大きな空気／スチールの境界面を有している。表１．１の各行の二つの左手の列は、一つの各指向性反射体につき一つの値／角度の対を示している。角度４５°と２２５°に対応する行は、例えば図３の切り欠き１５と類似の同じ切り欠きに関する。
【００６７】
表１．１の左手列と右手列は、サンプルパイプの外表面に立案され、且つこの表の内部切り欠きと同様に方向付けられた四つの切り欠きに関するデータＵＮＩＳＥＴ３７の組の追加内容、補足内容または代替内容を説明している。例えば、これは、図３に関して説明された切り欠き１３、１５、１９および２３を含んでいる。
【００６８】
組ＯＭＮＩＳＥＴ３９は、複数の値／角度の対を備え、それらの各々は、多指向性反射体のパイプの作用方向に対応するように方向付けられた超音波に対する多指向性反射体の戻り振幅値に対応する。見方を変えれば、各値／角度の対は、角度値によって定義され、且つこの反射体の作用方向に対応する検査方向に対する多指向性反射体の応答に対応している。
【００６９】
表１．２の二つの左側列は、ここではサンプルパイプの外表面からその内表面へ、サンプルパイプの厚みにおける半径方向に延在する円形断面の開口に対する組ＯＭＮＩＳＥＴ３７のタイプの一組のデータの内容を説明している。該当する開口は、図４に関して記載された開口２７のタイプのものである。該当する二つの列は、より具体的にはパイプの内表面近くに位置する開口の部分に関連する。したがって、これらの列は、パイプの内表面に配置された多指向性反射体に対するＯＭＮＩＳＥＴデータの例とみなすことができる。左手列は、同様に３６０°にわたって分布させた検査方向を５°のステップで纏めている。
【００７０】
各行において、振幅値は、パイプの母線に対して指示された角度に対応するように方向付けされた超音波検査に対する開口の応答に関連している。
【００７１】
添付の表１．２の左手列と右手列は、パイプの外表面近くに延在する開口の部分に対してデータＯＭＮＩＳＥＴ３９の組の追加内容、補足内容または代替内容を説明している。
【００７２】
ＵＮＩＳＥＴ３７およびＯＭＮＩＳＥＴ３９は、メモリ３３の夫々のテーブルに収集することができる。この場合、例えば各テーブルの各行は角度を指し、他方、対応する列は値を指している。
【００７３】
メモリ３３は、その結果、すなわち値／角度の対の形でサンプルパイプに関する較正データをさらに保存するように構成される。各対は、指向性パラメータに関連する受信ゲインを指定する。指向性パラメータは、較正対象の検査方向に対応する。結果のデータは、ここでは、ＲＥＳＵＬＳＥＴ４０とここでは称される一組のデータに収集される。
【００７４】
図６の例示的な実施の形態では、メモリ３３は、検査方向をまとめた次元Ｎ（自然数）のインデックス付き表、すなわちテーブルＤＩＲＥＣＴ［］を保持する。テーブルＤＩＲＥＣＴ［］の各要素は、例えばパイプに接する平面におけるパイプの母線に対する傾斜として各検査方向を定義する角度に対するポインタとして働く。ここで、検査された方向の数Ｎおよび角度は、較正後に検査される方向、すなわち較正された方向に対応している。
【００７５】
組ＵＮＩＳＥＴ３７とＯＭＮＩＳＥＴ３９のデータは、テーブルＤＩＲＥＣＴ［］として特に同じ次元Ｎの夫々のインデックス付き表に収集される。例えば組ＵＮＩＳＥＴ３７は、指向性反射体の応答に関する振幅Ｎ＿ＡＭＰ［］の表を備え、他方、組ＯＭＮＩＳＥＴ３９は、多指向性反射体の応答に関する振幅Ｈ＿ＡＭＰ［］の表を備えている。表Ｎ＿ＡＭＰ［］およびＨ＿ＡＭＰ［］の各要素は、テーブルＤＩＲＥＣＴ［］内のインデックス値によって共有される角度に対応する検査方向の特定の反射体の応答の振幅に対応する値に対するポインタとして働く。
【００７６】
ＲＥＳＵＬＳＥＴデータ４０は、次元Ｎのインデックス付き表であり、ここではゲインＲＸ＿ＧＡＩＮ［］のテーブルに収集され、テーブルの各要素は、テーブルＤＩＲＥＣＴ［］内のインデックス値によって共有される角度に対応する検査方向の調整対象の受信ゲインに対応する値に対するポインタとして働く。
【００７７】
ＣＡＬＩＢＲ機能３５は、生産段階中の検査では慣習的に、全検査方向を定義するデータをパラメータとして許容する。これらは、較正対象の方向である。受信されたデータは、検査方向に対応する角度値の全て、すなわち１８０°などの所定の範囲の角度の扇形に対して検査対象の方向の数としての整数値を含んでもよい。角度の扇形の範囲は、ＣＡＬＩＢＲ機能３５に対するパラメータとして使用されてもよい。
【００７８】
図７は、ＣＡＬＩＢＲ機能３５の例示的な実施の形態を説明している。
【００７９】
初期化ステップ７０から開始され、そのステップでは、ＣＡＬＩＢＲ機能３５は、較正のパラメータの定義に有用な少なくとも幾つかのデータを受信する。
【００８０】
これらのパラメータは、特に、初期のゲイン値、すなわちＩＧ値、すなわち将来の超音波検査中の受信時に使用される公称ゲイン値、および閾値（相対）振幅値、すなわちＴＧ値を含み、このＴＧ値を越えると、欠陥と不完全箇所が区別される。これらのパラメータは、さらに、較正対象の異なる方向、すなわち将来の検査中に使用される検査方向の定義を含んでいる。該当する場合、方向ＤＩＲＥＣＴ［］のテーブルの種類のような表を埋め、および／またはそのような表内で既に見つけたデータが使用される。
【００８１】
結果のデータのゲイン値は、角度値に関係なく、全ての対に共通の公称値ＩＧを取る。例えば公称値ＩＧは、１１デシベルであり得る。該当する場合、テーブルＲＸ＿ＧＡＩＮ［］の種類の表の各要素をこの公称値ＩＧで埋める。
【００８２】
さらに、受信されたデータは、サンプルパイプに対する超音波測定データ、特に、一つ以上の指向性反射体および多指向性反射体に対する測定データを含むことができる。これらのデータは、例えばデータの組ＵＮＩＳＥＴ３７およびＯＭＮＩＳＥＴ３９の種類のデータの組の形でメモリに保存される。該当する場合、表Ｎ＿ＡＭＰ［］およびＨ＿ＡＭＰ［］の種類のテーブルを埋める。
【００８３】
初期化ステップ７０の後には、図６に関して説明されたデータの組ＯＭＮＩＳＥＴ３９およびＵＮＩＳＥＴ３７のような指向性反射体および／または多指向性反射体に関するデータを含む前処理ステップ７２が続く。前処理ステップ７２は、較正の観点から、反射体に関連するデータの品質を向上することを意図している。
【００８４】
前処理ステップ７２は、超音波測定から生じるデータのフォーマット化、このデータの一貫性の検証、標準化、およびより一般的には、任意の統計的処理のうちの一つ以上のステップを含むことができる。
【００８５】
一実施の形態では、前処理ステップ７２は、指向性反射体に関するデータ、例えばデータの組ＵＮＩＳＥＴ３７、および／または多指向性反射体に関するデータ例えばデータの組ＯＭＮＩＳＥＴ３８の一貫性が検証される下位ステップを含んでいる。
【００８６】
これは、特に、多指向性反射体の作用方向および／または指向性反射体の作用方向に対応する検査方向に対称性が存在するときの場合である。例えば指向性反射体に関するデータの組、すなわち組ＵＮＩＳＥＴ３７が、中心対称的な検査方向に対応する角度の対を含む場合、特にそれらの指向性反射体が切り欠きの形で実現されるときに、これらの対の振幅値が互いに近いことが検証され得る。同様の検証は、特にこれが、円形断面の孔、より一般的には多角形の孔の形で実現されるときに、多指向性反射体に対する組のデータに対して行われ得る。
【００８７】
それ以外の場合は、一つの選択肢として、元の値から統計的に計算される修正振幅値がこれらの対に割り当てられる。例えば元の振幅値の平均として計算された振幅値が対称的な対の各々に割り当てられる。同様の処理が、多指向性反射体に関するデータの組、例えば組ＯＭＮＩＳＥＴ３９に対して行われ得る。
【００８８】
表２．１および表２．２は、振幅値が検査方向における対称性効果を考慮するように変更されたことを除いて表１．１および表１．２に類似している。表２．１では、例えば角度４５°および角度２２５°に対応する行が、これらの行の各々に表１．１における対応する行の平均値を振幅値として割り当てることによって、例えば図３の切り欠き１５の種類の同じ切り欠きを含むことが考慮される。
【００８９】
前処理ステップ７２には、多指向性反射体および指向性反射体に関連するデータ、例えばデータＵＮＩＳＥＴ３７およびＯＭＮＩＳＥＴ３９の統計的処理ステップ７４が続く。指向性反射体に関するデータは、指向性反射体に関するデータの組を完成するために多指向性反射体に関するデータの少なくとも幾つかを用いて補間される。このように、異なる方向に向けられた指向性反射体の応答を表す値／角度の対が定まる。データの第１の組とデータの第２の組の対の補間によって、多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかにしたがって方向付けられた超音波検査のための標準の振幅に対応する第３の組の対を得ることが可能となる。
【００９０】
統計的処理７４の終わりに、指向性反射体に関するデータの組、すなわち組ＵＮＩＳＥＴ３７は、値／角度の対を含み、それらの対の各々は、パイプにおける作用方向が角度によって定義される検査方向に対応する指向性反射体の応答振幅に対応する。
【００９１】
最後に、この処理は、ステップ７４の統計処理から生じるデータを含む比較ステップ７６を含んでいる。このデータは、較正に有用な一組のデータを定めるために、較正パラメータを用いて少なくとも部分的に定義される目標データと比較される。この有用なデータは、特に複数の値／角度の対を含み、その各値／角度の対は、その角度によって定義される検査方向、すなわち較正対象の方向に関する修正ゲイン値を含んでいる。
【００９２】
図８は、例えば図７に関して説明されたステップ７４を実施するために使用され得る統計処理、すなわち補間機能の一実施の形態を説明している。
【００９３】
補間は、初期化ステップ８０から開始し、各々が指向性パラメータに関連するゲイン値に対応する一つ以上の値／角度の対が定められるステップ８２が続く。指向性パラメータは、検査方向に対応し、ゲイン値は、その方向がその対の角度によって定義される検査に対する一方では指向性反射体の応答振幅の比率および他方では多指向性反射体の応答振幅の比率に対応する。例えばここでは測定ゲインのテーブルまたはテーブルＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］と称する次元Ｎであり得るインデックス付き表が使用される。
【００９４】
ゲイン値は、望ましい場合は前処理された、指向性反射体に関するデータの組、例えば組ＵＮＩＳＥＴ３７の対の振幅値、および対応する角度の多指向性反射体に関するデータの組、例えば組ＯＭＮＩＳＥＴの対の振幅値から計算される。角度値は、同一の方向を指定していれば互いに対応し、互いに僅かに傾いていれば対応しない。これは、特に同一の角度値を有する場合である。
【００９５】
指向性反射体に関する値／角度の各対に関して、その指向性反射体の作用方向に対応する方向を決定する角度の多指向性反射体に関する値／角度の対の振幅値を用いてゲイン値が定められる。
【００９６】
指向性反射体に関する対は、多指向性反射体に関する対よりも数が少なくてよく、それによって僅かな数の互いに異なる向きの切り欠きを使用することが可能となる。ゲインは、デシベルで表され、多指向性反射体の振幅値に対する指向性反射体の振幅値の比率をなすことができる。
【００９７】
表３．１は、上記の切り欠きと開口の場合の測定されたゲインの組の内容の例を説明している。各行の左手の列は、同じ角度値に対する表２．２（穿孔）の左手の列の振幅に対する表２．１（切り欠き）の左手の列の振幅のデシベルで表される比率に対応している。
【００９８】
次に、ステップ８４に進み、そのステップ８４では、指向性反射体の作用方向とは異なる検査方向に関するゲイン値に対応する追加の値／角度の対が定められる。ここで、多指向性反射体の作用方向に対応する各検査方向に関する追加の対が定められる。互いに対応する指向性反射体と多指向性反射体の作用方向に関して先のステップで定められた値／角度の対のゲイン値が補間される。この補間は、例えば線形回帰法を実行できる。線形回帰は、ここで記載された切り欠きの数、すなわち４で良好に働く。他の補間方法が使用されてもよい。特に、例えば２次のより複雑な方法は、反射体の数が（８よりも）少ない場合に考えられる。
【００９９】
補間の結果は、インデックスがテーブルＤＩＲＥＣＴ［］における検査方向に対応する次元Ｎのインデックス付きテーブルＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［］のような表に保存され得る。表３．２は、このような表の内容の例を説明する。切り欠きの作用方向を含む行０、４５、９０、１３５、１８０、２２５．２８０および３２５のゲイン値は、表３．１における同じ行のゲイン値に対応する。他の行に示されたゲイン値は、較正対称の検査方向を含み、これらのゲイン値は、切り欠きの作用方向で得られたデータの補間から生じる。ここでの補間は、線形回帰によって行われる。例えば左手の列に関する行２５°で得られた２．０デシベルのゲイン値は、表３．１の行０°のゲイン値から計算され、このゲイン値には、行４５°と行０°の角度差を参照する行４５°と行０°のゲインの差が加算され、この差により、行２５°と行０°の間の角度偏差が増大する。
【０１００】
ステップ８６では、各々が指向性パラメータに関連する振幅値に対応する一組の値／角度の対を定めるために、多指向性反射体に関する対の振幅値と共にステップ８２と８４の対のゲイン値が使用される。指向性反射体に関するデータの値／角度の各対の振幅値に、角度が対応するゲイン値が適用される。その結果は、指向性パラメータとしてこの反射体の向きに関連する仮想指向性反射体の応答振幅値とみなすことができる新たな値／角度の対の形でメモリに保存される。得られた対の組は、例えば次元Ｎのインデックス付きテーブルＳＩＭ＿ＡＭＰ［］よりなる、または指向性反射体に関するデータの組、例えばテーブルＮ＿ＡＭＰ［］の種類の表を完成するために使用される新たな組のデータとして、メモリに保存され得る。
【０１０１】
表３．３は、例えばテーブルＳＩＭ＿ＡＭＰ［］に含まれ得るようなステップ８６の結果を説明している。各列では、振幅値は、表２．２における開口に関する対応する行の振幅および表３．２における対応する行のシミュレーションゲインから計算される。例えば行２５°の値６４．３％は、２０で割ったゲインの値の数だけ累乗した値１０を増大する表２．２の対応する振幅値から得られる。
【０１０２】
次に、各検査方向に関して調整中のゲインは、目標振幅値、例えば値ＴＳに対する補間から生じた振幅値のデシベル単位の比率によって、初期ゲイン値、例えばゲインＩＧを補正することによって計算され得る。テーブル４．１は、このようにして１１デシベルでのＩＧおよび８０％でのＴＧに対して得られるゲイン値の例を説明している。表４．２は、サンプルパイプの外側に関して得られる調整値が、サンプルパイプの内側に関して得られるゲイン値に対して表せることを説明している。
【０１０３】
図９は、上記のテーブルＨ＿ＡＭＰ［］およびＮ＿ＡＭＰ［］に保存された指向性反射体および多指向性反射体に関連する対のような、夫々指向性反射体および多指向性反射体に関連する対からの一組のゲイン値を定めることができる比較機能の一実施の形態を説明している。
【０１０４】
ステップ９００では、機能が初期化される。ステップ９０２では、次元Ｎのデータのインテックス付き表、すなわちゲインＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］のテーブルが定義される。ステップ９０４では、ループカウンタ、ここでは、ダミー変数ｉを初期化することによってループ構造が開始される。ステップ９０６では、ループカウンタがインクリメントされる。ステップ９０８では、テーブルＮ＿ＡＭＰ［］の列ｉに振幅値が存在するか否かが列ｉに保存された値Ｎ＿ＡＭＰ［ｉ］がゼロより大きいか否かをチェックすることによって検証される。
【０１０５】
大きい場合、次に、テーブルＨ＿ＡＭＰ［］に保存された値に対するテーブルＮ＿ＡＭＰ［］に保存された値のインデックス値ｉの比率としてゲイン値が計算される（ステップ９１０）。このゲインは、デシベルで計算される。計算された値は、ゲイン表ＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］の列ｉに保存される。
【０１０６】
大きくない場合、ステップ９１２では、ゲイン表ＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］の要素ｉにゼロ値が入力される。ステップ９１０とステップ９１２の終わりに、ループカウンタｉがループの終わりを示す値Ｎに達したか否かがチェックされる（ステップ９１４）。達した場合、機能が、ステップ９１６で停止する。達していない場合、機能が、ステップ９０６に戻る。
【０１０７】
図１０は、テーブルＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］に保存されたゲイン値のような各々が指向性パラメータに関連するゲイン値に対応する値／角度の対の補間によってゲイン値に対応する値／角度の対を計算できる補間機能の一実施の形態を説明している。
【０１０８】
初期化ステップ１０００から開始する。ステップ１００２では、計算データを受信するために新たな次元Ｎのインデックス付きテーブルＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［］が宣言される。
【０１０９】
次のステップであるステップ１００４では、三つのダミー変数ｉ、ｊおよびｋが初期化される。ステップ１００６では、ループカウンタとして変数ｉがインクリメントされる。
【０１１０】
ステップ１００８では、ゲインＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］の第１のテーブルの要素ｉが値を含むか否かがチェックされる。
【０１１１】
値を含む場合、次にステップ１０１０では、第２のテーブルＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［］の列ｉの値ＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［ｉ］がメモリに保存され、且つ変数ｊに変数ｉの値が入力される。
【０１１２】
値を含まない場合、ステップ１０１２では、変数ｋに第１のループカウンタｉのインクリメントされた値が与えられる。そして、ステップ１０１４では、ゲインＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［］の第１のテーブルが変数ｋの値に対して指定された列に非ゼロ値を含むかがチェックされる。含まない場合、ステップ１０１２に戻る。
【０１１３】
ステップ１０１０およびステップ１０１４の終わりに、次の公式（Ａ）に基づいてゲインＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［］の第２のテーブルの列ｉに保存される新たなゲイン値が定められる（ステップ１０１６）。
Ａ：ＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［ｉ］：ＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［ｊ］＋（（ＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［ｋ］−ＭＥＳ＿ＧＡＩＮ［ｊ］）／（ＤＩＲＥＣＴ［ｋ］−ＤＩＲＥＣＴ［ｊ］））×（ＤＩＲＥＣＴ［ｉ］−ＤＩＲＥＣＴ［ｊ］）
次に、ステップ１０１８では、ループカウンタｉがその最終値ｎに到達したか否かがテストされる。到達した場合、ステップ１０２０で停止する。到達していない場合、ステップ１００６に戻る。
【０１１４】
図１１は、例えばテーブルＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［］に保存されたゲイン値のような各々が指向性パラメータに関連するゲイン値と対応した値／角度の対に基づいて振幅値に対応する値／角度の対を計算できるシミュレーション機能の実施の形態である。
【０１１５】
初期化ステップ１１００から開始する。ステップ１１０２では、計算データを受信することを意図した、例えば次元Ｎの新たなインデックス付きテーブルＳＩＭ＿ＡＭＰ［］が宣言される。
【０１１６】
次のステップ１１０４では、ループカウンタとしてダミー変数ｉが初期化される。ステップ１１０６では、カウンタｉがインクリメントされる。ステップ１１０８では、次の公式（Ｂ）に基づいて計算された値がテーブルＳＩＭ＿ＡＭＰ［］のｉ番目の要素に入力される。
Ｂ：  ＳＩＭ＿ＡＭＰ［ｉ］：＝Ｈ＿ＡＭＰ［ｉ］×ｐｏｗｅｒ（１０，ＳＩＭ＿ＧＡＩＮ［ｉ］／２０）
ステップ１１１０では、ループカウンタｉの値が値Ｎ未満であるか否かがチェックされる。
【０１１７】
Ｎ未満の場合、ステップ１１０６に戻る。Ｎ未満でない場合、機能が、ステップ１１１２で停止する。
【０１１８】
図１２は、テーブルＳＩＭ＿ＡＭＰ［］も保存された値のような、各々が指向性パラメータに関連するゲイン値に対応する値／角度の対を計算できる変換機能の実施の形態を説明する。
【０１１９】
機能が、初期化ステップ１２００から開始する。
【０１２０】
ステップ１２０２では、計算データを受信するために次元Ｎのインテックス付き表ＲＸ＿ＧＡＩＮ［］が生成される。
【０１２１】
次のステップであるステップ１２０４では、ループカウンタとしてダミー変数ｉが初期化される。
【０１２２】
ステップ１２０６では、ループカウンタｉがインクリメントされ、次に、ステップ１２０８では、テーブルＲＸ＿ＧＡＩＮ［］のｉ番目の要素として次の公式（Ｃ）に基づいて計算された値が入力される。
Ｃ：  ＲＸ＿ＧＡＩＮ［ｉ］：＝２０×ＬＯＧ（ＴＡ／ＳＩＭ＿ＡＭＰ［ｉ］）＋ＩＧ
次のステップであるステップ１２１０では、ループカウンタが厳格にループの終了値Ｎ未満であるか否かがテストされる。Ｎ未満の場合、次にステップ１２０６に戻る。Ｎ未満でない場合、機能が、ステップ１２１２で停止する。
【０１２３】
ＣＡＬＩＢＲ機能３５は、サンプルパイプに配置された一つ以上の指向性反射体に関連する第１の組のデータおよびこのパイプに配置された多指向性反射体に関連する第２の組のデータに対して作用する。
【０１２４】
これらの反射体に関連するデータを得ることが、旧来の方法で行われ得る。例えば測定毎に、指向性反射体の作用方向に、且つこの方向に対応するように超音波ショットが実行され、且つ各測定中に検査方向または多指向性反射体の作用方向の数と同じ数のショットが実行される。多素子型の超音波トランスデューサの使用によって測定が容易になり、遅延の法則によってサンプルパイプに対するトランスデューサの相対位置を修正することなく超音波ビームを方向付けすることができる。
【０１２５】
測定をスピードアップするために、本出願人名義の仏国特許出願ＦＲ３０００２１２号に記載された種類の装置が使用できる。次に、一回のショットにより、互いに異なる幾つかの方向における振幅データを得ることができる。
【０１２６】
実際には生産時に使用されるものと同様の検査形態が、較正のために使用されることが好ましい。これによって、生産時に実行される検査が大きく向上する。
【０１２７】
ＳＯＣＯＭＡＴＥ社のアドレス（例えばアドレスｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓоｃоｍａｔｅ．ｃоｍ／２−ｐｒоｄｕｃｔｓ／ｐｈａｓｅｄ−ａｒｒａｙ／ｆａａｓｔ−ｉｉ―２ｄ−ｍａｔｒｉｘ−ａｃｔｉｖｅ‐８ｘ４０ｅ―２ｍｈｚ−２１．ｈｔｍで示すような）電子機器ブランドのＦＡＡＳＴ  ＩＩによって知られているタイプの装置、またはＧＥＮＥＲＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＩＣ社の（例えばアドレスｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｅ‐ｍｃｓ．ｃоｍ／ｅｎ／ｕｌｔｒａｓоｕｎｄ／ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−ｓｙｓｔｅｍｓ／ｔｕｂｅｐｉｐｅ‐ｇｒｐ．ｈｔｍｌで示すような）装置ブランドＧＲＰによって知られている種類の装置が使用できる。
【０１２８】
ＣＡＬＩＢＲ機能３５によって定められた較正データの品質は、第１の組と第２の組のデータを形成するために使用される元のデータの品質の影響を受ける。元のデータは、サンプルパイプに対して行われた超音波測定から生じる。
【０１２９】
図３〜図５に関して説明された切り欠き７のような指向性反射体は、一般的に反射体の作用方向に対応する、他の寸法よりも大きな一つの次元を有している。この性質は、同じ検査方向に関して特定の反射体の反射の振幅に関して数個の値を得るために使用され得る。
【０１３０】
一般的に、少なくともこれらの指向性反射体に関しては、各反射体に対して数回の測定が行われる。二回の測定の間に、サンプルパイプおよび超音波トランスデューサは、例えば１ミリメートルだけ互いに対して変位される。これは、切り欠きの長さが一般的に最小の仕様の対象であるためであり、これによって、パイプの単位前進当たりのショット数を考えると、パラメータ化可能なポイント数による最小の長さの切り欠きの検出を保証することが可能となる。
【０１３１】
一つの指向性反射体に関して、一つの検査方向に対応する同じ角度値に対して異なる振幅値を指定する一組の値／角度の対を測定した場合、この指向性反射体に関するデータの組において使用するために、代表的な振幅値を定めることが望ましい。最大の振幅値を代表的値として使用することは不十分であり、これは、大きなサイズの不完全箇所を欠陥とみなすだけの結果となる。平均振幅値を使用することも不十分であり、反射体が高度に分散される場合、これらの反射体が検出されないリスクがある。
【０１３２】
一実施の形態によれば、ＣＡＬＩＢＲ機能３５は、そのような組の振幅値から指向性反射体の振幅値特性を抽出できる。この特性値は、閾値として定められ、この閾値よりも高い所定数の連続する振幅値を得ることが可能となる。定められる数は、分解能に対応する。この数は、パラメータ化可能である。例えば添付１の表の測定値は、三個の連続するポイントの分解能に対応している。
【０１３３】
図１３は、同じ検査方向に関連する一組の振幅値に基づく指向性反射体の特性振幅値を得るために使用され得る抽出機能の一実施の形態を説明している。
【０１３４】
分解能の値としての整数Ｒをパラメータとして受信する初期化ステップ１３００から開始する。また、次元ｋのインデックス付き表、すなわちテーブルＡＭＰ［ｋ］の形の一組の振幅値を受信する。これらの振幅値は、同じ指向性反射体および同じ検査方向に関する。
【０１３５】
ステップ１３０２では、ゼロ値に初期化される変数ＴＨが定義される。次に、カウンタとしてダミー変数ｉを用いてループ構造を開始する。このカウンタは、初期化される（ステップ１３０４）。次のステップ１３０６では、要素ｉに関して、要素ｉ＋Ｒに関して、および後者間にある全ての要素において、テーブルＡＭＰ［ｋ］においてメモリに保存された振幅値の内の最小値ＡＭＰＭＩＮＩが決定される。
【０１３６】
ステップ１３０８では、ループカウンタがインクリメントされる。ステップ１３１０では、最小振幅値ＡＭＰＭＩＮＩが値ＴＨより大きいか否かがチェックされる。大きい場合、ステップ１３１２では、閾値ＴＨが最小振幅値ＡＭＰＭＩＮＩを取る。大きくない場合、ステップ１３１２の終わりにループカウンタがその最終値ｋに達したか否かがチェックされる（ステップ１３１４）。達した場合、機能が、ステップ１３１６で停止する。達していない場合、ステップ１３０６に戻る。最終値ＴＨは、指向性反射体を特徴付ける閾値に対応する。
【０１３７】
ここで、８８．９ミリメートルの直径で７．６１ミリメートルの厚みのサンプルパイプの場合の較正を支援する装置の性能を示す図１４および図１５を参照する。
【０１３８】
図１４のグラフは、６０％の閾値振幅値でパラメータ化された、前述の装置で実行された較正の場合の５°のステップで３６０°にわたって方向付けされた外部（実際の）切り欠きに関して得られた振幅値を示している。検査は、１０回行われ、最も好ましくない振幅値、すなわち目標振幅値から最も離れた実験値が考察された。
【０１３９】
図１５のグラフは、それがデシベルでの測定値と較正値の間の差を示していることを除いて図１４と類似している。図１５は、約６．４デシベルの分散値を明らかにしている。この値は、工業的要求事項に適合している。
【０１４０】
次の表は、場合に応じて、外部切り欠きおよび／または内部切り欠きを有する異なるサイズのパイプに関する同様の条件下で得られた分散値を示している。示された値から、上記較正装置が工業的に使用されるのに十分に正確であることが確認できる。
0006765382.tif 000002
【０１４１】
ここでは、冶金製品、特にパイプ用の検査装置の較正を支援する装置、すなわちモジュールを説明した。モジュールは、多指向性反射体、特に穿孔でおよび切り欠きタイプの指向性反射体のような一つ以上の反射体で実行された超音波検査に対して測定されたデータを使用する。測定に使用される検査方向は、好ましくは、生産時に使用される検査方向に対応し、これによって、較正が大きく向上する。各切り欠きは、各検査方向に沿って方向付けられる。したがって、較正対象の検査方向の数より少ない指向性反射体が使用され、指向性反射体の作用方向に全く対応しない検査方向は、対応する作用方向に関して、多指向性反射体で測定された振幅を用いて較正される。多指向性反射体にて測定された振幅は、指向性反射体に対しておよび多指向性反射体に関して同じ検査方向に対して得られた振幅値の比較に基づいて補正される。これによって、標準の欠陥の数を減少しながら、必要に応じて幾何学的特性が仕様の対象となり得る標準の欠陥として指向性反射体、特に、切り欠きを使用し続けることが可能となる。換言すれば、これによって、複数の検査方向を標準化するためにパイプにおける一つ以上の標準の欠陥をそれらの向きに関係なく使用することが可能となる。また、指向性反射体のみが較正のために特定の寸法に形成されればよい。
【０１４２】
本発明は、本質的には、装置の形で提示されている。また、本発明は、冶金製品のための検査装置の較正を支援する方法として見なすことができる。この方法によれば、値／角度の対の形の第１の組のデータが保存され、この第１の組のデータは、冶金製品に配置される多指向性反射体に関し、第１の組のデータの値／角度の対は、冶金製品において前記角度に対応する多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿って方向付けられた超音波ショットから生じる測定された戻り振幅に対応する。また、値／角度の対の形の第２の組のデータが保存され、この第２の組のデータは、冶金製品に配置された指向性反射体に関し、第２の組のデータは、指向性反射体に関して、前記角度に対応する反射体の一つの作用方向に沿って方向付けられた超音波ショットから生じる測定戻り振幅に対応する。第１の組のデータと第２の組のデータの対の補間によって値／角度の対の形で第３の組のデータが定められ、第３の組の対は、多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに対応するように方向付けられた超音波ショットに関する標準の振幅に対応する。
【０１４３】
また、本発明は上述の種類の較正を支援するモジュールを構成するために計算ユニットと協働できるコンピュータプログラム（Computer Program Product）の形で表現することができる。
【０１４４】
本発明は、単に一例に過ぎない上述の実施の形態に限定されないだけでなく、当業者によって想像され得る全ての変形を包含する。特に、以下の通りである。
‐  同じサンプルパイプに配置された指向性反射体および多指向性反射体が記載されている。変形例として、これらの反射体は、類似のまたは互いに区別可能なサンプルパイプに配置されてもよい。
‐  細長い切り欠きの形で指向性反射体が記載されている。この実施の形態は、標準化された、または少なくとも特定の寸法の切り欠きによって超音波検査のための方法および装置を較正することを含む現在の慣習に従う。故に、同一の長さの切り欠きを備えるサンプルパイプが説明されている。しかしながら、提案された装置および方法は、互いに異なる長さを有する切り欠きとも全く同様に良好に働く。
‐  値／角度の対を保存する形が、特に、これらの値を直接に保存する表の形で記載されている。本発明は、これらの記載された形のデータの記憶には全く制限されず、重要なのは、検査方向を定義することを可能とする要素と応答振幅値を定義することを可能とする要素の間に連携があることと、処理機能が対応するデータを処理するためにこの連携を使用することである。例えば同じ検査方向を定義するために異なる組のデータに対して異なる角度を使用することができ、それは、データ処理をより複雑にする影響を有するに過ぎない。
‐  ＣＡＬＩＢＲ機能３５を実行できるメモリと計算機を備えるモジュールが記載されている。このモジュールは、全く異なる形、例えば検査レイアウトのコマンドコンピュータに、またはより一般的には、冶金製品の検査プロセスに含まれるコンピュータに統合された専用計算機ユニットの形を取ることができる。一実施の形態では、該当するモジュールは、セルがデータを含むスプレッドシートによって読み取り可能なファイルを備えることができ、ＣＡＬＢＲ機能３５の異なる関数は、セル同士の計算ルールの形で入力される。
‐  本発明は、超音波検査に関して定義されている。超音波検査は、少なくとも一回の超音波ショットを含み、本発明は、値／角度の対の形でデータを保存できるメモリであって、各対が前記角度に対応する冶金製品の方向に沿う超音波ショットの戻り振幅に対応するメモリ、およびメモリに保存されたデータに対して処理機能を実行できる計算機を備える冶金製品用の検査装置の較正に用いられるモジュールとして定義され得る。データは、冶金製品に配置される多指向性反射体に関する第１の組のデータであって、第１の組の対は、多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに沿う戻り振幅に対応する前記第１の組のデータ、および冶金製品に配置される指向性反射体に関する第２の組のデータであって、第２の組のデータは、指向性反射体に対して、反射体の一つの作用方向に沿う戻り振幅に対応する少なくとも一つの対を備える第２の組のデータに編成される。処理機能が、第１の組のデータと第２の組のデータの対の補間によって第３の組のデータを定めるように設計され、第３の組の対は、多指向性反射体の作用方向の少なくとも幾つかに対する標準の振幅に対応する。
【０１４５】
添付１：元のデータ
【表１．１】
0006765382.tif 000003
【表１．２】
0006765382.tif 000004
【０１４６】
添付２：前処理から生じるデータ
【表２．１】
0006765382.tif 000005
【表２．２】
0006765382.tif 000006
【０１４７】
添付３：開口／切り欠きの応答の比率
【表３．１】
0006765382.tif 000007
【表３．２】
0006765382.tif 000008
【表３．３】
0006765382.tif 000009
【０１４８】
添付４：調整されたゲイン値
【表４．１】
0006765382.tif 000010
【表４．２】
0006765382.tif 000011
【図１】
0006765382.tif 000012
【図２】
0006765382.tif 000013
【図３】
0006765382.tif 000014
【図４】
0006765382.tif 000015
【図５】
0006765382.tif 000016
【図６】
0006765382.tif 000017
【図７】
0006765382.tif 000018
【図８】
0006765382.tif 000019
【図９】
0006765382.tif 000020
【図１０】
0006765382.tif 000021
【図１１】
0006765382.tif 000022
【図１２】
0006765382.tif 000023
【図１３】
0006765382.tif 000024
【図１４】
0006765382.tif 000025
【図１５】
0006765382.tif 000026