(57)【要約】【課題】探傷時の雰囲気温度に支配されることなく、常に高感度で正確な探傷結果を得ることのできる超音波探傷方法と超音波探傷装置。【解決手段】被検査体Ａの表面に接触媒質８を塗布し、超音波を送受する超音波探触子１を接触媒質８に押しつけて、被検査体Ａの探傷を実行する超音波探傷方法で、接触媒質８の温度が探傷実行時より高い状態において、温度の高い接触媒質８を被検査体Ａの表面に塗布し、かつ、温度の高い接触媒質８に対して超音波探触子１を押しつけ、接触媒質８の温度が被検査体Ａへの塗布時および超音波探触子１の押しつけ時より低い状態において、超音波探触子１により被検査体Ａの探傷を実行する方法と、その方法の実施に使用する超音波探傷装置。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の表面に接触媒質を塗布し、超音波を送受する超音波探触子を前記接触媒質に押しつけて、前記被検査体の探傷を実行する超音波探傷方法であって、
前記接触媒質の温度が探傷実行時より高い状態において、その温度の高い接触媒質を前記被検査体の表面に塗布し、かつ、その温度の高い接触媒質に対して前記超音波探触子を押しつけ、
前記接触媒質の温度が前記被検査体への塗布時および前記超音波探触子の押しつけ時より低い状態において、前記超音波探触子により前記被検査体の探傷を実行する超音波探傷方法。
【請求項２】
前記接触媒質の温度が前記被検査体への塗布時および前記超音波探触子の押しつけ時より低い状態において、前記超音波探触子を走査しながら前記被検査体の探傷を実行する請求項１に記載の超音波探傷方法。
【請求項３】
超音波を送受する超音波探触子と、接触媒質を収納する接触媒質収納部と、その接触媒質収納部内の接触媒質を前記超音波探触子と被検査体との間に供給する供給手段を有する超音波探傷装置であって、
前記接触媒質の温度を調整する温度調整手段を備えている超音波探傷装置。
【請求項４】
前記温度調整手段が、前記超音波探触子に設けられている請求項３に記載の超音波探傷装置。
【請求項５】
前記温度調整手段が、前記接触媒質収納部に設けられている請求項３または４に記載の超音波探傷装置。
【請求項６】
超音波を送受する超音波探触子を有する超音波探傷装置であって、
前記超音波探触子が、その超音波探触子と被検査体との間に介在される接触媒質の温度を調整する温度調整手段を備えている超音波探傷装置。
【請求項７】
前記温度調整手段が、ペルチェ素子である請求項３〜６のいずれか１項に記載の超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査体の表面に接触媒質を塗布し、超音波を送受する超音波探触子を前記接触媒質に押しつけて、前記被検査体の探傷を実行する超音波探傷方法と、その方法を実施するのに使用する超音波探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波探触子による探傷において、超音波探触子の感度は、接触媒質の粘性と関係が深いのであるが、従来、接触媒質の粘性に関しては、特別な考慮が払われていなかったのが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、超音波探触子は、接触媒質の粘性が高いほど高感度となり、また、接触媒質の膜厚が薄いほど高感度となることが知られている。しかし、接触媒質の粘性が高くなると、超音波探触子を接触媒質に押しつけて膜厚を薄くするのがむずかしく、逆に、膜厚を薄くするために粘性を低くすると、超音波探触子の感度が低下するという矛盾がある。
しかし、従来、この点に関して特別な考慮が払われておらず、接触媒質の粘性は、探傷時の雰囲気温度に依存されていたので、超音波探触子の感度が一定せず、常に正確な探傷結果を得ることができないという欠点があった。
特に、超音波のうちでも、一般に「ＳＨ波」と称される横波は、被検査体の面に平行な横波で、ＳＨ波を送受するＳＨ波用超音波探触子では、一般に使用されるマシン油、水、グリセリンなどを接触媒質として使用できず、より高い粘性の接触媒質が必要となるため、上述した欠点が顕著であった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、探傷時の雰囲気温度に支配されることなく、常に高感度で正確な探傷結果を得ることのできる超音波探傷方法と超音波探傷装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の特徴構成は、被検査体の表面に接触媒質を塗布し、超音波を送受する超音波探触子を前記接触媒質に押しつけて、前記被検査体の探傷を実行する超音波探傷方法であって、前記接触媒質の温度が探傷実行時より高い状態において、その温度の高い接触媒質を前記被検査体の表面に塗布し、かつ、その温度の高い接触媒質に対して前記超音波探触子を押しつけ、前記接触媒質の温度が前記被検査体への塗布時および前記超音波探触子の押しつけ時より低い状態において、前記超音波探触子により前記被検査体の探傷を実行するところにある。
【０００６】
請求項１の発明の特徴構成によれば、超音波探触子を接触媒質に押しつけて被検査体の探傷を実行する超音波探傷方法であって、接触媒質の温度が探傷実行時より高い状態において、つまり、接触媒質の粘性が低い状態において、その粘性の低い接触媒質を被検査体の表面に塗布するので、被検査体表面に対する接触媒質の馴染みがよく、かつ、粘性の低い接触媒質に対して超音波探触子を押しつけるので、接触媒質の膜厚を所望どおりに薄くすることができる。
そして、接触媒質の温度が被検査体への塗布時および超音波探触子の押しつけ時より低い状態において、つまり、接触媒質の粘性が高い状態において、超音波探触子により被検査体の探傷を実行するので、高感度での探傷が可能となる。
その結果、周囲の雰囲気温度に支配されることがなく、たとえ超音波探触子がＳＨ波用の超音波探触子であっても、常に高感度で正確な探傷結果を得ることができる。
【０００７】
請求項２の発明の特徴構成は、上記の超音波探傷方法であって、前記接触媒質の温度が前記被検査体への塗布時および前記超音波探触子の押しつけ時より低い状態において、前記超音波探触子を走査しながら前記被検査体の探傷を実行するところにある。
【０００８】
請求項２の発明の特徴構成によれば、上記の超音波探傷方法であって、接触媒質の温度が被検査体への塗布時および超音波探触子の押しつけ時より低い状態において、超音波探触子を走査しながら被検査体の探傷を実行するので、効率のよい探傷が可能となる。
すなわち、接触媒質の粘性が高い状態で超音波探触子を走査することになるが、上述したように接触媒質の膜厚を薄くした後に走査することになるので、比較的容易にその薄い膜厚を維持しながら走査することができ、したがって、高感度で正確な探傷を維持しながら効率のよい探傷が可能となる。
【０００９】
請求項３の発明の特徴構成は、超音波を送受する超音波探触子と、接触媒質を収納する接触媒質収納部と、その接触媒質収納部内の接触媒質を前記超音波探触子と被検査体との間に供給する供給手段を有する超音波探傷装置であって、前記接触媒質の温度を調整する温度調整手段を備えているところにある。
【００１０】
請求項３の発明の特徴構成によれば、超音波を送受する超音波探触子と、接触媒質を収納する接触媒質収納部と、その接触媒質収納部内の接触媒質を超音波探触子と被検査体との間に供給する供給手段を有する超音波探傷装置であって、接触媒質の温度を調整する温度調整手段を備えているので、必要な場合には、その温度調整手段によって接触媒質の温度を高くし粘性を低くして、被検査体の表面に塗布し、あるいは、超音波探触子を押しつけることができ、被検査体表面に対して馴染みのよい状態で接触媒質の膜厚を所望どおりに薄くすることができる。そして、必要な場合には、その温度調整手段によって接触媒質の温度を低くし粘性を高くして、超音波探触子により被検査体の探傷を実行することができ、高感度での探傷が可能となり、たとえＳＨ波用超音波探触子による探傷であっても、周囲の雰囲気温度に支配されることなく、常に高感度で正確な探傷結果を得ることができる。
【００１１】
請求項４の発明の特徴構成は、上記の超音波探傷装置であって、前記温度調整手段が、前記超音波探触子に設けられているところにある。
【００１２】
請求項４の発明の特徴構成によれば、上記の超音波探傷装置であって、温度調整手段が、超音波探触子に設けられているので、必要な場合には、超音波探触子部分において接触媒質の粘性を高くしたり低くしたりして所望どおりに調整することができる。
【００１３】
請求項５の発明の特徴構成は、上記の超音波探傷装置であって、前記温度調整手段が、前記接触媒質収納部に設けられているところにある。
【００１４】
請求項５の発明の特徴構成によれば、上記の超音波探傷装置であって、温度調整手段が、接触媒質収納部に設けられているので、必要な場合には、接触媒質収納部において接触媒質の粘性を調整して、その接触媒質を超音波探触子と被検査体との間へ供給することができるとともに、接触媒質の粘性を低くした場合には、超音波探触子への接触媒質の供給を円滑に行うことができる。
特に、上述したように温度調整手段を超音波探触子に設け、それに加えて、接触媒質収納部にも設ける場合には、超音波探触子への接触媒質の供給を円滑に行いながら、その超音波探触子部分において接触媒質の粘性を所望どおりに調整することが可能となる。
【００１５】
請求項６の発明の特徴構成は、超音波を送受する超音波探触子を有する超音波探傷装置であって、前記超音波探触子が、その超音波探触子と被検査体との間に介在される接触媒質の温度を調整する温度調整手段を備えているところにある。
【００１６】
請求項６の発明の特徴構成によれば、超音波を送受する超音波探触子を有する超音波探傷装置であって、超音波探触子が、その超音波探触子と被検査体との間に介在される接触媒質の温度を調整する温度調整手段を備えているので、この場合にも、必要に応じて温度調整手段により接触媒質の温度を調整することによって、接触媒質の粘性を調整することができ、したがって、たとえＳＨ波用超音波探触子による探傷であっても、周囲の雰囲気温度に支配されることなく、常に高感度で正確な探傷結果を得ることができる。
【００１７】
請求項７の発明の特徴構成は、上記の超音波探傷装置であって、前記温度調整手段が、ペルチェ素子であるところにある。
【００１８】
請求項７の発明の特徴構成によれば、上記の超音波探傷装置であって、温度調整手段が、ペルチェ素子であるから、接触媒質収納部や超音波探触子への組み付けが容易で、しかも、ペルチェ素子への供給電流の向きを変えるだけで、接触媒質の温度を高くしたり低くしたり自由に調整することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明による超音波探傷方法および装置につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明による探傷方法および装置では、超音波のうちでも、一般に「ＳＨ波」と称される横波、つまり、被検査体の面に平行な横波を送受するＳＨ波用の超音波探触子が使用され、そのＳＨ波用超音波探触子１は、図１および図２に示すように、ＳＨ波を発信し、かつ、その反射波を受信する振動子２を内装する探触子本体４を備え、探触子本体４の被検査体への探触面は、被検査体としてのステンレス管Ａの周面に沿う円弧状に形成されている。
【００２０】
探触子本体４の探触面側には、厚みｔが１０μｍ程度の空間を置いてステンレス管Ａの周面に沿う円弧状のアクリル樹脂層５が配設され、それによって、アクリル樹脂層５の探触面側には、厚みｔが１０μｍ程度の接触媒質用の収納空間６が形成されて、その収納空間６には、供給手段としての可撓性チューブ７を介して、例えば、ソニコートＳＨＮ−Ｂ２５（日合アセチレン株式会社製）のような高粘性の接触媒質８を収納する接触媒質収納部としての接触媒質容器９が接続されている。
探触子本体４の探触面側には、さらに、接触媒質用収納空間６の周囲に隣接する状態で、その収納空間６内に供給収納された接触媒質８の温度を調整する温度調整手段としての探触子側ペルチェ素子１０が配設され、そのペルチェ素子１０には、電源供給用のリード線１１が接続され、さらに、接触媒質８の温度を検出する温度センサ用のリード線１２も設けられている。
【００２１】
前記接触媒質容器９は、図３に示すように、一端側に開閉機構１３付きの出口１４を有するアルミニウム製の筒状体で構成され、他端側には押圧板１５とスプリング１６が配設されて、スプリング１６の弾性力により押圧板１５を介して接触媒質８を出口１４側へ押し出し、かつ、可撓性チューブ７を介して、接触媒質容器９内の接触媒質８をＳＨ波用超音波探触子１の収納空間６内に供給するように構成されている。
その接触媒質容器９の外周部には、容器９内に収納された接触媒質８の温度を調整する温度調整手段としての容器側ペルチェ素子１７が配設され、さらに、その容器側ペルチェ素子１７の外周部は、断熱材１８により被覆されている。
そして、容器側ペルチェ素子１７にも、電源供給用のリード線１９が接続されるとともに、接触媒質８の温度を検出する温度センサ用のリード線２０が設けられて、この接触媒質容器９側の各リード線１９，２０とＳＨ波用超音波探触子１側のリード線１１，１２とが、装置全体を制御する制御装置２１に接続されている。
【００２２】
つぎに、この装置を使用してステンレス管Ａを探傷する探傷方法について説明する。
制御装置をＯＮすると、接触媒質容器９側に接続された温度センサ用リード線２０からの信号に基づいて接触媒質容器９内の接触媒質８の温度が測定されると同時に、電源供給用リード線１９を介して容器側ペルチェ素子１７に電流が供給され、例えば、その容器側ペルチェ素子１７により接触媒質８が加熱されて適正温度、つまり、比較的低い粘性に維持される。
その後、人為操作によって、ＳＨ波用超音波探触子１を被検査体であるステンレス管Ａの周面に接触させて接触媒質容器９の開閉機構１３を開くことにより、接触媒質容器９内の接触媒質８が、可撓性チューブ７を介してＳＨ波用超音波探触子１の収納空間６に供給されて、ステンレス管Ａの表面に塗布される。
【００２３】
このＳＨ波用超音波探触子１側においても、温度センサ用リード線１２からの信号に基づいて接触媒質８の温度が測定されると同時に、電源供給用リード線１１を介して探触子側ペルチェ素子１０に電流が供給されて、ＳＨ波用超音波探触子１の収納空間６内の接触媒質８が比較的高い温度に維持される。
この接触媒質８の温度が比較的高い状態において、ＳＨ波用超音波探触子１をステンレス管Ａの表面に人為的に押しつけることにより、探触子本体４の探触面がステンレス管Ａの表面に接触して、アクリル樹脂層５の表面とステンレス管Ａの表面との間に厚みｔが１０μｍ程度の接触媒質８の層が介在される。
【００２４】
その後、探触子側ペルチェ素子１０によって収納空間６内の接触媒質８が冷却されて、ステンレス管Ａへの塗布時およびＳＨ波用超音波探触子１の押しつけ時よりも比較的低い温度、つまり、高い粘性に維持され、収納空間６内の接触媒質８が高い粘性に維持された状態で、振動子２が振動されて超音波を発信するとともに、その反射波を振動子２が受信することにより、ステンレス管Ａの探傷が実行され、その探傷結果が制御装置２１に記憶されるとともに、必要に応じてディスプレイに表示される。
そして、ステンレス管Ａの複数個所において、この動作を何度か繰り返すことによって必要な探傷を実行するか、可能な場合には、収納空間６内の接触媒質８の温度が比較的低い状態において、ＳＨ波用超音波探触子１を人為的に走査して必要な探傷を実行するのであり、その走査中に収納空間６内の接触媒質８の量が不足すると、可撓性チューブ７を介して接触媒質容器９から接触媒質８が自動的に補充される。
【００２５】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、本発明による探傷方法に関し、ＳＨ波用超音波探触子１の収納空間６に接触媒質８を供給してステンレス管Ａの表面に自動的に塗布する方法を示したが、ステンレス管Ａの表面に比較的温度の高い接触媒質８を人為的に塗布し、かつ、その温度の高い接触媒質８にＳＨ波用超音波探触子１を押しつけ、その後、ＳＨ波用超音波探触子１に設けた探触子側ペルチェ素子１０により接触媒質８を冷却するか、あるいは、自然冷却を待って探傷を実行することもできる。
【００２６】
（２）先の実施形態では、本発明による探傷装置に関し、ＳＨ波用超音波探触子１として、発信用と受信用を兼用するひとつの振動子２を備えた探触子を示したが、発信用振動子と受信用振動子を各別に備えた探触子にも適用することができ、さらに、発信振動子のみを備えたＳＨ波用超音波探触子と受信振動子のみを備えたＳＨ波用超音波探触子に適用することもできる。
また、ＳＨ波用超音波探触子１と接触媒質容器９を別体に構成して可撓性チューブ７により接続した例を示したが、ＳＨ波用超音波探触子１に接触媒質容器９を一体的に組み付けて実施することもでき、さらに、温度調整手段の一例としてペルチェ素子１０，１７を示したが、他の温度調整装置に置き換えて実施することもできる。
【００２７】
（３）先の実施形態では、被検査体の一例としてステンレス管Ａを示したが、本発明による探傷方法および探傷装置が対象とする被検査体は、ステンレス製の管Ａに限るものではなく、各種金属の管は勿論のこと、金属製の板材や棒材などの各種の物品に対して適用可能であり、さらに、送受する超音波についても、特に「ＳＨ波」のみに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波探傷装置の全体を示す斜視図
【図２】ＳＨ波用超音波探触子の断面図
【図３】接触媒質容器の断面図
【符号の説明】
１　　　　　超音波探触子
７　　　　　供給手段
８　　　　　接触媒質
９　　　　　接触媒質収納部
１０，１７　温度調整手段としてのペルチェ素子
Ａ　　　　　被検査体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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