(57)【要約】【課題】超音波探傷装置の大型化を抑制しながら、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持し易い超音波探傷装置を提供する。【解決手段】超音波探触子１の探触面を被検査体表面に接触媒質７を介して押し付けて被検査体Ａを探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、探触面の被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサ１０と、検出した押し付け圧力を表示する表示手段１２とを設けてある。【選択図】　　　　図１
2004020334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、
前記探触面の前記被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサと、検出した押し付け圧力を表示する表示手段とを設けてある超音波探傷装置。
【請求項２】
前記圧力センサの複数を前記探触面に分散して設けてある請求項１記載の超音波探傷装置。
【請求項３】
超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、
前記超音波探触子を押し付け方向に出退可能に保持する保持部と、前記保持部に保持した超音波探触子を押し付け方向に弾性付勢する付勢手段と、前記探触面の前記被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサと、検出した押し付け圧力を表示する表示手段とを設けてある超音波探傷装置。
【請求項４】
超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、
前記超音波探触子を押し付け方向に出退可能に保持する保持部と、前記保持部に保持した超音波探触子を押し付け方向に弾性付勢する付勢手段と、前記探触面を加振する加振手段とを設けてある超音波探傷装置。
【請求項５】
前記付勢手段による付勢力を調節可能な調節手段を設けてある請求項３又は４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、超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記超音波探傷装置は、超音波探触子の探触面と被検査体表面との間に介在させた接触媒質の膜厚が厚くなると反射波強度が低下するので、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持できるようにしておく必要がある。
そこで、従来の超音波探傷装置では、例えば、特開平１０−３１８９９８号公報に記載されているように、超音波探触子の探触面の外周を全周に亘って囲むスペーサを設けて、スペーサを被検査体表面に当て付けることで、探触面を被検査体表面に対して所定間隔を隔てて保持し、その探触面と被検査体表面との隙間に接触媒質を圧入して、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、接触媒質を探触面と被検査体表面との隙間に圧入する圧入機構が必要なだけでなく、探触面と被検査体表面との隙間に接触媒質を圧入してもスペーサが被検査体表面から浮き上がらないように、超音波探触子を被検査体表面側に押し付けて保持する押し付け保持機構も必要で、装置が大型化する欠点があり、既設配管を被検査体とする場合のように、被検査体の設置場所に持ち込んで探傷するには使い勝手が悪い欠点がある。
殊に、横波水平波（　以下、ＳＨ波（Ｓｈｅａｒ　Ｗａｖｅ　Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）　という）　を用いた超音波探傷では、ＳＨ波を効率良く伝達できるように、粘度の高い接触媒質を高い圧力で探触面と被検査体表面との隙間に圧入する必要があり、従って、圧入機構も押し付け保持機構も一層大型化する欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、超音波探傷装置の大型化を抑制しながら、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持し易い超音波探傷装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、前記探触面の前記被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサと、検出した押し付け圧力を表示する表示手段とを設けてある点にある。
【０００５】
〔作用及び効果〕
探触面の被検査体表面に対する押し付け力が大きければ接触媒質の膜厚が薄くなり、小さければ膜厚が厚くなるが、探触面の被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサと、検出した押し付け圧力を表示する表示手段とを設けてあるので、探触面と被検査体表面との間に介在させた接触媒質の膜厚を、検出した押し付け圧力に応じた膜厚に維持することができる。
従って、検出した押し付け圧力が、所望の反射波強度が得られる接触媒質の膜厚に応じた押し付け圧力になるように、探触面の被検査体表面に対する押し付け力を調節すれば、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持することができるので、従来のような接触媒質の圧入機構や超音波探触子の押し付け保持機構を特に設けることなく、超音波探傷装置の大型化を抑制しながら、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持し易い。
【０００６】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記圧力センサの複数を前記探触面に分散して設けてある点にある。
【０００７】
〔作用及び効果〕
圧力センサの複数を探触面に分散して設けてあるので、各圧力センサが検出した押し付け圧力が略同じになるように、探触面の押し付け方向を調節することで、探触面と被検査体表面との間に介在させた接触媒質の膜厚を略均一に維持できる。
【０００８】
請求項３記載の発明の特徴構成は、超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、前記超音波探触子を押し付け方向に出退可能に保持する保持部と、前記保持部に保持した超音波探触子を押し付け方向に弾性付勢する付勢手段と、前記探触面の前記被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサと、検出した押し付け圧力を表示する表示手段とを設けてある点にある。
【０００９】
〔作用及び効果〕
探触面の被検査体表面に対する押し付け力が大きければ接触媒質の膜厚が薄くなり、小さければ膜厚が厚くなるが、超音波探触子を押し付け方向に出退可能に保持する保持部と、その保持部に保持した超音波探触子を押し付け方向に弾性付勢する付勢手段とを設けてあるので、保持部を被検査体表面に当て付けることにより、その保持部に保持している超音波探触子の探触面を、付勢手段の弾性付勢力で被検査体表面に対して略一定の押し付け力で押し付けて、探触面と被検査体表面との間に介在させた接触媒質の膜厚を、その略一定の押し付け圧力に応じた膜厚に維持することができる。
また、探触面の被検査体表面への押し付け圧力を検出する圧力センサと、検出した押し付け圧力を表示する表示手段とを設けてあるので、所望の反射波強度が得られる接触媒質の膜厚に応じた押し付け圧力で探触面を押し付けているか否かを確認できる。
従って、押し付け圧力が、所望の反射波強度が得られる接触媒質の膜厚に応じた押し付け圧力になるように、付勢手段による弾性付勢力を設定しておけば、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持することができ、しかも、設定した弾性付勢力で探触面を押し付けているか否かを確認できるので、従来のような接触媒質の圧入機構や超音波探触子の押し付け保持機構を特に設けることなく、超音波探傷装置の大型化を抑制しながら、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持し易い。
【００１０】
請求項４記載の発明の特徴構成は、超音波探触子の探触面を被検査体表面に接触媒質を介して押し付けて被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であって、前記超音波探触子を押し付け方向に出退可能に保持する保持部と、前記保持部に保持した超音波探触子を押し付け方向に弾性付勢する付勢手段と、前記探触面を加振する加振手段とを設けてある点にある。
【００１１】
〔作用及び効果〕
探触面の被検査体表面に対する押し付け力が大きければ接触媒質の膜厚が薄くなり、小さければ膜厚が厚くなるが、超音波探触子を押し付け方向に出退可能に保持する保持部と、その保持部に保持した超音波探触子を押し付け方向に弾性付勢する付勢手段とを設けてあるので、保持部を被検査体表面に当て付けることにより、その保持部に保持している超音波探触子の探触面を、付勢手段の弾性付勢力で被検査体表面に対して略一定の押し付け力で押し付けて、探触面と被検査体表面との間に介在させた接触媒質の膜厚をその略一定の押し付け圧力に応じた膜厚に維持することができる。
また、探触面を加振する加振手段を設けてあるので、探触面を加振して探触面と被検査体表面との間に介在させた接触媒質を流動化させながら、その探触面を被検査体表面に対して押し付けることができる。
従って、押し付け圧力が、所望の反射波強度が得られる接触媒質の膜厚に応じた押し付け圧力になるように、付勢手段による弾性付勢力を設定しておけば、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持することができ、しかも、接触媒質を流動化させながら探触面を被検査体表面に対して押し付けることができるので、粘性の高い接触媒質を使用しても、その膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に迅速に調整することができ、従来のような接触媒質の圧入機構や超音波探触子の押し付け保持機構を特に設けることなく、超音波探傷装置の大型化を抑制しながら、粘性の高い接触媒質を使用しても、その膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に維持し易い。
【００１２】
請求項５記載の発明の特徴構成は、前記付勢手段による付勢力を調節可能な調節手段を設けてある点にある。
【００１３】
〔作用及び効果〕
探触面の押し付け圧力が、所望の反射波強度が得られる接触媒質の膜厚に応じた押し付け圧力ではない場合は、その押し付け圧力になるように、付勢手段による弾性付勢力を調節することができ、接触媒質の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚に精度良く維持し易い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、表面ＳＨ波探触子（　超音波探触子の一例）　１と、モニター２を備えたデータ処理ユニット３とをケーブル４で接続してある本発明による超音波探傷装置を示し、探触子１は、表面ＳＨ波を発信する発信振動子と欠陥部からの反射波を受信する受信振動子とを兼用する振動子５を設けて構成してある。
【００１５】
そして、鋼管（　被検査体の一例）　Ａを被覆している樹脂製断熱シートＢの一部を周方向に沿って除去して、ＳＨ波用の粘性の高い接触媒質７を塗布しておき、探触子１を把持した作業者Ｃが、その探触面８を管周面（　被検査体表面）　に対して接触媒質７を介して押し付けながら管周方向に移動（　走査）　させて、モニター２に表示された反射波形に基づいて、断熱シートＢで被覆されている箇所における鋼管Ａの応力腐食割れや疲労割れ，腐食減肉などの欠陥部を連続的に探傷できるように構成してある。
【００１６】
図２，図３に示すように、探触子１の探触面８を、鋼管Ａの管周面に沿う円弧状に形成したアクリル樹脂層９の底面で形成し、探触面８の管周面への押し付け圧力を検出する薄型の圧力センサ１０を探触面８に設けて、リード線１１でデータ処理ユニット３に接続するとともに、検出した押し付け圧力をデジタル表示する表示画面（　表示手段）　１２をデータ処理ユニット３に設けてある。
【００１７】
尚、探触子１の管周方向の幅が管外径に比べて充分小さい場合は、探触面８をアクリル樹脂層９の扁平な底面で形成しても良い。
また、圧力センサ１０は、振動子５から管周面へのＳＨ波（　超音波）　の伝搬や、管周面から振動子５への反射ＳＨ波（　反射超音波）　の伝搬を阻害しないように、探触面８の周辺部、特にＳＨ波（　超音波）　の伝搬方向の上手側周辺部に設けるのが望ましい。
【００１８】
そして、所望の反射波強度が得られる接触媒質７の膜厚ｔに応じた押し付け圧力を予め求めておいて、表示画面１２に表示された押し付け圧力が、予め求めた押し付け圧力になるように、作業者Ｃが探触面８の管周面に対する押し付け力を調節して、接触媒質７の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚ｔに維持することができるようにしてある。
【００１９】
尚、上記実施形態では、検出した押し付け圧力をデジタル表示する表示画面を表示手段として示したが、検出した押し付け圧力をアナログ表示する表示画面を表示手段として設けても良く、また、検出した押し付け圧力を音声で表示する表示手段や、検出した押し付け圧力が予め求めた押し付け圧力になると、その旨を音や振動などの聴覚や触覚に訴えて表示する表示手段を設けてあっても良い。
【００２０】
〔第２実施形態〕
図４は、超音波探傷装置の別実施形態を示し、二つの圧力センサ１０を探触面８の管長手方向に沿う両端側に位置するように分散配置して探触面８に設け、各圧力センサ１０をリード線１１でデータ処理ユニット３に接続して、各圧力センサ１０で検出した押し付け圧力をデータ処理ユニット３の表示画面１２に各別に表示できるように構成してある。
【００２１】
そして、表示画面１２に表示された各押し付け圧力のいずれもが、予め求めた押し付け圧力になるように、作業者Ｃが探触面８の管周面に対する押し付け力を調節して、接触媒質７の膜厚を所望の反射波強度が得られる略均一な膜厚ｔに維持することができるようにしてある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図５，図６は、超音波探傷装置の別実施形態を示し、探触子１を管周面に対する押し付け方向に出退可能に保持する下向き箱状のケース（　保持部）　１３と、ケース１３に保持した探触子１を押し付け方向に弾性付勢するコイルバネ（　付勢手段）　１４と、探触面８の管周面への押し付け圧力を検出する圧力センサ１０とを設けて、検出した押し付け圧力をデータ処理ユニット３の表示画面１２に表示するように構成してある。
【００２３】
前記コイルバネ１４は、ケース１３を形成している頂板１５と探触子１とに亘って装着してあり、図６に示すように、ケース１３の下端が管周面に接当するように押し付けることにより圧縮変形させて、その圧縮変形状態で、所望の反射波強度が得られる接触媒質７の膜厚ｔに応じた押し付け圧力になるように設定してある。
【００２４】
そして、図５に示すように、作業者Ｃがケース１３を把持して、図６に示すように、ケース１３の下端が管周面に接当するように押し付けることにより、探触面８をコイルバネ１４の弾性復元力（　弾性付勢力）　で接触媒質７を介して管周面に押し付けて、接触媒質７の膜厚を所望の反射波強度が得られる膜厚ｔに維持できるようにし、また、設定した弾性付勢力で探触面８を押し付けているか否かを確認できるようにしてある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２５】
〔第４実施形態〕
図７は、第３実施形態で示したコイルバネ（　付勢手段）　１４による弾性付勢力を調節可能な調節手段１６を設けてある実施形態を示し、この調節手段１６は、コイルバネ１４のケース１３に対する取付け高さを、ケース１３に螺合してある調節ねじ１７で調節して、図８に示すように、ケース１３を管周面に接当するように押し付けたときのコイルバネ１４による弾性付勢力を調節できるように構成してある。
その他の構成は第３実施形態と同様である。
【００２６】
〔第５実施形態〕
図９は、第３実施形態で示した探触子１に電動式の加振器（　加振手段）　１８を設けて、探触面８を加振しながら接触媒質７を介して管周面に押し付けることができるように構成してある実施形態を示し、円柱状の加振器１８をケース１３の頂板１５に形成した貫通孔１９から外方に突出させて、加振器１８の外周側に入り込ませたコイルバネ１４を、頂板１５と探触子１との間に装着してある。
その他の構成は第３実施形態と同様である。
【００２７】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による超音波探傷装置は、縦波探触子（　超音波探触子）　で被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であっても良い。
２．本発明による超音波探傷装置は、発信振動子と受信振動子とを各別に設けた超音波探触子で被検査体を探傷するように構成してある超音波探傷装置であっても良い。
３．本発明による超音波探傷装置は、板状や棒状の被検査体を探傷するものであっても良い。
４．本発明による超音波探傷装置は、ステンレス管や鋳鉄管などの各種金属製の管のほか、各種樹脂製の管、各種金属製の板状や棒状の被検査体を探傷するものであっても良く、被検査体の材質や形状を問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波探傷装置の斜視図
【図２】要部の断面図
【図３】要部の背面図
【図４】第２実施形態を示す要部の断面図
【図５】第３実施形態を示す要部の一部断面側面図
【図６】第３実施形態を示す要部の一部断面側面図
【図７】第４実施形態を示す要部の一部断面側面図
【図８】第４実施形態を示す要部の一部断面側面図
【図９】第５実施形態を示す要部の一部断面側面図
【符号の説明】
１　　超音波探触子
７　　接触媒質
８　　探触面
１０　圧力センサ
１２　表示手段
１３　保持部
１４　付勢手段
１６　調節手段
１８　加振手段
Ａ　　　被検査体
【図１】
2004020334.tif 000003
【図２】
2004020334.tif 000004
【図３】
2004020334.tif 000005
【図４】
2004020334.tif 000006
【図５】
2004020334.tif 000007
【図６】
2004020334.tif 000008
【図７】
2004020334.tif 000009
【図８】
2004020334.tif 000010
【図９】
2004020334.tif 000011