(57)【要約】【課題】簡素な探触子群を用いて、且つ隣接された二つの探触子の境界近傍の真下に位置する欠陥を確実に検出することができる超音波探傷装置を提供する。【解決手段】隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部２０と、隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路部３１と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算部３２とを有し、加算部の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部３０と、を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくしたことを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004012369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部と、
隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路手段と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算手段とを有し、前記加算手段の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部と、
を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくしたことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部と、
隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路手段と、隣接する探触子が受信した反射波の信号の差分をとる差分手段とを有し、前記差分手段の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部と、
を備え、被検査体の表面直下に存在する欠陥からの反射波を顕在化したことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項３】
隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部と、
隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路手段と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算手段と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号の差分をとる差分手段を有し、前記加算手段からの出力信号及び前記差分手段からの出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部と、
を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくすと共に、被検査体の表面直下に存在する欠陥からの反射波を顕在化したことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項４】
前記探触子群は、隣接する複数の探触子が直線状に配置されているものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の超音波探傷装置。
【請求項５】
隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信工程と、
隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する工程と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算工程とを有し、前記加算工程の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信工程と、
を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくしたことを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項６】
隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信工程と、
隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する工程と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号の差分をとる差分工程とを有し、前記差分工程の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信工程と、
を備え、被検査体の表面直下に存在する欠陥からの反射波を顕在化したことを特徴とする超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて被検査体内部の欠陥を検出する超音波探傷装置及び超音波探傷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば鋼板のように幅の広い被検査体内部の欠陥を検査するときには、隣接する複数の探触子を直線状に配置した探触子群が用いられている。かかる探触子群を用いて超音波探傷を行なうことにより、探触子群と被検査体とを相対的に移動して探傷を行なう際に、一回の移動で広い範囲の探傷を行なうことできるので、被検査体の超音波探傷を迅速に行なうことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各探触子の中央部の真下に位置する欠陥を検出したときの検出信号強度を１とすると、同じ大きさの欠陥でも探触子と探触子の境界近傍の真下に位置するものを検出したときの検出信号は約０．６位となり、探触子と探触子の境界近傍の真下に位置する欠陥の検出信号が小さくなり検出精度が落ちる。したがって、探触子群を用いた探傷では、同じ大きさの欠陥でも、探触子の中央部の真下に位置するものは検出できるが、探触子と探触子の境界近傍の真下に位置するものは検出できないことがあるという問題があった。このため、特開平１１−１８３４４４号では、二つの探触子群を千鳥状に並列に配置することにより、かかる問題を解決する方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、この方法では、例えば鋼板の製造過程において欠陥を検出する場合のように広い幅の被検査体を検査しようとすると、一列で数百個の探触子が必要となり、かかる探触子群を二列配置すると、探触子群の構造が複雑になるだけでなく、通常の倍の数の探触子を設けなければならず、コストが嵩むという問題がある。
【０００５】
また、従来の超音波探傷装置では、被検査体の表面直下或いは底面直下（以下、単に表面直下とも称する。）に存在する欠陥を検出することは極めて困難であった。図９は、従来の超音波探傷装置の探触法を説明するための概略図である。図９において、５０は探触子、１１は平板状の被検査体、１２は被検査体内部の欠陥である。なお、図９において、丸付き数字は、超音波の経路を示す。図１０（ａ）は被検査体からの反射波のパターンを示す図、（ｂ）は遅延パルスの波形を示す図、（ｃ）はゲート信号の波形を示す図である。また、図１０において、Ｔは超音波パルス、Ｓは表面エコー、Ｆは欠陥エコー、Ｂは底面エコーを示す。なお、図１０に示す反射波の波形は、反射波を全波整流したものである。
【０００６】
探触子５０から超音波パルスＴが発射されると、まず被検査体１１の表面で反射される表面エコーＳが戻ってくる。次に、被検査体１１の内部に欠陥がなければ、底面で反射される底面エコーＢが戻ってくる。一方、被検査体１１の内部に欠陥１２があれば、その欠陥１２によって反射される欠陥エコーＦが戻ってくる。このようにして受信した複数の波形の中から欠陥エコーＦを特定する方法として、従来の超音波探傷装置では次のような方法を採っている。まず、超音波パルスの後であって、ある閾値を越える大きさの波形を検出することにより、表面エコーを検出する。この表面エコーは大きく、また幅もあるので、表面エコーを検出した時点から図１０に示す遅延パルスを発生させ、この遅延パルスより少し遅らせて欠陥エコーを探す領域となる図１０（ｃ）に示すゲート信号を発生（ＯＮ）させ、被検査体の板厚が予め分かっているので、底面エコーの少し手前で、ゲート信号を遮断（ＯＦＦ）する。このゲートが開いている期間内（ゲート信号がＯＮ状態の期間内）で、ある閾値以上の波形を欠陥エコーとして検出し、これにより被検査体内部の欠陥を検出している。
【０００７】
しかしながら、超音波探傷装置では、表面エコーは一つの大きなエコーとして得られるのではなく、被検査体の種々の箇所から反射される複数のエコーが重ね合わされたものとして得られる。また、超音波探傷装置のなかには、欠陥の検査能を向上させるために、図９に示す凹面状の探触子を使用しているものがある。係る凹面状の探触子を用いた場合、探触子の中央部から発せられた超音波▲１▼の表面エコーと、探触子の周辺部から発せられた超音波▲２▼、▲３▼の表面エコーは異なるものとなり、したがって図９の凹面状の探触子を用いた場合も、表面エコーとして種々の経路を経たエコーが受信され、表面エコーは複数のピークと広い幅を持ったものとなる。また、被検査体の表面の状態が一様でないときも、表面エコーは、複数のピークと広い幅を持ったものとなる。このように、凹面状の探触子を用いたとき、或いは被検査体の表面が一様でないときは、特に、表面エコーが複数のピークと広い幅を持ったものとなる。表面エコーがこのように複数のピークを有する場合、閾値を用いて表面エコーを検出すると、例えばエコー▲２▼を表面エコーとして検出し、表面エコーの位置が本来の表面エコーの位置からずれることがある。
【０００８】
また、被検査体の内部欠陥を正確に検出するためには、ゲートの幅をできるだけ、被検査体の板厚に近いものとする必要がある。しかしながら、ゲートの幅を広くすると、上述したように表面コエーの検出タイミングがずれて遅れたときに、ゲートの幅は決まっているので、ゲートの幅が全体的に図１０の右側方向にずれて、底面エコーを欠陥エコーと判断してしまう場合がある。逆に、表面エコーの検出クイミングがずれて早くなると、ゲートの幅が図１０の左方向にずれて、底面近傍の欠陥を検出することができなくなる。このように従来の装置では、表面エコーの検出が安定しないと、ゲート信号も安定せず、したがって、底面エコーを欠陥エコーとして誤検出することがあり、被検査体の底面直下の欠陥を正確に検出することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、簡素な探触子群を用いて、且つ隣接された二つの探触子の境界近傍の真下に位置する欠陥を確実に検出することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、被検査体の表面直下の欠陥を確実に検出することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明に係る超音波探傷装置は、隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部と、隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路手段と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算手段とを有し、前記加算手段の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部と、を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくしたことを特徴とするものである。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項２記載の発明に係る超音波探傷装置は、隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部と、隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路手段と、隣接する探触子が受信した反射波の信号の差分をとる差分手段とを有し、前記差分手段の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部と、を備え、被検査体の表面直下に存在する欠陥からの反射波を顕在化したことを特徴とするものである。
【００１３】
上記目的を達成するための請求項３記載の発明に係る超音波探傷装置は、隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信部と、隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する受信回路手段と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算手段と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号の差分をとる差分手段を有し、前記加算手段からの出力信号及び前記差分手段からの出力信号に基づいて欠陥を検出する受信部と、を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくすと共に、被検査体の表面直下に存在する欠陥からの反射波を顕在化したことを特徴とするものである。
【００１４】
上記目的を達成するための請求項５記載の発明に係る超音波探傷方法は、隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信工程と、隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する工程と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号を加算する加算工程とを有し、前記加算工程の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信工程と、を備え、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域をなくしたことを特徴とするものである。
【００１５】
上記目的を達成するための請求項６記載の発明に係る超音波探傷方法は、隣接する複数の探触子を有する探触子群から被検査体に超音波を発射する送信工程と、隣接する複数の探触子を有する探触子群を介して反射波を受信する工程と、隣接する二つの探触子が受信した反射波の信号の差分をとる差分工程とを有し、前記差分工程の出力信号に基づいて欠陥を検出する受信工程と、を備え、被検査体の表面直下に存在する欠陥からの反射波を顕在化したことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態の構成］　以下、本発明の第１実施形態である超音波探傷装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態である超音波探傷装置の概略制御ブロック図である。図１に示すように、本実施形態の超音波探傷装置は、隣接する複数の探触子が直線状に配置された探触子群１０から被検査体に超音波パルスを発射する送信部２０と、前記探触子群１０を介して被検査体が反射した反射波（エコー）を受信して被検査体内部の欠陥を検出する受信部３０と、探触子群１０を切り替えて使用するための切替器１５とを備えている。なお、本実施形態の探触子群１０及び被検査体１１は、図示しない槽内の水や油等の液体に浸されていてもよいし、大気中において接触媒質を介して両者を接触させるように配置するようにしてもよい。
【００１７】
受信部３０は、探触子群１０を介して反射波を受信して増幅等の処理を行なう受信回路部３１と、受信回路部３１の出力信号に基づいて探触子群１０の隣接する二つの探触子１０ｍ，１０ｍ−１からの信号を加算して出力する加算部３２と、受信した反射波のうち検査対象となる期間を設定するためのゲート信号を生成するゲート信号発生回路部３３と、ゲート信号のオンの期間内で予め定めた閾値以上の反射波のピークを検出することにより欠陥エコーを検出するピーク検出回路部３４と、ピーク検出回路部３４が検出した欠陥エコーの信号に基づいて欠陥の位置や大きさ等を算出する欠陥算出部３５とを備える。
【００１８】
図２は加算部３２の回路図である。なお、図２では、説明を簡略化するため受信回路部は省略している。加算部３２は、ｎ個の探触子を有する探触子群１０の隣接する二つの探触子１０１と探触子１０２からの信号を加算して出力する加算器３２１と、隣接する二つの探触子１０２と探触子１０３からの信号を加算して出力する加算器３２２と、・・・、隣接する二つの探触子１０ｍと探触子１０ｍ＋１からの信号を加算して出力する加算器３２ｍと、・・・、隣接する二つの探触子１０ｎ−１と探触子１０ｎからの信号を加算して出力する加算器３２ｎ−１とを備えている。各加算器によって加算された値がゲート信号発生回路部３３に送られ、以下加算された信号に基づいて欠陥検出の処理が行なわれる。なお、加算部３２以外のゲート信号発生回路部３３、ピーク検出回路部３４及び欠陥算出部３５等は、従来の装置と同じであるので、その詳細な説明は省略する。また、加算部で加算処理する前の生信号も、ゲート信号発生回路に送られ、この生信号に基づいて欠陥検出処理が行なわれる。隣接する二つの探傷子の信号を加算した信号だけでなく、生信号を用いて欠陥検出を行なうことにより、二つの探傷子の信号を加算した信号だけに基づいて欠陥を検出する場合に比べて、欠陥検出の分解能が倍となる。
【００１９】
［第１実施形態の動作］　次に、本実施形態である超音波探傷装置の動作を説明する。超音波探傷を行なうときは、まず、図示しない制御部からの指示に基づき切替部１５が探触子群１０を送信部２０に接続する。送信部２０は探触子群１０を介して被検査体１１に超音波パルスを発射する。次に、切替部１５は図示しない制御部からの指示により、探触子群１０を受信部３０に接続する。受信部３０の受信回路３１は、探触子群１０を介して反射波を受信し、増幅等の処理を行なう。受信した反射波には、図１０に示すように被検査体の表面で反射される表面エコーＳ及び被検査体の底面で反射される底面エコーＢが含まれる。また、被検査体内部に欠陥があれば、反射波には欠陥エコーＦも含まれる。受信回路部３１が受信し、増幅した表面エコーＳ、底面エコーＢ及び欠陥エコーＦ等の反射波は、加算部３２に送られる。
【００２０】
次に、図３及び図４を参照して本実施形態の加算部の動作について説明する。図３は、加算部の動作を説明するための図である。なお、図３では、図を簡略化するために、探触子群１０の複数の探触子１０１〜１０ｎのうち、隣接する二つの探触子１０ｍ，１０ｍ＋１と、これらの探触子１０ｍ，１０ｍ＋１に対応する加算器３２ｍのみを図示し、他の部分は省略している。被検査体１１の欠陥１２は、図３に示す状態では、二つの探触子１０ｍ，１０ｍ＋１の中間の真下に位置（この位置を０点とする。）している。図３に示す状態から、被検査体を左右方向に移動して超音波探傷を行なった結果を示すのが図４である。すなわち、図４は移動した欠陥（被検査体）の位置と、検出したエコー高さとの関係を示す図である。なお、図４の縦軸にはエコーの高さ（ｄＢ）をとり、横軸には欠陥位置（ｍｍ）をとっている。また、検出したエコーのうち、一番高い値を０としている。図４の点線は一つの探触子を用いて被検査体の欠陥を検出した場合の結果を示し、実線は本実施形態の加算部を用いて欠陥を検出した場合の結果を示す。図４の０点は、図３の０点に対応し、図４のプラス側は、被検査体１１、すなわち欠陥１２を図３の右側方向に移動して探傷した結果を示し、図４のマイナス側は、欠陥１２を図３の左側方向に移動して探傷した結果を示している。
【００２１】
一般に、一つの探触子で検出することができる欠陥は、各探触子の出力値の約３ｄＢ落ち位までである。図を用いて具体的に説明すると、欠陥が図３の両探触子の中間の真下に位置（０の位置）する場合、すなわち探触子の境界の真下にあるときには、図４の点線で示すように両探触子の出力値は両方とも約６ｄＢ落ちとなり、したがって各探触子の出力を見ているだけでは、０の位置にある欠陥を検出することはできない。また、例えば欠陥位置を−２の位置に移動すると、右側の探触子の出力値は更に低下するが、左側の探触子の出力値は増加して、約２ｄＢ落ちとなるので、この位置にある欠陥は左側の探触子で検出することができる。図３示す探触子の場合、左側の探触子１０ｍは、欠陥が−２から−６に位置するときに、また右側の探触子１０ｍ＋１は欠陥が＋２から＋６に位置するときには、各探触子単独で欠陥を検出することができる。しかしながら、欠陥が−２から＋２の間（以下、不感帯域と称する。）に位置するときには、各探触子単独では、不感帯域にある欠陥を検出することはできない。なお、不感帯域は、使用する探触子によって若干異なる。
【００２２】
本実施形態では、加算部３２により探触子群１０の隣接する二つの探触子１０ｍ，１０ｍ＋１からの信号を加算し、加算結果に基づいて欠陥エコーを検出する。図３の隣り合う二つの探触子からの信号を加算すると、図４の実線で示すようなグラフとなり、各探触子の中央部分の真下にある欠陥だけでなく、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域の真下にある欠陥のエコーも検出することができる。隣接する二つの探触子の信号を加算することにより、欠陥エコーを検出したときのエコーの高さは、最高値に比べて３ｄＢ以内の低下なり、不感帯域の真下にある欠陥の欠陥エコーも確実に検出することができる。
【００２３】
加算部３２で加算された信号は、ゲート信号発生回路部３３に送られ、この加算した信号に基づいて、ゲート信号が生成される。ピーク検出回路部３４は、ゲート信号に基づいて、このゲート信号がオンの期間内で、ピークを検出し、このピークの信号を欠陥エコーのピーク信号として出力する。本実施形態では、隣接する二つの探触子の出力を加算した信号に基づいてゲート信号を生成し、ピークを検出するので、不感帯域の真下にある欠陥の欠陥エコーを確実に検出することができる。
【００２４】
欠陥算出部３５は、ピーク検出回路部３４が検出した欠陥エコーの信号に基づいて、被検査体内部の欠陥の位置や大きさを算出する。欠陥エコーの位置を算出するときには、例えば、表面エコーからその欠陥エコーのピークまでの時間をｔ、音速をｖとすると、被検査体１１の表面から欠陥までの距離は
ｄ＝ｖ×ｔ／２
の式で求めることができる。欠陥の大きさは、生信号や加算した信号に基づいて算出する。なお、上記の実施形態では、アナログ信号に基づいて欠陥を検出する場合について説明したが、受信回路部３１が受信した反射波をデジタルのデータに変換し、そのデジタルのデータを波形メモリ（不図示）に記憶して、記憶した波形メモリのデータを用いて処理するようにしてもよい。
【００２５】
また、ゲート信号発生回路部やピーク検出回路部等は、各加算器ごとに複数設けても良いし、或いは加算器を切り替える切替装置を設けて、ゲート信号発生回路部等を複数の加算器に対して共通して使用するようにしてもよい。
【００２６】
［第１実施形態の効果］　上記の実施形態によれば、隣接する二つの探触子からの信号を加算することにより、各探触子の中央部分の真下にある欠陥だけでなく、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域の真下にある欠陥も確実に検出することができる。
【００２７】
［第２実施形態の構成］　次に、本発明の第２実施形態である超音波探傷装置について説明する。図５は、第２実施形態である超音波探傷装置の概略制御ブロック図である。なお、本実施形態が第１実施形態と異なるのは、第１実施形態の加算部３２が差分部３２０に変わった点であり、その他の部分は第１実施形態のものと同様である。したがって、図５に示す本実施形態の概略制御ブロック図において、第１実施形態のものと同一の機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
受信部３００は、探触子群１０を介して反射波を受信して増幅等の処理を行なう受信回路部３１と、受信回路部３１の出力信号に基づいて隣接する二つの探触子１０ｍ，１０ｍ−１からの信号の差分をとって出力する差分部３２０と、受信した反射波のうち検査対象となる期間を設定するためのゲート信号を生成するゲート信号発生回路部３３と、ゲート信号のオンの期間内で予め定めた閾値以上の反射波のピークを検出することにより欠陥エコーを検出するピーク検出回路部３４と、ピーク検出回路部３４が検出した欠陥エコーの信号に基づいて欠陥の位置や大きさ等を算出する欠陥算出部３５とを備える。
【００２９】
図６は差分部３２０の回路図である。なお、図６では、説明を簡略化するため受信回路部は省略している。差分部３２０は、ｎ個の探触子を有する探触子群１０の隣接する二つの探触子１０１と探触子１０２からの信号の差分をとって出力する差分器３２０１と、隣接する二つの探触子１０２と探触子１０３からの信号の差分をとって出力する差分器３２０２と、・・・、隣接する二つの探触子１０ｍと探触子１０ｍ＋１からの信号の差分をとって出力する差分器３２０ｍと、・・・、隣接する不二つの探触子１０ｎ−１と探触子１０ｎからの差分をとって出力する差分器３２０ｎとを備えている。各差分器によって処理された信号がゲート信号発生回路部３３に送られ、以下、差分をとった信号に基づいて処理が行なわれる。なお、差分部３２０以外のゲート信号発生回路部３３、ピーク検出回路部３４及び欠陥算出部３５等は、従来の装置と同じであるので、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
［第２実施形態の動作］　次に、本実施形態の動作について説明する。超音波探傷を行なうときには、第１実施形態と同様に、まず図示しない制御部からの指示に基づき切替部１５が探触子群１０を送信部２０に接続する。送信部２０は探触子群１０を介して被検査体１１に超音波パルスを発射する。次に、切替部１５は図示しない制御部からの指示により、探触子群１０を受信部３０に接続する。受信部３０の受信回路３１は、探触子群１０を介して反射波を受信し、増幅等の処理を行なう。受信した反射波には、図１０に示すように被検査体の表面で反射される表面エコーＳ及び被検査体の底面で反射される底面エコーＢが含まれる。また、被検査体内部に欠陥があれば、反射波には欠陥エコーＦも含まれる。受信回路部３１が受信し、増幅した表面エコーＳ、底面エコーＢ及び欠陥エコーＦ等の反射波は、差分部３２０に送られる。
【００３１】
次に、図７及び図８を参照して本実施形態の差分部３２０の動作について説明する。なお、本実施形態では、被検査体の欠陥が一方の探触子の中央部の真下にある場合について説明する。図７及び図８は、底面直下に欠陥がある被検査体を超音波探傷したときの結果を示す出力波形の模式図であり、図を簡略化するために被検査体の底面近傍からのエコーを示しており、表面近傍からのエコーは省略している。図７及び図８では、縦軸にエコー高さを、横軸にビーム路程をとっている。ビーム路程というのは、送信部から超音波を発射してエコーを検出するまでの時間の１／２に、音速を掛けて算出した距離である。また、図７は差分処理を行なわない場合の波形図であり、点線は欠陥がないときのもので、実線は欠陥があるときのものである。図８は差分処理を行なった場合の波形図である。
【００３２】
探触子群１０の隣接する二つの探触子に対して、同じような位置に欠陥が存在することは極めてまれであるので、隣接する探触子からの信号の差分をとることにより、表面直下或いは底面直下の欠陥を確実に検出することができる。すなわち、今、隣接する二つの探触子の一方が欠陥を検出していないとすると、図７の点線で示す出力波形となり、他方の探触子が欠陥を検出していたとすると、図７の実線で示す出力波形となる。図７の実線で示す波形を見て分かるように、一つの探触子の出力信号だけを見ている場合、底面直下に存在する欠陥のエコーは底面エコーと重なるので、かかる欠陥エコーを検出ことは困難であった。
【００３３】
これに対して、本実施形態では、隣接する二つの探触子からの信号の差分をとることにより、すなわち図７に示す実線と点線の信号の差分をとることにより（欠陥がないときの信号から欠陥があるとの信号を差し引くことにより）、差分部３２０からの出力波形は、図８の実線で示す図となり、欠陥エコーが増幅され且つ底面エコーから分離されて顕在化される。なお、図８では差分処理したものと差分処理しないものとを比較するために、図７の実線で示した一つの探触子が欠陥を検出した場合の出力波形を点線で示している。また、上記の実施形態では、低面直下に欠陥がある場合について説明したが、表面直下に欠陥がある場合も、隣接する探触子からの出力信号の差分をとることにより、かかる表面直下の欠陥からのエコーを顕在化して、欠陥を確実に検出することができる。なお、隣接する二つの探触子からの信号の差分をとることにより、被検査体の厚さ方向の中心部（この場合の中心部は、表面直下及び底面直下の部分を除いた部分をいう。）にある欠陥も検出することができるが、かかる中心部にある欠陥は、通常の検査で十分に検出することができるので、この差分をとる処理は、表面直下の欠陥を検出するのに特化させてもよい。すなわち、専用のゲート信号等を使用して、被検査体の表面及び／又は底面近傍からのエコーについてのみ差分処理を行なうようにしてもよい。
【００３４】
上記の本実施形態により、被検査体の表面直下にある欠陥でも、かかる欠陥からのエコーを顕在化させて、確実に検出することができる。
【００３５】
［第２実施形態の効果］　本実施形態によれば、被検査体の表面直下にある欠陥からのエコーを顕在化して欠陥エコーを検出するので、表面直下（或いは底面直下）の欠陥を板厚の変動及び表面エコーや底面エコーに影響されることなく、安定に検出することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、鋼板製造工程における歩留りの向上を図ることができる。すなわち、鋼板製造工程では、素材の表面直下に欠陥があると、圧延工程で圧延されたときに、その欠陥が表面欠陥となり、各加工工程での作業が全く無駄なものとなり、製品は欠陥製品となる。したがって、鋼板製造工程では、表面直下の欠陥をできるだけ早い段階で見つけ、製造工程での無駄な作業をできるだけ省きたいと言う要請がある。このような場合に、本実施形態の装置を用いることにより、素材の表面直下の欠陥を確実に検出して、鋼板製造工程における歩留りの向上を図ることができる。
【００３７】
［他の実施形態］　なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本発明は、第１実施形態の加算部と第２実施形態の差分部の双方を有する隣接探触子間信号処理部を備えるものであってもよい。
【００３８】
また、本発明は、上記の実施形態の水侵法に限定されるものではなく、探触子群を被検査体からホルダー等を用いて少し浮かし、探触子群と被検査体との間に油等の接触媒質を介して両者を接触させるようにしたものでもよい。
【００３９】
また、上記の各実施形態では、ゲート信号を生成するときに、表面エコーに基づいて生成する場合について説明したが、ゲート信号は、本発明者が特願平２００１−３１６７９３号で開示したように、底面エコーを用いて作成することにより、容易且つ正確にゲート信号を作成することができる。
【００４０】
また、本発明は、送信用の探触子群と受信用の探触子群とを別にして探触子を二つ設けた、いわゆる二分割型接触子法（二探法）に用いることも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、隣接する二つの探触子からの信号を加算することにより、各探触子の中央部の真下にある欠陥だけでなく、隣接する二つの探触子の境界近傍の不感帯域の真下にある欠陥も確実に検出することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、隣接する二つの探触子からの信号の差分をとることにより、被検査体の中心部にある欠陥だけでなく、表面直下の欠陥からのエコーを顕在化することができるので、表面エコーの乱れや被検査体の板厚の変動に影響されることなく、表面直下の欠陥を安定して検出することができる超音波探傷装置及び超音波探傷方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態である超音波探傷装置の概略制御ブロック図である。
【図２】加算部３２の回路図である。
【図３】加算部３２の動作を説明するための図である。
【図４】図３に示す状態から、被検査体を左右方向に移動して超音波探傷を行なった結果を示す図である。
【図５】第２実施形態である超音波探傷装置の概略制御ブロック図である。
【図６】差分部３２０の回路図である。
【図７】底面直下に欠陥がある被検査体を超音波探傷したときの結果を示す出力波形の模式図である。
【図８】底面直下に欠陥がある被検査体を超音波探傷したときの結果を示す出力波形の模式図である。
【図９】従来の超音波探傷装置の探触法を説明するための概略図である。
【図１０】従来の超音波探傷装置における、被検査体からの反射波のパターンを示す図である。
【符号の説明】
１０：　探触子群，　１１：　被検査体、　１２：　欠陥、
１５：　切替器、　２０：　送信部、　３０：　受信部、
３１：　受信回路部、　３２：　加算部、　３３：　ゲート信号発生回路部、
３４：　ピーク検出回路部、　３５：　欠陥算出部、　３００：　受信部、
３２０：　差分部、
【図１】
2004012369.tif 000003
【図２】
2004012369.tif 000004
【図３】
2004012369.tif 000005
【図４】
2004012369.tif 000006
【図５】
2004012369.tif 000007
【図６】
2004012369.tif 000008
【図７】
2004012369.tif 000009
【図８】
2004012369.tif 000010
【図９】
2004012369.tif 000011
【図１０】
2004012369.tif 000012