(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の外周面に接触する曲面を有するシュー、及び前記配管の周方向に配列された複数の圧電素子を有するアレイセンサを備え、前記アレイセンサから前記シューを介し前記配管の周方向に向けて超音波ビームを送信するとともに反射波を受信する超音波探傷プローブと、
前記プローブを前記配管の周方向に移動可能とし、かつ前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整可能なプローブ走査機構と、
任意のプローブ位置にてビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を実行して、ビーム送信角毎に反射波の波形データを取得する送受信部と、
任意のプローブ位置で取得した波形データのうち、少なくとも２つのビーム送信角における多重反射波の波形データを抽出し、抽出した波形データを互いに比較することにより、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であるか否かを判定する接触状態判定部とを備え、
前記接触状態判定部は、
前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であると判定した場合に、任意のプローブ位置で取得した波形データをデータ記憶部に保存させ、
一方、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好でないと判定した場合に、前記プローブ走査機構で前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整させ、その後、前記送受信部でセクタ電子走査を再実行させることを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波探傷装置において、
前記接触状態判定部は、前記アレイセンサの中心点を通る前記シューの曲面の法線方向で超音波を送信するビーム送信角度を０度としたときに、予め設定された絶対値が等しい正のビーム送信角度及び負のビーム送信角度における多重反射波の波形データを抽出し、それらの互いに対応する反射波の強度の差分を演算し、この差分が所定の閾値より小さいか否かを判定することにより、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であるか否かを判定することを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波探傷装置において、
前記プローブ走査機構は、前記差分に応じて、前記配管の外周面に対する前記プローブの傾きを調整して、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整することを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項４】
配管の外周面に接触する曲面を有するシュー、及び前記配管の周方向に配列された複数の圧電素子を有するアレイセンサを備えた超音波探傷プローブを用い、前記アレイセンサから前記シューを介し前記配管の周方向に向けて超音波ビームを送信するとともに反射波を受信する超音波探傷方法であって、
任意のプローブ位置にてビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を実行して、ビーム送信角毎に反射波の波形データを取得し、
任意のプローブ位置で取得した波形データのうち、少なくとも２つのビーム送信角における多重反射波の波形データを抽出し、抽出した波形データを互いに比較することにより、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であるか否かを判定し、
前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であると判定した場合に、任意のプローブ位置で取得した波形データをデータ記憶部に保存し、
一方、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好でないと判定した場合に、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整し、その後、セクタ電子走査を再実行することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波探傷方法において、
前記アレイセンサの中心点を通る前記シューの曲面の法線方向で超音波を送信するビーム送信角度を０度としたときに、予め設定された絶対値が等しい正のビーム送信角度及び負のビーム送信角度における多重反射波の波形データを抽出し、それらの互いに対応する反射波の強度の差分を演算し、この差分が所定の閾値より小さいか否かを判定することにより、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であるか否かを判定することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波探傷方法において、
前記差分に応じて、前記配管の外周面に対する前記プローブの傾きを調整して、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整することを特徴とする超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を検査する超音波探傷装置及び超音波探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントや化学・石油プラントなどの配管は、運転環境によって、その内面に割れ欠陥（詳細には、隙間腐食や応力腐食割れなど）が発生する可能性がある。そこで、超音波探傷法などで配管を検査し、配管の健全性を評価する必要がある。
【０００３】
特許文献１等に記載のように、フェーズドアレイ式の超音波探傷法では、複数の圧電素子を有するアレイセンサを用いる。そして、各圧電素子に駆動信号を送信して、各圧電素子から配管の内部に超音波を送信する。このとき、遅延パターンに基づき、各圧電素子へ送信する駆動信号を遅延することにより、各圧電素子の超音波の送信タイミングをずらして、超音波ビームを集束させる。したがって、遅延パターンにより、超音波ビームの焦点位置や送信角度等を変化させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
配管の周方向に進展した割れを探傷する場合には、配管の軸方向に向けて超音波を送受信する。そのため、複数の圧電素子を配管の軸方向に配列して、配管の軸方向断面におけるビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を行うことが好ましい。
【０００６】
一方、配管の軸方向に進展した割れを探傷する場合には、配管の周方向に向けて超音波を送受信する。そのため、複数の圧電素子を配管の周方向に配列して、配管の周方向断面におけるビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を行うことが好ましい。さらに、超音波ビームを配管に効率よく入射させるため、アレイセンサと配管の間にシュー（クサビ材）を設け、このシューの曲面と配管の外周面を接触させることが好ましい。しかし、シューの曲面と配管の外周面との接触状態が良好でなければ（具体的には、例えば、シューの曲面の周方向一方側縁部と配管の外周面が接触しているものの、シューの曲面の周方向他方側縁部と配管の外周面が接触せず、隙間が形成されていれば）、超音波の屈折角や路程にずれが生じてしまい、検出精度や信頼性が低下する。
【０００７】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出精度や信頼性を高め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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の超音波探傷装置は、配管の外周面に接触する曲面を有するシュー、及び前記配管の周方向に配列された複数の圧電素子を有するアレイセンサを備え、前記アレイセンサから前記シューを介し前記配管の周方向に向けて超音波ビームを送信するとともに反射波を受信する超音波探傷プローブと、前記プローブを前記配管の周方向に移動可能とし、かつ前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整可能なプローブ走査機構と、任意のプローブ位置にてビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を実行して、ビーム送信角毎に反射波の波形データを取得する送受信部と、任意のプローブ位置で取得した波形データのうち、少なくとも２つのビーム送信角度における多重反射波の波形データを抽出し、抽出した波形データを互いに比較することにより、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であるか否かを判定する接触状態判定部とを備え、前記接触状態判定部は、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であると判定した場合に、任意のプローブ位置で取得した波形データをデータ記憶部に保存させ、一方、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好でないと判定した場合に、前記プローブ走査機構で前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整させ、その後、前記送受信部でセクタ電子走査を再実行させる。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、配管の外周面に接触する曲面を有するシュー、及び前記配管の周方向に配列された複数の圧電素子を有するアレイセンサを備えた超音波探傷プローブを用い、前記アレイセンサから前記シューを介し前記配管の周方向に向けて超音波ビームを送信するとともに反射波を受信する超音波探傷方法であって、任意のプローブ位置にてビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を実行して、ビーム送信角毎に反射波の波形データを取得し、任意のプローブ位置で取得した波形データのうち、少なくとも２つのビーム送信角度における多重反射波の波形データを抽出し、抽出した波形データを互いに比較することにより、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であるか否かを判定し、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好であると判定した場合に、任意のプローブ位置で取得した波形データをデータ記憶部に保存し、一方、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態が良好でないと判定した場合に、前記シューの曲面と前記配管の外周面との接触状態を調整し、その後、セクタ電子走査を再実行する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、検出精度や信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における超音波探傷装置の構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における超音波探傷プローブ及びプローブ走査機構の概略構造を表す平面図、及び断面矢視Ａ−Ａによる矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるプローブのシューの曲面と配管の外周面との接触状態を表す概略図であり、接触状態が良好である場合及び良好でない場合を示す。
【図４】本発明の一実施形態における超音波探傷方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態におけるプローブのシューの曲面と配管の外周面との接触状態が良好である場合の探傷画像及び波形データを具体例として表す図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるプローブのシューの曲面と配管の外周面との接触状態が良好でない場合の探傷画像及び波形データを具体例として表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態における超音波探傷装置の構成を表すブロック図である。図２（ａ）は、本実施形態における超音波探傷プローブ及びプローブ走査機構の概略構造を表す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中断面矢視Ａ−Ａによる矢視図である。
【００１４】
本実施形態の超音波探傷装置は、配管１の内周面２で発生し且つ配管１の軸方向（図２（ａ）中上下方向、図２（ｂ）中紙面に対し垂直な方向）に進展した割れ３を探傷することを目的としており、超音波探傷プローブ４、プローブ走査機構５、送受信部６、計算機７、入力部８、及び表示部９を備えている。入力部８は、例えばキーボードやマウス等で構成されている。
【００１５】
超音波探傷プローブ４は、アレイセンサ１０と、このアレイセンサ１０の超音波送受信側（図１及び図２（ｂ）中下側）に設けられたシュー（クサビ材）１１とを備えている。シュー１１は曲面１２を有し、この曲面１２が配管１の外周面１３に接触するようになっている。なお、シュー１１の曲面１２の曲率半径は、配管１の外周面１３の曲率半径とほぼ同じである（実際には、配管１の製造時の許容値を考慮して、配管１の外周面１３の曲率半径より若干大きい）。また、シュー１１の曲面１２には超音波用接触媒質が塗布されている。
【００１６】
プローブ走査機構５は、複数（本実施形態では３つ）の固定治具１４を介して配管１の外周側に取付けられた環状のレール１５と、このレール１５に沿って移動可能に設けられた移動体１６と、この移動体１６をレール１５に沿って移動させる移動機構（図示しないが、モータ等で構成されたもの）と、移動体１６の移動量を検出するエンコーダ（図示せず）とを備えている。
【００１７】
また、プローブ走査機構５は、移動体１６に回転可能に設けられてプローブ４を支持する支持軸１７と、この支持軸１７を回転させる回転機構（図示しないが、モータ等で構成されたもの）とを備えている。支持軸１７の軸心（回転軸）は、配管１の軸方向に延在しており、アレイセンサ１０の超音波送受信面の中心点Ｃに合わされている。
【００１８】
そして、移動体１６がレール１５に沿って移動することにより、プローブ４を配管１の周方向に移動可能としている。また、支持軸１７が回転することにより、配管１の外周面１３に対するプローブ４の傾きを調整して、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態を調整可能としている。
【００１９】
アレイセンサ１０は、配管１の周方向に配列された複数の圧電素子１８を有している。圧電素子１８は、送受信部６のパルサ１９からの駆動信号（パルス電圧）によって発振し、シュー１１を介し配管１の周方向に向けて超音波を送信する。このとき、後述する遅延パターンに基づき、送受信部６のパルサ１９が各圧電素子１８へ送信する駆動信号を遅延することにより、各圧電素子１８の超音波の送信タイミングをずらして、超音波を集束させる（図２（ｂ）中点線参照）。したがって、遅延パターンにより、超音波ビームの送信角（詳細には、アレイセンサ１０の中心点Ｃを基準にした送信角）を変化させるようになっている。そして、例えば配管１の内周面２からの多重反射波（詳細は後述）や割れ３からの反射波を受信し、電気信号に変換して送受信部６のレシーバ２０に出力するようになっている。
【００２０】
なお、本実施形態では、アレイセンサ１０がシュー１１の傾斜面に設けられており、アレイセンサ１０の主音軸が、アレイセンサ１０の中心点Ｃを通るシュー１１の曲面１２の法線（図２（ｂ）中上下方向線、後述の図３（ａ）及び図３（ｂ）で示すＹ軸）に対し傾斜している。これにより、アレイセンサ１０の主音軸に沿って送信した超音波ビームが、割れ３に対して４５度程度で入射するようになっている。
【００２１】
送受信部６は、パルサ１９、レシーバ２０、遅延時間制御部２１、及びデータ収録部２２を有している。遅延時間制御部２１は、計算機７からの電子走査指令に応じて、配管１の周方向断面におけるビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を実行するようになっている。詳しく説明すると、遅延時間制御部２１は、各ビーム送信角に対応して予め設定された遅延パターンを、パルサ１９及びレシーバ２０に出力する。パルサ１９は、遅延パターンに基づき、各圧電素子１８に送信する駆動信号を遅延し、各圧電素子１８の超音波の送信タイミングをずらして、超音波を集束させる。レシーバ２０は、遅延パターンに基づき、各圧電素子１８から受信した電気信号を遅延し、それらを合成処理して波形データを生成する。データ収録部２２は、レシーバ２０で生成された波形データを、プローブ位置及びビーム送信角度と関連付けて、一時的に収録する。
【００２２】
計算機７は、プログラムに従って制御処理やデータ処理等を行うものであり、その機能的構成として、位置制御部２３及び演算／解析部２４を有している。
【００２３】
位置制御部２３は、プローブ走査機構５に移動体１６の移動指令を出力して移動体１６を移動させるとともに、プローブ走査機構５から移動体１６の移動量を入力しており、移動体１６の位置を制御する。すなわち、プローブ４の位置を制御するようになっている。また、プローブ４の位置毎に、上述した電子走査指令を遅延時間制御部２１に出力するとともに、プローブ位置の情報をデータ収録部２２に出力するようになっている。
【００２４】
演算／解析部２４は、同一のプローブ位置で取得された波形データをデータ収録部２２から読込み、これに基づき、配管１の周方向断面における探傷結果を示す探傷画像（後述の図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）を生成する。詳しく説明すると、まず、ビーム送信角毎の波形データに対して内挿処理を施す。そして、波形データの路程を、配管１の周方向断面上（詳細には、後述の図３（ａ）及び図３（ｂ）で示すプローブ４のＸＹ座標系を、そのＹ軸方向にシュー１１の中心部の厚みｄだけ移動させた座標系）の位置に変換する。また、波形データの強度を、画素値に変換する。そして、配管１の周方向断面上の位置とこれに対応する画素値により、探傷画像を生成する。
【００２５】
表示部９は、演算／解析部２４で生成された探傷画像を表示するとともに、任意のビーム送信角における波形データを表示するようになっている。
【００２６】
ところで、遅延パターンの設定や探傷画像の生成などは、プローブ４のシュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好である場合を想定して行われている。すなわち、図３（ａ）で示すように、配管１の周方向断面におけるプローブ４のＸＹ座標系として、アレイセンサ１０の中心点Ｃを通るシュー１１の曲面１２の法線をＹ軸としたときに、このＹ軸が、アレイセンサ１０の中心点Ｃ及び配管１の中心点Ｏを通る配管１の外周面１３の法線と一致するような場合を想定している。そして、図３（ａ）で示すように、プローブ４のシュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であれば、検出精度や信頼性を高めることができる。
【００２７】
しかし、例えば配管１の歪み等の理由から、図３（ｂ）で示すように、プローブ４のシュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好でなければ（詳細には、シュー１１の曲面１２の図中右側縁部と配管１の外周面１３が接触しているものの、シュー１１の曲面１２の図中左側縁部と配管１の外周面１３が接触せず、隙間が形成されていれば）、超音波の屈折角や路程にずれが生じてしまい、検出精度や信頼性が低下する。
【００２８】
そこで、本実施形態では、計算機７は、接触状態判定部２５及び接触状態制御部２６を有している。接触状態判定部２５は、同一のプローブ位置で取得された波形データのうちの一部を送受信部６のデータ収録部２２から読込み、これに基づき、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定する（詳細は後述）。そして、例えば接触状態が良好であると判定した場合に、判定材料である波形データを含む、同一のプローブ位置で取得された波形データを、データ記憶部２７で最終的に保存させるようになっている。
【００２９】
一方、例えば接触状態が良好でないと判定した場合に、接触状態調整指令を出力する。接触状態制御部２６は、この指令に応じて、プローブ走査機構５に支持軸１７の回転指令を出力して支持軸１７を回転させる。これにより、配管１の外周面１３に対するプローブ４の傾きを調整して、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態を調整する。その後、接触状態制御部２６は、上述した電子走査指令を遅延時間制御部２１に出力する。すなわち、セクタ電子走査を再実行させるようになっている。
【００３０】
次に、本実施形態の超音波探傷方法を、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態における超音波探傷方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【００３１】
ステップＳ１０１にて、検査者は、プローブ走査機構５及びプローブ４を設置する。詳細には、まず、プローブ走査機構５を構成するレール１５を、固定治具１４を用いて配管１の外周側に取付ける。このとき、レール１５の中心が配管１の中心Ｏと同じになるように取付ける。その後、プローブ走査機構５を構成する他の部品とともに、プローブ４を取付ける。このとき、好ましくは、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態を目視確認しながら、プローブ４を任意の位置に取付ける。そして、必要であれば、プローブ走査機構５の支持軸１７を回転させて、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態を調整する。
【００３２】
ステップＳ１０２に進み、検査者は、設定入力画面（図示せず）を表示部９に表示させ、探傷条件（詳細には、例えば、探傷感度、パルス電圧、及びプローブの移動ピッチ等）及び検査条件（詳細には、例えば、配管の寸法、超音波ビームを集束させる検査領域、及びビーム送信角の制御範囲等）を入力部８で入力する。そして、計算機７が、検査条件等に基づき、各ビーム送信角に対応する遅延パターンを演算して設定する。
【００３３】
ステップＳ１０３に進み、配管１の検査を開始する。まず、計算機７の位置制御部２３が、送受信部６に電子走査指令を出力する。送受信部６は、上述した遅延パターンを用いて、ビーム送信角を変化させるセクタ電子走査を実行し、ビーム送信角毎の波形データを取得してデータ収録部２２に収録する。そして、計算機７の演算／解析部２４が、送受信部６で取得した波形データに基づき、探傷画像を生成する。そして、表示部９が、探傷画像を表示するとともに、任意のビーム送信角における波形データを表示する。
【００３４】
ステップＳ１０４に進み、計算機７の接触状態判定部２５が、送受信部６で取得した波形データのうちの一部を抽出する。詳細には、上述したＹ軸方向のビーム送信角を０度としたときに、絶対値が等しい正のビーム送信角度及び負のビーム送信角度が予め設定されており、これら正のビーム送信角度及び負のビーム送信角度における配管１の内周面２からの多重反射波の波形データを抽出する。
【００３５】
ここで理解しやすいように、プローブ４のシュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好である場合（図３（ａ）参照）の探傷画像（図５（ａ）参照）を用いて説明すると、負のビーム送信角度に対応する仮想屈折角θｍ（詳細には、例えば−５度）における波形データ（図５（ｂ）参照）と、正のビーム送信角度に対応する仮想屈折角θｎ（詳細には、例えば＋５度）における波形データ（図５（ｂ）参照）を抽出する。また、プローブ４のシュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好でない場合（図３（ｂ）参照）の探傷画像（図６（ａ）参照）を用いて説明すると、同様に、負のビーム送信角に対応する仮想屈折角θｍにおける波形データ（図６（ｂ）参照）と、正のビーム送信角度に対応する仮想屈折角θｎにおける波形データ（図６（ｂ）参照）を抽出する。
【００３６】
図５（ｂ）及び図６（ｂ）で示す波形データは、１回目の反射波（言い換えれば、配管１の内周面２で１回だけ反射された反射波）、２回目の反射波（言い換えれば、配管１の内周面２→外周面１３→内周面２で反射された反射波）、３回目の反射波（言い換えれば、配管１の内周面２→外周面１３→内周面２→外周面１３→内周面２で反射された反射波）、４回目の反射波（言い換えれば、配管１の内周面２→外周面１３→内周面２→外周面１３→内周面２→外周面１３→内周面２で反射された反射波）を含んでいる。
【００３７】
ステップＳ１０５及びＳ１０６に進み、接触状態判定部２５が、抽出した波形データを互いに比較することにより、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定する。
【００３８】
図５（ｂ）で示す場合は、負のビーム送信角度（すなわち、対応する仮想屈折角θｍ）における波形データに対し、１回目の反射波の強度Ｍ１（詳細には、対応する路程範囲における強度の振幅最大値。以降同様）、２回目の反射波の強度Ｍ２、３回目の反射波の強度Ｍ３、及び４回目の反射波の強度Ｍ４を抽出する。また、正のビーム送信角度（すなわち、対応する仮想屈折角θｎ）における波形データに対し、１回目の反射波の強度Ｎ１、２回目の反射波の強度Ｎ２、３回目の反射波の強度Ｎ３、及び４回目の反射波の強度Ｎ４を抽出する。そして、対応する反射波の強度の組合せ（Ｍ１，Ｎ１）、（Ｍ２，Ｎ２）、（Ｍ３，Ｎ４），（Ｍ４，Ｎ４）のうち、上限値に達していなく且つ比較的大きなものを選択する。この場合、強度Ｍ１，Ｎ１が上限値に達しているため、強度の組合せ（Ｍ２，Ｎ２）を選択する。そして、強度の差分｜Ｍ２−Ｎ２｜を演算し、この差分｜Ｍ２−Ｎ２｜が所定の閾値（詳細には、例えば強度Ｍ２又はＮ２の１０％）より小さいか否かを判定することにより、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定する。
【００３９】
この場合、強度の差分｜Ｍ２−Ｎ２｜が所定の閾値より小さいから、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であると判定する。これにより、ステップＳ１０６の判定が満たされ、ステップＳ１０７に移る。ステップＳ１０７では、送受信部６で取得した波形データを、データ記憶部２７に保存する。
【００４０】
一方、図６（ｂ）で示す場合は、負のビーム送信角度（すなわち、対応する仮想屈折角θｍ）における波形データに対し、１回目の反射波の強度Ｍ１’、２回目の反射波の強度Ｍ２’、３回目の反射波の強度Ｍ３’、及び４回目の反射波の強度Ｍ４’を抽出する。また、正のビーム送信角度（すなわち、対応する仮想屈折角θｎ）における波形データに対し、１回目の反射波の強度Ｎ１’、２回目の反射波の強度Ｎ２’、３回目の反射波の強度Ｎ３’、及び４回目の反射波の強度Ｎ４’を抽出する。そして、対応する反射波の強度の組合せ（Ｍ１’，Ｎ１’）、（Ｍ２’，Ｎ２’）、（Ｍ３’，Ｎ４’），（Ｍ４’，Ｎ４’）のうち、上限値に達していなく且つ比較的大きなものを選択する。この場合、強度Ｎ１’が上限値に達しているため、強度の組合せ（Ｍ２’，Ｎ２’）を選択する。そして、強度の差分｜Ｍ２’−Ｎ２’｜を演算し、この差分｜Ｍ２’−Ｎ２’｜が所定の閾値（例えば強度Ｍ２’又はＮ２’の１０％）より小さいか否かを判定することにより、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定する。
【００４１】
この場合、強度の差分｜Ｍ２’−Ｎ２’｜が所定の閾値より大きいから、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好でないと判定する。これにより、ステップＳ１０６の判定が満たされず、ステップＳ１０８に移る。ステップＳ１０８では、接触状態判定部２５が、強度の差分｜Ｍ２’−Ｎ２’｜と強度Ｍ２’，Ｎ２’の大小関係に応じて、接触状態調整指令を出力する。接触状態制御部２６が、この指令に応じて、プローブ走査機構５に支持軸１７の回転指令を出力して支持軸１７を回転させる。これにより、配管１の外周面１３に対するプローブ４の傾きを調整して、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態を調整する。
【００４２】
その後、ステップＳ１０３に進み、接触状態制御部２６が、送受信部６に電子走査指令を出力する。これにより、送受信部６が、セクタ電子走査を再実行し、ビーム送信角毎の波形データを再取得してデータ収録部２２に書換える。
【００４３】
そして、上述したステップＳ１０４及びＳ１０５を経て、ステップＳ１０６の判定が満たされれば、ステップＳ１０７に移る。ステップＳ１０７では、送受信部６で再取得した波形データを、データ記憶部２７に保存する。
【００４４】
ステップＳ１０７の終了後、ステップＳ１０９に進み、位置制御部２３が、全ての検査箇所の検査が完了したか否かを判定する。全ての検査箇所の検査が完了していない場合は、ステップＳ１０９の判定が満たされず、ステップＳ１１０に移る。ステップ１１０では、位置制御部２３が、プローブ走査機構５に移動体１６の移動指令を出力して移動体１６を移動させる。すなわち、プローブ４を移動させて、検査箇所を変更させる。
【００４５】
その後、ステップＳ１０３に進み、位置制御部２３が、送受信部６に電子走査指令を出力する。これにより、送受信部６が、セクタ電子走査を実行し、ビーム送信角毎の波形データを取得してデータ収録部２２に収録する。以降、上記同様の手順を繰り返す。
【００４６】
そして、全ての検査箇所の検査が完了すれば、ステップＳ１０９の判定が満たされ、検査が終了する。
【００４７】
以上のような本実施形態においては、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定し、接触状態が良好であると判定した場合に、波形データを保存する。一方、接触状態が良好でないと判定した場合に、接触状態を調整するとともに、セクタ電子走査を再実行する。したがって、検出精度及び信頼性を高めることができる。
【００４８】
なお、上記一実施形態においては、負のビーム送信角度及び正の送信角度における多重反射波の波形データを抽出し、抽出した波形データを互いに比較することにより、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定する判定する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、負のビーム送信角度（すなわち、仮想屈折角θｍに対応）及び正のビーム送信角度（すなわち、仮想屈折角θｍ）における波形データだけでなく、ビーム送信角０度（すなわち、仮想屈折角０度）における波形データ（図５（ｂ）及び図６（ｂ）参照）も抽出してよい。そして、負のビーム送信角度とビーム送信角０度における波形データを比較するとともに、負のビーム送信角度とビーム送信角０度における波形データを比較することにより、シュー１１の曲面１２と配管１の外周面１３との接触状態が良好であるか否かを判定してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、上記一実施形態においては、複数の圧電素子１８が配管１の周方向のみに配列された場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲内で変形が可能である。すなわち、複数列の圧電素子１８が配管１の周方向だけでなく、配管１の軸方向に配列されてもよい。そして、配管１の周方向だけでなく、配管１の軸方向にビーム送信角を変更させてもよい。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      配管
４      超音波探傷プローブ
５      プローブ走査機構
６      送受信部
１０    アレイセンサ
１１    シュー
１２    曲面
１３    外周面
１８    圧電素子
２５    接触状態判定部
２７    データ記憶部
【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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