(57)【要約】【課題】  エコー信号に基づいて前記被探傷材７内部の欠陥を検出する超音波探傷装置において、探触子５を簡素にでき、高速走査を行っても欠陥を精度良く検出できる構成を提供する。【解決手段】  前記超音波送受信部３０は、探触子５が前記被探傷材７内部に一定周期Ｔの超音波パルスを送信するように構成する。欠陥候補検出部４０は、前記超音波送受信部３０より出力される前記エコー信号により、予め設定したゲートパラメータ値に基づき欠陥候補を検出する。欠陥候補検出部４０がある時刻ｔで欠陥候補を検出したとき、欠陥検証部５０は、その時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）と、次の超音波発信周期の時刻ｔ＋Ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）と、を含む少なくとも２つのエコー信号波形のピーク形状を比較する。比較の結果同一ピークであると判断すれば、前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被探傷材内部に超音波パルスを送信するとともにその反射波を受信する超音波送受信部を備え、この超音波送受信部から出力されるエコー信号に基づいて前記被探傷材内部の欠陥を検出する超音波探傷装置において、
前記超音波送受信部は前記被探傷材内部に一定周期Ｔの超音波パルスを送信するように構成するとともに、
この超音波送受信部より出力される前記エコー信号により、予め設定したゲートパラメータ値に基づき欠陥候補を検出する欠陥候補検出部と、
ある時刻ｔで欠陥候補を検出したとき、時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）と、次の超音波発信周期の時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー信号波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）と、を含む少なくとも２つのエコー信号波形のピーク形状を比較し、その比較の結果同一ピークであると判断すれば前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する欠陥検証部と、
を有す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であって、
探触子を前記被探傷材の表面に沿って移動させる探触子走査機構と、
前記探触子の現在位置を検出して、当該探触子が検査開始位置に到達すると検査開始信号を検査ピッチごとに出力する探触子位置検出部と、を更に備えるとともに、
前記超音波送受信部の超音波パルスの周期Ｔは、前記探触子の検査ピッチをｐ［ミリメートル］、走査速度ｖ［ミリメートル毎秒］としたときに、ｐ／ｖ≫Ｔとなるように定められ、
また、前記欠陥候補検出部は、前記探触子位置検出部からの前記検査開始信号を受け取ると欠陥候補の検出を開始するように構成し、
更に、前記検査開始信号を出力したときの探触子の位置と、前記時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）に基づく欠陥情報に基づいて欠陥の位置及びサイズを出力する、欠陥位置レベル出力部を備える
ことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の超音波探傷装置であって、
前記欠陥検証部は、
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）、
・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１、及びその高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）、
としたときに、最大ピークを示す時刻の差（＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜）、又は、最大ピーク高さの差（＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜）を取得することでピーク形状の比較を行い、この差が所定しきい値以下の場合に同一ピークであると判断して前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定することを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の超音波探傷装置であって、
前記欠陥検証部は、
時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）としたとき、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形の時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０付近に明確なピークが存在する場合には、前記時刻ｔで検出した欠陥候補が欠陥であると判定することを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項５】
被探傷材内部に超音波パルスを送信するとともにその反射波を超音波送受信部で受信し、この超音波送受信部から出力されるエコー信号に基づいて前記被探傷材内部の欠陥を検出する超音波探傷方法において、
前記超音波送受信部は前記被探傷材内部に一定周期Ｔの超音波パルスを送信するように構成するとともに、
この超音波送受信部より出力される前記エコー信号により、予め設定したゲートパラメータ値に基づき欠陥候補を検出し、
ある時刻ｔで欠陥候補を検出したとき、時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）と、次の超音波発信周期の時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー信号波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）と、を含む少なくとも２つのエコー信号波形のピーク形状を比較し、その比較の結果同一ピークであると判断すれば前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると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であって、
探触子を前記被探傷材の表面に沿って移動させるとともに前記探触子の現在位置を検出して、当該探触子が検査開始位置に到達すると検査開始信号を検査ピッチごとに出力し、この検査開始信号に基づいて欠陥候補の検出を開始するようにし、
前記超音波送受信部の超音波パルスの周期Ｔは、前記探触子の検査ピッチをｐ［ミリメートル］、走査速度ｖ［ミリメートル毎秒］としたときに、ｐ／ｖ≫Ｔとなるように定められ、
欠陥候補が欠陥であると判定したときは、前記検査開始信号を出力したときの探触子の位置と、前記時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）に基づく欠陥情報に基づいて欠陥の位置及びサイズを出力することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の超音波探傷方法であって、
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）、
・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１、及びその高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）、
としたときに、最大ピークを示す時刻の差（＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜）、又は、最大ピーク高さの差（＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜）を取得することでピーク形状の比較を行い、この差が所定しきい値以下の場合に同一ピークであると判断して前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定することを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の超音波探傷方法であって、
時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）としたとき、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形の時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０付近に明確なピークが存在する場合には、前記時刻ｔで検出した欠陥候補が欠陥であると判定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、被探傷材内部に探触子から超音波パルスを送信するとともに、この反射波を超音波受信部で受信し、超音波受信部からのエコー信号に基づいて前記被探傷材内部の欠陥を検出する超音波探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の被探傷材の内部欠陥を非破壊で検出する方法として、超音波探傷が知られている。そして、超音波探傷では一般に、超音波受信部から出力されるエコー信号に多くのノイズが含まれており、これが誤検出の原因となってしまっている。このノイズには、材料性ノイズと電気性ノイズがある。
【０００３】
前者の材料性ノイズは、被探傷材の結晶粒界で超音波が散乱し、被探傷材の欠陥以外の部分からも反射波が超音波受信部に戻ってきて散乱エコーとして前記エコー信号に含まれるノイズである。このノイズは、探触子の選定や欠陥検出のためのゲートパラメータの設定を適切に行えば低減することができる。
【０００４】
後者の電気性ノイズは、超音波受信部等の接続ケーブル等に混入する電磁波ノイズである。例えば、モータを使用して探触子を自動走査する場合、モータ駆動部から発生するパルスがエコー信号に混入してノイズとなることがある。このような電気ノイズは比較的エコーレベルが高く、欠陥によるエコーと区別するのが困難である。従って、この電気ノイズを低減する方法として、以下に示すものが知られている。
【０００５】
特許文献１は、少なくとも２つの探触子を備え、両超音波探触子によって被探傷材の同じ部分を探傷して得られた探傷信号より、欠陥を検出する超音波探傷方法を開示する。
【０００６】
特許文献２は、２つの探触子を被検査体の両面に配置し、これら表裏の探触子からの信号について板厚方向位置と信号の大きさを比較して、信号の信号源が同一か否かを判定することにより欠陥検出を行う自動超音波探傷方法を開示する。
【０００７】
特許文献３は、１つの探触子に１つの超音波送信部と２つの超音波受信部を備え、複数の受信部のそれぞれから得られた波形を比較することで欠陥を判定する探傷方法を開示する。
【０００８】
また、特許文献４や特許文献５は、加算平均フィルタやＦＩＲ（有限インパルス応答）デジタルフィルタを設定することでノイズを低減する、超音波探傷装置の信号処理装置を開示する。
【特許文献１】特開平９−２４３６１１号公報
【特許文献２】特２０００−２０６０９５号公報
【特許文献３】特開平５−２０３６３２号公報
【特許文献４】特開平６−２０７９２８号公報
【特許文献５】特開平１１−９４８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１の構成は、複数の探触子を使用しているため、探触子をコンパクト化するのが困難になってしまう。従って、探触子のサイズが大きくなり、狭い部位の探傷が困難になってしまう。また、探触子を走査させる自動探傷の場合に、探触子が複数あるために走査機構が複雑になってしまう問題もある。
【００１０】
また、特許文献２も、特許文献１と同様に探触子が複数になるために、探触子のコンパクト化や走査機構の簡素化が困難という問題を解消できない。また、特許文献２は、被探傷材の裏に探触子を物理的に配置できない場合には使用できないという問題もある。
【００１１】
特許文献３は探触子は単一であるものの、その探触子に超音波受信部を２つ備えさせるために、探触子をコンパクト化するのがやはり困難である。
【００１２】
なお、特許文献４や特許文献５は、探触子は単一であり、単一の受信部で複数の信号を取得して加算平均等することでノイズを低減する構成になっているため、探触子のコンパクト化が困難というような前記特許文献１〜３の問題は発生しない。
【００１３】
しかしながら、単一の受信部で複数の信号を取得するには、時間的に遅れた複数周期の信号を用いる必要がある。例えば図１０に示すように被探傷材上で探触子を定速で走査させる場合には、走査途中のＡ・Ｂ・Ｃの３点でそれぞれ超音波を発信して反射波を受信することで、３つの波形を取得することになる。そして、探触子を高速に移動させた場合、時間的に遅れた側のエコー信号は、欠陥ピークの発生時刻（欠陥の深さ位置に関係する）や、欠陥ピークレベル（欠陥の大きさに関係する）がズレることになる。
【００１４】
高速走査時のエコー信号の例を図１１〜図１３に示す。図１１はＡ点での波形、図１２はＢ点での波形、図１３はＣ点での波形である。図１１〜図１３はいずれも、横軸に時刻ｔ、縦軸にエコーレベルＦ（ｔ）を示す。なお、各図で全時間範囲で現れる、エコーレベル３〜１０程度の低いレベルのノイズが材料性ノイズである。また、時間０〜５μｓの付近は被探傷材の表面からの反射エコーであり、欠陥とは関係ないので通常は無視して良い。
【００１５】
Ａ点での波形（図１１）においては、２０．４μｓで波形がピーク（ピークレベル＝５７）を示し、これが被探傷材の欠陥で超音波が反射することによるエコーである。
Ｂ点での波形（図１２）においては、波形は２０．７μｓでピーク（ピークレベル＝４９）を示す。なお、図１２では、２５．６μｓにもう１つピークが現れるが、これは前述の電気ノイズによるものである。
Ｃ点での波形（図１３）においては、波形は２１．１μｓでピーク（ピークレベル＝３１）を示す。
【００１６】
以上に示すように、Ａ〜Ｃ点での波形は、ピークを示す時刻も、ピークレベルも、少しずつズレを生じている。このため、信号の加算平均フィルタやＦＩＲデジタルフィルタを使用した場合、ランダムに発生するノイズは低減できるものの、前述のズレによって欠陥レベルがナマってしまい、欠陥の正確な位置や大きさを検出できない。逆に言えば、欠陥位置や欠陥レベルを精度良く検出しようとすると、探傷時に探触子を一時停止させるか探触子の走査速度を落として低速走査させざるを得ず、走査時間の短縮のニーズへの対応が容易でないという問題がある。
【００１７】
具体的に図１４を参照して説明する。図１４は、上記Ａ〜Ｃの各波形（図１１〜図１３）の加算平均の波形を示す（横軸を拡大して示している）。この加算平均においては確かに、図１２で２５．６μｓに現れていた電気ノイズのピークは低減されるものの、加算平均する前の各波形では鋭く現れていた欠陥ピークがナマってしまい、欠陥ピークの横幅が広がるとともに欠陥ピークレベルが３０未満と小さくなってしまっていることが判る。従って、この加算平均後の波形からは、欠陥の深さやその大きさを精度良く検出することができない。
【００１８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、探触子のコンパクト性を損なうことなく、同時に高速走査でも欠陥位置を精度良く検出するための超音波探傷方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００２０】
（第１の発明）
第１の発明の超音波探傷装置は、以下のように構成した。
被探傷材内部に超音波パルスを送信するとともにその反射波を受信する超音波送受信部を備え、この超音波送受信部から出力されるエコー信号に基づいて前記被探傷材内部の欠陥を検出する。前記超音波送受信部は前記被探傷材内部に一定周期Ｔの超音波パルスを送信するように構成する。この超音波送受信部より出力される前記エコー信号により、予め設定したゲートパラメータ値に基づき欠陥候補を検出する欠陥候補検出部と、ある時刻ｔで欠陥候補を検出したとき、時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）と、次の超音波発信周期の時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー信号波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）と、を含む少なくとも２つのエコー信号波形のピーク形状を比較し、その比較の結果同一ピークであると判断すれば前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する欠陥検証部と、を有する。
【００２１】
この構成により、精度の良い欠陥の検出が可能になる。即ち、周期Ｔをおいて連続する複数のエコー波形（Ｆ（ｔ）及びＦ（ｔ＋Ｔ））において、被探傷材の欠陥に基づく信号はほぼ同じ位置・大きさで現れるのに対し、電気ノイズ信号はランダムに発生するために同じ位置・大きさで現れることは極めて稀である。従って、連続する２つのエコー波形のピークの類似性を比較することで、エコー波形Ｆ（ｔ）で検出した欠陥候補の信号が本当に被探傷材の欠陥に基づくものかを判断することができる。従って、電気ノイズ信号を欠陥信号として誤検出することなく、欠陥位置を精度良く検出できる。
また、探触子は単一で済むために（超音波受信部が単一で済むために）、探触子をコンパクト化するのが容易である。また、加算平均等の処理も行わないので、探触子を高速走査させて複数の信号を取得させても欠陥ピークにナマリを生ずる心配がない。従って、欠陥位置・欠陥レベルの精度良い検出が可能になっている。
【００２２】
（第２の発明）
第１の発明においては、以下のように構成することが好ましい。
探触子を前記被探傷材の表面に沿って移動させる探触子走査機構と、前記探触子の現在位置を検出して、当該探触子が検査開始位置に到達すると検査開始信号を検査ピッチごとに出力する探触子位置検出部と、を更に備える。前記超音波送受信部の超音波パルスの周期Ｔは、前記探触子の検査ピッチをｐ［ミリメートル］、走査速度ｖ［ミリメートル毎秒］としたときに、ｐ／ｖ≫Ｔとなるように定められる。また、前記欠陥候補検出部は、前記探触子位置検出部からの前記検査開始信号を受け取ると欠陥候補の検出を開始するように構成する。更に、前記検査開始信号を出力したときの探触子の位置と、前記時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）に基づく欠陥情報に基づいて欠陥の位置及びサイズを出力する、欠陥位置レベル出力部を備える。
【００２３】
この構成により、高速走査に一層容易に対応できる探傷装置を提供できる。即ち、探触子を高速に走査させると、周期Ｔをおいて連続する複数のエコー波形（Ｆ（ｔ）及びＦ（ｔ＋Ｔ））において、欠陥を示すピーク位置やピーク高さは変化する。しかし、超音波送受信部の超音波パルスの周期Ｔがｐ／ｖ≫Ｔと十分短くなっているので、複数のエコー波形の取得時刻差を小さくでき、ピーク位置やピーク高さの変動も小さくすることができる。従って、探触子を高速走査させても、電気ノイズ信号と被探傷材の欠陥による信号とを容易に区別できる。
また、欠陥位置レベル出力部は、欠陥候補が欠陥であると判定されたときは、検査開始信号を出力したときの探触子の位置と、最初のエコー波形Ｆ（ｔ）に基づく欠陥情報に基づいて欠陥の位置及びサイズを出力する。従って、検出された欠陥の位置・大きさが被探傷材の欠陥の実際の位置・レベルに対してズレにくく、欠陥の検出精度に優れる。
【００２４】
（第３の発明）
第１又は第２の発明においては、以下のように構成することが好ましい。
前記欠陥検証部は、・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）、・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１、及びその高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）、としたときに、最大ピークを示す時刻の差（＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜）、又は、最大ピーク高さの差（＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜）を取得することでピーク形状の比較を行い、この差が所定しきい値以下の場合に同一ピークであると判断して前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する。
【００２５】
この構成により、エコー波形の最大ピーク時刻とその高さのパラメータのみを用いて欠陥候補が欠陥であるか否かを判定しているので、判定処理が簡単となる。従って、処理が軽いために電気的構成を単純なものとできる。
【００２６】
（第４の発明）
第１又は第２の発明においては、以下のように構成することが好ましい。
前記欠陥検証部は、時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）としたとき、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形の時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０付近に明確なピークが存在する場合には、前記時刻ｔで検出した欠陥候補が欠陥であると判定する。
【００２７】
この構成により、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）において、欠陥エコー信号のピークより大きなピークの電気ノイズが発生しても、その電気ノイズを除外して判定できるので、欠陥の検出漏れを防止することができる。
【００２８】
（第５の発明）
第５の発明の超音波探傷方法は、以下のように構成した。
被探傷材内部に超音波パルスを送信するとともにその反射波を超音波送受信部で受信し、この超音波送受信部から出力されるエコー信号に基づいて前記被探傷材内部の欠陥を検出する。前記超音波送受信部は前記被探傷材内部に一定周期Ｔの超音波パルスを送信するように構成する。この超音波送受信部より出力される前記エコー信号により、予め設定したゲートパラメータ値に基づき欠陥候補を検出する。ある時刻ｔで欠陥候補を検出したとき、時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）と、次の超音波発信周期の時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー信号波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）と、を含む少なくとも２つのエコー信号波形のピーク形状を比較し、その比較の結果同一ピークであると判断すれば前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する。
【００２９】
この方法により、前記の第１の発明と同様に、電気ノイズ信号を欠陥信号として誤検出することなく、欠陥位置を精度良く検出できる。また、探触子の構成の簡素化・コンパクト化に有利である。更に、加算平均等を使わないので、ピークにナマリを生じることを防止でき、欠陥の検出位置の精度に優れる。
【００３０】
（第６の発明）
第５の発明においては、以下のように構成することが好ましい。
探触子を前記被探傷材の表面に沿って移動させるとともに前記探触子の現在位置を検出して、当該探触子が検査開始位置に到達すると検査開始信号を出力し、この検査開始信号に基づいて欠陥候補の検出を開始するようにする。前記超音波送受信部の超音波パルスの周期Ｔは、前記探触子の検査ピッチをｐ［ミリメートル］、走査速度ｖ［ミリメートル毎秒］としたときに、ｐ／ｖ≫Ｔとなるように定められる。欠陥候補が欠陥であると判定したときは、前記検査開始信号を出力したときの探触子の位置と、前記時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）に基づく欠陥情報に基づいて欠陥の位置及びサイズを出力する。
【００３１】
この方法により、前記の第２の発明と同様に、探触子を高速走査させても、電気ノイズ信号と被探傷材の欠陥による信号とを容易に区別できる。また、検出された欠陥の位置・レベルが被探傷材の欠陥の実際の位置・大きさに対してズレにくく、欠陥の検出精度に優れる。
【００３２】
（第７の発明）
第５又は第６の発明においては、以下のように構成することが好ましい。
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）、・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１、及びその高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）、としたときに、最大ピークを示す時刻の差（＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜）、又は、最大ピーク高さの差（＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜）を取得することでピーク形状の比較を行い、この差が所定しきい値以下の場合に同一ピークであると判断して前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する。
【００３３】
この方法により、前記第３の発明と同様に、欠陥候補が欠陥であるかの判定処理が簡単となる。従って、処理が軽いために電気的構成を単純なものとできる。
【００３４】
（第８の発明）
第５又は第６の発明においては、時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）としたとき、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形の時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０付近に明確なピークが存在する場合には、前記時刻ｔで検出した欠陥候補が欠陥であると判定することが好ましい。
【００３５】
この方法により、前記第４の発明と同様に、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）において、欠陥エコー信号のピークより大きなピークの電気ノイズが発生しても、その電気ノイズを除外して判定できるので、欠陥の検出漏れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
〔第１実施形態〕
次に、発明の第１実施形態を図１〜図４を用いて説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る自動超音波探傷装置を説明する模式図、図２は本実施形態の動作を示すタイミングチャート図である。図３はエコー信号波形Ｆ（ｔ）からの欠陥候補の検出の様子を示す説明図、図４は２つの信号波形Ｆ（ｔ），Ｆ（ｔ＋Ｔ）を比較する手法を説明する説明図である。図５は欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図である。
【００３７】
図１の模式図において、自動超音波探傷装置は、探触子５及びそれを駆動する探触子走査機構８のほか、探触子走査部１０、探触子位置検出器２０、超音波信号送受信部３０、欠陥候補検出部４０、欠陥検証部５０、欠陥位置レベル出力部６０等を備えてなる。
【００３８】
探触子走査部１０は、モータ２や駆動プーリ３やベルト４等からなる探触子走査機構８を用いて、探触子５を被探傷材７の表面に沿って所定の方向へ所定の速度で走査するものである。この探触子５の走査方向や走査速度は、予め、教示作業やパラメータ入力によって設定しておく。探触子５は、本実施形態では垂直探触子（即ち、超音波を被探傷材７に垂直に入射させる探触子）としている。
【００３９】
探触子位置検出器２０は、前記モータ２の回転位置情報（例えばロータリエンコーダで取得できる）や、又は探触子保持部６などに取り付けられた図略の位置検出器によって、探触子５の現在位置を常に検出している。そして、検査開始位置に探触子５が到達すると、探触子位置検出器２０は欠陥検査開始信号ａを後述の欠陥候補検出部４０に出力するとともに、その時点での探触子位置ｘを表す信号を欠陥位置レベル出力部６０（後述）に出力する。それ以降は、探触子位置検出器２０は、検査周期Ｔ’ごとに前記の欠陥検査開始信号ａ及び探触子位置ｘを同様に出力する。この検査周期Ｔ’は、検査ピッチをｐ［ミリメートル］、探触子５の走査速度をｖ［ミリメートル毎秒］とすれば、Ｔ’＝ｐ／ｖ［秒］となる。言い換えれば、欠陥検査開始信号ａは、前記の検査ピッチｐだけ探触子５が移動するごとに出力される。
【００４０】
超音波信号送受信部３０は他と独立して動作しており、一定周期（超音波発信周期Ｔ）のパルス信号（ＴＴＬ信号）に同期して、常に、超音波パルス信号ｃを探触子５へ繰り返し送出している。図３に示すように、この超音波発信周期Ｔは、前述の探触子位置検出器２０の検査周期Ｔ’に比較して、十分小さくなるよう設定している（Ｔ≪Ｔ’）。また超音波信号送受信部３０は、前記超音波パルス信号ｃと同時に、トリガ信号ｂを後述の欠陥候補検出部４０へ送出する。
【００４１】
探触子５では、超音波信号送受信部３０から受信したパルス信号ｃを超音波パルスに変換し、被探傷材７へ印加する。被探傷材７内へ送出された超音波パルスは、被探傷材７の底面で反射して（あるいは被探傷材７の内部に存在する欠陥で反射して）、再び探触子５により受信される。探触子５はその反射波を受信して超音波信号送受信部３０へ送る。超音波信号送受信部３０では、受信した電気信号を増幅してエコー信号Ｆ（ｔ）として後述の欠陥候補検出部４０へ出力する。このエコー信号Ｆ（ｔ）は図２に示すように、被探傷材７の欠陥で超音波が反射することに伴う信号（欠陥エコー）と、電気ノイズ信号とが混在したものとなっている。なお、エコー信号Ｆ（ｔ）には材料ノイズ信号も含まれるが、そのエコーレベルは小さいために、図２の波形Ｆ（ｔ）では図示していない。
【００４２】
図１に示す欠陥候補検出部４０は、探触子位置検出器２０からの欠陥検査開始信号ａが入力されるまで待機する。欠陥検査開始信号ａが入力されると、次は超音波信号送受信部３０からトリガ信号ｂが入力されるまで待機する。ここで図２に示すように、前記の超音波信号送受信部３０の超音波発信周期Ｔは、前述の探触子位置検出器２０の検査周期Ｔ’よりも十分小さいので（Ｔ≪Ｔ’）、欠陥検査開始信号ａが入力されてからトリガ信号ｂが入力されるまでの時間は十分に短い。
【００４３】
トリガ信号ｂが入力されると欠陥候補検出部４０は、一周期Ｔ分のエコー信号Ｆ（ｔ）を前記超音波信号送受信部３０から受信し、そのエコー信号Ｆ（ｔ）から欠陥候補を検出する。
【００４４】
欠陥候補の検出方法を具体的に説明する。即ち図３に示すように、予め設定したゲート（開始ゲート時刻Ｇ１，終了ゲート時刻Ｇ２）内で、しきい値レベルＬｔｈｒｅを超えるピークを探索する。このレベルＬｔｈｒｅを上回るピークが波形Ｆ（ｔ）に存在しない場合は、欠陥候補は検出されない。レベルＬｔｈｒｅを超えるピークが波形Ｆ（ｔ）に存在した場合は、それを欠陥候補として認定して検出する。
【００４５】
欠陥候補を波形Ｆ（ｔ）から検出した場合は、その欠陥候補のパラメータを取得する。欠陥候補のパラメータは２つあって、１つ目は、波形Ｆ（ｔ）が最も高いレベルを示す時刻ｔｘ０である。２つ目は、その時刻での高さＦ（ｔｘ０）である。この２つのパラメータは、適宜の記憶手段に記憶される。
【００４６】
前述のゲート時刻Ｇ１，Ｇ２は、欠陥を検出したい深さ範囲に基づいて決定すれば良い。即ち、探触子が本実施形態のように垂直探触子である場合は、欠陥が深い位置にあるほど、超音波が送信されて被探傷材７内部の欠陥で反射し受信されるまでの時間が長くなる。従って、欠陥を検出したい深さ範囲の浅い側の限界を基準にＧ１を、深い側の限界を基準にＧ２を、それぞれ定めれば良い。
【００４７】
前記しきい値レベルＬｔｈｒｅは、材料ノイズの最大レベルより大きく、また、検出したい最小欠陥のエコーレベルよりも小さく設定すると良い。材料ノイズは全ての時間で観測されるが、そのエコーレベルは比較的小さいので、しきい値レベルＬｔｈｒｅを適切に設定することで、材料ノイズを欠陥候補として認定することを回避できる。
【００４８】
欠陥検証部５０は、前記欠陥候補検出部４０で認定した欠陥候補について、電気ノイズ等のノイズピークを誤検出したものか否かを検証・判定するものである。本実施形態では、欠陥候補が本当に被探傷材７の欠陥に起因するものなのかどうかを、ノイズのランダム性に着目して判定する。この判定は、具体的には以下のようにして行われる。
【００４９】
即ち、図４に示すように、
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋ｔｘ０とし、その高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）とする。この２つのパラメータは、前記欠陥候補検出部４０で取得したパラメータを用いることができる。
・また、時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１とし、その高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）とする。この２つのパラメータは、Ｆ（ｔ＋Ｔ）の波形をＦ（ｔ）の波形と同様に解析することによって得られる。
【００５０】
そして、同一性比較のための２つのパラメータΔｘ，Δｙを、上記の４つのパラメータから演算する。
１つ目のパラメータΔｘは、２つの波形が最大ピークを示す時刻の差を意味し、Δｘ＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜となる。
２つめのパラメータΔｙは、２つの波形の最大ピーク高さの差を意味し、Δｙ＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜となる。
【００５１】
図５のフローチャートに示すように、上記で得られたΔｘが所定のしきい値ＴｈｒｅＸ以下であり、かつ、Δｙが所定のしきい値ＴｈｒｅＹ以下であるときは、図４に示す２つのピーク、即ち、波形Ｆ（ｔ）の時刻ｔｘ０で現れるピークと、波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の時刻ｔｘ１で現れるピークは、同一の位置及び同一の高さのピークであると判断する。従って、このようなΔｘやΔｙの条件を満たした場合は、波形Ｆ（ｔ）に時刻ｔｘ０で現れたピークは、ランダムに発生するノイズに起因するものではなく、被探傷材７に存在する欠陥によるものだと判断できる。
【００５２】
欠陥位置レベル出力部６０は、前記欠陥位置レベル出力部６０で欠陥候補が欠陥であると認定されたときに、その欠陥の位置（Ｘｋ，Ｚｋ）及び欠陥レベルを出力する。具体的には、以下のように行われる。
【００５３】
即ち、図１に示すように被探傷材７にＸ−Ｚ座標系が設定されているとき、探触子５が垂直探触子の場合は、欠陥位置（Ｘｋ，Ｚｋ）のＸ座標Ｘｋは、欠陥検査開始信号ａを出力したときの探触子５の位置ｘである（Ｘｋ＝ｘ）。この探触子５の位置ｘは、探触子位置検出器２０からの信号によって取得することができる。
【００５４】
欠陥位置（Ｘｋ，Ｚｋ）のＺ座標Ｚｋは、最初のエコー信号波形Ｆ（ｔ）より検出したピーク発生時刻ｔｘ０より計算することができる。具体的には、垂直探触子の場合で、被探傷材７内の音速をＶ、被探傷材７の表面エコー受信時間をｕとすれば、Ｚｋ＝（ｔｘ０−ｕ）×Ｖ／２として得られる。
【００５５】
以上に説明したように、本実施形態の自動超音波探傷装置は、超音波信号送受信部３０が探触子５に一定周期Ｔの超音波パルスを被探傷材７内部へ送出させるように構成している。そして、欠陥候補検出部４０は、超音波信号送受信部３０より出力されるエコー信号Ｆ（ｔ）により、予め設定したゲートパラメータ値に基づいて欠陥候補を検出するように構成している。そして欠陥検証部５０は、欠陥候補検出部４０がある時刻ｔで欠陥候補を検出したときは、図４に示すように、時刻ｔのエコー信号波形Ｆ（ｔ）と、次の超音波発信周期の時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー信号波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の、２つのエコー信号波形のピーク形状を比較する。そして、その比較の結果同一ピークであると判断すれば、前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定するように構成している。
【００５６】
即ち、周期Ｔをおいて連続する２つのエコー波形（Ｆ（ｔ）及びＦ（ｔ＋Ｔ））において、被探傷材７の欠陥に基づく信号はほぼ同じ位置・大きさで現れるのに対し、電気ノイズ信号はランダムに発生するために同じ位置・大きさで現れることは極めて稀である。従って、連続する２つのエコー波形のピークの類似性（例えば、ピーク位置やピーク高さ）を比較することで、最初のエコー波形Ｆ（ｔ）で検出した欠陥候補が本当に被探傷材７の欠陥に基づくものかを判断することができる。従って、電気ノイズ信号を欠陥信号として誤検出することなく、欠陥位置を精度良く検出することができる。
また、探触子５は単一で済むために（厳密に言えば超音波受信部が単一で済むために）、探触子５やその走査機構８をコンパクト化するのが容易である。また、加算平均フィルタ処理やＦＩＲフィルタ処理を行わないために、探触子５を高速走査させて複数の信号を取得させても、欠陥ピークにナマリを生ずる心配がない。従って、精度良い欠陥位置・欠陥レベルの検出が可能になっている。
【００５７】
また本実施形態では、探触子走査機構８が、探触子５を被探傷材７の表面に沿って移動させるように構成している。また、探触子位置検出器２０が、前記探触子５の現在位置ｘを検出して、当該探触子５が検査開始位置に到達すると検査開始信号ａを出力するように構成している。そして、前記超音波信号送受信部３０の超音波パルスの周期Ｔは、前記探触子５の検査ピッチをｐ［ミリメートル］、走査速度をｖ［ミリメートル毎秒］としたときに、ｐ／ｖ（＝Ｔ’）≫Ｔとなるように定められている。加えて、前記欠陥候補検出部４０は、前記探触子位置検出器２０からの検査開始信号ａを受け取ると欠陥候補の検出を開始するように構成している。更に、欠陥位置レベル出力部６０は、前記検査開始信号ａを出力したときの探触子５の位置ｘと検出した欠陥情報（前記ピーク時刻ｔｘ０や表面エコー受信時間ｕ）に基づいて、欠陥の位置（Ｘｋ，Ｚｋ）及びサイズを出力するように構成している。
【００５８】
これによれば、高速走査に一層容易に対応できる探傷装置を提供できる。即ち、探触子５を走査機構８で高速に走査させた場合は、周期Ｔをおいて連続する２つのエコー波形（Ｆ（ｔ）及びＦ（ｔ＋Ｔ））において、欠陥を示すピーク位置やピーク高さは変化する（前述の図１１・図１２を参照）。しかし、超音波信号送受信部３０の超音波パルスの周期Ｔがｐ／ｖ≫Ｔと十分短くなっているので、２つのエコー波形の取得時刻差を小さくでき、ピーク位置やピーク高さの変動もさほど顕著には現れないことになる。従って、前記ゲートＧ１，Ｇ２や前記しきい値レベルＬｔｈｒｅを適切に設定する等により、探触子５を高速走査させても、ランダムに発生する電気ノイズ信号と被探傷材７の欠陥による信号とを容易に区別することができる。
また、欠陥位置レベル出力部６０は、欠陥候補が欠陥と判定されたときには、探触子位置検出器２０が検査開始信号ａを出力した時点での探触子５の位置ｘに基づいて欠陥位置のＸ座標Ｘｋを出力している（Ｘｋ＝ｘ）。また、欠陥候補が欠陥と判定されたときに、検査開始信号ａが出力されてから最初のエコー波形（即ち、Ｆ（ｔ＋Ｔ）ではなくＦ（ｔ））に基づいて欠陥位置のＺ座標Ｚｋや欠陥レベルを演算して出力している。従って、検出した欠陥の位置やレベルが実際の欠陥の位置・レベルに対してズレにくく、欠陥の検出精度に優れる。
【００５９】
また本実施形態では、前記欠陥検証部５０は、
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを示す時刻をｔ＋ｔｘ０、及びその高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）、
・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを示す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１、及びその高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）、
としたときに、最大ピークを示す時刻の差（Δｘ＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜）、又は、最大ピーク高さの差（Δｙ＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜）を取得することでピーク形状の比較を行い、この差が所定しきい値以下の場合に同一ピークであると判断して前記時刻ｔで検出した欠陥候補を欠陥であると判定する構成としている。
【００６０】
これによれば、エコー波形の最大ピーク時刻とその高さのパラメータのみを用いて欠陥候補が被探傷材７の実際の欠陥に基づくかどうかを判定しているために、判定処理が簡単である。即ち仮に、エコー波形そのものの形状を詳細に比較して判定する判定手法を用いるとすると、超音波信号送受信部３０の超音波発信周期Ｔは通常１００Ｈｚ〜数ｋＨｚとされているので、連続する波形データを記憶するための大容量の記憶手段（メモリ）が必要となり、更に比較のための演算量も多くなってしまう。この点、本実施形態によれば、簡単な判定処理で電気ノイズ信号と欠陥エコーとを区別できるため、処理が軽くなって判定処理のためのＣＰＵ等の電気的構成を単純なものとでき、大容量の記憶手段も不要とできる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
図５に示す第２実施形態では、欠陥検証部５０の欠陥判定手法が前記第１実施形態と異なっている。図６は２つの信号波形Ｆ（ｔ），Ｆ（ｔ＋Ｔ）を比較する手法を説明する説明図である。図７は欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図である。
【００６２】
即ち、第２実施形態の欠陥検証部５０では、
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋ｔｘ０とし、その高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）とする。
・また、時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１とし、その高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）とする。
ここまでは前記第１実施形態と同じである。
【００６３】
そして欠陥検証部５０では、時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）において、時刻ｔのエコー波形Ｆ（ｔ）で最大ピークが現れた時刻ｔｘ０付近でピークが現れているか否かを探索する。具体的には図７のフローチャートに示すように、時刻しきい値Ｘｔｈｒｅを予め定めておき、時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０−Ｘｔｈｒｅ／２から時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０＋Ｘｔｈｒｅ／２の時間範囲において、しきい値レベルＬ’ｔｈｒｅ以上を有するデータが存在すれば、エコー波形でＦ（ｔ＋Ｔ）で時刻ｔｘ０付近に明確なピークが現れていると判定する。
【００６４】
このように明確なピークが存在すれば、時刻ｔのエコー波形Ｆ（ｔ）のエコー波形にも、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）にも、ｔｘ０の位置にピークが存在することになる。従って、このｔｘ０のピークは電気ノイズではなく欠陥であると判定できる。
【００６５】
この判定手法の利点について以下説明する。即ち、時刻（ｔ＋Ｔ）のエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）において、電気ノイズが欠陥エコー信号のピークより大きなピークを有することがある（図６の下側参照）。このときは、前述の第１実施形態の欠陥判定手法では、電気ノイズの位置がｔｘ１となってしまい、図６に示すΔｘ＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜がしきい値を上回って、本来は欠陥と判定すべきものをノイズと判定してしまう（欠陥の検出漏れ）。この点、本実施形態では、このようなピークの大きい電気ノイズが波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）に存在しても、ｔｘ０の時刻付近にピークがあるか否かを調べてピークがあれば欠陥と判定するので、欠陥の検出漏れを防止できる。
【００６６】
明確なピークがあるか否かを判定するためのしきい値レベルＬ’ｔｈｒｅは、基本的には、第１実施形態で述べたしきい値レベルＬｔｈｒｅに等しい値を使用して良い。ただし、時刻（ｔ＋Ｔ）の波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）においては、時刻ｔの波形Ｆ（ｔ）よりも欠陥信号のピークが低く現れる可能性を考慮して、図６に示すようにＬ’ｔｈｒｅをＬｔｈｒｅよりも若干小さく設定しても良い。
【００６７】
波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）において明確なピークがあるか否かを探索する時間範囲（時刻しきい値）Ｘｔｈｒｅは、探触子５の走査速度ｖ、前述した超音波発信周期Ｔ、検出ピッチｐ等に基づいて、総合的に定めれば良い。具体的には、探触子５の走査速度ｖ、周期Ｔ、検出ピッチｐを用いてピーク形状を計測した上で、欠陥検出漏れがないように大きめにＸｔｈｒｅを設定するのが良い。
【００６８】
〔第３実施形態〕
第３実施形態の超音波探傷装置は、前記の第１実施形態の欠陥検証部５０について、３つ以上のエコー信号波形のピーク形状を比較するように変更したものである。図８は欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図である。
【００６９】
この第３実施形態の欠陥検証部５０の判定手法は、以下のとおりである。
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋ｔｘ０とし、その高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）とする。
・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１とし、その高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）とする。
・時刻（ｔ＋２Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋２Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋２Ｔ＋ｔｘ２とし、その高さをＦ（ｔ＋２Ｔ＋ｔｘ２）とする。
（・・・）
・時刻（ｔ＋ｎＴ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋ｎＴ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋ｎＴ＋ｔｘｎとし、その高さをＦ（ｔ＋ｎＴ＋ｔｘｎ）とする。
【００７０】
このとき、最大ピークを示す位置の差Δｘは、
Δｘ１＝｜ｔｘ０−ｔｘ１｜
Δｘ２＝｜ｔｘ０−ｔｘ２｜
（・・・）
Δｘｎ＝｜ｔｘ０−ｔｘｎ｜
として得られる。
【００７１】
また、最大ピーク高さの差Δｙは、
Δｙ１＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）｜
Δｙ２＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋２Ｔ＋ｔｘ２）｜
（・・・）
Δｙｎ＝｜Ｆ（ｔ＋ｔｘ０）−Ｆ（ｔ＋ｎＴ＋ｔｘｎ）｜
として得られる。
【００７２】
そして図８のフローチャート図に示すように、Δｘ１，Δｘ２，・・・，Δｘｎが全て所定のしきい値より小さく、また、Δｙ１，Δｙ２，・・・，Δｙｎが全て所定のしきい値より小さいときに、同一ピークと判定して、欠陥候補検出部４０で検出された欠陥候補を欠陥であると判定するのである。
【００７３】
なお、ｎは、１から（Ｔ’／Ｔ）までの整数をとることが可能であるが、前述のようにＴ’≫Ｔとしているので、ｎを大きく設定することが可能である。ｎが大きいということは欠陥候補が欠陥であるか否かを多数の超音波エコー信号に基づいて判定することを意味するので、電気ノイズの影響をより少なくすることができる。しかし、ｎが大きい場合は、探触子５の位置が当初の位置ｘから大きくズレた状態での波形同士を比較することとなり、欠陥位置の取得手法等によっては欠陥の検出位置ズレや欠陥レベルのナマリを生じてしまうことがあるので、整数ｎはノイズ発生状況を考慮して適切に設定すると良い。
【００７４】
〔第４実施形態〕
第４実施形態の超音波探傷装置は、前記の第２実施形態の欠陥検証部５０について、３つ以上のエコー信号波形のピーク形状を比較するように変更したものである。図９は第４実施形態の欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図である。
【００７５】
即ち、第４実施形態の欠陥検証部５０は、
・時刻ｔの超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋ｔｘ０とし、その高さをＦ（ｔ＋ｔｘ０）とする。
・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋Ｔ＋ｔｘ１とし、その高さをＦ（ｔ＋Ｔ＋ｔｘ１）とする。
・時刻（ｔ＋２Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋２Ｔ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋２Ｔ＋ｔｘ２とし、その高さをＦ（ｔ＋２Ｔ＋ｔｘ２）とする。
（・・・）
・時刻（ｔ＋ｎＴ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋ｎＴ）の所定ゲート範囲内（Ｇ１〜Ｇ２）において、最大ピークを表す時刻をｔ＋ｎＴ＋ｔｘｎとし、その高さをＦ（ｔ＋ｎＴ＋ｔｘｎ）とする。
【００７６】
そして、欠陥検証部５０は、
・時刻（ｔ＋Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）において、時刻ｔのエコー波形Ｆ（ｔ）で最大ピークが現れた時刻ｔｘ０付近でピークが現れているか否かを探索する。具体的には、時刻しきい値Ｘｔｈｒｅを予め定めておき、時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０−Ｘｔｈｒｅ／２から時刻ｔ＋Ｔ＋ｔｘ０＋Ｘｔｈｒｅ／２の時間範囲において、しきい値レベルＬ’ｔｈｒｅ以上を有するデータが存在すれば、エコー波形Ｆ（ｔ＋Ｔ）で時刻ｔｘ０付近に明確なピークが現れていると判定する。
・時刻（ｔ＋２Ｔ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋２Ｔ）において、前記時刻ｔｘ０付近でピークが現れているか否かを探索する。具体的には、時刻ｔ＋２Ｔ＋ｔｘ０−Ｘｔｈｒｅ／２から時刻ｔ＋２Ｔ＋ｔｘ０＋Ｘｔｈｒｅ／２の時間範囲において、しきい値レベルＬ’ｔｈｒｅ以上を有するデータが存在すれば、エコー波形Ｆ（ｔ＋２Ｔ）で時刻ｔｘ０付近に明確なピークが現れていると判定する。
（・・・）
・時刻（ｔ＋ｎＴ）の超音波パルス信号に基づくエコー波形Ｆ（ｔ＋ｎＴ）において、前記時刻ｔｘ０付近でピークが現れているか否かを探索する。具体的には、時刻ｔ＋ｎＴ＋ｔｘ０−Ｘｔｈｒｅ／２から時刻ｔ＋ｎＴ＋ｔｘ０＋Ｘｔｈｒｅ／２の時間範囲において、しきい値レベルＬ’ｔｈｒｅ以上を有するデータが存在すれば、エコー波形Ｆ（ｔ＋ｎＴ）で時刻ｔｘ０付近に明確なピークが現れていると判定する。
【００７７】
そして図９のフローチャートに示すように、（ｔ＋Ｔ），（ｔ＋２Ｔ），・・・，（ｔ＋ｎＴ）の全ての時刻におけるエコー波形において明確なピークが存在するとき、欠陥検証部５０は波形Ｆ（ｔ）に時刻ｔｘ０で現れる信号をノイズではなく欠陥に基づくものと判定するのである。
【００７８】
なお、ｎは、１から（Ｔ’／Ｔ）までの整数をとることが可能であり、大きく設定すれば電気ノイズの除去効果を優れたものとすることができる。しかし、ｎが大きい場合は、探触子５の位置が当初の位置ｘから大きくズレた状態での波形同士を比較することとなり、欠陥位置の取得手法等によっては欠陥の検出位置ズレや欠陥レベルのナマリを生じてしまうことがあるので、整数ｎはノイズ発生状況を考慮して適切に設定すると良い。
【００７９】
〔変更態様〕
以上に本発明の４つの実施形態を示したが、本発明は以上の実施形態の構成に限定されず、例えば以下のように変更して実施することができる。例えば、走査方向に垂直な方向に探触子を複数並べて探触子アレイを構成しても良い。この場合でも、走査方向において探触子は単一であるから、探触子及び走査機構のコンパクト化が容易である。また、垂直探触子を用いずに、他の形式の探触子に代替することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動超音波探傷装置を説明する模式図。
【図２】第１実施形態の動作を示すタイミングチャート図。
【図３】エコー信号波形Ｆ（ｔ）からの欠陥候補の検出の様子を示す説明図。
【図４】２つの信号波形Ｆ（ｔ），Ｆ（ｔ＋Ｔ）を比較する手法を説明する説明図。
【図５】欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図。
【図６】第２実施形態において、２つの信号波形Ｆ（ｔ），Ｆ（ｔ＋Ｔ）を比較する手法を説明する説明図。
【図７】欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図。
【図８】第３実施形態の欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図。
【図９】第４実施形態の欠陥検証部による検証の方法の要部を示すフローチャート図。
【図１０】探触子をＡ点→Ｂ点→Ｃ点と走査させ、各点で被探傷材に超音波を繰り返し発信させる様子を示す説明図。
【図１１】Ａ点での波形例を示す図。
【図１２】Ｂ点での波形例を示す図。
【図１３】Ｃ点での波形例を示す図。
【図１４】Ａ・Ｂ・Ｃの各波形の加算平均を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
５  探触子
１０  探触子走査部
２０  探触子位置検出器
３０  超音波信号送受信部
４０  欠陥候補検出部
５０  欠陥検証部
６０  欠陥位置レベル出力部
【図１】
2005195487.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005195487.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005195487.tif 000013
【図１２】
2005195487.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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