(57)【要約】【課題】き裂などの欠陥から検出された信号と溶接部組織からの反射信号とを識別することができ、さらに、欠陥検出、欠陥深さを高精度に測定することができる超音波探傷装置および超音波探傷方法を提供することを目的とする。【解決手段】被検体の探傷用対象部位を選定し、溶接部の材料、開先形状および溶接条件をもとに探傷条件を設定し、設定された探傷条件をもとに被検体に対して探傷を行い、欠陥からの反射波の超音波波形データを収録し、収録した波形データをもとに信号処理を行い、この信号処理で得られた特性値を求め、この工程で得られた信号処理結果を、予め信号処理手段によって処理される信号と同一の信号に基づいて得られる特性値により求めて欠陥検出信号と材料ノイズ信号とに区分した情報を保持しているデータベースのデータと比較して、検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する。【選択図】  図１
2007071755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接部がオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼を加えた異種金属である構造物を被検体とする溶接部の超音波探傷検査装置であって、複数個の振動子からなるアレイ型超音波探触子と、このアレイ型超音波探触子の任意の１個または複数個の振動子を超音波送信用振動子群および受信用振動子群として選択し探傷条件を設定する探傷条件設定手段と、前記送信用振動子群および受信用振動子群により検査対象部位で超音波ビームを集束および偏向させる集束・偏向手段と、前記超音波送信用振動子群および受信用振動子群を電子的に走査する走査手段と、前記受信用振動子群から検出された超音波波形を信号処理する信号処理手段と、この信号処理手段によって処理される信号と同一の信号に基づいて得られる特性値により予め欠陥検出信号と材料ノイズ信号とに区分した情報を保持しているデータベースと、探傷時に前記信号処理手段によって求められる特性値を前記データベースの保持情報と対比することにより当該特性値が欠陥検出信号であるか材料ノイズ信号であるかを識別する識別手段と、この識別手段によって識別された信号の処理結果に基づいて識別結果および検出値を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
溶接部がオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼を加えた異種金属である構造物を被検体として、複数個の振動子からなるアレイ型超音波探触子により前記溶接部の超音波探傷を行う超音波探傷検査方法であって、前記被検体の探傷用対象部位を選定する対象部位選定工程と、前記溶接部の材料、開先形状および溶接条件をもとに探傷条件を設定する探傷条件設定工程と、設定された探傷条件をもとに前記被検体に対して探傷を行い、欠陥からの反射波の超音波波形データを収録する波形データ収録工程と、収録した波形データをもとに信号処理を行い、この信号処理で得られた特性値を求める信号処理工程と、この信号処理工程で得られた信号処理結果を、予め前記信号処理手段によって処理される信号と同一の信号に基づいて得られる特性値により求めて欠陥検出信号と材料ノイズ信号とに区分した情報を保持しているデータベースのデータと比較して、前記検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する信号識別工程と、前記信号処理工程および信号識別工程の結果をもとに前記受信信号が欠陥信号の場合には欠陥位置および欠陥情報を算出し、これらの結果を出力する出力工程とを備えることを特徴とする超音波探傷検査方法。
【請求項３】
前記信号処理工程では、検出した超音波波形をもとに信号処理を行い、特性値として受信時の探傷角度に対するエコー振幅値分布を求め、信号識別工程では、前記エコー振幅値分布をもとに検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する請求項２記載の超音波探傷検査方法。
【請求項４】
前記信号処理工程では、検出した超音波波形の信号処理として、高速フーリエ変換処理を行い、信号識別工程では、得られた特性値をもとに検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する請求項２記載の超音波探傷検査方法。
【請求項５】
高速フーリエ変換処理の特性値として、スペクトル分布の半価幅、中心周波数、ピーク周波数およびスペクトル面積の少なくともいずれか一の値を用いる請求項４記載の超音波探傷方法。
【請求項６】
前記信号処理工程では、検出した超音波波形の信号処理として、ウェーブレット変換処理を行い、信号識別工程では、得られた特性値をもとに検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する請求項２記載の超音波探傷検査方法。
【請求項７】
前記信号処理工程では、検出した超音波波形の信号処理として、最大エントロピー法による信号処理を行い、信号識別工程では、得られた特性値として、スペクトル分布の中心周波数、ピーク周波数および半価幅の少なくともいずれか一の値を用いて検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する請求項２記載の超音波探傷検査方法。
【請求項８】
前記信号処理工程では、検出した超音波波形の信号処理として、スプリットスペクトラム法による信号処理を行い、信号識別工程では、得られた特性値をもとに検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する請求項２記載の超音波探傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属で構成される溶接部の欠陥検査において、欠陥信号と溶接部組織からの反射信号を識別し、欠陥検出および寸法測定を効率的かつ高精度に行える溶接部の超音波探傷装置および超音波探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電設備等で用いられているオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属で構成される溶接部は、温度、溶接残留応力などの運転環境により経年的に劣化・損傷し、割れなどの欠陥が生じる場合がある。これらの欠陥を検出し、寸法を高精度に測定し評価することが、これらの機器・構造物の安定運用にとって極めて重要である。
【０００３】
従来、このような溶接部の欠陥検査法として、一振動子の斜角探触子を用いて溶接部を探傷し、欠陥からの反射波を検出して、欠陥位置および欠陥深さを求める方法が知られており、例えば日本工業規格の鋼溶接部の超音波探傷法（ＪＩＳ  Ｚ３０６０−１９９６）などで記載されているパルス探傷法として広く用いられている。
【０００４】
また、アレイ型超音波探触子を用いて欠陥位置および欠陥深さを求める方法が種々提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【特許文献１】特開平９−２５７７６３号公報
【特許文献２】特開平９−２５７７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金などの同種もしくは異種金属で構成される溶接部の溶接金属部では、溶接により結晶粒が粗大化し、柱状晶組織が生成されるため、被検体への超音波入射時には超音波減衰や歪曲が生じることが知られている。
【０００６】
溶接部の超音波探傷法としては、一振動子の斜角探触子を用いて溶接部を探傷し、欠陥からの反射波を検出して、欠陥位置、欠陥深さを求めるパルス反射法が知られているが、欠陥からの反射波が溶接部組織の材料ノイズ波形に埋もれ、欠陥波形を検出できない場合、また柱状晶組織などの材料からの擬似波形を誤って欠陥波形と認識する場合がある。また、欠陥波形を検出できても欠陥位置、欠陥深さを正確に測定できない場合がある。
【０００７】
さらに、アレイ型超音波探触子を用いた通常の超音波探傷法についても、パルス反射法と同様に、検出信号を欠陥から検出された信号であるか、または溶接組織の材料ノイズから検出された信号であるかを識別できない場合がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、複数個の振動子からなるアレイ型超音波探触子を被検体に直接もしくはアクリル、マシン油、水等の音響媒体を介して設置し、リニア走査による探傷もしくはセクタ走査による探傷を用いた欠陥検査において、検出した受信波形を信号処理して得られた特性値データをもとに、き裂などの欠陥から検出された信号と溶接部組織からの反射信号とを識別することができ、さらに、欠陥検出、欠陥深さを高精度に測定することができる超音波探傷装置および超音波探傷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明では、溶接部がオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼を加えた異種金属である構造物を被検体とする溶接部の超音波探傷検査装置であって、複数個の振動子からなるアレイ型超音波探触子と、このアレイ型超音波探触子の任意の１個または複数個の振動子を超音波送信用振動子群および受信用振動子群として選択し探傷条件を設定する探傷条件設定手段と、前記送信用振動子群および受信用振動子群により検査対象部位で超音波ビームを集束および偏向させる集束・偏向手段と、前記超音波送信用振動子群および受信用振動子群を電子的に走査する走査手段と、前記受信用振動子群から検出された超音波波形を信号処理する信号処理手段と、この信号処理手段によって処理される信号と同一の信号に基づいて得られる特性値により予め欠陥検出信号と材料ノイズ信号とに区分した情報を保持しているデータベースと、探傷時に前記信号処理手段によって求められる特性値を前記データベースの保持情報と対比することにより当該特性値が欠陥検出信号であるか材料ノイズ信号であるかを識別する識別手段と、この識別手段によって識別された信号の処理結果に基づいて識別結果および検出値を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする超音波探傷装置を提供する。
【００１０】
また、本発明では、溶接部がオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼を加えた異種金属である構造物を被検体として、複数個の振動子からなるアレイ型超音波探触子により前記溶接部の超音波探傷を行う超音波探傷検査方法であって、前記被検体の探傷用対象部位を選定する対象部位選定工程と、前記溶接部の材料、開先形状および溶接条件をもとに予めデータベースに格納しておいた探傷条件を設定する探傷条件設定工程と、設定された探傷条件をもとに前記被検体に対して探傷を行い、欠陥からの反射波の超音波波形データを収録する波形データ収録工程と、収録した波形データをもとに振幅値分布、高速フーリエ変換、ウェーブレット変換、最大エントロピー法処理、スプリットスペクトラム処理などの信号処理を行い、この信号処理で得られた特性値を求める信号処理工程と、この信号処理工程で得られた信号処理結果を、予め前記信号処理手段によって処理される信号と同一の信号に基づいて得られる特性値により求めて欠陥検出信号と材料ノイズ信号とに区分した情報を保持しているデータベースのデータと比較して、前記検出信号が欠陥検出信号か材料ノイズ信号かを識別する信号識別工程と、前記信号処理工程および信号識別工程の結果をもとに前記受信信号が欠陥信号の場合には欠陥位置および欠陥情報を算出し、これらの結果を出力する出力工程とを備えることを特徴とする超音波探傷検査方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、オーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属で構成される溶接部の超音波探傷検査において、複数の振動子からなるアレイ型超音波探触子を用いて超音波送受信し、検出信号に対して高速フーリエ変換、ウェーブレット変換、最大エントロピー法処理などの信号処理を行い、その特徴量を特性値データとして抽出し、特性値データの差異から欠陥信号と溶接部組織信号の識別を行うことにより、欠陥識別が可能となり、さらに検出波形データの各種演算処理により、欠陥位置、欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。そして、前記の溶接部に対してこのような探傷を行うことで、高精度な検査が可能となり、機器・部材の健全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る超音波探傷検査装置および超音波探傷検査方法の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態ではオーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基超合金の同種もしくは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属で構成される被検物の例として、インコネル（商品名）を用いた材料の突合せ溶接部を適用し、溶接金属内部の欠陥検査を行う場合を例として説明する。
【００１３】
図１は、超音波探傷装置の構成を示すシステム構成図である。被検体１としての突合せ溶接構造物は、母材１ａと溶接金属１ｂで構成されており、溶接金属１ｂの内部に例えば底面側に開口した欠陥１ｃが付与されている。被検体１の外側に水に代表される接触媒質Ｃを介して複数の振動子Ａ（１），Ａ（２），…，Ａ（ｉ），…，Ａ（ｎ）からなるアレイ型超音波探触子２が設置されている。このアレイ型超音波探触子２は、センサ保持機構３によって保持されている。センサ保持機構３は、被検査対象部位との距離を適正な位置に設置、もしくは移動させる駆動機構４に連結され、この駆動機構４の移動量および移動方法などの制御は駆動機構制御装置５により行われるようになっている。
【００１４】
また、アレイ型超音波探触子２の任意の１個または複数個の振動子Ａ（１），Ａ（２），…，Ａ（ｉ），…，Ａ（ｎ）を超音波送信用振動子群８（Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ））および受信用振動子群９（Ｇ（ｒ１），Ｇ（ｒ２），…，Ｇ（ｒｉ），…，Ｇ（ｒｎ））として選択し、探傷条件を設定する探傷条件設定手段として、データベースＤ１および制御装置６を備えている。
【００１５】
また、制御装置６には、送信用振動子群および受信用振動子群により検査対象部位で超音波ビームを集束および偏向させる集束・偏向手段が備えられている。
【００１６】
また、超音波送信用振動子群８および超音波受信用振動子群９を電子的に走査する走査手段として、遅延時間制御器７を備え、さらに超音波受信用振動子群９から検出された超音波波形を信号処理する信号処理手段として、信号処理器１０を備えている。
【００１７】
そして、信号処理器１０によって処理される信号と同一の信号に基づいて得られる特性値により予め欠陥検出信号と材料ノイズ信号とに区分した情報を保持しているデータベースＤ２が設けられている。
【００１８】
さらにまた、探傷時に信号処理器１０によって求められる特性値をデータベースＤ２の保持情報と対比することにより特性値が欠陥検出信号であるか材料ノイズ信号であるかを識別する識別手段として、信号識別器１１を備えている。
【００１９】
そして、信号識別器１１によって識別された信号の処理結果に基づいて識別結果および検出値を表示出力する出力手段として、表示装置１２が備えられている。
【００２０】
このような構成により、アレイ型超音波探触子２は、任意の１個または複数の振動子を送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）および受信用振動子群Ｇ（ｒ１），Ｇ（ｒ２），…，Ｇ（ｒｉ），…，Ｇ（ｒｎ）としてそれぞれ選択することができる。送信用各振動子には超音波を発生させる超音波送信器群８が繋がり、また受信用各振動子には超音波信号波形を受信させる超音波受信器群９が繋がっている。そして、遅延時間制御器７により各振動子を制御することで、検査対象部位の所定の位置に超音波ビームを集束および偏向することができるようになっている。
【００２１】
また、設定した送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）および受信用振動子群Ｇ（ｒ１），Ｇ（ｒ２），…，Ｇ（ｒｉ），…、Ｇ（ｎ）は、所定の電子走査により被検体１を探傷することができるようになっている。さらに、これらの電子走査により得られた超音波受信波形は信号処理器１０にて信号処理され、信号処理にて得られた特性値から信号識別器１１にて、検出信号が欠陥からの信号であるか、もしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。また、検出信号が欠陥の場合には、欠陥位置、欠陥深さなどの欠陥情報を算出することも可能である。そして、信号処理結果および識別処理結果は、表示装置１２に出力もしくは表示することができる。これらの処理はすべて制御装置６の制御により実施される。
【００２２】
なお、本実施例では、アレイ型超音波探触子２から被検体１への探傷において水を代表とする接触媒質を使用しているが、直接接触での探傷、またはアクリルを代表とする樹脂を用いた探傷を使用して実施することもできる。
【００２３】
このように、本実施形態の装置では、適正な位置にアレイ型超音波探触子２を設置し、アレイ型超音波探触子２を移動することなく、適正な探傷条件で探傷し、検出した波形データの信号処理により、欠陥識別を行い、欠陥位置、欠陥深さを測定することができる。
【００２４】
図２は、超音波探傷方法を説明するためのフローチャートである。この図２に示すように、本実施形態では、まず、過去の運転履歴などから溶接部構造物の対象部位を選定する（ステップＳ１０１）。
【００２５】
次に、溶接部の材料、開先形状、溶接条件などをもとに、予めデータベースＤ１に格納しておいた探傷条件を選定する（ステップＳ１０２）。そして、選定された探傷条件をもとに被検体１に対する探傷を行い、欠陥１ｃからの反射波などの超音波波形データを収録する（ステップＳ１０３）。収録した波形データをもとに、振幅値分布、高速フーリエ変換、ウェーブレット変換、最大エントロピー法処理、スプリットスペクトラム処理などの信号処理を行い、信号処理で得られた特性値を求める（ステップＳ１０４）。
【００２６】
さらに、信号処理結果は予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと比較し、検出信号が欠陥信号か、もしくは溶接部組織の材料ノイズ信号かを識別する（ステップＳ１０５）。
【００２７】
次に、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５の結果をもとに、受信信号が欠陥信号の場合には、欠陥位置もしくは欠陥深さ等の欠陥情報を算出する（ステップＳ１０６）。そして、これらの結果を所定の形式で表示装置１２に表示する（ステップＳ１０７）。
【００２８】
このように、本実施形態では、適正な探傷条件で探傷し、検出した波形データの信号処理により、欠陥と溶接部組織の材料ノイズを識別し、さらに欠陥位置および欠陥深さ等を測定する。
【００２９】
図３は、超音波探傷方法に関する具体例を示す説明図である。図３（ａ）は、アレイ型超音波探触子２を用いて被検体１への超音波送信に関する概念図である。アレイ型超音波探触子２を構成している多数の振動子Ａ（１）、…Ａ（ｎ）の中から選定した送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…・，Ｇ（ｐｉ），…・，Ｇ（ｐｎ）を用い、被検体１への入射角θでリニア走査の探傷を行う。
【００３０】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したアレイ型超音波探触子２から超音波送信したときの超音波受信に関する概念図である。受信用振動子群Ｇ（ｒ１），Ｇ（ｒ２），…，Ｇ（ｒｉ），…，Ｇ（ｒｎ）は、送信用振動子郡と同一の振動子数を設定し、受信時の受信角度も、送信時の入射角度θと同一に設定するようになっている。このような形態で超音波送受信することにより、検出対象位置の特定が容易に行える。
【００３１】
したがって、本実施形態では、超音波送受信条件で探傷し、検出した波形データを用いて各種信号処理を行うことで、欠陥と材料ノイズの識別が可能となり、さらに欠陥位置、欠陥深さを測定することができる。
【００３２】
図４は、超音波探傷方法に関する具体例の説明図である。図４（ａ）は、アレイ型超音波探触子２を用いて被検体１への超音波送信に関する概念図である。アレイ型超音波探触子２を構成している多数の振動子２の中から選定した送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）を用い、超音波相神事に被検体１への入射角θｐでリニア走査の探傷を行う。
【００３３】
図４（ｂ）は、図４（ａ）で超音波送信したときに、アレイ型超音波探触子２を用いた超音波受信に関する概念図である。超音波受信時には、被検体１内部の所定の位置を音源として受信できるように受信角度をθｒ１，θｒ２，…，θｒｎに設定して探傷を行う。このような探傷を行うことで，対象位置において屈折角θに対する検出信号の変化を捉えることができる。なお、音源位置を被検体１の探傷範囲のすべてを網羅するように順次変化させて探傷することで、探傷範囲すべての情報を得ることができる。
【００３４】
このように、本実施形態では、超音波送受信条件で探傷し、検出した波形データを用いて各種信号処理を行うことで、欠陥と材料ノイズの識別が可能となり、さらに欠陥位置、欠陥深さを測定することができる。
【００３５】
図５および図６は、超音波探傷方法に関する具体例の説明図である。図５（ａ）は、被検体１の溶接金属１ｂの内部にき裂が存在するときに、アレイ型超音波探触子２を用いた超音波受信に関する概念図である。超音波受信時には、被検体１内部のき裂先端の位置を音源として受信できるように受信角度（屈折角）をθｒ１，θｒ２，…，θｒｎに設定して探傷を行う。検出波形は、模式的に図５（ｂ）にように示され、検出波形の振幅値Ｈｎを求める。屈折角θｒ１，θｒ２，…，θｒｎの探傷条件で検出された波形の振幅値を求め、受信時の屈折角に対する振幅値分布を求めると図５（ｃ）のような振幅値分布が求められる。このときの特性値として、例えば図５（ｃ）に示すように半価幅Ｈｗを求めることができる。
【００３６】
図６（ａ）は、被検体１の溶接金属１ｂの内部にき裂が存在しないときに、アレイ型超音波探触子２を用いた超音波受信に関する概念図である。超音波受信時には、被検体１内部の溶接部組織の柱状晶組織界面１ｄの位置を音源として受信できるように受信角度（屈折角）をθｒ１，θｒ２，…，θｒｎに設定して探傷を行う。検出波形は、模式的に図６（ｂ）にように示され、前記界面の比較的広い範囲から反射されるため、き裂先端からの信号波形に比べて波数も多い。ここで、前記同様に屈折角θｒ１，θｒ２，…，θｒｎの探傷条件で検出された波形の振幅値Ｈｎを求め、受信時の屈折角に対する振幅値分布を求めると図６（ｃ）のような振幅値分布が求められる。このときの特性値として、例えば図６（ｃ）に示すように半価幅Ｈｗを求めることができる。
【００３７】
このように測定された半価幅Ｈｗは、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、検出信号の振幅値分布データから特性値を求め、この特性値データから欠陥識別を行うことで適正な欠陥検出を行うことができる。さらに、検出波形データをもとに各種演算処理することで、欠陥位置、欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００３９】
図７は、超音波探傷方法に関する具体例として、高速フーリエ変換処理を用いる場合の説明図である。図７（ａ）は、欠陥信号の検出波形を示している。この欠陥信号では、検出波形として欠陥先端からの回折波を示している。図７（ｂ）は、溶接組織信号の検出波形を示している。また、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示した検出波形を用いた高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）結果の概念図である。この図７（ｃ）に示すように、欠陥信号のＦＦＴ解析結果として、得られたスペクトル分布からスペクトルの特性値として、例えば半価幅Ｈｗを求める。
【００４０】
また、図７（ｄ）は、溶接組織信号のＦＦＴ解析結果を示している。この図７（ｄ）に示すように、検出波形は溶接組織界面から受信波形を示しており、前記同様にＦＦＴ処理により得られたスペクトル分布から、スペクトルの特性値として、例えば半価幅Ｈｗを求める。
【００４１】
このように測定された半価幅Ｈｗは、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００４２】
ここで、ＦＦＴ処理の特性値として、スペクトル分布の中心周波数、ピーク周波数など、ＦＦＴ処理にて得られた特性値を求め、この特性値データは、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００４３】
このように、本実施形態では、検出信号のＦＦＴ処理から特性値を求め、この特性値データから欠陥識別を行うことで適正な欠陥検出を行うができる。さらに検出波形データをもとに各種演算処理することで、欠陥位置、欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００４４】
図８は、超音波探傷方法に関する具体例ウェーブレット変換処理を行う場合の説明図である。図８（ａ）は、欠陥信号の検出波形を示している。この欠陥信号では、検出波形として欠陥先端からの回折波を示している。図８（ｂ）は、溶接組織信号の検出波形を示している。また、図８（ｃ）は、図７（ａ）に示した検出波形を用いたウェーブレット変換処理結果の概念図である。この図７（ｃ）に示すように、欠陥信号のウェーブレット解析結果として、得られたスペクトル分布からスペクトルの特性値として、例えば半価幅Ｈｗを求める。
【００４５】
また、図８（ｄ）は、溶接組織信号のウェーブレット変換解析結果を示している。この図８（ｄ）に示すように、検出波形は溶接組織界面から受信波形を示しており、ウェーブレット変換解析処理により得られたスペクトル分布から、スペクトルの特性値として、例えばピーク分布数を求める。
【００４６】
このように測定されたピーク分布数は、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００４７】
ここで、ウェーブレット変換処理の特性値として、各ピーク分布の時間−周波数関数、各ピーク分布の中心周波数、ピーク周波数など、ウェーブレット変換処理にて得られた特性値を求め、この特性値データは、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００４８】
このように、本実施形態では、検出信号のウェーブレット変換処理から特性値を求め、この特性値データから欠陥識別を行うことで適正な欠陥検出ができる。さらに検出波形データをもとに各種演算処理することで、欠陥位置、欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００４９】
図９は、本発明による超音波探傷方法に関する具体例として、最大エントロピー法による信号処理結果の説明図である。図９（ａ）は、欠陥信号の検出波形を示している。この欠陥信号では、検出波形として欠陥先端からの回折波を示している。図９（ｂ）は、溶接組織信号の検出波形を示している。また、図９（ｃ）は、図９（ａ）に示した検出波形を用いた最大エントロピー法による処理結果の概念図である。この図９（ｃ）に示すように、欠陥信号の最大エントロピー法による信号処理により得られたスペクトル分布から、特性値として例えば、ピーク分布の中心周波数ｆ１を求める。
【００５０】
また、図９（ｄ）は、溶接組織信号の最大エントロピー法による信号処理結果を示している。この図９（ｄ）に示すように、溶接組織信号では、検出波形は溶接組織界面から受信波形を示しており、前記同様、最大エントロピー法処理により得られたスペクトル分布から、特性値として例えばピーク分布の中心周波数ｆ２を求める。
【００５１】
このように測定された中心周波数は、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００５２】
ここで、最大エントロピー法による信号処理の特性値として、スペクトル分布のピーク周波数、半価幅など、最大エントロピー法による信号処理にて得られた特性値を求め、この特性値データは、予めデータベースＤ２として格納しておいたデータと照合し、検出信号が欠陥信号であるかもしくは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別することができる。
【００５３】
このように、本実施形態では、検出信号の最大エントロピー法による信号処理から特性値を求め、この特性値データから欠陥識別を行うことで適正な欠陥検出ができる。さらに検出波形データをもとに各種演算処理することで、欠陥位置、欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００５４】
また、図示しないが、検出信号に対してスプリットスペクトラム法による信号処理を行い、信号処理にて求め、求めた特性値データから欠陥識別を行うことによっても、適正な欠陥検出ができる。さらに検出波形データをもとに各種演算処理することで、欠陥位置、欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態による超音波探傷装置の構成を示すシステム構成図。
【図２】本発明の実施形態による超音波探傷方法の手順を示すフローチャート。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、超音波送受信方法に関する説明図。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、超音波送受信方法に関する説明図。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、欠陥からの検出信号の信号処理として、屈折角に対する検出信号の振幅値分布から特性値を求める方法に関する説明図。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、溶接部組織からの検出信号の信号処理として、屈折角に対する検出信号の振幅値分布から特性値を求める方法に関する説明図。
【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、検出信号の信号処理として高速フーリエ変換処理による方法に関する説明図。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、検出信号の信号処理としてウェーブレット変換処理による方法に関する説明図。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、本発明の実施形態による超音波探傷方法において、検出信号の信号処理として最大エントロピー法による方法に関する説明図。
【符号の説明】
【００５６】
１  被検体
１ａ  母材
１ｂ  溶接金属
１ｃ  欠陥
２  アレイ型超音波探触子
３  センサ保持機構
４  駆動機構
５  駆動機構制御装置
６  制御装置
７  遅延時間制御器
８  超音波送信用振動子群
９  超音波受信用振動子群
１０  信号処理器
１１  信号識別器
１２  表示装置
Ａ（１），Ａ（２），…，Ａ（ｉ），…，Ａ（ｎ）  振動子
Ｃ  接触媒質
Ｄ２，Ｄ２  データベース
【図１】
2007071755.tif 000003
【図２】
2007071755.tif 000004
【図３】
2007071755.tif 000005
【図４】
2007071755.tif 000006
【図５】
2007071755.tif 000007
【図６】
2007071755.tif 000008
【図７】
2007071755.tif 000009
【図８】
2007071755.tif 000010
【図９】
2007071755.tif 000011