(57)【要約】【課題】配管をはじめとする被溶接部材の溶接部に発生する内部欠陥等を、超音波探傷プローブにより、余盛上から効率的に検出することが可能な超音波探傷試験用治具を提供すること。【解決手段】超音波探傷装置の超音波探傷プローブ２に装着される超音波探傷試験用治具１０であって、前記超音波探傷プローブ２の送受信面と密着可能かつ前記送受信面と試験対象物Ｗとを接続するゲル部材１５と、前記ゲル部材１５を保持する保持枠体１１と、前記試験対象物Ｗに対して前記保持枠体１１を支持するための一対の支持部２２とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2012078322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探傷装置の超音波探傷プローブに装着される超音波探傷試験用治具であって、
前記超音波探傷プローブの送受信面と密着可能かつ前記送受信面と試験対象物とを接続するゲル部材と、
前記ゲル部材を保持する保持部と、
前記試験対象物に対して前記保持部を支持するための一対の支持部と、を備えることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記支持部のうち、少なくとも一方は前記試験対象物に対して進退可能な駆動手段が設けられていることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記駆動手段は、前記送受信面が検出する前記試験対象物の底面エコーに基づいて制御されることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記保持部は、
前記ゲル部材が前記送受信面から押圧力を付加された場合に、前記押圧力により前記ゲル部材の音響インピーダンスが変化するのを抑制するためのゲル部材変形許容手段を備えることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記保持部と前記ゲル部材との間には、擬似エコーを抑制するための擬似エコー減衰手段が形成されていることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記保持部は、前記ゲル部材に、接着剤により接続されていることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記ゲル部材には、前記試験対象物との間に液体を供給するための液体供給手段が形成されていることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、
前記ゲル部材は、透過性を有する材料から構成され、
前記ゲル部材と前記試験対象物との間に空気が残留した場合に、前記残留空気の存在を検出するための残留空気検出手段を備えることを特徴とする超音波探傷試験用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、配管をはじめとする被溶接部材を溶接する際に発生する内部欠陥等を、溶接部の余盛上から超音波探傷プローブにより検出するための超音波探傷試験用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えば、配管をはじめとする被溶接部材を溶接する場合、溶接部に内部欠陥が発生する場合があり、かかる内部欠陥を検出するために、超音波探傷試験が広く用いられている。
【０００３】
ところで、一般的に、超音波を送受信する送受信面は平坦であるが、溶接部は被溶接部材表面に対して余盛となっているため、超音波探傷プローブの送受信面を、被溶接部材表面と溶接部の余盛の双方に隙間なく倣わせることは困難である。
【０００４】
しかしながら、超音波探傷試験により内部欠陥等を検出する場合、超音波探傷プローブから照射した超音波が試験対象物内を確実に伝播し、内部欠陥等で反射した反射波を確実に受信できることが必要であり、超音波探傷プローブと試験対象物の接触性が悪いと、超音波探傷試験の再現性が低くなり、検査の信頼性が低下することとなる。
特に、超音波探傷を自動化する場合等においては、超音波探傷試験の再現性を高めて、検査の信頼性を高めることが重要である。
【０００５】
そこで、超音波探傷プローブの送受信面と試験対象物とを音響的に確実に接続するために、試験対象物全体を水没して超音波探傷する全没水浸法や、試験対象物の検査部位を局部的に水没させて超音波探傷する局部水浸法が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、全没水浸法は、超音波探傷プローブと試験対象物全体を水没するために、水没装置が大掛かりで現地での実施が容易ではなく、一方、局部水浸法は、探傷する検査部位を局部的に水没させる水槽が必要であり、水槽の内外を試験対象物によりシールさせる必要がある。
【０００８】
また、超音波探傷プローブと、試験対象物の検査部位を音響的に局部的に接続する手段として、図１２に示すように、超音波探傷プローブと検査部位の間に薄膜でできた収容体に水を貯留して配置して超音波探傷試験を行なう場合がある。
しかしながら、薄膜の収容体を用いる場合、薄膜が破れる可能性がありメンテナンス性における問題がある。
【０００９】
一方、超音波探傷プローブと試験対象物とが音響的に接続されていても、溶接部の内部欠陥を垂直探傷法により検査するには、試験対象物の検査部位に、試験対象物の表面と垂直な向きの超音波を照射する必要がある。
【００１０】
例えば、医療分野における超音波診断では、診断対象の患部に凹凸があっても、診療対象の領域が小さいため、超音波探傷プローブを手で操作して、超音波の照射を自在に制御できるが、溶接部の内部欠陥のように広い範囲を検査する場合、試験対象物の表面と垂直な向きに垂直探傷法に適した超音波を広範囲に照射する必要がある。
【００１１】
そこで、超音波探傷プローブの被溶接部材の溶接部等をはじめとする超音波探傷の試験対象物との音響的な接続と、垂直探傷法に適した超音波の照射を、効率的に行なうことが可能な超音波探傷技術に対する技術的な強い要請がある。
【００１２】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、例えば、配管をはじめとする被溶接部材の溶接部に発生する内部欠陥等を、超音波探傷プローブにより、余盛上から効率的に検出することが可能な超音波探傷試験用治具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】
【００１３】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、超音波探傷装置の超音波探傷プローブに装着される超音波探傷試験用治具であって、前記超音波探傷プローブの送受信面と密着可能かつ前記送受信面と試験対象物とを接続するゲル部材と、前記ゲル部材を保持する保持部と、前記試験対象物に対して前記保持部を支持するための一対の支持部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、超音波探傷プローブの送受信面と試験対象物がゲル部材を介して接続されるので、溶接部に余盛に起因する凹凸が存在する場合でも、ゲル部材が変形することで送受信面と試験対象物とが音響的に接続され、超音波探傷プローブから照射されて試験対象物に向かう超音波と、試験対象物で反射した超音波が、効率的かつ安定して伝播する。
また、ゲル部材が試験対象物に保持部により支持されていて、超音波探傷プローブの送受信面を超音波探傷に適した向きに支持できるので、超音波探傷試験の再現性を向上することができる。
その結果、被溶接部材の余盛上から、試験対象物の検査部位を効率的に超音波探傷するとともに信頼性を向上することができる。
【００１５】
この明細書において、ゲル部材とは、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備えた性質を示す物質からなる部材をいい、多量の水分を含む含水ゲル（ハイドロゲル）の他、水分や他の分散媒を含まない成分からなるゲル（例えば、セグメント化ポリウレタンゲル）を含む概念である。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波探傷試験用治具であって、前記支持部のうち、少なくとも一方は前記試験対象物に対して進退可能な駆動手段が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、少なくとも一方の支持部が、試験対象物に対して進退可能とされているので、余盛上の超音波探傷プローブから、試験対象物の表面と垂直な向きの垂直探傷法に適した超音波を照射することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の超音波探傷試験用治具であって、前記駆動手段は、前記送受信面が検出する前記試験対象物の底面エコーに基づいて制御されることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、駆動手段は、送受信面により検出された試験対象物の底面エコーに基づいて制御されるので、送受信面を被溶接材の底面と垂直となる向きに正確に向けることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、前記保持部は、前記ゲル部材が前記送受信面から押圧力を付加された場合に、前記押圧力により前記ゲル部材の音響インピーダンスが変化するのを抑制するためのゲル部材変形許容手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、保持部がゲル部材変形許容手段を備えているので、ゲル部材が送受信面から押圧力を付加された場合に、ゲル部材が変形することによりゲル部材の密度変化が軽減され、その結果、音響インピーダンスの変化が抑制される。
その結果、ゲル部材の音響インピーダンスの変化を最小にして、超音波探傷することができ、超音波探傷結果の信頼性を向上することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、前記保持部と前記ゲル部材との間には、擬似エコーを抑制するための擬似エコー減衰手段が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、保持部とゲル部材との間に、擬似エコーを抑制するための擬似エコー減衰手段が形成されているので、例えば、試験対象物からの反射した超音波が保持部（例えば、角部）で反射して発生する擬似エコーを減少して、超音波探傷の信頼性を向上することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、前記保持部は、前記ゲル部材に、接着剤により接続されていることを特徴とする。
【００２５】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、保持部とゲル部材が、接着剤により確実に接続されているので、超音波探傷試験の再現性を向上することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、前記ゲル部材には、前記試験対象物との間に液体を供給するための液体供給手段が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、ゲル部材には液体供給手段が形成されていて、ゲル部材と試験対象物との間に液体を供給して、残留空気を除去するように構成されている。その結果、ゲル部材と試験対象物間における空気の介在が減少し、音響的接続を確実に行なうことができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波探傷試験用治具であって、前記ゲル部材は、透過性を有する材料から構成され、前記ゲル部材と前記試験対象物との間に空気が残留した場合に、前記残留空気の存在を検出するための残留空気検出手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、ゲル部材が透過性を有する材料から構成されるとともに、残留空気検出手段を備え、ゲル部材と試験対象物間の残留空気に起因する変化（例えば、空気の存在による白い領域の発生等）を検出する。
その結果、ゲル部材と試験対象物間の残留空気を減少させられるので、超音波探傷結果の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明に係る超音波探傷試験用治具によれば、配管をはじめとする被溶接部材の溶接部に発生する内部欠陥等を、被溶接部材の余盛上から、超音波探傷プローブにより効率的に検出することができ、ひいては、超音波探傷試験の信頼性を向上することができる
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波探傷装置の概略構成を示す図である。
【図２】一実施形態に係る超音波探傷試験用治具の概略構成を示す平面図である。
【図３】一実施形態に係る超音波探傷試験用治具の概略構成を示す一部断面を含む正面図である。
【図４】一実施形態に係る超音波探傷試験用治具の概略平面図であり、超音波探傷プローブを装着していない状態を示す図である。
【図５】一実施形態に係る超音波探傷試験用治具の凹凸形状部（反射エコー減衰手段）の概略構成を示す図であり、図３に示す丸部分の詳細を示す図である。
【図６】一実施形態に係る超音波探傷試験用治具のゲル部材内に形成された水供給手段及び残留空気検出手段の概略構成を示す一部破断図である。
【図７】一実施形態に係る超音波探傷試験用治具の残留空気検出手段の作用を説明する概略図である。
【図８】一実施形態に係る超音波探傷装置の作用を説明するフロー図である。
【図９】一実施形態に係る超音波探傷治具による超音波探傷プローブの調整方法を説明するフロー図である。
【図１０】一実施形態に係る超音波探傷治具の作用を説明する概略図である。
【図１１】一実施形態に係る超音波探傷治具による超音波探傷プローブの作用を説明する概略図である。
【図１２】従来の超音波探傷の一例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図１から図１１を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
超音波探傷装置１は、図１に示すように、超音波探傷プローブ２と、制御部３と、撮像部４と、パルス発振部５と、受信部６と、表示部７と、アラーム部８と、超音波探傷試験用治具１０とを備えている。
【００３３】
また、超音波探傷装置１は、図２に示すように、超音波探傷プローブ２が超音波探傷試験用治具１０に装着されており、超音波探傷プローブ２は、超音波探傷試験用治具１０にクランプ１１Ｃによって取付けられている。
【００３４】
超音波探傷試験用治具１０は、支持部２２を介して試験対象物Ｗに載置され、ゲル部材１５が試験対象物Ｗに倣って接触した状態で、超音波探傷プローブ２から超音波を照射し、試験対象物Ｗに伝播して反射した反射波を受信して、試験対象物Ｗ内の内部欠陥等を検出するようになっている。
この実施形態において、試験対象物Ｗは、配管等の被溶接部材Ｗ１と、被溶接部材Ｗ１を接合するための溶接部（余盛を含む）Ｗ２から構成されている。
【００３５】
また、超音波探傷プローブ２は、例えば、図３に断面部分に示すように、パルス発振部５及び受信部６と信号線３９Ｂにより接続され、制御部３からの指示によるパルス発振部５のパルス信号により送受信面２Ｔから超音波を照射し、その反射波を受信して反射波信号を受信部６に出力するようになっている。
【００３６】
この実施形態において、超音波探傷プローブ２は、ケーシング２Ａ内に複数の個別振動子２Ｂがリニア状に配列されたフェーズドアレイタイプの超音波探傷プローブとされ、各個別振動子２Ｂは、予め設定されたプログラムにより位相整合されて連続的に振動するようになっている。
【００３７】
フェーズドアレイのプローブを用いることは、複雑な探傷や高精度な探傷を行なうことができる点で好適である。なお、フェーズドアレイタイプ以外のプローブを用いることも可能である。
【００３８】
個別振動子２Ｂは、試験対象物Ｗの検査領域と対応して配置されており、この実施形態における検査領域は、試験対象物Ｗである被溶接部材Ｗ１における溶接部Ｗ２と溶接部Ｗ２の両側の平坦部から構成され、試験対象物Ｗの表面及び底面エコーを取得することが出来るようになっている。
【００３９】
また、超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔとゲル部材１５と、例えば、超音波探傷接触媒質で接続されている。
その結果、超音波探傷プローブ２とゲル部材１５が確実に接続されているので、超音波探傷試験の再現性を向上することができる。
なお、超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔとゲル部材１５とどのように接続するか、例えば、接着により接続するかどうかは任意に設定することができる。
【００４０】
制御部３は、図１に示すように、入力部３１と、メモリ３２と、演算部３３と、ハードディスク装置３４と、出力部３５と、これら相互のデータ等を通信するための通信線３７とを備え、ハードディスク装置３４にはデータベース３４Ａが格納されている。
データベース３４Ａには、例えば、撮像部４が取得した画像を評価するためのデータが格納されている。
【００４１】
入力部３１は、例えば、図示しないキーボード等のデータ入力機器を有していて演算部３３に設定等を出力するとともに、受信部６、ＣＣＤカメラ等の撮像部４と、信号線３８Ａにより接続され、受信部６から入力された反射波信号と撮像部４から入力された撮像信号を、演算部３３に出力するようになっている。
【００４２】
演算部３３は、例えば、メモリ３２のＲＯＭに格納されたプログラムを読み込んで実行し、入力部３１からの信号、データベース等に基づいて算出した超音波探傷試験に関するシーケンス動作（例えば、水供給手段による接触面への水充填、残留空気の検出、超音波探傷試験、検査結果の表示）に関する演算処理をして、演算処理結果に基づく信号を、出力部３５を介して出力するようになっている。
【００４３】
また、演算部３３は、パルス発振部５に超音波照射信号を、出力部３５を介して出力するようになっており、その超音波照射信号は、例えば、個別振動子２Ｂに対するパルス発振に関して、各個別振動子の配列順序に応じてタイミングを順次遅延させて超音波の照射方向を傾斜して送信する、いわゆる電子スキャンニングを行なうようになっている。
【００４４】
また、演算部３３は、撮像部４が撮像したゲル部材１５と試験対象物Ｗ上面の間の画像を、閾値に基づいて二値化することで、残留空気による白い撮像部分の量を算出して、ゲル部材１５と試験対象物Ｗ上面間の残留空気の対象部位における比率を検出し、所定量以上の残留空気が検出された場合には、出力部３５を介してアラーム部８にアラーム信号を出力するようになっている。
なお、二値化に代えて、画像を量子化して濃淡化することで、残留空気の量を検出してもよい。
【００４５】
出力部３５は、表示部７、アラーム部８、アクチュエータ（駆動手段）２４、水供給バルブ１８Ｖと、信号線３８Ｂにより接続され、演算部３３からの指示を、信号線３８Ｂを介して、表示部７、アラーム部８、アクチュエータ２４、水供給バルブ１８Ｖに出力するようになっている。
【００４６】
パルス発振部５は、演算部３３から出力された信号により発振し、発振によるパルス信号を、信号線３９Ｂを介して超音波探傷プローブ２の各個別振動子２Ｂに出力し、各個別振動子２Ｂを振動させることで超音波探傷プローブ２から超音波を照射させるようになっている。
【００４７】
受信部６は、試験対象物Ｗ（内部又は底面）で反射され、超音波探傷プローブ２で受信された反射波信号が信号線３９Ａを介して入力され、Ａ／Ｄ変換した反射波信号を、信号線３８Ａを介して入力部３１に出力するようになっている。
【００４８】
表示部７は、例えば、ＬＣＤからなり、超音波探傷試験により取得した試験対象物Ｗの表面、内部欠陥、内部の界面、底面に関する画像を表示するようになっている。
【００４９】
アラーム部８は、出力部３５から信号線３８Ｂを介して出力された信号により作動するようになっており、この実施形態では、ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間に、所定量以上の残留空気がある場合に警報を発するようになっている。
【００５０】
超音波探傷試験用治具１０は、保持枠体（保持部）１１と、挟持板（保持部）１３と、ゲル部材１５と、水供給手段（液体供給手段）１８と、残留空気検出手段と、一対の支持部２２Ｒ、２２Ｌとを備えており、ゲル部材１５は、保持枠体１１及び挟持板１３により保持され、保持枠体１１が、試験対象物Ｗに支持部２２Ｒ、２２Ｌによって支持されることで、超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔと試験対象物Ｗを音響的に接続するようになっている。また、ゲル部材１５と保持枠体１１は、例えば、二液混合型のエポキシ樹脂接着剤によって接続されている。なお、ゲル部材１５と保持枠体１１を樹脂接着剤によって接続するかどうかは、任意に設定することができる。
【００５１】
保持枠体１１は、図４に示すように、平面視して、長辺側と短辺側において、互いに対向する矩形枠体構造とされており、保持枠体１１の長辺部分１１Ａの略中央には、長辺方向に延在し互いに対向する一対の挟持板１３が配置され、例えば、エアシリンダ１４により互いに接離してゲル部材１５に当接して、ゲル部材１５を保持するようになっている。
また、挟持板１３の左右には、ガイドロッドが配置されており、挟持板１３が保持枠体１１に対して安定して作動することができるようになっている。
【００５２】
また、挟持板１３は、保持枠体１１の長辺部分１１Ａの内寸法よりも短く形成されていて、挟持板１３の端部と保持枠体１１の短辺部分１１Ｂの内面との間には、逃し部（ゲル部材変形許容手段）１６が形成されるようになっている。なお、逃し部１６に変形可能な可撓性を有する部材を設けてもよいし、逃し部１６に代えて、ゲル部材１５の押圧力による変形を許容する他の手段を設けてもよい。
【００５３】
その結果、ゲル部材１５が超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔから押圧力を付加された場合に、ゲル部材１５が逃し部１６側に変形して内部応力が開放されることにより、ゲル部材１５の密度変化が小さくなり、ひいては、ゲル部材１５の音響インピーダンス変化が抑制されるようになっている。
【００５４】
保持枠体１１の内方の短辺部分１１Ｂの面には、例えば、図５（Ａ）に示すように、平面視して保持枠体１１の内方に突出する複数の山形の凸部が配列され、隣り合う凸部の間に谷形の凹部が形成された凹凸形状部（擬似エコー減衰手段）１７が設けられている。
また、ゲル部材１５は、凹凸形状部１７と相補的に形成され、ゲル部材１５は、凹凸形状部１７に嵌挿、配置されている。
【００５５】
その結果、超音波が保持枠体１１内面（例えば、内面角部）で反射されて生じる反射波が、凹凸形状部１７で乱反射されて、擬似エコーの発生が抑制されるようになっている。
なお、図５（Ｂ）に示すように、ゲル部材１５の凹凸形状部１７に、例えば、プラスチックスにより構成された埋め込み部材１７Ａを嵌挿して、ゲル部材１５の凹凸形状部１７を埋め込み部材１７Ａを介して保持枠体１１の平坦部分に保持させることにより、反射波に乱反射を発生させる構成としてもよい。
【００５６】
ゲル部材１５は、柔軟性と弾力性を兼ね備え、例えば、半透明な光が透過可能な、例えば、「ソナゲル」（タキロン社製ポリウレタンゲル、（登録商標、特許第２８９９８０４号））等の物質から構成され、超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔ及び試験対象物Ｗの溶接部Ｗ２の余盛に倣って、送受信面２Ｔ及び溶接部Ｗ２にほぼ密着するようになっている。
【００５７】
また、ゲル部材１５が柔軟性と弾力性を備えていることで、超音波探傷プローブ２をゲル部材１５に押圧するための力が軽減され、その結果、超音波探傷プローブ２を容易かつ効率的にゲル部材１５に密着させることができる。また、ゲル部材１５への押圧力が小さくできることで、ゲル部材１５の密度・音速の変化が抑制され、ひいては、音響インピーダンス、超音波の屈折角の変化を小さくすることができる。
【００５８】
水供給手段１８は、図６に示すように、水供給源Ｓと、水供給バルブ（例えば、流量調整バルブ）１８Ｖと、ゲル部材１５内部を通じて試験対象物Ｗ側の面に開口する水供給路１８Ｒとを備え、水供給源Ｓの水を水供給バルブ１８Ｖにより流量調整し、水供給路１８Ｒを介して、ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間に供給するようになっている。
【００５９】
水供給手段１８により、ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間に水が充填されることで、溶接部Ｗ２の余盛近傍における音響的接続を効率的に行なうことができ、ひいては確実な超音波探傷を行なうことができる。
ゲル部材１５が、水に近い音響インピーダンスである場合、ゲル部材１５と水との間での超音波の屈折が抑制される点で好適である。
なお、水に代えて、ゲル部材１５、試験対象物Ｗの音響インピーダンスを考慮して、ジェル、油等、他の液体（流動体）を適用してもよい。
【００６０】
また、超音波探傷試験用治具１０は、残留空気検出手段を備えており、残留空気検出手段を構成する、例えば、ＣＣＤカメラ（撮像部４に相当）１９がゲル部材１５の外方近傍に配置されている。
ＣＣＤカメラ１９は、図７に示すように、ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間をゲル部材１５の外側から撮像して残留空気Ｑを検出するようになっている。
【００６１】
また、ＣＣＤカメラ１９で撮像した画像は、制御部３において二値化処理されて、撮像した領域における白く見える部分の比率が、閾値より大きい場合には、ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間に空気が残留しているものとして、アラームを出力するようになっている。
【００６２】
支持部２２（２２Ｒ、２２Ｌ）は、正面視して、左右に一つずつ（一対）配置され、それぞれ支持部２２Ｒ、２２Ｌには、試験対象物Ｗに対して進退可能なアクチュエータ（駆動手段）２４Ｒ、２４Ｌが内蔵されている。
その結果、各支持部２２Ｒ、２２Ｌは、制御部３からの信号によりアクチュエータ２４Ｒ、２４Ｌが進退して、試験対象物Ｗに対する保持枠体１１及び超音波探傷プローブ２の傾斜角を変化させて、試験対象物Ｗの表面に対する超音波探傷プローブ２の向きを変化させることができるようになっている。
【００６３】
この実施形態において、支持部２２は、余盛上に配置した超音波探傷プローブ２から照射した超音波の底面エコーの平均値を最大とするように超音波探傷プローブ２の傾斜角を制御することで、超音波探傷プローブ２を垂直探傷法に適した向きに向けるようになっている。また、底面エコーの平均値を最大とするために、傾斜角を制御せずに超音波探傷プローブから照射する超音波の角度を制御してもよい。
【００６４】
アクチュエータ２４Ｒ、２４Ｌは、制御部３の指示により駆動され、送受信面２Ｔが検出する試験対象物Ｗの底面エコーに基づいて制御されるようになっている。
具体的には、アクチュエータ２４Ｒ、２４Ｌは、制御部３からの指示により、超音波探傷プローブ２が検出する試験対象物Ｗの底面エコーの平均値が最大値となるように、保持枠体１１の向きを調整するようになっている。
【００６５】
次に、図８を参照して、超音波探傷試験用治具１０を用いて超音波探傷をする手順について説明する。
１）まず、試験対象物Ｗに超音波探傷試験用治具１０を載置し、超音波探傷試験用治具１０が試験対象物Ｗの検査部位にセットされていることを確認する（Ｓ１）。
この確認作業は、人手によってもよいし、位置決めセンサ等を用いてもよい。
２）次に、演算部３３は、水供給バルブ１８Ｖを作動させて、ゲル部材１５の水供給路１８Ｒを介して水を供給する（Ｓ２）。
ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間に水が充填されると、ゲル部材１５と試験対象物Ｗ間から空気が排出される。
３）次いで、演算部３３は、撮像部４により、ゲル部材１５と試験対象物Ｗの間を撮像する（Ｓ３）。
４）演算部３３は、撮像部４が撮像した画像を、二値化して白く表示される領域の比率を算出する。（Ｓ４）。
５）次いで、演算部３３は、白く表示された領域の比率を、データベース３４Ａに格納された予め設定した閾値に参照して比較し、ゲル部材１５と試験対象物Ｗ間の残留空気が許容範囲かどうかを判定する（Ｓ５）。
残留空気が許容範囲である場合にはＳ６に移行し、許容範囲外である場合にはＳ８に移行する。
６）演算部３３は、サブルーチンを実行して、超音波探傷プローブ２が垂直探傷法に適した向きとなるように、超音波探傷試験用治具１０の向きを調整する（Ｓ６）。
７）サブルーチンを実行した際に取得した底面エコーの平均値が最大となるときの超音波探傷結果を画像に表示する（Ｓ７）。なお、画像とともに、内部欠陥の有無や閾値と対比して合否判定を出力してもよい。
８）演算部３３は、アラームを出力する（Ｓ８）。アラームを出力したらＥＮＤに移行する。
【００６６】
次に、図９、図１０を参照して、サブルーチンにおける超音波探傷試験治具の作用について説明する。
サブルーチンを開始する際、超音波探傷試験用治具１０は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、正面視して、左側がわずかに低く（初期値傾斜角θ（０）は、マイナスの値）傾斜するようにアクチュエータ２４が制御されている。
そして、サブルーチンを開始後、傾斜角θ（ｎ）を増加して、アクチュエータ２４Ｌを伸ばすとともにアクチュエータ２４Ｒを短くして、左側を漸次高くし、底面エコーの平均値Ｇ（ｎ）が増加から減少に転じる際に、底面エコーの平均値Ｇ（ｎ）が最大となることに基づいて制御される。
なお、傾斜角の初期値傾斜角θ（０）は、被溶接部材Ｗ１の設計形状や形状のばらつきに基づいて、適した数値を設定するものとする。
【００６７】
１）まず、  傾斜角θ（ｎ）、初期値ｎ  ←  ０を設定する（Ｓ１０１）。
２）次に、演算部３３は、傾斜角θ（ｎ）において、超音波探傷プローブ２から超音波を照射する。（Ｓ１０２）。
３）次いで、演算部３３は、傾斜角θ（ｎ）において照射した超音波を受信する（Ｓ１０３）。
４）演算部３３は、傾斜角θ（ｎ）における予め設定した各検出位置の反射波の強度、および平均値Ｇ（ｎ）を算出する（Ｓ１０４）。
５）次いで、演算部３３は、傾斜角θ（ｎ）における超音波探傷の画像をメモリ３２に格納する（Ｓ１０５）。
反射波の平均値Ｇ（ｎ）  ≦  反射波の平均値Ｇ（ｎ−１）
が成立する場合はサブルーチンを終了し、成立しない場合はＳ１０６に移行する。
なお、初期値ｎ＝０において、上記判断は行なわないものとする。
６）次いで、演算部３３は、傾斜角θ（ｎ）における反射波の平均値Ｇ（ｎ）と、一つ前の傾斜角θ（ｎ−１）における底面エコーの平均値Ｇ（ｎ−１）とを比較する（Ｓ１０６）。
反射波の平均値Ｇ（ｎ）  ≦  反射波の平均値Ｇ（ｎ−１）
が成立する場合はサブルーチンを終了し、成立しない場合はＳ１０６に移行する。なお、初期値ｎ＝０において、上記判断は行なわないものとする。
７）平均値Ｇ（ｎ）≦平均値Ｇ（ｎ−１）が成立しない場合には、ｎをｎ＋１とする（Ｓ１０７）。
８）演算部３３は、ｎをｎ＋１に置き換えたら、アクチュエータ２４Ｌを伸ばすとともにアクチュエータ２４Ｒを短くして、保持枠体１１及び超音波探傷プローブ２の向きを新たな傾斜角θ（ｎ）に対応させる（Ｓ１０８）。
Ｓ１０５において、  反射波の平均値Ｇ（ｎ）  ≦  反射波の平均値Ｇ（ｎ−１）
が成立するまで、２）から８）を繰り返して実行する。
図８に示したフロー図（Ｓ７）では、Ｓ１０５でメモリ３２に格納された画像が表示される。
なお、１）から８）の実行に際して、演算部３３は、データベース３４Ａを参照してもよいし、傾斜角θ（ｎ）、ｎ、Ｇ（ｎ）等の値が適宜メモリ３２に格納される。
【００６８】
次に、図１０、図１１を参照して、超音波探傷試験用治具１０による超音波探傷プローブ２の向きの調整について説明する。
図１０（Ａ）は、上述のように、超音波探傷試験用治具１０により超音波探傷プローブ２の向きの調整を開始する際の、傾斜角θ（０）における超音波探傷画像を示す図であり、反射波が直進しないため、弱い底面エコーが得られている。底面エコーの強さは、エコーを表示する線の濃淡により表現されている。
【００６９】
一方、図１０（Ｂ）は、アクチュエータ２４Ｒ、２４Ｌを駆動して、支持部２２Ｒ、２２Ｌにより超音波探傷プローブ２を試験対象物Ｗに垂直な向きに向けている。したがって、反射波が直進して、強い底面エコーが得られている。
【００７０】
図１１は、図９に示したサブルーチンにおける反射波の画像を示す図であり、図１１（Ａ）は図１０（Ａ）に対応する図を示している。
グラフ下側に示した数値は、反射波をサンプリングした各位置における反射波の強度を示しており、右端の数値はその平均値Ｇ（ｎ）を示している。この事例では、例えば、平均値Ｇ（ｎ）は５７とされている。
図１１（Ｂ）は、超音波探傷試験用治具１０による超音波探傷プローブ２の向きを調整し、超音波探傷プローブ２の向きを調整することで、反射波の強度の平均値Ｇ（ｎ）が、例えば、５７から６０に漸次増加したものとする。
図１１（Ｃ）は、超音波探傷試験用治具１０による超音波探傷プローブ２の向きを調整して平均値Ｇ（ｎ）が６０に増加した後、さらに超音波探傷プローブ２の向きを調整することで、反射波の強度の平均値Ｇ（ｎ）が５９に減少し、平均値Ｇ（ｎ）が増加から減少に転じたことを示している。
すなわち、図１１（Ｂ）の平均値Ｇ（ｎ）＝６０におけるθ（ｎ）（図１１（Ｃ）におけるθ（ｎ−１））のときに、反射エコーは最大である。したがって、図１１（Ｂ）において取得した超音波探傷の画像を、試験対象物Ｗの超音波探傷結果として表示することになる。
【００７１】
超音波探傷試験用治具１０によれば、超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔと試験対象物Ｗとが、ゲル部材１５により音響的に接続されるので、超音波の伝播が効率的に行なわれる。
また、超音波探傷プローブ２により内部欠陥等を余盛上から、効率的に検出することができる。
その結果、超音波探傷試験の信頼性を向上することができる。
【００７２】
超音波探傷装置１及び超音波探傷試験用治具１０によれば、ゲル部材１５と試験対象物Ｗ間の残留空気を検出することができるので、ゲル部材１５と試験対象物Ｗ間に残留空気が存在する状態での超音波探傷試験が抑制され、超音波探傷試験の再現性、信頼性を向上することができる。
【００７３】
超音波探傷装置１及び超音波探傷試験用治具１０によれば、支持部２２Ｒ、２２Ｌにより、ゲル部材１５及び超音波探傷プローブ２の向きを底面エコーに対して略垂直とすることができる。
また、アクチュエータ２４Ｒ、２４Ｌにより、支持部２２Ｒ、２２Ｌの双方が進退するので、超音波探傷プローブ２と試験対象物Ｗの検査部位の相対的高さを維持しながら、超音波探傷プローブ２の向きを調整することができる。
なお、支持部２２Ｒ、２２Ｌのいずれか一方のみを進退可能に構成して、超音波探傷プローブ２の向きを調整してもよい。
【００７４】
また、超音波探傷装置１及び超音波探傷試験用治具１０によれば、フェーズドアレイタイプの超音波探傷プローブ２を用いる場合であっても、水槽等が必要とされないため、局部水浸法等に比較してメンテナンス性が向上し、超音波探傷試験を高率的かつ容易に行なうことができる。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
例えば、上記実施の形態においては、超音波探傷プローブ２が格納される枠体とゲル部材１５とを接着剤により接続し、超音波探傷プローブ２が枠体に取付けられる場合について説明したが、枠体に代えて又は枠体とともに、ゲル部材１５と超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔとを接着剤により接続してもよいし、又は超音波探傷プローブ２の送受信面２Ｔとゲル部材１５とを接続しない構成としてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態においては、超音波探傷試験用治具１０が、水供給手段１８と、残留空気検出手段を構成するＣＣＤカメラ１９とを備える場合について説明したが、超音波探傷試験用治具１０が、水供給手段１８、残留空気検出手段を備えるかどうかは、任意に設定可能であり、水供給手段１８、残留空気検出手段の双方を備えない構成としてもよいし、いずれか一方のみを備える構成としてもよい。
【００７７】
また、この発明に係るプログラムの概略構成の一例をフロー図、ブロック図として示したが、上記フロー図又はブロック図以外の方法（アルゴリズム）を用いてプログラムを構成してもよい。
【００７８】
また、上記実施の形態においては、超音波探傷試験用治具１０が、試験対象物Ｗの底面エコーに基づいて回動される場合について説明したが、超音波探傷プローブ２の向きを調整するための駆動手段を設けるかどうかは、任意に設定することができる。
また、保持枠体１１により超音波探傷プローブ２の向きを調整する場合に、支持部２２Ｒ、２２Ｌのいずれか一方のみをアクチュエータ等の駆動手段により進退させてもよい。
【００７９】
また、上記実施の形態においては、擬似エコー減衰手段として、凹凸形状部を備える場合について説明したが、凹凸形状部の配置は任意に設定することができる。
擬似エコーを減衰するために、例えば、ピン状の突起部等他の手段を用いてもよいことはいうまでもない。
また、反射エコー減衰手段を設けない構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
超音波探傷探傷治具を用いて超音波探傷をすることにより、溶接部材をはじめとする溶接部の内部欠陥を、余盛上から効率的かつ信頼性を向上して超音波探傷することができるので、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
Ｗ  試験対象物
１  超音波探傷装置
２  超音波探傷プローブ
２Ｔ  送受信面
３  制御部
４  撮像部（残留空気検出手段）
１１  保持枠体（保持部）
１３  挟持板（保持部）
１５  ゲル部材
１６  逃し部（ゲル部材変形許容手段）
１７  凹凸形状部（擬似エコー減衰手段）
１８  水供給手段（液体供給手段）
１９  ＣＣＤカメラ（残留空気検出手段）
２２、２２Ｒ、２２Ｌ  支持部
２４、２４Ｒ、２４Ｌ  アクチュエータ（駆動手段）
【図１】
2012078322.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】
2012078322.tif 000011
【図１０】
2012078322.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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