(57)【要約】【課題】ガイド波を用いた検査方法において、ノイズ信号を限りなくゼロに近づけ、他のモードに起因する波形を削除し、欠損部位の反射波をさらに強調する。【解決手段】棒状または管状である計測対象の検査体７中をその長手方向に伝搬するガイド波１を発生させ、ガイド波１の反射波２を検出し、この反射波２に基づいて検査体７を検査するガイド波１を用いた検査方法であって、コイル３ａ、５ａに交流電圧を印加することにより計測対象の検査体７にガイド波１を発生させ、かつ、このガイド波１が欠損部位１０で反射した反射波２を所定の距離を離した複数の検出部位Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３で検出して記憶し、その記憶した複数の反射波２をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、同じ位相に位置を揃えた複数の反射波２を互いに乗算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状または管状である計測対象の検査体中をその長手方向に伝搬するガイド波を発生させ、該ガイド波の反射波を検出し、この反射波に基づいて該検査体を検査するガイド波を用いた検査方法であって、
（Ａ）コイルに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体に前記ガイド波を発生させ、かつ、このガイド波が欠損部位で反射した反射波を所定の距離を離した複数の検出部位で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波を互いに乗算する、ことを特徴とするガイド波を用いた検査方法。
【請求項２】
前記（Ｂ）の前に、
（ａ）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ）複数の前記ガイド波の検出時点の時間差から前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間を予め求め記憶し、
（ｃ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のガイド波を用いた検査方法。
【請求項３】
前記（Ｂ）の前に、
（ａ’）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ’）同じ時間軸上において、一の前記ガイド波を他のガイド波に対して移動させ、
（ｃ’）この状態で、移動後の一のガイド波の波形数値と他のガイド波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ’）（ｂ’）と（ｃ’）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ’）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一のガイド波が（ａ’）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ’）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のガイド波を用いた検査方法。
【請求項４】
前記（Ｂ）の前に、
（ａ”）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記反射波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ”）同じ時間軸上において、一の前記反射波を他の反射波に対して移動させ、
（ｃ”）この状態で、移動後の一の反射波の波形数値と他の反射波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ”）（ｂ”）と（ｃ”）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ”）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一の反射波が（ａ”）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記反射波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ”）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う、ことを特徴とする請求項１に記載のガイド波を用いた検査方法。
【請求項５】
複数の前記検出部位に配置された複数の受信センサにより前記（ａ）、（ａ’）、または（ａ”）と（Ａ）を行う、ことを特徴とする請求項２から４に記載のガイド波を用いた検査方法。
【請求項６】
前記検査体上を前記検査体の長手方向に位置を変える受信センサにより前記（ａ）、（ａ’）、または（ａ”）と（Ａ）を行う、ことを特徴とする請求項２から４に記載のガイド波を用いた検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状または棒状の検査体の検査方法に関する。より詳しくは、本発明は、計測対象の検査体中をその長手方向に伝搬する音波であるガイド波を発生させ、ガイド波の反射波を検出し、この反射波に基づいて検査体を検査するガイド波を用いた検査方法に関する。なお、ガイド波の周波数は、例えば、１ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ（一例では、３２ｋＨｚ、６４ｋＨｚ、１２８ｋＨｚなど）である。
【背景技術】
【０００２】
ガイド波は、例えば、検査体に巻いたコイルに交流電流を流すことで発生させられる。検査体に巻いたコイルに交流電流を流すと、交流磁場が発生する。この交流磁場による磁力を利用して、検査体を振動させ、これにより音波の一種であるガイド波を発生させる。発生・発振したガイド波は、検査体中をその長手方向に沿って伝搬していく。
【０００３】
ガイド波の反射波を検出することで、検査体の健全性を検査する。ガイド波は、検査体における不連続部や、円周方向に関する検査体の断面積変化などによって反射波として反射される。この反射波をガイド波の発振箇所において検出することで、検査体の健全性を検査する。検査体の健全性の検査として、例えば、検査体のきずまたは腐食などの欠損部分の有無を検査する。
【０００４】
ガイド波として、例えば、Ｌモード（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｍｏｄｅ）のガイド波や、Ｔモード（Ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  ｍｏｄｅ）のガイド波がある。Ｌモードのガイド波は、その伝搬方向に振動しながら検査体中を伝搬し、Ｔモードのガイド波は、検査体をねじるように振動しながら検査体中を伝搬する。
【０００５】
このようなガイド波は、一般の音波検査で用いる音波と比較して、減衰が少なく、検査体の広範囲にわたって検査体の健全性を検査できる。一般の音波検査において使用する音波は、例えば、鋼中横波の場合、周波数が５ＭＨｚと高く、波長が約０．６ｍｍと小さいため、減衰しやすい。これに対し、上述のようなガイド波は、例えば、周波数が３２ｋＨｚと低く、波長が１００ｍｍ程度と大きいので、減衰しにくい。
【０００６】
本願の先行技術文献として、例えば下記の特許文献１がある。
【０００７】
また、特定方向からのパルス圧縮信号のみを選択的に増幅抽出するため、ガイド波を受信する際に、基準となる受信センサと他の受信センサとの距離に応じて、パルス圧縮信号の時間の遅れを補正し、各信号を加え合わせる方法がある。該方法の先行技術文献として、例えば下記の特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−３６５１６号公報
【特許文献２】特開２００７−１２１０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来においては、検査体が土中に埋められているような場合には、土中によるガイド波の減衰が大きくなり、ガイド波の送信エネルギーを大きくせざるをえないため、ノイズ信号が増大してしまう。そのため、様々なモードに起因する波長を受信センサが多数検出してしまい、ノイズの多い探傷となることが多かった。
また、各々の受信センサが受信した各信号を加え合わせても、ノイズ信号が消えるわけではないので、従来の方法では、多数のノイズ信号の中に存在するわずかに振幅の大きい波長を欠損部分の反射波として認識せざるをえなかった。しかし、反射波の振れ幅は欠損部位の断面積に比例するため、探傷により得られた波形が、ノイズ信号なのか、断面積の小さな欠損部位の反射波か否かの判断は、極めて困難であった。また、波長を読み取る技術には熟練が必要であり、判断を誤るおそれがあった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ガイド波を用いた検査方法において、ノイズ信号を限りなくゼロに近づけ、他のモードに起因する波形を削除し、欠損部位の反射波をさらに強調することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明によると、棒状または管状である計測対象の検査体中をその長手方向に伝搬するガイド波を発生させ、該ガイド波の反射波を検出し、この反射波に基づいて該検査体を検査するガイド波を用いた検査方法であって、
（Ａ）コイルに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体に前記ガイド波を発生させ、かつ、このガイド波が欠損部位で反射した反射波を所定の距離を離した複数の検出部位で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波を互いに乗算する、ことを特徴とするガイド波を用いた検査方法が提供される。
【００１２】
また、前記（Ｂ）の前に、
（ａ）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ）複数の前記ガイド波の検出時点の時間差から前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間を予め求め記憶し、
（ｃ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う。
【００１３】
また、別の方法では、前記（Ｂ）の前に、
（ａ’）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ’）同じ時間軸上において、一の前記ガイド波を他のガイド波に対して移動させ、
（ｃ’）この状態で、移動後の一のガイド波の波形数値と他のガイド波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ’）（ｂ’）と（ｃ’）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ’）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一のガイド波が（ａ’）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ’）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う。
【００１４】
さらに、別の方法では、前記（Ｂ）の前に、
（ａ”）前記検査体中を伝搬する前記ガイド波を発生させ、かつ前記反射波を複数の前記検出部位で検出して記憶し、
（ｂ”）同じ時間軸上において、一の前記反射波を他の反射波に対して移動させ、
（ｃ”）この状態で、移動後の一の反射波の波形数値と他の反射波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値として記憶し、
（ｄ”）（ｂ”）と（ｃ”）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得し、
（ｅ”）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一の反射波が（ａ”）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記反射波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶し、
（ｆ”）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記（Ｂ）を行う。
【００１５】
また、複数の前記検出部位に配置された複数の受信センサにより前記（ａ）、（ａ’）、または（ａ”）と（Ａ）を行う。
【００１６】
また、前記検査体上を前記検査体の長手方向に位置を変える受信センサにより前記（ａ）、（ａ’）、または（ａ”）と（Ａ）を行う。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明によると、（Ａ）コイルに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体に前記ガイド波を発生させ、かつ、このガイド波が欠損部位で反射した反射波を所定の距離を離した複数の検出部位で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波を互いに乗算するので、一つの検出部位で検出した反射波の波形データにノイズ信号が存在しても、他の検出部位で検出した反射波の波形データにノイズ信号が存在しないことにより掛け合わせた結果がゼロに近づく。また、欠損部位の反射信号である反射波は、掛け合わせることにより増幅する。そのため、欠損部位の反射信号を強調することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態によるガイド波を用いた検査方法に使用可能な検査装置の構成例を示す。
【図２】本発明の第１実施形態によるガイド波を用いた検査方法示すフローチャートである。
【図３】受信センサがガイド波を検出したときの本発明の第１実施形態による検査装置の説明図である。
【図４】受信センサがガイド波と反射波を検出したときの本発明の第１実施形態による検査装置の説明図である。
【図５】第１実施形態をＴモードのガイド波で実験した実測値を表す図である。
【図６】ステップ２とは別の検査体を伝搬するガイド波の伝搬時間の求め方の説明図である。
【図７】実測値から求めた波形データ、それを加算波形データ、乗算波形データを表す図である。
【図８】従来技術の反射波の波形と本発明の反射波の乗算波形データとの比較図である。
【図９】本発明の第２実施形態によるガイド波を用いた検査方法に使用可能な検査装置の構成例とその模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２０】
[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態によるガイド波１を用いた検査方法に使用可能な検査装置３の構成例を示す。（Ａ）はＬモードの検査装置３の構成例を示す。（Ｂ）は、Ｔモードの検査装置３の構成例を示す。
図１（Ａ）の検査装置３は、金属、ガラス、樹脂などで形成された計測対象の検査体７中をその長手方向に伝搬するＬモードのガイド波１を発生させ、該ガイド波１の反射波２を検出し、この反射波２に基づいて該検査体７を検査するための装置である。また、（Ｂ）の検査装置５は、金属、ガラス、樹脂などで形成された計測対象の検査体７中をその長手方向に伝搬するＴモードのガイド波１を発生させ、該ガイド波１の反射波２を検出し、この反射波２に基づいて該検査体７を検査するための装置である。検査装置３、５は、コイル３ａ、５ａ、磁石３ｄまたは強磁性金属板５ｄである強磁性部材６、交流電源３ｂ、５ｂから構成される送信センサＴ１と、コイル３ａ、５ａ、強磁性部材６、検出部３ｃ、５ｃから構成される複数の受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３からなる。
【００２１】
検査体７は、管状または棒状のものである。例えば、管状の検査体７としては、内部に流体が流れる配管であってもよいし、棒状の検査体７としては、グラウンドアンカーやアンカーボルトや鉄筋などであってもよい。
【００２２】
Ｌモードを例にすると、送信センサＴ１のコイル３ａは、検査体７に巻かれる。磁石３ｄは、検査体７の軸方向に関して、コイル３ａの一方側にＮ極９が位置し、コイル３ａの他方側にＳ極１１が位置し、当該Ｎ極９とＳ極１１でコイル３ａを挟むように配置される。また、これらＮ極９とＳ極１１が、適宜の手段により、検査体７の外周面に対し、検査体７の中心軸に向けて押し付けられるように当該外周面に固定される。
【００２３】
このようにコイル３ａと磁石３ｄを設けた状態で、交流電源３ｂが、コイル３ａに交流電流を流すことで、Ｌモードのガイド波１が検査体７中に発生し、かつ、当該ガイド波１が検査体７の長手方向に伝搬していく。このように伝搬していったガイド波１が、検査体７におけるきずや腐食（減肉）などの欠損部位１０で反射して、受信センサ側へ伝搬して戻って来る。
受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３にも、送信センサＴ１と同様に、コイル３ａが検査体７に巻かれている。磁石３ｄは、検査体７の軸方向に関して、コイル３ａの一方側にＮ極９が位置し、コイル３ａの他方側にＳ極１１が位置し、当該Ｎ極９とＳ極１１でコイル３ａを挟むように配置される。また、これらＮ極９とＳ極１１が、適宜の手段により、検査体７の外周面に対し、検査体７の中心軸に向けて押し付けられるように当該外周面に固定される。そして、検出部３ｃは、コイル３ａの両端間の電圧を検出できるようにコイル３ａに接続されている。受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３に取り付けられた検出部３ｃは、反射波２がコイル３ａの巻かれた検査体７部分に到達することでコイル３ａの両端間に発生する電圧を検出する。
【００２４】
なお、図１（Ｂ）に示すように、検査装置５の送信センサＴ１は、検査体７に巻きつけた強磁性金属板５ｄにコイルを巻きつけ、そのコイルに交流電圧を印加することによりＴモードのガイド波が発生する。そして、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、送信センサＴ１と同様に、検査体７に巻きつけた強磁性金属板５ｄにコイルが巻きつけられており、検出部５ｃが、コイル５ａの両端間の電圧を検出できるようにコイル５ａに接続されている。
【００２５】
また、本発明は、強磁性部材６により形成される振動子と、該振動子に巻かれ交流電圧が印加されるコイルとからなる小型のＬモードガイド波センサにおいても使用することができる。
【００２６】
図２は、本発明の第１実施形態によるガイド波１を用いた検査方法示すフローチャートである。図３は、受信センサがガイド波１を検出したときの本発明の第１実施形態による検査装置の説明図である。図３（Ａ）は本発明の第１実施形態による検査装置３の模式図である。図３（Ｂ）は各受信センサにより検出されたガイド波１を記憶した波形データを表す図である。図４は、受信センサがガイド波１と反射波２を検出したときの本発明の第１実施形態による検査装置の説明図である。図４（Ａ）は、本発明の第１実施形態による検査装置３の模式図である。図４（Ｂ）は、各受信センサにより検出されたガイド波１と反射波２を記憶した波形データを表す図である。図４（Ｃ）は、（Ｂ）の波形データを加工した図である。
【００２７】
図２のステップＳ１において、計測対象の検査体７中を伝搬するガイド波１を発生させ、かつ、前記検査体上に所定の距離を離した複数の検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に配置された受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３により、このガイド波１を直接伝搬パルス波形ｐ１、ｐ２、ｐ３として検出し、このガイド波１が欠損部位１０で反射した反射波２を複数の前記受信センサで、きずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３として検出し、各波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３として記憶する。
受信センサは、図３（Ａ）に示すように、送信センサＴ１から所定の距離を離して配置されている。すなわち、本実施形態では、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３と送信センサＴ１は、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３離れており、受信センサＲ１からＲ３に行くにつれて送信センサＴ１から遠くなる配置となっている。そのため、送信センサＴ１から各受信センサにガイド波１が到達する時間はそれぞれ異なり、受信センサが送信センサＴ１から離れるほど到達時間は長くかかる。
各受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３から検出された直接伝搬パルス波形ｐ１、ｐ２、ｐ３と、それぞれ記憶された波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３は図３（Ｂ）に示すとおりである。
【００２８】
また、図４（Ａ）に示すように、検査体７にきずや腐食などの欠損部位１０が存在する場合、その欠損部位１０で反射したガイド波１が反射波２となり、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３で受信される。そして、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３の各々で受信された反射波２は、それぞれ波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３として記憶される。
すなわち、波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３には、直接伝搬パルス波形の後に、欠損部位１０の存在を示すきずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３と、ノイズ信号（図示せず）が記される。
上述したように、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、所定の距離を離して検査体７に設置されている。そのため、反射波２を受信する時間は、受信センサＲ３、Ｒ２、Ｒ１の順に速くなる。
【００２９】
ステップＳ２において、前記波形データにおける複数の直接伝搬パルス波形の検出時点の時間差からガイド波１が検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３間を伝搬する伝搬時間を予め求めて記憶する。
具体的には、図３（Ｂ）に示された波形データＰ１、Ｐ２、Ｐ３を用いて、受信センサＲ１と受信センサＲ２との間をガイド波１が伝搬する伝搬時間Δｔ１を、直接伝搬パルス波形ｐ１の起点と直接伝搬パルス波形ｐ２の起点との時間軸上の距離を測定することにより求める。同様に、伝搬時間Δｔ２は、直接伝搬パルス波形ｐ１の起点と直接伝搬パルス波形ｐ３の起点との距離を測定することにより求める。
すなわち、図３（Ｂ）において、受信センサＲ１と受信センサＲ２までのガイド波１の伝搬時間Δｔ１は、直接伝搬パルス波形ｐ１の前端から直接伝搬パルス波形ｐ２の前端までの距離により表されている。同様に、受信センサＲ１と受信センサＲ３までの伝搬時間Δｔ２は、直接伝搬パルス波形ｐ１の前端から直接伝搬パルス波形ｐ３の前端までの距離により表される。
したがって、これらの伝搬時間から、ガイド波１の音速ｖを数式（１）と数式（２）で求めることができる。数式（１）と数式（２）はΔｔ１を例とする。
Δｔ１＝（Ｌ１−Ｌ２）／ｖ        ・・・（１）
ｖ＝（Ｌ１−Ｌ２）／Δｔ１        ・・・（２）
受信センサＲ１と受信センサＲ３の距離と伝搬時間Δｔ２から音速を求める方法も、上記と同様である。
【００３０】
また、図４（Ｂ）に示すように、受信センサＲ１がきずからの反射波形ｑ１を検出する時点と、受信センサＲ３がきずからの反射波形ｑ３を検出する時点の時間差は、伝搬時間Δｔ２である。同様に、受信センサＲ１がきずからの反射波形ｑ１を検出する時点と、受信センサＲ２がきずからの反射波形ｑ２を検出する時点の時間差は、伝搬時間Δｔ１である。
【００３１】
ステップＳ３において、受信センサで検出した複数の波形データの時間軸上の座標をステップＳ２で取得した伝搬時間移動させることにより、複数の反射波をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶する。
図４（Ｃ）において、受信センサＲ１により得られた波形データＰ１に、その他の波形データの位相を合わせるとした場合、波形データＰ３を伝搬時間Δｔ２、そして波形データＰ２を伝搬時間Δｔ１、伝搬時間の大きい側（図４（Ｃ）においては、右側）に移動させる。これにより、きずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３の位相を同じ時間軸上に揃え、きずからの反射波形ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３とする。位相を揃えた波形データを波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３として記憶する。
【００３２】
ステップＳ４において、ステップＳ３で同じ位相に位置を揃えた複数の前記波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３を互いに乗算し、乗算波形データとし記憶する。
すなわち、きずからの反射波形ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３を各時点のそれぞれの波形振幅の値を互いに掛けることにより、きずからの反射波形は強調され、ＳＮ比を改善することができる。また、ノイズ信号は、ランダムに出現するため、一つの波形データに出現しても、他の波形データには存在しない。したがって、波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３を互いに掛けることにより、きずからの反射波形ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３以外の部位のノイズ信号は限りなくゼロに近づく。
【００３３】
ガイド波１は、波のモードによって音速が異なり、種々の音速を持つ波が存在することが知られている。図４（Ｂ）で、きずや腐食部などからくるガイド波１（反射波２）が、送信されたガイド波１のモードと同一で同じ音速を持つ場合には、図３（Ｂ）のΔｔ１及びΔｔ２は、図４（Ｂ）と同一の値となり、図４（Ｃ）のように本発明の処理により波の位相を揃えることができる。
しかし、ガイド波１は、きずなどの反射などにおいて、波のモードを変化させ、音速の異なる波が発生しノイズ信号を形成することになる。これらの音速の異なる波を受信した場合には、図４（Ｂ）におけるΔｔ１及びΔｔ２は、図３（Ｂ）のΔｔ１及びΔｔ２に一致しなくなる。従って、図４（Ｃ）の処理をした場合に三つの波の位相が揃うことはなく、掛け合わせることでこれらのノイズ信号は除去されることになる。
【００３４】
なお、ステップＳ１において、反射波２を複数の前記受信センサで、きずからの反射波形ｑ１、ｑ２、ｑ３として検出する過程は、ステップＳ１とは別に行っても良い。その過程を仮にステップＳ５とした場合、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ５、ステップＳ３、ステップＳ４の手順となる。
なお、その際、送信センサＴ１と受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、ステップＳ１で配置した位置と同じでなければならない。
【００３５】
また、第１実施形態は、Ｌモードを用いて説明したが、Ｔモードを用いる場合も同様である。
【００３６】
図５は第１実施形態をＴモードのガイド波１で実験した実測値を表す図である。（Ａ）は、実験時の送信センサＴ１と受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及び人工きず１０の位置関係を示す。
図５（Ａ）に示す通り、実験は、５５００ｍｍの検査体７で行った。一方の端面から１０００ｍｍの位置に人工きず１０を設け、他方の端面から５００ｍｍ毎に送信センサＴ１、受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３の順に検査装置５を設置した。
図５（Ｂ）は、ガイド波１を発生させることにより、受信センサで受信した波形であり、送信波形ｋ１、ｋ２、ｋ３、送信センサＴ１で送信されたガイド波１を受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３で直接受信した直接伝搬パルス波形ｐ１、ｐ２、ｐ３、きずおよび端面から反射し受信センサＲ１、Ｒ２、Ｒ３で受信した反射波形を表す図である。波形データは上から順に、Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１となっている。また、受信センサＲ３で得たデータで説明すると、波形は左から順に、送信波形ｋ３、直接伝搬パルス波形ｐ３、きずからの反射波形ｑ３、端面からの反射波形ｕ３と端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形ｍ３などの信号である。その他の受信センサＲ１、Ｒ２で得たデータの波形も同様である。
【００３７】
図６は、ステップ２とは別の、検査体７を伝搬するガイド波１の伝搬時間の求め方の説明図である。図６（Ａ）は図５（Ｂ）の波形データＰ１とＰ２の拡大図であり、太線が直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２である。上の波形が直接伝搬パルス波形ｐ２であり、下の波形が直接伝搬パルス波形ｐ１である。
ステップ２とは別の伝搬時間の求め方は、（１）〜（６）の手順により求められる。
（１）前記検査体中を伝搬するガイド波を発生させ、かつ該ガイド波を複数の前記検出部位で検出して記憶する。
（２）同じ時間軸上において、一の前記ガイド波を他のガイド波に対して移動させる。
（３）この状態で、移動後の一のガイド波の波形数値（振幅値）と他のガイド波の波形数値とを時間軸上の同じ各座標において掛け合わせて得た値の和を波形相関値とし、記憶する。
（４）（２）と（３）を繰り返して多数の前記波形相関値を取得する。
（５）前記波形相関値の最大値を得たときの前記移動後の一のガイド波が（１）で検出された時点から移動した時間軸上の距離を前記ガイド波が前記検出部位間を伝搬する伝搬時間として記憶する。
（６）前記ステップＳ１で記憶した複数の前記反射波の時間軸上の座標を前記伝搬時間移動させることにより前記ステップＳ３を行う。
すなわち、図６（Ａ）において、まず、波形データＰ１の時間軸を調整し、波形データＰ２の直接伝搬パルス波形ｐ２に対して、波形データＰ１の直接伝搬パルス波形ｐ１を徐々に近づける。直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２とは、同じ時間軸幅ｘである。直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２の同じ時間軸上にある波形数値を互いに掛け合わせて得た値の和が波形相関値である。そして、波形データＰ１の時間軸上の移動と波形相関値の算出を繰り返した結果が、図６（Ｂ）のグラフとなる。
つまり、図６（Ｂ）は（Ａ）で得られた直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２の波形相関値と直接伝搬パルス波形ｐ１を移動した伝搬時間との関係を示し、図６（Ｂ）の波形相関値の最大値は、直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ２が最も重なった部位を示す。そして、波形相関値の最大値を得たときの移動後の波形データＰ１が時間軸上で移動した距離が、受信センサＲ１からＲ２までの伝搬時間Δｔ１である。
図６（Ｂ）に示した結果より、伝搬時間Δｔ１は、１５３．４μｓｅｃであることが分かった。同様に、直接伝搬パルス波形ｐ１とｐ３を検査した結果、受信センサＲ１からＲ３までの伝搬時間Δｔ２は、３１０．２μｓｅｃであることが分かった。これらの数値と、送信センサＴ１から各受信センサまでの距離の実測値を考慮すると、音速は、３２５０ｍ／ｓｅｃ．であることが分かった。
この方法をとることにより、上記ステップ２より正確に伝搬時間を求めることができる。
なお、図６はガイド波１の直接伝搬パルス波形を用いて伝搬時間を求めたが、人工きず１０にガイド波１を反射して得られる反射波２を同様の方法に用いても、伝搬時間を求めることができる。
【００３８】
図７は、実測値から求めた波形データ、それを加算した加算波形データＺ、乗算波形データＷを表す図である。上から順に、実測値から求めた波形データＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３、各波形データを加算した加算波形データＺ、各波形データを乗算した乗算波形データＷの順に並んでいる。
図７から分かるとおり、加算波形データＺにおいては、ｙ１に記した範囲において、ノイズ信号が多数検出されている。上述したとおり、反射波２の振れ幅は欠損部位１０の断面積に比例する。例えば、ｚ１、ｚ２に示したノイズ信号と加算したきずからの反射波形ｚ３を比較すると、ｚ１、ｚ２の波形がｚ３より断面積が小さいきずからの反射波形であるのか、ノイズ信号であるのか否かの判断は、困難である。
それに対し、乗算波形データＷにおいて、ｙ２に記した範囲においてはノイズ信号がほとんど認められず、限りなくゼロに近くなっている。そして、きずからの反射波形ｗ１と端面からの反射波形ｗ２と端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形ｗ３が、例えばノイズ信号ｗ４と比較して、顕著に強調されており、ノイズ信号かきずからの反射波形かの区別を容易に判断することができる。
【００３９】
図８は、従来技術の反射波２の波形と本発明の反射波２の乗算波形データとの比較図である。図８（Ａ）は従来技術の反射波２の波形であり、１２が従来技術のきずの反射波形、１３が従来技術の端面からの反射波形、１４が従来技術の端面からの反射波形と端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形などの信号であり、１５はノイズ信号である。図８（Ｂ）は、本発明の反射波２の乗算波形データであり、ｗ１が乗算波形データのきずからの反射波形、ｗ２が乗算波形データの端面からの反射波形、ｗ３が乗算波形データの乗算波形データの端面から反射した波形が更にきずで反射し再び端面で反射した反射波形である。
従来技術に比べ、本発明の乗算波形データは、明らかにノイズ信号が無くなっていることが認められる。
【００４０】
なお、本実施例では、受信センサは３つ使用したが２つ以上であればいくつでもよい。
受信センサの数が多くなるほど、精度が良くなる。
【００４１】
また、複数のモードの波長が送信された場合でも、受信センサで受信をし、その波形データの中で最も高い波形に着目して処理をすれば、探傷に使用するモードの波長でキャリブレーションすることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態によるガイド波１を用いた検査方法に使用可能な検査装置３の構成例とその模式図である。（Ａ）はＬモードの検査装置３の構成例、（Ｂ）はＴモードの検査装置５の構成例を示す。（Ｃ）は、ガイド波１の送信時の本発明の第２実施形態による検査装置３、５の模式図である。（Ｄ）は、計測対象の検査体７に検査装置３、５を使用した検査の模式図である。
図９（Ａ）（Ｂ）の検査装置３、５は、コイル３ａ、５ａ、磁石３ｄまたは強磁性金属板５ｄである強磁性部材６、交流電源３ｂ、５ｂから構成される１つの送信センサＴ１と、コイル３ａ、５ａ、強磁性部材６、検出部３ｃ、５ｃから構成される１つの受信センサＲ１からなり、受信センサＲ１は検査体７に沿って長手方向に位置を変え、複数個所に存在する検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３において、ガイド波１と反射波２を受信する。受信センサが位置を変える方法は、スキャンが好ましいが、検出部位の測定毎に取り外して設置しても良い。そして、ガイド波１は、受信センサが複数の検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に配置された時にその都度送信センサＴ１から送信される。検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、図９に示すように所定の距離を離して配置されている。
その他の点は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
第２実施形態の形態にすることにより、一つの受信センサＲ１を数か所の検出部位において併用することができるため、第１実施形態より装置設備をコンパクトにすることができる。また、状況や検査体７の種類に応じて検査部位の数を調整することができるため、予め検査部位の数を決める必要がない。
【００４４】
上述したとおり、本発明により、（Ａ）コイル３ａ，５ａに交流電圧を印加することにより前記計測対象の検査体７に前記ガイド波１を発生させ、かつ、このガイド波１が欠損部位１０で反射した反射波２を所定の距離を離した複数の検出部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３で検出して記憶し、
（Ｂ）前記（Ａ）で記憶した複数の前記反射波２をずらし同じ位相に位置を揃えて記憶し、
（Ｃ）前記（Ｂ）で同じ位相に位置を揃えた複数の前記反射波２を互いに乗算するので、一つの検出部位で検出した反射波２の波形データにノイズ信号が存在しても、他の検出部位で検出した反射波２の波形データにノイズ信号が存在しないことにより、掛け合わせた結果がゼロに近づく。また、欠損部位１０の反射信号である反射波２は、掛け合わせることにより増幅する。そのため、図７のｙ１とｙ２を比較しても分かるように、ノイズ信号を限りなくゼロに近づけ、かつ欠損部位１０の反射信号を強調することができる。
【００４５】
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００４６】
１  ガイド波、２  反射波、３，５  検査装置、３ａ，５ａ  コイル、３ｂ，５ｂ  交流電源、３ｃ，５ｃ  検出部、３ｄ  磁石、５ｄ  強磁性金属板、６  強磁性部材
７  計測対象の検査体、１０  欠損部位、人工きず、
Ｔ１  送信センサ  Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３受信センサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  検出部位、
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  波形データ、
Ｐ’１、Ｐ’２、Ｐ’３  位相の位置を揃えた波形データ
ｐ１、ｐ２、ｐ３  直接伝搬パルス波形、
ｑ１、ｑ２、ｑ３  きずからの反射波形、
ｑ’１、ｑ’２、ｑ’３  位相の位置を揃えたきずからの反射波形、
Δｔ１、Δｔ２  伝搬時間、
Ｗ  乗算波形データ、ｗ１  乗算波形データのきずからの反射波形
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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