(57)【要約】【課題】被検材中の超音波減衰に伴う信号低下を良好に補償して確実な探傷を行う。【解決手段】複数の超音波振動子２Ａ〜２Ｃを被検材１の表面１ａに列状に複数設けて探傷プローブＰｒとし、これら超音波振動子２Ａ〜２Ｃの一つから被検材１の内部へ超音波を発振し被検材１の内部からの反射波を少なくとも残る複数の超音波振動子で受信することを、これら超音波振動子２Ａ〜２Ｃの全てについて順次行って、各超音波振動子で得られる受信信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃにつき、被検材内部の各位置に対応する各信号部Ｓａ1,Ｓｂ1，Ｓｃ1の波形を合成して被検材１の欠陥画像を得る開口合成超音波探傷方法において、各信号部Ｓａ1,Ｓｂ1，Ｓｃ1の波形の合成に際して、探傷プローブＰｒの中央Ｃｒから被検材１内部の各位置までの距離に応じて各信号部Ｓａ1,Ｓｂ1，Ｓｃ1の波形に所定の補正倍率を乗じる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を被検材の表面に列状に複数設けて探傷プローブとし、前記超音波振動子の一つから被検材の内部へ超音波を発信し被検材の内部からの反射波を少なくとも残る複数の超音波振動子で受信することを、これら超音波振動子の全てについて順次行って、各超音波振動子で得られる受信信号につき、被検材内部の各位置に対応する各信号部の波形を合成して被検材の欠陥画像を得る開口合成超音波探傷方法において、前記各信号部の波形の合成に際して、前記探傷プローブの中央から前記被検材内部の各位置までの距離に応じて前記各信号部の波形に所定の補正倍率を乗じるようにした開口合成超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開口合成超音波探傷方法は、複数の超音波振動子のうちの一つの振動子から超音波を発信し、残る他の振動子で欠陥等から反射した反射波を受信し、これを、振動子を順次切り替えて行なって、得られた全ての受信信号を開口合成処理して欠陥探傷画像を得るもので、ＳＮ比を大きく向上させることが可能である。
【０００２】
なお、特許文献１には、超音波振動子の上下動や傾斜動によって受信信号に生じる時間差等を補正して探傷精度の向上を図った超音波探傷方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０５６５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波は被検材中を進行する間に減衰し、この減衰は分解能の良い高い周波数の場合ほど大きくなる。そこで、各超音波振動子で得られる受信信号を開口合成する際に、被検材内部の各欠陥位置に対応する受信信号の各信号部の波形につき、欠陥位置の深さに応じた補正倍率を乗じて、超音波の減衰による信号低下を補償するようにしている。しかし、従来の補償方法は被検材の表面（探傷面）からの深さ（垂直距離）に応じて補正倍率を乗じるものであるため、超音波振動子からの実際の距離とは異なっており、信号低下の補償に誤差を生じるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、被検材中の超音波減衰に伴う信号低下を良好に補償して確実な探傷を行うことが可能な開口合成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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、複数の超音波振動子（２Ａ〜２Ｃ）を被検材（１）の表面（１ａ）に列状に複数設けて探傷プローブ（Ｐｒ）とし、前記超音波振動子（２Ａ〜２Ｃ）の一つから被検材（１）の内部へ超音波を発信し被検材（１）の内部からの反射波を少なくとも残る複数の超音波振動子で受信することを、これら超音波振動子（２Ａ〜２Ｃ）の全てについて順次行って、各超音波振動子で得られる受信信号（Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ）につき、被検材内部の各位置に対応する各信号部（Ｓａ1,Ｓｂ1，Ｓｃ1）の波形を合成して被検材（１）の欠陥画像を得る開口合成超音波探傷方法において、前記各信号部（Ｓａ1,Ｓｂ1，Ｓｃ1）の波形の合成に際して、前記探傷プローブ（Ｐｒ）の中央（Ｃｒ）から前記被検材（１）内部の各位置までの距離に応じて前記各信号部（Ｓａ1,Ｓｂ1，Ｓｃ1）の波形に所定の補正倍率を乗じるようにする。
【０００７】
本発明においては、実質的に振動子から欠陥までの実際の距離に応じた補正倍率が、受信信号の該当する信号部の欠陥反射波の波形に乗じられるから、欠陥反射波の減衰に伴う信号低下を良好に補償することができる。
【０００８】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明の開口合成超音波探傷方法によれば、被検材中の超音波減衰に伴う信号低下を良好に補償して確実な探傷を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の超音波受発信作動を説明する概略断面図である。
【図２】被検材の垂直断面内の特定位置と受信信号の信号部との関係を示す図である。
【図３】本発明の補正倍率の決定方法を説明する概略断面図である。
【図４】従来の補正倍率の決定方法を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１２】
図１には本発明の探傷方法を行うに際しての超音波振動子（以下、振動子という）の配列を示し、被検材１の表面１ａに沿って列状に複数の振動子２Ａ〜２Ｆが配設されている。これら振動子２Ａ〜２ＦはＰＡ（フェーズドアレイ）式の探傷プローブＰｒとして一体化されて市販されているものである。
【００１３】
振動子の一つ２Ａ（図１（１）の太黒枠で囲ったもの）から探傷用の超音波Ｗｔを被検材１の内部へ発信し、被検材１内に欠陥Ｄがある場合には反射波Ｗｒ（図１（２））が生じるので、これを本実施形態では全振動子２Ａ〜２Ｆで受信する（図１（２）の太黒枠で囲ったもの）。なお、受信は必ずしも全振動子で行う必要は無い。続いて、上記振動子２Ａに隣接する振動子２Ｂ（図１（３）の太黒枠で囲ったもの）から探傷用の超音波Ｗｔを被検材１の内部へ発信して、同様に反射波Ｗｒを全振動子２Ａ〜２Ｆで受信する。このような超音波の発信を順次全ての振動子２Ａ〜２Ｆで行いつつその都度反射波Ｗｒを全ての振動子２Ａ〜２Ｆで受信する。
【００１４】
図２には、被検材１の表面１ａに設けた３つの振動子２Ａ〜２Ｃについて、各振動子２Ａ〜２Ｃで反射波Ｗｒを受信した際の各受信信号Ｓａ〜Ｓｃの波形を示す。被検材１の垂直（厚み方向）断面内をマス目で区画すると、あるマス目１１の中に欠陥Ｄがあった場合には、各受信信号Ｓａ〜Ｓｃには被検材表面１ａで生じる表面反射波Ｓｆと被検材底面１ｂで生じる底面反射波Ｓｇの間において、各振動子２Ａ〜２Ｃから当該マス目１１までの距離に応じた時間範囲の信号部Ｓａ1，Ｓｂ1，Ｓｃ1に欠陥反射波が現れる。
【００１５】
そこで、各受信信号Ｓａ〜Ｓｃの上記信号部Ｓａ1〜Ｓｃ1に現れる欠陥反射波を合成（開口合成）すれば、雑音が抑えられたＳＮ比と分解能の十分大きい欠陥信号を得ることができる。ところで、欠陥からの反射波Ｗｒ（図１（２）参照）は振動子２Ａ〜２Ｃから欠陥Ｄまでの距離に応じて減衰するから、欠陥反射波を合成する際にはこれを考慮する必要がある。
【００１６】
このため本実施形態では、図３に示すように、探傷プローブＰｒの中央Ｃｒから扇状に拡がる反射波受信範囲Ｚｒにおいて、上記中央Ｃｒを中心とした円弧で示される距離同一の各位置につき、中央Ｃｒからの距離に応じて、受信信号Ｓｃ（図２参照）の各信号部Ｓｃ1で得られた欠陥反射波の波形に所定の補正倍率を乗じている。ここで、図３において各円弧に対応して付した数字は、当該円弧位置に対応する信号部の欠陥反射波に乗じられる補正倍率を示している。図３中のＤ1〜Ｄ6はそれぞれ欠陥を示している（後述する図４も同様）。
【００１７】
なお、上記反射波受信範囲Ｚｒは、予め探傷プローブＰｒの振動子２Ａ〜２Ｆで超音波ビームを形成してこれを被検材１に向けて１８０度走査することによって被検材１内の欠陥の存在範囲を確認し、これに基づいて設定する。
【００１８】
これにより、探傷プローブＰｒの中心Ｃｒから欠陥までの距離に応じた補正倍率が、受信信号の該当する信号部の欠陥反射波の波形に乗じられるから、欠陥反射波の減衰に伴う信号低下を良好に補償することができる。
【００１９】
これに対して従来の方法では、図４に示すように、被検材１の表面１ａである探傷面からの深さ（垂直距離）に応じて、対応する受信信号の信号部の欠陥反射波の波形に補正倍率を乗じているから、振動子２Ａ〜２Ｆの実際の距離に応じたものとはなっておらず、信号低下の補償を十分な精度で行うことができない。
【符号の説明】
【００２０】
１…被検材、１ａ…被検材の表面（探傷面）、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ…超音波振動子、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ…受信信号、Ｓａ1，Ｓｂ１，Ｓｃ1…信号部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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