(57)【要約】      （修正有）【課題】同一構造の被検体間の特定の検査箇所で再現良く発生するノイズに対する超音波検査装置の耐性を高めること。【解決手段】超音波検査装置１００は、複数の測定箇所で被検査体内の欠陥の有無を順次検査する。超音波検査装置１００は、今回の測定箇所で取得した超音波の強度の時間変化を示す波形データを予め設定された条件に基づいて評価して被検査体内の欠陥の有無を判定する品質判定部７と、基準となる測定箇所で予め取得した波形データ及び今回の測定箇所で取得した波形データに含まれる互いに対応する時間範囲内の各波形の類似度を示す評価値を算出する評価値演算部８と、評価値演算部８により算出された評価値と予め設定された閾値との比較に基づいて、品質評価部７による判定結果に誤りがあるのか否かを判定する誤検出判定部１０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測定箇所で被検査体内の欠陥の有無を順次検査する超音波検査装置であって、
今回の測定箇所で取得した超音波の強度の時間変化を示す波形データを予め設定された条件に基づいて評価して前記被検査体内の欠陥の有無を判定する第１判定部と、
基準となる測定箇所で予め取得した前記波形データ及び今回の測定箇所で取得した前記波形データに含まれる互いに対応する時間範囲内の各波形の類似度を示す評価値を算出する評価値演算部と、
前記評価値演算部により算出された前記評価値と予め設定された閾値との比較に基づいて、前記第１判定部による判定結果に誤りがあるのか否かを判定する第２判定部と、
を備える超音波検査装置。
【請求項２】
前記第１及び第２判定部による判定結果に基づいて前記被検査体内の欠陥の有無を最終的に判定する第３判定部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記評価値演算部は、
比較対象とする前記波形データ間の類似度を示す相互相関関数を算出する第１演算部と、
算出された前記相互相関関数を予め設定された条件に従って評価し、この評価結果に応じた値の前記評価値を算出する第２演算部と、
を少なくとも備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波検査装置。
【請求項４】
前記第１演算部は、前記相互相関関数を算出する際の変数を大きな値から小さな値又は小さな値から大きな値に変化させて前記相互相関関数を算出し、
前記第２演算部は、前記相互相関関数の対称性を評価し、この評価結果に応じた値の前記評価値を算出することを特徴とする請求項３に記載の超音波検査装置。
【請求項５】
前記被検査体は、複数の前記測定箇所に亘る範囲で少なくとも部分的に他の部分とは異なる表面形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の超音波検査装置。
【請求項６】
複数の測定箇所で被検査体内の欠陥の有無を順次検査する超音波検査方法であって、
超音波検査装置の第１判定部は、今回の測定箇所で取得した超音波の強度の時間変化を示す波形データを予め設定された条件に基づいて評価して前記被検査体内の欠陥の有無を判定し、
前記超音波検査装置の評価値演算部は、基準となる測定箇所で予め取得した前記波形データ及び今回の測定箇所で取得した前記波形データに含まれる互いに対応する時間範囲内の各波形の類似度を示す評価値を算出し、
前記超音波検査装置の第２判定部は、前記評価値演算部により算出された前記評価値と予め設定された閾値との比較に基づいて、前記第１判定部による判定結果に誤りがあるのか否かを判定する、超音波検査方法。
【請求項７】
前記超音波検査装置の第３判定部は、前記第１及び第２判定部による判定結果に基づいて前記被検査体内の欠陥の有無を最終的に判定することを特徴とする請求項１に記載の超音波検査方法。
【請求項８】
前記評価値演算部は、
比較対象とする前記波形データ間の類似度を示す相互相関関数を算出し、
算出された前記相互相関関数を予め設定された条件に従って評価し、この評価結果に応じた値の前記評価値を算出することを特徴とする請求項６又は７に記載の超音波検査方法。
【請求項９】
前記評価値演算部は、
前記相互相関関数を算出する際の変数を大きな値から小さな値又は小さな値から大きな値に変化させて前記相互相関関数を算出し、
前記相互相関関数の対称性を評価し、この評価結果に応じた値の前記評価値を算出することを特徴とする請求項８に記載の超音波検査方法。
【請求項１０】
前記被検査体は、複数の前記測定箇所に亘る範囲で少なくとも部分的に他の部分とは異なる表面形状を有することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波検査装置及び超音波検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を活用した非破壊検査は幅広い分野で実用化されている。例えば、超音波検査は、鋼板、鋼板を加工して得られる自動車用部品等で実施されている。
【０００３】
被検査体の内部に欠陥がある場合、被検査体に入射した超音波は、その欠陥部分で反射される。被検査体の内部に欠陥がない場合、被検査体に入射した超音波は、その進行方向に沿って被検査体内を伝播する。超音波検査装置は、被検査体内の欠陥で反射された超音波の検出の有無に基づいて被検査体内の欠陥の有無を判断する。通常、超音波検査装置は、所定時間以降に所定値以上の強度の超音波が検出されたかどうかを判断することで、被検査体内の欠陥の有無を判断する。
【０００４】
超音波検査装置から被検査体に入射された超音波は、超音波発信源と被検査体間又は被検査体内を伝播する過程で反射若しくは乱反射される。超音波検査装置の受信器には欠陥に起因しない超音波（以下、この欠陥に起因しない超音波を単にノイズと呼ぶこともある）も接続されるため、超音波検査装置にはノイズに対して高い耐性を有することが強く求められている。
【０００５】
特許文献１には、受信した信号のノイズレベルを低減し、欠陥の誤検出を防止する技術が開示されている。特許文献２には、積分波形から突出した反射エコーを抽出する技術が開示されている。
【０００６】
なお、超音波検査装置によって内部に欠陥が有ると判定された被検査体は検査不適合品として取り扱われる。従って、製品の歩留まりを向上させるためには、超音波検査装置の判定精度を向上させることが必要になる。
【特許文献１】特開平９−２４３６１１号公報
【特許文献２】特開平１−１６７６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、共通の探触子（超音波を被検査体に出力すると共に被検査体から超音波を受信する機能部品）を用いて複数の検査箇所で被検査体を順次検査する場合、同一構造の被検査体間の特定の検査箇所で再現良くノイズが発生する場合があることが本発明者の検討により明らかになった。
【０００８】
被検査体の表面形状の変動に応じて探触子と被検査体の表面間の空間的なギャップが変動し、このギャップ内の音響媒体内で乱反射した超音波が時間的に遅延して超音波装置の受信器に接続されることが上述の問題の一因として考えられる。この場合、ノイズと欠陥により反射された超音波とを判別することが困難になる場合が生じ、超音波測定装置の検査精度（判定精度）が劣化してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、同一構造の被検体間の特定の検査箇所で再現良く発生するノイズに対する超音波検査装置の耐性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる超音波検査装置は、複数の測定箇所で被検査体内の欠陥の有無を順次検査する超音波検査装置であって、今回の測定箇所で取得した超音波の強度の時間変化を示す波形データを予め設定された条件に基づいて評価して前記被検査体内の欠陥の有無を判定する第１判定部と、基準となる測定箇所で予め取得した前記波形データ及び今回の測定箇所で取得した前記波形データに含まれる互いに対応する時間範囲内の各波形の類似度を示す評価値を算出する評価値演算部と、前記評価値演算部により算出された前記評価値と予め設定された閾値との比較に基づいて、前記第１判定部による判定結果に誤りがあるのか否かを判定する第２判定部と、を備える。
【００１１】
評価値演算部により算出された評価値は、基準となる測定箇所で予め取得した波形データ及び今回の測定箇所で取得した波形データに含まれる互いに対応する時間範囲内の各波形の類似度を示す。この評価値と所定の閾値とを比較することで、第１判定部による判定結果に誤りがあるのか否かを判定することができる。評価値と閾値の相対関係から、第１判定部が誤判定すること（又は第１判定部が誤判定しないこと）を特定することができるためである。
【００１２】
前記第１及び第２判定部による判定結果に基づいて前記被検査体内の欠陥の有無を最終的に判定する第３判定部を更に備える、と良い。
【００１３】
前記評価値演算部は、比較対象とする前記波形データ間の類似度を示す相互相関関数を算出する第１演算部と、算出された前記相互相関関数を予め設定された条件に従って評価し、この評価結果に応じた値の前記評価値を算出する第２演算部と、を少なくとも備える、と良い。
【００１４】
前記第１演算部は、前記相互相関関数を算出する際の変数を大きな値から小さな値又は小さな値から大きな値に変化させて前記相互相関関数を算出し、前記第２演算部は、前記相互相関関数の対称性を評価し、この評価結果に応じた値の前記評価値を算出する、と良い。
【００１５】
前記被検査体は、複数の前記測定箇所に亘る範囲で少なくとも部分的に他の部分とは異なる表面形状を有する、と良い。
【００１６】
本発明に係る超音波検査方法は、複数の測定箇所で被検査体内の欠陥の有無を順次検査する超音波検査方法であって、超音波検査装置の第１判定部は、今回の測定箇所で取得した超音波の強度の時間変化を示す波形データを予め設定された条件に基づいて評価して前記被検査体内の欠陥の有無を判定し、前記超音波検査装置の評価値演算部は、基準となる測定箇所で予め取得した前記波形データ及び今回の測定箇所で取得した前記波形データに含まれる互いに対応する時間範囲内の各波形の類似度を示す評価値を算出し、前記超音波検査装置の第２判定部は、前記評価値演算部により算出された前記評価値と予め設定された閾値との比較に基づいて、前記第１判定部による判定結果に誤りがあるのか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、同一構造の被検体間の特定の検査箇所で再現良く発生するノイズに対する超音波検査装置の耐性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００１９】
［第１の実施形態］
以下、図１乃至図１０を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、超音波検査装置の構成を示す概略的な模式図である。図２は、超音波検査装置の構成を示す概略的なブロック図である。図３は、超音波検査装置の動作を説明するための概略的なフローチャートである。図４は、ヘッドを移動させて複数の検査点で順次検査することを示す説明図である。図５は、検査点で取得した波形データを示す図である。図６は、マスタ波形及び比較対象波形を示す図である。図７は、相互相関関数を示す図である。図８は、相互相関関数の対称性を評価することの説明図である。図９は、ＮＧエリアの設定を説明するための説明図である。図１０は、各判定の組合せを示す説明図である。
【００２０】
図１に示すように、超音波検査装置１００は、ヘッド部４０、案内レール４１、及び駆動部４２を有する。ヘッド部４０は、伸縮する棒状のリンク４３によって駆動部４２に固着される。駆動部４２が案内レール４１を左又は右に移動することによって、ヘッド部４０はワーク５０の主面５１上を右又は左に移動する。
【００２１】
ヘッド部４０は、筐体４５及び超音波センサ４６を有する。
【００２２】
超音波センサ４６は、圧電素子（対向電極によって挟持された圧電セラミクス）である。超音波センサ４６は、入力電圧に応じた強度の超音波を発信する。また、超音波センサ４６は、外部から受信した超音波の強度に応じた値の電圧を出力する。
【００２３】
ヘッド部４０には、流路４４が接続される。流路４４を介してヘッド部４０には音響媒体が導入される。流路４４を介してヘッド部４０に音響媒体が導入されているとき、ヘッド部４０とワーク５０の主面５１間には、音響結合層４７が形成される。これによって超音波センサ４６とワーク５０間の音響接続を確保することができる。
【００２４】
なお、ヘッド部４０には、点線で示す車輪４８が設けられている。車輪４８による回転によってヘッド部４０は好適にワーク５０の主面５１上を移動することができる。
【００２５】
図１及び図２に示すように、超音波検査装置１００は、パルサ１、駆動制御部２、流量制御部３、レシーバ４、波形データ生成部５、波形データ記憶部６、品質判定部（第１判定部）７、評価値演算部８、判定条件設定部９、誤検出判定部（第２判定部）１０、最終判定部（第３判定部）１１、表示部１２、及びコントローラ１３を有する。
【００２６】
なお、評価値演算部８は、マスタ波形抽出部２１、比較対象波形抽出部２２、相互相関関数演算部（第１演算部）２３、及び対称性評価部（第２演算部）２４を有する。判定条件設定部９は、ＮＧエリア設定部２５及び閾値設定部２６を有する。
【００２７】
パルサ１は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、超音波センサ４６に超音波を発信させるための電気信号を出力する。駆動制御部２は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、駆動部４２に対して駆動制御信号を出力する。流量制御部３は、コントローラからの制御信号に基づいて、流路４４を流れる音響媒体の単位時間当たりの流量を制御する。レシーバ４は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、超音波センサ４６から出力された電流を電圧に変換する。
【００２８】
波形データ生成部５は、レシーバ４から出力されるアナログ信号（電圧）をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を時系列で順序付けることによって波形データ（受信した超音波の強度の時間変化を示す波形（図５参照））を検査点（検査箇所）毎に生成する。波形データ記憶部６は、波形データ生成部５によって生成された波形データを記憶する。
【００２９】
品質判定部７は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、ワーク５０内の欠陥の有無を判定する。具体的には、品質判定部７は、ＮＧエリア設定部２５に設定されたＮＧエリア内に信号があるのか否かを判断することでワーク５０内の欠陥の有無を判定する（図９参照）。そして、品質判定部７は、判定結果に応じた判定信号を出力する。
【００３０】
評価値演算部８は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、比較対象として特定された波形データの波形の類似度を示す評価値を互いに対応する時間範囲（時刻ｔ１−ｔ２間）内で算出する。
【００３１】
マスタ波形抽出部２１は、開始点（基準となる検査点）で取得した波形データに含まれる所定時間範囲（時刻ｔ１−ｔ２）の波形をマスタ波形として波形データ記憶部６から抽出し、これを保持する（図６（ａ）参照）。
【００３２】
比較対象波形抽出部２２は、開始点以外の検査点で取得した波形データに含まれる所定時間範囲（時刻ｔ１−ｔ２）の波形を比較対象波形として波形データ記憶部６から抽出し、これを保持する（図６（ｂ）（ｃ）参照）。
【００３３】
相互相関関数演算部２３は、マスタ波形と比較対象波形間の類似度を示す相互相関関数を算出する（図７参照）。
【００３４】
対称性評価部２４は、相互相関関数演算部２３により算出された相互相関関数の対象性を評価する（図８参照）。
【００３５】
判定条件設定部９は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、品質判定部７による判定条件及び誤検出判定部１０による判定条件を設定する。コントローラ１３からの制御信号に基づいて、ＮＧエリア設定部２５は、品質判定部７が波形データを評価する際の条件を保持する。コントローラ１３からの制御信号に基づいて、閾値設定部２６は、誤検出判定部１０が品質判定部７の判定結果の誤りの有無を判定するための閾値を保持する。
【００３６】
誤検出判定部１０は、コントローラ１３からの制御信号に基づいて、品質判定部７による判定結果に誤りがあるのか否かを判定する。具体的には、誤検出判定部１０は、評価値演算部８により算出された評価値が閾値設定部２６に保持された閾値以下であるのかを判定することで、品質判定部７による判定結果に誤りがあるか否かを判定する。評価値が閾値以下の場合、誤検出判定部１０は、品質判定部７の判定結果に誤りがないと判定する。他方、評価値が閾値を超える場合、誤検出判定部１０は、品質判定部７の判定結果に誤りがあると判定する。
【００３７】
最終判定部１１は、品質判定部７による判定結果及び／又は誤検出判定部１０による判定結果に基づいて、今回の検査点において、ワーク５０内に欠陥があるのかどうかを判断する（図１０参照）。
【００３８】
品質判定部７がワーク５０内に欠陥がないと判定した場合、最終判定部１１は常にワーク内に欠陥がないと判定する。他方、品質判定部７がワーク５０内に欠陥があると判定した場合、最終判定部１１は、誤検出判定部１０の判定結果に応じてワーク５０内の欠陥の有無を判定する。
【００３９】
表示部１２は、波形データ記憶部６に記憶された波形データを表示すると共に、最終判定部１１による判定結果を表示する。
【００４０】
なお、上述の説明から明らかなように、超音波検査装置１００は、構造部品及び電子部品との組合せで形成される。パルサ１〜レシーバ４は、既存の半導体集積回路で形成すると良い。波形データ生成部５、品質判定部７、評価値演算部８、判定条件設定部９、誤検出判定部１０、最終判定部１１、及びコントローラ１３は、ＣＰＵコアをプログラム制御することで形成すれば良い。波形データ記憶部６は、コンピュータに組み込まれるハードディスク等で形成すれば良い。表示部１２は、コンピュータに接続されるディスプレイで形成させれば良い。
【００４１】
ここで、上述の各要素の接続関係について説明する。パルサ１、駆動制御部２、流量制御部３、レシーバ４、品質判定部７、評価値演算部８（これに含まれる機能ブロック）、判定条件設定部９（これに含まれる機能ブロック）、及び誤検出判定部１０は、コントローラ１３に接続される。パルサ１及びレシーバ４は、超音波センサ４６に接続される。駆動制御部２は、駆動部４２に接続される。流量制御部３は、流路４４間に配置されたコック等の流量調整部（不図示）に接続される。
【００４２】
レシーバ４の出力は、波形データ生成部５の入力に接続される。波形データ生成部５の出力は、波形データ記憶部６の入力に接続される。波形データ記憶部６の出力は、品質判定部７、表示部１２、マスタ波形抽出部２１、及び比較対象波形抽出部２２の各入力に接続される。品質判定部７の入力には、波形データ記憶部６の出力及びＮＧエリア設定部２５の出力が接続される。品質判定部７の出力は、最終判定部１１の入力に接続される。
【００４３】
相互相関関数演算部２３の入力には、マスタ波形抽出部２１及び比較対象波形抽出部２２の各出力が接続される。相互相関関数演算部２３の出力は対称性評価部２４の入力に接続される。誤検出判定部１０の入力には、対称性評価部２４及び閾値設定部２６の各出力が接続される。誤検出判定部１０の出力は、最終判定部１１の入力に接続される。
【００４４】
最終判定部１１には、品質判定部７及び誤検出判定部１０の各出力が接続される。表示部１２には、波形データ記憶部６及び最終判定部１１の各出力が接続される。
【００４５】
以下、図３乃至図１０を参照して、超音波検査装置１００の具体的な動作について説明する。なお、図３は、超音波検査装置の動作を説明するための概略的なフローチャートである。図４は、ヘッドを移動させて複数の検査点で順次検査することを示す説明図である。図５は、検査点で取得した波形データを示す図である。図６は、マスタ波形及び比較対象波形を示す図である。図７は、相互相関関数を示す図である。図８は、相互相関関数の対称性を評価することの説明図である。図９は、ＮＧエリアの設定を説明するための説明図である。図１０は、各判定の組合せを示す説明図である。
【００４６】
図３を参照して、超音波検査装置１００の動作について説明する。なお、図４に示すように、超音波検査装置１００は、ヘッド部４０を順次、開始点Ｌ０、検査点Ｌ１、検査点Ｌ２に配置して検査を実行する。なお、検査点Ｌ１と検査点Ｌ２間には、ワーク表面が傾斜している傾斜面５１ａが形成されている。
【００４７】
まず、超音波検査装置１００は、検査条件の設定をする（Ｓ１）。具体的には、コントローラ１３は、パルサ１の動作条件を設定する。また、コントローラ１３は、駆動制御部２の制御条件を設定する。また、コントローラ１３は、流量制御部３の制御条件を設定する。パルサ１の動作条件の設定によって、パルサ１から出力される電圧波形が決定される。駆動制御部の制御条件の設定によって、駆動部４２の移動速度が決定される。流量制御部３の制御条件の設定によって、単位時間当たりの音響媒体の供給量が決定される。
【００４８】
次に、超音波検査装置１００は、判定条件の設定をする（Ｓ２）。具体的には、コントローラ１３は、品質判定部７が波形データを評価する際の条件をＮＧエリア設定部２５にセットする。また、コントローラ１３は、誤検出判定部１０が品質判定部７の判定結果の誤りの有無を判定するための閾値を閾値設定部２６にセットする。
【００４９】
次に、超音波検査装置１００は、開始点における波形データを取得する（Ｓ３）。なお、波形データは、図５に示すような波形データであって、超音波センサ４６により受信された超音波の強度の時間的な変化を示す。
【００５０】
具体的には、コントローラ１３は、超音波センサ４６をワーク５０の主面５１に近接して配置させるように駆動制御部２に指示する。コントローラ１３は、流量制御部３に音響媒体の供給を指示する。このようにして、図１に示すように、超音波センサ４６がワーク５０の表面に近接して配置された状態で、超音波センサ４６とワーク５０間に音響媒体が供給される。そして、コントローラ１３は、パルサ１に超音波センサ４６を駆動するように指示する。これによって超音波センサ４６からの超音波が出力される。これと同時にコントローラ１３は、レシーバ４に対して超音波の受信を指示する。レシーバ４からの出力信号は波形データ生成部５に接続される。波形データ生成部５は、レシーバ４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を時系列で順序付けることによって波形データを生成する。そして、波形データ記憶部６は、波形データ生成部５によって生成された波形データを記憶する。このようにして開始点で波形データが取得される。
【００５１】
次に、超音波検査装置１００は、マスタ波形をセットする（Ｓ４）。具体的には、コントローラ１３は、マスタ波形抽出部２１に対して、開始点Ｌ０で取得した波形データ（図５（ａ）参照）に含まれる所定時間範囲（時刻ｔ１−ｔ２内）の波形をマスタ波形（図６（ａ）参照）として波形データ記憶部６から抽出し、これを保持するように指示する。このようにして、マスタ波形がマスタ波形抽出部２１にセットされる。なお、マスタ波形には超音波の乱反射に起因した高強度の異常波形は含まれない。
【００５２】
次に、超音波検査装置１００は、次の検査点での波形データを取得する（Ｓ５）。具体的な動作は、上述のＳ３と同様である。従って、重複する説明は省略する。これによって、図５（ｂ）に示す波形データが取得される。
【００５３】
次に、超音波検査装置１００は、比較対象波形をセットする（Ｓ６）。具体的には、コントローラ１３は、比較対象波形抽出部２２に対して、検査点Ｌ１で取得した波形データ（図５（ｂ））に含まれる所定時間範囲（時刻ｔ１−ｔ２）の波形を比較対象波形（図６（ｂ））として波形データ記憶部６から抽出し、これを保持するように指示する。このようにして、比較対象波形が比較対象波形抽出部２２にセットされる。
【００５４】
次に、超音波検査装置１００は、相互相関関数を算出する（Ｓ７）。コントローラ１３は、相互相関関数演算部２３に相互相関関数を算出するように指示する。そして、相互相関関数演算部２３は、マスタ波形と比較対象波形間の相互相関を示す相互相関関数を算出する。
【００５５】
相互相関関数演算部２３は、図７（ａ）に示すような相互相関関数を算出する。
【００５６】
ここでは、図６に示す検査点Ｌ１の比較対象波形Ｙ１（ｔ）及び検査点Ｌ２の比較対象波形Ｙ２（ｔ）をＹ（ｔ）として一般化して説明する。同様に、図７（ａ）に示すマスタ波形Ｘ（ｔ）と比較対象波形Ｙ１（ｔ）の類似度を示す相互相関関数Ｒｘｙ１（τ）と図７（ｂ）に示すマスタ波形Ｘ（ｔ）と比較対象波形Ｙ２（ｔ）の類似度を示す相互相関関数Ｒｘｙ２（τ）とをＲｘｙ（τ）として一般化して説明する。
【００５７】
図６に示すように、マスタ波形をＸ（ｔ）とし、比較対象波形をＹ（ｔ）とする。相互相関関数演算部２３は、Ｘ（ｔ）の時間軸をτだけずらして、時刻ｔ１〜ｔ２の範囲で両方の波形の内積を式（１）のように算出する。
【数１】
2009243926.tif 000003
【００５８】
図７に示す相互相関関数Ｒｘｙ（τ）は、マスタ波形に対する比較対象波形の重ね合わせ量を変更させながら、順次、マスタ波形と比較対象波形が重ね合わされた範囲の積和値を算出することで生成される。このようにして２ｔ１−ｔ２〜２ｔ２−ｔ１に亘る相互相関関数が算出される。
【００５９】
次に、超音波検査装置１００は、相互相関関数の対称性を評価し、評価値を算出する（Ｓ８）。
【００６０】
具体的には、コントローラ１３は、対称性評価部２４に対して相互相関関数の対称性を評価するように指示する。そして、対称性評価部２４は、図８に模式的に示すように、相互相関関数の対称性を評価する。なお、図８（ａ）は、相互相関関数Ｒｘｙ１が時刻ｔ２−ｔ１で折り返されている状態を示す。同様に、図８（ｂ）は、相互相関関数Ｒｘｙ２が時刻ｔ２−ｔ１で折り返されている状態を示す。
【００６１】
ここでも相互相関関数Ｒｘｙ１（τ）と相互相関関数Ｒｘｙ２（τ）とをＲｘｙ（τ）として一般化して説明する。
【００６２】
２ｔ１−ｔ２〜ｔ２−ｔ１の範囲の波形をＲｘｙ（τ／２）とし、折り返されたｔ２−ｔ１〜２ｔ２−ｔ１の範囲の波形をＲｘｙ（τ／２）＊とする。対称性評価部２４は、次の式（２）を実行し、その解Ｓ（評価値）を算出する。
【数２】
2009243926.tif 000004
【００６３】
このようにしてマスタ波形と比較対象波形の類似度を示す評価値が算出される。
【００６４】
次に、超音波検査装置１００は、ＮＧエリアに信号があるのか否かを判定する（Ｓ９）。具体的には、コントローラ１３は、品質判定部７にワーク５０内の欠陥の有無を判定させる。品質判定部７は、図９に模式的に示すように、波形データ記憶部６に格納された波形データをＮＧエリア設定部２５に設定された条件に従って評価する。ＮＧエリア設定部２５には、時間閾値ｔＸと強度閾値Ｉｘが設定されている。これによって、図９に模式的に示すように、ｔＸ以上かつｌｘ以上の範囲がＮＧエリアとして設定される。品質判定部７は、このＮＧエリア内に超音波信号が含まれているか否かを判定する。
【００６５】
ＮＧエリア内に超音波信号がない場合、品質判定部７は、ワーク５０内に欠陥がないと判定をする。そして、最終判定部１１も、同様に、ワーク５０内に欠陥がないと判定する。そして、表示部１２は、最終判定部１１の判定結果（ＯＫ判定）を表示する（Ｓ１０）。そして、再び、上述のステップＳ５に戻る。
【００６６】
ＮＧエリア内に超音波信号がある場合、超音波検査装置１００は、評価値が閾値以下であるのかを判定する（Ｓ１１）。具体的には、コントローラ１３は、誤検出判定部１０に対して、品質判定部７による判定結果に誤りがあるのか否かを判定させる。
【００６７】
冒頭で説明したように、ヘッド部４０をワーク５０の表面に沿って移動させながら検査する場合、同一構造のワーク５０間の特定の検査点で再現良くノイズが発生する場合がある。この現象は、ヘッド部４０とワーク５０間の空間的なギャップの変動に応じてヘッド部４０とワーク５０間の音響媒体内で超音波が乱反射し、時間的な遅延を経て上述のＮＧエリアにノイズが入り込んでしまうことに起因すると考えられる。ＮＧエリアにノイズが入りこむ場合には、品質判定部７は誤判定をしてしまう。
【００６８】
本実施形態では、ＮＧエリアにノイズが入りこむ場合、波形データに含まれるｔ１−ｔ２の時間範囲内に異常波形があることが予め分かっている。超音波検査装置１００は、マスタ波形（異常波形はない）と比較対象波形（異常波形がある可能性がある）との類似度を評価することによって、比較対象波形に異常波形があるのか否かを判定する。比較対象波形に異常波形がある場合、マスタ波形と比較対象波形の類似度は低下する。他方、比較対象波形に異常波形がない場合、マスタ波形と比較対象波形の類似度は向上する。マスタ波形と比較対象波形間の類似度を示す評価値が閾値以下かどうかを判定することによって、比較対象波形に異常波形が含まれているか否かを判定する。比較対象波形に異常波形が含まれている場合、ＮＧエリアにノイズ（ワーク５０内の欠陥に起因しない信号）が入り込んでいることになる。従って、この場合、品質判定部７が誤判定したものとして品質判定部７の判定結果を覆す。これによって、超音波検査装置１００の検査精度を高めることができる。
【００６９】
ステップＳ１１についてより具体的に説明する。誤検出判定部１０は、評価値演算部８により算出された評価値Ｓが閾値設定部２６に保持された閾値以下であるのかを判定する。
【００７０】
評価値Ｓが閾値を超える場合、誤検出判定部１０は、品質判定部７による判定結果に誤りがあると判定する。閾値Ｓが閾値を超える場合、比較対象波形に異常波形があり、ＮＧエリアにノイズが含まれているためである。そして、最終判定部１１は、誤検出判定部１０の判定結果に基づいて品質判定部７の判定結果の逆の判定結果を最終的な判定結果として出力する。そして、表示部１２は、最終判定部１１の判定結果（ＯＫ判定）を表示する（Ｓ１０）。そして、再び、上述のステップＳ５に戻る。
【００７１】
評価値Ｓが閾値以下である場合、誤検出判定部１０は、品質判定部７による判定結果に誤りがないと判定する。評価値Ｓが閾値以下の場合、比較対象波形に異常波形はないため、ＮＧエリアにノイズが含まれていることはないためである。そして、最終判定部１１は、誤検出判定部１０の判定に基づいて品質判定部７の判定結果を最終的な判定結果として出力する。そして、表示部１２は、最終判定部１１の判定結果（ＮＧ判定）を表示する（Ｓ１２）。ステップＳ１２によってワーク５０内には欠陥があることが決定する。なお、各判定の組合せは図１０に示すとおりである。
【００７２】
上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、マスタ波形と比較対象波形間の類似度を示す評価値が閾値以下かどうかを判定することによって、比較対象波形に異常波形が含まれているか否かを判定する。比較対象波形に異常波形が含まれている場合、ＮＧエリアにノイズが入り込んでいることになる。従って、この場合、品質判定部７が誤判定したものとして品質判定部７の判定結果を覆す。これによって、超音波検査装置１００の検査精度を高めることができる。
【００７３】
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。超音波検査装置は、内部に欠陥を有することが問題となる様々なワークの検査に用いることができる。ＮＧエリアの設定範囲はワークの種類に応じて様々である。マスタ波形と比較対象波形の抽出範囲はワークの種類等に応じて様々である。図３に示す具体的な手順は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる超音波検査装置の構成を示す概略的な模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる超音波検査装置の構成を示す概略的なブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる超音波検査装置の動作を説明するための概略的なフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかるヘッドを移動させて複数の検査点で順次検査することを示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかる検査点で取得した波形データを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかるマスタ波形及び比較対象波形を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる相互相関関数を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態にかかる相互相関関数の対称性を評価することの説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態にかかるＮＧエリアの設定を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態にかかる各判定の組合せを示す説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００    超音波検査装置
５０    ワーク
５１    主面
１    パルサ
２    駆動制御部
３    流量制御部
４    レシーバ
５    波形データ生成部
６    波形データ記憶部
７    品質判定部
８    評価値演算部
９    判定条件設定部
１０    誤検出判定部
１１    最終判定部
１２    表示部
１３    コントローラ
２１    マスタ波形抽出部
２２    比較対象波形抽出部
２３    相互相関関数演算部
２４    対称性評価部
２５    ＮＧエリア設定部
２６    閾値設定部
４０    ヘッド部
４１    案内レール
４２    駆動部
４３    リンク
４４    流路
４５    筐体
４６    超音波センサ
４７    音響結合層
４８    車輪
【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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【図１０】
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