(57)【要約】      （修正有）【課題】亀裂などの欠陥から検出された信号と溶接構造部分組織からの反射信号とを識別する。【解決手段】超音波溶接欠陥探傷装置は、異種金属の溶接構造部分である被検体１に超音波を送出して反射超音波を検出する振動子３を有する超音波探触子２と、被検体１に対して超音波探触子２を適正位置に決める位置決め部４と、超音波探触子２を移動させる駆動部５と、被検体１の所定位置に超音波ビームを集束・偏向させる集束偏向部１１と、超音波探触子２の送出振動子群・受容振動子群を電子的に走査する走査部１２とを備える。さらに、被検体の溶接条件および振動子群の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定手段１３と、走査部１２により被検体１からの反射超音波を受信する受信手段９と、超音波信号を信号処理する信号処理手段１５と、特性値から被検体１の欠陥検出信号と溶接構造部分の組織材料ノイズの反射信号とを識別する識別手段１６と、を備える。【選択図】図１
2009097972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種金属で構成される溶接構造部分である被検体に超音波を送出すると共に前記被検体からの反射超音波を受容する複数個の振動子をアレイ状に備える超音波探触子と、前記被検体に対して前記超音波探触子を適正な位置に位置決めする位置決め部と、前記超音波探触子を適正な位置に移動させるために駆動する駆動部と、前記超音波探触子を用いて前記被検体の検査対象部位の所定位置に前記超音波のビームを集束および偏向させる集束偏向部と、前記超音波探触子に含まれる前記送出振動子群および前記受容振動子群を電子的に走査する走査部と、を備える超音波溶接欠陥探傷装置であって、
前記被検体としての前記溶接構造部分の溶接条件および前記被検体に超音波を送出する送出振動子群や前記反射超音波を受容する受容振動子群の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定手段と、
前記走査部により前記超音波探触子を走査させながら前記送出振動子群から前記被検体へ送出された前記超音波が前記被検体で反射した前記反射超音波を受容した前記受信振動子群の受容超音波により超音波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記超音波信号の信号波形を所定の信号処理法を用いて信号処理することにより前記超音波信号の特性値を算出する信号処理手段と、
前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号における前記被検体の欠陥検出信号と前記溶接構造部分の組織の材料ノイズによる反射信号とを識別する識別手段と、
を備えることを特徴とする超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項２】
前記探傷条件設定手段は、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに、前記送出振動子群および前記受容振動子群をそれぞれ構成する振動子を同一の個数に設定すると共に、前記被検体への前記超音波ビームの送信角度および前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を同一に設定し、前記識別手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項３】
前記探傷条件設定手段は、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに前記被検体への前記超音波ビームの送信角度を所定角度に設定すると共に前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を該被検体の内部の所定位置を音源位置として受信でき、かつ、前記被検体の探傷範囲の全てを網羅するように前記音源位置を順次変化させて求められた所定角度に設定し、前記識別手段は、前記探傷条件設定手段により変化させられた前記音源位置毎に前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記信号処理手段により算出された前記特性信号に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項４】
前記信号処理手段は、前記探傷条件設定部により設定された前記探傷条件としての受信角度に対するエコー振幅値の分布を前記特性値として算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記エコー振幅値の分布に基づいて前記受信手段により受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法として高速フーリエ変換することにより前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記フーリエ変換による前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項６】
前記信号処理手段は、前記特性値として前記高速フーリエ変換におけるスペクトル分布の半価幅、中心周波数、ピーク周波数、スペクトル面積の何れか１つまたは幾つかの組合せを用いることを特徴とする請求項５に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項７】
前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としてウェーブレット変換処理することによって前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項８】
前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としての最大エントロピー法により信号処理することにより前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項９】
前記信号処理手段は、前記特性値として前記最大エントロピー法による信号処理におけるスペクトル分布の中心周波数、ピーク周波数、半価幅の何れか１つまたは幾つかの組合せを用いることを特徴とする請求項８に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項１０】
前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としてのスプリットスペクトラム法により信号処理することにより前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする請求項１に記載の超音波溶接欠陥探傷装置。
【請求項１１】
異種金属で構成される溶接構造部分である被検体に超音波を送出すると共に前記被検体からの反射超音波を受容する複数個の振動子をアレイ状に備える超音波探触子と、前記被検体に対して前記超音波探触子を適正な位置に位置決めする位置決め部と、前記超音波探触子を適正な位置に移動させるために駆動する駆動部と、前記超音波探触子を用いて前記被検体の検査対象部位の所定位置に超音波ビームを集束および偏向させる集束偏向部と、前記超音波探触子に含まれる前記送出振動子群および前記受容振動子群を電子的に走査する走査部を用いて前記溶接構造部分の欠陥を探傷する超音波溶接欠陥探傷方法であって、
前記被検体としての前記溶接構造部分の溶接条件および前記被検体に超音波を送出する送出振動子群や前記反射超音波を受容する受容振動子群の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定ステップと、
前記走査部により前記超音波探触子を走査させながら前記送出振動子群から前記被検体へ送出された前記超音波が前記被検体で反射した前記反射超音波を受容した前記受信振動子群の受容超音波により超音波信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにより受信された前記超音波信号の信号波形を所定の信号処理法を用いて信号処理することにより前記超音波信号の特性値を算出する信号処理ステップと、
前記信号処理ステップにより算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号における前記被検体の欠陥検出信号と前記溶接構造部分の組織の材料ノイズによる反射信号とを識別する識別ステップと、
前記識別ステップによる欠陥検出信号と反射信号との識別に基づいて前記溶接構造部分における欠陥の位置および深さを判定し評価する欠陥評価ステップと、
を備えることを特徴とする超音波溶接欠陥探傷方法。
【請求項１２】
前記探傷条件設定ステップは、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに、前記送出振動子群および前記受容振動子群をそれぞれ構成する振動子を同一の個数に設定すると共に、前記被検体への前記超音波ビームの送信角度および前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を同一に設定し、前記識別ステップは、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする請求項１１に記載の超音波溶接欠陥探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波溶接欠陥探傷装置および方法に関し、特に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あるいは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属で構成される溶接構造部分の欠陥検査において欠陥信号と溶接構造部分組織からの反射信号を識別して効率的かつ高精度な欠陥検出および寸法測定を可能とする、超音波溶接欠陥探傷装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備等で用いられ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あるいは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属で構成される溶接構造部分は、溶接温度や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。これらの運転環境に基づく溶接の結果を検出し、高精度で寸法を測定して評価することが、これらの溶接構造部分を有する機器や発電設備等の構造物の安定運用にとって極めて重要である。
【０００３】
溶接構造部分の欠陥検査方法としては、一振動子の斜角探傷子を用いて溶接構造部分を探傷し、欠陥からの反射波を受信して、欠陥位置や欠陥深さを求める方法があり、その方法の具体的な指針としては、非特許文献１に記載されているパルス探傷法が広く利用されている。また、アレイ型超音波探傷子を用いる方法の代表的なものとして、特許文献１および特許文献２にそれぞれ記載されている「アレイ超音波探傷方法及びその装置」および「超音波探傷装置の斜角探触子」等がある。
【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
【非特許文献１】日本工業規格、鋼溶接構造部の超音波探傷法                      （ＪＩＳ  Ｚ３０６０−１９９６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オーステナイト系ステンレス鋼、ニッケル基長合金などの同種あるいは異種金属により構成される溶接構造部分の溶接金属部においては、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。
【０００５】
溶接構造部分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構造部分を探傷し、欠陥からの反射波を受信して、欠陥位置および欠陥深さを求める方法としてパルス反射法があるが、欠陥からの反射波が溶接構造部分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や、あるいは柱状晶組織などの材料からの疑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たとしても欠陥位置や欠陥深さを正確に測定できない場合もある。
【０００６】
また、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、前述したパルス反射法と同様に、受信信号が欠陥からの欠陥検出信号であるのか、それとも、溶接組織の材料ノイズからの反射信号であるのか、を識別できない場合がある。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、複数個の振動子からなるアレイ型超音波型探触子を被検体に直接またはアクリル・マシン油・水等の音響媒体を介して設置して、リニア走査による探傷あるいはセクタ走査による探傷を用いて欠陥検査を行なって、検出した受信信号波形を信号処理して得られた特性値データに基づいて、亀裂などの欠陥から検出された信号と溶接構造部分組織からの反射信号とを識別することができ、さらに、欠陥検出や欠陥深さを高精度に測定することができる超音波溶接欠陥探傷装置および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】
【０００８】
本発明の第１の基本構成としての第１構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、異種金属で構成される溶接構造部分である被検体に超音波を送出すると共に前記被検体からの反射超音波を受容する複数個の振動子をアレイ状に備える超音波探触子と、前記被検体に対して前記超音波探触子を適正な位置に位置決めする位置決め部と、前記超音波探触子を適正な位置に移動させるために駆動する駆動部と、前記超音波探触子を用いて前記被検体の検査対象部位の所定位置に前記超音波のビームを集束および偏向させる集束偏向部と、前記超音波探触子に含まれる前記送出振動子群および前記受容振動子群を電子的に走査する走査部と、を備える超音波溶接欠陥探傷装置であって、前記被検体としての前記溶接構造部分の溶接条件および前記被検体に超音波を送出する送出振動子群や前記反射超音波を受容する受容振動子群の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定手段と、前記走査部により前記超音波探触子を走査させながら前記送出振動子群から前記被検体へ送出された前記超音波が前記被検体で反射した前記反射超音波を受容した前記受信振動子群の受容超音波により超音波信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記超音波信号の信号波形を所定の信号処理法を用いて信号処理することにより前記超音波信号の特性値を算出する信号処理手段と、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号における前記被検体の欠陥検出信号と前記溶接構造部分の組織の材料ノイズによる反射信号とを識別する識別手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記探傷条件設定手段は、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに、前記送出振動子群および前記受容振動子群をそれぞれ構成する振動子を同一の個数に設定すると共に、前記被検体への前記超音波ビームの送信角度および前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を同一に設定し、前記識別手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記探傷条件設定手段は、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに前記被検体への前記超音波ビームの送信角度を所定角度に設定すると共に前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を該被検体の内部の所定位置を音源位置として受信でき、かつ、前記被検体の探傷範囲の全てを網羅するように前記音源位置を順次変化させて求められた所定角度に設定し、前記識別手段は、前記探傷条件設定手段により変化させられた前記音源位置毎に前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記信号処理手段により算出された前記特性信号に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記探傷条件設定部により設定された前記探傷条件としての受信角度に対するエコー振幅値の分布を前記特性値として算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記エコー振幅値の分布に基づいて前記受信手段により受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法として高速フーリエ変換することにより前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記フーリエ変換による前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第５構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記特性値として前記高速フーリエ変換におけるスペクトル分布の半価幅、中心周波数、ピーク周波数、スペクトル面積の何れか１つまたは幾つかの組合せを用いることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としてウェーブレット変換処理することによって前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としての最大エントロピー法により信号処理することにより前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第８構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記特性値として前記最大エントロピー法による信号処理におけるスペクトル分布の中心周波数、ピーク周波数、半価幅の何れか１つまたは幾つかの組合せを用いることを特徴とする。
【００１７】
また、第１０構成に係る超音波溶接欠陥探傷装置は、第１構成に記載のものにおいて、前記信号処理手段は、前記受信手段により受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としてのスプリットスペクトラム法により信号処理することにより前記特性値を算出し、前記識別手段は、前記信号処理手段により算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第２の基本構成としての第１１構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、異種金属で構成される溶接構造部分である被検体に超音波を送出すると共に前記被検体からの反射超音波を受容する複数個の振動子をアレイ状に備える超音波探触子と、前記被検体に対して前記超音波探触子を適正な位置に位置決めする位置決め部と、前記超音波探触子を適正な位置に移動させるために駆動する駆動部と、前記超音波探触子を用いて前記被検体の検査対象部位の所定位置に超音波ビームを集束および偏向させる集束偏向部と、前記超音波探触子に含まれる前記送出振動子群および前記受容振動子群を電子的に走査する走査部を用いて前記溶接構造部分の欠陥を探傷する超音波溶接欠陥探傷方法であって、前記被検体としての前記溶接構造部分の溶接条件および前記被検体に超音波を送出する送出振動子群や前記反射超音波を受容する受容振動子群の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定ステップと、前記走査部により前記超音波探触子を走査させながら前記送出振動子群から前記被検体へ送出された前記超音波が前記被検体で反射した前記反射超音波を受容した前記受信振動子群の受容超音波により超音波信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号の信号波形を所定の信号処理法を用いて信号処理することにより前記超音波信号の特性値を算出する信号処理ステップと、前記信号処理ステップにより算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号における前記被検体の欠陥検出信号と前記溶接構造部分の組織の材料ノイズによる反射信号とを識別する識別ステップと、前記識別ステップによる欠陥検出信号と反射信号との識別に基づいて前記溶接構造部分における欠陥の位置および深さを判定し評価する欠陥評価ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１２構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記探傷条件設定ステップは、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに、前記送出振動子群および前記受容振動子群をそれぞれ構成する振動子を同一の個数に設定すると共に、前記被検体への前記超音波ビームの送信角度および前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を同一に設定し、前記識別ステップは、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１３構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記探傷条件設定ステップは、前記超音波探触子と前記被検体との間で超音波ビームを送出・受容するときに前記被検体への前記超音波ビームの送信角度を所定角度に設定すると共に前記被検体からの前記反射超音波の受信角度を該被検体の内部の所定位置を音源位置として受信でき、かつ、前記被検体の探傷範囲の全てを網羅するように前記音源位置を順次変化させて求められた所定角度に設定し、前記識別ステップは、前記探傷条件設定ステップにより変化させられた前記音源位置毎に前記受信ステップにより受信された前記超音波信号を前記信号処理ステップにより算出された前記特性信号に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とをそれぞれ識別することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１４構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記探傷条件設定部により設定された前記探傷条件としての受信角度に対するエコー振幅値の分布を前記特性値として算出し、前記識別ステップは前記信号処理ステップにより算出された前記エコー振幅値の分布に基づいて前記受信ステップにより受信された前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１５構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法として高速フーリエ変換することにより前記特性値を算出し、前記識別ステップは、前記信号処理ステップにより算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１６構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１５構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記特性値として前記高速フーリエ変換におけるスペクトル分布の半価幅、中心周波数、ピーク周波数、スペクトル面積の何れか１つまたは幾つかの組合せを用いることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１７構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としてウェーブレット変換処理することにより前記特性値を算出し、前記識別ステップは、前記信号処理ステップにより算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１８構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法として最大エントロピー法により信号処理することにより前記特性値を算出し、前記識別ステップは、前記信号処理ステップにより算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１９構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１８構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記特性値として前記最大エントロピー法による信号処理におけるスペクトル分布の中心周波数、ピーク周波数、半価幅の何れか１つまたは幾つかの組合せを用いることを特徴とする。
【００２７】
本発明の第２０構成に係る超音波溶接欠陥探傷方法は、第１１構成に記載のものにおいて、前記信号処理ステップは、前記受信ステップにより受信された前記超音波信号を前記所定の信号処理法としてのスプリットスペクトラム法により信号処理することにより前記特性値を算出し、前記識別ステップは、前記信号処理ステップにより算出された前記特性値に基づいて前記超音波信号から前記欠陥信号と前記反射信号とを識別することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による超音波溶接欠陥探傷装置および方法によれば、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あるいは炭素鋼、低合金鋼などを加えた異種金属により構成される溶接構造部分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て信号を検出して、その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ない、検出信号の特徴量を特性値データとして抽出して、特性値データの差異から欠陥信号と溶接構造部分組織信号との識別を可能にしている。
【００２９】
この結果、欠陥信号をノイズ等から識別することが可能となり、さらに、検出波形データの各種演算処理により、欠陥位置や欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。また、溶接構造部分に対してこのような探傷を行なうことにより、高精度な検査が可能となり、機器や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】
【００３０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法の実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
［第１実施形態］
まず、本発明の最も基本的な概念としての第１実施形態について図１を参照しながら説明する。第１実施形態の超音波溶接欠陥探傷装置は、図１に示すように、異種金属で構成される溶接構造部分である被検体１に超音波を送出すると共に被検体１からの反射超音波を受容する複数個の振動子３をアレイ状に備える超音波探触子２と、被検体１に対して超音波探触子２を適正な位置に位置決めする位置決め部４と、超音波探触子２を適正な位置に移動させるために駆動する駆動部５と、超音波探触子２を用いて被検体１の検査対象部位の所定位置に前記超音波のビームを集束および偏向させる集束偏向部１１と、超音波探触子２に含まれる送出振動子群および前記受容振動子群３を電子的に走査する走査部１２と、を基本的に備えている。
【００３２】
第１実施形態の超音波溶接欠陥探傷装置は、さらに、被検体１としての溶接構造部分の溶接条件および前記被検体に超音波を送出する送出振動子群３や反射超音波を受容する受容振動子群３の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定手段１３と、走査部１２により超音波探触子２を走査させながら送出振動子群３から被検体１へ送出された超音波が被検体１で反射した反射超音波を受容した前記受信振動子群３の受容超音波により超音波信号を受信する受信手段９と、受信手段９により受信された超音波信号の信号波形を所定の信号処理法を用いて信号処理することにより超音波信号の特性値を算出する信号処理手段１５と、信号処理手段１５により算出された特性値に基づいて超音波信号における被検体１の欠陥検出信号と溶接構造部分の組織の材料ノイズによる反射信号とを識別する識別手段１６と、を備えている。
【００３３】
なお、上述した構成要素は、第１実施形態の最も基本的な構成を示しているが、第１実施形態は図１に示されるその他の構成も備えている。すなわち、駆動部５は、その移動量や移動方法などを駆動制御装置６により制御されている。また、集束偏向部１１、走査部１２、探傷条件設定部１３は超音波送信機群１０を構成しており、これに対応して、受信部９は超音波受信機群を構成している。また、送信用または受信用の振動子３は、それぞれ遅延時間制御器８により制御されており、駆動部制御装置６，遅延時間制御器８，探傷条件設定部１３はそれぞれ制御装置７により制御されている。また、信号処理手段１５および識別手段１６の信号処理結果および識別結果は、表示装置１７に表示可能なように構成されている。
【００３４】
図１は、第１実施形態の最も基本的な概念構成を示しているが、この第１実施形態のより具体的な構成として図２に示す超音波溶接欠陥探傷装置が提案されている。図２において、第１実施形態は、例えば、インコネルとインコネルの突き合わせ溶接部で溶融金属内部の欠陥を検査する場合を一例にとっている。
【００３５】
図２において、インコネルとインコネルとの突き合わせ溶接構造部分の被検体１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する欠陥１ｃが存在している。被検体１の外側には、水に代表される接触媒質Ｃを介して設置される複数の振動子３｛すなわち、Ａ（１），Ａ（２），…Ａ（ｎ）｝からなるアレイ型超音波探触子２は、位置決め部としてのセンサ保持機構４により保持され、このセンサ保持機構４は、被検体１の被検査対象部位との間に適正な間隔だけ離隔して適正な位置に設置あるいは移動させる駆動機構５に連結され、この駆動機構５は、その移動量や移動方法などを駆動機構制御装置６により制御されている。
【００３６】
アレイ型超音波探触子２は、その任意の１個または複数の振動子３を送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）、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、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１０が結合され、受信用各振動子には超音波信号波形を受信する超音波受信器群９が結合されている。遅延時間制御器８により各振動子３を制御することにより、被検体１の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させることができる。
【００３７】
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（ｒｎ）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。さらに、これらの電子走査により得られた反射超音波の受信波形を信号処理機１５に手信号処理し、この信号処理により得られた特性値から信号識別器１６により検出信号が欠陥からの信号であるか、あるいは溶接構造部分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。さらに、検出宇信号が欠陥からの信号であるものと識別された場合には、欠陥の位置や深さなどの欠陥情報を算出することも可能である。上述した信号処理結果および識別処理結果は、表示装置１７に出力また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７の制御に基づいて処理される構成となっている。
【００３８】
なお、この第１実施形態は、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用いているが、直接接触での探傷であっても良く、アクリルを代表とする樹脂を用いて探傷を行なうこともでき、他の実施形態においても同様に、接触媒質または樹脂を用いた間接接触であってもこれらを用いない直接接触であっても良い。
【００３９】
このように、第１実施形態によれば、被検体１に対して適正な位置にアレイ型超音波探触子２を設置して、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することができ、検出された波形データの信号処理により欠陥の識別を行なうことができ、さらに欠陥の位置や深さ等を効率的かつ高精度に検出することができる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷方法について、図３，図４を参照しながら説明する。まず、第２実施形態の超音波溶接欠陥探傷方法は、図１に示すような構成、すなわち、異種金属で構成される溶接構造部分である被検体１に超音波を送出すると共に被検体１からの反射超音波を受容する複数個の振動子３をアレイ状に備える超音波探触子２と、被検体１に対して超音波探触子２を適正な位置に位置決めする位置決め部４と、超音波探触子２を適正な位置に移動させるために駆動する駆動部５と、超音波探触子２を用いて被検体１の検査対象部位の所定位置に超音波ビームを集束および偏向させる集束偏向部１１と、超音波探触子２に含まれる送出振動子群３および受容振動子群３を電子的に走査する走査部１２を用いて溶接構造部分の欠陥を探傷するものである。
【００４１】
図３において、第２実施形態に超音波溶接欠陥探傷方法は、被検体１としての溶接構造部分の溶接条件および被検体１に超音波を送出する送出振動子群３や反射超音波を受容する受容振動子群３の選択条件を含む探傷条件を設定する探傷条件設定ステップＳＴ１と、走査部１２により超音波探触子２を走査させながら送出振動子群３から被検体１へ送出された超音波が被検体１で反射した反射超音波を受容した受信振動子群３の受容超音波により超音波信号を受信する受信ステップＳＴ２と、受信ステップＳＴ２により受信された超音波信号の信号波形を所定の信号処理法を用いて信号処理することにより超音波信号の特性値を算出する信号処理ステップＳＴ３と、信号処理ステップＳＴ３により算出された特性値に基づいて超音波信号における被検体１の欠陥検出信号と溶接構造部分の組織の材料ノイズによる反射信号とを識別する識別ステップＳＴ４と、識別ステップＳＴ４による欠陥検出信号と反射信号との識別に基づいて溶接構造部分における欠陥の位置および深さを判定し評価する欠陥評価ステップＳＴ５と、を備えることを特徴とする。
【００４２】
なお、探傷条件設定ステップＳＴ１の前に、被検体１の探傷部位を選定する探傷部位選定ステップＳＴ０が設けられていても良く、また、欠陥評価ステップＳＴ５の後に、信号処理ステップＴ３の信号処理結果や、識別ステップＳＴ４の識別結果や、欠陥評価ステップＳＴ５の評価結果などを表示装置１７に出力または表示する結果表示ステップＳＴ６が設けられていても良い。
【００４３】
この第２実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷方法のより詳細な内容を図４に示すブロック図を用いて説明する。この第２実施形態は、例えば、インコネルとインコネルとの突き合わせ溶接部での溶接金属内部の欠陥検査を一例にして説明する。
【００４４】
図４において、過去の運転履歴などから溶接構造部分の対象部位を選定し（ステップＳＴ０）、溶接部分の材料、開先形状、溶接条件などに基づいて、予めデータベースに格納しておいた探傷条件を選定する（ステップＳＴ１）。選定された探傷条件に基づいて被検体１に対して探傷を行ない欠陥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ＳＴ２）。収録された波形データに基づいて振幅値分布、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ない、信号処理により得られた特性値を算出する（ステップＳＴ３）。
【００４５】
上記ステップＳＴ３で求められた信号処理結果は、データベースとして予め格納されていた波形データと比較して検出信号が溶接欠陥等を検出した欠陥信号であるか溶接構成部分の組織に関する材料ノイズ信号であるかを識別する（ステップＳＴ４）。次に、ステップＳＴ３およびＳＴ４の信号処理結果と識別結果に基づいて受信信号が欠陥信号である場合は溶接欠陥の位置または欠陥の深さ等の欠陥情報を算出し（ステップＳＴ５）、これらの結果、すなわち、信号処理結果、識別結果、欠陥情報の結果を所定の形式により表示装置１７に表示する（ステップＳＴ６）。
【００４６】
このようにして、この第２実施形態の超音波溶接欠陥探傷方法によれば、適正な探傷条件により溶接構成部分を探傷して欠陥を検出し、検出した波形データの検出信号を信号処理することにより、溶接欠陥と溶接構成部分の組織の材料ノイズとを識別することができると共に、溶接欠陥の位置や深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００４７】
［第３実施形態］
次に、図５を参照しながら本発明の第３実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法について説明する。図５は、第３実施形態の超音波探傷装置および方法に関する具体例の説明図である。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、送信時の超音波ビームＵＢはアレイ型超音波探触子２を用いて被検体１に対して送信されており、アレイ型超音波探触子２を構成している多数の振動子３｛Ａ（１），…，Ａ（ｎ）｝の中から選定された複数の送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）を用いて、被検体１への入射角θでリニア走査の探傷を行なっている。図５（ｂ）は、図５（ａ）のように超音波ビームＵＢを送信したときに被検体１で反射した超音波ビームＵＢを受信する際の概念図である。
【００４９】
図５（ｂ）において、受信用振動子群Ｇ（ｒ１），Ｇ（ｒ２），…，Ｇ（ｒｉ），…，Ｇ（ｒｎ）は、上述した送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）と同様に多数の振動子３の中から同一の振動子を設定し、受信時の受信角度も送信時の入射角度θと同一に設定されている。このように設定して超音波ビームＵＢを送受信することにより、検出対象位置の特定が容易となる。
【００５０】
このように第３実施形態によれば、同一の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の信号処理を行なうことにより、溶接欠陥の検出信号と材料のイズからの検出信号との識別が可能となり、さらに、欠陥位置や欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００５１】
［第４実施形態］
次に、図６を参照しながら本発明の第４実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法について説明する。図６は、第３実施形態の超音波探傷装置および方法に関する具体例の説明図である。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、送信時の超音波ビームＵＢはアレイ型超音波探触子２を用いて被検体１に対して送信されており、アレイ型超音波探触子２を構成している多数の振動子３｛Ａ（１），…，Ａ（ｎ）｝の中から選定された複数の送信用振動子群Ｇ（ｐ１），Ｇ（ｐ２），…，Ｇ（ｐｉ），…，Ｇ（ｐｎ）を用いて、被検体１への入射角θでリニア走査の探傷を行なっている。図６（ｂ）は、図６（ａ）のように超音波ビームＵＢを送信したときに被検体１から反射してきた超音波ビームＵＢを受信する際の概念図である。
【００５３】
図６（ｂ）において、超音波受信時には受信用振動子群Ｇ（ｒ１），Ｇ（ｒ２），…，Ｇ（ｒｉ），…，Ｇ（ｒｎ）は、被検体１の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なっている。このような探傷を行なうことにより、対象位置における屈折角θに対する検出信号の変化を捉えることができる。なお、被検体１の探傷範囲の全てを網羅するように音源位置を順次変化させて探傷することにより、探傷範囲の全てに関する情報を得ることが可能となる。
【００５４】
このように第４実施形態によれば、同一の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の信号処理を行なうことにより、溶接欠陥の検出信号と材料のイズからの検出信号との識別が可能となり、さらに、欠陥位置や欠陥深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００５５】
［第５実施形態］
次に、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）および図８（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いてこの発明の第５実施形態に係る超音波探傷装置および方法について説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）および図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の具体例としての第５実施形態による超音波探傷装置および方法の説明図である。
【００５６】
図７（ａ）は、被検体１の溶接金属１Ｂの内部に亀裂が存在するときに、アレイ型超音波探触子２を用いて超音波を受信する場合の概念図である。図７（ａ）に示すように、超音波受信時には、被検体１の内部の亀裂１ｃ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なう。検出波形は、ビーム路程として図７（ｂ）に模式的に示すような波形となっており、この検出波形の振幅値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７（ｃ）に示すような振幅値分布が得られる。このときの特性値として、例えば、図７（ｃ）に示すように、半価幅Ｈｗを求めることができる。
【００５７】
図８（ａ）は、被検体１の溶接金属１ｂの内部に亀裂が存在しないときにアレイ型超音波探触子２を用いて反射超音波を受信する状態を示す概念図である。超音波受信時には被検体１の内部の溶接構造部分の組織の柱状晶組織の界面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なう。検出波形は、図８（ｂ）に模式的に示すように、前記界面の比較的広い範囲から反射されるために、亀裂先端からの信号波形に比べて波数も多くなっている。
【００５８】
ここで、図７（ｂ）（ｃ）と同様に、屈折角θｒ１，θｒ２，…，θｒｎの探傷条件で検出された波形の振幅値Ｈｎを図８（ｂ）により求め、受信時の屈折角に対する振幅値分布を求めると、図８（ｃ）に示すように半価幅Ｈｗを求めることができる。このようにして測定された半価幅Ｈｗは、予めデータベースとして格納しておいたデータと照合して、検出信号が溶接欠陥からの欠陥信号であるかあるい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。
【００５９】
このようにして、第５実施形態においては、検出信号の振幅値データから求める特性値を複数の異なる屈折角毎に求められた振幅値Ｈｎとし、データベース内のデータと振幅値Ｈｎとを照合することによりその半価幅Ｈｗを求めているので、これらの特性値データから欠陥信号とノイズ信号とを識別でき、適正な欠陥検出を行なうことができる。さらに、検出波形データに基づいて、各種演算処理をすることにより、欠陥位置や欠陥の深さを効率的かつ高精度に測定することができる。
【００６０】
［第６実施形態］
次に、図９（ａ）（ｂ）および図１０（ａ）（ｂ）を参照しながら第６実施形態に係る超音波探傷装置および方法について説明する。図９は、（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号のそれぞれ検出波形を示し、図１０は、（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号のそれぞれのＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理の解析結果を示している。
【００６１】
溶接欠陥等の欠陥信号の検出波形は、図９（ａ）に示されており、溶接組織のノイズ信号は、図１０（ａ）に示されている。それぞれの検出波形に対応するＦＦＴ解析結果が図１０（ａ）（ｂ）に示されており、図１０（ａ）の欠陥信号のＦＦＴ解析結果は、欠陥先端からの回折波を示しており、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。
【００６２】
図９（ｂ）に検出波形を示す溶接組織信号においては、図１０（ｂ）にそのＦＦＴ解析結果が示されており、図９（ａ）（ｂ）と同様に、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が求められる。このようにして求められた半価幅Ｈｗは、予めデータベースとして格納しておいたデータと照合して、検出波形が欠陥信号である化あるいは溶接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。
【００６３】
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、ピーク周波数などのＦＦＴ処理により得られた特性値を求め、この特性値データは、予めデータベースとして格納しておいたデータと照合され、検出波形が欠陥信号であるかあるいは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別できる。
【００６４】
このようにして、第６実施形態においては、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なうことにより適正な欠陥検出ができる。さらに、検出波形データに基づいて各種演算処理を行なうことにより、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。
【００６５】
［第７実施形態］
図１１（ａ）（ｂ）および図１２（ａ）（ｂ）を参照しながら第７実施形態に係る超音波探傷装置および方法について説明する。図１１は、（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号のそれぞれ検出波形を示し、図１２は、（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号のそれぞれのウェーブレット変換処理の概念図を示している。
【００６６】
溶接欠陥等の欠陥信号の検出波形は、図１１（ａ）に示されており、溶接組織のノイズ信号は、図１２（ａ）に示されている。それぞれの検出波形に対応するウェーブレット変換処理によりえられた結果が図１２（ａ）（ｂ）に示されており、図１２（ａ）の欠陥信号では、欠陥先端からの回折波を示しており、ウェーブレット変換処理により得られた処理結果（ｂ）から、特性値として、例えばピーク分布を求める。
【００６７】
図１１（ｂ）に検出波形を示す溶接組織信号においては、図１２（ｂ）にそのピーク分布が示されており、図１１（ａ）（ｂ）と同様に、ウェーブレット変換処理により得られたピーク周波数分布から、その特性値として、例えば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、ピーク周波数などのウェーブレット変換処理にて得られた特性値をもとめ、この特性値データは、予めデータベースとして格納しておいたデータと照合され、検出波形が欠陥信号であるかあるいは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別できる。
【００６８】
このようにして、第７実施形態においては、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なうことにより、適正な欠陥検出ができる。さらに、検出波形データに基づいて各種演算処理を行なうことにより、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。
【００６９】
［第８実施形態］
図１３（ａ）（ｂ）および図１４（ａ）（ｂ）を参照しながら第８実施形態に係る超音波探傷装置および方法について説明する。図１３は、（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号のそれぞれ検出波形を示し、図１４は、（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号のそれぞれの最大エントロピー法による信号処理結果の概念図を示している。
【００７０】
溶接欠陥等の欠陥信号の検出波形は、図１３（ａ）に示されており、溶接組織のノイズ信号は、図１４（ａ）に示されている。それぞれの検出波形に対応する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が図１４（ａ）（ｂ）に示されており、図１３（ａ）および図１４（ａ）の欠陥信号では、欠陥先端からの回折波を示しており、最大エントロピー法により得られたスペクトル分布（ｂ）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。
【００７１】
図１３（ｂ）に検出波形を示す溶接組織信号においては、図１４（ｂ）にそのピーク分布が示されており、図１３（ａ）図１４（ａ）と同様に、最大エントロピー法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。
【００７２】
このようにして測定された中心周波数は、予めデータベースとして格納しておいたデータを照合され、検出波形が欠陥信号であるかあるいは溶接部組織の材料ノイズ信号であるかを識別できる。
【００７３】
ここで、最大エントロピー法により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、半価値など最大エントロピー法による信号処理から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あるいは溶接部組織の材料ノイズであるかを識別することができる。
【００７４】
このようにして、第８実施形態においては、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なうことにより、適正な欠陥検出ができる。さらに、検出波形データに基づいて各種演算処理を行なうことにより、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。
【００７５】
また、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ない、信号処理により求めた特性値データから欠陥信号と材料のイズ信号との識別を行なうことにより、適正な欠陥検を行なうことができる。さらに、検出波形データに基づいて各種延在処理を行なうことで、欠陥位置や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】
【００７６】
【図１】本発明の基本概念としての第１実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置の構成を示すブロック構成図である。
【図２】第１実施形態のより詳細な構成を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷方法を説明するフローチャートである。
【図４】第２実施形態に超音波溶接欠陥探傷方法を説明するブロック図である。
【図５】第３実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）送信時と（ｂ）受信時の超音波ビームをそれぞれ示す説明図である。
【図６】第４実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）送信時と（ｂ）受信時の超音波ビームをそれぞれ示す説明図である。
【図７】第５実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）屈折角に対する（ｂ）ビーム路程と（ｃ）受信側の屈折角をそれぞれ示す説明図である。
【図８】第５実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）屈折角に対する（ｂ）ビーム路程と（ｃ）受信側の屈折角をそれぞれ示す説明図である。
【図９】第６実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号の検出波形をそれぞれ示す波形図である。
【図１０】第６実施形態における図９（ａ）（ｂ）にそれぞれ対応するＦＦＴ解析結果（ａ）（ｂ）をそれぞれ示す周波数の波形図である。
【図１１】第７実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号の検出波形をそれぞれ示す波形図である。
【図１２】第７実施形態における図１１（ａ）（ｂ）にそれぞれ対応するウェーブレット変換処理結果（ａ）（ｂ）をそれぞれ示す周波数の特性図である。
【図１３】第８実施形態に係る超音波溶接欠陥探傷装置および方法における（ａ）欠陥信号と（ｂ）溶接組織信号の検出波形をそれぞれ示す波形図である。
【図１４】第８実施形態における図１３（ａ）（ｂ）にそれぞれ対応するＭＥＭ解析結果（ａ）（ｂ）をそれぞれ示す波形図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  被検体
２  超音波探触子
３  振動子
４  位置決め部
５  駆動部
９  受信手段
１１  集束偏向部
１２  走査部
１３  探傷条件設定手段
１５  信号処理手段
１６  識別手段
【図１】
2009097972.tif 000003
【図２】
2009097972.tif 000004
【図３】
2009097972.tif 000005
【図４】
2009097972.tif 000006
【図５】
2009097972.tif 000007
【図６】
2009097972.tif 000008
【図７】
2009097972.tif 000009
【図８】
2009097972.tif 000010
【図９】
2009097972.tif 000011
【図１０】
2009097972.tif 000012
【図１１】
2009097972.tif 000013
【図１２】
2009097972.tif 000014
【図１３】
2009097972.tif 000015
【図１４】
2009097972.tif 000016