(57)【要約】【課題】頻繁な検査を要する構成部の溶接を検査するために狭い隙間において利用可能な薄型の検査装置を提供する。【解決手段】狭い空間で利用可能であり溶接された接続部１３のような構造物［１０］を検査する薄型の構造デザインを有する検査用スキャナ［１０００］を提供する。ホイール・フレーム・アセンブリ［１１００，１２００］は、超音波（ＵＳ）のアレイ［１４００］を伴ったプローブ・ホルダ・アセンブリ［１１１０］を運ぶ。ＵＳのアレイ［１４００］は、ＵＳのビームを放出し構造物［１０］を通り反射してきた音波を受け取る。プローブ・ホルダ・アセンブリ［１１００］は延伸し、ＵＳのビームは狭い場所を検査するために遠ざかる方向に角度をつけられる。ホイール・フレーム・アセンブリ［１１００，１２００］はホイール［１１４０，１２４０］により転がるとともに、エンコーダ［１２５０］を運転する。エンコーダ［１２５０］は、溶接部に関して受け取られた音波の位置の特定を行う。特定された位置および受け取られた音波は、構造物［１０］の内側の欠陥を示す信号を再構築するために用いられる。ホイール［１１４０，１２４０］は、検査対象の構造物［１０］に対して自機を保持するために帯磁可能である。検査用スキャナ［１０００］を与えられた位置に保持するためにブレーキシステム［１６００］が採用されてもよい。【選択図】図２
2012514757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塊状の構造物［１０］を検査するために超音波のビームを送受信する従来技術よりも薄型のデザインを有する検査用スキャナ［１０００］であって、
１以上のホイール・フレーム［１１００］と、
前記ホイール・フレーム［１１００］から離れる方向に角度の付けられた複数の超音波のビームによって前記塊状の構造物［１０］をスキャンし、反射して戻ってくる複数の超音波の信号を受け取り、前記ホイール・フレーム［１１００］に取り付けられ、前記ホイール・フレーム［１１００］により運ばれる超音波（ＵＳ）のアレイ［１４００］と、
前記ホイール・フレーム［１１００］を移動させるために前記ホイール・フレーム［１１００］に取り付けられ、前記構造物［１０］の表面に沿って順方向もしくは逆方向に回転することで前記ホイール・フレーム［１１００］を移動させるホイール［１１４０］と、
前記ホイール［１１４０］の回転および前記構造物［１０］上の位置をモニターし、受け取られた複数の超音波の信号の各々が前記構造物［１０］上における前記超音波のアレイ［１４００］の位置を特定可能なように前記受け取られた複数の超音波の信号に応じたエンコーダ信号を送信するエンコーダ［１２５０］と
を備える検査用スキャナ［１０００］。
【請求項２】
ＵＳのアレイ［１４００］を移動させるために調整可能であり、ホイール・フレーム［１１００］の移動を伴わずにＵＳのアレイ［１４００］を様々な場所まで延伸するように移動可能であり、その結果、検査対象の塊状の構造物［１０］に応じた調整が可能なプローブ・ホルダ・アセンブリ［１１００］を備える
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項３】
前記ホイール［１１４０］は、前記検査用スキャナ［１０００］の前記構造物［１０］に対する位置を保持するために帯磁する
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項４】
前記検査用スキャナ［１０００］の前記構造物［１０］に対する位置を保持するための磁気装置［１３００］を備える
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項５】
前記超音波のアレイ［１４００］が、各々、超音波の出力の大きさを調整することで溶接部［１３］をスキャンするために望ましい方向へ前記超音波のビームを向ける複数の送信機［１４１０］を有する
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項６】
検査用スキャナは、高さの最大値が３インチである
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項７】
リモートコントローラから信号が受け取られた場合に前記ホイール［１１４０］を回転させて前記検査用スキャナ［１０００］を移動させるための、前記ホイール［１１４０］に取り付けられたホイールモータ［１１４３］を備える
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項８】
リモートコントローラから信号が受け取られる場合に前記超音波のアレイ［１４００］を異なる位置に移動させるための、前記プローブ・ホルダ・アセンブリ［１１１０］に取り付けられたスライドモータ［１２１５］を備える
請求項１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項９】
塊状の構造物［１０］を検査するための従来技術よりも薄い検査用スキャナ［１０００］であって、
フロント・ホイール・フレーム［１１００］と、
リア・ホイール・フレーム［１２００］と、
前記フロント・ホイール・フレーム［１１００］と前記リア・ホイール・フレーム［１２００］の各々が有するスライドスロット［１１１２，１２１２］によって受容され、側面に沿って延伸する２個１対のスライド［１１１１，１２１１］を有し、前記ホイール・フレーム［１１００，１２００］に対してスライド可能なプローブ・ホルダ・アセンブリ［１１１０］と、
前記プローブ・ホルダ・アセンブリ［１１１０］から離れるように角度を付けられた超音波のビームによって前記塊状の構造物［１０］をスキャンする超音波（ＵＳ）のアレイ［１４００］と、
前記構造物［１０］に沿って順方向もしくは逆方向に検査用スキャナ［１０００］を移動させるように回転可能な、ホイール・フレーム［１１００，１２００］に取り付けられたホイール［１１４０，１２４０］と、
前記ホイール［１１４０，１２４０］の回転および前記構造物［１０］上の位置をモニターし、受け取られた複数の超音波の信号の各々が前記構造物［１０］上における前記超音波のアレイ［１４００］の位置を特定可能なように前記受け取られた複数の超音波の信号に応じたエンコーダ信号を送信するエンコーダ［１２５０］と
を備える検査用スキャナ［１０００］。
【請求項１０】
検査用スキャナ［１０００］は、高さの最大値が３インチである
請求項９に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項１１】
前記超音波のアレイ［１４００］は、前記プローブ・ホルダ・アセンブリ［１１１０］に枢動可能に取り付けられており、付勢装置によって前記構造物［１０］に対し付勢される
請求項９に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項１２】
前記付勢装置はスプリング［１１１９］である
請求項１１に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項１３】
リモートコントローラから信号が受け取られた場合に前記ホイール［１１４０，１２４０］を回転させて前記検査用スキャナ［１０００］を移動させるための、前記ホイール［１１４０，１２４０］に取り付けられたホイールモータ［１１４３］を備える
請求項９に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項１４】
リモートコントローラから信号が受け取られた場合に前記超音波のアレイ［１４００］を異なる位置に移動させるための、前記プローブ・ホルダ・アセンブリ［１１１０］に取り付けられたスライドモータ［１２１５］を備える
請求項９に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【請求項１５】
前記超音波のアレイ［１４００］が、各々、超音波の出力の大きさを調整することで前記塊状の構造物［１０］をスキャンするために望ましい方向へ前記超音波のビームを向ける複数の送信機［１４１０］を有する
請求項９に記載の検査用スキャナ［１０００］。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは超音波を用いて構造物の検査を行うための装置に関し、より具体的には狭い隙間の空間内で超音波を用いて構造物の検査を行うための薄型の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊検査の技術を用いて圧力部分や様々な構造物を検査することは難しい作業であり、特にそれがシーム溶接である場合は尚更である。例えば、決められた形状の限られた体積の空間の中に複数の要素を有するボイラーシステムは、精密に検査することが難しい。一般的には超音波技術（ＵＴ）が用いられ、その場合、作業者は信号（音の波）を構造物およびその溶接部分にあてるとともにフィードバックされる信号が示す寸法をスキャンニングの結果として取得する装置である手持ちの超音波プローブを用いて、構造物の検査対象領域を手動でスキャンする。人間の作業者の超音波プローブを構造物に対し横断させる細かい動作は、完全には安定せず、もしくは一貫しないため、理想的なデータの読み込みとはほど遠く（例えば、欠損部分の発生や画像の劣化、誤判定、その他のエラーが生じ得る）、そのような手動のプロセスは、正確さという点に関し問題がある。
【０００３】
損傷や故障は多くの場合、それら構造物の構成部の溶接シームから生じるので、溶接部分の定期的な検査が重要である。検査される構成部は全体として所定の機能を果たすシステムの一部分なので、その構成部を取り外したりシステムを分解したりすることなくそれらの構成部を検査できることが望ましい。
【０００４】
従来用いられてきた検査装置には、手動で検査位置間の移動が行われる超音波スキャナが採用されている。検査結果として得られる測定値はグラフ化等により表示され、作業者に欠陥部分の位置が示される。簡単に素早く溶接の状態を評価する調査を可能とするスキャナがあれば、作動時間を短縮でき有用である。
【０００５】
様々な形状の物体上の溶接の状態を検査するためには、従来、汎用の機械的なスキャナが用いられてきた。それらは汎用的な目的を達成するという性質により、大きくてかさばる傾向があった。
【０００６】
蒸気発生システムにおいては、一般的に、高圧力の蒸気を運搬するための溶接により構造の形成されたパイプが用いられる。これらのパイプには、定期的なモニターを要する溶接が施されている。隙間が狭いため、従来の検査装置はその形状に合致せず、利用できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、狭い隙間にもフィットし、頻繁な検査を要する構成部の溶接を検査することができる薄型の検査装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［要約］
以下に示される側面に従い、従来技術より薄型のデザインを有する検査用スキャナ［１０００］を有し、超音波ビームを送信および受信することで塊状の構造物［１０］を検査する超音波プローブキャリアであって、以下の構成要素を備える超音波プローブキャリアが提供される。
【０００９】
１以上のホイール・フレーム［１１００］と、
【００１０】
前記塊状の構造物［１０］をスキャンするための超音波（ＵＳ）のアレイ［１４００］であって、前記ホイール・フレーム［１１００］から離れる方向の角度で超音波ビームを放ち、反射して前記アレイ［１４００］に戻ってくる超音波の信号を受け取り、前記ホイール・フレーム［１１００］に取り付けられており、前記ホイール・フレーム［１１００］によって運ばれるアレイ［１４００］と、
【００１１】
前記ホイール・フレーム［１１００］を運ぶために前記ホイール・フレーム［１１００］に取り付けられているホイール［１１４０］であって、前記構造物［１０］の表面に沿って回転し、前記フレームを順方向もしくは逆方向に移動するホイール［１１４０］と、
【００１２】
前記ホイール［１１４０］の回転および前記構造物［１０］上の位置をモニターし、前記構造物［１０］上の前記超音波のアレイ［１４００］の位置により各々識別される複数の超音波の信号に従ってエンコーダ信号を送信するエンコーダ［１２５０］。
【００１３】
［本発明の目的］
本発明の目的の一つは、発電装置に特に適合する超音波検査用スキャナを提供することである。
【００１４】
本発明の目的の他の一つは、与えられた位置から溶接の様々な部分を観察することを可能とする超音波検査用スキャナおよび超音波収集システムを提供することである。
【００１５】
本発明の目的の他の一つは、携帯可能な超音波スキャナを提供することである。
【００１６】
本発明の目的の他の一つは、特に様々な直径の曲面の溶接を検査するように設計された超音波検査用スキャナを提供することである。
【００１７】
本発明の目的の他の一つは、特に平板な表面の溶接を検査するために設計された超音波検査用スキャナを提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
以下に、本発明の一具体例を示す図面を説明する。それらの図面において、同じ要素には同じ参照番号が付されている。
【００１９】
【図１】図１は、本発明において採用された撮像における位置関係を示す図である。
【００２０】
【図２】図２は、本発明の一具体例にかかる薄型超音波検査装置の斜視図である。
【００２１】
【図３】図３は、図２に示される一具体例にかかる検査用スキャナの背面部の一部断面図を伴う正面図である。
【００２２】
【図４】図４は、図２および図３に示される一具体例にかかる検査用スキャナの側面図である。
【００２３】
【図５】図５は、上記の図２乃至４に示される一具体例にかかる検査用スキャナの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［詳細な説明］
限定された形状もしくは体積の隙間しか持たないパイプおよびパイプの溶接部の非破壊検査を行うための超音波検査システム（「システム」）を以下に説明する。本システムは、システムが限定された形状もしくは体積の隙間しか持たないチューブや溶接部にアクセスすることを可能にする薄型の超音波プローブキャリアを有している。
【００２５】
［見解］
【００２６】
金属構造物に錆や腐食による劣化や製造時における初期不良があると、それらの構造物に対し機械的な力が繰り返し加えられる結果、金属構造物の強度低下が生じる。そのような強度低下は、勤続構造物のうち、最初に劣化が始まる傾向のある溶接による接続部において特に生じやすい。
【００２７】
これらの強度低下は、構成部の不具合を引き起こすおそれがある。そして、高圧力下においては、そのような不具合が甚大な被害をもたらす可能性もある。
【００２８】
検査やモニタリングによれば、それらが問題を引き起こす前にこれらの強度低下を特定することができる。強度低下を生じている構成部が特定されると、安全性に関する問題や付随的な損害が生じる前にそれらの交換を行うことができる。
【００２９】
一具体例として、タービンのケーシングにおける閉鎖溶接が挙げられる。従来の道具を用いてこの重要な溶接部のモニターを行うことは、非常に困難で時間を要し、またその結果も不正確なものであった。
【００３０】
これはタービンのケーシングにおける重要な溶接部であり、大きな力を受けるため、頻繁に検査される必要がある。上述したように、そのような特定の幾何学的形状および狭い空間に従来の検査装置を使用することは困難である。
【００３１】
これらのタービンが保守のために機能しないと、多大な生産費用の損失が生じる。例えば、タービンが公益事業会社のための電力を発電するために用いられている場合、その公益事業会社は、それらのタービンのケーシングの保守の間、グリッドから電気を買わなければならなくなる。グリッドから購入される電気は、タービンにより発電される生産される電気よりも遙かに高価であり、保守期間が長くなると甚大なコスト高をもたらす。従って、タービンの導管の溶接部を正確に素早く検査するために最適化された装置は、公益事業会社に対して費用損失の多大な削減をもたらすことになる。
【００３２】
多くのタービンは同様の溶接部を有しており、またそれらタービンの多くは同様の形状を有している。それらのタービンはいずれも、大きな作動力に晒されており、各々が頻繁に検査される必要がある。それゆえ、効率的かつ精密に狭い空間内の溶接部を検査するために設計された薄型の検査装置は、これらのタービンを検査する人々に対して非常に高い価値をもたらす。
【００３３】
重要であり定期的な検査を要する溶接部は数多く存在する。それらのうちのいくつかは、狭い空間内の混雑した場所に位置している。従来技術にかかる検査装置は、それらの大きさおよび画像の取得方式が適さず、使用が非常に困難である。これらの従来技術にかかる装置の多くは、その装置の直下を検査するので、上記の目的には適さず、利用することができないのである。
【００３４】
［角度付きビーム］
【００３５】
本発明は、混雑した狭い場所において溶接された接続部を検査するために最適化されている。それは、調整可能なプローブを有し、距離が離れた塊状の対象物を検査する能力を有する薄型のデザインを採用することによって実現される。それは、装置から離れる方向に角度の付いたビームを用いて検査データを取得する。この装置には、そのデータを取得するために、内側で反射し角度の付けられたビームを放つ構造が採用されている。それゆえ、装置は検査される部分に隣接した位置に置かれればよく、その真上に置かれる必要はない。これは、狭い空間におけるデータの獲得を非常に容易にする。
【００３６】
図１は、本発明において採用される角度の付けられたビームの位置関係を示している。超音波（ＵＳ）のビームは、ＵＳのアレイ１４００を始点とする矢印によって示されており、ＵＳのアレイ１４００の複数の送信機１４１０から送信される。ＵＳのアレイ１４００には位相配列技術が採用されており、送信機１４１０の相対的な送信の出力を変えることによりＵＳのビームの方向を変えることができる。
【００３７】
ＵＳのビームは構造物１０を通り抜けて最初の接触面１５に到達する。この接触面は、構造物の内側面と内側の空間との間の面である。この接触面はＵＳのビームを反射する面であり、例えば金属と気体の境界もしくは金属と液体の境界である。ＵＳのビームのほとんどは、その後、金属溶接部１３を通り抜けて二番目の接触面１７に到達する。二番目の接触面は、構造物１０の外側面と構造物１０の上の空間との間の面である。
【００３８】
入射するＵＳのビームの一部は物体１９に当たる。物体１９は、例えば溶接部におけるギャップや、純粋な金属とはかなり異質な超音波伝導性を有する他の素材である。ＵＳのビームの一部は、符号「Ａ」の付された矢印によって示されるように、反射して戻ってくる。これらの反射したＵＳの光線は、接触面１５に反射してＵＳのアレイ１４００の受信機１４５０によって受信される。
【００３９】
［画像再構成］
【００４０】
超音波ビームは、超音波のアレイ１４００の受信機１４５０によって受け取られ、その後に処理を行う制御装置に送られる。制御装置は、分析対象の構造物１０の幾何学的な形状に従い予めアップデートされている。制御装置は、反射された超音波の信号を受信機１４５０から収集し、構造物１０の内側にある物体の画像を再構成する。均質な金属と、相対的に密度が低い他の物体との間の接触面が画像を生成するので、再構成された画像により気泡、腐食、その他の特性が容易に特定可能となる。この画像の再構成は、既知である従来の画像生成の手法により行われる。
【００４１】
図２は、本発明の一具体例にかかる検査用スキャナ１０００の斜視図である。これには、薄型のデザインが採用されている。狭い部分の検査を行うためには、装置のサイズは小さい程よい。しかしながら、検査装置は容易に操作できる程の十分な大きさがなければならない。タービンの閉鎖のために施される溶接部のほとんどは、検査に利用できる隙間領域として約３インチの空間を有していることが分かっている。それゆえ、その高さが３インチより小さい装置が便利である。
【００４２】
ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００は、図３のホイール（１１４０，１２４０）の上に乗った状態で転がる。ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００は、プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０によって互いに連結されている。
【００４３】
プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０は、各々、ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００のスライドスロット１１１２，１２１２に挿入されるスライド１１１１，１２１１を有している。
【００４４】
１以上のロッキングノブ１２３０の締め付けにより、ホイール・フレーム・アセンブリ１２００に対する任意の調整位置においてスライド１２１１をプローブホルダーに固定することができる。ホイール・フレーム・アセンブリ１１００に関しても同様の構成が採用されているが、この図には示されていない。
【００４５】
ブレーキボタン１６１０（必須ではない）の採用により（図３の１２４０の）ホイールの固定が行われ、装置を現在位置に留め置くことができる。
【００４６】
プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０は、超音波のアレイ１４００を有している。超音波のアレイ１４００は、（図１の１４１０の）送信機の各々の相対的な出力の大きさを調整することにより様々な角度で超音波ビームを放出可能な位相配列の超音波送受波器用のアレイである。この構成が採用されていることにより、検査対象の塊状の構造物１０の全体をＵＳのビームによりスキャンすることが可能となる。超音波のアレイ１４００はまた、反射した超音波信号を受け取る（図１の１４５０の）受信機を有する。
【００４７】
このスキャンの方法によれば、塊状の構造物の内部から縁部の表面に至るまで、その構造をくまなく検査することができる。そのため、塊状の構造物１０の内部の欠損のみならず表面付近の腐食に関してもその探知が可能である。
【００４８】
超音波のアレイ１４００によって受け取られる信号は、信号ケーブル１５７０を通して処理装置へと引き渡される。処理装置は、探知された信号から画像を再構築する。
【００４９】
図３は、図２に示した一具体例にかかる検査用スキャナの一部断面図を含む後側部分の正面図である。ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００がホイール１１４０，１２４０の上に乗った状態で、構造物１０の表面上を転がりながら移動する。構造物１０は、検査対象の溶接部１３を有する金属の構造物である。
【００５０】
好ましい態様において、溶接部１３が検査されている間、ホイール１１４０，１２４０は磁力を帯びることで、ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００を構造物１０に対し固定するように構成されてもよい。またそれに代えて、検査用スキャナ１０００の表面に磁気装置１３００を設けてもよい。また別の代替的な具体例において、溶接部１３の検査の間、構造物１０に対して本発明にかかる装置をユーザが単純に保持するようにしてもよい。
【００５１】
超音波のアレイ１４００は、プローブ・ホルダ・アーム１１１５によって運ばれる。プローブ・ホルダ・アームは、プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０の一部分である。プローブ・ホルダ・アーム１１１５は、超音波のアレイ１４００が構造物１０の外側表面に沿って下降したり上昇したりすることを可能にする。
【００５２】
プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０は、スライドスロット１１１２，１２１２の各々に沿ってスライドするスライド１１１１，１２１１を有しており、超音波のアレイ１４００が検査用スキャナ１０００の中心位置から移動可能となっている。位置決めの後、例えばネジ構造のロッキングノブ１２３０がスライド１２１１に対して側面のクランプパッド１２３３を押し付けるように締め付けられることで、プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０および超音波のアレイ１４００に対するホイール・フレーム・アセンブリ１２００の位置の固定が可能である。
【００５３】
ロッキングノブ１１３０は、ホイール・フレーム・アセンブリ１１００に関して同様の機能を提供する。ブレーキボタン１６１０は、ホイール１２４０を固定することで、動作中の検査用スキャナ１０００を構造物１０の上の現在位置に留め置く役割を果たす。
【００５４】
図４は、図２および図３に示した一具体例にかかる検査用スキャナの背面図である。障害物２１のため、従来の検査装置は構造物１０上の溶接部１３を検査することが困難である。通常は、それら従来の検査装置は、本発明にかかる検査装置と比較して、その高さが著しく高いためである。また、従来技術にかかる装置は、検査用のビームを真下に放出するように設計されているため、検査対象の部分の真上に配置される必要がある。さらに、従来技術にかかる装置は、それらの送受波器が検査される領域に対して運搬装置よりも接近することを可能にする位置調整機構を備えていない。
【００５５】
本発明にかかる薄型の（高さの低い）デザインが障害物２１の下の空間においていかに適合性が高いか、という点は明らかである。それに加えて、ＵＳのアレイ１４００は、この図に示されるように、溶接部１３に向かって延伸可能である。ロッキングノブ１２３０はネジ込まれるとスライド１２１１を押圧し、アレイ１４００を所定の望ましい位置において保持する。
【００５６】
また、ＵＳのアレイ１４００は、符号「Ｂ」の付された矢印によって示されるように、ビームを溶接部１３に向かって斜め方向に送信する。これにより、本発明にかかる装置から発せられるビームの到達範囲が狭い空間の奥にまで広がる。
【００５７】
なお、図４には、ブレーキボタン１６１０が機能し、検査用スキャナ１０００を所定の場所に保持するようにホイール１２４０に対して押圧された状態のブレーキ部材１６００が示されている。
【００５８】
図５は、図２乃至図４に示される一具体例にかかる検査用スキャナを上から見た場合の平面図である。図５は、一対のプローブ・ホルダ・アーム１１１５によって運ばれるＵＳのアレイ１４００を示している。これらは、キャリアーピボット１１１７を介してプローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０に対し回動可能に取り付けられている。
【００５９】
この具体例において、プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０は、ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００に対して、ホイール１１４０，１２４０が装置を転がす方向に対して垂直な方向にスライド可能である。この図面において、プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０は、フレーム１１００の左側方向に延伸する。これは、ＵＳのアレイ１４００がより小さく狭い空間へと入っていくことを可能にする。また、ＵＳのアレイ１４００が送信するビームの伝達経路の幾何学的な形状によって、ＵＳのビームは、ＵＳのアレイ１４００の左端をさらに越えて窮屈な空間へと放出される。
【００６０】
別の使用状況において、検査用スキャナをスキャン対象の空間の内部に配置することもできるが、その場合、ユーザは検査用スキャナ１０００に彼らの腕を伸ばして到達することが物理的に不可能となる。この場合には、代替的な一具体例が有用となる。すなわち、検査用スキャナ１０００がホイールモータ（図３において１１４３として透視的に示されている）を有しているならば、検査用スキャナ１０００は構造物１０に接触された後、磁気を帯びたホイール１１４０，１２４０によって構造物の周りに保持されつつ、移動することができる。ホイールモータに対しユーザにより操作されるコントローラから、望ましくは無線接続により、信号の送信が行われることで、ホイールモータの制御が行われる。
【００６１】
また、別の代替的な具体例にかかる装置は、スライドモータ（図４において１２１５として透視的に示されている）を備える。スライドモータ１２１５はスライド１２１１に対し作動し、プローブ・ホルダ・アセンブリ（図５の１０１０）およびＵＳのアレイ１４００を延伸および収縮する。スライドモータは、ユーザによって操作されるコントローラによって無線で制御されてもよい。
【００６２】
以上、本発明の例示的な具体例に関して説明を行ったが、上述したものに加え、様々な他の変形、省略、および付加が、本発明の技術的思想の範囲内において行われ得るということが当業者によって理解されるべきである。したがって、それら様々な他の具体例は、添付の請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…構造物、１０００…検査用スキャナ、１０１０…プローブ・ホルダ・アセンブリ、１１００…ホイール・フレーム、１１１０…プローブ・ホルダ・アセンブリ、１１１１…スライド、１１１５…プローブ・ホルダ・アーム、１１３０…ロッキングノブ、１１４０…ホイール、１１４３…ホイールモータ、１２００…ホイール・フレーム、１２１１…スライド、１２１５…スライドモータ、１２３０…ロッキングノブ、１２４０…ホイール、１２５０…エンコーダ、１３…溶接部、１３００…磁気装置、１４００…超音波のアレイ、１４１０…送信機、１４５０…受信機、１５…接触面、１５７０…信号ケーブル、１６００…ブレーキシステム、１６１０…ブレーキボタン、１９…物体、２１…障害物
【図１】
2012514757.tif 000003
【図２】
2012514757.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月6日(2011.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロント・ホイール・フレームと、
リア・ホイール・フレームと、
直下方向に対し正の角度をなす方向に複数の超音波ビームを送信し、反射して戻ってくる当該複数の超音波ビームを受信することで、塊状の構造物の内部の複数の位置を順次スキャンする超音波位相アレイと、
前記フロント・ホイール・フレームと前記リア・ホイール・フレームの各々に関し、当該ホイール・フレームに取り付けられ、前記構造物の表面に沿った第１の方向もしくは第２の方向に回転することで当該ホイール・フレームを移動させるホイールと、
前記ホイールの回転と前記構造物の上における位置とをモニターし、前記超音波位相アレイにより受信された複数の超音波ビームに従い、当該複数の超音波ビームの各々に関し前記構造物の上に配置された前記超音波位相アレイにおける当該超音波ビームの受信の位置を識別可能とする信号であるエンコーダ信号を生成するエンコーダと、
前記フロント・ホイール・フレームと前記リア・ホイール・フレームとの間に配置されて前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームに連結され、前記超音波位相アレイを支持し、前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームの移動を伴うことなく前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームから見た一方の側における複数の位置に前記超音波位相アレイを移動させるように伸張することにより、当該伸張が行われない場合には前記超音波位相アレイによるスキャンができない前記構造物の部分のスキャンを可能とするプローブ・ホルダ・アセンブリと
を備える検査用スキャナ。
【請求項２】
前記ホイールは帯磁することにより前記検査用スキャナの前記構造物に対する位置を保持する
請求項１に記載の検査用スキャナ。
【請求項３】
磁気を発生することにより前記検査用スキャナの前記構造物に対する位置を保持する磁気装置を備える
請求項１または２に記載の検査用スキャナ。
【請求項４】
前記超音波位相アレイは、前記構造物をスキャンするために望ましい方向に前記超音波のビームを送信するために、各々超音波の出力の大きさを調整可能な複数の超音波送信機を有する
請求項１乃至３のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【請求項５】
前記検査用スキャナは、高さの最大値が３インチである
請求項１乃至４のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【請求項６】
リモートコントローラから受信された信号に応じて前記ホイールを回転させて前記検査用スキャナを移動させるための、前記ホイールに取り付けられたモータであるホイール・モータを備える
請求項１乃至５のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【請求項７】
リモートコントローラから受信された信号に応じて前記超音波位相アレイを異なる位置に移動させるための、前記プローブ・ホルダ・アセンブリに取り付けられたモータであるスライド・モータを備える
請求項１乃至６のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【請求項８】
塊状の構造物を検査するための検査用スキャナであって、
フロント・ホイール・フレームと、
リア・ホイール・フレームと、
前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームの各々が有するスライド・スロットの各々によって受容され、前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームの側面に沿った方向に延伸する２個１対のスライドを有し、前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームの一方の端面の外側へ延伸するように前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームに対してスライドするプローブ・ホルダ・アセンブリと、
前記プローブ・ホルダ・アセンブリの直下方向に対し正の角度をなす方向に送信される超音波ビームによって前記塊状の構造物をスキャンする超音波アレイと、
前記構造物に沿って順方向もしくは逆方向に前記検査用スキャナを移動させるように回転可能な、前記フロント・ホイール・フレームおよび前記リア・ホイール・フレームの各々に取り付けられたホイールと、
前記ホイールの回転と前記構造物の上における位置とをモニターし、前記超音波アレイにより受信された複数の超音波ビームに従い、当該複数の超音波ビームの各々に関し前記構造物の上に配置された前記超音波アレイにおける当該超音波ビームの受信の位置を識別可能とする信号であるエンコーダ信号を生成するエンコーダと
を備える検査用スキャナ。
【請求項９】
前記検査用スキャナは、高さの最大値が３インチである
請求項８に記載の検査用スキャナ。
【請求項１０】
前記超音波アレイは、前記プローブ・ホルダ・アセンブリに枢動可能に取り付けられており、付勢装置によって前記構造物に対し付勢される
請求項８または９に記載の検査用スキャナ。
【請求項１１】
前記付勢装置はスプリングである
請求項１０に記載の検査用スキャナ。
【請求項１２】
リモートコントローラから受信された信号に従い前記ホイールを回転させて前記検査用スキャナを移動させるための、前記ホイールに取り付けられたモータであるホイール・モータを備える
請求項８乃至１１のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【請求項１３】
リモートコントローラから受信された信号に従い前記超音波アレイを異なる位置に移動させるための、前記プローブ・ホルダ・アセンブリに取り付けられたモータであるスライド・モータを備える
請求項８乃至１２のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【請求項１４】
前記超音波アレイは、前記構造物をスキャンするために望ましい方向に前記超音波のビームを送信するために、各々超音波の出力の大きさを調整可能な複数の超音波送信機を有する
請求項８乃至１３のいずれかに記載の検査用スキャナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【図３】図３は、図２に示される一具体例にかかる検査用スキャナの一部断面図を伴う側面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図４】図４は、図２および図３に示される一具体例にかかる検査用スキャナの背面図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
好ましい態様において、溶接部（図４に示される１３）が検査されている間、ホイール１１４０，１２４０は磁力を帯びることで、ホイール・フレーム・アセンブリ１１００，１２００を構造物１０に対し固定するように構成されてもよい。またそれに代えて、検査用スキャナ１０００の表面に磁気装置１３００を設けてもよい。また別の代替的な具体例において、溶接部１３の検査の間、構造物１０に対して本発明にかかる装置をユーザが単純に保持するようにしてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
超音波のアレイ１４００は、プローブ・ホルダ・アーム（図５に示される１１１５）によって運ばれる。プローブ・ホルダ・アームは、プローブ・ホルダ・アセンブリ１１１０の一部分である。プローブ・ホルダ・アーム１１１５は、超音波のアレイ１４００が構造物１０の外側表面に沿って下降したり上昇したりすることを可能にする。
【国際調査報告】
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