特開 2022-149512 超音波探傷装置および超音波探傷方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022149512

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】超音波探傷装置および超音波探傷方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/24 20060101AFI20220929BHJP

   G01N 29/26 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

G01N29/24

G01N29/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021051714

(22)【出願日】2021-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000116655

【氏名又は名称】愛知製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115646

【弁理士】

【氏名又は名称】東口 倫昭

(74)【代理人】

【識別番号】100115657

【弁理士】

【氏名又は名称】進藤 素子

(74)【代理人】

【識別番号】100196759

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 雪

(72)【発明者】

【氏名】中川 貴博

【テーマコード（参考）】

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G047AA05

2G047AB01

2G047BB01

2G047BB02

2G047BB06

2G047BC03

2G047BC07

2G047DB02

2G047DB17

2G047EA09

2G047GA14

2G047GB02

2G047GE02

2G047GF17

2G047GG20

2G047GG33

2G047GG46

(57)【要約】

【課題】単位時間あたりの走査線数が多い超音波探傷装置および超音波探傷方法を提供することを課題とする。
【解決手段】超音波探傷装置１は、複数の振動子４０を有するアレイ探触子４と、複数の振動子４０を複数の振動子群Ｇ１～Ｇ６に区分けし、振動子群Ｇ１～Ｇ６毎に超音波の走査線を生成し検査対象物９に射出する制御部５と、を備える。制御部５は、走査線として複数の斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６、－Ｌａ１～－Ｌａ６、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６を、互いに異なる振動子群Ｇ１～Ｇ６から、並行して射出する斜角探傷モードを実行する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の振動子を有するアレイ探触子と、
複数の前記振動子を複数の振動子群に区分けし、前記振動子群毎に超音波の走査線を生成し検査対象物に射出する制御部と、
を備える超音波探傷装置であって、
前記制御部は、前記走査線として複数の斜角走査線を、互いに異なる前記振動子群から、並行して射出する斜角探傷モードを実行することを特徴とする超音波探傷装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記斜角探傷モードにおいて、前記斜角走査線を射出する複数の前記振動子群を、互いに隣接しないように設定する請求項１に記載の超音波探傷装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記斜角探傷モードにおいて、前記検査対象物の表面への垂線に対して互いに反対方向に屈折する複数の前記斜角走査線を射出する請求項１または請求項２に記載の超音波探傷装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記アレイ探触子に対して、前記斜角探傷モードと切り換えて、前記走査線として垂直走査線を射出する垂直探傷モードを実行する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の超音波探傷装置。

【請求項5】

前記垂直走査線は超音波の縦波であり、
前記制御部は、前記アレイ探触子に対して、前記垂直探傷モードを連続して実行しない請求項４に記載の超音波探傷装置。

【請求項6】

前記検査対象物は、軸方向に延在する長尺状を呈し、
前記アレイ探触子は、前記検査対象物の軸方向から見て、前記検査対象物の径方向外側に、周方向に複数並んで配置され、
前記周方向に隣り合う任意の２つの前記アレイ探触子は、前記軸方向にずれて配置され、
複数の前記アレイ探触子に対して、前記検査対象物は、相対的に移動可能である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の超音波探傷装置。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の超音波探傷装置を用いる超音波探傷方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アレイ探触子を備える超音波探傷装置および超音波探傷方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２には、長尺状の検査対象物の検査を行う超音波探傷装置が開示されている。超音波探傷装置は、検査対象物の搬送ラインに配置されている。超音波探傷装置は、複数のアレイ探触子を備えている。検査（探傷検査）においては、時系列的に連続する複数のステップが、繰り返し実行される。各ステップにおいては、アレイ探触子毎に、１本の走査線を用いて探傷が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１１９８４８号公報

【特許文献2】特開２０２０－４１９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、アレイ探触子毎に１本の走査線を用いて探傷を行う場合、単位時間あたりの走査線数（超音波の送信数）が少なくなる。このため、全ステップが一巡する時間、つまりサイクルタイムが長くなる。当該サイクルタイムに検査対象物の搬送速度を対応させると、搬送速度が遅くなってしまう。一方、サイクルタイムを短縮しようとすると、前後する２つのステップ間の間隔が短くなってしまう。このため、前のステップの残響の影響を、後のステップが受けやすくなる。そこで、本発明は、単位時間あたりの走査線数が多い超音波探傷装置および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】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明の超音波探傷装置は、複数の振動子を有するアレイ探触子と、複数の前記振動子を複数の振動子群に区分けし、前記振動子群毎に超音波の走査線を生成し検査対象物に射出する制御部と、を備える超音波探傷装置であって、前記制御部は、前記走査線として複数の斜角走査線を、互いに異なる前記振動子群から、並行して射出する斜角探傷モードを実行することを特徴とする。

【0006】

また、上記課題を解決するため、本発明の超音波探傷方法は、上記超音波探傷装置を用いることを特徴とする。すなわち、本発明の超音波探傷方法は、アレイ探触子の複数の振動子を、複数の振動子群に区分けし、前記振動子群毎に超音波の斜角走査線を生成し、複数の前記斜角走査線を、互いに異なる前記振動子群から、並行して射出する斜角探傷モードを実行することを特徴とする。

【0007】

上述の超音波探傷装置および超音波探傷方法において、「並行して」とは、時系列的に並行していることをいう。すなわち、複数の斜角走査線の射出タイミング（超音波の送信タイミング）の少なくとも一部が、互いに重複していることをいう。

【発明の効果】

【0008】

本発明の超音波探傷装置および超音波探傷方法によると、斜角探傷モードにおいて、アレイ探触子が、複数の斜角走査線を、互いに異なる振動子群から、並行して射出するができる。このため、アレイ探触子が、複数の斜角走査線を、時系列的に前後して射出する場合と比較して、単位時間あたりの走査線数（超音波の送信数）を多くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第一実施形態の超音波探傷装置の斜視図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ方向断面図である。

【図3】図３は、アレイ探触子の配置図である。

【図4】図４（Ａ）は、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角＋φａ）の模式図である。図４（Ｂ）は、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角＋φｂ）の模式図である。図４（Ｃ）は、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角－φａ）の模式図である。図４（Ｄ）は、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角－φｂ）の模式図である。

【図5】図５は、第一実施形態の超音波探傷方法における検査条件入力時の表示部の部分模式図である。

【図6】図６は、同超音波探傷方法のサイクルの模式図である。

【図7】図７は、従来の超音波探傷方法のサイクルの模式図である。

【図8】図８は、垂直探傷モードにおいて使用される垂直走査線の模式図である。

【図9】図９は、第二実施形態の超音波探傷方法のサイクルの模式図である。

【図10】図１０（Ａ）は、その他の実施形態（その１）の超音波探傷方法のサイクルの模式図である。図１０（Ｂ）は、その他の実施形態（その２）の超音波探傷方法のサイクルの模式図である。図１０（Ｃ）は、その他の実施形態（その３）の超音波探傷方法のサイクルの模式図である。

【図11】図１１は、図６に示す１回のサイクルでチャンネルＣＨ１、ＣＨ２から射出される全走査線の合成図である。

【図12】図１２は、チャンネル群Ｆが振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を、チャンネル群Ｒが振動子群Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６を、各々用いた場合に１回のサイクルでチャンネルＣＨ１、ＣＨ２から射出される全走査線の合成図である。

【図13】図１３（Ａ）は、屈折角が＋方向の斜角走査線のエコー信号の軸方向分布を示すグラフである。図１３（Ｂ）は、屈折角が－方向の斜角走査線のエコー信号の軸方向分布を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の超音波探傷装置および超音波探傷方法の実施の形態について説明する。

【0011】

＜第一実施形態＞
本実施形態の超音波探傷装置は、斜角探傷モードを実行可能である。本実施形態における検査対象物は、パイプ（中空材）である。

【0012】

［超音波探傷装置］
まず、本実施形態の超音波探傷装置について説明する。図１に、本実施形態の超音波探傷装置の斜視図を示す。説明の便宜上、水槽は透過して示す。図２に、図１のＩＩ－ＩＩ方向断面図を示す。図１、図２に示すように、超音波探傷装置１は、水槽２と、１２個のブラケット３と、１２個のアレイ探触子４と、制御部５と、を備えている。

【0013】

水槽２には、水（接触媒質）が貯留されている。水槽２の前後両壁には、孔２０が開設されている。１２個のブラケット３は、水槽２の水中に浸漬されている。１２個のブラケット３は、所定間隔ずつ離間して、前後方向（後述するパイプ９の長手方向、軸方向、搬送方向）に並置されている。ブラケット３は環状を呈している。ブラケット３の径方向中心には、前後方向に貫通する孔３０が開設されている。１２個の孔３０は、前後方向に並んでいる。１２個の孔３０の径方向内側には、検査区間Ａが設定されている。検査区間Ａの前後両側には、孔２０が配置されている。検査区間Ａの前側（上流側）には、パイプ９の生産ラインが連なっている。パイプ９は、前後方向に延在する長尺状を呈している。パイプ９は、本発明の「検査対象物」の概念に含まれる。

【0014】

１２個のアレイ探触子（詳しくはフェーズドアレイ探触子）４は、１２個のブラケット３に配置されている。すなわち、１個のブラケット３には、１個のアレイ探触子４が割り当てられている。アレイ探触子４は、ブラケット３に埋設されている。

【0015】

１個のアレイ探触子４は、１２０個の振動子４０と、ウェッジ（図略。超音波伝播部材）と、を備えている。１２０個の振動子４０は、孔３０の内周面に沿って、周方向に連なっている。１２０個の振動子４０は、６個の振動子群Ｇ１～Ｇ６に分かれている。振動子群Ｇ１～Ｇ６は、各々、周方向に連なる２０個の振動子４０を備えている。同一の振動子群Ｇ１～Ｇ６に属する２０個の振動子４０の励磁タイミングは共通している。振動子群Ｇ１～Ｇ６は、開口幅に対応する。

【0016】

図３に、アレイ探触子の配置図を示す。１２個のアレイ探触子４は、１２個のチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対応して配置されている。１２個のアレイ探触子４は、前後２つのチャンネル群Ｆ、Ｒに分けて、配置されている。前側のチャンネル群Ｆは、前側から後側に向かって、チャンネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５、ＣＨ７、ＣＨ９、ＣＨ１１を備えている。後側のチャンネル群Ｒは、前側から後側に向かって、チャンネルＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ６、ＣＨ８、ＣＨ１０、ＣＨ１２を備えている。以下、「チャンネルＣＨ○（○は１～１２の整数）のアレイ探触子４」を、適宜、「チャンネルＣＨ○」と略称する。前述の検査区間Ａは、チャンネルＣＨ１からチャンネルＣＨ１２までの間に設定されている。

【0017】

図２に示すように、前側から見て、検査区間Ａの中心軸（パイプ９の中心軸）Ｂに対する角度（中心角θ）が時計回りに進む場合、中心軸Ｂに対して真上を中心角θ＝０°位置として、チャンネルＣＨ１、ＣＨ２は中心角θ＝９０°位置に、チャンネルＣＨ３、ＣＨ４は中心角θ＝２１０°位置に、チャンネルＣＨ５、ＣＨ６は中心角θ＝３３０°位置に、チャンネルＣＨ７、ＣＨ８は中心角θ＝２７０°位置に、チャンネルＣＨ９、ＣＨ１０は中心角θ＝３０°位置に、チャンネルＣＨ１１、ＣＨ１２は中心角θ＝１５０°位置に、各々配置されている。前側から見て、周方向に隣り合う任意の２個のチャンネル（例えば、図２に示すチャンネルＣＨ１、ＣＨ１１）は、図３に示すように、前後方向にずれて配置されている。また、周方向位置（中心角θ）が同じ複数のチャンネルは、軸方向に離間して配置されている。例えば、中心角θ＝９０°位置の２個のチャンネルＣＨ１、ＣＨ２は、５個のＣＨ３、ＣＨ５、ＣＨ７、ＣＨ９、ＣＨ１１を挟んで、離間して配置されている。また、前側のチャンネル群ＦのチャンネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５、ＣＨ７、ＣＨ９、ＣＨ１１は、周方向に等間隔に配置されている。同様に、後側のチャンネル群ＲのチャンネルＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ６、ＣＨ８、ＣＨ１０、ＣＨ１２は、周方向に等間隔に配置されている。

【0018】

図２に示す制御部５は、１２０個の振動子４０の励振タイミングを、振動子群Ｇ１～Ｇ６単位で制御する。制御部５が並行して励振可能な振動子４０の数は、最大４０個である。また、制御部５が、１本の走査線を生成するのに必要な振動子４０の数は、２０個（任意の１個の振動子群Ｇ１～Ｇ６の振動子４０の数に対応）である。このため、制御部５は、並行して２個の振動子群Ｇ１～Ｇ６を制御することができる。すなわち、制御部５は、並行して２本の走査線を生成することができる。また、制御部５は、任意の１個の振動子群Ｇ１～Ｇ６の２０個の振動子４０の励振タイミングをディレイ制御する。当該ディレイ制御により、制御部５は、走査線の伝播方向（斜角方向（４方向））を切り換えることができる。

【0019】

制御部５は、コンピュータ５０と、送受信装置５１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換装置５２と、警報装置５３と、を備えている。送受信装置５１は、１２個の送受信部５１０を備えている。１２個の送受信部５１０は、前述の１２個のチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対応している。１２個の送受信部５１０は、各々、送信部５１０ａと受信部５１０ｂとを備えている。送信部５１０ａは、自身が対応するチャンネル（例えばチャンネルＣＨ１）に、パルス信号を送信する。詳しくは、斜角探傷モードの場合、送信部５１０ａは、２つの振動子群（例えば、振動子群Ｇ１、Ｇ３）各々の全振動子４０に、振動子群毎（例えば、振動子群Ｇ１、Ｇ３毎）に異なるパルス信号を送信し、互いに屈折角が異なる２本の斜角走査線（超音波の横波）を生成する。受信部５１０ｂは、自身が対応するチャンネル（例えばチャンネルＣＨ１）に返ってきた走査線の反射波信号（以下、「エコー信号」と称す）を受信する。Ａ／Ｄ変換装置５２は、フィルタ５２０と、増幅器５２１と、Ａ／Ｄ変換器５２２と、を備えている。フィルタ５２０は、エコー信号から、検査に不要なノイズを除去する。増幅器５２１は、フィルタ５２０通過後のエコー信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５２２に送信する。Ａ／Ｄ変換器５２２は、アナログ信号をデジタル信号に変換し、コンピュータ５０に送信する。

【0020】

コンピュータ５０は、演算部５００と、記憶部５０１と、入力部５０２と、表示部５０３と、を備えている。記憶部５０１には、超音波探傷プログラム、超音波探傷プログラム用のデータ（例えば、検査しきい値）などが格納されている。また、記憶部５０１には、Ａ／Ｄ変換器５２２から送信されたエコー信号が格納される。演算部５００は、超音波探傷プログラムを実行する。すなわち、演算部５００は、後述する超音波探傷方法を実行する。入力部５０２からは、オペレータにより、超音波探傷方法における検査条件（後述する斜角探傷モードにおける屈折角など）が入力される。表示部５０３は、検査条件や検査結果を表示する。警報装置５３は、検査結果が不合格の場合、警報を出す。

【0021】

［超音波探傷方法において使用する走査線の種類］
次に、本実施形態の超音波探傷方法において使用する走査線の種類について説明する。図４（Ａ）に、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角＋φａ）の模式図を示す。図４（Ｂ）に、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角＋φｂ）の模式図を示す。図４（Ｃ）に、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角－φａ）の模式図を示す。図４（Ｄ）に、斜角探傷モードにおいて使用される斜角走査線（屈折角－φｂ）の模式図を示す。

【0022】

なお、図４（Ａ）～図４（Ｄ）には、一例としてチャンネルＣＨ１を示す。残りのチャンネルＣＨ２～ＣＨ１２も同様である。図４（Ａ）～図４（Ｄ）において、各走査線の符号中、「１」～「６」は振動子群Ｇ１～Ｇ６を、「Ｌａ」は屈折角（絶対値）φａの斜角走査線を、「Ｌｂ」は屈折角φｂ（絶対値）の斜角走査線を、各々示す。また、「＋」は、パイプ９の表面に垂直であって中心軸Ｂを通過する垂線Ｃに対して、斜角走査線が中心角θ（図２参照）の進行方向（図４（Ａ）～図４（Ｄ）における時計回り方向）に屈折することを意味する。反対に、「－」は、垂線Ｃに対して、斜角走査線が中心角θの退行方向（図４（Ａ）～図４（Ｄ）における反時計回り方向）に屈折することを意味する。例えば、斜角走査線「＋Ｌａ１」は、振動子群Ｇ１から射出され（符号中の「１」）、屈折角（絶対値）φａの斜角走査線であって（符号中の「Ｌａ」）、垂線Ｃに対して中心角θの進行方向に屈折する（符号中の「＋」）、ことを意味する。

【0023】

図４（Ａ）～図４（Ｄ）に示すように、アレイ探触子４は、斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６、－Ｌａ１～－Ｌａ６、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６を射出可能である。すなわち、アレイ探触子４は、４方向（屈折角＋φａ、＋φｂ、－φａ、－φｂの斜角方向）に走査線を伝播可能である。

【0024】

パイプ９の表面に対して、斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６は屈折角＋φａで、斜角走査線＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６は屈折角＋φｂで、斜角走査線－Ｌａ１～－Ｌａ６は屈折角－φａで、斜角走査線－Ｌｂ１～－Ｌｂ６は屈折角－φｂで、各々入射する。後述する超音波探傷方法の任意の１つのステップにおいて、アレイ探触子４は、斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６、－Ｌａ１～－Ｌａ６、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６を、選択的に２本だけ送受信可能である。また、任意の１つのステップにおいて、斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６、－Ｌａ１～－Ｌａ６、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６の屈折角＋φａ、＋φｂ、－φａ、－φｂは、所定角度に固定されている。

【0025】

［超音波探傷方法］
次に、本実施形態の超音波探傷方法について説明する。まず、オペレータは、図２に示す入力部５０２を介して、コンピュータ５０に検査条件を入力する。図５に、検査条件入力時の表示部の部分模式図を示す。演算部５００は、図５に示す表示部５０３に、検査条件入力欄として、開始エレメント欄５０３ａ、開口幅欄５０３ｂ、屈折角欄５０３ｃを表示させる。オペレータが入力した開始エレメント、開口幅、屈折角は、これらの欄に反映される。なお、開始エレメントとは、任意の１つのアレイ探触子４において、振動子群Ｇ１～Ｇ６の始点となる振動子４０の番号をいう。また、開口幅とは、１本の走査線を生成する振動子の数、つまり任意の１つの振動子群Ｇ１～Ｇ６を構成する振動子４０の数をいう。また、屈折角とは、２本の斜角走査線の屈折角（絶対値）をいう。

【0026】

次に、オペレータは、図２に示す入力部５０２を介して、超音波探傷装置１に検査開始指示を出す。当該検査開始時を受け、超音波探傷装置１は、生産ラインを搬送されるパイプ９に対して、超音波探傷検査を開始する。図６に、本実施形態の超音波探傷方法のサイクルの模式図を示す。なお、当該サイクルは、記憶部５０１の超音波探傷プログラムに基づいて、演算部５００が繰り返し実行する。

【0027】

１回のサイクルは、６個のステップＳ１～Ｓ６により構成されている。ステップＳ１～Ｓ６においては、斜角探傷モードが実行される。図３に示すように、１回のサイクルにおいて、パイプ９は、検査区間Ａを、前側（上流側）から後側（下流側）に向かって、チャンネルＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ５→ＣＨ７→ＣＨ９→ＣＨ１１→ＣＨ２→ＣＨ４→ＣＨ６→ＣＨ８→ＣＨ１０→ＣＨ１２の順に通過する。

【0028】

図６に示すように、ステップＳ１においては、演算部５００が、全チャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対して、斜角探傷モードを実行する。具体的には、図２に示す演算部５００が、送信部５１０ａにより、チャンネルＣＨ１～ＣＨ６の振動子群Ｇ１を励振し、斜角走査線＋Ｌａ１を送信する。また、演算部５００が、送信部５１０ａにより、チャンネルＣＨ１～ＣＨ６の振動子群Ｇ３を励振し、斜角走査線－Ｌａ３を送信する。また、演算部５００が、送信部５１０ａにより、チャンネルＣＨ７～ＣＨ１２の振動子群Ｇ２を励振し、斜角走査線＋Ｌａ２を射出する。また、演算部５００が、送信部５１０ａにより、チャンネルＣＨ７～ＣＨ１２の振動子群Ｇ４を励振し、斜角走査線－Ｌａ４を射出する。斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌａ３、＋Ｌａ２、－Ｌａ４は、パイプ９の外周面に対して斜めに入射し、屈折する。すなわち、図４（Ａ）、図４（Ｃ）に示すように、斜角走査線＋Ｌａ１、＋Ｌａ２は屈折角＋φａで、斜角走査線－Ｌａ３、－Ｌａ４は屈折角－φａで、各々パイプ９に入射する。斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌａ３、＋Ｌａ２、－Ｌａ４は、パイプ９の表面付近を伝播し、欠陥等により反射される。斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌａ３、＋Ｌａ２、－Ｌａ４のエコー信号は、チャンネルＣＨ１～ＣＨ６の振動子群Ｇ１、Ｇ３、チャンネルＣＨ７～ＣＨ１２の振動子群Ｇ２、Ｇ４により受信される。当該エコー信号は、フィルタ５２０でノイズ除去され、増幅器５２１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器５２２でデジタル信号に変換され、コンピュータ５０に送信され、記憶部５０１に格納される。

【0029】

ステップＳ２～Ｓ６においては、ステップＳ１同様に、演算部５００が、全チャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対して、斜角探傷モードを実行する。このようにして、ステップＳ１～Ｓ６が一巡し、１回のサイクルが完了する。

【0030】

図２に示す記憶部５０１には、１回のサイクル分の斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６、－Ｌａ１～－Ｌａ６、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６のエコー信号が格納される。これらのエコー信号は、例えばＡスコープなどの形式で、表示部５０３に表示することができる。サイクル中に、記憶部５０１の検査しきい値（振幅しきい値）をエコー信号の振幅が超過した場合、つまり検査結果が不合格の場合、演算部５００は、警報装置５３に警報を出させる。

【0031】

［作用効果］
次に、本実施形態の超音波探傷装置および超音波探傷方法の作用効果について説明する。図７に、従来の超音波探傷方法のサイクルの模式図を示す。なお、図６と対応する部位については、同じ符号で示す。また、１回のサイクルにおける走査線数は図６と同数である。

【0032】

図７に示すように、従来の超音波探傷方法を用いてパイプ９を探傷する場合、１回のサイクルは、１２個のステップＳ１～Ｓ１２により構成されている。各ステップＳ１～Ｓ１２においては、アレイ探触子４毎に１本の走査線を用いて探傷を行っている。例えば、ステップＳ１においては、図３に示すチャンネルＣＨ１～ＣＨ６の６個のアレイ探触子４が、各々、１本の斜角走査線＋Ｌａ１を送受信している。並びに、チャンネルＣＨ７～ＣＨ１２の６個のアレイ探触子４が、各々、１本の斜角走査線＋Ｌａ２を送受信している。このため、サイクルタイムが長くなってしまう。

【0033】

当該サイクルタイムにパイプ９の搬送速度を対応させると、搬送速度つまりパイプ９の生産速度が遅くなってしまう。一方、サイクルタイムを短縮しようとすると、前後する２つのステップ（例えば、ステップＳ１、Ｓ２）間の間隔が短くなってしまう。このため、前のステップＳ１の残響の影響を、後のステップＳ２が受けやすくなる。例えば、ステップＳ１の残響が、ステップＳ２で「欠陥に起因するエコーである」と誤認されてしまう。

【0034】

これに対して、図６に示す本実施形態の超音波探傷方法の場合、制御部５は、斜角探傷モードを実行することができる。斜角探傷モードにおいては、複数の斜角走査線を、任意の１つのアレイ探触子４の互いに異なる振動子群（例えば、振動子群Ｇ１、Ｇ３）から、並行して射出することができる。このため、１回のサイクルにおける走査線数が図７と同じであるにもかかわらず、ステップの数を、図７に示す１２個（ステップＳ１～Ｓ１２）から図６に示す６個（ステップＳ１～Ｓ６）に、削減することができる。つまり、サイクルタイムを短縮することができる。言い換えると、単位時間あたりの走査線数（詳しくは斜角走査線数）を多くすることができる。このため、パイプ９の生産ラインの高速化に簡単に対応することができる。また、サイクルタイムが所定時間に固定されている場合は、前後する２つのステップ（例えば、ステップＳ１、Ｓ２）間の間隔を充分に空けることができる。このため、前のステップＳ１の残響の影響を、後のステップＳ２が受けにくくなる。

【0035】

また、制御部５は、斜角探傷モードにおいて、斜角走査線を射出する複数の振動子群Ｇ１～Ｇ６を、互いに隣接しないように設定している。例えば、図６に示すステップＳ１（斜角探傷モード）のチャンネルＣＨ１においては、振動子群Ｇ２を挟んで、振動子群Ｇ１から斜角走査線＋Ｌａ１が、振動子群Ｇ３から斜角走査線－Ｌａ３が、各々射出される。このため、双方の振動子群Ｇ１、Ｇ３からの斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌａ３同士が互いに干渉するのを、抑制することができる。

【0036】

また、図２、図３に示すように、アレイ探触子４は、中心軸Ｂ方向から見て、パイプ９の径方向外側に、周方向に複数並んで配置されている。また、周方向に隣り合う任意の２つのアレイ探触子４は、前後方向（中心軸Ｂの軸方向）にずれて配置されている。また、アレイ探触子４に対して、パイプ９は、相対的に移動可能である。このため、当該相対的な移動を利用して、長尺状のパイプ９を軸方向かつ周方向に連続的に検査することができる。また、図１、図２に示す検査区間Ａは、パイプ９の生産ラインに繋がっている。このため、加工直後のパイプ９を、連続的に検査することができる。

【0037】

ところで、複数の斜角走査線は、複数のアレイ探触子４を用いれば並行して射出することができる。例えば、図３において、チャンネルＣＨ１のアレイ探触子４と、チャンネルＣＨ１１のアレイ探触子４と、の軸方向位置を一致させ、これら２つのアレイ探触子４から２本の斜角走査線を並行して射出すればよい。しかしながら、この場合、周方向に隣り合う斜角走査線間の間隔が広くなる。このため、パイプ９の周方向における検査密度（検査対象物の外周面の周方向単位距離あたりの、走査線入射箇所の数）が低くなってしまう。また、超音波探傷装置１が大型化してしまう。

【0038】

この点、本実施形態の超音波探傷装置１および超音波探傷方法によると、斜角探傷モードにおいて、複数の斜角走査線を、任意の１つのアレイ探触子４の周方向に並ぶ複数の振動子群Ｇ１～Ｇ６から、並行して射出することができる。このため、周方向に隣り合う斜角走査線間の間隔を狭くすることができる。したがって、パイプ９の周方向における検査密度を高くすることができる。また、超音波探傷装置１を小型化することができる。

【0039】

＜第二実施形態＞
本実施形態の超音波探傷装置および超音波探傷方法と、第一実施形態の超音波探傷装置および超音波探傷方法とは、超音波探傷装置が斜角探傷モードと垂直探傷モードとを実行する点、および検査対象物が丸棒（中実材）である点において相違している。ここでは、主に相違点についてのみ説明する。なお、説明においては、第一実施形態に関する図１～図６を適宜援用する。

【0040】

図８に、垂直探傷モードにおいて使用される垂直走査線の模式図を示す。なお、図４（Ａ）～図４（Ｄ）と対応する部位については同じ符号で示す。また、図８には、一例としてチャンネルＣＨ１を示す。残りのチャンネルＣＨ２～ＣＨ１２も同様である。図８において、走査線の符号中、「１」～「６」は振動子群Ｇ１～Ｇ６を、「Ｉ」は垂直走査線を、各々示す。

【0041】

本実施形態の超音波探傷装置は、図４（Ａ）～図４（Ｄ）に示す斜角走査線（屈折角＋φａ、＋φｂ、－φａ、－φｂ）に加えて、図８に示す垂直走査線を射出可能である。すなわち、本実施形態の超音波探傷装置は、斜角探傷モードに加えて、垂直探傷モードを実行可能である。

【0042】

第一実施形態と同様に、オペレータは、図２に示す入力部５０２を介して、コンピュータ５０に検査条件を入力すると共に、超音波探傷装置１に検査開始指示を出す。図９に、本実施形態の超音波探傷方法のサイクルの模式図を示す。なお、当該サイクルは、記憶部５０１の超音波探傷プログラムに基づいて、演算部５００が繰り返し実行する。また、図９のＳ２は図６のＳ１に、図９のＳ３は図６のＳ２に、図９のＳ５は図６のＳ３に、図９のＳ６は図６のＳ４に、図９のＳ８は図６のＳ５に、図９のＳ９は図６のＳ６に、各々対応している。

【0043】

１回のサイクルは、９個のステップＳ１～Ｓ９により構成されている。図３に示すように、１回のサイクルにおいて、丸棒９は、検査区間Ａを、前側（上流側）から後側（下流側）に向かって、チャンネルＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ５→ＣＨ７→ＣＨ９→ＣＨ１１→ＣＨ２→ＣＨ４→ＣＨ６→ＣＨ８→ＣＨ１０→ＣＨ１２の順に通過する。丸棒９は、本発明の「検査対象物」の概念に含まれる。

【0044】

図９に示すように、ステップＳ１においては、演算部５００が、全チャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対して、垂直探傷モードを実行する。具体的には、図２に示す演算部５００が、送信部５１０ａにより、チャンネルＣＨ１～ＣＨ６の振動子群Ｇ１を励振し、垂直走査線Ｉ１を射出する。並びに、演算部５００が、送信部５１０ａにより、チャンネルＣＨ７～ＣＨ１２の振動子群Ｇ２を励振し、垂直走査線Ｉ２を射出する。垂直走査線Ｉ１、Ｉ２は、丸棒９の外周面に対して垂直に入射する。垂直走査線Ｉ１、Ｉ２は、丸棒９の内部を伝播し、欠陥等により反射される。垂直走査線Ｉ１、Ｉ２のエコー信号は、振動子群Ｇ１、Ｇ２により受信される。当該エコー信号は、フィルタ５２０でノイズ除去され、増幅器５２１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器５２２でデジタル信号に変換され、コンピュータ５０に送信され、記憶部５０１に格納される。当該垂直走査線Ｉ１、Ｉ２により、丸棒９の中心部を探傷することができる。

【0045】

ステップＳ２においては、演算部５００が、全チャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対して、斜角探傷モードを実行する。斜角探傷モードの具体的な実行方法は、第一実施形態と同様である。斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌａ３、＋Ｌａ２、－Ｌａ４により、丸棒９の表面付近を探傷することができる。

【0046】

ステップＳ４、Ｓ７においては、ステップＳ１同様に、演算部５００が、全チャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対して、垂直探傷モードを実行する。また、ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９においては、ステップＳ２同様に、演算部５００が、全チャンネルＣＨ１～ＣＨ１２に対して、斜角探傷モードを実行する。このようにして、ステップＳ１～Ｓ９が一巡し、１回のサイクルが完了する。

【0047】

図２に示す記憶部５０１には、１回のサイクル分の垂直走査線Ｉ１～Ｉ６、斜角走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６、－Ｌａ１～－Ｌａ６、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６のエコー信号が格納される。これらのエコー信号は、例えばＡスコープなどの形式で、表示部５０３に表示することができる。サイクル中に、記憶部５０１の検査しきい値（振幅しきい値）をエコー信号の振幅が超過した場合、つまり検査結果が不合格の場合、演算部５００は、警報装置５３に警報を出させる。

【0048】

本実施形態の超音波探傷装置および超音波探傷方法と、第一実施形態の超音波探傷装置および超音波探傷方法とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。

【0049】

図９に示すように、本実施形態の超音波探傷装置および超音波探傷方法によると、制御部５は、アレイ探触子４に対して、斜角探傷モード（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９）と切り換えて、垂直探傷モード（ステップＳ１、Ｓ４、Ｓ７）を実行することができる。このため、丸棒９の表面付近の検査（斜角探傷モード）と、丸棒９の内部の検査（垂直探傷モード）と、を切り換えて実行することができる。

【0050】

また、垂直走査線は、超音波の縦波である。このため、横波と比較して音速が速い。したがって、前後する２つのステップで垂直探傷モードを連続して実行すると、前のステップの残響の影響を、後のステップが受けやすくなる（勿論、この形態も本発明の権利範囲に含まれる）。

【0051】

この点、制御部５は、アレイ探触子４に対して、垂直探傷モードを連続して実行しない。例えば、図９に示すステップＳ１、Ｓ４、Ｓ７（垂直探傷モード）は、所定のステップ数（図９の場合は２個）だけ離間して、実行される。また、ステップＳ１は最初のステップである。また、ステップＳ４の前には、超音波の横波を用いるステップＳ３（斜角探傷モード）が、実行される。同様に、ステップＳ７の前には、超音波の横波を用いるステップＳ６（斜角探傷モード）が、実行される。このため、前のステップ（例えばステップＳ３）の残響の影響を、後のステップ（例えばステップＳ４）が受けにくい。

【0052】

＜その他＞
以上、本発明の超音波探傷装置および超音波探傷方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。以下、第一実施形態のパイプ９、第二実施形態の丸棒９を、適宜、検査対象物９と総称する。

【0053】

図１０（Ａ）に、その他の実施形態（その１）の超音波探傷方法のサイクルの模式図を示す。図１０（Ｂ）に、その他の実施形態（その２）の超音波探傷方法のサイクルの模式図を示す。図１０（Ｃ）に、その他の実施形態（その３）の超音波探傷方法のサイクルの模式図を示す。なお、図６、図９と対応する部位については同じ符号で示す。

【0054】

図１０（Ａ）に示すように、斜角探傷モードの任意のステップにおいて、パイプ９の表面への垂線Ｃに対して互いに反対方向に屈折する複数の斜角走査線を射出してもよい。並びに、２本の斜角走査線間の間隔が互いに拡がるように、２本の斜角走査線を生成してもよい。例えば、図１０（Ａ）に示すステップＳ１のチャンネルＣＨ１においては、振動子群Ｇ１から屈折角－φａ（図４（Ｃ）参照）の斜角走査線－Ｌａ１が、振動子群Ｇ３から屈折角＋φａ（図４（Ａ）参照）の斜角走査線＋Ｌａ３が、各々射出される。斜角走査線－Ｌａ１、＋Ｌａ３は、互いの間隔を拡げながら、検査対象物９の表面に入射する。また、検査対象物９の表面において、斜角走査線－Ｌａ１、＋Ｌａ３は、互いに反対方向（離間する方向）に屈折する。このため、双方の振動子群Ｇ１、Ｇ３からの斜角走査線－Ｌａ１、＋Ｌａ３同士が互いに干渉するのを、抑制することができる。

【0055】

図１０（Ｂ）に示すように、斜角探傷モード（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９）において、任意の１つのチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２で、異なる屈折角（絶対値）φａ、φｂの複数の斜角走査線を生成してもよい。例えば、ステップＳ２において、チャンネルＣＨ１で、異なる屈折角（絶対値）φａ、φｂの２本の斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌｂ３を生成してもよい。

【0056】

図１０（Ｃ）に示すように、斜角探傷モード（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６）において、任意の１つのチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２で、互いに異なる振動子群Ｇ１～Ｇ６により、３本の斜角走査線を生成してもよい。例えば、ステップＳ２において、チャンネルＣＨ１で、振動子群Ｇ１が斜角走査線＋Ｌａ１を、振動子群Ｇ３が斜角走査線－Ｌｂ３を、振動子群Ｇ５が斜角走査線＋Ｌａ５を、各々生成してもよい。

【0057】

このように、斜角探傷モードにおいて、１つのアレイ探触子４から射出する斜角走査線数は、３本以上であってもよい。すなわち、制御部５が、任意の１つのステップＳ１～Ｓ９かつ任意の１個のチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２において、並行して射出可能な走査線数は特に限定しない。

【0058】

図６、図９においては、斜角探傷モードにおける２本の斜角走査線を、共に検査対象物９の検査に用いた。しかしながら、いずれか１本の斜角走査線を調査用として用いてもよい。すなわち、斜角探傷モードにおける複数の斜角走査線は、検査対象物９の検査に用いる検査用走査線と、検査用走査線とは異なる検査用走査線を調査するための調査用走査線と、を含んでいてもよい。例えば、図６に示す上下２段の斜角走査線のうち、上段の斜角走査線を検査用走査線として、下段の斜角走査線を調査用走査線として、各々用いてもよい。

【0059】

こうすると、検査対象物９の生産ラインを止めることなく実操業を行いながら（検査用走査線を用いて検査対象物９を検査しながら）、並行して所望の検査条件（例えば、Ｓ／Ｎ比（エコー信号の振幅／ノイズ信号の振幅）が向上する条件、虚報が低減する条件、過検出が低減する条件、欠陥の形態や形状の検出が容易になる条件など）に適した斜角走査線を、調査用走査線として試行することができる。

【0060】

図６においては、チャンネルＣＨ１～ＣＨ６が、奇数の振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を用いて、走査線を射出する。並びに、チャンネルＣＨ７～ＣＨ１２が、偶数の振動子群Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６を用いて、走査線を射出する。このため、周方向位置（中心角θ）が同じ複数のチャンネルにおいて、使用する振動子群、走査線が重複してしまう。そこで、奇数チャンネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５、ＣＨ７、ＣＨ９、ＣＨ１１つまりチャンネル群Ｆが、振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を用いて、走査線を射出してもよい。並びに、偶数チャンネルＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ６、ＣＨ８、ＣＨ１０、ＣＨ１２つまりチャンネル群Ｒが、振動子群Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６を用いて、走査線を射出してもよい。こうすると、周方向位置が同じ複数のチャンネルにおいて、使用する振動子群、走査線が重複しない。このため、周方向位置が同じ複数のチャンネルにおいて、全ての振動子群Ｇ１～Ｇ６を重複することなく用いて、走査線を射出することができる。

【0061】

一例として、周方向位置が共に中心角θ＝９０°位置の２個のチャンネルＣＨ１、ＣＨ２について説明する。残りのチャンネルＣＨ２～ＣＨ１２についても同様である。図１１に、図６に示す１回のサイクル（ステップＳ１～Ｓ６）でチャンネルＣＨ１、ＣＨ２から射出される全走査線の合成図を示す。図１２に、チャンネル群Ｆが振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を、チャンネル群Ｒが振動子群Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６を、各々用いた場合に１回のサイクルでチャンネルＣＨ１、ＣＨ２から射出される全走査線の合成図を示す。なお、図１１、図１２において、図４（Ａ）～図４（Ｄ）と対応する部位については、同じ符号で示す。

【0062】

図１１に示すように、１回のサイクルにおいて、周方向位置が同じチャンネルＣＨ１、ＣＨ２は、各々、振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を用いて、１２本の斜角走査線（＋Ｌａ１、＋Ｌａ３、＋Ｌａ５、＋Ｌｂ１、＋Ｌｂ３、＋Ｌｂ５、－Ｌａ１、－Ｌａ３、－Ｌａ５、－Ｌｂ１、－Ｌｂ３、－Ｌｂ５）を射出する。すなわち、チャンネルＣＨ１、ＣＨ２において、使用する振動子群（Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５）、斜角走査線（＋Ｌａ１、＋Ｌａ３、＋Ｌａ５、＋Ｌｂ１、＋Ｌｂ３、＋Ｌｂ５、－Ｌａ１、－Ｌａ３、－Ｌａ５、－Ｌｂ１、－Ｌｂ３、－Ｌｂ５）は重複している。例えば、図１１に示す斜角走査線＋Ｌａ１は、チャンネルＣＨ１からの斜角走査線＋Ｌａ１とチャンネルＣＨ２からの斜角走査線＋Ｌａ１とが重複したものである。このため、検査対象物９の周方向における検査密度（検査対象物９の外周面の周方向単位距離あたりの、走査線入射箇所の数）が低くなってしまう。

【0063】

これに対して、図１２に示すように、チャンネル群Ｆ（奇数チャンネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５、ＣＨ７、ＣＨ９、ＣＨ１１）が振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を、チャンネル群Ｒ（偶数チャンネルＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ６、ＣＨ８、ＣＨ１０、ＣＨ１２）が振動子群Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６を、各々用いた場合は以下のようになる。

【0064】

すなわち、１回のサイクルにおいて、チャンネルＣＨ１は、振動子群Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５を用いて、１２本の斜角走査線（＋Ｌａ１、＋Ｌａ３、＋Ｌａ５、＋Ｌｂ１、＋Ｌｂ３、＋Ｌｂ５、－Ｌａ１、－Ｌａ３、－Ｌａ５、－Ｌｂ１、－Ｌｂ３、－Ｌｂ５）を射出する。並びに、１回のサイクルにおいて、チャンネルＣＨ２は、振動子群Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６を用いて、１２本の斜角走査線（＋Ｌａ２、＋Ｌａ４、＋Ｌａ６、＋Ｌｂ２、＋Ｌｂ４、＋Ｌｂ６、－Ｌａ２、－Ｌａ４、－Ｌａ６、－Ｌｂ２、－Ｌｂ４、－Ｌｂ６）を射出する。このため、周方向位置が同じチャンネルＣＨ１、ＣＨ２において、使用する振動子群（Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５）、（Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６）、斜角走査線（＋Ｌａ１、＋Ｌａ３、＋Ｌａ５、＋Ｌｂ１、＋Ｌｂ３、＋Ｌｂ５、－Ｌａ１、－Ｌａ３、－Ｌａ５、－Ｌｂ１、－Ｌｂ３、－Ｌｂ５）、（＋Ｌａ２、＋Ｌａ４、＋Ｌａ６、＋Ｌｂ２、＋Ｌｂ４、＋Ｌｂ６、－Ｌａ２、－Ｌａ４、－Ｌａ６、－Ｌｂ２、－Ｌｂ４、－Ｌｂ６）が重複しない。したがって、検査対象物９の周方向における検査密度を高くすることができる。

【0065】

図２に示すコンピュータ５０の記憶部５０１には、例えば、揮発性メモリおよび不揮発性メモリのうち少なくとも一方が含まれる。入力部５０２には、例えば、キーボード、タッチパネルなどが含まれる。表示部５０３には、例えば、ディスプレイ、タッチパネル（表示部と入力部とを兼用）、プリンタなどが含まれる。Ａ／Ｄ変換装置５２のフィルタ５２０には、例えば、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタなどが含まれる。警報装置５３には、例えば、ランプ（視覚用警報装置）、ブザー（聴覚用警報装置）などが含まれる。フィルタ５２０、増幅器５２１は、Ａ／Ｄ変換装置５２から独立して配置されていてもよい。

【0066】

斜角探傷モードにおける走査線（超音波）は、横波であっても、縦波であってもよい。図４（Ａ）～図４（Ｄ）に示す斜角走査線の屈折角＋φａ、＋φｂ、－φａ、－φｂは特に限定しない。０°以外であればよい。また、図６に示す単一のステップＳ１～Ｓ６の間、屈折角＋φａ、＋φｂ、－φａ、－φｂが所定角度に固定されていればよい。例えば、図６に示すステップＳ１の間、チャンネルＣＨ１において、斜角走査線＋Ｌａ１の屈折角＋φａ、斜角走査線－Ｌａ３の屈折角－φａが変化しなければよい。複数の斜角走査線の屈折角＋φａ、＋φｂ、－φａ、－φｂは、異なっていても、同一でもよい。例えば、屈折角が同一の複数の斜角走査線（例えば、屈折角＋φａの複数の斜角走査線）を、異なる振動子群Ｇ１～Ｇ６から射出してもよい。また、屈折角（絶対値）が同一で、屈折方向±だけが異なる複数の斜角走査線（例えば、屈折角＋φａの斜角走査線と屈折角－φａの斜角走査線）を、異なる振動子群Ｇ１～Ｇ６から射出してもよい。

【0067】

図６に示す任意の１個のステップＳ１～Ｓ６かつ任意の１個のチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２における、複数の斜角走査線の検査対象物９に対する射出タイミングは、同時でなくてもよい。射出タイミングの少なくとも一部が、互いに重複していればよい。この場合であっても、１個のチャンネルＣＨ１～ＣＨ１２が、複数の斜角走査線を、時系列的に前後して射出する場合と比較して、単位時間あたりの走査線数を多くすることができる。

【0068】

図９に示す垂直探傷モード（ステップＳ１、Ｓ４、Ｓ７）、斜角探傷モード（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９）の実行タイミング、設定数は特に限定しない。例えば、「ステップＳ１（垂直探傷モード）→ステップＳ２（斜角探傷モード）→ステップＳ３（斜角探傷モード）」を繰り返し実行してもよい。また、「ステップＳ１（斜角探傷モード）→ステップＳ２（斜角探傷モード）→ステップＳ３（垂直探傷モード）」を繰り返し実行してもよい。また、「ステップＳ１（垂直探傷モード）→ステップＳ２（斜角探傷モード）→ステップＳ３（垂直探傷モード）→ステップＳ４（斜角探傷モード）」を繰り返し実行してもよい。

【0069】

アレイ探触子４の周方向配置数は特に限定しない。例えば、中心角θ＝９０°毎に４個、中心角θ＝７２°毎に５個、中心角θ＝４５°毎に８個など、アレイ探触子４を配置してもよい。また、アレイ探触子４を１個だけ配置してもよい。また、周方向に隣り合うアレイ探触子４の間に隙間があってもよい。また、周方向に等間隔に複数のアレイ探触子４を配置しなくてもよい。所望の検査精度を確保できるように、走査線が検査対象物９を網羅できればよい。周方向位置（中心角θ）が同じ複数のチャンネルを、軸方向に連続して配置してもよい。

【0070】

チャンネル群（検査対象物９を１周分（中心角θ＝３６０°分）に亘って網羅可能な複数のチャンネル）Ｆ、Ｒの軸方向配置数は特に限定しない。１個でもよい。また、３個以上でもよい。チャンネル群Ｆ、Ｒの軸方向配置数が増えると、その分、周方向位置（中心角θ）が同じ複数のチャンネル（例えば、図３に示す中心角θ＝９０°位置のチャンネルＣＨ１、ＣＨ２）が多くなる。このため、検査精度が高くなる。

【0071】

水槽２は配置しなくてもよい。すなわち、水浸法ではなく、直接接触法を用いてもよい。また、接触媒質は、水以外に、油、グリセリンなどであってもよい。送信用（送波用）の振動子４０と、受波用（受波用）の振動子４０と、は同一でも異なっていてもよい。例えば、振動子４０を送受信共用としてもよい。また、送信専用の振動子４０と、受信専用の振動子４０と、を各々独立して配置してもよい。また、送信用の振動子４０の設定数と、受信用の振動子４０の設定数と、は同一でも異なっていてもよい。

【0072】

超音波探傷装置１は移動可能であってもよい。すなわち、検査対象物９を固定し、超音波探傷装置１を移動させてもよい。また、検査対象物９および超音波探傷装置１を、互いに速度差を確保した状態で、共に同方向に移動させてもよい。また、検査対象物９および超音波探傷装置１を、互いに反対方向に移動させてもよい。超音波探傷装置１の配置方向（上下前後左右方向）は特に限定しない。超音波探傷装置１は、生産ライン以外の検査対象物９の搬送ラインに配置してもよい。また、超音波探傷装置１は、検査対象物９の搬送ラインから独立して配置してもよい。

【0073】

検査対象物９は特に限定しない。丸棒以外の中実材（角棒など）であってもよい。また、パイプ以外の中空材（角筒など）であってもよい。長尺物であればよい。また、検査対象物９は、探傷に影響を及ぼさない範囲で、軸が湾曲していてもよい。探傷対象である欠陥の種類は特に限定しない。例えば、きず、クラック、減肉、腐食などであってもよい。

【0074】

本発明の超音波探傷方法は、「アレイ探触子の複数の振動子を、複数の振動子群に区分けし、振動子群毎に超音波の斜角走査線を生成し、複数の斜角走査線を、互いに異なる振動子群から、並行して射出する斜角探傷モードを、制御部に実行させるための超音波探傷プログラム」を用いて実行することが可能である。

【実施例0075】

以下、上述の超音波探傷装置１および超音波探傷方法を用いて、過検出が低減する検査条件を調査した実験結果について説明する。

【0076】

検査対象物としては、軸受鋼製であって、直径４０ｍｍ×軸長７０００ｍｍの丸棒９を用いた。丸棒９には、人工的に微小な表面きず（欠陥）を設けた。なお、この表面きずは、実操業において許容される程度のきずである。

【0077】

図９の斜角探傷モード（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９）に示す斜角走査線のうち、屈折角（絶対値）φａに関する斜角走査線＋Ｌａ１、－Ｌａ３、＋Ｌａ２、－Ｌａ４（ステップＳ２）、斜角走査線＋Ｌａ３、－Ｌａ５、＋Ｌａ４、－Ｌａ６（ステップＳ５）、斜角走査線＋Ｌａ５、－Ｌａ１、＋Ｌａ６、－Ｌａ２（ステップＳ８）が、実操業において丸棒９の検査に用いる検査用走査線である。

【0078】

他方、屈折角（絶対値）φｂに関する斜角走査線＋Ｌｂ１、－Ｌｂ３、＋Ｌｂ２、－Ｌｂ４（ステップＳ３）、斜角走査線＋Ｌｂ３、－Ｌｂ５、＋Ｌｂ４、－Ｌｂ６（ステップＳ６）、斜角走査線＋Ｌｂ５、－Ｌｂ１、＋Ｌｂ６、－Ｌｂ２（ステップＳ９）が、過検出が低減する検査条件の調査に用いる調査用走査線である。

【0079】

図１３（Ａ）に、屈折角が＋方向の斜角走査線のエコー信号の軸方向分布を示す。図１３（Ｂ）に、屈折角が－方向の斜角走査線のエコー信号の軸方向分布を示す。これらの図において、横軸は丸棒９の軸方向位置を、縦軸はエコー信号の振幅（強度）を、各々示す。

【0080】

図１３（Ａ）の実線の波形＋ａは、検査用走査線＋Ｌａ１～＋Ｌａ６のエコー信号を軸方向位置毎に積算して得られた、合成波形である。図１３（Ａ）の点線の波形＋ｂは、調査用走査線＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６のエコー信号を軸方向位置毎に積算して得られた、合成波形である。図１３（Ｂ）の実線の波形－ａは、検査用走査線－Ｌａ１～－Ｌａ６のエコー信号を軸方向位置毎に積算して得られた、合成波形である。図１３（Ｂ）の点線の波形－ｂは、調査用走査線－Ｌｂ１～－Ｌｂ６のエコー信号を軸方向位置毎に積算して得られた、合成波形である。

【0081】

図１３（Ａ）に示すように、波形＋ａ、＋ｂは、共に検査しきい値を下回っている。これに対して、図１３（Ｂ）に示すように、波形－ｂは検査しきい値を下回っているものの、波形－ａは、軸方向位置４００ｍｍ付近の位置で、局所的に検査しきい値を上回っている。すなわち、波形－ａは、丸棒９の表面きずを過検出している。この結果から、新たな検査用走査線として上述の調査用走査線を採用すれば（屈折角（絶対値）をφａからφｂに切り換えれば）、表面きずの過検出を抑制できることが判る。

【0082】

このように、本発明の超音波探傷装置および超音波探傷方法によると、丸棒９の生産ラインを止めることなく実操業を行いながら（検査用走査線を用いて丸棒９を検査しながら）、並行して所望の検査条件に適した斜角走査線を、調査用走査線として試行することができる。なお、図２に示す制御部５は、図９（Ａ）、図９（Ｂ）のグラフを表示部５０３に表示することができる。

【符号の説明】

【0083】

１：超音波探傷装置、２：水槽、２０：孔、３：ブラケット、３０：孔、４：アレイ探触子、４０：振動子、５：制御部、５０：コンピュータ、５００：演算部、５０１：記憶部、５０２：入力部、５０３：表示部、５０３ａ：開始エレメント欄、５０３ｂ：開口幅欄、５０３ｃ：屈折角欄、５１：送受信装置、５１０：送受信部、５１０ａ：送信部、５１０ｂ：受信部、５２：Ａ／Ｄ変換装置、５２０：フィルタ、５２１：増幅器、５２２：変換器、５３：警報装置、９：検査対象物（パイプ、丸棒）
Ａ：検査区間、Ｂ：中心軸、Ｃ：垂線、ＣＨ１～ＣＨ１２：チャンネル、Ｆ：チャンネル群、Ｒ：チャンネル群、Ｇ１～Ｇ６：振動子群、Ｉ１～Ｉ６：垂直走査線、＋Ｌａ１～＋Ｌａ６：斜角走査線、＋Ｌｂ１～＋Ｌｂ６：斜角走査線、－Ｌａ１～－Ｌａ６：斜角走査線、－Ｌｂ１～－Ｌｂ６：斜角走査線、Ｓ１～Ｓ１５：ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】