特開 2023-157353 超音波探傷装置

(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】P2023157353

(43)【公開日】2023-10-26

(54)【発明の名称】超音波探傷装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/265 20060101AFI20231019BHJP

【ＦＩ】

G01N29/265

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022067215

(22)【出願日】2022-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000156938

【氏名又は名称】関西電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000822

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル知財

(72)【発明者】

【氏名】有光 剛

(72)【発明者】

【氏名】坂尻 博章

(72)【発明者】

【氏名】森本 誠司

(72)【発明者】

【氏名】松浦 健成

【テーマコード（参考）】

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G047AA07

2G047AB01

2G047BA03

2G047BB02

2G047BC09

2G047CA01

2G047CB01

2G047EA10

2G047GA03

2G047GA15

(57)【要約】

【課題】水圧鉄管表面に沿って伝播する超音波を用いて、外部から固定台内部の損傷状況を容易かつ正確に把握できる超音波探傷装置を提供する。
【解決手段】送信用探触子４ａは、斜角用ウェッジ５ａに取り付けられ、ホルダ本体３１ａに取り付け固定されている。ホルダ本体３１ａと枠体３２ａは回動自在に固定されている。枠体３２ａと車輪３３は、連結プレート３５ａ及び連結プレート３５ｂを介して連結されている。送信用探触子４ｂは、斜角用ウェッジ５ｂに取り付けられ、ホルダ本体３１ｂに取り付け固定されている。ホルダ本体３１ｂと枠体３２ｂは回動自在に固定されている。枠体３２ｂと車輪３４は、連結プレート３５ｃ及び連結プレート３５ｄを介して連結されている。枠体３２ａと枠体３２ｂは、ヒンジ部６０により回動自在に接続される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

斜角２探触子を用いて管構造物の欠陥を横波ＳＶ波で検査する装置において、
超音波送信用探触子と斜角用ウェッジからなる送信部と、
超音波受信用探触子と斜角用ウェッジからなる受信部と、
前記送信部の基台であり、前記管構造物の表面とのギャップを確保する機構を有する送信用探触子ホルダと、
前記受信部の基台であり、前記管構造物の表面とのギャップを確保する機構を有する受信用探触子ホルダと、
前記送信用探触子ホルダを軸部材により回動自在に支持する送信用枠体と、
前記受信用探触子ホルダを軸部材により回動自在に支持する受信用枠体と、
前記送信用枠体と前記受信用枠体とを連結するヒンジ機構、
を備えたことを特徴とする超音波探傷装置。

【請求項2】

前記管構造物の表面とのギャップを確保する機構は、複数のボールローラから成ることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。

【請求項3】

前記送信用枠体は、連結プレートを介して車輪軸と連結され、
前記車輪軸の両端に、磁石性の車輪が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。

【請求項4】

前記斜角用ウェッジは、内部に液体が充填され、充填される液体を交換可能としたことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。

【請求項5】

前記超音波送信用探触子と前記超音波受信用探触子は、振動子への印加電圧が８００ボルト以上の高電圧に耐える超音波探触子であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の超音波探傷装置。

【請求項6】

前記超音波送信用探触子と前記超音波受信用探触子は、振動子への印加電圧が８００ボルト以上の高電圧に耐える超音波探触子であり、
前記斜角用ウェッジは、ウェッジから管構造物へ入射する横波ＳＶ波の入射角が８２～８８°であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の超音波探傷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水圧鉄管等の構造物の健全性を評価するための超音波探傷装置の技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、発電所などに使用される水圧鉄管等の構造物の平均年齢は５０年を超過しており、設備の老朽化が大きな問題となっている。水圧鉄管の固定台内部の腐食・摩耗により、水圧鉄管が損傷すると、第三者への影響および長期停電による溢水電力が発生する。水圧鉄管の固定台内部の板厚を測定するには、発電を停止し、水圧鉄管内部を流れる水を止めた後、水圧鉄管の固定台に仮設足場を設置して、水圧鉄管内部より検査する。
しかしながら、急傾斜での作業となるため、非常に危険が伴うという問題があり、また、固定台内部において多くの損傷事象が発生しているのが実情である。
一般に、水圧鉄管の露出管の定期検査は、３～１２年に１回の頻度で実施されており、応力度評価に使用する鉄管の板厚は管外面から測定可能な代表測線で計測し、その結果を用いて水圧鉄管全体を評価している。そのため、固定台内部の板厚は、外部からの測定可能な手法がなく、未計測であり、不具合発生が懸念される。そこで、鉄管充水中でも容易に鉄管内部を探傷できる装置が望まれている。

【0003】

超音波を用いて探傷する技術としては、例えば、ＳＶ波（Shear Vertical Wave）の回折現象を利用して超音波探傷検査を行う方法が知られている（特許文献１を参照）。ＳＶ波による斜角探傷法では、探傷面に対して斜め方向に超音波ビームを入射し、検査対象の構造物内部へ伝搬させ、得られる反射エコーの時間と強度から、構造物内部の欠陥・腐食などのダメージ部を推測するというものである。この方法では斜角探触子が用いられ、振動子によって生成された縦波の超音波は探傷面において屈折し、臨界角以上で全反射され横波の超音波に変換される。変換された横波の超音波のみが、構造物内部を伝搬する。
特許文献１に開示される超音波探傷検査方法では、屈折角が７８～８８°の範囲内に設定された探触子を探傷面に配置し、探触子の先端を、探傷面と、探傷面よりも上方へ延在する厚肉部との境界部分の始端の位置などに合わせた状態で超音波を送信し、厚肉部内を拡がりながら進行する回折波を利用して、探傷面よりも上方に位置する反射源からの反射エコーを含む受信信号を取得するものである。そして、送信用探触子及び受信用探触子の音軸の開き角や、屋根角の角度につき好ましい範囲を開示している。

【0004】

しかしながら、水圧鉄管の内部を検査する場合は、鉄管表面に探触子を配置するが、特許文献１の超音波探傷検査方法では、鉄管表面の曲率に合わせて、探触子と鉄管の間に一定のギャップを確保することが困難であるという問題があった。
また、鉄管表面の曲率に合わせて、探触子と鉄管の間に一定のギャップを確保することができたとしても、検査対象材料への、超音波屈折角を変えるために、ウェッジを取り換える必要がある構造であると、操作が煩雑になるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１５１５０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

かかる状況に鑑みて、本発明は、水圧鉄管などの管構造物表面に沿って伝播する超音波（ＳＶ波）を用いて、外部から固定台内部の損傷状況を容易に、かつ、正確に把握できる超音波探傷装置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】

【0007】

上記課題を解決すべく、本発明の超音波探傷装置は、斜角２探触子を用いて管構造物の欠陥を横波ＳＶ波で検査する装置において、超音波送信用探触子と斜角用ウェッジからなる送信部と、超音波受信用探触子と斜角用ウェッジからなる受信部と、送信部の基台であり、管構造物の表面とのギャップを確保する機構を有する送信用探触子ホルダと、受信部の基台であり、管構造物の表面とのギャップを確保する機構を有する受信用探触子ホルダと、送信用探触子ホルダを軸部材により回動自在に支持する送信用枠体と、受信用探触子ホルダを軸部材により回動自在に支持する受信用枠体と、送信用枠体と受信用枠体とを連結するヒンジ機構を備える。管構造物の表面とのギャップを確保する機構を有する送信用探触子ホルダ及び受信用探触子ホルダによって、探触子と水圧鉄管など管構造物の間に一定のギャップを確保して、管構造物の表面に倣わすことができる。具体的には、接触媒質にゲルを使用した場合においても、探触子の操作でゲルをそぎ取らないようにできる。また、送信用と受信用のそれぞれの探触子ホルダを軸部材により回動自在に支持する送信用枠体及び受信用枠体と、それらを連結するヒンジ機構によって、管構造物の周方向に配置された送信用探触子と受信用探触子の位置を安定させ、管構造物の軸方向に沿った超音波探傷の感度を向上する。

【0008】

探触子と管構造物の間に確保される一定のギャップは、０．３～０．７ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍである。
斜角２探触子の角度は、８２～８８°であることが好ましく、より好ましくは８４～８６°であり、更に好ましくは８５°である。その際の周波数は、０．０５～１５ＭＨｚであることが好ましく、より好ましくは、０．１～２ＭＨｚであり、更に好ましくは、０．５ＭＨｚである。
なお、本発明を、斜角２探触子を用いた装置における発明としているのは、本発明では周波数が低い長波長の超音波が用いられるところ、１探触子を用いた装置の場合は、当該探触子から発せられた超音波が探触子の中に残ってしまい、探触子前方近傍の探傷が困難になることを避けるためである。

【0009】

本発明の超音波探傷装置において、管構造物の表面とのギャップを確保する機構は、複数のボールローラから成ることが好ましい。

【0010】

本発明の超音波探傷装置において、送信用枠体は、連結プレートを介して車輪軸と連結され、車輪軸の両端に、磁石性の車輪が設けられたことが好ましい。磁石性の車輪が水圧鉄管の周囲にくっ付くことで、水圧鉄管の周囲での検査の操作性を向上できる。

【0011】

本発明の超音波探傷装置において、斜角用ウェッジは、内部に液体が充填され、充填される液体を交換可能としたことでもよい。斜角用ウェッジの内部に液体が充填され、充填される液体の密度を異なるものに替えることによって、ウェッジの形状を変えることなく（ウェッジを取り換えることなく）、任意の角度で斜角探傷が可能となる。

【0012】

本発明の超音波探傷装置において、超音波送信用探触子と超音波受信用探触子は、振動子への印加電圧が８００ボルト以上の高電圧に耐える超音波探触子であることが好ましく、より好ましくは、１０００ボルト以上の高電圧に耐える超音波探触子であり、更に好ましくは、１５００ボルト以上の高電圧に耐える超音波探触子である。高電圧に耐える超音波探触子を用いることにより、ハイパワーの超音波を送信することが可能で、探傷距離を延ばすことができる。

【0013】

本発明の超音波探傷装置において、超音波送信用探触子と超音波受信用探触子は、振動子への印加電圧が８００ボルト以上の高電圧に耐える超音波探触子であり、斜角用ウェッジは、ウェッジから管構造物へ入射する横波ＳＶ波の入射角が８２～８８°であることが好ましい。斜角用ウェッジから管構造物へ入射する横波ＳＶ波の入射角が８２～８８°になるように、斜角ウェッジの斜角やウェッジ内部の密度を調整する。ウェッジから管構造物へ入射する横波ＳＶ波の入射角が８２～８８°であれば、測定箇所から欠陥箇所まで距離があっても、反射エコーを捉えることが可能となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の超音波探傷装置によれば、鉄管表面の曲率に合わせて、探触子と鉄管の間に一定のギャップを確保でき、外部から固定台内部の損傷状況を容易かつ正確に把握できるといった効果がある。また、液体が充填されたウェッジを用いることで、ウェッジを取り換えることなく、超音波屈折角を変えることができ、利便性が向上するといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例１の超音波探傷装置の正面図

【図2】実施例１の超音波探傷装置の平面図

【図3】実施例１の超音波探傷装置の底面図

【図4】超音波探傷装置の使用イメージ図

【図5】実施例２の超音波探触子の説明図

【図6】ウェッジ内部に各種液体を用いた場合のシミュレーション結果

【図7】水圧鉄管健全性検査の説明図

【図8】従来技術の超音波探傷装置の説明図

【図9】超音波探傷装置の送信と受信の説明図

【図10】実施例１の超音波探傷装置における探触子の感度を示すグラフ

【図11】実施例１の超音波探傷フロー図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

【実施例0017】

図１は、実施例１の超音波探傷装置の正面図を示している。図１に示すように、超音波探傷装置１は、検出部（２ａ，２ｂ）及び探触子ホルダ３で構成され、検出部（２ａ，２ｂ）が探触子ホルダ３に取り付け固定されている。検出部２ａは、送信用探触子４ａ及び斜角用ウェッジ５ａから成り、検出部２ｂは、受信用探触子４ｂ及び斜角用ウェッジ５ｂから成る。斜角用ウェッジ（５ａ，５ｂ）は、材質のバラつきが少なく、加工が比較的容易な高密度ポリスチレンで形成される。

【0018】

図２は、実施例１の超音波探傷装置の平面図を示している。また、図３は、実施例１の超音波探傷装置の底面図を示している。
図１～３に示す送信用探触子４ａは超音波探触子であり、図３に示すように、１０００Ｖの高電圧に耐えることができる高耐圧の１－３コンポジット振動子７ａが設けられている。送信用探触子４ａには、コネクタ９０ａを介して探触子ケーブル９ａが接続されている。送信用探触子４ａは、留め具（６ａ～６ｄ）を用いて斜角用ウェッジ５ａに取り付けられ、検出部２ａは、図１～３に示すように、ホルダ本体３１ａに取り付け固定されている。また、ホルダ本体３１ａと枠体３２ａの間には間隙が設けられ、ホルダ本体３１ａと枠体３２ａは、軸部材（６３ａ，６３ｂ）により回動自在に固定されている。
車輪３３は、車輪軸３３ａの長手方向の両端部に車輪（３３ｂ，３３ｃ）が設けられたものである。図２に示すように、枠体３２ａと車輪３３は、連結プレート（３５ａ，３５ｂ）を介して連結されている。具体的には、枠体３２ａと連結プレート３５ａは留め具６１ａにより、枠体３２ａと連結プレート３５ｂは留め具６１ｂにより、回動自在に固定されている。また、車輪３３と連結プレート３５ａは留め具６２ａにより、車輪３３と連結プレート３５ｂは留め具６２ｂにより、回動自在に固定されている。

【0019】

図１～３に示す受信用探触子４ｂは超音波探触子であり、図３に示すように、高耐圧の１－３コンポジット振動子７ｂが設けられている。受信用探触子４ｂには、コネクタ９０ｂを介して探触子ケーブル９ｂが接続されている。受信用探触子４ｂは、留め具（６ｅ～６ｈ）を用いて斜角用ウェッジ５ｂに取り付けられ、検出部２ｂは、図１～３に示すように、ホルダ本体３１ｂに取り付け固定されている。また、ホルダ本体３１ｂと枠体３２ｂの間には間隙が設けられ、ホルダ本体３１ｂと枠体３２ｂは、軸部材（６３ｃ，６３ｄ）により回動自在に固定されている。
車輪３４は、車輪軸３４ａの長手方向の両端部に車輪（３４ｂ，３４ｃ）が設けられたものである。図２に示すように、枠体３２ｂと車輪３４は、連結プレート（３５ｃ，３５ｄ）を介して連結されている。具体的には、枠体３２ｂと連結プレート３５ｃは留め具６１ｃにより、枠体３２ｂと連結プレート３５ｄは留め具６１ｄにより、回動自在に固定されている。また、車輪３４と連結プレート３５ｃは留め具６２ｃにより、車輪３４と連結プレート３５ｄは留め具６２ｄにより、回動自在に固定されている。

【0020】

図３に示すように、枠体３２ａと枠体３２ｂは、ヒンジ部６０により回動自在に接続されている。また、図２に示すように、枠体３２ａと枠体３２ｂは、連結プレート（３６ａ，３６ｂ）によっても連結されている。具体的には、枠体３２ａと連結プレート３６ａは留め具６１ｅにより、枠体３２ａと連結プレート３６ｂは留め具６１ｇにより、回動自在に固定されている。また、枠体３２ｂと連結プレート３６ａは留め具６１ｆにより、枠体３２ｂと連結プレート３６ｂは留め具６１ｈにより、回動自在に固定されている。
また、図１に示すように、連結プレートの一部には、長円形状の貫通孔が設けられている。具体的には、連結プレート３５ｂには貫通孔１１ａ、連結プレート３５ｄには貫通孔１１ｂ、連結プレート３６ｂには貫通孔１１ｃがそれぞれ設けられている。連結部に長円形状の貫通孔が設けられることにより、固定箇所が回動するだけでなく、長円形状の範囲で留め具の固定位置が移動し、鉄管の形状に追従して可動できることとなる。なお、図示しないが、連結プレート（３５ａ，３５ｃ，３６ａ）にも同様の機構が備わっている。
本実施例では、留め具（６１ａ～６１ｈ）として六角穴付ボルトを用い、留め具（６２ａ～６２ｄ）として六角袋ナットを用いているが、かかる部材に限られず、公知の幅広い留め具を利用可能である。

【0021】

このように、枠体（３２ａ，３２ｂ）と車輪部（３３，３４）が可動するだけではなく、枠体（３２ａ，３２ｂ）とホルダ本体（３１ａ，３１ｂ）が可動し、更には枠体３２ａと枠体３２ｂが可動する構造となっている。これにより、検出部（２ａ，２ｂ）がそれぞれ独立して可動する構造となり、検査対象となる鉄管１２の曲率に合わせて円周方向のプローブ（探触子）角度を変化させることができる。
また、図３に示すように、ホルダ本体３１ａの裏面には、プランジャ機能付き（図示せず）の大型のボールローラ（８ａ～８ｄ）が設けられ、ホルダ本体３１ｂの裏面にも同様のボールローラ（８ｅ～８ｈ）が設けられている。ボールローラ（８ａ～８ｈ）が設けられることにより、送信用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂの高さを調整でき、鉄管１２との間での適正なギャップを調整可能である。

【0022】

図７は、水圧鉄管健全性検査の説明図を示している。図７に示すように、鉄管１２において、固定台１４が設けられた箇所の内部には、損傷部１５のような損傷事象が発生していることが多い。そこで、実施例１の超音波探傷装置１を用いた水圧鉄管の健全性の検査においては、鉄管１２の固定台１４の内部の損傷状況を、水圧鉄管表面に沿って伝播する超音波１３（ＳＶ波）を用いて、外部から検査する。具体的には、超音波探傷装置１は、検出部２ａから超音波１３ａが発せられ、その反射エコー１３ｂを検出部２ｂにおいて検知する。

【0023】

図４は、超音波探傷装置の使用イメージ図であり、（１）は実施例の超音波探傷装置、（２）は従来技術の超音波探傷装置の場合を示している。
また、図８は、従来技術の超音波探傷装置の外観図であり、（１）は正面図、（２）は平面図を示している。図８（１）又は（２）に示すように、従来技術の超音波探傷装置１００は、検出部（２ａ，２ｂ）や車輪部（３３，３４）、連結プレート（３５ａ，３５ｂ）、留め具（６１ａ～６１ｄ，６２ａ～６２ｄ）については、実施例１の超音波探傷装置１と同様である。しかしながら、従来技術の超音波探傷装置１００では、実施例１の超音波探傷装置１と異なり、探触子ホルダ３００において、ホルダ本体３１０が可動しない構造となっている。
そのため、図４（２）に示すように、従来技術の超音波探傷装置１００の場合は、鉄管１２の曲率変化に伴い、検出部（２ａ，２ｂ）と鉄管１２表面のギャップを、一定に保つことができない。これに対して、実施例１の超音波探傷装置１では、枠体（３２ａ，３２ｂ）、ホルダ本体（３１ａ，３１ｂ）及びボールローラ（８ａ～８ｈ）が可動するため、鉄管１２の曲率変化に伴い、検出部（２ａ，２ｂ）と鉄管１２表面のギャップを、一定に保つことが可能となっている。

【0024】

前述の通り、送信用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂには、１．５ＫＶの高耐圧の１－３コンポジット振動子（７ａ，７ｂ）が用いられている。この１－３コンポジット振動子（７ａ，７ｂ）には、０．５ＭＨｚ共振周波数を持つ圧電素子が使用されている。従来、１－３コンポジット圧電素子の耐圧は０．５ＫＶ程度であり、高耐圧の場合にはセラミック圧電素子が用いられていた。圧電素子は、分極電圧以下で使用するものであり、分極電圧を超えると極性がなくなるため、分極電圧が高いセラミック圧電素子が使用されてきた。
本発明の超音波探傷装置では、振動子電極の接着が強化された（具体的には乾燥時間の延長や、高強度の接着剤を使用）ことにより、振動子電極の接着が強化され、１．５ＫＶの高耐圧の１－３コンポジット振動子（７ａ，７ｂ）の採用を実現している。

【0025】

また、送信用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂに接続された探触子ケーブル（９ａ，９ｂ）の他端は、超音波パルサー／レシーバ（図示せず）に接続される。超音波パルサー／レシーバについても、高耐圧の構造とするための工夫がなされている。例えば、高電圧を得るため高速、高電圧、絶縁型のＤＣ－ＤＣコンバーターが採用され、印加電圧は、０Ｖ～１０００Ｖまで無段階で調整可能である。各コンデンサは高耐圧（１５００Ｖ）を使用している。

【0026】

送信用探触子４ａと受信用探触子４ｂは、１．５ＫＶの高耐圧の１－３コンポジット振動子（７ａ，７ｂ）の採用し、斜角用ウェッジ（５ａ，５ｂ）は、ウェッジから管構造物へ入射する横波ＳＶ波の入射角が８２～８８°になるように調整している。振動子７ａから出た超音波が斜角用ウェッジ５ａを介して管構造物（鉄管１２）へ入射する横波ＳＶ波の入射角が８２～８８°になるように、斜角ウェッジの斜角やウェッジ内部の密度を調整する。これにより、測定箇所から欠陥箇所までの探傷距離を延ばすことができ、欠陥からの反射エコーを捉えることが可能となる。

【0027】

図９は、斜角２探触子を用いて管構造物の欠陥を横波ＳＶ波で検査する超音波探傷装置において、超音波送信用探触子と超音波受信用探触子のそれぞれの音軸の交差角が固定のものと、本発明の超音波探傷装置のように、鉄管１２の曲率に応じてそれぞれの音軸の交差角が可変のものについて、超音波の送信路と受信路について説明するものである。
図９（１）は、平らな面を探傷する場合であって、検出部２ａと検出部２ｂが並行で音軸の交差角が固定であり、検出部２ａから出射した横波ＳＶ波１３ａが、損傷部１５で反射され、検出部２ｂに入射する横波ＳＶ波（反射エコー）１３ｂを示したものである。実際、反射エコー１３ｂは、波紋を拡げながら検出部２ｂに戻ってくる。
図９（２）は、図９（１）と同じ探傷装置（検出部２ａと検出部２ｂが並行で音軸の交差角が固定のもの）で、曲率がある鉄管１２の表面を探傷する場合を示している。この場合、反射エコー１３ｂのルートが変わり、検出部２ｂで検出される信号強度は低減することになる。
図９（３）は、実施例１の超音波探傷装置（鉄管１２の曲率に応じて検出部２ａと検出部２ｂの音軸の交差角が可変のもの）で、曲率がある鉄管１２の表面を探傷する場合を示している。図９（２）の場合と異なり、検出部２ｂで検出される信号強度を図９（１）と同程度に保った状態で信号を検出することができる。

【0028】

図１０は、超音波探傷装置における探触子の感度を示すグラフであり、（１）は比較例の探触子（０．８ＭＨｚ）、（２）は実施例の探触子（０．５ＭＨｚ）の感度を示している。何れも実際の水圧鉄管で、２５０ｍｍ離れたリベットを探傷した場合の波形を示している。図１０（１）に示すように、比較例の０．８ＭＨｚの探触子では、８０．２ｄＢであったが、本実施例の０．５ＭＨｚの探触子では、６２．８ｄＢであり、０．５ＭＨｚ探触子の方が１７．４ｄＢ（約７．４倍）感度が高いことが分かる。

【0029】

従来は特定の周波数フィルターなどを設定した状態で探傷試験を実施するため、最適なフィルターは、データ採取終了後に再度条件を探して最適条件を探していた。図１１は、実施例１の超音波探傷フロー図を示している。図１１に示すように、まず、レシーバで波形を受信する（ステップＳ０１）。超音波波形を送受信する場合、例えば１秒間に５００回の信号を送受信するのであれば、０．１秒間に５０回の信号になるため、平均化して信号処理する。例えば０．１秒間の一定時間受信（ステップＳ０２）を行った結果で、ノイズが多く乗っているなど受信波形データの平均化が必要な場合（ステップＳ０３）は、平均化処理を行う（ステップＳ０４）。平均化処理とは、本実施例の探傷を行う際には、一般的な非破壊検査で使う感度の領域より高くなる場合があり、ランダムノイズ（外来、内部電子ノイズ）を平均化することで、ＳＮ比を向上することである。

【0030】

平均化処理後の信号波形データ、又は平均化処理不要の信号波形データに対して、フィルター処理が必要な場合（ステップＳ０５）は、高帯域信号を遮断（ローパスフィルター）処理し（ステップＳ０６）、更に、低帯域信号を遮断（ハイパスフィルター）処理する（ステップＳ０７）。すなわち、信号の帯域を狭くして反射エコー信号を特定するウィンドウ処理を行う。ステップＳ０６とステップＳ０７の順序は逆でもよいし、同時的に行ってもよい。フィルター処理が必要な場合は、フィルター処理済みの信号波形データを取得し、フィルター処理が不要な場合は、そのままの信号波形データを取得する（ステップＳ０８）。フィルター処理とは、超音波が材料中を伝搬する際には、欠陥反射エコーはビーム路程や材料内部の影響を受け、送信した周波数より低下する傾向がある。信号エコーの識別向上のため広帯域のバンドパスフィルターが必要になる場合がある。本実施例の超音波探傷装置では、リアルタイムで広帯域のフィルター処理を行うことが可能である。
次の波形データを取得する必要がある場合は、再度、レシーバで波形を受信する（ステップＳ０１）。これに対して、次の波形データを取得する必要がない場合は、超音波探傷は終了となる（ステップＳ０９）。

【実施例0031】

図５は、実施例２の探触子の説明図であり、送信用の検出部２００について、図５（１）は右側面からのイメージ図、図５（２）は右側面からの平面イメージ図を示している。ここでは受信用の検出部については図示しないが、各部材の配置等は送信用の検出部２００と同様である。
図５（１）又は（２）に示すように、液体ウェッジ５００は斜角用ウェッジであり、アクリル樹脂製のケース５０の内部に、液体５１が充填されたものである。送信用探触子４は超音波探触子であり、高耐圧の１－３コンポジット振動子７が設けられ、留め具６を用いて液体ウェッジ５００に取り付け固定されている。また、送信用探触子４には、コネクタ９０を介して、探触子ケーブル９が接続されている。液体ウェッジ５００のケース５０内には、液体５１が充填されているため、ウェッジを取り替えることなく任意の角度で斜角探傷が可能である。ケース５０内に充填される液体５１としては、水、アルコール、又はエタノールなどを利用可能である。

【0032】

図６は、ウェッジ内部に各種液体を用いた場合のシミュレーション結果（鋼中の屈折角の違い）であり、液体として（１）は水、（２）はアルコール、（３）はエタノールを用いた場合を示している。シミュレーションには、送信用と受信用の計２個の超音波探触子を用いた。また、設定条件として入射角は、何れも２０．５°で固定した。
図６（１）に示すように、ケース５０内を水にした場合は、鋼中の横波ＳＶ波の屈折角が４８．３°であった。図６（２）に示すように、ケース５０内をアルコールにした場合は、横波ＳＶ波の屈折角が６９．０°であった。また、図６（３）に示すように、ケース５０内をエタノールにした場合は、横波ＳＶ波の屈折角が８７．２°であった。したがって、横波ＳＶ波の屈折角について、水を用いた場合は約４５°、アルコールを用いた場合は約７０°、エタノールを用いた場合は水圧鉄管の表面近くを伝搬していくことがわかる。

【0033】

液体ウェッジ５００を用いることにより、ウェッジ（くさび）内部の液体５１中で、横波ＳＶ波が発生しなくなるため、ウェッジ内部で発生する超音波のモード変換で起こる雑エコーが消去できることで、探傷時の受信波形が明確になる。また、内部の液体を音速の違ったものに変えることで、ウェッジを取り換えなくても、検査対象材料への、超音波屈折角（入射角一定）を変えることができるため、ウェッジを含む探触子ホルダは、同じ構造のものを使用することが可能になる。