特開 2023-166653 超音波検査装置及び方法

(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】P2023166653

(43)【公開日】2023-11-22

(54)【発明の名称】超音波検査装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/265 20060101AFI20231115BHJP

【ＦＩ】

G01N29/265

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022077285

(22)【出願日】2022-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】小西 孝明

(72)【発明者】

【氏名】三木 将裕

(72)【発明者】

【氏名】永島 良昭

(72)【発明者】

【氏名】中田 理公

【テーマコード（参考）】

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G047AA05

2G047AB01

2G047BA03

2G047BB02

2G047BC09

2G047CA01

2G047GA06

2G047GG47

2G047GH19

(57)【要約】

【課題】検査漏れを回避しつつ、検査効率を高めることができる超音波検査装置及び方法を提供する。
【解決手段】超音波検査装置は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０を配管１の表面に沿って移動させる走査装置１１と、超音波プローブ１０による超音波の送受信を制御する送受信制御装置１４と、超音波プローブ１０の位置毎に超音波プローブ１０の位置及び姿勢と配管１の形状データとに基づいて配管１の超音波伝播範囲を演算し、演算された複数の超音波伝播範囲が互いに重なるかどうかによって検査漏れが生じていないかどうかを判定し、その判定結果に基づいて自動走査の有効範囲及び無効範囲を取得する計算装置１５と、自動走査の有効範囲と自動走査の無効範を含む手動走査の範囲とを表示する表示装置１７とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波プローブと、
前記超音波プローブを被検体の表面に沿って移動させる走査装置と、
前記超音波プローブによる超音波の送受信を制御する送受信制御装置とを備えた超音波検査装置において、
前記超音波プローブの位置毎に前記超音波プローブの位置及び姿勢と前記被検体の形状データとに基づいて前記被検体の超音波伝播範囲を演算し、演算された複数の超音波伝播範囲が互いに重なるかどうかによって検査漏れが生じていないかどうかを判定し、その判定結果に基づいて自動走査の有効範囲及び無効範囲を取得する計算装置と、
前記自動走査の有効範囲と前記自動走査の無効範囲を含む手動走査の範囲とを表示する表示装置とを備えたことを特徴とする超音波検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波検査装置において、
前記超音波プローブの位置及び姿勢を検出する検出器を備え、
前記計算装置は、前記検出器で検出された前記超音波プローブの位置及び姿勢に基づき、前記被検体の超音波伝播範囲を演算することを特徴とする超音波検査装置。

【請求項3】

請求項１に記載の超音波検査装置において、
前記計算装置は、
前記走査装置の制御情報に基づき、前記超音波プローブの位置を演算し、
演算された前記超音波プローブの位置と前記被検体の形状データに基づき、前記超音波プローブの姿勢を演算し、
演算された前記超音波プローブの位置と演算された前記超音波の姿勢に基づき、前記被検体の超音波伝播範囲を演算することを特徴とする超音波検査装置。

【請求項4】

請求項１に記載の超音波検査装置において、
前記超音波プローブは、超音波の伝播方向が互いに異なる複数の探触子を有し、
前記計算装置は、
前記走査装置の制御情報に基づき、前記超音波プローブの位置を演算し、
前記複数の探触子でそれぞれ受信された複数の超音波の波形データと前記被検体の形状データに基づき、前記超音波プローブの姿勢を演算し、
演算された前記超音波プローブの位置と演算された前記超音波の姿勢に基づき、前記被検体の超音波伝播範囲を演算することを特徴とする超音波検査装置。

【請求項5】

走査装置で超音波プローブを被検体の表面に沿って移動させる超音波検査方法において、
計算装置により、前記超音波プローブの位置毎に前記超音波プローブの位置及び姿勢と前記被検体の形状データとに基づいて前記被検体の超音波伝播範囲を演算し、演算された複数の超音波伝播範囲が互いに重なるかどうかによって検査漏れが生じていないかどうかを判定し、その判定結果に基づいて自動走査の有効範囲及び無効範囲を取得し、
前記自動走査の有効範囲と前記自動走査の無効範囲を含む手動走査の範囲とを表示装置で表示することを特徴とする超音波検査方法。

【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方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発電プラントの配管や容器等の被検体に対する探傷検査又は厚み検査において、超音波検査が用いられている。超音波検査には、検査者が超音波プローブを被検体の表面に沿って移動させる手動走査と、走査装置で超音波プローブを被検体の表面に沿って移動させる自動走査がある。特に、被検体の表面における走査範囲が広い場合は、検査効率の観点から、自動走査を採用することが好ましい。

【0003】

特許文献１は、超音波プローブを配管の表面に沿って移動させる走査装置を開示する。この走査装置は、配管に取付けられて配管の周方向に延在する第１のガイドレールと、第１のガイドレールに沿って台車を移動させる第１の移動機構（詳細にはモータ等で構成されたもの）と、台車に取付けられて配管の軸方向に延在する第２のガイドレールと、第２のガイドレールに沿ってプローブ支持体を移動させる第２の移動機構（詳細にはモータ等で構成されたもの）とを備える。

【0004】

プローブ支持体は、例えば、超音波プローブを配管の軸方向及び周方向に傾斜可能に支持するジンバル機構や、超音波プローブを配管の表面に押付けるバネを有する。これにより、超音波プローブの底面（言い換えれば、配管との接触面）が配管の表面に倣うようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５－１３２５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

配管の表面は、一般的に円筒形状であるものの、例えば他の配管を接続する接続部の近傍で形状が大きく変化する。配管の接続部の近傍にて自動走査を行えば、超音波プローブの姿勢が大きく変化して、検査漏れが発生する可能性がある。そのため、配管の接続部から離れた範囲では、自動走査を行い、配管の接続部の近傍の範囲では、手動走査を行うことが考えられる。

【0007】

自動走査の範囲と手動走査の範囲は、例えば配管の形状データ等を利用して設定される。この場合、前述した検査漏れを回避するため、自動走査の範囲を理論的なものより小さくすることが好ましい。しかし、自動走査の範囲を小さくすれば、手動走査の範囲がその分だけ大きくなるため、検査効率が低下する。

【0008】

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査漏れを回避しつつ、検査効率を高めることができる超音波検査装置及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、超音波プローブと、前記超音波プローブを被検体の表面に沿って移動させる走査装置と、前記超音波プローブによる超音波の送受信を制御する送受信制御装置とを備えた超音波検査装置において、前記超音波プローブの位置毎に前記超音波プローブの位置及び姿勢と前記被検体の形状データとに基づいて前記被検体の超音波伝播範囲を演算し、演算された複数の超音波伝播範囲が互いに重なるかどうかによって検査漏れが生じていないかどうかを判定し、その判定結果に基づいて自動走査の有効範囲及び無効範囲を取得する計算装置と、前記自動走査の有効範囲と前記自動走査の無効範囲を含む手動走査の範囲とを表示する表示装置とを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、検査漏れを回避しつつ、検査効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態における超音波検査装置の構成を、被検体である配管と共に表す概略図である。

【図2】本発明の第１の実施形態における走査装置の構成を表す概略図である。

【図3】本発明の第１の実施形態における計算装置の処理内容を表すフローチャートである。

【図4】本発明の第１の実施形態における計算装置で演算された配管の超音波伝播範囲の具体例を表す図である。

【図5】本発明の第１の実施形態における表示装置の超音波伝播範囲表示画面を表す図である。

【図6】本発明の第１の実施形態における計算装置の検査漏れ判定を説明するための図であり、検査漏れが生じていない場合を示す。

【図7】本発明の第１の実施形態における計算装置の検査漏れ判定を説明するための図であり、検査漏れが生じている場合を示す。

【図8】本発明の第１の実施形態における表示装置の走査範囲表示画面を表す図である。

【図9】本発明の第２の実施形態における超音波検査装置の構成を、被検体である配管と共に表す概略図である。

【図10】本発明の第３の実施形態における超音波プローブを構成する複数の探触子を表す概略図である。

【図11】本発明の第３の実施形態における複数の探触子でそれぞれ受信された複数の超音波の波形データを表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

【0013】

図１は、本実施形態における超音波検査装置の構成を、被検体である配管と共に表す概略図である。図２は、本実施形態における走査装置の構成を表す概略図である。

【0014】

本実施形態の被検体である配管１は、他の配管２を接続する接続部３を有する。配管１の表面は、概ね円筒形状であるものの、接続部３の近傍で形状が変化する。本実施形態の超音波検査装置は、配管１に対する探傷検査を行うものである。

【0015】

本実施形態の超音波検査装置は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０を配管１の表面（外面）に沿って移動させる走査装置１１と、走査装置１１を制御する走査制御装置１２と、超音波プローブ１０の位置及び姿勢を検出する検出器１３と、超音波プローブ１０による超音波の送受信を制御する送受信制御装置１４とを備える。

【0016】

また、本実施形態の超音波検査装置は、走査制御装置１２及び送受信制御装置１４に配線を介して接続された計算装置１５と、計算装置１５に配線を介し接続された記憶装置１６と、計算装置１５に配線を介し接続された表示装置１７と、計算装置１５に配線を介し接続された入力装置（図示せず）とを備える。計算装置１５は、プログラムに従って処理を実行するプロセッサと、プログラムやデータを記憶するメモリ等を有するものである。記憶装置１６は、ハードディスク等で構成され、配管１の形状データ等を記憶する。表示装置１７は、ディスプレイ等で構成されている。入力装置は、キーボードやマウス等で構成されている。

【0017】

走査装置１１は、配管１に取付けられて配管１の周方向に延在する第１のガイドレール１８と、第１のガイドレール１８に沿って台車１９を移動させる第１の移動機構（詳細にはモータ等で構成されたもの）と、台車１９に取付けられて配管１の軸方向に延在する第２のガイドレール２０と、第２のガイドレール２０に沿ってプローブ支持体２１を移動させる第２の移動機構（詳細にはモータ等で構成されたもの）とを備える。

【0018】

プローブ支持体２１は、例えば、超音波プローブ１０を配管１の軸方向及び周方向に傾斜可能に支持するジンバル機構や、超音波プローブ１０を配管１の表面に押付けるバネを有する。これにより、超音波プローブ１０の底面（言い換えれば、配管１との接触面）が配管１の表面に倣うようになっている。

【0019】

走査制御装置１２は、計算装置１５からの指令に応じて第１及び第２の移動機構を制御する制御回路を有しており、超音波プローブ１０の位置を制御する。図２で示すように、超音波プローブ１０の位置として、配管１の表面上の位置（周方向の座標Ｘ、軸方向の座標Ｙ）を用い、超音波プローブ１０の移動手順の具体例を説明する。

【0020】

超音波プローブ１０は、まず、移動開始位置（Ｘ０，Ｙ０）から、軸方向（Ｘ軸の正方向）にピッチΔＹずつ移動を繰り返し、位置（Ｘ０，Ｙｎ）に到達する。次に、周方向（Ｙ軸の正方向）にピッチΔＸだけ移動して、位置（Ｘ０＋ΔＸ，Ｙｎ）に到達する。その後、軸方向（Ｘ軸の負方向）にΔＹずつ移動を繰り返し、位置（Ｘ０＋ΔＸ、Ｙ０）に到達する。これを、移動終了位置（Ｘｎ，Ｙｎ）に到達するまで繰り返す。なお、超音波プローブ１０の移動手順は、この具体例に限られない。

【0021】

検出器１３は、例えば、超音波プローブ１０と分離されて、撮像素子及び画像処理プロセッサで構成されている。画像処理プロセッサは、撮像素子で撮像した超音波プローブ１０の画像を処理することにより、超音波プローブ１０の位置及び姿勢を検出する。

【0022】

超音波プローブ１０は、１つの探触子２２を有する（後述の図４参照）。探触子２２は、例えば、圧電素子２３及びシュー２４からなる斜角探触子（詳細には、配管１の表面の法線方向に対して斜め方向に超音波を入射する探触子）である。

【0023】

送受信制御装置１４は、図示しないものの、パルサ及びレシーバを有する。パルサは、計算装置１５からの指令に応じて圧電素子２３にパルス信号を印加して、圧電素子２３からシュー２４を介し超音波を送信させる。圧電素子２３は、配管１の内部に欠陥が存在する場合に欠陥で反射された超音波を受信し、波形信号に変換して出力する。レシーバは、圧電素子２３から入力された波形信号に対し、アナログ信号からデジタル信号への変換処理等を行って波形データを取得し、計算装置１５に出力する。

【0024】

計算装置１５は、機能的構成として、範囲設定部２５、収録制御部２６、位置姿勢取得部２７、超音波伝播解析部２８、判定処理部２９、及び表示制御部３０を有する。

【0025】

計算装置１５の範囲設定部２５は、例えば入力装置の入力に応じて、表示装置１７で表示された配管の画像上の範囲を指定することにより、配管１の表面における自動走査の範囲や、配管１の内部における検査範囲を設定し、記憶装置１６に記憶させる。また、例えば入力装置の入力に応じて、表示装置１７で表示された配管の画像上の範囲を指定することにより、配管１の表面における手動走査の範囲（初期値）を設定し、記憶装置１６に記憶させる。

【0026】

計算装置１５の収録制御部２６は、記憶装置１６で記憶された自動走査の範囲に基づき、走査制御装置１２を介し走査装置１１を制御すると共に、送受信制御装置１４を介し超音波プローブ１０を制御する。計算装置１５の位置姿勢取得部２７は、検出器１３で検出された超音波プローブ１０の位置及び姿勢を取得する。

【0027】

次に、本実施形態の計算装置１５の処理内容について説明する。図３は、本実施形態における計算装置１５の処理内容を表すフローチャートである。

【0028】

ステップＳ１にて、計算装置１５の収録制御部２６は、走査制御装置１２を介し走査装置１１を制御して、超音波プローブ１０をピッチΔＹ又はΔＸだけ移動させる。その後、ステップＳ２に進み、収録制御部２６は、送受信制御装置１４を介し超音波プローブ１０を制御して、波形データを取得する。

【0029】

その後、ステップＳ３に進み、計算装置１５の超音波伝播解析部２８は、位置姿勢取得部２７で取得された超音波プローブ１０の位置及び姿勢と、記憶装置１６で記憶された配管１の形状データとに基づき、配管１の超音波伝播範囲を演算する。

【0030】

詳しく説明すると、超音波伝播解析部２８は、まず、超音波プローブ１０の位置及び姿勢と配管１の形状データに基づき、配管１の超音波伝播経路３１（図４参照）を演算する。なお、本実施形態では、配管１の超音波伝播経路３１は、超音波が配管１の内面に到達するまでの経路のみである場合を例にとっているが、これに限られず、超音波が配管１の内面で反射された後の経路を含んでもよい。

【0031】

超音波伝播解析部２８は、予め設定された超音波ビームモデルを用いて、配管１の超音波伝播経路３１から超音波伝播範囲３２’（言い換えれば、超音波伝播経路に有効ビーム幅を持たせたもの）を演算する。なお、本実施形態では、有効ビーム幅が一定である超音波ビームモデルを用いる場合を例にとっているが、これに限られず、有効ビーム幅が変化する超音波ビームモデルを用いてもよい。また、本実施形態では、範囲設定部２５で配管１の内部における検査範囲３３（図４参照）が設定されているから、超音波伝播解析部２８は、前述した超音波伝播範囲３２’のうち、検査範囲３３と重なる超音波伝播範囲３２（図４参照）を抽出し、後述のステップＳ６にて記憶装置１６に記憶させる。

【0032】

ステップＳ３の後、ステップＳ４に進み、計算装置１５の表示制御部３０は、記憶装置１６で記憶された配管１の形状データや検査範囲３３、超音波伝播解析部２８で演算された現在の超音波伝播範囲３２、及び記憶装置１６で記憶された過去の超音波伝播範囲３２に基づき、超音波伝播範囲表示画面３４を表示装置１７に表示させる。

【0033】

例えば図５で示すように、超音波伝播範囲表示画面３４は、配管の画像上に、超音波プローブのマーカ３５、検査範囲のマーカ３６、現在の超音波伝播範囲のマーカ３７、及び過去の超音波伝播範囲のマーカ３８を識別可能に表示する。超音波伝播範囲表示画面３４は、入力装置の入力に応じて、任意の視点で表示したり、任意の寸法に拡大及び縮小したりして表示することが可能である。マーカ３５～３８は、入力装置の入力に応じて、表示色や透明度を変更することが可能である。

【0034】

ステップＳ４の後、ステップＳ５に進み、計算装置１５の判定処理部２９は、超音波伝播解析部２８で取得された今回の超音波伝播範囲３２Ａと、記憶装置１６で記憶された前回の超音波伝播範囲３２Ｂとが互いに重なっているかどうかにより、検査漏れが生じていないかどうかを判定する。超音波プローブ１０が配管１の軸方向（Ｙ軸の正方向）に移動する場合を例にとり、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、及び図７（ｂ）を用いて具体的に説明する。

【0035】

計算装置１５の判定処理部２９は、今回（言い換えれば、超音波プローブ１０がピッチΔＹだけ移動した後）の超音波伝播範囲３２Ａの前面における４つの頂点Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のＹ座標と、前回（言い換えれば、超音波プローブ１０がピッチΔＹだけ移動する前）の超音波伝播範囲３２Ｂの後面における４つの頂点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４のＹ座標とを抽出する。そして、頂点Ａ１のＹ座標が頂点Ｂ１のＹ座標より小さいであるかの第１の判定と、頂点Ａ２のＹ座標が頂点Ｂ１のＹ座標より小さいであるかの第２の判定と、頂点Ａ３のＹ座標が頂点Ｂ３のＹ座標より小さいであるかの第３の判定と、頂点Ａ４のＹ座標が頂点Ｂ４のＹ座標より小さいであるかの第４の判定とを行う。

【0036】

計算装置１５の判定処理部２９は、上述した第１～第４の判定の全てが肯定的である場合、検査漏れが生じていないと判定する。例えば図６（ａ）及び図６（ｂ）で示すように、頂点Ａ１のＹ座標が頂点Ｂ１のＹ座標より小さく、かつ、頂点Ａ２のＹ座標が頂点Ｂ１のＹ座標より小さく、かつ、頂点Ａ３のＹ座標が頂点Ｂ３のＹ座標より小さく、かつ、頂点Ａ４のＹ座標が頂点Ｂ４のＹ座標より小さい場合、検査漏れが生じていないと判定する。この場合、ステップＳ６に移る。

【0037】

ステップＳ６にて、計算装置１５の判定処理部２９は、今回の超音波伝播範囲３２Ａを記憶装置１６に記憶させる。また、計算装置１５の収録制御部２６は、位置姿勢取得部２７で取得された超音波プローブ１０の位置と関連付けて、送受信制御装置１４で取得された波形データを記憶装置１６に記憶させる。

【0038】

その後、ステップＳ７に進み、計算装置１５の判定処理部２９は、位置姿勢取得部２７で取得された超音波プローブ１０の位置を含むように、自動走査の有効範囲を更新し、記憶装置１６に記憶させる。

【0039】

ステップＳ４にて、計算装置１５の判定処理部２９は、上述した第１～第４の判定のうちの少なくとも１つが否定的である場合、検査漏れが生じていると判定する。例えば図７（ａ）及び図７（ｂ）で示すように、頂点Ａ１のＹ座標が頂点Ｂ１のＹ座標より大きく、かつ、頂点Ａ２のＹ座標が頂点Ｂ１のＹ座標より大きく、かつ、頂点Ａ３のＹ座標が頂点Ｂ３のＹ座標より大きく、かつ、頂点Ａ４のＹ座標が頂点Ｂ４のＹ座標より大きい場合、検査漏れが生じていると判定する。この場合、ステップＳ６を実行しないで、ステップＳ８に移る。

【0040】

すなわち、計算装置１５の判定処理部２９は、今回の超音波伝播範囲３２Ａを記憶装置１６に記憶させない。また、計算装置１５の収録制御部２６は、送受信制御装置１４で取得された波形データを記憶装置１６に記憶させない。

【0041】

ステップＳ８にて、計算装置１５の判定処理部２９は、位置姿勢取得部２７で取得された超音波プローブ１０の位置を含むように、自動走査の無効範囲を更新し、記憶装置１６に記憶させる。また、自動走査の無効範囲を含むように、手動走査の範囲を更新し、記憶装置１６に記憶させる。

【0042】

ステップＳ７又はＳ８の後、ステップＳ９に進み、計算装置１５の収録制御部２６は、例えば位置姿勢取得部２７で取得された超音波プローブ１０の位置に基づき、超音波プローブ１０の自動走査が完了したかどうかを判定する。超音波プローブ１０の自動走査が完了しない場合は、上述のステップＳ１に戻り、上述した処理を繰り返す。

【0043】

一方、超音波プローブ１０の自動走査が完了した場合は、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１０にて、計算装置１５の表示制御部３０は、記憶装置１６で記憶された走査範囲の有効範囲及び手動走査の範囲に基づき、走査範囲表示画面３９を表示装置１７に表示させる。

【0044】

例えば図８で示すように、走査範囲表示画面３９は、配管の画像上に、自動走査の有効範囲のマーカ４０及び手動走査の範囲のマーカ４１を識別可能に表示する。

【0045】

以上のように本実施形態においては、走査装置１１で超音波プローブ１０を配管１の表面に沿って移動させる自動走査にて、配管１の検査漏れが生じていないかどうかを判定する。そのため、検査漏れを回避することができる。また、配管１の検査漏れが生じていないかどうかの判定結果に基づき、自動走査の有効範囲及び無効範囲を取得し、自動走査の有効範囲と自動走査の無効範囲を含む手動走査の範囲とを表示装置１７で表示する。これにより、手動走査の範囲を適正化し、検査効率を高めることができる。

【0046】

なお、第１の実施形態において、超音波検査装置は、超音波プローブ１０の位置及び姿勢を検出する検出器１３を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られない。超音波検査装置は、超音波プローブ１０の位置を検出する位置検出器と、超音波プローブ１０の姿勢を検出する姿勢検出器とを備えてもよい。位置検出器は、例えば走査装置１１のモータの回転数を検出するエンコーダで構成されてもよい。姿勢検出器は、例えば超音波プローブ１０と一体化されたジャイロセンサで構成されてもよい。

【0047】

本発明の第２の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

【0048】

図１１は、本実施形態における超音波検査装置の構成を、被検体である配管と共に表す概略図である。

【0049】

本実施形態の超音波検査装置は、上述した検出器１３を備えない。計算装置１５は、上述した位置姿勢取得部２７の代わりに、位置姿勢演算部４２を有する。

【0050】

計算装置１５の位置姿勢演算部４２は、走査制御装置１２の制御情報に基づき、超音波プローブ１０の位置を演算する。位置姿勢演算部４２は、演算された超音波プローブ１０の位置と記憶装置１６で記憶された配管１の形状データに基づき、超音波プローブ１０の姿勢を演算する。詳細には、超音波プローブ１０の底面の法線ベクトルとして、超音波プローブ１０の位置における配管１の表面の法線ベクトルを演算し、これに基づいて超音波プローブ１０の姿勢を演算する。

【0051】

以上のように構成された本実施形態においても、第１の実施形態と同様、検査漏れを回避しつつ、検査効率を高めることができる。

【0052】

なお、第１及び第２の実施形態において、超音波プローブ１０を構成する探触子２２は、圧電素子２３及びシュー２４からなる斜角探触子である場合を例にとって説明したが、これに限らない。探触子は、１つの圧電素子からなる垂直探触子、又は複数の圧電素子が配列されたアレイ型探触子としてもよい。

【0053】

本発明の第３の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、第１及び第２の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

【0054】

図１２は、本実施形態における超音波プローブを構成する複数の探触子を表す概略図である。図１３は、本実施形態における複数の探触子でそれぞれ受信された複数の超音波の波形データを表す図である。

【0055】

本実施形態の超音波検査装置は、第２の実施形態と同様、上述した検出器１３を備えない。計算装置１５は、第２の実施形態と同様、位置姿勢演算部４２を有する。位置姿勢演算部４２は、第２の実施形態と同様、走査制御装置１２の制御情報に基づき、超音波プローブ１０の位置を演算する。

【0056】

超音波プローブ１０は、超音波の伝播方向が互いに異なる複数の探触子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを備える。探触子２２Ａは、例えば圧電素子２３Ａ及びシュー２４Ａからなる斜角探触子である。探触子２２Ｂは、例えば圧電素子２３Ｂ及びシュー２４Ｂからなる斜角探触子である。探触子２２Ｃは、例えば垂直探触子である。送受信制御装置１４は、複数の探触子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃによる超音波の送受信を順次制御して、複数の探触子２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃでそれぞれ受信された複数の超音波の波形データを取得する。

【0057】

計算装置１５の位置姿勢演算部４２は、探触子２２Ａで受信された超音波の波形データにより、配管１の内面で反射された超音波の伝播時間ｔａを取得し、これに基づき、探触子２２Ａの超音波の伝播方向における探触子２２Ａと配管１の内面の間の距離を演算する。また、探触子２２Ｂで受信された超音波の波形データにより、配管１の内面で反射された超音波の伝播時間ｔｂを取得し、これに基づき、探触子２２Ｂの超音波の伝播方向における探触子２２Ｂと配管１の内面の間の距離を演算する。また、探触子２２Ｃで受信された超音波の波形データにより、配管１の内面で反射された超音波の伝播時間ｔｃを取得し、これに基づき、探触子２２Ｃの超音波の伝播方向における探触子２２Ｃと配管１の内面の間の距離を演算する。そして、前述した探触子２２Ａと配管１の内面の間の距離、探触子２２Ｂと配管１の内面の間の距離、及び探触子２２Ｃと配管１の内面の間の距離と、記憶装置１６で記憶された配管１の形状データとに基づき、超音波プローブ１０の姿勢を演算する。

【0058】

以上のように構成された本実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様、検査漏れを回避しつつ、検査効率を高めることができる。

【0059】

なお、第３の実施形態において、超音波プローブ１０を構成する複数の探触子は、２つの斜角探触子と１つの垂直探触子である場合を例にとって説明したが、これに限らない。探触子の総数は、２つ、又は４つ以上であってもよい。また、複数の探触子は、垂直探触子を含まなくてもよい。

【0060】

また、第１～第３の実施形態において、計算装置１５は、配管１の内部における検査範囲３３を設定し、超音波伝播範囲３２’のうち、検査範囲３３と重なる超音波伝播範囲３２を抽出する場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、計算装置１５は、配管１の内部における検査範囲３３を設定しなくともよい。計算装置１５は、超音波伝播範囲３２’を記憶装置１６に記憶させる。そして、今回の超音波伝播範囲３２’と、記憶装置１６で記憶された前回の超音波伝播範囲３２’とが互いに重なっているかどうかにより、検査漏れが生じていないかどうかを判定する。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。

【0061】

なお、以上において、被検体は、接続部３を有する配管１である場合を例にとって説明したが、これに限られないことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0062】

１ 配管
１０ 超音波プローブ
１１ 走査装置
１３ 検出器
１４ 送受信制御装置
１５ 計算装置
１７ 表示装置
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ 探触子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】