特許 7592842 超音波イメージングを用いた動的試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】超音波イメージングを用いた動的試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/06 20060101AFI20241125BHJP

   G01N 29/27 20060101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

G01N29/06

G01N29/27

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023506144

(86)(22)【出願日】2021-07-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-23

(86)【国際出願番号】 FR2021051424

(87)【国際公開番号】W WO2022023681

(87)【国際公開日】2022-02-03

【審査請求日】2023-03-29

(31)【優先権主張番号】2008092

(32)【優先日】2020-07-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】508362664

【氏名又は名称】ヴァルレック チューブ フランス

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ラッザリ，オリヴィエ

(72)【発明者】

【氏名】ンダウ，バーダ

【審査官】福村 拓

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５０４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２７５２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６１６２１７４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０５－１４６４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８０５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５８８７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ２９／００－Ｇ０１Ｎ２９／５２

Ａ６１Ｂ ８／００－Ａ６１Ｂ ８／１５

Ｇ０１Ｂ１７／００－Ｇ０１Ｂ１７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験対象金属部分（１）を表すデータを動的に取得するための方法であって、
前記試験対象金属部分（１）に関するデータを取得するステップであって、前記データは多素子センサ（２）によって得られ、前記多素子センサ（２）は送信素子および受信素子を備え、前記送信素子は、それぞれの超音波ショット（Ｅ）を前記試験対象金属部分（１）に向けて送信するように構成され、これにより、前記超音波ショット（Ｅ）は前記試験対象金属部分（１）を通って伝播することができ、前記受信素子は、前記超音波ショット（Ｅ）から生じた前記試験対象金属部分（１）で反射された波（Ｒ）を受信するように構成される、データ取得ステップを含み、
前記データ取得ステップは、１つの前記送信素子から前記超音波ショット（Ｅ）を送信するステップを含み、
前記受信素子は、聴取継続時間中に超音波を受信し、受信された前記超音波は、送信された前記超音波ショット（Ｅ）から生じた前記試験対象金属部分（１）で反射された前記波のうちの１つを含み、
前記受信素子が受信した前記波の関数として、前記試験対象金属部分（１）を表すデータを生成するステップをさらに含み、
前記データ取得ステップ中に、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対的移動を生成するように、前記試験対象金属部分（１）および前記多素子センサ（２）の中から１つを移動させるステップをさらに含み、
前記試験対象金属部分（１）を表す補正されたデータを生成するステップをさらに含み、
前記補正されたデータを生成するステップは、
前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対的移動、基準位置、および基準瞬間に対する継続時間の関数として補正移動を計算するステップであって、前記基準位置は、前記基準瞬間における前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対位置に対応し、前記基準瞬間は、前記データ取得ステップ中に発生し、前記補正移動は、前記基準瞬間に対する継続時間の瞬間における前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対位置に対応する相対位置から前記基準位置までの、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対的移動に対応する、補正移動を計算するステップと、
前記継続時間の瞬間における前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対位置から前記基準位置までの前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対的移動をシミュレートすることによって、前記補正されたデータを生成するように、計算された前記補正移動の関数として前記試験対象金属部分（１）を表す前記データに補正を適用するステップと、
を含み、
前記聴取継続時間は、前記超音波ショットの送信瞬間に等しい開始瞬間を有し、前記聴取継続時間は、前記超音波ショットの送信と、前記多素子センサの前記受信素子のうちの１つによる、前記多素子センサに対向する前記試験対象金属部分（１）の面で反射された波の受信との間の最大飛行時間以上であり、その結果、前記補正移動は、前記超音波ショット（Ｅ）の送信瞬間と、前記超音波ショット（Ｅ）から生じた前記試験対象金属部分（１）で反射された前記波の前記受信素子による受信瞬間との間の伝播時間中の、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動の関数として計算される、
ことを特徴とする、
動的取得方法。

【請求項2】

前記補正されたデータを生成するステップは、前記基準位置を選択するステップを含む、請求項１に記載の動的取得方法。

【請求項3】

前記データ取得ステップは、
複数回の超音波ショット（Ｅ）を送信するステップと、
前記超音波ショットのうちの１つを送信するステップごとに、それぞれの聴取継続時間中に、超音波を受信する前記多素子センサ（２）の前記受信素子の対応するステップであって、受信された前記超音波は、対応する送信された前記超音波ショットから生じた、前記試験対象金属部分（１）で反射された少なくとも１つの波を含む、ステップと、を含み、
前記基準瞬間は、前記複数回の超音波ショットのうちの１回の超音波ショットの送信瞬間であり、前記それぞれの聴取継続時間は、前記複数回の超音波ショットのうちの２回の連続する超音波ショットを分離する、前記基準瞬間に対する継続時間の倍数であり、その結果、前記補正移動は、２回の別個の超音波ショットが送信される間における前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動の関数として計算される、請求項１または２に記載の動的取得方法。

【請求項4】

前記試験対象金属部分（１）を表す前記データは、前記データ取得ステップ中に送信された前記複数回の超音波ショット（Ｅ）の部分画像を含み、前記試験対象金属部分（１）を表す前記データに補正を適用するステップは、補正された部分画像を生成して前記部分画像に示された前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対位置から前記基準位置までの前記試験対象金属部分（１）の移動をシミュレートするために、前記部分画像を修正するステップを含む、請求項３に記載の動的取得方法。

【請求項5】

複数の補正された前記部分画像を重ね合わせることによって、前記試験対象金属部分（１）を表す画像を生成するステップをさらに含む、請求項４に記載の動的取得方法。

【請求項6】

前記試験対象金属部分（１）を表す前記データはマトリクスを含み、前記マトリクスの各行は、それぞれの超音波ショット（Ｅ）後に生成された前記試験対象金属部分（１）を表す前記データを含み、前記マトリクスの各列は、前記多素子センサ（２）のそれぞれの受信素子から生成された前記試験対象金属部分（１）を表す前記データを含み、前記補正移動を計算するステップは、超音波ショット（Ｅ）ごとに、前記多素子センサ（２）の受信素子の数に関してそれぞれの受信オフセットの計算を含み、前記補正を適用するステップは、前記マトリクスの行ごとに、前記行のセルに対して、対応する前記受信オフセットの前記セルの内容の、列の数に関するオフセットを適用するステップを含む、請求項３に記載の動的取得方法。

【請求項7】

前記試験対象金属部分（１）を表す前記データは、前記受信素子ごとに、前記受信素子の前記聴取継続時間の関数として前記受信素子が受信した前記波の強度を表すそれぞれのＡスキャン（１８）を含む、請求項１に記載の動的取得方法。

【請求項8】

前記補正移動を計算するステップは、前記それぞれのＡスキャン（１８）を複数の時間ブロック（１７）に分割するステップを含む、請求項７に記載の動的取得方法。

【請求項9】

前記補正移動を計算するステップは、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動の関数として、前記複数の受信素子のうちの１つの前記受信素子による信号受信継続時間（ｄ_ｔｐ）を計算するステップを含み、前記それぞれのＡスキャン（１８）のうちの１つの各時間ブロック（１７）は、前記試験対象金属部分（１）に対する前記多素子センサの相対的移動のための前記受信素子の受信継続時間（ｄ_ｔｐ）に等しい継続時間を有する、請求項８に記載の動的取得方法。

【請求項10】

前記補正移動を計算するステップは、受信素子の数に関するオフセットを、前記受信素子の相対位置、前記受信素子の信号受信継続時間（ｄ_ｔｐ）、および前記超音波ショット（Ｅ）の送信瞬間の関数として計算するステップを含む、請求項９に記載の動的取得方法。

【請求項11】

元のＡスキャンの所与の時間ブロック（１７）に対して、前記オフセットは、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動の方向における、次に連続する前記受信素子の最大数に等しく、かつ前記元のＡスキャンの反射波を受信した前記受信素子から生じるものであり、前記信号受信継続時間（ｄ_ｔｐ）の累積和は、前記基準瞬間と前記時間ブロック（１７）の開始瞬間との間の経過時間よりも短い、請求項１０に記載の動的取得方法。

【請求項12】

前記補正を適用するステップは、前記元のＡスキャンの少なくとも１つの前記時間ブロック（１７）に対して、目標Ａスキャンの一部分を前記時間ブロック（１７）に置き換えるステップを含み、前記目標Ａスキャンは、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との相対的移動の方向において、前記元のＡスキャンの反射波を受信した前記受信素子の後のｎ番目の受信素子から生成されたＡスキャンに対応し、ｎは計算されたオフセットであり、前記目標Ａスキャンの一部分は、前記時間ブロックと同じ開始および終了瞬間を有する、請求項１１に記載の動的取得方法。

【請求項13】

前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動は、前記試験対象金属部分（１）の移動と、前記試験対象金属部分（１）の移動中における固定位置での前記多素子センサ（２）の保持とから生じ、前記試験対象金属部分（１）の移動は回転軸（３）を中心とした角度成分を有し、前記補正移動を計算するステップは、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動中の前記試験対象金属部分（１）の角度移動（ｄθ）を計算するステップを含む、請求項１～１２のいずれか１項に記載の動的取得方法。

【請求項14】

前記補正移動を計算するステップは、前記多素子センサ（２）と前記試験対象金属部分（１）との間の相対的移動中の前記試験対象金属部分（１）の角度移動を計算するステップを含み、前記試験対象金属部分（１）を表す前記データを補正するステップは、前記基準位置までの前記データ取得ステップ中の前記試験対象金属部分（１）の角度移動の角度での前記試験対象金属部分（１）のその回転軸（３）を中心とした回転をシミュレートするステップを含む、請求項１３に記載の動的取得方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属製品の非破壊適合性試験などの非破壊試験の分野に関する。より具体的には、本発明は、管状金属製品内の欠陥の存在についての超音波試験に関する。

【背景技術】

【0002】

金属パイプは、発電、石油およびガス、ならびに機械工学などのエネルギー産業の様々な分野で広く使用されている。ほとんどの冶金製品と同様に、パイプは、鋼に含まれる材料、パイプの内面または外面上の亀裂、または多孔性など、製造欠陥の影響を受けやすい。一般に、鋼のマトリクス中のいかなる不均一性も、使用中のパイプの機械的強度に悪影響を及ぼす可能性が高い不完全さであると考えられている。

【0003】

そのため、パイプは、製造された後に、パイプの中の欠陥を検出するためだけでなく、これらの欠陥の危険性を評価するのに有用な、特にサイズ、深さ、位置、性質または向きを含む情報を適宜判定するため、およびこれらのパイプが規格に準拠しているかどうかを判定するためにも試験される。

【0004】

特に、超音波を用いた非破壊試験技術が使用される。超音波はパイプを通って伝播され、パイプで反射された波は、パイプの幾何学的形状に起因し得ない欠陥について検査される。材料の包含または不在などの欠陥は、波の伝播媒質内の変動を構成し、これにより、超音波が衝突したときにこれらの超音波のエネルギーの一部を反射させる。

【0005】

超音波を用いた試験に使用されるセンサの一種として、一般に「多素子トランスデューサ」または「フェーズドアレイトランスデューサ」と呼ばれる、多素子の逐次制御型のものが挙げられる。この種のセンサは、一般に圧電素子の形態の複数の電気音響素子を備える。これらの圧電素子は、「アレイ」を形成するように、試験対象のパイプを囲むセンサの活性面上で、または主整列方向に分布され得る。

【0006】

ｎ個の素子を備える多素子センサを用いたＦＭＣ（フルマトリクスキャプチャ）と称される取得戦略では、センサの素子ｎの各々が１回励起され、これらのｎ個の素子は、ｎ個の連続する超音波送信を発生させるために連続して励起される。処理回路は、ｎ回の放射の各々に対して、センサのｎ個の素子の個々の応答（以下、Ａスキャンと呼ぶ）を記録する。素子ごとに、この個々の応答は、その素子が所与の聴取継続時間にわたって受信した超音波の振幅を表す。これにより、ＴＦＭ（トータルフォーカシングメソッド）アルゴリズムによってｎ^２個の記録されたＡスキャンを組み合わせて、パイプのセクションを表す画像を得ることが可能になる。

【0007】

パイプの表面全体にわたってＴＦＭ画像を得るために行う複数回の連続ショットからの取得は、パイプに対するセンサの順次的な相対的移動を必要とする。センサは、一連のｎ回のショット全体にわたってパイプに対して固定位置で保持されて、この位置におけるパイプの静的モードＴＦＭ画像を得る。次いで、センサは、パイプの次の画像を得るために、パイプに対して移動されて、次の一連のｎ回のショットを実行する。

【0008】

この方法は、パイプの正確な画像を得ることを可能にするが、長い取得時間を必要とする。そのため、試験対象部分の正確な画像を迅速かつ確実に得るための方法が必要とされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の背後にある１つの考えは、例えばＴＦＭ画像またはＡスキャンなど、パイプの部分を表すデータを迅速かつ確実に取得することである。特に、本発明の背後にある１つの考えは、試験対象部分を表すデータを、このデータを取得するためのセンサと試験対象部分との相対的移動中に得ることである。より具体的には、本発明の背後にある１つの考えは、センサと試験対象部分との間の連続的な相対的移動中にこのデータを得ることである。本発明の背後にある１つの考えは、試験対象要素を表す確実で正確なデータを生成するために、センサと試験対象部分との相対的移動を考慮に入れることである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

一実施形態によれば、本発明は、試験対象部分を表すデータを動的に取得するための方法を提供する。該方法は、試験対象部分に関するデータを取得するステップを含む。ここで、データは多素子センサによって得られ、センサは送信素子および受信素子を備え、送信素子は、超音波ショットが試験対象部分を通って伝播するように、それぞれの超音波ショットを試験対象部分に向けて送信するように構成され、受信素子は、超音波ショットから生じた、試験対象部分で反射された、すなわち、部分的に反射された、および／または該部分を貫通し、次いで、少なくとも部分的に反射されて出る波を受信するように構成される。

【0011】

また、取得ステップは、１つの送信素子から超音波送信ショットを送信するステップを含む。

【0012】

また、受信素子は、聴取継続時間中に超音波を受信し、受信した超音波は、送信された超音波ショットから生じた試験対象部分で反射された波のうちの１つを含む。

【0013】

該方法は、受信素子が受信した波の関数として、試験対象部分を表すデータを生成するステップをさらに含む。

【0014】

また、該方法は、データ取得ステップ中に、センサと試験対象部分との相対的移動をさらに含むことを特徴とする。

【0015】

該方法は、試験対象部分を表す補正されたデータを生成するステップをさらに含む。

【0016】

補正されたデータを生成するステップは、センサと試験対象部分との相対的移動、基準位置、および基準瞬間に対する継続時間の関数として補正移動を計算するステップを含む。ここで、基準位置は、基準瞬間におけるセンサと試験対象部分との相対位置に対応し、基準瞬間は、データ取得ステップ中に発生し、補正移動は、基準瞬間に対する継続時間の瞬間におけるセンサと試験対象部分との相対位置に対応する相対位置から基準位置までの、センサと試験対象部分との相対的移動に対応する。

【0017】

また、補正されたデータを生成するステップは、計算された補正移動の関数として試験対象部分を表すデータに補正を適用するステップを含む。ここで、継続時間の瞬間におけるセンサと試験対象部分との相対位置から基準位置までの、センサと試験対象部分との相対的移動をシミュレートすることによって、補正されたデータが生成される。

【0018】

試験対象部分を表すデータは、試験対象部分の形状、厚さ、媒質の差異などに関する情報を意味すると理解される。例えば、試験対象部分を表すこのデータは、試験対象部分の断面画像の形態、試験対象部分の複数のＡスキャンを含むマトリクス、試験対象部分のＡスキャン、または任意の他の形態を想定することができる。さらに、基準瞬間に対する継続時間は、試験対象部分を表すデータの取得時間と基準瞬間との間の時間差に相当し、この継続時間は、取得時間が基準瞬間の前または後であるかに応じて正または負となる。

【0019】

これらの特徴により、試験対象部分を表すデータを迅速かつ確実に得ることが可能である。実際に、これらの特徴により、センサおよび試験対象部分が互いに対して移動しているので、このデータを迅速に得ることが可能である。さらに、センサと試験対象部分との相対的移動、基準位置、および基準瞬間に対する継続時間の関数として補正を適用することにより、基準位置における試験対象部分を表すデータを、データを取得するときのセンサと試験対象部分との相対的移動にかかわらず、高精度に得ることが可能である。

【0020】

本発明の実施形態によれば、このような動的取得方法は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0021】

一実施形態によれば、センサと試験対象部分との相対的移動は連続的である。データを取得するときのこのような連続的な移動は、本方法に良好な実行速度を提供する。

【0022】

試験対象部分は、多くの形態を想定することができる。一実施形態によれば、試験対象部分はパイプである。このようなパイプは、円形、正方形、または他の形状など、多くの断面形状を想定することができる。同様に、このようなパイプは、一定のまたは変化される厚さを有することができる。

【0023】

一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータに補正を適用するステップは、補正されたデータを生成するために、試験対象部分を表すデータに、例えば、試験対象部分の回転軸を中心とした仮想的回転などの仮想的移動を適用するステップを含む。仮想的移動は、試験対象部分のプロファイルを表すデータを修正して、試験対象部分の補正移動を、試験対象部分がこのような補正移動を物理的に行うことなくシミュレートすることを意味すると理解される。

【0024】

一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、該部分を表す１つのデータ、いくつかのデータ、または各データに対してそれぞれの補正移動を計算するステップを含む。一実施形態によれば、それぞれの補正移動のための基準瞬間に対する継続時間は、試験対象部分を表すデータによって表されるセンサと試験対象部分との相対位置に対応する瞬間と基準瞬間との間の時間差に対応する基準瞬間に対する継続時間に対応し、この継続時間は、補正される試験対象部分を表すデータによって表される瞬間が基準瞬間の前または後であるかに応じて正または負となる。一実施形態によれば、補正を適用するステップは、試験対象部分を表す１つのデータ、いくつかのデータ、または各データに対して、試験対象部分を表すデータに関連付けられたそれぞれの補正移動の関数として実行される。

【0025】

一実施形態によれば、データ取得ステップは、
・ 複数回の超音波ショットを、好ましくは経時的に連続して送信するステップと、
・ 超音波信号のうちの１つを送信するステップごとに、それぞれの聴取継続時間中に、センサの受信素子が超音波を受信する対応するステップと、
を含む。ここで、受信した超音波は、対応する送信された超音波ショットから生じた、試験対象部分で反射された少なくとも１つの波を含む。

【0026】

また、基準瞬間は、複数回の超音波ショットのうちの１回の超音波ショットの送信瞬間であり、継続時間は、複数回の超音波ショットのうちの２回の連続する超音波ショットを分離する継続時間の倍数である。これにより、補正移動は、２回の別個の超音波ショットが送信される間のセンサと試験対象部分との相対的移動の関数として計算される。

【0027】

２回の超音波ショット、好ましくはすべての超音波ショットは、別個の送信素子から送信された超音波間の干渉を回避するように、順次、すなわち別個の送信瞬間で発射される。

【0028】

補正移動は、センサと試験対象部分との相対的移動の異なる部分に対して計算することができる。一実施形態によれば、補正移動は、２回の別個の超音波ショット、例えば２回の連続する超音波ショットが送信される間のセンサと試験対象部分との相対的移動の関数として計算される。換言すれば、一実施形態によれば、基準位置は、超音波ショットの送信に対応する基準瞬間におけるセンサと試験対象部分との相対位置である。

【0029】

これらの特徴により、特に、センサの複数の送信素子から複数回のショットを撮影することにより、試験対象部分に関する情報を、試験対象部分の異なる配向で得ることが可能である。特に、各超音波ショットは、超音波の識別された経路に沿って試験対象部分に関するデータの組が取得されることを可能にし、経路は、送信素子の位置から始まり、受信した反射波を、反射波を受信する受信素子のそれぞれの位置で生成する。

【0030】

一実施形態によれば、補正されたデータを生成するステップは、基準位置を選択するステップを含む。一実施形態によれば、基準位置は、選択された超音波ショット中の試験対象部分とセンサとの相対位置に相当する。一実施形態によれば、基準位置、ひいては対応する基準瞬間は、例えばデフォルトで選択されることによって、例えば本方法を実施するシステムの記憶メモリに記憶されることによって、事前に提供される。一実施形態によれば、基準位置は、第１のショットの瞬間におけるセンサと試験対象部分との相対位置である。一実施形態によれば、基準位置は、最後に送信された超音波ショットの瞬間におけるセンサと試験対象部分との相対位置である。

【0031】

これにより、規定された位置、典型的には基準位置において、試験対象部分の鮮明な画像を得ることが可能である。

【0032】

試験対象部分を表すデータは、多くの形態を想定することができる。

【0033】

一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータは、試験対象部分で反射され、経時的にセンサの１つもしくは複数または各受信素子が受信した超音波の強度を含む。この形態で試験対象部分を表すデータは、以下ではＡスキャンと称される。一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータは、Ａスキャンを含む。Ａスキャンは、センサの送信素子によって送信された同じ超音波信号から生じた、センサの受信素子のうちの１つ、いくつか、または各々が受信した超音波から生成される。

【0034】

一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータは、Ａスキャンを含む。Ａスキャンは。センサの対応する送信素子によって連続的に送信された複数回の超音波ショットから生じた、また、好ましくはセンサのいくつかの別個の送信素子によって連続的に送信された複数回のそれぞれの超音波ショットから生じた、センサの受信素子の１つ、いくつか、または各々が受信した超音波から生成される。一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータは、複数回の連続する超音波ショットから生成されたＡスキャンと、超音波ショットから生じた試験対象部分で反射され、複数の受信素子が受信した波とを含むマトリクスを含む。

【0035】

一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータは、取得ステップ中に送信された複数回の超音波ショットのうちの１回、数回、または各回の超音波ショットに関する部分画像を含む。ここで、試験対象部分を表すデータに補正を適用するステップは、補正された部分画像を生成するために部分画像に示されたトランスデューサと試験対象部分との相対位置から基準位置までの試験対象部分の移動をシミュレートするために、部分画像を修正するステップを含む。

【0036】

一実施形態によれば、部分画像は、同じ超音波ショットから生じた、試験対象部分で反射された波の関数として生成される。一実施形態によれば、部分画像の各点は、同じ超音波信号の送信後に受信素子が受信した、試験対象部分で反射された波から生成されたＡスキャンの関数として決定される。

【0037】

一実施形態によれば、本方法は、補正されたデータの関数として、試験対象部分を表す画像を生成するステップを含む。一実施形態によれば、本方法は、複数の補正された部分画像を重ね合わせることによって、試験対象部分を表す画像を生成するステップをさらに含む。

【0038】

このような部分画像および補正された部分画像は、試験対象部分を表す画像が得られることを可能にする。これにより、試験対象部分に関する情報、例えば、試験対象部分に存在する欠陥の位置、寸法、および他の特徴に関する情報が、迅速で明確な方法で得られることを可能にする。

【0039】

一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータはマトリクスを含み、マトリクスの各行は、それぞれの超音波ショット後に生成された試験対象部分を表すデータを含み、マトリクスの各列は、センサのそれぞれの受信素子から生成された試験対象部分を表すデータを含み、補正移動を計算するステップは、超音波ショットごとに、センサの受信素子の数に関してそれぞれの受信オフセットを計算するステップを含み、補正を適用するステップは、マトリクスの１行、数行、またはそれぞれの行ごとに、該行のセルに対して、対応する受信オフセットのセルの内容の、列の数に関するオフセットを適用するステップを含む。

【0040】

一実施形態によれば、聴取継続時間は、超音波ショットの送信瞬間に等しい開始瞬間を有する。聴取継続時間は、超音波ショットの送信と、センサの受信素子のうちの１つの受信素子による、センサに対向する試験対象部分の面で反射された波の受信との間の最大飛行時間以上である。これにより、補正移動は、超音波ショットの送信瞬間と、１つまたは複数の受信素子による超音波ショットから生じた、試験対象部分で反射された波の受信瞬間との間の伝播時間の間の、センサと試験対象部分との相対的移動の関数として計算される。一実施形態によれば、最終受信瞬間は、聴取継続時間、すなわち、超音波ショット後に、１つまたは複数の受信素子が、超音波、特に超音波ショットから生じた超音波を受信しなくなるように構成される瞬間に相当する。換言すれば、一実施形態によれば、補正移動は、同じ超音波ショットが、その送信から、１つまたは複数の受信素子による、この超音波ショットから生じた、試験対象部分で反射された波の受信まで伝播するときの、センサと試験対象部分との相対的移動の関数として計算される。

【0041】

一実施形態によれば、試験対象部分を表すデータは、受信素子ごとに、受信素子の聴取継続時間の関数として受信器が受信した波の強度を表すそれぞれのＡスキャンを含む。

【0042】

一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、受信素子のそれぞれのＡスキャンを複数の時間ブロックに分割するステップを含む。

【0043】

一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、センサと試験対象部分との相対的移動の関数として、複数の受信素子のうちの１つの受信素子による信号受信継続時間を計算するステップを含む。一実施形態によれば、１つのＡスキャンの各時間ブロックは、試験対象部分に対するセンサの相対的移動のための受信素子の受信継続時間に等しい継続時間を有する。

【0044】

一実施形態によれば、複数の受信素子のうちの１つの受信素子の信号受信継続時間は、センサと試験対象部分との相対的移動中に、試験対象部分から連続的に送信された信号を受信素子が受信する継続時間に相当する。この受信継続時間よりも長い継続時間により、隣接する受信素子が連続信号を受信することができる。

【0045】

一実施形態によれば、１つ、いくつか、または各時間ブロックは、Ａスキャンが生成されることを可能にした、試験対象部分で反射された波を受信した受信器の信号受信継続時間に等しい継続時間を有する。

【0046】

一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、受信素子の相対位置、受信素子の信号受信継続時間、および超音波信号の送信瞬間の関数として、受信素子の数に関するオフセットを計算するステップを含む。

【0047】

一実施形態によれば、オフセットは、元のＡスキャンの所与の時間ブロックに対して、時間ブロックが試験対象部分とセンサとの相対的移動の方向にオフセットされなければならないＡスキャンの数を表す整数である。換言すれば、オフセットは、元のＡスキャンと、同じ時間範囲に対して継続時間ブロックが割り当てられなければならない目標Ａスキャンとの間のＡスキャンの数を表す。

【0048】

一実施形態によれば、元のＡスキャンの所与の時間ブロックに対して、オフセットは、センサと試験対象部分との相対的移動の方向において、かつ元のＡスキャンの反射波を受信した受信素子から生じる、すなわち、基準位置および部分の回転方向の関数として、次の連続する受信素子の最大数に等しく、信号受信継続時間の累積和は、基準瞬間と時間ブロックの開始瞬間との間の経過時間よりも短い。

【0049】

一実施形態によれば、補正を適用するステップは、元のＡスキャンの少なくとも１つの時間ブロックに対して、目標Ａスキャンの一部分を時間ブロックに置き換えるステップを含む。ここで、目標Ａスキャンは、センサと試験対象部分との相対的移動の方向において、元のＡスキャンの反射波のエネルギーの一部を受信した受信器の後のｎ番目の受信素子から生成されたＡスキャンに対応しており、ｎは、計算されたオフセットであり、目標Ａスキャンの一部分は、時間ブロックと同じ開始および終了瞬間を有する。

【0050】

一実施形態によれば、センサと試験対象部分との相対的移動は、試験対象部分の移動と、試験対象部分の移動中における固定位置でのセンサの保持とから生じ、試験対象部分の移動は回転軸を中心とした角度成分を有し、補正移動を計算するステップは、センサと試験対象部分との相対的移動中の試験対象部分の角度移動を計算するステップを含む。

【0051】

一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、センサと試験対象部分との相対的移動中の試験対象部分の角度移動を計算するステップを含み、試験対象部分を表すデータを補正するステップは、取得ステップ中の試験対象部分の角度移動に対応する角度での試験対象部分のその回転軸を中心とした回転をシミュレートするステップを含む。

【0052】

これにより、Ａスキャンを直接補正することによって、同じ超音波ショットが試験対象部分の内部に伝播するときを含め、試験対象部分とセンサとの相対的移動を考慮に入れることによって、試験対象部分の鮮明で正確な画像を得ることが可能である。

【0053】

一実施形態によれば、センサと試験対象部分との相対的移動は、異なる種類の移動を含むことができる。

【0054】

一実施形態によれば、センサと試験対象部分との相対的移動は、試験対象部分の移動と、試験対象部分の移動中における固定位置でのセンサの保持とから生じる。一実施形態によれば、試験対象部分の移動は、回転軸、例えば、パイプの形態での試験対象部分の場合はパイプの縦軸を中心とした角度成分を有する。一実施形態によれば、試験対象部分の移動は、縦軸、例えば試験されたパイプの縦軸に沿った縦成分を有する。試験対象部分は、例えば、センサに対する螺旋移動に設定される。一実施形態によれば、センサと試験対象部分との相対的移動は、センサの移動と、固定位置での試験対象部分の保持とから生じる。

【0055】

一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、試験対象部分の角度移動を計算するステップを含む。一実施形態によれば、補正移動を計算するステップは、センサと試験対象部分との相対的移動の軸に沿ったセンサと試験対象部分との相対的移動を計算するステップを含む。

【0056】

一実施形態によれば、試験対象部分を表す画像は、補正されたＡスキャンの関数として生成される。

【図面の簡単な説明】

【0057】

添付の図面を参照しながら非限定的な例示によってのみ提供される本発明のいくつかの特定の実施形態の以下の説明を通して、本発明はよりよく理解され、そのさらなる目的、詳細、特徴、および利点がより明確になるであろう。

【図1】欠陥を有するパイプと、パイプを表すデータを生成するように構成された多素子センサとの断面図である。

【図2】図１のセンサから生成されたパイプを表すデータのマトリクスである。

【図3】図１のパイプが２回の連続する超音波ショットの間に角度αだけ回転したときのパイプの断面図である。

【図4】パイプが０．１０９ｍ／ｓの回転速度で移動したときに図２のマトリクスから得られるパイプを表す画像である。

【図5】パイプが０．３６ｍ／ｓの回転速度で移動したときの図４と同様の画像である。

【図6】パイプが０．８ｍ／ｓの回転速度で移動したときの図４と同様の画像である。

【図7】図１のパイプの断面図であり、パイプを囲む円形の多素子センサの場合のパイプの回転の関数として、パイプ欠陥の様々な位置を示す図である。

【図8】図７のセンサを用いて得られた図２のマトリクスと同様のマトリクスを簡略化して示しており、パイプの回転の関数として行われた補正を示す図である。

【図9】図１のパイプの断面図であり、同じ超音波ショット中のパイプの回転の関数としてパイプ欠陥の様々な位置を示している。

【図10】超音波ショット中に図９のセンサによって得られた様々なＡスキャンを示す図である。

【図11】図１０に示す元のＡスキャンから得られた様々な補正されたＡスキャンを示す図である。

【図12】原画像と、補正なしのこの原画像の列１５０における画素の振幅とを示す図である。

【図13】パイプとセンサとの相対的移動、ならびにこの補正された画像の列１５０の画素の振幅を考慮に入れるために、図１２の原画像を生成するために使用されるデータを修正することによって得られた補正された画像である。

【発明を実施するための形態】

【0058】

石油、ガスまたは他の作業は、多数のパイプを必要とする。これらのパイプは、設置時および運用時の両方において受ける多くの応力のため、劣化および環境への漏出を防止するために規格に準拠しなければならない。

【0059】

そのため、この種の運用のために製造された管状要素は、それらの運用を損なう可能性のある欠陥を有していないことを確実にするために試験する必要がある。この試験を実行するために、パイプを表すデータがセンサを用いて生成され、このデータは、パイプ内の欠陥の存在および特徴が検出されることを可能にする。このような欠陥の例として、パイプ壁の内側の材料の表面亀裂または不連続性が挙げられる。

【0060】

図１は、パイプ１およびセンサ２の断面図を概略的に示している。

【0061】

パイプ１は、円筒形状を有し、縦軸３を有する。パイプ１は、欠陥４を有する。欠陥４は、例えば、パイプ１の壁の亀裂であり、すなわち、この欠陥４は、パイプ１の外面５とパイプ１の内面６との間に位置する。

【0062】

パイプ１を表すデータを提供するために、センサ２は複数の素子７を備える。図１に示す実施形態では、センサ２は、すべての素子７を支持するハウジング８を備える。これらの素子７は、センサ２の縦軸９に沿って整列される。

【0063】

各素子７は、一方では、超音波ショットＥとも呼ばれる超音波Ｅを送信することができ、他方では、受信波Ｒを受信することができる。一例として、素子７は、１ｍｍの幅および高さとも呼ばれる１０ｍｍの長さを有する圧電ストリップとすることができる。

【0064】

センサ２は、パイプ１の周囲、例えば上方に位置決めされ、その結果、素子７が超音波Ｅをパイプ１に向けて送信するように配向される。例えば、センサ２は、その縦軸９がパイプ１の縦軸３に対して垂直であるように位置決めされる。カップリングは、センサ２の表面からパイプ１を分離して、例えば、超音波の伝播を可能にする水、ゲル、または任意の他の媒質の柱など、超音波Ｅの伝播を可能にする。

【0065】

超音波が伝播するときに媒質の変化に遭遇すると、超音波のエネルギーの一部は新しい媒質に伝達され、超音波のエネルギーの一部は２つの媒質間の界面で反射される。これにより、センサ２の素子７によって送信された超音波Ｅのエネルギーの一部は、遭遇する伝播媒質の変化ごとに戻され、その結果、超音波Ｅのエネルギーの一部は、この超音波Ｅがパイプ１の外面５、欠陥４、またはさらにはパイプ１の内面６にそれぞれ到達したときに反射される。

【0066】

超音波Ｅの各送信後に、受信した超音波および／または素子７の各々が受信した超音波の不在を表す信号が記録される。これらの記録は、超音波Ｅの送信後の所定の期間中に行われる。この期間中、素子７が受信した超音波は、パイプ１上の超音波の反射から生じた波を含む。

【0067】

これにより、素子７は、パイプ１を表すＡスキャンが、すべての受信波Ｒから、ひいては超音波ショットＥ後に反射された波から生成されることを可能にする。各Ａスキャンは、時間の関数として素子７が受信した受信波Ｒの振幅を表し、この振幅は、素子７が超音波を受信しないときにゼロである。そのため、これらのＡスキャンは、超音波Ｅを送信する素子の位置、反射波を受信する素子、超音波の飛行時間、および伝播媒質の関数として、パイプ１の状態を知ることを可能にする。

【0068】

パイプ１を試験するとき、超音波ショットＥは、センサ２の素子７の各々を用いて連続的に発射される。これにより、超音波ショットＥごとに、パイプ１で反射され、センサ２の素子７の各々が受信した超音波を含む複数のＡスキャン型のデータが得られる。

【0069】

ｎ個の素子７を備えるセンサ２の場合、連続する超音波ショットＥから生成されたすべてのＡスキャンおよびｎ個の素子７が受信した受信超音波Ｒは、図２に示すようにマトリクスに記録され、素子ｎによる送信および素子ｍによる受信に対応するＡスキャンは、セルＥ_ｎＲ_ｍに記録される。このようなマトリクスは、様々な方法で、すなわち、Ａスキャンを取得するための様々な戦略に従って得ることができる。一実施形態によれば、マトリクスの取得戦略は、ＴＦＭ（トータルフォーカシングメソッド）型である。一実施形態によれば、取得方法は、「スパースＴＦＭ」型（マトリクスのすべてのセルがＡスキャン（素子のいくつかとの送信および／または受信）を含まないことを意味する）、ＰＷＩ（平面波イメージング）、すなわち、超音波ビームを偏向させるための遅延法則を用いて、異なる入射角で、各超音波ショットの送信のためにいくつかまたはすべての素子が使用されるイメージング、スパースＰＷＩ、または１つもしくは複数の送信素子と１つもしくは複数の受信素子との間でカバーされる多数の超音波軌道に関連するＡスキャンを記録することを伴う任意の他の取得方法である。

【0070】

このようなマトリクスでは、各行１０は、ｉ番目の素子７によって送信された超音波Ｅ_ｉの送信後にセンサ２のｎ個の素子７から生成されたすべてのＡスキャンを表す。そのため、これらのＡスキャンは、超音波Ｅ_ｉの送信後にｎ個の素子７が受信した受信波Ｒ_１～Ｒ_ｎを表す。これにより、図２に示すマトリクスの第１の行１０は、第１の素子７による超音波ショットＥ_１の送信後にｎ個の素子７が受信した受信波Ｒ_１、Ｒ_２．．．Ｒ_ｎ－１およびＲ_ｎから生成されたＡスキャンに対応するデータの組Ｅ_１Ｒ_１、Ｅ_１Ｒ_２．．．Ｅ_１Ｒ_ｎ－１、Ｅ_１Ｒ_ｎを含む。同様に、このマトリクスの最後の行１０は、ｎ番目の素子７による超音波ショットＥ_ｎの送信後にｎ個の素子７が受信した受信波Ｒ_１～Ｒ_２から生成されたＡスキャンに対応するデータの組Ｅ_ｎＲ_１、Ｅ_ｎＲ_２．．．Ｅ_ｎＲ_ｎ－１およびＥ_ｎＲ_ｎを含む。

【0071】

さらに、このマトリクスの各列１１は、ｎ個の素子７によるｎ回の連続する超音波ショットＥ_１～Ｅ_ｎ後にｉ番目の素子７が受信した受信波Ｒｉから生成されたすべてのＡスキャンを含む。これにより、図２に示すマトリクスの第１の列１１は、ｎ個の素子７によるｎ回の超音波ショットＥ_１～Ｅ_２後に第１の素子７が受信した受信波Ｒ_１から生成されたＡスキャンに対応するデータの組Ｅ_１Ｒ_１、Ｅ_２Ｒ_１．．．Ｅ_ｎＲ_１を含む。

【0072】

そのため、図２に示すマトリクス（「ＦＭＣマトリクス」とも呼ばれる）は、ｎ行およびｎ列を含み、各行１０は、センサ２のｉ番目の素子７による超音波ショットＥ_ｉの送信後に生成されたすべてのＡスキャンに対応し、各列１１は、センサ２のｊ番目の素子７が受信した受信波Ｒ_ｊから生成されたＡスキャンに対応する。

【0073】

パイプ１を表すデータの組を含む図２に示すマトリクスを用いて、パイプ１の断面図に対応するこのマトリクスから画像を再構成することが可能である。このような画像では、画像の各画素は、パイプ１の伝播媒質を表す値に関連付けられる。例えば、そのような画像は、画像の点ごとに、その画像の点における理論的な飛行時間の関数として、マトリクスの様々なＡスキャンの値の合計を含む。換言すれば、マトリクスのすべてのＡスキャンは、画像点におけるパイプ１の音響特性を定義するために解析され、コンパイルされる。超音波の理論的な飛行時間は、各Ａスキャンおよび各画像点に関連付けられており、飛行時間は、超音波Ｅが送信素子を離れて目標とする画像点に到達するのに必要な時間に、目標とする画像点で反射された波がＡスキャンに対応する受信素子に到達するのに必要な時間を加えた時間に相当する。

【0074】

このようにして求められた理論的な飛行時間におけるＡスキャン信号の振幅は、目標とする点に対するパイプ１の構成材料を表す。パイプ１が目標とする画像点において媒質の性質に欠陥または変化を示さない場合、送信された超音波Ｅは目標とする点において反射されず、その結果、反射波はなく、受信素子７からのＡスキャン信号は、求められた理論的な飛行時間において、ゼロの振幅を有するか、または、例えば電子システムまたは他の外乱に関連するバックグラウンドノイズに相当する振幅を有する。逆に、目標とする画像点がパイプ１内の媒質の欠陥または変化に対応する場合、送信された超音波Ｅは、目標とする画像点で反射され、その結果、受信素子７のＡスキャンの信号は、理論的な飛行時間において非ゼロ振幅を有し、この非ゼロ振幅は、目標とする画像点で反射された波を表す。そのため、対応する理論的な飛行時間の関数として画素ごとの様々なＡスキャンの振幅を加算することによって得られる画像は、超音波Ｅが画像内の各点において進行していた媒質の性質を求めるために使用することができる。

【0075】

連続する超音波ショットＥが、センサ２とパイプ１との相対的移動なしで送信されると、飛行時間の関数としてマトリクスのすべてのＡスキャンを解析することにより、パイプ１の鮮明で良好な品質の画像を得ることができる。しかしながら、パイプ１を表すデータを取得するときのセンサ２とパイプ１との間のこの相対的な不動性は、かなりのデータ取得時間を必要とする。実際に、センサ２とパイプ１との相対的な位置決めは、マトリクスのすべてのＡスキャンを取得するとき、すなわち、第１の超音波ショットＥ_１から、最後の受信素子７による最後の超音波ショットＥ_ｎ後の受信波Ｒ_ｎの受信まで、維持される必要がある。そのため、この解決策は、長いパイプ１の可能な限り最も速い解析を必要とする工業プロセスにほとんど適合しない。

【0076】

パイプ１を表すデータを取得する速度を向上させるために、パイプ１およびセンサ２は、データを取得するときに相対的移動に設定される。パイプ１とセンサ２との間、ひいては素子７の間のこの相対的移動は、連続的であることが好ましい。

【0077】

以下の説明では、パイプ１を表すデータは、センサ２、ひいては素子７を固定位置に保持し、パイプ１をその縦軸３を中心に螺旋状に移動させることによって取得される。パイプ１と素子７との間のこのような相対的移動は、一方では、パイプ１の縦軸３に沿った素子７の並進移動に相当し、他方では、パイプ１の縦軸３を中心とした回転に相当する。パイプ１のこのような螺旋移動は、例えば、１ｍ／ｓ程度のパイプ１の縦軸３を中心とした回転速度で行われる。しかしながら、パイプ１とセンサ２との間のこの相対的移動は、パイプ１を固定位置に保持し、パイプ１を中心にセンサ２を回転させることによって、またはセンサ２とパイプ１との間の任意の他の相対的移動によって得ることもできる。

【0078】

パイプ１と素子７との相対的移動は、素子７に対する欠陥４の相対的移動を含む。この相対的移動は、素子７に対するパイプ１の縦軸３を中心とした欠陥４の位置の角度オフセットをもたらす。そのため、２回の連続する超音波ショットＥの間で、同じマトリクス内の素子７によって記録されたデータは、パイプ１と素子７との相対的移動に対応する角度オフセットを示す。

【0079】

図３は、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間の角度θによる欠陥４のこのような移動を示している。欠陥４のこの移動は、縦軸３を中心とした回転方向２４におけるパイプ１の回転に関連している。読みやすさおよび理解のために、図３では、同じ欠陥４が第１の位置１２および第２の位置１３の両方に示されており、これにより、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間の欠陥４の位置決めにおける角度θのオフセットを示している。

【0080】

この図３に関して、上述の方法ではパイプ１の鮮明な画像を得ることができないことが明らかである。実際に、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間の欠陥４のこの移動により、これらの２回の連続する超音波ショットＥ_ｉおよびＥ_ｉ＋１から生成されたＡスキャンは、パイプ１内の同じ位置における欠陥４を表す振幅を有さない。パイプ１の画像の目標とする点について、超音波ショットＥ_ｉから生じたＡスキャンは、第１の位置１２における欠陥４の存在に対応する振幅を有するが、超音波ショットＥ_ｉ＋１から生じたＡスキャンは、第２の位置１３における欠陥４の存在に対応する振幅を有し、この第２の位置１３は、第１の位置１２に対する角度θによってオフセットされる。結果として、画像の目標とする点に対する様々なＡスキャンの振幅の和は、画像の同じ目標とする点に対して、マトリクスの様々なＡスキャンの振幅が欠陥４の同じ位置に対応しないため、パイプ１の構造を表さなくなる。そのため、このようにしてマトリクスから得られた画像はぼやけており、欠陥４は画像上に不正確に示され、欠陥４は明確に定義されたスポットではなく円の弧を形成する軌跡として現れる。

【0081】

画像は、縦軸３を中心としたパイプ１の回転速度が速いほどさらに大きくぼやける。実際に、パイプ１がその縦軸３を中心に速く回転するほど、２回の超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間の欠陥４の角度オフセットθが大きくなり、したがって、これらの２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間の欠陥４の角度位置決めオフセットが大きくなる。

【0082】

図４～図６は、一例として、図１～図３を参照して上述したものと同様のパイプ１およびセンサ２の場合の生成された３つの画像を示しており、パイプ１は異なる速度で螺旋状に移動している。これらの正確な画像は、中心間で０．３５ｍｍだけ離間された６４個の素子７を備える１０ＭＨｚのセンサ２を用いて生成される。

【0083】

図４は、パイプ１の０．１０９ｍ／ｓの回転速度でのすべての素子７の超音波ショットＥの結果として得られた正確な画像を示す。

【0084】

図５は、パイプ１の０．３６ｍ／ｓの回転速度でのすべての素子７の超音波ショットＥの結果として得られた正確な画像を示す。

【0085】

図６は、パイプ１の０．８ｍ／ｓの回転速度でのすべての素子７の超音波ショットＥの結果として得られた正確な画像を示す。

【0086】

パイプ１が０．１０９ｍ／ｓの低減された回転速度で回転している状態で（図４）、パイプ２の回転は、得られた画像に対して顕著な影響を有さず、得られた画像は、適切に配置され、確実にサイズ決めされた欠陥４を示す。しかしながら、この速度は低すぎ、工業的な速度に対応しない。

【0087】

パイプ１の０．３６ｍ／ｓの回転速度では、得られた画像により、この欠陥４に関するさらなる情報なしに欠陥４の存在を検出することができる。実際に、図５のこの画像では、欠陥４はこのようにぼやけており、この画像では欠陥４の存在に関する情報のみが得られ、この欠陥４の特徴に関するさらなる詳細は示されていない。図６に示すように、パイプ１の０．８ｍ／ｓの回転速度では、得られた画像はさらにぼやけており、欠陥４が画像上で大きな表面積を占めるのでその振幅がさらに減少するため、その欠陥の検出さえも疑わしい可能性がある。

【0088】

パイプ１とセンサ２との相対的移動にもかかわらず、ぼやけていない画像を得るために、本発明による画像の再構成は、データを取得するときにパイプ１とセンサ２との相対的移動を考慮に入れることが有利である。このために、パイプ１とセンサ２との相対的移動中に得られたパイプ１を表すデータが補正される。

【0089】

この補正の背後にある１つの考えは、パイプ１とセンサ２との相対的移動中にパイプ１を表すデータを取得し、次いで、基準位置を中心としたパイプ１の移動をシミュレートすることによってこのデータを修正することである。この基準位置は、パイプ１の移動中のセンサ２とパイプ１との相対位置である。この基準位置は、予め決定することができ、または任意に選択することもできる。この基準位置は、パイプ１の移動中のセンサ２とパイプ１との間の任意の相対位置、例えば、第１の超音波ショットＥ_１または最後の超音波ショットＥ_ｎの送信瞬間に対応する基準瞬間におけるパイプ１とセンサ２との相対位置とすることができる。

【0090】

選択された基準位置までのパイプ１とセンサ２との相対的移動をシミュレートすることによってデータを修正することにより、基準位置でパイプ１とセンサ２との相対的移動がない場合に得られるデータに実質的に対応する補正されたデータを生成することができる。換言すれば、この考えは、パイプ１とセンサ２との相対的移動中にパイプ１を表すデータを生成し、次いで、パイプ１とセンサ２との間の静的な相対位置の場合のデータの取得をシミュレートするために、このデータを修正することである。

【0091】

説明の残りの部分を通して、この基準位置および関連する基準瞬間は、第１の超音波ショットＥ_１の送信瞬間におけるパイプ１とセンサ２との相対位置に対応する。これにより、パイプ１の移動を考慮に入れると、ショットごとに、補正されるデータに対応する位置から第１の超音波ショットＥ_１の位置までのパイプ１の移動の反転をシミュレートすることになる。

【0092】

２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間のパイプ１とセンサ２との相対的移動の反転をシミュレートするために、各超音波ショットＥは、それぞれの部分画像を生成するために個々に処理される。この部分画像は、単一の超音波ショットＥから生じたデータによって生成される、センサ２に対するパイプ１のそれぞれの相対位置におけるパイプ１の断面図に相当する。そのため、複数の部分画像が生成され、各部分画像が、それぞれの超音波ショットＥ後に得られたデータから生成される。これらの部分画像は、上述の方法と同様の方法で生成されるが、所与の超音波ショットＥ（すなわち、ＦＭＣマトリクスの単一の行）に対して得られたＡスキャンのみを考慮に入れ、マトリクス全体のＡスキャンからは考慮に入れない。

【0093】

このような部分画像は、部分画像の画素ごとに、単一の超音波ショットＥから生成されたＡスキャンの振幅の和を含む。そのため、部分画像の各画素は、単一の超音波ショットＥからのＡスキャンの振幅の和に関連付けられる。

【0094】

しかしながら、各部分画像が単一の超音波ショットＥからのみ形成されるという事実により、各部分画像は、センサ２に対するパイプ１の特定の相対位置におけるパイプ１を表す。パイプ１の鮮明で正確な画像を得るために得られた様々な部分画像を組み合わせるために、様々な連続する超音波ショットＥの間の角度オフセットを考慮に入れる必要がある。このために、マトリクスのＡスキャンの行から生成された部分画像は、補正された部分画像を得るために、相対的な基準位置からのパイプ１とセンサ２との間の移動の反転をシミュレートすることによって修正される。

【0095】

パイプ１とセンサ２との相対的移動の反転をシミュレートするために、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間のパイプ１とセンサ２との相対的移動量を知る必要がある。

【0096】

パイプ１を螺旋状に駆動し、その結果、パイプ１がその縦軸３を中心に速度Ｖ_ｒｏｔで回転する場合、１秒当たりの超音波ショットのＰＲＦ（パルス繰り返し周波数）数を有するセンサ２を用いて、パイプ１の外面５は、式ΔＬ＝Ｖ_ｒｏｔ／ＰＲＦに従って２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間で距離ΔＬだけ移動する。

【0097】

しかしながら、時間ｔ_ｉにおいて送信素子ｉによって撮影された第１の超音波ショットＥ_ｉと、時間ｔ_ｉ＋１において送信素子ｉ＋１によって撮影された第２の超音波ショットＥ_ｉ＋１との間で、欠陥４は角度Δθだけ移動している。この角度Δθは、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間のタイムスロットΔｔ＝ｔ_ｉ＋１～ｔ_ｉの間のパイプ１の縦軸３を中心とした回転に相当する。そのため、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間の外面５によってカバーされる距離ΔＬは、式ΔＬ＝Ｒ＊Δθによって求められる。ここで、Ｒは外面５上のパイプ１の半径であり、Δθは２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間のパイプ１の縦軸３を中心とした回転に対応するラジアンで表される角度である。

【0098】

これらの２つの式から、Δθ＝Ｖ_ｒｏｔ／（Ｒ＊ＰＲＦ）となる。

【0099】

図２に示すマトリクスにおいて、これは、マトリクスの２つの行１０の間、ひいては２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間で、記録されたデータが式Δθ＝Ｖ_ｒｏｔ／（Ｒ＊ＰＲＦ）に従って角度Δθだけオフセットされることを意味する。換言すれば、図２に示すマトリクスの２つの連続する行１０から生成された部分画像は、パイプ１の回転の中心、理論上はその軸３である点を中心とした角度Δθによる回転によって幾何学的にオフセットされる。

【0100】

上述したように、第１の超音波ショットＥ_１から得られた部分画像は、相対的な基準位置として任意に選択される。次に、この基準角度位置に対するパイプ１の角度位置が、他のすべての超音波ショットＥ_ｉに対して計算される。上記の例では、超音波ショットＥ_２から得られた第２の部分画像は、パイプ１の角度オフセットが、基準部分画像に対するその回転軸を中心とした角度Δθであり、ｉ番目の超音波ショットから得られたｉ番目の部分画像は、角度オフセットが、基準部分画像に対するその回転軸を中心とした角度（ｉ－１）＊Δθである。

【0101】

次に、部分画像は、計算された角度オフセットに対して逆である回転をその部分画像に示されたパイプ１の位置に適用することによって補正される。パイプ１が２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間で角度Δθだけ回転する場合、これは、部分画像を生成し、次いで、このように生成されたｉ番目の部分画像ごとに、パイプ１の回転方向とは逆の回転方向に角度α＝（ｉ－１）＊Δθだけその縦軸３を中心としたその部分画像上のパイプ１の回転をシミュレートすることになる。

【0102】

図２に示すマトリクスに関して、第１の部分画像を基準画像とすると、マトリクスの第１の行１０から生成された補正された部分画像は、この場合、ｉ＝１であり、基準部分画像に対して行われる補正が、パイプ１の縦軸３を中心とした角度α＝（１－１）＊Δθ＝０の回転に対応するので、第１の行１０から生成された部分画像と同一である。マトリクスの第２の行１０から生成された補正された部分画像は、マトリクスの第２の行１０から生成された部分画像におけるパイプ１の回転方向とは反対の回転方向に、パイプ１の縦軸３を中心として角度α＝（２－１）＊Δθ＝Δθだけパイプ１の回転を加えることに相当する。一般に、マトリクスのｎ番目の行１０から生成された補正された部分画像は、マトリクスのｎ番目の行１０から生成された部分画像におけるパイプ１の回転方向とは反対の回転方向に、パイプ１の縦軸３を中心として角度α＝（ｎ－１）＊Δθだけ回転を加えることに相当する。

【0103】

このような補正により、補正された部分画像は、単一のそれぞれの超音波ショットＥからパイプ１に対して固定されたセンサ２によって得られる画像に相当するものとなる。そのため、このようにして得られた補正された部分画像は、欠陥４の同一の位置を、データを取得するときの欠陥４の移動にもかかわらず示しており、欠陥４のこの位置は基準位置に相当する。次に、回転後に得られた補正された部分画像を重ね合わせることによって、すなわち、合成された補正された部分画像の画素ごとにパイプ１の代表振幅を加算することによって、パイプ１の鮮明な画像を生成することができる。

【0104】

回転後に補正された部分画像を重ね合わせることによって得られる画像は、ぼやけることなく、パイプ１の鮮明で正確な画像が得られることを可能にし、その画像上で、検出された欠陥４の形状およびサイズを正確に特徴付けることが可能である。

【0105】

上記の例では、図３に示すように、縦軸３に垂直な縦軸９に沿って整列された素子７に対して回転されるパイプ１の場合を説明したが、補正は、試験対象部分の任意の他の形状、ならびに任意の他の種類の相対的移動にも同様に適用することができる。この考えは、試験対象部分を表すデータを、部分とセンサとの相対的移動中に生成し、次いで、このデータを、補正されたデータが、試験対象部分とセンサとの相対的移動がない場合に得られるデータに相当するように、相対的移動をシミュレートすることによって修正することである。

【0106】

一例として、パイプ１の縦軸３に沿った並進移動の形態での相対的移動の場合、すなわちパイプ１が回転しない場合、補正のステップは、パイプ１の縦軸３に沿って基準位置までの相対的移動をシミュレートするステップ、すなわち、パイプ１の軸３に沿った並進移動によって補正された部分画像を、マトリクスから得られた部分画像を基準位置にもたらす並進方向に生成するステップを含むことになる。

【0107】

あるいは、部分画像を生成せずにパイプ１の移動の反転をシミュレートすることができる。代替的な実施形態では、補正は、マトリクス内のＡスキャンを直接オフセットすることによって行われる。この実施形態は、補正されたマトリクスを得ることを可能にし、このことから、上述したＡスキャンの振幅を加算するための方法を用いて、パイプ部の鮮明な画像を直接得ることができる。

【0108】

図７は、ｎ個の素子を囲むセンサ２の場合を示している。この例では、パイプ１のみがその縦軸３を中心に回転される。特に、この図７は、パイプ１の回転による受信波Ｒの受信オフセットを、受信素子７の数に関して示している。この図７では、超音波ショットＥが時間ｔ_０で送信され、この超音波Ｅが時間ｔ_ｉでパイプに入り、反射波Ｒが時間ｔｉ＋Δｔでパイプ１から出て、時間ｔ_ｆで受信素子７が受信する。

【0109】

パイプ１がタイムスロットΔｔの間に角度Δθだけ回転すると、パイプ１の回転は、センサ２の表面上で距離ΔＬだけ超音波ショットＥの送信点と受信点との間にオフセットを生成する。この現象を理解しやすくするために、図７に示す例では、センサ２のピッチに等しいΔＬ、すなわち２つの隣接する素子７の中心間の距離の場合を提示しているが、本発明は、ΔＬの任意の他の値にも同様に適用される。

【0110】

図７に示す場合では、以下の式が得られる。

【0111】

ΔＬ＝Ｒｓ×Δθ（１）
Δθ＝Ｖ_θ×Δｔ（２）
Ｖ_ｒｏｔ＝Ｖ_θ×Ｒｔ（３），
ここで、Ｒｓはセンサ２の内半径であり、Ｖ_θはパイプ１の回転角速度（ｒａｄ／ｓ）であり、Ｖ_ｒｏｔはパイプ１の回転速度（ｍ／ｓ）であり、Ｒｔはパイプ１の外半径である。

【0112】

センサ２の素子７の数として表される、１回の同じ超音波ショットＥ中のセンサ２上の超音波ショットＥの送信点と受信点との間の素子Ｄ_ｅｌの数に関する距離は、ΔＬとセンサ２のピッチｐとの比に対応し、すなわち、以下の式に従う。

【0113】

Ｄ_ｅｌ＝ΔＬ／ｐ（４）．
上記の式１～３に関して、次のようになる。

【0114】

Ｄ_ｅｌ＝（Ｒｓ×Ｖ_ｒｏｔ×Δｔ）／（ｐ×Ｒｔ）（５）．
これにより、取得の開始時に、典型的には第１の超音波ショットＥ_１を送信するときに、パイプ１の初期位置を基準位置として選択することによって、第１の超音波ショットＥ_１後に受信波Ｒを聴取した後のパイプ１の移動は、例えば、図７に示すタイムスロットΔｔの間に行われる回転に等しい。同様に、パイプ１のこの初期位置に対して、第２の超音波ショットＥ_２後に受信波を聴取した後のパイプ１の移動は、タイムスロットΔｔ＋１／ＰＲＦの間の回転量に等しい。一般に、取得の開始時のパイプ１のこの初期位置に対して、ｋ番目のショットから生じた受信波Ｒの受信時のパイプ１の移動は、タイムスロットΔｔ＋（ｋ－１）／ＰＲＦの間の回転量に等しい。

【0115】

そのため、センサ２上の送信点と受信点との間の距離Ｄ_ｅｌ（ｋ）は、ｋ番目のショットについて、センサ２の素子の数として表されると、以下の式に従う。

【0116】

Ｄ_ｅｌ（ｋ）＝（ΔＬ＋ΔＬ２）／ｐ（６），
とともに、
ΔＬ２＝Ｒｓ×ΔθＰＲＦ（７）、および
ΔθＰＲＦ＝Ｖ_θ／ＰＲＦ（８），
ここで、ΔθＰＲＦは、タイムスロット１／ＰＲＦの間のパイプ１の回転角である。

【0117】

したがって、以下が得られる。

【0118】

Ｄ_ｅｌ（ｋ）＝［（Ｒｓ×Ｖ_ｒｏｔ）／（ｐ×Ｒｔ）］×［Δｔ＋（ｋ－１）／ＰＲＦ）］（９）．
取得のｎ個の超音波ショットＥの各々に対してＤ_ｅｌ（ｋ）が計算されると、以下の近似を行うことができる。

【0119】

Ｄ_ｅｌ（ｋ）＜０．５の場合、素子の数に関するオフセットはゼロである。

【0120】

０．５＜Ｄ_ｅｌ（ｋ）＜１．５の場合、素子の数に関するオフセットは１素子である。

【0121】

ｘ＋０．５＜Ｄ_ｅｌ（ｋ）＜ｘ＋１．５の場合、素子の数に関するオフセットはｘ＋１素子である。

【0122】

Ｄ_ｅｌ計算では、マトリクスに記録されたＡスキャンを直接オフセットすることによって、マトリクスを直接補正することができる。典型的には、図２に関して上述したように、マトリクスが生成されると、マトリクスのセルＥ_ｉＲ_ｊは、素子ｉによって送信された超音波ショット後に受信され、反射波は、素子ｊが受信した波のＡスキャンを含む。しかしながら、パイプ１とセンサ２との相対的移動がない場合に素子ｊが受信した超音波ショットＥ_ｉから生じた反射波は、データを取得するときのパイプ１の回転により、素子ｊ＋Ｄ_ｅｌ（ｉ）が受信する。これにより、ＡスキャンＥ_ｉＲ_ｊは、実際には、センサ２の素子７の番号付け方向に対するパイプ１の回転方向の関数として、マトリクスのセルＥ_ｉＲ_{（ｊ±Ｄｅｌ（ｉ））}内にある。そのため、補正されたマトリクスを得るために、このオフセットＤ_ｅｌを考慮に入れる必要がある。その後、得られた補正されたマトリクスのＡスキャンの振幅を加算することによって、上述の方法を用いて、完全なぼやけていない画像を得ることができる。

【0123】

図８は、Ｅ_ｉＲ_ｊ（ｓ）と示される生成されたＡスキャンの初期位置と、Ｅ_ｉＲ_ｊ（ｄ）と示されるマトリクス内のＡスキャンの補正された位置とを示す、マトリクスの一例を示している。この例では、計算された素子の数に関するオフセットＤ_ｅｌは、初期の超音波ショットＥ_１と比較して、新しい超音波ショットＥごとに１素子だけ増加する。

【0124】

この図８では、第１または初期の超音波ショットＥ_１は、第１の行１０におけるＡスキャンＥ_ｉＲ_ｊ（ｓ）のオフセットを必要としない。第２の行１０のＡスキャンＥ_ｉＲ_ｊ（ｓ）は、パイプ１の回転方向の関数として１列だけ、図示の例では左に１列だけオフセットされる。同様に、第３の行１０のＡスキャンＥ_ｉＲ_ｊ（ｓ）は、図８の左に２列オフセットされる、などである。これにより、様々なセルに関連付けられたＡスキャンＥ_ｉＲ_ｊ（ｄ）が、チューブ１とセンサ２との相対的移動がない場合に生成され得るＡスキャンに対応する、補正されたマトリクスが得られる。その後、上述したように、ＡスキャンＥ_ｉＲ_ｊ（ｄ）の振幅をこの補正されたマトリクスの適切な飛行時間に加算することによって、鮮明な画像を生成することができる。

【0125】

オフセットＤ_ｅｌがマトリクスの外側のセルの内容のオフセットをもたらすとき、マトリクスは、センサ２に仮想的に追加された素子７を考慮に入れた鮮明な画像の計算によって、対応する素子の数だけ有利に増加され、これらの素子７は、センサ２の素子７の連続性において、すなわち、同一のピッチで追加される。代替的な実施形態では、マトリクスの外側にオフセットされたこれらのＡスキャンは無視することができるが、その後、減少した数のＡスキャンから鮮明な画像が計算される。

【0126】

得られた画像の鮮明度を改善するために、各超音波ショットＥがパイプ１内を伝播するときに、パイプ１の縦軸３を中心とした回転を考慮に入れることも可能である。実際に、パイプ１の回転速度が特に速い場合、欠陥４は、超音波ショットＥが送信された瞬間と、この超音波ショットＥから生じた反射された超音波を受信した瞬間との間で大幅に移動する可能性がある。

【0127】

以下では、超音波ショットＥが伝播するときに欠陥４を移動させる高速回転の場合を説明するが、この移動は、回転速度以外の要因にも関連し得る。このような要因は、例えば、水柱の高さおよび／またはパイプ１の厚さであり得、これはまた、超音波の飛行時間、結果としてＰＲＦ（パルス繰り返し周波数）に影響を及ぼす。

【0128】

パイプ１のある一定の回転速度から、超音波ショットＥの伝播中のパイプ１の回転は、同じ超音波ショットＥによって送信されたエネルギーが、空間的な受信オフセットを有する素子７によって受信されるようなものである。これにより、センサ２の素子７による超音波ショットＥの送信瞬間と、この超音波ショットＥから生じた戻り反射波Ｒの受信瞬間との間で、パイプ１が固定されたままであった場合に反射波が目標とする受信素子７である素子７によって受信されず、別の素子７によって受信されるように、パイプ１が回転してもよい。

【0129】

図９は、パイプ１内の同じ超音波ショットＥの伝播中の反射波の受信におけるオフセットのこの現象を示している。この図９では、センサ２は円形であり、素子７はパイプ１の周りに円形に配置されている。

【0130】

この図９では、超音波ショットＥ_ｎは、素子ｎによって送信される。この超音波ショットＥ_ｎは、時間ｔｉでパイプ１の外面５に衝突し、欠陥４はそのとき、センサ２に対して第１の位置１４にある。その後、超音波ショットＥ_ｎはパイプ１内を伝播する。

【0131】

時間ｔｉ＋ｄｔにおいて、ｄｔはパイプ１の回転時間を表し、パイプ１は角度ｄξだけ回転している。時間ｔｉ＋ｄｔにおいて、超音波ショットＥ_ｎは欠陥４に到達し、欠陥４はそのとき、第２の位置１５を有し、この欠陥４からの超音波ショットＥ_ｎの反射から生じた反射波１６は、パイプ１の外面５に向かって進む。

【0132】

時間ｔｉ＋ｋ＊ｄｔにおいて、欠陥４へのショットＥ_ｎの反射から生じた反射波１６は、パイプ１の外面５に戻り、パイプ１から出る。時間ｔｉ＋ｋ＊ｄｔにおいて、パイプ１は、その縦軸３を中心に角度ｋ＊ｄξだけ回転している。時間ｋ＊ｄｔの間、パイプ１の外面５は、式ＤＬ＝Ｖ_ｒｏｔ＊ｋ＊ｄｔに従って距離ＤＬだけ回転している。

【0133】

パイプ１内の超音波ショットＥ_ｎの伝播時間ｋ＊ｄｔおよび／またはパイプ１の回転速度Ｖ_ｒｏｔが、ＤＬが２つの隣接する素子７の中心を分離する角距離に対して、好ましくは２つに分割された２つの隣接する素子７の中心間の距離に対して無視できるようなものである場合、センサ２に対するパイプ１の移動は、同じ超音波ショットＥの間、無視できると考えることができる。そのため、パイプ１の回転は、同じ超音波ショットＥの間に受信オフセットを生成するには不十分であると考えられる。

【0134】

パイプ１内の超音波ショットＥ_ｎの伝播時間ｋ＊ｄｔおよび／またはパイプ１の回転速度Ｖ_ｒｏｔが、ＤＬが２つの隣接する素子７の中心を分離する距離よりも大きいようなものである場合、受信素子７が受信した反射波の一部は、通常、他の素子が受信する。結果として、送信素子２６によって送信された超音波ショットＥ後に受信素子２５が受信した反射波Ｒは、受信素子２５と送信素子２６との間の関連付けのための識別された伝播経路を表さない。そのため、受信素子２５で反射された波の受信後に生成されたＡスキャンは誤りである。

【0135】

マトリクスに記録されたデータＥ_ｉＲ_ｉ、すなわち、各超音波ショットＥ後の様々な素子７が受信した受信波Ｒ_ｉに対応するＡスキャンは、それ自体が誤りである。その後、パイプ１の鮮明な画像を得るためにマトリクス内で補正しなければならないのは、ＡスキャンＥ_ｉＲ_ｉ自体である。

【0136】

上述した部分画像またはマトリクスの補正と同様に、Ａスキャンを補正するステップは、パイプ１とセンサ２との相対的移動がない場合に得られるＡスキャンに対応する補正されたＡスキャンを生成することができるように、基準位置までのパイプ１とセンサ２との相対的移動をシミュレートするステップを含む。

【0137】

Ａスキャンにおけるこのオフセット現象を説明するために、ｉ番目の素子７によって送信された超音波ショットＥ_ｉと、この同じｉ番目の素子７が受信した超音波ショットＥ_ｉ後の受信波Ｒ_ｉとの場合が使用される。

【0138】

センサ２とパイプ１との間の超音波Ｅ_ｉの伝播媒質がセンサ２に対して移動していない場合、界面エコーとも呼ばれる、パイプ１の外面５へのショットＥ_ｉの衝突から生じた反射波は、パイプ１の回転によって影響されない。そのため、この界面エコーは、通常、ｉ番目のトランスデューサ７が受信する。

【0139】

上述したように、ショットＥ_ｉがパイプ１の外面５に衝突する瞬間ｔｉと、反射波１６がパイプ１の外面５に戻る瞬間ｔｉ＋ｋ＊ｄｔとの間で、パイプ１は、角度ｋ＊ｄξだけ回転している。

【0140】

ｋ＊ｄξが、パイプ１の中心と２つの隣接する素子７の中心とによって形成される角度ωよりも大きい場合、欠陥４へのショットＥ_ｉの衝突から生じる。このため、パイプ１の外面５に垂直な方向に出る反射波は、パイプ１の回転がない場合にｉ番目の素子７が受信するが、ｉ番目の素子７の反対側には出ない。結果として、ｉ番目の素子７とは異なるｊ番目の素子がこの反射波を受信する。

【0141】

これにより、ｋ＊ｄξが角度ωよりも大きい場合、Ａスキャンは歪んでおり、パイプ１内の超音波ショットＥ_ｉの伝播中のパイプ１の回転ｋ＊ｄξを考慮に入れることによって補正される必要がある。上述したように、また、２回の連続する超音波ショットＥ_ｉとＥ_ｉ＋１との間のパイプ１の回転を考慮に入れるのと同様に、この考えは、パイプ１の移動がない場合に得られるＡスキャンと実質的に同等である補正されたＡスキャンを得るために、基準位置へのパイプ１の移動、典型的には基準位置が、ショットが送信された瞬間の位置であるときのパイプ１の移動の反転をシミュレートすることである。このために、超音波ショットＥごとに、様々な素子７が受信した波Ｒから生じたＡスキャンは、第１の場合において生成され、次いで、第２の場合において補正される。

【0142】

Ａスキャンを補正する第１のステップは、２つの隣接する素子７の中心を分離する距離に等しい回転ｄｌｐをもたらす時間増分ｄｔｐを計算するステップを含む。図９に示す例では、これは、２つの隣接する素子７の中心を分離する角度ωを求めるステップと、パイプ１がこの角度ωに相当する回転を完了するのに必要な時間ｄｔｐを計算するステップとに相当する。

【0143】

第２の場合では、Ａスキャンは、継続時間ｄｔｐのブロック１７に分割される。図１０および図１１では、各ブロック１７は、基準Ｅ_ｉＲ_ｊ（ｔ_ｘ～ｔ_ｙ）に関連付けられており、ｉ番目の超音波ショット後のｊ番目の素子によって継続時間ｔ_ｘ～ｔ_ｙにわたって受信した波Ｒを含むことを意味する。

【0144】

図１０は、同じ超音波ショットＥ後の複数の素子７による受信波Ｒの受信から生じたＡスキャン１８を示している。この図１０では、図示した各Ａスキャン１８は、一連のタイムスロットｄｔｐの間に素子７が受信した受信波Ｒから生成される。そのため、この図１０では、Ａスキャン１８の各々は、複数の時間ブロック１７に分割され、各時間ブロック１７は、２つの隣接する素子７の中心を分離する角度ωをカバーするのに必要なパイプ１の回転の継続時間に対応する継続時間ｄｔｐを有する。

【0145】

上述したように、図１０に示すＡスキャン１８では、様々な時間ブロック１７は、Ａスキャンが対応する飛行時間において生成されることを可能にした、送信素子２６と受信素子２５との間の識別された経路をすべて表すわけではない。実際に、パイプ１の回転により、これらのブロック１７は、パイプ１の回転により他の素子７が受信すべきであったが受信素子２５が受信した反射波から生成される。

【0146】

そのため、Ａスキャンの補正は、素子７が受信した受信波Ｒから生成されたＡスキャンごとに、別の素子７が受信すべきブロック１７を選択するステップと、ブロック１７を、通常受信すべき素子７と関連付けるステップと、を含む。パイプ１が回転する場合、これは、ブロック１７を、素子７が受信した受信波Ｒから生成された元のＡスキャンから、パイプ１の回転がない場合にブロック１７に対応する反射波を通常受信すべきそれぞれの目標Ａスキャンにオフセットさせることになる。

【0147】

図１１は、図１０に示す元のＡスキャンから様々な素子７に対して補正された様々なＡスキャンを示している。

【0148】

図１０では、ｉ番目のブロック１７は、期間ｄ_ｔｉ～ｄ_ｔｉ＋１の間に受信された受信波Ｒから生成される。しかしながら、瞬間ｄ_ｔｉにおいて、パイプ１は、その縦軸３を中心に角度ｉ＊ωだけ回転している。そのため、これらのｉ番目のブロック１７に表される反射波は、ｉ個のブロック１７によってオフセットされた素子７が受信した。換言すれば、期間ｄ_ｔｉ～ｄ_ｔｉ＋１の間にｋ番目の素子７が受信した反射波は、センサ２とパイプ１との相対的移動がない場合には、ｋ～ｉ番目の素子７が受信していたことになる。

【0149】

そのため、超音波ショットの送信瞬間に対応する基準位置の場合、パイプ１の逆移動をシミュレートすることによるＡスキャン１８の補正は、パイプ１の回転の逆方向にＡスキャン１８の数ｉだけ期間ｄ_ｔｉ～ｄ_ｔｉ＋１のｉ番目のブロック１７をオフセットすることによって行うことができる。換言すれば、Ａスキャン１８を補正するために、ｎ番目の素子７によって生成されたＡスキャン１８のブロック１７ｄ_ｔｐｉ～ｄ_{ｔｐｉ＋１}は、素子ｉ＋ｎの対応するブロック１７、すなわち期間ｄ_ｔｐｉ～ｄ_{ｔｐｉ＋１}のブロック１７にオフセットされる。

【0150】

これにより、図１１では、図１０に示すＡスキャン１８のブロック１７は、パイプ１の移動の反転をシミュレートするためにオフセットされる。そのため、図１０の各行のｉ番目のブロック１７は、図１０のＡスキャン１８を補正するために、図１１ではｉ行だけオフセットされる。そのため、図１１では、この補正によって得られるように、各行は、パイプ１とセンサ２との相対的移動がない場合にその行に関連付けられた素子７によって得られるべきＡスキャン１８に対応する補正されたＡスキャン１８を有する。

【0151】

そのため、図１０と図１１とを比較することによって、タイムスロットｄ_ｔｐ１～ｄ_ｔｐ２に対応する図１０の各行Ｌの第２のブロック１７は、次の行、すなわち行Ｌ＋１の第２のブロック１７を置き換えるために、図１１では１行だけオフセットされることが分かる。同様に、タイムスロットｄ_ｔｐ２～ｄ_ｔｐ３に対応する図１０の各行Ｌの第３のブロック１７は、行Ｌ＋２の第３のブロックを置き換えるために、図１１では２行だけオフセットされる。例えば、第５の素子７、典型的には図１１の第５の行に対応する図１１の補正されたＡスキャン１９は、時間ｔ_０から時間ｄ_ｔｐ４まで、図１０の第５の行の第１のブロック２０、図１０の第４の行の第２のブロック２１、図１０の第３の行の第３のブロック２２、および図１０の第２の行の第４のブロック２３を連続的に含む。そのため、この補正されたＡスキャン１９には、センサ２に対するパイプ１の回転に伴って様々な素子７が受信した受信波Ｒに対応するブロック２０～２３が含まれており、パイプ１とセンサ２との間に相対的移動がなかった場合に第５の素子７のみが受信されたはずの波が含まれている。

【0152】

図１１では、空のボックスは、Ａスキャンのゼロ振幅信号を有するブロック１７に対応する。これらのブロック１７は、空の振幅信号を表し、それ故に得られた画像を変化させないので、あまり障害を与えるものではない。いずれにしても、オフセットによって元のＡスキャンのブロック１７が目標Ａスキャンの外側にオフセットされた場合、目標Ａスキャンの継続時間は、上述のマトリクスのサイズの仮想的な増加に同様に対応するブロック１７の数だけ有利に増加する。

【0153】

さらに、Ａスキャン１８に対して行われる補正を理解しやすくするために、図９～図１１は、円形センサ２の場合を示しており、各素子７がパイプ１を中心とした同一の角度ωの円形部分をカバーするようにしている。これにより、パイプ１の回転によって、すべての素子７に対して同一である反射波Ｒの受信におけるオフセットが生じ、ブロック１７を分割するための継続時間ｄ_ｔｐがすべてのＡスキャン１８に対して同一であるようにしている。しかしながら、素子７は、多くの方法で配置することができる。例えば、素子７は、図１および図３に示す実施形態の場合のように、縦軸に沿って整列させることができる。この場合、様々な素子７の位置に対するパイプ１の曲率を考慮に入れる必要がある。このために、１つまたは複数のｄ_ｔｐは、反射波の出射角、または素子７の整列軸９上の投影されたＤＬなどの他のパラメータを考慮に入れることによって計算することができる。素子７ごとに、このような計算は、パイプ１に対する素子７の相対的な位置に応じて異なる継続時間を有するブロック１７が得られることをもたらす。同様に、様々な素子７の間のブロック１７のオフセットを求めるために、様々な素子７の間のブロック１７の継続時間のこの差異を考慮に入れる必要がある。

【0154】

さらに、説明のために上述した例において補正されるパイプ１とセンサ２との相対的移動は、パイプ１の縦軸３に対する角度移動である。しかしながら、この移動は、縦軸３に沿った並進移動など、別の種類のものである場合がある。

【0155】

図１２は、原画像（図の左側部分）と、この原画像の列１５０の画素の振幅（図の右側部分）とを示している。この原画像は、パイプ１とセンサ２との相対的移動中に取得された生データ、すなわち本発明による補正前の生データから生成される。この原画像は、パイプ１内の欠陥４を示しているが、欠陥４を正確に特徴付けることができないほどぼやけている。

【0156】

図１３は、部分画像を用いた上述の方法を用いて補正された画像と、この補正された画像の列１５０内の画素の振幅とを示している。この補正された画像は、この補正された画像を生成するためのデータがパイプ１とセンサ２との相対的移動中に得られたという事実にもかかわらず、鮮明であり、欠陥４の正確で確実な特徴付けを容易に可能にする。補正によってもたらされる欠陥の振幅の利得は５．７ｄＢである。これにより、本発明により、試験対象部分の鮮明で正確な画像を迅速かつ確実に得ることができ、この補正された画像を得ることを可能にするデータは、パイプ１とセンサ２との相対的移動中に取得される。

【0157】

上記では、例えば、金属パイプ１の場合を説明したが、試験対象要素は、形状および／または材料に関して任意の他の性質を想定することができる。

【0158】

また、上記では、超音波を等しく送信および受信することができる素子７を備えるセンサの場合を説明したが、このようなセンサは、別個の超音波送信および受信素子を備えることができる。

【0159】

本発明は、複数の特定の実施形態に関連して記載されているが、決してこれらの実施形態に限定されるものではなく、記載された手段のすべての技術的均等物、ならびにこれらの均等物が本発明の範囲内に入る場合にはこれらの均等物の組合せを含むことは明らかである。

【0160】

これにより、上述した例は、線形センサ２の範囲内で実行されるが、本方法は、２次元に配置された素子７を備えるセンサの範囲内で適用することができ、画像の２次元再構成について上述した再構成と同等の方法で、体積を３次元で再構成することができる。このようなセンサは、例えば、行および列に配置された複数の素子７を備える。

【0161】

動詞「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」およびその活用形の使用は、特許請求の範囲に記載されたもの以外の素子またはステップの存在を排除するものではない。

【0162】

また、特許請求の範囲において、括弧内の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈するべきではない。

【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】