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JP2022000609A - Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method - Google Patents

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JP2022000609A JP2020105733A JP2020105733A JP2022000609A JP 2022000609 A JP2022000609 A JP 2022000609A JP 2020105733 A JP2020105733 A JP 2020105733A JP 2020105733 A JP2020105733 A JP 2020105733A JP 2022000609 A JP2022000609 A JP 2022000609A
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Abstract

To provide an ultrasonic inspection device having excellent detection accuracy of a defective portion.SOLUTION: An ultrasonic inspection device Z that inspects a test object E by irradiating the test object E with an ultrasonic beam through a gas includes: a scanning measurement device 1 that scans the test object E with an ultrasonic beam and performs measurements; a control device 2 that controls a drive of the scanning measurement device 1; and a display device 3. The scanning measurement device 1 is equipped with a transmitting probe 110 for emitting an ultrasonic beam, and an eccentrically placed receiving probe 120 that is installed on the opposite side of the transmitting probe 110 with respect to the test object E to receive an ultrasonic beam. The position of the eccentrically placed receiving probe 120 is adjusted so that an eccentric distance L between a transmitting sound axis AX1 of the transmitting probe 110 and a receiving sound axis AX2 of the eccentrically placed receiving probe 120 becomes larger than zero.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波検査装置及び超音波検査方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus and an ultrasonic inspection method.

超音波ビームを用いた被検査体の欠陥部の検査方法が知られている。例えば、被検査体の内部に空気等音響インピーダンスが小さな欠陥部(空洞等)がある場合、被検査体の内部で音響インピーダンスのギャップが生じるため、超音波ビームの透過量が小さくなる。従って、超音波ビームの透過量を計測することで、被検査体内部の欠陥部を検出できる。 A method of inspecting a defective portion of an inspected object using an ultrasonic beam is known. For example, when there is a defect portion (cavity or the like) having a small acoustic impedance such as air inside the object to be inspected, a gap in the acoustic impedance is generated inside the object to be inspected, so that the amount of transmission of the ultrasonic beam becomes small. Therefore, by measuring the amount of transmission of the ultrasonic beam, it is possible to detect the defective portion inside the inspected object.

超音波検査装置について特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1に記載の超音波検査装置では、連続する所定個数の負の矩形波からなる矩形波バースト信号を被検体に空気を介して対向配設された送信超音波探触子に印加する。被検体に空気を介して対向配設され受信超音波探触子で被検体を伝搬した超音波を透過波信号に変換する。この透過波信号の信号レベルに基づき被検体の欠陥の有無を判定する。また、送信超音波探触子及び受信超音波探触子は、振動子及び当該振動子の超音波の送受信側に取付られた前面板の音響インピーダンスを、被検体に当接して使用する接触型超音波探触子に比較して低く設定している。 The technique described in Patent Document 1 is known for an ultrasonic inspection apparatus. In the ultrasonic inspection apparatus described in Patent Document 1, a square wave burst signal composed of a predetermined number of continuous negative rectangular waves is applied to a transmission ultrasonic probe arranged to face the subject through air. The ultrasonic waves that are placed facing the subject via air and propagate through the subject with the received ultrasonic probe are converted into a transmitted wave signal. The presence or absence of defects in the subject is determined based on the signal level of this transmitted wave signal. Further, the transmitting ultrasonic probe and the receiving ultrasonic probe are contact type in which the acoustic impedance of the transducer and the front plate attached to the transmission / reception side of the ultrasonic wave of the transducer is used in contact with the subject. It is set lower than the ultrasonic probe.

特開2008−128965号公報(特に要約書)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-128965 (particularly abstract)

特許文献1に記載に超音波検査装置では、超音波ビームの大きさ(ビーム径)よりも小さな欠陥部では、その周囲を透過する超音波ビームが多く、欠陥部に由来する信号変化を検出し難い。このため、欠陥部の検出性能に改善の余地がある。
本発明が解決しようとする課題は、欠陥部の検出性能、特に検出感度に優れた超音波検査装置及び超音波検査方法の提供である。
In the ultrasonic inspection apparatus described in Patent Document 1, in a defect portion smaller than the magnitude (beam diameter) of the ultrasonic beam, there are many ultrasonic beams transmitted around the defect portion, and a signal change derived from the defect portion is detected. hard. Therefore, there is room for improvement in the detection performance of the defective portion.
An object to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus and an ultrasonic inspection method having excellent detection performance of a defective portion, particularly detection sensitivity.

本発明の超音波検査装置は、気体を介して被検査体に超音波ビームを入射することにより前記被検査体の検査を行う超音波検査装置であって、前記被検査体への前記超音波ビームの操作及び計測を行う走査計測装置と、前記走査計測装置の駆動を制御する制御装置とを備え、前記走査計測装置は、前記超音波ビームを放出する送信プローブと、前記被検査体に関して前記送信プローブの反対側に設置されて前記超音波ビームを受信する偏心配置受信プローブとを備え、前記送信プローブの送信音軸と前記偏心配置受信プローブの受信音軸との偏心距離がゼロよりも大きくなるように前記偏心配置受信プローブが配置される。その他の解決手段は、発明を実施するための形態において後記する。 The ultrasonic inspection device of the present invention is an ultrasonic inspection device that inspects the inspected object by injecting an ultrasonic beam into the inspected object via a gas, and the ultrasonic waves to the inspected object. The scanning measuring device includes a scanning measuring device that operates and measures a beam, and a control device that controls the drive of the scanning measuring device. The scanning measuring device includes a transmission probe that emits the ultrasonic beam and the subject to be inspected. It is provided with an eccentric arrangement receiving probe installed on the opposite side of the transmitting probe to receive the ultrasonic beam, and the eccentric distance between the transmitting sound axis of the transmitting probe and the receiving sound axis of the eccentric arrangement receiving probe is larger than zero. The eccentric arrangement receiving probe is arranged so as to be. Other solutions will be described later in the form for carrying out the invention.

本発明によれば、欠陥部の検出性能、特に検出感度に優れた超音波検査装置及び超音波検査方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic inspection apparatus and an ultrasonic inspection method having excellent detection performance of a defective portion, particularly detection sensitivity.

第1実施形態の超音波検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic inspection apparatus of 1st Embodiment. 送信音軸、受信音軸及び偏心距離を説明する図であり、送信音軸及び受信音軸が鉛直方向に延びる場合である。It is a figure explaining the transmission sound axis, the reception sound axis and the eccentric distance, and is the case where the transmission sound axis and the reception sound axis extend in the vertical direction. 送信音軸、受信音軸及び偏心距離を説明する図であり、送信音軸及び受信音軸が傾斜して延びる場合である。It is a figure explaining the transmission sound axis, the reception sound axis and the eccentric distance, and is the case where the transmission sound axis and the reception sound axis extend incline. 制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device. 送信プローブの構造を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the structure of a transmission probe. 偏心配置受信プローブからの受信波形であり、被検査体Eの健全部Nでの受信波形を示す図である。It is the reception waveform from the eccentric arrangement reception probe, and is the figure which shows the reception waveform in the sound part N of the inspected body E. 偏心配置受信プローブからの受信波形であり、被検査体Eの欠陥部Dでの受信波形を示す図である。It is the reception waveform from the eccentric arrangement reception probe, and is the figure which shows the reception waveform in the defect part D of the inspected body E. 信号強度データのプロットの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the plot of the signal strength data. 本実施形態における超音波ビームの伝搬経路であって、健全部に超音波ビームが入射した場合を示す図である。It is a propagation path of the ultrasonic beam in this embodiment, and is the figure which shows the case where the ultrasonic beam is incident on the sound part. 本実施形態における超音波ビームの伝搬経路であって、欠陥部に超音波ビームが入射した場合を示す図である。It is a propagation path of the ultrasonic beam in this embodiment, and is the figure which shows the case where the ultrasonic beam is incident on the defect part. 従来の超音波検査方法での超音波ビームの伝搬経路を示す図であり、健全部への入射時を示す図である。It is a figure which shows the propagation path of the ultrasonic beam by the conventional ultrasonic inspection method, and is the figure which shows the time of incident on a sound part. 従来の超音波検査方法での超音波ビームの伝搬経路を示す図であり、欠陥部への入射時を示す図である。It is a figure which shows the propagation path of the ultrasonic beam by the conventional ultrasonic inspection method, and is the figure which shows the time of incident on the defect part. 従来の超音波検査方法での信号強度データのプロットを示す図である。It is a figure which shows the plot of the signal strength data by the conventional ultrasonic inspection method. 被検査体内での欠陥部と超音波ビームとの相互作用を示す図であり、直達する超音波ビームを受信する様子を示す図である。It is a figure which shows the interaction between the defect part and an ultrasonic beam in the body under test, and is the figure which shows the state which receives the ultrasonic beam which reaches directly. 被検査体内での欠陥部と超音波ビームとの相互作用を示す図であり、散乱波を受信する様子を示す図である。It is a figure which shows the interaction between a defective part in a test body and an ultrasonic beam, and is a figure which shows the state of receiving a scattered wave. 第1実施形態の超音波検査方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ultrasonic inspection method of 1st Embodiment. 制御装置のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration of a control device. 第2実施形態に係る超音波検査装置における送信プローブと、偏心配置受信プローブとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmission probe and the eccentric arrangement receive probe in the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 送信プローブにおけるビーム入射面積及び偏心配置受信プローブにおけるビーム入射面積の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the beam incident area in a transmitting probe and the beam incident area in an eccentric arrangement receiving probe. 第3実施形態に係る偏心配置受信プローブの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the eccentric arrangement receiving probe which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る超音波検査装置の走査計測装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the scanning measurement apparatus of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態による効果が生じる理由を説明する図である。It is a figure explaining the reason why the effect by 4th Embodiment occurs. 第5実施形態に係る超音波検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第5実施形態に係る超音波検査装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態における偏心配置受信プローブの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the eccentric arrangement receiving probe in the 6th Embodiment. 第7実施形態における偏心配置受信プローブの配置を示す図であり、単位プローブを傾斜して配置した図である。It is a figure which shows the arrangement of the eccentric arrangement receiving probe in 7th Embodiment, and is the figure which the unit probe is inclined and arranged. 第7実施形態における偏心配置受信プローブの配置を示す図であり、単位プローブを鉛直方向に配置した図である。It is a figure which shows the arrangement of the eccentric arrangement receiving probe in 7th Embodiment, and is the figure which arranged the unit probe in the vertical direction. 第8実施形態での超音波検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic inspection apparatus in 8th Embodiment. 第8実施形態での超音波検査装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the ultrasonic inspection apparatus in 8th Embodiment. 第9実施形態の超音波検査装置の欠陥情報判定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the defect information determination part of the ultrasonic inspection apparatus of 9th Embodiment. 同軸配置受信プローブが受信する受信信号の測定地点での変化を示す図である。It is a figure which shows the change in the measurement point of the received signal received by a coaxial arrangement receiving probe. 偏心配置受信プローブが受信する受信信号の測定地点での変化を示す図である。It is a figure which shows the change in the measurement point of the received signal received by an eccentric arrangement receiving probe. 干渉信号生成部231で合成した干渉信号の測定地点での変化を示す図である。It is a figure which shows the change in the measurement point of the interference signal synthesized by the interference signal generation part 231. 第10実施形態の超音波検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic inspection apparatus of 10th Embodiment. 第11実施形態の超音波検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic inspection apparatus of 11th Embodiment. 第12実施形態の超音波検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic inspection apparatus of the twelfth embodiment.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態(実施形態と称する)を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限られず、例えば異なる実施形態同士を組み合わせたり、本発明の効果を著しく損なわない範囲で任意に変形したりできる。また、同じ部材については同じ符号を付すものとし、重複する説明は省略する。更に、同じ機能を有するものは同じ名称を付すものとする。図示の内容は、あくまで模式的なものであり、図示の都合上、本発明の効果を著しく損なわない範囲で実際の構成から変更することがある。 Hereinafter, embodiments (referred to as embodiments) for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and for example, different embodiments can be combined or arbitrarily modified as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Further, the same members shall be designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Furthermore, those having the same function shall be given the same name. The contents of the illustration are merely schematic, and for the convenience of illustration, the actual configuration may be changed to the extent that the effect of the present invention is not significantly impaired.

図1は、第1実施形態の超音波検査装置Zの構成を示す図である。図1では、走査計測装置1は、断面模式図で示している。また、紙面直交方向としてx軸、紙面左右方向としてy軸、紙面上下方向としてz軸を含む直交3軸の座標系を示している。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic inspection device Z according to the first embodiment. In FIG. 1, the scanning measuring device 1 is shown in a schematic cross-sectional view. Further, a coordinate system of three orthogonal axes including the x-axis as the direction orthogonal to the paper surface, the y-axis as the left-right direction of the paper surface, and the z-axis as the vertical direction of the paper surface is shown.

超音波検査装置Zは、気体を介した被検査体Eに超音波ビームU(図4)を入射することで被検査体Eの検査を行うものである。気体は例えば空気であり、走査計測装置1の筐体101の内部は空洞となっている。図1に示すように、超音波検査装置Zは、走査計測装置1と、制御装置2と、表示装置3とを備える。表示装置3は制御装置2に接続される。 The ultrasonic inspection apparatus Z inspects the inspected body E by injecting an ultrasonic beam U (FIG. 4) into the inspected body E via a gas. The gas is, for example, air, and the inside of the housing 101 of the scanning measuring device 1 is hollow. As shown in FIG. 1, the ultrasonic inspection device Z includes a scanning measurement device 1, a control device 2, and a display device 3. The display device 3 is connected to the control device 2.

走査計測装置1は、被検査体Eへの超音波ビームUの走査及び計測を行うものであり、筐体101に固定された試料台102を備え、試料台102には被検査体Eが載置される。被検査体Eは、空気等の気体よりも音速が速い材料で構成されたものであれば任意である。被検査体Eは例えば固体材料であり、より具体には例えば金属、ガラス、樹脂材料、あるいはCFRP(炭素繊維強化プラスチック、Carbon−Fiber Reinforced Plastics)等の複合材料等である。また、図1の例において、被検査体Eは内部に欠陥部Dを有している。欠陥部Dは、空洞等である。被検査体Eにおいて、欠陥部D以外の部分を健全部Nと称する。 The scanning measuring device 1 scans and measures the ultrasonic beam U on the object E to be inspected, includes a sample table 102 fixed to the housing 101, and mounts the object E to be inspected on the sample table 102. Placed. The object E to be inspected is arbitrary as long as it is made of a material having a speed of sound faster than that of a gas such as air. The object E to be inspected is, for example, a solid material, and more specifically, for example, a metal, glass, resin material, or a composite material such as CFRP (carbon fiber reinforced plastic, Carbon-Fiber Reinforced Plastics). Further, in the example of FIG. 1, the inspected body E has a defective portion D inside. The defective portion D is a cavity or the like. In the body E to be inspected, the portion other than the defective portion D is referred to as a sound portion N.

走査計測装置1は、探触子P(図4参照)を備え、超音波ビームUを放出する送信プローブ110と、偏心配置受信プローブ120とを有する。送信プローブ110は、送信プローブ走査部103を介して筐体101に設置され、超音波ビームUを放出する。偏心配置受信プローブ120は、被検査体Eに関して送信プローブ110の反対側に設置されて超音波ビームUを受信する受信プローブ121である。偏心配置受信プローブ120は、送信プローブ110の送信音軸AX1とは異なる位置に受信音軸AX2を有する。送信音軸AX1と受信音軸AX2との距離が偏心距離Lである。偏心配置受信プローブ120は、受信プローブ走査部104を介して筐体101に設置される。
なお、本明細書においては、超音波を受信する受信プローブ121のうち,偏心距離Lがゼロ以上の位置に配置されたものを偏心配置受信プローブ120と定義し、偏心距離Lがゼロの位置に配置されたものを同軸配置受信プローブ140と定義する。言い換えると、受信プローブ121は、偏心配置受信プローブ120と同軸配置受信プローブ140を包括する用語である。
The scanning measuring device 1 includes a probe P (see FIG. 4), and has a transmitting probe 110 that emits an ultrasonic beam U and an eccentric arrangement receiving probe 120. The transmission probe 110 is installed in the housing 101 via the transmission probe scanning unit 103, and emits the ultrasonic beam U. The eccentric arrangement receiving probe 120 is a receiving probe 121 installed on the opposite side of the transmitting probe 110 with respect to the inspected body E to receive the ultrasonic beam U. The eccentric arrangement receiving probe 120 has a receiving sound axis AX2 at a position different from the transmitting sound axis AX1 of the transmitting probe 110. The distance between the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 is the eccentric distance L. The eccentric arrangement receiving probe 120 is installed in the housing 101 via the receiving probe scanning unit 104.
In the present specification, among the receiving probes 121 that receive ultrasonic waves, those arranged at a position where the eccentric distance L is zero or more are defined as an eccentric arrangement receiving probe 120, and the eccentric distance L is set to a position where the eccentric distance L is zero. The arranged one is defined as the coaxially arranged receiving probe 140. In other words, the receiving probe 121 is a term that includes the eccentric arrangement receiving probe 120 and the coaxially arranged receiving probe 140.

ここで、「送信プローブ110の反対側」とは、被検査体Eにより区切られる2つの空間のうち、送信プローブ110が位置する空間と反対側(z軸方向において反対側)の空間という意味であり、x、y座標が同一の反対側(つまり、xy平面に関して面対称の位置)という意味ではない。図1に示す通り、送信音軸AX1と、受信音軸AX2とが、偏心距離Lだけずれるよう、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120が設置される。なお、送信音軸AX1、受信音軸AX2、偏心距離Lの具体的内容については後記する。 Here, "the opposite side of the transmission probe 110" means the space on the opposite side (opposite side in the z-axis direction) of the space in which the transmission probe 110 is located, out of the two spaces separated by the object E to be inspected. Yes, it does not mean that the x and y coordinates are on the same opposite side (that is, the positions symmetrical with respect to the xy plane). As shown in FIG. 1, the transmission probe 110 and the eccentric arrangement reception probe 120 are installed so that the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 deviate by the eccentric distance L. The specific contents of the transmission sound axis AX1, the reception sound axis AX2, and the eccentric distance L will be described later.

受信プローブ走査部104が移動することにより、偏心配置受信プローブ120は試料台102をx軸及びy軸方向に走査する。送信プローブ110と偏心配置受信プローブ120とは、被検査体Eをはさんでx軸方向、あるいは、y軸方向に対して偏心距離Lを保ちながら走査する(太両矢印)。 As the receiving probe scanning unit 104 moves, the eccentric arrangement receiving probe 120 scans the sample table 102 in the x-axis and y-axis directions. The transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 scan while maintaining the eccentric distance L in the x-axis direction or the y-axis direction with the inspected object E sandwiched between them (thick double-headed arrow).

なお、走査計測装置1では、いずれも詳細は後記するが、偏心距離Lは以下のように設定されている。即ち、偏心距離Lが、超音波ビームUの、被検査体Eの欠陥部Dでの散乱により生じる散乱波U1を受信可能な距離に設定されている。又は、被検査体Eの欠陥部Dへの入射時の偏心配置受信プローブ120での受信信号強度が被検査体Eの健全部Nへの入射時の受信信号強度よりも大きくなるように、偏心距離Lが設定されている。又は、偏心距離Lが、被検査体Eの健全部Nへの照射時にノイズ以外の受信信号が検出されない距離に設定されている。 The details of each of the scanning measuring devices 1 will be described later, but the eccentric distance L is set as follows. That is, the eccentric distance L is set to a distance at which the scattered wave U1 generated by the scattering of the ultrasonic beam U at the defective portion D of the inspected body E can be received. Alternatively, the eccentric arrangement when the inspected body E is incident on the defective portion D is eccentric so that the received signal strength at the receiving probe 120 is larger than the received signal strength when the inspected body E is incident on the healthy portion N. The distance L is set. Alternatively, the eccentricity distance L is set to a distance at which a received signal other than noise is not detected when the sound portion N of the inspected body E is irradiated.

走査計測装置1は、送信音軸AX1と受信音軸AX2との偏心距離Lがゼロよりも大きくなるように、送信プローブ110又は偏心配置受信プローブ120の少なくとも一方の位置を調整する偏心距離調整部105を備える。偏心距離調整部105(偏心距離調整機構)は、筐体101に設置されている受信プローブ走査部104に備えられている。そして、偏心距離調整部105には偏心配置受信プローブ120が備えられている。偏心距離調整部105により、受信プローブ走査部104の位置から独立して偏心配置受信プローブ120を移動でき、受信音軸AX2と送信音軸AX1とのずれが偏心距離Lになるように設定できる。なお、偏心距離調整部105は送信プローブ走査部103側に設けてもよい。即ち、受信音軸AX2と送信音軸AX1とのずれが偏心距離Lになるように設定できれば良いのであるから、偏心距離調整部105を受信プローブ121側に設けても、送信プローブ110側に設けてもよい。 The scanning measuring device 1 is an eccentric distance adjusting unit that adjusts the position of at least one of the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 so that the eccentric distance L between the transmitting sound axis AX1 and the receiving sound axis AX2 becomes larger than zero. 105 is provided. The eccentric distance adjusting unit 105 (eccentric distance adjusting mechanism) is provided in the receiving probe scanning unit 104 installed in the housing 101. The eccentric distance adjusting unit 105 is provided with an eccentric arrangement receiving probe 120. The eccentric distance adjusting unit 105 can move the eccentric arrangement receiving probe 120 independently of the position of the receiving probe scanning unit 104, and the deviation between the receiving sound axis AX2 and the transmitting sound axis AX1 can be set to be the eccentric distance L. The eccentric distance adjusting unit 105 may be provided on the transmission probe scanning unit 103 side. That is, it suffices if the deviation between the reception sound axis AX2 and the transmission sound axis AX1 can be set to be the eccentric distance L. Therefore, even if the eccentric distance adjusting unit 105 is provided on the reception probe 121 side, it is provided on the transmission probe 110 side. You may.

走査計測装置1には、制御装置2が接続されている。制御装置2は、走査計測装置1の駆動を制御するものであり、送信プローブ走査部103及び受信プローブ走査部104に指示することで、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120の移動(走査)を制御する。送信プローブ走査部103及び受信プローブ走査部104がx軸及びy軸方向に同期して移動することにより、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120は被検査体Eをx軸及びy軸方向に走査する。さらに、制御装置2は、送信プローブ110から超音波ビームUを放出し、偏心配置受信プローブ120から取得した信号に基づいて波形解析を行う。 A control device 2 is connected to the scanning measurement device 1. The control device 2 controls the drive of the scanning measurement device 1, and moves (scans) the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 by instructing the transmitting probe scanning unit 103 and the receiving probe scanning unit 104. Control. As the transmitting probe scanning unit 103 and the receiving probe scanning unit 104 move synchronously in the x-axis and y-axis directions, the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 scan the inspected object E in the x-axis and y-axis directions. do. Further, the control device 2 emits an ultrasonic beam U from the transmitting probe 110 and performs waveform analysis based on the signal acquired from the eccentric arrangement receiving probe 120.

なお、本実施形態では、被検査体Eが試料台102を介して筐体101に固定された状態、つまり、被検査体Eは筐体101に対し固定された状態で、送信プローブ110と偏心配置受信プローブ120とを走査する例を示している。これとは逆に、送信プローブ110と偏心配置受信プローブ120とが筐体101に対して固定され、被検査体Eが移動することで、走査が行われる構成としてもよい。 In the present embodiment, the inspected body E is fixed to the housing 101 via the sample table 102, that is, the inspected body E is fixed to the housing 101 and is eccentric with the transmission probe 110. An example of scanning with the arrangement receiving probe 120 is shown. On the contrary, the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 may be fixed to the housing 101, and the object E to be inspected may move to perform scanning.

送信プローブ110と被検査体Eとの間、及び偏心配置受信プローブ120と被検査体Eとの間には気体である気相が介在する。言い換えると、超音波検査装置Zは、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120のいずれも被検査体Eに接触しない、非接触型の超音波検査装置Zである。 A gas phase, which is a gas, is interposed between the transmitting probe 110 and the inspected body E, and between the eccentric arrangement receiving probe 120 and the inspected body E. In other words, the ultrasonic inspection device Z is a non-contact type ultrasonic inspection device Z in which neither the transmission probe 110 nor the eccentric arrangement receiving probe 120 comes into contact with the inspected object E.

送信プローブ110は、収束型の送信プローブ110である。一方で、偏心配置受信プローブ120は、収束性が送信プローブ110よりも緩いプローブを用いる。本実施形態では、偏心配置受信プローブ120には探触子面が平面である非収束型のプローブを用いている。このような、非収束型の偏心配置受信プローブ120を用いることで、幅広い範囲について欠陥部Dの情報を収集することができる。 The transmission probe 110 is a convergent transmission probe 110. On the other hand, the eccentric arrangement receiving probe 120 uses a probe whose convergence is looser than that of the transmitting probe 110. In the present embodiment, the eccentric arrangement receiving probe 120 uses a non-convergent probe having a planar probe surface. By using such a non-convergent eccentric arrangement receiving probe 120, it is possible to collect information on the defect portion D over a wide range.

本実施形態では、送信プローブ110に対して、図1のx軸方向に偏心距離Lだけ偏心配置受信プローブ120がずらされて配置されているが、図1のy軸方向にずらされた状態で偏心配置受信プローブ120が配置されてもよい。あるいは、x軸方向にL1、y軸方向にL2(即ち、送信プローブ110のxy平面での位置を原点とすると、(L1,L2)の位置)に偏心配置受信プローブ120が配置されてもよい。 In the present embodiment, the receiving probe 120 is displaced by the eccentric distance L in the x-axis direction of FIG. 1 with respect to the transmitting probe 110, but is displaced in the y-axis direction of FIG. The eccentric arrangement receiving probe 120 may be arranged. Alternatively, the eccentric arrangement receiving probe 120 may be arranged at L1 in the x-axis direction and L2 in the y-axis direction (that is, the positions of (L1, L2) when the position of the transmitting probe 110 in the xy plane is the origin). ..

図2Aは、送信音軸AX1、受信音軸AX2及び偏心距離Lを説明する図であり、送信音軸AX1及び受信音軸AX2が鉛直方向に延びる場合である。図2Bは、送信音軸AX1、受信音軸AX2及び偏心距離Lを説明する図であり、送信音軸AX1及び受信音軸AX2が傾斜して延びる場合である。 FIG. 2A is a diagram illustrating a transmission sound axis AX1, a reception sound axis AX2, and an eccentric distance L, and is a case where the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 extend in the vertical direction. FIG. 2B is a diagram illustrating a transmission sound axis AX1, a reception sound axis AX2, and an eccentric distance L, and is a case where the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 are inclined and extended.

音軸とは、超音波ビームUの中心軸と定義される。ここで、送信音軸AX1は、送信プローブ110が放出する超音波ビームUの伝搬経路の音軸と定義される。言い換えると、送信音軸AX1は、送信プローブ110が放出する超音波ビームUの伝搬経路の中心軸である。送信音軸AX1は、図2Bに示すように、被検査体Eの界面による屈折を含めることとする。つまり、図2Bに示すように、送信プローブ110から放出された超音波ビームUが、被検査体Eの界面で屈折する場合は、その超音波ビームUの伝搬経路の中心(音軸)が送信音軸AX1となる。 The sound axis is defined as the central axis of the ultrasonic beam U. Here, the transmission sound axis AX1 is defined as the sound axis of the propagation path of the ultrasonic beam U emitted by the transmission probe 110. In other words, the transmission sound axis AX1 is the central axis of the propagation path of the ultrasonic beam U emitted by the transmission probe 110. As shown in FIG. 2B, the transmission sound axis AX1 includes refraction due to the interface of the inspected body E. That is, as shown in FIG. 2B, when the ultrasonic beam U emitted from the transmission probe 110 is refracted at the interface of the inspected object E, the center (sound axis) of the propagation path of the ultrasonic beam U is transmitted. It becomes the sound axis AX1.

また、受信音軸AX2は、偏心配置受信プローブ120が超音波ビームUを放出すると想定した場合の仮想超音波ビームの伝搬経路の音軸と定義される。言い換えると、受信音軸AX2は、偏心配置受信プローブ120が超音波ビームUを放出すると想定した場合の仮想超音波ビームの中心軸である。
具体例として、探触子面が平面状である非収束型の受信プローブの場合を述べる。この場合、受信音軸AX2の方向は探触子面の法線方向であり、探触子面の中心点を通る軸が受信音軸AX2になる。探触子面が長方形の場合は、その中心点は長方形の対角線の交点と定義する。
受信音軸AX2の方向が探触子面の法線方向である理由は、その受信プローブから放射する仮想的な超音波ビームが探触子面の法線方向に出射するからである。超音波を受信する場合も、探触子面の法線方向で入射する超音波ビームが感度よく受信できる。
Further, the reception sound axis AX2 is defined as the sound axis of the propagation path of the virtual ultrasonic beam when it is assumed that the eccentric arrangement reception probe 120 emits the ultrasonic beam U. In other words, the reception sound axis AX2 is the central axis of the virtual ultrasonic beam assuming that the eccentric arrangement receiving probe 120 emits the ultrasonic beam U.
As a specific example, the case of a non-convergent receiving probe having a planar probe surface will be described. In this case, the direction of the received sound axis AX2 is the normal direction of the probe surface, and the axis passing through the center point of the probe surface is the received sound axis AX2. If the probe surface is rectangular, its center point is defined as the intersection of the diagonals of the rectangle.
The reason that the direction of the reception sound axis AX2 is the normal direction of the probe surface is that the virtual ultrasonic beam radiated from the reception probe is emitted in the normal direction of the probe surface. Even when receiving ultrasonic waves, the ultrasonic beam incident in the normal direction of the probe surface can be received with high sensitivity.

偏心距離Lとは、送信音軸AX1と、受信音軸AX2とのずれの距離で定義される。従って、図2Bに示すように、送信プローブ110から放出された超音波ビームUが屈折する場合、偏心距離Lは、屈折している送信音軸AX1と、受信音軸AX2とのずれの距離で定義される。本実施形態の超音波検査装置Zは、このように定義される偏心距離Lが、ゼロより大きな距離となるよう、偏心距離調整部105によって送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120が調整される。これにより、送信プローブ110から放出され、欠陥部Dの周囲を透過した超音波ビームUを減らし、受信プローブ121での欠陥部Dに由来する信号変化を検出し易くできる。 The eccentric distance L is defined by the distance between the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2. Therefore, as shown in FIG. 2B, when the ultrasonic beam U emitted from the transmission probe 110 is refracted, the eccentricity distance L is the distance between the refracting transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2. Defined. In the ultrasonic inspection apparatus Z of the present embodiment, the transmission probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 are adjusted by the eccentric distance adjusting unit 105 so that the eccentric distance L defined in this way is a distance larger than zero. As a result, the ultrasonic beam U emitted from the transmitting probe 110 and transmitted around the defective portion D can be reduced, and the signal change derived from the defective portion D in the receiving probe 121 can be easily detected.

ただし、本実施形態では、好ましい例として、偏心配置受信プローブ120は、欠陥部Dでの超音波ビームUの散乱により生じた散乱波U1を受信する。欠陥部Dの存在により散乱波U1が生成するため、散乱波U1の検出により、欠陥部Dの検出精度を更に向上できる。以下の例では、説明の簡略化のために、散乱波U1を受信可能な位置に設置された偏心配置受信プローブ120を例に挙げて、本実施形態を説明する。 However, in the present embodiment, as a preferred example, the eccentric arrangement receiving probe 120 receives the scattered wave U1 generated by the scattering of the ultrasonic beam U at the defect portion D. Since the scattered wave U1 is generated by the presence of the defective portion D, the detection accuracy of the defective portion D can be further improved by detecting the scattered wave U1. In the following example, for the sake of simplification of the description, the present embodiment will be described by taking as an example an eccentric arrangement receiving probe 120 installed at a position where the scattered wave U1 can be received.

図2Aは、送信プローブ110を被検査体Eの表面における法線方向に配置した場合を示している。図2A及び図2Bにおいて、送信音軸AX1を実線の矢印で示している。また、受信音軸AX2を一点鎖線の矢印で示している。なお、図2A及び図2Bにおいて、破線で示す受信プローブ121の位置が偏心距離Lがゼロの位置であり、送信音軸AX1と受信音軸AX2とが一致する受信プローブ121は同軸配置受信プローブ140である。また、実線で示す受信プローブ121はゼロより大きな偏心距離Lの位置に配置されている偏心配置受信プローブ120である。送信音軸AX1が水平面(図1のxy平面)に対して垂直になるように送信プローブ110が設置される場合、超音波ビームUの伝搬経路は屈折しない。つまり、送信音軸AX1は屈折しない。 FIG. 2A shows a case where the transmission probe 110 is arranged in the normal direction on the surface of the inspected body E. In FIGS. 2A and 2B, the transmission sound axis AX1 is indicated by a solid arrow. Further, the received sound axis AX2 is indicated by an arrow of a alternate long and short dash line. In FIGS. 2A and 2B, the position of the receiving probe 121 shown by the broken line is the position where the eccentric distance L is zero, and the receiving probe 121 in which the transmitting sound axis AX1 and the receiving sound axis AX2 coincide with each other is the coaxially arranged receiving probe 140. Is. Further, the receiving probe 121 shown by a solid line is an eccentric arrangement receiving probe 120 arranged at a position having an eccentric distance L larger than zero. When the transmission probe 110 is installed so that the transmission sound axis AX1 is perpendicular to the horizontal plane (xy plane in FIG. 1), the propagation path of the ultrasonic beam U is not refracted. That is, the transmission sound axis AX1 is not refracted.

図2Bは、送信プローブ110を被検査体Eの表面における法線方向から角度αだけ傾けて配置した場合を示す図である。図2Bでも図2Aと同様、送信音軸AX1を実線の矢印で示し、受信音軸AX2を一点鎖線の矢印で示している。図2Bに示す例の場合、前記したように、被検査体Eと空気との界面で、超音波ビームUの伝搬経路が屈折角βで屈折する。そのため、送信音軸AX1は、図2Bの実線矢印で示すように折れ曲がる(屈折する)。この場合、破線で示した同軸配置受信プローブ140の位置は、送信音軸AX1上に位置するため偏心距離Lがゼロの位置である。そして、前記したように、超音波ビームUが屈折する場合であっても、偏心配置受信プローブ120は、送信音軸AX1と受信音軸AX2との距離がLになるように、配置される。なお、図1に示す例では、送信プローブ110を被検査体Eの表面における法線方向に設置しているので、偏心距離Lは、図2Aに示すようなものとなる。 FIG. 2B is a diagram showing a case where the transmission probe 110 is arranged at an angle α from the normal direction on the surface of the inspected body E. In FIG. 2B as well as in FIG. 2A, the transmission sound axis AX1 is indicated by a solid arrow, and the reception sound axis AX2 is indicated by a one-dot chain line arrow. In the case of the example shown in FIG. 2B, as described above, the propagation path of the ultrasonic beam U is refracted at the refraction angle β at the interface between the inspected body E and the air. Therefore, the transmission sound axis AX1 bends (refracts) as shown by the solid arrow in FIG. 2B. In this case, the position of the coaxially arranged receiving probe 140 shown by the broken line is the position where the eccentric distance L is zero because it is located on the transmission sound axis AX1. Then, as described above, even when the ultrasonic beam U is refracted, the eccentric arrangement receiving probe 120 is arranged so that the distance between the transmitting sound axis AX1 and the receiving sound axis AX2 is L. In the example shown in FIG. 1, since the transmission probe 110 is installed in the normal direction on the surface of the inspected body E, the eccentric distance L is as shown in FIG. 2A.

偏心距離Lは、被検査体Eの健全部Nでの受信信号よりも、欠陥部Dでの信号強度の方が大きくなるような位置に設定する。この点については後記する。 The eccentricity distance L is set at a position where the signal strength at the defective portion D is larger than the received signal at the healthy portion N of the inspected body E. This point will be described later.

図3は、制御装置2の機能ブロック図である。制御装置2は、送信系統210と、受信系統220と、データ処理部201と、スキャンコントローラ204と、駆動部202と、位置計測部203とを備える。 FIG. 3 is a functional block diagram of the control device 2. The control device 2 includes a transmission system 210, a reception system 220, a data processing unit 201, a scan controller 204, a drive unit 202, and a position measurement unit 203.

送信系統210は、送信プローブ110への印加電圧を生成する系統である。送信系統210は、波形発生器211及び出力アンプ212を備える。波形発生器211でバースト波信号が発生する。そして、発生したバースト波信号は出力アンプ212で増幅される。出力アンプ212から出力された電圧は送信プローブ110に印加される。 The transmission system 210 is a system that generates a voltage applied to the transmission probe 110. The transmission system 210 includes a waveform generator 211 and an output amplifier 212. A burst wave signal is generated by the waveform generator 211. Then, the generated burst wave signal is amplified by the output amplifier 212. The voltage output from the output amplifier 212 is applied to the transmission probe 110.

受信系統220は、偏心配置受信プローブ120から出力される受信信号を検出する系統である。偏心配置受信プローブ120から出力された信号は、信号アンプ222に入力されて増幅される。増幅された信号は、波形解析部221に入力される。波形解析部221は、受信信号から後記する信号強度データ(図6参照)を生成する。生成された信号強度データはデータ処理部201に送られる。 The receiving system 220 is a system for detecting a received signal output from the eccentric arrangement receiving probe 120. The signal output from the eccentric arrangement receiving probe 120 is input to the signal amplifier 222 and amplified. The amplified signal is input to the waveform analysis unit 221. The waveform analysis unit 221 generates signal strength data (see FIG. 6) described later from the received signal. The generated signal strength data is sent to the data processing unit 201.

データ処理部201は、被検査体Eの欠陥部Dに関する情報を画像化したり、欠陥部Dの存在の有無を検出したりするといった、取得した情報を所望の形態に処理する。なお、データ処理部201で生成された画像や情報は表示装置3に表示される。 The data processing unit 201 processes the acquired information into a desired form, such as imaging information about the defect portion D of the inspected body E and detecting the presence or absence of the defect portion D. The images and information generated by the data processing unit 201 are displayed on the display device 3.

スキャンコントローラ204は、図1に示す送信プローブ走査部103及び受信プローブ104を駆動制御する。送信プローブ走査部103及び受信プローブ104の駆動制御は、駆動部202を通じて行われる。また、スキャンコントローラ204は、位置計測部203を介して、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120の位置情報を計測する。 The scan controller 204 drives and controls the transmission probe scanning unit 103 and the reception probe 104 shown in FIG. The drive control of the transmission probe scanning unit 103 and the reception probe 104 is performed through the drive unit 202. Further, the scan controller 204 measures the position information of the transmission probe 110 and the eccentric arrangement reception probe 120 via the position measurement unit 203.

ここで、データ処理部201は、スキャンコントローラ204から受け取る送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120の位置情報を基にして、それぞれの位置での信号強度データをプロットして画像化し、表示装置3に表示する。後記するように、本実施形態では、欠陥部Dで取得した信号強度データは、健全部Nの信号強度データよりも大きい。従って、送信プローブ110の(x,y)走査位置に対して信号強度データをプロットすると、(x,y)位置のどこに欠陥があるかを示す画像が取得できる。この欠陥位置を示す画像を表示装置3が表示する。 Here, the data processing unit 201 plots and images the signal strength data at each position based on the position information of the transmission probe 110 and the eccentric arrangement reception probe 120 received from the scan controller 204, and displays the image on the display device 3. indicate. As will be described later, in the present embodiment, the signal strength data acquired by the defective portion D is larger than the signal strength data of the sound portion N. Therefore, when the signal strength data is plotted against the (x, y) scanning position of the transmission probe 110, an image showing where the defect is located at the (x, y) position can be obtained. The display device 3 displays an image showing the defect position.

図4は、送信プローブ110の構造を示す断面模式図である。図4では、簡略化のために、放出される超音波ビームUの外郭のみを図示しているが、実際には、探触子面114の全域にわたり、探触子面114の法線ベクトル方向に多数の超音波ビームUが放出される。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the transmission probe 110. In FIG. 4, only the outer shell of the emitted ultrasonic beam U is shown for simplification, but in reality, the normal vector direction of the probe surface 114 covers the entire area of the probe surface 114. A large number of ultrasonic beams U are emitted.

送信プローブ110は、超音波ビームUを収束するように構成される。これにより、被検査体E中の微小な欠陥部Dを高精度に検出できる。微小な欠陥部Dを検出できる理由は後記する。送信プローブ110は、送信プローブ筐体115を備え、送信プローブ筐体115の内部に探触子Pを備える。探触子Pは、バッキング112と、振動子111と、整合層113とを備える。探触子Pは、リード線118により、コネクタ116に接続されている。さらに、コネクタ116はリード線117により電源装置(図示しない)及び制御装置2に接続される。 The transmission probe 110 is configured to converge the ultrasonic beam U. As a result, the minute defect portion D in the inspected body E can be detected with high accuracy. The reason why the minute defect portion D can be detected will be described later. The transmission probe 110 includes a transmission probe housing 115, and a probe P inside the transmission probe housing 115. The probe P includes a backing 112, an oscillator 111, and a matching layer 113. The probe P is connected to the connector 116 by a lead wire 118. Further, the connector 116 is connected to the power supply device (not shown) and the control device 2 by the lead wire 117.

図5Aは、偏心配置受信プローブ120からの受信波形であり、被検査体Eの健全部Nでの受信波形を示す図である。図5Bは、偏心配置受信プローブ120からの受信波形であり、被検査体Eの欠陥部Dでの受信波形を示す図である。図5Bは、被検査体E内に設けられた幅2mm幅の空洞(欠陥部D)のxy座標位置に送信プローブ110を配置したときの受信信号を示す。なお、図5A及び図5Bにおいて、時間はバースト波が送信プローブ110に印加されてからの経過時間を示し、被検査体Eとして厚さ2mmのステンレス板を用いた。送信プローブ110には周波数800kHzのバースト波を印加した。より具体的には、10波の正弦波で構成されるバースト波を一定周期で被検査体Eに印加した。 FIG. 5A is a reception waveform from the eccentric arrangement reception probe 120, and is a diagram showing a reception waveform at the sound portion N of the inspected body E. FIG. 5B is a reception waveform from the eccentric arrangement reception probe 120, and is a diagram showing a reception waveform at the defective portion D of the inspected body E. FIG. 5B shows a received signal when the transmitting probe 110 is arranged at the xy coordinate position of the cavity (defect portion D) having a width of 2 mm provided in the object E to be inspected. In FIGS. 5A and 5B, the time indicates the elapsed time since the burst wave was applied to the transmission probe 110, and a stainless steel plate having a thickness of 2 mm was used as the inspected body E. A burst wave having a frequency of 800 kHz was applied to the transmission probe 110. More specifically, a burst wave composed of 10 sine waves was applied to the inspected object E at regular intervals.

図5Aでは、有意な信号は観測されていないが、図5Bでは、バースト波が送信プローブ110に印加されてから90マイクロ秒後に有意な信号が観測されている。この有意な信号が観測されるまでの90マイクロ秒の遅れは、超音波ビームUの放出から偏心配置受信プローブ120への散乱波U1の到達までに時間がかかるためである。具体的には、空中の音速が340(m/s)であるのに対し、被検査体Eを構成するステンレス中では6000(m/s)程度であるため、90マイクロ秒の遅れが発生する。 In FIG. 5A, no significant signal was observed, but in FIG. 5B, a significant signal was observed 90 microseconds after the burst wave was applied to the transmission probe 110. The 90 microsecond delay until this significant signal is observed is due to the time it takes for the scattered wave U1 to reach the eccentric arrangement receiving probe 120 from the emission of the ultrasonic beam U. Specifically, while the speed of sound in the air is 340 (m / s), it is about 6000 (m / s) in the stainless steel constituting the object E to be inspected, so a delay of 90 microseconds occurs. ..

図6は、信号強度データのプロットの例を示す図である。この例では、幅2mmの欠陥部Dに対し、送信プローブ110と偏心配置受信プローブ120とをx軸方向に走査し、x軸位置での受信信号(図5Bに示す受信信号)から抽出した信号強度データをプロットしている。本実施形態では、信号強度データの抽出方法は、図5Bに示す受信信号のPeak To Peak値、即ち、適切な時間領域での最大値と最小値との差を抽出した。信号強度データの抽出方法の他の例として、図5Bに示す受信信号が、短時間フーリエ変換などの信号処理により周波数成分に変換され、適切な周波数成分の強度が抽出されてもよい。さらには、信号強度データとして、適切な参照波を基準として、相関関数が計算されてもよい。このようにして信号強度データが、送信プローブ110の各走査位置に対応して取得される。 FIG. 6 is a diagram showing an example of plotting signal strength data. In this example, the transmission probe 110 and the eccentric arrangement reception probe 120 are scanned in the x-axis direction for the defective portion D having a width of 2 mm, and the signal is extracted from the reception signal (receive signal shown in FIG. 5B) at the x-axis position. The intensity data is plotted. In the present embodiment, the signal strength data extraction method extracts the Peak To Peak value of the received signal shown in FIG. 5B, that is, the difference between the maximum value and the minimum value in an appropriate time domain. As another example of the method for extracting signal strength data, the received signal shown in FIG. 5B may be converted into a frequency component by signal processing such as a short-time Fourier transform, and the strength of an appropriate frequency component may be extracted. Further, as the signal strength data, the correlation function may be calculated with reference to an appropriate reference wave. In this way, the signal strength data is acquired corresponding to each scanning position of the transmission probe 110.

図6に示した信号強度データのプロットにおいて、2mm幅の空洞(欠陥部D)は、図6の符号D1に対応する。被検査体Eの健全部N(符号D1以外の部分)ではノイズレベルの信号であるのに対し、内部に欠陥部Dがある位置(符号D1)では、受信信号が有意に大きくなっていることがわかる。 In the plot of the signal strength data shown in FIG. 6, the cavity having a width of 2 mm (defect portion D) corresponds to the reference numeral D1 in FIG. The sound level signal is in the sound portion N (the portion other than the reference numeral D1) of the inspected body E, whereas the received signal is significantly larger in the position where the defective portion D is inside (reference numeral D1). I understand.

そこで、偏心距離調整部105は、欠陥部Dへの入射時の偏心配置受信プローブ120での受信信号強度が健全部Nへの入射時の受信信号強度よりも大きくなるように、偏心距離Lを調整することが好ましい。このようにすることで、受信信号強度に基づいて、欠陥部Dを検出できる。このような偏心距離Lは、例えば、散乱波U1(後記する)を受信可能な位置に配置した偏心配置受信プローブ120の受信音軸AX2と送信プローブ110の送信音軸AX1との距離である。偏心距離調整部105は、例えば、いずれも図示しないが、アクチュエータ、モータ等により構成される。 Therefore, the eccentric distance adjusting unit 105 sets the eccentric distance L so that the intensity of the received signal at the time of incident on the defective portion D is larger than the intensity of the received signal at the time of incident on the sound portion N. It is preferable to adjust. By doing so, the defective portion D can be detected based on the received signal strength. Such an eccentric distance L is, for example, a distance between the reception sound axis AX2 of the eccentric arrangement reception probe 120 and the transmission sound axis AX1 of the transmission probe 110 arranged at a position where the scattered wave U1 (described later) can be received. The eccentric distance adjusting unit 105 is composed of, for example, an actuator, a motor, or the like, although none of them is shown.

また、偏心距離調整部105は、偏心距離Lを、健全部Nへの照射時にノイズ以外の受信信号が検出されない距離に調整することが好ましい。即ち、偏心距離調整部105は、被検査体Eの健全部Nでは有意の受信信号が出ないように偏心距離Lを設定することが好ましい。このようにすることで、SN比を増大させ、ノイズ以外の受信信号が検出された場所を欠陥部Dを判断でき、欠陥部Dを検出できる。 Further, it is preferable that the eccentric distance adjusting unit 105 adjusts the eccentric distance L to a distance at which a received signal other than noise is not detected when the sound portion N is irradiated. That is, it is preferable that the eccentric distance adjusting unit 105 sets the eccentric distance L so that a significant received signal is not output in the sound portion N of the inspected body E. By doing so, the SN ratio can be increased, the defective portion D can be determined at the location where the received signal other than noise is detected, and the defective portion D can be detected.

偏心距離Lは、例えば、被検査体Eと同じ材料で構成され、かつ、内部に欠陥部Dを有する標準試料を使用して決定できる。そして、標準試料の欠陥部Dへの超音波ビームUの照射し、超音波ビームU又は散乱波U1を受信可能な位置に基づき、偏心距離Lを決定できる。 The eccentricity distance L can be determined, for example, by using a standard sample made of the same material as the inspected body E and having a defect portion D inside. Then, the defect portion D of the standard sample is irradiated with the ultrasonic beam U, and the eccentric distance L can be determined based on the position where the ultrasonic beam U or the scattered wave U1 can be received.

送信プローブ110をx軸方向のみの1次元で走査した場合は、表示装置3には図6に示す信号強度データのグラフ(信号強度グラフG)が表示される。送信プローブ110の走査方向がx軸方向及びy軸方向の2次元の場合については、信号強度データをプロットすることで、欠陥位置が2次元画像として示され、それが表示装置3に表示される。 When the transmission probe 110 is scanned in one dimension only in the x-axis direction, the display device 3 displays a graph of signal strength data (signal strength graph G) shown in FIG. When the scanning direction of the transmission probe 110 is two-dimensional in the x-axis direction and the y-axis direction, the defect position is shown as a two-dimensional image by plotting the signal strength data, and the defect position is displayed on the display device 3. ..

図7Aは、本実施形態における超音波ビームUの伝搬経路であって、健全部Nに超音波ビームUが入射した場合を示す図である。図7Bは、本実施形態における超音波ビームUの伝搬経路であって、欠陥部Dに超音波ビームUが入射した場合を示す図である。 FIG. 7A is a propagation path of the ultrasonic beam U in the present embodiment, and is a diagram showing a case where the ultrasonic beam U is incident on the sound portion N. FIG. 7B is a propagation path of the ultrasonic beam U in the present embodiment, and is a diagram showing a case where the ultrasonic beam U is incident on the defective portion D.

図7A及び図7Bに示されるように、送信プローブ110から放出された超音波ビームUは被検査体Eに入射する。図7Aに示すように、健全部Nに超音波ビームUが入射した場合、超音波ビームUは送信音軸AX1に向かって収束するように通過する。そのため、偏心距離Lを保って配置されている偏心配置受信プローブ120では受信信号が観測されない。これに対し、図7Bに示すように、欠陥部Dに超音波ビームUが入射された場合、欠陥部Dで超音波ビームUが散乱され、その散乱波U1が偏心設置された偏心配置受信プローブ120で受信される。そのため、有意な受信信号が観測される。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the ultrasonic beam U emitted from the transmission probe 110 is incident on the inspected body E. As shown in FIG. 7A, when the ultrasonic beam U is incident on the sound portion N, the ultrasonic beam U passes so as to converge toward the transmission sound axis AX1. Therefore, the received signal is not observed by the eccentric arrangement receiving probe 120 arranged while maintaining the eccentric distance L. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the ultrasonic beam U is incident on the defective portion D, the ultrasonic beam U is scattered by the defective portion D, and the scattered wave U1 is eccentrically installed in the eccentric arrangement receiving probe. Received at 120. Therefore, a significant received signal is observed.

このように、被検査体Eにおける欠陥部Dにより散乱された散乱波U1が偏心配置受信プローブ120で観測される。そのため、健全部Nでの受信信号よりも欠陥部Dでの受信信号の方が大きくなる。即ち、信号が大きな位置に欠陥部Dがあると判定される。従って、偏心距離調整部105は、偏心距離Lを、照射された超音波ビームUの、被検査体Eの欠陥部Dでの散乱により生じる散乱波U1を受信可能な距離に調整することが好ましい。このようにすることで、欠陥部Dに特有の散乱波U1を検出でき、欠陥部Dの検出精度を向上できる。 In this way, the scattered wave U1 scattered by the defect portion D in the inspected body E is observed by the eccentric arrangement receiving probe 120. Therefore, the received signal in the defective portion D is larger than the received signal in the sound portion N. That is, it is determined that the defect portion D is located at a position where the signal is large. Therefore, it is preferable that the eccentric distance adjusting unit 105 adjusts the eccentric distance L to a distance at which the scattered wave U1 generated by the scattering of the irradiated ultrasonic beam U at the defective portion D of the inspected body E can be received. .. By doing so, the scattered wave U1 peculiar to the defective portion D can be detected, and the detection accuracy of the defective portion D can be improved.

偏心距離Lは、送信プローブ110から放出された超音波ビームUを受信せず、散乱波U1のみを選択的に受信できる長さになることが好ましい。これにより、SN比を増大させて、欠陥部Dの検出性能、特に検出感度を向上できる。ここで、「検出感度が高い」とは、従来法よりも小さな欠陥部Dを検出可能ということである。即ち、検出可能な欠陥部Dのサイズの下限が従来法よりも小さいことである。 The eccentricity distance L is preferably such that the ultrasonic beam U emitted from the transmission probe 110 is not received and only the scattered wave U1 can be selectively received. As a result, the SN ratio can be increased and the detection performance of the defective portion D, particularly the detection sensitivity, can be improved. Here, "high detection sensitivity" means that a defect portion D smaller than that of the conventional method can be detected. That is, the lower limit of the size of the detectable defect portion D is smaller than that of the conventional method.

ここで、比較例として、従来の超音波検査の手法を説明する。 Here, as a comparative example, a conventional ultrasonic inspection method will be described.

図8Aは、従来の超音波検査方法での超音波ビームUの伝搬経路を示す図であり、健全部Nへの入射時を示す図である。図8Bは、従来の超音波検査方法での超音波ビームUの伝搬経路を示す図であり、欠陥部Dへの入射時を示す図である。従来の超音波検査方法では、例えば特許文献1に記載されているように、送信音軸AX1と受信音軸AX2とが一致するように、送信プローブ110及び受信プローブ121としての同軸配置受信プローブ140が配置される。 FIG. 8A is a diagram showing a propagation path of the ultrasonic beam U in the conventional ultrasonic inspection method, and is a diagram showing the time of incident on the sound portion N. FIG. 8B is a diagram showing a propagation path of the ultrasonic beam U in the conventional ultrasonic inspection method, and is a diagram showing the time of incident on the defective portion D. In the conventional ultrasonic inspection method, for example, as described in Patent Document 1, the coaxially arranged receiving probe 140 as the transmitting probe 110 and the receiving probe 121 so that the transmitting sound axis AX1 and the receiving sound axis AX2 coincide with each other. Is placed.

図8Aに示すように、被検査体Eの健全部Nに超音波ビームUが入射された場合、超音波ビームUが被検査体Eを通過して同軸配置受信プローブ140に到達する。従って、受信信号が大きくなる。一方、図8Bに示すように、欠陥部Dに超音波ビームUが入射された場合、欠陥部Dにより超音波ビームUの透過が阻止されるために受信信号が減少する。このように受信信号の減少により欠陥部Dを検出する。これは、特許文献1に示されている通りである。 As shown in FIG. 8A, when the ultrasonic beam U is incident on the sound portion N of the inspected body E, the ultrasonic beam U passes through the inspected body E and reaches the coaxially arranged receiving probe 140. Therefore, the received signal becomes large. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the ultrasonic beam U is incident on the defective portion D, the received signal is reduced because the defective portion D blocks the transmission of the ultrasonic beam U. In this way, the defective portion D is detected by reducing the received signal. This is as shown in Patent Document 1.

ここで、図8A及び図8Bに示すように、欠陥部Dにおいて超音波ビームUの透過が阻止されることによって受信信号が減少し、欠陥部Dを検出する方法を、ここででは「阻止法」と呼ぶことにする。一方、本実施形態のように、欠陥部Dでの散乱波U1を検出する検査方法を「散乱法」と呼ぶことにする。 Here, as shown in FIGS. 8A and 8B, a method of detecting the defective portion D by reducing the received signal by blocking the transmission of the ultrasonic beam U in the defective portion D is described here as a “blocking method”. I will call it. On the other hand, the inspection method for detecting the scattered wave U1 in the defective portion D as in the present embodiment will be referred to as a "scattering method".

図9は、従来の超音波検査方法での信号強度データのプロットを示す図である。この図は、発明者らが、図8A及び図8Bに示す阻止法による超音波検査方法、即ち、送信音軸AX1と受信音軸AX2を一致させた配置で、上記の図6で用いられた被検査体Eと同じ欠陥部Dを有する被検査体Eを検査した信号強度グラフである。図9において、符号D1の部分が欠陥部Dに相当する部分である。 FIG. 9 is a diagram showing a plot of signal intensity data in a conventional ultrasonic inspection method. This figure was used in FIG. 6 above by the inventors in the ultrasonic inspection method by the blocking method shown in FIGS. 8A and 8B, that is, the arrangement in which the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 are matched. It is a signal strength graph which inspected the inspected body E which has the same defect part D as the inspected body E. In FIG. 9, the portion of the reference numeral D1 is a portion corresponding to the defect portion D.

図9では、欠陥部Dの中心位置(位置が0mm)で信号の減少が認められるが、その減少量は小さい。これは、超音波ビームUの大きさよりも小さな欠陥部Dでは、その周囲を透過する超音波ビームUが多いことに起因すると考えられる。このため、送信音軸AX1と受信音軸AX2とを一致させた阻止法では、欠陥部Dに由来する信号変化を検出し難く、検出感度が低い。 In FIG. 9, a decrease in the signal is observed at the center position (position is 0 mm) of the defect portion D, but the amount of decrease is small. It is considered that this is because the defect portion D, which is smaller than the size of the ultrasonic beam U, has a large number of ultrasonic beams U passing around the defect portion D. Therefore, in the blocking method in which the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 are matched, it is difficult to detect the signal change derived from the defective portion D, and the detection sensitivity is low.

これに対し、送信音軸AX1と受信音軸AX2とをずらすことで、偏心配置受信プローブ120が受信する信号強度のうち、超音波ビームUの大きさよりも小さな欠陥部Dの周囲を透過する超音波ビームUの信号を小さくできる。これにより、欠陥部Dに起因する信号強度を減少量を相対的に大きくし、欠陥部Dの検出性能、特に検出感度を向上できる。中でも、上記の図6に示すように、本実施形態に好適な散乱法による構成によれば、阻止法による図9の結果と比べると、欠陥部Dの位置を明確に検出できることがわかる。つまり、比較例である図9に示す受信結果と、図6に示す本実施形態による手法の受信結果とを比較すると、図6に示す本実施形態による手法の方が、高いSN比が得られる。 On the other hand, by shifting the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2, the signal strength received by the eccentric arrangement reception probe 120 is transmitted around the defect portion D smaller than the size of the ultrasonic beam U. The signal of the ultrasonic beam U can be reduced. As a result, the signal strength caused by the defect portion D can be reduced by a relatively large amount, and the detection performance of the defect portion D, particularly the detection sensitivity can be improved. Above all, as shown in FIG. 6 above, according to the configuration by the scattering method suitable for the present embodiment, it can be seen that the position of the defective portion D can be clearly detected as compared with the result of FIG. 9 by the blocking method. That is, when the reception result shown in FIG. 9, which is a comparative example, and the reception result of the method according to the present embodiment shown in FIG. 6 are compared, the method according to the present embodiment shown in FIG. 6 has a higher SN ratio. ..

このように、本実施形態の散乱法が高いSN比を得られる理由について、図10A及び図10Bを参照して説明する。 As described above, the reason why the scattering method of the present embodiment can obtain a high SN ratio will be described with reference to FIGS. 10A and 10B.

図10Aは、被検査体E内での欠陥部Dと超音波ビームUとの相互作用を示す図であり、直達する超音波ビームU(以下、「直達波U3」という)を受信する様子を示す図である。直達波U3については後記する。図10Bは、被検査体E内での欠陥部Dと超音波ビームUとの相互作用を示す図であり、散乱波U1を受信する様子を示す図である。ここでは、欠陥部Dの大きさが超音波ビームUの幅(以下、ビーム幅BWと称する)よりも小さい場合を考察する。ここでのビーム幅BWとは、欠陥部Dに到達した時の超音波ビームUの幅である。 FIG. 10A is a diagram showing the interaction between the defective portion D and the ultrasonic beam U in the inspected body E, and shows how the ultrasonic beam U (hereinafter referred to as “direct wave U3”) that reaches directly is received. It is a figure which shows. The epilogue U3 will be described later. FIG. 10B is a diagram showing the interaction between the defective portion D and the ultrasonic beam U in the inspected body E, and is a diagram showing how the scattered wave U1 is received. Here, a case where the size of the defect portion D is smaller than the width of the ultrasonic beam U (hereinafter referred to as the beam width BW) will be considered. The beam width BW here is the width of the ultrasonic beam U when it reaches the defect portion D.

また、図10A及び図10Bは、欠陥部D近傍の微小領域での超音波ビームUの形状を模式的に示しているので超音波ビームUを平行に描いてあるが、実際には収束させた超音波ビームUである。さらに、図10A及び図10Bでの受信プローブ121の位置は、わかりやすく説明するために概念的な位置を記入したものであり、受信プローブ121の位置と形状は正確にスケールされていない。即ち、欠陥部Dと超音波ビームUとの形状の拡大スケールで考えると、図10A及び図10Bに示す位置よりも、図面上下方向で離れた位置に受信プローブ121は位置する。ここで、受信プローブ121は、図10Aでは同軸配置受信プローブ140であり、図10Bでは偏心配置受信プローブ120を意味する。 Further, since FIGS. 10A and 10B schematically show the shape of the ultrasonic beam U in the minute region near the defect portion D, the ultrasonic beam U is drawn in parallel, but it is actually converged. The ultrasonic beam U. Further, the positions of the receiving probe 121 in FIGS. 10A and 10B are conceptually marked for easy understanding, and the positions and shapes of the receiving probe 121 are not accurately scaled. That is, considering the magnified scale of the shape of the defect portion D and the ultrasonic beam U, the receiving probe 121 is located at a position farther in the vertical direction of the drawing than the positions shown in FIGS. 10A and 10B. Here, the receiving probe 121 is a coaxially arranged receiving probe 140 in FIG. 10A, and means an eccentric arrangement receiving probe 120 in FIG. 10B.

超音波ビームUは、収束させて入射させても欠陥部D近傍ではある有限の幅を持つ。これを、欠陥部Dの位置でのビーム幅BWとする。ちなみに、図10A及び図10Bでは、欠陥部Dの位置でのビーム幅BWが欠陥部Dの大きさよりも広い場合を示している。 The ultrasonic beam U has a finite width in the vicinity of the defect portion D even if it is converged and incident. This is defined as the beam width BW at the position of the defective portion D. Incidentally, FIGS. 10A and 10B show a case where the beam width BW at the position of the defect portion D is wider than the size of the defect portion D.

図10Aは、送信音軸AX1と受信音軸AX2とを一致させた阻止法の場合を示す図である。欠陥部Dがビーム幅BWよりも小さい場合、一部の超音波ビームUは阻止されるので受信信号は減少するが、ゼロにはならない。例えば、欠陥部Dの断面積がビーム幅BWで規定されるビーム断面積の20%の場合、受信信号は概ね20%の減少に止まるので、欠陥部Dの検出が困難である。つまり、図10Aに示すような場合、欠陥部Dが存在する箇所では、受信信号が20%減少するにとどまる(図9参照)。 FIG. 10A is a diagram showing the case of a blocking method in which the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 are matched. When the defect portion D is smaller than the beam width BW, a part of the ultrasonic beam U is blocked, so that the received signal is reduced, but it does not become zero. For example, when the cross-sectional area of the defective portion D is 20% of the beam cross-sectional area defined by the beam width BW, the received signal is reduced by only about 20%, so that it is difficult to detect the defective portion D. That is, in the case as shown in FIG. 10A, the received signal is reduced by only 20% at the place where the defective portion D exists (see FIG. 9).

図10Bは、本実施形態の好適な手法の場合、即ち散乱法の場合を示す図である。散乱法では、欠陥部Dに超音波ビームUが当たらない場合、超音波ビームUは偏心配置受信プローブ120に入射しないので、受信信号はゼロである。そして、図10Bに示すように、超音波ビームUの一部が欠陥部Dに当たった場合でも、散乱波U1が偏心配置受信プローブ120で観測されるので、阻止法と比べて欠陥部Dの検出が容易である。つまり、欠陥部Dが存在しなければ受信信号はゼロとなり、微小でも欠陥部Dが存在すれば受信信号は非ゼロとなる。そのため、SN比を高くすることが可能になる(図6参照)。このように、本実施形態による手法(散乱法)によれば、ビーム幅BWよりも小さな欠陥部Dを、高感度で検出できる。ここで、「高感度で検出できる」とは、従来法より小さな欠陥部Dを検出可能ということである。即ち、検出可能な欠陥部Dのサイズの下限が従来法よりも小さい。 FIG. 10B is a diagram showing the case of the preferred method of the present embodiment, that is, the case of the scattering method. In the scattering method, when the ultrasonic beam U does not hit the defective portion D, the ultrasonic beam U does not enter the eccentric arrangement receiving probe 120, so that the received signal is zero. Then, as shown in FIG. 10B, even when a part of the ultrasonic beam U hits the defective portion D, the scattered wave U1 is observed by the eccentric arrangement receiving probe 120, so that the defective portion D is compared with the blocking method. Easy to detect. That is, if the defective portion D does not exist, the received signal becomes zero, and if the defective portion D exists even if it is minute, the received signal becomes non-zero. Therefore, it is possible to increase the SN ratio (see FIG. 6). As described above, according to the method (scattering method) according to the present embodiment, the defect portion D smaller than the beam width BW can be detected with high sensitivity. Here, "can be detected with high sensitivity" means that a defect portion D smaller than that of the conventional method can be detected. That is, the lower limit of the size of the detectable defect portion D is smaller than that of the conventional method.

また、図10Aで示すように、阻止法では、健全部Nに対応する受信信号量を基準として、そこからの減少量で欠陥部Dが判定される。従って、健全部Nでの受信信号が一定値とすることが好ましい。しかしながら、特に気体中を伝搬する超音波では、水中を伝搬する超音波と比較して、受信プローブ121に到達する強度が極めて小さい。そのため、受信信号は高い増幅率(ゲイン)で増幅することが好ましい。このため、ゲインを一定に保つには高精度な信号増幅回路が好ましい。一方、本実施形態による散乱法では、図6に示すように、健全部Nでは信号が、ほぼゼロであり、欠陥部Dで信号が観測されるので、信号増幅回路のゲイン安定性への要求を小さくできる。ただし、上記の図6では、オフセット値だけ信号強度の値が底上げされている。 Further, as shown in FIG. 10A, in the blocking method, the defective portion D is determined based on the amount of decrease from the received signal amount corresponding to the sound portion N as a reference. Therefore, it is preferable that the received signal in the sound portion N is a constant value. However, especially in ultrasonic waves propagating in gas, the intensity of reaching the receiving probe 121 is extremely small as compared with ultrasonic waves propagating in water. Therefore, it is preferable to amplify the received signal with a high amplification factor (gain). Therefore, a high-precision signal amplification circuit is preferable to keep the gain constant. On the other hand, in the scattering method according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the signal is almost zero in the sound portion N and the signal is observed in the defective portion D, so that the gain stability of the signal amplifier circuit is required. Can be made smaller. However, in FIG. 6 above, the value of the signal strength is raised by the offset value.

また、本実施形態では、ポジ画像が得られる。即ち、散乱法では健全部Nには信号が発生しないか発生しても小さく、欠陥部Dでは信号が新たに発生するか信号が大きくなる。つまり、欠陥部Dのポジ画像が得られる。これに対して、阻止法では、阻止法では健全部Nで信号が大きく、欠陥部Dで信号が減少する。つまり、欠陥部Dのネガ画像が得られる。 Further, in the present embodiment, a positive image can be obtained. That is, in the scattering method, a signal is not generated or is small in the sound portion N, and a new signal is generated or the signal is large in the defective portion D. That is, a positive image of the defect portion D can be obtained. On the other hand, in the blocking method, in the blocking method, the signal is large in the sound portion N and the signal is decreased in the defective portion D. That is, a negative image of the defective portion D can be obtained.

また、従来の阻止法の超音波検査装置の同軸配置受信プローブ140の位置を偏心距離Lだけずらすだけで、本実施形態に係る超音波検査装置Zを実現できる。つまり、これまで使用していた超音波検査装置を利用でき、設置コストを軽減できる。 Further, the ultrasonic inspection device Z according to the present embodiment can be realized only by shifting the position of the coaxially arranged receiving probe 140 of the ultrasonic inspection device of the conventional blocking method by the eccentric distance L. That is, the ultrasonic inspection device that has been used so far can be used, and the installation cost can be reduced.

図11は、第1実施形態の超音波検査方法を示すフローチャートである。第1実施形態の超音波検査方法は上記の超音波検査装置Zにより実行でき、適宜、図1及び図3を参照して説明する。第1実施形態の超音波検査方法は、気体を介して被検査体E(図1)に超音波ビームUを入射することにより被検査体Eの検査を行うものである。まず、制御装置2(図3)の指令により、送信プローブ110(図1)から超音波ビームUを放出する放出ステップS101が行われる。続いて、偏心配置受信プローブ120(図1)において超音波ビームU(この例では散乱波U1)を受信する受信ステップS102が行われる。 FIG. 11 is a flowchart showing the ultrasonic inspection method of the first embodiment. The ultrasonic inspection method of the first embodiment can be carried out by the above-mentioned ultrasonic inspection apparatus Z, and will be described with reference to FIGS. 1 and 3 as appropriate. The ultrasonic inspection method of the first embodiment inspects the inspected body E by injecting the ultrasonic beam U into the inspected body E (FIG. 1) via a gas. First, according to the command of the control device 2 (FIG. 3), the emission step S101 for emitting the ultrasonic beam U from the transmission probe 110 (FIG. 1) is performed. Subsequently, the reception step S102 for receiving the ultrasonic beam U (scattered wave U1 in this example) is performed in the eccentric arrangement receiving probe 120 (FIG. 1).

その後、受信した超音波ビームU(この例では散乱波U1)の波形信号を基に、信号強度データを生成する解析ステップS103が行われる。解析ステップS103は、波形解析部221(図3)により行われ、波形解析部221は、例えば上記図5Bに示す受信信号から信号強度データを抽出(生成)する。信号強度データとしては、例えば、上記の図6を参照しながら説明した方法により抽出できる。このようにして信号強度データが、送信プローブ110の各走査位置に対応して取得される。 After that, the analysis step S103 for generating signal intensity data is performed based on the waveform signal of the received ultrasonic beam U (scattered wave U1 in this example). The analysis step S103 is performed by the waveform analysis unit 221 (FIG. 3), and the waveform analysis unit 221 extracts (generates) signal strength data from, for example, the received signal shown in FIG. 5B. The signal strength data can be extracted, for example, by the method described with reference to FIG. 6 above. In this way, the signal strength data is acquired corresponding to each scanning position of the transmission probe 110.

送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120の走査位置情報は、位置計測部203(図3)からスキャンコントローラ204(図3)に送信される。データ処理部201(図3)は、スキャンコントローラ204から取得した送信プローブ110の走査位置情報に対して、それぞれの走査位置での信号強度データをプロットする。このようにして、例えば上記の図6に示す信号強度グラフGが得られ、信号強度データが視覚化される。なお、図6は走査位置情報が1次元(1方向)の場合である。走査位置情報がx,yの2次元の場合については、信号強度データをプロットすることで、欠陥位置が2次元画像として示され、それが表示装置3に表示される。 The scan position information of the transmission probe 110 and the eccentric arrangement reception probe 120 is transmitted from the position measurement unit 203 (FIG. 3) to the scan controller 204 (FIG. 3). The data processing unit 201 (FIG. 3) plots the signal strength data at each scanning position with respect to the scanning position information of the transmission probe 110 acquired from the scan controller 204. In this way, for example, the signal strength graph G shown in FIG. 6 above is obtained, and the signal strength data is visualized. Note that FIG. 6 shows a case where the scanning position information is one-dimensional (one direction). When the scanning position information is two-dimensional in x and y, the defect position is shown as a two-dimensional image by plotting the signal strength data, and the defect position is displayed on the display device 3.

また、解析ステップS103で生成された信号強度データが、予め設定されている閾値以上か否かを判定することで被検査体Eの欠陥部Dの有無を判定する判定ステップS104が行われる。判定ステップS104はデータ処理部201により行われる。判定ステップS104により、欠陥部Dが検出されたか否かが判定される。生成した信号強度データの値が所定の閾値以上である場合(判定ステップS104、Yes)、データ処理部201は欠陥部Dが検知された旨をユーザに通知する(通知ステップS105)。なお、通知ステップS105の処理は、すべての走査が終了した後でもよい。欠陥部Dが検知された旨の通知は、例えば、表示装置3(図3)に表示される。その後、データ処理部201は、ステップS111へ処理を進める。 Further, a determination step S104 is performed in which the presence or absence of the defective portion D of the inspected body E is determined by determining whether or not the signal strength data generated in the analysis step S103 is equal to or higher than a preset threshold value. The determination step S104 is performed by the data processing unit 201. In the determination step S104, it is determined whether or not the defect portion D is detected. When the value of the generated signal strength data is equal to or greater than a predetermined threshold value (determination step S104, Yes), the data processing unit 201 notifies the user that the defect unit D has been detected (notification step S105). The process of the notification step S105 may be performed after all the scans are completed. The notification that the defective portion D has been detected is displayed on, for example, the display device 3 (FIG. 3). After that, the data processing unit 201 advances the processing to step S111.

判定ステップS104の結果、生成した信号強度グラフGの値が所定の閾値未満である場合(No)、データ処理部201は、走査が完了したか否かを判定する(ステップS111)。走査が完了している場合(Yes)、制御装置2は処理を終了する。走査が完了していない場合(No)、データ処理部201は駆動部202(図3)に指令を出力することによって、次の走査位置まで送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120を移動させ(ステップS112)、放出ステップS101へ処理を戻す。 As a result of the determination step S104, when the value of the generated signal strength graph G is less than a predetermined threshold value (No), the data processing unit 201 determines whether or not the scanning is completed (step S111). When the scan is completed (Yes), the control device 2 ends the process. When scanning is not completed (No), the data processing unit 201 outputs a command to the driving unit 202 (FIG. 3) to move the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 to the next scanning position (step). S112), the process is returned to the release step S101.

図12は、制御装置2のハードウェア構成を示す図である。制御装置2は、RAM(Random Access Memory)等のメモリ251、CPU(Central Processing Unit)252、ROM(Read Only Memory)や、HDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置253、NIC(Network Interface Card)等の通信装置254、I/F(Interface)255等を備えて構成されている。 FIG. 12 is a diagram showing a hardware configuration of the control device 2. The control device 2 includes a memory 251 such as a RAM (Random Access Memory), a CPU (Central Processing Unit) 252, a ROM (Read Only Memory), a storage device 253 such as an HDD (Hard Disk Drive), and a NIC (Network) Network. Etc. 254, I / F (Interface) 255, etc. are provided.

そして、制御装置2は、記憶装置253に格納されている所定の制御プログラムがメモリ251にロードされ、CPU252によって実行される。これにより、図3のデータ処理部201、位置計測部203、スキャンコントローラ204、欠陥情報判定部205、波形解析部221等が具現化する。 Then, in the control device 2, a predetermined control program stored in the storage device 253 is loaded into the memory 251 and executed by the CPU 252. As a result, the data processing unit 201, the position measurement unit 203, the scan controller 204, the defect information determination unit 205, the waveform analysis unit 221 and the like in FIG. 3 are embodied.

図13は、第2実施形態に係る超音波検査装置Zにおける送信プローブ110と、偏心配置受信プローブ120との関係を示す図である。第2実施形態では、送信プローブ110と、偏心配置受信プローブ120の収束性の関係について説明する。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the transmission probe 110 and the eccentric arrangement reception probe 120 in the ultrasonic inspection apparatus Z according to the second embodiment. In the second embodiment, the relationship between the transmit probe 110 and the eccentric arrangement receive probe 120 will be described.

第2実施形態では、偏心配置受信プローブ120の収束性を送信プローブ110の収束性よりも緩くしている。被検査体Eの内部における欠陥部Dの深さや、欠陥部Dの形状、傾き等により散乱波U1の伝搬経路は多少変化する。そこで、散乱波U1の経路が変化しても偏心配置受信プローブ120が散乱波U1を検出できるように、第2実施形態では偏心配置受信プローブ120の収束性を緩くしている。 In the second embodiment, the convergence of the eccentric arrangement receiving probe 120 is looser than the convergence of the transmitting probe 110. The propagation path of the scattered wave U1 changes slightly depending on the depth of the defect portion D inside the inspected body E, the shape and inclination of the defect portion D, and the like. Therefore, in the second embodiment, the convergence of the eccentric arrangement receiving probe 120 is loosened so that the eccentric arrangement receiving probe 120 can detect the scattered wave U1 even if the path of the scattered wave U1 changes.

収束性の大小関係は、被検査体Eの表面におけるビーム入射面積T1,T2の大小関係で定義される。ビーム入射面積T1,T2について説明する。 The magnitude relation of the convergence is defined by the magnitude relation of the beam incident areas T1 and T2 on the surface of the inspected object E. The beam incident areas T1 and T2 will be described.

図14は、送信プローブ110におけるビーム入射面積T1及び偏心配置受信プローブ120におけるビーム入射面積T2の関係を説明する図である。送信プローブ110のビーム入射面積T1とは、送信プローブ110から放出された超音波ビームUの被検査体E表面での交差面積である。また、偏心配置受信プローブ120のビーム入射面積T2は、偏心配置受信プローブ120から超音波ビームUが放出された場合を想定した仮想的な超音波ビームU2と被検査体E表面での交差面積である。 FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between the beam incident area T1 in the transmitting probe 110 and the beam incident area T2 in the eccentric arrangement receiving probe 120. The beam incident area T1 of the transmitting probe 110 is the crossing area of the ultrasonic beam U emitted from the transmitting probe 110 on the surface of the inspected body E. Further, the beam incident area T2 of the eccentric arrangement receiving probe 120 is the intersection area between the virtual ultrasonic beam U2 and the surface of the object E to be inspected assuming the case where the ultrasonic beam U is emitted from the eccentric arrangement receiving probe 120. be.

なお、図14において、超音波ビームUの経路は、被検査体Eがない場合における経路を示したものである。被検査体Eがある場合は、被検査体E表面で超音波ビームUが屈折するため、破線で示した経路とは異なる経路を伝搬する。ここで、図14に示すように、偏心配置受信プローブ120の被検査体Eでのビーム入射面積T2は、送信プローブ110の被検査体Eでのビーム入射面積T1よりも大きい。このようにすることで、偏心配置受信プローブ120の収束性を、送信プローブ110の収束性よりも緩くできる。 In addition, in FIG. 14, the path of the ultrasonic beam U shows the path when there is no inspected body E. When there is an inspected body E, the ultrasonic beam U is refracted on the surface of the inspected body E, so that it propagates in a path different from the path shown by the broken line. Here, as shown in FIG. 14, the beam incident area T2 of the eccentric arrangement receiving probe 120 in the inspected body E is larger than the beam incident area T1 of the transmitting probe 110 in the inspected body E. By doing so, the convergence of the eccentric arrangement receiving probe 120 can be made looser than the convergence of the transmitting probe 110.

さらに、偏心配置受信プローブ120の焦点距離R2は、送信プローブ110の焦点距離R1よりも長い。このようにしても、偏心配置受信プローブ120の収束性を、送信プローブ110の収束性よりも緩くできる。このとき、被検査体Eから送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120までの距離は例えば何れも同じであるが、同じでなくてもよい。 Further, the focal length R2 of the eccentric arrangement receiving probe 120 is longer than the focal length R1 of the transmitting probe 110. Even in this way, the convergence of the eccentric arrangement receiving probe 120 can be made looser than the convergence of the transmitting probe 110. At this time, the distances from the inspected body E to the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 are, for example, the same, but may not be the same.

このように、第2実施形態では、偏心配置受信プローブ120の収束性を送信プローブ110の収束性よりも緩くしている。即ち、偏心配置受信プローブ120の焦点距離R2は、送信プローブ110の焦点距離R1よりも長く設定されている。この結果、偏心配置受信プローブ120のビーム入射面積T2が広くなるため、広い範囲の散乱波U1を検出することができる。これにより、散乱波U1の伝搬経路が多少変化しても、偏心配置受信プローブ120で散乱波U1を検出可能になる。その結果、広い範囲の欠陥部Dを検出できる。 As described above, in the second embodiment, the convergence of the eccentric arrangement receiving probe 120 is looser than the convergence of the transmitting probe 110. That is, the focal length R2 of the eccentric arrangement receiving probe 120 is set longer than the focal length R1 of the transmitting probe 110. As a result, the beam incident area T2 of the eccentric arrangement receiving probe 120 becomes wide, so that the scattered wave U1 in a wide range can be detected. As a result, even if the propagation path of the scattered wave U1 changes slightly, the scattered wave U1 can be detected by the eccentric arrangement receiving probe 120. As a result, a wide range of defective portions D can be detected.

また、偏心配置受信プローブ120の焦点は、送信プローブ110の焦点よりも、送信プローブ110の側(図示の例では上方)に存在する。このように焦点をずらすことで、偏心配置受信プローブ120で散乱波U1を受信易くでき、散乱波U1を検出し易くできる。 Further, the focal point of the eccentric arrangement receiving probe 120 is located on the side of the transmitting probe 110 (above in the illustrated example) with respect to the focal point of the transmitting probe 110. By shifting the focus in this way, the scattered wave U1 can be easily received by the eccentric arrangement receiving probe 120, and the scattered wave U1 can be easily detected.

なお、偏心配置受信プローブ120として、第1実施形態で用いているような非収束型のプローブが用いられてもよい。非収束型のプローブでは焦点距離R2が無限大なので、送信プローブ110の焦点距離R1よりも長くなる。即ち、非収束型の偏心配置受信プローブ120でも、偏心配置受信プローブ120の収束性は送信プローブ110の収束性よりも緩くなる。 As the eccentric arrangement receiving probe 120, a non-convergent probe as used in the first embodiment may be used. Since the focal length R2 is infinite in the non-convergent probe, it is longer than the focal length R1 of the transmission probe 110. That is, even in the non-convergent eccentric arrangement receiving probe 120, the convergence of the eccentric arrangement receiving probe 120 is looser than the convergence of the transmission probe 110.

図15は、第3実施形態に係る偏心配置受信プローブ120の例を示す図である。超音波検査装置Zを、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120をz軸のマイナス側から見た平面図である。つまり、偏心配置受信プローブ120側からみた図である。第3実施形態では、偏心配置受信プローブ120の振動子111(図4)の、送信音軸AX1に対する受信音軸AX2の偏心方向の長さbが、被検査体Eの表面に沿った方向かつ偏心方向に直交する方向の長さaよりも長い。長さa,bは特性長さであり、それぞれ、矩形振動子に対しては、矩形の辺の長さを意味し、楕円形の振動子に対しては、楕円の長軸又は短軸を意味する。 FIG. 15 is a diagram showing an example of an eccentric arrangement receiving probe 120 according to the third embodiment. It is a top view of the ultrasonic inspection apparatus Z, which saw the transmission probe 110 and the eccentric arrangement receive probe 120 from the minus side of the z-axis. That is, it is a figure seen from the eccentric arrangement receiving probe 120 side. In the third embodiment, the length b of the oscillator 111 (FIG. 4) of the eccentric arrangement receiving probe 120 in the eccentric direction of the receiving sound axis AX2 with respect to the transmitting sound axis AX1 is in the direction along the surface of the object E to be inspected. It is longer than the length a in the direction orthogonal to the eccentric direction. The lengths a and b are characteristic lengths, which mean the lengths of the sides of a rectangle for a rectangular oscillator, and the elliptical major axis or minor axis for an elliptical oscillator. means.

このように偏心配置受信プローブ120の縦横比を設定すると、欠陥部Dの深さ等が変化して散乱波U1の到達位置が変化しても、散乱波U1を偏心配置受信プローブ120で検出することができる。 When the aspect ratio of the eccentric arrangement receiving probe 120 is set in this way, the scattered wave U1 is detected by the eccentric arrangement receiving probe 120 even if the depth of the defective portion D changes and the arrival position of the scattered wave U1 changes. be able to.

散乱波U1は、送信音軸AX1を中心として放射方向に散乱する。従って、図15の位置に偏心配置受信プローブ120が配置されている場合、偏心配置受信プローブ120の長手方向(「長さb」の延在方向)に散乱波U1が散乱する。換言すると、「長さb」の延在方向は、散乱波U1が放射される方向である。従って、「長さb」の値を大きくすることで、さまざまな深さ等の欠陥部Dで散乱した散乱波U1を検出することができる。つまり、欠陥部Dの深さ等が変化して散乱波U1の到達位置が変化しても、散乱波U1を偏心配置受信プローブ120で検出することができる。 The scattered wave U1 is scattered in the radial direction about the transmission sound axis AX1. Therefore, when the eccentric arrangement receiving probe 120 is arranged at the position of FIG. 15, the scattered wave U1 is scattered in the longitudinal direction of the eccentric arrangement receiving probe 120 (the extending direction of the “length b”). In other words, the extending direction of the "length b" is the direction in which the scattered wave U1 is radiated. Therefore, by increasing the value of "length b", it is possible to detect the scattered wave U1 scattered at the defect portion D having various depths and the like. That is, even if the depth of the defect portion D changes and the arrival position of the scattered wave U1 changes, the scattered wave U1 can be detected by the eccentric arrangement receiving probe 120.

長さa,bに制限はなく、長さbが長さaよりも長い、即ち1<b/aであればよいが、上限としたb/a(長さbを長さaで割った値)が例えば100以下、好ましくは50以下である。 There is no limitation on the lengths a and b, and the length b may be longer than the length a, that is, 1 <b / a, but the upper limit b / a (length b divided by length a) is used. Value) is, for example, 100 or less, preferably 50 or less.

なお、図15では、偏心配置受信プローブ120として直方体(矩形状)の偏心配置受信プローブ120を図示したが、楕円形状にして、長軸・短軸比を同様に設定しても同様の効果が得られる。 Although the rectangular parallelepiped (rectangular) eccentric arrangement receiving probe 120 is shown as the eccentric arrangement receiving probe 120 in FIG. 15, the same effect can be obtained by making the elliptical shape and setting the major axis / minor axis ratio in the same manner. can get.

図16は、第4実施形態に係る超音波検査装置Zの走査計測装置1の構成を示す図である。第4実施形態では、走査計測装置1は、偏心配置受信プローブ120の傾きを調整する設置角度調整部106を備える。これにより、受信信号の強度を増大でき、信号のSN比(Signal to Noise比、信号雑音比)を大きくできる。設置角度調整部106は、例えば、いずれも図示しないが、アクチュエータ、モータ等により構成される。 FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a scanning measuring device 1 of the ultrasonic inspection device Z according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the scanning measuring device 1 includes an installation angle adjusting unit 106 that adjusts the inclination of the eccentric arrangement receiving probe 120. As a result, the strength of the received signal can be increased, and the SN ratio (Signal to Noise ratio, signal noise ratio) of the signal can be increased. The installation angle adjusting unit 106 is composed of, for example, an actuator, a motor, or the like, although none of them is shown.

ここで、送信音軸AX1と受信音軸AX2とが為す角度θを受信プローブ設置角度と定義する。図16の場合、送信プローブ110は鉛直方向に設置されているので送信音軸AX1は鉛直方向であるため、受信プローブ設置角度である角度θは、送信音軸AX1(即ち鉛直方向)と偏心配置受信プローブ120の探触子面の法線とのなす角である。そして、設置角度調整部106により、角度θを送信音軸AX1が存在する側に傾け、角度θをゼロより大きな値に設定する。即ち、偏心配置受信プローブ120が傾斜配置される。具体的には、偏心配置受信プローブ120は、0°<θ<90°を満たすように傾斜配置され、角度θは例えば10°であるがこれに限られない。 Here, the angle θ formed by the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 is defined as the reception probe installation angle. In the case of FIG. 16, since the transmission probe 110 is installed in the vertical direction, the transmission sound axis AX1 is in the vertical direction. Therefore, the angle θ, which is the reception probe installation angle, is eccentric with the transmission sound axis AX1 (that is, the vertical direction). It is an angle formed by the normal of the probe surface of the receiving probe 120. Then, the installation angle adjusting unit 106 tilts the angle θ toward the side where the transmission sound axis AX1 exists, and sets the angle θ to a value larger than zero. That is, the eccentric arrangement receiving probe 120 is inclined arrangement. Specifically, the eccentric arrangement receiving probe 120 is inclined so as to satisfy 0 ° <θ <90 °, and the angle θ is, for example, 10 °, but the present invention is not limited to this.

また、偏心配置受信プローブ120を傾斜配置する場合の偏心距離Lは以下のように定義される。受信音軸AX2と、偏心配置受信プローブ120(探触子)との交点C2を定義する。また、送信音軸AX1と、送信プローブ110(探触子P)との交点C1を定義する。交点C1の位置をxy平面に投影した座標位置(x1,y1)と、交点C2の位置をxy平面に投影した座標位置(x2,y2)との距離を偏心距離Lと定義する。 Further, the eccentric distance L when the eccentric arrangement receiving probe 120 is inclined is defined as follows. An intersection C2 between the reception sound axis AX2 and the eccentric arrangement reception probe 120 (probe) is defined. Further, the intersection C1 between the transmission sound axis AX1 and the transmission probe 110 (probe P) is defined. The distance between the coordinate position (x1, y1) in which the position of the intersection C1 is projected on the xy plane and the coordinate position (x2, y2) in which the position of the intersection C2 is projected on the xy plane is defined as the eccentric distance L.

このように偏心配置受信プローブ120を傾斜配置して、発明者らが、実際に欠陥部Dの検出を行ったところ、受信信号の信号強度が3倍に増加した。 When the inventors actually detected the defective portion D by arranging the eccentric arrangement receiving probe 120 in an inclined manner in this way, the signal strength of the received signal increased three times.

図17は、第4実施形態による効果が生じる理由を説明する図である。散乱波U1は送信音軸AX1から外れた方向に伝搬する。従って、図17に示すように、散乱波U1は被検査体Eの外側に到達した際、被検査体E表面の法線ベクトルとは非ゼロの角度α2をもって被検査体E−外部界面に入射する。そして、被検査体Eの表面から出る散乱波U1の角度は被検査体E表面の法線方向に対して非ゼロの出射角である角度β2を有する。散乱波U1は、偏心配置受信プローブ120の探触子面の法線ベクトルを散乱波U1の進行方向と一致させたときに、最も効率よく受信できる。つまり、偏心配置受信プローブ120を傾斜配置することで受信信号強度を増大できる。 FIG. 17 is a diagram illustrating the reason why the effect of the fourth embodiment occurs. The scattered wave U1 propagates in a direction deviating from the transmission sound axis AX1. Therefore, as shown in FIG. 17, when the scattered wave U1 reaches the outside of the inspected body E, it enters the inspected body E-external interface at an angle α2 that is non-zero with the normal vector on the surface of the inspected body E. do. The angle of the scattered wave U1 emitted from the surface of the inspected body E has an angle β2 which is a non-zero emission angle with respect to the normal direction of the surface of the inspected body E. The scattered wave U1 can be received most efficiently when the normal vector of the probe surface of the eccentric arrangement receiving probe 120 is matched with the traveling direction of the scattered wave U1. That is, the received signal strength can be increased by arranging the eccentric arrangement receiving probe 120 at an angle.

なお、図17に示すような構造から、被検査体Eから出射する超音波ビームUの角度β2と、送信音軸AX1と受信音軸AX2とが為す角度θとが一致すると、最も受信効果が高くなる。しかしながら、角度β2と角度θが完全に一致しない場合であっても、受信信号増大の効果が得られるので、図17に示しているように、角度β2と角度θが完全に一致しなくてもよい。 From the structure shown in FIG. 17, when the angle β2 of the ultrasonic beam U emitted from the inspected body E and the angle θ formed by the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 match, the reception effect is most effective. It gets higher. However, even when the angle β2 and the angle θ do not completely match, the effect of increasing the received signal can be obtained. Therefore, as shown in FIG. 17, even if the angle β2 and the angle θ do not completely match, the angle β2 and the angle θ do not completely match. good.

なお、上記の図16の走査計測装置1では、設置角度調整部106が設けられており、設置角度調整部106によって偏心配置受信プローブ120が設置されている。設置角度調整部106により、偏心配置受信プローブ120の受信プローブ設置角度を調整することが可能である。被検査体Eの材料や、厚み等により散乱波U1の経路は多少変化するので、受信プローブ設置角度の最適値も変化する。従って、設置角度調整部106で受信プローブ設置角度が調整可能とすることにより、被検査体Eの材料や、厚み等に応じて受信プローブ設置角度を適切に調整できる。 In the scanning measuring device 1 of FIG. 16 above, the installation angle adjusting unit 106 is provided, and the eccentric arrangement receiving probe 120 is installed by the installation angle adjusting unit 106. The installation angle adjusting unit 106 can adjust the receiving probe installation angle of the eccentric arrangement receiving probe 120. Since the path of the scattered wave U1 changes slightly depending on the material of the object E to be inspected, the thickness, and the like, the optimum value of the receiving probe installation angle also changes. Therefore, by allowing the receiving probe installation angle to be adjusted by the installation angle adjusting unit 106, the receiving probe installation angle can be appropriately adjusted according to the material, thickness, and the like of the object E to be inspected.

また、第4実施形態では、偏心配置受信プローブ120が水平面に対して傾いた状態で配置されているが、送信プローブ110も傾いた状態で配置されてもよい。あるいは、送信プローブ110が水平面に対して傾いた状態で配置され、偏心配置受信プローブ120の探触子面が水平面(xy平面)に対して並行となるよう配置されてもよい。いずれの場合も、上記図2Bに示すように、送信音軸AX1と、受信音軸AX2とは、ずらした状態で配置される。 Further, in the fourth embodiment, the eccentric arrangement receiving probe 120 is arranged in an inclined state with respect to the horizontal plane, but the transmitting probe 110 may also be arranged in an inclined state. Alternatively, the transmitting probe 110 may be arranged so as to be tilted with respect to the horizontal plane, and the probe surface of the eccentric arrangement receiving probe 120 may be arranged so as to be parallel to the horizontal plane (xy plane). In either case, as shown in FIG. 2B, the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2 are arranged in a staggered state.

図18は、第5実施形態に係る超音波検査装置Zの構成を示す図である。第5実施形態では、偏心配置受信プローブ120は、複数の単位プローブ120aを含む。図示の例では、単位プローブ120aは3つである。単位プローブ120aは、偏心距離L(送信音軸AX1からの距離)が異なる位置にそれぞれ配置される。 FIG. 18 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic inspection device Z according to a fifth embodiment. In a fifth embodiment, the eccentric arrangement receiving probe 120 includes a plurality of unit probes 120a. In the illustrated example, there are three unit probes 120a. The unit probes 120a are arranged at positions where the eccentric distance L (distance from the transmission sound axis AX1) is different.

欠陥部Dの深さ、形状、傾き等により、散乱波U1の経路が多少変化する。例えば、散乱するときの散乱角(送信音軸AX1に対する散乱波U1の為す角)は通常は同程度であるため、欠陥部Dが深いほど散乱波U1は送信音軸AX1から近い場所に到達し、欠陥部Dが浅いほど散乱波U1は送信音軸AX1から遠い場所に到達する。そこで、複数の単位プローブ120aを用いて、どの位置の単位プローブ120aで受信したかという情報を用いることにより、欠陥部Dに関する情報(欠陥部Dの深さ等)を得ることができる。 The path of the scattered wave U1 changes slightly depending on the depth, shape, inclination, etc. of the defect portion D. For example, since the scattering angle at the time of scattering (the angle formed by the scattered wave U1 with respect to the transmission sound axis AX1) is usually about the same, the deeper the defect portion D, the closer the scattered wave U1 reaches the place closer to the transmission sound axis AX1. As the defect portion D becomes shallower, the scattered wave U1 reaches a place farther from the transmission sound axis AX1. Therefore, by using the information on which position of the unit probe 120a received by using the plurality of unit probes 120a, information on the defect portion D (depth of the defect portion D, etc.) can be obtained.

複数の単位プローブ120aとしては、複数の感音素子122aを一つの筐体に収納したアレイ型プローブ122(図28及び図29を参照して後記する)が用いられてもよい。この場合、図18の単位プローブ120aがそれぞれ感音素子に対応し、それらが一つの筐体の中に収納されている。感音素子とは、超音波を電気信号に変換する素子である。感音素子としては、圧電素子の他に、静電容量感音素子(CMUT,Capacitive Micro−machined Ultrasonic Transducer)等が用いられてもよい。 As the plurality of unit probes 120a, an array type probe 122 (described later with reference to FIGS. 28 and 29) in which a plurality of sound sensing elements 122a are housed in one housing may be used. In this case, the unit probes 120a of FIG. 18 correspond to sound sensing elements, respectively, and they are housed in one housing. The sound sensitive element is an element that converts ultrasonic waves into electric signals. As the sound-sensitive element, in addition to the piezoelectric element, a capacitive sound-sensitive element (CMUT, Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducer) or the like may be used.

図19は、第5実施形態に係る超音波検査装置Zの機能ブロック図である。複数個の単位プローブ120aは、それぞれに対応する受信系統220a〜220cに接続される。それぞれの受信系統220a〜220cの構成は、図3に示す受信系統220の構成と同様である。受信系統220a〜220cそれぞれからの出力は、欠陥情報判定部205に入力される。 FIG. 19 is a functional block diagram of the ultrasonic inspection device Z according to the fifth embodiment. The plurality of unit probes 120a are connected to the corresponding receiving systems 220a to 220c. The configuration of each receiving system 220a to 220c is the same as the configuration of the receiving system 220 shown in FIG. The outputs from the receiving systems 220a to 220c are input to the defect information determination unit 205.

欠陥情報判定部205は、制御装置2に備えられ、複数の単位プローブ120aのうち、照射された超音波ビームUの、被検査体Eの欠陥部Dでの散乱により生じる散乱波U1を受信した単位プローブ120aの受信信号に基づいて、被検査体Eでの欠陥部Dに関する情報(欠陥部Dの深さ等)を判定する。具体的には、欠陥情報判定部205は、受信系統220a〜220cそれぞれにおける波形解析結果を基に、欠陥部Dに関する情報を判定する。受信信号に基づくとは、どの単位プローブ120aで、どの程度の受信信号(散乱波U1)が検知されたかである。このようにすることで、欠陥部Dの位置情報の精度を向上させることができる。 The defect information determination unit 205 is provided in the control device 2 and receives the scattered wave U1 generated by the scattering of the irradiated ultrasonic beam U in the defect portion D of the inspected object E among the plurality of unit probes 120a. Based on the received signal of the unit probe 120a, the information regarding the defective portion D in the inspected object E (depth of the defective portion D, etc.) is determined. Specifically, the defect information determination unit 205 determines information regarding the defect unit D based on the waveform analysis results of the receiving systems 220a to 220c, respectively. What is based on the received signal is how much received signal (scattered wave U1) is detected by which unit probe 120a. By doing so, the accuracy of the position information of the defective portion D can be improved.

欠陥情報判定部205の出力は、データ処理部201に入力される。データ処理部201では、プローブを走査するスキャンコントローラ204からの位置情報と合わせることにより、欠陥部Dの情報が画像化されて表示装置3に表示される。 The output of the defect information determination unit 205 is input to the data processing unit 201. In the data processing unit 201, the information of the defect unit D is imaged and displayed on the display device 3 by matching with the position information from the scan controller 204 that scans the probe.

なお、欠陥情報判定部205はデータ処理部201の一部として設けてもよい。 The defect information determination unit 205 may be provided as a part of the data processing unit 201.

図20は、第6実施形態における偏心配置受信プローブ120の配置を示す図である。この例では、送信プローブ110及び偏心配置受信プローブ120を、図1のz軸のマイナス側、つまり、偏心配置受信プローブ120側から見た平面図である。第6実施形態では、偏心配置受信プローブ120をxy平面方向に2次元的に配置している。即ち、偏心配置受信プローブ120は、平面視で矩形状の複数の単位プローブ120aを含み、複数の単位プローブ120aは送信音軸AX1を中心として放射状に配置されている。図示の例では、単位プローブ120aは8個である。 FIG. 20 is a diagram showing the arrangement of the eccentric arrangement receiving probe 120 in the sixth embodiment. In this example, it is a plan view of the transmitting probe 110 and the eccentric arrangement receiving probe 120 as viewed from the minus side of the z-axis of FIG. 1, that is, the eccentric arrangement receiving probe 120 side. In the sixth embodiment, the eccentric arrangement receiving probe 120 is arranged two-dimensionally in the xy plane direction. That is, the eccentric arrangement receiving probe 120 includes a plurality of unit probes 120a having a rectangular shape in a plan view, and the plurality of unit probes 120a are arranged radially around the transmission sound axis AX1. In the illustrated example, there are eight unit probes 120a.

散乱波U1の方向は、欠陥部Dの形状や傾斜方向等により多少変化する。そのため、図17のように、放射状に単位プローブ120aを配置し、どの方向で散乱波U1を検出したかを記録することにより、欠陥部Dの形状や傾斜方向等の情報を、より精度高く得ることができる。 The direction of the scattered wave U1 changes slightly depending on the shape of the defect portion D, the inclination direction, and the like. Therefore, as shown in FIG. 17, by arranging the unit probes 120a radially and recording in which direction the scattered wave U1 is detected, information such as the shape and the inclination direction of the defect portion D can be obtained with higher accuracy. be able to.

図21は、第7実施形態における偏心配置受信プローブ120の配置を示す図であり、単位プローブ120aを傾斜して配置した図である。複数の単位プローブ120aが送信音軸AX1に対して対称に配置されている。従って、偏心距離Lが同じ位置に、少なくとも2つの単位プローブ120aが配置される。図示の例では、送信音軸AX1を含む平面視で送信音軸AX1の両側に、3個ずつ単位プローブ120aが対称に配置される。そして、3つの異なる偏心距離Lのそれぞれの位置に、2個ずつ単位プローブ120aが配置される。なお、単位プローブ120aは、上記の第4実施形態(図17)のと同様に、傾斜して配置される。 FIG. 21 is a diagram showing the arrangement of the eccentric arrangement receiving probe 120 in the seventh embodiment, and is a diagram in which the unit probe 120a is arranged in an inclined manner. A plurality of unit probes 120a are arranged symmetrically with respect to the transmission sound axis AX1. Therefore, at least two unit probes 120a are arranged at positions where the eccentricity distance L is the same. In the illustrated example, three unit probes 120a are symmetrically arranged on both sides of the transmission sound axis AX1 in a plan view including the transmission sound axis AX1. Then, two unit probes 120a are arranged at each position of the three different eccentric distances L. The unit probe 120a is arranged in an inclined manner in the same manner as in the fourth embodiment (FIG. 17) described above.

図22は、第7実施形態における偏心配置受信プローブ120の配置を示す図であり、単位プローブ120aを鉛直方向に配置した図である。1組の単位プローブ120aが送信音軸AX1に対して対称に配置されている。従って、偏心距離Lが同じ位置に、少なくとも2つの単位プローブ120aが配置される。 FIG. 22 is a diagram showing the arrangement of the eccentric arrangement receiving probe 120 in the seventh embodiment, and is a diagram in which the unit probe 120a is arranged in the vertical direction. A set of unit probes 120a are arranged symmetrically with respect to the transmission sound axis AX1. Therefore, at least two unit probes 120a are arranged at positions where the eccentricity distance L is the same.

偏心距離Lが同じ位置に少なくとも2つの単位プローブ120aが配置されることで、複数の方向に散乱した散乱波U1を検知することができる。また、送信音軸AX1を含む平面視(図21及び図22)にて、送信音軸AX1の両側に少なくとも2つの単位プローブ120aを配置することで、広い範囲の散乱波U1を受信できる。さらに、制御装置2は、両側それぞれの単位プローブ120aで散乱波U1を検知したとき、実際に欠陥部Dを検知し、どちらか一方でのみ散乱波U1を検知した場合では、エラーと判定することができる。これにより、欠陥部Dの検知精度を向上させることができる。 By arranging at least two unit probes 120a at positions having the same eccentricity distance L, it is possible to detect scattered waves U1 scattered in a plurality of directions. Further, by arranging at least two unit probes 120a on both sides of the transmission sound axis AX1 in a plan view including the transmission sound axis AX1 (FIGS. 21 and 22), the scattered wave U1 in a wide range can be received. Further, the control device 2 actually detects the defective portion D when the scattered wave U1 is detected by the unit probes 120a on both sides, and determines that an error occurs when the scattered wave U1 is detected in only one of them. Can be done. As a result, the detection accuracy of the defective portion D can be improved.

図23は、第8実施形態での超音波検査装置Zの構成を示す図である。第8実施形態では、受信プローブ121は、偏心配置受信プローブ120に加えて、更に、偏心距離Lがゼロの位置に配置された同軸配置受信プローブ140を含む。同軸配置受信プローブ140は、走査計測装置1に備えられるものであり、送信音軸AX1と受信音軸AX2と一致するように配置される。本明細書では、偏心距離Lがゼロの位置に配置した受信プローブ121を同軸配置受信プローブ140と呼ぶ。 FIG. 23 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic inspection device Z according to the eighth embodiment. In the eighth embodiment, the receiving probe 121 further includes a coaxially arranged receiving probe 140 arranged at a position where the eccentric distance L is zero, in addition to the eccentric arrangement receiving probe 120. The coaxially arranged reception probe 140 is provided in the scanning measuring device 1, and is arranged so as to coincide with the transmission sound axis AX1 and the reception sound axis AX2. In the present specification, the receiving probe 121 arranged at a position where the eccentric distance L is zero is referred to as a coaxially arranged receiving probe 140.

走査計測装置1は、実施例1の構成(図1)に加えて、同軸配置受信プローブ140を備える。偏心配置受信プローブ120は、偏心距離調整部105により同軸配置受信プローブ140から独立して、散乱波U1を受信可能な位置に移動可能である。被検査体Eの走査時には、送信プローブ110、偏心配置受信プローブ120及び同軸配置受信プローブ140は、送信プローブ走査部103及び受信プローブ走査部104のxy平面内での移動により、一体に移動する。同軸配置受信プローブ140の出力信号は、制御装置2に入力される。 The scanning measuring device 1 includes a coaxially arranged receiving probe 140 in addition to the configuration of the first embodiment (FIG. 1). The eccentric arrangement receiving probe 120 can be moved to a position where the scattered wave U1 can be received independently of the coaxial arrangement receiving probe 140 by the eccentric distance adjusting unit 105. When scanning the inspected object E, the transmission probe 110, the eccentric arrangement reception probe 120, and the coaxial arrangement reception probe 140 move integrally by the movement of the transmission probe scanning unit 103 and the reception probe scanning unit 104 in the xy plane. The output signal of the coaxially arranged receiving probe 140 is input to the control device 2.

上記の図8Bに示した通り、同軸配置受信プローブ140は阻止法による信号を受信する。従って、超音波ビームUの収束径よりも大きな欠陥がある場合に、受信信号の低減が観測されるので、欠陥を検出できる。一方、超音波ビームUの収束径よりも小さな欠陥については、偏心配置受信プローブ120で散乱波U1を観測することで、欠陥部Dを検出できる。従って、偏心配置受信プローブ120及び同軸配置受信プローブ140を備えることで、超音波ビームUの径よりも微小な欠陥部Dが検出できるのに加えて、超音波ビームUの径よりも大きな欠陥部Dも検出できる。 As shown in FIG. 8B above, the coaxially arranged receive probe 140 receives the signal by the blocking method. Therefore, when there is a defect larger than the convergence diameter of the ultrasonic beam U, a decrease in the received signal is observed, so that the defect can be detected. On the other hand, for defects smaller than the convergence diameter of the ultrasonic beam U, the defect portion D can be detected by observing the scattered wave U1 with the eccentric arrangement receiving probe 120. Therefore, by providing the eccentric arrangement receiving probe 120 and the coaxial arrangement receiving probe 140, in addition to being able to detect a defect portion D smaller than the diameter of the ultrasonic beam U, a defect portion larger than the diameter of the ultrasonic beam U can be detected. D can also be detected.

図24は、第8実施形態での超音波検査装置Zの機能ブロック図である。偏心配置受信プローブ120の出力信号は受信系統220aに入力される。同軸配置受信プローブ140の出力信号は受信系統220bに入力される。受信系統220aの出力信号及び受信系統220bの出力信号は、それぞれ欠陥情報判定部205に入力される。欠陥情報判定部205では2つの受信信号を用いて欠陥部Dの有無を判定し、その結果をデータ処理部201に出力する。 FIG. 24 is a functional block diagram of the ultrasonic inspection device Z according to the eighth embodiment. The output signal of the eccentric arrangement receiving probe 120 is input to the receiving system 220a. The output signal of the coaxially arranged reception probe 140 is input to the reception system 220b. The output signal of the receiving system 220a and the output signal of the receiving system 220b are input to the defect information determination unit 205, respectively. The defect information determination unit 205 determines the presence or absence of the defect unit D using the two received signals, and outputs the result to the data processing unit 201.

欠陥情報判定部205の処理方法の具体例を述べる。偏心配置受信プローブ120からの受信信号については、信号が一定量増加した走査位置に欠陥部Dが存在すると判定する。同軸配置受信プローブ140からの受信信号については、信号が一定量減少した位置に欠陥部Dが存在すると判定する。2つの信号に基づく判定の論理和を欠陥情報判定部205の出力とする。即ち、偏心配置受信プローブ120の受信信号に基づく判定、及び同軸配置受信プローブ140の受信信号に基づく判定のうち、いずれか一方で欠陥ありと判定された場合には、欠陥情報判定部205は欠陥部Dが存在すると判定する。 A specific example of the processing method of the defect information determination unit 205 will be described. Regarding the received signal from the eccentric arrangement receiving probe 120, it is determined that the defect portion D exists at the scanning position where the signal is increased by a certain amount. Regarding the received signal from the coaxially arranged receiving probe 140, it is determined that the defective portion D exists at the position where the signal is reduced by a certain amount. The logical sum of the determinations based on the two signals is taken as the output of the defect information determination unit 205. That is, if it is determined that there is a defect in either the determination based on the reception signal of the eccentric arrangement reception probe 120 or the determination based on the reception signal of the coaxial arrangement reception probe 140, the defect information determination unit 205 is defective. It is determined that the part D exists.

偏心配置受信プローブ120及び同軸配置受信プローブ140を備えることで、欠陥部Dの検出漏れを減らし、検出性能を向上できる。 By providing the eccentric arrangement receiving probe 120 and the coaxial arrangement receiving probe 140, it is possible to reduce the detection omission of the defect portion D and improve the detection performance.

図25は、第9実施形態の超音波検査装置Zの欠陥情報判定部205の構成を示す図である。第9実施形態では、例えば図23に示した超音波検査装置Zを使用でき、同軸配置受信プローブ140で観測した直達波U3の信号と、偏心配置受信プローブ120で受信した散乱波U1の信号とを合成することで生じる干渉信号を用いて、微小な欠陥が検出される。 FIG. 25 is a diagram showing the configuration of the defect information determination unit 205 of the ultrasonic inspection device Z according to the ninth embodiment. In the ninth embodiment, for example, the ultrasonic inspection apparatus Z shown in FIG. 23 can be used, and the signal of the direct wave U3 observed by the coaxially arranged receiving probe 140 and the signal of the scattered wave U1 received by the eccentric arrangement receiving probe 120 can be used. Small defects are detected using the interference signal generated by synthesizing.

欠陥情報判定部205は、干渉信号生成部231、散乱波特徴量抽出部232a、直達波特徴量抽出部232b、干渉信号特徴量抽出部232c、及び信号統合処理部240を備える。まず、受信系統220aの出力信号及び受信系統220bの出力信号は、いずれも、干渉信号生成部231に入力される。干渉信号生成部231は、制御装置2に備えられ、偏心配置受信プローブ120の出力信号(散乱波U1の信号)と同軸配置受信プローブ140の出力信号(直達波U3の信号)とを合成する。欠陥部Dにおいて発生する散乱波U1の位相と直達波U3の位相が異なるため、合成により生成された干渉信号では互いに相殺し、欠陥部Dにおける信号変化量が大きくなる。これにより、直達波U3の信号変化量を観測する、従来の阻止型よりも微小な欠陥Dを検出できる。 The defect information determination unit 205 includes an interference signal generation unit 231, a scattered wave feature amount extraction unit 232a, a direct wave feature amount extraction unit 232b, an interference signal feature amount extraction unit 232c, and a signal integration processing unit 240. First, both the output signal of the reception system 220a and the output signal of the reception system 220b are input to the interference signal generation unit 231. The interference signal generation unit 231 is provided in the control device 2 and synthesizes the output signal of the eccentric arrangement receiving probe 120 (the signal of the scattered wave U1) and the output signal of the coaxial arrangement receiving probe 140 (the signal of the direct wave U3). Since the phase of the scattered wave U1 generated in the defect portion D and the phase of the direct wave U3 are different, the interference signals generated by the synthesis cancel each other out, and the amount of signal change in the defect portion D becomes large. As a result, it is possible to detect a defect D that is smaller than the conventional blocking type, which observes the signal change amount of the direct wave U3.

ここで、干渉信号が生成する原理を、上記の図10A及び図10Bを再度参照して説明する。図10Aは同軸配置受信プローブ140が受信する直達波U3の伝搬経路を模式的に示している。図10Bは、偏心配置受信プローブ120が受信する散乱波U1の伝搬経路を模式的に示している。 Here, the principle of generating the interference signal will be described again with reference to FIGS. 10A and 10B described above. FIG. 10A schematically shows the propagation path of the direct wave U3 received by the coaxially arranged receiving probe 140. FIG. 10B schematically shows the propagation path of the scattered wave U1 received by the eccentric arrangement receiving probe 120.

欠陥部Dの大きさ(径)が、送信された超音波ビームUのビーム径よりも小さい場合を想定する。図10A及び図10Bは、そのような場合を想定した模式図である。この場合、図10Aに示すように、送信プローブ110(図1)から放出された超音波ビームUの一部は欠陥部Dにより阻止されるが、欠陥部Dで阻止されない直達波U3は、同軸配置受信プローブ140に入射する。これに対して、図10Bに示すように、欠陥部Dで散乱された散乱波U1が偏心配置受信プローブ120に入射する。散乱波U1は、図10Bに示すように、同軸配置受信プローブ140に入射する超音波ビームUとは伝搬経路が異なるため、波の位相が異なる。また、欠陥部Dで散乱される過程でも波の位相が変化する。 It is assumed that the size (diameter) of the defect portion D is smaller than the beam diameter of the transmitted ultrasonic beam U. 10A and 10B are schematic views assuming such a case. In this case, as shown in FIG. 10A, a part of the ultrasonic beam U emitted from the transmission probe 110 (FIG. 1) is blocked by the defect portion D, but the direct wave U3 not blocked by the defect portion D is coaxial. It is incident on the arrangement receive probe 140. On the other hand, as shown in FIG. 10B, the scattered wave U1 scattered by the defect portion D is incident on the eccentric arrangement receiving probe 120. As shown in FIG. 10B, the scattered wave U1 has a different propagation path from the ultrasonic beam U incident on the coaxially arranged receiving probe 140, so that the phase of the wave is different. In addition, the phase of the wave changes even in the process of being scattered by the defect portion D.

このように、同軸配置受信プローブ140で受信する超音波と、偏心配置受信プローブ120で受信する超音波とは波の位相が異なる。このため、2つの受信信号を適切に合成すると、互いに打ち消し合う。ここでいう適切な合成とは、位相を反映させた合成であり、例えば周波数領域にフーリエ変換した合成等があるが、中でも、時間領域での信号合成が好ましい。即ち、干渉信号生成部231は、時間領域での信号合成を行うことが好ましい。時間領域での合成により、容易に合成できる。 As described above, the ultrasonic waves received by the coaxially arranged receiving probe 140 and the ultrasonic waves received by the eccentric arrangement receiving probe 120 have different wave phases. Therefore, when the two received signals are properly combined, they cancel each other out. The appropriate synthesis referred to here is a synthesis that reflects the phase, and for example, there is a synthesis that is Fourier transformed in the frequency domain, and among them, signal synthesis in the time domain is preferable. That is, it is preferable that the interference signal generation unit 231 performs signal synthesis in the time domain. It can be easily synthesized by synthesizing in the time domain.

図26Aは、同軸配置受信プローブ140が受信する受信信号Aの測定地点での変化を示す図である。図26Bは、偏心配置受信プローブ120が受信する受信信号Bの測定地点での変化を示す図である。図26Cは、干渉信号生成部231で合成した干渉信号Cの測定地点での変化を示す図である。これらの図では、横軸が測定位置のx座標、縦軸が振幅の最大値であり、欠陥部Dがx=0の位置に存在する場合を示す。 FIG. 26A is a diagram showing changes in the received signal A received by the coaxially arranged reception probe 140 at the measurement point. FIG. 26B is a diagram showing changes in the received signal B received by the eccentric arrangement receiving probe 120 at the measurement point. FIG. 26C is a diagram showing changes at the measurement points of the interference signal C synthesized by the interference signal generation unit 231. In these figures, the horizontal axis is the x-coordinate of the measurement position, the vertical axis is the maximum value of the amplitude, and the defect portion D exists at the position of x = 0.

同軸配置受信プローブ140(図10A)が受信する受信信号Aは、欠陥部Dの位置(x=0。以下同じ)で減少する。偏心配置受信プローブ120(図10B)が受信する受信信号Bは散乱波U1に対応するので、欠陥部Dの位置で増加する。両者を合成した干渉信号Cは、欠陥部Dの位置で位相が異なる受信信号Aと受信信号Bとの干渉効果により、受信信号Aの単独よりも大きく減少する。従って、散乱波U1の受信信号Bは欠陥部Dの位置で大きくなるが(図26B)、干渉信号生成部231から出力される干渉信号Cは、欠陥部Dの位置で小さくなる(図26C)。小さくなる度合いは、同軸配置受信プローブ140の受信信号A(図26A)と比べて大きくなる。 The received signal A received by the coaxially arranged reception probe 140 (FIG. 10A) decreases at the position of the defective portion D (x = 0; the same applies hereinafter). Since the received signal B received by the eccentric arrangement receiving probe 120 (FIG. 10B) corresponds to the scattered wave U1, it increases at the position of the defective portion D. The interference signal C, which is a combination of the two, is significantly reduced as compared with the reception signal A alone due to the interference effect between the reception signal A and the reception signal B whose phases are different at the position of the defect portion D. Therefore, the received signal B of the scattered wave U1 increases at the position of the defect portion D (FIG. 26B), but the interference signal C output from the interference signal generation unit 231 decreases at the position of the defect portion D (FIG. 26C). .. The degree of reduction is larger than that of the received signal A (FIG. 26A) of the coaxially arranged reception probe 140.

このように、同軸配置受信プローブ140の受信信号と偏心配置受信プローブ120での受信信号とを干渉信号生成部231で合成することにより、欠陥部Dに起因する信号変化量を大きくでき、検出性能、特に検出感度を向上できる。 In this way, by synthesizing the received signal of the coaxially arranged reception probe 140 and the received signal of the eccentric arrangement receiving probe 120 by the interference signal generation unit 231, the amount of signal change caused by the defect unit D can be increased, and the detection performance can be increased. In particular, the detection sensitivity can be improved.

図25に戻って、受信系統220aの出力信号及び受信系統220bの出力信号は、更に、それぞれ、散乱波特徴量抽出部232a及び直達波特徴量抽出部232bに入力される。散乱波特徴量抽出部232aは、散乱波U1の信号波形から欠陥部Dに由来する特徴量を抽出する。直達波特徴量抽出部232bは、直達波U3の信号波形から欠陥部Dに由来する特徴量を抽出する。特徴量の抽出は、例えば、信号遅延時間を考慮して適切な遅延時間範囲の信号振幅の最大値の抽出、短時間フーリエ変換やウェーブレット変換などの周波数領域での特徴量抽出等である。 Returning to FIG. 25, the output signal of the reception system 220a and the output signal of the reception system 220b are further input to the scattered wave feature amount extraction unit 232a and the direct wave feature amount extraction unit 232b, respectively. The scattered wave feature amount extraction unit 232a extracts the feature amount derived from the defect portion D from the signal waveform of the scattered wave U1. The direct wave feature amount extraction unit 232b extracts the feature amount derived from the defect portion D from the signal waveform of the direct wave U3. The feature amount extraction is, for example, extraction of the maximum value of the signal amplitude in an appropriate delay time range in consideration of the signal delay time, feature amount extraction in the frequency domain such as short-time Fourier transform and wavelet transform, and the like.

また、干渉信号生成部231の出力信号は、干渉信号特徴量抽出部232cに入力される。干渉信号特徴量抽出部232cは、散乱波特徴量抽出部232a及び直達波特徴量抽出部232bと同様にして、生成した干渉信号の波形から欠陥部Dに由来する特徴量を抽出する。 Further, the output signal of the interference signal generation unit 231 is input to the interference signal feature amount extraction unit 232c. The interference signal feature amount extraction unit 232c extracts the feature amount derived from the defect portion D from the waveform of the generated interference signal in the same manner as the scattered wave feature amount extraction unit 232a and the direct wave feature amount extraction unit 232b.

散乱波特徴量抽出部232a、直達波特徴量抽出部232b及び干渉信号特徴量抽出部232cで得られた出力信号(抽出された特徴量)は、信号統合処理部240に入力される。信号統合処理部240は、特徴量が抽出された位置に欠陥部Dが存在すると判定する。信号統合処理部240は、欠陥部Dが存在すると判定された位置を、データ処理部201に出力する。 The output signals (extracted feature amounts) obtained by the scattered wave feature amount extraction unit 232a, the direct wave feature amount extraction unit 232b, and the interference signal feature amount extraction unit 232c are input to the signal integration processing unit 240. The signal integration processing unit 240 determines that the defect unit D exists at the position where the feature amount is extracted. The signal integration processing unit 240 outputs the position where it is determined that the defect unit D exists to the data processing unit 201.

欠陥情報判定部205によれば、大きな欠陥部Dから微小な欠陥部Dまでを検出でき、検出精度を向上できる。 According to the defect information determination unit 205, it is possible to detect from a large defect portion D to a minute defect portion D, and the detection accuracy can be improved.

なお、散乱波特徴量抽出部232a、直達波特徴量抽出部232b及び干渉信号特徴量抽出部232cは、信号統合処理部240を介さず、データ処理部201に出力してよい。このような構成にすると、3種類の情報に基づいて、複数種類の欠陥画像を映像化することが可能になるので、欠陥部Dに関するより多くの情報を取得できる。 The scattered wave feature amount extraction unit 232a, the direct wave feature amount extraction unit 232b, and the interference signal feature amount extraction unit 232c may be output to the data processing unit 201 without going through the signal integration processing unit 240. With such a configuration, it is possible to visualize a plurality of types of defect images based on the three types of information, so that more information regarding the defect portion D can be obtained.

図27は、第10実施形態の超音波検査装置Zの構成を示す図である。第10実施形態では、同軸配置受信プローブ140の焦点距離R3は、偏心配置受信プローブ120の焦点距離R2よりも短い。これにより、同軸配置受信プローブ140の収束性が、偏心配置受信プローブ120の収束性よりも高まっている。 FIG. 27 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic inspection device Z according to the tenth embodiment. In the tenth embodiment, the focal length R3 of the coaxially arranged receiving probe 140 is shorter than the focal length R2 of the eccentric arrangement receiving probe 120. As a result, the convergence of the coaxially arranged receiving probe 140 is higher than that of the eccentric arrangement receiving probe 120.

同軸配置受信プローブ140の焦点距離R3を偏心配置受信プローブ120の焦点距離R2よりも短くすることで、送信プローブ110から放出される超音波ビームUのうち、受信音軸AX2上の超音波ビームUを同軸配置受信プローブ140が効率よく受信できる。一方で、散乱波U1は複数の伝搬経路を持つので、それを受信する偏心配置受信プローブ120は収束性を低くすることで、散乱波U1を十分に受信できる。このため、直達波U3及び散乱波U1のそれぞれの特性に合わせた収束性を持つ受信プローブ121を用いることで、より効率的に欠陥を検出できる。 By making the focal length R3 of the coaxially arranged receiving probe 140 shorter than the focal length R2 of the eccentric arrangement receiving probe 120, among the ultrasonic beams U emitted from the transmitting probe 110, the ultrasonic beam U on the receiving sound axis AX2 Can be efficiently received by the coaxially arranged receiving probe 140. On the other hand, since the scattered wave U1 has a plurality of propagation paths, the eccentric arrangement receiving probe 120 that receives the scattered wave U1 can sufficiently receive the scattered wave U1 by lowering the convergence. Therefore, defects can be detected more efficiently by using the receiving probe 121 having convergence according to the characteristics of the direct wave U3 and the scattered wave U1.

図28は、第11実施形態の超音波検査装置Zの構成を示す図である。第11実施形態では、偏心配置受信プローブ120及び同軸配置受信プローブ140の双方の機能を有するアレイ型プローブ122が使用される。アレイ型プローブ122は、複数個の感音素子122a(単位プローブ120a(図18)としても機能する)が1次元的(図28)又は2次元的(後記の図29)に配置された受信プローブ121である。 FIG. 28 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic inspection device Z according to the eleventh embodiment. In the eleventh embodiment, an array type probe 122 having the functions of both the eccentric arrangement receiving probe 120 and the coaxial arrangement receiving probe 140 is used. The array-type probe 122 is a receiving probe in which a plurality of sound sensing elements 122a (also functioning as a unit probe 120a (FIG. 18)) are arranged one-dimensionally (FIG. 28) or two-dimensionally (FIG. 29 below). 121.

アレイ型プローブ122は、構成する1つの感音素子122aの受信音軸AX2を送信音軸AX1と一致するように配置する。この位置に配置された感音素子122aが、同軸配置受信プローブ140として機能する。残りの感音素子122aは、上記の図18に示す例と同様に、送信音軸AX1を中心とした図28において紙面左右方向に連続的かつ対称に配置され、これらは偏心配置受信プローブ120として機能する。この例では、感音素子122aは、1次元的に配置される。 The array type probe 122 arranges the received sound axis AX2 of one constituent sound sensing element 122a so as to coincide with the transmission sound axis AX1. The sound sensing element 122a arranged at this position functions as a coaxially arranged receiving probe 140. Similar to the example shown in FIG. 18, the remaining sound sensing elements 122a are arranged continuously and symmetrically in the left-right direction of the paper in FIG. 28 centered on the transmission sound axis AX1, and these are arranged as eccentric arrangement receiving probes 120. Function. In this example, the sound sensing element 122a is arranged one-dimensionally.

アレイ型プローブ122を使用し、感音素子122aを1次元的に配置することで、感音素子122aの設置数が少ないためアレイ型プローブ122の設置コストを削減でき、かつ、複数の感音素子122aで散乱波U1を受信できる。また、欠陥Dが小さく、超音波伝搬が完全に阻止された場合でも、送信音軸AX1と一致する受信音軸AX2を有する感音素子122aが信号量の減少を検知できる。これにより、小さな欠陥部Dから大きな欠陥部Dまで効率よく検出できる。 By using the array type probe 122 and arranging the sound sensing elements 122a one-dimensionally, the installation cost of the array type probe 122 can be reduced because the number of installed sound sensing elements 122a is small, and a plurality of sound sensing elements can be installed. The scattered wave U1 can be received at 122a. Further, even when the defect D is small and the ultrasonic wave propagation is completely blocked, the sound sensing element 122a having the reception sound axis AX2 corresponding to the transmission sound axis AX1 can detect the decrease in the signal amount. As a result, it is possible to efficiently detect from a small defect portion D to a large defect portion D.

図29は、第12実施形態の超音波検査装置Zの構成を示す図である。図29は、送信プローブ110及びアレイ型プローブ122を、図1のz軸のマイナス側、つまり、アレイ型プローブ122の側から見た平面図である。上記の図28では、アレイ型プローブ122を構成する感音素子122aは、一方向にのみ1次元的に配置されていた。しかし、図29に示すアレイ型プローブ122では、感音素子122aはxyの二方向に2次元的に配置されている。図示の例では、感音素子122aは、xyの各方向に同数ずつ(7個ずつ)配置され、正方形状に配置される。しかし、感音素子122aは、正方形状の配置に限られず、例えば長方形、円形、楕円形等の各形状に配置されてもよい。 FIG. 29 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic inspection device Z according to the twelfth embodiment. FIG. 29 is a plan view of the transmission probe 110 and the array-type probe 122 as viewed from the minus side of the z-axis of FIG. 1, that is, the side of the array-type probe 122. In FIG. 28 above, the sound sensing elements 122a constituting the array type probe 122 are arranged one-dimensionally only in one direction. However, in the array type probe 122 shown in FIG. 29, the sound sensing element 122a is two-dimensionally arranged in two directions of xy. In the illustrated example, the sound sensing elements 122a are arranged in the same number (seven pieces) in each direction of xy, and are arranged in a square shape. However, the sound sensing element 122a is not limited to the square arrangement, and may be arranged in each shape such as a rectangle, a circle, and an ellipse.

アレイ型プローブ122を使用し、感音素子122aを2次元的に配置することで、多くの感音素子122aにより散乱波U1を受信でき散乱波U1の検出漏れを抑制できる。また、欠陥部Dが小さく、超音波伝搬が完全に阻止された場合でも、送信音軸AX1と一致する受信音軸AX2を有する感音素子122aが信号量の減少を検知できる。これにより、小さな欠陥部Dから大きな欠陥部Dまで効率よく検出できる。 By using the array type probe 122 and arranging the sound sensing elements 122a two-dimensionally, the scattered wave U1 can be received by many sound sensing elements 122a and the detection omission of the scattered wave U1 can be suppressed. Further, even when the defective portion D is small and the ultrasonic wave propagation is completely blocked, the sound sensing element 122a having the received sound axis AX2 corresponding to the transmitted sound axis AX1 can detect the decrease in the signal amount. As a result, it is possible to efficiently detect from a small defect portion D to a large defect portion D.

以上の各実施形態では、欠陥部Dは空洞である例を記載しているが、欠陥部Dとして被検査体Eの材質とは異なる材質が混入している異物であってもよい。この場合も、異なる材料が接する界面で音響インピーダンスの差(Gap)があるため、散乱波U1が発生するので、本実施形態の構成が有効である。本実施形態に係る超音波検査装置Zは、超音波欠陥映像装置を前提としているが、非接触インライン内部欠陥検査装置に適用されてもよい。 In each of the above embodiments, an example in which the defective portion D is hollow is described, but the defective portion D may be a foreign substance in which a material different from the material of the inspected body E is mixed. Also in this case, since there is a difference in acoustic impedance (Gap) at the interface where different materials are in contact with each other, scattered wave U1 is generated, so that the configuration of this embodiment is effective. The ultrasonic inspection device Z according to the present embodiment is premised on an ultrasonic defect imaging device, but may be applied to a non-contact in-line internal defect inspection device.

本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

また、前記した各構成、機能、ブロック図を構成する各部等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図22に示すように、前記した各構成、機能等は、CPU252等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、HDに格納すること以外に、メモリ251や、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、IC(Integrated Circuit)カードや、SD(Secure Digital)カード、DVD(Digital Versatile Disc)等の記録媒体に格納することができる。 Further, each of the above-mentioned configurations, functions, and each part constituting the block diagram may be realized by hardware, for example, by designing a part or all of them by an integrated circuit or the like. Further, as shown in FIG. 22, each configuration, function, etc. described above may be realized by software by interpreting and executing a program in which a processor such as a CPU 252 realizes each function. In addition to storing information such as programs, tables, and files that realize each function in HD, memory 251 and recording devices such as SSD (Solid State Drive), IC (Integrated Circuit) cards, and SD ( It can be stored in a recording medium such as a Secure Digital) card or a DVD (Digital Versaille Disc).

また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示してお
り、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほと
んどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
Further, in each embodiment, the control lines and information lines are shown as necessary for explanation, and not all the control lines and information lines are shown in the product. In practice, you can think of almost all configurations as interconnected.

1 走査計測装置
101 筐体
102 試料台
103 送信プローブ走査部
104 受信プローブ走査部
105 偏心距離調整部
106 設置角度調整部
110 送信プローブ
111 振動子
112 バッキング
113 整合層
114 探触子面
115 送信プローブ筐体
116 コネクタ
117,118 リード線
120 偏心配置受信プローブ(受信プローブ)
120a 単位プローブ
121 受信プローブ
122 アレイ型プローブ(送信プローブ、受信プローブ)
122a 感音素子
140 同軸配置受信プローブ(受信プローブ)
2 制御装置
201 データ処理部
202 駆動部
203 位置計測部
204 スキャンコントローラ
205 欠陥情報判定部
210 送信系統
211 波形発生器
212 出力アンプ
220,220a,220b,220c 受信系統
221 波形解析部
222 信号アンプ
231 干渉信号生成部
232a 散乱波特徴量抽出部
232b 直達波特徴量抽出部
232c 干渉信号特徴量抽出部
240 信号統合処理部
A,B 受信信号
AX1 送信音軸
AX2 受信音軸
C 干渉信号
D 欠陥部
E 被検査体
L 偏心距離
N 健全部
P 探触子
R1,R2,R3 焦点距離
S101 放出ステップ
S102 受信ステップ
S103 解析ステップ
S104 判定ステップ
S105 通知ステップ
T1,T2 ビーム入射面積
U,U2 超音波ビーム
U1 散乱波
U3 直達波
Z 超音波検査装置
1 Scanning measuring device 101 Housing 102 Sample stand 103 Transmission probe scanning unit 104 Reception probe scanning unit 105 Eccentric distance adjustment unit 106 Installation angle adjustment unit 110 Transmission probe 111 Oscillator 112 Backing 113 Matching layer 114 Detector surface 115 Transmission probe housing Body 116 Connector 117, 118 Lead wire 120 Eccentric arrangement Receive probe (receive probe)
120a Unit probe 121 Receive probe 122 Array type probe (transmit probe, receive probe)
122a Sound sensor 140 Coaxially arranged receive probe (receive probe)
2 Control device 201 Data processing unit 202 Drive unit 203 Position measurement unit 204 Scan controller 205 Defect information determination unit 210 Transmission system 211 Waveform generator 212 Output amplifier 220, 220a, 220b, 220c Reception system 221 Waveform analysis unit 222 Signal amplifier 231 Interference Signal generation unit 232a Scattered wave feature amount extraction unit 232b Direct wave feature amount extraction unit 232c Interference signal feature amount extraction unit 240 Signal integration processing unit A, B Received signal AX1 Transmission sound axis AX2 Received sound axis C Interference signal D Defect part
E Subject L Eccentric distance N Sound part P Detector R1, R2, R3 Focal length S101 Emission step S102 Reception step S103 Analysis step S104 Judgment step S105 Notification step T1, T2 Beam incident area U, U2 Ultrasonic beam U1 Scattering Wave U3 Direct wave Z Ultrasonic inspection device

Claims (20)

気体を介して被検査体に超音波ビームを入射することにより前記被検査体の検査を行う超音波検査装置であって、
前記被検査体への前記超音波ビームの走査及び計測を行う走査計測装置と、前記走査計測装置の駆動を制御する制御装置とを備え、
前記走査計測装置は、
前記超音波ビームを放出する送信プローブと、
前記被検査体に関して前記送信プローブの反対側に設置されて前記超音波ビームを受信する偏心配置受信プローブとを備え、
前記送信プローブの送信音軸と前記偏心配置受信プローブの受信音軸との偏心距離がゼロよりも大きくなるように前記偏心配置受信プローブが配置された超音波検査装置。
It is an ultrasonic inspection device that inspects the inspected object by injecting an ultrasonic beam into the inspected object through a gas.
It is provided with a scanning measurement device that scans and measures the ultrasonic beam on the object to be inspected, and a control device that controls the drive of the scanning measurement device.
The scanning measuring device is
The transmission probe that emits the ultrasonic beam and
The object to be inspected is provided with an eccentric arrangement receiving probe installed on the opposite side of the transmitting probe to receive the ultrasonic beam.
An ultrasonic inspection apparatus in which the eccentric arrangement receiving probe is arranged so that the eccentric distance between the transmission sound axis of the transmission probe and the reception sound axis of the eccentric arrangement receiving probe is larger than zero.
前記偏心距離が、前記超音波ビームの、前記被検査体の欠陥部での散乱により生じる散乱波を受信可能な距離に設定された
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the eccentric distance is set to a distance at which a scattered wave generated by scattering of the ultrasonic beam at a defective portion of the inspected object can be received.
前記被検査体の欠陥部への入射時の前記偏心配置受信プローブでの受信信号強度が前記被検査体の健全部への入射時の前記受信信号強度よりも大きくなるように、前記偏心距離が設定された
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The eccentric distance is set so that the received signal strength of the eccentric arrangement receiving probe when incident on the defective portion of the inspected object is larger than the received signal intensity when incident on the healthy portion of the inspected object. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic inspection apparatus is set.
前記偏心距離が、前記被検査体の健全部への照射時にノイズ以外の受信信号が検出されない距離に設定された
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the eccentric distance is set to a distance at which a received signal other than noise is not detected when the sound portion of the inspected object is irradiated.
前記送信プローブ又は前記偏心配置受信プローブの少なくとも一方の位置を調整する偏心距離調整部を備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, further comprising an eccentric distance adjusting unit that adjusts the position of at least one of the transmitting probe and the eccentric arrangement receiving probe. 前記偏心配置受信プローブの焦点距離は、前記送信プローブの焦点距離よりも長い
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the focal length of the eccentric arrangement receiving probe is longer than the focal length of the transmitting probe.
前記偏心配置受信プローブの焦点は、前記送信プローブの焦点よりも、前記送信プローブの側に存在する
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the focal point of the eccentric arrangement receiving probe is closer to the transmitting probe than the focal point of the transmitting probe.
前記偏心配置受信プローブの前記被検査体でのビーム入射面積は、前記送信プローブの前記被検査体でのビーム入射面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the beam incident area of the eccentric arrangement receiving probe in the inspected body is larger than the beam incident area of the transmitting probe in the inspected body.
前記走査計測装置は、前記送信音軸と前記受信音軸との為す角θが0°<θ<90°を満たすように、前記偏心配置受信プローブの傾きを調整する設置角度調整部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The scanning measuring device includes an installation angle adjusting unit that adjusts the inclination of the eccentric arrangement receiving probe so that the angle θ formed by the transmitting sound axis and the receiving sound axis satisfies 0 ° <θ <90 °. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1.
前記偏心配置受信プローブは、複数の単位プローブを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the eccentric arrangement receiving probe includes a plurality of unit probes.
前記制御装置は、前記複数の単位プローブのうち、照射された前記超音波ビームの、前記被検査体の欠陥部での散乱により生じる散乱波を受信した前記単位プローブの受信信号に基づいて、前記被検査体での欠陥部に関する情報を判定する欠陥情報判定部を備える
ことを特徴とする請求項10に記載の超音波検査装置。
The control device is based on the reception signal of the unit probe that has received the scattered wave generated by the scattering of the irradiated ultrasonic beam in the defective portion of the inspected object among the plurality of unit probes. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 10, further comprising a defect information determination unit for determining information regarding a defect portion in an inspected object.
前記複数の単位プローブは、前記送信音軸を中心として放射状に配置される
ことを特徴とする請求項10に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 10, wherein the plurality of unit probes are arranged radially around the transmission sound axis.
前記偏心距離が同じ位置に、少なくとも2つの前記単位プローブが配置される
ことを特徴とする請求項10に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 10, wherein at least two of the unit probes are arranged at positions having the same eccentric distance.
前記偏心配置受信プローブの振動子の、前記送信音軸に対する前記受信音軸の偏心方向の長さが、前記被検査体の表面に沿った方向かつ前記偏心方向に直交する方向の長さよりも長い
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波検査装置。
The length of the oscillator of the eccentric arrangement receiving probe in the eccentric direction with respect to the transmitting sound axis is longer than the length in the direction along the surface of the inspected object and in the direction orthogonal to the eccentric direction. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1.
前記走査計測装置は、前記偏心距離がゼロの位置に配置された同軸配置受信プローブを備える
ことを特徴とする請求項1又は10に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection device according to claim 1 or 10, wherein the scanning measuring device includes a coaxially arranged receiving probe arranged at a position where the eccentricity distance is zero.
前記同軸配置受信プローブの焦点距離は、前記偏心配置受信プローブの焦点距離よりも短い
ことを特徴とする請求項15に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 15, wherein the focal length of the coaxially arranged receiving probe is shorter than the focal length of the eccentrically arranged receiving probe.
前記制御装置は、前記偏心配置受信プローブの出力信号と前記同軸配置受信プローブの出力信号とを合成する干渉信号生成部を備える
ことを特徴とする請求項15に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection device according to claim 15, wherein the control device includes an interference signal generation unit that synthesizes an output signal of the eccentric arrangement receiving probe and an output signal of the coaxial arrangement receiving probe.
前記干渉信号生成部は、時間領域での信号合成を行う
ことを特徴とする請求項17に記載の超音波検査装置。
The ultrasonic inspection apparatus according to claim 17, wherein the interference signal generation unit performs signal synthesis in a time domain.
気体を介して被検査体に超音波ビームを入射することにより前記被検査体の検査を行う超音波検査方法であって、
送信プローブから超音波ビームを放出する放出ステップと、
前記被検査体に関して前記送信プローブの反対側に設置され、前記送信プローブの送信音軸とは異なる位置に受信音軸を有する偏心配置受信プローブにおいて、前記超音波ビームを受信する受信ステップと、
受信した前記超音波ビームの信号を基に、信号強度データを生成する解析ステップと、
を含むことを特徴とする超音波検査方法。
An ultrasonic inspection method for inspecting an inspected object by injecting an ultrasonic beam into the inspected object via a gas.
The emission step, which emits an ultrasonic beam from the transmission probe,
A receiving step of receiving the ultrasonic beam in an eccentric arrangement receiving probe which is installed on the opposite side of the transmitting probe with respect to the inspected object and has a receiving sound axis at a position different from the transmitting sound axis of the transmitting probe.
An analysis step for generating signal intensity data based on the received ultrasonic beam signal, and
An ultrasonic inspection method comprising.
前記解析ステップで生成された前記信号強度データが、予め設定されている閾値以上か否かを判定することで、前記被検査体の欠陥部の有無を判定する判定ステップを含む
ことを特徴とする請求項19に記載の超音波検査方法。
It is characterized by including a determination step of determining the presence or absence of a defective portion of the inspected object by determining whether or not the signal strength data generated in the analysis step is equal to or higher than a preset threshold value. The ultrasonic inspection method according to claim 19.
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