JP2002228640A - フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置 - Google Patents
フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置Info
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- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い範囲の欠陥を確実に検出することがで
き、その位置とともに傾きも検出することができるフェ
ーズドアレイによる探傷方法を提供する。 【解決手段】 フェーズドアレイ探触子Ｉの１乃至８ｃ
ｈを送信用に用いるとともに、先ず９乃至１６ｃｈのエ
レメントを受信モードとして、各エレメントで反射波５
を受信し、続けて１７乃至２４ｃｈのエレメントを受信
モードとして同様に反射波５を受信するとともに、かか
る一連の操作をチャンネルを切り換えながら繰り返すこ
とにより、１乃至８ｃｈで送信した送信波３の反射波５
が、例えば１７乃至２４ｃｈのエレメントの３０°で最
大のエコーレベルを受信した状態を検出し、この検出信
号に基づき送信と受信の位置関係により、欠陥４の位置
と傾きを検出する。
き、その位置とともに傾きも検出することができるフェ
ーズドアレイによる探傷方法を提供する。 【解決手段】 フェーズドアレイ探触子Ｉの１乃至８ｃ
ｈを送信用に用いるとともに、先ず９乃至１６ｃｈのエ
レメントを受信モードとして、各エレメントで反射波５
を受信し、続けて１７乃至２４ｃｈのエレメントを受信
モードとして同様に反射波５を受信するとともに、かか
る一連の操作をチャンネルを切り換えながら繰り返すこ
とにより、１乃至８ｃｈで送信した送信波３の反射波５
が、例えば１７乃至２４ｃｈのエレメントの３０°で最
大のエコーレベルを受信した状態を検出し、この検出信
号に基づき送信と受信の位置関係により、欠陥４の位置
と傾きを検出する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフェーズドアレイに
よる探傷方法に関し、特に広い範囲をスキャンして欠陥
を検出する場合に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば原子力プラント等の各種プラント
における配管等の欠陥を非破壊検査により検出する場合
に超音波探傷が適用される。図５は従来技術に係る超音
波探傷方法を示す説明図である。同図に示すように、探
触子０１は被探傷部材０２に向けて超音波を送出する送
信側の探触子であり、この探触子０１が送出した超音波
は送信波０３となって被探傷部材０２の内部に進行し、
この内部に存在する欠陥０４で反射され、反射波０５と
なって被探傷部材０２の表面側に戻ってくる。このとき
探触子０１が送出した超音波が欠陥４で反射して受信側
で受信されるまでの時間、すなわち超音波の受信側への
到達時間は欠陥０４の位置と相関がある。そこで、反射
波０５を受信側の他の探触子又は受信モードに切り換え
た上記探触子０１で受信し、探触子０１の位置関係及び
超音波の到達時間等に基づき所定の解析を行うことによ
り欠陥０４の位置を特定することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする問題点】上述の如き従来技術
に係る超音波探傷法においては、送信波０３の進行方向
は、探触子０１の被探傷部材０２に対する取り付け態様
（角度）により一義的に決定される。したがって、欠陥
０４で反射した反射波０５の反射方向も一義的に決定さ
れる。このため、受信側の探触子の配設位置によっては
欠陥０４を検出することが困難であるか、又は最悪の場
合には検出できない場合が発生する。被探傷部材０２に
向けて発射された超音波は若干拡散するので、欠陥０４
が存在する場合、これを全く検出できない場合は少ない
ものの、上述の如き従来技術においては送信波０３の進
行方向と欠陥０４の位置との関係が適切でない場合、十
分なＳ／Ｎ比を確保することが困難であるからである。 【０００４】本発明は、上記従来技術に鑑み、広い範囲
の欠陥を確実に検出することができ、その位置とともに
傾きも検出することができるフェーズドアレイによる探
傷方法及び探傷装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【０００６】１） 複数の探触子をアレイ状に配設した
フェーズドアレイ探触子の一部又は全部の探触子から被
探傷部材に向けて超音波を送出するとともに、被探傷部
材からの反射波を、上記フェーズドアレイ探触子の他の
探触子又は同じ探触子で受信するとともに、この受信の
際には、複数の探触子を順次切り換えて受信モードとす
ることにより広範囲の反射波を受信するようにしたこ
と。 【０００７】２） 一個の探触子から被探傷部材に向け
て超音波を送出するとともに、被探傷部材からの反射波
を、複数の探触子をアレイ状に配設したフェーズドアレ
イ探触子で受信するとともに、この受信の際には、複数
の探触子を順次切り換えて受信モードとすることにより
広範囲の反射波を受信するようにしたこと。 【０００８】３） 上記１）又は２）に記載するフェー
ズドアレイによる探傷方法において、受信側のフェーズ
ドアレイ探触子の受信信号を解析して欠陥を表す信号を
受信した探触子を特定することによりこの探触子と送信
側の探触子との位置関係、送信波と反射波との位置関係
及び到達時間に基づき欠陥の位置及び角度を検出するこ
と。 【０００９】４） 複数の探触子のうちの一部又は全部
が被探傷部材に向けて超音波を送出する送信側の探触子
となり、同時に被探傷部材からの反射波を他の探触子又
は同じ探触子で受信するように複数の探触子をアレイ状
に配設してなるフェーズドアレイ探触子と、送信側の探
触子による超音波の送出及び受信側のフェーズドアレイ
探触子による反射波の受信を制御するとともに、この受
信の際には複数の探触子を順次切り換えて受信モードと
することにより広範囲の反射波を受信するように制御す
る制御部と、受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信
号を解析して欠陥を表す信号を受信した探触子を特定す
ることによりこの探触子と送信側の探触子との位置関
係、送信波と反射波との位置関係及び到達時間に基づき
欠陥の位置及び角度を検出する演算処理部とを有するこ
と。 【００１０】５） 被探傷部材に向けて超音波を送出す
る送信側の一個の探触子と、被探傷部材からの反射波を
受信するよう複数の探触子をアレイ状に配設して構成し
た受信側のフェーズドアレイ探触子と、送信側の探触子
による超音波の送出及び受信側のフェーズドアレイ探触
子による反射波の受信を制御するとともに、この受信の
際には複数の探触子を順次切り換えて受信モードとする
ことにより広範囲の反射波を受信するように制御する制
御部と、受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信号を
解析して欠陥を表す信号を受信した探触子を特定するこ
とによりこの探触子と送信側の探触子との位置関係、送
信波と反射波との位置関係及び到達時間に基づき欠陥の
位置及び角度を検出する演算処理部とを有すること。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００１２】本形態はいわゆるフェーズドアレイ法を利
用するものである。そこで、このフェーズドアレイ法を
図１に基づき説明しておく。同図に示すように、フェー
ズドアレイ法とは、複数の超音波の探触子１をアレイ状
に配設してなるフェーズドアレイ探触子Ｉを用い、この
フェーズドアレイ探触子Ｉの各探触子１からそれぞれ発
信する超音波の送信波３の遅延時間ＤＴを電気的に適宜
設定して、各送信波３の位相をずらすことにより、その
合成波面３ａの進行方向（超音波入射方向（入射角）
Ｄ）を所望の方向に調整するものである。かかるフェー
ズドアレイ法を用いれば、超音波発信の遅延時間の設定
を調整するだけで容易に入射角を変えることができ、送
信波３の入射角を変える超音波探傷が非常に有効なもの
となる。遅延時間ＤＴの制御により送信波３の入射角を
任意に変化させることにより被探傷部材２の内部の広い
範囲を超音波の送信波３でスキャンすることができ、ま
た送信波３を任意の方向に収束させることもできるから
である。かかる関係は、フェーズドアレイ探触子１を受
信モードとした場合にも同様である。すなわち、受信側
のフェーズドアレイ探触子Ｉの各探触子１における受信
のタイミングを制御することで広い範囲の反射波を検出
することができる。 【００１３】図２は図１に示すフェーズドアレイ探触子
Ｉを利用した本発明の第１の実施の形態を示すブロック
線図である。同図に示すように、フェーズドアレイ探触
子Ｉは、複数の探触子１のうちの一部が被探傷部材２に
向けて送信波３を送出する送信側の探触子１となり、残
りの探触子１が被探傷部材２からの反射波５を受信する
ように制御される。制御部６は、送信側の探触子１によ
る送信波３の送出及び受信側の探触子１による反射波５
の受信を制御するとともに、この受信の際には複数の探
触子１を順次切り換えて受信モードとすることにより広
範囲の反射波を受信するように制御するものである。演
算処理部７は、受信側の探触子１の受信信号である反射
波５を解析して欠陥４を表す信号を受信した探触子１を
特定することによりこの探触子１と送信側の探触子１と
の位置関係、送信波３と反射波５との位置関係及び到達
時間に基づき欠陥４の位置及び角度を検出するものであ
る。ここで演算処理部７には、送信波３の送出タイミン
グを表す信号及び反射波５の受信タイミング等、その処
理に必要なデータが制御部６から供給される。 【００１４】図３は上記実施の形態に係る装置を用いた
探傷例を概念的に示す説明図である。本例は、図３
（ａ）に示すように、１２８ｃｈのエレメントを有する
フェーズドアレイ探触子Ｉを用いた場合である。図３
（ｂ）に示すように、本例ではフェーズドアレイ探触子
Ｉの１乃至８ｃｈを送信用に用いる場合である。このと
きフェーズドアレイの特徴を生かしたスキャニングも行
う。図にはスキャニングしながら送出する送信波３のう
ち３０°、４５°、６０°の方向に送出したものを示し
ている。そして、４５°の方向に欠陥４が存在する場合
の例である。次に、図３（ｃ）に示すように、９乃至１
６ｃｈのエレメントを受信モードとして、各エレメント
で反射波５を受信する。このとき、受信側でも仮想的な
スキャニングを行う。さらに、図３（ｄ）に示すよう
に、１７乃至２４ｃｈのエレメントを受信モードとして
同様に反射波５を受信するとともに、かかる一連の操作
をチャンネルを切り換えながら繰り返す。図３（ｅ）
は、本例において１乃至８ｃｈで送信した送信波３の反
射波５が１７乃至２４ｃｈのエレメントの３０°で最大
のエコーレベルを受信した状態を示している。図２に示
す演算処理部７では、送信と受信の位置関係により、欠
陥４の位置と傾きを演算して、これらを表す信号を出力
する。 【００１５】図２に示す装置は送受信を一個のフェーズ
ドアレイ探触子Ｉで行わせる場合である。このように一
個のフェーズドアレイ探触子Ｉの一部を送信側、他を受
信側として機能させる場合には、一個のフェーズドアレ
イ探触子Ｉの各探触子１のモードの切替のみで良いた
め、装置構成は簡単になるが、これに限るものではな
い。上記実施の形態のフェーズドアレイ探触子Ｉのうち
送信側として機能させる探触子１を独立した探触子とし
ても良い。この場合の実施の形態を第２の実施の形態と
して図４に示す。同図に示すように、本形態は送信側の
探触子２１と受信側のフェーズドアレイ探触子 II とを
分けて構成したものであるが、探触子２１は図２に示す
第１の実施の形態のフェーズドアレイ探触子Ｉの送信側
に機能的に対応し、フェーズドアレイ探触子 II はフェ
ーズドアレイ探触子Ｉの受信側に機能的に対応してい
る。したがって、制御部２６は、送信側の探触子２１に
よる送信波２３の送出及び受信側のフェーズドアレイ探
触子 II による反射波２５の受信を制御するとともに、
この受信の際には複数の探触子を順次切り換えて受信モ
ードとすることにより広範囲の反射波２５を受信するよ
うに制御する。演算処理部２７は、受信側のフェーズド
アレイ探触子 II の受信信号を解析して被探傷部材２２
の欠陥２４を表す信号を受信した探触子を特定すること
によりこの探触子と送信側の探触子２１との位置関係、
送信波２３と反射波２５との位置関係及び到達時間に基
づき欠陥２４の位置及び角度を検出する。 【００１６】かかる第２の実施の形態ては、送信波２３
が探触子２１から送出される点が異なるだけで、受信側
の動作態様は、図３に示す場合と全く同様である。ここ
で、探触子２１は一個であるので、図２に示すフェーズ
ドアレイ探触子Ｉの場合のように送信波２３をスキャン
させることはできないが、ある程度拡散する送信波２３
を送出することはでき、このように拡散させることによ
りある程度の範囲の欠陥２４で反射する送信波２３を形
成することはできる。 【００１７】 【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
た通り、〔請求項１〕に記載する発明は、複数の探触子
をアレイ状に配設したフェーズドアレイ探触子の一部又
は全部の探触子から被探傷部材に向けて超音波を送出す
るとともに、被探傷部材からの反射波を、上記フェーズ
ドアレイ探触子の他の探触子又は同じ探触子で受信する
とともに、この受信の際には、複数の探触子を順次切り
換えて受信モードとすることにより広範囲の反射波を受
信するようにしたので、一個のフェーズドアレイ探触子
の送受信のモードの切替だけで、広範囲の欠陥の検出が
可能になる。 【００１８】〔請求項２〕に記載する発明は、一個の探
触子から被探傷部材に向けて超音波を送出するととも
に、被探傷部材からの反射波を、複数の探触子をアレイ
状に配設したフェーズドアレイ探触子で受信するととも
に、この受信の際には、複数の探触子を順次切り換えて
受信モードとすることにより広範囲の反射波を受信する
ようにしたので、〔請求項１〕に記載する発明と同様の
効果を送信部を通常の探触子とした場合においても実現
し得る。 【００１９】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項
１〕又は〔請求項２〕に記載するフェーズドアレイによ
る探傷方法において、受信側のフェーズドアレイ探触子
の受信信号を解析して欠陥を表す信号を受信した探触子
を特定することによりこの探触子と送信側の探触子との
位置関係、送信波と反射波との位置関係及び到達時間に
基づき欠陥の位置及び角度を検出するので、〔請求項
１〕又は〔請求項２〕に記載する発明の効果に加え、欠
陥の位置のみならず傾きも検出することができる。 【００２０】〔請求項４〕に記載する発明は、複数の探
触子のうちの一部又は全部が被探傷部材に向けて超音波
を送出する送信側の探触子となり、同時に被探傷部材か
らの反射波を他の探触子又は同じ探触子で受信するよう
に複数の探触子をアレイ状に配設してなるフェーズドア
レイ探触子と、送信側の探触子による超音波の送出及び
受信側のフェーズドアレイ探触子による反射波の受信を
制御するとともに、この受信の際には複数の探触子を順
次切り換えて受信モードとすることにより広範囲の反射
波を受信するように制御する制御部と、受信側のフェー
ズドアレイ探触子の受信信号を解析して欠陥を表す信号
を受信した探触子を特定することによりこの探触子と送
信側の探触子との位置関係、送信波と反射波との位置関
係及び到達時間に基づき欠陥の位置及び角度を検出する
演算処理部とを有するので、一個のフェーズドアレイ探
触子の送受信のモードの切替だけで、広範囲の欠陥の検
出が可能になる。また、欠陥の位置のみならず傾きも検
出することができる。 【００２１】〔請求項５〕に記載する発明は、被探傷部
材に向けて超音波を送出する送信側の一個の探触子と、
被探傷部材からの反射波を受信するよう複数の探触子を
アレイ状に配設して構成した受信側のフェーズドアレイ
探触子と、送信側の探触子による超音波の送出及び受信
側のフェーズドアレイ探触子による反射波の受信を制御
するとともに、この受信の際には複数の探触子を順次切
り換えて受信モードとすることにより広範囲の反射波を
受信するように制御する制御部と、受信側のフェーズド
アレイ探触子の受信信号を解析して欠陥を表す信号を受
信した探触子を特定することによりこの探触子と送信側
の探触子との位置関係、送信波と反射波との位置関係及
び到達時間に基づき欠陥の位置及び角度を検出する演算
処理部とを有するので、〔請求項４〕に記載する発明と
同様の効果を送信部を通常の探触子とした場合において
も実現し得る。
よる探傷方法に関し、特に広い範囲をスキャンして欠陥
を検出する場合に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば原子力プラント等の各種プラント
における配管等の欠陥を非破壊検査により検出する場合
に超音波探傷が適用される。図５は従来技術に係る超音
波探傷方法を示す説明図である。同図に示すように、探
触子０１は被探傷部材０２に向けて超音波を送出する送
信側の探触子であり、この探触子０１が送出した超音波
は送信波０３となって被探傷部材０２の内部に進行し、
この内部に存在する欠陥０４で反射され、反射波０５と
なって被探傷部材０２の表面側に戻ってくる。このとき
探触子０１が送出した超音波が欠陥４で反射して受信側
で受信されるまでの時間、すなわち超音波の受信側への
到達時間は欠陥０４の位置と相関がある。そこで、反射
波０５を受信側の他の探触子又は受信モードに切り換え
た上記探触子０１で受信し、探触子０１の位置関係及び
超音波の到達時間等に基づき所定の解析を行うことによ
り欠陥０４の位置を特定することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする問題点】上述の如き従来技術
に係る超音波探傷法においては、送信波０３の進行方向
は、探触子０１の被探傷部材０２に対する取り付け態様
（角度）により一義的に決定される。したがって、欠陥
０４で反射した反射波０５の反射方向も一義的に決定さ
れる。このため、受信側の探触子の配設位置によっては
欠陥０４を検出することが困難であるか、又は最悪の場
合には検出できない場合が発生する。被探傷部材０２に
向けて発射された超音波は若干拡散するので、欠陥０４
が存在する場合、これを全く検出できない場合は少ない
ものの、上述の如き従来技術においては送信波０３の進
行方向と欠陥０４の位置との関係が適切でない場合、十
分なＳ／Ｎ比を確保することが困難であるからである。 【０００４】本発明は、上記従来技術に鑑み、広い範囲
の欠陥を確実に検出することができ、その位置とともに
傾きも検出することができるフェーズドアレイによる探
傷方法及び探傷装置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【０００６】１） 複数の探触子をアレイ状に配設した
フェーズドアレイ探触子の一部又は全部の探触子から被
探傷部材に向けて超音波を送出するとともに、被探傷部
材からの反射波を、上記フェーズドアレイ探触子の他の
探触子又は同じ探触子で受信するとともに、この受信の
際には、複数の探触子を順次切り換えて受信モードとす
ることにより広範囲の反射波を受信するようにしたこ
と。 【０００７】２） 一個の探触子から被探傷部材に向け
て超音波を送出するとともに、被探傷部材からの反射波
を、複数の探触子をアレイ状に配設したフェーズドアレ
イ探触子で受信するとともに、この受信の際には、複数
の探触子を順次切り換えて受信モードとすることにより
広範囲の反射波を受信するようにしたこと。 【０００８】３） 上記１）又は２）に記載するフェー
ズドアレイによる探傷方法において、受信側のフェーズ
ドアレイ探触子の受信信号を解析して欠陥を表す信号を
受信した探触子を特定することによりこの探触子と送信
側の探触子との位置関係、送信波と反射波との位置関係
及び到達時間に基づき欠陥の位置及び角度を検出するこ
と。 【０００９】４） 複数の探触子のうちの一部又は全部
が被探傷部材に向けて超音波を送出する送信側の探触子
となり、同時に被探傷部材からの反射波を他の探触子又
は同じ探触子で受信するように複数の探触子をアレイ状
に配設してなるフェーズドアレイ探触子と、送信側の探
触子による超音波の送出及び受信側のフェーズドアレイ
探触子による反射波の受信を制御するとともに、この受
信の際には複数の探触子を順次切り換えて受信モードと
することにより広範囲の反射波を受信するように制御す
る制御部と、受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信
号を解析して欠陥を表す信号を受信した探触子を特定す
ることによりこの探触子と送信側の探触子との位置関
係、送信波と反射波との位置関係及び到達時間に基づき
欠陥の位置及び角度を検出する演算処理部とを有するこ
と。 【００１０】５） 被探傷部材に向けて超音波を送出す
る送信側の一個の探触子と、被探傷部材からの反射波を
受信するよう複数の探触子をアレイ状に配設して構成し
た受信側のフェーズドアレイ探触子と、送信側の探触子
による超音波の送出及び受信側のフェーズドアレイ探触
子による反射波の受信を制御するとともに、この受信の
際には複数の探触子を順次切り換えて受信モードとする
ことにより広範囲の反射波を受信するように制御する制
御部と、受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信号を
解析して欠陥を表す信号を受信した探触子を特定するこ
とによりこの探触子と送信側の探触子との位置関係、送
信波と反射波との位置関係及び到達時間に基づき欠陥の
位置及び角度を検出する演算処理部とを有すること。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【００１２】本形態はいわゆるフェーズドアレイ法を利
用するものである。そこで、このフェーズドアレイ法を
図１に基づき説明しておく。同図に示すように、フェー
ズドアレイ法とは、複数の超音波の探触子１をアレイ状
に配設してなるフェーズドアレイ探触子Ｉを用い、この
フェーズドアレイ探触子Ｉの各探触子１からそれぞれ発
信する超音波の送信波３の遅延時間ＤＴを電気的に適宜
設定して、各送信波３の位相をずらすことにより、その
合成波面３ａの進行方向（超音波入射方向（入射角）
Ｄ）を所望の方向に調整するものである。かかるフェー
ズドアレイ法を用いれば、超音波発信の遅延時間の設定
を調整するだけで容易に入射角を変えることができ、送
信波３の入射角を変える超音波探傷が非常に有効なもの
となる。遅延時間ＤＴの制御により送信波３の入射角を
任意に変化させることにより被探傷部材２の内部の広い
範囲を超音波の送信波３でスキャンすることができ、ま
た送信波３を任意の方向に収束させることもできるから
である。かかる関係は、フェーズドアレイ探触子１を受
信モードとした場合にも同様である。すなわち、受信側
のフェーズドアレイ探触子Ｉの各探触子１における受信
のタイミングを制御することで広い範囲の反射波を検出
することができる。 【００１３】図２は図１に示すフェーズドアレイ探触子
Ｉを利用した本発明の第１の実施の形態を示すブロック
線図である。同図に示すように、フェーズドアレイ探触
子Ｉは、複数の探触子１のうちの一部が被探傷部材２に
向けて送信波３を送出する送信側の探触子１となり、残
りの探触子１が被探傷部材２からの反射波５を受信する
ように制御される。制御部６は、送信側の探触子１によ
る送信波３の送出及び受信側の探触子１による反射波５
の受信を制御するとともに、この受信の際には複数の探
触子１を順次切り換えて受信モードとすることにより広
範囲の反射波を受信するように制御するものである。演
算処理部７は、受信側の探触子１の受信信号である反射
波５を解析して欠陥４を表す信号を受信した探触子１を
特定することによりこの探触子１と送信側の探触子１と
の位置関係、送信波３と反射波５との位置関係及び到達
時間に基づき欠陥４の位置及び角度を検出するものであ
る。ここで演算処理部７には、送信波３の送出タイミン
グを表す信号及び反射波５の受信タイミング等、その処
理に必要なデータが制御部６から供給される。 【００１４】図３は上記実施の形態に係る装置を用いた
探傷例を概念的に示す説明図である。本例は、図３
（ａ）に示すように、１２８ｃｈのエレメントを有する
フェーズドアレイ探触子Ｉを用いた場合である。図３
（ｂ）に示すように、本例ではフェーズドアレイ探触子
Ｉの１乃至８ｃｈを送信用に用いる場合である。このと
きフェーズドアレイの特徴を生かしたスキャニングも行
う。図にはスキャニングしながら送出する送信波３のう
ち３０°、４５°、６０°の方向に送出したものを示し
ている。そして、４５°の方向に欠陥４が存在する場合
の例である。次に、図３（ｃ）に示すように、９乃至１
６ｃｈのエレメントを受信モードとして、各エレメント
で反射波５を受信する。このとき、受信側でも仮想的な
スキャニングを行う。さらに、図３（ｄ）に示すよう
に、１７乃至２４ｃｈのエレメントを受信モードとして
同様に反射波５を受信するとともに、かかる一連の操作
をチャンネルを切り換えながら繰り返す。図３（ｅ）
は、本例において１乃至８ｃｈで送信した送信波３の反
射波５が１７乃至２４ｃｈのエレメントの３０°で最大
のエコーレベルを受信した状態を示している。図２に示
す演算処理部７では、送信と受信の位置関係により、欠
陥４の位置と傾きを演算して、これらを表す信号を出力
する。 【００１５】図２に示す装置は送受信を一個のフェーズ
ドアレイ探触子Ｉで行わせる場合である。このように一
個のフェーズドアレイ探触子Ｉの一部を送信側、他を受
信側として機能させる場合には、一個のフェーズドアレ
イ探触子Ｉの各探触子１のモードの切替のみで良いた
め、装置構成は簡単になるが、これに限るものではな
い。上記実施の形態のフェーズドアレイ探触子Ｉのうち
送信側として機能させる探触子１を独立した探触子とし
ても良い。この場合の実施の形態を第２の実施の形態と
して図４に示す。同図に示すように、本形態は送信側の
探触子２１と受信側のフェーズドアレイ探触子 II とを
分けて構成したものであるが、探触子２１は図２に示す
第１の実施の形態のフェーズドアレイ探触子Ｉの送信側
に機能的に対応し、フェーズドアレイ探触子 II はフェ
ーズドアレイ探触子Ｉの受信側に機能的に対応してい
る。したがって、制御部２６は、送信側の探触子２１に
よる送信波２３の送出及び受信側のフェーズドアレイ探
触子 II による反射波２５の受信を制御するとともに、
この受信の際には複数の探触子を順次切り換えて受信モ
ードとすることにより広範囲の反射波２５を受信するよ
うに制御する。演算処理部２７は、受信側のフェーズド
アレイ探触子 II の受信信号を解析して被探傷部材２２
の欠陥２４を表す信号を受信した探触子を特定すること
によりこの探触子と送信側の探触子２１との位置関係、
送信波２３と反射波２５との位置関係及び到達時間に基
づき欠陥２４の位置及び角度を検出する。 【００１６】かかる第２の実施の形態ては、送信波２３
が探触子２１から送出される点が異なるだけで、受信側
の動作態様は、図３に示す場合と全く同様である。ここ
で、探触子２１は一個であるので、図２に示すフェーズ
ドアレイ探触子Ｉの場合のように送信波２３をスキャン
させることはできないが、ある程度拡散する送信波２３
を送出することはでき、このように拡散させることによ
りある程度の範囲の欠陥２４で反射する送信波２３を形
成することはできる。 【００１７】 【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
た通り、〔請求項１〕に記載する発明は、複数の探触子
をアレイ状に配設したフェーズドアレイ探触子の一部又
は全部の探触子から被探傷部材に向けて超音波を送出す
るとともに、被探傷部材からの反射波を、上記フェーズ
ドアレイ探触子の他の探触子又は同じ探触子で受信する
とともに、この受信の際には、複数の探触子を順次切り
換えて受信モードとすることにより広範囲の反射波を受
信するようにしたので、一個のフェーズドアレイ探触子
の送受信のモードの切替だけで、広範囲の欠陥の検出が
可能になる。 【００１８】〔請求項２〕に記載する発明は、一個の探
触子から被探傷部材に向けて超音波を送出するととも
に、被探傷部材からの反射波を、複数の探触子をアレイ
状に配設したフェーズドアレイ探触子で受信するととも
に、この受信の際には、複数の探触子を順次切り換えて
受信モードとすることにより広範囲の反射波を受信する
ようにしたので、〔請求項１〕に記載する発明と同様の
効果を送信部を通常の探触子とした場合においても実現
し得る。 【００１９】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項
１〕又は〔請求項２〕に記載するフェーズドアレイによ
る探傷方法において、受信側のフェーズドアレイ探触子
の受信信号を解析して欠陥を表す信号を受信した探触子
を特定することによりこの探触子と送信側の探触子との
位置関係、送信波と反射波との位置関係及び到達時間に
基づき欠陥の位置及び角度を検出するので、〔請求項
１〕又は〔請求項２〕に記載する発明の効果に加え、欠
陥の位置のみならず傾きも検出することができる。 【００２０】〔請求項４〕に記載する発明は、複数の探
触子のうちの一部又は全部が被探傷部材に向けて超音波
を送出する送信側の探触子となり、同時に被探傷部材か
らの反射波を他の探触子又は同じ探触子で受信するよう
に複数の探触子をアレイ状に配設してなるフェーズドア
レイ探触子と、送信側の探触子による超音波の送出及び
受信側のフェーズドアレイ探触子による反射波の受信を
制御するとともに、この受信の際には複数の探触子を順
次切り換えて受信モードとすることにより広範囲の反射
波を受信するように制御する制御部と、受信側のフェー
ズドアレイ探触子の受信信号を解析して欠陥を表す信号
を受信した探触子を特定することによりこの探触子と送
信側の探触子との位置関係、送信波と反射波との位置関
係及び到達時間に基づき欠陥の位置及び角度を検出する
演算処理部とを有するので、一個のフェーズドアレイ探
触子の送受信のモードの切替だけで、広範囲の欠陥の検
出が可能になる。また、欠陥の位置のみならず傾きも検
出することができる。 【００２１】〔請求項５〕に記載する発明は、被探傷部
材に向けて超音波を送出する送信側の一個の探触子と、
被探傷部材からの反射波を受信するよう複数の探触子を
アレイ状に配設して構成した受信側のフェーズドアレイ
探触子と、送信側の探触子による超音波の送出及び受信
側のフェーズドアレイ探触子による反射波の受信を制御
するとともに、この受信の際には複数の探触子を順次切
り換えて受信モードとすることにより広範囲の反射波を
受信するように制御する制御部と、受信側のフェーズド
アレイ探触子の受信信号を解析して欠陥を表す信号を受
信した探触子を特定することによりこの探触子と送信側
の探触子との位置関係、送信波と反射波との位置関係及
び到達時間に基づき欠陥の位置及び角度を検出する演算
処理部とを有するので、〔請求項４〕に記載する発明と
同様の効果を送信部を通常の探触子とした場合において
も実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】フェーズドアレイ法の原理を概念的に示す説明
図である。 【図２】本発明の第１の実施の形態に係るフェーズドア
レイによる探傷装置を示すブロック線図である。 【図３】図２に示す装置を用いた探傷例を概念的に示す
説明図である。 【図４】本発明の第２の実施の形態に係るフェーズドア
レイによる探傷装置を示すブロック線図である。 【図５】従来技術に係るフェーズドアレイによる探傷装
置を示すブロック線図である。 【符号の説明】 Ｉ， II フェーズドアレイ探触子 １，２１ 探触子 ２，２２ 被探傷部材 ３，２３ 送信波 ４，２４ 欠陥 ５，２５ 反射波 ６，２６ 制御部 ７，２７ 演算処理部
図である。 【図２】本発明の第１の実施の形態に係るフェーズドア
レイによる探傷装置を示すブロック線図である。 【図３】図２に示す装置を用いた探傷例を概念的に示す
説明図である。 【図４】本発明の第２の実施の形態に係るフェーズドア
レイによる探傷装置を示すブロック線図である。 【図５】従来技術に係るフェーズドアレイによる探傷装
置を示すブロック線図である。 【符号の説明】 Ｉ， II フェーズドアレイ探触子 １，２１ 探触子 ２，２２ 被探傷部材 ３，２３ 送信波 ４，２４ 欠陥 ５，２５ 反射波 ６，２６ 制御部 ７，２７ 演算処理部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 東 正剛
兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂研究所内
Ｆターム(参考） 2G047 AA05 BA02 BA03 BC10 DB02
EA08 EA11 GB02 GF22 GF31
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の探触子をアレイ状に配設したフェ
ーズドアレイ探触子の一部又は全部の探触子から被探傷
部材に向けて超音波を送出するとともに、被探傷部材か
らの反射波を、上記フェーズドアレイ探触子の他の探触
子又は同じ探触子で受信するとともに、この受信の際に
は、複数の探触子を順次切り換えて受信モードとするこ
とにより広範囲の反射波を受信するようにしたことを特
徴とするフェーズドアレイによる探傷方法。 【請求項２】 一個の探触子から被探傷部材に向けて超
音波を送出するとともに、被探傷部材からの反射波を、
複数の探触子をアレイ状に配設したフェーズドアレイ探
触子で受信するとともに、この受信の際には、複数の探
触子を順次切り換えて受信モードとすることにより広範
囲の反射波を受信するようにしたことを特徴とするフェ
ーズドアレイによる探傷方法。 【請求項３】 〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載す
るフェーズドアレイによる探傷方法において、 受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信号を解析して
欠陥を表す信号を受信した探触子を特定することにより
この探触子と送信側の探触子との位置関係、送信波と反
射波との位置関係及び到達時間に基づき欠陥の位置及び
角度を検出することを特徴とするフェーズドアレイによ
る探傷方法。 【請求項４】 複数の探触子のうちの一部又は全部が被
探傷部材に向けて超音波を送出する送信側の探触子とな
り、同時に被探傷部材からの反射波を他の探触子又は同
じ探触子で受信するように複数の探触子をアレイ状に配
設してなるフェーズドアレイ探触子と、 送信側の探触子による超音波の送出及び受信側のフェー
ズドアレイ探触子による反射波の受信を制御するととも
に、この受信の際には複数の探触子を順次切り換えて受
信モードとすることにより広範囲の反射波を受信するよ
うに制御する制御部と、 受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信号を解析して
欠陥を表す信号を受信した探触子を特定することにより
この探触子と送信側の探触子との位置関係、送信波と反
射波との位置関係及び到達時間に基づき欠陥の位置及び
角度を検出する演算処理部とを有することを特徴とする
フェーズドアレイによる探傷装置。 【請求項５】 被探傷部材に向けて超音波を送出する送
信側の一個の探触子と、 被探傷部材からの反射波を受信するよう複数の探触子を
アレイ状に配設して構成した受信側のフェーズドアレイ
探触子と、 送信側の探触子による超音波の送出及び受信側のフェー
ズドアレイ探触子による反射波の受信を制御するととも
に、この受信の際には複数の探触子を順次切り換えて受
信モードとすることにより広範囲の反射波を受信するよ
うに制御する制御部と、 受信側のフェーズドアレイ探触子の受信信号を解析して
欠陥を表す信号を受信した探触子を特定することにより
この探触子と送信側の探触子との位置関係、送信波と反
射波との位置関係及び到達時間に基づき欠陥の位置及び
角度を検出する演算処理部とを有することを特徴とする
フェーズドアレイによる探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001027642A JP2002228640A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001027642A JP2002228640A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228640A true JP2002228640A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18892262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001027642A Withdrawn JP2002228640A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | フェーズドアレイによる探傷方法及び探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228640A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101201501B1 (ko) | 2012-05-24 | 2012-11-14 | (주)디지털초음파 | 원거리초음파검사에서 수신에코진행방향의 실시간식별방법 및 장치 |
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-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001027642A patent/JP2002228640A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |