JP4728714B2 - レーザ超音波検査装置およびこれを備えたシステム - Google Patents
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J.D.Aussel("Generation Acoustic Waves by Laser: Theoretical and Experimental Study of the Emission Source, "Ultrasonics,vol.24(1988),246-255) C.Chenu("Defect Detection by Surface Acoustic Waves Generated by a Multiple Beam Laser, " Proc. of IEEE Ultrasonics Symposium(1995)821-824)
図1は本発明の第1実施形態に係るレーザ超音波検査装置10の全体構成を示す機能ブロック図である。このレーザ超音波検査装置10は、検査対象11に送信用レーザ光を照射して超音波の表面波を励起させる表面波送信手段の一例である変調光源12、表面波受信手段の一例である表面波検出装置13、欠陥検出手段の一例である欠陥検出装置14、走査装置15を具備している。
図2は本発明の第2の実施形態に係るレーザ超音波検査装置10Aの構成を示す機能ブロック図、図3はこのレーザ超音波検査装置10Aの主要部の動作のタイミングチャートである。
図4は本発明の第3の実施形態に係る信号記録装置14aの表示画面27の要部拡大正面図である。この表示画面27は、マルチウインドウに形成され、例えば、その図4中左半分側に、時間波形表示ウインドウ27a、トレンド表示ウインドウ27b、主要パラメータ表示ウインドウ27cを配設し、右半分側に、ステータス表示ウインドウ27d、他機器情報表示ウインドウ27e、運転状態表示ウインドウ27f、走査装置15の運転を操作する操作ボタン表示ウインドウ27gを表示している。
図5は本発明の第4の実施形態に係るレーザ超音波検査装置10Bの全体構成を示す機能ブロック図である。このレーザ超音波検査装置10Bは図2で示す第2の実施形態に係るレーザ超音波検査装置10Aの欠陥検出装置14に、レーザ超音波検査装置10Aを遠隔監視する遠隔監視装置28を設けた点に特徴がある。
図6は本発明の第5の実施形態に係るレーザ超音波検査装置10Cの全体構成を示す機能ブロック図である。このレーザ超音波検査装置10Bは図2で示す第2の実施形態に係るレーザ超音波検査装置10Aに、監視カメラ29を設けた点に特徴がある。
図7は本発明の第6の実施形態に係るレーザ超音波検査システム30の構成を示す模式図である。このレーザ超音波検査システム30は、コンテナ31内に、前記レーザ超音波検査装置10,10A,10B,10Cのいずれかを配設し、このコンテナ31内に、温度制御装置の一例である空気調和機32を1台以上配設した点に特徴がある。
図8は本発明の第7の実施形態に係るレーザ超音波検査システム30Aの構成を示す模式図である。このレーザ超音波検査システム30Aは、前記レーザ超音波検査装置10,10A〜10Cのいずれかの1台以上、例えば2台を、レーザ光光源等光学系を有する光学系10Lと、それ以外の制御系を含む電気系10Eとにそれぞれ区別し、これらをコンテナ31L,31E内にそれぞれ収容し、各光学系コンテナ31Lの上に、各電気系コンテナ31Eをそれぞれ積み上げ、フロアF上に2層に立設した点に特徴がある。
図9は本発明の第8の実施形態に係るレーザ超音波検査システム30Bの構成を示す平面模式図である。このレーザ超音波検査システム30Bは、前記レーザ超音波検査装置10,10A〜10Cのいずれかの1台以上、例えば2台の各走査装置15を除く本体装置を大形のコンテナ31F内にそれぞれ収容し、走査装置15と検査対象11が設置されるコンテナ31F外の作業エリア35側のコンテナ31Fの側壁31Faに、透視窓36,36をそれぞれ形成した点に特徴がある。
図10は本発明の第9の実施形態に係るレーザ超音波検査システム30Cの構成を示す模式図である。このレーザ超音波検査システム30Cは、前記図8で示すレーザ超音波検査システム30Aのコンテナ31E,31Lの外面を、ビニールシート等のカバー38により全面的に被覆した点に特徴がある。
図11は本発明の第10の実施形態に係るレーザ超音波検査システム30Dの構成を示す模式図である。このレーザ超音波検査システム30Dは、前記図8で示すレーザ超音波検査システム30Aに、電気系コンテナ31E,光学系コンテナ31Lの内部の気圧を外気圧よりも高い正圧に制御する気圧制御装置39を設けた点に特徴がある。
11 検査対象
12 変調光源
13 表面波検出装置
14 欠陥検出装置
14a 信号記録装置
14b 欠陥検知装置
14c 欠陥同定装置
15 走査装置
16 送信用レーザ光
17 照射用光学系
18 レンズ系
19 表面波
20 受信用レーザ光
22a,22b 欠陥波
23 欠陥部
24 シャッター装置
25 マスタークブロック
26 遅延発生装置
27 表示画面
28 遠隔監視装置
29 監視カメラ
30,30A,30B,30C,30D レーザ超音波検査システム
31 コンテナ
31E 電気系コンテナ
31L 光学系コンテナ
36 透視窓
38 カバー
39 気圧制御装置
Claims (11)
- 検査対象に送信用パルスレーザ光を照射して表面波を励起させる表面波送信手段と、 この表面波送信手段のレーザ光照射位置に対して既知の距離離間した位置にて前記検査対象に受信用レーザ光を照射する一方、前記受信用レーザ光の反射光を受光することにより、前記検査対象に欠陥部があったときに、この欠陥部で発生する欠陥波を含む表面波を検出する表面波受信手段と、
前記表面波受信手段からの表面波検出信号を前記表面波送信手段の各送信用パルスレーザ光の出力信号と同期した時刻から、前記送信用パルスレーザ光の送信開始の間隔よりも短い所定時間記録し、この表面波検出信号に基づいて前記欠陥部を検出する欠陥検出手段と、
前記表面波送信手段と前記表面波受信手段の両レーザ光照射位置を、前記所定間隔で保持した状態で前記検査対象の表面上を走査させ、その走査位置信号を前記欠陥検出手段に与えて欠陥位置を同定させる走査装置と、
前記表面波送信手段から前記検査対象へ照射される前記照射光路を開閉するシャッター装置と、
前記走査装置、前記シャッター装置、前記表面波送信手段、前記表面波受信手段および前記信号記録手段に、これらの動作を同期させる同期信号を与えるクロックと、
前記シャッター装置による前記レーザ光路を開く開動作と、前記信号記録手段による信号記録動作と、前記表面波送信手段のレーザ光発振よりも所定時間遅延させる遅延手段とを具備し、
前記受信用レーザ光がパルスレーザ光であり、
前記受信用レーザ光のパルスは前記送信レーザ光のパルスよりも早く照射が開始され遅く照射が終了するよう前記クロックの前記同期信号に対して遅延され、前記信号記録動作は前記受信用レーザ光の照射の終了に同期して終了することを特徴とするレーザ超音波検査装置。 - 前記欠陥検出手段は、
前記表面波受信手段からの表面波検出信号を、前記表面波送信手段の各パルス出力信号と同期した時刻から前記検査対象に前記受信用レーザ光が照射されている時間記録するように構成されていることを特徴とする請求項1記載のレーザ超音波検査装置。 - 前記欠陥検出手段は、前記欠陥部の有無、欠陥部の位置および深さの少なくともいずれかを検出する手段を、
具備していることを特徴とする請求項1または2記載のレーザ超音波検査装置。 - 前記欠陥検出手段は、その入力信号と検出信号を表示する表示部を、
具備していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のレーザ超音波検査装置。 - 前記欠陥検出手段の入力信号と検出信号を遠隔監視する遠隔監視装置を、
具備していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のレーザ超音波検査装置。 - 前記検査対象の表面検査作業を撮像する監視カメラを、
具備していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のレーザ超音波検査装置。 - 請求項4〜6のいずれか1項記載のレーザ超音波検査装置と、
このレーザ超音波検査装置を収容するコンテナと、
このコンテナ内の温度を制御する温度制御装置と、
具備していることを特徴とするレーザ超音波検査システム。 - 前記コンテナは、その外部に配設された前記走査装置および前記検査対象を、前記コンテナの内部から目視するための透視窓を、
具備していることを特徴とする請求項7記載のレーザ超音波検査システム。 - 前記コンテナの外面を被覆するシートを、
具備していることを特徴とする請求項7または8記載のレーザ超音波検査システム。 - 前記コンテナは、前記レーザ超音波検査装置の光学系を有する光学系部をコンテナ内に収容した光学系コンテナと、
前記レーザ超音波検査装置の前記光学系部以外の電気系部をコンテナ内に収容した電気系コンテナとを有し、
前記光学系コンテナ上に前記電気系コンテナを積み上げた状態でこれらコンテナ同士を結合手段により結合してなることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項記載のレーザ超音波検査システム。 - 前記コンテナ内を正圧に調整する気圧制御装置を、
具備していることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項記載のレーザ超音波検査システム。
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