超音波探傷法による検査方法及び超音波探傷法による検査システム
【課題】薄肉の被検物の欠陥部を検出でき、且つ正常部の肉厚をも測定できる、超音波探傷法によるチューブ検査方法及び超音波探傷法によるチューブ検査システムを提供する。
【解決手段】超音波探傷法による検査システムであって、超音波Ｕを射出し、反射波Ｉ，Ｏを受信する探触子１０と、受信信号を増幅する増幅回路２１４ａ，２１４ｂと、メモリ１１０と、内面からの反射波Ｉを認識する内面反射波認識手段２０８と、増幅回路２１４ａ，２１４ｂで増幅された値が、第一閾値Ｘ以上になると、受信信号を増幅した値が、第二閾値Ｙ未満になるように、増幅回路２１４ａ，２１４ｂの増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路２１４ａ，２１４ｂの増幅度を所定時間まで増加させる増幅度変換手段２０８，２１５，２１６と、外面からの反射波Ｏを認識する外面反射波認識手段２０８と、壁の厚さを検知する厚さ検知手段１１１を備える。
【解決手段】超音波探傷法による検査システムであって、超音波Ｕを射出し、反射波Ｉ，Ｏを受信する探触子１０と、受信信号を増幅する増幅回路２１４ａ，２１４ｂと、メモリ１１０と、内面からの反射波Ｉを認識する内面反射波認識手段２０８と、増幅回路２１４ａ，２１４ｂで増幅された値が、第一閾値Ｘ以上になると、受信信号を増幅した値が、第二閾値Ｙ未満になるように、増幅回路２１４ａ，２１４ｂの増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路２１４ａ，２１４ｂの増幅度を所定時間まで増加させる増幅度変換手段２０８，２１５，２１６と、外面からの反射波Ｏを認識する外面反射波認識手段２０８と、壁の厚さを検知する厚さ検知手段１１１を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属等を探傷する非破壊検査の一種である超音波を利用した探傷法による検査方法及び超音波を利用した探傷法による検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な工業施設、商業施設等において金属等が建築用や機械用として広く一般に使用されている。
しかしながら、元々の母材欠陥や、老朽化によって亀裂や腐食が発生する場合もあり、欠陥の有無の検査が必要となる。
そこで、超音波探傷法による検査方法及び検査システムが開発されており、広く利用されている。
【０００３】
この超音波探傷法による検査方法及び超音波探傷法による検査システム１００は、超音波Ｕを使用し対象物を破壊することなく、チューブ等の壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する非破壊検査の一種であり、例えば、図５に示すような探触子ヘッドを、図６に示すような電気的内部構成によって制御やデータ処理等を行うものが知られている。
【０００４】
探触子ヘッドは、探触子１０と、振動子１１と、回転ミラー１２と、回転機構１３と、ケーブル１４と、引抜機構（図示しない）からなる。
また、電気的内部構成、高圧打込み回路１０１、初段アンプ１０２、絶縁回路１０３、操作表示部１０４、手動設定ゲインアンプ１０５、高速ＡＤ変換回路１０７、高速演算回路（ＣＰＵ）１０８、波形表示部１０９、メモリ回路１１０、厚さ検出回路１１１、判定回路１１２、絶縁トリガー回路１１３などからなる。
【０００５】
このような構成の超音波探傷法による検査システム１００を用い、超音波Ｕをチューブ１５内の探触子１０からチューブ１５内面に水浸状態で射出してチューブ１５内面からの反射波Ｉとチューブ１５外面からの反射波Ｏを受信してチューブ１５壁Ｓの厚さを検知するものである。検知の際、チューブ１５内面は満水状態であり、水１６が含有されており、この水１６は超音波Ｕの伝播の媒体となっている。
【０００６】
探触子１０の中に組み込まれた振動子１１は、高圧打込み回路１０１からのパルス電圧による信号を受けると生成された超音波Ｕを射出する。これにより超音波Ｕの一部はチューブ１５の内面で反射し、続いて、残りの超音波Ｕの一部がチューブ１５の外面で反射する。
ここでは、これらの反射波をそれぞれ、内面波Ｉ、外面波Ｏと呼ぶ。内面波Ｉと外面波Ｏは、超音波Ｕの射出された経路をそのまま逆向きに進み、探触子１０の図示しない受信部で受信され、高速演算回路１０８で処理されることにより、図７に示すように、時間ごとの各反射波Ｉ，Ｏの強度が電圧値として検出される。なお、反射界面での媒質の音響インピーダンス（密度×音速）によって超音波の反射率は決定されるため、内面波Ｉと外面波Ｏとでは位相が反転している。このため、後述する第一閾値Ｘは電圧のプラス側に、第二閾値Ｙは電圧のマイナス側に閾値を設けている。
【０００７】
回転ミラー１２は、振動子１１から射出された超音波Ｕの向きを９０度変えて、チューブ１５壁面に超音波Ｕを垂直に入射させる。また、チューブ１５壁面で反射された各反射波Ｉ，Ｏも、回転ミラー１２により向きを９０度変えて図示しない受信部に到達する。
また、回転機構１３はベアリングからなり、水流によって回転する回転ミラー１２を回転自在に支持する。ケーブル１４は、探触子１０に電源を供給するとともに、探触子１０で受信した信号を初段アンプ１０２へ伝える。
【０００８】
次に、それぞれの回路の説明を工程順に行う（図６参照）。
高圧打込み回路１０１は、５０Ωの負荷に対して、ＤＣ１２Ｖ電源から電圧２５０Ｖで、立ち上がり時間１０ｎｓｅｃのパルス電圧信号を生成し、探触子１０に送信する。送信された信号に基づき、探触子１０の振動子１１から超音波Ｕが射出される。
初段アンプ１０２は、探触子１０の受信部で受信した信号をこの後の回路で処理しやすいように増幅する。
絶縁回路１０３は、増幅された信号の直流成分（ノイズ）をカットし、交流成分だけを伝える。
【０００９】
操作表示部１０４は、探触子１０の連続計測制御、各反射波Ｉ，Ｏ検出に最適なゲインや第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙ等の各種設定と、設定後の設定値などを表示する。
手動設定ゲインアンプ１０５は、操作表示部１０４で設定したゲインにて信号を増幅する。操作表示部１０４では、内面波Ｉ、外面波Ｏのそれぞれの検出に最適なゲインが設定されている。
【００１０】
高速ＡＤ変換回路１０７は、信号を高速演算回路１０８にて、処理するため、アナログ信号を高速にデジタル信号に変換する。
【００１１】
高速演算回路１０８は、回路全体の制御を行うとともに、増幅回路１０２，１０５で増幅され、高速ＡＤ変換回路１０７で変換された信号の値が、予め記憶された第一閾値Ｘ以上になると、内面波Ｉと認識して、その時間と、時間ごとの内面波Ｉの強度をメモリ回路１１０に記憶させる。そして、所定時間以降に、増幅回路１０２，１０５で増幅され、さらに高速ＡＤ変換回路１０７で変換された信号の値が、予め記憶された第二閾値Ｙ以上になると、外面波Ｏと認識して、その時間と、時間ごとの外面波Ｏの強度をメモリ回路１１０に記憶させる。
そのときの波形は、波形表示部１０９においてグラフとして表示される。これには、２次元的に信号強度を表すものや、チューブ１５の厚さの変化を表すものがある。また、複数の色を用いて表示することで、チューブ１５の厚さの変化を３次元的に表現するものもある。なお、高速演算回路１０８は、連続計測できるように探触子１０が組込まれた探触子ヘッドの自動引き抜きによる制御も行う。
【００１２】
メモリ回路１１０は、ＲＯＭとＲＡＭとを含み、ＲＯＭには、探触子１０の制御プログラム、波形解析の基本プログラム等が記憶され、ＲＡＭには、ゲインや閾値Ｘ，Ｙ等の各種設定値や、内面波Ｉが第一閾値Ｘを超えた時間、外面波Ｏが第二閾値Ｙを超えた時間、時間ごとの反射波強度等が記憶されている。これらを必要に応じて、高速演算回路１０８や厚さ検出回路１１１に出力する。
厚さ検出回路１１１は、メモリ回路１１０に記憶させた内面波Ｉと外面波Ｏの受信時間の差Ｔ（図７参照）にチューブ１５中での音速を乗じ、その値を１／２にすることで、チューブ１５壁の厚さを検知する。
判定回路１１２は、厚さ検出回路１１１で検知されたチューブ１５壁の厚さに基づき、チューブ１５に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否の判定を行い、その結果をメモリ回路１１０に記憶させる。合否の判定については、波形表示部１０９において表示される。
【００１３】
なお、絶縁トリガー回路１１３は、高速演算回路１０８のアナログ回路に対する高圧パルスの影響を避けるため、超音波打込みタイミング信号を絶縁して高圧打込み回路１０１に伝える。
【００１４】
以上のような探触子１０と回路構成により、測定と解析を、例えば１ｍｍピッチで回転機構１３により回転しつつ、引抜機構（図示しない）で探触子１０が組込まれた探触子ヘッドをチューブ１５から引き抜きながら連続的に行うことで、チューブ１５の広い範囲に渡り、隈なく、チューブ１５壁の厚さの検査と合否の判定を実施することができる。
【００１５】
ここで、チューブ１５に亀裂等の欠陥部が存在すると、この欠陥部にて超音波Ｕが反射し外面波Ｏが発生する。これを特別に欠陥波Ｋと呼ぶ。
欠陥部が存在する場合には、その位置は外面よりも探触子１０側であるので、欠陥波Ｋの進む行程は短くなり、外面波Ｏよりも短い時間で探触子１０の受信部まで戻ってくる。この場合、判定回路１１２によって、正常部よりも薄肉であると認識されるので、欠陥部の存在が判明する。
しかも、測定は連続的に行われるので、欠陥部が円状のものか、筋状のものなのか判別でき、欠陥部がチューブ１５のどの位置に存在するかも容易にわかる。
【００１６】
ここで、欠陥部が内面近くにある場合や、被検物が薄肉の場合には、内面波Ｉに続いて欠陥波Ｋや外面波Ｏが短い時間差Ｔで探触子１０の受信部まで到達する。一般的に、振動子１１から射出された超音波Ｕはある程度の広がりを持っており、各反射波Ｉ，Ｋ，Ｏも同様にある程度の広がりを持っている。したがって、内面波Ｉに続いて欠陥波Ｋや外面波Ｏが短い時間差で探触子１０の受信部に到達する場合には、内面波Ｉの広がりと、欠陥波Ｋや外面波Ｏの広がりとが重なってしまう。
つまり、内面波Ｉの信号強度が第二閾値Ｙ未満（電圧が０と第二閾値Ｙとの間）に下りきってない状態で、欠陥波Ｋや外面波Ｏが探触子１０の受信部に到達して（マイナス方向の電圧値が）第二閾値Ｙを超えてしまうので、各反射波Ｉ，Ｋ，Ｏを判別できないという問題がある。
【００１７】
それどころか、図８に示すように、重なった波形の重ね合わせにより、偶然定期的に閾値Ｘ，Ｙを超えてしまい、これを内面波Ｉや外面波Ｏが検出されたものとして高速演算回路１０８が誤認してしまうことがある。
具体的には、図８及び図９においては、厚さ３ｍｍのチューブ１５を検査しているにも関わらず、誤認されて厚さ０．６５ｍｍの均一肉厚のチューブ１５であるという検査結果が出ている。
図５及び図６に示した探触子ヘッドと回路構成によれば、厚さ３ｍｍのチューブ１５に対して、１．５ｍｍ以上の欠陥部によってその部位の厚さが１．５ｍｍ以下になるような場合には正確な厚さを算出することは困難であった。
【００１８】
この対策として、所定のピッチで探触子が連続計測する超音波探触装置において、各探傷位置でのデータと、それに隣り合う探傷位置でのデータの差分を求めて欠陥を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２４３７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献１に記載された超音波探傷装置の場合、各探傷位置におけるデータと、隣り合う探傷位置におけるデータの差分を求めることにより、欠陥波に重なっている内面波のデータを除去するので、欠陥波しか検出されない。
すなわち、ある探傷位置と、それに隣り合う探傷位置はどちらがどれだけ当該超音波探傷装置の近くに存在しているかを判断しているだけなので、欠陥のない正常な被検物においては、欠陥部無しとの判定はできるが、肉厚自体の測定はできないという問題がある。
【００２０】
そこで、本発明の目的とするところは、従来は検出困難であった薄肉の被検物の欠陥部を検出でき、且つ正常部の肉厚をも測定できる、超音波探傷法によるチューブ検査方法及び超音波探傷法によるチューブ検査システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の超音波探傷法による検査方法は、超音波（Ｕ）を板面に射出して板内面からの反射波（Ｉ）と板外面からの反射波（Ｏ）を受信して板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、受信信号を増幅した値が第一閾値（Ｘ）以上になると板内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値（Ｙ）未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になると板外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を記憶し、両反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して板の厚さを検知することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項２に記載の超音波探傷法による検査方法は、超音波（Ｕ）をチューブ（１５）内からチューブ（１５）内面に水浸状態で射出してチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）とチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）を受信してチューブ（１５）壁の厚さを検知し、チューブ（１５）壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、受信信号を増幅した値が第一閾値（Ｘ）以上になるとチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値（Ｙ）未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になるとチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を記憶し、両反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応してチューブ（１５）壁の厚さを検知することを特徴とする。
【００２３】
さらに、請求項３に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）を板面に射出して板内面からの反射波（Ｉ）と板外面からの反射波（Ｏ）を受信して板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、板面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、板内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になるように、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段（２０８，２１５，２１６ａ、２１６ｂ）と、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になると板外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して板の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を、備えることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）をチューブ（１５）内からチューブ（１５）内面に水浸状態で射出してチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）とチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）を受信してチューブ（１５）壁の厚さを検知し、チューブ（１５）壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、チューブ（１５）壁面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、チューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になるように、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段（２０８，２１５，２１６ａ、２１６ｂ）と、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になるとチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応してチューブ（１５）壁の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）を板面に射出して板内面からの反射波（Ｉ）と板外面からの反射波（Ｏ）を受信して板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、板面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、板内面からの反射波（Ｉ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路（２１４ａ）と、板外面からの反射波（Ｏ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路（２１４ｂ）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）及び前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路（２１５）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、板内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、前記切替回路（２１５）を介して前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）から前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）に切り替える切替制御手段（２０８）と、前記切替制御手段（２０８）によって切り替えられた外面波用増幅回路（２１４ｂ）の増幅度を、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段（２０８，２１６ｂ）と、前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が前記第二閾値（Ｙ）以上になると板外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、前記メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を、備えることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）をチューブ（１５）内からチューブ（１５）内面に水浸状態で射出してチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）とチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）を受信して前記チューブ（１５）壁の厚さを検知し、チューブ（１５）壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、チューブ（１５）壁面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、チューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路（２１４ａ）と、チューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路（２１４ｂ）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）及び前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路（２１５）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、チューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、前記切替回路（２１５）を介して前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）から前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）に切り替える切替制御手段（２０８）と、前記切替制御手段（２０８）によって切り替えられた外面波用増幅回路（２１４ｂ）の増幅度を、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段（２０８，２１６ｂ）と、前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が前記第二閾値（Ｙ）以上になるとチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、前記メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して前記チューブ（１５）壁の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を、備えることを特徴とする。
【００２７】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための最良の形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の請求項１に記載の超音波探傷法による検査方法によれば、受信信号を増幅した値が第一閾値以上になると板内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるので、これにより内面波の信号が第一閾値を超えた後の内面波の広がりを抑えられる。よって、その後、欠陥波や外面波を検出するときに内面波の広がりが影響することが避けられる。
また、板内面からの反射波認識により増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波であると認識され両反射波の受信時間の差に対応して板の厚さを検知するので、内面波に続いて欠陥波や外面波が短い時間差で探触子に到達しても、欠陥波や外面波を検出することができる。つまり、ここでいう所定時間に音速（超音波速度）を乗じた値を１／２にした距離が板の厚さを検出しうる最小測定値となるので、その最小測定値と同じ厚さの薄い板の検査であっても、外面波を確実に検出することができる。
【００２９】
また、請求項２に記載の超音波探傷法による検査方法によれば、水浸状態で射出し受信した受信信号を増幅した値が第一閾値以上になるとチューブ内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加したので、被検物がチューブであっても、受信信号が第一閾値を超えた後の内面波の広がりを抑えて、外面波を検出することができる。
よって、内面波に続いて欠陥波や外面波が短い時間差で探触子に到達しても、欠陥波や外面波を検出することができる。すなわち、薄いチューブの検査であっても、外面波を検出することができる。
また、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応してチューブ壁の厚さを検知するので、壁の薄いチューブであってもその厚さを知ることができる。
【００３０】
さらに、本発明の請求項３に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、超音波を射出し、板面からの反射波を受信する探触子と、探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路とを備えるので、受信した信号を検出に最適なゲインで増幅することができる。
また、時間を記憶するメモリを備えるので、信号強度が閾値を超えた時間等の時間を複数記憶することができ、また必要なときには高速演算回路や厚さ検出回路に出力することができる。
また、増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、板内面からの反射波と認識して、その時間をメモリに記憶させる内面反射波認識手段を備えるので、内面波を検出することができる。
【００３１】
また、増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値未満になるように、増幅回路の増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段と、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間をメモリに記憶させる外面反射波認識手段を備えるので、内面波の信号が第一閾値を超えた後の内面波の広がりを抑えて、外面波を検出することができる。
また、メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して板の厚さを検知する厚さ検知手段を備えるので、板の厚さを具体的数値で知ることができる。
【００３２】
したがって、従来よりも薄肉の被検物の厚さを測定でき、浅い亀裂や腐食であっても深さを測定できる。つまり、内面波の信号が閾値を超えた後にゲインを下げることでノイズをカットし、続いて短い時間差で探触子に到達した欠陥波や外面波の信号が、内面波の広がりの中に埋もれないので、それぞれを検出することができる。
【００３３】
また、本発明の請求項４に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、水浸状態で超音波を射出し、チューブ壁面からの反射波を受信する探触子を備えるので、被検物がチューブであっても壁面に垂直に超音波を入射することができ、探傷検査をすることができる。
また、探触子と、増幅回路と、メモリと、内面反射波認識手段と、増幅度変換手段と、外面反射波認識手段と、厚さ検知手段とを備えるので、従来よりも薄肉の被検物の厚さを測定でき、浅い亀裂や腐食であっても深さを測定できる。
すなわち、被検物が薄肉のチューブであっても、内面波の信号が第一閾値を超えた後にゲインを下げることでノイズをカットし、続いて短い時間差で到達した欠陥波や外面波の信号が、内面波の広がりの中に埋もれないので、それぞれを検出することができる。
【００３４】
また、本発明の請求項５に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、請求項３に記載の発明の作用効果に加え、増幅回路を、板内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、板外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路との二つにして、内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、切替回路を介して増幅回路を、内面波用増幅回路から外面波用増幅回路に切り替えるようにしているので、板内面からの反射波と認識された後、板内面からの反射波の広がりが板外面からの反射波の検出において影響することが効率的に防止される。
【００３５】
また、本発明の請求項６に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、請求項４に記載の発明の作用効果に加え、増幅回路を、チューブ内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、チューブ外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路との二つにして、内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、切替回路を介して増幅回路を、内面波用増幅回路から外面波用増幅回路に切り替えるようにしているので、チューブ内面からの反射波と認識された後、チューブ内面からの反射波の広がりがチューブ外面からの反射波の検出において影響することが効率的に防止される。
【００３６】
なお、本発明の超音波探傷法による検査方法及び超音波探傷法による検査システムのように、受信信号を増幅した値が第一閾値以上になると板内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知することで、薄肉の被検物の欠陥部を検出でき、且つ薄肉の正常部の肉厚をも測定できる点は、上述した特許文献１には全く記載されていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第一実施形態）
図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００の構成を表すブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００の波形検出原理を表す説明図である。なお、従来例（図５、図６）で示したものと同一部分には同一符号を付し、その説明については省略した。
【００３８】
この超音波探傷法による検査システム２００は、例えば、化学工場の装置で用いられる熱交換器の伝熱チューブ１５に対し、超音波Ｕをチューブ１５内からチューブ１５内面に水浸状態で射出して内面波Ｉと外面波Ｏを受信してチューブ１５壁の厚さを検知し、チューブ１５壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システム２００であって、従来のものと同一の探触子１０を図１に示す電気的内部構成によって制御やデータ処理して非破壊検査を行うものである。
【００３９】
探触子１０は、図５に示すように、振動子１１と、回転ミラー１２と、回転機構１３と、ケーブル１４と、引抜機構（図示しない）とともに探触子ヘッドを構成している。なお、水浸状態で超音波Ｕを射出するのは、チューブ１５内面と振動子１１との間に空気層を生じないように水１６を配して、回転ミラー１２で反射された超音波Ｕを水１６中で導き減衰しないようにするためである。
また、検査システムの電気的内部構成は、従来例で示した図６のように、高圧打込み回路１０１、初段アンプ１０２、絶縁回路１０３、操作表示部１０４、手動設定ゲインアンプ１０５、高速ＡＤ変換回路１０７、波形表示部１０９、メモリ回路１１０、厚さ検出回路１１１、判定回路１１２、絶縁トリガー回路１１３を備えるのに加えて、新たに、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａ、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂ、高速切替回路２１５、内面波用のゲイン制御回路２１６ａ、外面波用のゲイン制御回路２１６ｂを備える。なお、高速演算装置２０８は、従来の高速演算装置１０８に後述する特有の機能を備えている。
【００４０】
以下、新たに追加した回路について説明すると、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａは、内面波Ｉの検出に最適なゲインに信号を増幅するものである。そして、そのゲインはゲイン制御回路２１６ａによりコントロールされる。また、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂは、外面波Ｏの検出に最適なゲインにするように信号を増幅するものである。そして、そのゲインはゲイン制御回路２１６ｂによりコントロールされる。
【００４１】
高速演算装置２０８は、従来の超音波探傷法による検査システム１００での機能に加え、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂのゲインを設定し、ゲイン制御回路２１６ａ、２１６ｂに指示を出す。
また、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂへの、及び外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａへの切替タイミングを生成する。
【００４２】
高速切替回路２１５は、高速演算装置２０８で生成された切替タイミングで使用するゲインアンプを、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂへ、又は外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａへ高速で切り替える。
【００４３】
ゲイン制御回路２１６ａ、２１６ｂは、高速演算回路２０８からのデジタルのゲイン設定データをアナログ変換して内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａ及び外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂを制御して、ゲインの上げ下げを行う。すなわち、ゲインを上げることで信号を検知しやすくし、ゲインを下げることでノイズをカットできる。
【００４４】
図１では、二つのゲイン制御回路２１６ａ、２１６ｂが表示されているが、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの切替を模式的に表しただけであるので、一つのゲイン制御回路２１６で、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂとを切り替えてもよい。また、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの二つを設けたがまとめて一つの自動切換えゲインアンプにすることも可能である。
【００４５】
本実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００は、このような回路を新たに追加することにより、内面波Ｉの信号が第一閾値Ｘを超えた後の内面波Ｉの広がりを抑えることができ、外面波Ｏを検出することができる。したがって、内面波Ｉのノイズをカットすることができ、続いて短い時間差Ｔで到達した欠陥波Ｋや外面波Ｏが、内面波Ｉの広がりの中に埋もれてしまうことを防ぐことができ、肉薄の被検物の厚さを正確に測定することができる。
【００４６】
超音波探傷法による検査システム２００によってチューブ１５壁の厚さを検知する方法について以下、具体的に説明する。但し、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａ、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂ、高速切替回路２１５、ゲイン制御回路２１６以外の構成要素での工程は、従来の工程と等しいので、ここでは信号が手動設定ゲインアンプ１０５での工程を経た後の工程を、工程順に説明する（図１参照）。
【００４７】
まず計測前に、操作表示部１０４にて、第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙを設定する。それらはメモリ回路１１０に記憶される。なお、ここで記載した第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙは、従来例で示したものと関係するものではない。また、第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙを同一の値にすることを妨げるものではない。なお、反射界面での媒質の音響インピーダンス（密度×音速）によって超音波の反射率は決定されるため、内面波Ｉと外面波Ｏとでは位相が反転している。このため、第一閾値Ｘは電圧のプラス側に、第二閾値Ｙは電圧のマイナス側に閾値を設けている。
手動設定ゲインアンプ１０５で、次工程以降で信号を検出しやすいように、仮に信号を一定のゲインで増幅する。
次に、仮設定された増幅度だけ内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａで増幅され、高速ＡＤ変換回路１０７で変換された受信信号の値が、予め記憶された第一閾値Ｘ以上になると、高速演算回路２０８は受信信号を内面波Ｉと認識して、その時間をメモリ回路１１０に記憶させる。
【００４８】
そして、高速演算回路２０８の設定によりゲイン制御回路２１６ａは、受信信号を増幅した値が、この後続いて検出される外面波Ｏが実際に検出されるよりも早く、予め記憶された第二閾値Ｙ未満になるように、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａの増幅度を下げる。
【００４９】
その下げた状態で高速切替回路２１５が、図２に示すように、使用するゲインアンプを内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂに切り替える。この後、高速ＡＤ変換回路１０７を経て高速演算回路２０８に信号が伝わる。
【００５０】
ゲイン制御回路２１６ａは、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａの増幅度を下げ、高速切替回路２１５がゲインアンプを切り替えるとともに、ゲイン制御回路２１６ｂは、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの増幅度を所定時間までに高速演算回路２０８で設定されたゲインまで徐々に増加させる。
そして、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値Ｙ以上になると、高速演算回路２０８は受信信号を外面波Ｏと認識して、その時間をメモリ回路１１０に記憶させる。
【００５１】
次に、高速演算回路２０８は、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂのゲインを設定する。また、高速演算回路２０８は、次の外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａへの切替タイミングを生成する。
【００５２】
次に、高速演算回路２０８の設定によりゲイン制御回路２１６ｂは、受信信号を増幅した値が、次の内面波Ｉが検出されるよりも早く、予め記憶された第一閾値Ｘ未満になるように、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの増幅度を下げる。
【００５３】
その下げた状態で高速切替回路２１５が、使用するゲインアンプを外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａに切り替える。この後、高速ＡＤ変換回路１０７を経て高速演算回路２０８に信号が伝わる。
【００５４】
次に、高速演算装回路２０８は、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａのゲインを設定する。また、次の内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂへの切替タイミングを生成する。そして、新たに検出された内面波Ｉの信号が内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａで増幅される。
【００５５】
以上のように、内面波Ｉ用と外面波Ｏ用のゲインアンプを切り替えて、しかも閾値Ｘ，Ｙを越えた後には、それぞれのゲインを下げる。
【００５６】
そして、両反射波Ｉ，Ｏの受信時間の差Ｔに対応して、厚さ検出回路１１１で算出することでチューブ１５壁の厚さを検知する。チューブ１５壁の厚さＳは、両反射波Ｉ，Ｏの受信時間の差Ｔに音速（超音波Ｕの速度）を乗じた値にさらに１／２を乗じることによって算出される。
【００５７】
このように処理された信号は、波形表示部１０９で図３及び図４のように表示される。
図３は、図１に示す超音波探傷法による検査システム２００による内面波Ｉと外面波Ｏの信号強度の時間変化を表すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は信号強度を表す。
図４は、図１に示す超音波探傷法による検査システム２００による検査結果を表すグラフである。横軸はチューブ１５の肉厚を、縦軸は探触子１０が組込まれた探触子ヘッドの回転角度を表す。
【００５８】
つまり、高速演算装回路２０８と高速切替回路２１５と内面波用のゲイン制御回路２１６ａ、外面波用のゲイン制御回路２１６ｂとからなる増幅度変換手段を備えるので、内面波Ｉに続いて欠陥波Ｋや外面波Ｏが短い時間差Ｔで振動子１１に到達しても、欠陥波Ｋや外面波Ｏを検出することができる。
【００５９】
すなわち、閾値Ｘ，Ｙを超えた後の各反射波Ｉ，Ｏの信号の広がりを抑えることで、続いて到達した各反射波（先の反射波が内面波Ｉならば外面波Ｏ、先の反射波が外面波Ｏならば内面波Ｉ）が先の反射波の広がりの中に埋もれてしまわないので、従来よりも薄肉の被検物や、浅い亀裂や腐食を検査することができる。
【００６０】
具体的には、図４からわかるように、基本肉厚が約３ｍｍであるチューブ１５の一部に肉厚約０．６ｍｍの箇所の存在、すなわち深さ２．４ｍｍの欠陥部が存在することがわかる。
先述した通り、従来の超音波探傷法による検査システム１００では３ｍｍの肉厚に欠陥部が存在する場合、精度良く測定できなかったが、本実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００では、少なくとも肉厚０．６ｍｍまでは誤認識せずに測定できることがわかった。
すなわち、前記所定時間に音速（超音波速度）を乗じた値をさらに１／２にした距離がチューブ１５の壁の厚さＳを検出しうる最小測定値となるので、その最小測定値と同じ厚さとして肉厚０．６ｍｍ以上の厚さを有するチューブ１５壁の測定が可能である。
【００６１】
なお、本実施形態における超音波探傷法による検査システム２００に係る探触子ヘッドは回転機構１３を有するが、これに限るものではなく、回転機構１３を有しなくてもよい。すなわち、回転せずに平面を移動しながら連続的に測定する機構のみを有する探触子ヘッドであってもよい。
【００６２】
また、本実施例ではチューブ１５の内部に探触子ヘッドを挿入して検査を行ったが、これに限られるものではなく、チューブ１５の外部から検査できる構成の探触子ヘッドであってもよい。この場合には当然ながら、チューブ１５外面からの外面波Ｏが、チューブ１５内面からの内面波Ｉよりも早く振動子１１で検出される。しかし、先に検出される反射波を内面波Ｉ、後から検出される反射波を外面波Ｏとすれば、本実施例の電気的内部構成をそのまま使用できる。
【００６３】
また、被検物は、金属に限られるものではなく、プラスチックであってもよい。さらに、被検物は、チューブ状のものに限られず、板状のものであってもその板厚を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システムの構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システムの波形検出原理を表す説明図である。
【図３】図１に示す超音波探傷法による検査システムによる内面波と外面波の信号強度の時間変化を表すグラフである。
【図４】図１に示す超音波探傷法による検査システムによる検査結果を表すグラフである。
【図５】探触子１０が組込まれた探触子ヘッドを示す断面図である。
【図６】従来例に係る超音波探傷法による検査システムの構成を表すブロック図である。
【図７】内面波と外面波とから板厚を測定する原理を示す説明図である。
【図８】図６に示す超音波探傷法による検査システムによる内面波と外面波の信号強度の時間変化を表すグラフである。
【図９】図６に示す超音波探傷法による検査システムによる検査結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 探触子
１１ 振動子
１２ 回転ミラー
１３ 回転機構
１４ ケーブル
１５ チューブ
１６ 水
１００ 超音波探傷法による検査システム
１０１ 高圧打込み回路
１０２ 初段アンプ
１０３ 絶縁回路
１０４ 操作表示部
１０５ 手動設定ゲインアンプ
１０７ 高速ＡＤ変換回路
１０８ 高速演算回路
１０９ 波形表示部
１１０ メモリ回路
１１１ 厚さ検出回路
１１２ 判定回路
１１３ 絶縁トリガー回路
２００ 超音波探傷法による検査システム
２０８ 高速演算回路（内面反射波認識手段、外面反射波認識手段、増幅度変換手段、切替制御手段、外面波用増幅度変換手段）
２１４ａ 内面波用自動切替えゲインアンプ（内面波用増幅回路）
２１４ｂ 外面波用自動切替えゲインアンプ（外面波用増幅回路）
２１５ 高速切替回路（切替回路）
２１６ａ ゲイン制御回路
２１６ｂ ゲイン制御回路（外面波用増幅度変換手段）
Ｉ 内面波
Ｋ 欠陥波
Ｏ 外面波
Ｓ チューブ壁の厚さ
Ｔ 時間差
Ｕ 超音波
Ｘ 第一閾値
Ｙ 第二閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属等を探傷する非破壊検査の一種である超音波を利用した探傷法による検査方法及び超音波を利用した探傷法による検査システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な工業施設、商業施設等において金属等が建築用や機械用として広く一般に使用されている。
しかしながら、元々の母材欠陥や、老朽化によって亀裂や腐食が発生する場合もあり、欠陥の有無の検査が必要となる。
そこで、超音波探傷法による検査方法及び検査システムが開発されており、広く利用されている。
【０００３】
この超音波探傷法による検査方法及び超音波探傷法による検査システム１００は、超音波Ｕを使用し対象物を破壊することなく、チューブ等の壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する非破壊検査の一種であり、例えば、図５に示すような探触子ヘッドを、図６に示すような電気的内部構成によって制御やデータ処理等を行うものが知られている。
【０００４】
探触子ヘッドは、探触子１０と、振動子１１と、回転ミラー１２と、回転機構１３と、ケーブル１４と、引抜機構（図示しない）からなる。
また、電気的内部構成、高圧打込み回路１０１、初段アンプ１０２、絶縁回路１０３、操作表示部１０４、手動設定ゲインアンプ１０５、高速ＡＤ変換回路１０７、高速演算回路（ＣＰＵ）１０８、波形表示部１０９、メモリ回路１１０、厚さ検出回路１１１、判定回路１１２、絶縁トリガー回路１１３などからなる。
【０００５】
このような構成の超音波探傷法による検査システム１００を用い、超音波Ｕをチューブ１５内の探触子１０からチューブ１５内面に水浸状態で射出してチューブ１５内面からの反射波Ｉとチューブ１５外面からの反射波Ｏを受信してチューブ１５壁Ｓの厚さを検知するものである。検知の際、チューブ１５内面は満水状態であり、水１６が含有されており、この水１６は超音波Ｕの伝播の媒体となっている。
【０００６】
探触子１０の中に組み込まれた振動子１１は、高圧打込み回路１０１からのパルス電圧による信号を受けると生成された超音波Ｕを射出する。これにより超音波Ｕの一部はチューブ１５の内面で反射し、続いて、残りの超音波Ｕの一部がチューブ１５の外面で反射する。
ここでは、これらの反射波をそれぞれ、内面波Ｉ、外面波Ｏと呼ぶ。内面波Ｉと外面波Ｏは、超音波Ｕの射出された経路をそのまま逆向きに進み、探触子１０の図示しない受信部で受信され、高速演算回路１０８で処理されることにより、図７に示すように、時間ごとの各反射波Ｉ，Ｏの強度が電圧値として検出される。なお、反射界面での媒質の音響インピーダンス（密度×音速）によって超音波の反射率は決定されるため、内面波Ｉと外面波Ｏとでは位相が反転している。このため、後述する第一閾値Ｘは電圧のプラス側に、第二閾値Ｙは電圧のマイナス側に閾値を設けている。
【０００７】
回転ミラー１２は、振動子１１から射出された超音波Ｕの向きを９０度変えて、チューブ１５壁面に超音波Ｕを垂直に入射させる。また、チューブ１５壁面で反射された各反射波Ｉ，Ｏも、回転ミラー１２により向きを９０度変えて図示しない受信部に到達する。
また、回転機構１３はベアリングからなり、水流によって回転する回転ミラー１２を回転自在に支持する。ケーブル１４は、探触子１０に電源を供給するとともに、探触子１０で受信した信号を初段アンプ１０２へ伝える。
【０００８】
次に、それぞれの回路の説明を工程順に行う（図６参照）。
高圧打込み回路１０１は、５０Ωの負荷に対して、ＤＣ１２Ｖ電源から電圧２５０Ｖで、立ち上がり時間１０ｎｓｅｃのパルス電圧信号を生成し、探触子１０に送信する。送信された信号に基づき、探触子１０の振動子１１から超音波Ｕが射出される。
初段アンプ１０２は、探触子１０の受信部で受信した信号をこの後の回路で処理しやすいように増幅する。
絶縁回路１０３は、増幅された信号の直流成分（ノイズ）をカットし、交流成分だけを伝える。
【０００９】
操作表示部１０４は、探触子１０の連続計測制御、各反射波Ｉ，Ｏ検出に最適なゲインや第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙ等の各種設定と、設定後の設定値などを表示する。
手動設定ゲインアンプ１０５は、操作表示部１０４で設定したゲインにて信号を増幅する。操作表示部１０４では、内面波Ｉ、外面波Ｏのそれぞれの検出に最適なゲインが設定されている。
【００１０】
高速ＡＤ変換回路１０７は、信号を高速演算回路１０８にて、処理するため、アナログ信号を高速にデジタル信号に変換する。
【００１１】
高速演算回路１０８は、回路全体の制御を行うとともに、増幅回路１０２，１０５で増幅され、高速ＡＤ変換回路１０７で変換された信号の値が、予め記憶された第一閾値Ｘ以上になると、内面波Ｉと認識して、その時間と、時間ごとの内面波Ｉの強度をメモリ回路１１０に記憶させる。そして、所定時間以降に、増幅回路１０２，１０５で増幅され、さらに高速ＡＤ変換回路１０７で変換された信号の値が、予め記憶された第二閾値Ｙ以上になると、外面波Ｏと認識して、その時間と、時間ごとの外面波Ｏの強度をメモリ回路１１０に記憶させる。
そのときの波形は、波形表示部１０９においてグラフとして表示される。これには、２次元的に信号強度を表すものや、チューブ１５の厚さの変化を表すものがある。また、複数の色を用いて表示することで、チューブ１５の厚さの変化を３次元的に表現するものもある。なお、高速演算回路１０８は、連続計測できるように探触子１０が組込まれた探触子ヘッドの自動引き抜きによる制御も行う。
【００１２】
メモリ回路１１０は、ＲＯＭとＲＡＭとを含み、ＲＯＭには、探触子１０の制御プログラム、波形解析の基本プログラム等が記憶され、ＲＡＭには、ゲインや閾値Ｘ，Ｙ等の各種設定値や、内面波Ｉが第一閾値Ｘを超えた時間、外面波Ｏが第二閾値Ｙを超えた時間、時間ごとの反射波強度等が記憶されている。これらを必要に応じて、高速演算回路１０８や厚さ検出回路１１１に出力する。
厚さ検出回路１１１は、メモリ回路１１０に記憶させた内面波Ｉと外面波Ｏの受信時間の差Ｔ（図７参照）にチューブ１５中での音速を乗じ、その値を１／２にすることで、チューブ１５壁の厚さを検知する。
判定回路１１２は、厚さ検出回路１１１で検知されたチューブ１５壁の厚さに基づき、チューブ１５に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否の判定を行い、その結果をメモリ回路１１０に記憶させる。合否の判定については、波形表示部１０９において表示される。
【００１３】
なお、絶縁トリガー回路１１３は、高速演算回路１０８のアナログ回路に対する高圧パルスの影響を避けるため、超音波打込みタイミング信号を絶縁して高圧打込み回路１０１に伝える。
【００１４】
以上のような探触子１０と回路構成により、測定と解析を、例えば１ｍｍピッチで回転機構１３により回転しつつ、引抜機構（図示しない）で探触子１０が組込まれた探触子ヘッドをチューブ１５から引き抜きながら連続的に行うことで、チューブ１５の広い範囲に渡り、隈なく、チューブ１５壁の厚さの検査と合否の判定を実施することができる。
【００１５】
ここで、チューブ１５に亀裂等の欠陥部が存在すると、この欠陥部にて超音波Ｕが反射し外面波Ｏが発生する。これを特別に欠陥波Ｋと呼ぶ。
欠陥部が存在する場合には、その位置は外面よりも探触子１０側であるので、欠陥波Ｋの進む行程は短くなり、外面波Ｏよりも短い時間で探触子１０の受信部まで戻ってくる。この場合、判定回路１１２によって、正常部よりも薄肉であると認識されるので、欠陥部の存在が判明する。
しかも、測定は連続的に行われるので、欠陥部が円状のものか、筋状のものなのか判別でき、欠陥部がチューブ１５のどの位置に存在するかも容易にわかる。
【００１６】
ここで、欠陥部が内面近くにある場合や、被検物が薄肉の場合には、内面波Ｉに続いて欠陥波Ｋや外面波Ｏが短い時間差Ｔで探触子１０の受信部まで到達する。一般的に、振動子１１から射出された超音波Ｕはある程度の広がりを持っており、各反射波Ｉ，Ｋ，Ｏも同様にある程度の広がりを持っている。したがって、内面波Ｉに続いて欠陥波Ｋや外面波Ｏが短い時間差で探触子１０の受信部に到達する場合には、内面波Ｉの広がりと、欠陥波Ｋや外面波Ｏの広がりとが重なってしまう。
つまり、内面波Ｉの信号強度が第二閾値Ｙ未満（電圧が０と第二閾値Ｙとの間）に下りきってない状態で、欠陥波Ｋや外面波Ｏが探触子１０の受信部に到達して（マイナス方向の電圧値が）第二閾値Ｙを超えてしまうので、各反射波Ｉ，Ｋ，Ｏを判別できないという問題がある。
【００１７】
それどころか、図８に示すように、重なった波形の重ね合わせにより、偶然定期的に閾値Ｘ，Ｙを超えてしまい、これを内面波Ｉや外面波Ｏが検出されたものとして高速演算回路１０８が誤認してしまうことがある。
具体的には、図８及び図９においては、厚さ３ｍｍのチューブ１５を検査しているにも関わらず、誤認されて厚さ０．６５ｍｍの均一肉厚のチューブ１５であるという検査結果が出ている。
図５及び図６に示した探触子ヘッドと回路構成によれば、厚さ３ｍｍのチューブ１５に対して、１．５ｍｍ以上の欠陥部によってその部位の厚さが１．５ｍｍ以下になるような場合には正確な厚さを算出することは困難であった。
【００１８】
この対策として、所定のピッチで探触子が連続計測する超音波探触装置において、各探傷位置でのデータと、それに隣り合う探傷位置でのデータの差分を求めて欠陥を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２４３７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献１に記載された超音波探傷装置の場合、各探傷位置におけるデータと、隣り合う探傷位置におけるデータの差分を求めることにより、欠陥波に重なっている内面波のデータを除去するので、欠陥波しか検出されない。
すなわち、ある探傷位置と、それに隣り合う探傷位置はどちらがどれだけ当該超音波探傷装置の近くに存在しているかを判断しているだけなので、欠陥のない正常な被検物においては、欠陥部無しとの判定はできるが、肉厚自体の測定はできないという問題がある。
【００２０】
そこで、本発明の目的とするところは、従来は検出困難であった薄肉の被検物の欠陥部を検出でき、且つ正常部の肉厚をも測定できる、超音波探傷法によるチューブ検査方法及び超音波探傷法によるチューブ検査システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の超音波探傷法による検査方法は、超音波（Ｕ）を板面に射出して板内面からの反射波（Ｉ）と板外面からの反射波（Ｏ）を受信して板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、受信信号を増幅した値が第一閾値（Ｘ）以上になると板内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値（Ｙ）未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になると板外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を記憶し、両反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して板の厚さを検知することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項２に記載の超音波探傷法による検査方法は、超音波（Ｕ）をチューブ（１５）内からチューブ（１５）内面に水浸状態で射出してチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）とチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）を受信してチューブ（１５）壁の厚さを検知し、チューブ（１５）壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、受信信号を増幅した値が第一閾値（Ｘ）以上になるとチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値（Ｙ）未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になるとチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を記憶し、両反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応してチューブ（１５）壁の厚さを検知することを特徴とする。
【００２３】
さらに、請求項３に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）を板面に射出して板内面からの反射波（Ｉ）と板外面からの反射波（Ｏ）を受信して板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、板面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、板内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になるように、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段（２０８，２１５，２１６ａ、２１６ｂ）と、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になると板外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して板の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を、備えることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）をチューブ（１５）内からチューブ（１５）内面に水浸状態で射出してチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）とチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）を受信してチューブ（１５）壁の厚さを検知し、チューブ（１５）壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、チューブ（１５）壁面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、チューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になるように、増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路（２１４ａ，２１４ｂ）の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段（２０８，２１５，２１６ａ、２１６ｂ）と、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値（Ｙ）以上になるとチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間をメモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応してチューブ（１５）壁の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）を板面に射出して板内面からの反射波（Ｉ）と板外面からの反射波（Ｏ）を受信して板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、板面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、板内面からの反射波（Ｉ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路（２１４ａ）と、板外面からの反射波（Ｏ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路（２１４ｂ）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）及び前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路（２１５）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、板内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、前記切替回路（２１５）を介して前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）から前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）に切り替える切替制御手段（２０８）と、前記切替制御手段（２０８）によって切り替えられた外面波用増幅回路（２１４ｂ）の増幅度を、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段（２０８，２１６ｂ）と、前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が前記第二閾値（Ｙ）以上になると板外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、前記メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を、備えることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６に記載の超音波探傷法による検査システム（２００）は、超音波（Ｕ）をチューブ（１５）内からチューブ（１５）内面に水浸状態で射出してチューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）とチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）を受信して前記チューブ（１５）壁の厚さを検知し、チューブ（１５）壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、超音波（Ｕ）を射出し、チューブ（１５）壁面からの反射波（Ｉ，Ｏ）を受信する探触子（１０）と、チューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路（２１４ａ）と、チューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識するため、前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路（２１４ｂ）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）及び前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路（２１５）と、時間を記憶するメモリ（１１０）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、チューブ（１５）内面からの反射波（Ｉ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる内面反射波認識手段（２０８）と、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）で増幅された値が、予め記憶された第一閾値（Ｘ）以上になると、前記切替回路（２１５）を介して前記探触子（１０）が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路（２１４ａ）から前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）に切り替える切替制御手段（２０８）と、前記切替制御手段（２０８）によって切り替えられた外面波用増幅回路（２１４ｂ）の増幅度を、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が、予め記憶された第二閾値（Ｙ）未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段（２０８，２１６ｂ）と、前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路（２１４ｂ）で増幅された値が前記第二閾値（Ｙ）以上になるとチューブ（１５）外面からの反射波（Ｏ）と認識して、その時間を前記メモリ（１１０）に記憶させる外面反射波認識手段（２０８）と、前記メモリ（１１０）に記憶させた２つの反射波（Ｉ，Ｏ）の受信時間の差に対応して前記チューブ（１５）壁の厚さを検知する厚さ検知手段（１１１）を、備えることを特徴とする。
【００２７】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための最良の形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の請求項１に記載の超音波探傷法による検査方法によれば、受信信号を増幅した値が第一閾値以上になると板内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるので、これにより内面波の信号が第一閾値を超えた後の内面波の広がりを抑えられる。よって、その後、欠陥波や外面波を検出するときに内面波の広がりが影響することが避けられる。
また、板内面からの反射波認識により増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波であると認識され両反射波の受信時間の差に対応して板の厚さを検知するので、内面波に続いて欠陥波や外面波が短い時間差で探触子に到達しても、欠陥波や外面波を検出することができる。つまり、ここでいう所定時間に音速（超音波速度）を乗じた値を１／２にした距離が板の厚さを検出しうる最小測定値となるので、その最小測定値と同じ厚さの薄い板の検査であっても、外面波を確実に検出することができる。
【００２９】
また、請求項２に記載の超音波探傷法による検査方法によれば、水浸状態で射出し受信した受信信号を増幅した値が第一閾値以上になるとチューブ内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加したので、被検物がチューブであっても、受信信号が第一閾値を超えた後の内面波の広がりを抑えて、外面波を検出することができる。
よって、内面波に続いて欠陥波や外面波が短い時間差で探触子に到達しても、欠陥波や外面波を検出することができる。すなわち、薄いチューブの検査であっても、外面波を検出することができる。
また、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応してチューブ壁の厚さを検知するので、壁の薄いチューブであってもその厚さを知ることができる。
【００３０】
さらに、本発明の請求項３に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、超音波を射出し、板面からの反射波を受信する探触子と、探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路とを備えるので、受信した信号を検出に最適なゲインで増幅することができる。
また、時間を記憶するメモリを備えるので、信号強度が閾値を超えた時間等の時間を複数記憶することができ、また必要なときには高速演算回路や厚さ検出回路に出力することができる。
また、増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、板内面からの反射波と認識して、その時間をメモリに記憶させる内面反射波認識手段を備えるので、内面波を検出することができる。
【００３１】
また、増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値未満になるように、増幅回路の増幅度を下げ、その下げた状態から増幅回路の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段と、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間をメモリに記憶させる外面反射波認識手段を備えるので、内面波の信号が第一閾値を超えた後の内面波の広がりを抑えて、外面波を検出することができる。
また、メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して板の厚さを検知する厚さ検知手段を備えるので、板の厚さを具体的数値で知ることができる。
【００３２】
したがって、従来よりも薄肉の被検物の厚さを測定でき、浅い亀裂や腐食であっても深さを測定できる。つまり、内面波の信号が閾値を超えた後にゲインを下げることでノイズをカットし、続いて短い時間差で探触子に到達した欠陥波や外面波の信号が、内面波の広がりの中に埋もれないので、それぞれを検出することができる。
【００３３】
また、本発明の請求項４に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、水浸状態で超音波を射出し、チューブ壁面からの反射波を受信する探触子を備えるので、被検物がチューブであっても壁面に垂直に超音波を入射することができ、探傷検査をすることができる。
また、探触子と、増幅回路と、メモリと、内面反射波認識手段と、増幅度変換手段と、外面反射波認識手段と、厚さ検知手段とを備えるので、従来よりも薄肉の被検物の厚さを測定でき、浅い亀裂や腐食であっても深さを測定できる。
すなわち、被検物が薄肉のチューブであっても、内面波の信号が第一閾値を超えた後にゲインを下げることでノイズをカットし、続いて短い時間差で到達した欠陥波や外面波の信号が、内面波の広がりの中に埋もれないので、それぞれを検出することができる。
【００３４】
また、本発明の請求項５に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、請求項３に記載の発明の作用効果に加え、増幅回路を、板内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、板外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路との二つにして、内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、切替回路を介して増幅回路を、内面波用増幅回路から外面波用増幅回路に切り替えるようにしているので、板内面からの反射波と認識された後、板内面からの反射波の広がりが板外面からの反射波の検出において影響することが効率的に防止される。
【００３５】
また、本発明の請求項６に記載の超音波探傷法による検査システムによれば、請求項４に記載の発明の作用効果に加え、増幅回路を、チューブ内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、チューブ外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路との二つにして、内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、切替回路を介して増幅回路を、内面波用増幅回路から外面波用増幅回路に切り替えるようにしているので、チューブ内面からの反射波と認識された後、チューブ内面からの反射波の広がりがチューブ外面からの反射波の検出において影響することが効率的に防止される。
【００３６】
なお、本発明の超音波探傷法による検査方法及び超音波探傷法による検査システムのように、受信信号を増幅した値が第一閾値以上になると板内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、増幅度を所定時間まで徐々に増加し、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知することで、薄肉の被検物の欠陥部を検出でき、且つ薄肉の正常部の肉厚をも測定できる点は、上述した特許文献１には全く記載されていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第一実施形態）
図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００の構成を表すブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００の波形検出原理を表す説明図である。なお、従来例（図５、図６）で示したものと同一部分には同一符号を付し、その説明については省略した。
【００３８】
この超音波探傷法による検査システム２００は、例えば、化学工場の装置で用いられる熱交換器の伝熱チューブ１５に対し、超音波Ｕをチューブ１５内からチューブ１５内面に水浸状態で射出して内面波Ｉと外面波Ｏを受信してチューブ１５壁の厚さを検知し、チューブ１５壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システム２００であって、従来のものと同一の探触子１０を図１に示す電気的内部構成によって制御やデータ処理して非破壊検査を行うものである。
【００３９】
探触子１０は、図５に示すように、振動子１１と、回転ミラー１２と、回転機構１３と、ケーブル１４と、引抜機構（図示しない）とともに探触子ヘッドを構成している。なお、水浸状態で超音波Ｕを射出するのは、チューブ１５内面と振動子１１との間に空気層を生じないように水１６を配して、回転ミラー１２で反射された超音波Ｕを水１６中で導き減衰しないようにするためである。
また、検査システムの電気的内部構成は、従来例で示した図６のように、高圧打込み回路１０１、初段アンプ１０２、絶縁回路１０３、操作表示部１０４、手動設定ゲインアンプ１０５、高速ＡＤ変換回路１０７、波形表示部１０９、メモリ回路１１０、厚さ検出回路１１１、判定回路１１２、絶縁トリガー回路１１３を備えるのに加えて、新たに、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａ、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂ、高速切替回路２１５、内面波用のゲイン制御回路２１６ａ、外面波用のゲイン制御回路２１６ｂを備える。なお、高速演算装置２０８は、従来の高速演算装置１０８に後述する特有の機能を備えている。
【００４０】
以下、新たに追加した回路について説明すると、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａは、内面波Ｉの検出に最適なゲインに信号を増幅するものである。そして、そのゲインはゲイン制御回路２１６ａによりコントロールされる。また、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂは、外面波Ｏの検出に最適なゲインにするように信号を増幅するものである。そして、そのゲインはゲイン制御回路２１６ｂによりコントロールされる。
【００４１】
高速演算装置２０８は、従来の超音波探傷法による検査システム１００での機能に加え、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂのゲインを設定し、ゲイン制御回路２１６ａ、２１６ｂに指示を出す。
また、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂへの、及び外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａへの切替タイミングを生成する。
【００４２】
高速切替回路２１５は、高速演算装置２０８で生成された切替タイミングで使用するゲインアンプを、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂへ、又は外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａへ高速で切り替える。
【００４３】
ゲイン制御回路２１６ａ、２１６ｂは、高速演算回路２０８からのデジタルのゲイン設定データをアナログ変換して内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａ及び外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂを制御して、ゲインの上げ下げを行う。すなわち、ゲインを上げることで信号を検知しやすくし、ゲインを下げることでノイズをカットできる。
【００４４】
図１では、二つのゲイン制御回路２１６ａ、２１６ｂが表示されているが、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの切替を模式的に表しただけであるので、一つのゲイン制御回路２１６で、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂとを切り替えてもよい。また、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａと外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの二つを設けたがまとめて一つの自動切換えゲインアンプにすることも可能である。
【００４５】
本実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００は、このような回路を新たに追加することにより、内面波Ｉの信号が第一閾値Ｘを超えた後の内面波Ｉの広がりを抑えることができ、外面波Ｏを検出することができる。したがって、内面波Ｉのノイズをカットすることができ、続いて短い時間差Ｔで到達した欠陥波Ｋや外面波Ｏが、内面波Ｉの広がりの中に埋もれてしまうことを防ぐことができ、肉薄の被検物の厚さを正確に測定することができる。
【００４６】
超音波探傷法による検査システム２００によってチューブ１５壁の厚さを検知する方法について以下、具体的に説明する。但し、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａ、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂ、高速切替回路２１５、ゲイン制御回路２１６以外の構成要素での工程は、従来の工程と等しいので、ここでは信号が手動設定ゲインアンプ１０５での工程を経た後の工程を、工程順に説明する（図１参照）。
【００４７】
まず計測前に、操作表示部１０４にて、第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙを設定する。それらはメモリ回路１１０に記憶される。なお、ここで記載した第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙは、従来例で示したものと関係するものではない。また、第一閾値Ｘ及び第二閾値Ｙを同一の値にすることを妨げるものではない。なお、反射界面での媒質の音響インピーダンス（密度×音速）によって超音波の反射率は決定されるため、内面波Ｉと外面波Ｏとでは位相が反転している。このため、第一閾値Ｘは電圧のプラス側に、第二閾値Ｙは電圧のマイナス側に閾値を設けている。
手動設定ゲインアンプ１０５で、次工程以降で信号を検出しやすいように、仮に信号を一定のゲインで増幅する。
次に、仮設定された増幅度だけ内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａで増幅され、高速ＡＤ変換回路１０７で変換された受信信号の値が、予め記憶された第一閾値Ｘ以上になると、高速演算回路２０８は受信信号を内面波Ｉと認識して、その時間をメモリ回路１１０に記憶させる。
【００４８】
そして、高速演算回路２０８の設定によりゲイン制御回路２１６ａは、受信信号を増幅した値が、この後続いて検出される外面波Ｏが実際に検出されるよりも早く、予め記憶された第二閾値Ｙ未満になるように、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａの増幅度を下げる。
【００４９】
その下げた状態で高速切替回路２１５が、図２に示すように、使用するゲインアンプを内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂに切り替える。この後、高速ＡＤ変換回路１０７を経て高速演算回路２０８に信号が伝わる。
【００５０】
ゲイン制御回路２１６ａは、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａの増幅度を下げ、高速切替回路２１５がゲインアンプを切り替えるとともに、ゲイン制御回路２１６ｂは、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの増幅度を所定時間までに高速演算回路２０８で設定されたゲインまで徐々に増加させる。
そして、所定時間以降に、所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が第二閾値Ｙ以上になると、高速演算回路２０８は受信信号を外面波Ｏと認識して、その時間をメモリ回路１１０に記憶させる。
【００５１】
次に、高速演算回路２０８は、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂのゲインを設定する。また、高速演算回路２０８は、次の外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａへの切替タイミングを生成する。
【００５２】
次に、高速演算回路２０８の設定によりゲイン制御回路２１６ｂは、受信信号を増幅した値が、次の内面波Ｉが検出されるよりも早く、予め記憶された第一閾値Ｘ未満になるように、外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂの増幅度を下げる。
【００５３】
その下げた状態で高速切替回路２１５が、使用するゲインアンプを外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂから内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａに切り替える。この後、高速ＡＤ変換回路１０７を経て高速演算回路２０８に信号が伝わる。
【００５４】
次に、高速演算装回路２０８は、内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａのゲインを設定する。また、次の内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａから外面波用自動切換えゲインアンプ２１４ｂへの切替タイミングを生成する。そして、新たに検出された内面波Ｉの信号が内面波用自動切換えゲインアンプ２１４ａで増幅される。
【００５５】
以上のように、内面波Ｉ用と外面波Ｏ用のゲインアンプを切り替えて、しかも閾値Ｘ，Ｙを越えた後には、それぞれのゲインを下げる。
【００５６】
そして、両反射波Ｉ，Ｏの受信時間の差Ｔに対応して、厚さ検出回路１１１で算出することでチューブ１５壁の厚さを検知する。チューブ１５壁の厚さＳは、両反射波Ｉ，Ｏの受信時間の差Ｔに音速（超音波Ｕの速度）を乗じた値にさらに１／２を乗じることによって算出される。
【００５７】
このように処理された信号は、波形表示部１０９で図３及び図４のように表示される。
図３は、図１に示す超音波探傷法による検査システム２００による内面波Ｉと外面波Ｏの信号強度の時間変化を表すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は信号強度を表す。
図４は、図１に示す超音波探傷法による検査システム２００による検査結果を表すグラフである。横軸はチューブ１５の肉厚を、縦軸は探触子１０が組込まれた探触子ヘッドの回転角度を表す。
【００５８】
つまり、高速演算装回路２０８と高速切替回路２１５と内面波用のゲイン制御回路２１６ａ、外面波用のゲイン制御回路２１６ｂとからなる増幅度変換手段を備えるので、内面波Ｉに続いて欠陥波Ｋや外面波Ｏが短い時間差Ｔで振動子１１に到達しても、欠陥波Ｋや外面波Ｏを検出することができる。
【００５９】
すなわち、閾値Ｘ，Ｙを超えた後の各反射波Ｉ，Ｏの信号の広がりを抑えることで、続いて到達した各反射波（先の反射波が内面波Ｉならば外面波Ｏ、先の反射波が外面波Ｏならば内面波Ｉ）が先の反射波の広がりの中に埋もれてしまわないので、従来よりも薄肉の被検物や、浅い亀裂や腐食を検査することができる。
【００６０】
具体的には、図４からわかるように、基本肉厚が約３ｍｍであるチューブ１５の一部に肉厚約０．６ｍｍの箇所の存在、すなわち深さ２．４ｍｍの欠陥部が存在することがわかる。
先述した通り、従来の超音波探傷法による検査システム１００では３ｍｍの肉厚に欠陥部が存在する場合、精度良く測定できなかったが、本実施形態に係る超音波探傷法による検査システム２００では、少なくとも肉厚０．６ｍｍまでは誤認識せずに測定できることがわかった。
すなわち、前記所定時間に音速（超音波速度）を乗じた値をさらに１／２にした距離がチューブ１５の壁の厚さＳを検出しうる最小測定値となるので、その最小測定値と同じ厚さとして肉厚０．６ｍｍ以上の厚さを有するチューブ１５壁の測定が可能である。
【００６１】
なお、本実施形態における超音波探傷法による検査システム２００に係る探触子ヘッドは回転機構１３を有するが、これに限るものではなく、回転機構１３を有しなくてもよい。すなわち、回転せずに平面を移動しながら連続的に測定する機構のみを有する探触子ヘッドであってもよい。
【００６２】
また、本実施例ではチューブ１５の内部に探触子ヘッドを挿入して検査を行ったが、これに限られるものではなく、チューブ１５の外部から検査できる構成の探触子ヘッドであってもよい。この場合には当然ながら、チューブ１５外面からの外面波Ｏが、チューブ１５内面からの内面波Ｉよりも早く振動子１１で検出される。しかし、先に検出される反射波を内面波Ｉ、後から検出される反射波を外面波Ｏとすれば、本実施例の電気的内部構成をそのまま使用できる。
【００６３】
また、被検物は、金属に限られるものではなく、プラスチックであってもよい。さらに、被検物は、チューブ状のものに限られず、板状のものであってもその板厚を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システムの構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る超音波探傷法による検査システムの波形検出原理を表す説明図である。
【図３】図１に示す超音波探傷法による検査システムによる内面波と外面波の信号強度の時間変化を表すグラフである。
【図４】図１に示す超音波探傷法による検査システムによる検査結果を表すグラフである。
【図５】探触子１０が組込まれた探触子ヘッドを示す断面図である。
【図６】従来例に係る超音波探傷法による検査システムの構成を表すブロック図である。
【図７】内面波と外面波とから板厚を測定する原理を示す説明図である。
【図８】図６に示す超音波探傷法による検査システムによる内面波と外面波の信号強度の時間変化を表すグラフである。
【図９】図６に示す超音波探傷法による検査システムによる検査結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 探触子
１１ 振動子
１２ 回転ミラー
１３ 回転機構
１４ ケーブル
１５ チューブ
１６ 水
１００ 超音波探傷法による検査システム
１０１ 高圧打込み回路
１０２ 初段アンプ
１０３ 絶縁回路
１０４ 操作表示部
１０５ 手動設定ゲインアンプ
１０７ 高速ＡＤ変換回路
１０８ 高速演算回路
１０９ 波形表示部
１１０ メモリ回路
１１１ 厚さ検出回路
１１２ 判定回路
１１３ 絶縁トリガー回路
２００ 超音波探傷法による検査システム
２０８ 高速演算回路（内面反射波認識手段、外面反射波認識手段、増幅度変換手段、切替制御手段、外面波用増幅度変換手段）
２１４ａ 内面波用自動切替えゲインアンプ（内面波用増幅回路）
２１４ｂ 外面波用自動切替えゲインアンプ（外面波用増幅回路）
２１５ 高速切替回路（切替回路）
２１６ａ ゲイン制御回路
２１６ｂ ゲイン制御回路（外面波用増幅度変換手段）
Ｉ 内面波
Ｋ 欠陥波
Ｏ 外面波
Ｓ チューブ壁の厚さ
Ｔ 時間差
Ｕ 超音波
Ｘ 第一閾値
Ｙ 第二閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を板面に射出して板内面からの反射波と板外面からの反射波を受信して前記板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、
受信信号を増幅した値が第一閾値以上になると板内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、前記増幅度を所定時間まで徐々に増加し、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知することを特徴とする超音波探傷法による検査方法。
【請求項２】
超音波をチューブ内からチューブ内面に水浸状態で射出してチューブ内面からの反射波とチューブ外面からの反射波を受信して前記チューブ壁の厚さを検知し、チューブ壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、
受信信号を増幅した値が第一閾値以上になるとチューブ内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、前記増幅度を所定時間まで徐々に増加し、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応して前記チューブ壁の厚さを検知することを特徴とする超音波探傷法による検査方法。
【請求項３】
超音波を板面に射出して板内面からの反射波と板外面からの反射波を受信して前記板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記板面からの反射波を受信する探触子と、
前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、板内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値未満になるように、前記増幅回路の増幅度を下げ、その下げた状態から前記増幅回路の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知する厚さ検知手段を、備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項４】
超音波をチューブ内からチューブ内面に水浸状態で射出してチューブ内面からの反射波とチューブ外面からの反射波を受信して前記チューブ壁の厚さを検知し、チューブ壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記チューブ壁面からの反射波を受信する探触子と、
前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、チューブ内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値未満になるように、前記増幅回路の増幅度を下げ、その下げた状態から前記増幅回路の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記チューブ壁の厚さを検知する厚さ検知手段、を備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項５】
超音波を板面に射出して板内面からの反射波と板外面からの反射波を受信して前記板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記板面からの反射波を受信する探触子と、
板内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、
板外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路と、
前記内面波用増幅回路及び前記外面波用増幅回路のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、板内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記切替回路を介して前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路から前記外面波用増幅回路に切り替える切替制御手段と、
前記切替制御手段によって切り替えられた外面波用増幅回路の増幅度を、前記外面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第二閾値未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路で増幅された値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知する厚さ検知手段を、備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項６】
超音波をチューブ内からチューブ内面に水浸状態で射出してチューブ内面からの反射波とチューブ外面からの反射波を受信して前記チューブ壁の厚さを検知し、チューブ壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記チューブ壁面からの反射波を受信する探触子と、
チューブ内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、
チューブ外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路と、
前記内面波用増幅回路及び前記外面波用増幅回路のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、チューブ内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記切替回路を介して前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路から前記外面波用増幅回路に切り替える切替制御手段と、
前記切替制御手段によって切り替えられた外面波用増幅回路の増幅度を、前記外面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第二閾値未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路で増幅された値が前記第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記チューブ壁の厚さを検知する厚さ検知手段を、備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項１】
超音波を板面に射出して板内面からの反射波と板外面からの反射波を受信して前記板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、
受信信号を増幅した値が第一閾値以上になると板内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、前記増幅度を所定時間まで徐々に増加し、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知することを特徴とする超音波探傷法による検査方法。
【請求項２】
超音波をチューブ内からチューブ内面に水浸状態で射出してチューブ内面からの反射波とチューブ外面からの反射波を受信して前記チューブ壁の厚さを検知し、チューブ壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査方法であって、
受信信号を増幅した値が第一閾値以上になるとチューブ内面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、受信信号を増幅した値が第二閾値未満になるように増幅度を下げるとともに、前記増幅度を所定時間まで徐々に増加し、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を記憶し、両反射波の受信時間の差に対応して前記チューブ壁の厚さを検知することを特徴とする超音波探傷法による検査方法。
【請求項３】
超音波を板面に射出して板内面からの反射波と板外面からの反射波を受信して前記板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記板面からの反射波を受信する探触子と、
前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、板内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値未満になるように、前記増幅回路の増幅度を下げ、その下げた状態から前記増幅回路の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知する厚さ検知手段を、備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項４】
超音波をチューブ内からチューブ内面に水浸状態で射出してチューブ内面からの反射波とチューブ外面からの反射波を受信して前記チューブ壁の厚さを検知し、チューブ壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記チューブ壁面からの反射波を受信する探触子と、
前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、チューブ内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記受信信号を増幅した値が、予め記憶された第二閾値未満になるように、前記増幅回路の増幅度を下げ、その下げた状態から前記増幅回路の増幅度を所定時間まで徐々に増加させる増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で増幅した受信信号の値が前記第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記チューブ壁の厚さを検知する厚さ検知手段、を備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項５】
超音波を板面に射出して板内面からの反射波と板外面からの反射波を受信して前記板の厚さを検知し、板面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記板面からの反射波を受信する探触子と、
板内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、
板外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路と、
前記内面波用増幅回路及び前記外面波用増幅回路のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、板内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記切替回路を介して前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路から前記外面波用増幅回路に切り替える切替制御手段と、
前記切替制御手段によって切り替えられた外面波用増幅回路の増幅度を、前記外面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第二閾値未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路で増幅された値が前記第二閾値以上になると板外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記板の厚さを検知する厚さ検知手段を、備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【請求項６】
超音波をチューブ内からチューブ内面に水浸状態で射出してチューブ内面からの反射波とチューブ外面からの反射波を受信して前記チューブ壁の厚さを検知し、チューブ壁面に発生する亀裂や腐食の大きさが許容範囲であるか否かの合否を判定する超音波探傷法による検査システムであって、
超音波を射出し、前記チューブ壁面からの反射波を受信する探触子と、
チューブ内面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する内面波用増幅回路と、
チューブ外面からの反射波と認識するため、前記探触子が受信した受信信号を増幅する外面波用増幅回路と、
前記内面波用増幅回路及び前記外面波用増幅回路のうち一方の回路から他方の回路に高速で切り替えていずれかの回路を選択する切替回路と、
時間を記憶するメモリと、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、チューブ内面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる内面反射波認識手段と、
前記内面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第一閾値以上になると、前記切替回路を介して前記探触子が受信した受信信号を増幅する増幅回路を、前記内面波用増幅回路から前記外面波用増幅回路に切り替える切替制御手段と、
前記切替制御手段によって切り替えられた外面波用増幅回路の増幅度を、前記外面波用増幅回路で増幅された値が、予め記憶された第二閾値未満になる値から、所定時間まで徐々に増加させる外面波用増幅度変換手段と、
前記所定時間以降に、前記所定時間のときの増幅度で、前記外面波用増幅回路で増幅された値が前記第二閾値以上になるとチューブ外面からの反射波と認識して、その時間を前記メモリに記憶させる外面反射波認識手段と、
前記メモリに記憶させた２つの反射波の受信時間の差に対応して前記チューブ壁の厚さを検知する厚さ検知手段を、備えることを特徴とする超音波探傷法による検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２５８０７（Ｐ２０１０−２５８０７Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８７５４（Ｐ２００８−１８８７５４）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（３９９０２９９０５）関西エックス線株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（３９９０２９９０５）関西エックス線株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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