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公開番号2024055474
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2022162424
出願日2022-10-07
発明の名称超音波探傷システム及び超音波探傷方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G01N 29/24 20060101AFI20240411BHJP(測定;試験)
要約【課題】プローブによる超音波探傷の検査結果とプローブの設置位置情報とを事前準備なしに取得できると共に、プローブの摩耗を防止してその耐用年数を増加できる。
【解決手段】検査対象1に設置された状態で検査対象に対して超音波を送信し受信するプローブ21と、検査対象に設置された状態で光を検査対象に入射し、検査対象からの反射光を検出する光学式位置検出装置22と、プローブが検査対象に設置されたときの光学式位置検出装置とプローブとの相対位置を固定する把持部23と、を備えたプローブ装置11を有し、光学式位置検出装置は、検査対象からの反射光の検出データに基づいて、プローブの初期位置からの相対移動量及び相対回転量を測定する相対移動量演算器35を備え、把持部は、光学式位置検出装置を検査対象に常に設置させながら、プローブを、超音波探傷時に検査対象に設置させ、走査時に検査対象から離反させた状態に保持可能に構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
検査対象に設置された状態で前記検査対象に対して超音波信号を送信し受信するプローブと、
前記検査対象に設置された状態で光を前記検査対象に入射し、前記検査対象からの反射光を検出する光学式位置検出装置と、
前記プローブが前記検査対象に設置されたときの前記光学式位置検出装置と前記プローブとの相対位置を固定する把持部と、を備えて構成されたプローブ装置を有し、
前記光学式位置検出装置は、前記検査対象からの反射光の検出データに基づいて、前記プローブの初期位置からの相対移動量及び相対回転量を測定する相対移動量演算器を備え、
前記把持部は、前記光学式位置検出装置を前記検査対象に常に設置させながら、前記プローブを、探傷時には前記検査対象に設置させ、走査時には前記検査対象から離反させた状態に保持可能に構成されたことを特徴とする超音波探傷システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記プローブからの超音波信号を離散化してデジタルの超音波データに変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部からの前記超音波データを解析処理及び画像化処理する信号処理部と、前記Ａ／Ｄ変換部及び前記信号処理部の少なくとも1つの条件を設定するユーザインタフェース部と、前記信号処理部で処理された超音波波形を含むデータを表示する表示部と、を備えて構成された超音波探傷装置を更に有し、
前記超音波探傷装置が前記プローブ装置に接続されて構成されことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷システム。
【請求項３】
前記相対移動量演算器、前記Ａ／Ｄ変換部、前記信号処理部、前記ユーザインタフェース部、及び前記表示部の少なくとも１つが、ネットワークに接続可能で且つアプリケーションソフトを利用可能なスマートデバイスに代替して構成されたことを特徴とする請求項２に記載の超音波探傷システム。
【請求項４】
前記プローブ装置を用いて超音波探傷を行う検査員の位置情報を取得する検査員位置取得手段を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波探傷システム。
【請求項５】
前記相対移動量演算器により得られたプローブ装置の位置情報に基づいて、検査位置、検査範囲、Ａ／Ｄ変換部から取得した超音波データ、超音波エコー高さ、超音波伝搬時間、超音波伝搬距離、及び信号処理部から取得した映像化処理結果の少なくとも1つを拡張現実の手法を用いて表示する拡張現実表示部を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項２に記載の超音波探傷システム。
【請求項６】
前記検査対象をモデル化すると共に、相対移動量演算器により得られたプローブ装置の位置情報に基づいて、検査位置、検査範囲、Ａ／Ｄ変換部から取得した超音波データ、超音波エコー高さ、超音波伝搬時間、超音波伝搬距離、及び信号処理部から取得した映像化処理結果の少なくとも1つを仮想現実の手法を用いて表示する仮想現実表示部を、更に有して構成されたことを特徴とする請求項２または５に記載の超音波探傷システム。
【請求項７】
前記超音波探傷装置は、超音波探傷の検査結果を解析する解析装置を含む外部サーバとネットワークを介して通信可能な通信機器に接続されて構成されたことを特徴とする請求項２に記載の超音波探傷システム。
【請求項８】
前記超音波探傷装置は、通信機器を用いて、外部サーバとデータの送信及び受信の少なくとも一方を行うよう構成されたことを特徴とする請求項７に記載の超音波探傷システム。
【請求項９】
検査対象に設置された状態で前記検査対象に対して超音波信号を送信し受信するプローブと、前記検査対象に設置された状態で光を前記検査対象に入射し、前記検査対象からの反射光を検出し、この反射光の検出データに基づいて、前記プローブの初期位置からの相対移動量及び相対回転量を測定する光学式位置検出装置と、前記プローブが前記検査対象に設置されたときの前記光学式位置検出装置と前記プローブとの相対位置を固定する把持部と、を備えて構成されたプローブ装置を準備し、
前記把持部により、前記光学式位置検出装置を前記検査対象に常に設置させながら、前記プローブを、走査時には前記検査対象から離反させた状態とし、探傷時には前記検査対象に設置させて超音波探傷を行うことを特徴とする超音波探傷方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波探傷システム及び超音波探傷方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
超音波探傷（ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｅｓｔｉｎｇ）は、非破壊で構造材の表面及び内部の健全性を確認できる技術であり、様々な分野で欠かせない検査技術となっている。超音波探傷により非破壊で構造材の健全性を評価するためには、検査結果だけでなく、用いている装置や検査員の情報、プローブ設置位置、検査位置等の周辺情報が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１１２５４７号公報
特開２０２１－００１７７４号公報
国際公開第２０２０／１７５６８７号
特開２００６－３１７４１７号公報
特開２０１６－５７１０４号公報
国際公開第２０１５／０７２１８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来用いられてきた超音波探傷装置では、検査結果のみがデータ化され、非破壊評価に必要な周辺情報をデータとして同時に取得することはなかった。特に、プローブ設置位置をデータ化する場合、スキャナやロボットアーム等による機械的スキャンが必要であった（特許文献１）。機械的スキャンが適用できない場合には、検査結果データを取得する毎に、定規等を用いて検査位置を手動にて計測する必要があった。
【０００５】
また、機械的スキャンを用いずにプローブ設置位置を計測する手法として、カメラ等による撮像の活用が考えられる。これまで、撮像と超音波探傷を組み合わせた技術が数多く提案されてきた（例えば特許文献２、３、５、６）。ところが、その多くは特許文献２のように、欠陥検出を目的とした外形形状の計測のために撮像が用いられてきた。
【０００６】
一方、特許文献３、５、６では、プローブ位置計測のために撮像が利用されている。しかし、これらの特許文献３、５、６では、検査対象上の位置を示す２次元模様がプリントされたシートを検査対象に張り付け、そのシート上から超音波探触子により探傷を行う必要がある。即ち、カメラ以外の事前準備なしでプローブ設置位置を計測する手法はなかった。
【０００７】
また、事前準備を必要としない手法としては、特許文献４に記載のような光学式位置計測手法が考えられる。この光学式位置計測手法の場合、プローブの位置情報と超音波探傷データとを関連付けるために、プローブと位置検出装置を一体化する必要がある。また、プローブの位置情報と超音波探傷データとを連続して記録するためには、プローブと位置検出装置とを常に検査対象に設置（接触）して走査する必要がある。しかし、プローブを常に検査対象に設置（接触）して走査することは、摩耗等の影響によりプローブが劣化する懸念がある。
【０００８】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、プローブを用いた超音波探傷の検査結果とプローブの設置位置情報とを事前準備なしに同時に取得できると共に、プローブの摩耗を防止してその耐用年数を増加することができる超音波探傷システム及び超音波探傷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態における超音波探傷システムは、検査対象に設置された状態で前記検査対象に対して超音波信号を送信し受信するプローブと、前記検査対象に設置された状態で光を前記検査対象に入射し、前記検査対象からの反射光を検出する光学式位置検出装置と、前記プローブが前記検査対象に設置されたときの前記光学式位置検出装置と前記プローブとの相対位置を固定する把持部と、を備えて構成されたプローブ装置を有し、前記光学式位置検出装置は、前記検査対象からの反射光の検出データに基づいて、前記プローブの初期位置からの相対移動量及び相対回転量を測定する相対移動量演算器を備え、前記把持部は、前記光学式位置検出装置を前記検査対象に常に設置させながら、前記プローブを、探傷時には前記検査対象に設置させ、走査時には前記検査対象から離反させた状態に保持可能に構成されたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の実施形態における超音波探傷方法は、検査対象に設置された状態で前記検査対象に対して超音波信号を送信し受信するプローブと、前記検査対象に設置された状態で光を前記検査対象に入射し、前記検査対象からの反射光を検出し、この反射光の検出データに基づいて、前記プローブの初期位置からの相対移動量及び相対回転量を測定する光学式位置検出装置と、前記プローブが前記検査対象に設置されたときの前記光学式位置検出装置と前記プローブとの相対位置を固定する把持部と、を備えて構成されたプローブ装置を準備し、前記把持部により、前記光学式位置検出装置を前記検査対象に常に設置させながら、前記プローブを、走査時には前記検査対象から離反させた状態とし、探傷時には前記検査対象に設置させて超音波探傷を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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