特許ウォッチ

公開番号2024158319
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073434
出願日2023-04-27
発明の名称超音波検査装置および超音波検査方法
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 20060101AFI20241031BHJP(測定;試験)
要約【課題】測定対象の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる超音波検査技術を提供する。
【解決手段】超音波検査装置1は、検査の対象となる検査対象領域3を有する測定対象2に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光Ltを発振する送信用光源10と、測定対象2に照射して超音波で計測を行うための受信用レーザ光Lrを発振する受信用光源11と、受信用レーザ光Lrを測定対象2に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部12と、超音波信号に基づいて、検査対象領域3の少なくとも大きさを評価する評価部29と、を備え、送信用レーザ光Ltと受信用レーザ光Lrが照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、検査対象領域3を含むように拡張されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、
前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、
前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、
前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価する評価部と、
を備え、
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている、
超音波検査装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を出射するそれぞれの出射部の少なくとも一方に、前記送信用レーザ光または前記受信用レーザ光を拡大するための拡大用光学機器が設けられている、
請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が、前記検査対象領域を挟んで対向する位置に照射される、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項４】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、ユーザの入力に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項５】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項４に記載の超音波検査装置。
【請求項６】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光を照射する前に、前記測定対象の表面の形状を読み取る表面読取部と、
前記表面読取部で読み取られた前記測定対象の表面の形状に基づいて、前記検査対象領域の範囲を設定する照射領域制御部と、
を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項７】
前記照射領域制御部は、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の少なくとも一方のスポット径を前記検査対象領域の範囲よりも大きくする、
請求項６に記載の超音波検査装置。
【請求項８】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光の一方の前記照射領域が、拡張されていない照射スポットであり、前記照射スポットを移動させるための走査部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項９】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射される前記測定対象の表面を均質化する表面改質部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項１０】
前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの前記照射領域の少なくとも一方を不活性ガスの雰囲気で覆い、前記測定対象の表面の酸化を抑制する酸化抑制部を備える、
請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波検査技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いた超音波計測法、いわゆるレーザ超音波法は、非接触・非破壊で超音波検査ができることから、狭隘部または高温部などの検査に有用である。その特徴から、製品の製造後検査に限らず、製造中の検査、駆動部の検査などにも適用可能である。
【０００３】
レーザ超音波法は、対象物に超音波を励起させる超音波送信用レーザと、励起された超音波が伝播されることで起こされる対象物の表面振動を計測する超音波受信用レーザおよび干渉計を用いる超音波検査技術である。レーザを光学的に制御することで、例えばφ０．１ｍｍのレーザを対象物に照射して、微小領域の検査を行うことができるなど、多くの利点を持つ。しかし、これまでの技術において、例えば、ｃｍオーダの領域の内部構造の情報を短時間で取得する、一度に広い領域にレーザを励起して、その励起された超音波を同じ領域または近傍で受信する、またはその反対に、一度に広い領域で超音波を受信できるようにして、同じ領域または近傍で受信するなどの手法は考えられていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
C. B. Scruby and L. E. Drain, Laser Ultrasonic: Techniques and Applications (Adam Hilger, Bristol, 1990).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、測定対象の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる超音波検査技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る超音波検査装置は、検査の対象となる検査対象領域を有する測定対象に照射して超音波を発生させるための送信用レーザ光を発振する送信用光源と、前記測定対象に照射して前記超音波で計測を行うための受信用レーザ光を発振する受信用光源と、前記受信用レーザ光を前記測定対象に照射したときに反射する戻り光を干渉計測して超音波信号を抽出する干渉計測部と、前記超音波信号に基づいて、前記検査対象領域の少なくとも大きさを評価する評価部と、を備え、前記送信用レーザ光と前記受信用レーザ光が照射されるそれぞれの照射領域の少なくとも一方が、前記検査対象領域を含むように拡張されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態により、測定対象の品質保証のための超音波検査の測定精度と測定速度を向上させることができる超音波検査技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の超音波検査装置を示す構成図。
反射超音波が伝達される超音波検査装置を示す構成図。
制御用コンピュータを示すブロック図。
超音波検査処理を示すフローチャート。
変形例１のレーザ光の照射態様を示す斜視図。
変形例２のレーザ光の照射態様を示す断面図。
変形例３の鍛造による製造工程を示す断面図。
変形例３の鍛造時の検査態様を示す断面図。
変形例４の積層造形時の検査態様を示す断面図。
第２実施形態の超音波検査装置を示す構成図。
第３実施形態の超音波検査装置を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら、超音波検査装置および超音波検査方法の実施形態について詳細に説明する。まず、第１実施形態について図１から図４を用いて説明する。
【００１０】
図１の符号１は、第１実施形態の超音波検査装置である。この超音波検査装置１は、レーザ超音波法を用いて測定対象２の検査を行うものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許