JP2006337151A - 配管の超音波検査装置およびその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管の円弧状曲面形状を有する超音波検査対象部の３次元超音波画像から内部欠陥検査を効率よく連続的に行なう装置を提供する。
【解決手段】配管の超音波検査装置は、検査対象の配管１１の廻りに複数の支持脚１２を介して設置されたサポートフレーム１３と、このサポートフレームに取り付けられ、超音波トランスデューサ２０を備えた超音波プローブ装置１５と、この超音波プローブ装置１５を音響伝播媒体を配管表面に密着させたまま配管周りの周方向および軸方向に移動可能に設けた超音波プローブ移動装置１６と、超音波トランスデューサの圧電振動子に駆動信号を選択的に送信する操作駆動手段と、反射エコーを超音波トランスデューサで受信し、超音波エコーの電気信号を選択的に検出する信号検出回路３０と、検査対象部の３次元画像データを生成する信号処理手段３１と、３次元画像データの表示処理装置３２とを有する構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒状の検査対象物である配管の内部欠陥状態や接合部の状態を超音波を用いて非破壊検査する超音波検査技術に係り、特に配管の溶接部に発生した割れ、巣、異物等の内部欠陥を３次元的に可視化して検査する配管の超音波検査装置およびその検査方法に関する。

この種の超音波検査技術には、特開２００３−１４９２１３号公報（特許文献１）および特開２００４−５３３６０号公報（特許文献２）に開示された３次元超音波検査装置がある。

この３次元超音波検査装置は、多数の圧電振動子（圧電変換素子）をマトリクス状あるいはアレイ状（リニア状）に配置した超音波トランスデューサを備え、この超音波トランスデューサの圧電振動子のうち任意のものから超音波を発生させ、発生した超音波を音響伝播媒体を介して平面の境界層を有するプレート状の検査対象物に送受信させ、プレート状検査対象物の内部構造や欠陥、ボイド、酸化膜、剥れ等の内部状態を３次元的に可視化し、プレート状検査対象物を非破壊にて検査することができるようになっている。

従来の３次元超音波検査装置は、プレート状の検査対象物上に超音波トランスデューサをセットし、この超音波トランスデューサを手動操作によって検査対象物に押し当てて超音波による３次元画像データを得、その後、次の検査箇所に移動させて再び超音波トランスデューサを押し当てる手動操作を繰り返して検査対象物の３次元画像データを得るようになっている。このため、従来の３次元超音波検査対象装置では、超音波トランスデューサを手動操作によりプレート状検査対象物の検査箇所に次々に押し当てて移動させるという手動操作を行なって３次元超音波画像を得るようになっているため、３次元検査画像をその都度確認しながらプレート状検査対象物の超音波検査を実施しなければならない。
特開２００３−１４９２１３号公報 特開２００４−５３３６０号公報

従来の３次元超音波検査装置では、プレート状検査対象物を超音波検査の対象とし、超音波トランスデューサを検査対象物上で平面移動走査させて３次元超音波画像を得るようになっているため、検査対象物がパイプのような円筒形状の配管では、連続的に検査することが困難であった。

また、超音波検査装置の超音波トランスデューサは手動操作により検査対象物に押し当てて移動させているため、超音波トランスデューサの移動走査が安定せず、検査箇所の面積が大きい場合には、手動により超音波トランスデューサを移動させ、移動量を目測で検出しながらその都度プレート状の検査対象物に押し当てているため、超音波検査に個人差によるバラツキが発生し、効率よく能率的に超音波検査を実施することが難しかった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、円筒状の検査対象物である配管の検査対象部を効率よく連続的に３次元超音波検査を実施できる配管の超音波検査装置およびその検査方法を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、配管の割れ、巣、異物等の欠陥状態や接合状態を全周に亘り能率よく効率的に超音波で非破壊検査を行なうことができる配管の超音波検査装置およびその検査方法を提供することにある。

本発明に係る配管の超音波検査装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、検査対象の配管の廻りに複数の支持脚を介して設置されたリング状あるいはトーラス状のサポートフレームと、このサポートフレームに取り付けられ、超音波トランスデューサを備えた超音波プローブ装置と、この超音波プローブ装置を配管周りの周方向および軸方向に移動可能に設けた超音波プローブ移動装置と、前記超音波トランスデューサの圧電振動子に駆動信号を選択的に送信する操作駆動手段と、前記超音波トランスデューサの圧電振動子から発信され、音響伝達媒体を介して前記配管の検査対象部に入射され、検査対象部からの反射エコーを前記超音波トランスデューサで受信し、超音波エコーの電気信号を選択的に検出する信号検出回路と、この信号検出回路で検出された超音波エコーの電気信号を処理し、前記検査対象部の３次元画像データを生成する信号処理手段と、この信号処理手段で処理された３次元画像データを表示する表示装置とを有し、前記超音波プローブ移動装置は、前記超音波トランスデューサに設けられた音響伝播媒体を配管表面に密着させたまま円周方向および軸方向に移動可能に構成したものである。

また、本発明に係る配管の超音波検査方法は、上述した課題を解決するために、請求項５に記載したように、超音波プローブ装置を検査対象物の配管に音響伝播媒体を介して密着させ、この音響伝播媒体を配管表面に密着させつつ前記超音波プローブ装置を周方向に連続的に移動させて配管の周方向に沿う帯状検査対象部の３次元画像データを生成し、前記超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させた後、配管の軸方向に１ステップ分移動させ、続いて１ステップ分の移動位置で超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させて前記帯状検査対象部に隣接する帯状検査対象部の３次元画像データを生成し、以後、前記超音波プローブ装置の周方向移動と軸方向移動を繰り返して配管の検査対象部の３次元画像データを作成する方法である。

本発明に係る配管の超音波検査装置およびその検査方法は、円筒状の検査対象物である配管の検査対象部を効率よく連続的に３次元超音波検査を実施でき、円弧状曲面形状の配管における検査対象部の内部欠陥を効率よく能率的に検査することができる。

本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る配管の超音波検査装置の第１実施形態を示す簡略的な全体構成図である。

この超音波検査装置１０は、円筒状検査対象物である配管１１を全周に亘ってあるいは周方向の所要区間に亘って連続的かつ自動的に移動走査させ、配管１１の割れ、巣、異物等の欠陥状態や接合状態を能率よく効率的に超音波で非破壊検査探傷検査を行なうことができる。

この超音波検査装置１０は、配管１１に複数の支持脚１２を介して設けられたリング状あるいはトーラス状のサポートフレーム１３を備え、このサポートフレーム１３に超音波プローブ装置１５が超音波プローブ移動装置１６により配管１１の周方向および軸方向に移動自在に設けられる。支持脚１２は配管１１の廻りに放射状に設置される。支持脚１２はサポートフレーム１３から半径方向内方に延び、その脚足（先端）が配管１１表面に接触し、配管表面を押圧している。

超音波検査装置１０は、装置本体１８と、その装置本体１８に可撓性の信号ケーブル１９あるいは無線で接続された超音波プローブ装置１５と、この超音波プローブ装置１５を配管１１廻りの周方向および配管１１の軸方向に移動走査させる超音波プローブ移動装置１６とを備える。超音波プローブ装置１５はサポートフレーム１３に超音波プローブ移動装置１６を介して取り付けられる。

超音波プローブ装置１５は超音波カメラとして機能する。超音波プローブ装置１５は、マトリクス状あるいはリニア状（アレイ状）に配列された圧電振動子（圧電変換素子）を備えた超音波トランスデューサ２０と、この超音波トランスデューサ２０の配管１１側に付設された音響伝播媒体２１とを有する。音響伝播媒体２１は液状あるいは固体で形成され、固体の音響伝播媒体２１を用いた場合、音響伝播媒体２１と配管１１および超音波トランスデューサ２０との間に、ゼリー状（ゲル状）あるいは水等の液体からなるカップラント２２が介在される。

音響伝播媒体２１は、配管１１あるいは超音波トランスデューサ２０の間にカップラント２２を介在させることで、超音波プローブ装置１５を配管１１に音響伝播媒体２１を介して密着させ、密着部分に僅かな隙間や空気層が存在しないように音響的結合を図っている。

超音波検査装置１０は、装置本体１８に超音波プローブ装置１５の超音波トランスデューサ２０を駆動させる操作駆動手段２５を備える。この操作駆動手段２５は、操作指令信号を出力する操作部２６と、この操作指令信号を入力して超音波トランスデューサ２０を駆動させるパルス状の駆動信号を発生させる信号発生部２７と、この信号発生部２７からの駆動信号を作用させる圧電振動子を選択し、超音波トランスデューサ２０の圧電振動子を選択的に駆動させる駆動素子選択部２８とを有し、超音波トランスデューサ２０から発振される超音波を検査対象物である配管１１の検査対象領域に照射するようになっている。

また、この超音波検査装置１０の装置本体１８には、配管１１の検査対象領域からの反射エコーの電気信号を超音波トランスデューサ２０を介して検出する信号検出回路３０と、この信号検出回路３０で検出された反射エコーの電気信号を並列演算処理して３次元（３Ｄ）超音波画像データを生成させる信号処理部３１と、この信号処理部３１で処理された３次元超音波画像化データを可視化し、３次元的あるいは展開状態で表示する表示装置３２とを備える。

また、超音波検査装置１０は、検査対象物で配管１１の接合状態や内部構造を展開状態で高感度・高解像度の３次元超音波画像として迅速に取り出して、表示させることができる。

超音波トランスデューサ２０の圧電振動子群は圧電変換部を構成しており、この圧電変換部で受信された反射エコーは、圧電変換部により電気信号に変換され、電気エコー信号となって信号検出回路３０に送られる。信号検出回路３０は、超音波センサとしての超音波トランスデューサ２０で発生する反射エコーの電気信号を検出するものである。

信号検出回路３０で検出された電気エコー信号のうち、検査に必要な複数の電気エコー信号は、増幅回路を構成するそれぞれの増幅器３４に導かれる。

各増幅器３４は、導かれた電気エコー信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換器３５にそれぞれ供給するようになっている。Ａ／Ｄ変換器３５は増幅された電気エコー信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、デジタルエコー信号として信号処理部の処理プロセッサ３６である並列プロセッサに導くものである。

信号処理手段を構成する信号処理部３１の処理プロセッサ３６は、例えば、複数の並列プロセッサと、並列プロセッサが生成した複数の画像情報を統合する統合プロセッサとを備える。

信号処理部３１の並列プロセッサは、各Ａ／Ｄ変換器３５から導かれたデジタルエコー信号を処理し、円弧状曲面を有する配管１１の内部状態を展開して可視化する画像情報を生成している。並列プロセッサが生成した複数の画像情報は統合プロセッサで統合して一体化され、表示装置３２に導かれる。

信号検出回路３０あるいは信号処理部３１にマルチブレクサ（図示せず）を搭載した場合、複数台の並列プロセッサや統合プロセッサは不要となり、１台の並列プロセッサにて統合画像情報を作成することができる。

信号処理部３１でデジタル化された超音波エコー信号を処理して生成された３次元の超音波画像情報は表示装置３２に送られて、この表示装置３２に画像表示される。

一方、超音波プローブ装置１５は、超音波プローブ移動装置１６により配管１１廻りの周方向および配管１１の軸方向に沿って移動自在に設けられる。

超音波プローブ移動装置１６は、サポートフレーム１３に設けられた周方向移動機構３８と、軸方向移動機構３９と、両移動機構３８，３９を駆動させる超音波プローブ駆動操作系４０とを有する。超音波プローブ駆動操作系４０は両移動機構３８，３９の駆動を制御する駆動コントローラ４１を備える。

超音波プローブ移動装置１６は、超音波プローブ駆動操作系４０の駆動コントローラ４１から駆動制御信号を周方向移動機構３８に出力することにより、周方向移動機構３８をサポートフレーム１３に沿って移動させ、超音波プローブ装置１５を配管１１廻りの周方向に、かつ超音波トランスデューサ２０をパイプ表面に密着させつつ移動走査させるようになっている。周方向移動機構３８はサポートフレーム１３に沿って周方向に移動される一方、その周方向移動量および移動位置は位置検出手段としての、例えば図２に示すエンコーダ装置４４により検出される。

周方向移動機構３８は、例えばモータ駆動のギア機構（図示せず）で構成され、サポートフレーム１３のサンギアにモータ駆動のピニオンが噛合することにより、周方向移動機構３８はサポートフレーム１３に沿って周方向移動され、モータ軸の回転量がエンコーダ装置４４で検出されるようになっている。エンコーダ装置４４に代えて光学位置検出手段を設けてもよい。

図２に示すエンコーダ装置４４にて超音波トランスデューサ２０の検査位置を検出するとともに、操作駆動手段２５により超音波トランスデューサ２０からの発受信のタイミングを制御することで、配管１１は周方向全面ではなく、任意の指定場所を３次元画像化することができる。

また、超音波プローブ移動装置１６は、駆動コントローラ４１から駆動制御信号を軸方向移動機構３９に出力することにより、軸方向移動機構３９を駆動させ、超音波プローブ装置１５を配管１１の軸方向に沿って１ステップ分だけ移動させる。このときも、超音波プローブ装置１５は超音波トランスデューサ２０を配管表面に密着させた状態で移動させる。１ステップ分の幅は、超音波プローブ装置１５の超音波トランスデューサ２０から発振される超音波の（配管軸方向の）有効幅に対応する。軸方向移動機構３９は、例えば多段式の流体シリンダ装置で構成され、超音波プローブ装置１５を配管１１の軸方向に沿って１ステップ分ずつ多段に間欠移動させるようになっている。

超音波プローブ移動装置１６は、周方向移動機構３８を駆動させて超音波プローブ装置１５をパイプ廻りの周方向に移動させた後、軸方向移動機構３９を駆動させて配管１１の軸方向に沿って１ステップ分移動させる。以後、超音波プローブ装置１５は周方向移動と軸方向移動が繰り返される。配管廻りの周方向に移動する間に、超音波プローブ装置１５は超音波カメラとして機能し、配管１１の帯状検査対象領域を周方向に形成し、この配管１１の検査対象領域を周方向に移動しながら非破壊にて３次元超音波検査するようになっている。

超音波プローブ装置１５は配管１１の周方向に沿う帯状検査対象領域を超音波検査した後、軸方向移動機構３９により配管１１の軸方向に１ステップ分移動させて停止させる。この停止位置で周方向移動機構３８を駆動させ、配管周方向に移動させつつ周方向に沿う配管１１の帯状検査対象領域を３次元超音波検査するようになっている。このように、超音波プローブ装置１５は周方向に沿う配管１１の帯状検査対象領域を超音波検査しつつ、パイプ軸方向に１ステップ分移動させることで、配管１１の帯状検査対象領域を順次パイプ軸方向に展開でき、必要に応じ配管１１の全表面を超音波検査することができる。

ところで、超音波プローブ装置１５は、図３に示すように構成され、超音波トランスデューサ２０はマトリクス状あるいはリニア状（アレイ状）に配列された多数の圧電振動子（圧電変換素子）４５を有し、超音波トランスデューサ２０の圧電振動子４５側に音響伝播媒体２１がシュー部材として設けられる。シュー部材２１が固体の音響伝播媒体で構成されているとき、シュー部材２１と超音波トランスデューサ２０および配管表面との間に音響的結合用のカップラント２２が介装される。

シュー部材２１は、図２に示すように、配管軸方向に沿う断面が三角形状をなし、配管外表面に接する面が円弧状曲面をなす斜角用音響伝播媒体を用いて構成される。超音波トランスデューサ２０は配管１１に対して斜めに傾斜して設けられる。

この超音波プローブ装置１５は、操作駆動手段２５の信号発生部２７から出力されたパルス状の電気信号を駆動素子選択部２８で選択して超音波トランスデューサ２０のマトリクス状あるいはアレイ状多数の圧電振動子４５の１つ１つに順次印加することにより、超音波が発生し、発生した超音波は、斜角用音響伝播媒体２１を介して配管１１内に図２に示すように送信される。

配管１１内に入射された超音波は、溶接部１１ａの欠陥４６に照射されると、密度差から反射が生じる。配管１１の溶接欠陥４６で反射した超音波のエコーは超音波トランスデューサ２０の多数の圧電振動子４５に順次受信される。多数の圧電振動子４５からなる圧電振動子群は圧電変換部を構成し、超音波センサを形成している。

超音波トランスデューサ２０の各圧電振動子４５で受信した超音波エコーは電気信号に変換されて信号検出回路３０に送られ、配管溶接部１１ｂの内部欠陥４６を画像化することができる。

次に、配管１１の超音波検査装置１０の作用を説明する。

この超音波検査装置１０を用いて円弧状曲面を有する配管１１の内部欠陥や内部損傷を超音波検査するために、円筒状検査対象物である配管１１に支持脚１２を介してサポートフレーム１３を固定させる。このサポートフレーム１３に超音波プローブ移動装置１６を設け、この超音波プローブ移動装置１６に超音波プローブ装置１５を取り付ける。超音波プローブ装置１５は超音波プローブ移動装置１６の軸方向移動機構３９に取付フレーム４７により取り付けられ、この取付状態で超音波プローブ装置１５の超音波トランスデューサ２０を音響伝播媒体２１およびカップラント２２を介してパイプ表面に密着させる。

続いて、超音波プローブ移動装置１６を超音波プローブ起動操作系４０にケーブル接続するとともに、超音波プローブ装置１５を装置本体１８に信号ケーブルを用いて接続する。超音波プローブ駆動操作系４０は装置本体１８に組み込んでもよい。超音波プローブ移動装置１６と超音波プローブ装置１５を組み立てて、装置本体１８側に接続することにより、超音波検査のための準備が完了し、続いて超音波検査作業に入る。

この超音波検査作業では、操作駆動手段２５の操作部２６を操作して指令信号を出力し、信号発生部２７に入力される。信号発生部２７は、指令信号を入力させて電気パルス状の駆動信号を発生させる。信号発生部２７で発生した駆動信号から所要の圧電振動子を駆動させる選択部２８により選択駆動させて、超音波トランスデューサ２０の所要の圧電振動子４５に駆動パルス電圧を印加させる。このパルス電圧印加により圧電振動子４５は圧電変換され、圧電振動子４５から超音波が発信される。

発信された超音波は配管１１に密着配置された斜角用音響伝播媒体２１を介して配管１１内に入射され、配管１１の内部欠陥４６で反射せしめられる。超音波の反射エコーは、斜角用音響伝播媒体２１を通して圧電変換部として多数の圧電振動子４５に受信され、ここで超音波エコーの電気信号に変換される。

超音波エコーの電気信号は続いて超音波トランスデューサ２０から図１に示す信号検出回路３０に送信され、この信号検出回路３０に選択的に受信される。

信号検出回路３０に受信された超音波エコーの電気信号は信号処理部３１に送られ、この信号処理部３１で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換され、デジタルエコー電気信号となる。このデジタルエコー電気信号は、パソコンとしての処理プロセッサ３６により信号処理（開口合成処理）され、３次元画像データを生成する。この３次元画像データは、配管１１の検査対象内部に設定された３次元画像化領域内のメッシュ（処理プロセッサ３６内に予め設定される３次元画像化領域の目盛り）に対応ざせて３次元画像データを、３次元画像として、また、図４（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、配管１１の検査対象領域を配管展開状態で可視化し、表示する。

この超音波検査装置１０は、超音波プローブ装置１５を超音波プローブ移動装置１６により配管１１廻りの周方向にかつ配管１１の軸方向に沿うように移動させて超音波検査を行なう。

この超音波検査装置１０は、超音波プローブ装置１５を超音波プローブ移動装置１６により配管１１の周方向かつ軸方向に移動させて超音波検査を行なう。

この超音波検査装置１０は、始めに、超音波プローブ移動装置１６の周方向移動機構３８を駆動させ、周方向移動機構３８をサポートフレーム１３に沿って移動させ、超音波プローブ装置１５の超音波トランスデューサ２０を配管表面に密着させた状態で周方向に自動的に移動させる。配管１１の周方向に超音波プローブ装置１５を移動させる間に、超音波プローブ装置１５を駆動させて配管１１周方向の３次元超音波検査を行なう。超音波プローブ装置１５が配管１１の周方向に移動している間に超音波検査を行なう。

超音波プローブ装置１５を配管１１の周方向に移動させつつ配管周方向の帯状検査対象領域５０（図４参照）を超音波検査した後、周方向移動機構３８の駆動を停止させ、軸方向移動機構３９を駆動させる。この駆動により、超音波プローブ装置１５は配管１１の軸方向に沿って１ステップ（ステップ幅は図４に示される符号ｄである。）分だけ移動せしめられる。

超音波プローブ装置１５がパイプ軸方向に１ステップ移動させた後、軸方向移動機構３９の駆動を停止させ、周方向移動機構３８を再び駆動させ、配管１１の周方向に沿う超音波検査を行なう。

超音波プローブ移動装置１６により超音波プローブ装置１５の周方向移動と軸方向移動を繰り返すことにより、超音波プローブ装置１５は配管表面の略全面にあるいは任意の円弧状表面に亘って移動走査を実施することができる。超音波プローブ装置１５がパイプ周方向に移動している間に超音波検査を実施することができ、必要に応じ配管１１の全面に亘り３次元の超音波検査を行なうことができる。

この配管の超音波検査装置１０によれば、信号処理部３１で合成された画像情報を位置検出手段であるエンコーダ装置４４（図２参照）の円周方向位置信号θを用いて連結させ、組み合わせることで、図４（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、配管１１の円筒形状を周方向に切り開いた展開図にして、周方向の平面画面（θ−Ｘ図）と、半径方向断面（Ｘ−Ｒ図，θ−Ｒ図）を可視化して画像表示することができる。

この配管１１の超音波検査装置１０によれば、配管１１の内部欠陥検査を、検査対象領域の全面に亘って自動的に行なうことができ、検査結果を３次元画像または図４（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に示すように展開された展開画像で表示することが可能となる。

図５は、本発明に係る配管の超音波検査装置の第２実施形態を示すものである。

この実施形態に示された超音波検査装置１０Ａは、種々の径の配管の内部欠陥を３次元超音波検査できるようにしたものであり、支持脚の構成を除いて第１実施形態に示された超音波検査装置１０と構成および作用を同じくするので、同じ構成には同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示された配管の超音波検査装置１０Ａは、サポートフレーム１３に設けられる支持脚５１が、伸縮機構５２により伸縮自在に設けられる。支持脚５１は、常時、ばね力あるいは流体圧力により支持脚５１の脚先（足）が配管１１側に押圧される。

伸縮機構５２はテレスコピック構造で、スライド脚５３を固定脚５４に対しスライド自在とし、押圧ばね５５のばね力により配管表面側にばね付勢するようにしたものである。

支持脚５１をばね付勢する伸縮機構に代えて流体シリンダ装置の伸縮機構を採用し、流体シリンダ装置のピストンロッドをスライド脚として配管表面に押圧させるものであってもよい。

この配管の超音波検査装置１０Ａにおいても、種々の配管径を有する配管の３次元超音波検査を非破壊で行なうことができる他、第１実施形態に示された超音波検査装置１０と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の実施形態の説明においては、配管廻りの周方向および軸方向に超音波プローブ装置を移動自在に設けた例を示したが、超音波プローブ装置を周方向および軸方向に移動させる代りに、配管を回転自在に支持させる構成としてもよい。この場合には、超音波プローブ装置を配管の軸方向にのみ移動させればよい。

また、超音波プローブ装置は、超音波トランスデューサを斜角用超音波伝播媒体に設けた例を示したが、超音波を配管外表面に対して斜めに入射させる斜角探傷法を用いなくても、垂直に入射させる垂直探傷法を採用してもよい。いずれの場合にも、超音波トランスデューサに付属させた音響伝播媒体を、配管の検査対象部に超音波入射できるように、音響伝播媒体と配管とを密着させたまま円周方向および軸方向に移動させる超音波プローブ移動装置が備えられる。

本発明に係る配管の超音波検査装置の第１実施形態を示す全体構成図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う側面図。 図２のＡ部を拡大して示す部分的な断面図。 本発明に係る配管の超音波検査装置を用いて超音波検査した検査結果の画像化例を示す図、ならびに（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は展開状態で示す図。 本発明に係る配管の超音波検査装置の第２実施形態を示す全体構成図。

符号の説明

１０，１０Ａ 超音波検査装置
１１ 配管
１２ 支持脚
１３ サポートフレーム
１５ 超音波プローブ装置
１６ 超音波プローブ移動装置
１８ 装置本体
２０ 超音波トランスデューサ
２１ 音響伝播媒体（シュー部材）
２２ カップラント
２５ 操作駆動手段
２６ 操作部
２７ 信号発生部
２８ 駆動素子選択部
３０ 信号検出回路
３１ 信号処理部
３２ 表示装置
３４ 増幅回路
３５ Ａ／Ｄ変換器
３６ 処理プロセッサ
３８ 周方向移動機構
３９ 軸方向移動機構
４０ 超音波プローブ駆動操作系
４１ 駆動コントローラ
４４ エンコーダ装置（位置検出手段）
４５ 圧電振動子（圧電変換素子）
４６ 内部欠陥
４７ 取付フレーム
５０ 帯状検査対象領域
５１ 支持脚
５２ 伸縮機構
５３ スライド脚
５４ 固定脚
５５ 押圧ばね

Claims (5)

1. 検査対象の配管の廻りに複数の支持脚を介して設置されたリング状あるいはトーラス状のサポートフレームと、
   このサポートフレームに取り付けられ、超音波トランスデューサを備えた超音波プローブ装置と、
   この超音波プローブ装置を配管周りの周方向および軸方向に移動可能に設けた超音波プローブ移動装置と、
   前記超音波トランスデューサの圧電振動子に駆動信号を選択的に送信する操作駆動手段と、
   前記超音波トランスデューサの圧電振動子から発信され、音響伝達媒体を介して前記配管の検査対象部に入射され、検査対象部からの反射エコーを前記超音波トランスデューサで受信し、超音波エコーの電気信号を選択的に検出する信号検出回路と、
   この信号検出回路で検出された超音波エコーの電気信号を処理し、前記検査対象部の３次元画像データを生成する信号処理手段と、
   この信号処理手段で処理された３次元画像データを表示する表示装置とを有し、
   前記超音波プローブ移動装置は、前記超音波トランスデューサに設けられた音響伝播媒体を配管表面に密着させたまま円周方向および軸方向に移動可能に構成したことを特徴とする配管の超音波検査装置。
2. 前記超音波プローブ移動装置は、超音波プローブ装置を配管周りの周方向に移動させる周方向移動機構と、超音波プローブ装置を配管の軸方向に移動させる軸方向移動機構と、両移動機構の移動をコントロールする駆動コントローラとを有し、前記超音波プローブ移動装置には、超音波プローブ装置の移動位置を検出する位置検出手段が設けられた請求項１記載の配管の超音波検査装置。
3. 前記超音波プローブ装置は、超音波カメラを構成しており、前記超音波プローブ装置は、超音波トランスデューサの配管側に断面三角形状の斜角用音響伝播媒体が付設され、
   前記超音波トランスデューサは、配管表面にその軸方向に対して斜めに設けられた請求項１記載の配管の超音波検査装置。
4. 前記サポートフレームを配管廻りに支持する複数の支持脚は放射状に配設され、
   前記支持脚は、脚足が配管表面を押圧するように伸縮機構により伸縮自在に設けられた請求項１記載の配管の超音波検査装置。
5. 超音波プローブ装置を検査対象物の配管に音響伝播媒体を介して密着させ、
   この音響伝播媒体を配管表面に密着させつつ前記超音波プローブ装置を周方向に連続的に移動させて配管の周方向に沿う帯状検査対象部の３次元画像データを生成し、
   前記超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させた後、配管の軸方向に１ステップ分移動させ、
   続いて１ステップ分の移動位置で超音波プローブ装置を配管の周方向に移動させて前記帯状検査対象部に隣接する帯状検査対象部の３次元画像データを生成し、
   以後、前記超音波プローブ装置の周方向移動と軸方向移動を繰り返して配管の検査対象部の３次元画像データを作成することを特徴とする配管の超音波検査方法。

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