[发明专利]利用超声波的断面检查方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用超声波的断面检查方法及装置，特别涉及利用超 声波来进行连续传送的被检体的检查的超声波检查装置或适合用于对 超声波收发器进行扫描而进行被检体的检查的超声波检查装置的利用 超声波的断面检查方法及装置。

背景技术

金属材料等的工业产品，为了确认在其内部没有有害的缺陷，多 使用超声波来进行检查。近年来，由于以轻量化作为目的的金属材料 的薄壁化、用于环境对策的制造工艺变更、以及以长寿命化作为目的 的内部品质改善等，需要在金属材料的全长、全部断面检查出φ20μm 左右的超微小内部缺陷。为了对制造出的金属材料产品全部数量的全 长、全部断面进行检查，需要检查在制造生产线上传送的产品。上述 超微小缺陷检查所需的产品的传送速度，最大为1000mm/s左右。因此， 需要在以1000mm/s的高速传送的产品的全长、全部断面，检查出φ20 μm左右大小的超微小缺陷。或者，在通过使超声波收发器扫描而对 静止的产品进行检查的情况下，需要使超声波收发器以1000mm/s的高 速进行扫描。

上述利用超声波的检查装置被称作超声波探伤装置。在所述装置 中检查上述内部缺陷时，以高速检查作为目的使用以电子方式扫描超 声波束的方法。其中，通过图13说明以往使用的被称作线性电子扫描 的扫描方式。

图13是表示现有的超声波检查装置的结构的框图。在图13中， 101表示振子阵列。在振子阵列101中，在其前端部等间隔地以阵列状 排列有多个超声波振子(以下，简单称作元件)，将其中的多个元件 作为一组来进行驱动，使超声波束在确定的位置上集束。在图示的例 子中，设元件总数为64个(101₁～101₆₄)，1组使用的元件数量为8 个。在各元件中标注有元件编号1～64。B₁～B₅₇表示由各元件101₁～ 101₆₄形成的超声波束。102是控制所述超声波束B₁～B₅₇的发送接收波 的控制电路。

在这里，对超声波束B₁～B₅₇的发送接收波动作的概况进行说明。 首先，通过将元件101₁～101₈的8个作为1组进行驱动，收发集束点 (又称作焦点)在元件101₁～101₈的中心线上的超声波束B₁。接着通 过将元件101₂～101₉作为1组进行驱动，收发集束点在元件101₂～101₉的中心线上的超声波束B₂。以下同样地使驱动元件组逐个位移，最后 通过元件101₅₇～101₆₄的驱动，收发超声波束B₅₇。通过这种动作，以 与元件排列间距相等的间距，使超声波束对被检体进行电子扫描。在 与振子阵列101相连接的控制电路102中进行，上述集束超声波束的 收发及电子扫描中所需的控制。

另外，发送超声波束的集束中，可在上述1组元件中变更为了发 送超声波而施加在各元件上的电脉冲的施加时序。接收超声波束的集 束，可通过使上述1组元件接收的信号对应每个元件仅延迟个别的时 间并进行加算来达成。

上述线性电子扫描，与进行超声波探头的机械扫描的方法相比， 可进行20倍左右的高速检查。但是，在金属材料等的传送生产线中， 要利用上述线性电子扫描对以秒速1000mm左右的高速传送的被检体 进行检查时，直到1次电子扫描结束，被检体的相当长的长度部分通 过，由此存在在检查中发生遗漏的问题。

作为使利用线性电子扫描的检查高速化的现有技术，列举有专利 文献1。该专利文献1公开了通过下述技术特征实现线性电子扫描的高 速化的内容：一种超声波检查装置，沿着多个超声波振动元件的排列 进行超声波束的扫描，其中，设有：超声波束区域区分单元，将上述 超声波束的全部区分为连续的多个超声波束区域；超声波束区域选择 单元，以规定的顺序选择上述各超声波束区域；和位移单元，将被选 择的超声波束区域中的1个超声波束，在该超声波束区域每次被选择 时依次位移。