缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序专利检索-缺陷形式要求受理局第I章专利合作条约专利权专利检索查询-专利查询网

缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序

阅读：269发布：2020-06-29

专利汇可以提供缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序。具备：发送部(131)，从由相控阵探头 (110)的一部分的n个超声波振子(111)构成的发送超声波振子(112)朝向焊接部(210)发送超声波束(113)；接收部(132)，经由由包括发送超声波振子(112)所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子(111)构成的接收超声波振子(114)，接收被包括焊接部(210)的焊接钢管(200)反射的反射超声波束；以及缺陷判定部(124)，基于由接收部(132)接收到的反射超声波束，判定在焊接部(210)是否存在缺陷。，下面是缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种缺陷检测装置，对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，其特征在于，具有：
相控阵探头，设置于上述焊接钢管的外表面的外侧，排列有多个超声波振子；
发送单元，将构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分的n个超声波振子设为发送超声波振子，从上述发送超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；
接收单元，从构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中、经由由包括上述n个超声波振子在内且大于上述n个的m个超声波振子构成的接收超声波振子，接收被包括上述焊接部的上述焊接钢管反射后的上述超声波束即反射超声波束；以及
缺陷判定单元，基于由上述接收单元接收到的上述反射超声波束，判定在上述焊接部是否存在缺陷。
2.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，
使用用于校正上述焊接钢管的钢管且是在相当于上述焊接部的第2焊接部形成有人工缺陷的校正管，基于SN比来设定上述接收超声波振子，
上述SN比是相对于上述发送超声波振子所涉及的上述n个超声波振子变更上述接收超声波振子所涉及的上述m个超声波振子中的m值而取得的上述反射超声波束所涉及的SN比，且是按照每个上述m值，相对于上述相控阵探头将上述第2焊接部配置于上述校正管的周向的第1位置的情况下、来自上述人工缺陷的上述反射超声波束所涉及的SN比即第1SN比，相对于上述相控阵探头将上述第2焊接部配置于在上述校正管的周向上从上述第1位置顺时针偏移了角度α的第2位置的情况下、来自上述人工缺陷的上述反射超声波束所涉及的SN比即第2SN比，以及相对于上述相控阵探头将上述第2焊接部配置于在上述校正管的周向上从上述第1位置逆时针偏移了角度β的第3位置的情况下、来自上述人工缺陷的上述反射超声波束所涉及的SN比即第3SN比。
3.如权利要求2所述的缺陷检测装置，其特征在于，
基于上述第1SN比与上述第2SN比之差以及上述第1SN比与上述第3SN比之差中的至少任意一方的差成为最小的上述m值，设定上述接收超声波振子。
4.如权利要求2所述的缺陷检测装置，其特征在于，
基于上述第1SN比与上述第2SN比之差以及上述第1SN比与上述第3SN比之差的合计成为最小的上述m值，设定上述接收超声波振子。
5.如权利要求3或4所述的缺陷检测装置，其特征在于，
提取上述第1SN比成为规定的阈值以上的上述m值，从该提取出的m值中选择成为上述最小的m值，基于该选择出的m值，设定上述接收超声波振子。
6.如权利要求3或4所述的缺陷检测装置，其特征在于，
提取上述第1SN比、上述第2SN比以及上述第3SN比成为规定的阈值以上的上述m值，从该提取出的m值中选择成为上述最小的m值，基于该选择出的m值，设定上述接收超声波振子。
7.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，
使用用于校正上述焊接钢管的钢管且是在相当于上述焊接部的第2焊接部形成有人工缺陷的校正管，基于回波强度来设定上述接收超声波振子，
上述回波强度是相对于上述发送超声波振子所涉及的上述n个超声波振子变更上述接收超声波振子所涉及的上述m个超声波振子中的m值而取得的上述反射超声波束所涉及的回波强度，且是按照每个上述m值，相对于上述相控阵探头将上述第2焊接部配置于上述校正管的周向的第1位置的情况下、来自上述人工缺陷的上述反射超声波束所涉及的回波强度即第1回波强度，相对于上述相控阵探头将上述第2焊接部配置于在上述校正管的周向上从上述第1位置顺时针偏移了角度α的第2位置的情况下、来自上述人工缺陷的上述反射超声波束所涉及的回波强度即第2回波强度，以及相对于上述相控阵探头将上述第2焊接部配置于在上述校正管的周向上从上述第1位置逆时针偏移了角度β的第3位置的情况下、来自上述人工缺陷的上述反射超声波束所涉及的回波强度即第3回波强度。
8.如权利要求7所述的缺陷检测装置，其特征在于，
基于上述第1回波强度与上述第2回波强度之差以及上述第1回波强度与上述第3回波强度之差中的至少任意一方的差成为最小的上述m值，设定上述接收超声波振子。
9.如权利要求7所述的缺陷检测装置，其特征在于，
基于上述第1回波强度与上述第2回波强度之差以及上述第1回波强度与上述第3回波强度之差的合计成为最小的上述m值，设定上述接收超声波振子。
10.如权利要求8或9所述的缺陷检测装置，其特征在于，
提取上述第1回波强度成为规定的阈值以上的上述m值，从该提取出的m值中选择成为上述最小的m值，基于该选择出的m值，设定上述接收超声波振子。
11.如权利要求8或9所述的缺陷检测装置，其特征在于，
提取上述第1回波强度、上述第2回波强度以及上述第3回波强度成为规定的阈值以上的上述m值，从该提取出的m值中选择成为上述最小的m值，基于该选择出的m值，设定上述接收超声波振子。
12.如权利要求1至11中任一项所述的缺陷检测装置，其特征在于，
上述发送单元发送上述超声波束，以使从上述焊接钢管的外表面入射到上述焊接钢管内的超声波束不被上述焊接钢管的内表面反射而相对于上述焊接部大致垂直地直接入射且在上述焊接部聚焦。
13.一种缺陷检测方法，是基于缺陷检测装置的缺陷检测方法，上述缺陷检测装置具备设置于焊接钢管的外表面的外侧且排列有多个超声波振子的相控阵探头，对存在于沿着上述焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，该缺陷检测方法的特征在于，具有：
发送步骤，将构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分的n个超声波振子设为发送超声波振子，从上述发送超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；
接收步骤，从构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中、经由由包括上述n个超声波振子在内且大于上述n个的m个超声波振子构成的接收超声波振子，接收被包括上述焊接部的上述焊接钢管反射后的上述超声波束即反射超声波束；以及
缺陷判定步骤，基于在上述接收步骤中接收到的上述反射超声波束，判定在上述焊接部是否存在缺陷。
14.一种程序，用于使计算机执行基于缺陷检测装置的缺陷检测方法，上述缺陷检测装置具备设置于焊接钢管的外表面的外侧且排列有多个超声波振子的相控阵探头，对存在于沿着上述焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，该程序的特征在于，使计算机执行：
发送步骤，将构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分的n个超声波振子设为发送超声波振子，从上述发送超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；
接收步骤，从构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中、经由由包括上述n个超声波振子在内且大于上述n个的m个超声波振子构成的接收超声波振子，接收被包括上述焊接部的上述焊接钢管反射后的上述超声波束即反射超声波束；以及
缺陷判定步骤，基于在上述接收步骤中接收到的上述反射超声波束，判定在上述焊接部是否存在缺陷。

说明书全文

缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序

技术领域

[0001] 本发明涉及对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测的缺陷检测装置以及缺陷检测方法、用于使计算机执行该缺陷检测方法的程序。

背景技术

[0002] 在电焊钢管等焊接钢管中，焊接部(焊接面)的质量非常重要。作为判定在该焊接钢管的焊接部是否存在缺陷的技术，例如有专利文献1所记载的技术。具体而言，在专利文献1中记载了如下技术：从由构成相控阵探头的多个超声波振子中的一部分超声波振子形成的探伤用超声波振子组，经由焊接钢管的外表面朝向焊接部发送超声波束，并经由发送了该超声波束的探伤用超声波振子组接收由包括焊接部的焊接钢管反射的超声波束，基于该接收到的超声波束判定在焊接部是否存在缺陷。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2016-38361号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的课题

[0007] 当在焊接钢管的制造工序中进行焊接部的缺陷检查时，根据焊接钢管的不同，有时焊接部的位置在焊接钢管的周向上偏移。关于这一点，在专利文献1所记载的技术中，使用与朝向焊接部发送了超声波束的超声波振子组相同的超声波振子组来接收由包括焊接部的焊接钢管反射的反射超声波束，因此在焊接部的位置相对于假定的位置在焊接钢管的周向上偏移了的情况下，难以适当地接收来自存在于焊接部的缺陷的反射超声波束。即，在专利文献1所记载的技术中，在焊接部的位置相对于假定的位置在焊接钢管的周向上偏移了的情况下，存在缺陷的检测精度会降低这样的问题。

[0008] 本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于提供如下结构：在使用相控阵探头进行焊接钢管的焊接部的缺陷检查时，在焊接部的位置相对于假定的位置在焊接钢管的周向上偏移了的情况下，能够抑制缺陷的检测精度降低。

[0009] 用于解决课题的手段

[0010] 本发明的缺陷检测装置为，对存在于沿着焊接钢管的管轴方向形成的焊接部的缺陷进行检测，具有：相控阵探头，设置于上述焊接钢管的外表面的外侧，排列有多个超声波振子；发送单元，将构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中的一部分的n个超声波振子作为发送超声波振子，从上述发送超声波振子经由上述焊接钢管的外表面朝向上述焊接部发送超声波束；接收单元，从构成上述相控阵探头的上述多个超声波振子中，经由由包括上述n个超声波振子且大于上述n个的m个超声波振子构成的接收超声波振子，接收由包括上述焊接部的上述焊接钢管反射的上述超声波束即反射超声波束；以及缺陷判定单元，基于由上述接收单元接收到的上述反射超声波束，判定在上述焊接部是否存在缺陷。

[0011] 此外，本发明包括基于上述缺陷检测装置的缺陷检测方法以及用于使计算机执行该缺陷检测方法的程序。

[0012] 发明的效果

[0013] 根据本发明，在使用相控阵探头进行焊接钢管的焊接部的缺陷检查时，在焊接部的位置相对于假定的位置在焊接钢管的周向上偏移了的情况下，能够抑制缺陷的检测精度降低。附图说明

[0014] 图1是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置的概要构成的一例的图。

[0015] 图2A是表示本发明的实施方式，且表示图1所示的焊接部的位置的确定方法的一例的图。

[0016] 图2B是表示本发明的实施方式，且表示图1所示的焊接部的位置的确定方法的一例的图。

[0017] 图2C是表示本发明的实施方式，且表示图1所示的焊接部的位置的确定方法的一例的图。

[0018] 图3A是表示从图1所示的相控阵探头对通过图2C所示的方法确定的焊接部的位置发送超声波束的情况下的状态的图。

[0019] 图3B是表示从图1所示的相控阵探头对通过图2C所示的方法确定的焊接部的位置发送超声波束的情况下的状态的图。

[0020] 图4是表示本发明的实施方式，且表示图1的收发控制部进行的超声波束的发送所涉及的发送超声波振子的发送延迟模式以及反射超声波束的接收所涉及的接收超声波振子的接收延迟模式的设定例的图。

[0021] 图5是表示本发明的实施方式，且表示从图1的相控阵探头对用于校正图1的焊接钢管的校正管发送超声波束的状态的图。

[0022] 图6是表示参考例，且表示逐次变更图5所示的发送超声波振子的数量n并且使接收超声波振子与发送超声波振子相同的情况下的来自人工缺陷的反射超声波束所涉及的SN比的图。

[0023] 图7是表示本发明的实施方式，且表示将图5所示的发送超声波振子的数量n设为规定数并且由相控阵探头的各超声波振子接收到的反射超声波束所涉及的B扫描图像的图。

[0024] 图8是表示本发明的实施方式，且将在图7的情况下由相控阵探头的各超声波振子(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度表示为缺陷回波强度的图。

[0025] 图9A是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部的SN比信息的取得处理的一例的图。

[0026] 图9B是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部的SN比信息的取得处理的一例的图。

[0027] 图9C是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部的SN比信息的取得处理的一例的图。

[0028] 图9D是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部的SN比信息的取得处理的一例的图。

[0029] 图10是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部的SN比信息的一例的图。

[0030] 图11是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置进行的缺陷检测方法的处理顺序的一例的流程图。

[0031] 图12A是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。

[0032] 图12B是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。

[0033] 图12C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。

[0034] 图13A是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。

[0035] 图13B是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。

[0036] 图13C表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置中使超声波束聚焦到焊接钢管的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。

[0037] 图14是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子的第1设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0038] 图15是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子的第2设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0039] 图16是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子的第3设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0040] 图17是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子的第4设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

具体实施方式

[0041] 以下，参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行说明。

[0042] 图1是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置100的概要构成的一例的图。该缺陷检测装置100是用于对存在于沿着电焊钢管等焊接钢管200的管轴方向形成的焊接部(焊接面)210的缺陷211进行检测的装置。此外，在图1中表示焊接钢管200的截面(更详细来说，是焊接钢管200的截面中的焊接部210附近)。另外，在图1中，为了便于理解说明，而表示了在焊接部210的内部存在缺陷211的例子，但根据焊接钢管200的不同，也有在焊接部210的内部不存在缺陷211的情况。此外，在本实施方式中，焊接钢管200的外径例如优选为38.1mm～114.3mm，焊接钢管200的厚度(外表面200G与内表面200N之间的长度)例如优选为1.6mm～
10mm。

[0043] 如图1所示，本实施方式的缺陷检测装置100构成为，具有相控阵探头110、控制·处理部120、收发部130、存储部140、输入部150以及显示部160。

[0044] 相控阵探头110设置在焊接钢管200的外表面200G的外侧，排列有多个超声波振子111而形成。具体而言，在图1中表示了如下例子：作为构成相控阵探头110的多个超声波振子111，形成有从ch1到chN的N个超声波振子。此外，在图1中，示出构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的、经由焊接钢管200的外表面200G朝向焊接部210发送超声波束113的发送超声波振子112。此时，图1所示的超声波束113被描绘成聚焦于焊接部210的1点，但其仅表示设定上的路径，实际上，根据相控阵探头110的规格(例如，超声波振子111的宽度、频率、个数等)的不同，也有可能不聚焦于焊接部210的1点。因此，在本实施方式中，在焊接钢管200的厚度方向上，将超声波束113聚焦于焊接部210的部分记载为聚焦区域。进而，在图1中，表示构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的、接收由包括焊接部210的焊接钢管
200反射的超声波束113即反射超声波束(以下，有时简单记载为“反射超声波束”。)的接收超声波振子114。此外，在相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间，作为用于使超声波束113有效地传播的介质，例如存在水。

[0045] 控制·处理部120例如基于从输入部150输入的输入信息，对缺陷检测装置100的各构成部进行控制，且对缺陷检测装置100的动作总括地进行控制。此外，控制·处理部120例如基于从输入部150输入的输入信息，进行各种处理。如图1所示，该控制·处理部120构成为，具有发送超声波振子设定部121、接收超声波振子设定部122、收发控制部123、缺陷判定部124以及显示控制部125。

[0046] 发送超声波振子设定部121例如基于从输入部150输入的输入信息，将构成相控阵探头110的多个(在图1所示的例子中为N个)超声波振子111中的一部分的n个超声波振子设定为发送超声波振子112。

[0047] 接收超声波振子设定部122例如基于从输入部150输入的输入信息，从构成相控阵探头110的多个超声波振子111中，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子且大于n个的m个超声波振子设定为接收超声波振子114。此时，接收超声波振子设定部122考虑存储于存储部140的SN比信息141来设定接收超声波振子114。

[0048] 收发控制部123例如基于从输入部150输入的输入信息、由发送超声波振子设定部121以及接收超声波振子设定部122设定的信息，进行收发部130的控制。具体而言，收发控制部123对收发部130的发送部131进行如下的控制：从由发送超声波振子设定部121设定的发送超声波振子112发送超声波束113。此外，收发控制部123对收发部130的接收部132进行如下的控制：使由接收超声波振子设定部122设定的接收超声波振子114接收反射超声波束。

[0049] 缺陷判定部124基于由收发部130的接收部132接收到的反射超声波束，判定在焊接部210是否存在缺陷211。

[0050] 显示控制部125进行将缺陷判定部124对缺陷211的判定结果显示于显示部160的控制。进而，显示控制部125根据需要进行将各种信息显示于显示部160的控制。

[0051] 收发部130基于收发控制部123的控制，在与焊接钢管200之间进行超声波束的收发。该收发部130构成为，具有发送部131以及接收部132。发送部131进行如下的处理：从构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的由发送超声波振子设定部121设定的发送超声波振子112发送超声波束113。在本实施方式中，发送部131基于收发控制部123的控制，进行如下的处理：以从焊接钢管200的外表面200G入射到焊接钢管内的超声波束113不被焊接钢管200的内表面200N反射而相对于焊接部210大致垂直地直接入射且在焊接部210聚焦的方式，从发送超声波振子112发送超声波束113。具体而言，在本实施方式中，发送部131从发送超声波振子112发送超声波束113，使该超声波束113相对于焊接钢管200的外表面200G的入射轴113a以角度θ(在图1所示的例子中，为大约70°)折射，使其不被焊接钢管200的内表面200N反射而直接大致垂直地入射到焊接部210。此外，接收部132进行如下的处理：经由构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的由接收超声波振子设定部122设定的接收超声波振子114，接收反射超声波束。

[0052] 存储部140存储在接收超声波振子设定部122设定接收超声波振子114时使用的SN比信息141。关于该SN比信息141，将使用图10进行后述。并且，存储部140存储在控制·处理部120中使用的各种信息、程序等，此外，存储通过控制·处理部120的处理而得到的各种信息等。

[0053] 输入部150例如将由用户操作输入的输入信息输入到控制·处理部120。

[0054] 显示部160基于显示控制部125的控制，显示缺陷判定部124对缺陷211的判定结果。进而，显示部160基于显示控制部125的控制来显示各种信息。

[0055] 接着，使用图2A～图2C、图3 对焊接钢管200的周向上的焊接部210的位置偏移进行说明。

[0056] 图2A～图2C是表示本发明的实施方式，且表示图1所示的焊接部210的位置的确定方法的一例的图。图2A例如是表示将带状的钢板(带钢)在焊接部210进行焊接而制造了焊接钢管200的情况下的一例的示意图。如该图2A所示，在焊接时，在焊接部210形成被称作焊道的隆起部分。

[0057] 图2B是作为用于确定焊接部210的位置的一例，表示在对图2A所示的焊道进行切削并对该切削面进行光照射的基础上通过线摄像机对该切削面进行摄影的状态的图。此外，图2C是表示通过图2B所示的线摄像机摄影的切削面图像的亮度曲线的一例的图。此时，在切削面的中心点，由于所照射的光进一步漫反射等原因而亮度降低，因此，在该图2C所示的例子中，将亮度最大程度降低的位置确定为焊接部210的位置。即，在该图2C中，表示将切削面的切削宽度的中心点确定为焊接部210的位置的例子。其原因在于，在通过该图2A～图2C所示的方法来确定焊接部210的位置情况下，在切削了焊道之后难以直接计测而决定焊接部210的位置的情况较多。

[0058] 图3A以及图3B是表示从图1所示的相控阵探头110对通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置发送超声波束113的情况下的状态的图。图3A表示焊接部210实际上位于通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置(切削宽度中心)的情况。在该图3A所示的情况下，由于焊接部210实际上位于通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置，所以通过以超声波束113聚焦于通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置的方式进行控制，由此能够将超声波束113的聚焦位置113b设定于实际的焊接部210的位置。与此相对，图3B表示实际的焊接部210的位置相对于通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置(切削宽度中心)在焊接钢管200的周向上偏移的情况。在该图3B所示的情况下，由于实际的焊接部210的位置相对于通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置在焊接钢管200的周向上偏移，所以当以超声波束113聚焦于通过图2C所示的方法确定的焊接部210的位置的方式进行控制时，无法将超声波束113的聚焦位置113b设定于实际的焊接部210的位置。因此，在该图3B所示的情况下，担心缺陷211的检测精度降低。并且，在该图3B所示的情况下，为了抑制缺陷211的检测精度降低，在本实施方式中，在接收超声波振子设定部122中，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子设定为接收超声波振子
114。

[0059] 接着，使用图4来说明收发控制部123进行的超声波束113的发送所涉及的发送超声波振子112的发送延迟模式以及反射超声波束的接收所涉及的接收超声波振子114的接收延迟模式的设定。

[0060] 图4是表示本发明的实施方式，且表示图1的收发控制部123进行的超声波束113的发送所涉及的发送超声波振子112的发送延迟模式410以及反射超声波束的接收所涉及的接收超声波振子114的接收延迟模式420的设定例的图。另外，图4所示的发送延迟模式410以及接收延迟模式420只不过表示一例，在本实施方式中并不限定于该图4所示的方式。

[0061] 具体而言，收发控制部123例如考虑以下的要素来设定发送延迟模式410以及接收延迟模式420。

[0062] ·发送超声波振子112的数量(n)

[0063] ·接收超声波振子114的数量(m)

[0064] ·焊接钢管200的外径

[0065] ·焊接钢管200的厚度(外表面200G与内表面200N之间的长度)

[0066] ·相控阵探头110与焊接钢管200的几何学的位置关系

[0067] ·角度θ与超声波束113的聚焦位置113b

[0068] ·相控阵探头110的规格(频率、间距、元件数量、元件尺寸等)

[0069] ·存在于相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间的介质(水)的物理参数(超声波束113传播的音速等)

[0070] ·焊接钢管200的钢材的物理参数(超声波束113传播的音速等)

[0071] 具体而言，在本实施方式中，收发控制部123将发送延迟模式410设定为，使超声波束113相对于焊接钢管200的外表面200G的入射轴113a以角度θ(在图4所示的例子中，为大约70°)折射，不被焊接钢管200的内表面200N反射而直接大致垂直地入射到焊接部210。

[0072] 此时，相控阵探头110的位置例如如以下那样设定。

[0073] 首先，基于所指定的超声波束113的聚焦位置113b将与焊接部210正交的线朝向焊接钢管200的外表面200G延长。然后，在焊接钢管200的外表面200G，以基于斯涅尔定律的折射角度θ将线朝相控阵探头110的方向延长。然后，将相控阵探头110配置成，使相控阵探头110的中心位于该延长线上且该延长线与超声波振子111的配置面正交。

[0074] 此外，考虑能够忽视受到来自存在于焊接部210的缺陷211的反射超声波束的传播时间影响的检查时间(如果水距离较长，则传播时间即检查时间变长)、在相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间往复的混响回波的影响的情况等，而决定相控阵探头110与焊接钢管200的外表面200G之间的距离(水距离)。

[0075] 接着，使用图5～图10对存储于存储部140的SN比信息141进行说明。

[0076] 图5是表示本发明的实施方式，且表示从图1的相控阵探头110对用于校正图1的焊接钢管200的校正管300发送超声波束113的状态的图。该图5所示的校正管(calibration pipe)300是用于校正图1所示的焊接钢管200的钢管，且是在与焊接钢管200的焊接部210相当的第2焊接部310形成了人工缺陷311的钢管。此时，作为人工缺陷311，形成规定大小的贯通孔。

[0077] 图6是表示参考例，且表示逐次变更图5所示的发送超声波振子112的数量n并且使接收超声波振子114与发送超声波振子112相同的情况下的来自人工缺陷311的反射超声波束所涉及的SN比的图。关于该图6的纵轴的SN比，示出第1电平值～第6电平值，第k电平值的k值越大则表示SN比越大。

[0078] 在一般情况下，关于聚焦型的相控阵探头110与聚焦位置113b的声压·灵敏度之间的关系，可以认为如果从相控阵探头110到聚焦位置113b的距离一定，则所驱动的超声波振子111的数量(收发ch数)越多，则声压·灵敏度越高。即，可以预想所驱动的超声波振子111的数量(收发ch数)越多、则SN比越大。但是，在图6中，随着所驱动的超声波振子111的数量(收发ch数)增加，在某一范围内SN比增加并成为最大，但之后随着所驱动的超声波振子
111的数量(收发ch数)增加，SN比减少。其原因可以认为是，随着使所驱动的超声波振子111的数量(收发ch数)增加，在从相控阵探头110的中心远离的方向上所驱动的超声波振子111增加，因此，超过某一范围而增加的超声波振子111无助于SN比的提高，反而成为噪声增加的原因。此外，根据所驱动的超声波振子111的位置的不同，所发送的超声波朝图5的外表面
300G入射的角度不同，由此引起的往复声压通过率发生变化的情况也成为原因之一(例如，在入射角度变大的外侧(具体而言为朝向chN的方向)的超声波振子111中通过率变小)。

[0079] 图7是表示本发明的实施方式，且表示将图5所示的发送超声波振子112的数量n设为规定数量并且由相控阵探头110的各超声波振子111接收的反射超声波束所涉及的B扫描图像的图。具体而言，在图7中，作为相控阵探头110，使用了超声波振子111的总数为64的探头。此外，在图7中，将发送超声波振子112设为24个超声波振子111(具体而言，元件编号为21ch～44ch)。此外，在图7中，通过设定为超声波束113以折射角度θ＝70°进行聚焦的发送延迟模式410，从发送超声波振子112对校正管300的厚度方向的中央部发送超声波束113。
并且，图7表示在上述条件下基于在相控阵探头110的各超声波振子111(元件编号为1ch～
64ch)中接收到的反射超声波束的波形的B扫描图像。

[0080] 在图7中，在记载为外表面回波的区域中附加了颜色的部分，表示在相控阵探头110的各超声波振子111中接收了来自校正管300的外表面300G的反射超声波束。此外，在图
7中，在记载为缺陷回波的区域中附加了颜色的部分，表示在相控阵探头110的各超声波振子111中接收了来自的人工缺陷311的反射超声波束。

[0081] 图8是表示本发明的实施方式，且将在图7的情况下由相控阵探头110的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度作为缺陷回波强度而表示的图。具体而言，在图8中，将横轴设为相控阵探头110的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)，纵轴设为缺陷回波强度。

[0082] 根据图8可知，在设定为发送超声波振子112的元件编号为21ch～44ch)中观测到信号强度较大的缺陷回波，但在除此以外的超声波振子111(ch1～ch20、ch45～ch64)中也观测到一定以上的信号强度的缺陷回波。其原因推测为，除了设定为发送超声波振子112的超声波振子111以外，将发送超声波振子112以外的超声波振子111包含在接收超声波振子114中，由此能够有助于来自人工缺陷311的反射超声波束(缺陷回波)所涉及的SN比的提高。

[0083] 图9A～图9D是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部140的SN比信息141的取得处理的一例的图。

[0084] 图9A是表示从图1的相控阵探头110对用于校正图1的焊接钢管200的校正管300发送超声波束113的状态的图。在该图9A中，对于与图5所示的构成相同的构成赋予相同符号。此外，在该图9A中还表示第2焊接部310的位置在校正管300的周向上偏移的情况，将第2焊接部310相对于相控阵探头110的基准位置设为第1位置901，将第2焊接部310的位置从第1位置901在校正管300的周向上顺时针偏移了角度α(当将顺时针设为+方向时，为角度+α)的位置设为第2位置902，将第2焊接部310的位置从第1位置901在校正管300的周向上逆时针偏移了角度β(当将顺时针设为+方向时，为角度-β)的位置设为第3位置903。此外，超声波束
113的聚焦位置113b被设定为，在第2焊接部310处于第1位置901的情况下，位于第2焊接部
310。

[0085] 图9B是在第2焊接部310存在于图9A所示的第1位置901的情况(即，第2焊接部310相对于相控阵探头110从基准位置的偏移角度为0°的情况)下，将由相控阵探头110的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度表示为缺陷回波强度的图。在该图9B中，与图8的情况相同，作为发送超声波振子112，使用元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111。

[0086] 图9C是在第2焊接部310存在于图9A所示的第2位置902的情况(即，第2焊接部310相对于相控阵探头110从基准位置的偏移角度为+α的情况)下，将由相控阵探头110的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度表示为缺陷回波强度的图。在该图9C中，与图8的情况相同，作为发送超声波振子112，使用元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111。此外，在该图9C中，将偏移角度+α设为+4°。该偏移角度+α＝+4°，例如考虑了基于焊接钢管200的制造工序中的焊接部210与相控阵探头110之间的位置关系的误差。

[0087] 图9D是在第2焊接部310存在于图9A所示的第3位置903的情况(即，第2焊接部310相对于相控阵探头110从基准位置的偏移角度为-β的情况)下，将相控阵探头110的各超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)接收到的缺陷回波的最大信号强度表示为缺陷回波强度的图。在图9D中，与图8的情况相同，作为发送超声波振子112，使用元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111。此外，在该图9D中，将偏移角度-β设为-4°(＝-α)。该偏移角度-β＝-4°，例如考虑了基于焊接钢管200的制造工序中的焊接部210与相控阵探头110之间的位置关系的误差。

[0088] 在图9B所示的第2焊接部310存在于第1位置901的情况(即，第2焊接部310相对于相控阵探头110从基准位置的偏移角度为0°的情况)下，缺陷回波强度的峰值存在于相控阵探头110的中心附近的超声波振子111。

[0089] 此外，在图9C所示的第2焊接部310存在于第2位置902的情况(即，第2焊接部310相对于相控阵探头110从基准位置的偏移角度为+α的情况)下，缺陷回波强度的峰值存在于元件编号比相控阵探头110的中心附近小的超声波振子111。

[0090] 此外，在图9D所示的第2焊接部310存在于第3位置903的情况(即，第2焊接部310相对于相控阵探头110从基准位置的偏移角度为-β(＝-α)的情况)下，缺陷回波强度的峰值存在于元件编号比相控阵探头110的中心附近大的超声波振子111。

[0091] 根据以上情况可知，在如现有技术那样作为接收超声波振子114而使用了与发送超声波振子112相同的超声波振子111的情况下，随着该图9B～图9D所示的缺陷回波强度的峰值的移动，来自缺陷的反射超声波束(缺陷回波)所涉及的SN比降低。因此，在本实施方式中，考虑该图9B～图9D所示的缺陷回波强度的峰值的移动，接收超声波振子设定部122将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子设定为接收超声波振子114，抑制来自缺陷的反射超声波束(缺陷回波)所涉及的SN比降低。使用图10对该接收超声波振子设定部122设定接收超声波振子114时使用的SN比信息141进行说明。

[0092] 图10是表示本发明的实施方式，且表示存储于图1的存储部140的SN比信息141的一例的图。关于该图10的纵轴的SN比，示出第1电平值～第6电平值，第k电平值的k值越大则表示SN比越大。在该图10中，作为SN比信息141，示出相对于发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111、对接收超声波振子114所涉及的m个超声波振子111中的m值进行变更而取得的SN比所涉及的信息。具体而言，在图10中，与图9所示的情况相同，作为相控阵探头110使用具备64个超声波振子111(元件编号为1ch～64ch)的相控阵探头，此外，作为发送超声波振子112使用元件编号为21ch～44ch的24个(即，n＝24)超声波振子111。

[0093] 此外，在图10中，示出作为接收超声波振子114所涉及的m个超声波振子111，使用元件编号为27ch～38ch的12个超声波振子111的情况、使用元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111的情况(即，使用与发送超声波振子112相同的超声波振子111的情况)、使用元件编号为17ch～48ch的32个超声波振子111的情况、使用元件编号为9ch～56ch的48个超声波振子111的情况、使用元件编号为1ch～64ch的64个超声波振子111的情况的各个情况下的SN比所涉及的信息。

[0094] 此外，在图10中，作为将接收超声波振子114所涉及的m个超声波振子111中的m值、分别变更为上述的12、24、32、48、64而取得的SN比所涉及的信息，示出：在将图9A所示的第2焊接部310配置于校正管300的周向的第1位置901(偏移角度＝0°)的情况下，来自人工缺陷311的反射超声波束所涉及的SN比即第1SN比1001；在将图9A所示的第2焊接部310配置于在校正管300的周向上从第1位置901顺时针偏移了角度α(偏移角度＝+α＝+4°)的第2位置902的情况下，来自人工缺陷311的反射超声波束所涉及的SN比即第2SN比1002；以及在将图9A所示的第2焊接部310配置于在校正管300的周向上从第1位置901逆时针偏移了角度β(偏移角度＝-β＝-4°(＝-α))的第3位置903的情况下，来自人工缺陷311的反射超声波束所涉及的SN比即第3SN比1003。此外，在图10中，对于将接收超声波振子114所涉及的m个超声波振子111中的m值分别变更为上述的12、24、32、48、64的各个情况，还记载了第1SN比1001与第
2SN比1002之差以及第1SN比1001与第3SN比1003之差。

[0095] 根据该图10可知，与作为接收超声波振子114而使用了与发送超声波振子112相同的超声波振子111的情况(发送超声波振子112为n＝24且接收超声波振子114为m＝24的情况)相比，在作为接收超声波振子114而使用了包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子的情况(发送超声波振子112为n＝24而接收超声波振子114为m＝32的情况、发送超声波振子112为n＝24而接收超声波振子114为m＝48的情况、发送超声波振子112为n＝24而接收超声波振子114为m＝64的情况)下，第1SN比1001与第2SN比1002或者第3SN比1003之差变小。据此可知，在接收超声波振子设定部122中，如果将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子设定为接收超声波振子114，则即使在第2焊接部310(换言之，焊接部210)的位置在校正管300(换言之，焊接钢管200)的周向上偏移了的情况下，也能够抑制来自人工缺陷311(换言之，缺陷
211)的反射超声波束(缺陷回波)所涉及的SN比降低。

[0096] 另外，在图10中，作为发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111，示出了n＝24的情况下的SN比信息，但在本实施方式中，在图1的存储部140中作为SN比信息141而存储的SN比信息并不限定于该n＝24的情况，除了该n＝24的情况下的SN比信息之外，还存储有其他n值(例如，n值为12、32等)的情况下的SN比信息。并且，接收超声波振子设定部122使用存储于该存储部140的SN比信息141，设定由m个超声波振子111形成的接收超声波振子114。
关于该接收超声波振子设定部122对接收超声波振子114的具体的设定例，将参照图14～图
17进行后述。

[0097] 此外，在图9以及图10所示的例子中，对将偏移角度β设为与偏移角度α相同的角度的例子进行了说明，但在本发明中并不限定于该方式，将偏移角度β设为与偏移角度α不同的角度的方式也包含在本发明中。

[0098] 接着，对本实施方式的缺陷检测装置100进行的缺陷检测方法的处理顺序进行说明。

[0099] 图11是表示本发明的实施方式的缺陷检测装置100进行的缺陷检测方法的处理顺序的一例的流程图。

[0100] 首先，在图11的步骤S1中，收发控制部123例如基于从输入部150输入的输入信息，设定聚焦区域数R，该聚焦区域数R表示在焊接钢管200的厚度方向上使超声波束113聚焦的聚焦区域的数量。

[0101] 图12A～图12C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置100中，使超声波束113聚焦于焊接钢管200的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第1例的图。

[0102] 在该图12A～图12C中，表示将焊接钢管200的厚度方向分成3个聚焦区域r1～r3而扫描(scan)超声波束113的情况，在该情况下，在上述图11的步骤S1中将聚焦区域数R设定为3。具体而言，图12A表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中、接近焊接钢管200的外表面200G的聚焦区域r1的缺陷检测处理，从由相控阵探头110的元件编号较小的一侧(ch1侧)的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图12B表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中、位于焊接钢管200的厚度方向的中央部的聚焦区域r2的缺陷检测处理，从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图12C表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中、接近焊接钢管200的内表面200N的聚焦区域r3的缺陷检测处理，从由相控阵探头110的元件编号较大的一侧(chN侧)的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。即，在图12A～图12C所示的第1例中，表示通过依次变更相控阵探头110中的发送超声波振子112的位置，由此对焊接钢管200的厚度方向上的各聚焦区域r1～r3扫描(scan)超声波束113的情况。

[0103] 在该图12A～图12C所示的第1例的情况下，采用如下方式：在图1的存储部140中，按照每个聚焦区域r1～r3而存储有图10所示的SN比信息141。

[0104] 图13A～图13C是表示在本发明的实施方式的缺陷检测装置100中，使超声波束113聚焦于焊接钢管200的厚度方向上的规定的聚焦区域而进行缺陷检测处理的情况下的第2例的图。

[0105] 与上述图12A～图12C的情况相同，在该图13A～图13C中也表示将焊接钢管200的厚度方向分成3个聚焦区域r1～r3而扫描(scan)超声波束113的情况，在该情况下，在上述图11的步骤S1中将聚焦区域数R设定为3。具体而言，图13A表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中、接近焊接钢管200的外表面200G的聚焦区域r1的缺陷检测处理而调整发送延迟模式410，从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图13B表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中、位于焊接钢管200的厚度方向的中央部的聚焦区域r2的缺陷检测处理而调整发送延迟模式410，从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。此外，图13C表示为了进行3个聚焦区域r1～r3中、接近焊接钢管200的内表面200N的聚焦区域r3的缺陷检测处理而调整发送延迟模式410，从由相控阵探头110的中心附近的n个超声波振子111构成的发送超声波振子112发送超声波束113的情况。即，在图13A～图13C所示的第2例中，表示通过将相控阵探头110中的发送超声波振子112的位置固定于中央部而依次变更发送延迟模式410，由此对焊接钢管200的厚度方向上的各聚焦区域r1～r3扫描(scan)超声波束113的情况。

[0106] 在该图13A～图13C所示的第2例的情况下，采用如下方式：在图1的存储部140中，按照每个聚焦区域r1～r3而存储有图10所示的SN比信息141。

[0107] 此处，再次返回到图11的说明。

[0108] 当步骤S1的处理结束时，接着，在步骤S2中，收发控制部123将表示焊接钢管200的厚度方向上的发送对象的聚焦区域的变量r设定为1。由此，发送对象的聚焦区域r被设定为1。例如，在图12A～图12C所示的第1例的情况下，设定图12A所示的聚焦区域r1，在图13A～图13C所示的第2例的情况下，设定图13A所示的聚焦区域r1。

[0109] 接着，在步骤S3中，发送超声波振子设定部121例如基于从输入部150输入的输入信息，来设定聚焦区域r中的发送超声波振子112。具体而言，发送超声波振子设定部121将构成相控阵探头110的多个(在图1所示的例子中为N个)超声波振子111中的一部分的n个超声波振子设定为发送超声波振子112。此处，为了实现与图10的说明的匹配，将构成相控阵探头110的ch1～ch64的64个超声波振子111中、元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111设定为发送超声波振子112。

[0110] 接着，在步骤S4中，接收超声波振子设定部122使用存储于存储部140的聚焦区域r的SN比信息141，设定聚焦区域r中的接收超声波振子114。具体而言，接收超声波振子设定部122将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。关于该接收超声波振子设定部122对接收超声波振子114的具体的设定例，将使用图14～图17进行后述。

[0111] 接着，在步骤S5中，发送部131基于收发控制部123的控制，进行从在步骤S3中设定的发送超声波振子112经由焊接钢管200的外表面200G朝向焊接部210的聚焦区域r发送超声波束113的处理。具体而言，例如如图12A～图12C或者图13A～图13C所示，发送部131使超声波束113不被焊接钢管200的内表面200N反射而直接大致垂直地入射到焊接部210。

[0112] 接着，在步骤S6中，接收部132基于收发控制部123的控制，进行经由在步骤S4中设定的接收超声波振子114接收被包括焊接部210在内的焊接钢管200反射的超声波束113即反射超声波束的处理。

[0113] 接着，在步骤S7中，缺陷判定部124基于在步骤S6中接收到的反射超声波束，判定在焊接部210的聚焦区域r中是否存在缺陷211。该缺陷判定部124进行的基于反射超声波束的缺陷211的判定，例如是也记载在专利文献1中的公知技术，因此省略其详细的说明。作为一例，例如可以考虑如下情况：根据在图7所示的缺陷回波的时间带区域中是否接收到基于反射超声波束的信号，来判定在焊接部210的聚焦区域r中是否存在缺陷211。另外，例如，在图12A～图12C或者图13A～图13C所示的例子中，在聚焦区域r2的缺陷检测处理时判定为存在缺陷211，在聚焦区域r1以及r3的缺陷检测处理时判定为不存在缺陷211。

[0114] 接着，在步骤S8中，显示控制部125进行将步骤S7中的与有无缺陷211相关的判定结果显示于显示部160的控制。

[0115] 接着，在步骤S9中，收发控制部123判断表示发送对象的聚焦区域的变量r是否小于在步骤S1中设定的聚焦区域数R。

[0116] 作为步骤S9的判断结果，在表示发送对象的聚焦区域的变量r小于在步骤S1中设定的聚焦区域数R的情况下(S9/是)，判断为尚未对全部聚焦区域进行缺陷检测处理，并前进至步骤S10。

[0117] 当前进至步骤S10时，收发控制部123将表示焊接钢管200的厚度方向上的发送对象的聚焦区域的变量r加1。由此，设定新的发送对象的聚焦区域r。之后，返回到步骤S3，对在步骤S10中新设定的聚焦区域r进行步骤S3以后的处理。

[0118] 另一方面，作为步骤S9的判断结果，在表示发送对象的聚焦区域的变量r不小于在步骤S1中设定的聚焦区域数R的情况下(S9/否)，判断为对全部聚焦区域进行了缺陷检测处理，并结束图11的流程图的处理。

[0119] 接着，使用图14～图17对图11的步骤S4中的接收超声波振子114的设定处理的详细的处理顺序进行说明。

[0120] 图14是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第1设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0121] 在图14所示的第1设定处理中，首先，在步骤S411中，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的SN比信息141中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的SN比信息。在上述图11的步骤S3的说明中，将元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111设定为发送超声波振子112，因此，在此处，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的SN比信息、即图10所示的SN比信息。此外，在取得该SN比信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0122] 接着，在步骤S412中，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的SN比信息中，提取第1SN比成为规定的阈值以上的m值。具体而言，在此处，在图10所示的SN比信息中，作为第1SN比1001成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝24、32、48、64。此时，设定为规定的阈值的第4电平值，是从缺陷211的检测精度的观点出发而确定的SN比的一例。

[0123] 接着，在步骤S413中，接收超声波振子设定部122从在步骤S412中提取出的m值中，选择第1SN比与第2SN比之差以及第1SN比与第3SN比之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S412中提取出的m(m＝24、32、48、64)值中，选择第1SN比1001与第2SN比1002之差以及第1SN比1001与第3SN比1003之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，第1SN比1001与第3SN比1003之差为0.6dB而成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0124] 接着，在步骤S414中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S413中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S413中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S414的处理结束时，图14所示的接收超声波振子114的第1设定处理结束。

[0125] 图15是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第2设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0126] 在图15所示的第2设定处理中，首先，与图14的步骤S411相同，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的SN比信息141中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的SN比信息。此处，与在图14的步骤S411中说明的情况相同，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的SN比信息即图10所示的SN比信息。此外，在取得该SN比信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0127] 接着，在步骤S421中，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的SN比信息中，提取第1SN比、第2SN比以及第3SN比成为规定的阈值以上的m值。具体而言，在此处，在图10所示的SN比信息中，作为第1SN比1001、第2SN比1002以及第3SN比1003成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，取得m＝48、64。此时，设定为规定的阈值的第4电平值，是从缺陷211的检测精度的观点出发而确定的SN比的一例。

[0128] 接着，在步骤S422中，接收超声波振子设定部122从在步骤S421中提取出的m值中，选择第1SN比与第2SN比之差以及第1SN比与第3SN比之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S421中提取出的m(m＝48、64)值中，选择第1SN比1001与第2SN比1002之差以及第1SN比1001与第3SN比1003之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，第1SN比1001与第3SN比1003之差为0.6dB而成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0129] 接着，在步骤S423中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S422中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S422中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S423的处理结束时，图15所示的接收超声波振子114的第2设定处理结束。

[0130] 图16是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第3设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0131] 在图16所示的第3设定处理中，首先，与图14的步骤S411相同，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的SN比信息141中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的SN比信息。此处，与在图14的步骤S411中说明的情况相同，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的SN比信息即图10所示的SN比信息。此外，在取得该SN比信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0132] 接着，与图14的步骤S412相同，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的SN比信息中，提取第1SN比成为规定的阈值以上的m值。具体而言，在此处，在图10所示的SN比信息中，作为第1SN比1001成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝24、32、48、64。

[0133] 接着，在步骤S431中，接收超声波振子设定部122从在步骤S412中提取出的m值中，选择第1SN比与第2SN比之差以及第1SN比与第3SN比之差的合计成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S412中提取出的m(m＝24、32、48、64)值中，选择第1SN比1001与第2SN比1002之差以及第1SN比1001与第3SN比1003之差的合计成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，第1SN比1001与第2SN比1002之差为0.8dB，此外，第1SN比1001与第3SN比1003之差为0.6dB，这些差的合计为1.4dB而成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0134] 接着，在步骤S432中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S431中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S431中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S432的处理结束时，图16所示的接收超声波振子114的第3设定处理结束。

[0135] 图17是表示图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第4设定处理的详细的处理顺序的一例的流程图。

[0136] 在图17所示的第4设定处理中，首先，与图14的步骤S411相同，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的SN比信息141中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的SN比信息。此处，与在图14的步骤S411中说明的情况相同，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的SN比信息即图10所示的SN比信息。此外，在取得该SN比信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0137] 接着，与图15的步骤S421相同，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的SN比信息中，提取第1SN比、第2SN比以及第3SN比成为规定的阈值以上的m值。具体而言，在此处，在图10所示的SN比信息中，作为第1SN比1001、第2SN比1002以及第3SN比1003成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝48、64。

[0138] 接着，在步骤S441中，接收超声波振子设定部122从在步骤S421中提取出的m值中，选择第1SN比与第2SN比之差以及第1SN比与第3SN比之差的合计最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S421中提取出的m(m＝48、64)的值中，选择第1SN比1001与第2SN比1002之差以及第1SN比1001与第3SN比1003之差的合计最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，第1SN比1001与第2SN比1002之差为0.8dB，此外，第1SN比1001与第3SN比1003之差为0.6dB，这些差的合计为1.4dB而最小，因此，在本步骤中，选择m＝64。

[0139] 接着，在步骤S442中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S441中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S441中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S442的处理结束时，图17所示的接收超声波振子114的第4设定处理结束。

[0140] 另外，图10所示的SN比信息141是如图9A所示那样向校正管300的厚度方向的中央部发送了超声波束113的情况下的SN比信息，因此相当于为了进行图12B或者图13B所示的聚焦区域r2的缺陷检测处理而使用的SN比信息。在该情况下，为了进行图12A或者图13A所示的聚焦区域r1的缺陷检测处理而使用的SN比信息、为了进行图12C或者图13C所示的聚焦区域r3的缺陷检测处理而使用的SN比信息，有可能与为了进行图10所示的聚焦区域r2的缺陷检测处理而使用的SN比信息不同。例如，发送超声波振子112的元件数n与接收超声波振子114的元件数m之间的关系，有可能与图10所示的聚焦区域r2的情况不同(即，m有可能改变)。此外，在上述图12A～图12C、图13A～图13C中，示出了聚焦区域数R为3的情况下的例子，但在本实施方式中并不限定于该方式，例如，作为聚焦区域数R而使用3以外的多个的方式也能够应用于本实施方式。

[0141] 如以上说明的那样，在本实施方式的缺陷检测装置100中，发送部131将构成相控阵探头110的多个超声波振子111中的一部分的n个超声波振子111设为发送超声波振子112，并从发送超声波振子112经由焊接钢管200的外表面200G朝向焊接部210发送超声波束
113。此外，接收超声波振子设定部122考虑焊接部210相对于相控阵探头110在焊接钢管200的周向上偏移了的情况下的反射超声波束的SN比(具体而言，参照存储于存储部140的SN比信息141(例如，图10所示的SN比信息))，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。然后，接收部132经由接收超声波振子114接收被包括焊接部210的焊接钢管200反射的超声波束113即反射超声波束，缺陷判定部124基于由接收部132接收到的反射超声波束，判定在焊接部210是否存在缺陷211。

[0142] 根据所述构成，考虑焊接部210相对于相控阵探头110在焊接钢管200的周向上偏移了的情况下的反射超声波束的SN比来设定接收超声波振子114，因此，如使用图10进行了说明那样，在焊接部210的位置相对于假定的位置在焊接钢管200的周向上偏移了的情况下，能够抑制缺陷211的检测精度降低。

[0143] 《本实施方式的变形例》

[0144] 在上述的本发明的实施方式中，接收超声波振子设定部122考虑焊接部210相对于相控阵探头110在焊接钢管200的周向上偏移了的情况下的反射超声波束的SN比(具体而言，参照存储于存储部140的SN比信息141(例如，图10所示的SN比信息))，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。但是，在本发明中并不限定于该方式。例如，在上述反射超声波束中的噪声电平极低、而视为能够忽略噪声的情况下，能够代替上述的本发明的实施方式中的反射超声波束的SN比，而应用反射超声波束的回波强度。以下，作为本实施方式的变形例，对应用该反射超声波束的回波强度的情况进行说明。

[0145] 首先，在本实施方式的变形例的情况下，采用在图1所示的存储部140中代替SN比信息141而存储回波强度信息的方式。并且，在采用该回波强度信息的情况下，图10所示的纵轴代替SN比而采用回波强度。此时，该回波强度是与图8、图9B～图9D的纵轴所示的回波强度相同的概念。

[0146] 接着，使用图14～图17对采用了本实施方式的变形例的情况下的图11的步骤S4中的接收超声波振子114的设定处理的详细的处理顺序进行说明。

[0147] 首先，使用图14，对在本实施方式的变形例中进行的图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第1设定处理的详细的处理顺序进行说明。

[0148] 在图14所示的第1设定处理中，首先，在步骤S411中，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的代替SN比信息141而应用的回波强度信息中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的回波强度信息。在上述图11的步骤S3的说明中，将元件编号为21ch～44ch的24个超声波振子111设定为发送超声波振子112，因此，在此处，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的回波强度信息、即代替图10所示的SN比信息而应用的回波强度信息。此外，在取得该回波强度信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0149] 接着，在步骤S412中，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的回波强度信息中，提取代替上述第1SN比而应用的第1回波强度成为规定的阈值以上的m值。具体而言，在此处，作为代替图10所示的第1SN比1001而应用的第1回波强度为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝24、32、48、64。此时，设定为规定的阈值的第4电平值，是从缺陷211的检测精度的观点出发而确定的回波强度的一例。

[0150] 接着，在步骤S413中，接收超声波振子设定部122从在步骤S412中提取出的m值中，选择代替第1SN比而应用的第1回波强度与代替第2SN比而应用的第2回波强度之差以及第1回波强度与代替第3SN比而应用的第3回波强度之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S412中提取出的m(m＝24、32、48、64)值中，选择代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第2SN比1002而应用的第2回波强度之差以及代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0151] 接着，在步骤S414中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S413中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S413中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S414的处理结束时，图14所示的接收超声波振子114的第1设定处理结束。

[0152] 接着，使用图15对在本实施方式的变形例中进行的图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第2设定处理的详细的处理顺序进行说明。

[0153] 在图15所示的第2设定处理中，首先，与图14的步骤S411相同，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的代替SN比信息141而应用的回波强度信息中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的回波强度信息。此处，与在图14的步骤S411中说明的情况相同，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的回波强度信息、即代替图10所示的SN比信息而应用的回波强度信息。此外，在取得该回波强度信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0154] 接着，在步骤S421中，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的回波强度信息中，提取代替上述第1SN比而应用的第1回波强度、代替第2SN比而应用的第2回波强度以及代替第3SN比而应用的第3回波强度成为规定的阈值以上的m值。具体而言，此处，作为代替图10所示的第1SN比1001而应用的第1回波强度、代替第2SN比1002而应用的第2回波强度以及代替第3SN比1003而应用的第3回波强度成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝48、64。此时，设定为规定的阈值的第4电平值，是从缺陷211的检测精度的观点出发而确定的SN比的一例。

[0155] 接着，在步骤S422中，接收超声波振子设定部122从在步骤S421中提取出的m值中，选择代替第1SN比而应用的第1回波强度与代替第2SN比而应用的第2回波强度之差以及第1回波强度与代替第3SN比而应用的第3回波强度之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S421中提取出的m(m＝48、64)值中，选择代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第2SN比1002而应用的第2回波强度之差以及代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差中的至少任意一方的差成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0156] 接着，在步骤S423中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S422中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S422中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S423的处理结束时，图15所示的接收超声波振子114的第2设定处理结束。

[0157] 接着，使用图16对在本实施方式的变形例中进行的图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第3设定处理的详细的处理顺序进行说明。

[0158] 在图16所示的第3设定处理中，首先，与图14的步骤S411相同，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的代替SN比信息141而应用的回波强度信息中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的回波强度信息。此处，与在图14的步骤S411中说明的情况相同，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的回波强度信息、即代替图10所示的SN比信息而应用的回波强度信息。此外，在取得该回波强度信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0159] 接着，与图14的步骤S412相同，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的回波强度信息中，提取代替上述第1SN比而应用的第1回波强度成为规定的阈值以上的m值。具体而言，此处，作为代替图10所示的第1SN比1001而应用的第1回波强度成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝24、32、48、64。

[0160] 接着，在步骤S431中，接收超声波振子设定部122从在步骤S412中提取出的m值中，选择代替第1SN比而应用的第1回波强度与代替第2SN比而应用的第2回波强度之差以及第1回波强度与代替第3SN比而应用的第3回波强度之差的合计成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S412中提取出的m(m＝24、32、48、64)值中，选择代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第2SN比1002而应用的第2回波强度之差以及代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差的合计成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第2SN比1002而应用的第2回波强度之差以及代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差的合计成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0161] 接着，在步骤S432中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S431中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S431中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S432的处理结束时，图16所示的接收超声波振子114的第3设定处理结束。

[0162] 接着，使用图17对在本实施方式的变形例中进行的图11的步骤S4中的接收超声波振子114的第4设定处理的详细的处理顺序进行说明。

[0163] 在图17所示的第4设定处理中，首先，与图14的步骤S411相同，接收超声波振子设定部122从存储于存储部140的代替SN比信息141而应用的回波强度信息中，取得与在图11的步骤S3中设定的发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子对应的回波强度信息。此处，与在图14的步骤S411中说明的情况相同，取得与发送超声波振子112所涉及的n＝24个超声波振子对应的回波强度信息、即代替图10所示的SN比信息而应用的回波强度信息。此外，在取得该回波强度信息时，还考虑发送对象的聚焦区域r地进行取得。

[0164] 接着，与图15的步骤S421相同，接收超声波振子设定部122从在步骤S411中取得的回波强度信息中，提取代替上述第1SN比而应用的第1回波强度、代替第2SN比而应用的第2回波强度以及代替第3SN比而应用的第3回波强度成为规定的阈值以上的m值。具体而言，此处，作为代替图10所示的第1SN比1001而应用的第1回波强度、代替第2SN比1002而应用的第2回波强度以及代替第3SN比1003而应用的第3回波强度成为规定的阈值即第4电平值以上的m值，提取m＝48、64。

[0165] 接着，在步骤S441中，接收超声波振子设定部122从在步骤S421中提取出的m值中，选择代替第1SN比而应用的第1回波强度与代替第2SN比而应用的第2回波强度之差以及第1回波强度与代替第3SN比而应用的第3回波强度之差的合计成为最小的m值。此处，在图10所示的例子中，从在步骤S421中提取出的m(m＝48、64)值中，选择代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第2SN比1002而应用的第2回波强度之差以及代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差的合计成为最小的m值。具体而言，在图10所示的例子中，在m＝64的情况下，代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第2SN比1002而应用的第2回波强度之差以及代替第1SN比1001而应用的第1回波强度与代替第3SN比1003而应用的第3回波强度之差的合计成为最小，因此在本步骤中选择m＝64。

[0166] 接着，在步骤S442中，接收超声波振子设定部122基于在步骤S441中选择出的m值，将包括发送超声波振子112所涉及的n个超声波振子111在内且大于n个的m个超声波振子111设定为接收超声波振子114。在上述步骤S441中，由于在图10中选择了m＝64，因此，在此处，作为接收超声波振子114，设定ch1～ch64的m＝64个超声波振子111。当该步骤S442的处理结束时，图17所示的接收超声波振子114的第4设定处理结束。

[0167] 在以上说明的本实施方式的变形例中，也与上述的本发明的实施方式相同，如使用图10说明的那样，在焊接部210的位置相对于假定的位置在焊接钢管200的周向上偏移了的情况下，能够抑制缺陷211的检测精度降低。

[0168] (其他实施方式)

[0169] 还能够将实现上述实施方式的1个以上的功能的程序经由网络或者存储介质提供给系统或者装置，并通过该系统或者装置的计算机中的1个以上的处理器读出并执行该程序的处理来实现本发明。此外，也能够通过实现1个以上的功能的电路(例如，ASIC)来实现。

[0170] 该程序以及存储有该程序的计算机能够读取的存储介质也包含在本发明中。

[0171] 另外，上述的本发明的实施方式均仅表示实施本发明时的具体化的例子，本发明的技术范围不应当由这些限定性地解释。即，本发明在不脱离其技术思想或者其主要特征的情况下，能够以各种方式实施。

标题	发布/更新时间	阅读量
缺陷检查装置	2020-05-12	291
缺陷检测方法	2020-05-12	225
缺陷检查系统	2020-05-13	88
潜在缺陷识别	2020-05-13	240
缺陷平面化	2020-05-11	367
缺陷知识库	2020-05-11	677
缺陷分析法	2020-05-11	600
缺陷检测装置	2020-05-12	935
缺陷检测方法	2020-05-13	259
缺陷分析仪	2020-05-11	426

缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序

缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：