CN119487392A 超声波检查装置和超声波检查方法 （株式会社日立电力解决方案）

2025.01.03PCT/JP2023/0273612023.07.26WO2024/024832JA2024.02.01本发明提供一种缺陷部的检测性能例如能够检测的缺陷尺寸较小且即使为微小缺陷也能够检测的超声波检查装置。超声波检查装置(Z)为频率成分的频率转换部(230)；图像化部位置的图像；和进行对显示装置(3)的显示的显(230)转换后的上述频率成分对应的频谱、以及用接受上述频率参数的输入的输入部显示于显2进行所述超声波束对所述被检查体的扫描和测量的扫描测量装置、以所述扫描测量装置具有发射所述超声波束的发送探头和探头接收所述超声波束的接将所述接收探头的接收信号转换为频率成分的所述显示部将对应于由所述频率转换部转换后的所述频率成分的频所述显示部将所述超声波检查装置的操作画面显示于所述显示装置，并所述接收探头的超声波束入射面积大于所述发送探头的超声波所述控制装置具有将影响所述被检查体中的缺陷部的检测精度的信息与所述频率参所述控制装置经由所述网络连接于将影响所述被检查体中的缺陷部的检测精度的信所述控制装置将所述信息与所输入的所述频率参数建立关联来更新所述3所述信号处理部，从包含最大成分频率的基本波带的频率成分中所述信号处理部，减少包含最大成分频率的基本波带中的所述最大成分所述频谱包含表示所述被检查体中的缺陷部的第1频谱和表示所述被检查体中的缺陷所述图像化部，在所述频谱中的与所输入的所述频率参数对应的部分的所述频谱中，所述发送探头的声轴与所述接收探头的声轴之间所述发送探头的声轴与所述接收探头的声轴之所述发送探头以所述发送探头的发送声轴相对于载置所述被检查体的试料台的载置18.一种超声波检查装置，经由流体向被检查体入射超声波束来进行所述被检查体的进行所述超声波束对所述被检查体的扫描和测量的扫描测量装置、以所述扫描测量装置具有发射所述超声波束的发送探头和探头接收所述超声波束的接将所述接收探头的接收信号转换为频率成分的数据库，其将影响所述被检查体中的缺陷部的检测精度的信息所述显示部将接受影响所述被检查体中的缺陷部的检测精度的信息的第1输入部显示所述控制装置经由所述网络连接于将影响所述被检查体中的缺陷部的检测精度的信20.一种超声波检查方法，经由流体向被检查体入射超声波束来进行所述被检查体的4使用所输入的频率参数来生成表示缺陷位置的图5[0008]在专利文献1所记载的超声波检查装置中，存在难以检测被检查体中的微小缺陷[0009]本发明要解决的课题在于提供一种缺陷部的检测性能例如可检测的缺陷尺寸较[0011]本发明的超声波检查装置经由流体向被检查体入射超声波束来进行上述被检查6使为微小缺陷也能够检测的超声波检查装置[0018]图4是表示被检查体内的缺陷部与超声波束的相互作用的图，表示接收直达的超[0024]图9A是表示以跨越缺陷部的方式扫描发送探头和接收探头时的信号强度信息的[0025]图9B是从包含适当的多个频率的频率成分数据计算信号特征量并进行了绘制的[0036]图20A是示意性表示在第4实施方式中使发送探头的焦距与接收探头的焦距相等[0037]图20B是示意性表示在第4实施方式中使接收探头的焦距较发送探头的焦距长时[0038]图21是说明发送探头中的超声波束入射面积与接收探头中的超声波束入射面积7[0050]超声波检查装置Z通过经由流体F向被检查体E入射超声波束U(后述)来进行被检[0053]扫描测量装置1具有发射超声波束U的发送探头110和接收超声波束U的接收探头于被检查体E设置于发送探头110的相反侧而接收超声波束U、并与发送探头110同轴配置头110所处的空间相反侧(z轴方向上相反侧)的空间，并非指x、y坐标限定于同一相反侧8[0055]在本发明的例子中，以发送探头110的发送声轴AX1相对于试料台102的载置面[0056]但是，本发明并不限定于以发送声轴AX1相对于试料台102的被检查体E的载置面声轴AX1与接收探头121的接收声轴AX2的距离如上所述般定义为偏心距离L。在本发明中，心配置。本发明在同轴配置接收探头121的情形与偏心配置的情形的任一情形下均发挥效传输路径的中心轴。发送声轴AX1如后述的图21B所示，包含由被检查体E的界面引起的折该超声波束U的传输路径的中心(声轴)成为[0062]此外，接收声轴AX2被定义为假定接收探头121发射超声波束U时的虚拟超声波束方向即x轴和y轴方向的2个轴所形成的平面称9[0072]图3A是表示现有的超声波检查方法中的超声波束U的传输路径的图，是表示向健送声轴AX1与接收声轴AX2一致的方式，配置发送探头110和作为接收探头121的接收探头声波束U的形状的放大标尺考虑，则接收探头121位于较图4所示的位置更在图式上下方向[0079]图5是示意性表示与缺陷部D相互作用的超声波束U即散射波U1的图。在本说明书U1中也有因与缺陷部D的相互作用而引起波的相位或频率的至少一者变化但行进方向不变量部203和信号处理部250。驱动部202例如通过驱动发送探头110和接收探头121来变更发的扫描位置通过位置测量部203输入至扫描控制[0082]发送系统210是产生要对发送探头110施加的电压的系统。发送系统210具有波形大后的信号被输入至频率转换部230。频率转换部230配备于信号处理部250，将接收探头先指定的频率范围(频率参数)的频率成分一[0088]第1是计算所需时间。频率转换部230中的向频率成分数据的转换处理花费时[0093]控制装置2在本发明的例子中，在构成数据处理部201的存储部261具有数据库[0096]图7B是立体表示图7A所示的数据库261a的图。关于被检查体E的信息具有多个轴[0100]此处所述的信号的变化(接收信号的变化)在本发明的例子中为信号特征量。因缺陷信息(例如缺陷部D的位置)的方式根述细节，显示部263在显示装置3显示与由频率转换部230转换的频率成分对应的频谱271[0108]最大成分频率fm的N倍的频率(N×fm)的成分为高谐波。最大成分频率fm的1/N倍[0111]在本发明的例子中，信号处理部250通过从包含最大成分频率的基本波带W1的频[0112]图9A表示以跨越缺陷部D的方式扫描发送探头110和接收探头121时的信号强度信[0113]图9B表示根据包含适当的多个频率的频率成分数据计算信号特征量并绘制的结[0116]图11表示图10所示的条件下的接收信号的频率成分分布。该图描绘横轴为频率、纵轴为各频率下的成分强度的实测数据。成分强度最大的0.82MHz为最大成分频率fm(图[0117]图12是在健全部N(实线)与缺陷部D(虚线)比较接收信号的频率成分分布(频谱)差较大的频率成分(在图1的例子中为小于[0137]由式(2)获得的h(t)是从使用者输入的频率集合所合成的时间区域的信号波形。在本发明的例子中，将该h(t)的最大值与最小值的差(Peak_to_Peak值)作为信号特征量。[0140]另外，信号特征量只要为以适当包含缺陷部D的位置信息的方式从频率成分数据(t)的PP值作为信号特征量，但也可计算h(t)的绝对值，计算h(t)的面积[0142]图13是示意性表示本发明的例子中的超声波检查装置Z的操作画面270的构成例使用新选择的频率集合{ωn}，通过上述方法按每个扫描位置计算信号特征量。图像化部例如以配置文件案的形式读入。在该情况下，输入部275构成数据处理部201(图6)的一部[0150]另外，作为关于图13的另一实施方式，显示部263(图6)在显示装置3显示输入部数据库261a(图6)中通过输入部275，将与所接受的关于被检查体E的信息对应的频率参数为选择缺陷部D的频谱与健全部N的频谱的差尽可能大的频率成分。图像化部262使用重新置2将关于被检查体E的信息(检查条件等)与输入的频率参数建立关联，更新数据库261a置2(图6。具体而言为图像化部262)将关于被检查体E的信息与输入的频率参数建立关联，[0161]通过将频率参数更新为更佳的频率集合{ωn}，而能够将以初始参数图像化[0162]本发明的特征在于，可将现有由超声波检查装置Z的使用者通过测定的经验而蓄[0163]图18是第3实施方式的超声波检查装置Z的功能框图。在第3实施方式中，数据库[0164]图19是表示第3实施方式的处理流程的图。大致流程与第2实施方式中的流程(图[0168]使用图20A和图20B说明使接收探头121的焦距较长时可检测较多散射波成分的理[0169]图20A是在第4实施方式中示意性表示使发送探头110的焦距R1与接收探头121的焦距R2相等时的超声波束U的传播路径的图。在图20B中说明锥形C3。在图20A所示的例子中，从发送探头110发送的超声波束U的收敛点与从接收探头121虚拟发射的虚拟束的收敛[0170]图20B是在第4实施方式中示意性表示使接收探头121的焦距R2较发送探头110的焦距R1长时的超声波束U的传播路径的图。接收探头121可检测从接收探头121虚拟发射的[0171]收敛性的大小关系也定义为被检查体E的表面上的超声波束入射面积T1、T2的大[0172]图21是说明发送探头110中的超声波束入射面积T1和接收探头121中的超声波束积T2，假定是从接收探头121发射超声波束U时的虚拟超声波束U2与被检查体E表面的交叉[0176]并且，接收探头121的焦点P1存在于较发送探头110的焦点P2更靠发送探头110侧收探头121具有配置在与发送探头110的发送声轴AX1不同的位置的接收声轴AX2的接收探收声轴AX(声轴)之间的偏心距离L(距[0183]接收声轴AX2的方向为探头面114(图2)的法线方向。其理由在于，从该接收探头够感度良好地接收在探头面114的法线方向入射的超声轴AX1与接收声轴AX2一致的接收探头121是作为同轴配置接收探头的接收探头140。并且，实线所示的接收探头121配置在大于零的偏心距离L的位置的接收探头120(偏心配置接收探头)。在以发送声轴AX1相对于水平面(图22的xy平面)垂直的方式设置发送探头110的情[0187]偏心距离L进一步优选设定为缺陷部D处的信号强度大于被检查体E的健全部N处头设置角度即角度θ为发送声轴AX1(即铅直方向)与接收探头120的探头面的法线所成的角接收探头120的探头面的交点C2。此外，定义发送声轴AX1与发送探头110的探头面的交点[0197]另外，流体F可如上所述为气体G(图1)，也可如本实施方式这样为液体W(图26HDD以外，也可存储在内存、SSD(SolidStateDrive)等的记录装置、或IC(Integrated发明的超声波检查方法通过经由气体G(图1。流体F的一例)向被检查体E(图1)入射超声波[0204]随后，频率转换部230进行将在步骤S102中接收到的超声波束U的信号(例如波形据处理部201进行从频率成分数据计算信号特征量的步骤S104(信号特征量计算步骤)。具输入例如由使用者进行。图像化部262(图6)使用输入的频率参数决定信号特征量(步骤束(步骤S123的否)，则输入部272再次接受频率参数的[0209]根据以上的超声波检查装置Z和超声波检查方法，能够提高缺陷部D的检测性能、的超声波检查装置Z以超声波缺陷影像装置为前提，但也可应用在非接触直列内部缺陷检进行所述超声波束对所述被检查体的扫描和测量的扫描测量装置、以所述扫描测量装置具有发射所述超声波束的发送探头；和相对于所述被检查将所述接收探头的接收信号转换为频率成分的所述显示部将对应于由所述频率转换部转换后的所述频率成分的频谱所述信号处理部，使用所述输入的频率参数从所述转换后的频率成分计算信号特征所述控制装置具有将影响所述被检查体中的缺陷部的检测精度的信息与所述频率参所述控制装置将所述信息与所输入的所述频率参数建立关联来更新所述所述显示部将所述超声波检查装置的操作画面显示于所述显示装置，并所述接收探头的超声波束入射面积大于所述