JP3606146B2

JP3606146B2 - 超音波探傷方法およびその装置

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Publication number: JP3606146B2
Application number: JP2000000206A
Authority: JP
Inventors: 哲也天野; 浩司山田
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
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Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-01-05
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の振動素子をアレイ状に配列して超音波の送受信を行い、被検体の探傷を行う超音波探傷方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材など材料や溶接部の内部に存在するきずを非破壊検査する手段として、超音波探傷法が広く用いられている。この超音波探傷法は、被検体の表面から超音波を入射し、内部のきずから反射した超音波を受信して検査を行う方法である。
【０００３】
従来広く行われている超音波探傷では、垂直用、斜角用など探傷目的に応じた探触子が用いられており、一般に、市販品の探触子は、１つの振動子で構成されるものが多い。
【０００４】
なお、微少な振動素子を複数配列し、それぞれの振動素子で超音波の送受信を行うアレイ型探触子を用いた超音波探傷技術がある。このアレイ型探触子を用いた超音波探傷では、例えば特開平９−３３５００号公報や特開平９−２９２３７４号公報などに示されるように、各アレイ素子の送受信のタイミングを制御して、被検体内の超音波ビームを所定位置（焦点位置）に集束（フォーカスイング）させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来広く用いられている超音波探傷方法を用いて、厚い鋼板の探傷など超音波のビーム路程が大きくなる場合や、超音波の減衰が大きな材料の超音波探傷を行う場合、超音波ビームの広がりや超音波の材料中での減衰により、きずから反射する超音波が微弱となり、良好なＳＮ比で探傷ができないという問題が生じている。
【０００６】
そのため、振動子面積の大きな超音波探触子を使用して探傷が行われているが、従来タイプのように１つの振動子で送受信を行う場合、印加電圧等の関係で駆動可能な振動子の大きさに限界があった。また１つの振動子の場合、被検体中の音場は振動子の大きさ（振動子面積）に直接に支配され、音場の制御は不可能である。
【０００７】
一方、アレイ型探触子を用いる場合には、前述の特開平９−３３５００号公報や特開平９−２９２３７４号公報などに代表されるように、各アレイ素子の送受信のタイミングを制御して超音波ビームを収束させる発明においては、超音波ビームの焦点位置もしくはこの近傍位置において検出精度の向上のみを目指したものであった。
【０００８】
前記超音波のビーム路程が大きくなる場合や被検体内での超音波の減衰が大きくなる場合の超音波探傷法としては、一般に振動子面積や振動子開口幅を大きくする方が良いとされているが、所要探傷範囲をカバーするために必要なビーム路程に対して、どの程度に大きくしたらよいのかが不明のため、従来は試行錯誤を繰り返していた。
【０００９】
従って所望のビーム路程で超音波探傷を行うために必要とする振動子面積や振動子開口幅の合理的な基準が求められていた。
【００１０】
また上記振動子面積や振動子開口幅が大きくなった場合においても、被検体内のきずを精度良く検出できるように、被検体内における超音波ビームの広がりを制御可能とすることも要望されていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る超音波探傷方法は、斜角探傷用くさびを介して被検体探傷面より超音波を屈折入射させて被検体の探傷を行う超音波探傷方法において、前記斜角探傷用くさびの傾斜面に複数の振動素子をアレイ状に配列し、くさび傾斜方向における前記複数の各振動素子の幅及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄは、くさびの傾斜面に対して垂直に超音波を入射させたときの被検体探傷面に対する超音波の入射角をα、屈折角をθ、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬ、被検体内を伝搬する超音波の振動素子の公称周波数における波長をλ_n とすると、次式（Ａ）を満足するように設定するものである。
【００１２】
【数３】

【００１３】
本発明の請求項２に係る超音波探傷方法は、前記請求項１に係る超音波探傷方法において、前記複数の各振動素子をそれぞれ励振する際に、前記複数の各振動素子毎にその励振タイミングを制御し、また前記複数の各振動素子がそれぞれ受波した信号を合成する際に、前記複数の各振動素子毎の受波信号の合成タイミングを制御し、前記被検体内に形成される超音波音場を所望の形状とするように制御するものである。
【００１４】
本発明の請求項３に係る超音波探傷装置は、斜角探傷用くさびを介して被検体探傷面より超音波を屈折入射させて被検体の探傷を行う超音波探傷装置において、前記斜角探傷用くさびの傾斜面に複数の振動素子をアレイ状に配列し、くさび傾斜方向における前記複数の各振動素子の幅及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄは、くさびの傾斜面に対して垂直に超音波を入射させたときの被検体探傷面に対する超音波の入射角をα、屈折角をθ、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬ、被検体内を伝搬する超音波の振動素子の公称周波数における波長をλ_n とすると、次式（Ａ）を満足するように構成した斜角探触子と、前記斜角探触子の複数の各振動素子毎に供給する励振パルスのタイミングを個別に制御し、また前記斜角探触子の複数の各振動素子毎の受波信号を合成するタイミングを個別に制御し、前記被検体内に形成される超音波音場を所望の形状とするように制御する音場制御手段とを備えたものである。
【００１５】
【数４】

【００１６】
【発明の実施の形態】
実施形態１
実施形態１では、送受波兼用の斜角探傷用アレイ探触子を用いた例を示している。
図１は本発明の実施形態１に係る超音波探傷装置の構成図である。
図１において、１は複数ｎ個の振動素子であり、ここでは各振動素子の形状は短冊形とする。そしてこの短冊形の短辺がくさび２の傾斜方向と一致する配列により、ｎ個の振動素子１はくさび２の傾斜面に一定間隔でアレイ状に配置される。２はくさび、３はダンパ材、４は上記１〜３を含む斜角アレイ探触子である。
５はパルサ群であり、前記斜角アレイ探触子４に含まれる複数ｎ個の各振動素子１を個別に励振するｎ個のパルサを含んでいる。
【００１７】
６は送信用遅延時間制御器であり、送信時の各パルサの励振タイミングを制御できるように、データ処理装置１０から入力するトリガパルスに対して、制御装置９から各パルサ毎に個別に指示された遅延時間を付与するための複数ｎ個の遅延時間可変素子を含んでいる。
７は受信用遅延時間制御器であり、受信時に、複数ｎ個の各振動素子による受波信号を合成する際の合成タイミングを制御できるように、受信時にｎ個の振動素子１が出力する各受信信号に対して、制御装置９から各振動素子毎に個別に指示されたｎ個の遅延時間を付与するための複数ｎ個の遅延時間可変素子を含んでいる。
【００１８】
８は受信器であり、受信用遅延時間制御器７の各出力を合成して入力し、所定帯域内の信号を所定ゲインで増幅後、検波したビデオ信号をデータ処理装置１０へ供給する。９は制御装置であり、パルサ群５及び受信器８に対して、超音波の送信及び受信の制御を行うのと共に、送信用遅延時間制御器６内のｎ個の各遅延時間可変素子及び受信用遅延時間制御器７内のｎ個の各遅延時間可変素子に対して、パソコン１１から指示された通りの遅延時間となるように個別の制御を行う。
１０はデータ処理装置であり、送信用遅延時間制御器６にトリガパルスを出力し、受信器８からの入力信号による探傷データの処理を行う。１１はパソコンであり、制御装置９及びデータ処理装置１０を制御する。１２は被検体内の超音波、１３は被検体である。
【００１９】
図４は本発明に係る斜角探傷時の仮想振動子開口幅の説明図である。
図４において、媒質Ａはくさび（くさび角度はαとする）、媒質Ｂは被検体である。１２は媒質Ｂ内で一定ビーム幅の超音波であり、この超音波の進行方向は、実際とは逆方向の媒質Ａから媒質Ｂへの方向とする。媒質Ａ内と媒質Ｂ内とで超音波の伝搬速度が異なると、媒質Ａと媒質Ｂとの境界面において、スネルの法則に従った屈折が生じる。いま、この境界面で屈折が生じないと仮定すると、境界面のＰ′点からＱ′点の範囲にわたり、媒質Ｂから媒質Ａへ直進した超音波１２のビームは、くさび傾斜面のＰ点からＱ点の範囲に到達する。
いま、くさび傾斜面のＰ点とＱ点との間に単一の振動子を設けたとして、このＰ点とＱ点の間の距離（即ち振動子開口幅）をＤとする。なおこの振動子からの超音波が実際に媒質Ａから媒質Ｂへ屈折して入射する場合の入射角はα（くさび角度αに等しい）、屈折角はθとする。
【００２０】
いま、Ｐ点から、Ｑ点〜Ｑ′点を通る直線に直角に交るように垂線を引き、その交点をＲとする。またＰ点とＲ点との間の距離をＤ′とする。
このＤ′は、図４において、実際の振動子開口幅Ｄを、超音波が媒質Ａ，Ｂを直進すると考えた場合の超音波伝搬方向と直角な面（波面）に投影したビーム幅であるので、本発明では、これを仮想振動子開口幅と称する。
この仮想振動子開口幅Ｄ′は、くさび角度（即ち媒質Ａの入射角）をα、媒質Ｂの屈折角をθとすると、図４の直角三角形ＰＱＲを参照して、次式（１）で表せる。
Ｄ′＝Ｄcos（θ−α） … （１）
なお、上記Ｄ′は、入射角α、屈折角θ、くさび傾斜面上の振動子開口幅Ｄの斜角探触子を用いた場合に、実際の媒質Ｂ内における超音波ビーム幅であるＤcosθ／cosαとは異なるものであることを付記する。
【００２１】
次に本発明における振動素子開口幅（本発明では複数の振動素子を用いるので振動素子開口幅というが、単一の振動子の場合は振動子開口幅という）を規定する基準式について説明する。
現在、線集束、点集束等の集束型と呼ばれる超音波探触子が市販されているが、これらの探触子は、振動子に１次元又は２次元の曲率を直接設けるか、または振動子の音響放射面に音響レンズを設けて超音波を集束させている。
一般に集束型探触子の場合、集束効果が得られるのは、探触子の近距離音場限界距離以内であるといわれており、円形振動子の場合、近距離音場限界距離ｘ₀ は次式（２）で表されている。
ｘ₀＝Ｄ²／４λ＝Ｄ²ｆ／４Ｃ … （２）
ここで、Ｄ，λ，ｆ，Ｃは次の通りである。
Ｄ：円形振動子の直径
λ：伝搬媒質中の超音波の波長
ｆ：伝搬媒質中の超音波の周波数
Ｃ：伝搬媒質中の超音波の速度
【００２２】
また、集束効果が得られる、すなわち、音場の制御が可能であるのは、振動子の近距離音場限界距離以内であることから、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬとすると、Ｌは次式（３）となる。
Ｌ≦ｘ₀ … （３）
ここで本発明においては、前記式（２）における円形振動子の直径Ｄの代りに、前記式（１）で示される仮想振動素子開口幅Ｄ′を用いることを考える。そして式（１）〜（３）をまとめて整理すると次式（４）のような結果が得られる。
【００２３】
【数５】

【００２４】
ただし、式（４）中のＬには、くさび内の透過距離のパラメータが含まれていないが、このパラメータを例えばｋとすると、式（３）は次式（３′）となる。
Ｌ＋ｋ≦ｘ₀ … （３′）
式（３′）を用いると式（４）は次式（４′）となる。
【００２５】
【数６】

【００２６】
従って（Ｌ＋ｋ）の代りにＬを使用しても、式（４）の本質的意味は変化しない。
なお、斜角探傷でなく、実施形態２で述べる垂直探傷の場合は、式（４）において、θ＝α＝０とすればよい。
【００２７】
図１のように複数ｎ個の振動素子１をアレイ状に配置した斜角探触子４を用いた場合の超音波探傷動作を説明する。
まず図１の短冊形振動子１の寸法を大きくするか、または同時に駆動する素子数ｎを大きくして、探触子全体の面積を大きくするが、この場合図示の振動素子開口幅Ｄは下記の基準に従う。
即ち、くさび傾斜方向における複数ｎ個の各振動素子の幅（短冊形振動素子１の短辺の幅）及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄは、くさび角度をα、被検体１３内への屈折角をθとして、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬ、被検体内を伝搬する超音波の振動素子の公称周波数における波長をλ_n とした場合、前記式（４）を満足するよう選択する。
【００２８】
前記式（４）を満足するように振動素子開口幅Ｄが決定され、この開口幅Ｄによる斜角アレイ探触子４が製作されると、パソコン１１は、この斜角アレイ探触子４を用いて探傷を行う際に、きず検出感度や検出分解能等を向上させるために、被検体１３内に形成される超音波音場を集束させて所望の形状となるように、送信用遅延時間制御器６及び受信用遅延時間制御器７内の各遅延時間可変素子に付与すべき各遅延時間を予め算出して、これを音場制御データとして制御装置９に与えておく。
上記被検体１３内における好ましい集束音場としては、斜角探傷範囲をカバーするのに必要なビーム路程の長、短や、探傷位置（振動素子からの距離）の既知、未知等によって、超音波ビームを比較的ゆるやかに集束させる（あまり超音波ビームを絞らない）場合と、かなり超音波ビームを絞って所望の探傷位置におけるビーム径を小さくする場合等があり、探傷仕様に基づき所望の形状の超音波音場が適宜選択される。
【００２９】
制御装置９は、パソコン１１から予め供給されている音場制御データに基づき、超音波送信時には、入力トリガパルスに個別の遅延時間を付与する送信用遅延時間制御器６内のｎ個の各遅延時間可変素子に対して、指示された音場制御データの通り各遅延時間を制御する。その結果、パルサ群５内の各パルサがそれぞれ励振するｎ個の振動素子１の各励振タイミングが制御され、所望の送信音場が形成される。
また制御装置９は、超音波受信時には、ｎ個の振動素子１の各受信信号にそれぞれ個別の遅延時間を付与する受信用遅延時間制御器７内の各遅延時間可変素子に対して、指示された音場データの通り各遅延時間を制御する。受信用遅延時間制御器７の出力するｎ個の遅延受波信号は出力側で合成され、受信器８に供給される。このようにしてｎ個の各振動素子毎の受波信号の合成タイミングが制御され、所望の受信音場が形成される。
【００３０】
受信器８では、この合成入力信号に対して、前記式（４）の波長λ_n を中心周波数とする所定周波数帯域の信号を所定ゲインで増幅後、検波したビデオ信号をデータ処理装置１０に供給する。データ処理装置１０では、この入力ビデオ信号からきずデータの抽出、きず位置及び寸法の算出等の処理を行い、この処理結果をパソコン１１に通知する。パソコン１１は、この通知情報を図示しない表示器に表示したり、プリンタや記録計に出力する。
【００３１】
このように図１の実施形態１では、前記式（４）の振動素子開口幅を満足するように、くさび傾斜面にアレイ配置される複数ｎの振動素子の素子寸法や配列素子数を大きくすることで、厚い鋼板の探傷など、超音波ビーム路程が大きくなる場合や超音波の減衰が大きな材料の探傷を行う場合にも高感度での探傷ができる。なお複数ｎ個の各振動素子の寸法は、同一であっても同一でなくともよい。
また複数ｎの振動素子のパルス励振タイミング及び受信信号の波形合成タイミングを制御して、被検体内での超音波ビームの広がりを制御することで、超音波の広がりに起因する不要なエコーの発生が抑制され、且つ欠陥部を精度良く検出することができる。
【００３２】
図２は本発明の実施形態１に係る図１と異なる超音波探触子の例を示す図である。
図２は、図１の短冊形振動素子１の代りに、正方形又は矩形の振動素子を行方向と列方向にマトリックス状（２次元的）に配置したものである。このマトリックス状配置では、振動素子開口幅と全体の振動素子面積の両方の調整が容易となる（図のＤとＷの調整により）。
また図１の超音波探触子では、ビーム集束は、くさび傾斜方向の１次元方向のみに制御されるが、図２の超音波探触子では、ビーム集束は、くさび傾斜方向とその直角方向の２次元方向に制御が可能となる。
【００３３】
実施形態２
実施形態２では、送受波兼用の垂直探傷用アレイ探触子を用いた例を示している。
図３は本発明の実施形態２に係る超音波探傷装置の構成図である。
図３では、図１の斜角アレイ探触子４の代りに垂直アレイ探触子４Ａを用いてる点のみが、図１と異なり、その他は図１と同一の構成になっている。
【００３４】
図３の垂直探傷の場合には、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程Ｌが、探傷範囲または対象とする探傷位置により決定される探傷面からの深さｄとなり、超音波の入射角α、屈折角θが共に０となるため、短冊形振動子１の短辺の幅及び間隔の総和で決定される振動素子開口幅Ｄは、被検体１３内を伝搬する超音波の波長をλとすると、次式（５）となるよう選択すればよい。
【００３５】
【数７】

【００３６】
それ以外の構成および作用、効果は図１の場合と同じである。なお、垂直探傷の場合も、振動素子の配列を２次元的に配列したマトリックス型探触子を用いて２次元方向のビーム制御が可能である。
【００３７】
次に、図１の超音波探傷装置による斜角探傷試験結果を説明する。
ここでは、試験片として、厚さ１２０ｍｍの鋼製ブロックに、探傷面から深さ１００ｍｍの位置にφ３ｍｍの横向きのドリル穴を加工した試験片を用いた場合の斜角探傷試験結果を示す。
この試験では、通常の斜角探傷と同様にくさびを用いて試験片中に横波が入射する構成とし、公称周波数５ＭＨｚの振動素子を用いた。また、くさびはポリスチレン製のものを用い、くさび角度は試験片中で屈折角度が７０°になるような角度で４２．７°とした。
【００３８】
図５は、振動素子の開口幅Ｄを変化させ、超音波音場を集束制御した場合と、しない場合での上記試験片横穴でのビーム広がりの測定例を示す図である。
この場合、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程Ｌは、きず位置を対象とすると、Ｌ＝１００ｍｍ／cos ７０°≒２９２ｍｍとなり、試験片中の横波音速を３２３０ｍ／ｓとすると、公称周波数における超音波波長λ_n は０．６５ｍｍとなる。これらのＬ＝２９２ｍｍ、λ_n ＝０．６５ｍｍ、α＝４２．７°、θ＝７０°を用いて計算される必要最小限の開口幅ＤをＤ_min とすると、Ｄ_min は式（４）に基づき、次式（６）のように求められる。
また、探傷範囲を試験片全体とする場合には、Ｌ＝１２０ｍｍ／cos ７０°≒３５１ｍｍとなり、Ｄ_min は式（４）に基づき、次式（７）のように求められる。
【００３９】
【数８】

【００４０】
図５において、横軸はくさび傾斜方向における複数の各振動素子の幅及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄを、上記式（６）のＤ_min で除した値Ｄ／Ｄ_min を、縦軸は各条件での横穴のエコーピークを０ｄＢとしたときの、−６ｄＢのビーム幅Ｗｂ_-6dBを上記Ｄ_min で除した値Ｗｂ_-6dB／Ｄ_min を示している。また図の黒丸は音場制御あり、白丸は音場制御なしの場合である。
【００４１】
図５により、Ｄ／Ｄ_min が１以下、すなわち、振動素子開口幅ＤがＤ_min より小さい場合においては、Ｗｂ_-6dB／Ｄ_minが大きくビーム幅が広い。また、音場制御の有無でビーム幅に差がなく、音場の制御が有効でないことがわかる。
【００４２】
一方、Ｄ／Ｄ_min が１より大きい場合は、音場制御ありの場合ビーム幅が狭くなり、音場制御なしの場合ビーム幅が広くなり、音場制御の有無でビーム幅の違いが明白である。従って音場制御を行う場合、振動素子開口幅Ｄは式（４）を満足させるように設定する必要がある。
【００４３】
次に前記試験片（厚さ１２０ｍｍの鋼製ブロックに、探傷面から深さ１００ｍｍの位置にφ３ｍｍの横向きのドリル穴を加工した試験片）を用い、振動素子の開口幅は、上記式（６）または式（７）の数値を十分満足するＤ＝８０ｍｍとし、試験片中での屈折角は７０°、振動素子の公称周波数は５ＭＨｚで横波が入射する構成とし、くさびはポリスチレン製のものを用い、くさび角度は試験片中で屈折角度が７０°になるような角度で４２．７°を用いた場合の探傷結果を表１に示す。
【００４４】
表１は、（１）音場を収束制御した場合、（２）音場を制御しない場合、（３）従来広く用いられている振動子サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍの場合について、エコー高さピークに対しエコー高さが−６ｄＢとなる前後方向の走査距離と、ピークエコー高さを８０％にしたときＳＮ比を示している。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１より、従来法にくらべてアレイ探触子を用いて、振動素子開口幅を大きくして入射超音波のエネルギーを大きくすることにより、ＳＮ比がかなり改善されることがわかる。また、音場を制御することにより、超音波の広がりが抑制されるため、超音波の広がりに起因する不要なエコーの発生が抑制され、さらに、超音波ビームが広くなり過ぎることによるエコーピーク位置検出精度の低下を防止でき、精度の良い探傷が実現できることになる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、斜角探傷用くさびを介して被検体探傷面より超音波を屈折入射させて被検体の探傷を行う超音波探傷方法およびその装置において、前記斜角探傷用くさびの傾斜面に複数の振動素子をアレイ状に配列し、くさび傾斜方向における前記複数の各振動素子の幅及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄは、くさびの傾斜面に対して垂直に超音波を入射させたときの被検体探傷面に対する超音波の入射角をα、屈折角をθ、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬ、被検体内を伝搬する超音波の振動素子の公称周波数における波長をλ_n とすると、次式（Ａ）を満足するように設定するので、厚板でビーム路程が大きくなる場合や被検体内での超音波の減衰が大きくなる場合の斜角探傷においても、良好なＳＮ比により、高感度の探傷が可能となる。
【００４８】
【数９】

【００４９】
また本発明によれば、前記斜角探傷において、前記複数の各振動素子をそれぞれ励振する際に、前記複数の各振動素子毎にその励振タイミングを制御し、また前記複数の各振動素子がそれぞれ受波した信号を合成する際に、前記複数の各振動素子毎の受波信号の合成タイミングを制御し、前記被検体内に形成される超音波音場を所望の形状とするように制御するので、超音波の広がりに起因する不要なエコーの発生が抑止され、且つ欠陥部の精度の良い検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る超音波探傷装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る図１と異なる超音波探触子の例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る超音波探傷装置の構成図である。
【図４】本発明に係る斜角探傷時の仮想振動子開口幅の説明図である。
【図５】振動素子開口幅を変化させ、超音波音場を収束制御した場合としない場合での超音波ビーム広がりの測定例を示す図である。
【符号の説明】
１振動素子
２くさび
３ダンパ材
４斜角アレイ探触子
４Ａ垂直アレイ探触子
５パルサ群
６送信用遅延時間制御器
７受信用遅延時間制御器
８受信器
９制御装置
１０データ処理装置
１１パソコン

Claims

斜角探傷用くさびを介して被検体探傷面より超音波を屈折入射させて被検体の探傷を行う超音波探傷方法において、
前記斜角探傷用くさびの傾斜面に複数の振動素子をアレイ状に配列し、くさび傾斜方向における前記複数の各振動素子の幅及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄは、前記くさびの傾斜面に対して垂直に超音波を入射させたときの前記被検体探傷面に対する超音波の入射角をα、屈折角をθ、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬ、被検体内を伝搬する超音波の振動素子の公称周波数における波長をλ_n とすると、次式（Ａ）を満足するように設定することを特徴とする超音波探傷方法。
前記複数の各振動素子をそれぞれ励振する際に、前記複数の各振動素子毎にその励振タイミングを制御し、また前記複数の各振動素子がそれぞれ受波した信号を合成する際に、前記複数の各振動素子毎の受波信号の合成タイミングを制御し、前記被検体内に形成される超音波音場を所望の形状とするように制御することを特徴とする請求項１記載の超音波探傷方法。
斜角探傷用くさびを介して被検体探傷面より超音波を屈折入射させて被検体の探傷を行う超音波探傷装置において、
前記斜角探傷用くさびの傾斜面に複数の振動素子をアレイ状に配列し、くさび傾斜方向における前記複数の各振動素子の幅及び間隔の総和で決まる振動素子開口幅Ｄは、前記くさびの傾斜面に対して垂直に超音波を入射させたときの前記被検体探傷面に対する超音波の入射角をα、屈折角をθ、斜角探傷範囲または斜角探傷の対象位置により決定されるビーム路程をＬ、被検体内を伝搬する超音波の振動素子の公称周波数における波長をλ _n とすると、次式（Ａ）を満足するように構成した斜角探触子と、
前記斜角探触子の複数の各振動素子毎に供給する励振パルスのタイミングを個別に制御し、また前記斜角探触子の複数の各振動素子毎の受波信号を合成するタイミングを個別に制御し、前記被検体内に形成される超音波音場を所望の形状とするように制御する音場制御手段とを備えたことを特徴とする超音波探傷装置。