KR102783291B1 - 초음파 검사 시스템 및 초음파 검사 방법 - Google Patents

Abstract

결함부의 검출 정밀도를 향상시키기 위해, 기체를 개재하여 피검사체(E)로 초음파 빔을 입사함으로써 피검사체(E)의 검사를 행하는 초음파 검사 장치(1)이며, 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브(110)와 피검사체(E)에 관하여, 송신 프로브(110)의 반대측에 설치되는 수신 프로브(120)를 구비하고, 송신 프로브(110)로부터 방출되는 초음파 빔의 전반로의 중심축인 송신음축(AX1)과, 수신 프로브(120)로부터 방출된다고 가정한 초음파 빔의 전반로의 중심축인 수신음축(AX2)의 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 편심 거리 조정부(105)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 검사 시스템 및 초음파 검사 방법

본 발명은, 초음파로 결함부를 탐색하는 초음파 검사 시스템 및 초음파 검사 방법의 기술에 관한 것이다.

예를 들어 초음파 빔의 조사에 의해, 음향 임피던스의 차이에 의한 초음파의 반사 특성을 이용함으로써, 피검사체의 내부에 존재하는 결함부를 검출할 수 있다.

또한, 초음파의 투과 특성을 사용하여 피검사체의 내부에 존재하는 결함부를 검출할 수도 있다. 예를 들어, 피검사체의 내부에 공기 등 음향 임피던스가 작은 결함부(공동 등)가 있는 경우, 피검사체의 내부에서 음향 임피던스의 갭이 발생하므로, 초음파 빔의 투과량이 작아진다. 따라서, 초음파 빔의 투과량을 계측함으로써, 피검사체 내부의 결함부를 검출할 수 있다.

피검사체에 대한 초음파 검사 기술로서, 특허문헌 1에 기재된 기술이 알려져 있다. 특허문헌 1에는 「피검체의 표면에 평행한 평면 방향으로 초음파 탐촉자를 주사시키면서 상기 초음파 탐촉자로부터 상기 피검체를 향하여 초음파를 송출하고, 상기 피검체로부터 되돌아오는 반사 에코파를 상기 초음파 탐촉자로 수신하고, 상기 반사 에코파에 관한 신호를 디지털 파형 데이터로 변환하고, 상기 디지털 파형 데이터를 연산 처리 수단에 보내고, 해당 연산 처리 수단으로 연산 처리를 행하여 상기 피검체의 내부 결함을 검사하는 초음파 검사 장치에 있어서, 상기 연산 처리 수단은, 상기 피검체로부터 되돌아오는 상기 반사 에코파가 복수이고 또한 서로 간섭할 때, 간섭한 복수의 상기 반사 에코파에 관한 수신파형의 주파수 영역에서의 파형 특성에서 발생하는 변화 부위를 추출하는 추출 수단과, 추출된 상기 변화 부위에 기초하여 상기 내부 결함에 관한 화상을 작성하는 화상 작성 수단을 구비하고, 상기 추출 수단은, 상기 수신 파형에 관한 데이터를 푸리에 변환 처리하여 파워 스펙트럼을 산출하는 변환 처리 수단과, 상기 푸리에 변환 처리에 의해 산출된 파워 스펙트럼 상에서 파워 스펙트럼값이 저하되어 있는 적어도 1개의 딥 주파수를 계산하는 연산 수단과, 상기 딥 주파수에 대하여 대역을 설정하는 대역 설정 수단을 구비하고, 작성된 상기 화상에 기초하여 상기 내부 결함을 검사하는 것을 특징으로 하는」 초음파 검사 장치 및 초음파 검사 방법이 개시되어 있다(청구항 1 참조).

특허문헌 1에 기재된 방법은 수침법이라고 불리고, 피검사체를 수 중에 침지할 필요가 있다. 수침법을 사용하는 이유는, 초음파 빔의 감쇠를 가능한 한 방지하기 위함이다.

그러나, 수침법에서는, 물에 대한 접촉을 피해야 하는 피검사체의 검사를 행할 수 없는 등, 피검사체에 큰 제약이 발생한다. 이 때문에, 피검사체를 공기 중에 설치한 상태에서, 송신 프로브 및 수신 프로브를 피검사체에 대하여 비접촉으로 배치하여 검사하는 방법이 요구되고 있다.

한편, 공기를 경유하여 초음파 빔이 비검사체에 입사하면, 수신 신호가 매우 미약해진다고 하는 과제가 있다. 예를 들어, 특허문헌 2에는, 「연속되는 소정 개수의 마이너스의 구형파로 이루어지는 구형파 버스트 신호(a)를 피검체(11)에 공기(46)를 개재하여 대향 배치된 송신 초음파 탐촉자(12)에 인가한다. 피검체에 공기를 개재하여 대향 배치되고 수신 초음파 탐촉자(13)에 의해 피검체를 전반한 초음파를 투과파 신호(b)로 변환한다. 이 투과파 신호의 신호 레벨에 기초하여 피검체의 결함 유무를 판정한다. 또한, 송신 초음파 탐촉자 및 수신 초음파 탐촉자는, 진동자(42) 및 당해 진동자의 초음파 송수신측에 설치된 전방면판(45)의 음향 임피던스를, 피검체에 맞닿게 하여 사용하는 접촉형 초음파 탐촉자에 비교하여 낮게 설정하고 있는」 공중 초음파 탐상 시스템이 개시되어 있다(요약 참조).

일본 특허 제5075850호 명세서 일본 특허 공개 제2008-128965호 공보

그런데, 발명자들이 검토한 결과, 특허문헌 2에 기재된 기술에는, 미소한 결함부를 검출하기 어렵다고 하는 과제가 존재하는 것을 알았다.

이와 같은 배경을 감안하여 본 발명이 이루어진 것이며, 본 발명은 결함부의 검출 정밀도를 향상시키는 것을 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 기체를 개재하여 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템이며, 상기 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브를 구비하고, 상기 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치된 수신 프로브를 구비하고, 상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

그 밖의 해결 수단은 발명을 실시하기 위한 형태에 있어서 후기한다.

본 발명에 따르면, 결함부의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 초음파 검사 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a는 송신음축, 수신음축, 편심 거리의 설명을 하는 도면(그 1)이다.
도 2b는 송신음축, 수신음축, 편심 거리의 설명을 하는 도면(그 2)이다.
도 3은 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 4는 송신 프로브의 구조를 도시하는 단면 모식도이다.
도 5a는 수신 프로브로부터의 수신 파형을 도시하는 도면(그 1)이다.
도 5b는 수신 프로브로부터의 수신 파형을 도시하는 도면(그 2)이다.
도 6은 신호 강도 데이터의 플롯예를 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 실시 형태에 있어서의 초음파 빔의 전반 경로를 모식적으로 도시한 도면(그 1)이다.
도 7b는 본 실시 형태에 있어서의 초음파 빔의 전반 경로를 모식적으로 도시한 도면(그 2)이다.
도 8a는 지금까지의 초음파 검사법에서의 초음파 빔의 전반 경로를 모식적으로 도시한 도면(그 1)이다.
도 8b는 지금까지의 초음파 검사법에서의 초음파 빔의 전반 경로를 모식적으로 도시한 도면(그 2)이다.
도 9는 지금까지의 초음파 검사법에서의 신호 강도 데이터의 플롯을 도시하는 도면이다.
도 10a는 피검사체 내에서의 결함부와 초음파 빔의 상호 작용을 모식적으로 도시한 도면(그 1)이다.
도 10b는 피검사체 내에서의 결함부와 초음파 빔의 상호 작용을 모식적으로 도시한 도면(그 2)이다.
도 11은 제2 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치에 있어서의 송신 프로브와, 수신 프로브의 관계를 도시하는 도면이다.
도 12는 송신 프로브에 있어서의 빔 입사 면적 및 수신 프로브에 있어서의 빔 입사 면적의 관계를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 13은 제3 실시 형태에 따른 수신 프로브의 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 제4 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 15는 제4 실시 형태에 의한 효과가 발생하는 이유를 설명하는 모식도이다.
도 16은 제5 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 17은 제5 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치의 기능 블록도이다.
도 18은 제6 실시 형태에 있어서의 수신 프로브의 배치를 도시하는 도면이다.
도 19는 제7 실시 형태에 있어서의 수신 프로브의 배치를 도시하는 도면(그 1)이다.
도 20은 제7 실시 형태에 있어서의 수신 프로브의 배치를 도시하는 도면(그 2)이다.
도 21은 초음파 검사 장치에 의한 처리 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 22는 제어 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태라고 칭함)를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 다른 실시 형태끼리를 조합하거나, 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않는 범위에서 임의로 변형하거나 할 수 있다.

또한, 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 도시의 내용은, 도시의 사정상, 본 발명의 효과를 현저하게 손상시키지 않는 범위에서 실제의 구성으로부터 변경하는 경우가 있다.

[제1 실시 형태]

(초음파 검사 장치(1))

도 1은, 제1 실시 형태의 초음파 검사 시스템(Z)의 구성을 도시하는 도면이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 초음파 검사 시스템(Z)은, 초음파 검사 장치(1), 표시 장치(3)가 접속되어 있는 제어 장치(2)를 갖는다. 도 1에 있어서, 초음파 검사 장치(1)는 단면 모식도로 도시하고 있다.

초음파 검사 장치(1)는, 기체를 개재한 피검사체(E)로의 초음파 빔(U)(도 4 참조)의 입사에 의해 피검사체(E)의 검사를 행하는 것이다. 즉, 하우징(101)의 내부는 공동이 되어 있다. 도 1에는, 지면 직교 방향으로서 x축, 지면 좌우 방향으로서 y축, 지면 상하 방향으로서 z축을 포함하는 직교 3축의 좌표계를 나타내고 있다.

초음파 검사 장치(1)는, 하우징(101)에 고정된 시료대(102)를 구비하고, 시료대(102)에는 피검사체(E)가 적재된다. 피검사체(E)는, 공기 등의 기체보다도 음속이 빠른 재료로 구성된 것이면 임의이다. 피검사체(E)는 예를 들어 고체 재료이며, 보다 구체적으로는 예를 들어 금속, 유리, 수지 재료, 혹은 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱, Carbon-Fiber Reinforced Plastics) 등의 복합 재료 등이다. 또한, 도 1의 예에 있어서, 피검사체(E)는 내부에 결함부(D)를 갖고 있다. 결함부(D)는, 공동 등이다. 피검사체(E)에 있어서, 결함부(D) 이외의 부분을 건전부(N)라고 칭한다.

초음파 검사 장치(1)는, 탐촉자(P)(도 4 참조)를 구비하는 송신 프로브(110)와, 수신 프로브(120)를 갖는다. 수신 프로브(120)는 피검사체(E)에 관하여 송신 프로브(110)와는 반대측에 배치되고, 송신 프로브(110)로부터 방출된 초음파 빔(U)을 수신한다. 구체적으로는, 초음파 검사 장치(1)는 송신 프로브 주사부(103)를 개재하여 하우징(101)에 설치되어 있는 송신 프로브(110)를 구비한다.

여기서, 「송신 프로브(110)의 반대측」이란, 피검사체(E)에 의해 구획되는 2개의 공간 중, 송신 프로브(110)가 위치하는 공간과 반대측(z축 방향에 있어서 반대측)의 공간이라고 하는 의미이며, x, y 좌표가 동일한 반대측(즉, xy 평면에 관하여 면 대칭의 위치)이라고 하는 의미는 아니다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 송신음축(AX1)과, 수신음축(AX2)이, 편심 거리 L만큼 어긋나도록, 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)가 설치된다. 또한, 송신음축(AX1), 수신음축(AX2), 편심 거리 L에 대해서는 후기한다.

상기한 바와 같이, 수신 프로브 주사부(104)가 이동함으로써, 수신 프로브(120)는 시료대(102)를 x축 및 y축 방향으로 주사한다. 송신 프로브(110)와 수신 프로브(120)는, 피검사체(E)를 끼워서 x축 방향, 혹은, y축 방향에 대하여 편심 거리 L을 유지하면서 주사한다(굵은 양쪽 화살표).

하우징(101)에 설치되어 있는 수신 프로브 주사부(104)에는, 편심 거리 조정부(105)가 구비되어 있다. 그리고, 편심 거리 조정부(105)에는 수신 프로브(120)가 구비되어 있다. 편심 거리 조정부(105)에 의해, 수신음축(AX2)과, 송신음축(AX1)의 어긋남이 편심 거리 L로 되도록 설정한다.

본 실시 형태에서는, 편심 거리 조정부(105)를 수신 프로브 주사부(104)측에 마련했지만, 편심 거리 조정부(105)를 송신 프로브 주사부(103)측에 마련해도 된다.

또한, 초음파 검사 장치(1)에는, 제어 장치(2)가 접속되어 있다. 제어 장치(2)는, 송신 프로브 주사부(103) 및 수신 프로브 주사부(104)에 지시함으로써, 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)의 이동(주사)을 제어한다. 송신 프로브 주사부(103) 및 수신 프로브 주사부(104)가 x축 및 y축 방향으로 동기하여 이동함으로써, 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)는 피검사체(E)를 x축 및 y축 방향으로 주사한다. 또한, 제어 장치(2)는, 송신 프로브(110)로부터 초음파 빔(U)을 발사하고, 수신 프로브(120)로부터 취득한 신호에 기초하여 파형 해석을 행한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 피검사체(E)가 시료대(102)를 개재하여 하우징(101)에 고정된 상태, 즉, 피검사체(E)는 하우징(101)에 대해 고정된 상태에서, 송신 프로브(110)와 수신 프로브(120)를 주사하는 예를 나타내고 있다. 이와는 반대로, 송신 프로브(110)와 수신 프로브(120)가 하우징(101)에 대하여 고정되고, 피검사체(E)가 이동함으로써, 주사가 행해지는 구성으로 해도 된다.

송신 프로브(110)와 피검사체(E) 사이 및 수신 프로브(120)와 피검사체(E) 사이에는 공기 등의 기체인 기상이 개재된다. 바꿔 말하면, 초음파 검사 장치(1)는 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120) 모두 피검사체(E)에 접촉하지 않는, 비접촉형의 초음파 검사 장치(1)이다.

송신 프로브(110)는 수렴형의 송신 프로브(110)이다. 한편, 수신 프로브(120)는 수렴성이 송신 프로브(110)보다도 완만한 프로브를 사용한다. 본 실시 형태에서는, 수신 프로브(120)에는 탐촉자면이 평면인 비수렴형의 프로브를 사용하고 있다. 이와 같은, 비수렴형의 수신 프로브(120)를 사용함으로써, 폭넓은 범위에 대하여 결함부(D)의 정보를 수집할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 송신 프로브(110)에 대하여, 도 1의 y축 방향으로 편심 거리 L만큼 수신 프로브(120)가 어긋나게 배치되어 있지만, 도 1의 x축 방향으로 어긋난 상태에서 수신 프로브(120)가 배치되어도 된다. 혹은, x축 방향으로 L1, y축 방향으로 L2(즉, 송신 프로브(110)의 xy 평면에서의 위치를 원점으로 하면, (L1, L2)의 위치)에 수신 프로브(120)가 배치되어도 된다.

(편심 거리 L의 정의)

도 2a 및 도 2b는, 송신음축(AX1), 수신음축(AX2), 편심 거리 L의 설명을 하는 도면이다.

음축이란, 초음파 빔(U)의 중심축이라고 정의된다. 여기서, 송신음축(AX1)은, 송신 프로브(110)가 방출되는 초음파 빔(U)의 전반 경로의 음축이라고 정의된다. 바꿔 말하면, 송신음축(AX1)은, 송신 프로브(110)가 방출하는 초음파 빔(U)의 전반 경로의 중심축이다.

또한, 수신음축(AX2)은, 수신 프로브(120)가 초음파 빔(U)을 방출한다고 상정한 경우의 가상 초음파 빔의 전반 경로의 음축이라고 정의된다. 바꿔 말하면, 수신음축(AX2)은, 수신 프로브(120)가 초음파 빔(U)을 방출한다고 상정한 경우의 가상 초음파 빔의 중심축이다.

또한, 송신음축(AX1)은, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 피검사체(E)의 계면에 의한 굴절을 포함하는 것으로 한다. 즉, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 송신 프로브(110)로부터 방출된 초음파 빔(U)이, 피검사체(E)의 계면에서 굴절하는 경우는, 그 초음파 빔(U)의 전반 경로의 중심(음축)이 송신음축(AX1)이 된다.

편심 거리 L이란, 송신음축(AX1)과, 수신음축(AX2)의 어긋남의 거리로 정의된다. 따라서, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 송신 프로브(110)로부터 방출된 초음파 빔(U)이 굴절되는 경우, 편심 거리 L은, 굴절하고 있는 송신음축(AX1)과, 수신음축(AX2)의 어긋남의 거리로 정의된다. 본 실시 형태의 초음파 검사 시스템(Z)은, 이와 같이 정의되는 편심 거리 L이, 제로보다 큰 거리가 되도록, 편심 거리 조정부(105)에 의해 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)가 조정된다.

도 2a는, 송신 프로브(110)를 피검사체(E)의 표면에 있어서의 법선 방향으로 배치한 경우를 도시하는 도면이다.

여기서, 도 2a 및 도 2b에 있어서, 송신음축(AX1)을 실선의 화살표로 나타내고 있다. 또한, 수신음축(AX2)을 일점쇄선의 화살표로 나타내고 있다. 또한, 도 2a 및 도 2b에 있어서, 파선으로 나타내는 수신 프로브(120A)의 위치가, 편심 거리 L이 제로인 위치이다. 또한, 실선으로 나타내는 수신 프로브(120)는 편심 거리 L의 위치에 배치되어 있는 수신 프로브(120)이다.

도 2a에 도시하는 예와 같이, 송신음축(AX1)이 수평면(도 1의 xy 평면)에 대하여 수직으로 되도록, 송신 프로브(110)가 설치되는 경우, 초음파 빔(U)의 전반 경로는 굴절되지 않는다. 즉, 송신음축(AX1)은 굴절되지 않는다.

도 2b는, 송신 프로브(110)를 피검사체(E)의 표면에 있어서의 법선 방향으로부터 각도 α만큼 기울여서 배치한 경우를 도시하는 도면이다.

도 2b에서도 도 2a와 마찬가지로, 송신음축(AX1)을 실선의 화살표로 나타내고, 수신음축(AX2)을 일점쇄선의 화살표로 나타내고 있다. 도 2b에 도시하는 예의 경우, 상기한 바와 같이, 피검사체(E)와 공기의 계면에서, 초음파 빔(U)의 전반 경로가 굴절된다. 그 때문에, 송신음축(AX1)은, 도 2b의 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 절곡된다(굴절됨). 이 경우, 파선으로 나타낸 수신 프로브(120A)의 위치는, 송신음축(AX1) 상에 위치하기 때문에 편심 거리 L이 제로의 위치이다. 그리고, 상기한 바와 같이, 실선으로 나타내는 수신 프로브(120)의 위치가, 편심 거리 L이 되는 수신 프로브(120)의 위치이다.

또한, 도 1에 도시하는 예에서는, 송신 프로브(110)를 피검사체(E)의 표면에 있어서의 법선 방향으로 설치하고 있으므로, 편심 거리 L은, 도 2a에 도시하는 바와 같은 것이 된다.

편심 거리 L은, 피검사체(E)의 건전부(N)에서의 수신 신호보다도, 결함부(D)에서의 신호 강도의 쪽이 커지는 위치에 설정한다. 이 점에 대해서는 후기한다.

(제어 장치(2))

도 3은, 제어 장치(2)의 기능 블록도이다.

초음파 검사 장치(1)에 구비되는 제어 장치(2)는, 초음파 검사 장치(1)의 구동을 제어하는 것이다. 제어 장치(2)는 송신 계통(210)과, 수신 계통(220)과, 데이터 처리부(201)와, 스캔 컨트롤러(204)와, 구동부(202)와, 위치 계측부(203)를 구비한다.

송신 계통(210)은 송신 프로브(110)로의 인가 전압을 생성하는 계통이다. 송신 계통(210)은 파형 발생기(211) 및 출력 앰프(212)를 구비한다. 파형 발생기(211)에서 버스트파 신호가 발생한다. 그리고, 발생한 버스트파 신호는 출력 앰프(212)에 의해 증폭된다. 출력 앰프(212)로부터 출력된 전압은 송신 프로브(110)에 인가된다.

수신 계통(220)은 수신 프로브(120)로부터 출력되는 수신 신호를 검출하는 계통이다. 수신 프로브(120)로부터 출력된 신호는, 신호 앰프(222)에 입력되어 증폭된다. 증폭된 신호는, 파형 해석부(221)에 입력된다.

파형 해석부(221)는, 수신 신호로부터 후기하는 신호 강도 데이터(도 6 참조)를 생성한다. 생성된 신호 강도 데이터는 데이터 처리부(201)에 보내진다.

데이터 처리부(201)는, 피검사체(E)의 결함부(D)에 관한 정보를 영상화하거나, 결함부(D)의 존재 유무를 검출하거나 한다고 하는, 취득한 정보를 원하는 형태로 처리한다. 또한, 데이터 처리부(201)에서 생성된 화상이나 정보는 표시 장치(3)에 표시된다.

스캔 컨트롤러(204)는, 도 1에 도시하는 송신 프로브 주사부(103) 및 수신 프로브(104)를 구동 제어한다. 송신 프로브 주사부(103) 및 수신 프로브(104)의 구동 제어는, 구동부(202)를 통하여 행해진다. 또한, 스캔 컨트롤러(204)는 위치 계측부(203)를 개재하여, 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)의 위치 정보를 계측한다.

여기서, 데이터 처리부(201)는, 스캔 컨트롤러(204)로부터 수취하는 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)의 위치 정보를 기초로 하여, 각각의 위치에서의 신호 강도 데이터를 플롯하여 화상화하고, 표시 장치(3)에 표시한다.

후기하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 결함부(D)에서 취득한 신호 강도 데이터는, 건전부의 신호 강도 데이터보다도 크다. 따라서, 송신 프로브(110)의 (x, y) 주사 위치에 대하여 신호 강도 데이터를 플롯하면, (x, y) 위치의 어디에 결함이 있는지를 나타내는 화상을 취득할 수 있다. 이 결함 위치를 나타내는 화상을 표시 장치(3)가 표시한다.

(송신 프로브(110)의 구조)

도 4는, 송신 프로브(110)의 구조를 도시하는 단면 모식도이다.

도 4에서는, 간략화를 위해, 방출되는 초음파 빔(U)의 외곽만을 도시하고 있지만, 실제로는, 탐촉자면(114)의 전역에 걸쳐서, 탐촉자면(114)의 법선 벡터 방향으로 다수의 초음파 빔(U)이 방출된다.

송신 프로브(110)는 초음파 빔(U)을 수렴하도록 구성된다. 이에 의해, 피검사체(E) 중의 미소한 결함부(D)를 고정밀도로 검출할 수 있다. 미소한 결함부(D)를 검출할 수 있는 이유는 후기한다. 송신 프로브(110)는 송신 프로브 하우징(115)을 구비하고, 송신 프로브 하우징(115)의 내부에 탐촉자(P)를 구비한다. 탐촉자(P)는 백킹(112)과, 진동자(111)와, 정합층(113)을 구비한다. 탐촉자(P)는 리드선(118)에 의해, 커넥터(116)에 접속되어 있다. 또한, 커넥터(116)는 리드선(117)에 의해 전원 장치(도시 생략) 및 제어 장치(2)에 접속된다.

(수신 파형)

도 5a 및 도 5b는, 수신 프로브(120)로부터의 수신 파형을 도시하는 도면이다. 도 5a는 피검사체(E)의 건전부(N), 즉 결함부(D)가 없는 부분에서의 수신 파형을 도시하는 도면이다. 도 5b는 피검사체(E) 내에 마련된 폭 2㎜ 폭의 공동(결함부(D))의 xy 좌표 위치에 송신 프로브(110)를 배치했을 때의 수신 신호이다. 또한, 도 5a 및 도 5b에 있어서, 시간은 버스트파가 송신 프로브(110)에 인가되고 나서의 경과 시간을 나타내고 있다.

도 5a 및 도 5b에서는, 피검사체(E)로서 두께 2㎜의 스테인리스판을 사용하였다. 송신 프로브(110)에는 주파수 800㎑의 버스트파를 인가하였다. 보다 구체적으로는, 10파의 사인파로 구성되는 버스트파를 일정 주기로 피검사체(E)에 인가하였다.

도 5a에서는, 유의한 신호는 관측되어 있지 않지만, 도 5b에서는, 버스트파가 송신 프로브(110)에 인가되고 나서 90 마이크로초 후에 유의한 신호가 관측되어 있다. 이 유의한 신호가 관측될 때까지의 90 마이크로초의 지연은, 수신 프로브(120)에 산란파(U1)(도 7 참조)가 도달하는 데 요하는 시간이다. 구체적으로는, 공중의 음속이 340(㎧)인 것에 반해, 스테인리스 중에서는 6000(㎧) 정도이다.

도 6은, 폭 2㎜의 결함부(D)에 대해, 송신 프로브(110)와 수신 프로브(120)를 x축 방향으로 주사하고, x축 위치에서의 수신 신호(도 5b에 도시하는 수신 신호)로부터 추출한 신호 강도 데이터를 플롯한 것이다.

본 실시 형태에서는, 신호 강도 데이터의 추출 방법은, 도 5b에 도시하는 수신 신호의 Peak To Peak값, 즉, 적절한 시간 영역에서의 최댓값과 최솟값의 차를 추출하였다.

신호 강도 데이터의 추출 방법의 다른 예로서, 도 5b에 도시하는 수신 신호가, 단시간 푸리에 변환 등의 신호 처리에 의해 주파수 성분으로 변환되고, 적절한 주파수 성분의 강도가 추출되어도 된다. 나아가, 신호 강도 데이터로서, 적절한 참조파를 기준으로 하여, 상관 함수가 계산되어도 된다.

이와 같이 하여 신호 강도 데이터가, 송신 프로브(110)의 각 주사 위치에 대응하여 취득된다.

도 6에 도시한 신호 강도 데이터의 플롯에 있어서, 폭 2㎜ 폭의 공동은, 도 6의 부호 D1에 대응한다.

피검사체(E)의 건전부(N)(부호 D1 이외의 부분)에서는 노이즈 레벨의 신호인 것에 반해, 내부에 결함부(D)가 있는 위치(부호 D1)에서는, 수신 신호가 유의미하게 크게 되어 있는 것을 알 수 있다.

이와 같이 편심 거리 조정부(105)는, 수신 프로브(120)에 의해 검출되는 수신 신호 강도가, 피검사체(E)의 건전부(N)에 있어서의 신호 강도보다도, 결함부(D)에 있어서의 신호 강도의 쪽이 커지도록 편심 거리 L을 설정한다.

편심 거리 조정부(105)는, 피검사체(E)의 건전부(N)에서는 유의한 수신 신호가 나오지 않도록 편심 거리 L을 설정하면, 더욱 바람직하다.

송신 프로브(110)를 x축 방향만의 1차원으로 주사한 경우는, 표시 장치(3)에는 도 6에 도시하는 신호 강도 데이터의 그래프(신호 강도 그래프(G))가 표시된다. 송신 프로브(110)의 주사 방향이 x, y의 2차원인 경우에 대해서는, 신호 강도 데이터를 플롯함으로써, 결함 위치가 2차원 화상으로서 나타내어지고, 그것이 표시 장치(3)에 표시된다.

도 7a 및 도 7b는, 본 실시 형태에 있어서의 초음파 빔(U)의 전반 경로를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 7a는, 건전부(N)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우를 나타내고, 도 7b는, 내부에 공동을 갖는 결함부(D)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우를 나타낸다.

도 7a 및 도 7b에 도시되는 바와 같이, 송신 프로브(110)로부터 방출된 초음파 빔(U)은 피검사체(E)에 입사한다. 도 7a에 도시하는 바와 같이, 건전부(N)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우, 초음파 빔(U)은 송신음축(AX1)의 중심 부근을 통과한다. 그 때문에, 편심 거리 L을 유지하여 배치되어 있는 수신 프로브(120)에서는 수신 신호가 관측되지 않는다. 이에 반해, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 결함부(D)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우, 결함부(D)에서 초음파 빔(U)이 산란되고, 그 산란파(U1)가 편심 설치된 수신 프로브(120)에서 수신된다. 그 때문에, 수신 신호가 관측된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치(1)에서는, 피검사체(E)에 있어서의 결함부(D)에 의해 산란된 산란파(U1)가 수신 프로브(120)에서 관측된다. 그 때문에, 건전부(N)에서의 수신 신호보다도 결함부(D)에서의 수신 신호의 쪽이 커지는 것이 특징이다. 즉, 신호가 큰 위치에 결함부(D)가 있다고 판정된다.

(비교예)

여기서, 비교예로서, 지금까지 행해지고 있는 초음파 검사의 방법을 설명한다.

도 8a 및 도 8b는, 지금까지의 초음파 검사법에서의 초음파 빔(U)의 전반 경로를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 8a는, 건전부(N)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우를 나타내고, 도 8b는, 내부에 공동을 갖는 결함부(D)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우를 나타낸다.

지금까지의 초음파 검사법에서는, 예를 들어 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 송신음축(AX1)과 수신음축(AX2)이 일치하도록, 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)가 배치된다.

도 8a에 도시하는 바와 같이, 피검사체(E)의 건전부(N)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우, 초음파 빔(U)이 피검사체(E)를 통과하여 수신 프로브(120)에 도달한다. 따라서, 수신 신호가 커진다. 한편, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 결함부(D)에 초음파 빔(U)이 입사된 경우, 결함부(D)에 의해 초음파 빔(U)의 투과가 저지되기 때문에 수신 신호가 감소된다. 이와 같이 수신 신호의 감소에 의해 결함부(D)를 검출한다. 이것은, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같다.

여기서, 도 8a 및 도 8b에 도시하는 바와 같이, 결함부(D)에 있어서 초음파 빔(U)의 투과가 저지됨으로써 수신 신호가 감소되고, 결함부(D)를 검출하는 방법을, 여기서는 「저지법」이라고 칭하기로 한다. 한편, 본 실시 형태와 같이, 결함부(D)에서의 산란파(U1)를 검출하는 검사 방법을 「산란법」이라고 칭하기로 한다.

도 9는, 발명자들이, 도 8a 및 도 8b에 도시하는 저지법에 의한 초음파 검사법, 즉, 송신음축(AX1)과 수신음축(AX2)을 일치시킨 배치에서, 도 6에서 사용된 피검사체(E)와 동일한 결함부(D)를 갖는 피검사체(E)를 검사한 신호 강도 그래프를 도시하는 도면이다. 도 9에 있어서, 부호 D1의 부분이 결함부(D)에 상당하는 부분이다.

도 9에서는, 결함부(D)의 중심 위치(도 9의 위치 「0」)에서 신호의 감소가 확인되지만, 그 감소량은 작다. 이에 반해, 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 산란법에 의한 구성에 의하면, 저지법에 의한 도 9의 결과와 비교하면, 결함부(D)의 위치를 명확하게 검출할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예인 도 9에 도시하는 수신 결과와, 도 6에 도시하는 본 실시 형태에 의한 방법의 수신 결과를 비교하면, 도 6에 도시하는 본 실시 형태에 의한 방법의 쪽이, 높은 SN비를 얻을 수 있는 것은 명확하다.

이와 같이, 실시 형태의 산란법이 높은 SN비를 얻을 수 있는 이유에 대해서, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한다.

도 10a 및 도 10b는, 피검사체(E) 내에서의 결함부(D)와 초음파 빔(U)의 상호 작용을 모식적으로 도시한 도면이다.

여기서는, 결함부(D)의 크기가 초음파 빔(U)의 폭(이하, 빔 폭 BW라고 칭함)보다도 작은 경우를 고찰한다. 여기서의 빔 폭 BW란, 결함부(D)에 도달했을 때의 초음파 빔(U)의 폭이다.

도 10a 및 도 10b는, 결함부(D) 근방의 미소 영역에서의 초음파 빔(U)의 형상을 모식적 나타내고 있으므로 초음파 빔(U)을 평행하게 나타내고 있지만, 실제로는 수렴시킨 초음파 빔(U)이다.

또한, 도 10a 및 도 10b에서의 수신 프로브(120)의 위치는, 이해하기 쉽게 설명하기 위해 개념적인 위치를 기입한 것이며, 수신 프로브(120)의 위치와 형상은 정확하게 스케일되어 있지 않다. 즉, 결함부(D)와 초음파 빔(U)의 형상의 확대 스케일로 생각하면, 도 10a 및 도 10b에 도시하는 위치보다도 이격된 위치에 수신 프로브(120)는 위치한다.

초음파 빔(U)은, 수렴시켜 입사시켜도 결함부(D) 근방에서는 어떤 유한한 폭을 갖는다. 이것을, 결함부(D)의 위치에서의 빔 폭 BW로 한다.

상기한 바와 같이, 도 10a 및 도 10b에서는, 결함부(D)의 위치에서의 빔 폭 BW가 결함부(D)의 크기보다도 넓은 경우를 나타내고 있다.

도 10a는 저지법의 경우를 도시하는 도면이다. 결함부(D)가 빔 폭 BW보다도 작은 경우, 일부의 초음파 빔(U)은 저지되므로 수신 신호는 감소하지만, 제로는 되지 않는다. 예를 들어, 결함부(D)의 폭이 빔 폭 BW의 20%인 경우, 수신 신호는 대략 20%의 감소에 그치므로, 결함부(D)의 검출이 곤란하다. 즉, 도 10a에 도시하는 바와 같은 경우, 결함부(D)가 존재하는 개소에서는, 수신 신호가 20% 감소되는 것에 그친다(도 9 참조).

도 10b는, 본 실시 형태의 방법의 경우, 즉 산란법의 경우를 도시하는 도면이다. 산란법에서는, 결함부(D)에 초음파 빔(U)이 닿지 않는 경우, 초음파 빔(U)은 수신 프로브(120)에 입사하지 않으므로, 수신 신호는 제로이다. 그리고, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 초음파 빔(U)의 일부가 결함부(D)에 닿은 경우에서도, 산란파(U1)가 수신 프로브(120)에서 관측되므로, 저지법과 비교하여 결함부(D)의 검출이 용이하다. 즉, 결함부(D)가 존재하지 않으면 수신 신호는 제로가 되고, 미소라도 결함부(D)가 존재하면 수신 신호는 비제로가 된다. 그 때문에, SN비를 높게 하는 것이 가능해진다(도 6 참조).

이와 같이, 본 실시 형태에 의한 방법(산란법)에 의하면, 빔 폭 BW보다도 작은 결함부(D)를, 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다는 효과가 있다.

또한, 도 10a에서 도시한 바와 같이, 저지법에서는, 건전부(N)에 대응하는 수신 신호량을 기준으로 하여, 거기서부터의 감소량으로 결함부(D)를 판정한다. 따라서, 건전부(N)에서의 수신 신호가 일정값인 것이 필요하다.

그러나, 특히 공중 초음파에서는, 수침법의 검사 장치와 비교하여, 수신 프로브(120)에 도달하는 초음파 강도가 매우 작다. 그 때문에, 수신 신호는 높은 증폭률(게인)로 증폭할 필요가 있다. 이 때문에, 게인을 일정하게 유지하기 위해서는 고정밀도의 신호 증폭 회로가 필요하게 된다.

한편, 본 실시 형태에 의한 산란법에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 건전부(N)에서는 신호가, 거의 제로이며, 결함부(D)에서 신호가 관측되므로, 신호 증폭 회로의 게인 안정성에의 요구를 작게 할 수 있다. 단, 도 6에서는, 오프셋값만큼 신호 강도의 값이 향상되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 의한 방법의, 또 하나의 특징은, 포지티브 화상이 얻어지는 것이다. 즉, 산란법에서는 건전부(N)에는 신호가 발생하지 않거나, 혹은 신호가 작아, 결함부(D)에서 신호가 발생하거나, 혹은 신호가 커진다. 즉, 결함부(D)의 포지티브 화상이 얻어진다. 이에 반해, 저지법에서는 건전부(N)에서 신호가 커서, 결함부(D)에서 신호가 감소한다. 즉, 결함부(D)의 네가티브 화상이 얻어진다.

또한, 지금까지 사용되고 있는 (저지법의) 초음파 검사 장치의 수신 프로브(120)의 위치를 편심 거리 L만큼 어긋나게 하는 것만으로, 본 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치(1)를 실현할 수 있다. 즉, 지금까지 사용하고 있었던 초음파 검사 장치를 이용할 수 있으므로, 비용을 경감할 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 11은, 제2 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치(1)에 있어서의 송신 프로브(110)와, 수신 프로브(120)의 관계를 도시하는 도면이다.

제2 실시 형태에서는, 송신 프로브(110)와, 수신 프로브(120)의 수렴성의 관계에 대해서 설명한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 수신 프로브(120)의 수렴성을 송신 프로브(110)의 수렴성보다도 완만하게 하고 있다.

피검사체(E)의 내부에 있어서의 결함부(D)의 깊이나, 결함부(D)의 형상, 기울기 등에 의해 산란파(U1)의 전반 경로는 다소 변화된다. 그래서, 산란파(U1)의 경로가 변화되어도 수신 프로브(120)가 산란파(U1)를 검출할 수 있도록, 제2 실시 형태에서는 수신 프로브(120)의 수렴성을 완만하게 하고 있다. 빔 입사 면적(T1, T2)에 대해서는 후기한다.

여기서, 제2 실시 형태에 있어서 수렴성의 대소 관계는, 피검사체(E)의 표면에 있어서의 빔 입사 면적(T1, T2)의 대소 관계로 정의된다.

도 12는, 송신 프로브(110)에 있어서의 빔 입사 면적(T1) 및 수신 프로브(120)에 있어서의 빔 입사 면적(T2)의 관계를 모식적으로 도시하는 도면이다.

송신 프로브(110)의 빔 입사 면적(T1)이란, 송신 프로브(110)로부터 방출된 초음파 빔(U)의 피검사체(E) 표면에서의 교차 면적이다. 또한, 수신 프로브(120)의 빔 입사 면적(T2)은, 수신 프로브(120)로부터 초음파 빔(U)이 방출된 경우를 상정한 가상적인 초음파 빔(U2)과 피검사체(E) 표면에서의 교차 면적이다.

또한, 도 12에 있어서, 초음파 빔(U)의 경로는, 피검사체(E)가 없는 경우에 있어서의 경로를 나타낸 것이다. 피검사체(E)가 있는 경우는, 피검사체(E) 표면에서 초음파 빔(U)이 굴절되므로, 파선으로 나타낸 경로와는 다른 경로를 전반한다.

여기서, 도 12에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는 수신 프로브(120)의 빔 입사 면적(T2)은, 송신 프로브(110)의 빔 입사 면적(T1)보다도 크다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 수신 프로브(120)의 수렴성이 송신 프로브(110)의 수렴성보다도 완만하게 되어 있다. 이것은, 도 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 수신 프로브(120)의 초점 거리(R2)가, 송신 프로브(110)의 초점 거리(R1)보다도 긴 것을 의미하고 있다.

이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 수신 프로브(120)의 수렴성을 송신 프로브(110)의 수렴성보다도 완만하게 하고 있다. 즉, 수신 프로브(120)의 초점 거리(R2)는, 송신 프로브(110)의 초점 거리(R1)보다도 길게 설정되어 있다. 이 결과, 수신 프로브(120)의 빔 입사 면적(T2)이 넓어지므로, 넓은 범위의 산란파(U1)를 검출할 수 있다. 이에 의해, 산란파(U1)의 전반 경로가 다소 변화되어도, 수신 프로브(120)로 산란파(U1)를 검출 가능해진다. 그 결과, 넓은 범위의 결함부(D)를 검출할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

또한, 수신 프로브(120)로서, 제1 실시 형태에서 사용하고 있는 바와 같은 비수렴형의 프로브가 사용되어도 된다. 비수렴형의 프로브에서는 초점 거리(R2)가 무한대이므로, 송신 프로브(110)의 초점 거리(R1)보다도 길어진다. 즉, 비수렴형의 수신 프로브(120)에서도, 수신 프로브(120)의 수렴성은 송신 프로브(110)의 수렴성보다도 완만해진다.

[제3 실시 형태]

도 13은, 제3 실시 형태에 따른 수신 프로브(120)의 예를 나타내는 도면이다.

도 13은 제3 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 장치(1)를 송신 프로브(110)의 위치와, 수신 프로브(120)의 위치를 z축의 마이너스측에서 본 평면도이다. 즉, 수신 프로브(120)측에서 본 도면이다. 본 실시 형태의 특징은, 수신 프로브(120)의 진동자(111)의 종횡비 「b/a」를 1보다 크게 한 것에 있다. 여기서, 수신 프로브(120)의 편심 거리 L의 방향을 따른 수신 프로브(120)의 특성 길이를 「b」, 그것에 직교하는 방향의 특성 길이를 「a」로 한다.

여기서 특성 길이란, 직사각형 진동자에 대해서는, 직사각형의 변의 길이를 의미하고, 타원형의 진동자에 대해서는, 타원의 장축과 단축을 의미한다.

이와 같이 수신 프로브(120)의 종횡비를 설정하면, 결함부(D)의 깊이 위치가 변화되어 산란파(U1)의 도달 위치가 변화되어도, 산란파(U1)를 수신 프로브(120)로 검출할 수 있다는 효과가 있다.

산란파(U1)는, 송신음축(AX1)을 중심으로 하여 방사 방향으로 산란한다. 따라서, 도 13의 위치에 수신 프로브(120)가 배치되어 있는 경우, 수신 프로브(120)의 길이 방향(「b」의 방향)으로 산란파(U1)가 산란한다. 환언하면, 「b」의 방향은, 산란파(U1)가 방사되는 방향이다. 따라서, 「b」의 값을 크게 함으로써, 다양한 결함부(D)에서 산란한 산란파(U1)를 검출할 수 있다. 즉, 결함부(D)의 깊이 위치가 변화되어 산란파(U1)의 도달 위치가 변화되어도, 산란파(U1)를 수신 프로브(120)로 검출할 수 있다.

또한, 도 13에서는, 수신 프로브(120)로서 직육면체(직사각 형상)의 수신 프로브(120)를 도시했지만, 타원 형상으로 하여, 장축ㆍ단축비를 마찬가지로 설정해도 마찬가지의 효과가 얻어진다.

[제4 실시 형태]

다음에, 도 14와 도 15를 참조하여, 본 발명에 의한 제4 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치(1a)를 설명한다.

제4 실시 형태에서는, 수신 프로브(120)를 경사 배치하는 점에 특징이 있다. 이에 의해, 수신 신호의 강도를 증대시킬 수 있어, 신호의 SN비(Signal to Noise비, 신호 잡음비)를 높일 수 있다.

도 14는, 제4 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치(1a)의 구성을 도시하는 도면이다.

여기서, 수신음축(AX2)과, 송신음축(AX1)이 이루는 각을 수신 프로브 설치 각도라고 정의한다. 도 14의 경우, 송신 프로브(110)는 연직 방향으로 설치되어 있으므로, 수신 프로브 설치 각도는, 도 14에 도시하는 θ2가 된다.

즉, 제4 실시 형태에서는, 수신 프로브 설치 각도 θ2를 송신음축(AX1)이 존재하는 측으로 기울이고, 수신 프로브 설치 각도 θ2를 제로보다 큰 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다. 즉, 수신 프로브(120)가 경사 배치된다. 구체적으로는, 본 실시 형태에서는 θ2=10°로 설정하는 예를 나타내지만, θ2는, 이 각도에 한정되지 않는다. 단, θ2 <90°의 조건을 충족한다.

또한, 수신 프로브(120)를 경사 배치하는 경우의 편심 거리 L은 이하와 같이 정의된다. 수신음축(AX2)과, 수신 프로브(120)의 교점 C2를 정의한다. 또한, 송신음축(AX1)과, 송신 프로브(110)(탐촉자(P))의 교점 C1을 정의한다. 교점 C1의 위치를 xy 평면에 투영한 좌표 위치(x1, y1)와, 교점 C2의 위치를 xy 평면에 투영한 좌표 위치(x2, y2)의 거리를 편심 거리 L이라고 정의한다.

이와 같이 수신 프로브(120)를 경사 배치하여, 발명자들이, 실제로 결함부(D)의 검출을 행한 결과, 수신 신호의 신호 강도가 3배로 증가하였다.

도 15는, 제4 실시 형태에 의한 효과가 발생하는 이유를 설명하는 모식도이다.

산란파(U1)는 송신음축(AX1)으로부터 벗어난 방향으로 전반한다. 따라서, 도 15에 도시하는 바와 같이, 산란파(U1)는 피검사체(E)의 외측에 도달했을 때, 피검사체(E) 표면의 법선 벡터와는 비제로의 각도 α2로써 피검사체-외부 계면에 입사한다. 그리고, 피검사체(E)의 표면으로부터 나오는 산란파(U1)의 각도는 피검사체(E) 표면의 법선 방향에 대하여 비제로의 출사각 β2를 갖는다. 수신 프로브(120)의 탐촉자면의 법선 벡터를 산란파(U1)의 진행 방향과 일치시켰을 때에 가장 효율적으로 수신할 수 있다. 즉, 수신 프로브(120)를 경사 배치함으로써 수신 신호 강도가 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 15에 도시하는 바와 같은 구조로부터, 피검사체(E)로부터 출사하는 초음파 빔(U)의 각도 β2와, 수신음축(AX2)과, 수신 프로브(120)의 탐촉자면의 법선 벡터의 각도 θ2가 일치하면, 가장 수신 효과가 높아진다. 그러나, β2와 θ2가 완전히 일치하지 않는 경우라도, 수신 신호 증대의 효과가 얻어지므로, 도 15에 도시하고 있는 바와 같이, β2와 θ2가 완전히 일치하지 않아도 된다.

(수신 프로브 설치 각도 조정 기구)

또한, 도 14에 도시하는 초음파 검사 장치(1a)에서는, 수신 프로브 설치 각도 조정부(106)가 마련되어 있고, 수신 프로브 설치 각도 조정부(106)에 의해 수신 프로브(120)가 설치되어 있다. 수신 프로브 설치 각도 조정부(106)에 의해, 수신 프로브(120)의 수신 프로브 설치 각도 θ2를 조정하는 것이 가능하다. 피검사체(E)의 재료나, 두께 등에 의해 산란파(U1)의 경로는 다소 변화하므로, 수신 프로브 설치 각도 θ2의 최적값도 변화한다. 따라서, 수신 프로브 설치 각도 조정부(106)에서 수신 프로브 설치 각도 θ2를 조정 가능하게 함으로써, 피검사체(E)의 재료나, 두께 등에 따라서 수신 프로브 설치 각도 θ2를 적절하게 조정할 수 있다.

덧붙여서 말하면, 제4 실시 형태에서는, 수신 프로브(120)가 수평면에 대하여 기운 상태에서 배치되어 있지만, 송신 프로브(110)도 기운 상태에서 배치되어도 된다. 혹은, 송신 프로브(110)가 수평면에 대하여 기운 상태에서 배치되고, 수신 프로브(120)의 탐촉자면이 수평면(xy 평면)에 대하여 병행하게 되도록 배치되어도 된다. 어떠한 경우도, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 송신음축(AX1)과, 수신음축(AX2)은, 어긋난 상태에서 배치된다.

[제5 실시 형태]

도 16은, 제5 실시 형태에 따른 초음파 검사 장치(1b)의 구성을 도시하는 모식도이다.

제5 실시 형태에서는, 복수개의 수신 프로브(120a 내지 120c)를 사용하는 것이 특징이다.

도 16에 도시하는 예에서는, 복수개(도 16의 예에서는, 3개)의 수신 프로브(120a 내지 120c)가 설치되어 있다.

결함부(D)의 깊이에 의해, 산란파(U1)의 경로가 다소 변화되므로, 복수개의 수신 프로브(120a 내지 120c)를 사용하여, 어느 위치의 프로브로 수신했는지의 정보를 사용함으로써, 결함부(D)의 깊이에 관한 정보를 얻을 수 있다.

복수의 수신 프로브(120a 내지 120c)로서는, 복수의 감음 소자를 하나의 하우징에 수납한 어레이 프로브가 사용되어도 된다. 이 경우, 도 16의 수신 프로브(120a 내지 120c)가 각각 감음 소자에 대응하고, 그것들이 하나의 하우징 중에 수납되어 있다.

감음 소자란, 초음파를 전기 신호로 변환하는 소자이다. 감음 소자로서는, 압전 소자 외에, 정전 용량 감음 소자(CMUT, Capacitive Micro-machined Ultrasonic Transducer) 등이 사용되어도 된다.

(기능 블록도)

도 17은, 제5 실시 형태에 따른 제어 장치(2)의 기능 블록도이다.

복수개의 수신 프로브(120a 내지 120c)는, 각각에 대응하는 수신 계통(220a 내지 220c)에 접속된다. 각각의 수신 계통(220a 내지 220c)의 구성은, 도 3에 도시하는 수신 계통(220)의 구성과 마찬가지이다. 수신 계통(220a 내지 220c) 각각으로부터의 출력은, 결함 정보 판정부(205)에 입력된다. 결함 정보 판정부(205)는 수신 계통(220a 내지 220c) 각각에 있어서의 파형 해석 결과를 기초로, 결함부(D)에 관한 정보를 판정한다. 결함부(D)에 관한 정보란, 구체적으로는, 수신 프로브(120a 내지 120c) 중, 어느 수신 프로브(120)로 산란파(U1)를 검출했는지가 결함 정보 판정부(205)에 의해 판정되고, 그 판정에 기초하는, 결함부(D)의 깊이 등이다. 산란파(U1)가 관측된 위치의 정보란, 어느 수신 프로브(120a 내지 120c)로, 어느 정도의 수신 신호(산란파(U1))가 검지되었는지이다. 이와 같이 함으로써, 결함부(D)의 위치 정보의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

결함 정보 판정부(205)의 출력은, 데이터 처리부(201)에 입력된다. 데이터 처리부(201)에서는, 프로브를 주사하는 스캔 컨트롤러(204)로부터의 위치 정보와 맞춤으로써, 결함부(D)의 정보를 화상화하여 표시 장치(3)에 표시한다.

또한, 도 17에서는, 결함 정보 판정부(205)의 출력을 데이터 처리부(201)에 입력하는 구성을 나타냈지만, 결함 정보 판정부(205)를 데이터 처리부(201) 중에 마련해도 된다.

[제6 실시 형태]

다음에, 본 발명에 있어서의 제6 실시 형태의 초음파 검사 장치(1)에 대해서 도 18을 참조하여 설명한다.

도 18은 제6 실시 형태에 있어서의, 송신 프로브(110)의 위치와 수신 프로브(120)의 위치를, 도 1의 z축의 마이너스측, 즉, 수신 프로브(120)측에서 본 평면도이다.

제6 실시 형태의 특징은, 수신 프로브(120)를 xy 평면 방향에 2차원적으로 배치하고 있는 것에 특징이 있다. 도 18의 예에서는, 수신 프로브(120)가 송신음축(AX1)을 중심으로 하여 방사상으로 배치되어 있다.

산란파(U1)의 방향은, 결함부(D)의 형상이나 경사 방향 등에 의해 다소 변화된다. 그 때문에, 도 17과 같이, 2차원적으로 수신 프로브(120)를 배치하고, 어느 방향에서 산란파(U1)를 검출했는지를 기록함으로써, 결함부(D)의 형상이나 경사 방향 등의 정보를, 보다 정밀도 높게 얻을 수 있다.

[제7 실시 형태]

다음에, 도 19 및 도 20을 참조하여, 본 발명의 제7 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 19에서는, 도 15의 구성에 있어서, 수신 프로브(120)가 송신음축(AX1)에 대하여 대칭으로 수신 프로브(120)가 배치되어 있다.

도 20에서는, 도 1의 구성에 있어서, 수신 프로브(120)가 송신음축(AX1)에 대하여 대칭으로 수신 프로브(120)가 배치되어 있다. 2개의 수신 프로브(120)는 수신음축(AX2)이 송신음축(AX1)으로부터 편심 거리 L의 위치가 되도록 배치되어 있다.

도 19나, 도 20에 도시하는 바와 같이, 송신 프로브(110)에 대하여 양측에 수신 프로브(120)가 배치됨으로써, 넓은 범위의 산란파(U1)를 검지할 수 있다. 또한, 제어 장치(2)는 양측 각각의 수신 프로브(120)에서 산란파(U1)를 검지했을 때, 실제로 결함부(D)를 검지하고, 어느 쪽인가 한쪽에서만 산란파(U1)를 검지한 경우에서는, 에러라고 판정할 수 있다. 이에 의해, 결함부(D)의 검지 정밀도를 향상시킬 수 있다.

[흐름도]

도 21은, 초음파 검사 시스템(Z)에 의한 처리 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 21에서는, 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 검사 시스템(Z)의 처리에 대해서 설명한다.

먼저, 제어 장치(2)의 지령에 의해, 송신 프로브(110)로부터 초음파 빔(U)이 방출된다(S101).

계속해서, 수신 프로브(120)가 결함부(D)에 의한 산란파(U1)를 수신한다(S102).

그 후, 수신 프로브(120)로부터 취득한 수신 신호에 기초하여 파형 해석부(221)가 파형 해석을 행한다(S103). 여기서, 파형 해석부(221)는 도 5b에 도시하는 수신 신호로부터 신호 강도 데이터를 추출(생성)한다.

신호 강도 데이터로서는, 도 5b에 도시하는 수신 신호의 Peak To Peak값, 즉, 적절한 시간 영역에서의 최댓값과 최솟값의 차가 추출되면 된다. 신호 강도 데이터의 다른 예는, 도 5b에 도시하는 수신 신호로부터, 단시간 푸리에 변환 등의 신호 처리에 의해 주파수 성분으로 변환하고, 적절한 주파수 성분의 강도를 추출 해도 된다. 나아가, 신호 강도 데이터로서, 적절한 참조파를 기준으로 하여, 상관함수가 추출되어도 된다.

이와 같이 하여 신호 강도 데이터가, 송신 프로브(110)의 각 주사 위치에 대응하여 취득된다.

송신 프로브(110)와 수신 프로브(120)의 주사 위치 정보는, 위치 계측부(203)로부터 스캔 컨트롤러(204)에 송신된다.

데이터 처리부(201)는 스캔 컨트롤러(204)로부터 취득한 송신 프로브(110)의 주사 위치 정보에 대하여, 각각의 주사 위치에서의 신호 강도 데이터를 플롯한다(신호 강도 그래프(G)). 이와 같이 하여, 도 6에 도시하는 신호 강도 데이터를 시각화한다. 도 6은 주사 위치가 1차원(1방향)인 경우이다.

주사 위치 정보가 x, y의 2차원인 경우에 대해서는, 신호 강도 데이터를 플롯함으로써, 결함 위치가 2차원 화상으로서 나타내어지고, 그것이 표시 장치(3)에 표시된다.

또한, 데이터 처리부(201)는, 생성한 신호 강도 데이터의 값이 소정의 역치 이상인지 여부를 판정한다(S104). 이에 의해, 결함부(D)가 검출되었는지 여부가 판정된다. 또한, 스텝 S104와 같은 방법으로 결함부(D)의 유무를 판정할 수 있는 것은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 방법이, 양호한 SN비를 얻을 수 있기 때문이다. 비교예의 경우, 도 9에 도시하는 바와 같이 SN비가 낮으므로, 스텝 S104와 같은 방법에서는, 에러가 빈발하게 된다.

생성한 신호 강도 데이터의 값이 소정의 역치 이상인 경우(S104→"예"), 데이터 처리부(201)는 결함부(D)가 검지된 취지를 유저에게 통지한다(S105). 또한, 스텝 S105의 처리는, 모든 주사가 종료된 후이어도 된다. 결함부(D)가 검지된 취지의 통지는, 예를 들어, 표시 장치(3)에 표시된다. 그 후, 데이터 처리부(201)는 스텝 S111로 처리를 진행시킨다.

스텝 S104의 결과, 생성한 신호 강도 그래프(G)의 값이 소정의 역치 미만인 경우(S104→"아니오"), 데이터 처리부(201)는 주사가 완료되었는지 여부를 판정한다(S111).

주사가 완료된 경우(S111→"예"), 제어 장치(2)는 처리를 종료한다.

주사가 완료되지 않은 경우(S111→"아니오"), 데이터 처리부(201)는 구동부(202)에 지령을 출력함으로써, 다음의 주사 위치까지 송신 프로브(110) 및 수신 프로브(120)를 이동시키고(S112), 스텝 S101로 처리를 복귀시킨다.

[하드웨어 구성]

도 22는, 제어 장치(2)의 하드웨어 구성을 도시하는 도면이다.

제어 장치(2)는, RAM(Random Access Memory) 등의 메모리(251), CPU(Central Processing Unit)(252), ROM(Read Only Memory)이나, HDD(Hard Disk Drive) 등의 기억 장치(253), NIC(Network Interface Card) 등의 통신 장치(254), I/F(Interface)(255) 등을 구비하여 구성되어 있다.

그리고, 제어 장치(2)는 기억 장치(253)에 저장되어 있는 소정의 제어 프로그램이 메모리(251)에 로드되고, CPU(252)에 의해 실행된다. 이에 의해, 도 3이나, 도 17의, 데이터 처리부(201), 위치 계측부(203), 스캔 컨트롤러(204), 결함 정보 판정부(205), 파형 해석부(221) 등이 구현화된다.

본 실시 형태에서는, 결함부(D)는 공동인 예를 기재하고 있지만, 결함부(D)로서 피검사체(E)의 재질과는 다른 재질이 혼입되어 있는 이물이어도 된다. 이 경우도, 다른 재료가 접하는 계면에서 음향 임피던스의 차(Gap)가 있으므로, 산란파(U1)가 발생하므로, 본 실시 형태의 구성이 유효하다.

본 실시 형태에 따른 초음파 검사 시스템(Z)은, 초음파 결함 영상 장치를 전제로 하고 있지만, 비접촉 인라인 내부 결함 검사 장치에 적용되어도 된다.

본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 갖는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 어느 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시 형태의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 각 구성, 기능, 각 부(201 내지 205, 211 내지 212, 221 내지 222), 기억 장치(253) 등은, 그들의 일부 또는 모두를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 것 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 도 22에 도시하는 바와 같이, 상기한 각 구성, 기능 등은, CPU(252) 등의 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다. 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는, HD에 저장하는 것 이외에, 메모리(251)나, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치, 또는, IC(Integrated Circuit) 카드나, SD(Secure Digital) 카드, DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기록 매체에 저장할 수 있다.

또한, 각 실시 형태에 있어서, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있고, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는, 대부분 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.

1, 1a, 1b: 초음파 검사 장치(초음파 검사부)
2: 제어 장치(제어부)
105: 편심 거리 조정부(거리 조정부)
106: 수신 프로브 설치 각도 조정부(설치 각도 조정부)
110: 송신 프로브
120, 120a 내지 120c: 수신 프로브
205: 결함 정보 판정부
221: 파형 해석부(신호 처리부)
AX1: 송신음축(제1 음축)
AX2: 수신음축(제2 음축)
D: 결함부
E: 피검사체
G: 신호 강도 그래프(신호 강도 데이터)
N: 건전부
R1: 초점 거리(송신 프로브)
R2: 초점 거리(수신 프로브)
T1: 빔 입사 면적(송신 프로브)
T2: 빔 입사 면적(수신 프로브)
U: 초음파 빔
U1: 산란파
Z: 초음파 검사 시스템
S101: 초음파 빔의 방출(초음파 빔 방출 스텝)
S102: 산란파의 수신(산란파 수신 스텝)
S103: 파형 해석(파형 해석 스텝)
S104: 역치 이상인지 여부를 판정(결함부 판정 스텝)

Claims (22)

1. 기체를 개재하여 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템이며,
   상기 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브를 구비하고,
   상기 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치된 수신 프로브를 구비하고,
   상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부
   를 구비하고,
   xy 평면이 상기 피검사체의 저면에 대해 수평이 된 상태에서, 상기 송신 프로브와 상기 수신 프로브는 x축 방향 또는 y 축 방향으로 상기 편심 거리를 유지하면서 주사를 행하고,
   상기 xy 평면에 대해 송신음축이 수직이 되도록 상기 송신 프로브가 배치되는
   것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 거리 조정부는,
   상기 수신 프로브로 검출되는 수신 신호 강도가, 상기 피검사체의 건전부에 있어서의 신호 강도보다도, 결함부에 있어서의 신호 강도의 쪽이 커지도록 상기 편심 거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 거리 조정부는,
   상기 피검사체의 건전부에서는 유의의 수신 신호가 나오지 않도록 상기 편심 거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수신 프로브의 초점 거리는, 상기 송신 프로브의 초점 거리보다도 긴 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 수신 프로브의 빔 입사 면적은, 상기 송신 프로브의 빔 입사 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축이 이루는 각이, 제로보다도 크고, 또한, 90° 미만이 되도록 상기 송신 프로브 및 상기 수신 프로브의 적어도 한쪽을 조정하여 설정하는 설치 각도 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수신 프로브가, 복수의 상기 수신 프로브로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   복수의 상기 수신 프로브 각각의 출력이 신호 처리부를 경유하여 입력되고, 복수의 상기 수신 프로브 중, 어느 상기 수신 프로브로 결함부로부터의 산란파를 검지했는지를 판정하는 결함 정보 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
9. 제7항에 있어서,
   복수의 상기 수신 프로브는, 상기 송신 프로브의 음축을 중심으로 하여 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
10. 제7항에 있어서,
    복수의 상기 수신 프로브는, 상기 송신 프로브의 음축에 관해서, 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 수신 프로브의 진동자의 형상은, 상기 편심 거리의 방향의 특성 길이가, 그것에 직교하는 방향의 특성 길이보다도 긴 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
12. 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브, 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치되는 수신 프로브, 및 상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부를 구비하고, xy 평면이 상기 피검사체의 저면에 대해 수평이 된 상태에서, 상기 송신 프로브와 상기 수신 프로브는 x축 방향 또는 y 축 방향으로 상기 편심 거리를 유지하면서 주사를 행하고, 상기 xy 평면에 대해 송신음축이 수직이 되도록 상기 송신 프로브가 배치되는 초음파 검사부와, 상기 초음파 검사부를 제어하는 제어부를 갖고, 기체를 개재하여 상기 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템에 의한 초음파 검사 방법으로서,
    상기 제어부에 의해,
    상기 송신 프로브로부터 초음파 빔을 방출하는 초음파 빔 방출 스텝과,
    상기 수신 프로브에 있어서, 상기 피검사체의 결함부에서 산란한 산란파를 수신하는 산란파 수신 스텝과,
    수신한 산란파의 신호를 기초로, 신호 강도 데이터를 생성하는 파형 해석 스텝
    을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 파형 해석 스텝에서 생성된 상기 신호 강도 데이터가, 미리 설정되어 있는 역치 이상인지 여부를 판정함으로써, 상기 결함부의 유무를 판정하는 결함부 판정 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 방법.
14. 기체를 개재하여 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템이며,
    상기 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브를 구비하고,
    상기 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치된 수신 프로브를 구비하고,
    상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부
    를 구비하고,
    상기 수신 프로브의 초점 거리는, 상기 송신 프로브의 초점 거리보다도 긴 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 거리 조정부는,
    상기 수신 프로브로 검출되는 수신 신호 강도가, 상기 피검사체의 건전부에 있어서의 신호 강도보다도, 결함부에 있어서의 신호 강도의 쪽이 커지도록 상기 편심 거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
16. 제14항에 있어서,
    상기 거리 조정부는,
    상기 피검사체의 건전부에서는 유의의 수신 신호가 나오지 않도록 상기 편심 거리를 설정하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
17. 제14항에 있어서,
    상기 수신 프로브는 비수렴형 프로브인 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
18. 기체를 개재하여 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템이며,
    상기 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브를 구비하고,
    상기 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치된 수신 프로브를 구비하고,
    상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부
    를 구비하고,
    상기 수신 프로브의 빔 입사 면적은, 상기 송신 프로브의 빔 입사 면적보다도 큰 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
19. 제14항에 있어서,
    상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축이 이루는 각이, 제로보다도 크고, 또한, 90° 미만이 되도록 상기 송신 프로브 및 상기 수신 프로브의 적어도 한쪽을 조정하여 설정하는 설치 각도 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
20. 제14항에 있어서,
    상기 수신 프로브가, 복수의 상기 수신 프로브로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
21. 기체를 개재하여 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템이며,
    상기 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브를 구비하고,
    상기 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치된 수신 프로브를 구비하고,
    상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부
    를 구비하고,
    상기 수신 프로브가, 복수의 상기 수신 프로브로 구성되고,
    복수의 상기 수신 프로브 각각의 출력이 신호 처리부를 경유하여 입력되고, 복수의 상기 수신 프로브 중, 어느 상기 수신 프로브로 결함부로부터의 산란파를 검지했는지를 판정하는 결함 정보 판정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.
22. 기체를 개재하여 피검사체로 초음파 빔을 입사함으로써 상기 피검사체의 검사를 행하는 초음파 검사 시스템이며,
    상기 초음파 빔을 방출하는 송신 프로브를 구비하고,
    상기 피검사체에 관하여 상기 송신 프로브의 반대측에 설치된 수신 프로브를 구비하고,
    상기 송신 프로브의 송신음축과 상기 수신 프로브의 수신음축의 편심 거리를 제로보다도 큰 거리로 조정하는 거리 조정부
    를 구비하고,
    상기 수신 프로브가, 복수의 상기 수신 프로브로 구성되고,
    복수의 상기 수신 프로브는, 상기 송신 프로브의 음축을 중심으로 하여 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 검사 시스템.

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