JPS60104255A - 固体を非破壊状態で検査するための装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体を非破壊状態で検査するだめの装置、更に
詳しくは固体の腐食その他の欠陥を検査するために超音
波を使用する装置と方法に関する。

使用中の固体の完全な欠陥を予言および防止するために
非破壊状態での試験技術を使用して固体を検査すること
が多くの場合に望ましい。たとえば、シェルとチューブ
または類似の種類の熱交換器の操作に２いて、該熱交換
器のチューブ部分および／またはシェル部分′ｆｔ流通
する腐食液によって多くの場合に生ずる又は少なくとも
促進されるくぼみ又はその他の欠陥ｋｌｌべるために管
壁を定期的に検査することは一般に望ましいことである
。あらかじめ検査および修繕をしないと、このようなく
ぼみ又はその他の欠陥は多くの場合に全管壁に広が択熱
父換器のチューブ部分およびシェル部分のそれぞれを流
れる流体類の望ましくない混合が生ずる。

従来、固体の不完全さを検査するための種々の方法と装
置が提案された。たとえば、固体物質２よび該固体物質
内に存在する不完全性によってそれぞれ示される異なっ
た電気的特性によシ、渦電流技術のような電気的手段が
固体表面の欠陥全検査するために使用された。不幸なこ
とに、この方法は固体の内部あるいはシェルとチューブ
の熱交換器中のチューブのシェル面の内部にある欠陥を
検査するために使用するには適切ではなかった。同様の
欠点は米国特許第４，２４９，８１０号に記載されてい
るような写真技術にも存在する。まだ、固体の検査のた
めに磁場を使用する空眠束技術はチュービングの内側の
欠陥を検査することにのみ使用しうるにすぎない。

固体を検査するための別の方法と装置は超音波２よびパ
ルス反響技術を使用している。たとえは、このような方
法の１つにおいて、試験すべき物体の入口表面に直角に
、すなわち垂直に、超音波をあてて反射波を受信して測
定する。

このような技術は試験すべき固体の厚さを有効に測定す
ることができるけれども、この技術は固体の小さな欠陥
や腐食部分を検出した択あるいは欠陥とその他の異常（
たとえば溶接点や不規則表面など）とを区別することは
できない。

欠陥、たとえｉｉ′線路のような固体中の深さの浅い細
い線状の亀裂、を検出するための別の装置が米国特許第
３．２５Ｌ２２０号に記載されている。この装置は固体
中に超音波パルスを発生させる装置および発生波の反射
部分の少なくとも若干を受信する装置から成る。不幸な
ことに、この装置は薄壁チュービングの検査に好適に使
用することができない。具体的には、この装置と方法を
使用して薄壁チュービングの検査を行なう場合、小さな
欠陥は困難を伴なってのみ見付けられ、そして小さな欠
陥は大きな欠陥と容易には区別できない。その上、検査
すべき固体の欠陥の実存位置はこの装置を使用して正確
に測定することはできない。

固体の欠陥を検査するために従来使用されていた装置ぢ
よび方法の欠点にかんがみ、固体中に存在する欠陥のひ
どさを検出し指示することのできる、且つシェルとチュ
ーブの熱又換器の薄壁チュービングのシェル側の検査に
好適に使用しつる装置と方法を提供することは非常に好
ましいことである。

従って、−面に３いて本発明はこのような固体検査装置
を提供するものである。このような装置は（１ン　検査
される固体中金棟々の深さで走行するように十分に異な
った棟々の周波数をもつ横方向の表面波を固体中に発生
させる装置、２よび（２）表面波の反射部分の少なくと
も一部を受信しうる装置を備える。固体中に欠陥が存在
するか否か及びそのひどさを測定するために、この装置
は表面波の反射部分を測定もしくは分析しうる検波装置
を含む。この場合、十分に異なり且つ区別される周波数
をもつ少なくとも２つの表面波があればこれらの表面波
の反射部分を測定部分きなしてこれらの波の反射部分を
固体中の欠陥もしくは不連続性の深さ３よび／またはひ
どさの指標とする。

別の面に３いて、本発明は固体の検査方法を提供するも
のである。この方法は次の諸工程すなわち（１）１一体
中を種々の深さで走行させるに十分に異なった種々の周
波数をもつ超音波表面波を固体中に発生させ、（２）　
該表面波の反射部分の少なくとも一部全受信し、該反射
部分を十分に異なった周波数をもつ少なくとも２つの表
面波から構成させてこれらの表面波を固体中に区別され
る異なった深さで走行させるようになし、そして（３）
該表面波の反射部分を測定または分析して固体中に欠陥
まだは不連続性が存在するか否かを及びその欠陥または
不連続性の深さもしくはひどさを測定する、ことから成
ることを特徴とする。

本発明の装置と方法は、０．３ｍｍ程度の小さな欠陥が
薄壁の固体たとえば５期迄の厚さの固体中で測定できる
こと、および欠陥の存在する表面への直接の物理的接触
をもつことなしに測定欠陥のひどさを測定できること、
において独特のものである。たとえば、本発明の装置と
方法はシェルとチューブの熱又換器中に使用するチュー
ビングのシェル側のような薄壁チュービングの外側をそ
れへの接近なしに検査するのに特に好適である。それ故
、肉眼検査のような退くって骨の折れる検査技術が有効
になくなる。その上、本発明の装置と方法によれば、小
さい又は細い線状の亀裂は直ちに且つ正確に検出される
。

本発明の特に好ましい具体例において、この装置はシェ
ルおよびチューブの熱交換器の薄壁チュービングの外表
面を検査するための装置であって、（ａ）種々の周波ｅ
Ｉをもつ超音波表面波のパルスを時間をおいて、検査さ
れるチュービングの内部を通して絶えず移動しながらチ
ュービング材料の実質的に全周にわたって発生させうる
変換器、（ｂ）　表面波の反射部分の少なくとも一部を
受信する検波装置（変換器であってもよく、又はそうで
なくてもよい）、および（ｃ）　該表面波の反射部分全
測定するための検波装置から成シ、十分に異なシ且つ区
別される周波数をもつ少なくとも２つの表面波の反射部
分を測定部分となしてチュービング中の欠陥もしくは不
連続性の深さおよび／またはひどさを測定しうるように
なした検査装置である。

操作に際して、変換器は超音波表面波のパルスを発生さ
せながら且つその反射部分を欠陥もしくは不連続性の場
所およびひどさが検出できるような条件で受信しながら
チュービングの内部中を走行する。好ましい具体例にお
いて、変換器は回転自在に取付けた結晶を備え、この結
晶はそれがチュービングの内部を走行する際に絶えず回
転せしめられる。

本発明は添付の図面を参照して以下に述べることから更
によく理解されるであろう。

第１図は本発明の具体例の図式説明図であって、一部を
断面に示すものである。

第２図は高度に減衰した変換器の反射波のグラフの例示
であシ、そのν過部分を示すものである。

第３図はシェルとチューブの熱交換器中にふつうに使用
される博壁チュービングを検査するのに有用な本発明の
好ましい具体例の図式説明図であって、一部を断面で示
すものである。

第４図はシェルとチューブの熱交換器中のチュービング
のシェル側およびチューブ側のような、チュービングの
内面と外面双方を検査するのに特に有用な本発明の特に
好ましい具体例の図式説明図であって、一部を断面で示
すものである。

特に＠１図を参照して、そこには欠陥（２）ｉ６よび比
較的大きな欠陥（３）ヲもつ固体（１）が示されている
。変換器（４）は複数個の異なった周波数の縦方向の超
音波（６）を発生しうる結晶（５）を備えている。結晶
（段と固体（１）は固体（１）Ｋ衝突する超音波（６）
の走行が固体（１）中を走行する横方向の超音波表面波
を発生するような角度で配置される。

ここでいう“表面波”なる用語は検査される固体の表面
に平行に走行する波を意味する。すなわち固体表面に対
して実質的に一定の深さで波が走行するような入射角の
波のことである。表面波を発生させるために、固体に対
する結晶の入射角は固体の構成材料および固体に衝突す
る前に波が通る媒質に依存する。たとえば、媒質が水で
おり、固体が炭素鋼で構成されているとき、入射角は２
　’ｔ、ｓ°である。

本発明において、結晶（５）によって発生される１重々
の周波数の縦方向の超音波は発生する表面波が種々の深
さで固体（１）中を走行するようにえらばれる。具体的
には、高い周波数の表面波は始めの波の侵入の表面付近
のみを走行し、低い周波数の表面波は固体内に斥く侵入
して始めの波の侵入と反対方向の表面の近くにまで走行
する。（たとえは、周波数のイ；α囲は発生する表面波
が検査すべき全固体中を走行するようにえらばれる。）
同体（１片ｐＫ＃在する欠陥またはその他の不連続性は
この欠陥または不連続性を打つ又はこれに衝突する表面
波（７）の少なくとも１部を反射する。変換器（４）は
これらの反射波の少なくとも１部を反響として受信する
。変換器（４）によって受信された反響は始めに発生し
た表面波の種々の周波数のうち検査される固体中の欠陥
またはその他の不連続性によって反射されたものを含む
。

変換器（４）によって受信された波の周波数に対応する
測定可能な信号たとえば電圧は導線（１ｏ）によって受
信器／パルス発生器（１１）に送られる。受信信号は導
線（１２）によってフィルタ装置（１３）に送られる。

このフィルタ装置は広帯域の反射波を表わす信号を濾過
して、反射波が固体（１）中を区別される異なった深さ
で走行する表面波に対応するように十分に異なった周波
数をもつ少なくとも２つの表面波の反射部分を表わす信
号（複数）に分離しつるものである。図示の具体例にお
いて、フィルタは３つの区別される周波数の表面波を表
わす信号が濾過され分離されるようにえらばれている。

区別される表面波の分離された信号は導線（１４，１５
，１６）によって記録器もしくは分析器（１７）に供給
される。

操作に際して、受信器／パルス発生器（１１）は特定の
時間間隔で電気信号を送振この信号が導線（１０）によ
って変換器（４）に送られる。パルス信号（５）は種々
の周波数の超音波縦波（６）を生せしめる。変換器（５
）は固体（１）に衝突する超音波縦波（６）が表面波（
７）のみを発生する（すなわち剪断波は発生しない）よ
うに固体（１ンに対しである角度で配置される。

異なった種々の周波数のために、発生した表面波（７）
は固体中を種々の深きで走行する。詳しくいえば、侵入
の深さは超音波表面波の周波数に逆比例し、高い周波数
の波はど侵入表面の近くを走行し、低い周波数の波はど
固体内に深く侵入して始めの波の浸入とは反対の表面に
接近して固体中を走行する。発生した表面波（７）が固
体（１）中を走行するとき、固体中の欠陥またはその他
の不連続性に衝突する又はこれを打つ波の部分はこの欠
陥または不連続性によって反射される。反射波の周波数
は反射される表面波の周波数に実質的に等しく、それ故
に同体中の欠陥またはその他の不連続性の深さおよび／
またはひどさを示すものである。具体的にいえば、固体
（１）中の欠陥（２）のような小さな欠陥は固体中の波
の侵入と反対側の表面近くを走行するような十分に低い
周波数の表面波のみを反射する。あるいはまた、固体（
１）中の欠陥（３）のような比較的大きなひどい欠陥は
比較的低い周波数の表面波ならびに比較的高い周波数の
表面波を反射する。

固体（１）中を走行する表面波の反射部分は変換器（４
ンによって受信され、これらの反射波の特性たとえは周
波数とイ秘隅に対応する測定可能な信号たとえは′電圧
が導線（１ｏ）によって受信器／パルス発生器（１１）
に送られる。受信器／パルス発生器（１１）から、信号
が導線（１２）によってフィルタ装置（１３）に供給さ
れる。フィルタ装置（１３〕に３いて、広帯域の反射波
に対応する信号が濾過されて、検査される固体中を区別
される異なった深さで走行するに十分に異なった周波数
をもつ少なくとも２つの波の反射部分に対応する信号（
複数）に分離される。本発明の実施において、広帯域の
反射波を表わす信号（単数）を２つの異なった周波数の
反射波に対応する信号（複数）に濾過することのみが必
要であシ、広帯域信号を３つの分離した信号（分離した
且つ異なった周波数をもつ３つの波の反射部分に対応す
る）に濾過するのが一般に有利である。具体的には、図
示の具体例において、（１）波の侵入と反対側の表面近
くにまでそして固体中を走行するような比較的低い周波
数の表面波、（ｉｉ）　始めの侵入の表面に最も近く走
行するような比較的高い周波数の表面波、２よび０１０
　上記（１）と叩の表面波の間の深さにまで固体中を実
質的に走行するような中間周波数の表面波の各反射部分
に対応する信号（複数〕が変換器（５）によって受信さ
れる広帯域の反射波に対応する信号の残余から濾過され
分離される。このような方法で、固体中の特定の深さに
おける欠陥の存在および／または不存在が指示される。

第２図は振幅を縦軸にとシ、変換器（４）によって発生
する代表的な波および濾過されようとするこれらの波の
部分の周波数を横断にとって振幅と周波数の関係をプロ
ットしたものである。具体的には、曲線（７０）は変換
器（４）によって発生した広帯域の始めの波を表わす。

線（７３，７５、および７７）によって示される周波数
はこれらの周波数をもつ超音波が検査される固体中全区
別できる異なった深さで走行するように十分に異なって
いる。点線の曲線（７２，７４、および７６）は濾過さ
れるべき周波数の帯を表わす。

］図示した帯内の周波数金もつ反射波は検出された欠陥
のひどさ及び／まだは場所會示している。具体的にいえ
ば、管壁の外側部分に欠陥またはその他の不連続性が存
在しなければ、実質的に反射波はなく、そＪｉによって
固体中に欠陥がないことがわかる。あるし）はまた、／
Ｊ％さ０欠陥によって反射される低周波数の発生表面波
（ま低周波数をもつ波の反射部分に対応する周波数（７
２）の帯１］に示さｈる。あるし）はまだ、比較的に大
きいひどさの欠陥（【周波数（７４）の帯内の信号の存
在によって示される比較的高Ｇ）周波数の波をも反射す
る。更に大きいひどさの欠陥＆１周波ａ（７６）の帯に
対応する信号によって示される更に高、し）周波数の波
さえも反射する。固体の定期的検査によって、管中の浅
１／）欠陥の広がり及び／または生長全長Ｉ／）操作期
間にわたって注目することができる。

第１図に示す装置の通常の操作にお０て、全固体舎末時
ＩＷ１をへだてて超音波のｌくルスを連続的に発生させ
てこれらの発生波の反射部分を受信しながら、変換器（
４）ヲ固体表面全体にわたって連続的に移動させること
によって連続操作で検査することができる。この連続操
作において、反射波を受信するために定める時間間隔は
反射波の望ましくない部分を除外するようにゲート制御
するのが有利である。

好ましい具体例において、本発明の装置と方法はシェル
とチューブの種類の熱交換器に見出されるような薄壁チ
ュービングの検査に使用される。この装置と方法はチュ
ービングのシェル側の欠陥またはその他の不連続性を検
査するのに特に有用である。このような好ましい具体例
が第３図に図式的に示しである。第３図に２いて、薄壁
チュービング（３０）は内部に欠陥（３２）ｅもってい
る。結晶（３５）をもつ変換器（３４）がクリップ２よ
ひ／または指（２１）を使用して中空棒もしくはシリン
ダ（２２）に回転自在に取付けられる。変換器をパルス
発生器／受信器（図示していなＧりに接続する導線がこ
の中空シリンダ中を伸びている。変換器（３４）および
結晶（３５）はパルス発生器／受信器との組合せにおい
て種々の周波数をもつ超音波を時間をおいて発生させる
ことができる。縦方向の超音波の周波数および管壁に対
する結晶（３５）の位置（すなわち角度）は、結晶（３
５）によって発生する縦方向の超音波（３６）が管（３
０）の内面に衝突する際に、横方向の表面波（３７）が
管壁中にくまなく種々の深さで発生するようにえらばれ
る。管は多くの場合そして好ましくは音響伝導性液体（
たとえば水）で充てんして変換器表面と管の内面との間
に結合（すなわち波の伝達）を改良する。

操作の際に、結晶（３５）は管またはパイプ（３０）の
内面（４１）に棟々の周波数の縦波（３６）を時間的に
間隔ｉｇｌ／）で伝達する。管またはパイプ（３０）の
壁に対する結晶（３５）の角度は縦波（３６）がチュー
ビング（３０）の壁内で種々の周波数の超音波横方向表
面波（３７）を発生させるような角度である。縦波（３
６）によって発生する表面波の種々の周波数はこれらの
発生波が管中金種々の深さで走行するようにえらばれる
。欠陥（３２）’を打つ又はこれに衝突する表面波の少
なくとも一部はこれによって反射される。これらの反射
波は次いで変換器（３４）によって受信される。変換器
（３４）は反射波の特性に対応する測定可能な信号たと
えは電圧をパルス発生器／受信器に送シ、次いでこの信
号が十分に異なった周波数の少なくとも２つの波に対応
する信号（複数）に分離され、これによってチュービン
グのシェル側の欠陥の場所および／またはひどさが検出
できるようになる。分離した信号を次いで分析すること
によって、欠陥が存在する場合のその欠陥のひどさ及び
／または場所が示される。

変換器をチュービング中に走行をせながらチュービング
の外側部分の欠陥を検査する上記の方法において、変換
器は時間的に間隔をおいて超音波のパルスを発生させな
がら且つ時間的に間隔全おいてその反射部分を受信しな
がら、連続的に回転せしめられる。前述のように、反射
信号受信の間隔は反射波の望ましくない部分をなくすよ
うにゲート制御するのが好ましい。変換器をチュービン
グ中に走行させる速度、変換器の回転速度ならびに超音
波のパルスと受信の時間間隔はチュービング中の欠陥ま
たは不連続性が検出しうるように且つそのひどさ及び／
または位置が指示しうるように相互に関係づけられ且つ
定められる。一般に、欠陥またはその他の不連続性の場
所を正確にさがしてそのひどさを測定するためには、少
なくとも５個好ましくは１０個の個々のパルスの超音波
表面波をその欠陥またはその他の不連続性によって反射
させる。チュービング内の変換器の速度、回転速度、超
音波のパルス発生と受信の時間間隔、ならびにこれらの
間隔のゲート制御をこれに応じて適宜定る。これらは、
使用する液体音響媒質、チュービングの構成材料、種々
の壁厚および／または内径について最も有利に使用され
るパルス／受信サイクル時間を包含する種々の因子に依
存して変化するが、簡単な実験技術を使用して補充した
通常の実施によって当業者が容易に決定しうろことであ
る。

第４図は管の内外両面の欠陥を検出しうる本発明の別の
好ましい具体例を示すものである。この具体例において
、波発生器（５４）は薄壁管（５０）内に配置される。

波発生器は指またはクリップ（４２）によって回転自在
に取付けられ、導線（６２）によってパルス発生器／受
信器（歯爪してぃな゛い）に接続される。導管もしくは
チューブ（５ｏ）には水（６０）またはその他の音響増
大液体が充てんされている。

波発生器（５４）は（１）　円面に衝突して導管（５ｏ
）の壁を通して種々の深さで表面波として送られる縦方
向の超音波を発生させるための結晶（５５）、および（
１１］　管の壁厚および／または管の内側の欠陥を測定
するための装置（６１）たとえは渦電流発生器もしくは
管表面に対して直角の超音波を発生させる装置を備える
。

最も好ましくは、本発明の装置は渦電流発生器と、波の
侵入表面に対して直角に固体中を通る縦波を発生させる
装置との組合せにおいて使用される。このようにして、
管の内側部分および外側部分（すなわちシェル側）の欠
陥を検査する以外に壁厚ならびに浸食および／またはく
ぼみを測定することができる。

操作に際して、４看（ｓｏ）の外側もしくはシェル側の
欠陥は結晶（５５）によって発生し管（５０）中を表面
波として走行する超音波の反射部分を前述の技術によシ
測定し分析することによって検出される。“ａの内側に
ある欠陥は装置（６１）’Ｔｈ使用する通常の技術によ
って測定することができる。このような技術は画業技術
において周知で１．本発明の目的のためにこれを引用す
る。

本発明に有用な抽々の構成要素について述べれは、結晶
およびパルス発生器／受信器を包含する変換器は好適に
は（１）所望の周波数の縦方向の超音波を時間的に間隔
をおいて発生することができ、そして（１υ　これらの
波の反射部分を時間的に間隔全おいて受信することがで
きる、要素類である。”超音”なる用語は可聴周波数を
越える振動音を意味する。”縦方向”なる用語はここに
便宜上１吏用するものであって、波が走４＝ｒする媒質
の粒子がその波と同じ方向に移動する波を一般にいう。

本発明の実施に使用する所望の周波数は試験される固体
、２よび縦波によって発生する横方向の表面波が該固体
中を走行する所望の深さ、に依存する。”横方向”なる
用語はここに便宜上使用するものであって、媒質の粒子
が波の移動方向に対して垂直に移動する波を一般にいう
。−例として、２〜４朋の壁厚をもつ薄壁炭素鋼管の検
査にお５Ｉ）で、ｉ、ｏ　ＯＯ，０００〜４，０００，
０００ザイクル／秒の周波数を示し約３３００ｒｒＬ／
秒の速度でＩＮ体中を走行する横方向の超音波が有利に
使用される。一般に周波数は、表面波が検査される固体
の全深さにわたって発生するようにえらばれ、そして欠
陥のひどさ及び／または場所は濾過されるべき周波数を
適切にえらぶことによって決定される。厚い固体または
薄い固体の検査および／または固体中の種々の深さの検
査は種々の深さの超音波を使用して、あるいは濾過すべ
きえらばれた周波数を変えることによって容易に達成さ
れる。

一般に、パルス発生器／受信器からの超音波の／’ｅ／
レス％ま１００万サイクル／秒から２０００万サイクル
／秒までのおよびこれを越える範囲で一般に変化するあ
らかじめ定められた周波数をもつ電気信号の形体にある
。７寸ルス発生器／受信器からの出力は柔軟性共軸ケー
ブルのような導線によって変換器に結合される。第３図
および第４図に示す装置に描かれているように変換器を
回転自在に取付けるときには、変換器とケーブルとの間
に必要な電気的接触を作るために水銀またはその他の伝
導性流体を使用するのが有利である。変換器は好１しく
は振幅の減少した電気的に釣少合った結晶を備える。変
換器（結晶を含む）は種々の異なった材料の任意のもの
から作ることができるけれども、一般には電気音響装置
た七えはピエゾ電気結晶、コンデンサ、またはレーザー
である。あるいはまた、磁気ひずみ変換器を使用するこ
ともできる。試験すべきチューブその他の材料中に弐面
波のような発生超音波エネルギーを最も有効濃縮するた
めには、焦点を合一ビた探旌δしを変換器として使用す
るのが多くの場合に有利である。変換器はまた、発生表
面波の反射部分を受信して、これらの反射波によって発
生する電気信号を受信器／パルス発生器に戻すことので
きるものでおる。

変換器とパルス発生器／受信器は図面では２つのユニッ
トとして示されているけれども、変換器とパルス発生器
／受信器とから成る単一ユニットを波発生装置として使
用することができる。同様に、変換器は超音波のパルス
を発生させるのに専用することができ、別の変換器を該
発生波の反射部分を受信するために使用することもでき
る。変換器および受信器／パルス発生器のこのような変
形および／または変化は画業技術におい℃周知であり、
本発明の目的のためにこれを引用する。

フィルタ装置は反射波に対応する広帯域信号を、検査さ
れる固体中を区別される異なった深さで波が走行するよ
うに十分に異なった周波数もしくは波長の波）こ対応す
る信号（複数）に分離しつる任意の装置が好適である。

分離した波の所望の周波数は、検査される固体およびそ
の厚さを包含する種々の因子に依存して変化する。たと
えば上記の薄壁管の検査において、フィルタ装置は有利
にはフィルタ類であって発生超音波の反射部分に対応す
る信号を毎秒ｉ、ｏｏｏ、ｏｏｏ；２，０００，０００
；および３，０００，０００サイタルの中心周波数をも
つ帯域に分離する。別の操作においては、濾過され分離
される所望の波長は適宜えらばれる。

分析装置は好適には超音波の濾過信号を受信して測定し
うる任意の装置である。応答はＣＲＴ上におけるように
目にみえるように示すことができ、またストリップチャ
ート上にデータを記録することもできるけれども、分析
用にコンピュータを使用するのが有利でおる。このよう
な目的のために通常使用される装置が本発明の実施にお
いて有用である。有利には、本発明に使用する検出器は
電流の微少変化に対して鋭敏なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体例の図式説明図でろって、一部を
断面で示すものである。 第２図は高度に減衰した変換器の反射波のグラフの例示
であシ、その濾過部分を示すものである。 第３図はシェルとチューブの熱交換器中瘉こふつうに使
用される薄壁チュービングを検査するのに有用な本発明
の好ましい具体例の図式説明図であって、一部を断面で
示すものである。 第４図はシェルとチューブの熱交換器中のチュービング
のシェル側およびチューブ側のような、チュービングの
内面と外面双方を検査するのに特に有用な本発明の特に
好ましい具体例の図式説明図であって、一部を断面で示
すものである。 図中において； １・・固体；　２．３・・・固体中の欠陥；　４・・・
変換器；５・・・結晶：　６・・・超音波；　７・・・
超音波表面波；。 ８．９・・・反射部分＝１０．１２．１４．１５．１６
・・・導線：ｌｌ・・・受信器：１３・・・フィルタ装
置；７０・・・広帯域の発生波の曲線：　７２．７４．
７６・・・濾過されるべき周波数の帯； ２１・・・クリップ：２２・・・シリンダ；３０・・・
薄壁管：３２・・・管中の欠陥；３４・・・変換器；３
５・・・結晶＝３６・・・超音波；３７・・・超音波底
面波；３８・・・反射部分：４０・・・媒質；４２・・
・クリップ：５０・・・導管＝５４・・・波発生器；５
５・・・結晶＝６０・・・媒質；６１・・・検査装置＝
６２・・・導線。 手続袖正書（方式） 昭オ０５９年１２月２１日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許り第１７６８８３号 ２、発明の名称 固体？非扱壊状態で検査するにめの装置と方法３、補正
音する者 事件との関係　特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体を検査するための装置であって、（ａ）固体中
   を種々の深さで走行するように十分に異なった種々の周
   波数をもつ横方向の表面波を固体中に発生させる装置、
   （６）　表面波の反射部分の少なくとも一部を受信しう
   る装置、および（ｃ）　Ｎ面波の反射部分を測定もしく
   は分析しつる検波装置から成り、十分に異なシ且つ区別
   される周波数をもつ少なくとも２つの表面波があればこ
   れらの表面波の反射部分を測定部分となしてこれらの波
   の反射部分を同体中の欠陥もしくは不連続性の深さどよ
   び／またはひどさの指標とするようになした検査装置。 ２、複数個の異なった周波数の縦方向の超音波ｔ＠生じ
   うる変換器によって横方向の表面波を発生させ、同体表
   面に衝突する縦波が固体中ｔ一種ぞの深さで走行する横
   方向の超音波表面波を発生するように該変換器を配置す
   る特許請求の範囲第１項記載の検査装置。 ３、受信装置が広帯域の反射波に対応する測定可能な信
   号を発生しうるものである特許請求の範囲第２現記代の
   検査装置。 ４、検波装置が、受信装置によって発生する広帯域の反
   射波を表わす１ｇ号があればこれを少なくとも２つの十
   分に異なった周波数の反射部分を衣わす別々の信号に濾
   過しうるフィルタ装置から成シ、これによって反射波を
   検査される固体中に区別される異なった深さで走行する
   表面波に対応させる特許請求の範囲第３項記載の検査装
   置。 ５、検波装置が更に反射波の濾過部分を表わす別々の信
   号を分析するだめのコンピュータ装置をも備える特許請
   求の範囲第４項記載の検査装置。 ６．シェルおよびチューブの熱交換器の薄壁チュービン
   グの外表面を検査するための装置であって、（α）種々
   の周波数をもつ横方向の超音波表面波のパルスを時間を
   おいて、検査されるチュー　ピングの内部を通して絶え
   ず移動しながらチュービング材料の実質的に全周にわた
   って発生させうる変換器、（ｂ）表面波の反射部分の少
   なくとも一部を受信する検波装置（変換器であってもよ
   く、又はそこでなくてもよい）、８よび（ｃ）　該表面
   波の反射部分を測定するだめの検波装置から成り、十分
   に異なシ且つ区別される周波数をもつ少なくとも２つの
   表面波の反射部分を測定部分となしてチュービング中の
   欠陥もしくは不連続性の深さ２よび／またはひどさ全測
   定しつるようになした検査装置。 ７、変換器が回転自在に取付けた結晶を備え、この結晶
   をそれがチュービングの内部を走行する際に絶えず回転
   させ９るようになした特許請求の範囲第６項記載の検査
   装置＠８、固体中に存在する欠陥または不連続性を検査
   するだめの固体の検査方法であって、次の諸工程すなわ
   ち（１）　固体中を種々の深さで走行させるに十分に異
   なった種々の周波数をもつ超音波表面波を固体中に発生
   させ、（２）該表面波の反射部分の少なくとも一部を受
   信し、該表面波の反射部分の測定部分を十分に異なった
   周波数をもつ少なくとも２つの表面波から構成させてこ
   れらの表面波を固体中に区別される異なった深さで走行
   させるようになし、そして（３）該表面波の反射部分を
   測定または分析して固体中に欠陥または不連続性が存在
   するか否かを及びその欠陥または不連続性の深さもしく
   はひどさを測定する、ことから成ることを特徴とする検
   査方法。 ９、固体がチューブであシ、検査方法を外表面を検査し
   て欠陥もしくは不連続性ｔ−調べるために使用する特許
   請求の範囲第９項記載の検査方法。