探頭、超聲波探傷裝置以及超聲波探傷控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種探頭、超聲波探傷裝置以及超聲波探傷控制方法，所述探頭向被檢查對(duì)象照射超聲波，并對(duì)從被檢查對(duì)象反射的超聲波進(jìn)行接收。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為照射超聲波的探頭，眾所周知有一種超聲波探頭，其具有排列成陣列狀的多個(gè)壓電振子(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。該超聲波探頭的多個(gè)壓電振子沿陣列方向以規(guī)定螺距排列。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本專(zhuān)利特許第3505296號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的超聲波探頭中，在陣列方向上排列的多個(gè)超聲波元件(壓電振子)的其中一個(gè)超聲波元件中，當(dāng)被檢查對(duì)象的被檢查面發(fā)生傾斜時(shí)，具體而言，在一個(gè)超聲波元件的與陣列方向垂直的切開(kāi)方向上，當(dāng)被檢查面的一側(cè)與另一側(cè)的高低差變大時(shí)，導(dǎo)致超聲波元件與被檢查面之間的距離在切開(kāi)方向上產(chǎn)生偏差，探傷檢查所得到的檢查結(jié)果有可能會(huì)產(chǎn)生誤差。特別是，當(dāng)具有被檢查面的被檢查對(duì)象由具有聲學(xué)異向性的材料構(gòu)成時(shí)，如果距離的偏差導(dǎo)致超聲波的照射方向有所不同，則會(huì)導(dǎo)致在被檢查對(duì)象內(nèi)部傳播的超聲波產(chǎn)生偏差，可能更易產(chǎn)生誤差。
[0008]因此，本發(fā)明提供了一種即使在被檢查對(duì)象的被檢查面相對(duì)于探頭的發(fā)送接收面傾斜的情況下，也能夠穩(wěn)定地照射超聲波的探頭、超聲波探傷裝置以及超聲波探傷控制方法。
[0009]技術(shù)方案
[0010]本發(fā)明的探頭，具有:長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度比寬度方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)的發(fā)送接收面；以及設(shè)置在所述發(fā)送接收面上的多個(gè)超聲波元件，所述探頭一邊相對(duì)于與所述發(fā)送接收面相對(duì)的被檢查對(duì)象的被檢查面在所述寬度方向上移動(dòng)，一邊照射超聲波，其特征在于，所述各個(gè)超聲波元件形成為在所述長(zhǎng)度方向以及所述寬度方向上長(zhǎng)度相同的形狀，所述多個(gè)超聲波元件在所述長(zhǎng)度方向上排列設(shè)置，且在所述寬度方向上排列設(shè)置，以一個(gè)以上的所述超聲波元件為規(guī)定的照射單位，在整個(gè)所述長(zhǎng)度方向上多次照射超聲波。
[0011 ]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠?qū)⒏鱾€(gè)超聲波元件的形狀設(shè)定為在長(zhǎng)度方向以及寬度方向上長(zhǎng)度相同，因此即使在與超聲波元件相對(duì)的被檢查面發(fā)生傾斜的情況下，也能夠減小寬度方向的一側(cè)與另一側(cè)的高低差。因此，能夠抑制超聲波元件與被檢查面之間的距離在寬度方向上的偏差，并且能夠穩(wěn)定地向被檢查面照射超聲波。并且，作為在長(zhǎng)度方向以及寬度方向上長(zhǎng)度相同的形狀，可以是例如正方形等的多邊形或圓形等。
[0012]另外，優(yōu)選所述多個(gè)超聲波元件具有:第I超聲波元件組，其配置為在所述長(zhǎng)度方向上排成一列；以及第2超聲波元件組，其配置為與所述第I超聲波元件組在所述寬度方向上相鄰，且在所述長(zhǎng)度方向上排成一列，其中，所述第I超聲波元件組的所述各個(gè)超聲波元件在所述長(zhǎng)度方向上位于所述第2超聲波元件組的相鄰所述超聲波元件的中間，所述照射單位為一個(gè)所述超聲波元件。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以一個(gè)超聲波元件為照射單位，使第I超聲波元件組的各個(gè)超聲波元件與第2超聲波元件組的各個(gè)超聲波元件沿長(zhǎng)度方向交替照射超聲波。這時(shí)，第I超聲波元件組的超聲波元件在長(zhǎng)度方向上位于第2超聲波元件組的相鄰超聲波元件的中間。因此，能夠以比各個(gè)超聲波元件組的超聲波元件之間的間隔還要短的間隔照射超聲波，從而能夠在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行詳細(xì)的超聲波探傷。
[0014]并且，優(yōu)選所述多個(gè)超聲波元件在所述長(zhǎng)度方向以及所述寬度方向上配置成矩陣狀，所述照射單位為由在所述長(zhǎng)度方向上相鄰的多個(gè)所述超聲波元件和在所述寬度方向上相鄰的多個(gè)所述超聲波元件所包圍的、且在所述長(zhǎng)度方向以及所述寬度方向上數(shù)目相同的超聲波元件照射組。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以超聲波元件照射組為照射單位，沿長(zhǎng)度方向照射超聲波。由此，與一個(gè)超聲波元件照射超聲波的情況相比，超聲波元件照射組能夠提高音壓，從而能夠更加穩(wěn)定地照射超聲波，且能夠良好地接收從被檢查對(duì)象反射的超聲波。
[0016]并且，優(yōu)選所述多個(gè)超聲波元件配置成相對(duì)于所述長(zhǎng)度方向以及所述寬度方向傾斜規(guī)定角度的矩陣狀，所述照射單位為由在所述長(zhǎng)度方向上相鄰的多個(gè)所述超聲波元件和在所述寬度方向上相鄰的多個(gè)所述超聲波元件所包圍的、在所述長(zhǎng)度方向以及所述寬度方向上數(shù)目相同的超聲波元件照射組。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以超聲波元件照射組為照射單位，沿長(zhǎng)度方向照射超聲波。由此，與一個(gè)超聲波元件照射超聲波的情況相比，超聲波元件照射組能夠提高音壓，從而能夠更加穩(wěn)定地照射超聲波，且能夠良好地接收從被檢查對(duì)象反射的超聲波。
[0018]并且，優(yōu)選所述超聲波元件照射組通過(guò)使除了至少一個(gè)所述超聲波元件以外的其他所述超聲波元件所照射的超聲波遲于該至少一個(gè)所述超聲波元件所照射的超聲波，從而使超聲波會(huì)聚于與所述被檢查面垂直的進(jìn)深方向上的規(guī)定的焦點(diǎn)位置。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使超聲波元件照射組的多個(gè)超聲波元件所照射的超聲波的照射時(shí)序互不相同，從而能夠使超聲波會(huì)聚于規(guī)定的焦點(diǎn)位置，即進(jìn)行所謂的電子聚焦。因此，通過(guò)會(huì)聚超聲波，能夠提尚首壓、提尚分辨率，且能夠提尚超聲波探傷的靈敏度。
[0020]本發(fā)明的超聲波探傷裝置，其特征在于，具有:所述探頭；以及控制所述探頭的控制部，其中，所述控制部以一個(gè)所述超聲波元件為所述照射單位，從所述長(zhǎng)度方向的一側(cè)向另一側(cè)，以所述第I超聲波元件組的所述超聲波元件與第2超聲波元件組的所述超聲波元件交替的方式使所述照射單位的位置在所述長(zhǎng)度方向上互不相同，與此同時(shí)進(jìn)行多次照射超聲波的照射控制。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，控制部通過(guò)在探頭的長(zhǎng)度方向上多次照射超聲波，能夠以比各個(gè)超聲波元件組的超聲波元件之間的間隔還要短的間隔照射超聲波。因此，能夠在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行詳細(xì)的超聲波探傷。
[0022]本發(fā)明的其他的超聲波探傷裝置，其特征在于，具有:所述探頭；以及控制所述探頭的控制部，其中，所述控制部以所述超聲波元件照射組為所述照射單位，從所述長(zhǎng)度方向的一側(cè)向另一側(cè)，使所述照射單位的一部分重復(fù)且在所述長(zhǎng)度方向上位置不同，與此同時(shí)進(jìn)行多次照射超聲波的照射控制。
[0023]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，控制部通過(guò)使照射單位的一部分重復(fù)地在探頭的長(zhǎng)度方向上多次照射超聲波，從而能夠以較短的間隔照射超聲波。因此，能夠在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行詳細(xì)的超聲波探傷O
[0024]并且，優(yōu)選所述控制部在以所述超聲波元件照射組為所述照射單位時(shí)，一面同時(shí)激勵(lì)所述超聲波元件照射組的多個(gè)所述超聲波元件，從多個(gè)所述超聲波元件照射超聲波，一面用所述各個(gè)超聲波元件接收從所述被檢查對(duì)象反射的超聲波。
[0025]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，控制部通過(guò)同時(shí)激勵(lì)超聲波元件照射組的多個(gè)超聲波元件，與一個(gè)超聲波元件照射超聲波的情況相比，能夠提高音壓，從而能夠更加穩(wěn)定地照射超聲波。并且，由于能夠用各個(gè)超聲波元件進(jìn)行接收，因此能夠詳細(xì)接收從被檢查對(duì)象反射的超聲波。
[0026]另外，優(yōu)選所述控制部在同時(shí)激勵(lì)所述超聲波元件照射組的多個(gè)所述超聲波元件時(shí)，進(jìn)行延遲控制，使除了至少一個(gè)所述超聲波元件以外的其他所述超聲波元件所照射的超聲波遲于該至少一個(gè)所述超聲波元件所照射的超聲波。
[0027]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使超聲波元件照射組的多個(gè)超聲波元件所照射的超聲波的照射時(shí)序互不相同，從而能夠使超聲波會(huì)聚于規(guī)定的焦點(diǎn)位置，即進(jìn)行所謂的電子聚焦。因此，通過(guò)會(huì)聚超聲波，能夠提尚首壓、提尚分辨率，從而能夠提尚超聲波探傷的靈敏度。
[0028]本發(fā)明的超聲波探傷控制方法為控制探頭的超聲波探傷方法，所述探頭具有:長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度比寬度方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)的發(fā)送接收面；以及設(shè)置在所述發(fā)送接收面上的多個(gè)超聲波元件，其中，所述探頭一邊相對(duì)于與所述發(fā)送接收面相對(duì)的被檢查對(duì)象的被檢查面在所述寬度方向上移動(dòng)，一邊照射超聲波，所述超聲波探傷控制方法的特征在于，所述各個(gè)超聲波元件形成為在所述長(zhǎng)度方向以及所述寬度方向上長(zhǎng)度相同的形狀，所述多個(gè)超聲波元件具有:第I超聲波元件組，其配置為在所述長(zhǎng)度方向上排成一列；以及第2超聲波元件組，其配置為與所述第I超聲波元件組在所述寬度方向上相鄰，且在所述長(zhǎng)度方向上排成一列，其中，所述第I超聲波元件組的所述各個(gè)超聲波元件在所述長(zhǎng)度方向上位于所述第2超聲波元件組的相鄰所述超聲波元件的中間，以一個(gè)所述超聲波元件為照射單位，從所述長(zhǎng)度方向的一側(cè)向另一側(cè)，以所述第I超聲波元件組的所述超聲波元件與所述第2超聲波元件組的所述超聲波元件交替的方式使所述照射單位的位置在所述長(zhǎng)度方向上互不相同，與此同時(shí)多次照射超聲波。
[0029]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠使各個(gè)超聲波元件的形狀為在長(zhǎng)度方向以及寬度方向上長(zhǎng)度相同，因此能夠減小寬度方向的一側(cè)與另一側(cè)的高低差，且能夠穩(wěn)定地向被檢查面照射超聲波。這時(shí)，通過(guò)在探頭的長(zhǎng)度方向上多次照射超聲波，能夠以比各個(gè)超聲波元件組的超聲波元件之間的間隔還要短的間隔照射超聲波。因此，能夠在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行詳細(xì)的超聲波探傷。
[0030]本發(fā)明的其他的超聲波探傷控制方法為控制探頭的超聲波探傷方法，所述探頭具有:長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度比寬度方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)的發(fā)送接收面；以及設(shè)置在所述發(fā)送接收面上的多個(gè)超聲波元件，其中，所