使用导波的非破坏性检查装置及非破坏性检查方法

摘要

本发明的目的是提供一种虽利用导波的群速度变化的频带，但可以总括长距离区间进行高灵敏度检查的非破坏性检查方法及装置。给波形生成及解析装置5输入配管的壁厚、材质或者音速、以及应该检查的区域R、和基准波形。根据壁厚和材质计算由基准波形产生的导波被检查区域R的中心位置的缺陷D0反射、被导波收发元件1接收时的波形，通过计算的接收波形按照从接收时间晚的依次发送的顺序生成发送波形。通过导波收发装置3向导波收发元件1施加基于发送波形的信号，使导波8发生。通过导波收发装置3接收来自导波收发元件1的导波8的接收波形。通过A/D转换器4把信号转换为数字信号。波形生成及解析装置5以该数字信号作为检查结果在显示装置上显示。

说明书

技术领域

本发明涉及使用导波总括长距离区间检查配管老化的非破坏性检查装置及非破坏性检查方法。

背景技术

各种成套装置中使用的配管经过从建设开始的长的时间后，从该配管的内外表面的老化，亦即腐蚀和浸蚀逐渐明显起来。这些老化进一步发展，直到贯通配管的壁厚，有发展成泄漏事故的危险。因此，有必要通过非破坏性装置评价配管的壁厚的状态，在到达泄漏之前采取更换或者修补配管的对策。

使用声波的非破坏性测定装置的代表物有超声波厚度计。超声波厚度计是这样的装置，它一般使用由电声相互变换的压电元件组成的超声波传感器，在对象配管中激励散波(bulk wave)(称为纵波或者横波的弹性波)，使用同一个或者别的超声波传感器接收由配管底面反射的弹性波，测定配管壁厚。

该装置从所谓的将接收波的接收时间换算成壁厚的测定原理上，可以以高的精度测定配管的壁厚，另一方面，检查范围被限制在和传感器的大小几乎同样的程度。像长配管那样要求检查范围变宽的话，由于要增加测定点，有需要很长检查时间的缺点。另外，在有保温材料的配管、埋置配管、垂直配管等不容易够及的配管中，检查的准备、整理所需要的时间也很长。

作为对于这样的问题的一个对策，有使用导波(由在像配管或者板那样具有界面的物体中一边反射或者变换模式同时行进的纵波、横波的干涉而形成的弹性波)总括配管的长距离区间进行检查的方法。这种方法是利用导波在配管的圆周方向横断面积变化的位置反射的特征的方式。在配管的轴方向，使相对配管的中心轴对称的单模式的导波传播，根据该反射波的波高值或者出现时间测定壁厚减小或者缺陷的大小和轴方向位置。在壁厚减小或者缺陷以外，也可以得到来自焊接线的反射波，但是来自壁厚减小或者缺陷的反射波对于配管的中心轴作非轴对称振动，而来自焊接线的反射波作轴对称振动，根据该特征可以识别(特别参考专利文献1)。

另外，求出检测信号和参照信号的相关，利用根据该相关的最大值高精度地确定缺陷的位置等的弹性波的配管的检查装置是公知的。(特别参考专利文献2)。

【专利文献1】特表平10-507530号公报

【专利文献2】特开2002-236113号公报

上述现有技术可以作为在导波的激励环上施加声脉冲串波(图26举例表示4周期的声脉冲串波)进行说明。但是，因为导波显示音速随频率变化的特性(以下把音速随频率变化这一事实称为分散，把该特性称为分散特性)，因此利用群速(波束(波块)前进的速度)不固定的频带的导波的话，对于远方的壁厚减小或者缺陷的检测性能降低。

对该现象进行详细说明。例如，在材质使用炭素钢(纵波音速＝5940m/s横波音速＝3260m/s)、外径114.3mm、壁厚6mm(壁厚和外径的比为0.052)的配管的场合，频率和壁厚的积和导波的音速的关系如图27所示，这在理论上已知。图27(a)表示相位速度，51a称为L(0，1)模式，52a称为L(0，2)模式，53a称为L(0，3)模式，54a称为L(0，4)模式，随着以L(n，m)表示的m的数字增大，板厚方向的位移分布变得复杂。图28是模型化地表示不同模式的位移的特征的图，从上开始顺次表示L(0，1)模式、L(0，2)模式、L(0，3)模式。

图27(b)表示群速度，51b是L(0，1)模式，52b是L(0，2)模式，53b是L(0，3)模式，54b是L(0，4)模式。在L(0，2)模式的场合，在大约150kHz以下的频带(频率×壁厚＝0.9MHz mm以下)群速度52b几乎固定，但是在从300kHz到500kHz的附近(频率×壁厚为1.8～3.0MHz mm)，群速度52b随频率变化很大。

为验证这一理论，对于外径114.3mm、壁厚6mm、长度为5500mm的配管在距端部1500mm的位置施以缺陷，发送中心频率500kHz的L(0，2)模式导波，检测出来自缺陷处的反射波形。将其结果表示在图29的说明图中。图29(a)是将传感器设置在距缺陷200mm(距配管端部1700mm的位置)处的场合的反射波形，61是来自缺陷的反射波形，62是来自配管端部的反射波形。图29(b)是将传感器设置在距缺陷1000mm(离配管端部2500mm的位置)处的场合的反射波形，63是来自缺陷的反射波形，64是来自配管端部的反射波形。比较来自缺陷的反射波形61和63，传感器距缺陷的距离远的反射波形63一方波动的持续时间明显变长。这是因为如以上所述音速随频率显示不同的分散特性的缘故，使用这样的频带的话，导波的能量伴随传播距离变长在时间轴上展宽，振幅降低，特别对于检测微小的裂纹或者壁厚减小带来障碍。

因为音速分散的频带一般经常出现在频率高的频带，因此降低频率是一种对策，但是由于同时波长变长，对于微小的缺陷的灵敏度变差。

发明内容

本发明的目的是提供一种非破坏性检查装置及其方法，该检查装置能够在利用在频率上音速分散的频率比较高的频带的同时，补偿由于分散而引起的振幅降低，总括长距离区间进行检查。

为实现本发明的目的，本发明的非破坏性检查装置具备：利用基准波形生成发送波形的波形生成装置、施加上述发送波形使被检查物体内发生导波的发送元件、从上述被检查物的检查区域接收上述导波的反射波的接收元件、输出根据在上述接收元件接收的上述反射波的接收波形得到的检查信息的解析装置、显示上述检查信息的显示装置。

同样，本发明的非破坏性检查方法具有：利用基准波形生成发送波形的步骤、将上述发送波形施加在发送元件上使被检查物体内发生导波的步骤、通过接收元件从上述被检查物的检查区域接收上述导波的反射波的接收步骤、取得根据通过上述接收元件接收的上述反射波的接收波形而得到的检查信息的步骤、显示上述检查信息的步骤。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的配管检查装置的方框图。

图2是说明导波收发元件的结构的例子的图。

图3是本发明的第一实施例中的导波收发装置和导波收发元件的连接图。

图4是本发明的第一实施例中的检查条件设定窗口和基准波形选择/显示窗口的显示例。

图5是本发明的第一实施例中的发送波形显示窗口的显示例。

图6是根据本发明的第一实施例在检查配管时的波形生成及解析装置的内部处理的流程图。

图7是说明运算发送波形的过程的图。

图8是表示在接收来自特定检查区域的反射波形时为了信号的持续时间变短而激励导波的场合的发送波形的例子的图。

图9是表示在接收来自特定检查区域的反射波形时为了信号的持续时间变短而激励导波的场合，对位于特定检查区域的缺陷的灵敏度提高的试验结果的图。

图10是本发明的第二实施例中的发送波形显示窗口的显示例。

图11是根据本发明的第二实施例在自动生成发送波形时的波形生成及解析装置的内部处理的流程图。

图12是根据本发明的第二实施例在解析、显示检查结果时的波形生成及解析装置的内部处理的流程图。

图13是说明连结接收波形获得检查结果的过程的图。

图14是表示在接收来自特定的检查段的反射波形时为了信号的持续时间变短而激励导波的场合的发送波形的例子的图。

图15是表示在接收来自特定的检查段的反射波形时为了信号的持续时间变短而激励导波的场合，对位于特定检查段的缺陷的灵敏度提高的试验结果的图。

图16表示在为了补偿在特定的距离由于分散而引起的振幅降低而激励导波的场合，接收被位于特定距离的反射源反射的导波的信号的例子。

图17是说明根据本发明的第三实施例通过距导波收发元件的距离校正接收波形的振幅的方法的图。

图18是本发明的第四实施例中的配管检查装置的方框图。

图19是本发明的第四实施例中的元件切换装置和导波收发元件的连接图。

图20是根据本发明的第四实施例在发送接收导波时的波形生成及解析装置的内部处理的流程图。

图21是根据本发明的第四实施例在分析、显示检查结果时的波形生成及解析装置的内部处理的流程图。

图22是说明在本发明的第四实施例中合成接收波形获得合成图像的过程的图。

图23是说明利用本发明的第四实施例、通过中心频率为500kHz的L(0，2)模式的导波检查赋予缺陷的外径为114.3mm、壁厚为6mm的配管时，在展开配管的平面上显示反射波形位置的结果的图。

图24是说明利用现有技术，通过中心频率为500kHz的L(0，2)模式的导波检查赋予缺陷的外径为114.3mm、壁厚为6mm的配管时，在展开配管的平面上显示反射波形的位置的结果的图。

图25是本发明的第五实施例中的配管检查装置的方框图。

图26是说明为施加在导波收发元件上的波形的一个例子的声脉冲串波的图。

图27是说明导波在多种振动模式下的导波的速度(群速度)具有依据频率而变化的分散特性，而且各模式的群速度由壁厚和频率的积唯一决定的图。

图28是按振动模式模型化地说明导波传播时的弹性形变的状况的图。

图29是说明利用由500kHz的声脉冲串波4周期驱动的L(0，2)模式的导波检查赋予缺陷的外径为114.3mm、壁厚为6mm的配管时，反射波形的振幅和持续时间随距离变化的图。

具体实施方式

下面参照图1至图3对本发明的第一实施例中的装置的构成进行说明。图1是与本实施例相关的配管检查装置的方框图，在该图中，1是导波收发元件，是发送元件和接收元件，是发生导波时和接收该导波的反射波时使用的发送接收的共同元件，2是收发元件环，3是导波收发装置，4是A/D转换器，5是波形生成及解析装置，6是输入装置，7是显示装置。所谓导波是超声波，它被定义为由于在反射或者变换模式的同时行进在如配管或者板那样有界面的物体中的纵波或者横波的干涉而形成的弹性波。导波收发元件1使用共通的压电元件，在发送时作为发送元件、接收时作为接收元件使用。此外，相邻设置发送元件专用的压电元件和接收元件专用的压电元件，分别专用于发送接收也可以。

导波收发元件1是使配管9中发生导波的元件，例如用压电元件构成，接触配管9而配置，通过同轴电缆和导波收发装置3电气连接。收发元件环2是将多个导波收发元件1圆环状地夹持在配管周围的夹具，最好具有在圆周方向上等间隔放置导波收发元件1的结构，对于配管可以拆装。收发元件环2具有沿圆环的直径切断环状的框架分成两部分的结构，其分割端用螺栓结合，组合成环状。因此，将环状的框架组合在配管9的外围后收发元件环2即安装到配管的外圆周。多个导波收发元件1放置在该收发元件环2的环状的框架的内侧的同时，通过伸缩的弹簧从收发元件环2的环状的框架支撑向配管的外圆周面。这样，收发元件环2被安装在配管9的外圆周面上后，多个导波收发元件1被弹簧压在配管9的外圆周面上，以便使导波容易从导波收发元件1对配管9发生。

导波收发装置3是如下装置，即为了发送导波在导波收发元件1上施加发送波形，进一步放大来自导波收发元件1的接收波形的装置，与波形生成及解析装置5连接以便能够进行数字数据通信，另外，通过同轴电缆与A/D转换器4连接以便向A/D转换器4输送接收波形。该导波收发装置3可以由例如可以任意设定发送波形的频率的频率合成器或者任意波形发生器、放大这些信号的功率放大器、市售超声波接收器、或者宽带放大器构成。

A/D转换器4具有将模拟信号转换为数字信号的功能，与波形生成及解析装置5连接，以便将从导波收发装置3输出的导波的接收波形作为数字波形传输给波形生成及解析装置5。该A/D转换器4可以利用例如市售示波器或者内置计算机的转换器型装置。

波形生成及解析装置5进行发送波形的生成和接收波形的解析的同时，是总括配管检查装置全体的动作的装置，可以利用计算机等构成，连接到接受动作者的指示的键盘等的输入装置6以及CRT等的显示装置7。

接下来，参照图2对导波收发元件1的构成例进行说明。在该图中，101是丙烯基，102是厚度振子，103是从厚度振子102发送的纵波，9是配管，8是沿配管9传播的导波。厚度振子102相对配管9呈倾斜配置，以便纵波103以入射角度θ入射，入射角度θ通过取90°的折射角度的斯内尔法则θ＝sin^-1(Cw/c(ω))计算确定。这里，Cw是丙烯基的纵波音速，c(ω)(ω是导波的中心角频率)是希望发生的模式的相位速度。

例如，取丙烯基的纵波音速为2720m/s的话，对于L(0，2)模式的频率×壁厚＝3MHz mm，相位速度为3480m/s(参照图27(a))，则入射角度θ被确定为51°。此外，101的材质不限于丙烯基，也可以使用聚苯乙烯或者其它的树脂类材质。

图3是导波收发装置3和导波收发元件1的连接图。在该图中，1a、1b、1c是导波收发元件，全部并列地连接到导波收发装置3。因此，从导波收发装置3施加的发送波形可以使导波收发元件1a、1b、1c同时振动。

接下来，参照图1、图4、图5、图7、以及表示波形生成及解析装置5的内部处理的图6的流程图对本发明的第一实施例中的配管检查装置的动作进行说明。首先，波形生成及解析装置5要求输入检查条件(步骤S1)。此时，在显示装置7显示图4(a)所示的检查条件设定窗口，要求输入配管的壁厚、材质或者音速(纵波和横波的音速)、以及检查区域(将导波收发元件1作为原点(0mm)的距离)。在图4中没有记载，但是也可以进一步要求输入配管的外径。

在输入配管的材质时，参照预先存储的使材质和音速对应的数据库，求出输入的材质的纵波和横波的音速。另外，根据需要显示图4(b)所示的基准波形选择/显示窗口，显示多个成为后述的发送波形的基准的基准波形的候补，要求选择。另外，要求输入周期数、中心频率，将输入的条件的基准波形显示在基准波形预览，辅助输入。

另外，将图5所示的发送波形显示窗口显示在显示装置7，使选择是否将检查区域分割为多个段，但是在本实施例中，对于不分割段的情况(在No处的检查标记)加以说明。

所有的条件输入后，波形生成及解析装置5自动生成发送波形(步骤S2)。发送波形的自动生成通过在波形生成及解析装置5中作为软件安装接下来表示的几个公式来实现，参照图7对这些内容进行说明。

首先，根据基准波形u(t)(图7(a))、式(1)进行傅里叶变换，求复数傅里叶分量U(ω)。图7(d)所示的波形是希望在接收元件接收的波形，它成为和基准波形u(t)同等的波形。

$>>U>>(>\omega >)>>=>>1>>2>\pi >>>>\int >>->\infty >>\infty >>u>>(>t>)>{}^{}$

接下来，给与U(ω)往复传播距离d(从导波收发元件1到检查区域R的中心的距离)时、即相当于传播距离2d时的相位延迟，进行逆傅里叶变换，计算出(式(2))传播距离2d后的计算波形u(2d，t)(图7(b))。最后，通过式(4)使计算波形u(2d，t)时间反转，得到发送波形u’(t)(图7(c))。

$>>u>>(>2>d>,>t>)>>=>2>Re>>\int >0>\infty >>U>>(>\omega >)>{}^{}$

$>>k>>(>\omega >)>>=>>\omega >>c>>(>\omega >)>>>>>> \dots 式(3)$

u’(t)＝u(2d，t_max-t)            …式(4)

这里，ω是角频率，c(ω)是导波的相位速度，t_max是取群速度的最小值为c_min时由t_max＝2d/c_min决定的时间。此外，已经知道导波的相位速度c(ω)通过解J.L.Rose著的“Ultrasonic Waves in Solid Media”的第159-162页叙述的特性方程式的数值解可以求出，省略其详细说明。

生成的发送波形u’(t)向导波收发装置3转发的同时，在发送波形显示窗口(图5)显示。举例说明的话，检查区域R为500mm~1500mm的话，因为检查区域的中心为1000mm，取距离为d＝1000mm，计算发送波形，在发送波形预览上显示。

接下来，进行导波的发送接收(步骤S3)。导波的发送接收以波形生成及解析装置5向导波收发装置3发送触发信号开始。检测出触发信号的导波收发装置3在向导波收发元件1施加发送波形的同时，对A/D转换器4发送触发信号。

被施加发送波形的导波收发元件1通过机械地振动对配管9激励导波8。导波8沿轴方向在配管9中传播，其中，被裂缝或者壁厚减小等不连续的点(D0)反射的分量被导波收发元件1接收，作为接收波形输入给导波收发装置3。导波收发装置3放大接收波形，并把放大的接收波形发送给A/D转换器4。

A/D变换器4在导波收发装置3向导波收发元件1施加发送波形同时与发生的触发信号同步开始信号的数字化，经放大的接收波形被A/D转换器4转换成数字信号，转发给波形生成及解析装置5。接下来，作为检查信息显示检查结果(步骤S4)。这时的检查结果，把时间或者距离作为横轴用波形显示。通过以上步骤结束动作。

接下来，参照图8和图9对通过本发明的第一实施例实际检查有缺陷的配管的试验结果的例子进行说明。试验中使用的配管和在背景技术中叙述的相同，是外径为114.3mm、壁厚为6mm、长为5500mm的碳素钢管，在距端部1500mm的位置施以缺陷。

将导波收发元件1配置在距缺陷1000mm的位置(距端部2500mm)，通过本实施例实施检查。在检查条件设定窗口，输入配管壁厚为6mm、材质为碳素钢、检查区域为500mm~1500mm，在基准波形选择/显示窗口，选择声脉冲串波，输入周期为4、中心频率为500kHz。此时在发送波形显示窗口显示的发送波形如图8所示。另外，作为检查信息的检查结果，如图9(b)所示，和使用通常的发送波形的场合的图9(a)相比较的话，可以确认在时间轴上的波的扩展得到抑制。

此外，在L(0，1)模式或者L(0，2)模式的群速度(图27的51b或者52b)变化大的区域，因为使用通常的发送波形的波形(相当于图9(a)的63)的时间轴上的扩展本来很大，通过适用本实施例时成为如W24的波形，所以抑制波形在时间轴上的扩展的效果非常高。具体的讲，频率(MHz)×壁厚(mm)在从0.5到4的区域使用很好。

根据上述的本发明的第一实施例，虽然利用在频率上音速分散的频率比较高的频带，因为在配管的特定位置可以补偿由于分散引起的振幅降低，所以可以提高在配管的特定位置的缺陷的检测灵敏度。

下面，作为本发明的第二实施例，对把检查区域沿轴方向上分割成多段，按各段分配发送波形进行检查的实施例进行说明。涉及本实施例的配管检查装置的方框图，和作为第一实施例的方框图的图1相同，省略其说明。

参照图10、图13以及表示波形生成及解析装置5的内部处理的图6、图11、图12的流程图对本发明的第二实施例中的配管检查装置的动作进行说明。首先，波形生成及解析装置5要求输入检查条件(步骤S1)。此时的动作基于本发明的第一实施例，但是在本实施例中，如图10(a)所示例子那样，在发送波形显示窗口，在段分割的选择项中选择Yes。此时，通过段数输入检查段的分割条件，波形生成及解析装置5决定分割段并使各检查段的长度相同，以靠近导波收发元件1的顺序向各段分配序号。

另外，如图10(b)所示，可以个别输入检查段的区间。所有的条件输入后，波形生成及解析装置5自动生成发送波形(步骤S2)。参照图11的流程图对该内容进行说明。首先，把1代入表示检查段的变量j(步骤S201)。接下来，进行变量j是否在段数以下的判定(步骤S202)。在j＝1时判定为Yes，因此，前进到步骤S203，但是此时的判定是No的话，则前进到步骤S206。接下来，根据基准波形u(t)和从导波收发元件1到第j个检查段的中心的距离d计算发送波形u’(t)(步骤S203)。此时的计算内容，与本发明的第一实施例相同，因此省略其说明。

接下来，将发送波形u’(t)存储到存储器中(步骤S204)。接下来，使变量j加1(步骤S205)。接下来，返回到步骤S202，但是在变量j在段数以下期间，重复进行S202->S203->S204->S205，对全部检查段计算出发送波形u’(t)。在变量j超过段数的场合，波形生成及解析装置5向导波收发装置3转发一系列的波形u’(t)(步骤S206)。

通过以上的步骤，结束发送波形的生成处理。生成的所有的发送波形显示在发送波形显示窗口，并能够确认。接下来，波形生成及解析装置5发送接收导波(步骤S3)。此时的动作虽然和本发明的第一实施例相同，但是追加了选择发送信号的步骤，即，波形生成及解析装置5在向导波收发装置3发送出触发信号之前，发送发送波形选择信号。

接下来，分析、显示为检查信息的检查结果(步骤S4)。参照图12的流程图和图13对这一内容进行说明。首先，波形生成及解析装置5把1代入表示检查段的变量j(步骤S401)。接下来，进行变量j是否在段数以下的判定(步骤S402)。在j＝1时判定为Yes，因此前进到步骤S403，但是如果此时的判定是No的话，则前进到步骤S405。接下来，读出检查段j的接收波形(步骤S403)。

接下来，给表示检查段的变量j加1并存储到存储器中(步骤S404)，前进到步骤S402。在变量j在段数以下的期间，重复进行S402->S403->S404，对于全部检查段读出接收波形。在变量j超过段数的场合，对于读出的接收波形，设相当于检查段的位置的时间门，选通各门内的信号，在时间轴上连结(步骤S405)。

接下来，波形生成及解析装置5把取时间或者距离作为横轴的波形作为图像信号输出给显示装置7，显示装置7接收图像信号并显示波形(步骤S406)。将显示的一例表示在图13中。在该图中，(a)是对于第二检查段R2向导波收发元件1施加成为高灵敏度的发送波形时的接收波形，21是发送波形，22是来自位于R2上的缺陷的反射波形，23是来自位于R3上的缺陷的反射波形，G2是相当于R2的门。

另外，图13(b)是对于第三检查段R3在导波收发元件1上施加成为高灵敏度的发送波形时的接收波形，24是发送波形，25是来自位于R2上的缺陷的反射波形，26是来自位于R3上的缺陷的反射波形，G3是相当于R3的门。连接各门内的波形的是通过图13(c)表示的连结波形。通过连结灵敏度好的门内的波形，对于所有的检查段可以得到高灵敏度的波形。

图14是通过本发明的第二实施例生成的发送波形的例子。此时的基准波形是通过式(5)给出的声脉冲串波(频率500kHz)(形状和图26相同)。

        …式(5)

图14(a)的发送波形W20是根据公式(4)取d＝500mm计算出的发送波形。亦即从导波收发元件1发送的导波从距离500mm的位置的缺陷反射、再次被导波收发元件1接收时，为了使导波的持续时间变短，参照相位速度的数据(图27(a)的52a)计算的波形。在d＝1000mm、d＝2000mm下计算的发送波形，分别如图14(b)的W21、图14(c)的W22。

接下来，通过本发明的第二实施例生成的发送波形，参照图15对激励起导波的场合的效果进行说明。变化导波收发元件1和缺陷的距离d收录反射波。图15是其结果，图15(a)是利用取基准波形为500kHz的声脉冲串4周期、d＝500mm计算出的发送波形u’(t)收录来自位于500mm位置的缺陷的反射波形的结果。

图15(b)是利用取d＝1000mm计算出的发送波形u’(t)、收录来自位于1000mm位置的缺陷的反射波形的结果，图15(c)是利用取d＝2000mm计算出的发送波形u’(t)、收录来自位于1000mm位置的缺陷的反射波形的结果。W23、W24、W25是来自缺陷的反射波形，任何一个信号与图29的反射波形61或者63相比，持续时间都变短。此外，W26、W27、W28是发送波形。

图16表示测定从导波收发元件1到缺陷的距离和接收波形的振幅的关系的试验结果。在该图中，31是利用取d＝0mm计算出的发送波形(同基准波形)的场合，32是利用取d＝250mm计算出的发送波形的场合，33是利用取d＝500mm计算出的发送波形的场合，34是利用取d＝1500mm计算出的发送波形的场合。可以看到，任一结果在导波的持续时间变短的距离下，相对振幅表示极大值，对结果的灵敏度变高。和测定结果31的差，是由于采用基于本实施例的发送方法而改善的部分。

根据上述的本发明的第二实施例，把在本发明的第二实施例中说明的配管的轴方向分割成多个检查段，由于连结通过不同的发送信号按各检查段发送接收的接收信号，因此可以以高灵敏度检查配管的所有位置。

接下来，参照图17对本发明的第三实施例进行说明。因为第三实施例中的装置构成和第一及第二实施例相同，因此省略其说明。本实施例中的配管检查装置的动作基于本发明的第二实施例，但是在检查结果的解析、显示处理(图12)中，在步骤S405之后，追加了以下的机能。即波形生成及分析装置5对在图17(a)中表示接收波形的分散振幅补正曲线41低于包络线42的部分进行补正，以补正后的波形作为新的接收波形。

例如，取图17(b)作为接收波形的连结波形的话，对于波形22补正振幅差43，通过这一补正，分散振幅补正后的连结波形成为图17(c)，波形22像波形22a那样振幅得到补正。此外，该分散振幅校正曲线41是从基于图16的试验的数据作成的。

根据上述的本发明的第三实施例，在远离检查段的中心的位置，通过校补正信号电平的降低，具有抑制在特定位置检测性能恶化的效果。

接下来，参照图18至图24对本发明的第4实施离进行说明。

图18是涉及本实施例的配管检查装置的方框图，在该图中，1是导波收发元件，2是收发元件环，3是导波收发装置，4是A/D转换器，5是波形生成及解析装置，6是输入装置，7是显示装置，10是元件切换装置。

元件切换装置10是通过来自波形生成及解析装置5的控制信号控制、选择与导波收发装置3相连接的导波收发元件1的装置，例如可以用市售多路转换器构成。其他的构成和本发明的第一实施例相同，因此省略其说明。

图19是元件切换装置10和导波收发元件的连接图。在该图中，1a、1b、1c是导波收发元件，分别和元件切换装置10的通道1、通道2、通道3连接。图中省略通道4以下的连接线，但是同样地和其它的导波收发元件一对一连接。

下面参照图6、图20和图21的流程图以及图22对本发明的第四实施例中的配管检查装置的动作进行说明。首先，波形生成及解析装置5要求输入检查条件(步骤S1)，这里的动作和本发明的第二实施例相同，因此省略其说明。接下来，自动生成发送波形(步骤S2)。这里的动作也和本发明的第二实施例相同，因此省略其说明。

接下来，发送接收导波(步骤S3)。参照图20对该内容进行说明。首先，把1代入表示存储在存储器中的通道的变量i(步骤S301)。接下来，进行变量i是否在通道数以下的判定(步骤S302)。i＝1时判定为Yes，因此前进到步骤S303，但是如果此时的判定是No的话，则结束动作。在步骤S303，波形生成及解析装置5向元件切换装置10发出元件选择信号(步骤S303)。

收到元件选择信号的元件切换装置10切换开关10a，电气连接导波收发装置3和通道1。由此，导波收发装置3和导波收发元件1a相连接。接下来，把1带入表示存储在存储器中的检查段的变量j(步骤S304)。接下来，进行变量j是否在检查段数以下的判定。j＝1时判定为Yes，因此前进到步骤S306，但是如果判定为No的话，则前进到步骤S310(步骤S305)。

接下来，波形生成及解析装置5向导波收发装置3发出发送波形选择信号，以便导波收发装置3准备对于第一检查段R1生成的发送波形(步骤S306)。接下来，波形生成及解析装置5对导波收发装置3发出发送的触发信号(步骤S307)。检测到触发信号的导波收发装置3通过元件切换装置10向导波收发元件1a施加发送波形的同时，对于A/D转换器4发出触发信号。被施加发送波形的导波收发元件1a通过机械地振动对配管9激励起导波8a。

导波8a沿轴方向在配管9内传播，其中，被裂缝或者壁厚减小等的不连续点反射的导波被导波收发元件1a接收，作为接收波形输入给导波收发装置3。导波收发装置3放大接收波形，把经放大的接收波形发送给A/D转换器4。A/D转换器4在导波收发装置3向导波收发元件1a施加发送波形的同时与发生的触发信号同步，开始信号的数字化，经放大的接收波形被A/D转换器4转换成数字信号，转发给波形生成及解析装置5。

接下来，波形生成及解析装置5把数字信号存储到存储器中(步骤S308)。接下来，表示检查段的变量j加1并存储到存储器中(步骤S309)，前进到步骤S305。在变量j在检查段数以下的期间，重复进行S305->S306->S307->S308->S309，对配管9的轴方向的多个检查段，发送由按各检查段生成的发送波形产生的导波，将所有的接收波形作为数字信号存储在存储器中。当变量j超过检查段数时，对变量i加1(步骤S310)。

接下来，进行变量i是否在通道数以下的判定，在变量i在通道数以下的期间，重复进行S302->S303->S304->(S305～S309的循环回路)->S310，对于配置在配管9的圆周方向上的所有导波收发元件执行S305～S309的循环回路。在变量i超过检查段数的场合，结束动作。

接下来，分析、显示为检查信息的检查结果(步骤S4)。参照图21对该内容进行说明。首先，波形生成及解析装置5把1带入表示存储在存储器中的通道的变量i(步骤S411)。接下来，进行变量i是否在通道数以下的判定(步骤S412)。i＝1时判定为Yes，因此前进到步骤S413，如果此时的判定是No的话，则前进到步骤S415。

接下来，波形生成及解析装置5读出在通道收录的全部检查段的接收波形并进行连结(步骤S413)。该处理的内容和为本发明的第二实施例中的检查信息的检查结果的分析、显示处理(图12)中除去步骤S406的处理相同，因此省略其说明。

接下来，对表示检查段的变量j加1并存储到存储器中，前进到步骤S412(步骤S414)。在变量j在检查段数以下的期间，通过反复进行S412->S413->S414，读出并连结所有通道的全部段的接收波形。在步骤S412，在变量i超过通道数的场合，波形生成及解析装置5利用所有通道的连结波形生成将配管的圆周方向展开成平面的检查图像的信息(步骤S415)。该检查图像的信息的生成过程和通常的超声波探伤中的B型示波器的图像化处理相同，因此省略其详细说明。

接下来，波形生成及解析装置5向显示装置7输出检查图像的信息的图像信号，显示装置7接收图像信号，显示如图22(d)所示的检查图像(步骤S416)。

下面参照图23和24对根据本发明的第四实施例检查有缺陷的配管的结果的例子进行说明。图23(a)模型化表示检查系统的图，在外径为114mm、厚度为6mm、长度为5500mm的配管9上，在距端部100mm的位置沿圆周方向配置32个导波收发元件1，它们被收发元件环2夹持。

D1、D2、D4、D5是研钵状的壁厚减小缺陷，D1是壁厚最大减小80％(4.8mm)的缺陷，D2是壁厚最大减小50％(3.0mm)的缺陷，D4是壁厚最大减小40％(2.4mm)的缺陷，D5是壁厚最大减小20％(1.2mm)的缺陷。D3是直径为4mm的贯通钻孔。

各缺陷在圆周方向的位置，D1为0°，D2为180°，D3为0°，D4为90°，D5为-90°。R1、R2、R3、R4、R5、R6任何一个都是检查段，R1从0到250mm，R2从250mm到750mm，R3从750mm到1250mm，R4从1250mm到1750mm，R5从1750mm到2250mm，R6从2250mm到5500mm。用于生成发送波形的基准波形是500kHz的声脉冲串波4周期。图23(b)是检查结果(全通道的合成图像)。如信号W1、W2、W3、W4、W5所示的，检测出了所有的模拟缺陷。

图24是为了比较利用现有的发送方法测定的试验结果，是发送波形采用500kHz的声脉冲串波4周期的场合。信号W6、W7、W8、W9分别是来自缺陷D1、D2、D3、D4的反射波形，能够检测出比较大的缺陷，但是没有检出最小的缺陷D5。

根据上述的本发明的第四实施例，在本发明的第二实施例中说明的把配管的轴方向分割成多个检查段，连结按各检查段通过不同的发送信号发送接收的接收信号的功能之上，进一步在圆周方向配置多个导波收发元件，进行切换并发送接收，合成各信号作为检查图像，因此在能够测定缺陷在圆周方向的位置的同时，还可以得到视觉上容易识别的检查结果。

下面参照图25对本发明的第五实施例进行说明。图25是本发明的第五实施例中的配管检查装置的方框图，在该图中，11是扫描机构，12是扫描器控制装置，其他构成和本发明的第一实施例相同。根据本实施例，检测在配管上发生的壁厚减少的步骤依照本发明的第三实施例，因此省略其说明。和第三实施例的不同之处在于，第三实施例中导波收发元件1是单一的，本实施例具有夹持导波收发元件1的扫描机构11，通过扫描机构扫描配管的圆周方向，可以测定圆周方向的多个段。

根据上述的本发明的第五实施例，由于在多个圆周段利用相同的导波收发元件1，所以可以抑制检查结果的分散，进一步，具有抑制导波收发元件的成本的效果。特别是，在希望圆周段的数目多时十分有用。

如上所述，根据本发明的非破坏性检查装置以及非破坏性检查方法，即使在利用导波的群速度不固定的高频率带域的场合，也可以总括长距离区间进行灵敏度高的检查。