超聲波檢查系統、超聲波檢查方法和航空器結構體與流程

本發明的實施方式涉及一種超聲波檢查系統、超聲波檢查方法和航空器結構體。

背景技術：

目前，作為在不破壞航空器等的結構部件的情況下對其進行檢查的方法，已知有超聲波檢查法。另外，作為用于進行超聲波檢查的傳感器，也已知有使用光纖·布拉格·光柵(fbg：fiberbragggrating)傳感器的技術(例如參考專利文獻1和專利文獻2)。若將fbg傳感器用作超聲波接收用的傳感器，則與將超聲波振子用作傳感器的情況相比，能夠提高超聲波的檢測精度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開2005-257289號公報

專利文獻2：(日本)特開2006-132952號公報

但是，fbg傳感器存在接收指向性。即，fbg傳感器只能接收大致向光纖的長度方向行進的超聲波。因此，當將fbg傳感器用作超聲波接收用的傳感器時，毋庸置疑從相對于fbg傳感器的長度方向垂直的方向傳播來的超聲波難以以高精度接收，而且從以一定以上的角度傾斜的方向傳播來的超聲波也難以以高精度接收。

因此，在難以配置多個fbg傳感器的情況和難以確保用于配置fbg傳感器的空間的情況下，會出現無法使用fbg傳感器檢測超聲波的問題。反過來，即使配置了fbg傳感器，也只能檢測有限范圍內的超聲波。

特別是，當超聲波檢查的對象為外板(面板)(也稱外皮)上安裝有橫梁(翼梁)、小骨(加強肋)以及縱梁(stringer)等加固材料的航空器結構體時，有時會因與多個加固材料和纜線類的干擾而難以確保用于配置fbg傳感器的空間。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在于，在超聲波檢查方法中，能夠不受超聲波的接收傳感器的接收指向性和用于配置超聲波的接收傳感器的空間的制約，以更高精度檢測超聲波。

本發明的實施方式涉及的超聲波檢查系統具有超聲波傳播體和光纖傳感器。超聲波傳播體改變在被檢查對象中傳播的超聲波的行進方向。光纖傳感器檢測通過所述超聲波傳播體改變了所述行進方向的所述超聲波。

另外，本發明的實施方式涉及的航空器結構體安裝有上述超聲波檢查系統。

另外，本發明的實施方式涉及的超聲波檢查方法包括以下步驟：通過將超聲波傳播體設置于被檢查對象，改變在所述被檢查對象中傳播的超聲波的行進方向；以及利用光纖傳感器檢測通過所述超聲波傳播體改變了所述行進方向的所述超聲波。

另外，本發明的實施方式涉及的超聲波檢查方法包括以下步驟：在被檢查對象的表面，以長度方向不平行的朝向配置光纖傳感器；以及利用所述光纖傳感器檢測在所述被檢查對象中傳播的超聲波。

附圖說明

圖1是本發明第一實施方式涉及的超聲波檢查系統的構成圖；

圖2是圖1所示的超聲波檢查系統的主要構成要素的俯視圖；

圖3是表示在被檢查對象的表面以長度方向平行的方式利用現有方法設置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象中沿fbg傳感器的長度方向傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表；

圖4是表示在被檢查對象的表面以長度方向平行的方式利用現有方法設置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象中沿著與fbg傳感器的長度方向垂直的方向傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表；

圖5是表示在被檢查對象的表面以長度方向垂直的方式設置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象中沿第一方向傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表；

圖6是表示在被檢查對象的表面以長度方向垂直的方式設置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象中沿與第一方向垂直的第二方向傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表；

圖7是表示本發明第一實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的另一結構例的縱截面圖；

圖8是表示圖7所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖；

圖9是表示本發明第一實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的其他結構例的縱截面圖；

圖10是表示圖9所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖；

圖11是表示本發明第二實施方式涉及的超聲波檢查系統所具有的光纖傳感器和超聲波傳播體的構成的縱截面圖；

圖12是圖11所示的超聲波檢查系統的光纖傳感器和超聲波傳播體的俯視圖；

圖13是示出表示本發明第三實施方式涉及的超聲波檢查系統的特征的主要構成要素的構成的主視圖；

圖14是圖13所示的超聲波檢查系統的主要構成要素的俯視圖；

圖15是表示第三實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的另一結構例的縱截面圖；

圖16是表示圖15所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖；

圖17是表示本發明第三實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的其他結構例的縱截面圖；

圖18是表示圖17所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖；

圖19是表示本發明第四實施方式涉及的超聲波檢查系統的特征的主要構成要素的構成圖。

符號說明

1、1a、1b、1c超聲波檢查系統

2控制系統

2a輸入裝置

3激勵器

4、4a、4b、4c、4d、4e、4f超聲波傳播體

5光纖傳感器

6信號處理系統

6a顯示裝置

7、7a、7b薄板

8媒介

o被檢查對象

o1縱梁

o2面板

具體實施方式

下面參考附圖，對本發明的實施方式涉及的超聲波檢查系統、超聲波檢查方法和航空器結構體進行說明。

(第一實施方式)

(構成及功能)

圖1是本發明第一實施方式涉及的超聲波檢查系統的構成圖，圖2是圖1所示的超聲波檢查系統的主要構成要素的俯視圖。

超聲波檢查系統1是用于利用超聲波對被檢查對象o進行非破壞性檢查的系統。作為被檢查對象o的示例，除航空器外，還可以列舉有：構成鐵路、航天器、汽車、船舶、風車的葉片等移動體的結構體。當然，建筑物也可作為被檢查對象o。

特別是對于要求較高安全性的航空器結構體，定期檢查有無損傷非常重要。因此，也可以制造將超聲波檢查系統1作為部件安裝的航空器結構體。即，可以經常將超聲波檢查系統1安裝在航空器結構體上，能夠定期用超聲波檢查系統1檢查航空器結構體上有無損傷等缺陷。這種情況下，被檢查對象o成為構成航空器結構體的部件。在航空器結構體上，對于用緊固件或粘結劑接合的部件彼此的粘接部分的剝離進行檢測尤為重要。

例如，如果將在面板上安裝有翼梁、加強肋、縱梁等加固材料的翼結構體作為被檢查對象o，則可以將面板自身、面板與加固材料的接合部分作為檢測有無損傷和剝離等缺陷的檢測對象。圖示的示例中，安裝有縱梁o1的面板o2成為被檢查對象o。

當被檢查對象o為安裝有縱梁o1的面板o2等航空器結構體時，被檢查對象o的材質為玻璃纖維增強塑料(gfrp:glassfiberreinforcedplastics)、碳纖維增強塑料(cfrp:carbonfiberreinforcedplastics)等復合材料或鋁、鎂等金屬。

超聲波檢查系統1可由控制系統2、激勵器3、超聲波傳播體4、光纖傳感器5以及信號處理系統6構成。

控制系統2是用于通過控制激勵器3，從激勵器3振蕩超聲波的電路。控制系統2中處理數字信息的構成要素可以由計算機構成。另外，控制系統2可以連接輸入裝置2a，以使用戶能夠通過手動進行所需操作。

激勵器3是向被檢查對象o和超聲波傳播體4振蕩超聲波的超聲波振子。即，激勵器3是將從控制系統2輸出的控制信號轉換為超聲波并發送的壓電陶瓷等壓電元件。激勵器3的配置及數量，可根據檢查區域任意決定。圖示的示例中，配置有4個激勵器3，以將安裝有縱梁o1的面板o2的檢查區域包圍。

超聲波傳播體4是用于將用作檢測在被檢查對象o中傳播的超聲波的傳感器的光纖傳感器5間接安裝在被檢查對象o的表面的安裝部件。特別是，超聲波傳播體4具有能夠改變在被檢查對象o中傳播的超聲波的行進方向的結構。因此，超聲波傳播體4兼具使超聲波傳播的媒介的作用。

光纖傳感器5是用于檢測在被檢查對象o中傳播的超聲波的傳感器。光纖傳感器5經由超聲波傳播體4間接地安裝在被檢查對象o的表面。因此，光纖傳感器5檢測通過超聲波傳播體4改變了行進方向的超聲波。

光纖傳感器5根據用于檢測被檢查對象o的內部存在的缺陷的算法，能夠檢測穿透缺陷的超聲波和在缺陷處反射的超聲波中的至少一種。即，能夠通過光纖傳感器5檢測穿透缺陷的超聲波穿透波和在缺陷處反射的超聲波反射波中的一種或兩種。

因此，光纖傳感器5配置在能夠檢測在被檢查對象o中傳播的、來自檢查區域的超聲波穿透波和超聲波反射波中的一種或兩種的位置。圖示的示例中，在由4個激勵器3圍成的檢查區域的中央，配置有光纖傳感器5。

作為光纖傳感器5的代表示例，除了fbg傳感器外，還可以列舉相移fbg(ps-fbg:phase-shiftedfbg)傳感器。fbg傳感器是通過將由于在被檢查對象o中傳播的振動所產生的變形(歪)的變化而發生變動的fbg的光穿透特性或光反射特性的變化作為光信號進行檢測來檢測超聲波的傳感器。另一方面，ps-fbg是在折射率的周期性變動中導入局部相移的fbg。因此，與使用fbg傳感器相比，使用ps-fbg傳感器能夠飛躍性地提高超聲波的檢測靈敏度。

fbg傳感器和ps-fbg傳感器等光纖傳感器5，通過光纖長度方向上的微小伸縮所引起的光學特性的變化，將超聲波振動引起的變形的變化作為光信號進行檢測。因此，在光纖傳感器5的長度方向上行進的超聲波能夠以良好的精度檢測，但在與光纖傳感器5的長度方向垂直的方向上行進的超聲波則難以以良好的精度檢測。即，光纖傳感器5存在接收指向性。因此，為了使用光纖傳感器5檢測超聲波，將光纖傳感器5的光學特性的變化方向即長度方向盡量向超聲波的傳播方向靠近，才能提高超聲波的檢測精度。

若利用現有方法使用粘合劑等將光纖傳感器5貼附在被檢查對象o的表面，則光纖傳感器5的長度方向與被檢查對象o的表面平行。因此，可用光纖傳感器5檢測超聲波的區域，會成為以光纖傳感器5的長度方向為中心展開規定角度的大致扇形的區域。

與此相對，若經由超聲波傳播體4將光纖傳感器5間接地安裝在被檢查對象o上，則能夠以光纖傳感器5的長度方向不與被檢查對象o的表面平行的朝向將光纖傳感器5安裝在被檢查對象o上。換言之，即使在被檢查對象o中傳播的超聲波是沒有在光纖傳感器5的長度方向上傳播的超聲波，通過將超聲波傳播體4的結構設為適當的結構，也能夠將超聲波的行進方向改變為光纖傳感器5的長度方向。

因此，當難以確保光纖傳感器5的設置空間時，能夠將光纖傳感器5的長度方向配置為任意朝向。即，能夠獲得具有接收指向性的光纖傳感器5的朝向的自由度。

特別是，可以將光纖傳感器5的長度方向配置為與被檢查對象o的表面垂直。這種情況下，通過將超聲波傳播體4的結構設為適當的結構，能夠用1個光纖傳感器5檢測從所有方向向光纖傳感器5行進的超聲波。即，能夠通過超聲波傳播體4，將在被檢查對象o中從多個方向向光纖傳感器5傳播來的超聲波的行進方向改變為與光纖傳感器5的接收指向性對應的同一方向。

從提高通過光纖傳感器5作為超聲波的檢測信號而獲得的光信號的信噪比(snr:signal-to-noiseratio)和精度的觀點出發，作為特別優選的超聲波，可以列舉蘭姆(lamb)波。蘭姆波是在超聲波波長的一半以下的薄板上傳播的波。因此，優選從激勵器3發送蘭姆波。

另一方面，即使光纖傳感器5，能夠在在被檢查對象o中傳播來的蘭姆波的特性得以維持的狀態下檢測超聲波也是重要的。為此，需要將超聲波傳播體4的結構設為能夠在在被檢查對象o中傳播來的蘭姆波的特性得以維持的狀態下使超聲波引起的振動從被檢查對象o向光纖傳感器5傳播的結構。當蘭姆波在板厚相對于波長較厚的塊狀媒介上傳播時，會喪失蘭姆波的特性。

因此，如圖所示，超聲波傳播體4可以由用于改變在被檢查對象o中傳播的蘭姆波的行進方向的薄板7構成。特別是，若將薄板7的厚度設為蘭姆波波長的1/2以下，則能夠在蘭姆波的狀態下將超聲波導向薄板7。由此，即使在光纖傳感器5中，也能夠檢測通過薄板7改變了行進方向的蘭姆波。作為具體示例，若是頻率為100khz的蘭姆波，則波長為15mm左右。因此，可以將薄板7的板厚設為6mm至7mm左右。

不過，即使將薄板7的厚度設為比蘭姆波波長的1/2厚，也能夠在蘭姆波的特性維持在某種程度的狀態下將超聲波導向薄板7。即存在以下關系：薄板7的厚度越比蘭姆波波長的1/2厚，超聲波波形的變化量越大，因此光纖傳感器5的超聲波檢測精度降低。

另一方面，為了確保薄板7的強度，有時也需要將薄板7的厚度設為比蘭姆波波長的1/2要厚。因此，若是在能夠確保光纖傳感器5的超聲波檢測精度的范圍內，則也可以將薄板7的厚度設為比蘭姆波波長的1/2厚。也就是說，根據薄板7要求的強度和光纖傳感器5的超聲波檢測精度，可以確定薄板7的厚度以滿足這兩個條件。具體而言，薄板7的厚度可以確定為比維持光纖傳感器5的超聲波檢測精度所需的厚度薄、比確保強度所需的厚度厚。

只要能夠使蘭姆波傳播，薄板7的材質不限。作為具體示例，可用鋁、鈦、鎂或鐵等金屬或復合材料構成薄板7。

當用薄板7構成超聲波傳播體4時，特別是，若如圖所示，用內徑和外徑從被檢查對象o側向光纖傳感器5側依次變小的圓筒狀薄板7構成超聲波傳播體4，則能夠改變在被檢查對象o中傳播來的從360度方向朝向超聲波傳播體4的蘭姆波的行進方向。

另外，若將光纖傳感器5側的圓筒狀薄板7的外徑和內徑設為一定、且將圓筒狀薄板7的中心軸設為與被檢查對象o的表面垂直，則能夠將蘭姆波的行進方向改變為與被檢查對象o的表面垂直的方向。由此，在光纖傳感器5的長度方向配置為與被檢查對象o的表面垂直的狀態下，能夠將在被檢查對象o中傳播來的蘭姆波的行進方向改變為光纖傳感器5的長度方向。

作為更優選的具體示例，可以將超聲波傳播體4的結構設為將形成為縱截面平滑彎曲而成的曲線的、沒有棱邊的、漏斗上下顛倒的結構。也就是說，可以將超聲波傳播體4的結構設為無縫結構。這種情況下，若設為超聲波傳播體4在被檢查對象o側的端部盡量與被檢查對象o的表面相接的結構，則不僅是超聲波傳播體4的內部，而且被檢查對象o的表面與超聲波傳播體4之間也可以避免形成棱邊、即曲率不連續變化的部分。因此，能夠降低向光纖傳感器5傳播的蘭姆波的衰減量。

如圖所示，當將超聲波傳播體4的結構設為顛倒的漏斗狀時，從蘭姆波引起的薄板7的振動以適當的朝向向光纖傳感器5傳播的觀點出發，將光纖傳感器5配置在圓筒狀薄板7的內徑較小側的內部較為實際。換言之，從無論自哪個方向傳播來的蘭姆波都能用光纖傳感器5準確地檢測的觀點出發，將圓筒狀薄板7的內徑較小側的開口端設為用于插入光纖傳感器5的插入口較為實用。

這種情況下，光纖傳感器5通過蘭姆波的媒介8固定在圓筒狀薄板7的內面。即，光纖傳感器5經由媒介8與薄板7間接地接觸。作為用于將光纖傳感器5固定在薄板7上的媒介8，可以使用通用的粘合劑。或者，也可以將焊錫用作媒介8。不過，當通過焊接來將光纖傳感器5固定在薄板7上時，使用在能夠維持光纖傳感器5的質量的溫度下熔融的低溫焊錫較為適宜。

作為其他示例，媒介8也可以由圓柱狀剛體的塑料等樹脂構成。這種情況下，可以使用強度大于樹脂的不銹鋼等材料構成的加固管來保護光纖傳感器5，通過將受加固管保護的光纖傳感器5刺入塑料等剛體的媒介8的方法，將光纖傳感器5固定在超聲波傳播體4上。

需要說明的是，實驗證實，即使利用市售的膠帶將光纖傳感器5貼附在薄板7上，也可以用光纖傳感器5檢測在薄板7上傳播的蘭姆波等超聲波。因此，也可以在超聲波傳播體4上用膠帶貼附光纖傳感器5。例如，若超聲波傳播體4為圖示那樣的顛倒的漏斗狀的薄板7，則也可以以使光纖傳感器5與薄板7的前端的內側直接接觸的狀態用膠帶貼附在薄板7上。

信號處理系統6是用于根據由光纖傳感器5檢測出的超聲波的檢測信號來檢測被檢查對象o上產生的缺陷的電路。因此，信號處理系統6中，除了將超聲波的檢測信號從模擬信號轉換為數字信號的a/d(analog-to-digital)轉換處理外，還設置有進行去噪處理、平均化處理、包絡線檢波處理、峰值檢測處理和閾值處理等缺陷檢測所需的信號處理的功能。另外，信號處理系統6具有從控制系統2獲取超聲波的發送時間和激勵器3的識別信息等信號處理所需的信息的功能。

信號處理系統6中處理數字信息的構成要素可以由計算機構成。另外，信號處理系統6可以與顯示裝置6a連接，以能夠顯示缺陷的有無和位置等用戶所需的信息。

作為缺陷的示例，可以列舉：部件內部的龜裂和部件彼此的粘接部分或接合部分的損傷和剝離。另外，如上所述，可以根據穿透被檢查對象o的檢查對象區域的超聲波的檢測信號進行缺陷的檢測，也可以根據在被檢查對象o的檢查對象區域反射的超聲波的檢測信號進行缺陷的檢測。

例如，可以從某1個激勵器3振蕩蘭姆波等超聲波。當激勵器3與超聲波傳播體4之間存在缺陷時，穿透缺陷的超聲波的波形會發生變化。即，當激勵器3與超聲波傳播體4之間存在缺陷時，從激勵器3發送的超聲波的波形會從不存在缺陷時的超聲波的波形發生變化。波形發生變化的超聲波的一部分會在超聲波傳播體4上傳播并導向光纖傳感器5側。而且，穿透缺陷的超聲波穿透波的波形能夠通過光纖傳感器5檢測。

因此，可以事先將激勵器3與超聲波傳播體4之間不存在缺陷時的超聲波的波形作為基準波形記錄在信號處理系統6中，通過對實際用光纖傳感器5檢測出的超聲波的波形與基準波形進行比較處理來判定有無缺陷。

超聲波的檢測波形與基準波形的比較處理，可以設為例如判定波形的峰值位置的位移量是否超過閾值的閾值處理、判定檢測波形與基準波形之間的最小平方誤差和互相相關系數等的偏離量的指標值是否超過閾值的閾值處理。即，通過對要求的指標進行閾值處理，可以在判定為超聲波的檢測波形從基準波形發生了變化時，判定在超聲波的傳播路徑上存在缺陷。需要說明的是，從提高精度的觀點出發，在波形比較之前，對波形信號實施用于去噪的濾波處理、平均化處理、包絡線檢波處理等信號處理較為實際。

另一方面，當從激勵器3發送的、通過超聲波傳播體4的下面而在被檢查對象o中傳播的超聲波因缺陷發生反射時，來自缺陷的超聲波反射波的一部分在超聲波傳播體4上傳播并導向光纖傳感器5側。而且，在缺陷處反射的超聲波反射波的波形能夠用光纖傳感器5檢測。因此，關于超聲波反射波，與超聲波穿透波相同，也能夠通過對不存在缺陷時的基準波形與實際檢測出的波形進行比較來檢測有無缺陷。

當超聲波在缺陷處反射時，本來不存在的峰值會出現在超聲波反射波的波形中。因此，當將超聲波反射波用于檢測缺陷時，也可以根據被檢查對象o中的音速、從激勵器3中的超聲波的振蕩時間到光纖傳感器5檢測到超聲波的峰值的時間為止的這段時間，來特定缺陷的位置。

所以，如圖所示，如果夾著安裝有光纖傳感器5的超聲波傳播體4配置多個激勵器3，從多個激勵器3依次振蕩蘭姆波等超聲波，則能夠檢測出哪個激勵器3與超聲波傳播體4之間存在缺陷。另外，也能夠檢測出哪些激勵器3之間存在缺陷。而且，若檢測來自缺陷的超聲波反射波，則還能夠根據超聲波反射波的峰值時刻檢測出缺陷的大致位置。

這種信號處理系統6中的缺陷的有無和位置的檢測結果，可以顯示在顯示裝置6a上并通知用戶。

(動作及作用)

下面針對使用了超聲波檢查系統1的被檢查對象o的超聲波檢查方法進行說明。

首先，在航空器結構體等被檢查對象o的表面，安裝有激勵器3和光纖傳感器5。關于光纖傳感器5，將圖示那樣的薄板7等具有可以改變超聲波的傳播方向的結構的超聲波傳播體4作為安裝部件安裝在被檢查對象o的表面。

因此，可以檢測在被檢查對象o中傳播的超聲波，且能夠在被檢查對象o的表面上以長度方向不平行的朝向配置光纖傳感器5。優選地，在被檢查對象o的表面，能夠以長度方向垂直的方式配置光纖傳感器5。換言之，為了能以要求的朝向配置光纖傳感器5，可以在被檢查對象o上設置超聲波傳播體4，用于將超聲波的一部分的行進方向改變并導向光纖傳感器5。

另一方面，激勵器3配置在能夠振蕩超聲波的位置，以能夠通過光纖傳感器5檢測穿透被檢查對象o的檢查區域的超聲波或在檢查區域產生的缺陷反射的超聲波。例如，如圖所示，可以以包圍檢查區域和光纖傳感器5的方式配置多個激勵器3。也可以一直安裝多個激勵器3和光纖傳感器5作為被檢查對象o的部件，以能夠定期進行航空器結構體等被檢查對象o的超聲波檢查。

當進行被檢查對象o的超聲波檢查時，通過輸入裝置2a的操作，選擇振蕩超聲波的激勵器3。需要說明的是，也可以預設振蕩超聲波的激勵器3的順序，通過輸入裝置2a的操作開始來自多個激勵器3的超聲波的間斷的振蕩。

從激勵器3振蕩超聲波后，振蕩的超聲波在被檢查對象o的檢查區域中傳播。當在被檢查對象o中傳播的超聲波到達設置在被檢查對象o上的超聲波傳播體4后，在被檢查對象o中傳播的超聲波的一部分在超聲波傳播體4上傳播。另一方面，即使是通過了設置在被檢查對象o上的超聲波傳播體4的超聲波，當在被檢查對象o的內部存在缺陷時，在缺陷處反射回來的超聲波反射波的一部分也會在超聲波傳播體4中傳播。

構成超聲波傳播體4的薄板7等的結構，是能夠改變超聲波的行進方向的結構。因此，在被檢查對象o中傳播的超聲波的行進方向由于超聲波傳播體4而改變。即，在被檢查對象o中傳播的超聲波的行進方向會向光纖傳感器5的長度方向改變。其結果，可以利用光纖傳感器5檢測因超聲波傳播體4改變了行進方向的超聲波。即，實質上在被檢查對象o中傳播的超聲波能夠通過光纖傳感器5進行檢測。

光纖傳感器5檢測到的超聲波的振動波形被轉換為光信號，作為超聲波的檢測信號被輸出到信號處理系統6。信號處理系統6執行光信號的a/d轉換處理、去噪處理、平均化處理、包絡線檢波處理和峰值檢測處理等信號處理。當執行平均化處理時，從同一激勵器3只重復振蕩信號的合計次數次超聲波。因此，獲取平均化處理所需數量的超聲波檢測信號。

在信號處理系統6中如果能夠通過缺陷的檢測處理所需的snr獲取超聲波的檢測信號，則可以執行缺陷的檢測處理。當某一激勵器3與超聲波傳播體4之間存在缺陷時，穿透缺陷的超聲波的波形會變為受到缺陷影響的波形。另一方面，當激勵器3與超聲波傳播體4之間不存在缺陷時，超聲波的波形成為未受到缺陷影響的波形。因此，將未受到缺陷影響的超聲波的波形作為基準波形，當檢測到具有從基準波形變化的波形的超聲波時，可以判定對應的激勵器3與超聲波傳播體4之間存在缺陷。

另外，當超聲波在被檢查對象o的內部的缺陷處反射時，不存在缺陷時觀測不到的峰值會出現在超聲波反射波中。因此，通過超聲波反射波的峰值檢測也可以檢測缺陷。而且，根據從超聲波反射波中檢測到的峰值的時刻，還可以推定缺陷的位置。

如上所述的超聲波檢查系統1和超聲波檢查方法，是將用作檢測超聲波的傳感器的光纖傳感器5，經由加工為倒漏斗狀的薄板7等具有能夠改變超聲波行進方向的結構的超聲波傳播體4，安裝到被檢查對象o上。

(效果)

因此，通過超聲波檢查系統1和超聲波檢查方法，能夠獲得具有接收指向性的光纖傳感器5的配置的自由度。其結果，即使在難以確保設置光纖傳感器5的空間的情況下，也能改變光纖傳感器5的朝向而設置。

另外，能夠以光纖傳感器5的長度方向不與被檢查對象o的表面平行的朝向配置光纖傳感器5。因此，在被檢查對象o中從多個方向朝向光纖傳感器5傳播的超聲波可以利用共同的光纖傳感器5檢測。特別是，若以光纖傳感器5的長度方向與被檢查對象o的表面垂直的朝向配置光纖傳感器5，則能夠利用共同的光纖傳感器5檢測從所有方位傳播來的超聲波。

另外，若用具有適當厚度的薄板7構成超聲波傳播體4，則還能夠利用光纖傳感器5檢測在被檢查對象o中傳播的蘭姆波。因此，能夠以良好的精度檢測超聲波。

實際上，在由cfrp構成的面板上以長度方向與面板表面垂直的朝向用粘合劑安裝fbg傳感器進行了實驗。之后，與現有的以長度方向與面板表面平行的朝向安裝fbg傳感器的情況進行了對比。

圖3是表示在被檢查對象o的表面以長度方向平行的方式用現有方法設置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象o中在fbg傳感器的長度方向上傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表；圖4是表示在被檢查對象o的表面以長度方向平行的方式利用現有方法設置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象o中在與fbg傳感器的長度方向垂直的方向上傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表。

另一方面，圖5是表示在被檢查對象o的表面以長度方向垂直的方式配置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象o中在第一方向上傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表；圖6是表示在被檢查對象o的表面以長度方向垂直的方式配置fbg傳感器，通過fbg傳感器檢測在被檢查對象o中在與第一方向垂直的第二方向上傳播的蘭姆波所獲得的檢測信號的圖表。

圖3～圖6中，橫軸表示相對時刻，縱軸表示超聲波檢測信號的相對振幅。需要說明的是，圖3和圖4中的縱軸的標度，與圖5和圖6中的縱軸的標度不同。即，圖3和圖4中的縱軸的相對振幅的范圍是±15，而圖5和圖6中的縱軸的相對振幅的范圍是±80。另外，圖3～圖6所示的超聲波檢測信號均為執行了去噪處理和平均化處理后所獲得的信號，實線表示包絡線檢波前的信號，單點劃線表示包絡線檢波后的信號。

當在被檢查對象o的表面以長度方向平行的方式用現有方法設置fbg傳感器時，如圖3所示，能夠以足夠的精度檢測在fbg傳感器的長度方向上傳播的蘭姆波。但是，如圖4所示，用現有方法設置的fbg傳感器無法以足夠的精度檢測在與fbg傳感器的長度方向垂直的方向上傳播的蘭姆波。

與此相對，當在被檢查對象o的表面以長度方向垂直的方式設置fbg傳感器時，可知：不僅如圖5所示，能夠以足夠的精度檢測在被檢查對象o中在第一長度方向上傳播的蘭姆波，而且如圖6所示，還能夠以足夠的精度檢測在被檢查對象o中在與第一方向垂直的第二方向上傳播的蘭姆波。需要說明的是，fbg傳感器用粘合劑固定在被檢查對象o的表面，將粘合劑以圓錐形狀成型。因此可以確認，即使超聲波傳播體4不是金屬等而只是粘合劑，也能夠用垂直地安裝在被檢查對象o的表面上的fbg傳感器檢測蘭姆波。也就是說，可以確認：只用粘合劑作為超聲波傳播體4亦可。

(第一變形例)

圖7是表示本發明第一實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的另一結構例的縱截面圖；圖8是表示圖7所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖。

如圖7和圖8所例示的那樣，也可以將超聲波傳播體4a的結構設為外徑和內徑逐漸變小的圓錐狀的前端與外徑和內徑一定的圓筒連結而成的結構。即，也可以將超聲波傳播體4a的結構設為被檢查對象o側部分形成椎體的筒狀結構。設為這種結構的話，雖然超聲波傳播體4a會產生棱邊，但彎曲方向只成為周向，故易于制造。需要說明的是，也可以通過對圓錐與圓筒的連結部分實施r倒角來除去棱邊。

另外，為了使被檢查對象o的表面與超聲波傳播體4a的圓錐部分平滑地連結，也可以對超聲波傳播體4a在被檢查對象o側的邊緣實施r倒角。

(第二變形例)

圖9是表示本發明第一實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的其他結構例的縱截面圖；圖10是表示圖9所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖。

如圖9和圖10所例示的那樣，也可以將超聲波傳播體4b的結構設為外徑和內徑一定的圓筒結構。這種情況下，超聲波傳播體4b的結構變得極為簡易。因此，可以進一步降低超聲波傳播體4b的制造成本。

不過，超聲波從被檢查對象o向構成超聲波傳播體4b的薄板7的分叉方向會變為直角。因此，從通過使超聲波良好地向薄板7傳播來提高超聲波的檢測精度的觀點考慮，可以認為優選為如圖1和圖7所例示的那樣，薄板7在被檢查對象o側的端部的板厚方向變為與被檢查對象o的表面垂直或近乎垂直的角度。

(第二實施方式)

圖11是表示本發明第二實施方式涉及的超聲波檢查系統所具有的光纖傳感器和超聲波傳播體的構成的縱截面圖；圖12是圖11所示的超聲波檢查系統的光纖傳感器和超聲波傳播體的俯視圖。

圖11和圖12所示的第二實施方式中的超聲波檢查系統1a中，超聲波傳播體4c的結構與第一實施方式中的超聲波檢查系統1不同。關于第二實施方式中的超聲波檢查系統1a的其他構成及作用，由于其與第一實施方式中的超聲波檢查系統1在實質上沒有不同，因此僅對表示特征的構成要素進行圖示，相同構成或對應的構成附加相同符號并省略說明。

第二實施方式中的超聲波檢查系統1a的超聲波傳播體4c，具有內徑和外徑從被檢查對象o側向光纖傳感器5側逐漸變小的圓筒狀薄板7的在內徑和外徑較小一側的端部向內側彎曲的結構。因此，能夠將在被檢查對象o中傳播的蘭姆波的行進方向改變為薄板7的彎曲方向。

若這樣將超聲波傳播體4c的結構設為將倒漏斗狀圓筒的前端向內側折回的結構，則能夠降低超聲波傳播體4c的高度。因此，通過第二實施方式，除了與第一實施方式相同的效果外，還可以獲得即使是更狹小的空間也能設置光纖傳感器5的效果。當然，也可以設為將圖7所例示的超聲波傳播體4a和圖9所例示的超聲波傳播體4b的前端向內側折回的結構。

(第三實施方式)

圖13是示出表示本發明第三實施方式涉及的超聲波檢查系統的特征的主要構成要素的構成的主視圖；圖14是圖13所示的超聲波檢查系統的主要構成要素的俯視圖。

圖13和圖14所示的第三實施方式中的超聲波檢查系統1b中，超聲波傳播體4d的結構與第一實施方式中的超聲波檢查系統1不同。關于第三實施方式中的超聲波檢查系統1b的其他構成及作用，由于其與第一實施方式中的超聲波檢查系統1在實質上沒有不同，因此僅對表示特征的構成要素進行圖示，相同構成或對應的構成附加相同符號并省略說明。

第三實施方式中的超聲波檢查系統1b的超聲波傳播體4d，由厚度方向相對于被檢查對象o的表面的傾斜角度分別變化的多個薄板7a、7b構成。即，各薄板7a、7b以板厚方向從被檢查對象o側向光纖傳感器5側變化的方式彎曲。因此，能夠利用多個薄板7a、7b改變在被檢查對象o中從多個方向傳播來的蘭姆波的行進方向。

因此，在第三實施方式中，也能夠通過超聲波傳播體4d，將在被檢查對象o中從多個方向傳播來的超聲波的行進方向改變為與光纖傳感器5的接收指向性對應的同一方向。例如，如圖13所示，可以將蘭姆波的行進方向改變為以與被檢查對象o的表面垂直的方式配置的光纖傳感器5的長度方向。

需要說明的是，圖13和圖14所示的示例中，超聲波傳播體4d構成為能夠通過2塊薄板7a、7b將從兩個方向傳播的蘭姆波導向光纖傳感器5，但也可以構成為能夠通過3塊以上的薄板7將從三個方向以上的多個方向傳播的蘭姆波導向光纖傳感器5。根據經驗可以確認，薄板7的寬度只要為蘭姆波波長以上，便能夠在維持蘭姆波的特性的狀態下傳播蘭姆波。

另外，也可以使薄板7彼此接觸，將光纖傳感器5通過膠帶或粘合劑貼附在任一薄板7上。這種情況下，也可以只讓貼附有光纖傳感器5的薄板7向光纖傳感器5側突出。

另外，也可以代替使薄板7彎曲，而將平坦的薄板7折彎并使其相對于被檢查對象o的表面傾斜。也就是說，也可以用厚度方向相對于被檢查對象o的表面分別不垂直的多個薄板7來構成超聲波傳播體4d。作為具體示例，可以以截面呈倒y字形的方式構成超聲波傳播體4d。這種情況下，為了不形成銳利的棱邊，也可以在折彎的部分設置r倒角。

(第一變形例)

圖15是表示本發明第三實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的另一結構例的縱截面圖；圖16是表示圖15所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖。

如圖15和圖16所例示的那樣，作為超聲波傳播體4e，也可將多個薄板7a、7b按照以光纖傳感器5的長度方向為軸而不對稱的朝向配置。即，可以使多個薄板7a、7b的各寬度方向朝向要求的方向。由此，可以通過光纖傳感器5選擇性地檢測從特定方向傳播來的蘭姆波。配置3塊以上的薄板7的情況也是一樣。

(第二變形例)

圖17是表示本發明第三實施方式涉及的超聲波檢查系統中的超聲波傳播體的其他結構例的縱截面圖；圖18是表示圖17所示的超聲波傳播體的結構的俯視圖。

如圖17和圖18所例示的那樣，也可以將1塊彎曲的薄板7作為超聲波傳播體4f，用光纖傳感器5檢測從一個方向傳播來的蘭姆波。當然，也可以代替使薄板7彎曲，而將平坦的薄板7折彎而構成超聲波傳播體4f。這種情況下，即使空間狹小，也能以要求的朝向配置用于檢測來自一個方向的蘭姆波的光纖傳感器5。即，即使在以現有方法無法配置光纖傳感器5的情況下，也能配置光纖傳感器5。

(第四實施方式)

圖19是表示本發明第四實施方式涉及的超聲波檢查系統的特征的主要構成要素的構成圖。

圖19所示的第四實施方式中的超聲波檢查系統1c中，超聲波傳播體4的一部分嵌入被檢查對象o中這點與第一實施方式中的超聲波檢查系統1不同。關于第四實施方式中的超聲波檢查系統1c的其他構成及作用，由于其與第一實施方式中的超聲波檢查系統1在實質上沒有不同，因此僅對表示特征的主要構成要素進行圖示，相同構成或對應的構成附加相同符號并省略說明。

在被檢查對象o是復合材料的情況下，在層疊片狀的半固化片(プリプレグ)時，可以將構成超聲波傳播體4的薄板7的端部夾在半固化片之間。即，在半固化片的層疊體上裝載薄板7，在薄板7的端部上再層疊半固化片，由此能夠將薄板7的端部夾入半固化片之間。之后，若在夾入薄板7的端部的狀態下使半固化片的層疊體固化，則能夠將由復合材料構成的被檢查對象o與由金屬或復合材料構成的薄板7一體化。

因此，通過第四實施方式，可以將在被檢查對象o的內部傳播的蘭姆波等超聲波良好地傳播到薄板7。另外，能夠將超聲波傳播體4牢固地固定在被檢查對象o上。所以，特別是在安裝了各種部件之后，難以在被檢查對象o上安裝超聲波傳播體4的情況下有效。

當然，也可以將具有作為其他實施方式和變形例所例示的結構的薄板7嵌入被檢查對象o中。

(其他實施方式)

以上記載了特定的實施方式，但記載的實施方式僅僅是一例，并不用于限定發明的范圍。此處記載的新方法及裝置，可以通過其他各種方式來實現。另外，此處記載的方法及裝置的方式中，在不脫離發明要旨的范圍內，可以進行各種省略、替換及變更。附屬的權利要求書及其等同物，均包含各種方式及變形例，作為發明的范圍及要旨所包含的要素。

例如，上述各實施方式中，對通過從激勵器3振蕩超聲波來檢測被檢查對象o的檢查區域中的損傷和剝離等缺陷的情況進行了說明，但也可以通過檢測在被檢查對象o內產生的超聲波來檢測被檢查對象o的檢查區域中的損傷等缺陷。作為具體示例，可以通過用光纖傳感器5檢測在復合材料等的內部發生變形和破壞時放出的聲發射(ae:acousticemission)來檢測被檢查對象o的檢查區域中的缺陷。

另外，也可以在超聲波傳播體4的附近配置激勵器3，從激勵器3向離超聲波傳播體4較遠的方向發送超聲波。而且，也可以用光纖傳感器5檢測在缺陷處反射的超聲波反射波。

另外，根據圖5和圖6所示的評價試驗的結果可以確認，即使不通過超聲波傳播體4、4a、4b、4c、4d、4e、4f，也能用光纖傳感器5檢測蘭姆波。因此，在被檢查對象o的表面也可以不經由超聲波傳播體4、4a、4b、4c、4d、4e、4f，以長度方向不平行的朝向配置光纖傳感器5，用光纖傳感器5檢測在被檢查對象o中傳播的超聲波。