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JPH0244394B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0244394B2
JPH0244394B2 JP57184619A JP18461982A JPH0244394B2 JP H0244394 B2 JPH0244394 B2 JP H0244394B2 JP 57184619 A JP57184619 A JP 57184619A JP 18461982 A JP18461982 A JP 18461982A JP H0244394 B2 JPH0244394 B2 JP H0244394B2
Authority
JP
Japan
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probe
ultrasonic
calculation
image
waves
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57184619A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5975147A (ja
Inventor
Jun Kubota
Junichi Ishii
Soji Sasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57184619A priority Critical patent/JPS5975147A/ja
Publication of JPS5975147A publication Critical patent/JPS5975147A/ja
Publication of JPH0244394B2 publication Critical patent/JPH0244394B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • GPHYSICS
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    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0618Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
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    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超音波を用いて探査対象物の形状等
を検出する超音波検査装置に係り、特に縦波と横
波を利用して対象物の検査を行なう超音波検査装
置に関するものである。
〔従来技術〕
2つの探査対象物(例えば、鋼材中の傷)間の
分解能力を表わす方位分解能を向上させる方法と
して、開口合成法(synthetic aperture)が知ら
れている。開口合成法は、多数の位置で超音波を
送受信して、それぞれの位置で得られた受信信号
の位相を一致させる様にして全ての信号を合成
し、探査対象物の情報を得る方法である。
この開口合成法を用いた場合の方位分解能δ
は、送受信範囲(開口)から反射体(探査対象
物)を見込む角度φと使用超音波の波長λとによ
つてδ=λ/φと表わされる。δが小さいほど方
位分解能が高い。このため、最近では球面状振動
子を用いて焦点を鋼材の表面位置に設定した、す
なわち角度φの大きな探触子が使用されている。
しかしながら、後述する様に超音波の屈折角が大
きくなると、従来法では感度が低下するため、角
度φの大きさに制限があつた。従つて、開口合成
法における方位分解能の一層の改善が望まれてい
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、方位分解能に優れた超音波検
査装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の超音波検査装置は、被検査体表面上の
多数の点で超音波を送受信する探触子を含む送受
信部と、上記多数の点の各点と被検体の所望の領
域の再生点との距離に対応した受信信号を累積演
算する演算部と、上記累積演算した結果形成され
た映像を表示する表示部とから成る超音波検査装
置において、上記探触子は、振動モードの異なる
2種類の超音波を送受信するように、各振動モー
ドに対応した振動子を備え、上記累積演算部は、
振動モードの異なる2種類の波に対応して上記累
積演算を行なう機構を備えている。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例について説明する前に、開口合
成法を超音波検査装置に適用した例について簡単
に説明する。第1図乃至第3図を参照する。
第1図に超音波探触子10と探触子走査方法と
探触子走査位置に対応した探査対象物20からの
反射信号である探傷信号100a〜100gを示
す。ここでの超音波探触子10の走査はx軸方向
の一次元走査とし、映像再生は断層について行
う。超音波探触子10はできるだけ広い走査区間
内で常に探査対象である音響不連続部21に対し
て超音波の送受信がなされるように、例えば短焦
点凹面形の振動子を用いるものとする。このとき
超音波は焦点に集束されたのち探査対象物20に
拡散放出され、上記の機能が実現される。いま探
査対象物内に音響不連続部21が存在するとき走
査に対応する超音波探傷信号100a〜100g
を得る。
該探傷信号より断層像を得る手順を第2図を用
いて説明する。超音波探傷信号100a〜100
gに対応する超音波探触子の位置101a〜10
1gとする。第2図に示された断層像中の、探査
対象物20の音響不連続部21(FIG.i)に対応
する再生点23の映像形成を考える。超音波探触
子の位置101aと該再生点との距離を計算し、
探査対象物中の音速を用いて伝搬時間を算出し、
超音波探傷信号100aより伝搬時間に対応する
該探傷信号を取り出し画像データとする。超音波
探傷信号100b〜100gについても同様の演
算を行い、得られた各画像データを加算する。以
上で再生点23の像再生が行なわれた。次に、断
層像の各点について上記の演算を行う。上記の演
算を行うことにより探査対象物の断層像の開口合
成法手法を用いた映像化を行うことができる。探
傷信号100a上の1つのデータは探触子の位置
101aから等距離の画像データに加算される。
他の点も同様に加算されるので、音響不連続部2
1に対応した再生点23の画像が形成される。
上記の開口合成手法を用いた画像形成処理を第
3図を用いて数式で説明する。超音波探触子10
はx軸方向に走査する。映像再生はx−z平面の
断層像とする。x−z平面内の点は(x0、z0)と
表現しx=x0、z=z0の点を表わす。超音波探触
子10の座標を(x0、0)、探査対象物20をz
≧0の範囲とし、該探査対象物内の再生点23の
座標を(xr、zr)とする。超音波探触子10より
時刻tにおける送信波 St=u(t)sin(2πf0t) 但しf0は搬送波周波数 を送出すると、探査対象物の音響不連続部より反
射され、探触子の位置(x0、0)における受信信
号Sr(x0,t)は Sr(X0、t)=∫ρ(x、z)St(t−2√(x−x0
2+z2/v)dxdz………(1) となる。ここでvは探査対象物中での音速、積分
は探査対象物の全空間で行い、ρ(x、z)は
(x、z)点における超音波反射率を示す。再生
点(xr、zr)における再生像の強度I(xr、zr
は、次式で示される。
I(xr、zr)=|∫Sr(x0、2√(xr−x02+zr 2
v)dx02………(2) 上記第(2)式が開口合成法の基本式であり、上記
第(2)式の演算結果に基づいて再生点23の画像が
形成され表示される。
第4図に本発明の一実施例の全体構成を示す。
探触子10は被検査体20の表面上を手動又は自
動的に走査される。全体構成について説明する前
に、本発明に用いる探触子の構造について説明す
る。探触子10の具体的構造を第5図に示す。
14Lは縦波用振動子であり、14Sは横波用
振動子である。振動子14Lと14Sは同心円面
上に配置されている。2個の振動子14Sは、振
動子14Lに対して対称な位置に配置されてい
る。ただし、中心点Oから両振動子までの距離は
必ずして等しくなくとも良い。ここで、両振動子
の位置関係を説明するために、第6図を参照す
る。第6図は、アクリル樹脂のシユー15(縦波
音速度V0=2720m/s)を介して鋼材(縦波音
速度Vl=5850m/s、横波音速度Vs=3230m/
s)へ入射した超音波ビームの入射角θiに対する
往復音圧透過率との関係を示す。横軸のθlrは縦波
の屈折角を、θsrは横波の屈折角を示す。また、
実線は横波を、破線は縦波を示している。図から
次のことがわかる。θiが小さい範囲では、探傷信
号として縦波が寄与するが、θiの増大とともに縦
波の透過率が低下する一方、横波の寄与が漸次増
大し、最終的には横波だけが寄与するようにな
る。従つて、第5図に示された探触子では、縦波
用振動子14と横波用振動子14Sとの関係を次
のように定めている。
15゜≦θl≦20゜ 30゜≦θt1≦35゜ 50゜≦θt2≦57゜ 次に、第4図を再び参照する。超音波信号の送
受信は、予め指定された探触子位置で行なわれ
る。この送受信動作は、縦波と横波について夫々
1回ずつ行なわれる。縦波用超音波送受信部30
及び横波用超音波送受信部13でそれぞれ高圧音
波パルスを送出する。被検査体20からの受信信
号12,132は、それぞれ超音波送受信部3
0,13で別個に増幅される。縦波信号と横波信
号は、マルチプレクサ40によつて選択された
後、AD変換器45に送られる。デジタル化され
た信号は、波形記憶部50に記憶される。
波形記憶部50に記憶された波形データはコン
トローラ11内のメモリ113に、バス111を
通して転送される。コントローラ11は、マイク
ロプロセツサ等によつて構成される中央処理装置
(CPU)115によつて制御される。次に、コン
トローラ11の動作を説明する。
波形メモリ50に貯えられた波形データは、
CPU115により時系列順に読出される。読出
された波形データは、予め入力されている波形デ
ータのスレツシヨルドレベル値と比較される。ス
レツシヨドレベル値を越える波形データについて
は、下記の処理がなされる。
波形データのスレツシヨルドレベルをSTHとす
れば、探触子の位置xrにおける受信信号の波形デ
ータSr(Xr、t)のうち Sr(xr、t)>STH ………(3) ここで、tは時刻を示す。
を満足する波形データSr(xr、ti)について、ま
ず、画像記憶部90に書き込む際の半径R1を次
式に従つて算出する。
R1=vj・ti/2 ………(4) ここで、vjは、使用した超音波の音速である。
鋼材の場合、音速vjは次の値をとる。縦波を使用
した場合は、例えばvj=VL=5850m/sであり、
横波を使用した場合は、vj=vs=3230m/sであ
る。また、tiは離散化された時刻のうち(3)式を満
足する時刻である。縦波及び横波の音速は、コン
トローラ11のキーボード112からメモリ11
3に予め入力されている。
探触子の位置xrがバス111を介して距離演算
部70に転送された後、第(4)式の演算によつて得
られたR1の値が、バス111を介して距離演算
部70に転送される。
また波形データSr(xr、ti)は、バス111を介
して、合成演算部60に転送される。以上のデー
タの設定が済んだ時点で、コントローラ11より
バス111を介して、距離演算部70にスタート
信号が送られる。スタート信号に同期して、距離
演算部70では波形データSr(x、ti)を書き込む
べく、画像記憶部90の座標(メモリのアドレ
ス)が計算される。画像記憶部90には、円の中
心xr、半径Riの軌跡に沿つて波形データSr(xr
ti)が書き込まれる。この軌跡は画像記憶部90
の座標をxR,yRとすれば、次式で表わされる。
(xR−xr2+y2 R=Ri 2 ………(5) 距離演算部70は画像記憶部90の座標xRに対
応するyRを第(5)式より算出して、(xR、yR)の座
標を計算し、画像記憶部90に、画像アドレスデ
ータ71として入力する。入力されたアドレスに
対応する画像データは、画像記憶部90から読み
出され、合成演算部60に入力される。合成演算
部60では、予め説定されている波形データと画
像データの和が計算され、再度画像記憶部に合成
データ61が書き込まれる。以上の合成演算は、
(5)式を満足するすべての(xR、yR)について行な
われる。以上の合成演算は距離演算部70にスタ
ート信号が入ると自動的に行う高速ハードウエア
構成で実現できる。
1つの受信信号について(3)、(4)式の演算を行
い、条件を満足すると(5)式の座標(xR、yR)につ
いて合成演算を実行する。1つの探触子位置xr
ついて、縦波と横波の2つの受信信号について、
上記の演算を行う。縦波、横波共に同じ手順で処
理を行う。
以上探触子位置xrにおける処理について述べた
が、他の探触子位置についても同様の合成演算が
実行される。すべての探触子位置についての処理
が完了した段階で、画像メモリ90内に形成され
た画像が、コントローラ11内のプログラムメモ
リ114のプログラムに従つて、表示部95に表
示される。コントローラ11が画像用バツフアメ
モリ付のCRT116を持つている場合は、この
CRT116に表示させることもできる。
全体の制御は、コントローラ11によつてなさ
れている。コントローラ11の制御手順は、プロ
グラムメモリ114内の命令プログラムによつて
実行される。ここで、プログラムの流れの観点か
ら装置の動作を、再度概説する。
まず、キーボード112より、音速vL,vS波形
データのスレツシヨルド値STH、探触子走査点xr
の設定値等を入力し、ハードウエアの初期値設定
を行なう。まず最初の探触子走査位置xrを設定す
る。次に、位置検出器80より位置信号を取り込
み走査位置xrと比較する。両者が一致した時点で
超音波送受信部30を駆動し、探触子10より超
音波を発生させる。その後、受信信号Sr(xr、t)
をマルチプレクサ40、AD変換器45を経由し
て波形記憶部50にストアする。次にストアされ
る波形データをコントローラ内のメモリ113に
入力し、上述の処理を行ない、距離演算部70、
画像記憶部90及び合成演算部60を起動し、合
成演算処理を行う。続いて、同様の動作を横波に
ついても行なう。次に探触子の位置を移動し、同
様の動作を行なう。
すべての信号取り込み処理を完了した時点で、
画像記憶部70内の画像データをもとにして、表
示部95に画像を表示する。
第7図は、本発明の他の実施例を示している。
本実施例では、縦波と横波の両者の探傷信号の取
込みと処理を同時に行なうようにしている。従つ
て、同一性能の部品等を用いて、より高速のデー
タ処理ができる。第8図の装置は、マルチプレク
サを含んでおらず、送受信部30,13、AD変
換器45,46、波形記憶部50,53、距離演
算部70,17、合成演算部60,16、画像記
憶部90,19が二重化されている。また、波形
記憶部50,53から夫々の合成演算部60,1
6へのデータ転送用バスとして、夫々独立の専用
バス51,52を備えている。合成演算部60,
16と画像記憶部90,19とは夫々協調して動
作するようハードウエア的に構成されている。画
像処理部25は、合成演算部60,16で求めら
れた画像の選択または統合を行ない・縦波、横波
による画像のいずれか1つ、または縦波・横波の
合成画像を表示部95に表示する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、本発明の原理説明図であ
る。第4図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。第5図は本発明で用いられる探触子の詳細構
造図である。第6図は第5図に示された探触子の
原理説明図である。第7図は本発明の他の実施例
のブロツク図である。 10……超音波探触子、11……コントロー
ラ、13,30……超音波送受信部、40……マ
ルチプレクサ、45……ADコンバータ、50…
…波形メモリ、60……合成演算部、70……距
離演算部、90……画像記憶部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検査体表面上の複数の点で超音波を送受信
    する探触子と、 前記探触子を駆動する送受信部と、 前記複数の点のそれぞれと前記被検査体内の領
    域の映像再生点との距離に対応した送受信信号を
    累積演算する演算部と、 前記累積演算して得られた映像を表示する表示
    部とからなる超音波検査装置において、 前記探触子は、前記超音波振動波成分の内の縦
    波成分の送受信に対応した第一の振動子と、横波
    成分の送受信に対応した複数の第二の振動子とを
    備え、 前記累積演算部は、前記縦波成分及び横波成分
    のそれぞれに対応した前記累積演算を行う機構を
    備えることを特徴とする超音波検査装置。 2 特許請求の範囲第1項において 前記送受信部は、前記第一及び第二の振動子の
    それぞれが超音波を独立に送受信する手段を備
    え、 前記累積演算部は、前記送受信された超音波を
    前記累積演算するための演算制御パラメータを逐
    次変更しながら演算する機構を備えることを特徴
    とする超音波検査装置。
JP57184619A 1982-10-22 1982-10-22 超音波検査装置 Granted JPS5975147A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57184619A JPS5975147A (ja) 1982-10-22 1982-10-22 超音波検査装置

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JP57184619A JPS5975147A (ja) 1982-10-22 1982-10-22 超音波検査装置

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Publication Number Publication Date
JPS5975147A JPS5975147A (ja) 1984-04-27
JPH0244394B2 true JPH0244394B2 (ja) 1990-10-03

Family

ID=16156396

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JP57184619A Granted JPS5975147A (ja) 1982-10-22 1982-10-22 超音波検査装置

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0502508B1 (en) 1991-03-05 1999-07-07 Fuji Photo Film Co., Ltd. Diffusion transfer color photographic material and heat-developable color photographic material
JP2007017164A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Hitachi Ltd 超音波探傷方法及び探傷システム
DE102013201975A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der SAFT-Analyse bei unregelmäßiger Messung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57187653A (en) * 1981-05-15 1982-11-18 Hitachi Ltd Ultrasonic image pickup apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57187653A (en) * 1981-05-15 1982-11-18 Hitachi Ltd Ultrasonic image pickup apparatus

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JPS5975147A (ja) 1984-04-27

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