[go: up one dir, main page]

JPH08201569A - Ultrasonic inspection equipment - Google Patents

Ultrasonic inspection equipment

Info

Publication number
JPH08201569A
JPH08201569A JP7013626A JP1362695A JPH08201569A JP H08201569 A JPH08201569 A JP H08201569A JP 7013626 A JP7013626 A JP 7013626A JP 1362695 A JP1362695 A JP 1362695A JP H08201569 A JPH08201569 A JP H08201569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
piezoelectric vibrator
ultrasonic wave
transmission
reception
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP7013626A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Nagai
敏 長井
Mamoru Izumi
守 泉
Takehiko Suzuki
健彦 鈴木
Tsutomu Shioyama
勉 塩山
Tomiyoshi Yukinori
富美 行則
Hiroichi Karasawa
博一 唐沢
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7013626A priority Critical patent/JPH08201569A/en
Publication of JPH08201569A publication Critical patent/JPH08201569A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE: To enable visualization of a remote object and to obtain an image of high resolution. CONSTITUTION: The shape of a piezoelectric vibrator 2 transmitting and receiving an ultrasonic wave is made convex and the center of curvature of this convex piezoelectric vibrator 2a is made a virtual position of transmission of the ultrasonic wave, that is, a virtual sound source 11. The central part of the convex piezoelectric vibrator 2a is cut 2d in the shape of a concentric circle and separated and the center of this separated piezoelectric vibrator 2c is made a position 11b of reception of the ultrasonic wave. Thus, an ultrasonic sensor part wherein a large aperture of the whole of the convex piezoelectric vibrator 2a is used at the time of transmission of the ultrasonic wave and a small aperture of the separated piezoelectric vibrator 2c is used at the time of reception of the ultrasonic wave is prepared. By this ultrasonic sensor part, the position of a reflecting source of the ultrasonic wave is visualized by using the virtual position of reception of the ultrasonic wave and a time required from transmission of the ultrasonic wave to reception thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば高速増殖炉の原
子炉容器内の液体金属ナトリウム中において超音波トラ
ンスデュサーを不透明なナトリウム中で走査することに
より、炉内の構造物を可視化して検査を行う超音波検査
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention visualizes the structure of a reactor by scanning an ultrasonic transducer in opaque sodium in liquid metal sodium in the reactor vessel of a fast breeder reactor. The present invention relates to an ultrasonic inspection device that performs an inspection.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6を参照しながら従来の超音波検査装
置について説明する。図6において、符号1で示すセン
サ部は検査ロボットの表面に取り付けられ例えば液体金
属ナトリウム(以下、液体金属と記す)に浸されてい
る。センサ部1の表面に平面的に多数配置された圧電振
動子2にはコントローラ3からの発信指令に基づき超音
波発信部4からの高電圧パルスが発信切り替え回路5を
介し印加され、選択された圧電振動子2の表面から液体
金属ナトリウム中に超音波が発信される。
2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic inspection apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the sensor unit indicated by reference numeral 1 is attached to the surface of the inspection robot and immersed in, for example, liquid metal sodium (hereinafter referred to as liquid metal). A high voltage pulse from the ultrasonic wave transmission unit 4 is applied to the piezoelectric vibrators 2 arranged in a plane on the surface of the sensor unit 1 based on a transmission command from the controller 3 through the transmission switching circuit 5 and selected. Ultrasonic waves are transmitted from the surface of the piezoelectric vibrator 2 into the liquid metal sodium.

【0003】発信された超音波は、液体金属中に浸漬し
た対象物6により反射するので、この反射超音波を受信
切り替え回路7で選択された圧電振動子2で受信し、超
音波受信部8で信号の増幅とアナログデジタル変換を行
い、信号処理装置9に入力する。
Since the transmitted ultrasonic wave is reflected by the object 6 immersed in the liquid metal, the reflected ultrasonic wave is received by the piezoelectric vibrator 2 selected by the reception switching circuit 7, and the ultrasonic wave receiving section 8 is received. Then, the signal is amplified and analog-to-digital converted, and input to the signal processing device 9.

【0004】信号処理装置9では超音波の発信位置と受
信位置および対象物で反射してきた超音波の受信号の伝
播時間を用いて開口合成処理を行う。すなわち、超音波
の発信位置と受信位置を焦点とする前記伝播時間に対応
する距離一定の楕円面上に対象物6の超音波反射源があ
るから、異なる発信位置および受信位置での楕円面の交
差する位置が反射源位置となり、多くの発信位置と受信
位置の組み合わせでの楕円面の重ね合わせを3次元画像
メモリ上で行うことにより対象物6の画像を再構成し、
表示装置10に表示する。
The signal processing device 9 performs aperture synthesis processing using the ultrasonic wave transmission position and the ultrasonic wave reception position and the propagation time of the ultrasonic wave reception signal reflected by the object. That is, since the ultrasonic wave reflection source of the object 6 is located on the ellipsoidal surface having a constant distance corresponding to the propagation time with the ultrasonic wave transmission position and the ultrasonic wave reception point as focal points, the ellipsoidal surfaces at different transmission and reception positions are The intersecting position becomes the reflection source position, and the images of the object 6 are reconstructed by superimposing the ellipsoids in many combinations of the transmitting position and the receiving position on the three-dimensional image memory,
It is displayed on the display device 10.

【0005】このように開口合成信号処理法を用いた超
音波検査装置では、超音波ビームを扇形に広げて発信
し、多方向からの反射超音波を検出しないと十分な解像
度の画像が得られないため、超音波センサ部1の圧電振
動子2には小さな開口のものが用いられ、その中心を発
信位置および受信位置として見かけ上の点音源位置とみ
なしている。
As described above, in the ultrasonic inspection apparatus using the aperture synthesis signal processing method, an ultrasonic beam is fan-shaped and transmitted, and an image with sufficient resolution can be obtained unless reflected ultrasonic waves from multiple directions are detected. Therefore, the piezoelectric vibrator 2 of the ultrasonic sensor unit 1 has a small opening, and its center is regarded as an apparent point sound source position as a transmitting position and a receiving position.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発信お
よび受信位置の精度は良くなるものの、圧電振動子2の
開口が小さいため、放射される超音波のエネルギーが弱
く、超音波の距離減衰のために遠方の対象物からの反射
超音波を検出できない欠点がある。
However, although the accuracy of the transmitting and receiving positions is improved, the energy of the ultrasonic wave radiated is weak because the aperture of the piezoelectric vibrator 2 is small and the distance of the ultrasonic wave is attenuated. There is a drawback that reflected ultrasonic waves from a distant object cannot be detected.

【0007】また、この欠点を補うために図7(a)に
示すように、比較的大きな開口の凸面型圧電振動子2a
を用い、その凸面の曲率中心を仮想の点音源11として超
音波ビームの広がり12を大きくすると共に放射エネルギ
ーを高める方法が知られている。なお、図7(a)中、
符号6’は対象物の反射点、13は超音波経路、14は反射
波面を示している。
To compensate for this drawback, as shown in FIG. 7 (a), a convex piezoelectric vibrator 2a having a relatively large opening is formed.
It is known that the center of curvature of the convex surface is used as a virtual point sound source 11 to increase the spread 12 of the ultrasonic beam and increase the radiant energy. In addition, in FIG.
Reference numeral 6'denotes a reflection point of the object, 13 an ultrasonic wave path, and 14 a reflected wavefront.

【0008】しかしながら、超音波受信時には圧電振動
子2aの開口が大きいため対象物の反射点6’の位置と
凸面形圧電振動子2a面の任意の点との距離は一定とは
ならず超音波の波長に比べ大きな距離差Δlがつくた
め、超音波受信号波形は乱れ超音波伝播時間の測定に誤
差が含まれるという課題がある。
However, when the ultrasonic wave is received, since the opening of the piezoelectric vibrator 2a is large, the distance between the position of the reflection point 6'of the object and an arbitrary point on the surface of the convex piezoelectric vibrator 2a is not constant and the ultrasonic wave is not generated. Since there is a large distance difference Δl compared with the wavelength of, the ultrasonic receiving signal waveform is disturbed, and there is a problem that the measurement of the ultrasonic propagation time includes an error.

【0009】また、図7(b)に示すように、比較的大
きな開口の凹面形圧電振動子2bを用い、その凹面形圧
電振動子2bの曲率中心である焦点を仮想の点音源11と
して超音波ビームの広がり12を大きくすると共に放射エ
ネルギーを高める装置であっても、凸面形圧電振動子2
aの場合と同様に超音波受信時には凹面形圧電振動子2
b面と対象物の反射点6’の位置との距離差Δlが大き
いため、超音波受信号波形は乱れ超音波伝播時間の測定
に誤差が含まれるという課題がある。
Further, as shown in FIG. 7B, a concave piezoelectric vibrator 2b having a relatively large opening is used, and the focal point of the concave piezoelectric vibrator 2b, which is the center of curvature, is used as a virtual point sound source 11. Even in a device that increases the divergence 12 of the acoustic wave beam and increases the radiant energy, the convex piezoelectric vibrator 2
As in the case of “a”, when the ultrasonic wave is received, the concave piezoelectric vibrator 2
Since the distance difference Δl between the surface b and the position of the reflection point 6 ′ of the object is large, the ultrasonic received signal waveform is disturbed, and there is a problem that the measurement of the ultrasonic propagation time includes an error.

【0010】このように開口合成処理による超音波画像
化において、高分解能な画像を得るためには超音波ビー
ムをできるだけ広げると共に超音波発信および受信位置
並びに超音波伝播時間の精度が重要であり、そのために
は圧電振動子の開口を小さくしなければならないが、そ
の場合、超音波放射エネルギーが弱くなり遠方の対象物
を測定できない課題がある。
As described above, in the ultrasonic imaging by the aperture synthesis processing, in order to obtain a high-resolution image, it is important to spread the ultrasonic beam as much as possible, and to ensure the accuracy of the ultrasonic transmission and reception positions and the ultrasonic propagation time. For that purpose, the opening of the piezoelectric vibrator must be made small, but in that case, there is a problem that the ultrasonic radiation energy becomes weak and the object at a distance cannot be measured.

【0011】一方、大きな開口の圧電振動子で放射エネ
ルギーを高めた超音波ビームを広げると、超音波受信号
波形が乱れ超音波伝播時間の測定精度が悪くなり高分解
能な画像が得られないという相反する二つの課題があ
る。
On the other hand, when an ultrasonic beam whose radiant energy is increased by a piezoelectric vibrator having a large aperture is spread, the waveform of the ultrasonic signal received is disturbed and the ultrasonic propagation time measurement accuracy deteriorates, making it impossible to obtain a high-resolution image. There are two conflicting challenges.

【0012】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、超音波放射エネルギーを高めて遠方の対象
物の画像化を可能にすると共に、高分解能な画像が得ら
れる超音波検査装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to increase the ultrasonic radiation energy to enable imaging of a distant object and to obtain an ultrasonic inspection apparatus capable of obtaining a high-resolution image. To provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば液体金
属冷却高速増殖炉の原子炉容器内の液体金属中の構造物
を可視化する超音波検査装置において、遠方の対象物で
あっても高分解能な画像化を可能にするために以下の手
段を備えている。
The present invention is an ultrasonic inspection apparatus for visualizing a structure in liquid metal in a reactor vessel of a liquid metal cooled fast breeder reactor, for example, even if a distant object is high. The following means are provided to enable high resolution imaging.

【0014】第1の発明では超音波を発受信する圧電振
動子の形状を凸面形としてその凸面形圧電振動子の中央
部の一部を同心円状に分離して構成した超音波センサ部
を備えている。そして、超音波発信時には圧電振動子全
体の大きな開口を使用し、超音波受信時には圧電振動子
の中央部の小さな開口を使用することにより、凸面形圧
電振動子の曲率中心を超音波発信位置とし圧電振動子中
央部の開口中心を超音波受信位置とした超音波受信号波
形からの対象物の画像化を行うようにした。
According to the first aspect of the invention, the piezoelectric vibrator for transmitting and receiving ultrasonic waves has a convex shape, and the ultrasonic sensor section is formed by concentrically separating a part of the central portion of the convex piezoelectric vibrator. ing. Then, when transmitting ultrasonic waves, the large opening of the entire piezoelectric vibrator is used, and when receiving ultrasonic waves, the small opening in the center of the piezoelectric vibrator is used, so that the center of curvature of the convex piezoelectric vibrator is set as the ultrasonic wave transmitting position. The object is imaged from the ultrasonic reception signal waveform with the center of the opening of the piezoelectric vibrator at the ultrasonic reception position.

【0015】第2の発明では超音波を発受信する圧電振
動子の形状を凹面形とし、その凹面形圧電振動子の曲率
中心である焦点位置にその焦点の径と同等の孔径を有す
る遮音板を設けて構成した超音波センサ部を備えてい
る。そして、大きな開口での超音波発受信を行い、前記
焦点位置を超音波の発信位置および受信位置とした超音
波受信号波形から対象物の画像化を行うようにした。
According to the second aspect of the invention, the piezoelectric vibrator for transmitting and receiving ultrasonic waves has a concave shape, and the sound insulating plate has a hole diameter equivalent to the diameter of the focus at the focus position which is the center of curvature of the concave piezoelectric vibrator. And an ultrasonic sensor section configured by providing. Then, ultrasonic waves are transmitted and received through a large opening, and the object is imaged from the ultrasonic wave reception signal waveform in which the focal position is the ultrasonic wave transmission position and ultrasonic wave reception position.

【0016】第3の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発信部を備えている。そして、超音波発信時はアレイ
センサの後方の仮想焦点を発信源とした球面波を発信さ
せ、超音波の受信はそれぞれの圧電振動子で行い、前記
仮想焦点を超音波発信位置とし、それぞれの圧電振動子
の開口中心を超音波受信位置とした超音波受信号波形か
ら対象物の画像化を行うようにした。
In the third invention, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane and an ultrasonic beam is generated by controlling the transmission timing of each piezoelectric vibrator. It is equipped with a phased array type ultrasonic wave transmitter that synthesizes it. Then, at the time of ultrasonic wave transmission, a spherical wave having a virtual focal point behind the array sensor as a transmission source is transmitted, and ultrasonic waves are received by respective piezoelectric vibrators, and the virtual focal point is set as an ultrasonic wave transmitting position. The object is imaged from the ultrasonic reception signal waveform in which the opening center of the piezoelectric vibrator is the ultrasonic reception position.

【0017】第4の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発信部を備えている。そして、超音波発信時は可視化
したい領域内に収束した超音波ビームを合成して行い、
超音波の受信はそれぞれの圧電振動子で行い、前記超音
波ビームの中心軸とアレイセンサ面との交点を超音波発
信位置とし、それぞれの圧電振動子の開口中心を超音波
受信位置とした超音波受信号波形から対象物の画像化を
行なうようにした。
According to the fourth aspect of the invention, an array type ultrasonic sensor unit in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and the ultrasonic beam is generated by controlling the transmission timing of each piezoelectric vibrator. It is equipped with a phased array type ultrasonic wave transmitter that synthesizes it. Then, when ultrasonic waves are transmitted, the ultrasonic beams that have converged in the region you want to visualize are combined and performed.
Ultrasonic waves are received by the respective piezoelectric vibrators, the ultrasonic wave transmitting position is defined as the intersection of the central axis of the ultrasonic beam and the array sensor surface, and the ultrasonic wave center is defined as the ultrasonic wave receiving position at the opening center of each piezoelectric vibrator. The object is imaged from the sound wave reception signal waveform.

【0018】第5の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発信部であって、かつ、複数のランダム・バースト波
を合成した波形での超音波発信が可能な構成としてい
る。そして、超音波発信時は複数の方向に同時に超音波
ビームを合成して行い、超音波の受信時はそれぞれの圧
電振動子で受信した波形を超音波発信に用いたそれぞれ
のランダム・バースト波との相関演算処理手段によっ
て、超音波発信方向毎に分離検出した受信号波形から対
象物の画像化を行うようにした。
According to the fifth aspect of the invention, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and the ultrasonic beam is generated by controlling the transmission timing of each piezoelectric vibrator. It is a phased array ultrasonic wave synthesizing unit for synthesizing and is capable of ultrasonic wave oscillating with a waveform obtained by synthesizing a plurality of random burst waves. Then, when ultrasonic waves are transmitted, ultrasonic waves are simultaneously synthesized in multiple directions, and when ultrasonic waves are received, the waveforms received by the respective piezoelectric vibrators are combined with the respective random burst waves used for ultrasonic wave transmission. With the correlation calculation processing means, the target object is imaged from the received signal waveforms separated and detected for each ultrasonic wave transmission direction.

【0019】第6の発明では液体金属中の構造物の内部
をも可視化するために、多数の微小な圧電振動子を同一
平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ部
と、それぞれの圧電振動子の発受信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発受信部であって、かつ、複数のランダム・バースト
波を合成した波形での超音波発信が可能な構成としてい
る。
In the sixth invention, in order to visualize the inside of the structure in the liquid metal, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and This is a phased array type ultrasonic wave transmitter / receiver unit that controls the transmission / reception timing of the piezoelectric vibrator to synthesize ultrasonic waves, and that can transmit ultrasonic waves with a waveform that combines multiple random burst waves. It has a simple structure.

【0020】そして、第1のランダム・バースト波のフ
ェーズドアレイ制御は液体金属の音速に基づいて行い、
得られた受信号波形と前記第1のランダム・バースト波
との相関演算処理手段によって液体金属中の構造物から
の反射信号を選択的に検出し、その反射信号を用いて位
置と形状を画像化し、さらに第2のランダム・バースト
波のフェーズドアレイ制御は画像化して得られた前記小
僧物の位置と形状および音速に基づいて行う。得られた
受信号波形と第2のランダム・バースト波との相関演算
処理手段によって構造物内部からの反射信号を選択的に
検出し、その反射信号を用いて構造物の内部を画像化
し、この2つの画像を合成して表示するようにしたもの
である。
The phased array control of the first random burst wave is performed based on the speed of sound of the liquid metal,
Correlation calculation processing means between the obtained received signal waveform and the first random burst wave selectively detects a reflection signal from the structure in the liquid metal, and the reflection signal is used to image the position and shape. Further, the phased array control of the second random burst wave is performed based on the position and shape of the priest and the speed of sound obtained by imaging. The correlation calculation processing means of the obtained received signal waveform and the second random burst wave selectively detects the reflection signal from the inside of the structure, and the reflection signal is used to image the inside of the structure. The two images are combined and displayed.

【0021】[0021]

【作用】第1の発明では、超音波センサ部の圧電振動子
の形状を凸面形としてその圧電振動子の中央部の一部を
同心円状に分離した構造である。したがって、超音波発
信時は圧電振動子全体の大きな開口を用いることができ
るため、超音波ビームを広げた状態で超音波の放射エネ
ルギーを高めることができ、検出感度が向上する。ま
た、そのときの超音波発信位置は仮想的に凸面圧電振動
子の曲率中心とすることができる。
According to the first aspect of the invention, the piezoelectric vibrator of the ultrasonic sensor section has a convex shape, and a part of the central portion of the piezoelectric vibrator is concentrically separated. Therefore, at the time of transmitting ultrasonic waves, the large opening of the entire piezoelectric vibrator can be used, so that the radiant energy of ultrasonic waves can be increased with the ultrasonic beam expanded and the detection sensitivity is improved. Further, the ultrasonic wave transmitting position at that time can be virtually set to the center of curvature of the convex piezoelectric vibrator.

【0022】一方、超音波受信時は圧電振動子中央の小
さな開口を用いるためその受信振動子面の任意の位置と
対象物の反射源位置との距離差は僅かとなり受信号波形
の乱れがなく、また超音波受信位置はその圧電振動子の
開口の中心と見なせることから高精度な発受信位置精度
および超音波伝播時間測定精度が得られる。
On the other hand, when ultrasonic waves are received, since a small opening in the center of the piezoelectric vibrator is used, the distance difference between an arbitrary position on the receiving vibrator surface and the reflection source position of the object is small, and the received signal waveform is not disturbed. Also, since the ultrasonic wave reception position can be regarded as the center of the opening of the piezoelectric vibrator, highly accurate transmission / reception position accuracy and ultrasonic wave propagation time measurement accuracy can be obtained.

【0023】第2の発明では、超音波センサ部の圧電振
動子の形状を凹面形としてその圧電振動子の曲率中心で
ある焦点位置に焦点の径と同等の穴径を有する遮音板を
設けた構造としている。これにより、超音波発信時は圧
電振動子全体の大きな開口を用いるため、ビームを広げ
た状態で超音波放射エネルギーを高めることができ、検
出感度が向上する。また、発信位置は仮想的に凹面形圧
電振動子の曲率中心とすることができる。
In the second invention, the shape of the piezoelectric vibrator of the ultrasonic sensor portion is concave, and a sound insulating plate having a hole diameter equal to the diameter of the focus is provided at the focus position which is the center of curvature of the piezoelectric vibrator. It has a structure. As a result, since a large opening of the entire piezoelectric vibrator is used during ultrasonic wave transmission, ultrasonic wave radiant energy can be increased with the beam expanded, and detection sensitivity is improved. Further, the transmission position can be virtually the center of curvature of the concave piezoelectric vibrator.

【0024】一方、超音波受信位置に遮音板を設けてい
るために、その遮音板の孔を通過する経路の超音波のみ
凹面形圧電振動子面に到達するから曲率中心とすること
ができ、高精度な発受信位置精度および伝播時間測定精
度が得られる。
On the other hand, since the sound insulating plate is provided at the ultrasonic wave receiving position, only the ultrasonic wave on the path passing through the hole of the sound insulating plate reaches the concave piezoelectric vibrator surface, so that the center of curvature can be set. Highly accurate transmission / reception position accuracy and propagation time measurement accuracy can be obtained.

【0025】第3の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発信部を備えている。
According to the third aspect of the invention, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and the ultrasonic beam is generated by controlling the transmission timing of each piezoelectric vibrator. It is equipped with a phased array type ultrasonic wave transmitter that synthesizes it.

【0026】これにより、超音波発信時はアレイセンサ
の後方の仮想焦点を発信源とした球面波を発信させるよ
うにフェーズドアレイ制御を行い前記第1の発明の凸面
型圧電振動子の超音波送信と同じ作用を行わせるもので
広げた超音波ビームの合成と共に放射エネルギーを高め
ることが可能である。
Thus, when ultrasonic waves are transmitted, phased array control is performed so as to transmit a spherical wave having a virtual focal point behind the array sensor as a transmission source, and ultrasonic waves are transmitted by the convex piezoelectric vibrator of the first invention. It is possible to increase the radiant energy as well as to synthesize the expanded ultrasonic beam with the one that performs the same action as.

【0027】超音波の受信はそれぞれの圧電振動子で行
うがその圧電振動子の開口は十分小さいのでその開口中
心を超音波受信位置とすることができ、高精度な発受信
位置精度および伝播時間測定精度が得られる。
The ultrasonic waves are received by the respective piezoelectric vibrators, but the openings of the piezoelectric vibrators are sufficiently small so that the center of the opening can be the ultrasonic wave reception position, and the high precision transmission / reception position accuracy and propagation time can be obtained. Measurement accuracy can be obtained.

【0028】第4の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発信部を備えている。
In the fourth invention, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and the ultrasonic beam is generated by controlling the transmission timing of each piezoelectric vibrator. It is equipped with a phased array type ultrasonic wave transmitter that synthesizes it.

【0029】これにより、超音波発信時は可視化したい
領域内に収束した超音波ビームを合成するようにフェー
ズドアレイ制御を行い、より超音波放射エネルギーを高
めるようにしたものである。この時の超音波収束は超音
波軸方向に十分長い領域とすると、その領域では、前記
超音波ビームの中心軸とアレイセンサ面との交点を超音
波発信位置として見なすことができる。
Thus, when ultrasonic waves are transmitted, phased array control is performed so as to synthesize the ultrasonic beams converged in the region to be visualized, and the ultrasonic radiation energy is further increased. If the ultrasonic wave convergence at this time is a sufficiently long area in the ultrasonic axis direction, the intersection of the central axis of the ultrasonic beam and the array sensor surface can be regarded as the ultrasonic wave transmitting position in that area.

【0030】また、受信位置はそれぞれの圧電振動子の
開口が十分小さいのでその開口中心を超音波受信位置と
することができ、高精度な発受信位置精度および伝播時
間測定精度が得られる。
Further, since the apertures of the respective piezoelectric vibrators are sufficiently small at the reception position, the center of the aperture can be set as the ultrasonic reception position, and highly accurate transmission / reception position accuracy and propagation time measurement accuracy can be obtained.

【0031】第5の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発信タイミングを制御し
て超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超音
波発信部を有し、かつ、複数のランダム・バースト波を
合成した波形での超音波発信が可能な構成となってい
る。
In the fifth aspect of the invention, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and the ultrasonic beam is generated by controlling the transmission timing of each piezoelectric vibrator. It has a phased array type ultrasonic wave oscillating section for synthesizing and is capable of ultrasonic wave oscillating with a waveform obtained by synthesizing a plurality of random burst waves.

【0032】超音波発信時は複数の方向に1対1で独立
したランダム・バースト波を用意しておき、この独立し
たランダム・バースト波の発信タイミングを超音波ビー
ム方向ごとにフェーズドアレイ制御し合成した波形でそ
れぞれの圧電振動子を駆動する。これにより、複数の方
向に同時に超音波ビームを合成して放射できる。
At the time of ultrasonic wave transmission, independent random burst waves are prepared in a plurality of directions in a one-to-one manner, and the transmission timings of these independent random burst waves are synthesized by phased array control for each ultrasonic beam direction. The respective piezoelectric vibrators are driven by the generated waveform. As a result, the ultrasonic beams can be simultaneously combined and emitted in a plurality of directions.

【0033】一方、超音波の受信時はそれぞれの圧電振
動子で受信した波形を超音波発信に用いたそれぞれのラ
ンダム・バースト波との相関演算処理手段によって、超
音波発信方向毎に分離検出が可能である。これはランダ
ム・バースト波相互には相関がなく、個々のランダム・
バースト波自身による超音波反射波形にのみ相関がある
ためであり、その結果、超音波の伝播時間に対応した遅
れ時間に相関パルス波形が得られることから、高精度な
伝播時間測定が可能になる。
On the other hand, when ultrasonic waves are received, the waveforms received by the respective piezoelectric vibrators are separated and detected for each ultrasonic wave transmission direction by the correlation calculation processing means with the respective random burst waves used for ultrasonic wave transmission. It is possible. This is because there is no correlation between random burst waves and
This is because there is a correlation only in the ultrasonic wave reflection waveform due to the burst wave itself, and as a result, the correlation pulse waveform can be obtained at the delay time corresponding to the ultrasonic wave propagation time, enabling highly accurate propagation time measurement. .

【0034】第6の発明では多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配置したアレイ型の超音波センサ
部と、それぞれの圧電振動子の発受信タイミングを制御
して超音波ビームを合成するフェーズドアレイ方式の超
音波発受信部を有し、かつ、複数のランダム・バースト
波を合成した波形での超音波発信が可能な構成としてい
る。
In the sixth aspect of the invention, an array type ultrasonic sensor section in which a large number of minute piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and the ultrasonic beam is controlled by controlling the transmission / reception timing of each piezoelectric vibrator. Has a phased array type ultrasonic wave transmitting / receiving unit for synthesizing a plurality of random burst waves and is capable of transmitting ultrasonic waves with a waveform obtained by synthesizing a plurality of random burst waves.

【0035】これにより第1のランダム・バースト波の
フェーズドアレイ制御を液体金属の音速に基づいて行
い、得られた受信号波形と前記第1のランダム・バース
ト波との相関演算手段によって液体金属中の構造物から
の反射信号を選択的に検出可能になる。
Thus, the phased array control of the first random burst wave is performed based on the speed of sound of the liquid metal, and the correlation calculation means between the obtained received signal waveform and the first random burst wave The reflected signal from the structure can be selectively detected.

【0036】そして、その反射信号を用いて位置と形状
を画像化し、さらに第2のランダム・バースト波のフェ
ーズドアレイ制御を、画像化して得られた前記構造物の
位置と形状および音速に基づいて行ない、得られた受信
号波形と第2のランダム・バースト波との相関演算処理
手段によって構造物内部からの反射信号を選択的に検出
される。
The position and shape of the structure are imaged by using the reflected signal, and the phased array control of the second random burst wave is performed based on the position and shape of the structure and the speed of sound obtained by imaging. The reflected signal from the inside of the structure is selectively detected by the correlation calculation processing means of the obtained received signal waveform and the second random burst wave.

【0037】その反射信号を用いて構造物の内部を画像
化すると共に、前記対象物の位置と形状の画像と合成し
て表示するようにしたものである。これにより、液体金
属中および構造物内部のいずれも最適な超音波ビームで
走査するため液体金属中の構造物の内部まで高精度な画
像で表示可能にしている。
The inside of the structure is imaged by using the reflection signal, and the image of the position and shape of the object is synthesized and displayed. As a result, both the inside of the liquid metal and the inside of the structure are scanned with the optimum ultrasonic beam, so that the inside of the structure in the liquid metal can be displayed with a highly accurate image.

【0038】[0038]

【実施例】図1により本発明に係る超音波検査装置の第
1の実施例を説明する。なお、本実施例においては図6
に示した部分と同一部分には同一符号を付して重複する
部分の説明は省略し、本実施例の要部のみ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, in this embodiment, FIG.
The same parts as those shown in FIG. 2 are assigned the same reference numerals and overlapping description will be omitted, and only the main part of the present embodiment will be described.

【0039】図1において、超音波センサ部は、超音波
を送受信する圧電振動子2の形状を大径凸面形圧電振動
子2aとして、その凸面形圧電振動子2aの中央部の中
心の一部を円形に切り欠き2d、その切り欠き2dを同
心円状に分離し、その分離した小径の凸面形圧電振動子
2cを受信部として構成している。
In FIG. 1, in the ultrasonic sensor section, the shape of the piezoelectric vibrator 2 for transmitting and receiving ultrasonic waves is a large-diameter convex piezoelectric vibrator 2a, and a part of the center of the central portion of the convex piezoelectric vibrator 2a is used. A circular cutout 2d, the cutout 2d is concentrically separated, and the separated small-diameter convex piezoelectric vibrator 2c is configured as a receiving portion.

【0040】超音波発信時は発信切り替え回路5をON
にすると共に、受信切り替え回路7をOFFにすること
で超音波発信部4の高電圧パルスにより大径凸面形圧電
振動子2aおよび分離した小径凸面形圧電振動子2cを
同時に駆動して大きな開口とし、超音波放射エネルギー
を高めている。なお、図1中符号6’は対象物の反射点
を示し、8は超音波受信部、13はビーム経路、14は反射
波面をそれぞれ示している。
When transmitting ultrasonic waves, the transmission switching circuit 5 is turned on.
In addition, by turning off the reception switching circuit 7, the large-diameter convex piezoelectric vibrator 2a and the separated small-diameter convex piezoelectric vibrator 2c are simultaneously driven by the high voltage pulse of the ultrasonic wave transmitting section 4 to form a large opening. , Increasing the ultrasonic radiant energy. In FIG. 1, reference numeral 6'indicates a reflection point of the object, 8 indicates an ultrasonic wave receiving portion, 13 indicates a beam path, and 14 indicates a reflected wave front.

【0041】このとき凸面形圧電振動子2aの曲率中心
を仮想点音源11とした超音波ビームの広がり12が得ら
れ、この仮想点音源11を超音波発信位置とすることがで
きる。一方、超音波受信時では前記発信切り替え回路5
をOFFにすると共に受信切り替え回路7をONにする
ことで、大径凸面形圧電振動子2の中心部分を分離した
小径凸面形圧電振動子2cを受信用振動子として選択す
る。
At this time, the spread 12 of the ultrasonic beam is obtained with the center of curvature of the convex piezoelectric vibrator 2a as the virtual point sound source 11, and this virtual point sound source 11 can be used as the ultrasonic wave transmitting position. On the other hand, when receiving ultrasonic waves, the transmission switching circuit 5
Is turned off and the reception switching circuit 7 is turned on, so that the small-diameter convex-shaped piezoelectric vibrator 2c in which the central portion of the large-diameter convex-shaped piezoelectric vibrator 2 is separated is selected as the receiving vibrator.

【0042】この選択された小径凸面形圧電振動子の開
口は十分に小さいもので点と見なせることから超音波の
凸面形圧電振動子の受信位置11bを圧電振動子中央部の
開口中心位置とすることができ、超音波ビームの広がり
が大きくて放射エネルギーの強い超音波の発信と共に、
発受信位置の精度および超音波伝播時間の測定精度を向
上できる。
Since the opening of the selected small-diameter convex-shaped piezoelectric vibrator is sufficiently small and can be regarded as a point, the reception position 11b of the ultrasonic convex-shaped piezoelectric vibrator is set as the center position of the opening in the central part of the piezoelectric vibrator. With the spread of ultrasonic beam and the transmission of ultrasonic waves with strong radiant energy,
It is possible to improve the accuracy of the transmitting / receiving position and the accuracy of measuring the ultrasonic wave propagation time.

【0043】この結果、図6に示した従来の超音波検査
装置において本実施例の超音波センサ部およびそれに係
わる受信と受信の切り替え回路に置き換えることで、遠
方の対象物であっても高分解能な画像化が実現できる。
As a result, the conventional ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 6 is replaced with the ultrasonic sensor section of this embodiment and the receiving and receiving switching circuits associated therewith, so that high resolution can be achieved even for a distant object. It is possible to realize various images.

【0044】つぎに、図2により本発明に係る超音波検
査装置の第2の実施例を説明する。なお、図2は本実施
例の要部のみを示しており、従来例と同一の部分は省略
している。
Next, a second embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 shows only the main part of this embodiment, and the same parts as those of the conventional example are omitted.

【0045】図2において、超音波センサ部は超音波を
送受信する圧電振動子2の形状を凹面に形成し、凹面形
圧電振動子2bとして、その凹面形圧電振動子2bの曲
率中心である焦点位置にその焦点の径と同等の孔径を有
する遮音板15を設け、この遮音板15を支持棒16により取
り付けた構造となっている。
In FIG. 2, the ultrasonic sensor unit forms the shape of the piezoelectric vibrator 2 for transmitting and receiving ultrasonic waves into a concave surface, and defines the concave piezoelectric vibrator 2b as a focal point which is the center of curvature of the concave piezoelectric vibrator 2b. A sound insulating plate 15 having a hole diameter equivalent to the diameter of the focal point is provided at a position, and the sound insulating plate 15 is attached by a support rod 16.

【0046】超音波発信時は超音波発信部からの高電圧
パルスにより凹面形圧電振動子2b全体の大きな開口で
の超音波の発信を行い曲率中心位置に焦点を結ばせる。
この結果、その焦点を仮想的な点音源11とした超音波ビ
ームの広がり12が得られると共に強い放射エネルギーも
得られる。このとき、遮音板15の孔径を焦点の径と同等
にして同軸に設けているため、超音波ビームに影響を与
えないようになっている。
When ultrasonic waves are transmitted, ultrasonic waves are transmitted through a large opening of the entire concave piezoelectric vibrator 2b by a high voltage pulse from the ultrasonic wave transmitting portion to focus on the curvature center position.
As a result, the spread 12 of the ultrasonic beam with the focus as a virtual point sound source 11 is obtained, and strong radiant energy is also obtained. At this time, since the hole diameter of the sound insulating plate 15 is made coaxial with the diameter of the focal point, it does not affect the ultrasonic beam.

【0047】一方、超音波受信時では対象物6からの反
射超音波の波面は遮音板15の孔径よりも大きいが、凹面
形圧電振動子2bで受信できるのはその遮音板15の孔を
通過する波面だけである。すなわち、超音波の発信波面
および受信波面は必ず凹面形圧電振動子2bの曲率中心
を通ることになり、その曲率中心を仮想的な超音波送受
信位置とすることができる。
On the other hand, when ultrasonic waves are received, the wavefront of the ultrasonic waves reflected from the object 6 is larger than the hole diameter of the sound insulating plate 15, but the concave piezoelectric vibrator 2b can receive through the hole of the sound insulating plate 15. It is only the wave front that does. That is, the transmitting wavefront and the receiving wavefront of the ultrasonic wave always pass through the center of curvature of the concave piezoelectric vibrator 2b, and the center of curvature can be set as a virtual ultrasonic wave transmitting / receiving position.

【0048】従って、本実施例の遮音板15を有する凹面
形圧電振動子2bによる超音波の発受信を行えば、強い
放射エネルギーでビーム広がりの大きい超音波の発生と
共に超音波発受信の位置精度および画像解像度を向上す
ることができる。この結果、図6に示した従来の超音波
検査装置において本実施例の超音波センサ部に置き換え
ることで、遠方の対象物であっても高分解能な画像化が
実現できる。
Therefore, if ultrasonic waves are transmitted and received by the concave piezoelectric vibrator 2b having the sound insulating plate 15 of the present embodiment, ultrasonic waves having a large beam spread due to strong radiant energy and positional accuracy of ultrasonic wave transmission and reception are generated. And the image resolution can be improved. As a result, by replacing the ultrasonic sensor unit of the present embodiment in the conventional ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 6, high resolution imaging can be realized even for a distant object.

【0049】つぎに図3(a),(b)により本発明に
係る超音波検査装置の第3の実施例を説明する。
Next, a third embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).

【0050】図3(a)において、多数の微小圧電振動
子2eを同一平面上に原則的に配置したアレイ型超音波
センサ部1と、微小圧電振動子2eと1対1で対応して
超音波発信部4を介して発信位相遅延部17が接続されて
いる。発信位相遅延部17はコントローラ3に接続し、ま
たコントローラ3は超音波受信部8、信号処理装置9お
よび表示装置10に出力するように接続している。
In FIG. 3 (a), an array type ultrasonic sensor section 1 in which a large number of micro piezoelectric vibrators 2e are basically arranged on the same plane and a micro piezoelectric vibrator 2e have a one-to-one correspondence with each other. A transmission phase delay unit 17 is connected via the sound wave transmission unit 4. The transmission phase delay unit 17 is connected to the controller 3, and the controller 3 is connected to output to the ultrasonic wave receiving unit 8, the signal processing device 9 and the display device 10.

【0051】コントローラ3の指令により設定された位
相遅延部17の超音波発信タイミングに基づいた高電圧パ
ルスを超音波発信部4からアレイ型に配列したそれぞれ
の圧電振動子2eに印加する。
A high voltage pulse based on the ultrasonic wave transmission timing of the phase delay unit 17 set by a command from the controller 3 is applied from the ultrasonic wave transmitter 4 to each piezoelectric vibrator 2e arranged in an array.

【0052】しかして、発生した超音波波面の干渉を利
用して超音波ビームの合成を制御するフェーズドアレイ
方式の超音波発信により、図3(b)に示すフェーズド
アレイ型センサ部の圧電振動子2eの後面に仮想的音源
11、つまり仮想的な超音波焦点を設定し、あたかもその
焦点位置を点音源とした発信球面波18を合成することに
より超音波放射エネルギーが強くてビームの広がりの大
きい超音波を発生させる。
Thus, the piezoelectric vibrator of the phased array type sensor unit shown in FIG. 3B is generated by the ultrasonic wave transmission of the phased array system which controls the synthesis of the ultrasonic beams by utilizing the interference of the generated ultrasonic wave fronts. Virtual sound source on the back of 2e
That is, by setting a virtual ultrasonic focal point and synthesizing an outgoing spherical wave 18 having the focal point position as a point sound source, an ultrasonic wave having strong ultrasonic radiation energy and a large beam spread is generated.

【0053】この第2の実施例によれば、第1の実施例
の凸面形圧電振動子2aを用いた超音波の発生と同じ作
用がアレイ型センサ部1の微小圧電振動子2eで実現で
きることになる。
According to the second embodiment, the same operation as the ultrasonic wave generation using the convex piezoelectric vibrator 2a of the first embodiment can be realized by the minute piezoelectric vibrator 2e of the array type sensor section 1. become.

【0054】また、超音波受信時では対象物6からの反
射超音波は反射源位置を中心とした発信球面波18で戻っ
てくるので、アレイ型センサ部1の微小圧電振動子2e
でそれぞれ受信可能である。受信信号は超音波受信部8
に内蔵されている信号増幅器および高速アナログ・デジ
タル(A/D)変換器とによってデジタル化された受信
号波形データを信号処理装置9に入力される。なお、図
3(b)中符号12はビームの広がり、13は対象物の反射
点6’からの超音波経路、14は反射波面をそれぞれ示し
ている。
Further, when the ultrasonic wave is received, the reflected ultrasonic wave from the object 6 returns by the transmitted spherical wave 18 centered on the position of the reflection source, so that the minute piezoelectric vibrator 2e of the array type sensor unit 1 is used.
Can be received respectively. The received signal is the ultrasonic wave receiver 8
Received signal waveform data digitized by a signal amplifier and a high-speed analog-to-digital (A / D) converter built in the input device are input to the signal processing device 9. In FIG. 3B, reference numeral 12 denotes the beam spread, 13 denotes the ultrasonic wave path from the reflection point 6 ′ of the object, and 14 denotes the reflected wave front.

【0055】これらの超音波発信から受信までの一連の
動作をコントローラ3の制御のもとで、発信位置を変え
て繰り返し行い多数の組み合わせの超音波波形データを
収録し、信号処理装置9で超音波発信位置および受信位
置と受信号波形データを用いて開口合成処理により対象
物の画像化を行い表示装置10に表示する。
Under the control of the controller 3, the series of operations from the transmission of ultrasonic waves to the reception of ultrasonic waves are repeatedly performed by changing the transmission position to record a large number of ultrasonic wave waveform data, and the signal processing device 9 performs ultrasonic wave data recording. The object is imaged by aperture synthesis processing using the sound wave transmitting position and receiving position and the received signal waveform data, and displayed on the display device 10.

【0056】この場合、超音波発信位置は前記仮想焦点
位置を、受信位置はアレイ型センサ部1の微小圧電振動
子2eの開口が十分に小さいのでその開口の中心を受信
位置と見なせるので、超音波発受信位置精度および伝播
時間測定精度が向上し、その結果、遠方の対象物であっ
ても高分解能な画像化を得ることができる。
In this case, the ultrasonic wave transmitting position can be regarded as the virtual focus position, and the receiving position can be regarded as the receiving position because the opening of the micro-piezoelectric vibrator 2e of the array type sensor unit 1 is sufficiently small so that the center of the opening can be regarded as the receiving position. The sound wave transmission / reception position accuracy and the propagation time measurement accuracy are improved, and as a result, high-resolution imaging can be obtained even for a distant object.

【0057】つぎに図3および図4により本発明に係る
超音波検査装置の第4の実施例を説明する。
Next, a fourth embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

【0058】この第4の実施例においては、図3に示し
たコントローラ3は発信位相遅延部17に対して図4に示
したように可視化したい可視化領域19内に集束した超音
波ビームの広がり12を合成するように集束点の超音波ビ
ーム収束位置fに基づいたセンサ部1のフェーズドアレ
イ型に配列した微小圧電振動子2eそれぞれの発信位相
遅延量20を設定してフェーズドアレイ制御を行う。な
お、図4中符号6は対象物、13は超音波経路、14は反射
波面、22は発受信位置、fは超音波ビーム収束位置を示
している。
In this fourth embodiment, the controller 3 shown in FIG. 3 spreads the focused ultrasonic beam 12 within the visualization region 19 to be visualized with respect to the transmission phase delay unit 17 as shown in FIG. Is set, the transmission phase delay amount 20 of each of the micro piezoelectric vibrators 2e arranged in the phased array type of the sensor unit 1 based on the ultrasonic beam converging position f of the focal point is set to perform the phased array control. In FIG. 4, reference numeral 6 is an object, 13 is an ultrasonic wave path, 14 is a reflected wavefront, 22 is a transmitting / receiving position, and f is an ultrasonic beam converging position.

【0059】この場合、超音波集束はビーム軸方向に十
分長い領域とすると、その領域では、前記超音波ビーム
12の中心軸の超音波ビーム中心21とアレイ型センサ部の
微小圧電振動子2e面との交点の発信位置22が超音波発
信位置として見なすことができる。
In this case, assuming that the ultrasonic focusing is a region sufficiently long in the beam axis direction, in that region, the ultrasonic beam is
The transmission position 22 at the intersection of the ultrasonic beam center 21 of the central axis of 12 and the surface of the micro piezoelectric vibrator 2e of the array type sensor unit can be regarded as the ultrasonic transmission position.

【0060】一方、超音波の受信はそれぞれのアレイ型
センサ部の微小圧電振動子2eで行い、その発信位置22
での受信号波形データを収録し、図3に示した信号処理
装置9で開口合成処理を行う。この場合、可視化領域19
全体について行うのではなく発信超音波ビームの広がり
12の範囲で制限を設け、開口合成処理時間の短縮を図
る。これら一連の動作を超音波ビームの発信位置22およ
び方向を変える毎に行い、可視化領域19全体を画像化す
る。
On the other hand, ultrasonic waves are received by the micro-piezoelectric vibrators 2e of the respective array type sensor units, and their transmitting positions 22
The received signal waveform data is recorded and the aperture synthesis processing is performed by the signal processing device 9 shown in FIG. In this case, the visualization area 19
Spreading the transmitted ultrasonic beam rather than doing the whole thing
A limit is set in the range of 12 to shorten the aperture synthesis processing time. This series of operations is performed every time the ultrasonic beam transmission position 22 and the direction are changed, and the entire visualization region 19 is imaged.

【0061】この実施例によれば集束した超音波ビーム
を用いるため非常に大きな放射エネルギーが得られ、遠
方の対象物の検出能力が改善される。また、発信超音波
ビームが狭いので開口合成処理の効果は小さくなるが、
発信超音波位置の変更だけでなく超音波ビーム方向も変
更して行うようにしているのでトータルでは良好な開口
合成の効果が得られている。
According to this embodiment, since a focused ultrasonic beam is used, a very large radiant energy is obtained, and the detection ability of a distant object is improved. Also, since the transmitted ultrasonic beam is narrow, the effect of aperture synthesis processing is small,
Since not only the position of the transmitted ultrasonic wave is changed but also the direction of the ultrasonic beam is changed, a good effect of aperture synthesis is obtained in total.

【0062】図3および図5を参照しながら本発明に係
る超音波検査装置の第5の実施例を説明する。この第5
の実施例は第3の実施例の構成における超音波パルス発
信に代え、ランダム・バースト波での超音波発信でしか
も複数のランダム・バースト波を合成した波形での超音
波発信が可能なように図3で示した超音波発信部4およ
び発信位相遅延部17を以下のように構成する。
A fifth embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 5. This fifth
In this embodiment, instead of the ultrasonic pulse transmission in the configuration of the third embodiment, it is possible to perform ultrasonic transmission with a random burst wave and also with a waveform obtained by combining a plurality of random burst waves. The ultrasonic wave transmission unit 4 and the transmission phase delay unit 17 shown in FIG. 3 are configured as follows.

【0063】図3に示した発信位相遅延部17の遅延回路
はあらかじめメモリに書き込まれた波形データを高速に
読みだしデジタル・アナログ(D/A)変換して超音波
発信部4を入力する。超音波発信部4は電力増幅器で構
成し入力された波形を電力増幅し、アレイ型センサ部の
微小圧電振動子2eを駆動する。このとき遅延回路、D
/A変換器、電力増幅器は微小圧電振動子2eに1対1
で対応させている。
The delay circuit of the transmission phase delay unit 17 shown in FIG. 3 reads the waveform data previously written in the memory at high speed, converts it into digital / analog (D / A), and inputs it to the ultrasonic wave transmission unit 4. The ultrasonic wave transmission unit 4 is composed of a power amplifier, power-amplifies the input waveform, and drives the micro piezoelectric vibrator 2e of the array type sensor unit. At this time, the delay circuit, D
/ A converter and power amplifier are one-to-one with the micro piezoelectric vibrator 2e
It corresponds in.

【0064】発信位相遅延部17の遅延量の設定は波形デ
ータのメモリへの書き込み位置をずらすことで行い、複
数波形の合成も合成した波形データをメモリに書き込む
方法で行うようにする。信号処理装置9は超音波受信部
8からの受信号波形と発信に用いたバースト波形との相
関演算処理を行った結果を用いて開口合成するようにし
ている。
The delay amount of the transmission phase delay unit 17 is set by shifting the writing position of the waveform data in the memory, and the synthesis of a plurality of waveforms is also performed by the method of writing the synthesized waveform data in the memory. The signal processing device 9 is adapted to perform aperture synthesis by using the result of the correlation calculation processing of the received signal waveform from the ultrasonic wave reception unit 8 and the burst waveform used for transmission.

【0065】このような構成において、超音波の発信は
複数の方向あるいは位置に1対1で対応した独立したラ
ンダム・バースト波をあらかじめ用意しておき、図5に
示すように超音波ビームの位置方向毎に必要な位相遅延
時間量20aを求める。
In such a configuration, for the transmission of ultrasonic waves, an independent random burst wave corresponding to a plurality of directions or positions in a one-to-one correspondence is prepared in advance, and as shown in FIG. The required phase delay amount 20a is obtained for each direction.

【0066】そして、対応するアレイ型センサ部の微小
圧電振動子2eの発信遅延設定部17内のメモリに前記位
相遅延時間量20aに相当するだけずらして先に用意した
ランダム・バースト波形を書き込む。この操作をビーム
合成に必要な微小圧電振動子2eに対応する遅延回路の
メモリすべてについて行う。
Then, the previously prepared random burst waveform is written in the memory in the transmission delay setting section 17 of the corresponding micro-piezoelectric vibrator 2e of the array type sensor section with a shift corresponding to the phase delay time amount 20a. This operation is performed for all the memories of the delay circuit corresponding to the micro piezoelectric vibrator 2e necessary for beam synthesis.

【0067】次に特別な超音波ビームの位置方向の位相
遅延時間量20bを求め、前記と同様の操作を行うがラン
ダム・バースト波形の書き込みはすでに書き込まれてい
る波形データとの加算による書き込みとなる。
Next, the phase delay time amount 20b in the position direction of the special ultrasonic beam is obtained, and the same operation as the above is performed, but the writing of the random burst waveform is performed by the addition with the already written waveform data. Become.

【0068】これらの操作を超音波ビーム方向位置毎に
繰り返し行い、この設定条件で微小圧電振動子2eを駆
動することにより複数の位置および方向に同時に超音波
ビームを合成して放射できる。
These operations are repeated for each position of the ultrasonic beam direction, and the micro piezoelectric vibrator 2e is driven under this setting condition, whereby the ultrasonic beams can be simultaneously synthesized and emitted to a plurality of positions and directions.

【0069】すなわち、複数の独立したランダム・バー
スト波を合成した波形で超音波を発信した場合、同一の
ランダム・バースト波の成分の波面が同位相で揃う方向
位置で超音波ビームが形成され、そのほかの位置では位
相が揃わないため超音波ビームは形成されないものであ
る。
That is, when an ultrasonic wave is transmitted with a waveform obtained by combining a plurality of independent random burst waves, an ultrasonic beam is formed at a directional position where the wavefronts of the same random burst wave component are aligned in the same phase, The ultrasonic beam is not formed at the other positions because the phases are not aligned.

【0070】一方、超音波の受信では複数の超音波ビー
ムによる対象物からの反射波それぞれが微小圧電振動子
2eで受信されるが、合成した超音波ビームの波形はそ
れぞれ独立したランダム波形であるから、発信に用いた
ランダム・バースト波との相関演算手段によって超音波
発信方向毎に分離検出が可能である。これはランダム・
バースト波相互には相関がなくランダム・バースト波自
身による反射波形にしか相関を持たないためである。
On the other hand, in the reception of ultrasonic waves, the reflected waves from the object by a plurality of ultrasonic beams are received by the minute piezoelectric vibrator 2e, but the waveforms of the synthesized ultrasonic beams are independent random waveforms. Therefore, it is possible to separate and detect each ultrasonic wave transmission direction by means of the correlation calculation means with the random burst wave used for transmission. This is random
This is because the burst waves have no correlation with each other, but only with the reflected waveform of the random burst waves themselves.

【0071】この結果、超音波発信位置方向毎の超音波
伝播時間に対応した遅れ時間に相関パルスが得られるこ
とから、高精度な伝播時間の測定を可能にし、開口合成
処理による対象物の画像化の分解能が向上する。また、
多方向に同時に超音波ビームを発信できるのでデータ収
録時間が改善される。
As a result, since the correlation pulse is obtained at the delay time corresponding to the ultrasonic wave propagation time for each ultrasonic wave transmitting position direction, it is possible to measure the propagation time with high accuracy and the image of the object by the aperture synthesizing process is obtained. Resolution is improved. Also,
Data recording time is improved because ultrasonic beams can be emitted simultaneously in multiple directions.

【0072】さらに、複数のランダム・バースト波での
超音波の発受信ができるということは、例えば液体金属
中の構造物に対して、液体金属中の音速に基づいたラン
ダム・バースト波のフェーズドアレイ制御により液体金
属中の構造物の位置と形状を画像化して検出する。
Furthermore, the fact that ultrasonic waves can be transmitted and received with a plurality of random burst waves means that for a structure in liquid metal, for example, a phased array of random burst waves based on the speed of sound in liquid metal is used. By control, the position and shape of the structure in the liquid metal are imaged and detected.

【0073】また、別なランダム・バースト波を用い、
構造物の音速でフェーズドアレイ制御を行い構造物内部
からの反射信号を検出して画像化し、前記液体金属中に
浸漬する構造物の画像と合成して表示することができ
る。
Also, using another random burst wave,
It is possible to perform phased array control at the sound velocity of the structure, detect a reflection signal from the inside of the structure to form an image, and synthesize and display the image of the structure immersed in the liquid metal.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、例えば液体金属冷却高
速増殖炉の原子炉容器内の液体金属中の構造物を可視化
する超音波検査装置において、つぎに述べる効果があ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, for example, an ultrasonic inspection apparatus for visualizing a structure in liquid metal in a reactor vessel of a liquid metal cooled fast breeder reactor has the following effects.

【0075】(1)超音波センサ部に凸面形圧電振動子
を用い、その凸面形圧電振動子の中央部の一部を同心円
状に分離し、超音波発信時は圧電振動子全体の大きな開
口を用い、かつ超音波発信位置を凸面形圧電振動子の曲
率中心位置とし、受信時には中央部の小さな開口を用い
ることにより、その開口中心を受信位置としたので、大
きな開口による超音波放射エネルギーの強化、および受
発信位置精度の向上による画像精度の改善とともに遠方
での分解能を改善することができる。
(1) A convex piezoelectric vibrator is used for the ultrasonic sensor section, and a part of the central portion of the convex piezoelectric vibrator is separated into concentric circles. , And the ultrasonic wave transmission position is the center of curvature of the convex piezoelectric vibrator, and at the time of reception, the small opening in the center is used, so that the center of the opening is the reception position. It is possible to improve the image accuracy by strengthening and improving the receiving and transmitting position accuracy, and also improve the resolution in the distance.

【0076】(2)超音波センサ部に凹面形の圧電振動
子を用い、その曲率中心である焦点位置に焦点と同等の
孔径を有する遮音板を設けることにより、超音波発受信
経路が必ず凹面の曲率中心に来るようにしたので、発受
信位置精度の向上による画像精度の改善とともに遠方で
の分解能を改善することができる。
(2) By using a concave piezoelectric vibrator in the ultrasonic sensor section and providing a sound insulating plate having a hole diameter equivalent to the focal point at the focal position which is the center of curvature, the ultrasonic wave transmission / reception path is always concave. Since it is located at the center of curvature of, it is possible to improve the image accuracy by improving the originating and receiving position accuracy and the distant resolution.

【0077】(3)超音波センサ部にアレイ型圧電振動
子を用いその圧電振動子の後方に仮想点音源を設けるよ
うにフェーズドアレイ制御による超音波発信を行い、超
音波の受信はアレイ振動子それぞれで行うようにしたの
で、超音波発受信位置精度向上による画像精度とともに
遠方での分解能を改善することができる。。
(3) The array type piezoelectric vibrator is used for the ultrasonic sensor section, ultrasonic waves are transmitted by phased array control so that a virtual point sound source is provided behind the piezoelectric vibrator, and ultrasonic waves are received by the array vibrator. Since this is performed for each, it is possible to improve the resolution in the distance as well as the image accuracy due to the improvement in the ultrasonic transmission / reception position accuracy. .

【0078】(4)超音波センサ部にアレイ型圧電振動
子を用い、フェーズドアレイ制御による集束した超音波
ビームを発信し、より超音波放射エネルギーを強化した
ので超音波画像の高精度化が可能になる。
(4) The array type piezoelectric vibrator is used for the ultrasonic sensor section, the focused ultrasonic beam is emitted by the phased array control, and the ultrasonic radiation energy is further strengthened, so that the ultrasonic image can be made highly accurate. become.

【0079】(5)超音波センサ部にアレイ型圧電振動
子を用い、フェーズドアレイ制御による集束した超音波
ビームの合成において、複数のランダム・バースト波に
よる超音波発受信を行い多方向に超音波ビームを同時に
放射するようにしたので、より超音波放射エネルギーが
強化され超音波画像の高精度化が可能になる。
(5) When an array type piezoelectric vibrator is used for the ultrasonic sensor section and a focused ultrasonic beam is synthesized by phased array control, ultrasonic waves are transmitted and received by a plurality of random burst waves and ultrasonic waves are transmitted in multiple directions. Since the beams are emitted at the same time, the ultrasonic radiation energy is further strengthened, and the accuracy of ultrasonic images can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る超音波検査装置の第1の実施例に
おける凸型超音波センサ部を一部ブロック図で示す超音
波ビーム線図。
FIG. 1 is an ultrasonic beam diagram showing, in a partial block diagram, a convex ultrasonic sensor unit in a first embodiment of an ultrasonic inspection apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る超音波検査装置の第2の実施例に
おける凸型超音波センサ部を一部超音波ビーム線で示す
概略断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a convex ultrasonic sensor unit in a second embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention, in which the ultrasonic beam line is partially used.

【図3】(a)は本発明に係る超音波検査装置の第3の
実施例におけるアレイ型センサ部とその超音波送受信部
系統を示すブロック図、(b)は(a)のセンサ部を説
明するための超音波ビーム図。
FIG. 3A is a block diagram showing an array type sensor unit and its ultrasonic transmitting / receiving unit system in a third embodiment of an ultrasonic inspection apparatus according to the present invention, and FIG. 3B shows the sensor unit of FIG. The ultrasonic beam diagram for explaining.

【図4】本発明に係る超音波検査装置の第4の実施例に
おけるアレイ型センサを一部概略的に示す超音波ビーム
線図。
FIG. 4 is an ultrasonic beam diagram schematically showing a part of an array-type sensor in a fourth embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention.

【図5】本発明に係る超音波検査装置の第5の実施例に
おけるランダム・バースト波でのフェーズドアレイを示
す超音波ビーム線図。
FIG. 5 is an ultrasonic beam diagram showing a phased array with random burst waves in a fifth embodiment of the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention.

【図6】従来の超音波検査装置を一部線図的に示すブロ
ック図。
FIG. 6 is a block diagram partially showing a conventional ultrasonic inspection apparatus.

【図7】(a)は図6の装置において凸面圧電振動子を
使用した例を示す超音波ビーム線図、(b)は同じく凹
面圧電振動子を使用した例を示す超音波ビーム線図。
7A is an ultrasonic beam diagram showing an example using a convex piezoelectric vibrator in the apparatus of FIG. 6, and FIG. 7B is an ultrasonic beam diagram showing an example using the same concave piezoelectric vibrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…センサ部、2…圧電振動子、2a…凸面形圧電振動
子、2b…凹面形圧電振動子、2c…分離した凸面形圧
電振動子、2d…切り欠き、2e…微小圧電振動子、3
…コントローラ、4…超音波発信部、5…発信切り替え
回路、6…対象物、6’…対象物の反射点、7…受信切
り替え回路、8…超音波受信部、9…信号処理装置、10
…表示装置、11…仮想点音源、11b…凸面形圧電振動子
の受信位置、12…ビームの広がり、13…超音波経路、14
…反射波面、15…遮音板、16…支持棒、17…発信位相遅
延部、18…発信球面波、19…可視化領域、20…位相遅延
時間量、21…超音波ビーム中心、22…発受信位置、f…
超音波ビーム収束位置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sensor part, 2 ... Piezoelectric vibrator, 2a ... Convex piezoelectric vibrator, 2b ... Concave piezoelectric vibrator, 2c ... Separate convex piezoelectric vibrator, 2d ... Notch, 2e ... Micro piezoelectric vibrator, 3
... Controller, 4 ... Ultrasonic wave transmitting section, 5 ... Transmission switching circuit, 6 ... Object, 6 '... Reflection point of object, 7 ... Reception switching circuit, 8 ... Ultrasonic wave receiving section, 9 ... Signal processing device, 10
... Display device, 11 ... Virtual point sound source, 11b ... Receiving position of convex piezoelectric vibrator, 12 ... Beam spread, 13 ... Ultrasonic path, 14
… Reflected wavefront, 15… Sound insulation plate, 16… Support rod, 17… Transmitting phase delay part, 18… Transmitting spherical wave, 19… Visualization region, 20… Phase delay time amount, 21… Ultrasonic beam center, 22… Sending and receiving Position, f ...
Ultrasonic beam focusing position.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01S 7/523 7/526 15/89 G21C 17/08 GDF // G06T 1/00 8907−2F G01S 7/52 J 8907−2F 15/89 B G06F 15/62 380 (72)発明者 塩山 勉 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 行則 富美 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 唐沢 博一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G01S 7/523 7/526 15/89 G21C 17/08 GDF // G06T 1/00 8907-2F G01S 7/52 J 8907-2F 15/89 B G06F 15/62 380 (72) Inventor Tsutomu Shioyama 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Ltd. Corporate Research & Development Center (72) Inventor Yukinori Futami, 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. In Toshiba Yokohama Works, Inc. (72) Inventor, Hirokazu Karasawa 8-Shin-Sugita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa, Japan

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に超音波を発信し、対象物からの
反射した超音波を受信する圧電振動子が配列されたセン
サ部と、このセンサ部からの超音波を受信する超音波受
信部と、この超音波受信部に接続した信号処理装置と、
この信号処理装置に接続した表示装置と、前記信号処理
装置の入力側に接続したコントローラと、このコントロ
ーラに接続した超音波発信部とを具備した超音波検査装
置において、前記センサ部は前記圧電振動子の形状を凸
面形とし、この凸面形圧電振動子の曲率中心を仮想的な
超音波発信位置とし、かつ、前記凸面形圧電振動子の中
央部を同心円状に切り欠いて分離し、この分離した圧電
振動子の中心を超音波受信位置として、超音波発信時に
は前記凸面形圧電振動子全体の大きな開口を用い、超音
波受信時には前記分離した圧電振動子の小さな開口を用
いるように形成し、前記仮想超音波受信位置と超音波発
信から受信までの時間を用いて超音波反射源位置を画像
化することを特徴とする超音波検査装置。
1. A sensor unit in which a piezoelectric vibrator that transmits ultrasonic waves to an object and receives ultrasonic waves reflected from the object is arranged, and an ultrasonic wave receiving unit that receives ultrasonic waves from the sensor unit. And a signal processing device connected to this ultrasonic receiving unit,
In an ultrasonic inspection apparatus including a display device connected to the signal processing device, a controller connected to an input side of the signal processing device, and an ultrasonic wave transmission unit connected to the controller, the sensor unit includes the piezoelectric vibration. The shape of the child is convex, the center of curvature of this convex piezoelectric vibrator is the virtual ultrasonic wave transmitting position, and the central portion of the convex piezoelectric vibrator is cut into concentric circles and separated, and this separation is performed. With the center of the piezoelectric vibrator as the ultrasonic wave reception position, a large opening of the entire convex piezoelectric vibrator is used for ultrasonic wave transmission, and a small opening of the separated piezoelectric vibrator is used for ultrasonic wave reception. An ultrasonic inspection apparatus, wherein an ultrasonic reflection source position is imaged using the virtual ultrasonic wave reception position and the time from ultrasonic wave transmission to reception.
【請求項2】 対象物に超音波を発信し、対象物からの
反射した超音波を受信する圧電振動子が配列されたセン
サ部と、このセンサ部からの超音波を受信する超音波受
信部と、この超音波受信部に接続した信号処理装置と、
この信号処理装置に接続した表示装置と、前記信号処理
装置の入力側に接続したコントローラと、このコントロ
ーラに接続した超音波発信部とを具備した超音波検査装
置において、前記センサ部は圧電振動子の形状を凹面形
とし、かつ、前記凹面形圧電振動子の前面にできる焦点
位置にその焦点の径と同等の孔径を有する遮音板を設け
てなり、前記焦点位置を仮想超音波発受信位置とする超
音波センサを有し、前記仮想超音波発受信位置と超音波
発信から受信までの時間を用いて超音波反射源位置を画
像化することを特徴とする超音波検査装置。
2. A sensor unit in which a piezoelectric vibrator for transmitting ultrasonic waves to an object and receiving ultrasonic waves reflected from the object is arranged, and an ultrasonic wave receiving unit for receiving ultrasonic waves from the sensor unit. And a signal processing device connected to this ultrasonic receiving unit,
In an ultrasonic inspection apparatus including a display device connected to the signal processing device, a controller connected to the input side of the signal processing device, and an ultrasonic wave transmission unit connected to the controller, the sensor unit is a piezoelectric vibrator. Is a concave shape, and a sound insulating plate having a hole diameter equivalent to the diameter of the focal point is provided at the focal position formed on the front surface of the concave piezoelectric vibrator, and the focal position is a virtual ultrasonic wave transmitting / receiving position. An ultrasonic inspection apparatus, comprising: an ultrasonic sensor for performing ultrasonic imaging, and imaging an ultrasonic reflection source position using the virtual ultrasonic wave transmission / reception position and the time from ultrasonic transmission to reception.
【請求項3】 対象物に超音波を発信し、対象物からの
反射した超音波を受信する圧電振動子が配列されたセン
サ部と、このセンサ部からの超音波を受信する超音波受
信部と、この超音波受信部に接続した信号処理装置と、
この信号処理装置に接続した表示装置と、前記信号処理
装置の入力側に接続したコントローラと、このコントロ
ーラに接続した超音波発信部とを具備した超音波検査装
置において、前記センサ部は多数の微小な圧電振動子を
同一平面上に規則的に配列したアレイ型超音波センサか
らなり、超音波発信時には前記圧電振動子の個々の発信
タイミングを制御して超音波ビームを合成するフェーズ
ドアレイ制御により前記圧電振動子後方の仮想焦点を発
信源とした球面波を発信し、超音波受信はそれぞれの圧
電振動子で行い、仮想発信源位置と受信振動子位置およ
び超音波発信から受信までの時間を用いて超音波反射源
位置を画像化することを特徴とする超音波検査装置。
3. A sensor unit in which a piezoelectric vibrator for transmitting ultrasonic waves to an object and receiving ultrasonic waves reflected from the object is arranged, and an ultrasonic wave receiving unit for receiving ultrasonic waves from the sensor unit. And a signal processing device connected to this ultrasonic receiving unit,
In an ultrasonic inspection apparatus including a display device connected to the signal processing device, a controller connected to the input side of the signal processing device, and an ultrasonic wave transmission unit connected to the controller, the sensor unit has a large number of minute portions. It consists of an array type ultrasonic sensor in which various piezoelectric vibrators are regularly arranged on the same plane, and when the ultrasonic wave is transmitted, the above-mentioned is performed by the phased array control that controls the individual transmission timings of the piezoelectric vibrators to synthesize an ultrasonic beam. Spherical waves are transmitted with the virtual focus behind the piezoelectric vibrator as the transmission source, and ultrasonic waves are received by each piezoelectric vibrator.The position of the virtual transmission source, the position of the reception oscillator, and the time from ultrasonic transmission to reception are used. An ultrasonic inspection apparatus characterized in that the ultrasonic reflection source position is imaged.
【請求項4】 前記アレイ型超音波センサにより超音波
発信時にはフェーズドアレイ制御により可視化したい領
域内に収束した超音波ビームを合成し、その超音波ビー
ムの中心軸とアレイセンサ面との交点を超音波発信位置
とし、超音波受信はそれぞれの圧電振動子で行い、前記
発信位置と受信振動子位置および超音波発信から受信ま
での時間を用いて前記発信超音波ビームの指向角の範囲
内の超音波反射源位置を画像化する一連の動作を前記発
信超音波ビームの方向と位置を変更しつつ繰り返し行
い、前記可視化領域全体を画像化することを特徴とする
請求項3記載の超音波検査装置。
4. The array-type ultrasonic sensor synthesizes ultrasonic beams converged in a region to be visualized by phased array control when transmitting ultrasonic waves, and superimposes an intersection point between the central axis of the ultrasonic beam and the array sensor surface. At the sound wave transmission position, ultrasonic wave reception is performed by each piezoelectric vibrator, and the ultrasonic wave within the range of the directivity angle of the transmitted ultrasonic beam is calculated using the transmission position and the reception vibrator position and the time from ultrasonic wave transmission to reception. 4. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 3, wherein a series of operations for imaging the position of the acoustic wave reflection source is repeated while changing the direction and position of the transmitted ultrasonic beam to image the entire visible region. .
【請求項5】 前記アレイ型超音波センサにより複数の
ランダム・バースト波を合成した波形の超音波発信が可
能で、かつ、それぞれのランダム・バースト波の遅れ時
間を任意に設定可能にした構成とし、フェーズドアレイ
制御により複数の方向に同時に超音波ビームを合成し、
受信時は各アレイエレメントで受信した波形を超音波発
信に用いたそれぞれのランダム・バースト波と相関演算
処理を行い超音波発信方向毎の受信波形を得て、その波
形を用いて開口合成処理を行い超音波反射源の画像化を
行うようにしたことを特徴とする請求項3記載の超音波
検査装置。
5. A configuration in which the array type ultrasonic sensor is capable of transmitting ultrasonic waves having a waveform in which a plurality of random burst waves are combined and the delay time of each random burst wave can be set arbitrarily. , Phased array control to synthesize ultrasonic beams simultaneously in multiple directions,
At the time of reception, the waveform received by each array element is subjected to correlation calculation processing with each random burst wave used for ultrasonic wave transmission to obtain a received waveform for each ultrasonic wave transmission direction, and aperture synthesis processing is performed using that waveform. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 3, wherein the ultrasonic reflection source is imaged.
【請求項6】 前記アレイ型超音波センサを使用し、複
数のランダム・バースト波を用いてフェーズドアレイ制
御を行うにあたり、第1のランダム・バースト波で液体
金属中構造物を画像化してその位置と形状を検出するよ
うに液体金属中音速でフェーズドアレイ制御を行い、第
2のランダム・バースト波で構造物の内部を画像化する
ように前記構造物の位置と形状および音速でフェーズド
アレイ制御を行い、得られた二つの画像を合成して表示
することを特徴とする請求項5記載の超音波検査装置。
6. When performing phased array control using a plurality of random burst waves using the array type ultrasonic sensor, an image of a liquid metal intermediate structure is imaged by a first random burst wave and its position And the shape of the structure is detected by the liquid metal medium speed of sound, and the phased array control is performed by the position and shape of the structure and the speed of sound so that the inside of the structure is imaged by the second random burst wave. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 5, wherein the two images obtained are combined and displayed.
JP7013626A 1995-01-31 1995-01-31 Ultrasonic inspection equipment Pending JPH08201569A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7013626A JPH08201569A (en) 1995-01-31 1995-01-31 Ultrasonic inspection equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7013626A JPH08201569A (en) 1995-01-31 1995-01-31 Ultrasonic inspection equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08201569A true JPH08201569A (en) 1996-08-09

Family

ID=11838454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7013626A Pending JPH08201569A (en) 1995-01-31 1995-01-31 Ultrasonic inspection equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08201569A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122209A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw inspection device and method
JP2008151598A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detector
JP2009174999A (en) * 2008-01-24 2009-08-06 Hitachi Engineering & Services Co Ltd Ultrasonic flaw detector
JP2011072721A (en) * 2009-10-01 2011-04-14 Canon Inc Measuring instrument
JP2016183926A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Ultrasonic probe, ultrasonic flaw detection device, and ultrasonic flaw detection method
CN108246593A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 意法半导体股份有限公司 Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer and its manufacturing method
US11865581B2 (en) 2018-11-21 2024-01-09 Stmicroelectronics S.R.L. Ultrasonic MEMS acoustic transducer with reduced stress sensitivity and manufacturing process thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122209A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw inspection device and method
JP2008151598A (en) * 2006-12-15 2008-07-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ultrasonic flaw detector
JP2009174999A (en) * 2008-01-24 2009-08-06 Hitachi Engineering & Services Co Ltd Ultrasonic flaw detector
JP2011072721A (en) * 2009-10-01 2011-04-14 Canon Inc Measuring instrument
JP2016183926A (en) * 2015-03-26 2016-10-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Ultrasonic probe, ultrasonic flaw detection device, and ultrasonic flaw detection method
CN108246593A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 意法半导体股份有限公司 Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer and its manufacturing method
US10576500B2 (en) 2016-12-28 2020-03-03 Stmicroelectronics S.R.L. Piezoelectric micro-machined ultrasonic transducer (PMUT) and method for manufacturing the PMUT
CN108246593B (en) * 2016-12-28 2021-02-09 意法半导体股份有限公司 Piezoelectric type micro-processing ultrasonic transducer and manufacturing method thereof
US11865581B2 (en) 2018-11-21 2024-01-09 Stmicroelectronics S.R.L. Ultrasonic MEMS acoustic transducer with reduced stress sensitivity and manufacturing process thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4241610A (en) Ultrasonic imaging system utilizing dynamic and pseudo-dynamic focusing
US5355888A (en) High resolution phased array echo imager
JPH064074B2 (en) Ultrasonic diagnostic device and sound velocity measuring method using the same
US4862892A (en) Ultrasonic reflex transmission imaging method and apparatus with artifact removal
JPH0135657B2 (en)
JPWO2015166869A1 (en) Ultrasonic imaging device
US4688430A (en) Device for imaging three dimensions with a single pulse transmission
JPH08201569A (en) Ultrasonic inspection equipment
EP0293803B1 (en) Fan-shape scanning ultrasonic flaw detecting apparatus
JP3609975B2 (en) Sizing ultrasonic flaw detector and sizing flaw detection method
JP2723464B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
WO2006057092A1 (en) Ultrasonographic device
JPH08289891A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPH0499566A (en) Ultrasonic diagnostic device
KR102120466B1 (en) Phased array ultrasonic testing apparatus
JP2784788B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JP3202969B2 (en) Wave receiver
JPS6219711B2 (en)
JP2763906B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JPH0419504B2 (en)
JPS5937940A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP4154043B2 (en) Ultrasonic imaging device
JPS58156853A (en) Ultrasonic flaw detector
KR100543736B1 (en) Ultrasonic Image Display Method
CN114072063B (en) Ultrasonic three-dimensional imaging method and device