JP3211119B2 - パルス・エコー技術を使用する超音波測定装置のエコー信号の振幅深度の補償方法及びその装置 - Google Patents
パルス・エコー技術を使用する超音波測定装置のエコー信号の振幅深度の補償方法及びその装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating 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
- G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/341—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics
- G01N29/343—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics pulse waves, e.g. particular sequence of pulses, bursts
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明はパルス−エコー−技術を使用する
超音波測定装置でのエコー信号の振幅の深度の補償方法
に関し、そのコースにおいて第１段階として超音波パル
スが前記超音波測定装置のプローブから、若干数の、確
認可能な数までの、表面からの距離の判明してパルスを
反射する深さでラインアップされている傷を含有する試
験対象物に送り込まれ、これらが超音波測定装置の同一
または別のプローブに戻るようになり、そこでこれらが
深さに関して空間的順序に対応する時間的順序に到着し
て超音波測定装置の受信ユニットの出力回路に相違した
振幅で電気信号を生じさせ、この電気信号がその振幅と
時間値に関するインターポレーションのいわゆるノード
として得られ、デイジタル補正信号が対応する基準振幅
からインターポレーションの各単一ノードにおける信号
振幅の逸脱から得られ、補正信号は記憶されてアナログ
補正信号への変換後調整可能増幅器の制御に使用され、
これによって同一種類の物質の傷に関する次の測定にお
いて深さに関係なしにエコー信号の等しい高振幅を得る
ことができる方法に関する。
超音波測定装置でのエコー信号の振幅の深度の補償方法
に関し、そのコースにおいて第１段階として超音波パル
スが前記超音波測定装置のプローブから、若干数の、確
認可能な数までの、表面からの距離の判明してパルスを
反射する深さでラインアップされている傷を含有する試
験対象物に送り込まれ、これらが超音波測定装置の同一
または別のプローブに戻るようになり、そこでこれらが
深さに関して空間的順序に対応する時間的順序に到着し
て超音波測定装置の受信ユニットの出力回路に相違した
振幅で電気信号を生じさせ、この電気信号がその振幅と
時間値に関するインターポレーションのいわゆるノード
として得られ、デイジタル補正信号が対応する基準振幅
からインターポレーションの各単一ノードにおける信号
振幅の逸脱から得られ、補正信号は記憶されてアナログ
補正信号への変換後調整可能増幅器の制御に使用され、
これによって同一種類の物質の傷に関する次の測定にお
いて深さに関係なしにエコー信号の等しい高振幅を得る
ことができる方法に関する。
【０００２】
【従来技術】高品質超音波装置、特に材料の非破壊試験
を対象とする超音波装置において、深さ補償関数は深さ
に関するエコー振幅に応じて補償する為に設けられる。
DE2623522C2 によって従来公知の方法において、試験す
べき材料はデイジタル深さ間隔に分割され、各デイジタ
ル深さ間隔に対して対応するデイジタル信号補正値が計
算される。これらの信号補正値は記憶される。測定のみ
の場合信号補正値はアナログ信号に変換されて受信され
た超音波信号の値を補正するのに使用される。補正値の
アナログ記憶に関する方法はUS3033029 によって知られ
ている。
を対象とする超音波装置において、深さ補償関数は深さ
に関するエコー振幅に応じて補償する為に設けられる。
DE2623522C2 によって従来公知の方法において、試験す
べき材料はデイジタル深さ間隔に分割され、各デイジタ
ル深さ間隔に対して対応するデイジタル信号補正値が計
算される。これらの信号補正値は記憶される。測定のみ
の場合信号補正値はアナログ信号に変換されて受信され
た超音波信号の値を補正するのに使用される。補正値の
アナログ記憶に関する方法はUS3033029 によって知られ
ている。
【０００３】この分類において代表的なものである文献
DE 2623522C2に記載の方法は各深さ間隔ごとに従って各
時間増加分ごとに１振幅値を記憶する必要性があるので
不都合である。これは高い記憶容量を要求する。要求さ
れる記憶容量は深さ範囲と１深さ間隔での深さの測定と
の比として計算される。潜在的な浸透深さ範囲は記憶容
量によって予め決定される。最後に、インターポレーシ
ョンノードが深さ間隔の所定の枠に合わねばならず、ま
た、好ましくはインターポレーションノードは等距離で
なければならないことも欠点である。
DE 2623522C2に記載の方法は各深さ間隔ごとに従って各
時間増加分ごとに１振幅値を記憶する必要性があるので
不都合である。これは高い記憶容量を要求する。要求さ
れる記憶容量は深さ範囲と１深さ間隔での深さの測定と
の比として計算される。潜在的な浸透深さ範囲は記憶容
量によって予め決定される。最後に、インターポレーシ
ョンノードが深さ間隔の所定の枠に合わねばならず、ま
た、好ましくはインターポレーションノードは等距離で
なければならないことも欠点である。
【０００４】
【発明の開示】本発明の焦点はここにある。これは補正
されるべき深さ範囲の最大深さが事実上限定されず、小
記憶容量が必要で、高い分解能とインターポレーション
の非等距離ノードの間に直線状のインターポレーション
が可能であるような結果を有する前述に記載の方法の改
良を目的とするものである。
されるべき深さ範囲の最大深さが事実上限定されず、小
記憶容量が必要で、高い分解能とインターポレーション
の非等距離ノードの間に直線状のインターポレーション
が可能であるような結果を有する前述に記載の方法の改
良を目的とするものである。
【０００５】この目的は最初に記載の形式の方法に、更
に、増幅器調節曲線が各放射パルスによってトリガーさ
れてリアルタイムで供給され、調節曲線はクロックパル
ス発信器の時間同期クロックステップにデイジタルに発
生されるが、これは初期値の振幅のデイジタル値を加算
レジスターに記憶させ第１ノードのインターポレーショ
ンの振幅と初期値の間の差のデイジタル値を到着クロッ
クパルスの数で割算して第２レジスター中にいわゆる第
１増分として記憶させ、インターポレーションの第１ノ
ードの時間値ｔ１に達した後第１レジスターが第１ノー
ドのインターポレーションのデイジタル値を保つに至る
まで増分によって加算レジスターの値を各クロックサイ
クルごとに増加させ、記憶しＤ／Ａコンバーターを介し
てアナログ出力信号に変換され、次に第２増分、即ち第
２ノードのインターポレーションと第１ノードのインタ
ーポレーションの振幅の差のデイジタル値を到来クロッ
ク信号の数で割算したをメモリーから第２レジスターに
負荷し、この工程を同一の要領で最後のノードのインタ
ーポレーションに達するまで繰り返す、と言う特徴を付
与することによって達成される。
に、増幅器調節曲線が各放射パルスによってトリガーさ
れてリアルタイムで供給され、調節曲線はクロックパル
ス発信器の時間同期クロックステップにデイジタルに発
生されるが、これは初期値の振幅のデイジタル値を加算
レジスターに記憶させ第１ノードのインターポレーショ
ンの振幅と初期値の間の差のデイジタル値を到着クロッ
クパルスの数で割算して第２レジスター中にいわゆる第
１増分として記憶させ、インターポレーションの第１ノ
ードの時間値ｔ１に達した後第１レジスターが第１ノー
ドのインターポレーションのデイジタル値を保つに至る
まで増分によって加算レジスターの値を各クロックサイ
クルごとに増加させ、記憶しＤ／Ａコンバーターを介し
てアナログ出力信号に変換され、次に第２増分、即ち第
２ノードのインターポレーションと第１ノードのインタ
ーポレーションの振幅の差のデイジタル値を到来クロッ
ク信号の数で割算したをメモリーから第２レジスターに
負荷し、この工程を同一の要領で最後のノードのインタ
ーポレーションに達するまで繰り返す、と言う特徴を付
与することによって達成される。
【０００６】この方法は多数の長所を有する、見掛上高
い分解能の階段的関数が付加的な記憶の必要性なしに得
ることができる。最も近い公知例の用語によれば、デジ
タルな深さの間隔の深さ測定は任意に小さく選定するこ
とができる。更に、インターポレーションのノードは、
通常深さインターバルの最初と中間または終点に位置す
るが、深さインターバルの比較的荒い枠の中に定める必
要はなく、好ましくはインターポレーションのノードそ
れ自体は深さインターバルへの分割即ち時間増分の為の
最初のおよび最後の値として使用される。
い分解能の階段的関数が付加的な記憶の必要性なしに得
ることができる。最も近い公知例の用語によれば、デジ
タルな深さの間隔の深さ測定は任意に小さく選定するこ
とができる。更に、インターポレーションのノードは、
通常深さインターバルの最初と中間または終点に位置す
るが、深さインターバルの比較的荒い枠の中に定める必
要はなく、好ましくはインターポレーションのノードそ
れ自体は深さインターバルへの分割即ち時間増分の為の
最初のおよび最後の値として使用される。
【０００７】これはインターポレーションノードと次の
それとの間の時間増分は一般に次のインターポレーショ
ンノードその次にくるそれとの間の時間増分とは相違す
ることを意味する。しかし本発明によれば、プロセスは
やはり一定のクロック周波数で操作され、それによっ
て、比較的高いクロック周波数を選定した場合２インタ
ーポレーションノード間の夫々のインターバルに対する
個々の時間増分の記憶を不必要としている。なぜなら
ば、この場合深さインターバル内のインターポレーショ
ンノードのランダムな位置が現在の技術状態よりも誤差
を小さくしているからである。
それとの間の時間増分は一般に次のインターポレーショ
ンノードその次にくるそれとの間の時間増分とは相違す
ることを意味する。しかし本発明によれば、プロセスは
やはり一定のクロック周波数で操作され、それによっ
て、比較的高いクロック周波数を選定した場合２インタ
ーポレーションノード間の夫々のインターバルに対する
個々の時間増分の記憶を不必要としている。なぜなら
ば、この場合深さインターバル内のインターポレーショ
ンノードのランダムな位置が現在の技術状態よりも誤差
を小さくしているからである。
【０００８】両者の場合、補正曲線は現在状態の技術に
よるものよりもより正確である。更に、インターポレー
ションノードによって更に強く弧状にした曲線が僅かな
逸脱状態で近似される。最後に、低い記憶の必要性が有
益であり、これは従来技術状態によれば唯一つの補正曲
線しか記憶できなかったメモリー内に非常に多くの補正
曲線の記憶を可能とする。のみならず、深さの測定が制
限なしになるが、深さインターバルおよびその最大数が
予定されているのではなく、インターポレーションノー
ドそれ自体が工程の基礎をなすからである。
よるものよりもより正確である。更に、インターポレー
ションノードによって更に強く弧状にした曲線が僅かな
逸脱状態で近似される。最後に、低い記憶の必要性が有
益であり、これは従来技術状態によれば唯一つの補正曲
線しか記憶できなかったメモリー内に非常に多くの補正
曲線の記憶を可能とする。のみならず、深さの測定が制
限なしになるが、深さインターバルおよびその最大数が
予定されているのではなく、インターポレーションノー
ドそれ自体が工程の基礎をなすからである。
【０００９】記憶に関してはインターポレーションノー
ドのデイジタル振幅値とそれらの時間値を記憶すれば十
分である。後者の代わりに２ノードのインターポレーシ
ョン間の先行インターバルに対する増分は尚使用しなが
らこの増分を時間ごとに計算し適当な時間ごとに第２レ
ジスターに読み込むことは可能ではあるものの、全イン
ターバルに対して２インターポレーションノードの間で
有効である時間と振幅の夫々の増分を記憶することもま
た可能である。
ドのデイジタル振幅値とそれらの時間値を記憶すれば十
分である。後者の代わりに２ノードのインターポレーシ
ョン間の先行インターバルに対する増分は尚使用しなが
らこの増分を時間ごとに計算し適当な時間ごとに第２レ
ジスターに読み込むことは可能ではあるものの、全イン
ターバルに対して２インターポレーションノードの間で
有効である時間と振幅の夫々の増分を記憶することもま
た可能である。
【００１０】初期値は調節可能である。有利なことにこ
れはまた適当なメモリーに記憶可能である。特に、超音
波測定装置中に設けられ、その機能を制御するためにマ
イクロプロセッサー中に設けられたメモリーまたは付加
的に設けられたメモリーはこの目的に考えることができ
る。
れはまた適当なメモリーに記憶可能である。特に、超音
波測定装置中に設けられ、その機能を制御するためにマ
イクロプロセッサー中に設けられたメモリーまたは付加
的に設けられたメモリーはこの目的に考えることができ
る。
【００１１】
【実施例】本発明のその他の長所と特徴とはその他の請
求項と、厳密に解釈されるべきではない以下記載の実施
例の説明から明らかになるが、これは添付図面を参照し
て説明されている。
求項と、厳密に解釈されるべきではない以下記載の実施
例の説明から明らかになるが、これは添付図面を参照し
て説明されている。
【００１２】その入力側においては、図示の回路は超音
波測定装置（ここではこれ以上詳細には説明しない）の
残りの電子回路に、一方においてはゲートとして設けら
れた論理制御回路２０を介して、他方ではインターフェ
ース２２を介して接続されている。入力端２４を介して
論理制御回路２０はいわゆる送信トリガーパルスＴＴＰ
を受けとるが、このパルスは超音波測定装置のパルス送
信ユニットに向けられる信号でこれにアコースチックパ
ルスを生じさせるものである。図１に示す回路は送信ト
リガーパルスによって始動される。クロックパルス発生
器２６は更に論理制御回路２０に割り当てられるが、こ
のクロックパルスは図１の回路によって引き出されてい
る。図示の実施例においては１５MHz の固定周波数を有
する。
波測定装置（ここではこれ以上詳細には説明しない）の
残りの電子回路に、一方においてはゲートとして設けら
れた論理制御回路２０を介して、他方ではインターフェ
ース２２を介して接続されている。入力端２４を介して
論理制御回路２０はいわゆる送信トリガーパルスＴＴＰ
を受けとるが、このパルスは超音波測定装置のパルス送
信ユニットに向けられる信号でこれにアコースチックパ
ルスを生じさせるものである。図１に示す回路は送信ト
リガーパルスによって始動される。クロックパルス発生
器２６は更に論理制御回路２０に割り当てられるが、こ
のクロックパルスは図１の回路によって引き出されてい
る。図示の実施例においては１５MHz の固定周波数を有
する。
【００１３】別の実施例では調節可能周波数を有し、２
インターポレーションノードの間の各インターバルに対
して再調節可能である。インターフェース２２は、一方
においてはデーターライン２８を介し、他方ではアドレ
スライン３０を介して超音波測定装置のマイクロプロセ
ッサー（図示せず）に接続されている。
インターポレーションノードの間の各インターバルに対
して再調節可能である。インターフェース２２は、一方
においてはデーターライン２８を介し、他方ではアドレ
スライン３０を介して超音波測定装置のマイクロプロセ
ッサー（図示せず）に接続されている。
【００１４】送信トリガーパルスでスタートされた同期
カウンター３２はクロックパルス発生器２０から受け取
ったクロックパルスをカウントする。その出力端でカウ
ンターはコンパレーター３４に接続されるが、その第２
入力端にはレジスター３６の出力が接続される。このレ
ジスターには２インターポレーションノードの間のｍ個
の数のクロック信号が記憶される。２個の相隣るノード
間のインターバルのクロック信号の数はレジスター３６
に割り当てられたレジスター３８に記憶されるが、デー
ターラインを介してレジスター３８は一方でインターフ
ェース２２とメモリー４０に接続されている。
カウンター３２はクロックパルス発生器２０から受け取
ったクロックパルスをカウントする。その出力端でカウ
ンターはコンパレーター３４に接続されるが、その第２
入力端にはレジスター３６の出力が接続される。このレ
ジスターには２インターポレーションノードの間のｍ個
の数のクロック信号が記憶される。２個の相隣るノード
間のインターバルのクロック信号の数はレジスター３６
に割り当てられたレジスター３８に記憶されるが、デー
ターラインを介してレジスター３８は一方でインターフ
ェース２２とメモリー４０に接続されている。
【００１５】このメモリーまたはコンピューターメモリ
ーはインターポレーションノード間のすべてのインター
バルに対するクロックパルス数の値を記憶する。コンパ
レーター３４が同期カウンター３２によってカウントさ
れたクロックサイクルの数が予めレジスター３６中に記
憶されたクロックサイクルの数に等しくなる時ごとに、
即ちインターポレーションの２ノードの間の間隔が完全
にプロセスされた時ごとに、クロックサイクル数に対す
る新しい値ｍがレジスター３８からレジスター３６に負
荷される。このようにして調節可能増幅器の制御電圧Ｕ
stの発生の為のサブアッセンブリーが、以下に記載のよ
うに制御される。
ーはインターポレーションノード間のすべてのインター
バルに対するクロックパルス数の値を記憶する。コンパ
レーター３４が同期カウンター３２によってカウントさ
れたクロックサイクルの数が予めレジスター３６中に記
憶されたクロックサイクルの数に等しくなる時ごとに、
即ちインターポレーションの２ノードの間の間隔が完全
にプロセスされた時ごとに、クロックサイクル数に対す
る新しい値ｍがレジスター３８からレジスター３６に負
荷される。このようにして調節可能増幅器の制御電圧Ｕ
stの発生の為のサブアッセンブリーが、以下に記載のよ
うに制御される。
【００１６】加算器４２はこのサブアッセンブリーの一
部を形成している。その出力端子はレジスター２２に接
続され、その出力は一方においてアンドゲート４１を介
して加算器４２の（第１）入力に、他方デイジタル−ア
ナログ変換回路４６に接続されている。加算器４２の他
方の（第２）入力はレジスター４８の出力に接続され、
その中で現在の間隔で有効な電圧増分dUは記録される。
同様なレジスター３６、レジスター４８もまた、付属レ
ジスター５０を有し、インターポレーションの２モード
の間の次のインターバルに対する電圧増分を各時間維持
する。
部を形成している。その出力端子はレジスター２２に接
続され、その出力は一方においてアンドゲート４１を介
して加算器４２の（第１）入力に、他方デイジタル−ア
ナログ変換回路４６に接続されている。加算器４２の他
方の（第２）入力はレジスター４８の出力に接続され、
その中で現在の間隔で有効な電圧増分dUは記録される。
同様なレジスター３６、レジスター４８もまた、付属レ
ジスター５０を有し、インターポレーションの２モード
の間の次のインターバルに対する電圧増分を各時間維持
する。
【００１７】さて、その進行は次の通りである。調節曲
線の発生の開始前には、レジスター４４は初期の値Ｕ0
のデイジタル値を維持している。加算器４２の第１入力
へのフィードバックの為に、この値は加算器４２の入力
でも同様に得られる。更に、初期値Ｕ0 はＤ／Ａコンバ
ーター４６の入力でも入手可能で、値Ｕ0 に関するアナ
ログ出力信号を生じる。送信機トリガーパルスが到着す
ると第１クロックサイクルで加算器４２はその第２入力
に得られる電圧増分dU0 （デイジタル）を初期値Ｕ
0 （デイジタル）に加算し、その結果のＵ0 ＋dU0 をレ
ジスター４４中に記憶し、ここから、一方でＤ／Ａコン
バーター４６中でこれがアナログ信号Ｕ0 ＋dU0 に変換
され、他方でこれは加算器４２の第１入力で入手可能で
ある。
線の発生の開始前には、レジスター４４は初期の値Ｕ0
のデイジタル値を維持している。加算器４２の第１入力
へのフィードバックの為に、この値は加算器４２の入力
でも同様に得られる。更に、初期値Ｕ0 はＤ／Ａコンバ
ーター４６の入力でも入手可能で、値Ｕ0 に関するアナ
ログ出力信号を生じる。送信機トリガーパルスが到着す
ると第１クロックサイクルで加算器４２はその第２入力
に得られる電圧増分dU0 （デイジタル）を初期値Ｕ
0 （デイジタル）に加算し、その結果のＵ0 ＋dU0 をレ
ジスター４４中に記憶し、ここから、一方でＤ／Ａコン
バーター４６中でこれがアナログ信号Ｕ0 ＋dU0 に変換
され、他方でこれは加算器４２の第１入力で入手可能で
ある。
【００１８】第２クロックサイクルにおいて、増分dU0
は今一度既にdU0 の増分を加えられた初期値Ｕ0 に、ア
ナログ値Ｕ0 ＋２dU0 がＤ／Ａコンバーター４６の出力
で得られるように加えられる。この手続きはレジスター
３６中にプリセットされたクロックサイクル数ｍ0 に達
するまで多数のサイクル繰返される。この時出力電圧の
値はＵ0 ＋ｍ0 dU0 ＝Ｕ1 となっている。
は今一度既にdU0 の増分を加えられた初期値Ｕ0 に、ア
ナログ値Ｕ0 ＋２dU0 がＤ／Ａコンバーター４６の出力
で得られるように加えられる。この手続きはレジスター
３６中にプリセットされたクロックサイクル数ｍ0 に達
するまで多数のサイクル繰返される。この時出力電圧の
値はＵ0 ＋ｍ0 dU0 ＝Ｕ1 となっている。
【００１９】さて、レジスター３８の内容は次のインタ
ーバルのクロックサイクル数ｍ1 がレジスター３６に負
荷されているのみでなく次のインターバルで有効な電圧
増分dU1 もレジスター５０からレジスター４８中に負荷
される。この増分は正でも負でもよい。プロセスは上述
したように新インターバルの為に、これが完全に行われ
従って第２モードのインターポレーションが達成される
まで完全に遂行される。最後のノードのインターポレー
ションに到着したとき、調節曲線の発生が完成する。
ーバルのクロックサイクル数ｍ1 がレジスター３６に負
荷されているのみでなく次のインターバルで有効な電圧
増分dU1 もレジスター５０からレジスター４８中に負荷
される。この増分は正でも負でもよい。プロセスは上述
したように新インターバルの為に、これが完全に行われ
従って第２モードのインターポレーションが達成される
まで完全に遂行される。最後のノードのインターポレー
ションに到着したとき、調節曲線の発生が完成する。
【００２０】この記載の方法は多角形型調節曲線の改良
型近似に適当している。この目的の為に、測定ノードに
加えて計算によって更にインターポレーションノードが
決定される。その為に、超音波測定装置のコンピュータ
ーは選定可能なアルゴリズムに従って追加（計算）ノー
ドを選択する。例えば、現在までインターポレーション
のノードの間の開放多角形で表示されてきた調節曲線は
弧状の曲線部分、例えばキュービック放物線セグメント
によって近似されるが、その為に使用可能なアルゴリズ
ムはアキノ−アルゴリズムである。弧状の曲線が開放多
角形から最大に離れている場所では、新ノードのインタ
ーポレーションが計算の上挿入される。従って開放多角
形は従来よりも良好な要領で弧状曲線を近似する。この
工程は所望に応じて何回でも繰り返し得る。
型近似に適当している。この目的の為に、測定ノードに
加えて計算によって更にインターポレーションノードが
決定される。その為に、超音波測定装置のコンピュータ
ーは選定可能なアルゴリズムに従って追加（計算）ノー
ドを選択する。例えば、現在までインターポレーション
のノードの間の開放多角形で表示されてきた調節曲線は
弧状の曲線部分、例えばキュービック放物線セグメント
によって近似されるが、その為に使用可能なアルゴリズ
ムはアキノ−アルゴリズムである。弧状の曲線が開放多
角形から最大に離れている場所では、新ノードのインタ
ーポレーションが計算の上挿入される。従って開放多角
形は従来よりも良好な要領で弧状曲線を近似する。この
工程は所望に応じて何回でも繰り返し得る。
【００２１】回路の変形例においては、同期カウンター
３２は省略可能で、その代わりにそのコンパレーター３
４に付属の入力はレジスター４４の出力に接続されてい
る。この場合、しかし、レジスター３６は数クロックサ
イクルをホールドしていなくてもよいが、その代わりに
インターバルのインターポレーションの終了ノードのデ
イジタル値がプロセスされる、即ちＵ1 がＵ0 とＵ1 の
間の第１インターバルとなる。
３２は省略可能で、その代わりにそのコンパレーター３
４に付属の入力はレジスター４４の出力に接続されてい
る。この場合、しかし、レジスター３６は数クロックサ
イクルをホールドしていなくてもよいが、その代わりに
インターバルのインターポレーションの終了ノードのデ
イジタル値がプロセスされる、即ちＵ1 がＵ0 とＵ1 の
間の第１インターバルとなる。
【００２２】ステップ状の増加（または減少）の後イン
ターバルの最終ノードのインターポレーションの一つと
してレジスター４４の出力に同一のデイジタル値が得ら
れる場合（例えばＵ1 ）、次のインターバルの終端ノー
ド（例えばＵ2 ）がレジスター３８からレジスター３６
に負荷され、同時にレジスター４８は新しい電圧増分
（例えば、dU1 ）が次のインターバル（この例では第
２）がレジスター５０から受けとる。
ターバルの最終ノードのインターポレーションの一つと
してレジスター４４の出力に同一のデイジタル値が得ら
れる場合（例えばＵ1 ）、次のインターバルの終端ノー
ド（例えばＵ2 ）がレジスター３８からレジスター３６
に負荷され、同時にレジスター４８は新しい電圧増分
（例えば、dU1 ）が次のインターバル（この例では第
２）がレジスター５０から受けとる。
【００２３】別の変形例では、クロックパルス発信器26
の周波数は追加的に制御されてインターポレーションの
２ノードで境された各インターバル内でクロック周波数
を一定に保つ。初期の値Ｕ0 はインターポレーションの
ノードの概念の中に含まれる。即ち第１インターバルは
初期値Ｕ0 とインターポレーションの第１ノードＵ1 と
の間に延在している。
の周波数は追加的に制御されてインターポレーションの
２ノードで境された各インターバル内でクロック周波数
を一定に保つ。初期の値Ｕ0 はインターポレーションの
ノードの概念の中に含まれる。即ち第１インターバルは
初期値Ｕ0 とインターポレーションの第１ノードＵ1 と
の間に延在している。
【００２４】図２は補償曲線の電圧値Ｕstの時間ｔへの
依存性を示している。アナログ出力値Ｕ0 に始まって、
出力値はステップ状に第１ノードのインターポレーショ
ンの値Ｕ1 にｍ0 ＝１０に対して１０クロックサイクル
後に達するまでdU0 ずつ増加する。第２インターバルに
おいて値Ｕ1 は一方新しい増分dU1 によってステップ状
にｍ1 クロックサイクルの後第２モードのインターポレ
ーションの値Ｕ2 に達するまで増加する。これは第６次
のインターポレーションモードＵ6 にまで継続される。
補償曲線はまたマイナスの増分、即ちdU4 とdU5 および
dU3 の電圧変動ゼロも表示する。
依存性を示している。アナログ出力値Ｕ0 に始まって、
出力値はステップ状に第１ノードのインターポレーショ
ンの値Ｕ1 にｍ0 ＝１０に対して１０クロックサイクル
後に達するまでdU0 ずつ増加する。第２インターバルに
おいて値Ｕ1 は一方新しい増分dU1 によってステップ状
にｍ1 クロックサイクルの後第２モードのインターポレ
ーションの値Ｕ2 に達するまで増加する。これは第６次
のインターポレーションモードＵ6 にまで継続される。
補償曲線はまたマイナスの増分、即ちdU4 とdU5 および
dU3 の電圧変動ゼロも表示する。
【００２５】実際の装置においては、ユニット３２乃至
３８、および４２、４４、４８および５０は１６ビット
技術で設計されたが、例外としてはＤ／Ａコンバーター
は１２ビットのみでプロセスし得る。上部１２ビットが
変換に使用され、下の４ビットは丸められる。丸めによ
る誤差は１２ビットＤ／Ａコンバーターの使用によって
達成された価格低減が実際の補償曲線に何等の認め得る
技術的な支障をもたらさない程小さいものである。
３８、および４２、４４、４８および５０は１６ビット
技術で設計されたが、例外としてはＤ／Ａコンバーター
は１２ビットのみでプロセスし得る。上部１２ビットが
変換に使用され、下の４ビットは丸められる。丸めによ
る誤差は１２ビットＤ／Ａコンバーターの使用によって
達成された価格低減が実際の補償曲線に何等の認め得る
技術的な支障をもたらさない程小さいものである。
【００２６】その他の有利な方法によれば、クロックパ
ルス発生器２６は、例えば１５MHzの固定周波数を有す
る。同期カウンター３２は初期値Ｕ0 から始まって最後
のノードのインターポレーションＵn で完了するクロッ
クサイクルを連続的にカウントし、従ってカウント操作
は各インターバルで新しくスタートしない。各時間にレ
ジスター３６は上述の通り初期値Ｕ0 からカウントした
次のノードのインターポレーションに帰するクロック信
号数を有し、例えば第３ノードのインターポレーション
の場合、これはｍ0 ＋ｍ1 ＋ｍ2 の数値である。このよ
うにしてカウンター３２は各インターポレーションのノ
ードにおいてリセットの必要はない。
ルス発生器２６は、例えば１５MHzの固定周波数を有す
る。同期カウンター３２は初期値Ｕ0 から始まって最後
のノードのインターポレーションＵn で完了するクロッ
クサイクルを連続的にカウントし、従ってカウント操作
は各インターバルで新しくスタートしない。各時間にレ
ジスター３６は上述の通り初期値Ｕ0 からカウントした
次のノードのインターポレーションに帰するクロック信
号数を有し、例えば第３ノードのインターポレーション
の場合、これはｍ0 ＋ｍ1 ＋ｍ2 の数値である。このよ
うにしてカウンター３２は各インターポレーションのノ
ードにおいてリセットの必要はない。
【００２７】若干の補償曲線用のインターポレーション
のノードをＲＡＭとして設計されある実施例では２キロ
バイトの容量を有するメモリーに記憶される。任意の時
間に必要とされる曲線は適当な手段で直ちに選択され
る。そのデータは次に直ちにＲＡＭから数クロックサイ
クル内、例えば３クロックサイクル以内に入手可能でこ
れはメモリー４０から夫々のレジスター３８とレジスタ
ー５０を介してレジスター３６とレジスター４８とに負
荷される。
のノードをＲＡＭとして設計されある実施例では２キロ
バイトの容量を有するメモリーに記憶される。任意の時
間に必要とされる曲線は適当な手段で直ちに選択され
る。そのデータは次に直ちにＲＡＭから数クロックサイ
クル内、例えば３クロックサイクル以内に入手可能でこ
れはメモリー４０から夫々のレジスター３８とレジスタ
ー５０を介してレジスター３６とレジスター４８とに負
荷される。
【００２８】このようにして超音波測定装置のマイクロ
プロセッサーはそれ自体は補償曲線の発生を受け持たな
い。しかし、曲線の数学的な計算を参照すると、曲線の
近似等は、これらはリアルタイムプロセッシングを必要
としないプロセスである。重要なデータはメモリー４０
の中に記憶されているので、迅速にアクセス可能で、短
時間の継続で音響放射の高い繰り返し割合、例えば１０
kHz のインターポレーションノードのプロセッシングも
可能としている。基本的にはマイクロプロセッサーはリ
アルタイムで走っていない全てのプロセスに注意しなけ
ればならないが、この場合全てのリアルタイムに必要と
するデータはメモリー４０中に保存すべきである。
プロセッサーはそれ自体は補償曲線の発生を受け持たな
い。しかし、曲線の数学的な計算を参照すると、曲線の
近似等は、これらはリアルタイムプロセッシングを必要
としないプロセスである。重要なデータはメモリー４０
の中に記憶されているので、迅速にアクセス可能で、短
時間の継続で音響放射の高い繰り返し割合、例えば１０
kHz のインターポレーションノードのプロセッシングも
可能としている。基本的にはマイクロプロセッサーはリ
アルタイムで走っていない全てのプロセスに注意しなけ
ればならないが、この場合全てのリアルタイムに必要と
するデータはメモリー４０中に保存すべきである。
【００２９】
【産業上の利用可能性】以上のように本発明によれば、
補正されるべき深さ範囲の最大深さが限定されず小記憶
容量で、高い分解脳とインターポレーションの非等距離
ノード間に直線状のインターポレーションが可能となり
従来の方法を改善することが出来る。
補正されるべき深さ範囲の最大深さが限定されず小記憶
容量で、高い分解脳とインターポレーションの非等距離
ノード間に直線状のインターポレーションが可能となり
従来の方法を改善することが出来る。
【図１】本発明による深さ補償方法のための回路のブロ
ック図の形での略図である。
ック図の形での略図である。
【図２】調節電圧Ｕstが時間（リアルタイム）ｔに対し
てプロットされている補正曲線の図である。
てプロットされている補正曲線の図である。
２０ 論理制御回路 ２２ インターフェース ２４ 入力端 ２６ クロックパルス発生器 ２８ データーライン ３０ アドレスライン ３２ 同期カウンター ３４ コンパレーター ３６ レジスター ３８ レジスター ４０ メモリー ４１ アンドゲート ４２ 加算器 ４４ レジスター ４６ Ｄ／Ａコンバーター ４８ レジスター ５０ 付属レジスター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28
Claims (9)
- 【請求項１】 パルス・エコー技術を使用する超音波測
定装置でのエコー信号の振幅の深度の補償方法に関し、
そのコースにおいて第１段階として超音波パルスが前記
超音波測定装置のプローブから、若干数の、確認可能な
数までの、表面からの距離が判明してパルスを反射する
深さでラインアップされている傷を含有する試験対象物
に送り込まれ、これらが超音波測定装置の同一または別
のプローブに戻るようになり、そこでこれらが深さに関
して空間的順序に対応する時間的順序に到着して超音波
測定装置の受信ユニットの出力回路に相違した振幅で電
気信号を生じさせ、この電気信号がその振幅と時間値に
関するインターポレーションのいわゆるノードとして得
られ、デイジタル補正信号が対応する基準振幅からイン
ターポレーションの各単一ノードにおける信号振幅の逸
脱から得られ、補正信号は記憶されてアナログ補正信号
への変換後調整可能増幅器の制御に使用され、これによ
って同一種類の物質の傷に関する次の測定において深さ
に関係なしにエコー信号の等しい高振幅を得ることがで
きる方法において、増幅器調節曲線が各放射パルスによ
ってトリガーされてリアルタイムで供給され、調節曲線
はクロックパルス発信器（２６）の時間同期クロックス
テップにデイジタルに発生されるが、これは初期値Ｕ0
の振幅のデイジタル値を加算レジスター（４２，４４）
に記憶させ第１ノードのインターポレーションの振幅と
初期値の間の差Ｕ1 −Ｕ0 のデイジタル値を到着クロッ
クパルスの数ｍ0 で割算して第２レジスター（４８）中
にいわゆる第１電圧増分dU0 として記憶させ、第１ノー
ドのインターポレーションの値Ｕ1 が所定の数ｍ0 のク
ロックサイクルに達した後第１ノードのインターポレー
ションＵ1 のデイジタル値が加算レジスター（４２，４
４）で得られるまで各クロックサイクルに加算レジスタ
ー（４２，４４）の値を増分dU0増加され、次に第２電
圧増分dU1 、即ち第２ノードのインターポレーションと
第１ノードのインターポレーションの振幅の差Ｕ2 −Ｕ
1 のデイジタル値を到来クロック信号の数ｍ1 で割算し
たもの、をメモリー（５０）から第２レジスター（４
８）に負荷し、この工程を同一の要領で最後のノードの
インターポレーションに達するまで繰り返す、と言う工
程で得られることを特徴とするパルス・エコー技術を使
用する超音波測定装置のエコー信号の振幅深度の補償方
法。 - 【請求項２】 初期値Ｕ0 、増分の符号も含めてインタ
ーポレーションノードの間に対する増分dUn 、および各
インターバル内のクロックサイクル数ｍn またはｎ番目
のインターバルの終りまでのクロックサイクル数ｍ0 ＋
ｍ1 ＋…＋ｍn を各時間に記憶することを更に特徴とす
る請求項１記載のパルス・エコー技術を使用する超音波
測定装置のエコー信号の振幅深度の補償方法。 - 【請求項３】 初期値Ｕ0 、増分の符号も含めてインタ
ーポレーションノードの間に対する増分dUn 、および測
定されたインターポレーションノードＵ1 ，Ｕ2 ，…Ｕ
n が記憶されることを更に特徴とする請求項１記載のパ
ルス・エコー技術を使用する超音波測定装置のエコー信
号の振幅深度の補償方法。 - 【請求項４】 更に時間増分dtが各インターバルに対し
て各時間記憶されることを更に特徴とする請求項２また
は３記載のパルス・エコー技術を使用する超音波測定装
置のエコー信号の振幅深度の補償方法。 - 【請求項５】 加算器（４２）が設けられてその出力端
子でレジスター（４４）に接続され、このレジスター
（４４）の出力が一方においてＤ／Ａコンバーター（４
６）に他方において加算器（４２）の入力に接続され、
また加算器（４２）の第２入力がレジスター（４８）に
接続され、その中に夫々の場合に価値のある電圧増分dU
n が記憶されることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項記載のパルス・エコー技術を使用する超音波測
定装置のエコー信号の振幅深度の補償方法を実施する装
置。 - 【請求項６】 コンパレーター（３４）が設けられ、そ
の入力端子に一方においてレジスター（３６）が接続さ
れ、その中に各インターバルに対してインターバル当り
のクロックサイクル数が記憶され、また他方でクロック
信号のカウントの為に同期カウンターが接続されている
ことを更に特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 クロックパルス発生器（２６）は調節可
能クロック周波数を有することを更に特徴とする請求項
５または６記載の装置。 - 【請求項８】 モジュール（３２乃至３８および４２，
４４，４８，５０）が１６ビット技術で設計され、Ｄ／
Ａコンバーター（４６）が１２ビット技術で設計されて
下部の４ビットはアナログ信号への変換時には丸められ
ることを更に特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項
記載の装置。 - 【請求項９】 メモリー（４０）が若干数の選択的に呼
び出し可能な補償曲線を記憶する為に設けられているこ
とを更に特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4234860.9 | 1992-10-15 | ||
| DE4234860A DE4234860C2 (de) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Verfahren zum Tiefenausgleich der Amplitude der Echosignale bei einem nach dem Impuls-Reflexions-Verfahren arbeitenden Ultraschallmeßgerät |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201661A JPH06201661A (ja) | 1994-07-22 |
| JP3211119B2 true JP3211119B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=6470586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25591493A Expired - Fee Related JP3211119B2 (ja) | 1992-10-15 | 1993-10-13 | パルス・エコー技術を使用する超音波測定装置のエコー信号の振幅深度の補償方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5431056A (ja) |
| JP (1) | JP3211119B2 (ja) |
| DE (1) | DE4234860C2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5511037A (en) * | 1993-10-22 | 1996-04-23 | Baker Hughes Incorporated | Comprehensive method of processing measurement while drilling data from one or more sensors |
| US8839673B2 (en) * | 2012-05-02 | 2014-09-23 | Siemens Energy, Inc. | System and method for industrial ultrasonic inspection using phased array probe and distance-gain-size flaw sizing |
| CN109444860B (zh) * | 2018-10-30 | 2023-04-28 | 泰州市计量测试院 | 多波束测深仪模拟校准装置 |
| CN110715979B (zh) * | 2019-10-21 | 2022-05-03 | 苏州市建设工程质量检测中心有限公司 | 钢结构模块单元柱连接节点受力性能检测方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3033029A (en) * | 1958-01-14 | 1962-05-08 | Sperry Prod Inc | Amplifier gain compensator for variable ultrasonic signal response |
| DE2623522C2 (de) * | 1976-05-26 | 1983-12-22 | Krautkrämer GmbH, 5000 Köln | Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall |
| JPS5698650A (en) * | 1980-01-11 | 1981-08-08 | Hitachi Ltd | Ultrasonic-signal processing device |
| JPS599555A (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-18 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置 |
| DE3307224C1 (de) * | 1983-03-02 | 1984-07-19 | Krautkrämer GmbH, 5000 Köln | Ultraschallpruefgeraet zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mit einem regelbaren Empfangsverstaerker |
| DE3815205C2 (de) * | 1987-05-08 | 1995-06-29 | Hitachi Construction Machinery | Verstärkerschaltung mit regelbarem Verstärkungsfaktor |
-
1992
- 1992-10-15 DE DE4234860A patent/DE4234860C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-10-13 JP JP25591493A patent/JP3211119B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-14 US US08/136,536 patent/US5431056A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06201661A (ja) | 1994-07-22 |
| DE4234860C2 (de) | 2003-04-10 |
| DE4234860A1 (de) | 1994-04-21 |
| US5431056A (en) | 1995-07-11 |
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