JPH0210167A

JPH0210167A - 超音波変換器の検査方法と検査装置

Info

Publication number: JPH0210167A
Application number: JP1048381A
Authority: JP
Inventors: Jean-Claude Albert; ジャン―クロード　アルベール; Claude Bancelin; クロード　バンスラン; Rene Denis; ルネ　ドゥニ; Gian-Pietro Battagin; ジャン―ピエトロ　バッタジン
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom; Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom; Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-01-12
Also published as: FR2627929B1; ATE74204T1; DE68901051D1; EP0331548B1; FR2627929A1; EP0331548A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、超音波変換器の検査または品質管理に関する
ものである。

従来の技術超音波変換器は、部材の非破壊検査を行って材料の内部
構造を調べるのに産業界において広く使用されている。

すなわち、変換器から超音波を放射し、エコーを受信し
、解析することによって、検査すべき部材に欠陥がある
が否がを確かめることができる。この場合、得られた結
果の信頼性は特に使用した変換器の品質に依存する。従
って、変換器が正常に動作しているかどうかを定期的に
検査または品質管理する必要がある。

現在のところ、産業界で使用されている超音波変換器を
検査するには、専門のスタッフと複雑な機器が必要であ
るため、現場で検査を行うことはできない。

発明が解決しようとする課題本発明の目的は、高度に専門化されたスタ・ンフや複雑
で高価な機器が無くても、超音波変換器を使用している
現場で超音波変換器が正常であることを容易かつ迅速に
検査することのできる方法と装置を提供することにある
。

課題を解決するための手段本発明による超音波変換器の検査方法は、検査をずべき
変換器を用いて超音波を放射させ、放射された超音波を
、超音波に対して透明且つ均一な少なくとも１つの媒質
中を通過させた後に、二次元マトリックス状の複数の検
出器を用いて受信し、各検出器から各検出器の位置にお
ける入射超音波の振幅を表す電気信号を出力させ、各検
出器の位置における入射超音波の振幅値の分布画像を出
力させるために各検出器から出力された」１記電気信号
を処理して、放射された超音波の空間分布をディスプレ
ーに表示させる各段階によって構成されていることを特
徴としている。

昨月検査された変換器の欠陥は、放射された超音波場の相対
的な局所変化となって表される。

すなわち、変換器の能動素子の一つの局所的な欠陥は、
超音波（ＵＳ）の振幅が正常な変換器から放射されたビ
ームの同一点かつ同一条件で測定された値と異なる値を
有する放射場の一つの領域に対応する。

従って、放射された超音波の空間分布を検出器マトリッ
クスの平面内でディスプレーに表示させ、異なる時刻に
測定されブこ２つのデータを比較することによって、変
換器を迅速且つ容易に検査することができる。さらに、
上記検査を放射モードの変換器で行い、同じ変換器を受
信モードで利用することが可能である。

放射された超音波の空間分布は、各検出器に対応する複
数の画素で形成された画像の形態で表示される。各画素
はそれぞれ一つの検出器に対応し、上記画像内で、検出
器マトリックス内の対応する検出器の位置に類似した位
置を占める。各画素は対応する検出器の位置での入射超
音波の振幅の関数として変化する特性を有する。この可
変特性としては、強度の値、例えば色、灰色レベノベ輝
度等の分布が容易に目視できるように選択される。

本発明の一つの特殊な実施態様では、各画素が異なる色
の複数の発光素子、例えば発光ダイオードによって構成
され、この発光素子の動作の制御は、対応する検出器の
位置において受信する超音波の振幅値に応じて選択され
る。

本発明の他の対象は、上記方法を実施するだめの検査装
置にある。

本発明による超音波変換器の検査装置は、一方の表面に
検査すべき変換器が取付けられる互いに反対側にある２
つの表面を有する超音波に対して透明且つ均一な材料か
らなる透過ブロックと、上記ブロックの他方の表面に固定された超音波検出器の
マトリックスによって構成され、各検出器が各検出器の
位置における入射超音波の振幅を表す電気信号を出力す
る受信手段と、検査すべき上記変換器から放射された超音波の空間分布
の画像を出力するだめの表示手段と、各検出器から出力
された信号を受信するために上記検出器に接続され且つ
各検出器の位置での入射超音波の振幅値の分布画像を上
記表示手段を用いて出力するための上記表示手段の制御
信号を発生させる処理手段と、によって構成されている。

この装置の使用時には、超音波場を放射するための電気
パルス発生装置が必要であるということが理解できよう
。このパルス発生装置は、通常、検査すべき変換器と一
緒に用いられる形式のものであることが望ましい。

本発明は、添付の図面を参照した以下の実施例の説明に
よりさらによく理解できよう。しかし、本発明がこの実
施例に限定されることはない。

男１男第１図に図示されている装置は、ブロック１２の面１２
ａ上に設置された超音波変換器１０を検査するためのも
のである。この超音波変換器１０には発生器１４て発生
させた電気パルスが送られる。検出器１８のマ）　ｌ）
ックスによって構成された受信装置１６は、上記ブロッ
ク１２の面１２ａと反対側で且つこの面と平行な面１２
ｂの上に固定されている。検出器１８には各検出器から
の電気信号を受ける信号処理回路４０が接続されている
。この電気信号は、変換器１０から出力されてブロック
１２を通過した超音波の振幅に比例している。発光素子
マトリックスで構成された表示装置６０は処理回路４０
によって制御されて、変換器１０から放射された超音波
の振幅の受信装置の位置における空間分布を表す画像を
形成する。

以下の記述では、超音波トランスデユーサという語で、
受信した電気信号を超音波振動に（あるいはその反対に
）変換する圧電感応素子のことを表し、超音波変換器と
いう語で、１つまたは複数のトランスデユーサと、該ト
ランスデユーサをケース内に組み立てる手段と、該トラ
ンスデユーサを外部回路と電気的に接続する手段とから
なるユニットを表すことにする。

検査すべき超音波変換器１０は、産業界で使用されてい
る任意のタイプの超音波変換器で構成することができる
。検査のためには、変換器１０を放射モードで使用して
、発生器１４で発生させた（広帯域の）電気パルスに応
答した超音波を発生させる。

ブロック１２は、変換器１０で発生した超音波を受信装
置１６まで伝える機能を有する。従って、このブロック
１２は、超音波に対して非常に透明且つ均質な材料で作
られ、このブロック内を通過する超音波を乱す可能性の
ある欠陥が無いように精密に作られている。材料として
は、特に、粒径の細かい鋼などの金属や、ンリカが用い
られる。

面１２ａと面１２ｂの間の距離を十分大きくして、出力
面１２ｂがいわゆる「遠い場」の領域内に位置に来るよ
うにする。換言すれば、公知のように、乱れが起こる可
能性のあるいわゆる「近い場」の領域すなわちフレネル
領域の外に出力面１２ｂを位置させるのが望ましい。そ
うすることによって、検出器１８で超音波を受信した際
に、有効信号が超音波ＵＳの余分な反射に起因するエコ
ーによって乱されることはなくなる。「近い領域」／「
遠い領域」の遷移部分は、所定のトランスデユーサから
式ｄ２／４λで表される距離にほぼ位置することに注意
されたいくなお、ｄはトランスデユーサの直径であり、
λは放射される超音波の波長であり、ｄとλは同じ単位
で、一般にｍｍで表される）。

この式は、一般に、トランスデユーサの軸線上での超音
波ＵＳの振幅の最大値の最新の位置を決定するのに用い
られる。しかし、受信信号が検査すべきトランスデユー
サの特徴を表すように、特に、面１２ａと面１２ｂの間
の距離を十分小さくして、放射が過度に減衰しないよう
にし、面１２ａと面１２ｂに垂直な例えばブロック１２
の側面で起こる可能性のある反射の問題を避ける必要が
ある。−例として、面１２ａと面１２ｂとの間の距離は
、２〜ｌｏｃｍ。

例えば４ｃｍにするこきができる。

ブロックの超音波の伝播方向に垂直な断面は、放射され
たビームの発散に起因する側壁での余分な反射が避けら
れるように、検査すべき変換器１０と受信装置１６の寸
法が十分にカバーできるような寸法になっている。−例
として、ブロック１２は、変換器１０に収容されるトラ
ンスデユーサの直径の少なくとも約２倍の直径を有する
円筒形にすることができる。

超音波の振動が変換器ｌＯとブロック１２との間で一様
に伝わるようにするために、変換器１０はワセリンなど
の音響カプラや市販の他のカプラを間に介して面１２ａ
に取付けられる。

受信装置は、例えば６４個の検出器１８が８×８の正方
形のマトリックス状に配置されたユニット１６で構成さ
れている。各検出器は受信用に用いられる超音波トラン
スデユーサで構成されている。

」−記のトランスデユーサマトリックスは、例えばフラ
ンス国特許第２．５０５．１２６号に記載されているタ
イプの技術によって作られている。すなわち、正方形の
板状圧電セラミック、例えば、ジルコニウム酸鉛やチタ
ン酸鉛で作られたトランスデユーサチップを、例えば、
エポキシド系樹脂とタングステン粉末との混合物からな
る減衰材料層に接合しである。

この接合を行う場合には、先ず、減衰用混合物２２を数
ｍｍの厚さに流し込んだモールドの底に上記圧電チップ
を分布させ、次いで、全体に遠心力を作用させて、チッ
プの裏面のごく近傍のタングステン粉末濃度を高くする
。次いで、個々の検出器に対する接続用導電性ソケット
２０（第２図）を、チップから約１ｍｍの地点まで挿入
する。この方法を用いると、ソケットとチップとの間の
電気抵抗（ソケットとチップとの間に存在する濃度の高
いタンジステン層により形成される数オームの抵抗）が
小さなジャンクションで最大の減衰を行わせることがで
きる。次いで、減衰材料層２２を硬化させた後に、ダイ
ヤモンド付糸鋸でチップを切断することによって個々の
トランスデユーサ１８に分割する。すなわち、タングス
テン粉末が含まれていない（従って導電性ではない）減
衰材料の部分２４まで、格子状に切断する。切断後に、
純粋なエポキシド系樹脂をトランスデユーサ１８の溝２
６に流し込んで、各トランスデユーサ１８間を互いに電
気的に絶縁する。

このようにして作られた受信装置は、トランスデユーサ
１８のユニット１６の外面の薄いフィルム層をブロック
１２の面１２ｂの上に貼り付けることによって固定され
る。

受信装置１６をブロック１２の表面」−に固定した後に
、一つの同一レベルの入射波に対する応答信号の振幅が
同一となるようにするために、各変換器から出力される
信号に加える重み係数を決定する目的で、この受信装置
を較正する。

較正は以下のようにして行うことができる（第１日３図）。先ず、受信装置１６とブロック１２で形成され
たユニットを、面１２ａを上方に向けて容器３０の底に
配置する。容器３０には液体（水）を満たし、容器内に
は基準用超音波変換器３２を上記ユニットの上方の位置
に吊り下げる。この基準用超音波変換器３２には、浸漬
状態で発生器３８からパワーが供給される。受信装置の
トランスデユーサで発生した信号は、この信号を測定す
ることのできるオシロスコープ３４に選択的に加えられ
る。この詳細については、エール、ドウニ（Ｒ，Ｑｅｎ
ｉｓ）の論文「旧ｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃ
ｅ　Ｔｒａｄｕｃｔｉｏｎ　Ｊ第７回核産業に関する国
際会Ｊ　（Ｉｎｔｅｒｎ、　Ｃｏｎｆ、　ｏｎ　ｔｈｅ
Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）　　グルノープル
（フランス国）１９８５年１月〜２月、３７９〜３８３
ページを参照されたい。この論文の内容は、本明細書の
不可欠な部分を構成すると見なされる。この論文には、
本明細書の場合に完全に適した例えば基準変換器３２の
動作モードが記載されている。

個々のトランスデユーサに対する受信信号の最大値を求
めるために、基準変換器３２を水平方向ｘ１ｙに移動さ
せ、その最大値を記録する。この操作を個々のトランス
デユーサについて繰り返す。各トランスデユーサ１８に
対応する重み係数は、上記で記録した値を用いて計算す
ることがでと、これら重み係数により、トランスデユー
サマトリックスの表面での感度を一様にすることが可能
になる。

この重み係数は、後で受信装置を使用する際に、変換器
から出力される各信号を補正するために記憶させておく
。

実際に使用する際にはく第１図）、検査する変換器１０
からの超音波放射に応答してトランスデユーサ１８から
出力される信号が処理回路４０に加えられ、この処理回
路が表示装置６０の制御信号を発生する。

処理回路４０（第４図）は、受信装置の全てのトランス
デユーサから出力された信号を並列に受信してピーク検
出器４４に順番に伝送するマルチプレクサ４２を備えて
いる。ピーク検出器４４は、各変換器からの受信信号の
ピーク間の振幅をアナログで記憶する。この振幅は当該
変換器での入射超音波の振幅を表している。Δ／Ｄ変換
器４６は検出されたピーク間の振幅をディジタルに変換
し、その情報を計算器４８に伝える。

計算器４８は、公知のように、ハス５０の周りに、算術
論理ユニットおよびランダム・アクセス・メモリ　（Ｒ
ＡＭ）を含むカードシステム５２と、特に計算器が動作
するのに必要なプロクラムが記憶されている読み出し専
用メモ’Ｊ　　（ＦＲＯＭ）カード５３と、入出力回路
またはインターフェイス回路５４．５６ａ、５６ｂ、５
６ｃとを備えている。電源回路（図示せず）は、上記の
回路が動作するのに必要な電圧を供給する。使用してい
る受信回路のトランスデユーサで発生した信号に対する
重み係数は、例えば、消去可能なメモＩＪ　　（ＦＲＯ
Ｍ）５８に記憶されている。

入出力回路５４は、計算器４８とモニタ５９との間およ
び計算器４８と整形回路４１との間のインターフェイス
を形成する。整形回路４１は、トランスデユーサマトリ
ックスのトランスデユーサ１８のアドレスを表すディジ
タルワードを受信して、対応する制御信号をマルチプレ
クサ４２に発生させる。

出力回路５６ａ、５６ｂ、５６ｃは、計算器４８と表示
装置６０との間のインターフェイスを形成する。表示装
置６０は、個々のトランスデユーサ１８の数に等しい数
の枠６２を有するマトリックス状の表示パネルの形に作
られている。各枠６２は、トランスデユーサマトリック
スの中で、表示パネル中の枠と同じ位置を占める特定の
トランスデユーサに対応している。

各枠６２は、異なる色の複数の発光素子を備えている。

これら発光素子は、対応するトランスデユーサ１８にお
ける入射超音波の振幅に応じて選択的に作動状態にされ
る。図示した実施例では、各枠中に配置された発光素子
の数は３個である。発光素子は発光ダイオード６６ａ、
６６ｂ、６６Ｃで形成されていて、異なる色、例えば縁
、黄、赤を放射する。すなわち、表示装置６０は互いに
重ね合わされた３つのダイオードのマ）　ＩＪフックス
形成されており、各ダイオードは出力回路５６ａ、５６
ｂ、５６ｃと制御回路６４ａ、６４ｂ、６４ｃとを介し
て計算器から伝えられた情報により駆動される。

第５図には、一つの制御回路、例えば、緑を放射するダ
イオード群６６ａを制御する回路６４ａが示されている
。

本実施例では、ダイオード群６６ａの数は６４個であり
、８行８列のマトリックスに配置されている。

出力回路５６ａは８ビツト（８バイト）の８個のディジ
タルワードを出力し、各ワードはそれぞれが特定の１本
の行に対応しており、バッファレジスタＲＴＩ〜ＲＴ８
にそれぞれ記憶される。

マトリックスの各行には、特定の行トランジスタ（ＴＬ
Ｉ〜ＴＬ８）のコレクターエミッタ回路からパワーが供
給され、一方、マトリックスの各列には、特定の列トラ
ンジスタ　（ＴＣＩ〜ＴＣ８）からパワーが供給される
。

マルチプレクサＭＵＸは、発振器Ｏ８Ｃから出力される
クロック信号を受信して、行トランジスタＴＬＩ〜ＴＬ
８のベースにそれぞれ接続された８つの出力端子を順番
にアクティブにする。マルチプレクサＭＵＸの出力端子
で利用できる信号によって、行に対応するレジスタＲＴ
Ｉ〜ＲＴ８も制御される。

各バッファレジスタＲＴＩ〜ＲＴ８の８個の出力はマル
チプレクサＭＵＸの制御下でバッファレジスフ内に記憶
されたバイトビットに対応する論理レベルを有しており
、列トランジスタＴＣＩ〜ＴＣ８のベースにそれぞれ接
続されている。

従って、発振器Ｏ８Ｃからのクロックパルスに同期して
、各列にあるダイオードへのパワー供給が行ごとに制御
され、このダイオードにはバッファレジスタＲＴＩ〜Ｒ
Ｔ８の出力に存在するビットに応じてパワーが供給され
るダイオードマトリックス６６ｂと６６ｃは、出力回路５
６ｂと５６ｃから出力されたディジタルワードによって
同様に制御される。

既に説明したように、表示パネル６０の各位置では、動
作を制御すべき発光ダイオードの選択が、対応するトラ
ンスデユーサへの入射超音波の振幅に応じてなされる。

ピーク検出器４４を用いてアナログ信号を記憶し、変換
器から出力された信号のピーク間の値をＡ／Ｄ変換器４
６によりディジタル化した後に得られたディジタル信号
に、変換器の重み係数を割り当てて、トランスデユーサ
の領域における超音波の振幅を表す振幅情報を出力させ
る。この振幅情報は計算器のＲＡＭに、対応するトラン
スデユーサのアドレスとともに、記憶される。異なるト
ランスデユーサを多重化した後に、記憶された各振幅情
報を選別して、所定数のグループ、例えば３グループを
形成する。すなわち、最大レベルとこの最大レベルカラ
３ｄＢ下のレベル（−３ｄＢ〜０ｄｅ）の間に含まれる
振幅情報に対応する信号を出力したトランスデユーサの
アドレスが配列されている第１のグルー７”ト、−３Ｃ
ＩＢのレベルと一６ｄＢのレベルの間に含まれる振幅情
報に対応する信号を出力したトランスデユーサのアドレ
スが配列されている第２のグループと、−５ｄＢよりも
下のレベルの振幅情報に対応する信号を出力したトラン
スデユーサのアドレスが配列されている第３のグループ
を形成する。

第１のグループのトランスデユーサのアドレスはディジ
タルワードの形態に変換されて出力回路５６ａに伝送さ
れ、制御回路６４ａを介して、アドレスが第１のグルー
プのトランスデユーサのアドレスに対応する枠６２に緑
を放射させるダイオード６６ａへのパワー供給を制御す
る。同様に、第２のグループのトランスデユーサのアド
レスはディジタルワードの形態に変換されて出力回路５
６ｂに伝送され、制御回路６４ｂを介して、アドレスが
第２のグループのトランスデユーサのアドレスに対応す
る枠６２に黄を放射させるダイオード６６ｂへのパワー
供給を制御する。また、第３のグループのトランスデユ
ーサのアドレスはディジタルワードの形態に変換されて
出力回路５６ｃに伝送され、制御回路６４ｃを介して、
アドレスが第２のグループのトランスデユーサのアドレ
スに対応する枠６２に赤を放射させるダイオード６６ｃ
へのパワー供給を制御する。

第６図のフローチャートは、ＲＯＭ５３に記憶されてい
るプログラムの命令によって計算器４８により実現され
る上記の操作の展開を示している。操作には、主として
以下のものが含まれる。

〔１）トランスデユーサへの入射超音波の振幅値の獲得
と、検出された振幅値とトランスデユーサのアドレス値
の組の記憶（段階７１）。この獲得および記憶操作は、
マルチプレクサ４２の新しい人力チャネルの選択と、Ａ
／Ｄ変換器４６の出力のディジタル情報の読み出しと、
このディジタル情報の記憶と、選択したチャネルに対応
するトランスデユーサのアドレスの記憶とを含む一連の
サイクルを通じて実現される。

（２）得られた振幅値にメモｌＪＰＲＯＭ５８に記憶さ
れている重み係数を加えることによる補正と、補正され
た振幅値とトランスデユーサのアドレス値の組の記憶（
段階７２）。

（３）補正された振幅値の選別と、−３ｃｌＢ−０［Ｉ
Ｂ、６ｄＢ〜−３ｄＢ、−６ｄＢ未満の各範囲に対応す
る３グループへのトランスデユーサアドレスの分配。

（４）各ダイオードマトリックス中で駆動すべきダイオ
ードのアドレスに関する情報の出力回路５６ａ、５６ｂ
、５６ｃへの伝送（段階７４）。

上記の装置を用いると、検査すべきトランスデユーサか
らの放射の本当の分布状態を知ることがでと、表示パネ
ル６０に、超音波の伝送される方向に全体として垂直な
マトリックスの平面内での超音波の振幅値を直ちに分布
画像として表示することができる。従って、変換器の状
態が良好であると見なされたときに受信され・記憶され
た画像と比較することにより、検査したトランスデユー
サの欠陥を専門的なスタッフや複雑な測定装置を用いず
に検出することができる。

上の説明では各画素（表示パネルの枠）が異なる３色の
中の１色をとることによって画像が形成される場合につ
いて説明したが、もちろん、振幅値をグループの数に対
応するように選別することにより、異なる色の数を３と
は違った値にすることができる。さらに、異なる色の代
わりに、例えば白黒画像で異なる灰色レベルを選択する
ことや、１つの画像において異なる輝度レベルにするこ
ともできる。

もちろん、表示はモニタのビデオスクリーン上に現れる
ようにすることができる。また、不揮発性媒体（例えば
磁気媒体）に測定値を記憶させることも可能である。こ
の機能はマイクロプロセッサを用いて実現するのが望ま
しい。この場合には、補正マトリックスがＦ　ＲＯＭ２
Ｓの代わりにディスケットの形態で導入される。このよ
うなシステムを用いると、従来の分布図と比べて、検査
する変換器の場の状態を素早く比較することがでと、従
って場の時間変化をモニタすることができる。

さらに、灰色レベルの段階をさらに細かく　（例えば６
段階）し、各レベルを調節して可能な限り満足のゆく分
布図を得ることができるようにすることにより、表示の
感度を向上させることも可能である。

同様に、本発明は、上記実施例に示したマトリックスの
サイズに限定されるものではなく、例えば、より大きな
１６Ｘ１６のトランスデユーサからなるマトリックスに
することもできる。

トランスデユーサマトリックスと透過ブロックの間の接
合は接着以外の方法で実現できるということも理解して
おく必要がある。重要なのは、単に、全ての単位トラン
スデユーサがブロック１２の面１２ｂ上に、好ましくは
均一に、接触し且つ常に圧力を及ぼすこきである。

また、本発明は、接触している変換器の検査に限られる
ことはなく、カップリング流体を用いて動作する変換器
、特に第３図に示した場合のような完全浸漬状態で動作
する変換器にも適用するこきができる。

浸漬型の変換器の検査の場合には、透過ブロックの面１
２ａと検査ずべき変換器との間のカンプリングは、例え
ば、上記の接触した変換器の場合で用いたような液体接
合剤すなわちグリース、水のヘッド、より一般的には液
体のへンドによって行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による超音波変換器の検査装置の一実
施例の概念図である。第２図は、第１図の装置で使用される、超音波変換器マ
トリックスからなる受信装置の断面図である。第３図は、第１図の装置で使用される受信装置とブロッ
クとからなるユニ７トを較正する際の配置の概念図であ
る。第４図は、第１図の装置の信号処理手段と表示手段の詳
細図である。第５図は、第１図の装置の発光ダイオードマトリックス
の制御回路の図である。第６図は、第１図の装置の計算手段を用いて実施する操
作のフローチャートである。（主な参照番号）１０・・超音波変換器、　１２・・ブロック、１４．１
８・・発生器、　　１６・・受信装置、１８・・検出器
（トランスデユーサ）、２０・・ソケット、　　　２２
・・減衰材料層、２６・・溝、　　　　　　３０・・容
器、３２・・基準用超音波変換器、３４・・オシロスコープ、４０・・処理回路、　　　４１・・整形回路、４２・・
ＭＵＸ・・マルチプレクサ、４４・・ピーク検出器、　４６・・Ａ／Ｄ変換器、４８
・・計算器、　　　　５ｏ・・バス、５２・・カードシ
ステム、５３．５８・・ＰＲＯＭ、　　５４・・入出力回路、５
６ａ、５６ｂ、５６ｃ・・出力回路、５９・・モニタ、６０・・表示パネル（表示装置）、６２・・枠、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ・−制御回路、６６ａ、６６ｂ
、６６ｃ　・・発光ダイオード、ＯＳＣ・・発振器、ＲＴＩ〜ＲＴ３・・レジスタ、ＴＣ工〜ＴＣ３・・列トランジスタ、ＴＬＩ〜ＴＬ３・・行トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）検査すべき変換器を用いて超音波を放射させ、放
射された超音波を、超音波に対して透明且つ均一な少な
くとも１つの媒質中を通過させた後に、二次元マトリッ
クス状の複数の検出器を用いて受信し、各検出器から各
検出器の位置における入射超音波の振幅を表す電気信号
を出力させ、各検出器の位置における入射超音波の振幅値の分布画像
を出力させるために各検出器から出力された上記電気信
号を処理して、放射された超音波の空間分布をディスプ
レーに表示させる各段階によって構成されることを特徴
とする超音波変換器の検査方法。
（２）検査すべき上記変換器と上記検出器マトリックス
とを１つのブロックの互いに反対側の各々の表面上に配
置させ、超音波をこのブロック内を通過させることを特
徴とする請求項１に記載の方法。
（３）上記の超音波の振幅値の分布画像が上記の各検出
器に対応した複数の画素によって形成され、各画素は上
記分布画像中で上記の検出器のマトリックス内の対応す
る検出器の位置に類似した各位置を占め、さらに、各画
素は対応する検出器の位置での入射超音波の振幅を関数
として変化する特性を有していることを特徴とする請求
項１または２に記載の方法。
（４）上記の画素の特性が色であることを特徴とする請
求項３に記載の方法。
（５）上記検出器のマトリックスが、圧電チップの減衰
材料の部分を切断して作られた変換器マトリックスによ
って形成されていることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の方法。
（６）各検出器に対する重み係数を決定するために上記
検出器のマトリックスを較正し、各検出器から出力され
た上記電気信号の処理段階が所定の重み係数を用いて補
正する段階を含むことを特徴とする請求項１〜５のいず
れか１項に記載の方法。
（７）超音波を放射させるための発生器（１４）から電
気パルスが印加される検査すべき変換器が一方の表面（
１２ａ）に取付けられる互いに反対側にある２つの表面
を有する超音波に対して透明で均一な材料からなる透過
ブロック（１２）と、上記ブロックの他方の面（１２ｂ）に固定された複数の
超音波検出器のマトリックス（１８）によって構成され
、各検出器が各検出器の位置における入射超音波の振幅
を表す電気信号を出力するようになっている受信手段（
１６）と、上記の検査すべき上記変換器から放射された超音波の空
間分布をディスプレーに表示させる手段（６０）と、上記検出器（１８）から出力された信号を受信するため
に上記検出器に接続され、各検出器の位置における入射
超音波の振幅値の分布の画像をディスプレーに表示させ
るために、上記ディスプレーに表示させる手段（６０）
の制御信号を発生させる処理手段（４０）と、によって構成されることを特徴とする超音波変換器の検
査装置。
（８）上記ディスプレーに表示させる手段（６０）が、
各検出器（１８）にそれぞれ対応する複数の画素によっ
て形成される画像を出力し、各画素は上記画像中で上記
検出器のマトリックスにおける各検出器（１８）の位置
に類似した位置を占め、各画素は対応する検出器の位置
における入射超音波の振幅を関数として変化する特性を
有していることを特徴とする請求項７に記載の装置。
（９）上記の制御信号を発生させる処理手段が、上記検
出器から出力された信号をディジタル化する手段と、デ
ィジタル化された信号を記憶する手段と、使用した検出
器のマトリックスに固有な所定の重み係数を用いてディ
ジタル化された信号を補正する手段と、検出器群を異な
る複数のグループに分類するために補正済のディジタル
信号の値を選別し、上記画像中で、同一のグループに属
する各検出器の位置に対応した位置にある画素群に同一
の特定な特性を与えるように上記ディスプレーに表示さ
せる手段を制御する手段とによって構成されていること
を特徴とする請求項８に記載の装置。
（１０）上記ディスプレーに表示させる手段が複数の枠
（６２）で形成された表示パネル板（６０）によって構
成され、各枠には異なる色の光を放射する複数の発光素
子（６６ａ、６６ｂ、６６ｃ）が配置されており、表示
パネルの一つの枠内で動作を制御する発光素子の選択は
、上記検出器のマトリックス内で上記表示パネル（６０
）内の枠の位置と類似した位置を占める検出器（１８）
の位置における入射超音波の振幅を関数として実行され
ることを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
（１１）上記検出器のマトリックスが、一つの同一圧電
チップの減衰材料の部分を切断して作られた超音波変換
器マトリックス（１８）によって形成されていることを
特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の装置
。