JPH021273B2 - - Google Patents
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- JPH021273B2 JPH021273B2 JP55049571A JP4957180A JPH021273B2 JP H021273 B2 JPH021273 B2 JP H021273B2 JP 55049571 A JP55049571 A JP 55049571A JP 4957180 A JP4957180 A JP 4957180A JP H021273 B2 JPH021273 B2 JP H021273B2
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
- probe
- inspected
- frequency
- echo
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/895—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
- G01S15/8952—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum using discrete, multiple frequencies
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
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- G01S15/895—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波エコーによる物体の検査方法お
よび装置に関し、そして特に、被検査物体の超音
波特性に関するいつそう有用かつ定量的な情報を
得るための改良された超音波エコーによる物体の
検査方法および装置に関する。
よび装置に関し、そして特に、被検査物体の超音
波特性に関するいつそう有用かつ定量的な情報を
得るための改良された超音波エコーによる物体の
検査方法および装置に関する。
従来方法にかかる超音波エコーによる物体の検
査方法および装置を概観すれば次の通りである。
なお、これら従来技術に関する文献としては、例
えば、金原出版、1972年刊、ME入門溝座第６巻
107ないし138ページ「７章超音波の臨床応用」お
よび、日刊工業新聞社、1978年刊、超音波技術便
覧（新訂版）、799ないし827ページ、「章4.1.1
パルスによる診断」などがある。
査方法および装置を概観すれば次の通りである。
なお、これら従来技術に関する文献としては、例
えば、金原出版、1972年刊、ME入門溝座第６巻
107ないし138ページ「７章超音波の臨床応用」お
よび、日刊工業新聞社、1978年刊、超音波技術便
覧（新訂版）、799ないし827ページ、「章4.1.1
パルスによる診断」などがある。
超音波のパルスを超音波探触子より被検査物体
内部に放射すると（通常、周波数１〜30MHzで放
射時間は１〜数マイクロ秒である）、鋭い指向性
を有する超音波ビームとして物体内部をほぼ直進
的に伝わる。この際物体内部に音響特性の不連続
面が存在すると、その不連続面により超音波エネ
ルギーの一部が反射し、この反射パルス（エコ
ー）が超音波探触子へ到達して検出されかつ電気
信号に変換される。超音波パルスの放射から反射
パルス（エコー）検出までの時間差ｔと超音波探
触子から物体中の音響特性不連続面までの距離ｘ
および音速ｖとの間には、次式の関係がある。
内部に放射すると（通常、周波数１〜30MHzで放
射時間は１〜数マイクロ秒である）、鋭い指向性
を有する超音波ビームとして物体内部をほぼ直進
的に伝わる。この際物体内部に音響特性の不連続
面が存在すると、その不連続面により超音波エネ
ルギーの一部が反射し、この反射パルス（エコ
ー）が超音波探触子へ到達して検出されかつ電気
信号に変換される。超音波パルスの放射から反射
パルス（エコー）検出までの時間差ｔと超音波探
触子から物体中の音響特性不連続面までの距離ｘ
および音速ｖとの間には、次式の関係がある。
ｘ＝ｖ・ｔ／２
超音波探触子により電気信号に変換されたパル
スは受信器内で増幅され、ブラウン管等の表示装
置によつて表示される。表示方法としては以下の
ようなものが実用化されている。
スは受信器内で増幅され、ブラウン管等の表示装
置によつて表示される。表示方法としては以下の
ようなものが実用化されている。
(1) Ａモード法：超音波探触子を固定しておき、
表示装置上の直交座標軸の一方に深さ（ｘ）を
とり、他方にエコーの振幅とる。
表示装置上の直交座標軸の一方に深さ（ｘ）を
とり、他方にエコーの振幅とる。
(2) Ｍモード法：超音波探触子を固定しておき、
表示装置上の一方の座標軸に時間をとり、他方
の直交座標軸に深さ方向の距離をとり、エコー
の振幅を明るさの強弱によつて表示する。
表示装置上の一方の座標軸に時間をとり、他方
の直交座標軸に深さ方向の距離をとり、エコー
の振幅を明るさの強弱によつて表示する。
(3) Ｂモード法：超音波探触子を移動させ、表示
装置上の直交座標軸の一方に深さ方向の距離を
とり、他方に軸方向の距離をとり、エコーの振
幅を明るさの強弱により表示する（超音波断層
法）。
装置上の直交座標軸の一方に深さ方向の距離を
とり、他方に軸方向の距離をとり、エコーの振
幅を明るさの強弱により表示する（超音波断層
法）。
ところで、これらの従来使用されている方法で
は、（被検査物体中での音速がほぼ一定である場
合）音響特性不連続面の位置に関しては正確な表
示が得られるが、被検査物体の超音波特性に関す
るエコー強度を用いた定量的な評価は困難であ
る。これは、被検査物体は、例えば組織内でエコ
ーとして反射される超音波エネルギーの割合が超
音波特性不連続面における超音波特性の違いだけ
でなく、その幾何学的な形状や大きさならびに使
用超音波周波数にも依存し、さらに超音波探触子
と超音波特性不連続面との間での超音波パルスエ
ネルギーの減衰の正確な捕正が困雑であることな
どによるものである。
は、（被検査物体中での音速がほぼ一定である場
合）音響特性不連続面の位置に関しては正確な表
示が得られるが、被検査物体の超音波特性に関す
るエコー強度を用いた定量的な評価は困難であ
る。これは、被検査物体は、例えば組織内でエコ
ーとして反射される超音波エネルギーの割合が超
音波特性不連続面における超音波特性の違いだけ
でなく、その幾何学的な形状や大きさならびに使
用超音波周波数にも依存し、さらに超音波探触子
と超音波特性不連続面との間での超音波パルスエ
ネルギーの減衰の正確な捕正が困雑であることな
どによるものである。
本発明は上述の如き従来技術の欠点を改善する
ことを目的とする。
ことを目的とする。
本発明の目的は、複数の超音波周波数を用いて
得られた超音波エコーの強度およびその分布を情
報処理して被検査物体の超音波特性の分布に関す
る定量的かつ一層有用な情報を得るための、特許
請求の範囲に記載の方法および装置によつて達成
される。
得られた超音波エコーの強度およびその分布を情
報処理して被検査物体の超音波特性の分布に関す
る定量的かつ一層有用な情報を得るための、特許
請求の範囲に記載の方法および装置によつて達成
される。
本発明は、複数の周波数の超音波パルスを被検
査物体内に放射し、物体内の超音波特性不連続面
からの超音波パルスエコーを受信し、さらに、受
信された各周波数の超音波パルスエコーを適宜情
報処理することにより被検査物体の超音波特性に
関する定量的な情報を得る方法を開示するもので
ある。
査物体内に放射し、物体内の超音波特性不連続面
からの超音波パルスエコーを受信し、さらに、受
信された各周波数の超音波パルスエコーを適宜情
報処理することにより被検査物体の超音波特性に
関する定量的な情報を得る方法を開示するもので
ある。
さらに、本発明は、上記方法を実施するための
好適な装置をも開示するものである。
好適な装置をも開示するものである。
以下、添付図と対応させて本発明の実施例を詳
述する。
述する。
第１図は本発明にかかる装置のブロツク図を示
すもので、被検査物体１に対して超音波探触子２
から超音波エネルギー７が放射され、その後被検
査物体１からのエコーが同じ探触子２によつて受
信される。超音波探触子２には内蔵するゲート回
路によつて動作切換が行なわれる送受信器３が接
続される。送受信器３の受信部で受信された、超
音波エコー情報は適宜情報処理装置４に伝送さ
れ、必要に応じて表示および記録装置５によつて
表示されまたは記録される。
すもので、被検査物体１に対して超音波探触子２
から超音波エネルギー７が放射され、その後被検
査物体１からのエコーが同じ探触子２によつて受
信される。超音波探触子２には内蔵するゲート回
路によつて動作切換が行なわれる送受信器３が接
続される。送受信器３の受信部で受信された、超
音波エコー情報は適宜情報処理装置４に伝送さ
れ、必要に応じて表示および記録装置５によつて
表示されまたは記録される。
これらブロツク図を構成する、送受信器３、情
報処理装置４および表示および記録装置５は、全
て周知装置を選択組合わせて使用することができ
る。
報処理装置４および表示および記録装置５は、全
て周知装置を選択組合わせて使用することができ
る。
本発明の実施に好適な超音波探触子２の例を以
下に開示する。但し、音響レンズ等の細部につい
ては周知であるので省略する。
下に開示する。但し、音響レンズ等の細部につい
ては周知であるので省略する。
第２図を参照すると、超音波伝搬媒体２４の充
たされた容器２５中には支持体２２に装着された
複数の超音波振動子２１が矢印２３ように回転可
能に配設される。各超音波振動子２１はそれぞれ
固有の周波数f1、f2…foの超音波を放射しそして
受信する。超音波振動子２１を作動させながら支
持体２２を矢印２３方向に回転させることによつ
て、各周波数f1、f2…foの超音波ビームを扇形状
に放射しかつ被検査物体１からのエコーの分布を
測定することができる。超音波探触子２を作動さ
せる電気信号６および受信信号6′は送受信器３と
の間で受授が行なわれる。情報処理に適した形態
の信号８はコンピユータ等の情報処理装置４によ
つて処理され、さらに処理結果信号９を表示およ
び記録装置５に導き、測定、診断、検査等を行な
う。
たされた容器２５中には支持体２２に装着された
複数の超音波振動子２１が矢印２３ように回転可
能に配設される。各超音波振動子２１はそれぞれ
固有の周波数f1、f2…foの超音波を放射しそして
受信する。超音波振動子２１を作動させながら支
持体２２を矢印２３方向に回転させることによつ
て、各周波数f1、f2…foの超音波ビームを扇形状
に放射しかつ被検査物体１からのエコーの分布を
測定することができる。超音波探触子２を作動さ
せる電気信号６および受信信号6′は送受信器３と
の間で受授が行なわれる。情報処理に適した形態
の信号８はコンピユータ等の情報処理装置４によ
つて処理され、さらに処理結果信号９を表示およ
び記録装置５に導き、測定、診断、検査等を行な
う。
以下の実施例においても、超音波探触子を除き
同様の構成が使用されるので、当該部分について
の説明を省略する。
同様の構成が使用されるので、当該部分について
の説明を省略する。
第３図の超音波探触子２は、複数の超音波振動
子３１を直線状に配列し、この配列方向である矢
印３３方向に移動させるものである。これによつ
て、超音波振動子３１の固有の周波数による被検
査物体からのエコー分布を測定することができ
る。
子３１を直線状に配列し、この配列方向である矢
印３３方向に移動させるものである。これによつ
て、超音波振動子３１の固有の周波数による被検
査物体からのエコー分布を測定することができ
る。
第４図の超音波探触子２は、ポリフツ化ビニリ
デン（PVDF）圧電膜等の広帯域で使用し得る超
音波振動子を用い、面４１において複数の超音波
周波数の放射および受信が可能である。この探触
子２を固定もしくは移動させながら被検査物体か
らの超音波エコー分布を測定することができる。
デン（PVDF）圧電膜等の広帯域で使用し得る超
音波振動子を用い、面４１において複数の超音波
周波数の放射および受信が可能である。この探触
子２を固定もしくは移動させながら被検査物体か
らの超音波エコー分布を測定することができる。
第５図の超音波探触子２は、PVDF圧電膜等の
広帯域で使用し得る超音波振動子を用い、面５１
において広帯域周波数の超音波の受授が可能であ
る。この探触子２を矢印５３方向に回転させなが
ら複数周波数または連続した周波数帯の超音波の
放射および被検査物体からの超音波エコーの分布
の測定を行なうことができる。
広帯域で使用し得る超音波振動子を用い、面５１
において広帯域周波数の超音波の受授が可能であ
る。この探触子２を矢印５３方向に回転させなが
ら複数周波数または連続した周波数帯の超音波の
放射および被検査物体からの超音波エコーの分布
の測定を行なうことができる。
第６図の超音波探触子２は、使用周波数の異な
る複数の振動子群６１を支持体６２上に配列し、
矢印６３方向に移動させるものである。各振動群
６１を電子的に扇形状または直線状に掃引しなが
ら移動させ、被検査物体からの超音波エコーの分
布の測定を行なうことができる。
る複数の振動子群６１を支持体６２上に配列し、
矢印６３方向に移動させるものである。各振動群
６１を電子的に扇形状または直線状に掃引しなが
ら移動させ、被検査物体からの超音波エコーの分
布の測定を行なうことができる。
第７図の超音波探触２は、PVDF圧電膜等の広
帯域で使用し得る超音波振動子を用い、広帯為周
波数の超音波の受授が可能である。この探触子２
により電子的に掃引しながら移動させ、複数周波
数または連続した周波数帯の超音波の放射および
被検査物体からの超音波エコーの分布の測定を行
なうことができる。
帯域で使用し得る超音波振動子を用い、広帯為周
波数の超音波の受授が可能である。この探触子２
により電子的に掃引しながら移動させ、複数周波
数または連続した周波数帯の超音波の放射および
被検査物体からの超音波エコーの分布の測定を行
なうことができる。
なお、上述の連続した周波数を使用する場合は
高速フーリエ変換（FFT）などにより周波数解
析が行なわれる。
高速フーリエ変換（FFT）などにより周波数解
析が行なわれる。
上述の各実施例によつて収集された超音波エコ
ー強度の分布を情報処理することにより被検査物
体の超音波特性に関する定量的情報が得られる原
理を以下に開示する。
ー強度の分布を情報処理することにより被検査物
体の超音波特性に関する定量的情報が得られる原
理を以下に開示する。
第８図は超音波エコー装置の原理を示すもので
ある。超音波探触子２から放射された超音波パル
スは音響特性不連続面１１１および１２によりそ
れぞれ反射され、それぞれの反射パルス１５およ
び１６は探触子２によつて検出される。いま、パ
ルス放射から反射パルス受信までの時間をｔとす
ると、超音波探触子から音響特性不連続面までの
距離ｘは音速をｖとすると次式で与えられる。
ある。超音波探触子２から放射された超音波パル
スは音響特性不連続面１１１および１２によりそ
れぞれ反射され、それぞれの反射パルス１５およ
び１６は探触子２によつて検出される。いま、パ
ルス放射から反射パルス受信までの時間をｔとす
ると、超音波探触子から音響特性不連続面までの
距離ｘは音速をｖとすると次式で与えられる。
ｘ＝vt／２
ここで、振動数ｆで放射したパルスの強度をIo
(f)、受信した反射パルスの強度をＩ（ｆ、ｘ）と
すると、近似的に次式が成り立つ。
(f)、受信した反射パルスの強度をＩ（ｆ、ｘ）と
すると、近似的に次式が成り立つ。
Ｉ（ｆ、ｘ）＝I0(f)fa(x)ｇ（ｘ）xb(x)exp｛
−4∫x pα（ｆ、ｘ）dx｝……(1) (1)式の両辺の対数を求めると、 lnI（ｆ、ｘ）＝lnIo(f)＋ａ（ｘ）lnf＋ln｛ｇ（ｘ
）xb(x)｝−4∫x pα（ｆ、ｘ）dx……(2) ここで、fa(x)ｇ（ｘ）は周波数依存性を考慮に
入れた音響特性不連続面の標的強度である。ａ
（ｘ）は、波長より十分大きい音響特性不連続面
ではａ（ｘ）＝０であり、波長より十分小さい音響
特性不連続面ではａ（ｘ）＝４である。したがつ
て、ある特定の周波数帯域内ではａ（ｘ）は一定
であり一般にＯ≦ａ（ｘ）≦４であると考えられ
る。またxb(x)は反射波が広がつてくるために超音
波探触子の位置での反射波強度が弱まる効果を考
慮に入れたもので、十分に広い音響特性不連続面
ではｂ（ｘ）＝０、小さい音響特性不連鮮面ではｂ
（ｘ）＝−２である。したがつて、一般に０≦ｂ
（ｘ）≦−２である。またα（ｆ、ｘ）は超音波減
衰係数である。
−4∫x pα（ｆ、ｘ）dx｝……(1) (1)式の両辺の対数を求めると、 lnI（ｆ、ｘ）＝lnIo(f)＋ａ（ｘ）lnf＋ln｛ｇ（ｘ
）xb(x)｝−4∫x pα（ｆ、ｘ）dx……(2) ここで、fa(x)ｇ（ｘ）は周波数依存性を考慮に
入れた音響特性不連続面の標的強度である。ａ
（ｘ）は、波長より十分大きい音響特性不連続面
ではａ（ｘ）＝０であり、波長より十分小さい音響
特性不連続面ではａ（ｘ）＝４である。したがつ
て、ある特定の周波数帯域内ではａ（ｘ）は一定
であり一般にＯ≦ａ（ｘ）≦４であると考えられ
る。またxb(x)は反射波が広がつてくるために超音
波探触子の位置での反射波強度が弱まる効果を考
慮に入れたもので、十分に広い音響特性不連続面
ではｂ（ｘ）＝０、小さい音響特性不連鮮面ではｂ
（ｘ）＝−２である。したがつて、一般に０≦ｂ
（ｘ）≦−２である。またα（ｆ、ｘ）は超音波減
衰係数である。
ただし、以上の考察では放射超音波は理想的な
細いペンシルビームとし、また近接した音響特性
不連続面からの反射波間の干渉の効果は無視して
いる。
細いペンシルビームとし、また近接した音響特性
不連続面からの反射波間の干渉の効果は無視して
いる。
エコー強度の分布から情報処理をして被検査物
体の超音波特性に関する定量的情報を得る原理は
(2)式から出発する。(2)式で超音波エコー測定によ
り得られるのはＩ（ｆ、ｘ）、Io(f)だけであり、
｛Ｉ（ｆ、ｘ）はIo(f)に比例するので情報としては
Ｉ（ｆ、ｘ）／Io(f)のみである。｝未知数はfa(x)、
ｇ（ｘ）b(x)、α（ｆ、ｘ）の３種であるため単一の
周波数を使用する測定ではこれらのいずれか一つ
を独立して求めることはできない。しかしなが
ら、少なくとも３種の周波数でエコーの強さを測
定すれば、fa(x)、ｇ（ｘ）xb(x)を消去してα（ｆ、
ｘ）に関する定量的情報が得られる。
体の超音波特性に関する定量的情報を得る原理は
(2)式から出発する。(2)式で超音波エコー測定によ
り得られるのはＩ（ｆ、ｘ）、Io(f)だけであり、
｛Ｉ（ｆ、ｘ）はIo(f)に比例するので情報としては
Ｉ（ｆ、ｘ）／Io(f)のみである。｝未知数はfa(x)、
ｇ（ｘ）b(x)、α（ｆ、ｘ）の３種であるため単一の
周波数を使用する測定ではこれらのいずれか一つ
を独立して求めることはできない。しかしなが
ら、少なくとも３種の周波数でエコーの強さを測
定すれば、fa(x)、ｇ（ｘ）xb(x)を消去してα（ｆ、
ｘ）に関する定量的情報が得られる。
以下、複数の異なる周波数を使用する場合につ
いて考察する。
いて考察する。
３種の異なる周波数f1、f2、f3で超音波エコー
を測定し、得られたそれぞれの反射波強度Ｉ（f1、
ｘ）、Ｉ（f2、ｘ）Ｉ（f3、ｘ）にln（f2／f3）、ln（
f3／f1）、 ln（f1／f2）を乗じて加算すると次式が得られる。
を測定し、得られたそれぞれの反射波強度Ｉ（f1、
ｘ）、Ｉ（f2、ｘ）Ｉ（f3、ｘ）にln（f2／f3）、ln（
f3／f1）、 ln（f1／f2）を乗じて加算すると次式が得られる。
ln（f2／f3）lnI（f1、ｘ）＋ln（f3／f1）lnI（f2、
ｘ）＋ln（f1／f2）lnI（f3、ｘ） ＝ln（f2／f3）lnIo（f1）＋ln（f3／f1）lnIo（f2
）＋ln（f1／f2）lnIo（f3） −4∫x p｛α（f1、ｘ）ln（f2／f3）＋α（f2、ｘ
）ln（f3／f1）＋α（f3、ｘ）ln（f1／f2）｝dx……(3
) この(3)式はもはやfa(x)、ｇ（ｘ）xb(x)を含んでい
ない。
ｘ）＋ln（f1／f2）lnI（f3、ｘ） ＝ln（f2／f3）lnIo（f1）＋ln（f3／f1）lnIo（f2
）＋ln（f1／f2）lnIo（f3） −4∫x p｛α（f1、ｘ）ln（f2／f3）＋α（f2、ｘ
）ln（f3／f1）＋α（f3、ｘ）ln（f1／f2）｝dx……(3
) この(3)式はもはやfa(x)、ｇ（ｘ）xb(x)を含んでい
ない。
ここで、エコーの得られる位置x1、x2について
上式の平均変化率を求めると、 １／x2−x1｛ln（f2／f3）lnＩ（f1、x2）／Ｉ（f1、
x1）＋ln（f3／f1）lnＩ（f2、x2）／Ｉ（f2、x1）＋ln
（f1／f2）lnＩ（f3、x2）／Ｉ（f3、x1）｝ ＝−４／x2−x1〔∫x2 x1｛α（f1、ｘ）ln（f2／f3
）＋α（f2、ｘ）ln（f3／f1）＋α（f3、ｘ）ln（f1／
f2）｝dx〕 ……(4) となり、左辺はエコの測定で得られる値であり、
右辺はx1とx2の間での超音波減衰係数の平均値の
一次式であり、被検査物体の超音波減衰係数に関
する定量的な値である。これらの計算は、コンピ
ユータあるいはさらに簡単なログアンプや演算回
路などから成る情報処理回路により容易に実施す
ることができる。
上式の平均変化率を求めると、 １／x2−x1｛ln（f2／f3）lnＩ（f1、x2）／Ｉ（f1、
x1）＋ln（f3／f1）lnＩ（f2、x2）／Ｉ（f2、x1）＋ln
（f1／f2）lnＩ（f3、x2）／Ｉ（f3、x1）｝ ＝−４／x2−x1〔∫x2 x1｛α（f1、ｘ）ln（f2／f3
）＋α（f2、ｘ）ln（f3／f1）＋α（f3、ｘ）ln（f1／
f2）｝dx〕 ……(4) となり、左辺はエコの測定で得られる値であり、
右辺はx1とx2の間での超音波減衰係数の平均値の
一次式であり、被検査物体の超音波減衰係数に関
する定量的な値である。これらの計算は、コンピ
ユータあるいはさらに簡単なログアンプや演算回
路などから成る情報処理回路により容易に実施す
ることができる。
なお、２つの異なる周波数f1、f2で被検査物体
からのエコーの分布を測定し、lbI（f1、ｘ）−lnI
（f2、ｘ）をつくると、(2)式から、 lnI（f1、ｘ）−lnI（f2、ｘ）＝lnIo（f1）−lnIo（
f2）＋ａ（ｘ）lnf1／f2−4∫x pα（f1、ｘ）dx……(5)
ここで、エコーの得られる位置x1、x2について
(5)式の平均変化率を求めると次式が得られる。
からのエコーの分布を測定し、lbI（f1、ｘ）−lnI
（f2、ｘ）をつくると、(2)式から、 lnI（f1、ｘ）−lnI（f2、ｘ）＝lnIo（f1）−lnIo（
f2）＋ａ（ｘ）lnf1／f2−4∫x pα（f1、ｘ）dx……(5)
ここで、エコーの得られる位置x1、x2について
(5)式の平均変化率を求めると次式が得られる。
１／x2−x1｛lnＩ（f1、x2）／Ｉ（f1、x1）−lnＩ（f2
、x2）／（f2、x1）｝ ＝−４／x2−x1∫x2 x1｛α（f1、ｘ）−α（f2、ｘ）
｝dx＋ａ（x2）−ａ（x1）／x2−x1ln（f1／f2）……(6
) (6)式の左辺は異なる周波数f1、f2についてのエ
コーの測定で得られる値であり、右辺は
ａ（x2）−ａ（x1）／x2−x1・ln（f1／f2）の誤差は含
むが、x1 とx2の間での平均的な超音波減衰係数の差α（f1、
ｘ）−α（f2、ｘ）に比例する値であり、この解析
法によつても被検査物体の超音波特性に関する定
量的な情報を一応得ることができる。
、x2）／（f2、x1）｝ ＝−４／x2−x1∫x2 x1｛α（f1、ｘ）−α（f2、ｘ）
｝dx＋ａ（x2）−ａ（x1）／x2−x1ln（f1／f2）……(6
) (6)式の左辺は異なる周波数f1、f2についてのエ
コーの測定で得られる値であり、右辺は
ａ（x2）−ａ（x1）／x2−x1・ln（f1／f2）の誤差は含
むが、x1 とx2の間での平均的な超音波減衰係数の差α（f1、
ｘ）−α（f2、ｘ）に比例する値であり、この解析
法によつても被検査物体の超音波特性に関する定
量的な情報を一応得ることができる。
なお、十分大きな音響特性不連続面について
は、ａ（ｘ）＝０であるので、(6)式の誤差
ａ（x2）−ａ（x1）／x2−x1ln（f1／f2）がなくなる。
は、ａ（ｘ）＝０であるので、(6)式の誤差
ａ（x2）−ａ（x1）／x2−x1ln（f1／f2）がなくなる。
本発明にかかる方法および装置によつて、単に
定性的に観測されるにすぎなかつた超音波エコー
による物体の検査が、定量的に行ない得るように
なり、内部構成の複雑な被検査物体の定量的かつ
有用な情報を得ることができる。
定性的に観測されるにすぎなかつた超音波エコー
による物体の検査が、定量的に行ない得るように
なり、内部構成の複雑な被検査物体の定量的かつ
有用な情報を得ることができる。
なお、上記説明において、周知部分の開示は省
略したが、当業者においてては十分に理解し得る
内容にすぎないものである。
略したが、当業者においてては十分に理解し得る
内容にすぎないものである。
第１図は本発明にかかる方法を実施するための
装置に関する基本ブロツク図である。第２図ない
し第７図は本発明にかかる装置に使用される超音
波探触子の各種実施例の説明図である。第８図は
超音波エコー検査の原理図である。なお、添付図
中の主な参照数字の対応は次の通りである。 １：被検査物体、２：超音波探触子、３：送受
信器、４：情報処理装置、５：記録および表示装
置、６，６′：送受信信号、７：超音波、１５：
超音波パルス、１６，１７：超音波エコー。
装置に関する基本ブロツク図である。第２図ない
し第７図は本発明にかかる装置に使用される超音
波探触子の各種実施例の説明図である。第８図は
超音波エコー検査の原理図である。なお、添付図
中の主な参照数字の対応は次の通りである。 １：被検査物体、２：超音波探触子、３：送受
信器、４：情報処理装置、５：記録および表示装
置、６，６′：送受信信号、７：超音波、１５：
超音波パルス、１６，１７：超音波エコー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 異なる少なくとも三種の周波数成分を有する
超音波パルスを被検査物体に向けて出射し、 前記検査物体中の音響特性不連続面より反射さ
れた超音波パルスのエコーを検出し、 検出した各周波数の反射エコーの強度から超音
波減衰係数以外の因子を消去する演算処理を行
い、 被検査物体の超音波特性を定量的に求めてこの
検査物体内の検査を行う、 ことを特徴とする超音波検査方法。 ２ 異なる少なくとも三種の周波数の超音波パル
スを同時、又は時間差を付けて被検査物体に向け
て出射し、この物体中で反射した超音波エコーを
検出する超音波探触子と、 上記超音波探触子にパルス状のエネルギを送信
し、この超音波探触子から送信されるエネルギを
受信する送受信装置と、 検出された前記各周波数の反射エコーの強度か
ら超音波減衰係数以外の因子を消去する演算処理
を行い、被検査物体の超音波特性を定量的に求め
る情報処理装置と、 から成る超音波検査装置。 ３ 前記超音波探触子は周波数に対して異なる送
受信特性を有し、回転支持体上に配設した複数の
超音波振動子である特許請求の範囲第２項記載の
装置。 ４ 前記超音波探触子は周波数に対して異なる送
受信特性を有し、直線運動可能な支持体上に配設
した複数の超音波振動子である特許請求の範囲第
２項記載の装置。 ５ 前記超音波探触子は固定されているか、移動
可能な広帯超音波振動子である特許請求の範囲第
２項記載の装置。 ６ 前記超音波探触子は周波数に対して異なる送
受信特性を有し、直線運動可能な支持体上に配設
した複数の電子掃引式超音波探触子である特許請
求の範囲第２項記載の装置。 ７ 前記超音波探触子は広帯域超音波振動子を用
いた電子掃引式超音波探触子である特許請求の範
囲第２項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4957180A JPS56147082A (en) | 1980-04-17 | 1980-04-17 | Method and device for quantitative ultrasonic inspection using plural frequencies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4957180A JPS56147082A (en) | 1980-04-17 | 1980-04-17 | Method and device for quantitative ultrasonic inspection using plural frequencies |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56147082A JPS56147082A (en) | 1981-11-14 |
| JPH021273B2 true JPH021273B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=12834888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4957180A Granted JPS56147082A (en) | 1980-04-17 | 1980-04-17 | Method and device for quantitative ultrasonic inspection using plural frequencies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56147082A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58139088A (ja) * | 1982-02-13 | 1983-08-18 | Furuno Electric Co Ltd | 探知情報表示装置 |
| JPS59108540A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-23 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS59203549A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-17 | 中山 淑 | 超音波診断装置 |
| JPS6036038A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS6055260A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-30 | Terumo Corp | 超音波測定方法およびその装置 |
| JPS60122367A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-06-29 | Terumo Corp | 超音波測定方法およびその装置 |
| JPS6111658A (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-20 | Terumo Corp | 超音波測定方法およびその装置 |
| JPS6158648A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-25 | 松下電器産業株式会社 | 機械走査式超音波探触子 |
| JPH02167465A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Ngk Insulators Ltd | 超音波探傷検査方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS495713U (ja) * | 1972-04-14 | 1974-01-18 | ||
| JPS5830050B2 (ja) * | 1977-05-17 | 1983-06-27 | 株式会社東芝 | 超音波映像装置 |
-
1980
- 1980-04-17 JP JP4957180A patent/JPS56147082A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56147082A (en) | 1981-11-14 |
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