JPH02129545A - 超音波測定装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超音波測定装置に関し、詳しくは、マイク
ロプロセッサを内蔵して画像処理にて、Ａスコープ画像
を表示する超音波、探傷装置において、演算処理にて疑
似的にＢスコープ画像表示データを発生して表示できる
きるような超音波探傷装置に関する。

［従来の技術］ 液晶表示器（以下ＬＣＤ表示器）を備え、マイクロプロ
セッサを内蔵し、グラフィック表示機能を持つ小型の超
音波探傷装置では、一般にＡスコープ波形を画像表示す
るものが多く、探傷結果が目視できるので、各種の測定
分野で使用されている。特に、その携帯型探傷器は、そ
の利用範囲が幅広く、超音波の専門家でない人が取り扱
うことも多い。

［解決しようとする課題］ Ａスコープ画像では欠陥からのエコー高さとビーム路程
のみが観測されるだけであるので、この種の装置では、
欠陥の大きさや深さなどの位置は波形を読取り、測定者
（オペレータ）が別途算出することが必要になる。そこ
で、試験材全体のどの位置に欠陥があるのかが即座に判
り難く、その相体的な大きさも数値で確認するしかない
。また、斜角探傷などの場合には、スキップのどの付近
に欠陥があるか、数値で表示されるだけで感覚的にはつ
かみ難い。

これに対し、欠陥の位置や大きさが把握できるＢスコー
プ画像を表示できる機能の超音波１１１１１定装置もあ
るが、それは、装置自体が大型のものとなリ、小型或い
は携帯型のものとしては適しておらず、かつ価格も高い
ものとなる。その上、専門家でない人では、Ａスコープ
画像とその数値だけでは測定内容を読取る場合に１誤読
取りを生じることが多くなる。

この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決
するものであって、疑似的にＢスコープ画像が表示でき
る超音波測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の超音波測定
装置の構成は、被検体からのエコー受信信号を得て、画
像処理し、Ａスコープ画像を表示する超音波測定装置に
おいて、被検体の厚さとエコー受信信号の欠陥エコーの
大きさとその路程とからＢスコープ画像を疑似的に生成
して表示するものである。

［作用］ このように、被検体の厚さとエコー受信信号の欠陥エコ
ーの大きさとその路程とからＢスコープ画像を装置内部
で疑似的に生成して表示する機能を持たせることにより
、通常のＡスコープ画像表示中に、簡単な操作で、疑似
的なりスコープ画像の表ン１（が可能となり、Ａスコー
プ画像で欠陥エコーを探傷中、随時その位置を確認する
ことができる。

その結果、誤測定を減少させることができ、超？°？波
探傷の知識が少なくても、欠陥の位置や大きさを筒中に
目視することができるようになり、測定作業の能率を向
−１−させることができる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明の−・実施例を適用した超音波探傷
装置のブロック図であり、第２図は、垂直探傷の探傷例
のｒＡＶＧ法」によるＡスコープ画像の説明図、第３図
は、装置内部で生成するその疑似Ｂスコープ画像の説明
図、第４図は、斜角探傷の探傷例の「距離補正法」によ
るＡスコープ画像の説明図、そして、第５図は、装置内
部で生成するその疑似Ｂスコープ画像の説明図である。

第１図において、２０は、携帯型の超音波探傷器であっ
て、■は、その探傷器部である。この探傷器部１は、パ
ルサー・レシーバ等から構成され、送信端子１１と受信
端子１２との間に接続される超音波探触Ｆ−１６からエ
コー受信信号を受けてそれを増幅し、アナログ信号とし
てＡ／Ｄ変換回路２に出力する。

Ａ／Ｄ変換回路２は、探傷器部ｌから得られる送信波９
表面反射波、欠陥反射波等についての各アナログ信号を
、例えば、２０ＭＨｚ程度の高い周波数でサンプリング
し、これらのアナログ出力をデジタル値に変換してマイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）５が処理できる人力データ値
としてバス１３に送出する。

バス１３には、ゲインダイヤル、カーソルダイヤル等を
有するダイヤル式数値設定回路３とシートキーを有する
キー入力回路４とが接続されていて、マイクロプロセッ
サ５は、これら回路からバス１３を介してダイヤルによ
り設定される設定値及び各種のキー人力信ジノを受ける
。

そこで、ゲインダイヤルにより探傷器部１に対するゲイ
ン調整値が人力されると、マイクロプロセッサ５は、探
傷器部１の高周波増幅器のゲイン（増幅率）を制御し、
ゲインダイヤルにより入力されたゲイン調整値に対応す
るゲインに１１゛６周波増幅器のゲインを設定する。

６は、バス１３に接続され、ＲＡＭを有するＲＡＭ回路
部であり、Ａ／Ｄ変換されたエコー受信信号についての
デジタルデータとＲＯＭカードによりロードされた各種
のアプリケーション処理プログラムとが格納される。７
は、ＲＯＭであり、マイクロプロセッサ５に対する基本
処理プログラム等を記憶している。また、８は、ＲＯＭ
カードインタフェースであって、装置に装着されるＲＯ
Ｍカードとコネクタによりｉｔ脱できる関係で接続され
、マイクロプロセッサ５の制御に応じてＲＯＭカードの
プログラム等の情報をバス１３に送出する。

９は、Ｒ５−２３２０インタフエースであり、外部の情
報処理装置（特に、そのマイクロプロセッサ）とデータ
の交換するための回路である。また、１０は、ＬＣＤ表
示器であって、Ａスコープ画像、疑似Ｂスコープ画像等
のほか、各種の１４１１定植及び設定値を表示する。

ここで、ＲＯＭ７には、各種の基本プログラムのほか、
Ａスコープ画像演算処理プログラム７１と疑似Ｂスコー
プ画像演算処理プログラム７２と表示処理プログラム７
３とが格納されている。そして、Ａスコープ画像演算処
理プログラム７１と疑似Ｂスコープ画像演算処理プログ
ラム７２とは、キー入力回路４において、例えばｒ　Ｃ
ＩＩＡＮＧＥＪキーを操作することによりマイクロプロ
セッサ５により交互に起動されて、後述するＡスコープ
画像のデータと装置内部で生成した疑似Ｂスコープ画像
のデータをそれぞれ生成して表示する処理をする。

次に、その動作について説明する。

まず、ＲＯＭ７に記憶された所定の処理プログラムが起
動されてマイクロプロセッサ５が動作し、ゲインがダイ
ヤル式数値設定回路３のゲインダイヤルにより、そして
測定範囲等がキー入力回路４のキーによりオペレータ（
？ｌ１ｌｌ定者）から人力される。その結果、これら入
力情報とＲＯＭ７に記憶された処理プログラムによって
マイクロプロセッサ５が動作して、その制御により探傷
器部ｌの利得がゲインダイヤルに従って設定され、装置
０体の探傷機能が生ずる。

そこで、所定のキー人力操作により、？ｉ−１定を開始
することで、探傷器部１から超音波探触子１６に送信パ
ルス信号が送出され、探傷器部１から送出された送信パ
ルス信号に応じて超音波探触Ｔ−１６から得られる被検
体（試験材）からのエコーに対応するエコー受信信号（
探傷波形）が得られる。

このエコー受信信号は、探傷器部１．Ａ／Ｄ変換回路２
を経てＡ／Ｄ変換され、それがバス１３を介して直接Ｒ
ＡＭ回路部６に転送されて記憶される。

この測定データの格納が終了すると、次に、Ａスコープ
画像演算処理プログラム７１が起動されてＡスコープ画
像がＲＡＭ回路部６の測定データから生成され、表示処
理プログラム７３によりＬＣＤ表示器ｌＯにＡスコープ
波形として表示される。その状態を示すのが第２図であ
る。

第２図において、１４は、超音波探触子１６に印加され
る送信パルス信号の電圧波形であり、１５は、被検体の
中の欠陥から反射してきた欠陥エコー波形である。

さて、測定方法の一つである重訂探傷法のｒＡＶＧ法」
　（Ａ：距離、ｖ：増幅率、Ｇ：大きさ）の場合では、
通常のＡスコープでは、−・般的に前記の第２図に示す
ような形態で測定データがグラフィック及び数値表示さ
れる。そして、この場合、マイクロプロセッサ５は、Ａ
スコープ画像演算処理プログラム７１に従って、ＲＡＭ
回路部６に記憶されたエコー受信信号のデジタル値に基
づき、エコー高さ（ｈ）、ビーム路程（Ｗ）、欠陥の大
きさ（Ｈｄ）を算出してこれをＲＡＭ回路部６の割り当
てられた記憶領域に記憶し、第２図に示すような表示デ
ータを生成して表示する制御を行う。

ここで、キー入力回路４において、ｒｃＨＡＮＧＥＪキ
ーが操作されると、疑似Ｂスコープ画像演算処理プログ
ラム７２が起動されて、第３図に示す疑似Ｂスコープ画
像が表示される。

この疑似Ｂスコープ画像演算処理プログラム７２は、Ａ
スコープ画像演算処理プログラム７１により算出された
エコー高さ（ｈ）、ビーム路程（ｗ）、欠陥の大きさ（
Ｈｄ）に基づき、次のような関数関係の演算を行い、欠
陥幅Ｈｄを算出するとともに、キー入力回路４から測定
開始前にあらかじめ入力された被検体の厚さ、例えば、
１００龍を、オペレータのカーソル設定に応じた大きさ
で画面上に画像で表示する処理をする。

ｆ　（Ｈｄ　）　＝Ｆ　（ｈ、　ｗ） ただし、ｈは欠陥エコーの大きさ、Ｗは路程である。

なお、被検体の長さ方向については、被検体の長さが厚
さとの関係で比例表示できない場合が多いので、実際の
長さ対応ではなく、表示画面の大きさに応じて処理プロ
グラムで自動的に、或いは画面の大きさで決まる一定の
長さで第３図に示すような表示がなされる。

また、超音波探触子１６の大きさについてもあらかじめ
設定された図形の大きさで便宜−１−表示され、欠陥と
の位置関係を示すようにされる。なお、表示される超音
波探触子１６の大きさは、実際のものと比例関係にはな
い。

このような表示を行うために、疑似Ｂスコープ画像演算
処理プログラム７２は、あらかじめ入力された被検体の
厚さに応じて比例関係で画面上での深さ方向の表示距離
を算出する。そして、この表示長さと実際の被検体の厚
さとの比例関係において欠陥幅Ｈｄとその深さとを算出
する。

このように欠陥の大きさＨｄと位置Ｗ（深さ方向の位置
）のみこれらの数値に比例して相体的に画像表示するこ
とで、疑似的に欠陥の状態が把握できる。そこで、この
ような関係を表示するだけで専門家でない人にも欠陥と
被検体との状態を把握することができる。なお、探触子
の大きさ、試験材の大きさと欠陥・」゛法Ｈｄとは比例
関係にあっても、また、なくてもよい。そこで、キー入
力回路４の人力指示により被検体の長さ方向についても
厚さ方向に対応して実際のものと比例する関係で表示す
る機能を疑似Ｂスコープｉ＋Ｔｉ＆演算処理プログラム
７２に持たせて、相体的に実寸に合わせた表示処理をし
てもよい。

以Ｈの場合、探傷中にされる欠陥の大小、位置により、
第２図では欠陥エコー１５の高さと横軸の位置が変り、
第３図では欠陥画像１７の大きさと表示場所が変ること
になる。

このような表示状態において、第３図の疑似画像から、
第２図のＡスコープに戻すには、再び「ＣＨＡＮＧＥＪ
キーを操作することで可能となり、随時いずれの画面で
も選択できる。また、ＲＡＭ等のメモリにエコー受信信
号のデータを記憶するようにしているので、それに基づ
いてエコー高さ（ｈ）、ビーム路程（Ｗ）、欠陥の大き
さ（Ｈｄ）が算出できるので、いずれの画面においても
探傷可能とすることができる。

以上は垂直探傷法での一例であるが、次に斜角探傷法で
の例について説明する。

「斜角距離補正法」における、通常のＡスコープ画像は
、第４図のように表示される。この場合も、マイクロプ
ロセッサ５がＡスコープ画像演算処理プログラム７１を
起動することで、第２図の場合き同様にエコー１１６さ
（ｈ）、ビーム路程（Ｗ）、探触子−欠陥比ｆｉ　（Ｙ
）　、欠陥深さ（ｄｅ）、欠陥大きさ（Ｈ）が算出され
て表示される。なお、垂直探傷、斜角探傷等のｉ’ｌｅ
１定方法については、測定前にキー入力回路４において
、対応する機能キーを入力することでそれぞれモードが
選択されて装置のモードが設定される。そして、この設
定された測定モードに応じて、それぞれのＡスコープ画
像がデータ生成される。なお、測定モードは、前記のよ
うな垂直探傷法や斜角探傷法に限定されるものではない
。

さて、第４図のＡスコープ画像の表示状態において、先
に説明した場合と同様に、ｒｃＨＡＮＧＥＪキーを押下
すれば、第４図に対応して、第５図の疑似画像を表示す
ることができる。これは、第３図の場合と同様、相体的
に正しく表示されるのは、欠陥の位置と大きさだけであ
る。

この斜角探傷の場合は何回もｒ波がスキップ（反射波）
するので第５図による表示は、探傷者にとっては、非常
に有°効な情報となる。例えば、探傷中に表示されてい
る欠陥エコー１５カ、ト（７）７゜キップ（反射波）に
よるものかが、ｒｃＨＡＮＧＥＪで瞬時に知ることがで
きる。

なお、斜角探傷における傷の長さＨも次のような関数関
係となる。

ｆ　（Ｈ）＝Ｆ　（ｈ、ｗ） ただし、ｈは欠陥エコーの大きさ、Ｗは路程である。

また、どのスキップによる欠陥であるがは、表面から底
面まで斜角探傷における路程により算出される。第５図
におけるΔマークは、この場合のスキップの底面或いは
表面での反射点を示している。

以」ユ説明したきたが、実施例では、表示器はＬＣＤと
して説明したが、これはＣＲＴ等に変わっても同様であ
る。また、ＣＲＴのように、画素数の多いものであれば
、第３図、第５図は、相対的に正確な実寸法で表示する
ことができ、この発明がさらに効果あるものとなる。

実施例では、疑似Ｂスコープ画像は、被検体の厚さによ
り変化するが、第３図のような板状の被検体では、図形
の形態を固定としてそれに応じて深さと欠陥の大きさの
表示長さを算出し、かつ数値だけを被検体の厚さに応じ
て表示するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明にあっては、被検体の厚さとエ
コー受信信号の欠陥エコーの大きさとその路程とからＢ
スコープ画像を装置内部で疑似的に生成して表示する機
能を持たせることにより、通常のＡスコープ画像表示中
に、簡単な操作で、疑似的なりスコープ画像の表示が可
能となり、Ａスコープ画像で欠陥エコーを探傷中、随時
その位置を確認することができる。

その結果、誤測定を減少させることができ、超音波探傷
の知識が少な（でも、欠陥の位置や太きさを簡す１．に
Ｌ１視することができるようになり、測定作業の能率を
向−１−させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を適用した超音波探傷装
置のブロック図であり、第２図は、垂直探傷の探傷例の
ｒＡＶＧ法」によるＡスコープ画像の説明図、第３図は
、装置内部で生成するその疑似Ｂスコープ画像の説明図
、第４図は、斜角探傷の探傷例の「距離補正法」による
Ａスコープ画像の説明図、そして、第５図は、装置内部
で生成するその疑似Ｂスコープ画像の説明図である。 ■・・・超音波探傷器部、２・・・Ａ／Ｄ変換回路、３
・・・ダイヤル式数値設定回路、４・・・キー入力回路
、５・・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、６・・・Ｒ
ＡＭ回路部、７・・・ＲＯＭ、８・・・ＲＯＭインタフ
ェース、９・・・Ｒ５−２３２Ｃインタフエース、１０
・・・液晶表示器、２０・・・携帯型の超音波探傷器、
７１・・・Ａスコープ画像演算処理プログラム、７２・
・・疑似Ｂスコープ画像演算処理プログラム７３・・・
表示処理プログラム。 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体からのエコー受信信号を得て、画像処理し
   、Ａスコープ画像を表示する超音波測定装置において、
   前記被検体の厚さと前記エコー受信信号の欠陥エコーの
   大きさとその路程とからＢスコープ画像を疑似的に生成
   して表示することを特徴とする超音波測定装置。