JPH0254170A - 超音波検査の結果の分析および評価方法 - 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】 本発明は、平面またｉｌＣ局部的に実質上平らな面を有
する固体のパルスー二コ一方法による超音波検査の結果
の分析および評価方法に関するものである。材料および
溶接継ぎ目における内部欠陥の正確な位置、解釈および
大きさは重要な構造および設備の之めの安全性および適
合性に最も重要な問題である。

超音波検査技術において、材料および溶接継ぎ口円の欠
陥の位置おＬび大きさのための改善された装置、とくに
内部欠陥の容易に読み出し得る画像を発生する装を全開
発することに大きな努力がなされている。多くの装置に
おいて、これは、次いテ分析すれ、グレースケニルまた
はカラー画像としてビデオモニタ上に表示され、かつ６
気記録手段または水スプリント上に永続的に記録される
エコーデータの記憶のための電子マトリクスメモリを含
んでいるデジタル計算手段の使用により可能とされる。

従来の特許出願、ｗ０８７１０７０２０　（ルンド等〕
において、本出願人は非常に改善された精度および解像
度の鮮明さの不備（欠陥９画像を示す断面および投射図
を提供する超音波検査用装置を開示した。

前記従来の発明によれば、少なくとも１つの超音波プロ
ーブが音春ビームの中心軸線の表面上の投射を含んでい
る直線走査通路に沿って予め定めた長さの多種において
検査される置物の表面上で動かされ；位置信号発生手段
は音響ビームの連続する入射点の前記表面上の位置につ
いての情報を含んでいるデジタル信号を発生するように
なされ；超音波装置は前記プローブに、各運動券種の完
了時、固体への超音波エネルギの少なくとも１つの短か
いパルスを放出させ、かつエコーパルスの受信時、前記
パルスについてのかつ前記入射点からエコーパルスを生
じる反射点への音響通路の長さについての情報を含んで
いるデジタルエコー信号を発生するようになされており
；デジタル計算手段が設けられ、該手段は検査によって
発生されたデータ用の第１電子マトリクスメモリを含み
、前記第１マトリクスメモリは超音波プローブの走査通
路および音響ビームの中心軸線によって定義される固体
を通る断面円の長方形座標の同様な、対応する行列ネッ
トワークと関連づけられる行および列中に配置される記
憶アドレスを有しており、各記憶アドレスは前記エコー
振幅を表わすデータを記憶するようになされかつ新たな
データ項目の受信時、前記新たなデータ項目を前記記憶
アドレスに以前に記憶されｔデータ項目の合計を加える
ようＶＣなされており：第１制御手段は、前記位置信号
および前記エコーパルス信号の受信時、その中心として
前記入射点と関連づけられる記憶アドレスを有しかつそ
の半径として固体を通る音響通路の長さに対応する前記
第１マトリクスメモリ円の間隔を有する円上に置かれ次
すべての記憶アドレスにおいて前記エコー振幅を聚わ丁
データを前記第１マトリクスメモリに記憶するために設
けられ；ビデオスクリーン端子は前記超音波プローブの
走査運動を制御し、前記超音波装ｆｉｌｉ、前記デジタ
ル計算手段および前記第１制御手段の作用を制御し、か
つ前記第１マトリクスメモリに記憶されたデータから引
き出された断面画像を表示する几めに設けられ；記録手
段は前記第１マトリクスメモリに記憶されたデータの、
および前記スクリーン端末上に表示された断面画像の電
子的に読取り可能な記録を永続的に発生するｔめに設け
られ；そして印刷手段が前記スクリーン端末上に表示さ
れる画像の永続的なプリントを発生するために設けられ
る。

前記従来の発明によれば、前記超音波プローブはさらに
予め定めた間隔において多数の平行な直線走査通路に沿
って固体の表面上で動かされることができ；前記デジタ
ル計算手段はその場合にさらＶｃ、検査される物体の表
面に対して平行なまたはそれに対して直角な投射面にお
ける長方形座標の同様な、対応する行列ネットワークと
関連づけられる行および列に配置された記憶アドレスｔ
″有する少なくとも１つのさらに他のマトリクスメモリ
を含み；さらに他の制御手段はその場合に、走査通路の
長さに沿う前記超音波グローブの各運動の完了時、前記
第１マトリクスメモリの記憶アドレスから各行または列
に記憶されたデータ項目の最高の合計を読み取り、前記
さらにマトリクスメモリ円の行または列中の対応する記
憶アドレスにおいてデータ項目の前記最高合計を記憶し
、そしてゼロ値において的記憶１マトリクスメモリ円の
すべての記憶アドレスをリセットするようになされ；前
記ビデオスクリーン端末はその場合さらに前記さらに他
の制御手段の作用金側（財）し、かつ前記さらに他のマ
トリクスメモリに記憶されたデータから引き出された投
射画像を表示するようになされており；そして前記記録
手段はその場合にさらに前記さらにマトリクスメモリ内
に記憶されたデータの電子的に読取り可能な記録を永続
的に発生するようになされている。

内部欠陥の実際の位置に対応するメモリ位置でのエコー
振幅データ値の蓄積記憶を供給する前記従来発明による
装置は、実際の試験において、とくに１つの内部欠陥の
みが検査される物体内に存在する場合に、従来技術の装
置に比して断面および投射欠陥画像の品質および精度の
劇的な増大に導いた。

しかしながら、この装置は異なる意味の多数の内部欠陥
が同−断面内に存在する場合には完全には満足されなか
った。より重要な反射器の位置において交差する円形パ
ターン内に記憶された高いエコー振幅のデータ値は、正
しい方法において集合の欠陥画像を分析しかつ評価する
のを困難または不可能にさせる、より重要でない反射器
の位置において記憶された低いエコー造幅のデータ値を
覆う傾向を示す。

本発明による方法は、エコーデータ振幅値の複雑でかつ
重なり合うパターン金示す欠陥画像を発生した超音波検
査の結果を分析しかつ評価する新規でかつ満足のいく方
法全提供することにＪ：り従来技術の欠点を克服する目
的で開発された。

本発明によれば、まず、少なくとも１つの超音波プロー
ブを固体の表面上で動かし、前記プローブに予め定めら
れた時間間隔で前記固体への超音波エネルギの短いパル
スを放出指せ；超音波パルスの各放出において、前記固
体に対して一定の関係において座標の予め定め之３次元
系における入射点の対応する位置および音響ビームの中
心軸線方向についての情報を含んでいるデジタル位置信
号全発生し：エコーパルスの受信時、超音波装置Ｖｃｊ
りて、前記エコーパルスの大きさについてのおよび前記
入射点から前記エコーパルスを発生する反射点までの音
響通路の長さについての情報を含んでいるデジタルエコ
ー信号全発生し；デジタル計算手段によって、第１電子
メモリに前記エコーおよび位置信号の連続゛している値
を記憶し：調査のため検査される固体を通る断面を選択
し、該断面内に検査される固体中の座標の前記５次元系
に対して公知の関係において長方形座標の２次元系を定
義し；受信される谷エコーパルスに関して、前記断面と
その中心を音響ビームの対応する入射点に有しかつその
半径として前記入射点から前記エコーパルスを発生する
反射点までの音響通路の長さを有する球との間の円形交
差曲線を決定し：前記エコー信号をデジタル計算手段に
二って前記座標の２次元系円の対応する行列ネットワー
クと関連づけられる行および列において配置される記憶
アドレスを有する第２′ｉｌｉ、子マトリクスメモリに
記憶し、各記憶アドレスは前記エコー振幅を表わすデー
タを記憶するようＶＣなされ、かつ新九なデータ項目の
受信時、前記断面円の前記円形交差曲線に対応する前記
第２マトリクス円の円上に置かれたすべての記憶アドレ
スにおいて各エコー振幅を表すデータを記憶することｉ
ｒｃ　、ｃす％前記記憶アドレスにおいて以前に記憶さ
れたデータ項目の合計ＶＣｒＴｒＪ記新たなデータ項目
を加えるようになされており；ビデオスクリーンモニタ
によって、前記第２マトリクスメモリ内に記憶され之蓄
積データから引き出されたビデオ断面画像を表示し、検
査された固体を通って＃１１断面内に見い出された不均
等性の指示を示す工程からなる従来技術の超音波検査が
行なわれる。

本発明に工れば、次いで、デジタル計算手段によって、
選択されｆｃ想像入射点から前記超音波プローブによっ
て放出された音響パルスの形状、振幅、方向性および進
行をシミュレートするデジタル数学モデルを確立し、該
数学モデルは検査される固体中の選択された想像上の点
反射源から想像上のデジタルエコーパルス信号を発生す
ることができ、前記想像上のエコーパルス信号は該想像
上゛ノエコーパルスの振幅についてので為つ前記想像上
の入射点から前記想像上のエコーパルスを生じる前記想
像上の点反射源への音響通路の長さについての情報を含
んでおり；検査される固体中に見い出された不均等性の
前記ビデオ断面画像から、第１の不均等性の不備画像に
またはその近傍に第１画素全選択し；前記数学モデルｌ
ｃ前記選択された第１画素に対応する検査された回体中
の座標での第１の想像上の点反射源を導入し；前記数学
モデルに前記第１電子メモリ中に記憶された実際の位置
信号の組合わせの中から選択された、音響ビームの第１
の想像入射点および第１の中心軸線方向の第１の組合わ
せを導入゛シ；前記斂学モデルによって得られた想像上
のエコーパルス信号を予め定められたしきい値を超える
振幅値を有する前記第１ｔ子メモリＩｃ記憶された対応
する実際のエコーパルス信号と比較し：前記想像上のお
よび前記実際のパルス信号によって示される同一の通路
長さの場合において、前記第１電子メモリから前記実際
のエコーパルス信号を削除し；前記数学モデルｌＣ前記
第１電子メモリＰ３に記憶された音響ビームの入射点お
よび中心軸線方向のさらに他の組合わせを連続的に導入
し；前記第１の組合わせに関連して上記で開示された比
較および削除工程を繰返し：前記第１のビデオ断面画像
に関連して上記で開示されたと同じ工程を使用して、前
記第１電子メモリに記憶された残りのデータから引き出
された、前記断面に見い出された不均等性の逆転された
第２のビデオ断面画像全発生し；前記第１の不均等性の
不備画像にま次はその近傍に残っているさらに他の画素
を連続的に選択し、各選択された画素に関して、対応す
る想像上の屯反射源の前記数学モデルへの導入、前記型
１電子メモリに記憶された入射点および中心軸線方向の
組合わせの連続導入ヲ操り返し、そして各選択された組
合わせに関して、前記第１画素ＶＣ関連して上記で開示
された比較および削除が予め定められたしきい値金超え
る振幅値を有する前記第１の不均等性の不備画像に寄与
するすべてのエコー信号が当該固体の検査の間中に得ら
れたエコー信号の合計から除去されるまで、逆転された
ビデオ断面画像の前記発生および画素の前記選択を繰り
返し；逆転され之ビデオ断面画像から、検査される固体
を通る前記断面内に見い出される不均等性のさらに他の
不備画像を連続的に選択し；予め定められたしきい値を
超える振幅値を有する前記逆転された断面画像中の不備
画像に寄与するすべてのエコー信号が当該固体の検査の
間中に得られたエコー信号の全体から除去されるまで、
前記第１の不均等性に関連して上記で開示されたエコー
信号除去工程を繰り返すことからなる超音波検査の結果
を分析しかつ評価する方法が提供される。

超音波検査の間中に得られるエコー信号の合計から個々
の欠陥エコー信号の系統的な連続除去からなる１本発明
によって開示された方法にエリ、欠陥エコーデータの複
雑な力１つ重なり合うパターンの詳細の正しくかつ正雁
な分析および評価の実施が可能になった。より重要な反
射体からの主なエコー損幅データ値が電子メモリから選
択的に削除されるとき、また、検査される物体中に存在
するエリ重要でない反射体（リフレクタ〕を正しい方法
で調査することが可能となる。

本発明によれば、超音波検査によって検知される選択さ
れた個々の不均等性の分析および評価の追加の改良は、
デジタル計算手段により、実際のエコーパルス信号が第
１電子メモＩＪ　２ｈら削除されるときに、！２電子マ
トリクスメモリと同一でかつエコー振＠を表わす蓄積デ
ータを記憶するように同様になされた記憶アドレスを有
する第３電子マトリクスメモリ同に、除去の几めに選択
された画素に対応する記憶アドレスにおいて実際のエコ
ーパルス信号のピーク振幅を表わすデータを記憶シ；ソ
シてビデオスクリーンモニタによって、選択された不均
等性に排他的に関連づけられるエコー情報を示している
、前記第３マトリクスメモリに記憶された蓄積データか
ら引き出された逆転されたビデオ断面画像全表示するさ
らに他の工程によって得られることができる。

本発明によって開示された追加の工程によればさらに、
検査される物体を通る選択された斬面円のそれぞれの正
確な位置においてより重要ならびにより重要でない反射
体画像の正しい表示金倉んでいる、これまで未知の精度
および解像度の鋭さの断面欠陥画像（Ｂスキャンデイス
プレィ）全発生しかつ記録することが可能となる。

本発明によれば、超音波検査によって検知される選択さ
れた個々の不均等性の拡太さに分析おＬび評価は、予め
定められた相互の間隔において、検査される固体〔物体
〕全通池数の平行断面を選択し；各選択された断面に関
して、デジタル計算手段によって、検査された固体に見
い出され之不均等性から生ずる削除され之実際のエコー
パルス信号のピーク振＠を表わすデータ’を記憶し；検
査される固体に対して既知の関係において選択された投
射面上に少なくとも１つのビデオ投射画像を表示し、該
投射画像は平行断面に関連して記憶されたピーク振幅デ
ータの全体から引き出されているさらに他の工程によっ
て得られることができる。

本発明ＶＣよって開示されたそのようなさらに他の工程
によれば、３次元における正しくかつ精確な位置および
すべての内部不均等性の評価全許容するこれまで未知の
精度および解像度の鋭さの投射欠陥画像（Ｐスキャン平
面、ａ面および端面図デイスプレィ）を発生しかつ記録
することが可能となる。

本発明の他の目的および利点は添付図面に関連して採ら
れる以下の説明から容易に明らかとなる。

第１図は平らな表面３を有する物体２中の不均等性１の
画像を発生しかつ記録する几めの従来の超音波検査装置
を略示している。超音波プローブは走査通路５Ｖｃ沿っ
て動かされ、中心軸線６を有する音響ビーム中に物体へ
の超音波エネルギの短かいパルスを放出する。位置信号
発生手段７．８は物体に固定関係において座標（”　ｅ
　Ｙ　＋　Ｚ　）の連続入射点９の位置についての情報
を含んでいるデジタル信号を伝送するようになされてい
る。エコーパルスの受信時、超音波装置１１０はエコー
パルスの去１陽についてのかつ入射点９から反射点１へ
の音響通路１１の長さについての情報を含んでいるデジ
タルエコー信号を発生する。

連続している位置およびエコーパルス信号に検査ＶＣよ
って発生されるデータ用の１またはそれ以上の電子マト
リクスメモリ１３，１９．２２，２５を含んでいるデジ
タル計算および制御手段１２に搬送される。ビデオスク
リーン瑞末１６は超音波プローブの走査運動および超音
波装置お：びデジタル計算および制御手段１２の作用金
側（財）し、かつ−ｒ）リクスメモリ１３，１９．２２
．２５ｖｃ記憶されたデータから引き出された画像を表
示する。

記録手段１７はマトリクスメモリに記憶されたデ−夕の
、およびスクリーン端末１６上に表示された画像の永続
的な、電子的に読取り可能な記録を発生するために設け
られる。印刷手段１８はスクリーン端末上に表示され念
画像の永続的な印刷を発生する丸めに設けられる。

第２図はさらに、物体２を通る断面１４の画像（８スキ
ヤンデイスプレイ）を生じるときの従来技術の検査製蓋
の作動’を略示している。マトリクスメモリ１３は断面
１４円の長方形座’ＩＡ　（ｙ　＊　ｚ　）の行２およ
び列ｙの同様な対応するネットワークと関係づけられる
行２′および列ｙ′に配置された記憶アドレス（ｙ’ｅ
ｚ’）　ｋ有している。各記憶アドレス（ｙ′、’）は
エコー振幅（ａ）全示すデータ全記憶する工うＩｃなさ
れ、かつ新比なデータ項目の受信時、同一記憶アドレス
において以前に記憶されたデータ項目の合計（Σａ）Ｖ
Ｃ＠たなデータ項目（ａ）’を加える二うになされてい
る。

デジタル計算手段１２に含まれる制御手段は。

連続する位置およびエコーパルス信号の受信時、その中
心として音響ビームの対応する入射点９と関連づけられ
る記憶アドレス（ｙ’、、ｚ’、）　ｋ有しかつその半
径として入射点９から物体円の反射不均等性への音響通
路１１の長さに対応するマトリクスメモリ１３円の間隔
１１′を有する１円１５上に置力為れ友丁べての記憶ア
ドレス（ｙ′、”）においてエコー振幅（ａ）を示すデ
ータのマトリクスメモリ１３Ｖｃおいて同時記憶の几め
に配置するようになされている。

プローブ４は連続する位ｉ１９，９ａ、９ｂ・・争９ｅ
に対して物体の表面上で動かされる。各位置に関して、
もしあるならば、各エコーパルス振幅を表わすデータは
、マトリクスメモリ１３円の対応する円１５　ｓ　１５
　ａ　＊　１５　ｂ＄　１５　ｃ　Ｖｃ沿って記憶され
る。走査運動の完了時、マトリクスメモリ円のデータ項
目の蓄積合計（Σａ）は端末１６のビデオスクリーン上
の完全な断面画像の比例デイスプレィに伝送されること
ができる。この伝送は１画（１ｊｌ濾過、コントラスト
上昇、ダレイスケールま−ｆｃはカラー表示のごときデ
ジタル画像処理の幾つかの公矧の技術の１ま′ｆｃはそ
れ以上を含むことができ、そして断面画＠は任意のデイ
スプレィしきい値２８より高いデータ項目の記憶された
合計（Σａ）のみを含むように制限される。

従来装ＲＦ−１，、本発明に関連して、物体の表面上で
のプローブ４の完全に自由な運動および回転。

および物体を通る断面１４の調査のための自由な選択を
軒容する工うに拡張されることができる。

超音波エネルギの短かいパルスは次いで予め定められた
時間間隔において放出され、そして超音波パルスの各放
出において、座標系（ｘ　ｓ　ｙ　ｅ　ｚ　）の音響ビ
ームの中心電線方向を含んでいる連続する値の位置およ
びエコーパルス信号がｉｎ子メモリ（図示せず〕内にデ
ジタル計算手段１２によって記憶される。

この後者の場合において、第２マトリクスメモリ１５内
に記憶される振幅データの各円形パターンは、もしある
ならば、断面１４と音響ビームの対応する入射点におい
てその中心を有し〃１つその半径として入射点９からエ
コーパルスを生じる反射点１への音響通路１１の長さを
有する球との間の円形交差曲線に対応する円形パターン
によって置き換えられる。

記載された従来装置はさらに、第１図に略示されたよう
な互いＩＣ直角において１またはそれ以上の投射面２０
．２３．２６上に投射欠陥画像を発生することができる
ように拡張されても良い。多数の平行な断面１４．１４
ａ、１４ｂ、１４ｃが予め定められた相互の間隔におい
て選択される。

同時に各選択された断面に関して、エコーパルス振幅を
表わすデータに上述されかつ第２図に略示されたような
マトリクスメモリ１３内に記憶される。デジタル計算手
段１２に含まれるさらに他の制御手段は次いで各行２′
および列ｙ′に記憶されたデータ項目の最高の合計（（
２＞）。ａｘ）　２９　、３ｏ　２メモリ１３から読み
取り、これらのデータ項目の最高の合計２９．５０ｆｆ
１またはそれ以上の他のマトリクスメモリ１９，２２．
２５の適にな行２１．２１ａ、２１ｂ、２にｔ７ｔｉｊ
列２４゜２４ａ、２４ｂ、２４ｃ円の対応する記憶アド
レスに伝送するようになされており、各メモリは選択さ
れた投射面２０．２３．２６ｖｃ関連づけられそしてメ
モリ１３円のすべての記憶アドレスをゼロ値にリセット
するようになされている。スクリーン端末１６、記録手
段１７および印刷手段１８は次いで各マトリクスメモリ
１９，２２．２５ＶＣ記憶されｔデータから引き出され
た投射欠陥画像を表示し、記録しかつ印刷するようにな
されている。

上述された超音波検査用の従来技術は実際に、とくＶＣ
第２図に示された場合において、１つのみの内部欠陥が
検査される物体中に存在するとき、および欠陥画像が適
当に高い表示しきい限界２８を超える振幅データ値から
のみ引き出されるとき断面および投射欠陥画像の改善さ
れた品質および精度を導いた。

し〃）シながら、この装置は異なる意味の多敬の内部欠
陥が同一断面ＦＥ３ＶＣ存在する場合に完全に満足する
ものではなで為った。このような場合の例が第３図に示
された。この場合に、マトリクスメモリ１３は検査され
る物体を通る同−断面円の３つの異なる不均等性の存在
により、記憶蓄積された振幅データの複雑なパターンを
含んでいる。より重要な反射器（リフレクタ）の位置３
１ｖｃおいて交差する円形パターン内に記憶された高い
エコー振幅データ値は２つのエリ重要でない反射器の位
ｆ１５２．５５ＩＣおいて記憶されるエリ低いエコー振
幅データＭを覆う傾向を示す。この傾向はマトリクスメ
モリ１３の行２′に記憶された振幅データの最高合計（
ＯＥｘ）ｍａ工）を示す曲線３４、およびマトリクスメ
モリ１３の列ｙ′に記憶された振幅データの最高合計（
（ム）。、ρを示す曲線５５によって同様により明瞭に
示される。表示しきい限が２８が選択されるならば、２
つのより重要でない反射器の満足のいく画像全発生する
ことはできない。

このような場合において、従来方法によっては正しい方
法において集合の欠陥画像を分析しかつ評価することは
困難または不可能であり、そして本発明の目的は、この
ような複雑なかつ重なり合うエコー振幅データ値を示す
欠陥〔予備９画像を発生した超音波検査の結果全分析し
かつ評価する新規なｐつ満足のいく方法全提供すること
にある。

本発明方法の第１工程は、デジタル計算手段に工って、
ｑ勿体２の表面３上の選択された想像上の入射点から超
音波プローブ４ｖｃ工って放出された音響ビームの形状
、振幅、方向性および進行をシミ、：Ｌ　Ｌ／　−トす
る補助的なデジタル数学モデル全確立することにある。

この数学モデルはさらに物体２の内部の選択された点反
射源からの想像上のエコーパルス信号全発生できねばな
らず、そしてエコーパルス信号は想像上のエコーパルス
の像幅についてのかつ想像上の入射点から想像上のエコ
ーパルスを発生する想像上の点反射源への音響通路の長
さについての情報を含まねばならない。

この種のデジタル数学モデルの確立は全体として超音波
検査の技術およびコンピュータプログラミングの技術に
熟練した者の分野である。この種のモデルは、要求され
る精度に依存して幾つかの異なる方法において、簡単化
された一般の仮定条件に基礎上置いた全く簡単なモデル
刀為ら、超音波の速度、周波数、減衰および分散損失等
に関するたつ検査に使用される超音波プローブの特別な
特性に関するあらゆる公知の要因を考慮する正確な測定
および特別な仮定条件に基礎金量いた非常に複雑なモデ
ルに設計されることができる。

第３図に示した例を参照して、本発明の方法は次いで以
下の方法で行なわれる。

第２のマトリクスメモリ１３の記憶パターンに比例する
ビデオ断面画像から、第１の画素は位置３１において不
均等性の欠陥画像においてまたはその近傍に選択され、
そして想像上の点反射源は選択された画素に対応する物
体２円の座標（ｘ。

ｙ、ｚ）ＶＣおいて数学モデルに導入される。同時に、
音響ビームの想像上の入射点および中心軸線方向の第１
の組合わせが第１電子メモリに記憶された実際の位置信
号の組合せから選択された、数学モデルに導入される。

数学モデルによって発生された想像上のエコーパルス信
号は次いで予め定めた雑音しきい値を超える振幅値を有
する第１電子メモリ内に記憶された対応する実際のエコ
ーパルス信号と比較され。

そして同一通路長さが想像上のおよび実際のエコーパル
ス信号によって指示されるならば１次いで実際のエコー
パルス信号は第１電子メモリから削除される。

選択された想像上の点反射源を保持して、第１電子メモ
リ内に記憶される入射点および中心軸線方向のさらに他
の組合せのすべてが次いで連続して数学モデルに導入さ
れ、そして各選択されｆｃ組合せに関して、比較および
削除工程が選択された第１の組合せに関連して上述され
たように行なわれる。

逆転されたビデオ断面画像が次に発生され、第１電子メ
モリに記憶された残りのデータによって発生される第２
マトリクスメモリ１３内に逆転された記憶パターンから
引き出される。この逆転された画像は次いで、位置３１
において交差する１まｆｃはそれ以上の円形記憶パター
ンが今や画像から除去されていることを示す。

逆転されたビデオ断面画像において、次に、位置３１Ｖ
ｃおいてま之はその近傍で、同時にさらに他、の画素を
選択するこ七ができ、各画素に関して選択され第１画素
、および逆転されたビデオ断面画像の表示に関連して上
述された除去工程を繰り返す。

位置３１において交差するすべての円形記憶パターンが
除去されたとき、第２マトリクスメモリ１３円の残りの
記憶パターンおよび対応する逆転され交ビデオ断面画像
が今や第４図に略示されるように現われる。位置３２お
よび３３において交差する円形記憶パターンは上述され
７ｔ　［去工程の間中そのま筐にして置かれ、そして対
応するより重要でない反射器は５１でより重要な反射器
に関連づけられる高いエコー振幅データＶＣ二ってもは
や覆われない。これは、マトリクスメモリ１６の行２′
に記憶された振幅データの最高合計（（心入い工）を示
す曲線３６．およびマトリクスメモリ１５の列ｙ／　Ｋ
記憶される振幅データの最高の合計（（Ｅ＝）□工）を
示す曲線５７によってより明瞭に示される。

今や、位置３１において第１の選択された不均等性に関
連して上述されたような同一のエコー信号除去工程を使
用する１位置３２および５５ＶＣおいて交差する円形記
憶パターンの連続除去により分析全継続することができ
、そして分析はこの方法において、予め定められｔ雑音
しきい値を超える振幅値を有するビデオ断面画像円の欠
陥画像に寄与するすべてのエコー信号が物体の除去の間
中得られたエコー信号の合計から除去されるまで継続さ
れることができる。

本発明Ｖｃよれば１分析および評価方法はさらに以下の
方法において拡張されることができる。

実際のエコーパルス信号が上述された除去工程の間中第
１１！子メモリから削除されるごとに、削減されたエコ
ーパルス信号のピーク振幅（ａ、）　？示すデータは第
２マトリクスメモリ１３と同一でかつエコー振幅を示す
蓄積データを記憶するようＶＣ向様ｖｃなされた記憶ア
ドレス（ｙ’＊ｚ’）を有する第１電子マトリクスメモ
リ３８Ｆ３に１．除去の几め選択された画素に対応する
記憶アト°レスにおいて記憶される。検査される物体を
通る選択された断面内に見い出される１またはそれ以上
の不均等性に関連する除去工程が終了されるとき、新ｆ
ｃなビデオ断面画像が第３マトリクスメモリ３８に記憶
された蓄積データ（Σａ　ｐ　）　　から引き出されて
表示されることができる。

得度、第３図２工び第４図に示し比例を参照して、今、
位１［３１，３２および３３で交差する第２マトリクス
メモリ１３のすべての円形ｄピ憶パターンが上述のとと
（Ｉｃ除去されたと仮定される。

第３マトリクスメモリ３８円の蓄積ピーク振幅データ（
Σａ　ｐ　）　　の結果として生じる記憶パターンおよ
び比例するビデオ断面画像は第５図に略示されるように
現われる。

より明らかであることは、物体を通る選択された断面円
の不均等性の実際の位置に対応する位置３１’、３２’
および５３′でのまたはそれらの近傍での雑音の完全な
除去およびピーク擾幅データの排他的な記憶が本発明に
よる分析方法によって発生される欠陥画像の品質および
精変の劇的な改善に至つ几ということである。この改善
は同様に、第３マトリクスメモリ３８の行２＃に記憶さ
れたピーク振幅データの最高の合計（（ｂｐ）。ａ工）
を示す曲＠３９．および第３マトリクスメモリ３８の列
ｙ′に記憶されたピーク振幅データの最高の合計（（１
／’ｐ’ｎ＋ａｘ’　　を示す曲＠４０によってより明
瞭に示される。

本発明によれば、分析および評価方法はさらに以下の方
法において拡張されることができる。

多数の平行断面１４，１４ａ、１４ｂ、１４ｃは予め定
めた相互の間隔において選択される。同時に各選択され
た断面に関して、エコーパルス信号除去およびエコーピ
ーク振福記憶工程がまず上述のごとく行なわれ、第３マ
トリクスメモリ３８内に記載されたようなピーク振幅デ
ータ記憶パターンを生じる。上述し之従来装置および工
程を使用して、各行ｚ′および列ｙ　＃に記憶されたピ
ーク振幅データの最高合計（（Ｄｐ）ｍａ工〕　は次い
で１ま几はそれ以上の電子マトリクスメモリ１９，２２
゜２５円の適宜な行まｔは列（ｘ　＃　、　ｙ　’　、
　Ｚ　＃）円の対応する記憶アドレスに伝送され、各メ
モリは選択され之投射面２０，２５．２６と関連づけら
れ、そして第３マトリクスメモリ３８円のすべての記憶
アドレスはゼロ値にリセットされる。これらの工程が選
択された断面１４，１４ａ、１４ｂ。

１４ｃすべてに関して行なわれたとき、対応するマトリ
クスメモリ１９，２２．２５に記憶されたピーク振幅デ
ータの合計から引色用された。１またはそれ以上のビデ
オ投射画像全表示することができる。

明らかなことに、第３マトリクスメモリ３８に記憶され
た蓄積ピーク振幅データから引き出されるビデオ投射画
像が３次元において同様に改善された欠陥の分析および
評価を許容する対応して改善された欠陥画像を示すとい
うことである。

実際において、従来の超音波検査は多数の入射点９から
かつ音響ビームの中心軸線６の幾つかの異なる方向ｖｃ
訃いて物体２のｌ７３Ｎの完全な走査の間中得られ几連
続する位置およびエコーパルス信号の合計の永続的な、
電子的に読取り可能な記録を発生する軽量手持ち式装置
によって通常その場所で行なわれる。本発明による方法
によっての記憶さ・れたデータの最終的な分析および評
価は次いテ標準のバーンナルコンピュータ装置によって
より遅い時間でかつ自由に選択し得る雑音および表示し
きい値限界で後処理工程として行なわれることができる
。

理解されることは、記載された方法の幾つかの変更およ
び変化が本発明の新規な概念の精神および範囲から逸脱
することなく適用されることができるということである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の背景を構成する。従来の超音波検査
装置を部分的に等角図としてかつ部分的にブロック図と
して示す概略図、 第２図は第１図の従来装置による断面画像（８スキヤン
デイスプレイ〕の発生および記憶を示す概略図。 第３図は第１図の従来装置によって発生された第２断面
画像の記憶および表示を示す概略図、第４図は本発明に
よる方法ＶＣよっての部分分析後の箒３図の断面画像の
記憶および表示の概略図、第５図は本発明ｉを（よる方
法ｉｃｊつての完全な分析後の第４図の断面画像の記憶
および表示の概略図である。 図中、符号１は超音波検査装置、２は物体（固体）、３
は平面、４はｒＷｉ音波プローブ、５は走査通路、６は
中心軸線、７，８は位置信号発生手段、９は入射点、１
０は超音波装置、１１は音響通路、１２はデジタル計算
手段、１３，１９，２２，２５は電子マトリクスメモリ
、１６はビデオスクリーン端末、１７は記銭手段、１４
は断面、２０，２３゜２６は投射面、２９．３０はデー
タ項目、３８は第３マトリクスメモリ、３９，４０１−
ｊ：ピーク振幅データｓ　Ｉｔ　Ｙ　Ｚ”′、”　’は
記憶アドレスである。 代理人　弁理士　佐　々　木　清　隆 （外３名〕 ｈθ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）平面または局部的に実質上平らな表面を有する固
   体のパルス−エコー方法による超音波検査の結果の分析
   および評価方法において、 ａ、少なくとも１つの超音波プローブを固体の表面上で
   動かし、前記プローブに予め定められた時間間隔で前記
   固体への超音波エネルギの短いパルスを放出指せ、 ｂ、超音波パルスの各放出において、前記固体に対して
   一定の関係において座標の予め定めた３次元系における
   入射点の対応する位置および音響ビームの中心軸線方向
   についての情報を含んでいるデジタル位置信号を発生し
   、 ｃ、エコーパルスの受信時、超音波装置によつて前記エ
   コーパルスの大きさについてのおよび前記入射点から前
   記エコーパルスを発生する反射点までの音響通路の長さ
   についての情報を含んでいるデジタルエコー信号を発生
   し、 ｄ、デジタル計算手段によつて、第１電子メモリに前記
   エコーおよび位置信号の連続している値を記憶し、 ｅ、調査のため検査される固体を通る断面を選択し、該
   断面内に検査される固体中の座標の前記３次元系に対し
   て公知の関係において長方形座標の２次元系を定義し、 ｆ、受信される各エコーパルスに関して、前記断面とそ
   の中心を音響ビームの対応する入射点に有しかつその半
   径として前記入射点から前記エコーパルスを発生する反
   射点までの音響通路の長さを有する球との間の円形交差
   曲線を決定し、 ｇ、前記エコー信号をデジタル計算手段によつて前記座
   標の２次元系内の対応する行列ネットワークと関連づけ
   られる行および列において配置される記憶アドレスを有
   する第２電子マトリクスメモリに記憶し、各記憶アドレ
   スは前記エコー振幅を表すデータを記憶するようになさ
   れ、かつ新たなデータ項目の受信時、前記断面内の前記
   円形交差曲線に対応する前記第２マトリクスメモリ円の
   円上に置かれたすべての記憶アドレスにおいて各エコー
   振幅を表すデータを記憶することにより、前記記憶アド
   レスにおいて以前に記憶されたデータ項目の合計に前記
   新たなデータ項目を加えるようになされており、 ｈ、ビデオスクリーンモニタによつて、前記第２マトリ
   クス円に記憶された蓄積データから引き出されたビデオ
   断面画像を表示し、検査された固体を通つて前記断面内
   に見い出された不均等性の指示を示し、 ｉ、デジタル計算手段によつて選択された想像入射点か
   ら前記超音波プローブによつて放出された音響パルスの
   形状、振幅、方向性および進行をシミユレートするデジ
   タル数学モデルを確立し、該数学モデルは検査される固
   体中の選択された想像上の点反射源から想像上のデジタ
   ルエコーパルス信号を発生することができ、前記想像上
   のエコーパルス信号は該想像上のエコーパルスの振幅に
   ついてのかつ前記想像上の入射点から前記想像上のエコ
   ーパルスを生じる前記想像上の点反射源への音響通路の
   長さについての情報を含んでいる工程からなる超音波検
   査の結果の分析および評価方法において、 ｊ、検査される固体中に見い出された不均等性の前記ビ
   デオ断面画像から、第１の不均等性の不備画像にまたは
   その近傍に第１画素を選択し、 ｋ、前記数学モデルに前記選択された第１画素に対応す
   る検査された固体中の座標での第１の想像上の点反射源
   を導入し、 ｌ、前記数学モデルに前記第１電子メモリ中に記憶され
   た実際の位置信号の組合わせの中から選択された、音響
   ビームの第１の想像入射点および第１の中心軸線方向の
   第１の組合わせを導入し、 ｍ、前記数学モデルによつて得られた想像上のエコーパ
   ルス信号を予め定められたしきい値を超える振幅値を有
   する前記第１電子メモリに記憶された対応する実際のエ
   コーパルス信号と比較し、 ｎ、前記想像上のおよび前記実際のパルス信号によつて
   示される同一の通路長さの場合において、前記第１電子
   メモリから前記実際のエコーパルス信号を削除し、 ｏ、前記数学モデルに前記第１電子メモリ内に記憶され
   た音響ビームの入射点および中心軸線方向のさらに他の
   組合わせを連続的に導入し、 ｐ、各選択された組合わせのために、前記第１の組合わ
   せに関連して上記で開示された工程ｍ、およびｎを繰り
   返し、 ｑ、前記第１のビデオ断面画像に関連して上記で開示さ
   れた工程ｆ、ｇおよびｈを繰り返すことにより、前記第
   １電子メモリに記憶された残りのデータから引き出され
   た、前記断面に見い出された不均等性の逆転された第２
   のビデオ断面画像を発生し、 ｒ、前記第１の不均等性の不備画像にまたはその近傍に
   残っているさらに他の画素を連続的に選択し、 ｓ、各選択された画素に関して、予め定められたしきい
   値を超える振幅値を有する前記第１の不均等性の不備画
   像に寄与するすべてのエコー信号が当該固体の検査の間
   中に得られたエコー信号の合計から除去されるまで、前
   記第１画素に関連して上記に開示された工程ｋ、ｌ、ｍ
   、ｎ、ｏ、ｐおよびｑを繰り返し、 ｔ、逆転されたビデオ断面画像から、検査される固体を
   通る前記断面内に見い出される不均等性のさらに他の不
   備画像を連続的に選択し、 ｕ、予め定められたしきい値を超える振幅値を有する前
   記逆転された断面画像中の不備画像に寄与するすべての
   エコー信号が当該固体の検査の間中に得られたエコー信
   号の全体から除去されるまで工程ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、
   ｏ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓおよびｔを繰り返すことを特徴とす
   る超音波検査の結果の分析および評価方法。 （２）検査される固体を通る選択された断面内に見い出
   される少なくとも１つの選択された不均等性に関して、 ｖ、デジタル計算手段により、実際のエコーパルス信号
   が前記第１電子メモリから削除される時に前記第２電子
   マトリクスメモリと同一でかつエコー振幅を表わす蓄積
   データを記憶するように同様になされた記憶アドレスを
   有する第３電子マトリクスメモリ内に、除去のために選
   択された画素に対応する記憶アドレスにおいて前記実際
   のエコーパルス信号のピーク振幅を表わすデータを記憶
   し、 ｗ、ビデオスクリーンモニタによつて、前記選択された
   不均等性に排他的に関連づけられエコー情報を示してい
   る、前記第３マトリクスメモリに記憶された蓄積データ
   から引き出された逆転されたビデオ断面画像を表示する
   工程からなることを特徴とする請求項１に記載の超音波
   検査の結果の分析および評価方法。 （８）ｘ、予め定められた相互の間隔において、検査さ
   れる固体を通る他数の平行断面を選択し、 ｙ、各選択された断面に関して、デジタル計算手段によ
   つて、検査された固体に見い出された不均等性から生ず
   る削除された実際のエコーパルス信号のピーク振幅を表
   わすデータを記憶し、 ｚ、検査される固体に対して既知の関係において選択さ
   れた投射面上に少なくとも１つのビデオ投射画像を表示
   し、前記投射画像は前記平行断面に関連して記憶された
   ピーク振幅データの全体から引き出されている工程から
   なることを特徴とする請求項２に記載の超音波検査の結
   果の分析および評価方法。