JPH0373885A - 超音波法を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置 - Google Patents
超音波法を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置Info
- Publication number
- JPH0373885A JPH0373885A JP1209956A JP20995689A JPH0373885A JP H0373885 A JPH0373885 A JP H0373885A JP 1209956 A JP1209956 A JP 1209956A JP 20995689 A JP20995689 A JP 20995689A JP H0373885 A JPH0373885 A JP H0373885A
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- ultrasonic
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- transmitting
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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。
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］
本発明はアレイセンサの超音波法にハード、ソフトの改
良技術を追加して１例えば、地Ｍ、金属構造物等の多層
構造の内部に存在する物体を精度よく探知する超音波法
を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置に
関するものである。
良技術を追加して１例えば、地Ｍ、金属構造物等の多層
構造の内部に存在する物体を精度よく探知する超音波法
を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置に
関するものである。
［従来の技術］
第６図は従来のアレイセンサによる多層構造の測定方法
を示す、第６図中、６１は超音波送信用アレイセンサ、
６２は超音波受信用センサ、６３は送信用、受信用コー
ド、６４は位相制御回路を有する送信回路、６５は受信
回路％６６は表示部。
を示す、第６図中、６１は超音波送信用アレイセンサ、
６２は超音波受信用センサ、６３は送信用、受信用コー
ド、６４は位相制御回路を有する送信回路、６５は受信
回路％６６は表示部。
６７は地表面、６８は界面、６９は一定の点を狙ってア
レイセンサから出した超音波、７０は超音波６９が実際
に進行するルート％７１は本来狙いたい一定の点、７２
は実際の超音波が集まる範囲である。即ち、複数の超音
波送信用アレイセンサ６１は目的物に対向して設けられ
、各超音波送信用アレイセンサ６１は位相制御回路を有
する送信回路６４に接続される。超音波受信用センサ６
２は目的物に対向して設けられ、この超音波受信用セン
サ６２は受信回路６５に接続される。この受信回路６５
は表示部６６に接続されると共に前記位相制御回路を有
する送信回路６４に接続される従来のアレイセンサの技
術では、アレイセンサ６１から位相を制御した超音波パ
ルスを送信することによって、一定の方向あるいは一点
に向かって超音改ヲ出す方法を採用している。しかし、
第６図に示すごとく、この方法では複雑な構造の物体の
場合は、その内部の各層ごとに密度、ヤング率が異なる
ため、内部が均一であると仮定して位相を制御して超音
波を送信しても、内部の層の境界面６８て超音波は直進
せず、ある角度だけ曲がる。従って、目的とする方向あ
るいは目的とする一点７１に向かって超音波を送信する
ことはできず、範囲７２に幅広く集まるため、受信信号
のいが低いという欠点があった。このため結果的に、ア
レイセンサの用いた効果が必ずしも充分に発揮されてい
なかった。
レイセンサから出した超音波、７０は超音波６９が実際
に進行するルート％７１は本来狙いたい一定の点、７２
は実際の超音波が集まる範囲である。即ち、複数の超音
波送信用アレイセンサ６１は目的物に対向して設けられ
、各超音波送信用アレイセンサ６１は位相制御回路を有
する送信回路６４に接続される。超音波受信用センサ６
２は目的物に対向して設けられ、この超音波受信用セン
サ６２は受信回路６５に接続される。この受信回路６５
は表示部６６に接続されると共に前記位相制御回路を有
する送信回路６４に接続される従来のアレイセンサの技
術では、アレイセンサ６１から位相を制御した超音波パ
ルスを送信することによって、一定の方向あるいは一点
に向かって超音改ヲ出す方法を採用している。しかし、
第６図に示すごとく、この方法では複雑な構造の物体の
場合は、その内部の各層ごとに密度、ヤング率が異なる
ため、内部が均一であると仮定して位相を制御して超音
波を送信しても、内部の層の境界面６８て超音波は直進
せず、ある角度だけ曲がる。従って、目的とする方向あ
るいは目的とする一点７１に向かって超音波を送信する
ことはできず、範囲７２に幅広く集まるため、受信信号
のいが低いという欠点があった。このため結果的に、ア
レイセンサの用いた効果が必ずしも充分に発揮されてい
なかった。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので。
アレイセンサの超音波法にハード、ソフトの改良技術を
追加することによシ、多層構造の内部に存在する物体を
精度よく探知し得る超音波法を用いた多層構造の内部物
体の探知方法及び探知装置を提供することを目的とする
。
追加することによシ、多層構造の内部に存在する物体を
精度よく探知し得る超音波法を用いた多層構造の内部物
体の探知方法及び探知装置を提供することを目的とする
。
［課題を解決するための手段と作用コ
本発明は上記目的を達成するために、アレイセンサを用
いた超音波法にかいて、位相を制御することによって内
部の一点に向かって超音波を送信し内部からの反射波を
受信する時、目的とする一点からの反射波のみの周波数
分布を求め、その周波数分布の半価幅が最小になるよう
に、アレイセンサの位相を制御することによう、従来よ
シも精度よく多層構造の内部に存在する物体を検出する
ものである。
いた超音波法にかいて、位相を制御することによって内
部の一点に向かって超音波を送信し内部からの反射波を
受信する時、目的とする一点からの反射波のみの周波数
分布を求め、その周波数分布の半価幅が最小になるよう
に、アレイセンサの位相を制御することによう、従来よ
シも精度よく多層構造の内部に存在する物体を検出する
ものである。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示す、第１図中、１は超音
波送信用アレイセンサ、２は反射波を受信する超音波受
信用センサ、３は送信用、受信用コード、４はアレイセ
ンサから位相を制御した超音波を送信する位相制御回路
を有する送信回路、５は受信回路、６は表示部、７は受
信波形の中の目的とする物体からの反射波の周波数解析
及び周波数分布の半価幅演算ならびに半価幅の最小値演
算を行う信号処理部、８は位相設定条件を幅広く設ける
位相条件設定回路、９はアレイセンサから出た超音波、
１０は反射して受信センサで受信される超音波、１１は
地表面％１２は界面、１３は超音波が集中する点である
。
波送信用アレイセンサ、２は反射波を受信する超音波受
信用センサ、３は送信用、受信用コード、４はアレイセ
ンサから位相を制御した超音波を送信する位相制御回路
を有する送信回路、５は受信回路、６は表示部、７は受
信波形の中の目的とする物体からの反射波の周波数解析
及び周波数分布の半価幅演算ならびに半価幅の最小値演
算を行う信号処理部、８は位相設定条件を幅広く設ける
位相条件設定回路、９はアレイセンサから出た超音波、
１０は反射して受信センサで受信される超音波、１１は
地表面％１２は界面、１３は超音波が集中する点である
。
複数の超音波送信用アレイセンサ１は目的物に対向して
設けられ、各超音波送信用アレイセンサ１は位相制御回
路を有する送信回路４に接続される。この位相制御回路
を有する送信回路４には位相条件設定回路８が接続され
る。超音波受信用セｙす２は目的物に対向して設けられ
、この超音波受信用センサ２は受信回路５に接続される
。この受信回路５は周波数解析及び半価幅演算等を行う
信号処理部７ｔ−介して表示部６に接続されると共に前
記位相制御回路を有する送信回路４に接続される。
設けられ、各超音波送信用アレイセンサ１は位相制御回
路を有する送信回路４に接続される。この位相制御回路
を有する送信回路４には位相条件設定回路８が接続され
る。超音波受信用セｙす２は目的物に対向して設けられ
、この超音波受信用センサ２は受信回路５に接続される
。この受信回路５は周波数解析及び半価幅演算等を行う
信号処理部７ｔ−介して表示部６に接続されると共に前
記位相制御回路を有する送信回路４に接続される。
即ち、まず、従来のアレイセンサ技術と同様アレイセン
サ１から位相を制御した超音波を目的とする内部の一点
に向かって送信する。内部が多層構造の場合は、超音波
はｒ−の境界面１２で直進せず、ある角度だけ曲がって
しまう。このため、実際の超音波は、目的とする一点に
集中することなく、アレイセンサを採用した効果が殆ど
発揮されないこととなる。この時、目的とする物体から
の反射波はセ／す２で受信された受信波形のある時間軸
上で観測されるはずではあるが、波形そのものは必ずし
も目的とする物体からの情報を充分に含んでいない。
サ１から位相を制御した超音波を目的とする内部の一点
に向かって送信する。内部が多層構造の場合は、超音波
はｒ−の境界面１２で直進せず、ある角度だけ曲がって
しまう。このため、実際の超音波は、目的とする一点に
集中することなく、アレイセンサを採用した効果が殆ど
発揮されないこととなる。この時、目的とする物体から
の反射波はセ／す２で受信された受信波形のある時間軸
上で観測されるはずではあるが、波形そのものは必ずし
も目的とする物体からの情報を充分に含んでいない。
第１図はこれを解決するための手順を示したものである
。１ず、位相条件設定回路８によシ位相設定条件を幅広
くもうける。例えば、アレイセンサ１を形成する個別の
２つの素子の位相差が実時間で５ｍ５ｅｃが最適と予想
される目標に対して１位相差ｔ−４，０、４，１、４，
２・・・４．９ 、５．０ 、５．１・・・５．９゜６
、０ ｍｓ＠ｃと種々の位相差を設けてカく、他のアレ
イセンサ１についても、これと同様に幅広い位相条件を
設けてかく。まず、位相差４．０ ｍｓｅの場合に相当
した条件で、超音波を送信しその受信波形をとる。第２
図にその受信波形の例を示す、この受信波形のうち、目
的とする点近傍からの信号のみを抽出する。この波形の
周波数解析を信号処理部７で行う。その結果の例全第３
図に示す、さらに第３図に示した半価幅Ｗを求める。こ
れを全位相条件について実施すると、それぞれの位相条
件について半価幅ｗ２求めることができる。第４図に位
相設定条件を変えた場合の半価ｆＦ！ＡＷの挙動を示す
。実際の測定ではこの条件のうち、目的とする点に最も
焦点があった場合がある。その場合には受信波形は最も
大きいので、半価幅Ｗは最小となる（第４図のＡ点） 第５図に、従来の位相条件を単純に設定した結果と本発
明を用いた場合の結果を比較して示す。
。１ず、位相条件設定回路８によシ位相設定条件を幅広
くもうける。例えば、アレイセンサ１を形成する個別の
２つの素子の位相差が実時間で５ｍ５ｅｃが最適と予想
される目標に対して１位相差ｔ−４，０、４，１、４，
２・・・４．９ 、５．０ 、５．１・・・５．９゜６
、０ ｍｓ＠ｃと種々の位相差を設けてカく、他のアレ
イセンサ１についても、これと同様に幅広い位相条件を
設けてかく。まず、位相差４．０ ｍｓｅの場合に相当
した条件で、超音波を送信しその受信波形をとる。第２
図にその受信波形の例を示す、この受信波形のうち、目
的とする点近傍からの信号のみを抽出する。この波形の
周波数解析を信号処理部７で行う。その結果の例全第３
図に示す、さらに第３図に示した半価幅Ｗを求める。こ
れを全位相条件について実施すると、それぞれの位相条
件について半価幅ｗ２求めることができる。第４図に位
相設定条件を変えた場合の半価ｆＦ！ＡＷの挙動を示す
。実際の測定ではこの条件のうち、目的とする点に最も
焦点があった場合がある。その場合には受信波形は最も
大きいので、半価幅Ｗは最小となる（第４図のＡ点） 第５図に、従来の位相条件を単純に設定した結果と本発
明を用いた場合の結果を比較して示す。
（＆）は実際の地層断面、（ｂ）は従来の７エーズドア
レイセ／すによる表示結果、（ｃ）は本発明による表示
結果である。５１は地表面、５２，５３．５４は種類の
異なる土である１本発明の技術では従来の技術に比較し
、反射波の存在する範囲が正確で、かつその振幅値は大
きい、従って、従来ようも正確に多層構造の内部に存在
する物体を検出できる。
レイセ／すによる表示結果、（ｃ）は本発明による表示
結果である。５１は地表面、５２，５３．５４は種類の
異なる土である１本発明の技術では従来の技術に比較し
、反射波の存在する範囲が正確で、かつその振幅値は大
きい、従って、従来ようも正確に多層構造の内部に存在
する物体を検出できる。
［発明の効果コ
以上述べたように、アレイセンサの位相設定条件を種々
変化させ、その時の受信波形の中の目的とする物体から
の反射波を周波数解析を行いその半価幅の最小にするよ
うな位相条件を選択することによって、従来よりも精度
よく多層構造の内部に存在する物体を検出できる。
変化させ、その時の受信波形の中の目的とする物体から
の反射波を周波数解析を行いその半価幅の最小にするよ
うな位相条件を選択することによって、従来よりも精度
よく多層構造の内部に存在する物体を検出できる。
第１図は本発明を用いた一実施例を示す構成説明図、第
２図は本発明′に係る受信用センサで受信された波形の
一例を示す図、第３図は本発明に係る目的とする点近傍
の受信信号の周波数解析結果の一例を示す図、第４図は
本発明に係る位相差を変えた時の半価幅の変化の一例を
示す図、第５図は従来の７二−ズドアレイセンサによる
表示結果と本発明による表示結果の一例を示す図、第６
図は従来のアレイセンサによる多層構造の測定方法を示
す構成説明図である。 １・・・超音波送信用アレイセンサ、２・・・超音波受
信用センサ、３・・・送信用、受信用コード、４・・・
位相制御回路を有する送信回路、５・・・受信回Ｍ、６
・・・表示部、７・・・信号処理部（周波数解析、半価
幅演算）、８・・・位相条件設定回路、９・・・アレイ
センサから出た超音波、１０・・・反射して受信セ／す
で受信される超音波、１１・・・地表面、１２・・・界
面。 １３・・・超音波が集中する点。 時間（ｍｓｅｃ） 第２図 受信波形
２図は本発明′に係る受信用センサで受信された波形の
一例を示す図、第３図は本発明に係る目的とする点近傍
の受信信号の周波数解析結果の一例を示す図、第４図は
本発明に係る位相差を変えた時の半価幅の変化の一例を
示す図、第５図は従来の７二−ズドアレイセンサによる
表示結果と本発明による表示結果の一例を示す図、第６
図は従来のアレイセンサによる多層構造の測定方法を示
す構成説明図である。 １・・・超音波送信用アレイセンサ、２・・・超音波受
信用センサ、３・・・送信用、受信用コード、４・・・
位相制御回路を有する送信回路、５・・・受信回Ｍ、６
・・・表示部、７・・・信号処理部（周波数解析、半価
幅演算）、８・・・位相条件設定回路、９・・・アレイ
センサから出た超音波、１０・・・反射して受信セ／す
で受信される超音波、１１・・・地表面、１２・・・界
面。 １３・・・超音波が集中する点。 時間（ｍｓｅｃ） 第２図 受信波形
Claims (2)
- （１）アレイセンサを用いた超音波法において、位相を
制御することによって内部の一点に向かって超音波を送
信し内部からの反射波を受信する時、目的とする一点か
らの反射波のみの周波数分布を求め、その周波数分布の
半価幅が最小になるように、アレイセンサの位相を制御
することを特徴とする超音波法を用いた多層構造の内部
物体の探知方法。 - （２）複数の超音波送信用アレイセンサと、このアレイ
センサから位相を制御した超音波を送信する位相制御回
路を有する送信回路と、この位相制御回路を有する送信
回路の位相設定条件を幅広く設ける位相条件設定回路と
、前記アレイセンサから送信した超音波の反射波を受信
する超音波受信用センサ及び受信回路と、この受信回路
からの受信波形の中の目的とする物体からの反射波の周
波数解析及び周波数分布の半価幅演算ならびに半価幅の
最小値演算を行う信号処理部と、この信号処理部の処理
結果を表示する表示部とを具備することを特徴とする超
音波法を用いた多層構造の内部物体の探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209956A JPH0373885A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 超音波法を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209956A JPH0373885A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 超音波法を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0373885A true JPH0373885A (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=16581452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209956A Pending JPH0373885A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 超音波法を用いた多層構造の内部物体の探知方法及び探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0373885A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003023449A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Concentrating seismic energy in a selected target point in an underground formation |
| JP2007111624A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 脱臭装置 |
-
1989
- 1989-08-14 JP JP1209956A patent/JPH0373885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003023449A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Concentrating seismic energy in a selected target point in an underground formation |
| US6788619B2 (en) | 2001-09-07 | 2004-09-07 | Shell Oil Company | Concentrating seismic energy in a selected target point in an underground formation |
| JP2007111624A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 脱臭装置 |
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