JPH06506539A - 非破壊評価情報の認知のための可聴技術 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 非破壊評価情報の認知のための可聴技術発明の背景 発明の分野 本発明は、一般に、量的及び質的情報を認知するための装置と方法に関する。本 発明は、さらに詳細には、材料の非破壊評価において使用される器械類によって 設けられた情報を認知するための可聴方法及び技術に関する。

関連技術の説明 超音波学、アコースティック・エミッション、電磁見学、Ｘ線放射法、その他の 如く非破壊評価（ＮＤＥ）技術はすべて、一般に、データを人が解釈するために 、ある形式の点検情報の視覚提示による。通常、検査中の材料の物理的特性を理 解し、分析の進行を適正に制御するために、提示されたグラフィック情報を迅速 に視覚化し変換するこ−とは、検査操作員による。

最も一般のＮＤＥ技術の一つは、材料における亀裂と他のむらの検出のための超 音波信号の使用である。超音波ＮＤＥ方法により設けられた情報は、一般に、陰 極線管又はコンピュータ映像表示画面における視覚表示の形式である。そのよう なシステムの操作員は、検査中の材料内に見いだされた亀裂又は他のむらの特性 を突きとめ、ある程度記述するように、周波数、振幅と時間の視覚表示を解釈し なければならない。

超音波ＮＤＥにおいて、検査される材料は、超音波信号を受信及び／又は送信す る変換器により、操作員によって走査される。受信器は、送信器と同時的に位置 し、あるいは同−又は隣接表面における分離要素である。このため、操作員は、 ディスプレイ上で見るものを特定の瞬間における変換器の位置と材料における信 号の期待伝搬バスとに相関させなければならない。ディスプレイにおける微細な 変化とディスプレイが変化する速度は、しばしば、操作員／技術者が提供された 情報のすべてを視覚的に解釈することを妨げる。

超音波評価は、頻繁に使用されるＮＤＥ技術の一つであり、本発明が適用される ＮＤＥ技術を表現する。超音波法は、同質材料内の亀裂と他のきずの深さ又はサ イズを検出及び決定するために広く使用される。先端回折（Ｔｉｐ　Ｄｉｆｆｒ ａｃｔｉｏｎ）方法と呼ばれる一つの超音波亀裂サイジング方法は、２つの時間 分離信号の検出による。先端回折方法の一般応用の概略図は、第２図に見られる 。亀裂がら受信された反射及び回折信号の視覚表示が、第３図に示される。通常 、強い反射信号は、亀裂の基部から受信され、そして弱い回折信号は、亀裂の先 端から生成される。これらの２つの信号の発生の間の時間差は、共通の物理的及 び三角法関係により、亀裂の深さに直接に関係する。検査者は、受信及び提示さ れた信号情報を観察することにより、亀裂を検出し大きさを決めるためにこの非 破壊点検情報を視覚的に使用する。

超音波技術の別の共通使用は、輸送管路、航空機構造又は動力装置部品における 如（、検査者が、壁の両側に近づきにくい材料の壁厚の決定である。超音波パル スは、材料の厚さ寸法を通して指向され、そして内壁によって反射され、変換器 によって受信される。３つの異なる厚さに対する信号を示す一般信号表現が、第 ５図に描かれる。第４図は、壁厚を決定する方法のために適する装置の構成を概 略的に示す。材料の厚さは、材料の超音波信号の走行時間と材料における音の速 度に直接に関係する。この技術はまた、（限定されないカリ材料混在物、積層剥 離、亀裂、多孔性、等の如（、内部きずを検出するために使用される。

ＮＤＥ分野において材料から情報を抽出するための多様な手段を作成することに 大きな重きが置かれたが、検査操作員が、これらの高度技術手段によって設けた 情報を迅速かつ容易に解釈するための適切な方法を作成することはあまり強調さ れなかった。現存する超音波及び他のＮＤＥ技術の多くは、はとんど排他的にグ ラフィック形式における情報の提示による。人の聴覚系の使用に最大度に係わる ことは、材料特性が所定の限界範囲外に検出される時にトリガーされる可聴警報 システムを組み込むことであった。検出目的のために警報を使用するほかに、Ｎ ＤＥ技術を使用して収集された情報によって提示された特性の分析への人の聴覚 係の適用はあったとしてもほとんどない。

一般に、ＮＤＥ技術は、機能的又は構造的保全性を変えることなく材料の物理的 性質を遠隔的に検知し記述するために、非破壊的量及び電磁波及び場の使用によ る。性質において異なるが、音及び電磁波及び場は、電気信号の対応するパラメ ーターに容易に変換される共通記述可能パラメーターを有する。音波と電磁波及 び場を、その振幅、周波数と時間特性が、音波と電磁波に付随した振幅、周波数 と時間特性に直接に関連した電気信号に変換するプロセスは、きわめて一般であ る。これは、その開発以来量も注目されてきたＮＤＥ技術の見地である。しかし 、ＮＤＥ変換器及び／又はセンサーによって発生された電気信号を取り出し、検 査走査量によって容易に解釈される、視覚以外の形式に変換することにはあまり 進歩は為されていない。

個人の最も貴重な感覚器を人の視覚系とみなすことは、珍しいことではない。こ れは、多分、人の視覚系がＮＤＥ情報を評価解釈するための最良手段であるとい う仮定から、多くのＮＤＥ情報が、グラフィック形式において検査操作員にもう けられるためである。情報を受信し解釈する人の聴覚系の能力は、ＮＤＥ分野に おいて見のがされ、多分、あまり理解されていない。材料の特性についての詳細 な情報を収集するために、ＮＤＥ分野において多大な進歩が為されたが、ＮＤＥ 検査操作員が付加的な身体感覚により情報を解釈するための系統的なアプローチ の開発には十分な注意は払われていない。本発明の基礎を形成するの、この後者 の点である。

発明の要約 可聴情報を解釈する人心の能力は、一般に、多くの科学的活動において軽（見ら れ、又は見のがされる。人の聴く感覚を利用する努力において、技術とテクノロ ジーのユニークな組み合わせは、ＮＤＥ情報の可聴認知及び認識のための本発明 において記載される。

人の耳は、日常、露呈された特定作用、条件又は他の事象に関する音環境におけ る微細な変化を識別し相関させる。例えば、自動車において、運転者は、周囲交 通前、道路雑音とラジオからの音楽を聴きながら、チャタリング雑音を隔離し、 エンジン問題に相関させる。これらの人の能力はまた、超音波点検の如く、非破 壊評価に付随した情報を解釈する際に使用される。多くのＮＤＥ応用は、電子信 号の視覚点検を使用するために、信号情報を、きず又は他の関連条件の認識又は 検出を補助するために使用される可聴音に変換することが役立つ。可聴及び視覚 表示の組み合わせは、検査者が非破壊点検をより迅速かつ有効に行うために役立 本発明は、時間及び距離情報の測定と評価中の材料における特定条件ｄ認識に役 立つために測定基準とパターン認識の分野において人の聴覚系を使用する。この 情報を生成し、「符号化」するために使用される音の特性の非常に多数の組み合 わせがある。これらの性質の中には、ピッチ、音量、減衰、方向、持続時間、反 復、及び休止がある。このため、聴覚により、量的及び質的信号情報を解釈する ための方法と装置を設けることが、本発明の目的である。

解釈者に情報と情報パターンをより迅速に認識させる信号情報を聴覚を使用して 解釈するための方法と装置を設けることが、本発明のさらに他の目的である。

聴覚を使用して、一般視覚信号デイスプレイにおいて看過される情報における小 変動を解釈者が検出することができる、信号情報を解釈するための方法と装置を 設けることが、本発明のさらに他の目的である。

材料むらと寸法に対する検査者の速度及び感応性を増大させるように聴覚を使用 することにより、非破壊検査装置によって設けられた量的及び質的情報を解釈す るための方法と装置を設けることが、本発明のさらに他の目的である。

そのような情報のための視覚ディスプレイを参照して又は参照せずに、技術者が 検査される物体の材料むら及び寸法を特性付けることができる、超音波検査シス テムによって設けられた量的及び質的情報を解釈する方法と装置を設けることか 、本発明のさらに他の目的である。

これらと他の目的の実現において、本発明は、時間、周波数及び振幅変数を含む アナログ信号情報を受信し、人の聴覚系に認識及び検出可能な形式において信号 情報を符号化した音波に情報を変換する方法と装置を設ける。本発明は、時間、 振幅と周波数を表現する電子信号情報を取り出し、操作員／技術者により標準化 された、認識可能な音調、音色、音パターンと他の音特性にこの情報を変換する 。本発明は、単独に、あるいは情報提供装置の検査者又は操作員の感応性と応答 性を増大させるようにデータを解釈するための標準視覚手段と組み合わせて使用 される。

本発明は、信号情報における急速及び小変化が、容易に見のがされ、及び／又は 背景信号干渉と混乱される、非破壊検査システムに特に適用可能である。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の装置の本質的な構成要素のブロック図である。

第２図は、材料における亀裂を検出し、それらの大きさを決定するための先行技 術の先端回折方法の概略図である。

第３図は、第２図に示された超音波方法によって設けられた視覚情報の典型表示 である。

第４図は、材料における壁厚を決定する先行技術の超音波方法の概略図である。

第５図は、第４図に示された超音波方法によって設けられた視覚情報の典型表示 である。

第６図は、内壁又は交互薄片層腐食を決定する先行技術の超音波方法の概略図で ある。

第７図は、第６図に示された超音波方法によって設けられた視覚情報の典型表示 である。

好ましい実施態様の詳細な説明 最初に第１図を参照して、本発明の方法を実現するように適切に構成されたシス テムの構成要素を詳細に説明する。非破壊評価を受ける検査材料（１０）は、シ ステム構成要素によるアクセスのために位置付けられる。具体的に、非破壊評価 （ＮＤＥ）変換器（１２）は、検査材料（１０）と接触又はほぼ接触して置かれ る。ＮＤＥ変換器（１２）は、検査材料（１０）から所望の形式の情報を引き出 すようにあらかじめ決定された音又は電磁特性の点検信号を送信及び／又は受信 する。ＮＤＥ変換器（１２）は、送信器／受信器（１４）に連結され制御される 。送信器／受信器（１４）は、双方、ＮＤＥ変換器（１２）によって送信された 信号を生成し、ＮＤＥ変換器（１２）からリターン信号を受信する。

好ましい実施態様において、送信器／受信器（１４）は、超音波波形を送信及び 受信するように構成されるが、代替態様において、ある範囲の音又は電磁波形式 を送信及び受信するように構成される。送信器／受信器（１４）は、受信された 超音波又は電磁波形式を電気信号に変換するために、ＮＤＥ変換器（１２）と結 合して作動することにより、ある量の中間情報解釈を行う。これらの電気信号は 、適切に条件付けられ、視覚ディスプレイ（１６）に即座に表示される。

好ましい実施態様における視覚ディスプレイ（１６）は、標準超音波ＮＤＥ変換 器に付随した振幅、周波数と時間値を表示することができる一体形又は外部同期 化による従来のオシロスコープ形装置である。他の形式の送信及び受信波は、モ ニターにおいて表示される前に、いっそうの信号条件付けを必要とする。

システムにおけるこの点までで、本発明は、先行技術によって考エラれた方法と ほとんど変わらない。先行技術において、操作員は、一般に、ＮＤＥ変換器（１ ２）に類似するハンドベルト変換器を使用し、ディスプレイ（１６）の如く視覚 ディスプレイにおいて検査材料（１０）の特性を視覚的に追跡しながら、検査材 料（１０）上にそれを位置付けた。

本発明は、検査操作員により必要とされた情報の解釈の視覚ディスプレイの使用 に付加する、あるいは場合により置換するものである。視覚ディスプレイ（１６ ）に信号情報を設けるほかに、送信器／受信器（１４）は、信号情報を信号デジ タイザ（１８）に設ける。信号デジタイザ（１８）は、周波数、振幅と時間を表 現するアナログ信号情報を取り出し、この情報をデジタル形式に符号化する。い ったんデジタル化されたならば、この情報は、分析され、所定の動作参照基準と 相関される。

ある状況下で応用により、信号デジタイザ（１８）よりも、アナログ信号プロセ ッサーを使用することがより適切である。アナログ信号情報を取り出し、分析さ れ適切な音出力特性と相関される第２アナログ信号にそれを変換することは、場 合によりより実際的である。プロセスにおける重要な段階は、周波数、振幅と時 間を表現する信号情報を分析される形式に符号化するものであり、この形式は前 検査で適切な音参照基準であるとすでに示されたものと相関される。こうして、 好ましい実施態様のこの説明はデジタル形式における信号情報の分析を扱うが、 類似の分析が、アナログ形式における信号情報で行われることが期待される。

いったんデジタル化されたならば、周波数、振幅と時間情報が、デジタル信号プ ロセッサーとアナログ信号符号器（２０）に設けられる。プロセッサー／符号器 （２０）のデジタル信号プロセッサー構成要素は、周波数、振幅と時間に対する デジタル符号値の特性を検査し、情報の正確な解釈を検査操作員に設けるために 、最も適切な音信号特性を決定する。デジタル信号プロセッサーは、ピッチ、音 量、減衰、方向、持続時間、反復と休止を含む、多様な音特性の中から選び出す ようにブリプログラムされる。デジタル信号プロセッサー（２０）によって行わ れる相関は、その提示が、検査材料（１０）の特別な特性との関連を即座にトリ ガーする如く、検査操作員になじみ深いものであるべきである。信号デジタイザ （１８）によって設けられた検査信号振幅の所与値は、例えば、発生される音信 号の所定周波数に対応する。デジタル信号プロセッサーは、デジタル検査信号振 幅値を識別し、特定の音周波数値と相関させる。

また、検査操作員が受信することを期待された周波数、振幅と時間に対する符号 値に調和される特定音信号特性を個々に選択できるようにすることは、適切であ る。このため、符号値を音信号特性と相関させるプロセスは、プリプログラムさ れた相関、検査操作員優先、あるいは両者の組み合わせに基づいて達成される。

特定検査信号周波数値は、例えば、対応する聴覚ピッチ値に相関されるか、又は 検査信号周波数に比例する振幅を有する聴覚信号への変換を含む。初期検査信号 周波数はまた、初期検査信号周波数を表示する反復聴覚パルスに適切に相関され る。相関可能性の範囲は、非常に大きく、そして選択グループが表１に要約され る。表１は、デジタル信号プロセッサー（２０）において選択された潜在的な可 聴音特性に対して信号デンタイザ（１８）からの検査信号の振幅、周波数と時間 特性を相互参照させる。検査信号特性はいずれも、利用可能な音特性に相関され ると考えられるが、期待される如（、操作員による最も迅速かつ最も正確な解釈 を設ける相関がある。そのような典型的な相関は、表１に表示される。

表１ 典型検査信号／音相関 検査信号特性 音特性　振幅　周波数　時間 ピッチ　水　＊ 音量　＊＊＊ 減衰　＊　＊ 方向　＊ 持続時間　＊ 反復　＊ 休止　＊ いったんデジタル信号プロセッサー（２０）又は検査操作員が入り検査信号値を 識別し、出聴覚信号特性と相関させるならば、プロセッサー／符号器（２０）の アナログ信号符号器部分は、入り検査信号に付随した数量値を聴覚信号特性の対 応値に符号化する。これらの聴覚信号特性は、音周波数信号発生器（２２）に設 けられる。信号発生器（２２）は、音信号特性を決定する符号化信号情報を受信 し、電気信号を発生させ、整合された可聴周波増幅器（２４）と音響装置Ｆ（２ ６）を通過された時、所望の特性を設ける。信号発生器（２２）は、分析される 特別な情報に対して適切であるように決定された特定ピッチ、音量、減衰、方向 、持続時間、反復と休止を決定する振幅、周波数、時間と空間特性を顕示する音 波を音響装置（２６）を通して発生させる。可聴周波増幅器（２４）は、信号発 生器（２２）から電気信号を受信し、それらを増幅させ、音響装置（２６）によ り適切に放送されるように条件付ける。音響装置（２６）は、一般に、オーディ オイヤホーンのセットであるか、又はある状況においては、離散的オーディオス ピーカーユニットである。好ましい実施態様の多くの応用において、音響装置（ ２５）が、一つ以上の放送チャネルで機能することにより、空間音情報を設ける ことができることは重要である。ある特殊な状況において、多重チャネル放送が 、操作員が検査材料（１０）についての情報を解釈するためのずっと正確な手段 を設けることが予測される。

第２図と第３図を参照して、本発明の方法の一応用を説明する。第２図において 、ＮＤＥ変換器（３０）は、導電体（３２）により送信器／受信器（不図示）に 連結される。変換器（３０）は、検査材料（１０）の表面（３４）と接触される 。この構成において、標準超音波技術（又は他の応用における他のＮＤＥ技術） を使用して、変換器（３０）は、超音波信号（３６）と（３７）を検査材料（１ ０）に送信するように制御される。これらの信号（３６）と（３７）は、材料異 常（４０）に衝突し、反射／発生信号（３８）と（３９）として変換器（３０） に散乱反射される。これらの反射／発生信号（３８）と（３９）は、変換器（３ ０）によって取り出され、そして後続の変換と処理のために電気信号に変換され る。標準音響ＮＤＥ技術において、検査材料（１０）における亀裂（４０）の如 （材料異常の特性は、亀裂（４０）の基部からのリターン信号（３９）と亀裂（ ４０）の先端からのリターン信号（３８）を比較することにより決定される。こ の比較は、変換器（３０）によって受信された信号の振幅対時間のプロットであ る第３図にグラフで示される。リターン信号（３８）の受信は、亀裂（４０）の 基部からのりターン信号（３９）の受信を表示する信号振幅において続いて起こ る変化の前の、中性振幅の時間期間を伴う振幅の初期変化として示される。図に 示された識別可能時間期間△Ｔは、実験により、亀裂（４０）又は他の物理的特 性の長さに相関される。

この△Ｔ値は、第１図の信号デジタイザ（１８）で量子化され、対応する音信号 特性への変換のためにデジタル信号プロセッサーとアナログ信号符号器（２０） に設けられる。

第４図は、第２図に示されたものに類似するＮＤＥ変換器を使用する、第２形式 の標準超音波ＮＤＥ方江を記述する。ＮＤＥ変換器（５０）は、検査材料（１０ ）における材料厚を決定するために使用される。変換器（５０）は、検査材料（ １０）の表面（４８）に置かれ、検査材料（１０）の厚さにおける変動に対応す る、各位置Ａ、ＢとＣを道って移動される。位置Ａにおいて、変換器（５０）は 、検査材料（１０）の後壁（５２）に衝突する超音波信号（５８）を送信し、反 射信号（５９）として反射される。同様に、変換器（５０）が位置Ｂにある時、 送信信号（６０）は、反射信号（６１）として後壁（５４）から反射される。同 様にして、変換器（５０）が位置Ｃにある時、送信信号（６２）は、反射信号（ ６３）として後壁（５６）から反射される。送信信号（５８）、（６０）、（６ ２）と対応する反射信号（５９）、（６１）、（６３）の間の時間差は、その位 置における材料（１０）の厚さを表示する。これは、第５図にグラフ的に表現さ れ、この場合各位置の信号振幅は、時間表示される。位置Ａからの信号は、反射 信号（５９）が変換器（５０）によって受信される前の特定の時間遅れを表示す る。この時間持続△ＴＡは、数量化される。同様に、位置Ｂにおける反射信号（ ６１）は、信号が変換器（５０）により受信される前の特性時間持続を有する。

この数量化時間値は、第５図において△Ｔ、とじて表示される。そして最後に、 位置Ｃにおける送信及び受信信号に対して同じことが言える。この場合△ＴＣは 、反射信号（６３）として送信信号（６２）の反射に対する数量化時間持続値で ある。時間持続値は、信号デジタイザ（１８）によって量子化及びデジタル化さ れ、音特性の適切なセットとの相関のためにプロセッサー／符号器（２０）に設 けられる。好ましい実施態様において、検査操作員は、検査材料（１０）の表面 （４８）にわたって変換器（５０）を移動させ、その点において変換器（５０） の下の材料の厚さに相関される可変ピッチの音信号をヘッドホン（２６）におい て受信している。位置へにおける変換器（５０）は、例えば、媒体ピッチの音信 号を生成するが、位置Ｂまで移動された時、薄い検査材料（１０）を表示する高 ピツチの音信号を生成する。同様に、位ｆｆｃに移動された時、変換器（５０） は、その点における材料（１０）のより大きな厚さを表示する低ピツチの音信号 を生成する情報を設ける。

第６図に示された第３標準ＮＤＥ方法において、第２図と第４図に記載されたも のに類似する変換器（７０）は、内部非露呈表面（７３）において積層剥離及び ／又は腐食を含むことが知られた検査材料（１０）の表面（６８）にわたって移 動される。非腐食表面（７２）と腐食表面（７４）は、超音波信号の明確な反射 を表示する。位置Ａにおいて、変換器（７０）は、点（７２）において後壁（７ ３）に衝突する超音波信号（７５）を送信する。非腐食の点（７２）は、変換器 （７０）によって受信された特性信号（７６）を反射させる。同様に、位置Ｂに ある時、変換器（７０）は、後壁（７３）における腐食点（７４）によって反射 された超音波信号（７７）を送信し、変換器（７０）によって受信される特性信 号（７８）を反射する。これらの反射信号の特性は、第７図にグラフ的に示され 、この場合信号振幅と時間が表示される。位置Ａにおいて、反射信号（７６）の 信号振幅が、比較的短い時間期間△ＴＡにわたっているのが示される。この短い 振幅破裂は、「きれいな」内面を表示する。他方、信号Ｂは、信号の送信と相対 的に同時に発生するが、より長い時間間隔ΔＴ、にわたって広がっている振幅破 裂を有する。このより長い破裂時間は、第６図における腐食又は不均一な内壁面 （７４）を表示する。適切な音信号特性と相関されるデジタル信号プロセッサー とアナログ信号符号器（２０）に量子化デジタル化形式において設けられるのは 、この△Ｔ＾と△Ｔ趣である。この場合、ピッチ又は持続時間は、表面条件と相 関される最も適切な特性である。

前述の如く、超音波ＮＤＥ技術は、本発明の好ましい実施態様において使用され 、最も一般に適用されるＮＤＥ技術であり、本発明の装置と方法を容易に使用す るすべての技術を表現するものである。検査材料を通して送信される電波、マイ クロ波、うず電流と可視光波の検出は、本発明の技術と装置に役立つ。本質的に 、ＮＤＥ情報は、束、周波数、密度、振幅と時間特性を記述される波又は場によ り送信され、本発明の応用に役立つものである。

本発明の実現の一つの重要な見地は、検査材料特性と可聴特性の間の相関に対す る検査操作員の教育である。視覚表示と同様に、検査操作員が、特別の可聴又は 視覚事象を検査材料の特別な物理的特性と関連させるために、ある基準が作成さ れなければならない。このため、本発明の実現は、２段階プロセスである。検査 材料の物理的特性を可聴音特性と最適に関連させる一セットの基準が作成されな ければならないだけでなく、これらの基準は、それらの発生が、特別な検査材料 特性の存在を表示するものとして迅速に解釈されるように、操作員の心に確実に 確立されなければならない。いったんそのような教育的プロセスが行われたなら ば、この情報を解釈する人の聴覚系の能力は、同様に提示された視覚情報を解釈 するための人の視覚系の能力に等価である又は凌駕する。

最適な解釈能力を達成するための適正な相関は、実験により最良に決定される。

検査操作員に提示される音挙動の幾つかのパラメータは、人の聴覚系の限界、例 えば、周波数と振幅の範囲によって規定されるが、ピッチ、反復と上記の他の音 パラメータに付随した微細な弁別は、実験のない相関にまかせられるほどには完 全には理解されていない。上記の表１は、最新の実験結果を要約し、そして検査 操作員に容易に解釈可能な音響情報を設けるように見える相関を識別する。

本発明の上記の議論は好ましい実施態様に関する方法と装置を記載し、特定の詳 細を例示の目的のために開示したが、技術における当業者には、発明は、付加的 な実施態様に開かれ、上記の説明の詳細は、発明の基本原理に反することなく相 当に変更可能なことは明白であろう。

時間４ 補正書の写しく翻訳文）提出書　（特許法第１８４条の８）平成５年９月３０日 　〜

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. １．分析中の材料の特性についての情報を解釈する人の聴覚系の音及びパターン 認識能力を使用するための方法において、該材料の該特性を表示する該材料にお ける非可聴音及び／又は電磁挙動を検知する段階と、 該非可聴音及び／又は電磁挙動を該人の聴覚系により認識可能な可聴音挙動に変 換する段階であり、この場合該可聴音挙動は該非可聴音及び／又は電磁挙動に相 関され、このため、該材料の該特性を表示する段階と、該可聴音挙動を該人の聴 覚系に送信する段階と、あらかじめ確立された関連のセットを参照して、該可聴 音挙動を該材料の該特性に相関させる段階とを含む方法。
2. ２．該材料における非可聴音及び／又は電磁挙動を検知する該段階が、非可聴音 及び／又は電磁波を該材料に送信する段階と、該材料の該特性を表示する特性を 有する、反射及び発生非可聴音及び／又は電磁波を該材料から受信する段階とを 含む請求の範囲１に記載の方法。
3. ３．該材料における非可聴音及び／又は電磁挙動を検知する該段階が、該材料に おいて電磁場を発生させる段階と、該材料の該特性を表示する特性を有する合成 電磁場を該材料において測定する段階とを含む請求の範囲１に記載の方法。
4. ４．非可聴音及び／又は電磁挙動を可聴音挙動に変換する該段階が、該非可聴音 及び／又は電磁挙動を該非可聴音及び／又は電磁挙動を表示する特性の電気挙動 に変換する段階と、該電気挙動を該人の聴覚系により認識可能な可聴音挙動に変 換する段階とを含む請求の範囲１に記載の方法。
5. ５．非可聴音及び／又は電磁挙動を電気挙動に変換する該段階が、その周波数、 振幅と時間特性が、該非可聴音及び／又は電磁挙動の周波数、振幅と時間特性に 対応するアナログ電気信号を生成する段階と、該アナログ電気信号の該周波数、 振幅と時間特性をデジタル化する段階と、 該電気信号の該デジタル化周波数、振幅と時間特性を記憶する段階とを含む請求 の範囲４に記載の方法。
6. ６．非可聴音及び／又は電磁挙動を電気挙動に変換する該段階が、その周波数、 振幅と時間特性が、該非可聴音及び／又は電磁挙動の周波数、振幅と時間特性に 対応するアナログ電気信号を生成する段階と、該アナログ電気信号の該周波数、 振幅と時間特性を第２アナログ電気信号に符号化する段階と、 該電気信号の該符号化周波数、振幅と時間特性を記憶する段階とを含む請求の範 囲４に記載の方法。
7. ７．該電気挙動を可聴音挙動に変換する該段階が、該電気挙動の該特性を表現す るために適切な所定の可聴音特性を識別する段階と、該所定可聴音特性を該電気 挙動の該特性と相関させる段階と、該可聴音挙動を発生させる段階とを含む請求 の範囲４に記載の方法。
8. ８．所定可聴音特性を識別する該段階が、分析中の該材料の該特性を最も表示す る該電気挙動の該特性を識別する段階と、該電気挙動の該最も表示する特性と特 定の所定可聴音特性の間の所定の最適対応を参照する段階とを含む請求の範囲７ に記載の方法。
9. ９．該電気挙動の該特性が、電気信号の周波数、振幅と時間特性を具備する請求 の範囲８に記載の方法。
10. １０．該特定の所定可聴音特性が、ピッチ、音量、減衰、方向、持続時間、反復 と休止を具備する請求の範囲８に記載の方法。
11. １１．該可聴音挙動を該人の聴覚系に送信する該段階が、該可聴音挙動の一つ以 上のチャネルを設けることを含み、この場合該一つ以上のチャネルが、空間情報 を該人の聴覚系に設けることができる請求の範囲１に記載の方法。
12. １２．該非可聴音及び／又は電磁挙動を該非可聴音及び／又は電磁挙動に相関さ れた特性を有する視覚認知可能グラフィック表示に変換する段階をさらに含む請 求の範囲１に記載の方法。
13. １３．分析中の材料の特性についての情報を解釈するために、人の聴覚系の音及 びパターン認識能力を使用するための方法において、非可聴音及び／又は電磁波 を該材料に送信する段階と、該材料の該特性を表示する特性を有する該材料から の反射及び発生非可聴音及び／又は電磁波を受信する段階と、該非可聴音及び／ 又は電磁挙動を該非可聴音及び／又は電磁挙動を表示する特性の電気挙動に変換 する段階と、該電気挙動を人の聴覚系により認識可能な可聴音挙動に変換する段 階であり、この場合該可聴音挙動が、該非可聴音及び／又は電磁挙動に相関され 、このため、該材料の該特性を表示する段階と、該可聴音挙動を該人の聴覚系に 送信する段階と、あらかじめ確立された関連を参照して、該可聴音挙動を該材料 の該特性と相関させる段階とを含む方法。
14. １４．分析中の材料の特性についての情報を解釈するために人の聴覚系の音及び パターン認識能力を使用するための方法において、非可聴音及び／又は電磁波を 該材料に送信する段階と、該材料の該特性を表示する特性を有する該材料からの 反射及び発生非可聴音及び／又は電磁波を受信する段階と、その周波数、振幅と 時間特性が、該非可聴音及び／又は電磁挙動の周波数、振幅と時間特性を表現す るアナログ電気信号を生成する段階と、該アナログ電気信号の該周波数、振幅と 時間特性をデジタル化する段階と、 該電気信号の該デジタル化周波数、振幅と時間特性を記憶する段階と該電気信号 の該特性を表現するために適切な所定可聴音デジタル化特性を識別する段階と、 該所定可聴音特性を該電気信号の該デジタル化特性と相関させる段階と、該相関 特性により可聴音挙動を発生させる段階と、該可聴音挙動を該人の聴覚系に送信 する段階と、あらかじめ確立された関連のセットを参照して、該可聴音挙動を該 材料の該特性と相関させる段階とを含む方法。
15. １５．分折中の材料の特性についての情報を人の聴覚系により解釈可能な可聴音 挙動に変換するための装置において、該材料の該特性を表示する該材料における 非可聴音及び／又は電磁挙動を検知する手段と、 該非可聴音及び／又は電磁挙動を該人の聴覚系により認識可能な可聴音挙動に変 換する手段であり、この場合該可聴音挙動は該非可聴音及び／又は電磁挙動に相 関され、このため、該材料の該特性を表示する手段と、該可聴音挙動を該人の聴 覚系に送信する手段と、あらかじめ確立された関連のセットを参照して、該可聴 音挙動を該材料の該特性に相関させる手段とを含む装置。
16. １６．該材料における非可聴音及び／又は電磁挙動を検知する該手段が、 非可聴音及び／又は電磁波を該材料に送信する手段と、該材料の該特性を表示す る特性を有する反射及び発生非可聴音及び／又は電磁波を該材料から受信する手 段とを含む請求の範囲１５に記載の装置。
17. １７．該材料における非可聴音及び／又は電磁挙動を検知する該手段が、 該材料における電磁場を発生させる手段と、該材料の該特性を表示する特性を有 する合成電磁場を該材料において測定する手段とを含む請求の範囲１５に記載の 装置。
18. １８．非可聴音及び／又は電磁挙動を可聴音挙動に変換する該手段が、該非可聴 音及び／又は電磁挙動を、該非可聴音及び／又は電磁挙動を表示する特性の電気 挙動に変換する手段と、該電気挙動を該人の聴覚系により認識可能な可聴音挙動 に変換する手段とを含む請求の範囲１５に記載の装置。
19. １９．非可聴音及び／又は電磁挙動を電気挙動に変換する該手段が、その周波数 、振幅と時間特性が、該非可聴音及び／又は電磁挙動の周波数、振幅と時間特性 に対応するアナログ電気信号を生成する手段と、該アナログ電気信号の該周波数 、振幅と時間特性をデジタル化する手段と、 該電気信号の該デジタル化周波数、振幅と時間特性を記憶する手段とを含む請求 の範囲１８に記載の装置。
20. ２０．非可聴音及び／又は電磁挙動を電気挙動に変換する該手段が、その周波数 、振幅と時間特性が、該非可聴音及び／又は電磁挙動の周波数、振幅と時間特性 に対応するアナログ電気信号を生成する手段と、該アナログ電気信号の該周波数 、振幅と時間特性を第２アナログ電気信号に符号化する手段と、 該電気信号の該符号化周波数、振幅と時間特性を記憶する手段とを含む請求の範 囲１８に記載の装置。
21. ２１．該電気挙動を可聴音挙動に変換する該手段が、該電気挙動の該特性を表現 するために適切な所定の可聴音特性を識別する手段と、該所定可聴音特性を該電 気挙動の該特性と相関させる手段と、該可聴音挙動を発生させる手段とを含む請 求の範囲１８に記載の装置。
22. ２２．所定可聴音特性を識別する該手段が、分析中の該材料の該特性を最も表示 する該電気挙動の該特性を識別する手段と、該電気挙動の該最も表示する特性と 特定の所定可聴音特性の間の所定の最適対応を参照する手段とを含む請求の範囲 ２１に記載の装置。
23. ２３．該電気挙動の該特性が、電気信号の周波数、振幅と時間特性を具備する請 求の範囲２２に記載の装置。
24. ２４．該特定の所定可聴音特性が、ピッチ、音量、減衰、方向、持続時間、反復 と休止を具備する請求の範囲２２に記載の装置。
25. ２５．該可聴音挙動を該人の聴覚系に送信する該手段が、該可聴音挙動の一つ以 上のチャネルを送信する手段を具備する請求の範囲１５に記載の装置。
26. ２６．該非可聴音及び／又は電磁挙動を、該非可聴音及び／又は電磁挙動に相関 された特性を有する視覚認知可能グラフィック表示に変換する手段をさらに含む 請求の範囲１５に記載の装置。
27. ２７．非可聴音及び／又は電磁波を該材料に送信する該手段と該材料から反射及 び発生非可聴音及び／又は電磁波を受信する該手段が、超音波変換器を共用する 請求の範囲１６に記載の装置。
28. ２８．非可聴音及び／又は電磁波を該材料に送信する該手段と該材料から反射及 び発生非可聴音及び／又は電磁波を受信する該手段か、電磁波変換器を共用する 請求の範囲１６に記載の装置。
29. ２９．その周波数、振幅と時間特性が該非可聴音及び／又は電磁挙動の周波数、 振幅と時間特性を表現するアナログ電気信号を生成する該手段が、電気信号発生 器と増幅器を具備する請求の範囲１９に記載の装置。
30. ３０．該アナログ電気信号の該周波数、振幅と時間特性をデジタル化する該手段 が、電子アナログ対デジタル変換器を具備する請求の範囲１９に記載の装置。
31. ３１．該電気信号の該デジタル化周波数、振幅と時間特性を記憶する該手段が、 固体状態デジタルメモリデバイスを具備する請求の範囲１９に記載の装置。
32. ３２．分析中の該材料の該特性を最も表示する該電気挙動の該特性を識別する該 手段と該電気挙動の該最も表示する特性と特定の所定可聴音特性の間の所定の最 適対応を参照する該手段が、デジタル論理デバイスを共用し、アクセス可能なプ リプログラムメモリデバイスが、該電気挙動の該特性と分析中の該材料の該特性 の間の相関と、該電気挙動の該最も表示する特性と特定の所定可聴音特性の間の 相関とを記憶し、該相関は、該人の聴覚系に分析中の該材料の該特性を最適に伝 えるために実験により示されている請求の範囲２２に記載の装置。
33. ３３．分析中の該材料の該特性を最も表示する該電気挙動の該特性を識別する該 手段が、分析中の該材料の該特性を最も表示する該電気挙動の特性に関連するよ うに可聴音特性を個々に選択する手段を具備する請求の範囲２２に記載の装置。
34. ３４．該所定可聴音特性を該電気挙動の該特性に相関させる該手段が、該電気挙 動の該特性のデジタル記憶値を該可聴音特性のデジタル記憶値に変換することが できるアクセス可能なプリプログラムメモリデバイスを備えたデジタル論理デバ イスと、 該可聴音特性の該デジタル記憶値へアクセスを有し、該可聴音特性の該デジタル 記憶値に応答して可聴周波電気信号を発生させることができる可聴周波電気信号 発生器とを具備する請求の範囲２０に記載の装置。
35. ３５．該可聴音挙動を発生させる該手段が、可聴周波信号増幅器と、少なくとも 一つのオーディオスピーカーデバイスとを具備する請求の範囲１９に記載の装置 。