JPH0781992B2 - Ultrasonic measuring device - Google Patents

Ultrasonic measuring device

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JPH0781992B2
JPH0781992B2 JP1045316A JP4531689A JPH0781992B2 JP H0781992 B2 JPH0781992 B2 JP H0781992B2 JP 1045316 A JP1045316 A JP 1045316A JP 4531689 A JP4531689 A JP 4531689A JP H0781992 B2 JPH0781992 B2 JP H0781992B2
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signal
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echo
transmission
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修三 和高
幸一郎 三須
勉 永塚
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば超音波を用いた相関処理方式を採用
する測定装置に関するものである。
The present invention relates to a measuring apparatus that employs a correlation processing method using ultrasonic waves, for example.

特に、正弦波形を有する第1及び第2の送信信号により
それぞれ励振された送信波を対象物で送信し、上記第1
の送信信号と第2の送信信号に対応する対象物からの第
1及び第2のエコーをそれぞれ相関処理し、これらの相
関処理結果を信号処理するので、S/N比(信号対雑音
比)が良く、送信信号のエネルギー損失が少なく、か
つ、レンジサイドローブのレベルを低くすることができ
る測定装置に関するものである。
Particularly, the transmission waves excited by the first and second transmission signals having a sine waveform are transmitted by the object,
S / N ratio (signal-to-noise ratio) because the first and second echoes from the target object corresponding to the second transmission signal and the second transmission signal are respectively subjected to correlation processing and the correlation processing results are subjected to signal processing. The present invention relates to a measuring device which is good, has a small energy loss of a transmission signal, and can have a low range sidelobe level.

なお、ここでは説明の便宜上、測定装置として超音波探
傷装置(超音波非破壊検査装置)を例に上げて説明す
る。
For convenience of explanation, an ultrasonic flaw detector (ultrasonic nondestructive inspection device) will be described as an example of the measuring device.

[従来の技術] 超音波を用いた非破壊検査装置においては、インパルス
方式が多用されている。インパルス方式を採用した従来
例の構成を第17図で参照しながら説明する。
[Prior Art] In the nondestructive inspection apparatus using ultrasonic waves, the impulse method is often used. The structure of a conventional example adopting the impulse method will be described with reference to FIG.

第17図は、例えば『超音波探傷法』日本学術振興会 製
鋼第19委員会編、昭和52年12月20日 日刊工業新聞社刊
第114頁〜第140頁、第173頁〜第174頁 に示された従
来の超音波非破壊検査装置を示すブロック図である。
Fig. 17 shows, for example, "Ultrasonic flaw detection", Japan Society for the Promotion of Science, Steelmaking 19th Committee, December 20, 1977, published by Nikkan Kogyo Shimbun, pages 114-140, pages 173-174. FIG. 7 is a block diagram showing a conventional ultrasonic nondestructive inspection device shown in FIG.

第17図において、従来の超音波非破壊検査装置は、パル
ス発振回路(1)と、このパルス発振回路(1)に接続
された超音波探触子(2)と、この超音波探触子(2)
に接続された受信回路(3)と、この受信回路(3)に
接続されたCRT等の表示器(4)とから構成されてい
る。
In FIG. 17, a conventional ultrasonic non-destructive inspection apparatus includes a pulse oscillation circuit (1), an ultrasonic probe (2) connected to the pulse oscillation circuit (1), and the ultrasonic probe. (2)
The receiving circuit (3) is connected to the receiving circuit (3), and the display (4) such as a CRT connected to the receiving circuit (3).

なお、超音波探触子(2)は、鋼材等の試験体Sに接触
している。
The ultrasonic probe (2) is in contact with the test body S such as a steel material.

つぎに、上述した従来例の動作を第18図(a)、(b)
及び(c)を参照しながら説明する。
Next, the operation of the above-mentioned conventional example will be described with reference to FIGS. 18 (a) and 18 (b).
And (c) will be described.

第18図(a)〜(c)は、従来の超音波非破壊検査装置
の動作を示す波形図である。
18 (a) to 18 (c) are waveform charts showing the operation of the conventional ultrasonic nondestructive inspection apparatus.

パルス発振回路(1)は、第18図(a)で示すような、
振動継続時間が短いパルスを発振する。
The pulse oscillating circuit (1) is as shown in FIG.
Oscillates a pulse with a short vibration duration.

超音波探触子(2)は、上記パルスにより駆動されて短
いパルス幅の超音波を試験体S内に送波する。そして、
試験体S内で反射された反射エコーを受波し、受信回路
(3)に伝達する。
The ultrasonic probe (2) is driven by the above-mentioned pulse and sends an ultrasonic wave having a short pulse width into the test body S. And
The reflected echo reflected in the test body S is received and transmitted to the receiving circuit (3).

受信回路(3)は、反射エコーを増幅して表示器(4)
に伝達する。
The receiving circuit (3) amplifies the reflected echo and displays it (4)
Communicate to.

表示器(4)は、増幅された反射エコーを表示する。第
18図(b)で示すように、反射エコーが時間t=t0の位
置に表れている。
The display (4) displays the amplified reflected echo. First
As shown in FIG. 18B, the reflected echo appears at the position of time t = t 0 .

この時間t0は、試験体S内の反射体まで、超音波が往復
するのにかかった時間であるので、その時間t0を測定す
ることにより反射体の位置が算出できる。
Since this time t 0 is the time required for the ultrasonic waves to reciprocate up to the reflector in the test body S, the position of the reflector can be calculated by measuring the time t 0 .

しかしながら、上述した従来例では、第18図(c)で示
すように、S/N比の悪い環境のもとでは、反射エコーの
レベルが小さく、反射エコーに重畳する雑音レベルが大
きいときには、反射体の位置を正確な精度で検査するこ
とができないという問題点があった。
However, in the above-described conventional example, as shown in FIG. 18 (c), when the level of the reflected echo is small and the noise level superimposed on the reflected echo is large under a poor S / N ratio environment, There is a problem that the position of the body cannot be inspected with accurate accuracy.

上述した問題点の解決策は、超音波探触子(2)を駆動
するパルスの振幅を大きくすればよいが、パルス発振回
路(1)を構成する素子の制限や超音波探触子(2)の
耐電力の制限などの理由によりパルスの振幅には上限が
あるので、完全な解決策とはならない。
The solution to the above-mentioned problem is to increase the amplitude of the pulse that drives the ultrasonic probe (2), but the limitation of the elements constituting the pulse oscillation circuit (1) and the ultrasonic probe (2 The pulse amplitude has an upper limit due to reasons such as the limitation of the withstand power of (1) and so is not a complete solution.

上述した従来例に対し、S/N比の悪い環境のもとでも、
試験体S内の反射体の位置を正確な精度で検査すること
ができる相関処理を用いた方法がある。この相関処理を
用いた方法のうち、レンジサイドローブに優れた符号系
列として、相補系列を採用する方法がある。
Compared to the conventional example described above, even in an environment with a poor S / N ratio,
There is a method using correlation processing that can inspect the position of the reflector in the test body S with accurate accuracy. Among the methods using this correlation processing, there is a method of using a complementary sequence as a code sequence excellent in range side lobe.

ここで、相補系列を採用した相関処理を用いる方法の原
理を第19図(a)、(b)及び(c)を参照しながら説
明する。
Here, the principle of the method of using the correlation process which employs the complementary sequence will be described with reference to FIGS. 19 (a), (b) and (c).

第19図(a)〜(c)は、例えば『符号理論』宮川他著
昭和54年6月29日 昭晃堂刊 第474頁〜第492頁に示
された相補系列を採用した相関処理の原理を示す説明図
である。
FIGS. 19 (a) to 19 (c) show, for example, correlation processing using complementary sequences shown in “Code Theory” by Miyagawa et al., June 29, 1979, Shokoido, pages 474-492. It is explanatory drawing which shows a principle.

相補系列は、2値からなる有限長の第1の系列と、2値
からなる有限長で第1の系列と相補の関係にある第2の
系列とからなるものである。
The complementary sequence is composed of a first sequence having a finite length consisting of two values and a second sequence having a finite length consisting of two values and having a complementary relationship with the first sequence.

相補の関係とは、第1の系列の自己相関関数と、第2の
系列の自己相関関数とを比較すると、主ローブどうし
と、サイドローブどうしとも同一形状を有しているが、
位相については、主ローブどうしは同相であり、サイド
ローブどうしは逆相の関係にあることをいう。
Complementary relationship means that when the autocorrelation function of the first series and the autocorrelation function of the second series are compared, the main lobes and the side lobes have the same shape,
Regarding the phase, it means that the main lobes have the same phase and the side lobes have the opposite phase.

したがって、第1の系列の自己相関関数と、第2の系列
の自己相関関数との和をとれば、主ローブどうしは強め
合い、サイドローブどうしは相殺されて零になる。
Therefore, if the sum of the autocorrelation function of the first series and the autocorrelation function of the second series is taken, the main lobes are mutually strengthened and the side lobes are canceled out to zero.

長さが4の相補系列は、例えば、第1の系列 及び第2の系列 と表される。2つの系列の成分aj,bj(j=0,1,2,3)
は、上記のように正負の符号を割り当てる場合もある
し、正符号に対応して+1、負符号に対応して−1を割
り当てる場合もある。
The complementary sequence having a length of 4 is, for example, the first sequence. And the second series Is expressed as Two series components aj, bj (j = 0,1,2,3)
May be assigned a positive or negative sign as described above, or may be assigned +1 for a positive sign and -1 for a negative sign.

そこで、第1の系列の自己相関関数をρa(k)と表わ
す。第19図(a)で示すように、ρa(k)は、第1の
系列 に対して、その両側に零が連なっている無限長系列とし
て、すなわち、 として取り扱い、 ρa(k)=Σaj+k aj[j=−∞〜∞] …式 で定義する。ただし、ajとしては+1、−1を割り当て
ている。
Therefore, the autocorrelation function of the first series is expressed as ρa (k). As shown in FIG. 19 (a), ρa (k) is the first sequence , As an infinite length sequence with zeros on both sides, that is, Ρa (k) = Σaj + k aj [j = −∞ to ∞]. However, +1 and -1 are assigned as aj.

同様に、第2の系列の自己相関関数をρb(k)と表わ
す。ρb(k)も無限長系列として取り扱い、bjとして
は+1、−1を割り当て、 ρb(k)=Σbj+k bj[j=−∞〜∞] …式 で定義する。
Similarly, the autocorrelation function of the second sequence is represented by ρb (k). ρb (k) is also treated as an infinite length sequence, +1 and −1 are assigned as bj, and ρb (k) = Σbj + k bj [j = −∞ to ∞] ...

第19図(a)及び(b)から解るように、自己相関関数
ρa(k)及びρb(k)は、主ローブどうしと、サイ
ドローブどうしとは形状が同一で、位相が主ローブどう
しは同相で、サイドローブどうしは逆相である。ゆえ
に、自己相関関数ρa(k)及びρb(k)の和をとる
と、第19図(c)で示すように、サイドローブのレベル
が零となる。
As can be seen from FIGS. 19 (a) and 19 (b), the autocorrelation functions ρa (k) and ρb (k) have the same shape between the main lobes and the side lobes, and the phases are the same between the main lobes. In phase, side lobes are in opposite phase. Therefore, when the sum of the autocorrelation functions ρa (k) and ρb (k) is taken, the side lobe level becomes zero as shown in FIG. 19 (c).

なお、上述したサイドローブは、相関処理を用いた超音
波非破壊検査の分野に適用する場合には、レンジサイド
ローブと呼ばれる。
The above side lobes are called range side lobes when applied to the field of ultrasonic nondestructive inspection using correlation processing.

さて、相補系列の相関処理を用いた他の従来例の構成を
第20図を参照しながら説明する。
Now, the configuration of another conventional example using complementary sequence correlation processing will be described with reference to FIG.

第20図は、例えば『IEEE Ultrasonics Symposium Proce
eding』1981 P888〜891に示された他の従来の超音波非
破壊検査装置を示すブロック図である。
Figure 20 shows, for example, "IEEE Ultrasonics Symposium Proce
eding 1981 P888-891 is another conventional ultrasonic non-destructive inspection device block diagram.

第20図において、他の従来の超音波非破壊検査装置は、
信号源(1A)と、信号源(1A)に接続されたデジタル遅
延線(11)と、信号源(1A)及びデジタル遅延線(11)
に接続されたバイポーラ変換器(12)と、このバイポー
ラ変換器(12)に接続されたトランスミッタ(13)と、
同じく信号源(1A)及びデジタル遅延線(11)に接続さ
れたバイポーラ変換器(14)と、トランスミッタ(1
3)、バイポーラ変換器(14)及び超音波探触子(2)
に接続されたアナログ相関器(5)と、このアナログ相
関器(5)に接続された表示器(4)とから構成されて
いる。
In FIG. 20, another conventional ultrasonic nondestructive inspection device is
Signal source (1A), digital delay line (11) connected to the signal source (1A), signal source (1A) and digital delay line (11)
A bipolar converter (12) connected to, a transmitter (13) connected to the bipolar converter (12),
A bipolar converter (14) also connected to the signal source (1A) and digital delay line (11), and a transmitter (1
3), bipolar converter (14) and ultrasonic probe (2)
It is composed of an analog correlator (5) connected to and an indicator (4) connected to the analog correlator (5).

なお、超音波探触子(2)は、水中にしんちゅうのター
ゲットSが配置された水槽に設置されている。また、ア
ナログ相関器(5)は、超音波探触子(2)及びバイポ
ーラ変換器(14)に接続された掛け算器(5a)と、この
掛け算器(5a)に接続された積分器(5b)とから構成さ
れている。さらに、信号源(1A)とデジタル遅延線(1
1)との間、信号源(1A)とバイポーラ変換器(12)及
び(14)との間、デジタル遅延線(11)とバイポーラ変
換器(12)及び(14)との間にはANDゲート等の論理回
路が挿入されている。
The ultrasonic probe (2) is installed in the water tank in which the target S of brass is placed in the water. The analog correlator (5) includes a multiplier (5a) connected to the ultrasonic probe (2) and the bipolar converter (14), and an integrator (5b) connected to the multiplier (5a). ) And is composed of. In addition, the signal source (1A) and digital delay line (1
AND gate between the signal source (1A) and the bipolar converters (12) and (14) and between the digital delay line (11) and the bipolar converters (12) and (14). Etc. logic circuits are inserted.

つぎに、上述した他の従来例の動作を第21図(a)及び
(b)並びに第22図を参照しながら説明する。
Next, the operation of the other conventional example described above will be described with reference to FIGS. 21 (a) and 21 (b) and FIG.

第21図(a)及び(b)は他の従来例の送信信号を示す
波形図、第22図は他の従来例の送信信号及び超音波探触
子の周波数特性を示す特性図である。
FIGS. 21 (a) and 21 (b) are waveform diagrams showing a transmission signal of another conventional example, and FIG. 22 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic of a transmission signal of another conventional example and an ultrasonic probe.

第21図(a)及び(b)で示す送信信号Sa(t)及びSb
(t)が、信号源(1A)、デジタル遅延線(11)、バイ
ポーラ変換器(12)及びトランスミッタ(13)により、
超音波探触子(2)に伝達される。
Transmission signals Sa (t) and Sb shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b)
(T) is a signal source (1A), a digital delay line (11), a bipolar converter (12) and a transmitter (13),
It is transmitted to the ultrasonic probe (2).

送信信号Sa(t)は相補系列をなす第1の系列 として(+,+,+,−)が用いられ、送信信号Sb
(t)は第2の系列として(+,+,−,+)が用いら
れている。符号+には正の振幅を有する矩形波を対応さ
せ、符号−には絶対値が同一の負の振幅を有する矩形波
を対応させて、符号の表れる順序にしたがって、上述し
た矩形波が時間軸上に配列されている。
The transmission signal Sa (t) is the first sequence forming a complementary sequence. (+, +, +,-) Is used as the transmission signal Sb
(T) uses (+, +,-, +) as the second sequence. The sign + corresponds to a rectangular wave having a positive amplitude, and the sign − corresponds to a rectangular wave having a negative amplitude with the same absolute value. Arranged above.

超音波探触子(2)は、上記送信信号Sa(t)により駆
動されて、超音波を水中に送波する。そして、ターゲッ
トSで反射された反射エコーga(t)を受渡し、アナロ
グ相関器(5)の掛け算器(5a)に伝達する。
The ultrasonic probe (2) is driven by the transmission signal Sa (t) to transmit ultrasonic waves into water. Then, the reflection echo ga (t) reflected by the target S is delivered and transmitted to the multiplier (5a) of the analog correlator (5).

一方、上記送信信号Sa(t)と同じ信号が、信号源(1
A)、デジタル遅延線(11)及びバイポーラ変換器(1
4)により、掛け算器(5a)に伝達される。
On the other hand, the same signal as the transmission signal Sa (t) is the signal source (1
A), digital delay line (11) and bipolar converter (1
It is transmitted to the multiplier (5a) by 4).

アナログ相関器(5)では、反射エコーga(t)と送信
信号Sa(t)との相関演算を実行する。すなわち、相関
演算の結果をρa(t)とすると、つぎのように表され
る。
The analog correlator (5) executes a correlation calculation between the reflected echo ga (t) and the transmission signal Sa (t). That is, when the result of the correlation calculation is ρa (t), it is expressed as follows.

ρa(t)=∫ga(t′)Sa(t′−t)dt′ [積分範囲:−∞〜∞] …式 同様に、次の時間フェーズにおいて、超音波探触子
(2)は上記送信信号Sb(t)により駆動され、アナロ
グ相関器(5)は、反射エコーgb(t)と送信信号Sb
(t)との相関演算を実行する。すなわち、相関演算の
結果をρb(t)とすると、つぎのように表される。
ρa (t) = ∫ga (t ′) Sa (t′−t) dt ′ [integration range: −∞ to ∞] ... Similarly, in the next time phase, the ultrasonic probe (2) has Driven by the transmission signal Sb (t), the analog correlator (5) produces a reflection echo gb (t) and the transmission signal Sb.
Correlation calculation with (t) is executed. That is, when the result of the correlation calculation is ρb (t), it is expressed as follows.

ρb(t)=∫gb(t′)Sb(t′−t)dt′ [積分範囲:−∞〜∞] …式 アナログ相関器(5)は、その後、式及びの相関演
算の結果を加算して表示器(4)に伝達し、 ρa(t)+ρb(t) が表示される。
ρb (t) = ∫gb (t ′) Sb (t′−t) dt ′ [integration range: −∞ to ∞] ... Formula The analog correlator (5) thereafter adds the results of the correlation calculation of the formula and Then, it is transmitted to the display (4), and ρa (t) + ρb (t) is displayed.

ところで、一般に、超音波探触子(2)は、第22図で示
すような、周波数応答特性(実線)を有している。一
方、第21図(a)及び(b)で示した送信信号Sa(t)
及びSb(t)は、矩形部分のみからなる波形を有してい
るので、第22図で示すような周波数特性(点線)を有し
ている。すなわち、送信信号Sa(t)及びSb(t)は低
周波領域にかなりのエネルギーをもっているのに対し、
超音波探触子(2)は低周波領域では応答しない。
By the way, generally, the ultrasonic probe (2) has a frequency response characteristic (solid line) as shown in FIG. On the other hand, the transmission signal Sa (t) shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b).
Since Sb (t) and Sb (t) have a waveform consisting of only a rectangular portion, they have frequency characteristics (dotted line) as shown in FIG. That is, while the transmission signals Sa (t) and Sb (t) have considerable energy in the low frequency region,
The ultrasonic probe (2) does not respond in the low frequency region.

したがって、上述した他の従来例は、送信エネルギーの
大半を超音波探触子(2)により捨てており、効率が悪
いという問題点があった。
Therefore, in the other conventional example described above, most of the transmission energy is discarded by the ultrasonic probe (2), and there is a problem that the efficiency is low.

上述した相関処理を用いる他の従来例は、S/N比を改善
しているが、上述したように効率が悪いとかなりのレベ
ルの雑音が残り、高精度で試験体Sを検査するには、結
局、送信信号の振幅を大きくする必要が生じるという問
題点があった。
Another conventional example using the above-described correlation processing improves the S / N ratio, but as described above, if the efficiency is low, a considerable level of noise remains, and the test body S can be inspected with high accuracy. In the end, there is a problem in that it is necessary to increase the amplitude of the transmission signal.

[発明が解決しようとする課題] 上述したような従来の超音波非破壊検査装置では、S/N
比の悪い環境のもとでは、反射エコーのレベルが小さ
く、反射エコーに重畳する雑音レベルが大きいときに
は、反射体を正確な精度で測定することができないとい
う問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional ultrasonic nondestructive inspection apparatus as described above, the S / N
In an environment with a poor ratio, when the level of the reflected echo is low and the noise level superimposed on the reflected echo is high, there is a problem that the reflector cannot be accurately measured.

また、上述したような他の従来の超音波非破壊検査装置
では、送信エネルギーの大半を超音波探触子により捨て
ており、効率が悪く十分なS/N比が得られないという問
題点があった。
Further, in other conventional ultrasonic nondestructive inspection apparatus as described above, most of the transmission energy is discarded by the ultrasonic probe, there is a problem that efficiency is insufficient and sufficient S / N ratio cannot be obtained. there were.

この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、S/N比の悪い環境のもとでも反射体を正確な精
度で測定することができ、かつ、送信エネルギーの利用
効率を高くすることができる超音波測定装置を得ること
を目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to measure a reflector with accurate accuracy even in an environment with a poor S / N ratio, and to improve the efficiency of use of transmitted energy. An object is to obtain an ultrasonic measuring device that can be increased in height.

[課題を解決するための手段] この発明に係る超音波測定装置は、以下に述べるような
手段を備えたものである。
[Means for Solving the Problems] The ultrasonic measurement device according to the present invention includes the following means.

(i).正弦波形を有する第1の送信信号を発生する第
1の送信信号発生手段。
(I). First transmission signal generating means for generating a first transmission signal having a sine waveform.

(ii).正弦波形を有し、上記第1の送信信号と相補の
関係にある第2の送信信号を発生する第2の送信信号発
生手段。
(Ii). Second transmission signal generating means for generating a second transmission signal having a sine waveform and having a complementary relationship with the first transmission signal.

(iii).上記第1の送信信号により励振されて送信波
を対象物に送信する第1の送信手段。
(Iii). A first transmitting unit that is excited by the first transmission signal and transmits a transmission wave to an object.

(iv).上記第2の送信信号により励振されて送信波を
対象物に送信する第2の送信手段。
(Iv). A second transmitting unit that is excited by the second transmission signal and transmits a transmission wave to an object.

(v).上記第1の送信信号に対応する第1のエコーを
受信する第1の受信手段。
(V). First receiving means for receiving a first echo corresponding to the first transmission signal.

(vi).上記第2の送信信号に対応する第2のエコーを
受信する第2の受信手段。
(Vi). Second receiving means for receiving a second echo corresponding to the second transmission signal.

(vii).上記第1のエコーを上記第1の送信信号によ
り規定される第1の参照信号を用いて相関処理する第1
の相関処理手段。
(Vii). A first correlation processing of the first echo using a first reference signal defined by the first transmission signal;
Correlation processing means.

(viii).上記第2のエコーを上記第2の送信信号によ
り規定される第2の参照信号を用いて相関処理する第2
の相関処理手段。
(Viii). A second correlation processing of the second echo using a second reference signal defined by the second transmission signal;
Correlation processing means.

(ix).上記第1の相関処理手段により得られる信号と
上記第2の相関処理手段により得られる信号とを加算す
る加算手段。
(Ix). Addition means for adding the signal obtained by the first correlation processing means and the signal obtained by the second correlation processing means.

[作用] この発明においては、第1の送信信号発生手段によっ
て、正弦波形を有する第1の送信信号が発生され、第2
の送信信号発生手段によって、正弦波形を有し、上記第
1の送信信号と相補の関係にある第2の送信信号が発生
される。
[Operation] In the present invention, the first transmission signal generating means generates the first transmission signal having a sine waveform,
The second transmission signal having the sine waveform and having a complementary relationship with the first transmission signal is generated by the transmission signal generating means.

また、第1の送信手段によって、上記第1の送信信号に
より励振されて送信波が対象物に送信され、第2の送信
手段によって、上記第2の送信信号により励振されて送
信波が対象物に送信される。
Further, the first transmitting means excites the transmitted wave to the object by being excited by the first transmitting signal, and the second transmitting means excites the transmitted wave by being excited by the second transmitting signal to the object. Sent to.

さらに、第1の受信手段によって、上記第1の送信信号
に対応する第1のエコーが受信され、第2の受信手段に
よって、上記第2の送信信号に対応する第2のエコーが
受信される。
Further, the first receiving means receives the first echo corresponding to the first transmission signal, and the second receiving means receives the second echo corresponding to the second transmission signal. .

またさらに、第1の相関処理手段によって、上記第1の
エコーが相関処理され、第2の相関処理手段によって、
上記第2のエコーが相関処理される。
Furthermore, the first correlation processing means performs correlation processing on the first echo, and the second correlation processing means
The second echo is correlated.

そして、加算手段によって、上記第1の相関処理手段に
より得られる信号と上記第2の相関処理手段により得ら
れる信号とが加算されることによりサイドローブが低減
された信号が出力される。
Then, the signal obtained by the first correlation processing means and the signal obtained by the second correlation processing means are added by the adding means to output a signal with side lobes reduced.

[実施例] この発明の第1実施例の構成を第1図を参照しながら説
明する。
[Embodiment] The configuration of a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図は、この発明の第1実施例を示すブロック図であ
り、超音波探触子(2)及び表示器(4)は第17図で示
した上記従来装置のものと全く同一である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which an ultrasonic probe (2) and an indicator (4) are exactly the same as those of the conventional device shown in FIG. .

第1図において、この発明の第1実施例は、上述した従
来装置のものと全く同一のものと、送信信号発生器(1
B)と、この送信信号発生器(1B)及び超音波探触子
(2)に接続された相関器(5A)と、この相関器(5A)
に接続されメモリを含む加算器(6)とから構成されて
いる。
In FIG. 1, the first embodiment of the present invention is the same as the conventional device described above, and a transmission signal generator (1
B), the correlator (5A) connected to the transmission signal generator (1B) and the ultrasonic probe (2), and the correlator (5A)
And an adder (6) including a memory and connected to.

なお、超音波探触子(2)は送信信号発生器(1B)に接
続され、表示器(4)は加算器(6)に接続されてい
る。
The ultrasonic probe (2) is connected to the transmission signal generator (1B), and the display (4) is connected to the adder (6).

つぎに、上述した第1実施例の動作を第2図、第3図、
第4図及び第5図を参照しながら説明する。
Next, the operation of the above-described first embodiment will be described with reference to FIGS.
A description will be given with reference to FIGS. 4 and 5.

第2図(a)及び(b)はこの発明の第1実施例の送信
信号を示す波形図、第3図(a)及び(b)はこの発明
の第1実施例の相関演算の結果を示す波形図、第4図は
この発明の第1実施例の相関演算の加算結果を示す波形
図、第5図はこの発明の第1実施例の送信信号及び超音
波探触子の周波数特性を示す特性図である。
2 (a) and 2 (b) are waveform diagrams showing a transmission signal of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are results of the correlation calculation of the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram showing the addition result of the correlation calculation of the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a transmission signal of the first embodiment of the present invention and the frequency characteristics of the ultrasonic probe. It is a characteristic view to show.

送信信号発生器(1B)は、送信信号Sa(t)及びSb
(t)を発生し、超音波探触子(2)に伝達する。
The transmission signal generator (1B) outputs the transmission signals Sa * (t) and Sb *.
(T) is generated and transmitted to the ultrasonic probe (2).

第2図(a)及び(b)で示すように、送信信号Sa
(t)は、相補系列をなす第1の系列 として(+,+,+,−)を採用し、送信信号Sb
(t)は第2の系列として(+,+,−,+)を採用
している。符号+にはsin2πf0t(0≦t≦T)を割り
当て、符号−には−sin2πf0t(0≦t≦T)を割り当
てて、符号の表れる順序にしたがって、上述した正弦波
が時間軸上に配列されている。ただし、tは時間変数、
Tは固定時間、f0は固定周波数である。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the transmission signal Sa
* (T) is the first sequence forming a complementary sequence (+, +, +,-) As the transmission signal Sb
* (T) uses (+, +,-, +) as the second series. The sign + is assigned sin2πf 0 t (0 ≦ t ≦ T), the code − is assigned −sin2πf 0 t (0 ≦ t ≦ T), and the sine wave described above is assigned to the time axis according to the order in which the sign appears. Arranged above. However, t is a time variable,
T is a fixed time and f 0 is a fixed frequency.

超音波探触子(2)は、上記送信信号Sa(t)により
駆動されて、超音波を試験体Sに送波する。そして、試
験体Sの反射体で反射された反射エコーga(t)を受
波し、相関器(5A)に伝達する。
The ultrasonic probe (2) is driven by the transmission signal Sa * (t) to transmit ultrasonic waves to the test body S. Then, the reflection echo ga * (t) reflected by the reflector of the test body S is received and transmitted to the correlator (5A).

一方、上記送信信号Sa(t)と同じ信号が、相関器
(5A)に伝達される。
On the other hand, the same signal as the transmission signal Sa * (t) is transmitted to the correlator (5A).

相関器(5A)では、反射エコーga(t)と送信信号Sa
(t)との相関演算を実行する。すなわち、相関演算
の結果をρa(t)とすると、つぎのように表され
る。
In the correlator (5A), the reflection echo ga * (t) and the transmission signal Sa
* Perform correlation calculation with (t). That is, when the result of the correlation calculation is ρa * (t), it is expressed as follows.

ρa(t)=∫ga(t′)Sa(t′−t)dt′ [積分範囲:−∞〜∞] …式 同様に、次の時間フェーズにおいて、超音波探触子
(2)は上記送信信号Sb(t)により駆動され、相関
器(5A)は、反射エコーgb(t)と送信信号Sb
(t)との相関演算を実行する。すなわち、相関演算
の結果をρb(t)とすると、つぎのように表され
る。
ρa * (t) = ∫ga * (t ′) Sa * (t′−t) dt ′ [integration range: −∞ to ∞] ... Similarly, in the next time phase, the ultrasonic probe (2 ) Is driven by the transmission signal Sb * (t), and the correlator (5A) controls the reflection echo gb * (t) and the transmission signal Sb.
* Perform correlation calculation with (t). That is, when the result of the correlation calculation is ρb * (t), it is expressed as follows.

ρb(t)=∫gb(t′)Sb(t′−t)dt′ [積分範囲:−∞〜∞] …式 加算器(6)は、その後、式及びの相関演算の結果
を加算して表示器(4)に伝達し、 ρa(t)+ρb(t) が表示される。なお、加算器(6)は、ρb(t)が
求まるまでρa(t)をメモリに記憶している。
ρb * (t) = ∫gb * (t ′) Sb * (t′−t) dt ′ [integration range: −∞ to ∞] ... Formula The adder (6) then calculates the correlation result of the formula and Is added and transmitted to the display (4), and ρa * (t) + ρb * (t) is displayed. Incidentally, the adder (6) stores .rho.a * (t) to the memory until pb * (t) is obtained.

ここで、上述したこの発明の第1実施例の動作原理につ
いて説明する。
Here, the operation principle of the above-described first embodiment of the present invention will be described.

第1の と第2の とが相補の関係にあれば、送信信号Sa(t)とSb
(t)とが相補の関係にあり、両者を加算すればレン
ジサイドローブのレベルが原理的には零になる。
First And the second If and are in a complementary relationship, the transmission signals Sa * (t) and Sb
* (T) is in a complementary relationship, and when both are added, the level of the range side lobe becomes zero in principle.

送信信号Sa(t)及びSb(t)のそれぞれの自己相
関関数をρa(τ)及びρb(τ)で表わすと、自
己相関関数ρa(τ)及びρb(τ)は、つぎのよ
うに定義される。
When the autocorrelation functions of the transmission signals Sa * (t) and Sb * (t) are represented by ρa * (τ) and ρb * (τ), the autocorrelation functions ρa * (τ) and ρb * (τ) are , Is defined as follows.

ρa(τ)=∫Sa(t)Sa(t−τ)dt [積分範囲:−∞〜∞] …式 ρb(τ)=∫Sb(t)Sb(t−τ)dt [積分範囲:−∞〜∞] …式 第3図(a)及び(b)で示すように、自己相関関数ρ
(τ)及びρb(τ)を比較すると、形状は主ロ
ーブどうし及びサイドローブどうし同一であり、位相は
主ローブどうしが同相、サイドローブどうしが逆相の関
係にある。したがって、自己相関関数ρa(τ)とρ
(τ)とを加算すると、第4図で示すように、サイ
ドローブのレベルは零となる。つまり、第1の と第2の とが相補関係にあれば、送信信号Sa(t)とSb
(t)とは同一の関係がある。
ρa * (τ) = ∫Sa * (t) Sa * (t−τ) dt [Integration range: −∞ to ∞] Equation ρb * (τ) = ∫Sb * (t) Sb * (t−τ) dt [integration range: −∞ to ∞] Equation As shown in FIGS. 3A and 3B, the autocorrelation function ρ
Comparing a * (τ) and ρb * (τ), the main lobes have the same shape and the side lobes have the same shape, and the main lobes have the same phase and the side lobes have the opposite phase. Therefore, the autocorrelation functions ρa * (τ) and ρ
When b * (τ) is added, the side lobe level becomes zero as shown in FIG. That is, the first And the second If and are complementary, the transmission signals Sa * (t) and Sb
* It has the same relationship with (t).

第2図(a)及び(b)において、sin2πf0tと−sin2
πf0tとの配列間隔T′がTより大きい場合が示されて
いるが、上述した関係は配列間隔T′がTに等しい場合
にも成り立つ。また、sin2πf0t及び−sin2πf0tのサイ
クル数3(=f0T)の場合が示されているが、上述した
関数はサイクル数に関係なく成り立つ。
2 (a) and 2 (b), sin2πf 0 t and −sin2
Although the case where the arrangement interval T ′ with πf 0 t is larger than T is shown, the above-described relationship holds when the arrangement interval T ′ is equal to T. Further, the case where the number of cycles of sin2πf 0 t and −sin2πf 0 t is 3 (= f 0 T) is shown, but the above-described function holds regardless of the number of cycles.

上述した関係を超音波を用いた非破壊検査に適用した場
合について考えてみる。
Consider the case where the above-mentioned relationship is applied to a nondestructive inspection using ultrasonic waves.

送信信号Sa(t)により超音波探触子(2)を駆動し
たとき、試験体S内の反射体まで、超音波が往復するの
に要する時間をt0とすると、反射エコーは、近似的にSa
(t−t0)と表される。この反射エコーSa(t−
t0)と、送信信号Sa(t)の相関をとると、 ∫Sa(t−t0)Sa(t−τ)dt=ρa(τ−t0) [積分範囲:−∞〜∞] …式 が得られる。
When the ultrasonic probe (2) is driven by the transmission signal Sa * (t) and the time required for the ultrasonic waves to reciprocate up to the reflector in the test body S is t 0 , the reflected echo is approximate. To Sa
It is expressed as * (t−t 0 ). This reflected echo Sa * (t-
t 0 ) and the transmission signal Sa * (t) are correlated, ∫Sa * (t−t 0 ) Sa * (t−τ) dt = ρa * (τ−t 0 ) [Integration range: −∞ ~ ∞] ... the formula is obtained.

同様に、つぎの時間フェーズで、送信信号Sb(t)に
より超音波探触子(2)を駆動したとき、反射エコー
は、近似的にSb(t−t0)と表される。この反射エコ
ーSb(t−t0)と、送信信号Sb(t)の相関をとる
と、 ∫Sb(t−t0)Sb(t−τ)dt=ρb(τ−t0) [積分範囲:−∞〜∞] …式 が得られる。
Similarly, when the ultrasonic probe (2) is driven by the transmission signal Sb * (t) in the next time phase, the reflected echo is approximately represented by Sb * (t−t 0 ). When the correlation between the reflected echo Sb * (t−t 0 ) and the transmission signal Sb * (t) is calculated, ∫Sb * (t−t 0 ) Sb * (t−τ) dt = ρb * (τ−t) 0 ) [Integration range: −∞ to ∞] Equation is obtained.

上述した相関演算の結果を加算すると、 ρa(τ−t0)+ρb(τ−t0) が得られる。この加算結果は、第4図で示した波形を、
時間軸に沿ってt0だけ平行移動した波形に等しい。つま
り、τ=t0で主ローブをもち、レンジサイドローブのレ
ベルは零である。したがって、主ローブの表れる時間位
置から反射体の位置を知ることができる。
When the results of the above-described correlation calculation are added, ρa * (τ−t 0 ) + ρb * (τ−t 0 ) is obtained. The result of this addition is the waveform shown in FIG.
Equivalent to the waveform translated by t 0 along the time axis. That is, τ = t 0 has a main lobe and the range sidelobe level is zero. Therefore, the position of the reflector can be known from the time position where the main lobe appears.

この発明の第1実施例の結果について説明する。送信信
号Sa(t)及びSb(t)の周波数f0を超音波探触子
(2)の中心周波数の近傍に設定すれば、送信信号Sa
(t)及びSb(t)と、超音波探触子(2)の周波数
応答特性は、第5図で示すような関係になる。送信信号
Sa(t)及びSb(t)は、低周波領域にはほとんど
エネルギーを有していない。そのエネルギーの大半は、
超音波探触子(2)を通過することが解る。したがっ
て、他の従来例に比べて送信エネルギーの利用効率が高
い。
The result of the first embodiment of the present invention will be described. By setting the frequency f 0 of the transmitted signal Sa * (t) and Sb * (t) in the vicinity of the center frequency of the ultrasonic probe (2), the transmission signal Sa *
(T) and Sb * (t) and the frequency response characteristics of the ultrasonic probe (2) have a relationship as shown in FIG. Transmission signal
Sa * (t) and Sb * (t) have almost no energy in the low frequency region. Most of that energy is
It can be seen that it passes through the ultrasonic probe (2). Therefore, the utilization efficiency of transmission energy is higher than that of other conventional examples.

この効果は、他の従来例では矩形部分のみからなる波形
を有する送信信号を用いていたのに対し、この発明の第
1実施例では、正弦波形を有する送信信号を用いたこと
から得られたものである。厳密な意味での正弦波形に限
らない。エネルギーの大半が超音波探触子(2)を通過
できるような正弦波的な振動波形を有する送信信号であ
れば同様の効果が得られる。
This effect is obtained by using the transmission signal having the sine waveform in the first embodiment of the present invention, while the transmission signal having the waveform consisting of only the rectangular portion is used in the other conventional examples. It is a thing. It is not limited to a sine waveform in the strict sense. The same effect can be obtained if the transmission signal has a sinusoidal vibration waveform that allows most of the energy to pass through the ultrasonic probe (2).

つぎに、この発明の第1実施例のレンジサイドローブの
レベルやS/N比の改善効果をみるために、正弦波を有す
る他の送信信号を用いて、つぎに述べる条件の下での動
作を第6図、第7図、第8図及び第9図を参照しながら
説明する。
Next, in order to see the effect of improving the range side lobe level and the S / N ratio of the first embodiment of the present invention, another transmission signal having a sine wave is used, and operation under the conditions described below is performed. Will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8 and FIG.

第6図(a)及び(b)はこの発明の第1実施例の他の
送信信号を示す波形図、第7図(a)及び(b)はこの
発明の第1実施例の他の反射エコーを示す波形図、第8
図(a)及び(b)はこの発明の第1実施例の他の相関
演算の結果を示す波形図、第9図はこの発明の第1実施
例の他の相関演算の加算結果を示す波形図である。
6 (a) and 6 (b) are waveform diagrams showing other transmission signals of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 7 (a) and 7 (b) are other reflections of the first embodiment of the present invention. Waveform diagram showing echo, No. 8
FIGS. 9 (a) and 9 (b) are waveform diagrams showing the result of another correlation calculation of the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a waveform showing the addition result of another correlation calculation of the first embodiment of the present invention. It is a figure.

超音波探触子(2)には、周波数5MHz、比帯域60%以上
を有する、いわゆる広帯域探触子と呼ばれるものを用
い、試験体Sとして鋼材を用いた。
As the ultrasonic probe (2), a so-called broadband probe having a frequency of 5 MHz and a specific bandwidth of 60% or more was used, and a steel material was used as the test body S.

相補系列は、下記に示す長さが8の系列を用いた。As the complementary series, a series having a length of 8 shown below was used.

また、これらの にそれぞれ対応する送信信号Sa**(t)及びSb
**(t)は、第6図(a)及び(b)で示す信号を用
いた。f0=5MHz、f0T=1.5、単位波形間の間隔T′はT
に等しく設定した。
Also these Corresponding to the transmission signals Sa ** (t) and Sb
** (t) used the signals shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). f 0 = 5MHz, f 0 T = 1.5, interval T ′ between unit waveforms is T
Set equal to.

まず、送信信号Sa**(t)によって超音波探触子
(2)を駆動すると、第7図(a)で示すような、反射
エコーga**(t)が測定された。同様に、送信信号Sb
**(t)によって、第7図(b)で示すような、反射
エコーgb**(t)が測定された。
First, when the ultrasonic probe (2) was driven by the transmission signal Sa ** (t), the reflection echo ga ** (t) as shown in FIG. 7 (a) was measured. Similarly, the transmitted signal Sb
The reflected echo gb ** (t) as shown in FIG. 7 (b) was measured by ** (t).

反射エコーga**(t)及びgb**(t)の波形が送信
信号Sa**(t)及びSb**(t)の波形と異なってい
る理由は、超音波探触子(2)の帯域幅が有限であるの
で、超音波探触子(2)のフィルタ作用が働いたことに
よるものである。このフィルタ作用は、送信信号Sa**
(t)及びSb**(t)が超音波探触子(2)の送波及
び受波時の2回通過するので、2重に働く。
The reason why the waveforms of the reflected echoes ga ** (t) and gb ** (t) are different from the waveforms of the transmission signals Sa ** (t) and Sb ** (t) is that the ultrasonic probe (2) The reason is that the filter action of the ultrasonic probe (2) has acted because the bandwidth of ω is finite. This filter action is based on the transmission signal Sa **
Since (t) and Sb ** (t) pass twice when the ultrasonic probe (2) transmits and receives, it works double.

送信信号Sa**(t)と、反射エコーga**(t)との
間の相関演算を行うと、第8図(a)で示すような結果
が測定された。同様に、送信信号Sb**(t)と、反射
エコーgb**(t)との間の相関演算を行うと、第8図
(b)で示すような結果が測定された。
When the correlation calculation between the transmission signal Sa ** (t) and the reflection echo ga ** (t) was performed, the result as shown in FIG. 8 (a) was measured. Similarly, when the correlation calculation between the transmission signal Sb ** (t) and the reflected echo gb ** (t) was performed, the result shown in FIG. 8 (b) was measured.

そして、上述した2つの演算結果を加算すると、第9図
で示すような、加算結果が測定された。レンジサイドロ
ーブのレベルも含めたS/N比は、約−32dBであり、相当
に低い結果が得られた。
Then, when the above two calculation results were added, the addition result as shown in FIG. 9 was measured. The S / N ratio including the range sidelobe level was about -32 dB, and a considerably low result was obtained.

さらに、比較のために、上述した送信信号Sa**(t)
及びSb**(t)と同一波形の信号により駆動した場合
の、第17図で示したインパルス方式を採用した従来例の
動作を第10図を参照しながら説明する。
Further, for comparison, the transmission signal Sa ** (t) described above is used.
And Sb ** (t), the operation of the conventional example adopting the impulse method shown in FIG. 17 when driven by a signal having the same waveform will be described with reference to FIG.

第10図(a)及び(b)は、従来の超音波非破壊検査装
置の動作を示す波形図である。
10 (a) and 10 (b) are waveform charts showing the operation of the conventional ultrasonic nondestructive inspection apparatus.

なお、超音波深触子(2)及び試験体Sは、上述した他
の送信信号を用いた第1実施例の場合と同一である。
The ultrasonic probe (2) and the test body S are the same as in the case of the first embodiment using other transmission signals described above.

第10図(a)で示すような信号により、超音波探触子
(2)を駆動した。この信号は、波形及び振幅ピーク値
が送信信号Sa**(t)及びSb**(t)と同一であ
る。
The ultrasonic probe (2) was driven by a signal as shown in Fig. 10 (a). This signal has the same waveform and amplitude peak value as the transmission signals Sa ** (t) and Sb ** (t).

そして、第10図(b)で示すような、反射エコーが測定
された。この反射エコーには、雑音が重畳しており、S/
N比が約25dBしか得られていない。
Then, a reflection echo as shown in FIG. 10 (b) was measured. Noise is superimposed on this reflected echo, and S /
The N ratio is only about 25 dB.

したがって、この発明の第1実施例は、上述したよう
に、第9図及び第10図(a)で示す結果を比較するとS/
N比が約7dB改善され、かつ第5図で示すように送信エネ
ルギーの利用効率も高くすることができるという効果を
奏する。
Therefore, as described above, the first embodiment of the present invention compares the results shown in FIGS. 9 and 10 (a) with S /
The N ratio is improved by about 7 dB, and the utilization efficiency of transmission energy can be increased as shown in FIG.

この発明の第2実施例の構成を第11図を参照しながら説
明する。
The configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第11図は、この発明の第2実施例を示すブロック図であ
り、送信信号発生器(1B)、超音波探触子(2)、相関
器(5A)、加算器(6)及び表示器(4)は上記第1実
施例のものと全く同一である。
FIG. 11 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, in which a transmission signal generator (1B), an ultrasonic probe (2), a correlator (5A), an adder (6) and an indicator. (4) is exactly the same as that of the first embodiment.

第11図において、この発明の第2実施例は、上述した第
1実施例のものと全く同一のものと、送信信号発生器
(1B)に入力側が接続され、かつ相関器(5A)に出力側
が接続された参照信号発生器(7)とから構成されてい
る。
In FIG. 11, the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above, except that the input side is connected to the transmission signal generator (1B) and the output is provided to the correlator (5A). It is composed of a reference signal generator (7) whose sides are connected.

つぎに、上述した第2実施例の動作を第12図及び第13図
を参照しながら説明する。
Next, the operation of the above-described second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

第12図(a)及び(b)、並びに第13図は、この発明の
第2実施例の動作を示す波形図である。
12 (a) and (b) and FIG. 13 are waveform charts showing the operation of the second embodiment of the present invention.

なお、実施条件は、上述した第1実施例の場合と同一で
ある。
The implementation conditions are the same as in the case of the first embodiment described above.

最初に、送信信号発生器(1B)は、送信信号Sa
**(t)及びSb**(t)を発生し、超音波探触子
(2)を駆動する。これらの送信信号Sa**(t)及び
Sb**(t)は、上述した第1実施例と同一である。
First, the transmission signal generator (1B)
** (t) and Sb ** (t) are generated to drive the ultrasonic probe (2). These transmitted signals Sa ** (t) and
Sb ** (t) is the same as in the first embodiment described above.

超音波探触子(2)は、送信信号Sa**(t)及びSb
**(t)により駆動されて、超音波を試験体Sに送波
し、その反射エコーga**(t)及びgb**(t)を受
波して相関器(5A)に伝達する。
The ultrasonic probe (2) transmits the transmitted signals Sa ** (t) and Sb.
Driven by ** (t), ultrasonic waves are transmitted to the test body S, and the reflected echoes ga ** (t) and gb ** (t) are received and transmitted to the correlator (5A). .

一方、参照信号発生器(7)は、送信信号Sa**(t)
及びSb**(t)に基づいて参照信号ha(t)及びhb
(t)を発生し、相関器(5A)に伝達する。
On the other hand, the reference signal generator (7) outputs the transmission signal Sa ** (t).
And reference signals ha (t) and hb based on Sb ** (t)
(T) is generated and transmitted to the correlator (5A).

これらの参照信号ha(t)及びhb(t)は、送信信号Sa
**(t)及びSb**(t)が、送波・受波時のフィル
タ特性を有する超音波探触子(2)を通過したときに得
られる信号である。すなわち、超音波を送波、受波する
ときに超音波探触子(2)が有するフィルタ特性(イン
パルス応答特性)をu1(t)及びu2(t)で表わすと、
つぎの式で表される。
These reference signals ha (t) and hb (t) are transmitted signals Sa
** (t) and Sb ** (t) are signals obtained when passing through the ultrasonic probe (2) having the filter characteristics at the time of transmitting and receiving. That is, when the filter characteristics (impulse response characteristics) of the ultrasonic probe (2) when transmitting and receiving ultrasonic waves are represented by u 1 (t) and u 2 (t),
It is expressed by the following formula.

ha(t)= ∬Sa**(t′)u1(t″−t′)u2(t″ −t)dt′dt″[積分範囲:−∞〜∞] …式 hb(t)= ∬Sb**(t′)u1(t″−t′)u2(t″ −t)dt′dt″[積分範囲:−∞〜∞] …式 なお、実際に用いた参照信号ha(t)及びhb(t)は、
超音波探触子(2)を送信信号Sa**(t)及びSb**
(t)により駆動して、試験体Sの底面からの反射エコ
ーを予め測定した信号である。その理由は、試験体Sの
底面からの反射エコーは、送信信号Sa**(t)及びSb
**(t)による超音波を、フィルタ特性を有する超音
波探触子(2)に、送波及び受波の段階の2回通過させ
た信号に等しいことと、底面からの反射エコーは、高い
S/N比で測定できることである。
ha (t) = ∬Sa ** (t ′) u 1 (t ″ −t ′) u 2 (t ″ −t) dt′dt ″ [integration range: −∞ to ∞] Equation hb (t) = ∬Sb ** (t ′) u 1 (t ″ −t ′) u 2 (t ″ −t) dt′dt ″ [integration range: −∞ to ∞] ... Formula Note that the reference signal ha ( t) and hb (t) are
The ultrasonic probe (2) transmits signals Sa ** (t) and Sb **
It is a signal obtained by previously measuring the reflection echo from the bottom surface of the test body S by driving by (t). The reason is that the reflected echo from the bottom surface of the test body S is transmitted signals Sa ** (t) and Sb.
** (t) is equal to a signal that is passed through the ultrasonic probe (2) having filter characteristics twice in the stages of transmission and reception, and the reflection echo from the bottom surface is high
It can be measured by S / N ratio.

そして、相関器(5A)は、反射エコーga**(t)及び
gb**(t)と、参照信号ha(t)及びhb(t)との相
関演算を、変数τを変えながら行う。数式で示すと、つ
ぎのように表される。
The correlator (5A) then reflects the reflection echo ga ** (t) and
The correlation calculation between gb ** (t) and the reference signals ha (t) and hb (t) is performed while changing the variable τ. When expressed by a mathematical expression, it is expressed as follows.

∫ga**(t)ha(t−τ)dt [積分範囲:−∞〜∞] …式 ∫gb**(t)hb(t−τ)dt [積分範囲:−∞〜∞] …式 実際の及び式における積分範囲は、参照信号ha
(t)及びhb(t)がほぼ零とみなして差し支えない有
限範囲に打ち切った。すなわち、参照信号ha(t)及び
hb(t)が零とみなせない大きい値を有する時間幅をT
a、Tbとすると、積分範囲は、上述した及び式にお
いて、それぞれ、 −Ta/2+τ〜Ta/2+τ、 −Tb/2+τ〜Tb/2+τ とした。
∫ga ** (t) ha (t−τ) dt [Integration range: −∞ to ∞]… Equation ∫gb ** (t) hb (t−τ) dt [Integration range: −∞ to ∞]… Equation The integration range in the actual and equations is the reference signal ha
(T) and hb (t) were considered to be almost zero, and they were truncated to a finite range. That is, the reference signals ha (t) and
Tb is the time width that has a large value that hb (t) cannot be regarded as zero.
Letting a and Tb, the integration ranges are −Ta / 2 + τ to Ta / 2 + τ and −Tb / 2 + τ to Tb / 2 + τ, respectively, in the above equation and equation.

第12図(a)及び(b)は、上述した積分範囲における
及び式の相関演算の結果を示している。
12 (a) and 12 (b) show the results of the correlation calculation of and in the above-mentioned integration range.

最後に、加算器(6)は、及び式の相関演算の結果
を加算する。すなわち、式の相関演算の結果を一旦内
部のメモリに記憶しておき、つぎの時間フェーズで式
の相関演算の結果と記憶しておいた式の相関演算の結
果を加算する。第13図は、加算結果を図示している。
Finally, the adder (6) adds the results of the correlation calculation of and. That is, the result of the correlation calculation of the formula is temporarily stored in the internal memory, and the result of the correlation calculation of the formula and the stored result of the correlation calculation of the formula are added in the next time phase. FIG. 13 illustrates the result of addition.

ここで、第9図で示すこの発明の第1実施例の相関演算
の結果と比較すると、第1実施例のレンジサイドローブ
のレベルは約−32dBであるのに対し、この発明の第2実
施例のレンジサイドローブのレベルは第13図で示すよう
に約−48dBであり、レンジサイドローブのレベルが第1
実施例に比べて約16dB改善されている。
Here, comparing with the result of the correlation calculation of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 9, the level of the range side lobe of the first embodiment is about −32 dB, while the second embodiment of the present invention is The range sidelobe level in the example is about −48 dB as shown in FIG. 13, and the range sidelobe level is the first level.
It is improved by about 16 dB as compared with the embodiment.

この発明の第2実施例は、上述したような構成を備えて
いるので、S/N比の悪い環境のもとでも有効であり、レ
ンジサイドローブのレベルを非常に小さくすることがで
きるという効果を奏する。
Since the second embodiment of the present invention has the above-mentioned configuration, it is effective even in an environment with a poor S / N ratio, and the range side lobe level can be made extremely small. Play.

なお、上述した第1実施例及び第2実施例においては、
信号を全てデジタル変換し、相関演算や加算処理を計算
機によって行った。
In the first and second embodiments described above,
All signals were digitally converted, and correlation calculation and addition processing were performed by a computer.

ところで、相関演算を行う手段は種々考えられる。相関
演算を行う手段の2つの具体例を第14図及び第15図を参
照しながら説明する。
By the way, various means for performing the correlation calculation can be considered. Two specific examples of means for performing the correlation calculation will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

第14図は、この発明の相関器の一例を示すブロック図で
ある。
FIG. 14 is a block diagram showing an example of the correlator of the present invention.

第14図において、相関器(5B)は、超音波探触子(2)
に接続されたタップ付遅延線(50)と、参照信号発生器
(7)及びタップ付遅延線(50)に接続された多数(Ka
個)の掛け算器(51)と、掛け算器(51)に接続された
加算器(52)とから構成されている。
In FIG. 14, the correlator (5B) is an ultrasonic probe (2).
The delay line with taps (50) connected to the reference signal generator (7) and the delay line with taps (50)
Each of the multipliers (51) and an adder (52) connected to the multiplier (51).

この相関器(5B)は、式がつぎのように変形できるこ
とを利用して、相関演算を実現している。
This correlator (5B) realizes the correlation calculation by utilizing the fact that the equation can be transformed as follows.

すなわち、式はつぎのように変形できる。That is, the equation can be transformed as follows.

∫ga**(t)ha(t−τ)dt[積分範囲:−∞〜∞] =∫ga**(t+τ)ha(t)dt[積分範囲:−∞〜
∞] ≒∫ga**(t+τ)ha(t)dt[積分範囲:0〜Ta] ≒Σga**(kΔt+lΔt)ha(kΔt) [k=1〜Ka] …式 ただし、k、lは整数、Δtはサンプリング間隔、Kaは
定数であり、t=kΔt、τ=lΔt、Ta=KaΔtであ
る。
∫ga ** (t) ha (t−τ) dt [integration range: −∞ to ∞] = ∫ga ** (t + τ) ha (t) dt [integration range: −∞ to ∞]
∞] ≈ ∫ga ** (t + τ) ha (t) dt [integration range: 0 to Ta] ≈Σga ** (kΔt + lΔt) ha (kΔt) [k = 1 to Ka] ... where k and l are integers , Δt is a sampling interval, Ka is a constant, and t = kΔt, τ = 1lΔt, and Ta = KaΔt.

相関器(5B)では、Δtはタップ付遅延線(50)のタッ
プ間の遅延時間、Kaはタップ総数である。反射エコーga
**(t)がタップ付遅延線(50)に入力されると、例
えば、k番目のタップの出力は、予めわかっている重み
ha(kΔt)が、掛け算器(51)により掛け算される。
その後、加算器(52)は、全タップの出力を加算し、そ
の結果は上述した式に等しい。
In the correlator (5B), Δt is the delay time between taps of the delay line with taps (50), and Ka is the total number of taps. Reflection echo ga
When ** (t) is input to the delay line (50) with taps, for example, the output of the k-th tap is the weight that is known in advance.
ha (kΔt) is multiplied by the multiplier (51).
After that, the adder (52) adds the outputs of all the taps, and the result is equal to the above-mentioned equation.

また、式はつぎのように変形できる。Also, the equation can be transformed as follows.

∫gb**(t)hb(t−τ)dt[積分範囲:−∞〜∞] ≒Σgb**(kΔt+lΔt)hb(kΔt) [k=1〜Kb] …式 ただし、Tb=KbΔtである。∫gb ** (t) hb (t-τ) dt [Integration range: -∞ to ∞] ≒ Σgb ** (kΔt + 1lΔt) hb (kΔt) [k = 1 to Kb] ... where Tb = KbΔt .

式の相関演算と、式の相関演算は、時間的に別のフ
ェーズで行えばよいので、同一の構成で重みをhb(kΔ
t)で置き換えるだけでよい。
Since the correlation calculation of the formula and the correlation calculation of the formula may be performed in different phases in terms of time, the weight is set to hb (kΔ
It only has to be replaced with t).

また、タップ付遅延線(50)、掛け算器(51)及び加算
器(52)を2系統備えて、それぞれの相関演算を別々に
行っても同様の作用、効果を期待できる。
Further, even if two systems of the delay line with tap (50), the multiplier (51) and the adder (52) are provided and the respective correlation operations are performed separately, the same action and effect can be expected.

第15図は、この発明の相関器の他の例を示すブロック図
である。
FIG. 15 is a block diagram showing another example of the correlator of the present invention.

第15図において、相関器(5C)は、参照信号発生器
(7)に接続されたフーリエ変換器(53)と、このフー
リエ変換器(53)に接続された補正器(54)と、超音波
探触子(2)に接続されたフーリエ変換器(55)と、こ
のフーリエ変換器(55)に接続された補正器(56)と、
補正器(54)及び(56)に接続された掛け算器(57)
と、この掛け算器(57)に接続された逆フーリエ変換器
(58)とから構成されている。
In FIG. 15, a correlator (5C) is a Fourier transformer (53) connected to the reference signal generator (7), a corrector (54) connected to the Fourier transformer (53), A Fourier transformer (55) connected to the acoustic probe (2), a corrector (56) connected to the Fourier transformer (55),
Multiplier (57) connected to compensators (54) and (56)
And an inverse Fourier transformer (58) connected to this multiplier (57).

この相関器(5C)は、上述した及び式で示す相関演
算が、各々の信号をフーリエ変換した後掛け算し、さら
に逆フーリエ変換したものに等しいことを利用したもの
である。
This correlator (5C) utilizes the fact that the correlation calculation shown by the above and the equation is equal to the signal obtained by subjecting each signal to Fourier transform, multiplication, and then inverse Fourier transform.

つまり、フーリエ変換器(53)は、参照信号発生器
(7)からの参照信号ha(t)及びhb(t)をフーリエ
変換し、またフーリエ変換器(55)は、超音波探触子
(2)からの反射エコーga**(t)及びgb**(t)
をフーリエ変換する。
That is, the Fourier transformer (53) Fourier transforms the reference signals ha (t) and hb (t) from the reference signal generator (7), and the Fourier transformer (55) is an ultrasonic probe ( 2) Reflected echoes from ga * (t) and gb ** (t)
Fourier transform of.

補正器(54)及び(56)は、フーリエ変換された参照信
号ha(t)及びhb(t)並びに反射エコーga**(t)
及びgb**(t)を、試験体Sの超音波減衰率の周波数
特性について補正する。これは、上述した信号を時間軸
上から周波数軸上に変換して処理しているためである。
The correctors (54) and (56) use the Fourier-transformed reference signals ha (t) and hb (t) and the reflected echo ga ** (t).
And gb ** (t) are corrected for the frequency characteristics of the ultrasonic attenuation rate of the test body S. This is because the signals described above are converted from the time axis to the frequency axis and processed.

掛け算器(57)は、補正された反射エコーga**(t)
と参照信号ha(t)とを掛け算し、また同様に補正され
た反射エコーgb**(t)と参照信号hb(t)とを掛け
算する。
The multiplier (57) has a corrected reflection echo ga ** (t).
And the reference signal ha (t) are multiplied, and the similarly reflected echo gb ** (t) and the reference signal hb (t) are also multiplied.

逆フーリエ変換器(58)は、上述した2つの掛け算した
結果を逆フーリエ変換する。
An inverse Fourier transformer (58) inverse Fourier transforms the result of the above two multiplications.

この相関器(5C)は、後述する理由により、レンジサイ
ドローブのレベルを零の理想的な状態に近付けることが
できる。
This correlator (5C) can bring the level of the range side lobe close to an ideal state of zero for the reason described later.

すなわち、補正器(54)及び(56)は、超音波探触子
(2)の周波数応答特性、つまりフィルタ特性も補正す
ることができる。例えば、参照信号ha(t)及びhb
(t)は、及び式で示すように、超音波探触子
(2)の時間応答特性u1(t)及びu2(t)に依存して
決まる。そこで、時間応答特性u1(t)及びu2(t)を
できるだけデルタ関数に近付くように、周波数軸上で周
波数応答特性について補正すれば、参照信号ha(t)は
送信信号Sa**(t)に近付き、参照信号hb(t)は送
信信号Sb**(t)に近付く。したがって、レンジサイ
ドローブのレベルを零の理想的な状態に近付けることが
できる。
That is, the correctors (54) and (56) can also correct the frequency response characteristic of the ultrasonic probe (2), that is, the filter characteristic. For example, reference signals ha (t) and hb
(T) is determined depending on the time response characteristics u 1 (t) and u 2 (t) of the ultrasonic probe (2) as indicated by and. Therefore, if the frequency response characteristics are corrected on the frequency axis so that the time response characteristics u 1 (t) and u 2 (t) are as close as possible to the delta function, the reference signal ha (t) will be the transmission signal Sa ** ( t) and the reference signal hb (t) approaches the transmission signal Sb ** (t). Therefore, the level of the range side lobe can be brought close to an ideal state of zero.

ところで、上述した相関器(5C)ではフーリエ変換器
(53)によって参照信号ha(t)及びhb(t)をフーリ
エ変換していたが、参照信号ha(t)及びhb(t)を予
めフーリエ変換した計算結果を適当なメモリに記憶して
おき、必要なときに掛け算器(57)に伝達しても同様の
作用、効果を期待できる。
By the way, in the above-mentioned correlator (5C), the reference signals ha (t) and hb (t) are Fourier-transformed by the Fourier transformer (53). The same operation and effect can be expected by storing the converted calculation result in an appropriate memory and transmitting it to the multiplier (57) when necessary.

また、上述した相関器(5C)では2つの補正器(54)及
び(56)を接続したが、掛け算器(57)の後段に1つの
補正器を接続しても所期の目的を達成し得ることはいう
までもない。
Further, in the correlator (5C) described above, the two correctors (54) and (56) are connected, but even if one corrector is connected after the multiplier (57), the intended purpose can be achieved. It goes without saying that you will get it.

上述した相関器(5B)及び(5C)では、反射エコーと参
照信号との相関演算について説明したが、反射エコーと
送信信号との相関演算にも用いることができる。この場
合は、参照信号に対応する部分を送信信号に置き換えれ
ばよい。また、相関器(5B)及び(5C)は、ソフトウエ
アで構成してもよいし、ハードウエアで構成してもよ
い。
In the correlators (5B) and (5C) described above, the correlation calculation between the reflected echo and the reference signal has been described, but it can be used for the correlation calculation between the reflected echo and the transmission signal. In this case, the portion corresponding to the reference signal may be replaced with the transmission signal. Further, the correlators (5B) and (5C) may be configured by software or hardware.

なお、各実施例は、つぎに述べる条件のもとでも、上述
したいろいろな効果を奏することが確認できた。
In addition, it was confirmed that each of the examples has various effects described above even under the conditions described below.

送信信号のサイクル数f0Tを0.5〜3.0まで0.5毎に変え
て、さらに各サイクル数f0Tに対してsin波の配列間隔
T′をf0T〜f0T+2.0まで0.5毎に変えて実施した。
By changing the number of cycles f 0 T of the transmission signal every 0.5 to 0.5 to 3.0, the arrangement interval T 'of sin wave 0.5 per until f 0 T~f 0 T + 2.0 with respect to further each cycle number f 0 T It changed and carried out.

試験体Sとして、オーステナイト系ステンレス鋼、チタ
ン合金等の高減衰の金属についても実施した。
As the test body S, a high attenuation metal such as austenitic stainless steel or titanium alloy was also tested.

さらに、上記第2実施例では参照信号ha(t)及びhb
(t)として試験体Sの底面からの反射エコーの実測デ
ータを用いたが、つぎに述べる計算手法から求めたデー
タを用いても同様の動作を期待できる。すなわち、試験
体S及び超音波探触子(2)を構成する各部材の音響的
材料定数が解れば、例えば『非破壊検査』Vol.30、No.1
0、(昭和56年10月号)、P.762〜767に示された計算手
法を用いて超音波探触子(2)の時間応答特性及びその
フーリエ変換である周波数応答特性を求めることができ
る。
Further, in the second embodiment, the reference signals ha (t) and hb
Although the actual measurement data of the reflection echo from the bottom surface of the test body S is used as (t), the same operation can be expected by using the data obtained from the calculation method described below. That is, if the acoustic material constants of each member constituting the test body S and the ultrasonic probe (2) are known, for example, “Non-destructive inspection” Vol. 30, No. 1
0, (October, 1981 issue), using the calculation method shown in P.762-767, it is possible to obtain the time response characteristic of the ultrasonic probe (2) and the frequency response characteristic which is its Fourier transform. it can.

この発明の第3実施例を第16図を参照しながら説明す
る。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第16図は、この発明の第3実施例を示すブロック図であ
り、超音波探触子(2)以外は上記第2実施例のものと
全く同一である。
FIG. 16 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, which is exactly the same as that of the second embodiment except the ultrasonic probe (2).

第16図において、この発明の第3実施例は、上述した第
2実施例のものと全く同一のものと、送信信号発生器
(1B)に接続された送波用の超音波探触子(2A)と、相
関器(5A)に接続された受波用の超音波探触子(2B)と
から構成されている。
In FIG. 16, the third embodiment of the present invention is exactly the same as that of the second embodiment described above, and an ultrasonic probe (for transmitting waves) connected to a transmission signal generator (1B) ( 2A) and a receiving ultrasonic probe (2B) connected to a correlator (5A).

この第3実施例では、及び式のu1(t)は、超音波
探触子(2A)の時間応答特性を用い、u2(t)は、超音
波探触子(2B)の時間応答特性を用いる。
In the third embodiment, and u 1 (t) of the equation uses the time response characteristic of the ultrasonic probe (2A), and u 2 (t) is the time response of the ultrasonic probe (2B). Use characteristics.

この発明の第3実施例は、上述した第2実施例と同様の
作用、効果を奏する。
The third embodiment of the present invention has the same operation and effect as the above-mentioned second embodiment.

もちろん、送波用の超音波探触子(2A)と、受波用の超
音波探触子(2B)とをこの発明の第1実施例に適用して
もよい。
Of course, the ultrasonic probe for wave transmission (2A) and the ultrasonic probe for wave reception (2B) may be applied to the first embodiment of the present invention.

また、上述した第3実施例では、前記第1の送信手段と
第2の送信手段として、同一で単一の超音波探触子(2
A)を兼用して用いていたが、これら2つの送信手段は
単独にそれぞれ個別に設けても構わない。
Further, in the above-described third embodiment, as the first transmitting means and the second transmitting means, the same single ultrasonic probe (2
Although A) is also used, these two transmitting means may be provided individually and individually.

さらに、上述した第3実施例では、前記第1の受信手段
と第2の受信手段として、同一で単一の超音波探触子
(2B)を兼用して用いているが、これら2つの受信手段
は単独にそれぞれ個別に設けても構わない。
Further, in the above-mentioned third embodiment, the same single ultrasonic probe (2B) is used as the first receiving means and the second receiving means, but these two receiving means are used together. The means may be provided individually and individually.

またさらに、上述した第1、第2及び第3実施例では、
前記第1の送信信号発生手段と第2の送信信号発生手段
として、同一で単一の送信信号発生器(1B)を兼用して
用いていたが、これら2つの送信信号発生手段は単独に
それぞれ個別に設けても構わない。
Furthermore, in the above-mentioned first, second and third embodiments,
Although the same single transmission signal generator (1B) is used as the first transmission signal generation means and the second transmission signal generation means, these two transmission signal generation means are used individually. It may be provided separately.

また、上述した第1、第2及び第3実施例では、前記第
1の相関処理手段と第2の相関処理手段として、同一で
単一の相関器(5A)を兼用して用いているが、これら2
つの相関処理手段は単独にそれぞれ個別に設けても構わ
ない。
Further, in the above-mentioned first, second and third embodiments, the same single single correlator (5A) is also used as the first correlation processing means and the second correlation processing means. , These 2
The two correlation processing means may be provided individually and individually.

ところで上記説明では、超音波探傷装置に利用する場合
について述べたが、その他の例えば超音波診断装置等に
も利用できることはいうまでもない。
By the way, in the above description, the case of using it for the ultrasonic flaw detector is described, but it goes without saying that it can also be used for other ultrasonic diagnostic equipment.

[発明の効果] この発明は、以上説明したとおり、正弦波形を有する第
1の送信信号を発生する第1の送信信号発生手段と、正
弦波形を有し、上記第1の送信信号と相補の関係にある
第2の送信信号を発生する第2の送信信号発生手段と、
上記第1の送信信号により励振されて送信波を対象物に
送信する第1の送信手段と、上記第2の送信信号により
励振されて送信波を対象物に送信する第2の送信手段
と、上記第1の送信信号に対応する第1のエコーを受信
する第1の受信手段と、上記第2の送信信号に対応する
第2のエコーを受信する第2の受信手段と、上記第1の
エコーを上記第1の送信信号により規定される第1の参
照信号を用いて相関処理する第1の相関処理手段と、上
記第2のエコーを上記第2の送信信号により規定される
第2の参照信号を用いて相関処理する第2の相関処理手
段と、上記第1の相関処理手段により得られる信号と上
記第2の相関処理手段により得られる信号とを加算する
加算手段と備えたので、S/N比の悪い環境のもとでも反
射体を正確な精度で測定することができ、送信エネルギ
ーの利用効率を高くすることができ、かつ、レンジサイ
ドローブのレベルを小さくすることができるという効果
を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention has a first transmission signal generating means for generating a first transmission signal having a sine waveform, and a sine waveform that is complementary to the first transmission signal. Second transmission signal generating means for generating a related second transmission signal;
First transmitting means that is excited by the first transmission signal to transmit a transmission wave to the object; and second transmitting means that is excited by the second transmission signal and transmits the transmission wave to the object. First receiving means for receiving a first echo corresponding to the first transmission signal, second receiving means for receiving a second echo corresponding to the second transmission signal, and the first First correlation processing means for correlating the echo by using the first reference signal defined by the first transmission signal, and the second echo by the second correlation processing means defined by the second transmission signal. Since the second correlation processing means for performing correlation processing using the reference signal and the adding means for adding the signal obtained by the first correlation processing means and the signal obtained by the second correlation processing means are provided, Accurately measure reflectors even in environments with poor S / N ratio It can be, it is possible to increase the utilization efficiency of the transmission energy, and an effect that it is possible to reduce the level of the range sidelobes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の第1実施例を示すブロック図、第2
図(a)及び(b)はこの発明の第1実施例の送信信号
を示す波形図、第3図(a)及び(b)はこの発明の第
1実施例の相関演算の結果を示す波形図、第4図はこの
発明の第1実施例の相関演算の加算結果を示す波形図、
第5図はこの発明の第1実施例の送信信号及び超音波探
触子の周波数特性を示す特性図、第6図(a)及び
(b)はこの発明の第1実施例の他の送信信号を示す波
形図、第7図(a)及び(b)はこの発明の第1実施例
の他の反射エコーを示す波形図、第8図(a)及び
(b)はこの発明の第1実施例の他の相関演算の結果を
示す波形図、第9図はこの発明の第1実施例の他の相関
演算の加算結果を示す波形図、第10図(a)及び(b)
は従来の超音波非破壊検査装置の動作を示す波形図、第
11図はこの発明の第2実施例を示すブロック図、第12図
(a)及び(b)はこの発明の第2実施例の相関演算の
結果を示す波形図、第13図はこの発明の第2実施例の相
関演算の加算結果を示す波形図、第14図はこの発明の相
関器の一例を示すブロック図、第15図はこの発明の相関
器の他の例を示すブロック図、第16図はこの発明の第3
実施例を示すブロック図、第17図は従来の超音波非破壊
検査装置を示すブロック図、第18図(a)〜(c)は従
来の超音波非破壊検査装置の動作を示す波形図、第19図
(a)〜(c)は相関演算の原理を示すグラフ図、第20
図は他の従来の超音波非破壊検査装置を示すブロック
図、第21図(a)及び(b)は他の従来の超音波非破壊
検査装置の送信信号を示す波形図、第22図は他の従来の
超音波非破壊検査装置の送信信号及び超音波探触子の周
波数特性を示す特性図である。 図において、 (1B)……送信信号発生器、 (2)……超音波探触子、 (4)……表示器、 (5A)……相関器、 (6)……加算器、 (7)……参照信号発生器、 (5B)……相関器、 (50)……タップ付遅延線、 (51)……掛け算器、 (52)……加算器、 (5C)……相関器、 (53)……フーリエ変換器、 (54)……補正器、 (55)……フーリエ変換器、 (56)……補正器、 (57)……掛け算器、 (58)……逆フーリエ変換器、 (2A)、(2B)……超音波探触子である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are waveform diagrams showing the transmission signal of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are waveforms showing the result of the correlation calculation of the first embodiment of the present invention. 4 and 5 are waveform charts showing the addition result of the correlation calculation according to the first embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the frequency characteristics of the transmission signal and the ultrasonic probe of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are other transmissions of the first embodiment of the present invention. FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b) are waveform diagrams showing other reflected echoes of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 8 (a) and 8 (b) are first waveform diagrams of the present invention. FIG. 9 is a waveform diagram showing the result of another correlation calculation of the embodiment, FIG. 9 is a waveform diagram showing the addition result of another correlation calculation of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 10 (a) and 10 (b).
Is a waveform diagram showing the operation of the conventional ultrasonic nondestructive inspection device,
FIG. 11 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIGS. 12 (a) and 12 (b) are waveform diagrams showing the result of the correlation calculation of the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing the present invention. FIG. 14 is a waveform diagram showing the addition result of the correlation calculation of the second embodiment, FIG. 14 is a block diagram showing an example of the correlator of the present invention, and FIG. 15 is a block diagram showing another example of the correlator of the present invention. Fig. 16 shows the third part of this invention
FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment, FIG. 17 is a block diagram showing a conventional ultrasonic nondestructive inspection apparatus, and FIGS. 18A to 18C are waveform diagrams showing the operation of the conventional ultrasonic nondestructive inspection apparatus. 19 (a) to 19 (c) are graphs showing the principle of correlation calculation, FIG.
FIG. 21 is a block diagram showing another conventional ultrasonic non-destructive inspection apparatus, FIGS. 21 (a) and 21 (b) are waveform diagrams showing transmission signals of another conventional ultrasonic non-destructive inspection apparatus, and FIG. It is a characteristic view which shows the transmission signal of another conventional ultrasonic nondestructive inspection device, and the frequency characteristic of an ultrasonic probe. In the figure, (1B) ... Transmission signal generator, (2) ... Ultrasonic probe, (4) ... Display, (5A) ... Correlator, (6) ... Adder, (7) ) …… Reference signal generator, (5B) …… Correlator, (50) …… Delay line with tap, (51) …… Multiplier, (52) …… Adder, (5C) …… Correlator, (53) …… Fourier transformer, (54) …… Compensator, (55) …… Fourier transformer, (56) …… Compensator, (57) …… Multiplier, (58) …… Inverse Fourier transform Vessel, (2A), (2B) ... An ultrasonic probe. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正弦波形を有する第1の送信信号を発生す
る第1の送信信号発生手段、 正弦波形を有し、上記第1の送信信号と相補の関係にあ
る第2の送信信号を発生する第2の送信信号発生手段、 上記第1の送信信号により励振されて送信波を対象物に
送信する第1の送信手段、 上記第2の送信信号により励振されて送信波を対象物に
送信する第2の送信手段、 上記第1の送信信号に対応する第1のエコーを受信する
第1の受信手段、 上記第2の送信信号に対応する第2のエコーを受信する
第2の受信手段、 上記第1のエコーを上記第1の送信信号により規定され
る第1の参照信号を用いて相関処理する第1の相関処理
手段、 上記第2のエコーを上記第2の送信信号により規定され
る第2の参照信号を用いて相関処理する第2の相関処理
手段、 及び 上記第1の相関処理手段により得られる信号と上記第2
の相関処理手段により得られる信号とを加算する加算手
段 を備えたことを特徴とする超音波測定装置。
1. A first transmission signal generating means for generating a first transmission signal having a sine waveform, and a second transmission signal having a sine waveform and having a complementary relationship with the first transmission signal. Second transmitting signal generating means, first transmitting means that is excited by the first transmitting signal and transmits a transmitting wave to the target object, and second transmitting signal that is excited by the second transmitting signal and transmits the transmitting wave to the target object Second transmitting means, first receiving means for receiving a first echo corresponding to the first transmitting signal, second receiving means for receiving a second echo corresponding to the second transmitting signal First correlation processing means for correlating the first echo with a first reference signal defined by the first transmission signal, the second echo defined by the second transmission signal Correlation processing using a second reference signal Means, and the signal obtained by the first correlation processing means and the second signal
An ultrasonic measuring device, comprising: an addition unit that adds the signal obtained by the correlation processing unit.
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