JPH0827268B2 - 空間走査式超音波探傷装置 - Google Patents
空間走査式超音波探傷装置Info
- Publication number
- JPH0827268B2 JPH0827268B2 JP61294880A JP29488086A JPH0827268B2 JP H0827268 B2 JPH0827268 B2 JP H0827268B2 JP 61294880 A JP61294880 A JP 61294880A JP 29488086 A JP29488086 A JP 29488086A JP H0827268 B2 JPH0827268 B2 JP H0827268B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- deflection angle
- transmission
- circuit
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波探触装置に係り、特に、被検体内の
欠陥を高感度で検出し、欠陥の位置を正確に測定するの
に好適な超音波探触装置に関する。
欠陥を高感度で検出し、欠陥の位置を正確に測定するの
に好適な超音波探触装置に関する。
本願発明の先行技術として、同一出願人による特願昭
60-184604号がある。これはアレイ探触子で所定間隔で
選択した素子には正位相のパルス、選択素子の中間に位
置する素子には逆位相のパルスを印加し、送信波同士の
干渉によつて斜角超音波ビームを発生させるものであつ
た。第５図にこの装置で偏向角を変えたとき送信方法に
ついて示す。ここで、＋，−はそれぞれ正位相，逆位相
パルスを示す。アレイ探触子９の送信パターンは偏向角
によつて変わり、超音波を送信している探触子の長さＤ
（以下、実効的開口という）は偏向角がθ1の場合はD1
であり、偏向角がθ2の場合はD2と大きさが異なる。こ
の送信パターンで超音波を送信すると、それぞれの超音
波強度分布は10,10′となり、偏向角がθ1の場合のビー
ム幅Δr1はθ2の場合のビーム幅Δr2より拡くなる。こ
のように、偏向角によつてビーム幅は変わつてしまう。
60-184604号がある。これはアレイ探触子で所定間隔で
選択した素子には正位相のパルス、選択素子の中間に位
置する素子には逆位相のパルスを印加し、送信波同士の
干渉によつて斜角超音波ビームを発生させるものであつ
た。第５図にこの装置で偏向角を変えたとき送信方法に
ついて示す。ここで、＋，−はそれぞれ正位相，逆位相
パルスを示す。アレイ探触子９の送信パターンは偏向角
によつて変わり、超音波を送信している探触子の長さＤ
（以下、実効的開口という）は偏向角がθ1の場合はD1
であり、偏向角がθ2の場合はD2と大きさが異なる。こ
の送信パターンで超音波を送信すると、それぞれの超音
波強度分布は10,10′となり、偏向角がθ1の場合のビー
ム幅Δr1はθ2の場合のビーム幅Δr2より拡くなる。こ
のように、偏向角によつてビーム幅は変わつてしまう。
ところで、超音波探傷では被検体内の欠陥を高感度で
検出し、欠陥の位置を正確に測定する必要がある。この
能力の指標は、探触子からみて横方向に近接する欠陥を
いかによく分離して検出できるかという方位分解能があ
る。これは、送信された超音波ビームの幅によつて決ま
る。
検出し、欠陥の位置を正確に測定する必要がある。この
能力の指標は、探触子からみて横方向に近接する欠陥を
いかによく分離して検出できるかという方位分解能があ
る。これは、送信された超音波ビームの幅によつて決ま
る。
従つて、先行技術では超音波ビームの偏向角によつて
は正確に欠陥位置を測定できないという問題があつた。
は正確に欠陥位置を測定できないという問題があつた。
上記先行技術では、超音波ビームの偏向角によつて超
音波ビームの幅が変わるため、偏向角にかかわらず被検
体内の欠陥の位置を正確に測定することができないとい
う問題があつた。
音波ビームの幅が変わるため、偏向角にかかわらず被検
体内の欠陥の位置を正確に測定することができないとい
う問題があつた。
本発明の目的は、偏向角にかかわらず送信された超音
波ビームの幅を等しくすることにより、方位分解能を一
定にして被検体内の欠陥の位置を正確に測定できる空間
走査式超音波探傷装置を提供することにある。
波ビームの幅を等しくすることにより、方位分解能を一
定にして被検体内の欠陥の位置を正確に測定できる空間
走査式超音波探傷装置を提供することにある。
空間走査式超音波探傷装置では、超音波ビームの偏向
角は送信素子の間隔で決まる。偏向角が小さい場合、間
隔は大きくなり、偏向角が大きい場合、間隔は小さくな
る。このとき、超音波を送信している探触子の長さ（以
下実効的開口という）は、偏向角が小さい場合が大き
く、偏向角が大きい場合は小さい。この結果、偏向角が
小さい場合、ビーム幅は細くなり、偏向角が大きい場
合、ビーム幅は拡くなる。そこで、送信素子数を変えて
偏向角にかかわらず実効的開口を等しくなるパターンで
超音波を送信する。
角は送信素子の間隔で決まる。偏向角が小さい場合、間
隔は大きくなり、偏向角が大きい場合、間隔は小さくな
る。このとき、超音波を送信している探触子の長さ（以
下実効的開口という）は、偏向角が小さい場合が大き
く、偏向角が大きい場合は小さい。この結果、偏向角が
小さい場合、ビーム幅は細くなり、偏向角が大きい場
合、ビーム幅は拡くなる。そこで、送信素子数を変えて
偏向角にかかわらず実効的開口を等しくなるパターンで
超音波を送信する。
入力回路で超音波ビームの偏向角の設定値を入力す
る。入力された第一の偏向角の設定値から演算回路で実
効的開口D1を求める。更に、ここで求めた実効的開口D1
と開口を等しくするような第二の偏向角での送信素子数
n2を求める。切替制御回路に第一，第二の偏向角の送信
パターンを設定する。送信回路からそれぞれの送信パタ
ーンで超音波を送信する。このようにして各々の偏向角
における実効的開口を等しくし、超音波を送信すること
ができる。
る。入力された第一の偏向角の設定値から演算回路で実
効的開口D1を求める。更に、ここで求めた実効的開口D1
と開口を等しくするような第二の偏向角での送信素子数
n2を求める。切替制御回路に第一，第二の偏向角の送信
パターンを設定する。送信回路からそれぞれの送信パタ
ーンで超音波を送信する。このようにして各々の偏向角
における実効的開口を等しくし、超音波を送信すること
ができる。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図により
説明する。以下では、簡単のためビームの偏向角が
θ1，θ2と二種の場合について示す。第３図は本発明の
概要を示す図である。偏向角がθ1と大きな場合のアレ
イ探触子９の実効的開口D1を偏向角がθ2と小さな場合
の実効的開口D2と等しくするよう送信素子数ｎを選択す
る。偏向角θ2の場合の送信素子数二個に比べ、偏向角
θ1の場合の送信素子数は五個と多く必要となる。この
θ1，θ2の送信パターンで超音波を送信する。この結
果、偏向角θ1，θ2で送信された超音波の強度分布10,1
0′は等しくなり、そのビーム幅Δr1，Δr2も等しくす
ることができる。
説明する。以下では、簡単のためビームの偏向角が
θ1，θ2と二種の場合について示す。第３図は本発明の
概要を示す図である。偏向角がθ1と大きな場合のアレ
イ探触子９の実効的開口D1を偏向角がθ2と小さな場合
の実効的開口D2と等しくするよう送信素子数ｎを選択す
る。偏向角θ2の場合の送信素子数二個に比べ、偏向角
θ1の場合の送信素子数は五個と多く必要となる。この
θ1，θ2の送信パターンで超音波を送信する。この結
果、偏向角θ1，θ2で送信された超音波の強度分布10,1
0′は等しくなり、そのビーム幅Δr1，Δr2も等しくす
ることができる。
第２図は本発明の処理概要を示すフローチヤートであ
る。超音波ビームの偏向角の設定値θ1，θ2を入力す
る。この第一の偏向角の設定値θ1より、送信素子数
n1，素子間隔d1を決定する。更に、偏向角θ1の実効的
開口D1を次式（１）から求める。
る。超音波ビームの偏向角の設定値θ1，θ2を入力す
る。この第一の偏向角の設定値θ1より、送信素子数
n1，素子間隔d1を決定する。更に、偏向角θ1の実効的
開口D1を次式（１）から求める。
ここで、ａは素子ピツチである。
次に、このようにして求めた実効的開口D1から次式
（２）を満足する偏向角θ2での送信素子数n2を求め
る。
（２）を満足する偏向角θ2での送信素子数n2を求め
る。
ただし、d2はθ2での送信間隔である。また、ここで求
める送信素子数n2は正の整数である。
める送信素子数n2は正の整数である。
このようにして求めた偏向角θ1，θ2の送信パターン
で超音波を送信する。
で超音波を送信する。
第１図は本発明の空間走査式探傷装置のブロツク図で
ある。超音波ビームの偏向角の設定値θ1，θ2での素子
数設定値n1は入力回路８から入力され、メモリーされ
る。設定値信号Ｓとなる演算回路７では設定値信号Ｓよ
りθ1の実効的開D1，θ2での送子素子数n2を演算し、こ
の演算データＡを切替制御回路６に出力する。切替制御
回路６では演算データＡにより切替回路５の切替パター
ン信号Ｃを出力する。切替回路５では切替パターン信号
Ｃによりアレイ探触子９の各素子を切替える。送信回路
１から出力された高電圧パルスＰは切替回路５を介して
アレイ探触子９へ印加される。アレイ探触子９で受信し
た信号u1〜unは受信回路２で加算及び増幅され超音波音
号Ｕとなる。信号処理回路３では超音波信号Ｕにおい
て、送信波と欠陥反射波との間の伝播時間を測定し欠陥
位置の測定を行う。この測定値に基づいて波形表示器４
へ表示信号Ｄを出力する。波形表示器４では表示信号Ｄ
に基づいて欠陥位置を表示する。
ある。超音波ビームの偏向角の設定値θ1，θ2での素子
数設定値n1は入力回路８から入力され、メモリーされ
る。設定値信号Ｓとなる演算回路７では設定値信号Ｓよ
りθ1の実効的開D1，θ2での送子素子数n2を演算し、こ
の演算データＡを切替制御回路６に出力する。切替制御
回路６では演算データＡにより切替回路５の切替パター
ン信号Ｃを出力する。切替回路５では切替パターン信号
Ｃによりアレイ探触子９の各素子を切替える。送信回路
１から出力された高電圧パルスＰは切替回路５を介して
アレイ探触子９へ印加される。アレイ探触子９で受信し
た信号u1〜unは受信回路２で加算及び増幅され超音波音
号Ｕとなる。信号処理回路３では超音波信号Ｕにおい
て、送信波と欠陥反射波との間の伝播時間を測定し欠陥
位置の測定を行う。この測定値に基づいて波形表示器４
へ表示信号Ｄを出力する。波形表示器４では表示信号Ｄ
に基づいて欠陥位置を表示する。
第４図は、アレイ探触子の全素子数Ｎが設定されてい
る場合の一実施例の処理概要を示すフロチヤートであ
る。偏向角θ1，θ2の設定値アレイ探触子の全素子数Ｎ
の設定値を入力する。この全素子数Ｎから次式（３）を
満足する最大の素子数n2を求める。
る場合の一実施例の処理概要を示すフロチヤートであ
る。偏向角θ1，θ2の設定値アレイ探触子の全素子数Ｎ
の設定値を入力する。この全素子数Ｎから次式（３）を
満足する最大の素子数n2を求める。
ただし、d2はθ2での素子間隔、ａは素子ピツチ、n2は
正の整数である。
正の整数である。
ここで求めた素子数n2により、偏向角θ2の実効的開口D
2を次式（４）より演算する。
2を次式（４）より演算する。
この実効的開口D2から次式（５）を満足する最大の素子
数n1を求める。
数n1を求める。
ただし、d1はθ1での素子間隔、n1は正の整数である。
このようにして求めた偏向角θ1，θ2での送信パター
ンで超音波を被検出体内へ送信する。
ンで超音波を被検出体内へ送信する。
以上のようにして、偏向角にかかわらず実効的開口を
等しくした送信パターンで超音波を送信し、超音波ビー
ム幅を一定値とすることにより被検体内の位置を精度よ
く測定することができる。
等しくした送信パターンで超音波を送信し、超音波ビー
ム幅を一定値とすることにより被検体内の位置を精度よ
く測定することができる。
遅延時間制御無しに超音波を送受信して超音波ビーム
を偏向する空間走査式超音波探傷装置において、ビーム
偏向角が大きい場合の方位分解能の低下を防止してどの
ビーム偏向角でも欠陥位置を精度良く測定することが出
来る。
を偏向する空間走査式超音波探傷装置において、ビーム
偏向角が大きい場合の方位分解能の低下を防止してどの
ビーム偏向角でも欠陥位置を精度良く測定することが出
来る。
第１図は本発明の一実施例の空間走査式探傷装置のブロ
ツク図、第２図は本発明の処理概要を示すフローチヤー
ト、第３図は本発明の概要を示す図、第４図は本発明の
変形例の処理概要を示すフローチヤート、第５図は先行
技術による装置の概要を示す図である。 １……送信回路、２……受信回路、５……切替回路、６
……切替制御回路、７……演算回路、８……入力回路、
９……アレイ探触子、10……超音波強度分布。
ツク図、第２図は本発明の処理概要を示すフローチヤー
ト、第３図は本発明の概要を示す図、第４図は本発明の
変形例の処理概要を示すフローチヤート、第５図は先行
技術による装置の概要を示す図である。 １……送信回路、２……受信回路、５……切替回路、６
……切替制御回路、７……演算回路、８……入力回路、
９……アレイ探触子、10……超音波強度分布。
Claims (1)
- 【請求項１】パルス状正弦波信号を送信する送信回路
と、その送信回路から遅延させること無く信号を受けて
超音波ビームを検査対象に偏向角を付けて送信する複数
の超音波送受信素子から成るアレイ探触子と、各々の超
音波受信信号を遅延させること無く加算して増幅する受
信回路と、を備えた空間走査式超音波探傷装置におい
て、 一つの超音波ビーム偏向角の設定値から実効的開口を求
め、その実効的開口と等しくなる実効開口であって他の
超音波ビーム偏向角を呈するに必要な超音波送受信素子
間隔を満足する超音波送受信素子数を演算する演算回路
と、 前記演算回路からの信号を受けて前記必要な超音波送受
信素子間隔を満足する超音波送受信素子数の各超音波送
受信素子に前記送信回路からの信号を入力させる切替制
御回路と、 を備えていることを特徴とした空間走査式超音波探傷装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294880A JPH0827268B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 空間走査式超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294880A JPH0827268B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 空間走査式超音波探傷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63149558A JPS63149558A (ja) | 1988-06-22 |
| JPH0827268B2 true JPH0827268B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17813445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294880A Expired - Lifetime JPH0827268B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 空間走査式超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827268B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9808668D0 (en) * | 1998-04-24 | 1998-06-24 | Smiths Industries Plc | Monitoring |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101776A (en) * | 1980-12-17 | 1982-06-24 | Toshiba Corp | Ultrasonic video signal device |
| JPS58113746A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Toshiba Corp | 電子走査型超音波探傷装置 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61294880A patent/JPH0827268B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63149558A (ja) | 1988-06-22 |
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