JPS6080761A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPS6080761A JPS6080761A JP18925383A JP18925383A JPS6080761A JP S6080761 A JPS6080761 A JP S6080761A JP 18925383 A JP18925383 A JP 18925383A JP 18925383 A JP18925383 A JP 18925383A JP S6080761 A JPS6080761 A JP S6080761A
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- receiver
- waveform
- signal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、超音波の送受信によ＃）材料や構造材を検査
診断する超音波診断法および装置に係シ、とくに被検体
内に存在する反射源の位置、形状９寸法および数を高分
解能・高感度で検出するのに好適な超音波診断装置に関
するものである。
診断する超音波診断法および装置に係シ、とくに被検体
内に存在する反射源の位置、形状９寸法および数を高分
解能・高感度で検出するのに好適な超音波診断装置に関
するものである。
材料や構造材の内部に発生する割れ、異物混入などの欠
陥を検査し、その位置、形状１寸法および数を高精度・
高感度で測定する方法としてＸ線ＣＴ装渡やデジタル超
音波ホログラフィ装置などが利用されている。特にｘａ
ｃＴ装置の場会はＸ線源を用いるために、その取扱いも
困難であシ、＋軽に検査できないという欠点があった。
陥を検査し、その位置、形状１寸法および数を高精度・
高感度で測定する方法としてＸ線ＣＴ装渡やデジタル超
音波ホログラフィ装置などが利用されている。特にｘａ
ｃＴ装置の場会はＸ線源を用いるために、その取扱いも
困難であシ、＋軽に検査できないという欠点があった。
（参考文献： ｒＣＴスキャナ」電子工学進歩シリーズ
９ コロナ社） 〔発明の目的〕 本発明の目的は、材料や構造材内に複数の場所から超音
波を入射し、複数の場Ｈ［にて反射波を受信して、超音
波送受信の時間と波形から構造材内の欠陥の位置、形状
１寸法および故を演算処理でめ、表示する超音波診断装
置を提供することにある。
９ コロナ社） 〔発明の目的〕 本発明の目的は、材料や構造材内に複数の場所から超音
波を入射し、複数の場Ｈ［にて反射波を受信して、超音
波送受信の時間と波形から構造材内の欠陥の位置、形状
１寸法および故を演算処理でめ、表示する超音波診断装
置を提供することにある。
材料や構造材の内部構造を非破壊的に評価する方法には
、Ｘ線等の放射線を用いる方法、超音波を用いる方法な
どがあシ、測定対象に合わせ、両者を使いわけていた。
、Ｘ線等の放射線を用いる方法、超音波を用いる方法な
どがあシ、測定対象に合わせ、両者を使いわけていた。
しかし、コンピュータ技術の発達によシ、測定対象のＰ
ｆ面表示が可能なＸ線ＣＴ （Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏ
ｍｏｇｒａｐｈｙ ）が開発され、医療の分野で大きな
成果を上げている。このＸ線ＣＴは、Ｘ線の直進性と被
検体を通過する時の減頁性を利用したもので、原理的に
は第１図に示すように、検査領域４におけるＸ線通路３
を通過してきたＸｉの強度を、並進運動（ａ）における
サンプリング点５と回転運１ｉ［１＋（ｂ）におけるサ
ンプリング点６でそれぞれ測定し、被検体でのＸ線の減
衰特性分布を演算処理によ請求め、これを断面表示する
方法をとっている。このため、Ｘ線発生機構（Ｘ線管１
）と受信機構（検出器２）の２つの機構が必要であυ、
これらが同期して並進および回転運動を行なわねば測定
ができない上、Ｘ線源の取扱いには資格が要るので誰も
が自由に扱えないという欠点があった。そこで、Ｘ線Ｃ
Ｔの手法を超音波診断に応用し、従来の超音波探傷に比
べて大幅に横歪能力を向上させる方法を考え出した。第
２図に示すように、Ｘ線（ａ）と超音波（ｂ）とでは被
検体７における伝播形式が異なり、Ｘ線は透過のみであ
るのに対し、超音波送信子９から打出された超音波は、
被検体７の内部欠陥８の音響的不連続面で反射および屈
折を受け、同図のような超音阪伝播経路１１を通って超
音波受信子１０で受信される。したがって、Ｘ線に比べ
て１つの測定点における受信信号の情報量が数倍確保で
き、同じデータ数でも数倍の精度向上が期待できること
になる。
ｆ面表示が可能なＸ線ＣＴ （Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏ
ｍｏｇｒａｐｈｙ ）が開発され、医療の分野で大きな
成果を上げている。このＸ線ＣＴは、Ｘ線の直進性と被
検体を通過する時の減頁性を利用したもので、原理的に
は第１図に示すように、検査領域４におけるＸ線通路３
を通過してきたＸｉの強度を、並進運動（ａ）における
サンプリング点５と回転運１ｉ［１＋（ｂ）におけるサ
ンプリング点６でそれぞれ測定し、被検体でのＸ線の減
衰特性分布を演算処理によ請求め、これを断面表示する
方法をとっている。このため、Ｘ線発生機構（Ｘ線管１
）と受信機構（検出器２）の２つの機構が必要であυ、
これらが同期して並進および回転運動を行なわねば測定
ができない上、Ｘ線源の取扱いには資格が要るので誰も
が自由に扱えないという欠点があった。そこで、Ｘ線Ｃ
Ｔの手法を超音波診断に応用し、従来の超音波探傷に比
べて大幅に横歪能力を向上させる方法を考え出した。第
２図に示すように、Ｘ線（ａ）と超音波（ｂ）とでは被
検体７における伝播形式が異なり、Ｘ線は透過のみであ
るのに対し、超音波送信子９から打出された超音波は、
被検体７の内部欠陥８の音響的不連続面で反射および屈
折を受け、同図のような超音阪伝播経路１１を通って超
音波受信子１０で受信される。したがって、Ｘ線に比べ
て１つの測定点における受信信号の情報量が数倍確保で
き、同じデータ数でも数倍の精度向上が期待できること
になる。
さとに、超音波の送受信子９，１０は構造が同じでよく
、取扱いも容易であるという利点がある。
、取扱いも容易であるという利点がある。
第３図は、従来の超音波探傷法を示した図で、（ａ）は
超音波の送受信を一個の超音波送受信子１２で行なう一
探触子法、（ｂ）は超音波の送１ｇ、受信をそれぞれの
送受信子９，１０が受け持つ二探触子法である。これら
の探傷では、被検体７に存在する欠陥８の位置を探触子
の指向性と超音波の伝播時間から、欠陥８の大きさを図
中矢印のような探触子の走査によってめている。しかし
、この方法は、第４図に示すような超音波送信波形１３
と反射波形１４とを検波し、検波反射波のピーク値１５
と超音波の送受信時間１６からめるため、大きさに関し
ては、欠陥８の形状および反射率に大きな影響を受け、
正確な評価ができない場合がある。以下に、これらの欠
点を克服できる本発明の基本構成を第５図から第１１図
を用いて示す。
超音波の送受信を一個の超音波送受信子１２で行なう一
探触子法、（ｂ）は超音波の送１ｇ、受信をそれぞれの
送受信子９，１０が受け持つ二探触子法である。これら
の探傷では、被検体７に存在する欠陥８の位置を探触子
の指向性と超音波の伝播時間から、欠陥８の大きさを図
中矢印のような探触子の走査によってめている。しかし
、この方法は、第４図に示すような超音波送信波形１３
と反射波形１４とを検波し、検波反射波のピーク値１５
と超音波の送受信時間１６からめるため、大きさに関し
ては、欠陥８の形状および反射率に大きな影響を受け、
正確な評価ができない場合がある。以下に、これらの欠
点を克服できる本発明の基本構成を第５図から第１１図
を用いて示す。
超音波信子Ｔと超音波受信子几および超音波反射源（欠
陥８）が、第５図（ａ）に示したような位置関係にある
場合、超音波送信子Ｔで打出した超音波は、超音波受信
子ＲではＴ−４１の直接波と超音波反射源からの反射波
が観測され、第５図（ｂ）のような信号が得られる。こ
の観測波形から反射源の位置に関する情報が、また糸幅
の大きさから反射源の情報（反射率ｒ×反射面積Ｓ）が
まる。ここでの位置情報は、第５図（ｂ）のように超音
波送信子Ｔでの送信開始時から、超音波受信子几で超音
波を観測するまでの時間よりｘ出するもので、ｔａ＝ｃ
−ｔ、 （１） ｔｒ＝” ｔ ｒ （２Ｊ ココで、Ｃは超音波の伝播速度を表わす。これから、超
音波送受信子Ｔ、Ｒの位置および反射源（欠陥８）の位
置は第６図（ａ）で与えられる位置間直軸の頂点とする
欠陥像の楕円１７のいずれかであることが言える。
陥８）が、第５図（ａ）に示したような位置関係にある
場合、超音波送信子Ｔで打出した超音波は、超音波受信
子ＲではＴ−４１の直接波と超音波反射源からの反射波
が観測され、第５図（ｂ）のような信号が得られる。こ
の観測波形から反射源の位置に関する情報が、また糸幅
の大きさから反射源の情報（反射率ｒ×反射面積Ｓ）が
まる。ここでの位置情報は、第５図（ｂ）のように超音
波送信子Ｔでの送信開始時から、超音波受信子几で超音
波を観測するまでの時間よりｘ出するもので、ｔａ＝ｃ
−ｔ、 （１） ｔｒ＝” ｔ ｒ （２Ｊ ココで、Ｃは超音波の伝播速度を表わす。これから、超
音波送受信子Ｔ、Ｒの位置および反射源（欠陥８）の位
置は第６図（ａ）で与えられる位置間直軸の頂点とする
欠陥像の楕円１７のいずれかであることが言える。
以下に、この楕円を定式化して示す。二つの焦点を結ぶ
軸を長軸Ｘ、二つの焦点の中間を通シ長軸だ直交する軸
を短軸Ｙとし、第６図（ｂ）のような座標系を用いる。
軸を長軸Ｘ、二つの焦点の中間を通シ長軸だ直交する軸
を短軸Ｙとし、第６図（ｂ）のような座標系を用いる。
これから、焦点の位置を（±ｆ。
０）とすると
また、長軸、短軸の頂点（十ａ、０）、（ｏ、±ｂ）は
で与えられる。したがって、超音波送信子Ｔおよび受信
子Ｒを走査し、それぞれの走査位置にて超音波送受信子
Ｔ、凡の位置を焦点として反射源（欠陥８）の位置を示
す楕円を重ね合わせることで最終的には反射源（欠陥８
）の位置を把握できる。さらに、この楕円において反射
波のピーク値を与える事によシ（Ｘ線ＣＴ法の応用）反
射源の性状が評価できる。もちろん、上記の方法の場合
には得られた結果においである閾値を設け、この値より
も大きな値を持つもののみを表示する方法が必要である
。
子Ｒを走査し、それぞれの走査位置にて超音波送受信子
Ｔ、凡の位置を焦点として反射源（欠陥８）の位置を示
す楕円を重ね合わせることで最終的には反射源（欠陥８
）の位置を把握できる。さらに、この楕円において反射
波のピーク値を与える事によシ（Ｘ線ＣＴ法の応用）反
射源の性状が評価できる。もちろん、上記の方法の場合
には得られた結果においである閾値を設け、この値より
も大きな値を持つもののみを表示する方法が必要である
。
第５図および第６図は、本発明である超音波探傷法の基
本原理を示したものである。よシ実際の探傷に即した方
法を以下に示す。
本原理を示したものである。よシ実際の探傷に即した方
法を以下に示す。
第７図は、超音波送信子９を固定し、超音波受信子１０
をＰ’＋ ＋ Ｐ２ ＋・・・ ｐ、と移動させて被検
体７内の欠陥８を６回探傷し７’Ｃ場合の探傷法（ａ）
とそれぞれの位置での送受信パルス（ｂ）を示している
。この場合は、第６図で示したように超音波送信子Ｔか
ら超音波受信子Ｒへの直接波が測定できず、たとえでき
たとしてもそれは、被検体７中を伝播する超音波とは犬
きく速度の異なる表面波であシ、超音波送信子９の位置
Ｐ。と超音波受信子１０の位置Ｐ＋（ｉ＝１〜ｎ）の距
離をめるデータが得られない。したがって実際には ｐ
ｏとＰｔ（１＝１〜ｎ）の位置データを取込む手段が地
に必要となる。この手段としては、ポテンションやエン
コーダ等の位置信号を電気信号に変換する位置測定装置
を用いることで解決できる。第８図は、第７図の探傷に
おいて得られた超音波送受信子９，１０の位置Ｐｏ ｌ
Ｐｉ ＋・・・、Ｐユとパルス送受信の時間ｔ１＋・
・・１ ｉｎおよび受信ノくルス波高ｖｌ ｌ・・・、
■、からそれぞれ楕円をめて重ね付わせを実行したもの
である。すなわち、（Ｐｏ。
をＰ’＋ ＋ Ｐ２ ＋・・・ ｐ、と移動させて被検
体７内の欠陥８を６回探傷し７’Ｃ場合の探傷法（ａ）
とそれぞれの位置での送受信パルス（ｂ）を示している
。この場合は、第６図で示したように超音波送信子Ｔか
ら超音波受信子Ｒへの直接波が測定できず、たとえでき
たとしてもそれは、被検体７中を伝播する超音波とは犬
きく速度の異なる表面波であシ、超音波送信子９の位置
Ｐ。と超音波受信子１０の位置Ｐ＋（ｉ＝１〜ｎ）の距
離をめるデータが得られない。したがって実際には ｐ
ｏとＰｔ（１＝１〜ｎ）の位置データを取込む手段が地
に必要となる。この手段としては、ポテンションやエン
コーダ等の位置信号を電気信号に変換する位置測定装置
を用いることで解決できる。第８図は、第７図の探傷に
おいて得られた超音波送受信子９，１０の位置Ｐｏ ｌ
Ｐｉ ＋・・・、Ｐユとパルス送受信の時間ｔ１＋・
・・１ ｉｎおよび受信ノくルス波高ｖｌ ｌ・・・、
■、からそれぞれ楕円をめて重ね付わせを実行したもの
である。すなわち、（Ｐｏ。
Ｐｒ ）、（Ｐｏ 、Ｐｚ ）−”ｌＰｏ 、Ｐ−）を
焦点とし、長袖方向の頂点ａ１＝ＣＴｔ ／２．ａ２＝
ＣＴｚ ／２−−ａ、＝ＣＴ、／２の楕円を重ね合わせ
て像再生を実行する。ここでは、第７図よシ明らかなよ
うに欠陥８の位置を示す楕円は下半分だけで良い。
焦点とし、長袖方向の頂点ａ１＝ＣＴｔ ／２．ａ２＝
ＣＴｚ ／２−−ａ、＝ＣＴ、／２の楕円を重ね合わせ
て像再生を実行する。ここでは、第７図よシ明らかなよ
うに欠陥８の位置を示す楕円は下半分だけで良い。
また、第９図はｎ個の小形の超音波振動子Ａ１（ｉ＝１
．ｎ）を並べたアレイ型探触子を被検体７の外周に取付
けて、超音波送受信器を機械的に走査せずに、電子スイ
ッチ等の切替えスイッチングによシ超音波送受信器の移
動を実行する方式である。この時、各超音波振動子Ａ＋
（ｉ、＝１〜ｎ）で送受信するパルス信号５ｔ（ｆ＝１
〜ｎ）は同図右側の図のようになる。アレイ型探触子の
場合には、あらかじめ超音波振動子の位置Ｐｉｉ−１〜
ｎ）がわかっているため、演算処理の際に位置の入力を
行なうだけで、特に超音波振動子Ａ＋（ｉ＝１〜ｎ）の
位置を測定する機構を付は加える必要は特にない。第１
０図は第９図の測定結果（時間信号およびパルス波高信
号）各超音波受信子Ａ１１＝ｉ〜ｎ）の中の二つを焦点
とした楕円に振りわけ、被検体７における欠陥８の像１
８を像再構成できる事を示す。
．ｎ）を並べたアレイ型探触子を被検体７の外周に取付
けて、超音波送受信器を機械的に走査せずに、電子スイ
ッチ等の切替えスイッチングによシ超音波送受信器の移
動を実行する方式である。この時、各超音波振動子Ａ＋
（ｉ、＝１〜ｎ）で送受信するパルス信号５ｔ（ｆ＝１
〜ｎ）は同図右側の図のようになる。アレイ型探触子の
場合には、あらかじめ超音波振動子の位置Ｐｉｉ−１〜
ｎ）がわかっているため、演算処理の際に位置の入力を
行なうだけで、特に超音波振動子Ａ＋（ｉ＝１〜ｎ）の
位置を測定する機構を付は加える必要は特にない。第１
０図は第９図の測定結果（時間信号およびパルス波高信
号）各超音波受信子Ａ１１＝ｉ〜ｎ）の中の二つを焦点
とした楕円に振りわけ、被検体７における欠陥８の像１
８を像再構成できる事を示す。
以上が、超音波送受信子の位置を変えて被検体７内の欠
陥８を探傷し、演算処理によシ像再構成ができる原理で
あるが、超音波送受信子の位置が変わるため、（１）〜
（５）式でめた楕円の座標変換（回転および平行移動）
が式の簡略化のために必要である。以下に、その手順を
示す。
陥８を探傷し、演算処理によシ像再構成ができる原理で
あるが、超音波送受信子の位置が変わるため、（１）〜
（５）式でめた楕円の座標変換（回転および平行移動）
が式の簡略化のために必要である。以下に、その手順を
示す。
第１１図はＸ−Ｙ座標で得た楕円をＸ−Ｙ座標で原点を
（Ｘｏ＋）’ｏ）に移動させ、（Ｘｏ＋ｙｏ ）点を中
心にθだけ回転（同図において反時計回シの方向を正９
反時計回りの方向を負とする）させた新しい座標ｘ＊
ｙ＊に変換させた時の楕ｙｌ ）を座標Ｘ”−Ｙ傘の点
Ｐ＋率（Ｘｔ本＋ Ｙ、傘）に移動させ、この点Ｐｓ”
（ｘｌ”＋ Ｙｔ” ）を前の座標Ｘ−Ｙに投影した
時の値Ｐ＋”（Ｘｔ’ ＋ Ｙｓ’ ）がわかれば、楕
円の移動ができることになる。この関係は、以下のよう
になる。
（Ｘｏ＋）’ｏ）に移動させ、（Ｘｏ＋ｙｏ ）点を中
心にθだけ回転（同図において反時計回シの方向を正９
反時計回りの方向を負とする）させた新しい座標ｘ＊
ｙ＊に変換させた時の楕ｙｌ ）を座標Ｘ”−Ｙ傘の点
Ｐ＋率（Ｘｔ本＋ Ｙ、傘）に移動させ、この点Ｐｓ”
（ｘｌ”＋ Ｙｔ” ）を前の座標Ｘ−Ｙに投影した
時の値Ｐ＋”（Ｘｔ’ ＋ Ｙｓ’ ）がわかれば、楕
円の移動ができることになる。この関係は、以下のよう
になる。
Ｘｌ’＝Ｘｌ（ｉ０ｓθ−）’＋５ｉｎｏ＋ｘ ｏ （
６）ｙ＋’ ＝ Ｘ ｔｓｉｎθ＋ｙｌｃｏ８θ＋ｙ
ｏ （７）以上の式において、（Ｘｏ、）’ｏ）は探傷
時の超音波受信子の位置の中間位置でアリ、θは超音波
送受信子を結ぶ直線の傾きである。これらは、探傷する
時にあらかじめ決めた測定座標系で決まるものである。
６）ｙ＋’ ＝ Ｘ ｔｓｉｎθ＋ｙｌｃｏ８θ＋ｙ
ｏ （７）以上の式において、（Ｘｏ、）’ｏ）は探傷
時の超音波受信子の位置の中間位置でアリ、θは超音波
送受信子を結ぶ直線の傾きである。これらは、探傷する
時にあらかじめ決めた測定座標系で決まるものである。
以上が、本発明の探傷法の基本構成である。
以下、本発明の一実施例をｍ１２図によシ説明する。第
１２図は、本発明である超音波診断法および装置を円柱
鋼材３０における内部欠陥８の検出に応用した場合の装
置全体の構成図である。ここで、超音波送受信器２３は
装置全体を制御する制御回路２１によシ超音波の送受信
タイミングを制御され、超音波送受信子切替え回路２２
を介して超音波の送受信を行ない、測定波形を波形記憶
回路２４に送信する。超音波送受信子切替え回路２２は
、制御回路２１に制御されており、超音波送受信器２３
と超音波送受信子２９との間の電気的な切替えを行なう
ものである。超音波送受信子２９は、超音波送受信子切
替え回路２２を介して超音波送受信子２３から送られて
くる超音波発生パルスによシ、被検体である円柱鋼材３
０に対して超音波を送信し、内部欠陥８で反射される超
音波を受イｇして電気信号に変換した後、超音波送受信
子切替え回路２２を介して超音波送受信器２３に反射波
信号を送る。この反射波信号は、超音波受信器２３内で
増幅整形を受け、波形記憶回路２４に送られる。波形記
憶回路２４は制御回路２１により波形記憶のタイミング
と、記憶した波形を反射波到達時間および反射波のピー
ク値をめて演算処理回路２６に送信する前処理回路２５
に伝送するタイミングを制御されている。制御回路２１
の制御信号によシ、波形記憶回路２４よシ前処理回路に
送られた波形はここで超音波送信から反射波受信までの
時間信号と、反射波のピーク値信号との二つに分離され
て、制御回路２１により制御されて演算処理回路２６に
送られる。演算処理回路２６は、超音波送受信子２９の
位置を入力する入力回路２７に接続され、演算処理回路
２６内におるメモリに記憶しておき、前処理回路２５か
ら送信されてくる時間信号およびピーク値信号と伴に前
節で述べた（１）〜（７）式の演算処理を行ない、内蔵
のメモリに楕円の分布状態を記憶する。
１２図は、本発明である超音波診断法および装置を円柱
鋼材３０における内部欠陥８の検出に応用した場合の装
置全体の構成図である。ここで、超音波送受信器２３は
装置全体を制御する制御回路２１によシ超音波の送受信
タイミングを制御され、超音波送受信子切替え回路２２
を介して超音波の送受信を行ない、測定波形を波形記憶
回路２４に送信する。超音波送受信子切替え回路２２は
、制御回路２１に制御されており、超音波送受信器２３
と超音波送受信子２９との間の電気的な切替えを行なう
ものである。超音波送受信子２９は、超音波送受信子切
替え回路２２を介して超音波送受信子２３から送られて
くる超音波発生パルスによシ、被検体である円柱鋼材３
０に対して超音波を送信し、内部欠陥８で反射される超
音波を受イｇして電気信号に変換した後、超音波送受信
子切替え回路２２を介して超音波送受信器２３に反射波
信号を送る。この反射波信号は、超音波受信器２３内で
増幅整形を受け、波形記憶回路２４に送られる。波形記
憶回路２４は制御回路２１により波形記憶のタイミング
と、記憶した波形を反射波到達時間および反射波のピー
ク値をめて演算処理回路２６に送信する前処理回路２５
に伝送するタイミングを制御されている。制御回路２１
の制御信号によシ、波形記憶回路２４よシ前処理回路に
送られた波形はここで超音波送信から反射波受信までの
時間信号と、反射波のピーク値信号との二つに分離され
て、制御回路２１により制御されて演算処理回路２６に
送られる。演算処理回路２６は、超音波送受信子２９の
位置を入力する入力回路２７に接続され、演算処理回路
２６内におるメモリに記憶しておき、前処理回路２５か
ら送信されてくる時間信号およびピーク値信号と伴に前
節で述べた（１）〜（７）式の演算処理を行ない、内蔵
のメモリに楕円の分布状態を記憶する。
もちろん、これら一連の動作は制御回路２１０制御の下
で行なわれる。超音波送受信子２９の走査が超音波送受
信子切替回路２２によって実行され、被検体でおる円柱
鋼材３０の外周すべての走査が完了した後に表示回路２
８に欠陥８の分布状態を画像で表示する。なお、表示回
路２８では画像表示するか否かの閾値設定ができる回路
によシ、表示レベルが可変できる。以上が、本発明を円
柱鋼材の超音波診断に応用した超音波診断装置全体の説
明である。以下に、各回路の動作の説明を第１３図のタ
イムチャートを用いて説明する。
で行なわれる。超音波送受信子２９の走査が超音波送受
信子切替回路２２によって実行され、被検体でおる円柱
鋼材３０の外周すべての走査が完了した後に表示回路２
８に欠陥８の分布状態を画像で表示する。なお、表示回
路２８では画像表示するか否かの閾値設定ができる回路
によシ、表示レベルが可変できる。以上が、本発明を円
柱鋼材の超音波診断に応用した超音波診断装置全体の説
明である。以下に、各回路の動作の説明を第１３図のタ
イムチャートを用いて説明する。
第１３図は、制御回路２１が各回路を制御するために各
回路へ送信する制御用信号のタイムチャートで、超音波
送受信子がｎ個の場合のものである。したがって、超音
波診断に用いる一連の電気パルスは超音波送受信子の切
替えのために０２個が一組となる。同図においてＰは超
音波発生用パルスであシ、装置全体を制御するクロック
パルスでもおる。Ｔ １ ＋ Ｔ２ ｒ ”’＋ Ｔａ
および几１ ＋ Ｒ２ｒ・・・ｌＲ１１は超音波送受信
子切替え回路２２において送受信子の切替えを行なうた
めのスイッチ信号である。ここでは簡単のために電子ス
イッチはＩｎ ｉ ｇｈ＃の時に“オン” 、 ” Ｌ
ＯＷ ”の時に゛オフ″とする。Ｔは超音波送受子が超
音波を送信するための信号、Ｒは超音波を受信するため
の信号であシ、サフィックスはｎ個の超音波送受素子で
構成される超音波送受子２９０何査目かを示すＵまず始
めに、第１番目の送受素子を超音波送信が可能な１オン
″状態とし、ｎ個の超音波発生用パルスが超音波送受信
器２３に印加され、超音波送受信子切替え回路２２全通
して第１番目の送受素子から被検体である円柱鋼材３０
に入射される。ここで、超音波が被検体に入射する時に
同期して送受素子が超音波受信可能なように１−次１１
号Ｒによ）゛オン″状態にして行き、超音波送受信器２
４を通して波形記憶装置２４に超音波信号を記憶させる
。成形記憶回路２４は、記憶した超音波信号を制御回路
２１からの転送信号Ｆによシ前処理回路２５に超音波信
号を転送する。前処理回路２５はタイマーとピークホー
ルド回路よ多構成されておシ、制御回路２１の信号Ｂに
よシ超音波送受信時間と波形のピ−り値の信号を演算処
理回路２６に送る。演算処理回路２６は信号Ｃによシ受
信データおよび入力回路２７からの送受素子位置データ
をもとに楕円をめる演算を行ない、結果をメモリに格納
する。
回路へ送信する制御用信号のタイムチャートで、超音波
送受信子がｎ個の場合のものである。したがって、超音
波診断に用いる一連の電気パルスは超音波送受信子の切
替えのために０２個が一組となる。同図においてＰは超
音波発生用パルスであシ、装置全体を制御するクロック
パルスでもおる。Ｔ １ ＋ Ｔ２ ｒ ”’＋ Ｔａ
および几１ ＋ Ｒ２ｒ・・・ｌＲ１１は超音波送受信
子切替え回路２２において送受信子の切替えを行なうた
めのスイッチ信号である。ここでは簡単のために電子ス
イッチはＩｎ ｉ ｇｈ＃の時に“オン” 、 ” Ｌ
ＯＷ ”の時に゛オフ″とする。Ｔは超音波送受子が超
音波を送信するための信号、Ｒは超音波を受信するため
の信号であシ、サフィックスはｎ個の超音波送受素子で
構成される超音波送受子２９０何査目かを示すＵまず始
めに、第１番目の送受素子を超音波送信が可能な１オン
″状態とし、ｎ個の超音波発生用パルスが超音波送受信
器２３に印加され、超音波送受信子切替え回路２２全通
して第１番目の送受素子から被検体である円柱鋼材３０
に入射される。ここで、超音波が被検体に入射する時に
同期して送受素子が超音波受信可能なように１−次１１
号Ｒによ）゛オン″状態にして行き、超音波送受信器２
４を通して波形記憶装置２４に超音波信号を記憶させる
。成形記憶回路２４は、記憶した超音波信号を制御回路
２１からの転送信号Ｆによシ前処理回路２５に超音波信
号を転送する。前処理回路２５はタイマーとピークホー
ルド回路よ多構成されておシ、制御回路２１の信号Ｂに
よシ超音波送受信時間と波形のピ−り値の信号を演算処
理回路２６に送る。演算処理回路２６は信号Ｃによシ受
信データおよび入力回路２７からの送受素子位置データ
をもとに楕円をめる演算を行ない、結果をメモリに格納
する。
以上が、ｎ個の送受素子の第１番目の素子から超音波を
送信し、ｎ個の送受素子を切替えることによシ、ｎ個の
超音波受信データを採取し、演算処理する流れを示した
ものである。この手順を残シのｎ −１個の送受素子に
も実行させ、全手順が終了した後、制御回路２１からの
表示信号りにょシ、演算処理回路２６のメモリから被検
体内における欠陥８の分布状態をＣＲＴ、ＸＹプロッタ
等の表示回路２８にて表示する。
送信し、ｎ個の送受素子を切替えることによシ、ｎ個の
超音波受信データを採取し、演算処理する流れを示した
ものである。この手順を残シのｎ −１個の送受素子に
も実行させ、全手順が終了した後、制御回路２１からの
表示信号りにょシ、演算処理回路２６のメモリから被検
体内における欠陥８の分布状態をＣＲＴ、ＸＹプロッタ
等の表示回路２８にて表示する。
本実施例にぶれば、従来では把握が困難であった構造材
内の欠陥分布を得る事が容易となシ、また断面表示が可
能なため、欠陥の大きさ・形状の判定が経験によらず誰
にでもできるという利点がある。
内の欠陥分布を得る事が容易となシ、また断面表示が可
能なため、欠陥の大きさ・形状の判定が経験によらず誰
にでもできるという利点がある。
本発明によれば、従来の超縫波診断装置に比較的簡単な
機能を付加するたけで、構造材内部に発生・存在する欠
陥の大きさ、数および形状等を断面表示によシ得ること
ができるので、超音波診断の経験の有無を問わずに誰で
も欠陥の評価が可能となるので、検査に袈する時間を短
縮でき、効率向上が見込める。
機能を付加するたけで、構造材内部に発生・存在する欠
陥の大きさ、数および形状等を断面表示によシ得ること
ができるので、超音波診断の経験の有無を問わずに誰で
も欠陥の評価が可能となるので、検査に袈する時間を短
縮でき、効率向上が見込める。
第１図は、Ｘ線ＣＴの動きを示す平面図、第２図は、Ｘ
線検査および超音波検査を示す断面図、第３図は、超音
波検査において超音波受信子の走査を示す断面図、第４
図は、超音波検査で測定した超音波波形と検波波形を示
す図、第５図は、本発明の基本となる超音波検査法およ
び観測波形を示す図、第６図は、第５図で得られた観測
波形から欠陥の位置をめる作図法の原理を示す図、第７
図は、本発明である超音波測定法を示す断面図および測
定波形を示す図、第８図は、第７図で得られた波形デー
タから欠陥位置および形状をめる演算処理内容を示す図
、第９図は、小形超音波送受信子を蓮べたアレイ型探触
子で円形の被検体を検査する時の配籠を示す断面図およ
び測定波形を示す図、第１０図は、第９図で得た波形デ
ータから欠陥位置、数および形状をめる演算処理内容を
示す図、第１１図は、演算時にめた楕円を座標変換して
探傷位置に合わせて配分する方法を示す図、第１２図は
、本発明である超音波検査法および装置を含む実施例の
全体構成図、第１３図は第１２図の実施例における制＠
匍号を示すタイムチャートである。 １・・・Ｘ線管、２・・・Ｘ線検出益、３・・・Ｘ線通
路、４・・・検査領域、５・・・並進運動におけるサン
プリング点、６・・・回転運動におけるサンプリング点
、７・・・被検体、８・・・欠陥、９・・・超音波送信
子、１ｏ・・・超音波受信子、１１・・・超音波伝播経
路、１２・・・超音波送受信子、１３・・・超音波送信
波形、１４・・・反射波形、１５・・・検波反射波のピ
ーク値、１６・・・超音波の送受信時間、１７・・・欠
陥像の楕円、１８・・・欠陥像、２１・・・制御回路、
２２・・・超音波送受信子切替え回路、２３・・・超音
波送受信器、２４・・・波形記憶回路、２５・・・前処
理（ロ）路、２６・・・演算机促油１収２７・・・入力
回路、２８・・・表示回路、２９・・・プレイ型超音波
送受信子、３０・・・円柱調料。 族４図 （＾） Ｐｅｒ Ｐｒ Ｆｚ ｆ’ｎ （・・ Ｔ’ＡｒＬ Ｒ’Ａｔ−Ａｎ 苔／／ ｆｆｌ 葛ｉＪ図 、−一一一−−−ｆ−−−−１− 、Ｌ −ｒ−一一一ト ー、−−−−ロー、−−−−
線検査および超音波検査を示す断面図、第３図は、超音
波検査において超音波受信子の走査を示す断面図、第４
図は、超音波検査で測定した超音波波形と検波波形を示
す図、第５図は、本発明の基本となる超音波検査法およ
び観測波形を示す図、第６図は、第５図で得られた観測
波形から欠陥の位置をめる作図法の原理を示す図、第７
図は、本発明である超音波測定法を示す断面図および測
定波形を示す図、第８図は、第７図で得られた波形デー
タから欠陥位置および形状をめる演算処理内容を示す図
、第９図は、小形超音波送受信子を蓮べたアレイ型探触
子で円形の被検体を検査する時の配籠を示す断面図およ
び測定波形を示す図、第１０図は、第９図で得た波形デ
ータから欠陥位置、数および形状をめる演算処理内容を
示す図、第１１図は、演算時にめた楕円を座標変換して
探傷位置に合わせて配分する方法を示す図、第１２図は
、本発明である超音波検査法および装置を含む実施例の
全体構成図、第１３図は第１２図の実施例における制＠
匍号を示すタイムチャートである。 １・・・Ｘ線管、２・・・Ｘ線検出益、３・・・Ｘ線通
路、４・・・検査領域、５・・・並進運動におけるサン
プリング点、６・・・回転運動におけるサンプリング点
、７・・・被検体、８・・・欠陥、９・・・超音波送信
子、１ｏ・・・超音波受信子、１１・・・超音波伝播経
路、１２・・・超音波送受信子、１３・・・超音波送信
波形、１４・・・反射波形、１５・・・検波反射波のピ
ーク値、１６・・・超音波の送受信時間、１７・・・欠
陥像の楕円、１８・・・欠陥像、２１・・・制御回路、
２２・・・超音波送受信子切替え回路、２３・・・超音
波送受信器、２４・・・波形記憶回路、２５・・・前処
理（ロ）路、２６・・・演算机促油１収２７・・・入力
回路、２８・・・表示回路、２９・・・プレイ型超音波
送受信子、３０・・・円柱調料。 族４図 （＾） Ｐｅｒ Ｐｒ Ｆｚ ｆ’ｎ （・・ Ｔ’ＡｒＬ Ｒ’Ａｔ−Ａｎ 苔／／ ｆｆｌ 葛ｉＪ図 、−一一一−−−ｆ−−−−１− 、Ｌ −ｒ−一一一ト ー、−−−−ロー、−−−−
Claims (1)
- １、超音波の送受信によシ材料や構造物を検査診断する
装置において、被検体の外面の複、数の場所から超音波
を入射させ、同様に被検体の外面の複数の場所で被検体
内からの反射波を取込む回路と得られた反射波のピーク
値と超音波送受信の時間を測定する回路と、得られた時
間とピーク値のデータから反射源の位置、形状９寸法お
よび数を演算処理によシ画像構成する回路およびめた画
像を表示する（口）路を設けたことを特徴とする超音波
診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18925383A JPS6080761A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18925383A JPS6080761A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080761A true JPS6080761A (ja) | 1985-05-08 |
Family
ID=16238192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18925383A Pending JPS6080761A (ja) | 1983-10-12 | 1983-10-12 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080761A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62240033A (ja) * | 1986-04-10 | 1987-10-20 | リヒャルト・ヴォルフ・ゲーエムベーハー | 反射を生起する人体内の境界層の位置決定のための方位測定システム |
| JPH01202656A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-15 | Taisei Corp | 構造物のクラック診断方法 |
| WO2005121772A1 (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Shinko Inspection & Service Co., Ltd. | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
| CN108802184A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-13 | 重庆大学 | 基于主动扫频声激励的金属薄板缺陷定位方法 |
-
1983
- 1983-10-12 JP JP18925383A patent/JPS6080761A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62240033A (ja) * | 1986-04-10 | 1987-10-20 | リヒャルト・ヴォルフ・ゲーエムベーハー | 反射を生起する人体内の境界層の位置決定のための方位測定システム |
| JPH01202656A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-15 | Taisei Corp | 構造物のクラック診断方法 |
| WO2005121772A1 (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Shinko Inspection & Service Co., Ltd. | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 |
| CN108802184A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-13 | 重庆大学 | 基于主动扫频声激励的金属薄板缺陷定位方法 |
| CN108802184B (zh) * | 2018-06-21 | 2021-04-27 | 重庆大学 | 基于主动扫频声激励的金属薄板缺陷定位方法 |
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