JPS6232356A - 超音波送受信方法及び装置 - Google Patents
超音波送受信方法及び装置Info
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- JPS6232356A JPS6232356A JP60172032A JP17203285A JPS6232356A JP S6232356 A JPS6232356 A JP S6232356A JP 60172032 A JP60172032 A JP 60172032A JP 17203285 A JP17203285 A JP 17203285A JP S6232356 A JPS6232356 A JP S6232356A
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- Japan
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- ultrasonic
- circuit
- transmitting
- transmission
- switch
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、超音波ビームを走査し１例えば、鋼材を探傷
するための超音波送受信方法及び装置に係り、特にアレ
イ探触子を使用し簡単な構成で超音波ビームを走査する
電子走査式超音波送受信方法及び装置に関するものであ
る。
するための超音波送受信方法及び装置に係り、特にアレ
イ探触子を使用し簡単な構成で超音波ビームを走査する
電子走査式超音波送受信方法及び装置に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
アレイ探触子を用いた電子走査型超音波探触装置として
は、各アレイエレメントを励振し、超音波を送受信する
タイミング制御により超音波を重ね合わせ、被検体内で
超音波ビームを偏向、集束させる方法が知られている。
は、各アレイエレメントを励振し、超音波を送受信する
タイミング制御により超音波を重ね合わせ、被検体内で
超音波ビームを偏向、集束させる方法が知られている。
なお、この種の例としては、「電子走査型超音波探傷技
術および装置」。
術および装置」。
日本機械学会誌第８７巻第７９３号第２３帰〜２８契が
ある。
ある。
その電子走査型超音波探傷方法による装置構成の一例を
第１６図に示す、演算回路を用いた超音波ビーム制御回
路１０１で、遅延回路１０２内の各アレイ素子の遅延時
間を設定した後、この遅延回路１０２を介して、超音波
受信回路１０３からのパルス電圧を、アレイ探触子１０
６に印加する。
第１６図に示す、演算回路を用いた超音波ビーム制御回
路１０１で、遅延回路１０２内の各アレイ素子の遅延時
間を設定した後、この遅延回路１０２を介して、超音波
受信回路１０３からのパルス電圧を、アレイ探触子１０
６に印加する。
これより、各プレイ素子から出た超音波が干渉して波面
が形成され、被検体１０８内の所定方向に超音波が発信
される。この際、遅延回路１０２に設定した遅延時間に
従い超音波がθ方向に偏向される。
が形成され、被検体１０８内の所定方向に超音波が発信
される。この際、遅延回路１０２に設定した遅延時間に
従い超音波がθ方向に偏向される。
被検体１０８の超音波反射体（表面１１０．底面１１１
．欠陥１０９）から反射された超音波は。
．欠陥１０９）から反射された超音波は。
アレイ探触子１０６で受信され、遅延回路１０２を逆進
し、超音波受信回路１０４に送られる。この超音波受信
信号は超音波受信回路１０４で検波整流された後に表示
回路１０５に送られる０表示回路１０５には、超音波ビ
ームの位置信号が超音波ビーム制御回路１０１から別途
送られている。
し、超音波受信回路１０４に送られる。この超音波受信
信号は超音波受信回路１０４で検波整流された後に表示
回路１０５に送られる０表示回路１０５には、超音波ビ
ームの位置信号が超音波ビーム制御回路１０１から別途
送られている。
これらの信号に基づき、ＣＲＴ１０７上には表面像１１
２．底面像１１３．欠陥像１１４が表示される。
２．底面像１１３．欠陥像１１４が表示される。
しかし、この種の例では、超音波送受信のタイミング制
御に遅延回路を利用し、信号遅延量を切替えてタイミン
グ制御しているため、遅延回路がアレイエレメントの数
だけ必要であり、その結線も複雑でかつ膨大なものとな
ってしまう、この遅延回路には、通常コイルを使用する
が、製作上高度の技術が必要であり、高価（約３０万円
／個）なものである。したがって、超音波送受信装置の
小型化が困難であり、コストが高いという問題があった
。
御に遅延回路を利用し、信号遅延量を切替えてタイミン
グ制御しているため、遅延回路がアレイエレメントの数
だけ必要であり、その結線も複雑でかつ膨大なものとな
ってしまう、この遅延回路には、通常コイルを使用する
が、製作上高度の技術が必要であり、高価（約３０万円
／個）なものである。したがって、超音波送受信装置の
小型化が困難であり、コストが高いという問題があった
。
本発明の目的は、大きなスペースを占める上に高価な遅
延回路を用いずにビームの方向を設定でき、被検体内の
欠陥等を実時間で表示可能な電子走査型超音波送受信方
法及び装置を提供することである。
延回路を用いずにビームの方向を設定でき、被検体内の
欠陥等を実時間で表示可能な電子走査型超音波送受信方
法及び装置を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、アレイ探触子に
おいて発信超音波同士の干渉により特定方向に発生する
ローブを使用する。アレイ接触子の７レイエレメントに
、超音波発信信号を遅延させることなく、同時に印加し
、その発信アレイエレメントの間隔を変更させるか所望
間隔で選択して超音波ビームを走査し、被検体を検査す
ることを特徴とする。
おいて発信超音波同士の干渉により特定方向に発生する
ローブを使用する。アレイ接触子の７レイエレメントに
、超音波発信信号を遅延させることなく、同時に印加し
、その発信アレイエレメントの間隔を変更させるか所望
間隔で選択して超音波ビームを走査し、被検体を検査す
ることを特徴とする。
次に、本発明の超音波送受信方法の原理について説明す
る。
る。
第２図は、本発明で利用するローブの発生原理。
第３図はその超音波ビームの音圧分布を示すものである
。第２図に示すように、アレイ探触子９の各エレメント
を同時に発信させた場合（発信素子は図中黒塗りで示す
）、各エレメントから球面波が発射される。この球面波
が前方で干渉し、波面を形成する０発信超音波が０°方
向へ干渉帯を形成したものをメインローブと呼ぶ、この
他に０方向でも超音波の干渉寄が形成される。これをサ
イドローブと呼ぶ。これは、隣接するエレメント間で一
波長ずれた球面波が干渉し、θ方向にも波面を形成する
ため発生する。サイドローブの発生角θは１図の斜線で
示した三角形から次式（１）で求められる。
。第２図に示すように、アレイ探触子９の各エレメント
を同時に発信させた場合（発信素子は図中黒塗りで示す
）、各エレメントから球面波が発射される。この球面波
が前方で干渉し、波面を形成する０発信超音波が０°方
向へ干渉帯を形成したものをメインローブと呼ぶ、この
他に０方向でも超音波の干渉寄が形成される。これをサ
イドローブと呼ぶ。これは、隣接するエレメント間で一
波長ずれた球面波が干渉し、θ方向にも波面を形成する
ため発生する。サイドローブの発生角θは１図の斜線で
示した三角形から次式（１）で求められる。
λ
ｓｉｒ＋θ；−・・・（１）
ここで、ｄは隣接エレメントの間隔、λは波長である。
式（１）かられかるように隣接エレメントの間隔を変更
すれば、サイドローブの偏向角θを変えることができる
。本発明はサイドローブを利用し、アレイ探触子９の発
信エレメントの間隔を変えて超音波ビームを走査するも
のである。
すれば、サイドローブの偏向角θを変えることができる
。本発明はサイドローブを利用し、アレイ探触子９の発
信エレメントの間隔を変えて超音波ビームを走査するも
のである。
第３図は、第２図に示すようにアレイ探触子を発信させ
たときの超音波ビームの拡がりを示したものである。ア
レイ探触子９の真下方向に超音波の音圧が極大となる０
次の干渉波のメインローブ１４が存在する。また、±θ
力方向も超音波の音圧が極大となる±１次の干渉波のサ
イドローブ１５が存在する。一般的にサイドローブの音
圧はメインローブの音圧よりも低い。
たときの超音波ビームの拡がりを示したものである。ア
レイ探触子９の真下方向に超音波の音圧が極大となる０
次の干渉波のメインローブ１４が存在する。また、±θ
力方向も超音波の音圧が極大となる±１次の干渉波のサ
イドローブ１５が存在する。一般的にサイドローブの音
圧はメインローブの音圧よりも低い。
次にアレイ探触子を用いたときの超音波の発信方法につ
いて説明する。第４図は従来の超音波の発信方法、第５
図は本発明の超音波の発信方法を示す、従来は、第４図
に示すようにアレイ探触子に高電圧のスパイクパルスを
印加していた。そうすると、各々のアレイエレメントか
らは２〜３波長継続した超音波信号が発信される。この
ため、２．３個以上離れたエレメント間同士の超音波の
干渉は起こらなくなる。サイドローブの音圧が低くなる
ので、従来はメインローブの利用しか考えられていなか
った。
いて説明する。第４図は従来の超音波の発信方法、第５
図は本発明の超音波の発信方法を示す、従来は、第４図
に示すようにアレイ探触子に高電圧のスパイクパルスを
印加していた。そうすると、各々のアレイエレメントか
らは２〜３波長継続した超音波信号が発信される。この
ため、２．３個以上離れたエレメント間同士の超音波の
干渉は起こらなくなる。サイドローブの音圧が低くなる
ので、従来はメインローブの利用しか考えられていなか
った。
これに対し１本発明では、第５図に示すように。
所定の波長λがｎ個継続したサイン波を発信する。
しかも発信波の継続時間ａにおける波長の数ｎをアレイ
エレメントの数と同じにする。このようにすれば、アレ
イ探触子の各エレメントがら出る超音波が全て干渉し、
サイドローブの音圧を高くすることができる。
エレメントの数と同じにする。このようにすれば、アレ
イ探触子の各エレメントがら出る超音波が全て干渉し、
サイドローブの音圧を高くすることができる。
第６図は、パルス波およびサイン波で発信したときの発
信超音波の音圧分布の実験結果である。
信超音波の音圧分布の実験結果である。
実験条件は、発信エレメントの間隔８ｍ、エレメントの
幅２ ｍ、波長２．６２ ｍである。この結果から明ら
かなように、サイドローブの音圧は、本発明のサイン波
で発信したときのほうが従来のパルス波発信のときより
高く、その音圧はパルス波発信のときの約２倍の大きさ
となる６以上説明した如く、本発明では、サイン波で超
音波を発信するための高い音圧の超音波ビームが得られ
る。
幅２ ｍ、波長２．６２ ｍである。この結果から明ら
かなように、サイドローブの音圧は、本発明のサイン波
で発信したときのほうが従来のパルス波発信のときより
高く、その音圧はパルス波発信のときの約２倍の大きさ
となる６以上説明した如く、本発明では、サイン波で超
音波を発信するための高い音圧の超音波ビームが得られ
る。
次に、本発明の詳細な説明する。第１図は、本発明によ
る超音波送受信装置の一実施例の構成を示すブロック図
である０図において、連続波発信器２からは、連続波信
号Ｐ１〜Ｐ８が、アイソレータ８．送受信切替えスイッ
チ１６、送受信パターン切替えスイッチ１７を介して、
アレイ探触子９に印加される。一方、アレイ探触子９で
受信された超音波信号ｕ１〜ｕａは、送受信パターン切
替えスイッチ１７を介して、加算回路４に入力される。
る超音波送受信装置の一実施例の構成を示すブロック図
である０図において、連続波発信器２からは、連続波信
号Ｐ１〜Ｐ８が、アイソレータ８．送受信切替えスイッ
チ１６、送受信パターン切替えスイッチ１７を介して、
アレイ探触子９に印加される。一方、アレイ探触子９で
受信された超音波信号ｕ１〜ｕａは、送受信パターン切
替えスイッチ１７を介して、加算回路４に入力される。
加算回路４では超音波受信信号ｕ１〜ｕ８を加算する。
加算された超音波受信号Ｕは増幅回路で検波整流され、
さらに増幅されて検波信号Ｕとなり、表示回路６に入力
される。
さらに増幅されて検波信号Ｕとなり、表示回路６に入力
される。
スイッチ制御回路３は、例えばマイクロプロセッサであ
り、送受信切替えスイッチ１６、送受信パターン切替え
スイッチ１７のスイッチのオン。
り、送受信切替えスイッチ１６、送受信パターン切替え
スイッチ１７のスイッチのオン。
オフを制御するためのコントロール信号Ｃ１＋Ｃｍを出
力する。また、送受信パターン切替えスイッチ１７のオ
ン、オフ状態により、サイドローブの偏向角θ、使用し
ているアレイエレメントの位Ｉ！！倍号りを表示回路６
に出力する１表示回路６では、検波信号Ｕ２位置信号り
により、ＣＲＴ７上に被検体１０内の断面像（表面像７
１．底面像７２、欠陥像７３）を得る処理を行う、同期
回路１は、連続発信器２．増幅回路５１１表示路６゜ス
イッチ制御回路３に同期信号Ｔを与え、各回路の同期を
とっている。アイソレータ８は、超音波受信信号ｕ１〜
ｕｓが、送受信切替えスイッチ】−６，送受信パターン
切替えスイッチ１７のオンにより加算回路４に入力され
る前に、加算されるのを防ぐものである。
力する。また、送受信パターン切替えスイッチ１７のオ
ン、オフ状態により、サイドローブの偏向角θ、使用し
ているアレイエレメントの位Ｉ！！倍号りを表示回路６
に出力する１表示回路６では、検波信号Ｕ２位置信号り
により、ＣＲＴ７上に被検体１０内の断面像（表面像７
１．底面像７２、欠陥像７３）を得る処理を行う、同期
回路１は、連続発信器２．増幅回路５１１表示路６゜ス
イッチ制御回路３に同期信号Ｔを与え、各回路の同期を
とっている。アイソレータ８は、超音波受信信号ｕ１〜
ｕｓが、送受信切替えスイッチ】−６，送受信パターン
切替えスイッチ１７のオンにより加算回路４に入力され
る前に、加算されるのを防ぐものである。
本発明の探傷方法について説明する。ここでは簡単のた
めアレイエレメントの数を８個とした。
めアレイエレメントの数を８個とした。
送受信切替えスイッチ１６のスイッチ１６１．〜１６４
をオンとし、超音波を送信するアレイ探触子９のエレメ
ントを９１〜・９４とする。次にθ方向にサイドローブ
が発生するように発信エレメントの間隔を送受信パター
ン切替えスイッチ１７１〜１７４により選択する。また
、アレイエレメント９５〜９８でもθ方向にサイドロー
ブが発生するように受信エレメントの間隔を送受信パタ
ーン切替えスイッチ１７５〜１７８により選択する。
をオンとし、超音波を送信するアレイ探触子９のエレメ
ントを９１〜・９４とする。次にθ方向にサイドローブ
が発生するように発信エレメントの間隔を送受信パター
ン切替えスイッチ１７１〜１７４により選択する。また
、アレイエレメント９５〜９８でもθ方向にサイドロー
ブが発生するように受信エレメントの間隔を送受信パタ
ーン切替えスイッチ１７５〜１７８により選択する。
その後、超音波発信信号Ｐ１〜Ｐ４ をアレイエレメン
ト９１、〜９４に印加し、θ方向にサイドローブを発生
させる。一方、アレイエレメント９５〜９８ではθ方向
にサイドローブを発生する受信パターンで超音波を受信
し、受信信号ｕ３〜ｕａを得る。このようにサイドロー
ブを使用して超音波ビームを送受信する。
ト９１、〜９４に印加し、θ方向にサイドローブを発生
させる。一方、アレイエレメント９５〜９８ではθ方向
にサイドローブを発生する受信パターンで超音波を受信
し、受信信号ｕ３〜ｕａを得る。このようにサイドロー
ブを使用して超音波ビームを送受信する。
一般的になされているように、アレイエレメントを送受
信に兼用してもよいことは勿論である。
信に兼用してもよいことは勿論である。
第７図により１選択したアレイエレメントの数による超
音波の送受信感度の違いを補正する実施例について説明
する。スイッチ制御回路３は、スイッチ切替え回路３１
と感度補正回路３２どからなる。スイッチ切替え回路３
は、送受信切替えス、インチ１６と送受信パターン切替
えスイッチ１７に切替え制御信号Ｃ１＋Ｃｘを送り、超
音波の送受信パターンを制御する。また９選択した送受
信アレイエレメントの数に依存したエレメント選択信号
Ｓを感度補正回路３２に出力する。感度補正回路３２で
は、エレメント選択信号Ｓから超音波発信電圧の振幅を
制御するための振幅制御信号Ａを作り、連続波発信器２
に出力する。連続波発信器２は、サイン波発振器２２．
波高値制御回路２３、トリガー信号発生器２１．アナロ
グスイッチ２４．パワーアンプ２５から構成される。サ
イン波発振器２２では超音波発信の基本となるサイン波
Ｓｌを発生する。波高値制御回路２３では、振幅制御信
号Ａに従い、サイン波Ｓ１の波高値を変えて信号Ｓｚと
する。このサイン波信号Ｓｔは。
音波の送受信感度の違いを補正する実施例について説明
する。スイッチ制御回路３は、スイッチ切替え回路３１
と感度補正回路３２どからなる。スイッチ切替え回路３
は、送受信切替えス、インチ１６と送受信パターン切替
えスイッチ１７に切替え制御信号Ｃ１＋Ｃｘを送り、超
音波の送受信パターンを制御する。また９選択した送受
信アレイエレメントの数に依存したエレメント選択信号
Ｓを感度補正回路３２に出力する。感度補正回路３２で
は、エレメント選択信号Ｓから超音波発信電圧の振幅を
制御するための振幅制御信号Ａを作り、連続波発信器２
に出力する。連続波発信器２は、サイン波発振器２２．
波高値制御回路２３、トリガー信号発生器２１．アナロ
グスイッチ２４．パワーアンプ２５から構成される。サ
イン波発振器２２では超音波発信の基本となるサイン波
Ｓｌを発生する。波高値制御回路２３では、振幅制御信
号Ａに従い、サイン波Ｓ１の波高値を変えて信号Ｓｚと
する。このサイン波信号Ｓｔは。
トリガー信号Ｋによりアナログスイッチ２４で波形がチ
ョップされ、信号Ｓｓとなる。チョップ信号Ｓ８をパワ
ーアンプ２５で増幅し、超音波発信信号Ｐを得る。
ョップされ、信号Ｓｓとなる。チョップ信号Ｓ８をパワ
ーアンプ２５で増幅し、超音波発信信号Ｐを得る。
第８図のタイムチャートにより、第７図回路の動作を説
明する。ＳＬは基本のサイン波信号である。これを選択
したアレイエレメントの数により波高値制御回路２３で
その波高値を調整して信号Ｓ２となる。信号にはサイン
波を切り出すための信号である。信号Ｋが１の状態のと
きだけアナログスイッチ２４で信号Ｓ２を切り出してチ
ョップ信号Ｓ８を作り出す、このチップ信号Ｓ８をパワ
ーアンプ２５で増幅し発信信号Ｐとなる。このように、
送受信するエレメントの数に従い、超音波発信信号の波
高値を変え（例えばニレメン１への数が少ないときは発
信信号の波高値を高くシ）で、送受信感度の違いを補正
し、探傷できる。エレメントの数が少ないときに特に有
効である。
明する。ＳＬは基本のサイン波信号である。これを選択
したアレイエレメントの数により波高値制御回路２３で
その波高値を調整して信号Ｓ２となる。信号にはサイン
波を切り出すための信号である。信号Ｋが１の状態のと
きだけアナログスイッチ２４で信号Ｓ２を切り出してチ
ョップ信号Ｓ８を作り出す、このチップ信号Ｓ８をパワ
ーアンプ２５で増幅し発信信号Ｐとなる。このように、
送受信するエレメントの数に従い、超音波発信信号の波
高値を変え（例えばニレメン１への数が少ないときは発
信信号の波高値を高くシ）で、送受信感度の違いを補正
し、探傷できる。エレメントの数が少ないときに特に有
効である。
第９図を参照して１本発明による超音波送受信方法を具
体的に説明する。１番目からｉ番目のアレイエレメント
を用いて被検体１０内に超音波を発信し、θ方向にサイ
ドローブ１５を発生させる。
体的に説明する。１番目からｉ番目のアレイエレメント
を用いて被検体１０内に超音波を発信し、θ方向にサイ
ドローブ１５を発生させる。
一方、ｉ ＋ １番目からｊ番目のアレイエレメントを
用いてθ方向にサイドローブ１５を発生する受信パター
ンで超音波を受信する１次は２番目からｉ＋１番目のア
レイエレメントを用いて超音波を発信し、ｉ＋２番目か
らｊ＋１１番目のアレイエレメントを用いて超音波を受
信する。送受信するアレイエレメントを１個ずつずらし
ながら、このような動作を順次１ｍ番目のエレメントま
で行う。
用いてθ方向にサイドローブ１５を発生する受信パター
ンで超音波を受信する１次は２番目からｉ＋１番目のア
レイエレメントを用いて超音波を発信し、ｉ＋２番目か
らｊ＋１１番目のアレイエレメントを用いて超音波を受
信する。送受信するアレイエレメントを１個ずつずらし
ながら、このような動作を順次１ｍ番目のエレメントま
で行う。
こうして被検体１０内にθ方向の超音波ビームを矢印方
向に走査する０以上の動作が終了した後、サイドローブ
１５の偏力角θを変え、前記動作を繰返す、このように
すれば、被検体１０にあらゆる角度で超音波ビームを入
射させ、被検体１０内を検査できる。
向に走査する０以上の動作が終了した後、サイドローブ
１５の偏力角θを変え、前記動作を繰返す、このように
すれば、被検体１０にあらゆる角度で超音波ビームを入
射させ、被検体１０内を検査できる。
以上は、発信エレメントの間隔が等しい場合の実施例で
あるが、第１−０図〜第１３図には発信エレメント間隔
を不均等にした場合の実施例について示す、第１０図は
サイドローブの音圧が左右違うように発信した例である
。また、第１１図はその発信で得られる音圧分布である
。第１０図において、Ｐ点で超音波が重なり合うように
アレイ探触子９のエレメントを発信させる。黒塗りの部
分が発信ニレメン１−である、ＰＢｚ ＝ａ、ＰＢｚ
＝ａ＋λ、ＰＢａ＝ａ＋２λ、・・・・・・ＰＢｎ＝ａ
＋ｎλとなるようにエレメントのＢｓ ＊ ８２．＋
Ｂｎを選択し発信させる。ここでλは波長である。そう
すれば、第１１図のようにサイドローブ１５（ａ）の音
圧がサイドローブ１５（ｂ）より大きくなり、その音圧
も高くできる。
あるが、第１−０図〜第１３図には発信エレメント間隔
を不均等にした場合の実施例について示す、第１０図は
サイドローブの音圧が左右違うように発信した例である
。また、第１１図はその発信で得られる音圧分布である
。第１０図において、Ｐ点で超音波が重なり合うように
アレイ探触子９のエレメントを発信させる。黒塗りの部
分が発信ニレメン１−である、ＰＢｚ ＝ａ、ＰＢｚ
＝ａ＋λ、ＰＢａ＝ａ＋２λ、・・・・・・ＰＢｎ＝ａ
＋ｎλとなるようにエレメントのＢｓ ＊ ８２．＋
Ｂｎを選択し発信させる。ここでλは波長である。そう
すれば、第１１図のようにサイドローブ１５（ａ）の音
圧がサイドローブ１５（ｂ）より大きくなり、その音圧
も高くできる。
第１２図はアレイ探触子９の真下に超音波を集中させる
ように発信した例である。また、第１３図はその発信で
得られる音圧分布である。第１２図において、Ｐ点で超
音波が重なり合うように、０Ｂｘ＝ＯＢｘ’ ＝Ｊａ
Ｌ 、○Ｂｚ＝ＯＢｚ’ ＝Ｊ２ ａλ 、−，０Ｂ
ｎ＝ＯＢ。’＝５］１となる点（いわゆるフレネルの半
波長帯）のニレメンｈを選択して超音波を発イｊさせる
。そうすれば、第１３図のように超音波ビーム１５をア
レイ探触子９の真下に集束させることもできる。
ように発信した例である。また、第１３図はその発信で
得られる音圧分布である。第１２図において、Ｐ点で超
音波が重なり合うように、０Ｂｘ＝ＯＢｘ’ ＝Ｊａ
Ｌ 、○Ｂｚ＝ＯＢｚ’ ＝Ｊ２ ａλ 、−，０Ｂ
ｎ＝ＯＢ。’＝５］１となる点（いわゆるフレネルの半
波長帯）のニレメンｈを選択して超音波を発イｊさせる
。そうすれば、第１３図のように超音波ビーム１５をア
レイ探触子９の真下に集束させることもできる。
これまでは、１次元のアレイ探触子を用いた例であった
が１次に２次元アレイ探触子を用いたときの実施例につ
いて第１４図と第１５図により説明する。第１４図はＭ
ＸＮ個のエレメントから構成される２次元アレイ接触子
９を用いたときの実施例である。この例では、Ｌ個のエ
レメントを１組として探傷する。すなわち、（９１１〜
９１Ｌ）。
が１次に２次元アレイ探触子を用いたときの実施例につ
いて第１４図と第１５図により説明する。第１４図はＭ
ＸＮ個のエレメントから構成される２次元アレイ接触子
９を用いたときの実施例である。この例では、Ｌ個のエ
レメントを１組として探傷する。すなわち、（９１１〜
９１Ｌ）。
（９１２〜９］、（Ｌ＋１））・・・・・・・・・・・
・・・・、及び（９１（Ｎ−Ｌ＋１）〜９１Ｎ）という
組合わせで順次探傷を行い、次の行の探傷に移り、（９
２１〜９２Ｌ）、（９２２〜９２ （Ｌ＋ 、１．）
） 、・・・・・・。
・・・・、及び（９１（Ｎ−Ｌ＋１）〜９１Ｎ）という
組合わせで順次探傷を行い、次の行の探傷に移り、（９
２１〜９２Ｌ）、（９２２〜９２ （Ｌ＋ 、１．）
） 、・・・・・・。
及び（９２（Ｎ−Ｌ＋１）〜９２Ｎ）という組合わせて
順次探傷を行う、以下同様にして、（９Ｍ１〜９ＭＬ）
、（９Ｍ２〜９Ｍ （Ｌ＋１））、・・・・・・。
順次探傷を行う、以下同様にして、（９Ｍ１〜９ＭＬ）
、（９Ｍ２〜９Ｍ （Ｌ＋１））、・・・・・・。
及び（９Ｍ （Ｎ−Ｌ＋１）〜９ＭＮ１まで繰り返す。
第１５図は２次元アレイ探触子９を用いて超音波を集束
させる実施例である。２次元アレイ探触子９を第１５図
で示したようなフレネルパターンで発信すると、各エレ
メントから発信された超音波が被検体のＰ点で全て重な
り合い集束した超音波ビームを実現できる。
させる実施例である。２次元アレイ探触子９を第１５図
で示したようなフレネルパターンで発信すると、各エレ
メントから発信された超音波が被検体のＰ点で全て重な
り合い集束した超音波ビームを実現できる。
本発明によれば、アレイ探触子の各エレメントを同時に
発信させ、その発信エレメントの間隔を変えて超音波ビ
ームを走査し、被検体を探傷できるので、遅延回路とそ
の制御用の７１［雑な演算回路が不要になる。したがっ
て、電子走査型超音波探傷装置の小型化が可能となり、
装置のコストも低減できる。
発信させ、その発信エレメントの間隔を変えて超音波ビ
ームを走査し、被検体を探傷できるので、遅延回路とそ
の制御用の７１［雑な演算回路が不要になる。したがっ
て、電子走査型超音波探傷装置の小型化が可能となり、
装置のコストも低減できる。
第１図は本発明による超音波送受信装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は本発明で利用するローブ
の発生原理を示す図、第３図は超音波ビームの音圧分布
を示す図、第４図は従来の超音波発信方法を示す図、第
５図は本発明の超音波発信方法を示す図、第６図はパル
ス波およびサイン波で発信したときの発信超音波の音圧
分布を示す図、第７図はア１ノイエレメンＩ〜数による
感度差の補正方法を示す図、第８図はそのタイムチャー
ト、第９図は本発明による超音波送受信方法を示す図、
第１０図は発信エレメント間隔を不均等にした実施例を
示す図、第１１図はその音圧分布を示す図、第１２図は
フレネルの半波長帯のニレメン１−を選択して超音波を
発信させる実施例を示す図、第１，３図はその音圧分布
を示す図、第１．４図は２次元アレイ探触子を用いる実
施例を示す図。 第１５図は２次元アレイ探触子を用いて超音波を集束さ
せる実施例を示す図２第１６図は従来の電子走査型超音
波送受信装置の一例を示す図である７１・・・同期回路
、２・・・連続波発信器、３・・・スイッチ制御回路、
４・・・加算回路、５・・・増幅回路、６・・・表示回
路、７・・・ＣＲＴ、８・・・アイソレータ、９・・・
アレイ探触子、１０・・・被検体、１１・・・表面、１
２・・・底面、］３・・・欠陥、１４・・・メインロー
ブ、１５・・・サイドローブ、１６・・・送受信切替え
スイッチ、２１・・・トリガー信号発生器、２２・・・
サイン波発振器、２３・・・波高値制御回路、２４・・
・アナログスイッチ、３５・・・パワーアンプ、３１・
・・スイッチ切替え回路、３２・・・感度補正回路、７
１・・・表面像、７２・・・底面像、７３・・・欠陥像
、１０１・・・超音波ビーム制御回路、１０２・・・遅
延回路、１０３・・・超音波送信回路、１０４・・・超
音波受信回路、１０５・・・表示回路、１０６・・・ア
レイ櫟触子、１０７・・・ＣＲＴ。 １′０８・・・被検体、１０９・・・欠陥、１１０・・
・表面。 １１１・・・底面、１１２・・・表面像、１１３・・・
底面像。 １１４・・・欠陥像。
成を示すブロック図、第２図は本発明で利用するローブ
の発生原理を示す図、第３図は超音波ビームの音圧分布
を示す図、第４図は従来の超音波発信方法を示す図、第
５図は本発明の超音波発信方法を示す図、第６図はパル
ス波およびサイン波で発信したときの発信超音波の音圧
分布を示す図、第７図はア１ノイエレメンＩ〜数による
感度差の補正方法を示す図、第８図はそのタイムチャー
ト、第９図は本発明による超音波送受信方法を示す図、
第１０図は発信エレメント間隔を不均等にした実施例を
示す図、第１１図はその音圧分布を示す図、第１２図は
フレネルの半波長帯のニレメン１−を選択して超音波を
発信させる実施例を示す図、第１，３図はその音圧分布
を示す図、第１．４図は２次元アレイ探触子を用いる実
施例を示す図。 第１５図は２次元アレイ探触子を用いて超音波を集束さ
せる実施例を示す図２第１６図は従来の電子走査型超音
波送受信装置の一例を示す図である７１・・・同期回路
、２・・・連続波発信器、３・・・スイッチ制御回路、
４・・・加算回路、５・・・増幅回路、６・・・表示回
路、７・・・ＣＲＴ、８・・・アイソレータ、９・・・
アレイ探触子、１０・・・被検体、１１・・・表面、１
２・・・底面、］３・・・欠陥、１４・・・メインロー
ブ、１５・・・サイドローブ、１６・・・送受信切替え
スイッチ、２１・・・トリガー信号発生器、２２・・・
サイン波発振器、２３・・・波高値制御回路、２４・・
・アナログスイッチ、３５・・・パワーアンプ、３１・
・・スイッチ切替え回路、３２・・・感度補正回路、７
１・・・表面像、７２・・・底面像、７３・・・欠陥像
、１０１・・・超音波ビーム制御回路、１０２・・・遅
延回路、１０３・・・超音波送信回路、１０４・・・超
音波受信回路、１０５・・・表示回路、１０６・・・ア
レイ櫟触子、１０７・・・ＣＲＴ。 １′０８・・・被検体、１０９・・・欠陥、１１０・・
・表面。 １１１・・・底面、１１２・・・表面像、１１３・・・
底面像。 １１４・・・欠陥像。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の超音波電気変換素子を配列したアレイ探触子
から、設定すべきビーム方向に応じていくつかの変換素
子を選択し、選択した変換素子から同時に超音波を送信
し、それらを干渉させて所定方向に超音波ビームを伝播
させ、その反射波を受信することを特徴とする超音波送
受信方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、選択した変換素子
から送信される超音波が、サイン波であることを特徴と
する超音波送受信方法。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、変換
素子を等間隔に選択することを特徴とする超音波送受信
方法。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項において、変換
素子を非等間隔に選択することを特徴とする超音波送受
信方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、フレネルの半波長
帯の変換素子を選択し、アレイ探触子の真下にビームを
集束させることを特徴とする超音波送受信方法。 ６、被検体に接触する複数の超音波電気変換素子からな
るアレイ探触子と、これら探触子に印加すべき連続波を
出力する連続波発信器と、探触子と発信器との間に配置
される送受信切替えスイッチおよび送受信パターン切替
えスイッチと、両スイッチ間から受信信号を取込み加算
する加算回路と、加算された信号を検波増幅する増幅回
路と、その結果を表示する表示部と、上記各部の作動を
制御するスイッチ制御回路とを備え、設定すべきビーム
方向に応じて送受信パターン切替えスイッチによりアレ
イ探触子からいくつかの変換素子を選択し、選択した変
換素子から同時に超音波を被検体に送信し、それらを干
渉させて所定方向に超音波ビームを伝播させ、送受信切
替えスイッチを切替えその反射波を加算回路に入力し、
処理および表示を行うことを特徴とする超音波送受信装
置。 ７、特許請求の範囲第６項において、連続波発信器が波
高値制御回路を、また、スイッチ制御回路が感度補正回
路を含み、選択した変換素子パターンに応じて連続波の
出力を変え、パターン変更による感度差を補正すること
を特徴とする超音波送受信装置。 ８、特許請求の範囲第６項または第７項において、アレ
イ探触子が２次元に配列された変換素子からなることを
特徴とする超音波送受信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172032A JPH0684960B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 超音波送受信方法及び装置 |
| US06/891,644 US4736630A (en) | 1985-08-05 | 1986-08-01 | Apparatus and method for sending out and receiving ultrasonic wave signals |
| EP86110747A EP0211427A3 (en) | 1985-08-05 | 1986-08-04 | Apparatus and method for sending out and receiving ultrasonic signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172032A JPH0684960B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 超音波送受信方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232356A true JPS6232356A (ja) | 1987-02-12 |
| JPH0684960B2 JPH0684960B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=15934264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172032A Expired - Fee Related JPH0684960B2 (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | 超音波送受信方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684960B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224101A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-13 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
| CN110823106A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-21 | 江苏大学 | 一种基于激光连续波调制原理的平板玻璃质量检测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111462A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-03 | Toshiba Corp | Ultrasonic-wave flaw detector |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60172032A patent/JPH0684960B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56111462A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-03 | Toshiba Corp | Ultrasonic-wave flaw detector |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224101A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-13 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
| CN110823106A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-21 | 江苏大学 | 一种基于激光连续波调制原理的平板玻璃质量检测方法 |
| CN110823106B (zh) * | 2019-10-16 | 2021-09-10 | 江苏大学 | 一种基于激光连续波调制原理的平板玻璃质量检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0684960B2 (ja) | 1994-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |