JPS63149558A - 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
- JPS63149558A JPS63149558A JP61294880A JP29488086A JPS63149558A JP S63149558 A JPS63149558 A JP S63149558A JP 61294880 A JP61294880 A JP 61294880A JP 29488086 A JP29488086 A JP 29488086A JP S63149558 A JPS63149558 A JP S63149558A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- deflection angle
- signal
- transmitting
- ultrasonic
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波探傷装置に係り、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
好適な超音波探傷装置に関する。
陥を高感度で検出し、欠陥の位置を正確に測定するのに
好適な超音波探傷装置に関する。
本願発明の先行技術として、同一出願人による特願昭６
０−１８４６０４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
同士の干渉によって斜角超音波ビームを発生させるもの
であった。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
偏向角によって変わり、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０１の場
合はＤｌであり、偏向角が０２の場合はＤｌ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０１の場合のビーム幅Δｒｌはθ２の場合のビーム幅
Δｒ２より拡くなる。このように、偏向角によってビー
ム幅は変ねってしまう。
０−１８４６０４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
同士の干渉によって斜角超音波ビームを発生させるもの
であった。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
偏向角によって変わり、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０１の場
合はＤｌであり、偏向角が０２の場合はＤｌ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０１の場合のビーム幅Δｒｌはθ２の場合のビーム幅
Δｒ２より拡くなる。このように、偏向角によってビー
ム幅は変ねってしまう。
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って決まる
。
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って決まる
。
従って、先行技術では超音波ビームの偏向角によっては
正確に欠陥位置を測定できないという問題があった。
正確に欠陥位置を測定できないという問題があった。
上記先行技術では、超音波ビームの偏向角によって超音
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
問題があった。
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
問題があった。
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。
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１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く以下
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、偏向角が対さ
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するパターンで超音波
を送信する。
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１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く以下
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、偏向角が対さ
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す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０２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。
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０２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１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θｌ、
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θｌ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０２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。
明する。以下では、簡単のためビームの偏向角がθｌ、
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θｌ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０２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θｌ
の場合の送信素子数は五個と多く必要となる。このθ工
、θ２の送信パターンで超音波を送信する。この結果、
偏向角θｌ、θ２で送信された超音波の強度分布１０．
１０’は等しくなり、そのビーム幅Δｒｌ、Δｒ２も等
しくすることができる。
の場合の送信素子数は五個と多く必要となる。このθ工
、θ２の送信パターンで超音波を送信する。この結果、
偏向角θｌ、θ２で送信された超音波の強度分布１０．
１０’は等しくなり、そのビーム幅Δｒｌ、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ャートである
。超音波ビームの偏向角の設定値θｌ。
。超音波ビームの偏向角の設定値θｌ。
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ｎｌｖ素子間隔ｄ１を決定する。
送信素子数ｎｌｖ素子間隔ｄ１を決定する。
更に、偏向角０１の実効的開口Ｄ１を次式（１）から求
める。
める。
ＤＩ （ｎｚ ）ｄｔ＋ａ −（１）
ここで、ａは素子ピッチである。
ここで、ａは素子ピッチである。
次に、このようにして求めた実効的開口Ｄｌ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
。
ｎｘ＞Ｄｓ−ａ／ｄｚ＋ −（２）ま
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。
求める送信素子数ｎ２は正の整数である。
このようにして求めた偏向角θｌ、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ック図であ
る。超音波ビームの偏向角の設定値θｌ。
る。超音波ビームの偏向角の設定値θｌ。
θ２での素子数設定値ｎＬ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０１の実効的間Ｄ Ｉ 。
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０１の実効的間Ｄ Ｉ 。
θ２での逆子素子数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帯Ｕとなる。
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帯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へ表示信号りを
出力する。波形表示器４では表示信号りに基づいて欠陥
位置を表示する。
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へ表示信号りを
出力する。波形表示器４では表示信号りに基づいて欠陥
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ャートである。
場合の一実施例の処理概要を示すフロチャートである。
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。
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。
Ｎ、ａ＞ （ｎｚ ）ｄ＊＋ａ −（３）
ま ただし、ｄｚはθ２での素子間隔、ａは素子ピッチ、ｎ
ｘは正の整数である。
ま ただし、ｄｚはθ２での素子間隔、ａは素子ピッチ、ｎ
ｘは正の整数である。
ここで求めた素子数ｎ２により、偏向角θ２の実効的開
口Ｉ）ｚを次式（４）より演算する。
口Ｉ）ｚを次式（４）より演算する。
Ｄｚ＝ （ｎｚ ）ｄｚ＋ａ
−（４）この実効的開口Ｄ２から次式（５）を満足す
る最大の素子数ｎｌ を求める。
−（４）この実効的開口Ｄ２から次式（５）を満足す
る最大の素子数ｎｌ を求める。
ただし、ｄｚはθｌでの素子間隔、ｎｌは正の整数であ
る。
る。
このようにして求めた偏向角θ１，０２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。
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。
本発明によれば、空間走査式探傷装置において、偏向角
にかかわらず超音波ビームの幅を等しくすることができ
るので、被検体内の欠陥を高感度で検出して欠陥の位置
を精度よく測定することができる。
にかかわらず超音波ビームの幅を等しくすることができ
るので、被検体内の欠陥を高感度で検出して欠陥の位置
を精度よく測定することができる。
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
ック図、第２図は本発明の処理概要を示すフローチャー
ト、第３図は本発明の概要を示す図、第４図は本９！明
の変形例の処理概要を示すフローチャート、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。
ック図、第２図は本発明の処理概要を示すフローチャー
ト、第３図は本発明の概要を示す図、第４図は本９！明
の変形例の処理概要を示すフローチャート、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)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の超音波送受信素子からなるアレイ探触子と超
音波を送受信する送受信回路と送受信素子を切替える切
替回路とから成る超音波探傷装置において。 超音波ビームの偏向角によって送信素子数を制御するた
めの演算回路を設けたことを特徴とする空間走査式超音
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 true JPS63149558A (ja) | 1988-06-22 |
| JPH0827268B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443012B2 (en) * | 1998-04-24 | 2002-09-03 | Smiths Industries Public Limited Company | Monitoring |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443012B2 (en) * | 1998-04-24 | 2002-09-03 | Smiths Industries Public Limited Company | Monitoring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0827268B2 (ja) | 1996-03-21 |
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