JPS63231261A - 超音波探傷器の測定範囲設定装置 - Google Patents

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。

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器において、被検査物体における測
定範囲を定める超音波探傷器の測定範囲設定装置に関す
る。

〔従来の技術〕

超音波探傷器は、物体内部の傷の存在の有無を当該物体
を破壊することなく検査する装置として良く知られてい
る。この超音波探傷器を図により説明する。

第７図は従来の超音波探傷器のブロック図である。図で
、１は被検査物体、１ｆは被検査物体１内に存在する欠
陥を示す。２は被検査物体１内に超音波を放射するとと
もに、反射してきた超音波に比例した電気信号を出力す
る超音波探触子である。３は超音波探傷器であり、超音
波探触子２に対して超音波発生パルスを出力し、かつ、
超音波探触子２からの信号を受信し、この信号の波形を
表示する。

超音波探傷器３は次の各要素で構成されている。

即ち、４は超音波探傷器３の動作に時間的規制を与える
信号電圧を発生する同期回路、５は同期回路４の信号に
より超音波探触子２に超音波発生のためのパルスを出力
する送信部である。６は超音波探触子２からの信号を受
信する受信部であり、抵抗器で構成される分圧器の組合
せより成る減衰回路６ａ、および増幅回路６ｂで構成さ
れる。７は増幅回路６ｂからの信号を整流する検波回路
、８は垂直軸増幅回路である。

９は同期回路４からの同期信号により三角波を発生する
掃引回路、１０は掃引回路９の三角波信号を増幅する増
幅回路である。１１は超音波探触子２からの信号波形を
表示する表示部であり、横軸は増幅回路１０から出力さ
れる三角波で定まる時間軸とされ、縦軸は垂直軸増幅回
路８から出力される信号の大きさとされる。表示部１１
としては陰極線管が用いられ、その表面にはスケールが
表示されている。１２は被検査物体１において、その表
面からの検査すべき範囲（測定範囲）を設定する測定範
囲設定部である。１３は掃引開始信号に遅れ時間をもた
せて表示部１１に表示される波形の位置を平行移動させ
る遅延時間設定部である。

第８図は第７図に示す掃引回路の回路図である。

図で、９ａは増幅器、９ｒは可変抵抗器、９Ｃは可変コ
ンデンサである。測定範囲設定部１２は通常、粗調用の
つまみとｆｆ１ｌｌ用のつまみより成りこれらのつまみ
を回動することにより可変抵抗器９ｒの抵抗値および可
変コンデンサ９Ｃの容量を調整する。

次に、上記従来の超音波探傷器の動作の概略を説明する
。同期回路４からの信号電圧により送信部５からパルス
が出力されると、超音波探触子２はこのパルスにより励
起されて被検査物体ｌに対して超音波を放射する。放射
された超音波の一部は被検査物体１の表面から直ちに超
音波探触子２に戻り、他は被検査物体１内を伝播し、被
検査物体１の底部に達し、ここで反射されて超音波探触
子２に戻る。一方、被検査物体１に欠陥１ｆが存在する
と、超音波は当該欠陥１ｆにおいても反射されて超音波
探触子２に戻る。これら超音波探触子２に戻った超音波
は超音波探触子２をその大きさに比例して励起し、超音
波探触子２からはこれに応じた電気信号が出力される。

この信号は減衰回路６ａに入力され、処理に適した大き
さに調節され、増幅回路６ｂを経て検波回路７に入力さ
れる。検波回路７は表示部１１の表示を片振り指示とす
るため、入力信号を整流する。この際、当該信号に混入
している雑音成分も除去される。検波回路７の出力信号
は垂直軸増幅回路８を経て表示部１１に入力され、その
大きさが表示部１１の縦軸に表される。一方、掃引回路
９は同期回路４の同期信号により三角波電圧を発生し、
この電圧は増幅回路１０を経て表示部１１（陰極線管）
の偏向電極に印加され、電子ビームを掃引する。この掃
引と前記垂直軸増幅回路８からの入力信号により、表示
部１１には超音波探触子２に戻った反射波の波形が表示
される。

第９図は表示された反射波の波形図である。図で、横軸
は時間、縦軸は反射波の大きさを示す。

Ｔは被検査物体ｌの表面からの反射波、Ｆｌは欠陥１ｆ
からの反射波、Ｂ、は被検査物体１の底面からの反射波
である。Ｓは表示部ｌｌ上に描かれているスケールを示
す。底面から反射した反射波の一部は表面で再反射され
て再び被検査物体１内に戻る。これにより、欠陥１ｆか
らの反射波Ｆ２、底面からの反射波Ｂ２が再び現れるが
反射波Ｆ２＋Ｂ２の大きさは当然ながら反射波Ｆ＋、Ｂ
＋の大きさより小さい。このように、欠陥１ｆからの反
射波および底面からの反射波が減衰しながら繰返し現れ
ることになる。なお、被検査物体ｌ内における超音波の
音速は一定であるので、横軸（時間軸）は被検査物体１
内の表面からの距離を表すことになり、この波形図から
欠陥１ｆの位置が判明する。

ところで、一般に、被検査物体１を探傷する場合、必ず
しもその表面から底面まで全体を検査する必要はなく、
表面からある一定の深さ範囲を検査すればよい場合が多
い。この場合には、波形の表示はその範囲（測定範囲）
のみの表示とすることが望ましく、それによってより精
度の高い分析を行うことができる。

ここで、このような測定範囲を設定する方法について説
明する。今、仮に表面から底面までの距離が２００ｍｍ
の被検査物体において、測定範囲を１００ｍｍ（表面か
ら１００ｍｍ以内）に設定する場合について考える。こ
の場合、被検査物体１と同一材料で、厚さ１００ｍｍの
試片を用意する。次に、その試片に超音波を放射すると
、表示部１１には、反射波Ｔ、Ｂ、、Ｂ、、・・・・・
・・・・が現れる。そこで、測定範囲設定部１２の粗調
用つまみと微調用つまみを操作して横軸の拡張、縮少を
行い、第９図に示すように表示部１１の左端のスケール
Ｓ４．に反射波Ｂ１が、又、右端のスケールＳ８に反射
波Ｂ２が現れるように調節する。この場合、表示部１１
には反射波Ｂ＋　、Ｂ２のみが表示されており、左右両
端の各スケールＳＬ、Ｓ、ｌの間隔が１００ｍｍの位置
間隔に相当することとなる。次に、遅延時間設定部１３
のつまみを回動して波形を右方に平行移動させ、反射波
Ｔを左端のスケールＳ、に合せる。この状態で被検査物
体１に超音波を放射すると、表示部１１には表面（スケ
ールＳＬ）から１００ｍｍ（スケールＳＲ）の測定範囲
が表示されることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来装置における測定範囲の設定は、上述のように
、測定範囲に等しい厚さをもち、被検査　　　゛物体１
と同一材料の試片を用意し、測定範囲設定部１２の２つ
のつまみ、および遅延時間設定部１３のつまみを操作す
る必要があり、又、それらの操作において反射波Ｂ＋　
、ＢｚをスケールＳＬ、ｓ、！に合致させるには相当の
熟練を要することから、極めて面倒である。しかも、必
要とする材質および厚みを有する試片が常に存在すると
は限らず、むしろ存在しない方が多（、この場合には測
定範囲の設定はほとんど不可能である。

もつとも、ある音速の材料について、掃引回路９の抵抗
９ｒおよびコンデンサ９ｃの値を各測定範囲毎に予め計
算し、測定範囲設定部１２の一方のつまみ（例えば粗鋼
用つまみ）部分に測定範囲を表示しておき、他方のつま
み（例えば微調用つまみ）部分に前記表示と対応して予
め計算により音速を表示しておき、両つまみにより測定
範囲を設定することも可能であるが、可変コンデンサ９
Ｃを用いるので上記各表示自体が非直線性の表示となり
、つまみを正確にセットすることは極めて困難であり、
したがって、この手段によっても測定範囲の正確な設定
はほとんど不可能に近い。

そして、測定範囲が正確に設定できないと欠陥の位置を
正確に読取ることはできなくなる。

このように、上記従来装置にあっては、測定範囲の正確
な設定は、試片が存在していても極めて面倒であり、試
片が存在しない場合にはほとんど不可能に近いという問
題があった。これに加えて、仮に測定範囲の正確な設定
ができたとしても、次のような問題点があった。即ち、
掃引回路９の抵抗９ｒの抵抗値、コンデンサ９ｃの容量
、および増幅回路１０の増幅率は温度により変化する。

したがって、周囲温度が変化すると折角正確に設定した
測定範囲にも誤差を生じる。このことは、反射波に横軸
方向のずれが生じることを意味し、欠陥の位置を正確に
知ることはできなくなる。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、測定
範囲を容易に、かつ、正確に設定することができるとと
もに、当該測定範囲を精度良く表示することができる超
音波探傷器の測定範囲設定装置に関する。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、超音波探触子に
対して所定のパルスを出力する送信部と、超音波探触子
からの信号を受信する受信部と、この受信部で受信され
た信号に基づいてその信号の波形を表示する表示部とを
備えた超音波探傷器において、メモリ全役けて受信部で
受信された入力信号を選定されたサンプリング周期で当
該メモリにそのアドレス順に順次記憶させ、一方、入力
信号の波形の分析に必要な測定範囲を設定する測定範囲
設定部および被探傷物体内に伝播する音速を入力する音
速入力部を設け、測定範囲および音速に基づいて前記サ
ンプリング周期を選択するとともに、測定範囲設定部に
設定された値、音速入力部に入力された音速、およびサ
ンプリング周期に基づいて選択すべきメモリのアドレス
を演算手段により演算し、この演算によって選択された
アドレスからデータをとり出して表示部に表示するよう
にしたことを特徴とする。

〔作　用〕

被検査物体からの超音波の反射波は超音波探触子に戻り
、超音波探触子からはこの反射波に応じた信号が出力さ
れる。受信部ではこの信号を受信し、受信部からの出力
信号は選定されたサンプリング周期でメモリに順に記憶
される。測定範囲を設定する場合には、測定範囲設定部
に任意の測定範囲をセットするとともに、音速入力部に
被検査物体における音速を入力する。演算手段では、こ
のセットされた測定範囲と入力された音速に基づいて、
前記メモリに記憶されているデータのうちとり出すべき
データが収容されているアドレスが演算される。この演
算結果にしたがって順次該当アドレスのデータがとり出
され、このデータは表示制御手段により表示部に表示さ
れる。又、サンプリング周期の選定は、？ＪｌｌＩ定範
囲と音速とに基づいてなされる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る超音波探傷器のブロック
図である。図で、第５図に示す部分と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。２１は本実施例の超音波
探傷器を示す。この超音波探傷器２１は次の各要素によ
り構成されている。即ち、２２は受信部６の出力信号を
ディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部、２３はＡ／Ｄ変
換部２２で変換された値を記憶する波形メモリ、２４は
波形メモリ２３の各アドレスを順に指定してゆくアドレ
スカウンタである。２５はタイミング回路であり、送信
部５、Ａ／Ｄ変換部２２およびアドレスカウンタ２４へ
それぞれ起動信号を与える。このタイミング回路２５の
発振には水晶発振子が用いられる。

２６は所要の演算、制御を行うＣＰＵ　（中央処理装置
）、２７は演算のためのパラメータやデータ等を一時記
憶するＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）、２８
はＣＰＵ２６の処理手順を記憶するＲＯＭ　（リード・
オンリ・メモリ）である。

２９は所望の測定範囲を入力する測定範囲設定部、３０
は被検査物体１内を超音波が伝播する速度（音速）を入
力する音速入力部である。３１は液晶表示部、３２はＣ
ＰＵ２６の演算、制御の結果得られたデータに基づいて
液晶表示部３１の表示を制御する表示部コントローラで
ある。

次に、本実施例の動作を第２図に示す反射波の波形図、
第３図に示す波形メモリ２３のブロック図、および第４
図に示すフローチャートを参照しながら説明する。最初
に、測定範囲設定部２９に所望の測定範囲ｌＲ（この値
は第１図に示す被検査物体ｌに示されている。）を設定
する。又、音速入力部にも被検査物体１の材質で定まる
音速ｖ３を入力する。この状態において、タイミング回
路２５から送信部５ヘトリガ信号が出力されると、送信
部５は超音波探触子２にパルスを出力し、超音波探触子
２から被検査物体１内に超音波が放射される。この超音
波の反射波は超音波探触子２により電気信号に変換され
、この信号は受信部６で受信される。受信部６は、受信
した反射波信号を以後の処理に適した値として出力する
。この出力された反射波信号は、所定のサンプリング周
期毎にＡ／Ｄ変換部２２においてディジタル値に変換さ
れ、この変換された値は順次波形メモリ２３に記憶され
る。この記憶は、アドレスカウンタ２４が波形メモリ２
３のアドレスを順次指定することによりなされる。反射
波信号のサンプリング、波形メモリ２３のアドレ指定は
タイミング回路２５から出力される起動信号により実行
される。

このような反射波信号のサンプリングと、そのディジタ
ル値の波形メモリ２３への収容を第２図および第３図に
より説明する。

第２図は反射波信号の波形図である。図で、横軸には時
間が、縦軸には反射波信号の大きさく電圧）がとっであ
る。Ｔ、Ｆ、は第７図に示すものと同し反射波を示す。

なお、第２図では横軸のみが極端に拡大して描かれてい
る。次に、第３図は波形メモリ２３のブロック図である
。縦列に並べて示された各ブロックは波形メモリ２３に
おけるデータの収容部を意味し、各収容部に記載された
Ｄ　＋０１＋　Ｄ　＋１１．　・・＝・＝・・Ｄ　（ｎ
−１１＋　Ｄ　ｆｎｉ　Ｄ　（ｎ＋＋１　・＋＋＋＋・
・・はＡ／Ｄ変換部２２でディジタル値に変換された反
射波信号のデータである。これらデータを一般形として
り、８．で表わす。又、各収容部の左側に記載された符
号Ａ□。１．ＡＭ（１１，・・・・・・・・・Ａｌ１＜
。−１１＋ＡＭ（＋、）、Ａ□、４１、・・・・・・・
・・は対応する収容部のアドレスを示す。これらアドレ
スを一般形としてＡ□、。

でＪわす。

今、第２図に示す時刻ｔ。においで、タイミング回路２
５からＡ／Ｄ変換部２２およびアドレスカウンタ２４に
起動信号が出力されると、Ａ／Ｄ変換部２２ではそのと
きの反射波Ｔの電圧をＡ／Ｄ変換してデータＤ、。、を
得る。又、アドレスカウンタ２４は波形メモリ２３のア
ドレスＡ０゜、を指定する。この結果、データＤ、。）
　は波形メモリ２３のアドレスＡ、４（。〉に収容され
る。次いで、時間τ５経過後の時刻り、において、タイ
ミング回路２５から再びＡ／Ｄ変換部２２およびアドレ
スカウンタ２４に起動信号が出力されると、同じくその
ときの反射波Ｔの電圧がＡ／Ｄ変換部２２で変換されて
データＤ　（１１が得られ、アドレスカウンタ２４は次
のアドレスＡ□１．を指定するので、波形メモリ２３の
アドレスＡＭ（１１にデータＤ（１゜が収容される。こ
の場合、時間τ、がサンプリング時間（例えば５０ｎｓ
）となる。以下、同様にして反射波Ｔ、Ｆ＋　、Ｂ１　
、ＦＺ、Ｂ２・・・・・・・・・のデータが波形メモリ
２３に記憶されることになる。

次に、ＣＰＵ２６はＲＯＭ２８に記憶されている手順に
したがって、まず音速入力部３０に入力された音速■８
および測定範囲設定部２９に設定された測定範囲２Ｒを
順次読み込む（第４図に示す手順ＰＩ、Ｐ２）。次いで
、液晶表示部３１の横方向全体に測定範囲でえを表示す
るには、即ち、液晶表示部３１の左端のスケールに反射
波Ｔを、又右端のスケールに距離ｌＲに対応する位置を
表示するには、波形メモリ２３に記憶されているデータ
をどのようにとり出せばよいかが演算により求められる
（手順Ｐ３）。以下、この演算について説明する。

波形メモリ２３には、前述のように反射波Ｔ以下の繰返
しの反射波のデータが記憶されている。

しかし、この中で必要とされるのは、測定範囲内のデー
タであり、これら測定範囲内のデータを液晶表示部３１
の左右端のスケール間に表示すればよいことになる。一
般に、液晶表示部３１に表示を行う場合には、表示部コ
ントローラ３２に設けられた表示メモリ　（図示されて
いない）に表示のためのデータが格納される。この表示
メモリのアドレスは液晶ドツトの横方向の配列数（例え
ば２００個）に対して用意されている。このアドレスを
一般形として八〇；、（ｊ＝ｏ、１．２．　・・・・・
・・・・１９９）で表す。この表示メモリのアドレスは
測定範囲がある程度の値であれば、波形メモリ２３に記
憶されている測定範囲内のデータの数（即ち、測定範囲
内のアドレスの数）より少ないのが通常である。そこで
、測定範囲内のデータを前記左右端のスケール間に表示
するには、波形メモリ２３における測定範囲内のアドレ
スをどのように選択すればよいかを決定するために上記
演算が実行されることになる。

ここで、 τＳ　：サンプリング時間 β、ｌ　：測定範囲 ■、：被検被検体物体１内音波の音速 ｔ　：反射波が戻るまでの時間 ΔＡ：測定範囲ｌ、ｌに対応する波形メモリ２３内のア
ドレスの数 り、：液晶表示部３１の横方向の液晶ドツトの配列数（
又は表示メモリのアドレス数）とすると、表面から測定
範囲ｌ、ｌの距離の反射波が戻るに必要な時間ｔは、 ｔ　＝２　（！、ｌ／　Ｖｓ　　　　　　　　−−−（
１）この時間内に波形メモリに記憶されるアドレス数Δ
Ａは、 τＳ　　　τｓ”　　Ｖ　Ｓ このアドレス数ΔＡのアドレスのうち、液晶ドツト数Ｄ
ｔ　（表示メモリのアドレス数）に応じてアドレスを選
択するには、ΔＡ　／　Ｄ　ｔの比率でアドレスを選択
してゆけばよいことになる。即ち、第３図に示す波形メ
モリ２３の各アドレスＡ　Ｍ　（。）。

ＡＭ。１．・・・・・・・・・ＡＭ＋ｌｌ−ｌ１ｌ　　
ＡＭ＋１％ｌｌ　　Ａ、４（□。、・・・・・・・・・
のうち測定範囲／！□を表示するためｉ番目毎のアドレ
スを選択するものとすると、数ｉは次式％式％ ただし、ｊは正の整数（０から（Ｄｔ−１）まで）であ
る。手順Ｐ３ではこの（３）式の演算が実行される。

手順Ｐ３で得られた数ｉは波形メモリのアドレスの番号
なので当然整数でなければならない。したがって、この
数ｉは適宜の手段で整数化される（手順Ｐ４）。このよ
うにして得られた各アドレスＡＭ（ｉｌのデータは表示
メモリ　（図示されていない）の所定の各アドレスＡ　
Ｌ　（＝、に転送される（手順Ｐｓ）。次いで、表示部
コントローラ３２により液晶表示部３１が駆動され、（
手順Ｐ６）、上記表示メモリに収容されたデータが順次
表示される。これにより、液晶表示部３１にはその左右
両端のスケール間に測定範囲７！、内における反射波の
波形がすべて現れることになる。

次に、上記の手順を具体的な例を適用して説明する。今
、サンプリング時間τ３、測定範囲β８、音速ｖ８、液
晶ドツト数Ｄｔが下記の数値であるとする。

τｓ　＝５０　ｎ　ｓ　　（２０ＭＨｚ）６ｉ＝２００
ｍｍ Ｖ　ｓ　＝５．９　Ｋ　ｍ　／　５ Ｄｔ＝２００点 まず、音速入力部３０に数値５．９が、又、測定範囲設
定部２９に数値２００が入力され、この値が読込まれる
（手順Ｐ’、、Ｐ、）。次いで、手順Ｐ３において、測
定範囲２００ｍｍに対応する波形メモリ２３内のアドレ
スの数ΔＡが（２）式から求められる。

５０　Ｘ　１０−’Ｘ５．９　Ｘ　１０６即ち、波形メ
モリ２３のアドレスＡＭ（。、〜Ａ□ｌ３ｓ＝。

に、表面から２００ｍｍの範囲の波形データが格納され
ていることになる。これらアドレスのデータを表示メモ
リの全アドレスＡ　Ｌ　＋。）〜ＡＬ（＋９９）に格納
するため、上記波形メモリ２３のアドレスＡ□０．〜Ａ
Ｍｆｌ：ｌ５ｓ）　のうち、どのアドレスを選択するか
を（３）式により求める。

＝６．８１Ｘｊ ここで、数６．８１に整数Ｏ〜１９９を順次乗じてゆき
、選択すべきアドレスを決定してゆくのであるが、この
乗算の際に数ｉが整数化される（手順Ｐ４）。本例では
整数化は四捨五入により行う。

このようにして選択された波形メモリの各アドレスを、
順に表示メモリの各アドレスＡい。、〜ＡＬ（＋９９１
に対応させ、前者のアドレスのデータを後者のアドレス
に格納する（手順Ｐ５）。これを表にまとめると次のよ
うになる。

即ち、上記表の波形メモリアドレスに格納されているデ
ータを、その左側に記載されている表示メモリアドレス
に格納する。最後に、これら格納されたデータに基づい
て液晶表示部３１に表示が行われる（手順Ｐ６）。

さて、上述の本実施例の構成および動作の説明では、理
解を容易にするため、タイミング回路２５から出力され
るサンプリング時間τ、が一定であるとして説明した。

しかしながら、サンプリング時間τ３が短ければ短いほ
ど精度の高い測定ができるのは明らかである。このため
、タイミング回路２５は、測定範囲ｌＲおよび被検査物
体１の材質により定まる音速ｖｓに応じて、最適のサン
プリング時間を出力することができるように構成されて
いる。以下、タイミング回路２５の構成およびその動作
を説明する。

第５図はタイミング回路２５のブロック図である。図で
、第１図に示す部分と同一部分には同一符号が付しであ
る。２５ａは所定の周期のクロックパルスＣＫ、を出力
するクロクパルス発生器、２５ｂはクロックパルス発生
器２５ａの出力パルスＣＫ、を１／２．１／４．１／８
に分周するバイナリカウンタである。したがって、バイ
ナリカウンタ２５ｂの出力パルスＣＫ　ｚ、　ＣＫ　３
．　ＣＫ　ａはそれぞれクロックパルスＣＫ　＋の２倍
、４倍、８倍の周期のパルスである。２５ｃはクロック
パルス発生器２５ａの出力パルスＣＫ、、バイナリカウ
ンタ２５ｂの出力パルスＣＫ　ｚ、　ＣＫ　３．　ＣＫ
　４の４つのパルスを入力し、ＣＰＵ２６の指令により
そのうちの１つを選択して出力するマルチプレクサであ
る。２５ｄはカウンタであり、マルチプレクサ２５Ｃの
出力パルスをカウントし、波形メモリ２３の総アドレス
数と同数をカウントするとカウントアツプして１つのパ
ルスを出力する。

次に、このタイミング回路２５の動作を第６図（ａ）〜
（ｆｌに示すタイムチャートを参照しながら説明する。

第６図（ａｌはクロックパルスＣＫ１を示し、第６図（
ｂ）はクロックパルスＣＫｌの周期の２倍の周期のパル
スＣＫ２を示し、第６図（Ｃ１はクロックパルスＧＫ、
の周期の４倍の周期のパルスＣＫ３を示し、第６図（ｄ
）はクロックパルスＣＫ、の周期の８倍の周期のパルス
ＣＫ、を示す。これらの各パルスＧＫ、〜ＣＫ４はマル
チプレクサ２５ｃに人力される。ＣＰＵ２６はマルチプ
レクサ２５ｃに対してどのパルスを選択するかを指令す
る。以下、このパルスの選択について述べる。

液晶表示部３１に表示される波形は測定範囲設定部２９
に設定された測定範囲ｅ、ｌである。したがって、波形
メモリ２３の各アドレスに格納されるデータは、測定範
囲ＰＲ以内のデータだけでよく、前述のように被検査物
体１の表面から底面までの全データは必要ない。そこで
、測定範囲２４以内のデータのみを波形メモリ２３が有
する全アドレスに格納するにはサンプリング時間τ、を
どのように定めればよいかを考える。今、波形メモリ２
３のアドレスの総数をＮＡＭとすると、次式が成立する
。

２１２□≦ＮＡ、・ｖｓ　・τ５　　・・・・・・・・
・・・・・・・（４）この（４）式から、所望のサンプ
リング時間τ３が次式により得られる。

τ、＝２７２□／（Ｎ８・ｖｓ）・・・・・・・・・・
・・・・・（５）ここで、Ａ／Ｄ変換器２２の変換機能
やその他の要件により定まる最短のサンプリング時間を
τ、。

とする。そうすると、第５図に示すマルチプレクサ２５
ｃに入力されるパルスのうち、クロックパルス発生器２
５ａの出力パルスＣＫ、の周期が最短であるので、この
出力パルスＣＫＩの周期をτ、。に設定する。このよう
に設定すると、パルスＣＫｚ　、　　ＣＫ３　、　　Ｃ
Ｋ４の周期はそれぞれ第６図（ｂ）〜（ｄ）に示すよう
に、２τ、。、４τ、。、８τ、０となる。そこで、上
記（５）式の演算の結果得られたサンプリング時間τ３
として、上記各周期のうちどの周期が最適であるか、即
ち、どのパルスを選択すればよいかを決定すればよい。

この決定は次のようにしてなされる。

τ、≦τ、。ではパルスＣＫ　＋を選択τ、。くτ３≦
２τ、。ではパルスＣＫ２を選択２τｓｏ〈τ３≦４τ
、。　ではパルスＣＫ、を選択４τｓ０〈τ、≦８τ、
。ではパルスＣＫ４を選択（５）式の演算および上記の
選択はＣＰＵ２６において、第４図に示すフローチャー
トの手順Ｐ２と手順Ｐ３との間で実行される。そして、
選択すべきパルスが決定すると、ＣＰＵ２６はマルチプ
レクサ２５ｃに決定されたパルスを選択する指令を出力
する。これにより、マルチプレクサ２５ｃは選択された
パルスを出力することになる。

このパルスは、サンプリングパルスとしてＡ／Ｄ変換器
２２、アドレスカウンタ２４に出力されるとともにカウ
ンタ２５ｄに出力される。今、仮にパルスＣＫ　ｘが選
択されたとすると、アドレスカウンタ２４のカウント値
（即ち、アドレス番号）は第６図（ｅ）に示すように、
周期４τ、。毎に１づつ増加してゆく。なお、第６図（
８１で縦軸にはカウント値が、横軸には時間がとっであ
る。一方、カウンタ２５ｄはマルチプレクサ２５ｃから
出力される最初のパルスによりパルスを出力して送信部
５を駆動し、超音波探触子２を励起するパルスＴＲを出
力させる。カウンタ２５ｄのカウント値がアドレス総数
ＮＡＭに達するとカウンタ２５ｄはリセットされ、次の
パルスの入力が再びパルスＴＲを出力させる。

次に、サンプリング時間τ、の演算および選択の具体的
な数値例を示す。

ｒ　ｓｏ＝　５０　ｎ　ｓ　（２０Ｍｌｌｚ）ｖｓ＝５
９００ｍ／ｓ ｊ！＊”１００１０ ００ＢＮＡにバイト とすると、 τ＝　＝　２　／　（４０００Ｘ５９００）　＝８２．
７ｎｓこの場合、 ｒ　ｓｏ’（５０ｎｓ）　＜　ｒ　５（８２，７ｎｓ）
　＜　２７５ｏ（１００ｎｓ）であるので、サンプリン
グ時間としてＬＯＯｎｓが選択されることになる。

このように、本実施例では、反射波のデータを一旦波形
メモリに収容し、測定範囲に応じて選択すべきアドレス
を演算により求め、そのアドレスのデータを表示するよ
うにしたので、測定範囲の設定は、単に測定範囲設定部
および音速入力部に測定範囲と音速の数値を入力するだ
けでよく、極めて簡単に、かつ、正確に行うことができ
、測定範囲の大きさも自由に選択することができ、又、
試片も不要である。そして、測定範囲を液晶表示部の両
端のスケール間全体に正確に表示できることから、欠陥
等の位置を高い精度で検査することができる。

又、サンプリング時間を複数定め、測定範囲と音速に基
づいて最適のサンプリング時間を選択するようにしたの
で、波形を精度良く表示することができる。そして、Ａ
／Ｄ変換器や波形メモリの容量が変換されても、最適の
サンプリング時間を選択できるので、何等支障なく精度
の良い表示を得ることができる。

さらに、本実施例の構成において、反射波にずれを生じ
るのはサンプリング時間に狂いを生じた場合のみである
が、このサンプリング時間を決定するタイミング回路に
は水晶発振子が用いられているので、正確なサンプリン
グ時間が得られるとともに、温度が変動してもサンプリ
ング時間に影響を受けることなく、したがって反射波に
ずれを生じることもなく、この点からも高精度で信転性
の高い検査を行うことができる。

なお、上記実施例の説明では、表示部として液晶表示部
を例示して説明したが、液晶表示部に限ることはなく、
通常の陰掻線管、プラズマ表示部等を用いることができ
るのは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、受信した反射波のデー
タを波形メモリに記憶させ、測定範囲に応じて選択する
各アドレスを演算により求め、こ１れらアドレスのデー
タを表示するようにしたので、測定範囲を極めて容易、
かつ、正確に設定することができ、又、設定後温度変化
等により波形にずれを生じることもない。さらに、最適
のサンプリング時間を選択することができるので、波形
を精度良く表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超音波探傷器のブロック
図、第２図は反射波の一部の波形図、第３図は第１図に
示す波形メモリのブロック図、第４図は第１図に示す超
音波探傷器の動作を説明するフローチャート、第５図は
第１図に示すタイミング回路のブロック図、第６図（ａ
）、　（ｂｌ、　（ｃｌ、　（ｄ＋。 （ｅ）、　（ｆ）は第５図に示す各部の出力パルス波形
図、第７図は従来の超音波探傷器のブロック図、第８図
は第７図に示す掃引回路の回路図、第９図は反射波の波
形図である。 １・・・・・・・・・被検査物体、１ｆ・・・・・・・
・・欠陥、２・・・・・・・・・超音波探触子、５・・
・・・・・・・送信部、６・・・・・・・・・受信部、
２１・・・・・・・・・超音波探傷器、２２・・・・・
・・・・Ａ／Ｄ変換部、２３・・・・・・・・・波形メ
モリ、２４・・・・・・・・・アドレスカウンタ、２５
・・・・・・・・・タイミング回路、２６・・・・・・
・・・ＣＰＵ、２７・・・・・・・・・ＲＡＭ、２８・
・・・・・・・・ＲＯＭ、２９・・・・・・・・・測定
範囲設定部、３０・・・・・・・・・音速入力部、３１
・・・・・・・・・液晶表示部第４図 第６図 （ｆ）　　　　　　　　　ＴＲ 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波探触子に対して所定のパルスを出力する送信部と
   、前記超音波探触子からの信号を受信する受信部と、こ
   の受信部で受信された信号に基づいて当該信号の波形を
   表示する表示部とを備えた超音波探傷器において、前記
   受信部で受信された入力信号を選定されたサンプリング
   周期で順次アドレスに記憶するメモリと、前記入力信号
   の波形の分析に必要な測定範囲を設定する測定範囲設定
   部と、被探傷物体内を伝播する音速を入力する音速入力
   部と、前記音速および前記測定範囲に基づいて前記サン
   プリング周期を選定するサンプリング周期選定手段と、
   設定された前記測定範囲、入力された前記音速および選
   定された前記サンプリング周期に基づいて選択すべき前
   記メモリのアドレスを演算する演算手段と、この演算手
   段により選択されたアドレスのデータを前記表示部に表
   示する表示制御手段とを設けたことを特徴とする超音波
   探傷器の測定範囲設定装置。