CN111902716A - 超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统 - Google Patents

超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111902716A
CN111902716A CN201980021429.XA CN201980021429A CN111902716A CN 111902716 A CN111902716 A CN 111902716A CN 201980021429 A CN201980021429 A CN 201980021429A CN 111902716 A CN111902716 A CN 111902716A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflected echo
defect
signal
echo signal
value
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.)
Pending
Application number
CN201980021429.XA
Other languages
English (en)
Inventor
竹本浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of CN111902716A publication Critical patent/CN111902716A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4427—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with stored values, e.g. threshold values
    • 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
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654—Imaging
    • 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
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • 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
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/38—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by time filtering, e.g. using time gates
    • 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
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/40—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude filtering, e.g. by applying a threshold or by gain control
    • 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
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4445—Classification of defects
    • 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
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4463—Signal correction, e.g. distance amplitude correction [DAC], distance gain size [DGS], noise filtering
    • 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
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/48—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by amplitude comparison
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S15/523—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • G01S15/526—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection by comparing echos in different sonar periods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52025—Details of receivers for pulse systems
    • G01S7/52026—Extracting wanted echo signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52079—Constructional features
    • G01S7/5208—Constructional features with integration of processing functions inside probe or scanhead
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015—Attenuation, scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明的目的在于能够缩短超声波检查的时间，并且实现定量评价。所述超声波检查装置(3)具备：信号获取部(31)，其从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自被检查体的反射回波；缺陷检测部(36)，其根据反射回波信号检测被检查体的缺陷；及显示部，其显示缺陷检测部(36)的检测结果。缺陷检测部(36)使用超过第1阈值的反射回波信号的最大信号强度检测被检查体的缺陷。第1阈值将位于从被检查体的表面起第1距离处的第1位置与被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。

Description

超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统
技术领域
本发明涉及一种超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统。
背景技术
以往，作为无损检查受检体中产生的龟裂等的方法，已知有使用超声波的检查方法。
例如，在专利文献1中公开有一种便携式的超声波检查装置，其能够通过使探测器沿着被检查面的形状适当地移动来对受检体的内部进行探伤。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-81864号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
超声波检查是一种特殊认定工作，因此在进行工作的方面必须进行技能认定，进行超声波检查的检查员受限。因此，在制造现场或维修现场难以适时地确保认定检查员，有可能发生长时间等待检查的状态。
在超声波检查中，认定检查员确认超声波波形来判断合格与否，因此不仅难以定量评价，而且需要劳力和时间。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够缩短超声波检查的时间，并且能够实现定量评价的超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统。
用于解决技术课题的手段
本发明的第一方式是一种超声波检查装置，其具备：信号获取部，其从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自所述被检查体的所述反射回波；缺陷检测部，其根据所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷；及显示部，其显示所述缺陷检测部的检测结果，所述缺陷检测部使用超过第1阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，所述第1阈值将位于从所述被检查体的表面起第1距离处的第1位置与所述被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
根据上述超声波检查装置，通过信号获取部获取被检查体中的反射回波信号，并根据反射回波信号进行基于缺陷检测部的缺陷的检测。缺陷检测部缺陷检测部使用超过第1阈值的反射回波信号的最大信号强度检测被检查体的缺陷。在该情况下，第1阈值将位于从被检查体的表面起第1距离处的第1位置与被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。例如，当在检查体内部存在缺陷时，照射到被检查体内部的超声波的一部分因缺陷而被反射，其反射回波由超声波探头检测出。未因缺陷而被反射的剩余的超声波从底面被反射，其反射回波由超声波探头检测出。如此，当在被检查体的内部存在缺陷时，在与存在缺陷的深度相对应的时刻，反射回波信号的峰值上升。因此，通过使用将位于从被检查体的表面起第1距离处的第1位置与被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值的第1阈值，能够捕获从被检查体内部的缺陷被反射的反射回波，从而能够检测内部缺陷。
根据上述超声波检查装置，自动地进行缺陷检测，因此即使不是认定检查员，也能够轻松地进行被检查体的检查。由于在缺陷判定中没有介入人的判断，因此能够定量进行缺陷的检测。
上述超声波检查装置可以如下：其还具备：信号放大部，其使用设定有与深度方向上的距表面的距离相对应的信号放大率的距离振幅校正曲线来放大所述反射回波信号，所述缺陷检测部使用信号放大后的所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷。
例如，被检查体的厚度越厚，从缺陷或底面被反射的反射回波的信号强度变得越弱。根据上述超声波检查装置，使用设定有与深度方向上的距表面的距离相对应的信号放大率的距离振幅校正曲线放大反射回波信号，因此能够减少由超声波的传输距离引起的信号强度的衰减。由此，能够提高反射回波信号的灵敏度，从而能够提高被检查体的缺陷检测的精度。
在上述超声波检查装置中，可以如下：所述缺陷检测部使用超过第2阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，所述第2阈值将位于从所述被检查体的表面起第2距离处的第2位置与位于从所述被检查体的底面起第3距离处的第3位置之间作为评价范围，所述第2位置设定于比所述第1位置更远离表面的位置，所述第2阈值的信号强度被设定为小于所述第1阈值的信号强度的值。
例如，当在被检查体的内部存在缺陷时，在与存在缺陷的深度相对应的时刻，反射回波信号的峰值上升。因此，通过使用将设定于比上述第1位置更远离表面的位置的第2位置与位于从被检查体的底面起第3距离处的第3距离之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于第1阈值的信号强度的值的第2阈值，能够捕获从被检查体内部的缺陷被反射的反射回波，从而能够检测内部缺陷。
根据上述超声波检查装置，自动地进行缺陷检测，因此即使不是认定检查员，也能够轻松地进行被检查体的检查。由于在缺陷判定中没有介入人的判断，因此能够定量进行缺陷的检测。
上述超声波检查装置可以如下：其还具备：图像制作部，其根据使所述超声波探头沿着所述被检查体的表面移动时的所述反射回波信号和得到所述反射回波信号的位置信息来制作C扫描图像，所述C扫描图像中包含如下中的至少一个：根据所述反射回波信号中超过所述第1阈值的最大振幅值而制作的基于第1阈值的C扫描图像、根据由所述反射回波信号得到的深度而制作的基于深度的C扫描图像、根据所述反射回波信号中超过所述第2阈值的最大振幅值而制作的基于第2阈值的C扫描图像。
根据上述超声波检查装置，通过图像制作部制作根据反射回波信号中超过第1阈值的最大振幅值而制作的基于第1阈值的C扫描图像、根据由反射回波信号得到的深度而制作的基于深度的C扫描图像、根据反射回波信号中超过第2阈值的最大振幅值而制作的基于第2阈值的C扫描图像中至少一个，因此通过将这种C扫描图像提示给检查员，能够轻松地通知缺陷检测位置。
在上述超声波检查装置中，可以如下：所述图像制作部以包围所述C扫描图像的外周的方式追加掩盖区域，将未检测出所述反射回波信号的区域且与所述掩盖区域接触的区域确定为非检查区域，并以与检查区域不同的方式显示所确定的非检查区域。
根据上述超声波检查装置，能够自动地检测非检查区域，进而以与检查区域不同的方式显示非检查区域，因此能够将非检查区域和检查区域轻松易懂地通知给检查员。
在上述超声波检查装置中，可以如下：所述缺陷检测部使用超过第3阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，所述第3阈值将规定在从所述被检查体的表面至所述第1位置为止之间的规定的距离作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
根据上述超声波检查装置，使用将规定在从被检查体的表面至第1位置为止之间的规定的距离确定为评价范围的第3阈值检测被检查体的缺陷，因此能够轻松地进行存在于表面附近的缺陷的检测。通过与第1阈值及第2阈值一起使用第3阈值进行缺陷检测，能够提高检测精度。
本发明的第2方式是一种超声波检查装置，其具备：图像制作部，其根据使超声波探头沿着被检查体的表面移动时的基于反射回波的反射回波信号和由该反射回波信号得到的位置信息制作C扫描图像，所述图像制作部以包围所述C扫描图像的外周的方式追加掩盖区域，将未检测出所述反射回波信号的区域且与所述掩盖区域接触的区域确定为非检查区域，并以与检查区域不同的方式显示所确定的非检查区域。
根据上述超声波检查装置，能够自动地检测非检查区域，进而以与检查区域不同的方式显示非检查区域，因此能够将非检查区域和检查区域轻松易懂地通知给检查员。
本发明的第3方式是一种超声波检查系统，其具备：超声波探头；及上述记载的超声波检查装置。
本发明的第4方式是一种超声波检查方法，其具有：信号获取工序，从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自所述被检查体的所述反射回波；缺陷检测工序，根据所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷；及显示工序，显示所述缺陷检测工序的检测结果，在所述缺陷检测工序中，使用超过第1阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，所述第1阈值将位于从所述被检查体的表面起第1距离处的第1位置与所述被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
本发明的第5方式是一种超声波检查程序，其用于使计算机执行用于检测被检查体的缺陷的超声波检查处理，其中，所述超声波检查程序具有：信号获取处理，从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自所述被检查体的所述反射回波；缺陷检测处理，根据所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷；及显示处理，显示所述缺陷检测处理的检测结果，在所述缺陷检测处理中，使用超过第1阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，所述第1阈值将位于从所述被检查体的表面起第1距离处的第1位置与所述被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
发明效果
发挥能够缩短超声波检查的时间，并且能够实现定量评价的效果。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的超声波检查系统的总体结构的图。
图2是示出本发明的一实施方式所涉及的超声波检查装置的硬件结构的一例的概略结构图。
图3是示出本发明的一实施方式所涉及的超声波检查装置所具有的功能的一例的功能块图。
图4是用于说明从表面被反射的表面反射回波和从底面被反射的底面反射回波的图。
图5是示出本发明的一实施方式所涉及的距离振幅校正信息的一例的图。
图6A是示出反射回波信号的A视场图像(scope image)的一例的图，并且是示出进行信号放大处理之前的A视场图像的图。
图6B是示出反射回波信号的A视场图像的一例的图，并且是示出进行信号放大处理之后的A视场图像的图。
图7是用于对本发明的一实施方式所涉及的第1阈值、第2阈值、第1基准值、第2基准值、基准深度进行说明的图。
图8是用于对本发明的一实施方式所涉及的第1阈值及第2阈值的评价范围进行说明的图。
图9是用于说明在被检查体的内部存在缺陷时的反射回波的图。
图10是示出在被检查体的内部有缺陷时的信号放大处理后的反射回波信号的A视场图像的一例的图。
图11是示出在被检查体的表面有缺陷时的信号放大处理后的反射回波信号的A视场图像的一例的图。
图12是示出在被检查体的内部有缺陷时的基于第1阈值的C扫描图像的一例的图。
图13是示出在被检查体的表面有缺陷时的基于第1阈值的C扫描图像的一例的图。
图14是示出在被检查体的内部有缺陷时的基于第2阈值的C扫描图像的一例的图。
图15是示出在被检查体的内部有缺陷时的基于深度的C扫描图像的一例的图。
图16是示出在被检查体的表面有缺陷时的基于深度的C扫描图像的一例的图。
图17是用于说明本发明的一实施方式所涉及的掩盖处理的流程的图。
图18是用于说明本发明的一实施方式所涉及的掩盖处理的流程的图。
图19是用于说明本发明的一实施方式所涉及的掩盖处理的流程的图。
图20是用于说明本发明的一实施方式所涉及的掩盖处理的流程的图。
图21是用于说明本发明的一实施方式所涉及的掩盖处理的流程的图。
图22是示出显示于显示部的显示画面的一例的图。
图23是示出本发明的一实施方式所涉及的预处理的流程的一例的流程图。
图24是示出本发明的一实施方式所涉及的超声波检查处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明所涉及的超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统的一实施方式进行说明。
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的超声波检查系统1的概略结构的图。在图1中，超声波检查系统1构成为具备超声波探头2和超声波检查装置3。
超声波探头2的一方式例如是检查员手持使用的手持式的探头，检查员将超声波探头2接触在现场欲测定的被检查体的表面并使其手动移动。超声波探头2的另一方式例如是安装于在被检查体的表面上自动地移动的扫描仪上的固定式的探头。在本实施方式中，例示出手持式的探头进行说明。
超声波探头2将超声波照射到被检查体的内部，接收从被检查体返回的反射回波，并将与所接收到的反射回波有关的输出信号(以下称为“反射回波信号”。)输出到超声波检查装置3。
超声波探头2可以是对被检查体的表面(探伤面)发送垂直入射的超声波束的垂直探头，也可以是对被检查体的表面以与垂直不同的角度发送超声波束的斜探头。
超声波探头2只要适当地采用众所周知的探头即可，在此省略详细说明。例如，作为一例，可以举出相控阵探头、轮型(轮胎型)探头等。
基于本实施方式的超声波探头2具备用于使得能够制作上述内部视场图像(例如，B视场图像、C视场图像等)的探头移动距离测量仪(省略图示)。该探头移动距离测量仪由附设于超声波探头2的编码器构成。通过从编码器输出与超声波探头2的移动量相对应的脉冲，超声波检查装置3能够使被检查体中的检查位置与反射回波信号建立对应关联。
超声波检查装置3根据从超声波探头2接收到的反射回波信号检查被检查体的内部，并将检查结果显示于显示部等而通知给检查员。超声波检查装置3的一方式例如是便携式终端。检查员用一只手握住超声波探头2，使超声波探头2沿着被检查体的表面移动，并且用另一只手握住便携式的超声波检查装置3确认其画面。由此，一边进行检查一边确认超声波检查装置3的显示画面，由此能够实时确认检查结果。超声波检查装置3的另一方式例如是设置式的信息处理装置，其接收检查员握住超声波探头2使其在被检查体的表面移动时的反射回波信号，并实时或事后处理所接收到的反射回波信号，由此将被检查体的检查结果实时或事后显示于显示画面。
图2是示出本发明的一实施方式所涉及的超声波检查装置3的硬件结构的一例的概略结构图。如图2所示，超声波检查装置3具有计算机(计算机系统)，例如具备用于存储CPU11、CPU11所执行的程序及由该程序参考的数据等的辅助存储装置12、作为执行各程序时的工作区域发挥功能的主存储装置13、用于连接于网络的通信接口14、键盘、鼠标、触控笔等输入部15及显示数据的液晶显示装置等显示部16等。这些各部例如经由总线18连接。作为辅助存储装置12的一例，例如可以举出磁盘、光磁盘、半导体存储器等。
作为一例，后述说明的用于实现各种功能的一系列处理以程序(例如，超声波检查程序)的形式存储于辅助存储装置12中，通过由CPU11将该程序读取到主存储装置13中并执行信息的加工/运算处理来实现各种功能。程序也可以适用预先安装于辅助存储装置12中的方式、或以存储于其他计算机可读存储介质中的状态提供的方式、经由有线或无线的通信机构传送的方式等。计算机可读存储介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。
图3是示出本实施方式所涉及的超声波检查装置3所具有的功能的一例的功能块图。如图3所示，超声波检查装置3具备信号获取部31、信号校正部32、信号放大部33、阈值设定部34、存储部35、缺陷检测部36、图像制作部37、显示控制部38等。
信号获取部31例如是通信部，其经由规定的通信介质接收从超声波探头2输出的反射回波信号，并将其输出到信号校正部32等。规定的通信介质可以是有线，也可以是无线，只要能够在与超声波探头2之间实现信号的授受的机构即可，不受特别限定。
信号校正部32进行规定的校准处理(Calibration)。例如，当超声波探头2由多个传感器元件构成时，信号校正部32进行将由各元件接收到的反射回波信号的偏差均匀化的处理。例如，信号校正部32进行传感器元件之间的信号强度的补偿(Offset)处理，以使由构成超声波探头2的各传感器元件接收到的反射回波信号的振幅的差分在允许范围内。基于信号校正部32的各种校准处理是众所周知的技术，在此省略详细说明。
信号放大部33使用距被检查体的表面的厚度方向上的距离(深度)与信号放大率建立有对应关联的距离振幅校正信息进行放大各反射回波信号的厚度方向上的波形的放大处理。例如，如图4所示，被检查体的厚度越厚，则从表面被反射的反射回波(以下称为“表面反射回波”。)Sa的信号强度与从底面被反射的反射回波(以下称为“底面反射回波”。)Sb的强度信号之差变得越大。这是因为，被检查体的厚度越厚，则超声波在被检查体的内部移动的距离变得越长，信号相应地衰减。因此，为了减少由厚度引起的信号强度的衰减，信号放大部33使用如图5所示的距表面的距离与增益(信号放大率)建立有对应关联的距离振幅校正信息放大反射回波信号。
例如，在图6中示出反射回波信号的A视场图像。在图6所示的A视场图像中，横轴表示时间，换言之，表示深度(距表面的距离)，纵轴表示信号强度。图6A示出进行信号放大处理之前的反射回波信号的A视场图像的一例，图6B示出进行信号放大处理之后的反射回波信号的A视场图像的一例。如图6A所示，在信号放大处理之前，相对于表面反射回波Sa的最大振幅值a，底面反射回波Sb的最大振幅值b示出非常小的值。针对于此，通过使用距离振幅校正信息进行信号放大，如图6B所示，能够使底面反射回波Sb的最大振幅值b’成为与表面反射回波Sa的最大振幅值a大致相同的水平。由此，能够抑制由信号传输距离引起的信号强度的衰减。
距离振幅校正信息以如下方式进行制作。
例如，预先准备由与被检查体相同的材质制作并且不同厚度的多个试验体(例如，每2mm改变厚度的试验体)，得到从超声波探头2对各试验体照射超声波时的反射回波信号。然后，对于每个试验体，计算出用于使底面反射回波的最大振幅值(最大信号强度)与表面反射回波的最大振幅值(最大信号强度)一致的信号放大率，并将厚度(距表面的距离＝深度)与放大率建立对应关联，由此制作距离振幅校正信息。如此制作出的距离振幅校正信息在进行基于超声波检查装置3的被检查体的检查之前存储于规定的存储区域(例如，存储部35)中，并在后述的基准信号获取时及检查时等进行使用。
距离振幅校正信息可以以表格方式具有，也可以作为将厚度(距表面的距离)作为变量的运算式而具有。
阈值设定部34使用模拟了正常的被检查体的试验体的反射回波信号(以下称为“基准信号”。)设定用于检测存在于被检查体的内部的缺陷的第1阈值及第2阈值等。
例如，在图7中示出基于试验体的反射回波信号的A视场图像的一例。该A视场图像表示实施基于信号放大部33的信号放大处理之后的信号波形。
阈值设定部34在图7所示的基准信号的A视场图像中确定表面反射回波，并且确定底面反射回波，根据这些表面反射回波及底面反射回波设定用于检测被检查体的缺陷的第1阈值G1及第2阈值G2。
例如，阈值设定部34设定用于检测表面反射回波的S栅极和用于检测底面反射回波的BW栅极。在此，在检查前的设定中，BW栅极从紧接表面之后(例如，紧接S栅极之后)设定至超过底面的距离，在确认底面反射回波之后，如图7所示，栅极宽度根据底面反射回波所存在的距离范围而被调整为较短。如此，通过进行缩短BW栅极的宽度的调整，能够抑制由BW栅极引起的噪声的检测。
然后，将在设定有S栅极的时间范围内产生信号强度成为最大的波形的定时(timming)设为表面检测时刻ts。将在由BW栅极设定的时间范围内产生信号强度成为最大的波形的定时设为底面检测时刻tb。
如上所述，可以代替自动地确定表面检测时刻ts、底面检测时刻tb的情况而例如通过将图7所示的A视场图像显示于显示部16，并由检查员经由输入部15进行输入指定表面检测时刻ts及底面检测时刻tb的输入来确定表面反射回波、底面反射回波、表面检测时刻ts、底面检测时刻tb。
阈值设定部34设定将从时刻t2至检测不出底面反射回波的时刻t5为止作为评价时间的第1阈值G1，该时刻t2是从表面检测时刻ts延迟预先设定的第1时间的时刻。该第1阈值G1被设定为小于S栅极的信号强度的信号强度，且被设定为不拾取噪声的程度的信号强度。例如，当将表面反射回波的最大信号强度(最大振幅值)设为100％时，第1阈值G1被设定为大于0％且50％以下的范围。
阈值设定部34设定将从检测不出表面反射回波的时刻t3至开始检测底面反射回波信号的时刻t4为止作为评价时间的第2阈值G2。第2阈值G2被设定为小于第1阈值G1的信号强度。例如，第2阈值G2被设定为拾取噪声的程度的信号强度，作为一例，当将表面反射回波信号的最大信号强度设为100％时，被设定为大于0％且20％以下的范围。
由此，如图8所示，第1阈值G1被设定为将位于从被检查体的表面PS起第1距离处的第1位置P1与被检查体的底面PB之间作为评价范围。第2阈值G2被设定为将位于从被检查体的表面起第2距离处的第2位置P2与位于从被检查体的底面起第3距离处的第3位置P3之间作为评价范围。在此，从表面P S至各位置为止的距离成为PS(表面)＜P1＜P2＜P3＜PB(底面)的关系。
接着，阈值设定部34对基准信号与第1阈值G1进行比较，从超过第1阈值G1的波形中检测最大振幅值，将其作为第1基准值Y1_ref。另外，阈值设定部34检测从表面检测时刻ts至示出第1基准值Y1_ref的底面检测时刻tb为止的时间，将与该时间相对应的距离(深度)作为基准深度W_ref。
另外，阈值设定部34对基准信号与第2阈值G2进行比较，检测超过第2阈值G2的波形中最大振幅的值，将其作为第2基准值Y2_ref。
如上所述得到的第1阈值G1、第2阈值G2、第1基准值Y1_ref、第2基准值Y2_ref及基准深度W_ref存储于存储部35中，用于被检查体的缺陷检测。
缺陷检测部36根据在被检查体的检查中由信号获取部31获取的被检查体的反射回波信号检测被检查体的缺陷。
例如，对被检查体的反射回波信号与第1阈值G1进行比较，从超过第1阈值G1的波形中检测最大振幅值(以下称为“第1实测值Y1”。)，通过对该第1实测值Y1与第1基准值Y1_ref进行比较来检测内部缺陷。
例如，如图9所示，当在被检查体的内部存在缺陷时，超声波的一部分因缺陷而被反射，其反射回波由超声波探头2检测出。未因缺陷而被反射的剩余的超声波从底面被反射，其反射回波由超声波探头2检测出。如此，当在被检查体的内部存在缺陷时，在与存在缺陷的深度相对应的时刻，反射回波信号的峰值上升。例如，在图10中示出有内部缺陷时的信号放大处理后的反射回波信号的A视场图像的一例。如此，当在被检查体内部有缺陷时，与图7所示的正常试验体的A视场图像相比，在表面反射回波与底面反射回波之间会产生具有超过第1阈值G1的信号强度的波形。来自缺陷的反射回波成为来自比底面浅的位置的反射回波，因此其信号强度会示出大于底面反射回波的信号强度(例如，第1基准值Y1_ref)的值。
因此，对第1实测值Y1与第1基准值Y1_ref进行比较，当第1实测值Y1与第1基准值Y1_ref的差分的绝对值超过规定的允许值时，能够判断为存在内部缺陷。
关于第1实测值Y1与第1基准值Y1_ref，可以对绝对值彼此进行比较，也可以使用分贝进行评价。例如，当使用分贝进行评价时，可以根据以下的(1)式所表示的第1评价值J1(分贝)的绝对值是否超过预先设定的规定的阈值来检测内部缺陷。以下的评价式是一例，能够适当地进行改变。
[数学式1]
Figure BDA0002696447160000121
从图10所示的A视场图像可知，当在被检查体的内部存在缺陷时，反射回波的峰在与存在缺陷的深度相对应的时刻tr上升，因此通过将与从表面至峰为止的时间(tr-ts)相对应的深度W与基准深度W_ref进行比较，能够判断示出峰的波形是来自底面的反射回波还是来自内部缺陷的反射回波。因此，根据超过第1阈值G1的波形中示出最大振幅的时刻tr计算出距表面的深度W，当所计算出的深度W与正常的被检查体的基准深度W_ref的差分超过规定的允许值时，能够判断为存在内部缺陷。
例如，从图10所示的A视场图像可知，当在被检查体的内部存在缺陷时，在来自表面的反射回波与来自底面的反射回波之间会产生具有远远超过第2阈值G2的信号强度的波形。相对于此，在图7所示的正常试验体的反射回波信号(基准信号)中，在表面反射回波与底面反射回波之间产生的波形示出与第2阈值G2相差不多的信号强度，在正常时和异常时，表面反射回波与底面反射回波之间的波形存在很大的差异。因此，对被检查体的反射回波信号中超过第2阈值G2的波形的最大振幅值(以下称为“第2实测值Y2”。)与第2基准值Y2_ref进行比较，当第2实测值Y2与第2基准值Y2_ref的差分的绝对值超过规定的允许值时，能够判断为存在内部缺陷。
关于第2实测值Y2与第2基准值Y2_ref，可以对绝对值彼此进行比较，也可以使用分贝进行评价。例如，当使用分贝进行评价时，可以根据以下的(2)式所表示的第2评价值J2是否超过预先设定的规定的阈值来检测内部缺陷。以下的评价式是一例，能够适当地进行改变。
[数学式2]
Figure BDA0002696447160000131
如上所述，缺陷检测部36进行根据从被检查体的反射回波信号获取的第1实测值Y1和第1基准值Y1_ref检测缺陷的第1缺陷检测处理、根据从被检查体的反射回波信号获取的深度W和基准深度W_ref检测缺陷的第2缺陷检测处理及根据从被检查体的反射回波信号获取的第2实测值Y2和第2基准值Y2_re f检测缺陷的第3缺陷检测处理，当在至少任一缺陷检测处理中检测出缺陷时，判定为有缺陷，并将该内容的信号输出到图像制作部37及显示控制部38。
在上述说明中例示出在被检查体的内部有缺陷的情况进行了说明，但根据上述第1～第3缺陷检测处理，即使在被检查体的表面产生缺陷的情况下也能够同样地检测缺陷。例如，在图11中示出在表面存在缺陷时的反射回波信号的A视场图像的一例。如图11所示，当在表面存在缺陷时，表面反射回波的振幅比正常时变得更高，其另一方面，在底面及至底面为止的深度区域并不存在超过第1阈值G1的波形。因此，不会检测出上述第1实测值Y1，第1评价值J1的绝对值会超过阈值，在第1缺陷检测处理中检测出异常。也不会检测出深度W，因此在第2缺陷检测处理中也会检测出异常。在第3缺陷检测处理中，超过第2阈值G2的波形的信号强度示出与正常时大致相同的值，因此不会检测出异常。如此，即使在表面产生缺陷的情况下，也能够通过第1缺陷检测处理及第2缺陷检测处理可靠地检测出异常。
图像制作部37根据被检查体的反射回波信号制作C扫描图像，并将所制作出的图像显示于显示部16。
例如，若从信号获取部31输入使超声波探头2沿着被检查体的表面移动时的反射回波信号和其位置信息，则图像制作部37对反射回波信号与第1阈值G1进行比较，并检测超过第1阈值G1的最大振幅值。然后，以与所检测出的最大振幅值相对应的深浅值显示与各个检查位置相对应的像素，由此制作基于第1阈值G1的C扫描图像。在此获取的最大振幅值是与由缺陷检测部36检测的第1实测值Y1相同的值，因此可以使用由缺陷检测部36求出的第1实测值Y1。
例如，图像制作部37具有用于将最大振幅值(第1实测值Y1)转换为深浅值(灰度级0～255)的信息，并使用该信息获取与最大振幅值相对应的深浅值。例如，在图12、图13中示出基于第1阈值G1的C扫描图像的一例。在图12、图13所示的基于第1阈值G1的C扫描图像中例示出如下显示的情况：最大振幅值越大，则显示越大的灰度值，即，最大振幅值越小，则显示为越接近黑色，最大振幅值越大，则显示为越接近白色。例如，在未产生内部缺陷的正常的检查位置，如图7所示的A视场图像那样，示出接近第1基准值Y1_ref的最大振幅值，因此以接近第1基准值Y1_ref的灰度级显示。另一方面，当产生强信号强度的内部缺陷时，如图10所示的A视场图像那样，超过第1阈值G1的最大振幅值取与正常时相比更大的值。因此，如图12的区域R1、R2所示，在产生内部缺陷的检查位置，以与正常的部位相比更高的灰度级(接近白色的颜色)表示。
当在表面产生缺陷时，例如，如图11所示的A视场图像那样，不存在超过第1阈值G1的最大振幅值，因此灰度级以表示无数据的值例如最低的值(例如，零)表示。因此，如图13所示，在产生表面缺陷的检查位置R3、R4，成为与正常的部位相比接近黑色的显示。
如此，通过将基于第1阈值G1的C扫描图像显示于显示部16，能够使检查员轻松地识别产生内部缺陷的位置。
若从信号获取部31输入使超声波探头2沿着被检查体的表面移动时的反射回波信号和其位置信息，则图像制作部37根据反射回波信号和第2阈值G2制作基于第2阈值G2的C扫描图像。例如，图像制作部37对反射回波信号与第2阈值G2进行比较来检测超过第2阈值G2的最大振幅值。然后，以与所检测出的最大振幅值相对应的深浅值显示各个位置上的像素，由此制作基于第2阈值G2的C扫描图像。
在此获取的最大振幅值是与由缺陷检测部36检测的第2实测值Y2相同的值，因此可以使用由缺陷检测部36求出的第2实测值Y2。
例如，图像制作部37具有用于将最大振幅值(第2实测值Y2)转换为深浅值(灰度值)的信息，并使用该信息获取与最大振幅值相对应的深浅值。然后，以与最大振幅值相对应的深浅值表示获取了各反射回波信号的位置，由此制作基于第2阈值G2的C扫描图像。
例如，在图14中示出基于第2阈值G2的C扫描图像的一例。在图14所示的基于第2阈值G2的C扫描图像中例示出如下情况：最大振幅值越大，则以越大的灰度值表示，即，最大振幅值越小，则以越接近黑色的灰度级表示，最大振幅值越大，则以越接近白色的灰度级表示。例如，在未产生内部缺陷的正常的检查位置，如图7所示的A视场图像那样，示出接近第2基准值Y2_ref的最大振幅值，因此以接近第2基准值Y2_ref的灰度级(即，接近零的灰度级)显示。
另一方面，当产生内部缺陷时，如图10所示的A视场图像那样，超过第2阈值G2的最大振幅值取与正常时相比极大的值。因此，如图14区域R5、R6所示，在产生内部缺陷的检查位置，以与正常的部位相比更高的灰度级(例如，接近255的灰度级)表示。
当在表面产生缺陷时，例如，如图11所示的A视场图像那样，超过第2阈值G2的最大振幅值示出与正常时大致相同的振幅，因此观察不到由灰度级引起的变化，正常时和产生表面缺陷的部位以大致相同的灰度级显示。由此，制作出大致均匀的灰度级的C视场图像，例如以接近几乎为黑色的颜色涂抹的C镜图。
如此，通过将基于第2阈值G2的C扫描图像显示于显示部16，能够使检查员识别产生内部缺陷的位置。
若从信号获取部31输入使超声波探头2沿着被检查体的表面移动时的反射回波信号和其位置信息，则图像制作部37根据反射回波信号和第1阈值G1制作基于深度的C扫描图像。例如，图像制作部37对反射回波信号与第1阈值G1进行比较来检测超过第1阈值G1的最大振幅值。然后，根据获取了示出所检测出的最大振幅值的波形的时刻计算出距表面的深度，并以与所计算出的深度相对应的深浅值显示各个位置上的像素，由此制作基于深度的C扫描图像。
在此获取的深度是与由缺陷检测部36检测的深度W相同的值，因此可以使用由缺陷检测部36求出的深度W。
例如，图像制作部37具有用于将深度转换为深浅值(灰度值)的信息，并使用该信息获取与深度相对应的深浅值。然后，以与深度相对应的深浅值表示获取了各反射回波信号的位置，由此制作基于深度的C扫描图像。
例如，在图15、图16中示出基于深度的C扫描图像的一例。在图15所示的基于深度的C扫描图像中例示出如下情况：深度W越深，则以越大的灰度值表示，即，深度W越浅，则以越接近黑色的灰度级表示，深度越深，则以越接近白色的灰度级表示。例如，在未产生内部缺陷的正常的检查位置，如图7所示的A视场图像那样，示出接近基准深度W_ref的值，因此以接近基准深度W_ref的灰度级显示。
另一方面，当产生内部缺陷时，如图10所示的A视场图像那样，深度W取与正常时相比更浅的值。因此，如图15的区域R7、R8所示，在产生内部缺陷的检查位置，以与正常的部位相比更低的灰度级表示。
当在表面产生缺陷时，例如，如图11所示的A视场图像那样，不存在超过第1阈值G1的波形，因此判断为无检测数据，并以表示无数据的显示方式(例如，灰度级为零)显示。由此，如图16所示，制作出以黑色显示产生表面的缺陷的检查位置R9、R10的C视场图像。
如此，通过将基于深度W的C扫描图像显示于显示部16，能够使检查员识别产生内部缺陷或表面缺陷的位置。
图像制作部37也可以在上述的各种C扫描图像中在与由缺陷检测部36检测出缺陷的检查位置相对应的像素上进行表示缺陷的显示。如此，通过将基于缺陷检测部36的检测结果反映在各C扫描图像中，能够将缺陷的位置更轻松易懂地通知给检查员。
图像制作部37例如可以在由缺陷检测部36检测出缺陷的检查位置实施与其他部位相比强调的图像处理。作为一例，可以举出以不同颜色着色、进行弹出窗口显示等方法。
另外，图像制作部37可以通过对所制作出的C扫描图像进一步实施以下说明的掩盖处理来自动地掩盖处理非检查区域。
例如，当对具有如图17所示的表面形状的被检查体的检查区域Z进行检查时，若欲使用多个传感器元件以矩阵状配置成一列的超声波探头2进行检查，则超声波也会照射到非检查区域。然而，在被检查区域不存在被检查体，因此无法接收反射回波，不存在数据。在该情况下，从超声波探头2输出不存在数据的内容的信号。然后，当根据包含这种不存在数据的部位的被检查体的反射回波信号制作出C扫描图像时，会制作出如图18所示的C扫描图像。在图18中，施加有阴影的区域表示不存在数据的区域。在这种包含非检查区域的C扫描图像中，优选自动地识别非检查区域，并以能够识别非检查区域与检查区域的方式进行显示。以下，参考附图对自动地掩盖处理非检查区域的方法进行说明。
首先，如图19所示，图像制作部37以包围C扫描图像的外周的方式配置掩盖区域MC。接着，如图20所示，确定与掩盖区域MC接触的无数据的区域F1～F5，并将所确定的区域F1～F5作为非检查区域而以与检查区域不同的方式进行显示。
接着，如图21所示，删除掩盖区域MC，由此能够自动地掩盖处理配置于外周的非检查区域F1～F5。接着，在图21所示的C扫描图像中，若由检查员操作输入部15并指定存在于检查区域Z内的非检查区域F6，则对于非检查区域F6，图像制作部37也以与非检查区域F1～F5相同的方式进行显示。由此，能够将非检查区域F1～F6与检查区域Z被明确地区分的C扫描图像提供给检查员。
在上述掩盖处理中，对于配置于被检查体的外周的非检查区域F1～F5，也能够自动地进行检测，能够节省检查员亲自指定非检查区域的麻烦。当预先仅获取被检查体的反射回波信号并在事后进行缺陷检测处理或C扫描图像的制作处理时，不需要进行被指定为非检查区域的区域中的缺陷检测处理，因此能够实现减轻处理负担或缩短时间。
显示控制部38控制显示部16。例如，显示控制部38将由图像制作部37制作出的C扫描图像或基于缺陷检测部36的检测结果显示于显示部16。
在图22中示出显示部16的显示画面的一例。如图22所示，显示部16具有用于显示C扫描图像的显示区域50和用于显示基于缺陷检测部36的缺陷检测结果的显示区域51。在显示区域50能够显示上述的基于第1阈值G1的C扫描图像、基于第2阈值G2的C扫描图像、基于深度的C扫描图像中的任一个。显示画面是一例，也可以设为能够显示上述3个C扫描图像，也可以设为以时间分割方式切换各个C扫描图像而显示于显示区域50的结构。
在显示区域51中，当检测出缺陷时显示叉号，当未检测出缺陷时显示圆圈。除了基于显示的通知以外，也可以通过声音或蜂鸣器等来通知缺陷检测。
接着，参考附图对通过具备上述结构的超声波检查系统1来实现的超声波检查方法进行说明。在以下的说明中，例示出使用多个传感器元件排列成一列的超声波探头进行检查的情况进行说明。
首先，在进行被检查体的检查之前进行预处理。在预处理中，使用模拟了正常的被检查体的试验体进行用于获取基准信号等的检查。试验体也可以使用正常的被检查体的部位。图23是示出通过本发明的一实施方式所涉及的超声波检查系统1执行的超声波检查方法中的预处理的流程的一例的流程图。以下，参考图23对预处理进行说明。
首先，检查员使超声波探头与试验体的表面接触并向试验体内部照射超声波。由此，该反射回波被超声波探头的各元件接收，并作为反射回波信号输出到超声波检查装置3。
在超声波检查装置3中，若获取各检查位置上的反射回波信号(SA1)，则调整各元件之间的反射回波信号的信号强度的偏差(SA2)，接着，实施基于信号放大部33的信号放大处理(SA3)。
接着，使用信号放大处理后的各基准信号设定用于检测被检查体的内部缺陷的第1阈值G1及第2阈值G2(SA4)，进而，使用第1阈值G1及第2阈值G2以及基准信号设定第1基准值Y1_ref、基准深度W_ref、第2基准值Y2_re f(SA5)。将第1阈值G1、第2阈值G2、第1基准值Y1_ref、第2基准值Y2_ref及基准深度W_ref存储于存储部35中(SA6)，并结束预处理。
如上所述，基准信号、第1阈值G1、第2阈值G2、第1基准值Y1_ref、第2基准值Y2_ref及基准深度W_ref是对构成超声波探头2的每个传感器元件设定的，在进行被检查体的检查时，可以使用与各传感器元件相对应的上述基准值等进行缺陷的检测，也可以对构成超声波探头2的所有传感器元件设定共同的第1阈值G1、第2阈值G2、第1基准值Y1_ref、第2基准值Y2_ref及基准深度W_ref，并使用共同的这些阈值等进行被检查体的检查。当使用共同的阈值等时，只要适当地采用元件之间的平均值、最大值、最小值等即可。
若如此准备用于检测被检查体的缺陷所需要的阈值或基准值，则接着实施被检查体的检查。图24是示出通过本发明的一实施方式所涉及的超声波检查系统1执行的超声波检查处理的流程的一例的流程图。以下，参考图24对被检查体的超声波检查处理进行说明。
在被检查体的检查中，检查员握住超声波探头2，使超声波探头沿着被检查体的表面移动。由此，在被检查体的各检查位置上向被检查体内部照射超声波并依次接收其反射回波。如此得到的被检查体的反射回波通过实施规定的处理而转换为反射回波信号，并与相对应的位置信息建立对应关联而依次输出到超声波检查装置3(SB1)。
若输入从超声波探头输出的各表面位置上的反射回波信号，则调整各元件之间的反射回波信号的信号强度的偏差(SB2)，并进行信号放大处理(SB3)。
接着，使用各表面位置上的反射回波信号和存储于存储部35中的第1阈值G1、第2阈值G2、第1基准值Y1_ref、第2基准值Y2_ref及基准深度W_r ef进行缺陷检测。
具体而言，执行使用从反射回波信号得到的第1实测值Y1和第1基准值Y1_ref的第1缺陷检测处理(SB4)、使用从反射回波信号得到的深度W和基准深度W_ref的第2缺陷检测处理(SB5)、使用从反射回波信号得到的第2实测值Y2和第2基准值Y2_ref的第3缺陷检测处理(SB6)，并将缺陷检测结果显示于显示部16的显示区域51(SB7)。例如，当在任一缺陷检测处理中检测出缺陷时，在显示区域51显示叉号，当未检测出缺陷时，在显示区域显示圆圈。
也可以在检测出一定程度的缺陷的宽度时在显示区域51显示叉号，而不是如上所述那样逐点进行缺陷的判断。即，对于能够忽视的微小缺陷，不必显示叉号通知给检查者，当检测出具有一定程度的大小(长度、宽度、面积等)的缺陷时通知给检查者即可。据此，例如，可以在与C扫描图像相同的图像上预先记录检测出缺陷的位置，当在该图像上缺陷部位的大小超过预先设定的允许值时，在显示区域51显示叉号，而不是例如如上所述那样在检测出缺陷时，立即在显示区域51显示叉号。当在显示区域51显示叉号时，可以显示缺陷的大小(长度、宽度、面积等)。
根据反射回波信号和其位置信息确定基于第1阈值的灰度值，并以所确定的灰度值显示与获取了反射回波信号的检查位置相对应的像素，由此逐渐制作出基于第1阈值的C扫描图像(SB8)。同样地，确定基于第2阈值的灰度值，并以所确定的灰度值显示与获取了反射回波的检查位置相对应的像素，由此逐渐制作出基于第2阈值的C扫描图像(SB9)。同样地，确定基于深度的灰度值，并以所确定的灰度值显示与获取了反射信号的检查位置相对应的像素，由此逐渐制作出基于深度的C扫描图像(SB10)。然后，将所制作出的C扫描图像显示于显示部16的显示区域50(SB11)。
通过进行上述处理，在显示部16的显示区域51实时显示检查部位有无缺陷，并且将与已完成检查的部位相对应的C扫描图像显示于显示区域50。然后，每当接收反射回波信号时依次进行上述各种处理，由此实现实时缺陷检测。
在本实施方式中例示出实时进行缺陷检测的情况，但未必一定要同时进行基于检查的反射回波信号的获取和基于反射回波信号的缺陷检测处理等。例如，检查员可以将通过使超声波探头2沿着被检查体的表面移动而得到的反射回波信号与检查位置建立对应关联而预先存储于存储部35中，事后读出存储于存储部35中的各检查位置上的反射回波信号，并使用所读出的反射回波信号进行上述缺陷检测处理等，由此将检查结果事后通知给检查员。
如以上说明，根据本实施方式所涉及的超声波检查装置3、方法、程序及超声波检查系统1，通过信号获取部31获取被检查体中的反射回波信号，并根据反射回波信号进行基于缺陷检测部36的缺陷的检测。具体而言，缺陷检测部36使用超过第1阈值的反射回波信号的最大信号强度检测被检查体的缺陷。在该情况下，第1阈值将位于从被检查体的表面起第1距离处的第1位置与被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值，因此能够捕获从被检查体内部的缺陷被反射的反射回波，从而能够检测内部缺陷。
根据本实施方式所涉及的超声波检查装置3，进行根据深度检测内部缺陷的第2缺陷检测处理、根据第2阈值检测内部缺陷的第3缺陷检测处理，当在任一缺陷检测处理中检测出缺陷时判断为缺陷，因此能够提高缺陷检测的精度。
根据本实施方式所涉及的超声波检查装置3，自动地进行缺陷检测，因此即使不是认定检查员，也能够轻松地进行被检查体的检查。由于在是否为缺陷的判断中没有介入人的判断，因此能够定量进行缺陷的检测。
根据超声波检查装置，图像制作部37以包围C扫描图像的外周的方式追加掩盖区域MC，并将未检测出反射回波信号的区域且与掩盖区域MC接触的区域确定为非检查区域。由此，能够自动地检测非检查区域。另外，以与检查区域不同的方式显示所确定的非检查区域，因此能够将非检查区域和检查区域轻松易懂地通知给检查员。
以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中所记载的范围。在不脱离发明的宗旨的范围内能够对上述实施方式施加各种各样的变更或改良，施加了该变更或改良的方式也包含于本发明的技术范围内。也可以适当地组合上述实施方式。
上述实施方式中所说明的预处理的流程、超声波检查方法的流程也是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以删除不必要的步骤，或者追加新的步骤，或者替换处理顺序。
例如，在上述实施方式中，使用第1阈值及第2阈值这两个阈值进行了缺陷检测处理，但例如也可以仅使用第1阈值进行缺陷检测，也可以仅使用第2阈值进行缺陷检测。即，不必一定要全部进行上述第1缺陷检测处理、第2缺陷检测处理、第3缺陷检测处理，可以仅使用其中的一个进行缺陷检测。在第3缺陷检测处理的情况下，难以检测在表面产生的缺陷，但即使在该情况下，对于在被检查体内部产生的缺陷，也能够与第1缺陷检测处理、第2缺陷检测处理同样地进行检测。
在上述实施方式中，也可以将S栅极(第3阈值)用于缺陷检测处理中。例如，在使用试验体的预处理中，在基准信号的A视场图像中，从超过S栅极(第3阈值)的波形中检测最大振幅值，并将其作为表面反射回波基准值。然后，在进行检查时，在反射回波信号中，可以从超过S栅极的波形中获取最大振幅值，当该最大振幅值与上述表面反射回波基准值之差超过预先设定的允许范围时，视为检测出缺陷。通过如此进行，例如能够轻松地检测如图11所示的存在于表面的缺陷。通过进行与上述第1阈值或第2阈值组合的缺陷检测处理，能够提高缺陷检测的精度。
在上述实施方式中，图像制作部37制作基于第1阈值的C扫描图像、基于第2阈值的C扫描图像、基于深度的C扫描图像，但图像制作部37只要具有制作这些中的至少一个C扫描图像的功能即可。
改变灰度级而进行显示也是一例，例如只要进行与最大振幅值或深度相对应的显示方式即可。例如，可以改变像素的彩度或者改变阴影的种类。
符号说明
1-超声波检查系统，2-超声波探头，3-超声波检查装置，15-输入部，16-显示部，31-信号获取部，32-信号校正部，33-信号放大部，34-阈值设定部，35-存储部，36-缺陷检测部，37-图像制作部，38-显示控制部。

Claims (10)

1.一种超声波检查装置，其具备：
信号获取部，其从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自所述被检查体的所述反射回波；
缺陷检测部，其根据所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷；及
显示部，其显示所述缺陷检测部的检测结果，
所述缺陷检测部使用超过第1阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，
所述第1阈值将位于从所述被检查体的表面起第1距离处的第1位置与所述被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
2.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其具备：
信号放大部，其使用设定有与深度方向上的距表面的距离相对应的信号放大率的距离振幅校正曲线来放大所述反射回波信号，
所述缺陷检测部使用信号放大后的所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷。
3.根据权利要求1或2所述的超声波检查装置，其中，
所述缺陷检测部使用超过第2阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，
所述第2阈值将位于从所述被检查体的表面起第2距离处的第2位置与位于从所述被检查体的底面起第3距离处的第3位置之间作为评价范围，
所述第2位置设定于比所述第1位置更远离表面的位置，
所述第2阈值的信号强度被设定为小于所述第1阈值的信号强度的值。
4.根据权利要求3所述的超声波检查装置，其具备：
图像制作部，其根据使所述超声波探头沿着所述被检查体的表面移动时的所述反射回波信号和得到所述反射回波信号的位置信息来制作C扫描图像，
所述C扫描图像中包含如下中的至少一个：根据所述反射回波信号中超过所述第1阈值的最大振幅值而制作的基于第1阈值的C扫描图像、根据由所述反射回波信号得到的深度而制作的基于深度的C扫描图像、根据所述反射回波信号中超过所述第2阈值的最大振幅值而制作的基于第2阈值的C扫描图像。
5.根据权利要求4所述的超声波检查装置，其中，
所述图像制作部以包围所述C扫描图像的外周的方式追加掩盖区域，
将未检测出所述反射回波信号的区域且与所述掩盖区域接触的区域确定为非检查区域，并以与检查区域不同的方式显示所确定的非检查区域。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的超声波检查装置，其中，
所述缺陷检测部使用超过第3阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，
所述第3阈值将规定在从所述被检查体的表面至所述第1位置为止之间的规定的距离作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
7.一种超声波检查装置，其具备：
图像制作部，其根据使超声波探头沿着被检查体的表面移动时的基于反射回波的反射回波信号和由该反射回波信号得到的位置信息来制作C扫描图像，
所述图像制作部以包围所述C扫描图像的外周的方式追加掩盖区域，
将未检测出所述反射回波信号的区域且与所述掩盖区域接触的区域确定为非检查区域，并以与检查区域不同的方式显示所确定的非检查区域。
8.一种超声波检查系统，其具备：
超声波探头；及
权利要求1至7中任一项所述的超声波检查装置。
9.一种超声波检查方法，其具有：
信号获取工序，从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自所述被检查体的所述反射回波；
缺陷检测工序，根据所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷；及
显示工序，显示所述缺陷检测工序的检测结果，
在所述缺陷检测工序中，使用超过第1阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，
所述第1阈值将位于从所述被检查体的表面起第1距离处的第1位置与所述被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
10.一种超声波检查程序，其用于使计算机执行用于检测被检查体的缺陷的超声波检查处理，其中，
所述超声波检查程序具有：
信号获取处理，从超声波探头接收与反射回波有关的反射回波信号，所述超声波探头向被检查体内照射超声波而接收来自所述被检查体的所述反射回波；
缺陷检测处理，根据所述反射回波信号检测所述被检查体的缺陷；及
显示处理，显示所述缺陷检测处理的检测结果，
在所述缺陷检测处理中，使用超过第1阈值的所述反射回波信号的最大信号强度检测所述被检查体的缺陷，
所述第1阈值将位于从所述被检查体的表面起第1距离处的第1位置与所述被检查体的底面之间作为评价范围，且信号强度被设定为小于来自表面的反射回波信号的最大信号强度的值。
CN201980021429.XA 2018-05-11 2019-04-04 超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统 Pending CN111902716A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018092257A JP7233853B2 (ja) 2018-05-11 2018-05-11 超音波検査装置、方法、プログラム及び超音波検査システム
JP2018-092257 2018-05-11
PCT/JP2019/014994 WO2019216071A1 (ja) 2018-05-11 2019-04-04 超音波検査装置、方法、プログラム及び超音波検査システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111902716A true CN111902716A (zh) 2020-11-06

Family

ID=68468319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980021429.XA Pending CN111902716A (zh) 2018-05-11 2019-04-04 超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210018473A1 (zh)
EP (1) EP3757563A4 (zh)
JP (1) JP7233853B2 (zh)
CN (1) CN111902716A (zh)
WO (1) WO2019216071A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114235954A (zh) * 2021-12-15 2022-03-25 中国航发动力股份有限公司 一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113984893B (zh) * 2021-10-18 2023-09-01 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种多层扩散连接结构件界面无损检测方法
WO2023091889A1 (en) * 2021-11-19 2023-05-25 Baker Hughes Holdings Llc Display adjustment in visual representation of ultrasonic measurement
CN116413337A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 广东利元亨智能装备股份有限公司 基于电池缺陷检测系统的检测方法、系统及存储介质
CN114994172B (zh) * 2022-05-06 2024-06-04 北京工业大学 一种基于贝叶斯理论的超声c扫描路径优化方法
CN115291122B (zh) * 2022-08-24 2024-04-19 华中科技大学 一种基于超声反射图像获取锂离子电池内部信息的方法
CN116609784B (zh) * 2023-07-17 2023-09-19 东莞市沃百泰优电子科技有限公司 一种超声波覆膜检测方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0231155A (ja) * 1988-07-19 1990-02-01 Kobe Steel Ltd 超音波探傷による内部欠陥判定方法
JPH054009U (ja) * 1991-04-10 1993-01-22 三菱電機株式会社 超音波探傷装置
JP2003294715A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Nippon Steel Corp 超音波探傷装置及び超音波探傷方法
CN101672826A (zh) * 2009-10-16 2010-03-17 中国电子科技集团公司第四十五研究所 超声扫描显微镜c扫描相位反转图像的构建方法
CN104412106A (zh) * 2012-07-03 2015-03-11 杰富意钢铁株式会社 钢材的品质评价方法以及品质评价装置
CN105102975A (zh) * 2013-04-02 2015-11-25 杰富意钢铁株式会社 超声波探伤方法及超声波探伤装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690153A (en) * 1970-12-07 1972-09-12 Trw Inc Ultrasonic distance amplitude correction unit
US3955405A (en) * 1973-12-07 1976-05-11 Automation Industries, Inc. Ultrasonic NDT system with flashing display alarm
GB1543311A (en) * 1975-05-14 1979-04-04 British Steel Corp Ultrasonic inspection of articles
JPS55146038A (en) * 1979-05-02 1980-11-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Correcting method for distance versus amplitude correction curve
DE3139570C2 (de) * 1981-10-05 1983-09-29 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Verfahren und Schaltungsvorrichtung zur Bestimmung und Darstellung von Maximalwerten der von Reflektoren in einem Prüfstück reflektierten Ultraschallsignale
DE3421150A1 (de) * 1984-06-07 1985-12-12 KTV-Systemtechnik GmbH, 8752 Kleinostheim Verfahren zur unterdrueckung von scheinanzeigen bei der automatisierten ultraschallpruefung
JPS61151458A (ja) * 1984-12-25 1986-07-10 Kawasaki Steel Corp Ｃスキヤン超音波探傷方法及び装置
JPS62240856A (ja) * 1985-01-19 1987-10-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波探傷装置
JPH0617898B2 (ja) * 1988-05-25 1994-03-09 新日本製鐵株式会社 超音波探傷における欠陥種類の判定方法
AU1994892A (en) * 1991-05-07 1992-12-21 Dapco Industries Real-time ultrasonic testing system
JPH06109711A (ja) * 1992-09-28 1994-04-22 Olympus Optical Co Ltd 超音波探傷装置
JP2814889B2 (ja) * 1992-10-09 1998-10-27 三菱電機株式会社 探傷装置
JPH06138105A (ja) * 1992-10-28 1994-05-20 Mitsubishi Electric Corp 超音波探傷装置
JP4322620B2 (ja) * 2003-06-17 2009-09-02 株式会社東芝 ３次元超音波画像化装置
JP2005156305A (ja) * 2003-11-25 2005-06-16 Daido Steel Co Ltd 内部欠陥の評価方法
US7995829B2 (en) * 2007-08-01 2011-08-09 General Electric Company Method and apparatus for inspecting components
JP2010019776A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Hino Motors Ltd 自動溶接／検査システムおよび検査ロボット装置ならびに溶接／検査ロボット装置
GB201314481D0 (en) * 2013-08-13 2013-09-25 Dolphitech As Imaging apparatus
JP6261939B2 (ja) 2013-10-23 2018-01-17 三菱重工業株式会社 可搬式の超音波探傷装置及び超音波探傷方法
US11484294B2 (en) * 2019-02-05 2022-11-01 Philips Image Guided Therapy Corporation Clutter reduction for ultrasound images and associated devices, systems, and methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0231155A (ja) * 1988-07-19 1990-02-01 Kobe Steel Ltd 超音波探傷による内部欠陥判定方法
JPH054009U (ja) * 1991-04-10 1993-01-22 三菱電機株式会社 超音波探傷装置
JP2003294715A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Nippon Steel Corp 超音波探傷装置及び超音波探傷方法
CN101672826A (zh) * 2009-10-16 2010-03-17 中国电子科技集团公司第四十五研究所 超声扫描显微镜c扫描相位反转图像的构建方法
CN104412106A (zh) * 2012-07-03 2015-03-11 杰富意钢铁株式会社 钢材的品质评价方法以及品质评价装置
CN105102975A (zh) * 2013-04-02 2015-11-25 杰富意钢铁株式会社 超声波探伤方法及超声波探伤装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114235954A (zh) * 2021-12-15 2022-03-25 中国航发动力股份有限公司 一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法
CN114235954B (zh) * 2021-12-15 2024-06-04 中国航发动力股份有限公司 一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7233853B2 (ja) 2023-03-07
EP3757563A4 (en) 2021-04-07
US20210018473A1 (en) 2021-01-21
WO2019216071A1 (ja) 2019-11-14
EP3757563A1 (en) 2020-12-30
JP2019197023A (ja) 2019-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111902716A (zh) 超声波检查装置、方法、程序及超声波检查系统
JP6441321B2 (ja) 超音波伝送による改良型検査方法
KR101833467B1 (ko) 초음파를 통해 불균일 재료 내의 결함을 검출하고 특징화하는 방법
US9297788B2 (en) Determination assist system of ultrasonic testing, determination assist method of ultrasonic testing, determination assist program of ultrasonic testing, and computer-readable storage medium for storing determination assist program of ultrasonic testing
CN105424818B (zh) 无损焊缝检验中的动态选通的系统和方法
US8700342B2 (en) Multi-frequency bond testing
JP5604738B2 (ja) 進展亀裂検出方法、装置およびプログラム
JP2005156305A (ja) 内部欠陥の評価方法
CN109196350B (zh) 通过超声检测材料中的缺陷的方法
US8660804B2 (en) Measuring method and system for components, in particular for pistons and piston engines
CN108956775A (zh) 一种发动机复杂型面轴承件的高灵敏度超声波检测方法
JP6034057B2 (ja) 局所ゲイン間隔を用いた超音波スキャニング
JP5112942B2 (ja) 超音波探傷方法及び装置
JP5065846B2 (ja) タービン発電機エンドリングの欠陥検出方法
KR101936367B1 (ko) 전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 피로 검사 장치 및 그 검사 방법
JP2007292554A (ja) 超音波探傷システム
JP7455046B2 (ja) 水中検査装置および水中検査方法
JP5750066B2 (ja) ガイド波を用いた非破壊検査方法
JP2009198249A (ja) 超音波検査データ評価装置及び超音波検査データ評価方法
CN110702791A (zh) 一种超声成像检测零件边缘的方法
KR20160113069A (ko) 전자기 유도 센서를 활용한 비파괴 피로 검사 장치 및 그 검사 방법
KR20110111759A (ko) 유리 기판 크랙 검사 방법 및 장치
Guimarães et al. A simulation of probability of rejection as an aid to understanding the significance of sizing accuracy
KR200318840Y1 (ko) 초음파 탐상장치
KR200318839Y1 (ko) 초음파 탐상장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201106