CN115335693A - 超声波检查装置以及超声波检查方法 - Google Patents

超声波检查装置以及超声波检查方法 Download PDF

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Abstract

一种超声波检查方法，具有：登记步骤，将用于校正参考信号的强度的检查对象物的种类所固有的校正参数与检查对象识别符关联起来登记到硬盘(6)中；加载步骤(步骤S2)，根据检查对象识别符将校正参数加载到运算处理部(5)；校正步骤(步骤S3)，使用所加载的校正参数对参考信号的信号强度进行校正；以及相关运算步骤(步骤S6)，执行接收信号和所校正后的参考信号的相关运算处理。

Description

超声波检查装置以及超声波检查方法
技术领域
本发明涉及超声波检查装置以及超声波检查方法。
背景技术
作为非破坏地检查半导体器件等电子部件的内部状态的技术，已知有基于超声波的检查。在超声波检查中，向检查对象物照射超声波，接收从检查对象物产生的反射波、或者透过了检查对象物的透射波，并基于接收信号，检查检查对象物内部的状态。另外，在超声波检查中，有时也执行接收信号与参考信号的相关运算处理，检查检查对象物内部的状态。
作为使用了上述接收信号和参考信号的相关运算处理的超声波检查方法，例如有专利文献1。在专利文献1中，“首先，超声波检查装置使用标准试验片，从标准试验片表面的反射波取得参考波形”(参照专利文献1的“第一实施方式”)。另外，在专利文献1中，“运算处理部计算出关注的反射波的接收波形和参考波形的相关系数，并根据相关系数的正负进行剥离判定。如果相关系数为负，则相位反转，即认为是剥离部”(参照第一实施方式)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6602449号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中记载了相关运算处理中使用的参考信号是从标准试验片表面的反射波取得的。但是，在检查对象物内部产生超声波的衰减。由于频率越高，超声波的衰减越大，因此从检查对象物内部的反射波取得的接收信号的频率强度分布相对于入射波的频率强度分布而变化。具体而言，从检查对象物内部的反射波取得的接收信号的频率强度分布相对于入射波的频率强度分布向低频侧偏移。其结果，从标准试验片表面的反射波取得的参考信号(在检查对象物内部没有衰减)和从检查对象物内部的反射波取得的接收信号(在检查对象物内部的衰减)产生波形的差异。在波形的差异极端大的情况下，参考信号与从检查对象物内部的反射波取得的接收信号的相关性降低，存在基于相关运算处理的检查结果的可靠性降低的可能性。另外，超声波的衰减特性取决于检查对象物的材质，因此波形的差异程度有时也按每个检查对象物有很大不同。
因此，本发明提供对具有各种超声波衰减特性的检查对象物也能够高精度地得到检查结果的超声波检查装置以及超声波检查方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的超声波检查装置具备：超声波探头，其接收向检查对象物照射的超声波并变换为电信号；超声波探伤器，其驱动超声波探头，从电信号生成接收信号；运算处理部；以及存储部，运算处理部执行接收信号和存储于存储部的参考信号的相关运算处理，并基于相关运算处理的结果，对检查对象物的内部状态进行检查，其中，运算处理部执行如下处理：将用于校正参考信号的强度的检查对象的种类所固有的校正参数与检查对象识别符关联起来登记到存储部中；根据检查对象识别符将校正参数加载到运算处理部；以及使用所加载的校正参数来校正参考信号的信号强度，执行接收信号和校正后的参考信号的相关运算处理。关于本发明的其他方式，在后述的实施方式中进行说明。
发明效果
根据本发明，能够提供对具有各种超声波衰减特性的检查对象物也能够高精度地得到检查结果的超声波检查方法。
附图说明
图1是表示第一实施方式的超声波检查装置的结构的框图。
图2是表示取得参考信号的方法的图。
图3是表示取得作为检查对象而使用了电子部件时的接收信号的方法的图。
图4是表示参考信号和从电子部件内部的反射波取得的接收信号的波形的图。
图5是表示参考信号和接收信号的功率谱的图。
图6是使用户选择检查对象的种类的GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)。
图7是用于从用户接受检查对象的信息的GUI。
图8是表示检查第一实施方式的检查对象物的内部状态的程序的处理顺序的处理流程图。
图9是表示向检查对象物照射超声波，所照射的超声波反射的情形的图。
图10是表示判定检查对象物的内部状态有无异常的方法的图。
图11是用于在监视器上显示检查图像的GUI。
图12是显示参考信号强度的校正处理结果的GUI。
图13是表示具有高度水平不同的多个界面的电子部件的纵构造的图。
图14是表示取得表示第二实施方式的检查对象物的内部状态的超声波图像的程序的处理顺序的处理流程图。
图15是用于在监视器上显示第二实施方式的超声波图像的GUI。
图16是表示第三实施方式的超声波检查装置的结构的框图。
图17是表示取得第三实施方式的参考信号(校正前)的方法的图。
具体实施方式
适当参照附图，对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。
首先，对在从标准试验片表面的反射波取得的参考信号和从检查对象物内部的反射波取得的接收信号上产生波形的差异的实例进行说明。
图2是表示取得参考信号的方法的图。标准试验片202浸渍在水201中。标准试验片202可以使用平滑的石英玻璃。未图示的超声波检查装置使用超声波探头2向标准试验片202入射超声波，接收被标准试验片202的表面反射的反射波U201，并将接收到的信号作为参考信号。
图3是表示取得作为检查对象而使用了电子部件的情况下的接收信号的方法的图。电子部件203由材质不同的层L1和层L2构成。未图示的超声波检查装置使用超声波探头2向电子部件203入射超声波，接收在层L1与层L2的界面反射的反射波U202。
图4是表示从标准试验片表面的反射波取得的所述参考信号和从电子部件内部的反射波取得的所述接收信号的波形的图。图4的波形是横轴为时间、纵轴为信号强度时的波形。横轴的时间在图4中向右方向行进，纵轴的振幅以中央为0，图4中，朝向上方的方向表示正的极性，朝向下方的方向表示负的极性。关于这些方向，对于后述的波形也是同样如此。
参考信号301具有极性不同的峰值交替出现，这些峰值中振幅最大的峰值出现在初始阶段，逐渐减少的波形。从电子部件内部的反射波取得的接收信号302也交替出现极性不同的峰值，但峰值数、峰值宽度与参考信号301不同。即，在参考信号301和接收信号302的波形上可看出差异。
图5是表示参考信号301和接收信号302的功率谱的图。图5的功率谱是横轴为频率，纵轴为以最大强度标准化的标准化信号强度时的光谱。接收信号302的功率谱402的高频成分的衰减大，相对于参考信号301的功率谱401向低频侧偏移。如以上使用附图说明的那样，有时在从标准试验片表面的反射波取得的参考信号和从检查对象物内部的反射波取得的接收信号中产生波形的差异。
作为超声波检查的检查对象的电子部件的材质、厚度、层结构的变化丰富，具有各种衰减特性。因此，也存在所述波形的差异程度也按每个检查对象物有很大不同的情况。因此，在本实施方式中，提供对具有各种超声波衰减特性的检查对象物也能够高精度地得到检查结果的超声波检查方法。
《第一实施方式》
图1是表示第一实施方式的超声波检查装置100的结构的框图。超声波检查装置100构成为包括超声波探伤器1、超声波探头2、扫描机构部3、机构部控制器4、运算处理部5(微处理器)、硬盘6(存储部)、示波器7(显示装置)、监视器8(显示装置)、输入装置12等。
超声波探伤器1具备：脉冲发生器(未图示)，其用于向超声波探头2发送脉冲信号9；以及接收器(未图示)，其用于对从超声波探头2发送的电信号10执行放大、噪声去除等处理而生成接收信号11。
超声波探头2是由电信号驱动而产生超声波，并且接收超声波并变换为电信号的超声波探头。另外，超声波探头2由扫描机构部3保持或驱动，且在检查对象物上进行扫描。该扫描机构部3由机构部控制器4控制。
如上所述，超声波探伤器1向超声波探头2发送脉冲信号9，超声波探头2将脉冲信号9变换为超声波并对检查对象物50发送超声波U1。在第一实施例的脉冲信号9中，为了提高深度方向的分辨率，使用缩短了时间宽度的脉冲信号。超声波探头2将从检查对象物50产生的反射波U2变换为电信号，将电信号10向超声波探伤器1发送。超声波探伤器1接受电信号10的输入而生成接收信号11，并将接收信号11向运算处理部5发送。运算处理部5为了使用超声波探头2使检查对象物的适当部位扫描，向机构部控制器发送控制信号，实现控制。通过运算处理部5→机构部控制器4→扫描机构部3→超声波探头2的系统进行超声波探头2的自动控制(扫描)。
将运算处理部5得到的数据(包括接收信号11、上述自动控制所需的信号)根据需要存储在硬盘6(存储部)中。另外，运算处理部5与示波器7(显示装置)以及监视器8(显示装置)连接，能够实时地进行A示波(A-scope)显示或者C示波(C-scope)显示。
此外，“A示波显示”是指，在示波器7的横轴为时间，纵轴为接收信号11的信号强度时的接收信号11的显示。另外，“C示波显示”是指，相对于检查对象物纵横地扫描超声波探头2，显示画面的横轴为超声波探头2的移动的横向距离，纵轴为纵向距离时的各测定点的接收信号11的评价值的灰度显示。在此，评价值是指接收信号11的正的最大值或者负的最大值的绝对值。A示波显示有时通过运算处理部5显示在与C示波显示相同的监视器上。
另外，运算处理部5执行与由用户从输入装置12输入的指示、例如后述的评价栅极(gate)的指定、A示波显示的接收信号11的峰值的选择相应的处理。输入装置12例如也可以是键盘、定点设备等。在硬盘6中存储有在进行C示波显示时根据接收信号11的波形(特别是峰值的大小)而定义了所使用的颜色的调色板。具体而言，颜色的定义使用RYB(Red YellowBlue：红黄蓝)值与接收信号11的波形相对应。
另外，用于C示波显示的接收信号11的评价在评价栅极的范围内进行。评价栅极用于仅将从超声波探伤器1输入的接收信号11的成分中的、来自检查对象物的检查部位的反射波U2的成分取出并进行C示波显示。因此，评价栅极具有在预定的延迟时间后仅在预定的时间打开栅极使接收信号11通过的功能(选通)。评价栅极的设定例如基于来自输入装置12的输入由运算处理部5进行。或者，运算处理部5也可以对接收信号11进行解析并自动地设定。在运算处理部5中搭载有生成评价栅极的栅极电路。但是，在A示波上，始终需要确认正的峰值的最大和负的峰值的最大包含在评价栅极的范围内。这是因为，如果正的峰值的最大和负的峰值的最大的一方或双方不包含在评价栅极范围内，则不是检查对象部位的部位被误识别为正的峰值的最大或负的峰值的最大，有可能无法正确地进行检查对象部位的评价。
另外，在从评价栅极(gate)所包含的接收信号11的最大值得到C示波时，例如在接收信号11中选择正负峰值中的较高的电平并反映到C示波中。
在硬盘6中保存有用于由运算处理部5执行第一实施方式的超声波检查的程序(用于进行超声波检查方法的程序)、参考信号、检查对象的种类的列表、与检查对象的种类相关联的衰减率的信息。参考信号可以通过图2所示的方法来取得。超声波的衰减率能够通过衰减系数与检查对象的厚度之积来计算。超声波的衰减系数例如可以通过利用ASTM(American Standard Testing and Materials：美国标准测试和材料)C1332-01“StandardTest Method for Measurement of Ultrasonic Attenuation Coefficients ofAdvanced Ceramics by Pulse-Echo Contact Technique”的方法来测定。
测定构成检查对象的各种材质的衰减系数，能够根据测定出的衰减系数与检查对象的厚度之积来计算衰减率。将计算出的衰减率作为校正参数进行登记，并保存到硬盘6中(登记步骤)。运算处理部5对保存的每个校正参数赋予识别符，并且进行校正参数的识别符和检查对象的识别符的对应。由此，对于具有各种超声波衰减特性的检查对象物，也选择适当的校正参数(衰减率)。
图6是使用户选择检查对象的种类的GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)。GUI13显示硬盘6中保存的检查对象的种类的列表。用户从列表显示的检查对象中选择所期望的检查对象(选择步骤)。运算处理部5能够将与所选择的检查对象的识别符对应的校正参数保存并加载到运算处理部5的存储区域中(读入)。由此，超声波检查装置100的使用便利性提高。此外，存储区域的存储器也可以存在于微处理器的外或内的任一方或双方。
在硬盘6中保存有使GUI13列表显示的检查对象的库(library)信息，通过更新该检查对象的库信息，更新在GUI13上列表显示的检查对象。能够进行与更新后的检查对象识别符对应的校正参数的登记。检查对象的库信息的更新能够通过将CD、DVD等存储介质中保存的新的检查对象的库信息复制到硬盘6中来执行。
图7是用于从用户接受检查对象的信息的GUI。超声波检查装置100也可以从用户经由输入装置12接受检查对象的信息，并新生成校正参数。超声波检查装置100预先对每个检查对象的衰减系数赋予识别符，并与检查对象识别符关联起来。
GUI14从用户接受检查对象和厚度的输入，运算处理部5根据与从用户接受的检查对象相关联的衰减系数和从用户接受的厚度来计算衰减率。能够根据衰减系数与厚度之积来计算衰减率。新登记计算出的衰减率作为校正参数，并保存在硬盘6中。
另外，运算处理部5对新保存的校正参数赋予识别符，并且进行新的校正参数的识别符和新的检查对象识别符的对应。如以上说明的那样，用户经由输入装置12接受检查对象的信息，并新生成校正参数，从而超声波检查装置100的使用便利性提高。
另外，GUI14也能够使用户选择多个材质，并对各个材质接受厚度的输入。由此，即使在检查对象由不同的多个材质构成的情况下，也能够高精度地得到检查结果。
图8是表示检查第一实施方式的检查对象物的内部状态的程序的处理顺序的处理流程图。运算处理部5执行硬盘6所保存的处理程序，检查检查对象物内部有无缺陷。
在步骤S1中，读入硬盘6中保存的参考波形(参考信号)，并输入到程序。在步骤S2中，读入硬盘6中保存的校正参数，并输入到程序。
在步骤S3中，执行参考信号强度的校正处理。校正处理通过对每个频率成分以衰减率乘以参考信号来实现。具体而言，通过下式(1)得到校正处理后的参考信号rm(t)。
rn(t)＝Real(IFT(e×p(-α×f)×R(f)))…(1)
其中，t是时间，α是校正参数，f是频率，R(f)是参考信号的傅立叶变换。另外，Real表示复数(complex number)的实部，IFT表示逆傅里叶变换。
在步骤S4中，从超声波探伤器1发送的接收信号11被保存在运算处理部5的存储区域中，并被输入到程序中。
在步骤S5中，运算处理部5计算用于C示波显示的像素值。像素值是接收信号11的评价值的灰度值，例如在256灰度的图像中，像素值取0至255的值。评价值采用评价栅极所包含的接收信号11的最大值。在采用最大值时，也可以在接收信号11中选择正负峰值中的较高的一方的电平。评价值例如以收敛于0至255的范围的方式适当变换为像素值。在步骤S5中计算出的像素值被保存在运算处理部5的存储区域中。
在步骤S6中，运算处理部5通过后述的方法计算相关系数，判定检查对象物的内部状态有无异常(异常判定)。在步骤S6中判断出的有无异常的信息被保存在运算处理部5的存储区域中。在步骤S7中，判定全部测定点的处理是否结束，在全部测定点的处理未结束的情况下(步骤S7，否)，返回步骤S4，在全部测定点的处理结束的情况下(步骤S7，是)，进入步骤S8。
在步骤S8中，运算处理部5生成包含全部测定点的像素值和有无异常的信息的二维图像作为检查图像。在步骤S8中生成的检查图像也可以对判定为有异常的测定点进行彩色显示，使判定为无异常的测定点灰度显示。在灰度显示中，使用在各测定点计算出的像素值。在步骤S9中，将在步骤S8中生成的检查图像显示于监视器8(C示波显示)。
图9是表示对检查对象物照射超声波，所照射的超声波反射的情形的图。检查对象物是层L3与层L4接合而成的电子部件。作为层L3与层L4的接合面的边界部的一部分剥离而形成剥离部。当超声波入射到剥离部时，产生反射波。该反射波的相位相对于入射波的相位反转。利用该现象，判定检查对象物的内部是否没有剥离等异常。
图10是表示在上述步骤S6中判定检查对象物的内部状态有无异常的方法的图。图10表示对剥离部照射超声波而得到的接收信号15。在接收信号15中包含在时间轴方向的前半段在层L3(参照图9)的表面反射的反射波(表面回波)、在后半段层L3与剥离部(空气)(参照图9)的界面反射的反射波(界面回波)的信号。运算处理部5为了从接收信号15提取表面回波的开始点，设定表面回波门16(S门(gate))。作为表面回波开始点17(触发点)，运算处理部5设定接收信号15的信号强度在表面回波门16的范围内超过阈值的时间。另外，运算处理部5为了提取界面回波，将从表面回波开始点17延迟了固定时间的时间范围设定为评价栅极18。
接下来，运算处理部5进行参考信号19的时间轴方向对位。
在对位中，使用评价栅极18内的接收信号15的正和负的最大信号强度峰值。图10表示以负的最大信号强度峰值为基准进行对位的结果。运算处理部5在评价栅极18的范围内检测接收信号15的负的最大信号强度峰值20。以使参考信号19的最大信号强度峰值与接收信号15的负的最大信号强度峰值20一致的方式，使参考信号19在时间轴方向上对位。
当对位完成时，运算处理部5在接收信号15与参考信号19重叠的时间范围内计算相关系数。此时，获得负值的相关系数。接着，运算处理部5以正的最大信号强度峰值为基准计算正值的相关系数，将负值的相关系数与正值的相关系数进行比较，采用绝对值大的相关系数。在负值的相关系数大的情况下，评价栅极18的范围内的界面回波被判定为剥离候补。判定为剥离候补的测定点通过阈值处理最终判定是否为剥离。
图11是用于在上述步骤S9中将检查图像显示在监视器8上的GUI。GUI21在检查图像显示区域22中以灰阶显示被判定为正常的区域，并且彩色显示被判定为异常的区域23(检查图像生成步骤)。由此，用户能够容易地掌握异常区域。
GUI21能够使参数显示区域24显示在上述步骤S2中输入的校正参数、与所输入的校正参数的识别符相关联的检查对象的信息(校正参数显示步骤)。由此，超声波检查装置100的使用便利性提高。
GUI21通过校正处理有效化按钮25，从用户接受是否执行上述步骤S3中的校正处理的输入(执行指定步骤)。另外，在用户未选择检查对象的情况下，使校正处理有效化按钮25变灰，使校正处理无效化。由此，能够容易地掌握是否能够进行校正处理。
显示在检查图像显示区域22中的检查图像作为EXIF(Exchangeable Image FileFormat：可交换图像文件格式)文件而输出(输出步骤)，能够保存在硬盘6中。运算处理部5也能够将在参数显示区域24中显示的信息嵌入到EXIF文件中。具体而言，在输出的EXIF格式的图像电子文件中写入加载的校正参数和与加载的校正参数相关联的检查对象识别符的至少一方(写入步骤)。由此，超声波检查装置100的使用便利性提高。
图12是显示参考信号强度的校正处理结果的GUI。GUI26显示校正处理前的原始的参考信号27和校正信号强度后的参考信号28。通过由GUI26显示校正处理结果，能够将校正了信号强度的参考信号与在示波器7或监视器8上显示的检查对象物得到的接收信号的A示波显示进行比较(A示波显示步骤)。由此，用户能够确认由检查对象物得到的接收信号的波形与参考信号的波形没有差异，能够掌握正确地执行了校正处理。
图13是表示具有高度水平不同的多个界面的电子部件的纵构造的图。在超声波检查中，有时将高度水平不同的多个界面在一次超声波探头的扫描中调查有无异常。电子部件29具有高度不同的芯片30、芯片31，芯片30、芯片31被层L5密封。若将芯片30与层L5的界面设为区域1，或者将芯片31与层L5的界面设为区域2，则在区域1与区域2中，层L5的厚度不同，因此超声波的衰减率也不同。因此，也可以在区域1和区域2中使用不同的校正参数(衰减率)来进行校正处理。例如，也可以将测定点的坐标与校正参数关联起来，针对每个测定点切换校正参数，进行参考信号强度的校正处理。即，在上述登记步骤中，可以将不同的多个校正参数与接收信号的测定点坐标关联起来登记在存储部中。由此，对于具有高度水平不同的多个界面的检查对象的检查结果的可靠性提高。
通过使用以上所述的本实施方式的超声波检查装置，对于具有各种超声波衰减特性的检查对象物，也能够高精度地判定检查对象物内部有无异常。
《第二实施方式》
在第二实施方式的检查装置中，计算参考信号与从检查对象物得到的接收信号的互相关信号强度，根据计算出的互相关信号强度取得表示检查对象物的内部状态的超声波图像。另外，第二实施方式的超声波检查装置100的结构与第一实施方式的超声波检查装置100相同，因此省略重复部分的说明(参照图1)。
在第一实施方式中，脉冲信号9使用时间宽度短的脉冲信号，但在第二实施方式的检查装置中，为了提高信噪比，对脉冲信号9使用时间宽度变长且调制后的信号。调制信号能够使用线性调频(chirp)信号、频率偏移调制信号、相位偏移调制信号等公知的调制信号。参考信号可以通过图2所示的方法来取得。另外，在参考信号强度的校正处理中使用的校正参数能够使用户通过图6所示的方法选择。另外，校正参数也可以通过图7所示的方法来生成。
图14是表示取得表示第二实施方式的检查对象物的内部状态的超声波图像的程序的处理顺序的处理流程图。该程序被保存在硬盘6中，由运算处理部5执行。步骤S1至步骤S4的处理内容与图8相同，因此省略说明。在步骤S201中，计算在步骤S3中进行了校正处理的参考信号与在步骤S4中输入的接收信号之间的互相关信号。互相关信号是参考信号和接收信号之间的互相关函数。在接收信号上叠加了电噪声等随机噪声的情况下，通过步骤S201的处理，能够去除随机噪声。这是因为参考信号和随机噪声的相关性低。
在步骤S202中，根据互相关信号，计算用于C示波显示的像素值。像素值是指互相关信号的评价值的灰度值，例如在256灰度的图像中，像素值取0至255的值。在评价值的计算中，与第一实施方式同样地使用评价栅极。对于互相关信号，设定评价栅极，根据评价栅极所包含的互相关信号的最大值，能够得到评价值。此时，也可以选择互相关信号的正负的峰值中的较高的一方的电平并反映到评价值中。在步骤S202中计算出的像素值被保存在运算处理部5的存储区域中。
步骤S7的处理内容与图8相同，因此省略说明。在步骤S203中，根据保存在运算处理部5的存储区域中的全部测定点的像素值，生成灰阶(gray level)的2维图像作为超声波图像。在步骤S204中，在监视器8上显示超声波图像。
图15是在上述步骤S203中用于在监视器8上显示超声波图像的GUI。GUI32在超声波图像显示区域33中以灰阶显示超声波图像。由此，超声波检查装置100的使用便利性提高。
以往，在想要基于互相关信号强度取得超声波图像的情况下，由于检查对象物内部的超声波的衰减，存在参考信号和使用检查对象物取得的接收信号的波形产生差异，互相关信号强度降低而信噪比降低的问题。然而，在第二实施方式的检查装置中，根据检查对象进行参考信号强度的校正处理，因此对于具有各种超声波衰减特性的检查对象物，也能够得到信噪比高的超声波图像。
《第三实施方式》
第三实施方式的超声波检查装置能够通过透射法来实施本发明。透射法是指，利用透射了检查对象物的超声波进行检查的方法。另一方面，利用从检查对象物反射的超声波进行检查的方法被称为反射法。透射法的优点之一在于，使检查对象物内部的超声波的传播距离比反射法短，从而抑制超声波的衰减，提高信噪比。
例如，在想要检查接近检查对象物的底面的界面有无异常的情况下，在反射法中，超声波从检查对象物的表面向底面附近的界面、从底面附近的界面向表面传播。因此，检查对象物内部的超声波的传播距离最短也成为试样的厚度的2倍。另一方面，在透射法中，超声波仅从检查对象物的表面传播到底面，因此最短传播距离与试样的厚度相等。因此，在上述的情况下，在透射法中，与反射法相比，能够将传播距离缩短为大致一半。
图16是表示第三实施方式的超声波检查装置500的结构的框图。超声波检查装置500与超声波检查装置100同样地，包括超声波探伤器1、超声波探头2、扫描机构部3、机构部控制器4、运算处理部5(微处理器)、硬盘6(存储部)、示波器7(显示装置)、监视器8(显示装置)、输入装置12等而构成(参照图1)。超声波检查装置500还包括用于接收透射波的超声波探头501。
超声波探头501是接收超声波并变换为电信号的超声波探头。在超声波检查装置100中，超声波探头2兼具产生超声波的发送机构和接收超声波的接收机构的两个作用，但在超声波检查装置500中，超声波探头2发挥发送机构，超声波探头501发挥接收机构的作用。
扫描机构部3保持超声波探头2和超声波探头501，并且使超声波探头2在检查对象物上扫描，使超声波探头501在检查对象物下扫描。
超声波探伤器1向超声波探头2发送脉冲信号502，超声波探头2将脉冲信号502变换为超声波而对检查对象物50发送超声波U3。脉冲信号502使用时间宽度长且被调制的信号(参照第二实施方式)。超声波探头501将透射了检查对象物50的透射波U4变换为电信号，将电信号503向超声波探伤器1发送。超声波探伤器1接受电信号503的输入而生成接收信号504，并向运算处理部5发送。
运算处理部5将得到的接收信号504根据需要存储在硬盘6(存储部)中。另外，运算处理部5与示波器7(显示装置)以及监视器8(显示装置)连接，能够实时地进行A示波显示或者C示波显示。
与第二实施方式的超声波检查装置同样地，超声波检查装置500计算参考信号与从检查对象物得到的接收信号的互相关运算信号，基于计算出的互相关信号强度取得表示检查对象物的内部状态的超声波图像。在该情况下，由透射波得到接收信号。
图17是表示取得第三实施方式的参考信号(校正前)的方法的图。超声波探头2和超声波探头501浸渍在水201中。超声波检查装置500使用超声波探头2发送超声波U203。超声波U203在水201中传播，并被超声波探头501接收。将接收到的信号作为参考信号(校正前)。
在硬盘6中保存有取得表示检查对象物的内部状态的超声波图像的程序，由运算处理部5执行。执行的处理内容与第二实施方式相同，因此省略说明(参照图14)。用于参考信号强度的校正处理的校正参数用户可以通过图6所示的方法选择。另外，校正参数也可以通过图7所示的方法来生成。
通过以上的结构，能够通过透射法来实施本发明。如第二实施方式所述，在想要基于互相关信号强度来取得超声波图像的情况下，由于检查对象物内部的超声波的衰减，存在参考信号和使用检查对象物取得的接收信号的波形产生差异，信噪比降低的问题。该问题也在透射法中产生。然而，在第三实施方式的超声波检查装置500中，根据检查对象进行参考信号强度的校正处理，因此即使对于具有各种超声波衰减特性的检查对象物，也能够通过透射法来得到信噪比高的超声波图像。
以上说明的本实施方式的超声波检查方法具有以下特征。
本实施方式的超声波检查方法是如下的超声波检查方法：向检查对象物照射超声波，从检查对象物取得接收信号，在运算处理部执行接收信号和参考信号(例如，参考信号19)的相关运算处理，根据相关运算处理的结果，检查检查对象物的内部状态。超声波检查方法具有：登记步骤，将用于校正参考信号的强度的检查对象物的种类所固有的校正参数与检查对象识别符关联起来登记到存储部；加载步骤(图8的步骤S2)，基于检查对象识别符将校正参数加载到运算处理部；校正步骤(例如图8的步骤S3)，使用加载的校正参数校正参考信号的信号强度；以及相关运算步骤(例如，图8的步骤S6)，执行接收信号和校正后的参考信号的相关运算处理。根据本实施方式的超声波检查方法，能够提供对具有各种超声波衰减特性的检查对象物也能够高精度地得到检查结果的超声波检查方法。另外，相关运算处理也可以是得到上述图8的步骤S6等之前说明的处理以外的、接收信号与参考信号的相关系数的处理。
本实施方式的超声波检查方法能够应用于反射法(参照第一实施方式、第二实施方式)和透射法(参照第三实施方式)。
超声波检查方法具有选择步骤，在该选择步骤中，使显示装置(例如监视器8)对在所述登记步骤中登记的检查对象的种类进行列表显示，并使用户从列表显示的检查对象的种类中选择检查对象的种类，在所述加载步骤中，能够基于用户在所述选择步骤中选择出的检查对象的种类将校正参数加载到运算处理部。
在所述登记步骤中，能够基于通过输入装置从用户接受了检查对象的信息的结果，新生成校正参数，将新生成的参数与检查对象识别符关联起来登记到存储部(参照图7的说明)。
在上述登记步骤中，校正参数是取决于超声波的频率的衰减率(参照图6、图7的说明)。
超声波检查方法具有在显示装置显示检查对象识别符和在上述加载步骤中加载的校正参数的校正参数显示步骤(参照图11的说明)。
超声波检查方法具有使显示装置对校正后的参考信号进行A示波显示的参考信号A示波显示步骤(参照图12的说明)。
超声波检查方法具有接受来自用户的是否执行上述校正步骤的指定的执行指定步骤(参照图11的说明)。
超声波检查方法具有：检查图像生成步骤，基于相关运算处理结果生成检查图像；输出步骤，将检查图像以EXIF(Exchangeable Image Format：可交换图像格式)格式输出；以及写入步骤，在输出的EXIF格式的图像电子文件中写入将加载的校正参数和与加载的校正参数相关联的检查对象识别符的至少一方写入的校正参数。
超声波检查方法具有：像素值计算步骤(例如图8的步骤S5)，根据接收信号的强度计算灰阶图像的像素值；以及检查图像生成步骤(图8的步骤S8)，在执行所述相关运算步骤之后，生成包含像素值和异常区域的信息的检查图像。
超声波检查方法具有：计算互相关信号的步骤(图14的步骤S201)，计算接收信号和校正后的参考信号的互相关函数信号，来代替上述相关运算步骤；以及超声波图像生成步骤(图14的步骤S203)，基于互相关函数信号的强度来生成超声波图像。
在所述登记步骤中，将不同的多个校正参数与接收信号的测定点坐标关联起来登记到存储部(参照图13的说明)。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，包括各种变形例。例如，上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明的实施方式，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，也能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，也能够在某实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
另外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等也可以通过例如通过集成电路来设计它们的一部分或者全部等而通过硬件来实现。另外，上述的各结构、功能等也可以通过处理器解释并执行实现各个功能的程序而由软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息能够放置在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等存储装置、或者IC卡、SD卡、DVD等存储介质中。
另外，控制线、信息线表示在说明上所需要的，在产品上不一定表示全部的控制线、信息线。实际上也可以认为几乎全部的结构相互连接。
符号说明
1 超声波探伤器
2 超声波探头
3 扫描机构部
4 机构部控制器
5 运算处理部
6 硬盘(存储部)
7 示波器(A示波显示、显示装置)
8 监视器(C示波显示、显示装置)
9 脉冲信号
10 电信号
11 接收信号
12 输入装置
13、14、21、26、32 GUI
15 接收信号
16 表面回波门
17 表面回波开始点
18 评价栅极
19 参考信号
20 负的最大信号强度峰值
22 检查图像显示区域
23 判定为异常的区域
24 参数显示区域
25 校正处理有效化按钮
27 参考信号(校正处理前)
28 参考信号(校正处理后)
29 电子部件
30、31 芯片
33 超声波图像显示区域
50 检查对象物
100、500 超声波检查装置
201 水
202 标准试验片
203 电子部件
301 参考信号(标准试验片表面的反射波)
302 接收信号(电子部件内部的反射波)
401 功率谱(参考信号)
402 功率谱(接收信号)
501 超声波探头
502 脉冲信号
503 电信号
504 接收信号
L1、L2、L3、L4、L5 层。

Claims (20)

1.一种超声波检查装置，具备：超声波探头，其接收向检查对象物照射的超声波并变换为电信号；超声波探伤器，其驱动所述超声波探头，从所述电信号生成接收信号；运算处理部；以及存储部，所述运算处理部执行所述接收信号和存储于所述存储部的参考信号的相关运算处理，并基于所述相关运算处理的结果，检查所述检查对象物的内部状态，其特征在于，
所述运算处理部执行如下处理：
将用于校正所述参考信号的强度的检查对象的种类所固有的校正参数与检查对象识别符关联起来登记到所述存储部中；
根据所述检查对象识别符将校正参数加载到所述运算处理部；以及
使用所述加载的校正参数来校正所述参考信号的信号强度，执行所述接收信号和所述校正后的参考信号的相关运算处理。
2.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部执行如下处理：
在显示装置中列表显示所述登记的检查对象的种类，使用户从所述列表显示的检查对象的种类中选择检查对象的种类；以及
根据所述用户选择的检查对象的种类，将所述校正参数加载到所述运算处理部。
3.根据权利要求1所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部基于通过输入装置从用户接受检查对象的信息的结果，新生成校正参数，并将所述新生成的参数与检查对象识别符关联起来登记到存储部中。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述校正参数是取决于超声波的频率的衰减率。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部使显示装置显示所述检查对象识别符和所述加载的校正参数。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部使显示装置对所述校正后的参考信号进行A示波显示。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部从用户接受是否使用所述加载的校正参数来校正所述参考信号的信号强度的指定。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部执行如下处理：
根据所述相关运算处理结果来生成检查图像；
将所述检查图像以EXIF格式输出，所述EXIF是可交换图像格式；以及
对所述输出的EXIF格式的图像电子文件写入校正参数，所述校正参数写入所述加载的校正参数和与所述加载的校正参数相关联的检查对象识别符中的至少一方。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部执行如下处理：
根据所述接收信号的强度计算灰阶图像的像素值；以及
生成包含所述计算出的像素值和异常区域的信息的检查图像。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部执行如下处理：
计算所述接收信号和所述校正后的参考信号的互相关函数信号来代替所述相关运算处理；以及
根据所述互相关函数信号的强度来生成超声波图像。
11.根据权利要求1至3中的任一项所述的超声波检查装置，其特征在于，
所述运算处理部将不同的多个校正参数与接收信号的测定点坐标关联起来登记到存储部中。
12.一种超声波检查方法，向检查对象物照射超声波，从所述检查对象物取得接收信号，由运算处理部执行所述接收信号与参考信号的相关运算处理，并基于所述相关运算处理的结果，检查所述检查对象物的内部状态，其特征在于，所述超声波检查方法具有如下步骤：
登记步骤，将用于校正所述参考信号的强度的所述检查对象物的种类所固有的校正参数与检查对象识别符关联起来登记到存储部中；
加载步骤，根据所述检查对象识别符将所述校正参数加载到所述运算处理部；
校正步骤，使用所述加载的校正参数对所述参考信号的信号强度进行校正；以及
相关运算步骤，执行所述接收信号和所述校正后的参考信号的相关运算处理。
13.根据权利要求12所述的超声波检查方法，其特征在于，
所述超声波检查方法具有：选择步骤，使显示装置列表显示在所述登记步骤中登记的检查对象的种类，使用户从所述列表显示的检查对象的种类中选择检查对象的种类，
在所述加载步骤中，基于用户在所述选择步骤中选择的检查对象的种类，将所述校正参数加载到所述运算处理部。
14.根据权利要求12所述的超声波检查方法，其特征在于，
在所述登记步骤中，基于通过输入装置从用户接受了检查对象的信息的结果，新生成校正参数，将所述新生成的参数与检查对象识别符关联起来登记到存储部中。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的超声波检查方法，其特征在于，
在所述登记步骤中，所述校正参数是取决于超声波的频率的衰减率。
16.根据权利要求12至14中的任一项所述的超声波检查方法，其特征在于，
所述超声波检查方法具有：校正参数显示步骤，使显示装置显示所述检查对象识别符和在所述加载步骤中加载的校正参数。
17.根据权利要求12至14中的任一项所述的超声波检查方法，其特征在于，
所述超声波检查方法具有：参考信号A示波显示步骤，使显示装置对所述校正后的参考信号进行A示波显示。
18.根据权利要求12至14中的任一项所述的超声波检查方法，其特征在于，
所述超声波检查方法具有：
像素值计算步骤，根据所述接收信号的强度计算灰阶图像的像素值；以及
检查图像生成步骤，在执行所述相关运算步骤后，生成包含所述像素值和异常区域的信息的检查图像。
19.根据权利要求12至14中的任一项所述的超声波检查方法，其特征在于，
所述超声波检查方法具有：
互相关信号的计算步骤，计算接收信号和校正后的参考信号的互相关函数信号，来代替相关运算步骤；以及
超声波图像生成步骤，基于所述互相关函数信号的强度生成超声波图像。
20.根据权利要求12至14中的任一项所述的超声波检查方法，其特征在于，
在所述登记步骤中，将不同的多个校正参数与接收信号的测定点坐标关联起来登记到存储部中。
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