CN1977161A - 三维超声检查设备 - Google Patents

Abstract

一种三维超声检查设备包括：用于超声检查的传感装置，包括超声传感器作为换能器，其中多个压电振动器放置成矩阵或阵列；驱动元件选择单元，用于在所述超声换能器中选择和驱动压电振动器来产生超声波；信号检测电路，用于通过从所述接合区域接收反射回波来检测反射回波的电信号；信号处理单元，用于将电信号进行信号处理，通过让所述电信号与所述检查对象的三维成像区域内的网格元素相对应来产生三维成像数据；以及显示处理装置，用于显示来自所述信号处理单元的检测结果和三维图像数据，同时从所述信号处理单元产生的三维成像数据的强度分布检测熔化－固化部分的大小和位置，以及所述接合区域的焊接缺陷的大小和位置。

Description

三维超声检查设备

技术领域

本发明涉及使用超声波对检查对象的内部结构、接合区域的状态和缺陷状态进行无损检查的三维超声检查设备，具体地说，涉及一种三维超声检查设备，它包括用于超声检查的传感装置，将这种三维超声检查设备用作以三维方式将检查对象焊接部分的状态和焊接缺陷的状态进行可视化的超声成像设备。

背景技术

对作为检查对象的板状结构之间接合区域焊接部分的状态和焊接缺陷的状态进行无损检查的一个技术实例是超声测试技术。

作为采用超声测试技术的超声检查设备的一个实例，提供第2003-149213和2004-53360号日本未经审查的专利申请出版物里所描述的一种超声检查设备。

在所述超声检查设备里，将超声换能器，包括布置成矩阵的大量压电振动器用于超声波的产生和检测。对检查对象的焊接部分进行成像处理的时候，让超声换能器的压电振动器产生的超声波入射到焊接部分，这个焊接部分是检查对象的接合区域，焊接部分反射的超声波的反射回波由超声换能器接收，通过信号检测电路将与收到的反射回波相对应的电信号发送给信号处理单元，回波信号在信号处理单元中进行并行算术处理。在超声检查设备里，将经过图像处理得到的焊接部分的超声图像显示在显示装置上，通过超声图像的视觉检查，检查焊接部分和焊接缺陷的状态，而不会造成破坏。

在公知的超声检查设备里，通过用超声波照射检查对象的焊接部分，对反射回波进行成像处理，在显示装置上显示超声图像，并且通过视觉观察来检验显示出来的焊接部分的图像，从而检查焊接部分和焊接缺陷的状态，而不会造成破坏(以一种无损方式)。

具体地说，如同第11-326287号日本未经审查的专利申请出版物所描述的一样，当板状结构是检查对象，并且两个板状结构重叠，通过点焊接合在一起的时候，通过使用超声检查设备以一种无损方式检查两个板状结构之间的焊接部分和焊接缺陷的状态，能够检查焊接部分是否存在熔化-固化部分，是否存在砂眼这样的焊接缺陷，以及焊接缺陷的状态。

此外，从第6-265529号日本未经审查的专利申请出版物可知，检查对象的焊接部分的键合(bonding)强度取决于熔化-固化部分的大小，在其接合区域和其内侧形成的熔化-固化部分之间的边界，可以从检查对象接合区域底部反射回波的强度分布曲线的拐点获得。

在公知的超声检查设备里，具有多种不同声学特性的检查对象层结构，以及检查对象的缺陷、空隙和焊接部分的剥落，可以通过超声波看到，通过观看显示装置上显示的焊接部分的超声图像来进行检验。但是，由于已经通过观看检验了二维超声图像，因此因为各检验员之间的观点差别，发生了检验结果的差别，同时很难在三维中正确、准确地定量检查检查对象焊接部分的位置关系。换句话说，公知的超声检查设备存在以下问题。

1.由于检查对象的内部检查是通过观察利用成像处理形成的超声图像进行的，因此很难以高准确度客观、定量地检查焊接部分的状态和焊接缺陷的状态。

2.从对检查对象的内侧进行成像处理获得的超声图像中显示的，表示焊接部分状态和焊接缺陷状态的信息，很难定量、准确地自动确定是否存在异常。

此外，在一个更具体的实例中，在公知的超声检查设备里，作为用于超声检查的传感装置(超声传感器)，使用包括压电元件布置成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的超声换能器，并且通过利用螺栓将匹配靴(shoe)材料紧固和固定到超声传感器的发射和接收表面，同时让匹配靴材料与检查对象紧密接触，来让超声波入射到检查对象上，其中的匹配靴材料是一种声波传播液体介质。

进入检查对象的一部分超声波被检查对象的内部缺陷和界面反射，成为反射回波，通过利用超声传感器接收反射回波，振动超声传感器的每个压电元件，并且处理所产生的电信号，对检查对象的内侧进行三维成像。

此外，当超声传感器和检查对象之间存在空气层的时候，超声波不能传播，因此在超声传感器和匹配靴材料之间，以及匹配靴材料和检查对象之间涂敷或者放入用于超声波声学匹配的耦合剂。使用具有低挥发性的凝胶液体或固体作为耦合剂。在涂敷或放入耦合剂的部分容易因为温度差等等而存在气泡，因此在利用超声检查设备检查对象之前，需要确认是否存在气泡。发现气泡的时候，去掉匹配靴材料，重新将耦合剂涂敷在匹配靴材料上。

在这种超声检查设备里，容易有气泡进入超声传感器和匹配靴材料之间，因此每次有气泡进入的时候，都需要通过去掉螺栓来从超声传感器去掉匹配靴材料，并且重新将耦合剂涂敷于匹配靴材料上。

此外，在检查对象表面不平坦的时候，仅仅使用耦合剂填充间隙，很难让匹配靴材料与检查对象紧密接触。

在超声检查设备里，当超声传感器和检查对象之间存在气泡，因而在它们之间存在间隙的时候，由于从超声传感器发射的超声波很难顺利地进入检查对象，也不能顺利地接收反射回波，因此超声波和反射回波都不能正常地传播，产生检测性能下降的问题，同时对检查对象内侧的三维成像处理不能正确、顺利地进行。

发明内容

本发明是基于上述考虑做出的，本发明的目的是提供能够以无损方式准确、正确地对检查对象进行三维内部检查的三维超声检查设备，通过内部检查定量、自动地确定是否存在异常。

本发明的另一个目的是提供一种三维超声检查设备，通过检测矩阵或阵列中布置的每个压电振动器发射的超声波从检查对象的反射回波，这种设备能够快速地获得熔化-固化部分，固相(冠状键合)以及接合区域的焊接缺陷的大小和位置，作为高分辨率的超声测试图像，并且将它们进行信号处理。

本发明的另一个目的是提供一种三维超声检查设备，通过基于适当熔化状态的超声测试图像，关于被检查的超声测试图像验证储存可接受程度判据的模式图像的数据库，这种设备能够快速、定量、稳定地确定可接受程度。

本发明的另一个目的是提供一种用于超声检查的传感装置，并且提供包括这种用于超声检查的传感装置的三维超声检查设备，通过正确和顺利地传播超声波和反射波，并且正确、准确地对检查对象的内部进行三维成像处理，这种装置能够提高检测性能。

本发明的再一个目的是提供一种用于超声检查的传感装置，并且提供包括这种用于超声检查的传感装置的三维超声检查设备，这种装置允许简单、容易地将匹配靴装置以可拆卸的方式附着到超声传感器上去以及从上面拆下来，并且能够缩短操作时间，快速、有效地进行超声测试。

一方面，本发明的上述目的可以通过提供一种三维超声检查设备来实现，这种设备包括：

传感装置，用于超声检查，该传感装置包括作为超声传感器的换能器，该换能器具有布置成矩阵或阵列的多个压电振动器；

驱动元件选择单元，用于从构成所述超声换能器的所述多个压电振动器顺序地选择压电振动器来产生超声波；

信号检测电路，用于让所述驱动元件选择单元选择的所述压电振动器产生的超声波通过声波传播介质传播，进入检查对象的接合区域，以便从所述接合区域接收反射回波，并且用于检测与来自所述接合区域的反射回波相对应的电信号；

信号处理单元，用于将所述信号检测电路检测到的所述电信号进行信号处理，通过让所述电信号与网格元素相对应来产生三维成像数据，其中的网格元素是在所述检查对象内侧设置的三维成像区域里划分的；以及

显示处理装置，用于显示来自所述信号处理单元的所述检测结果和三维图像数据，同时从所述信号处理单元产生的所述三维成像数据的强度分布检测熔化-固化部分的大小和位置，以及所述接合区域的焊接缺陷的大小和位置。

在这一方面，所述显示处理装置可以包括：

底部数据处理单元，用于从所述信号处理单元产生的所述检查对象接合区域的底的三维成像数据的强度分布，检测熔化-固化部分的大小；

中间部分数据处理单元，用于从所述检查对象中间接合区域三维成像数据的强度分布，检测所述接合区域的熔化缺陷存在还是不存在及其大小；

确定单元，用于通过将所述底部数据处理单元获得的检测结果与所述中间部分数据处理单元获得的检测结果进行比较，确定所述检查对象的可接受程度；以及

显示单元，用于显示所述底部数据处理单元、所述中间部分数据处理单元和所述确定单元获得的结果，并且显示所述信号处理单元产生的三维成像数据。

此外，在这个方面的优选实施例中，所述显示处理装置的中间部分数据处理单元包括：

中间检测单元，用于通过从所述信号处理单元产生的三维成像数据提取所述检查对象接合区域中间部分的三维成像数据，产生中间接合面的透射平面图像，并且用于测量板厚；以及

中心位置/接合区域测量单元，用于测量所述中间接合区域的中心位置，所述接合区域的大小和位置，以及砂眼这种焊接缺陷的大小和位置。

所述显示处理装置的底部数据处理单元包括：

底检测单元，用于通过从所述信号处理单元产生的三维成像数据提取所述检查对象的底的三维成像数据，产生透射平面图像；以及

熔化-固化部分检测单元，用于从所述底检测单元产生的透射平面图像，以及所述中心位置/接合区域测量单元确定的中心位置，测量所述熔化-固化部分的大小和位置。

所述显示处理装置可以包括：

确定单元，用于通过将接受标准与所述底数据处理单元的熔化-固化部分检测单元获得的熔化-固化部分的大小和位置进行比较，进行可接受程度确定，其中所述接受标准是从所述中间部分数据处理单元的中间检测部分获得的所述检查对象的板厚获得的；以及

显示单元，用于显示所述底数据处理单元的中心位置/接合区域确定单元获得的所述接合区域的状态，与所述确定单元获得的所述熔化-固化部分的状态进行比较的确定结果，并且显示所述信号处理单元处产生的三维成像数据。

所述显示处理装置的中间数据处理单元可以包括中间检测单元，该中间检测单元包括：

表面/中间位置检测单元，用于从所述信号处理单元产生的三维成像数据检测所述表面位置和所述接合区域位置；

板厚测量单元，用于从所述表面/中间位置检测单元产生的表面位置和所述接合区域位置的数据测量板厚；以及

中间位置平面表面图像生成单元，用于从所述表面/中间位置检测单元获得的中间位置数据，以及所述信号处理单元产生的三维成像数据，产生所述中间位置的透射平面表面图像。

所述显示处理装置的中间部分数据处理单元可以包括中心位置/接合区域测量单元，该中心位置/接合区域测量单元包括：

接合区域轮廓确定单元，用于从所述中间检测单元产生的所述中间位置透射平面图像确定所述接合区域的轮廓；

中心位置确定单元，用于从所述接合区域轮廓确定单元获得的所述接合区域的轮廓数据，确定所述接合区域的中心位置；以及

接合区域测量单元，用于从所述接合区域轮廓确定单元获得的所述接合区域的轮廓数据，测量所述接合区域的大小。

所述显示处理装置的底部数据处理单元包括底检测单元，该底检测单元包括：

凹痕部分/底位置检测单元，用于从所述信号处理单元产生的所述三维成像数据检测表示所述接合区域的凹痕单元的凹陷位置和所述检查对象的底位置；

接合区域厚度测量单元，用于从所述凹痕部分/底位置检测单元获得的所述凹陷部分/底位置的数据测量所述接合区域的厚度；以及

底位置平面图像生成单元，用于从所述凹痕部分/底位置检测单元获得的凹陷部分/底位置的数据，以及所述信号处理单元产生的所述三维成像数据，产生底位置透射平面图像。

所述显示处理装置的底部数据处理单元包括熔化-固化部分检测单元，该熔化-固化部分检测单元包括：

强度分布生成单元，用于从底检测单元产生的底位置透射平面图像，产生所述中间部分数据处理单元的中心位置/接合区域测量单元获得的所述接合区域的中心位置的超声波强度分布图像；

平滑处理单元，用于将所述强度分布生成单元产生的所述超声波强度分布图像进行平滑处理；

一次差分处理单元，用于将平滑过的所述底位置透射平面图像在从外侧到中心位置的方向上进行一次差分；

二次差分处理单元，用于将在所述一次差分处理单元中进行过一次差分的所述底位置透射平面图像，在从所述熔化-固化部分的外侧到中心位置的方向上进行二次差分；

熔化-固化部分识别单元，用于从进行过二次差分的所述底位置透射平面图像的拐点数据，识别所述接合区域的熔化-固化部分；以及

熔化-固化部分测量单元，用于从所述熔化-固化部分识别单元识别出来的所述熔化-固化部分数据，测量所述熔化-固化部分的大小。

所述显示处理装置可以包括确定单元，用于确定所述接合区域的接合状态的可接受程度，该确定单元包括：

接受标准生成单元，用于从所述中间部分数据处理单元的中心位置/接合区域测量单元测量得到的板厚t计算所述熔化-固化部分需要的大小；以及

可接受程度确定单元，用于将接受标准生成单元产生的所述熔化-固化部分需要的大小与所述底部数据处理单元的熔化-固化部分检测单元测量得到的所述熔化-固化部分的大小进行比较，确定所述接合区域的接合状态的可接受程度。

所述用于超声检查的传感装置可以包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；以及

匹配靴部件，用于保持在所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质，

该匹配靴部件包括：管状附件，用于通过螺纹连接能够自由地附着到所述超声传感器上以及从所述超声传感器上拆卸下来；保持帽，用于和所述附件一起紧固覆盖所述附件顶端开口的薄膜；以及声波传播液体介质，用于填充所述管状附件，以及

所述薄膜具有从所述保持帽的开口鼓出的结构并且具有柔性。

所述声波传播液体介质可以是水，所述薄膜的厚度等于或小于通过所述薄膜传播的超声波的波长λ的四分之一。

所述用于超声检查的传感装置可以包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

柔性匹配靴部件，在所述超声传感器的传感表面一侧提供；以及

传感器位置调整部件，用于包含所述柔性匹配靴部件并保持所述超声传感器，从而相对于所述检查对象进退。

所述柔性匹配靴部件可以包括具有优良超声波传播特性的柔软的匹配靴部件，例如硅橡胶，并且所述传感器位置调整部件包括保持框，用于至少在所述超声传感器附近三个点处通过螺纹连接保持所述超声传感器以及支撑/调整连接到所述保持框的螺栓，所述超声传感器的位置是通过绕螺栓杆线转动支撑/调整螺栓加以调整的。

所述用于超声检查的传感装置可以包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

匹配靴部件，用于保持在所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质；以及

传感器夹具，具有供应超声波传播液体介质给所述匹配靴部件的介质容器。

用于保持液体介质的所述匹配靴部件可以包括：海绵状或多孔柔性匹配靴部件；以及超声波传播液体介质，通过自由地从所述液体介质容器倒入所述匹配靴部件，蓄积和保持在所述匹配靴部件里。

在容器顶部配备通气阀的时候，该容器可以包括覆盖所述柔性匹配靴部件的外围侧表面的管套状或裙状箱子导套。

所述用于超声检查的传感装置可以包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成用于发射和接收超声波的多个压电元件；以及

水箱型匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧，

所述匹配靴部件包括用于所述超声波传播液体介质的容器，该容器由在所述箱子顶部保持所述超声传感器的箱子构成，并且所述检查对象被放置成以一种液密方式覆盖所述箱子的底开口。

所述水箱型匹配靴部件可以包括：循环型液体介质供应部件，用于循环所述箱子内的超声波传播液体介质；以及通气阀，用于从所述箱子的顶部一侧通气。

所述用于超声检查的传感装置可以包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧上；以及

一触式附着部件，用于通过一触以可拆卸的方式将所述超声传感器附着到所述超声传感器，其中通过所述一触式附着部件将所述匹配靴部件与所述超声传感器紧密接触，并且保持与所述超声传感器相对。

另一方面，本发明提供一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件，以及

匹配靴部件，用于保持在所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质，

其中所述匹配靴部件包括：管状附件，用于通过螺纹连接能够自由地安装到所述超声传感器上以及从所述超声传感器上拆卸下来；保持帽，用于与所述附件一起紧固覆盖所述附件的顶端开口的薄膜；以及声波传播液体介质，该介质填充所述管状附件，所述薄膜具有从所述保持帽的开口鼓出的结构并且具有柔性。

再一方面，本发明提供一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

柔性匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧上；以及

传感器位置调整部件，用于包含所述柔性匹配靴部件，并且用于保持所述超声传感器，从而相对于所述检查对象进退。

另一方面，本发明提供一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

匹配靴部件，用于保持所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质；以及

传感器夹具，具有供应超声波传播液体介质给所述匹配靴部件的介质容器。

另一方面，本发明提供一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成用于发射和接收超声波的多个压电元件；以及

水箱型匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧，

包括用于所述超声波传播液体介质的容器的所述匹配靴部件是由箱子构成的，该箱子将所述超声传感器保持在所述箱子的顶部，并且将所述检查对象放置成以液密方式覆盖所述箱子的底开口。

再一方面，本发明提供一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，其中用于发射和接收超声波的多个压电元件排列成矩阵或阵列；

匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧上；以及

一触式附着部件，通过一触以可拆卸的方式附着到所述超声传感器，

其中通过所述一触式附着部件将所述匹配靴装置与所述超声传感器紧密接触，并且保持与所述超声传感器相对。

根据本发明上面提到的方面，通过使用所述三维检查设备，能够以无损方式，快速、准确和正确地对检查对象的接合区域进行内部检查，并且通过定量、准确的内部检查，检查是否存在异常来进行自动检验，其中的异常指的是熔化-固化部分的大小和位置以及熔化缺陷的异常。

此外，由于超声换能器中包括布置成矩阵或阵列的压电振动器，因此通过顺序地激活每个压电振动器来产生超声波，然后检测检查对象的接合区域反射的反射回波，并且将它们进行信号处理，能够快速地获得熔化-固化部分、固相焊接部分和接合区域的焊接缺陷的大小和位置，作为高分辨超声诊断图像。

此外，通过使用适当焊接状态中超声裂纹图像储存可接受程度确定模式作为标准，将检测到的检查对象的超声裂纹图像与储存的标准的超声裂纹图像进行比较，能够快速、自动和定量地进行稳定的可接受程度确定。

另外，由于通过从作为换能器的超声传感器顺利地发射和接收超声波，用于超声检查的传感装置能够正确有效地检测反射回波(其中的超声传感器使用用于超声检查的传感装置排列了发射和接收超声波的多个压电元件)，能够提高检测性能和检测准确度，并且通过准确地检测反射回波的电信号，能够对对象的内部进行高分辨和高准确度的三维成像处理，因此能够对检查对象的内部进行正确、准确和有效的无损超声检查。

更进一步，由于通过使用用于超声检查的传感装置，因此能够简单、容易地去掉和附着作为换能器(其中排列了用于发射和接收超声波的多个压电原件)的超声传感器的匹配靴部件，同时减少了工作小时数，即使检查对象具有弯曲的表面，作为换能器的超声传感器也能够正确、顺利地与检查对象紧密接触，从而进行快速、准确的超声检查。

附图说明

图1是说明本发明中三维超声检查设备一个实施例的整体结构图；

图2是说明配备给本发明中三维超声检查设备的信号处理单元的结构的框图；

图3是说明配备给本发明中三维超声检查设备的显示处理装置中数据处理之间关系的框图；

图4是说明图3所示显示处理装置中中间检测单元的数据处理的框图；

图5是说明图3所示显示处理装置中中心位置/接合区域测量单元的数据处理的框图；

图6是说明图3所示显示处理装置中底检测单元的数据处理的框图；

图7是说明图3所示显示处理装置中熔化凝结区域检测单元的数据处理的框图；

图8说明要检查的区域的熔化-固化部分检测的概念，这个部分是检查对象的接合区域；

图9是说明图3所示显示处理装置中可接受程度确定单元的数据处理的框图；

图10是说明本发明中传感装置第一实施例的原理结构图，该传感装置用于三维超声检查设备的超声检查；

图11是说明本发明中用于超声检查的传感装置的第二实施例的原理结构图；

图12是说明本发明中用于超声检查的传感装置的第三实施例的原理结构图；

图13是说明本发明中用于超声检查的传感装置的第四实施例的原理结构图；

图14是说明本发明中用于超声检查的传感装置的第五实施例的原理结构图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明中三维超声检查设备的实施例。

图1是说明本发明中三维超声检查设备一个实施例的结构图。

三维超声检查设备10包括：用于超声检查的传感装置100(将在下面描述它的细节)，包括换能器11作为超声传感器，该换能器11使得超声振动转换成电信号，以及电信号转换成超声振动，并且发射和接收具有所需频率的超声波；信号生成单元12，用于产生驱动信号来驱动超声换能器11；驱动元件选择单元13，用于通过选择信号生成单元12的驱动信号，有选择地驱动超声换能器11的压电振动器；信号检测电路16，用于将超声换能器11产生的超声波辐射到焊接区15，这个焊接区15是检查对象14的接合区域，然后通过超声换能器11检测来自焊接区15的反射回波的信号；信号处理单元17，用于将与信号检测电路16检测到的反射回波相对应的电信号进行并行算术处理来产生三维(3D)超声图像；以及显示处理装置18，通过将超声测试图像在信号处理单元17中进行进一步处理，来获得高分辨率三维超声测试图像，然后通过自动和准确地确定内部结构和接合区域15的状态以及焊接缺陷16的状态，用于显示确定结果。

超声换能器11具有一种结构，其中将大量压电振动器20对准和排列成具有m行和n列的矩阵，从而构成矩阵传感器，该矩阵传感器是用于超声检查的传感装置100。

信号生成单元12产生的驱动信号由驱动元件选择单元13选择，并且将该信号应用于超声换能器11的每个压电振动器20mn。通过驱动元件选择单元13的选择，按照需要的驱动时序，压电振动器20mn可以单个驱动，也可以成组驱动。除了布置成矩阵以外，还可以将每个压电振动器20排列成一行或者十字线，从而构成阵列传感器。

用液体或固体声波传播介质23紧密接触用于发射和接收超声波的表面，这个表面是超声换能器11的传感表面，具体地说，也就是检查对象14那一侧。在声波传播介质23和检查对象14之间提供用于超声波的声学匹配的耦合剂24。将液体，例如水，用作声波传播介质23的时候，不需要耦合剂。

此外，当声波传播介质23具有盒子的形状的时候，按照接合区域15的大小形成这个盒子的开口的区域，这个开口区域是检查对象14的检查区域(目标区域)，声波传播介质23的高度由压电振动器20产生的超声波的振动角(扩展角)决定。

作为检查对象14，考虑例如用点焊接合在一起的两个板状结构14a和14b，要利用超声波通过三维超声检查设备10以无损方式对结构14a和14b的点焊区域进行内部检查。作为检查对象14，可以使用通过将它们叠放起来焊接的三个或多个板状结构的对象。检查对象14可以是金属材料或树脂材料。

通过叠放和点焊接合两个板状结构14a和14b的时候，通过焊接电极在板状结构14的接合区域的外表面上形成凹陷部分(concavepotion)25成为凹痕部分(dent potion)。这样，接合区域15的厚度T小于接合区域15周围的非接合区域26的厚度，差别为凹陷部分25的形成量。

在图1中，标号27表示接合区域25的熔化-固化部分，标号28表示接合区域15中存在的焊接缺陷，比如砂眼。

与此同时，为了通过激励压电振动器20的压电基片来产生超声波，用于提供驱动信号给超声换能器11的信号生成单元12产生脉冲式或连续的驱动信号。对于所产生的驱动信号，选择要由驱动元件选择单元13驱动的压电振动器20mn，并且在需要的时刻将驱动信号提供给被选中的压电振动器20mn。由于驱动元件选择单元13顺序地选择要在需要的时刻驱动的一个或多个压电振动器20，因此，将来自信号生成单元12的驱动信号提供给被选中的压电振动器20的时候，驱动压电振动器20，从而产生具有所需频率的超声波U。

超声换能器11的压电振动器20mn顺序产生的超声波经过声波传播介质23，通过耦合剂24进入检查对象14，到达检查对象14的检查区域15(非接合区域26、熔化-固化部分27、砂眼这样的焊接缺陷部分28和底29)，并且在边界层反射。

从检查对象14的底9、非接合区域26、熔化-固化部分27、象砂眼这样的焊接缺陷部分28的边界层反射回来的回波通过声波传播介质23从检查对象14输入用于超声检查的传感装置100。在用于超声检查的传感装置100里，将每个反射回波以不同的时间滞后输入用作矩阵传感器的超声换能器11的压电振动器20。输入压电振动器20的反射回波被转换成电信号，输入信号检测电路16，在信号检测电路16中检测对应的压电振动器20的每个反射回波电信号。

在三维超声检查设备10中，将驱动信号施加给超声换能器11的压电振动器20中，驱动元件选择单元13选择的压电振动器20mn的时候，压电振动器20mn产生超声波U。通过声波传播介质23和耦合剂24(如果需要)将超声波U辐射到检查区域，这个检查区域是检查对象14的接合区域15。辐射到检查对象14的检查区域15的超声波U的一些部分从检查区域15的密度边界层反射，并被反射成为回波。通过耦合剂24和声波传播介质23，具有不同时间滞后的反射回波被矩阵传感器(超声换能器11)的压电振动器20收到，作为通过压电振动器20进行的压电转换获得的与反射回波对应的电信号发送给信号检测电路16，并且进行检测。

在超声换能器11中，由于在需要的时刻压电振动器20mn被驱动信号选择单元13顺序提供的驱动信号顺序驱动，因此二维方式的矩阵传感器11收到压电振动器20mn产生的超声波的反射回波。m行和n列压电振动器20mn，例如100个(10×10)压电振动器20mn，布置成一个矩阵的时候，如果通过驱动元件选择单元13将驱动信号顺序地提供给压电振动器20mn，超声换能器11被配置成使压电振动器20mn在将驱动信号顺序提供给压电振动器20mn的时刻顺序产生超声波U，压电振动器20mn顺序产生的超声波的反射回波被矩阵传感器11顺序收到，并且每次收到反射回波的时候，将与反射回波对应的电信号发送给信号检测电路16，其中的反射回波是收到的信号。

因此，在信号检测电路16中，通过超声换能器11的工作，布置成矩阵的各个压电振动器20mn所产生的超声波的反射回波被二维方式的矩阵传感器11收到。矩阵传感器11接收与各个压电振动器20mn产生的超声波相对应的反射回波，将与收到的反射回波对应的电信号发送给信号检测电路16，并且通过信号检测电路16发送给信号处理单元17。

信号检测电路16具有检测矩阵传感器11产生的与反射回波相对应的电信号的功能。在被检测的信号中，将检查所需要的多个信号的每一个提供给信号处理单元17中的放大器31a、31b、……、31i之一。

放大器31a、31b、……、31i具有放大与反射回波对应的所提供的电信号，并且将放大后的电信号分别提供给模数转换器32a、32b、……、32i的功能。模数转换器32a、32b、……、32i具有将提供的电信号进行模数转换，并且将转换过的电信号分别提供给并行处理器33a、33b、……、33i的功能。

信号处理单元17中的并行处理器33具有将模数转换器32a、32b、……、32i提供的数字信号进行并行快速算术处理，并且确定从划分成检查区域(成像区域)的网格元素反射的强度的功能。确定出来的反射强度由三维图像生成单元34合并成三维成像信息(数据)，发送给显示处理装置18。显示处理装置18具有以下功能：在中间部分数据处理单元35和底部数据处理单元36中，将所提供的三维成像数据进行数据处理的同时，在确定单元37中确定检查对象14的检查区域(测量区域)15的可接受程度，并且在显示单元38上显示确定出来的可接受程度结果和三维图像生成单元34提供的三维超声图像作为超声测试图像。

图1所示，上面提到的三维超声检查设备10的信号处理单元17按照图2所示方式配置。

信号处理单元17中包括的并行处理器33具有内部存储器40a、40b、……、40i和相应的算术电路41a、41b、……、41i。三维图像生成单元34具有图像合并处理单元44、边界提取处理单元45、形状数据记忆单元46和表格数据存储单元47，其中的三维图像生成单元34是一个合并的处理器。

内部存储器40a、40b、……、40i分别具有以下功能：暂时保存从模数转换器32a、32b、……、32i提供的模数转换后的信号，以及表格数据存储单元47获得的传播时间数据。算术电路41a、41b、……、41i具有以下功能：确定来自成像区域(检查区域)的网格元素的反射强度，并且让每个网格元素与反射强度相对应。将与网格元素相对应的反射强度提供给三维图像生成单元(合并处理器)34的图像合并处理单元44。

图像合并处理单元44具有通过添加所提供的检查区域每个网格元素的反射强度，产生三维成像数据的功能。将产生的三维(3D)成像数据提供给显示处理装置18。

与此同时，边界提取处理单元45具有从图像合并处理单元44输出的结果提取检查对象14内存在的边界的功能。将关于所提取的边界的信息发送给表格数据存储单元47。

形状数据记忆单元46具有事先记住关于检查对象14的表面形状和边界层结构的信息的功能。如果需要，将记住的信息发送给表格数据存储单元47。

表格数据存储单元47具有通过将超声波传播时间列表，事先储存矩阵传感器11的每一个压电振动器20mn之间的超声波传播时间(或者可以使用等效距离)的功能。如果需要，将储存的超声波传播时间的一部分或全部传递给并行处理器33的内部存储器40a、40b、……、40i。

此外，还可以利用边界提取处理单元45提供的关于检查对象14中被提取的边界的信息，以及关于检查对象14的表面形状或层结构的信息，将表格数据存储单元47中储存的超声波传播时间复位。

通过这种方式，信号处理单元17中的并行处理器33和三维(3D)图像生成单元34具有通过处理从模数转换器32a、32b、……、32i提供的数字信号来产生三维成像数据I用于观看接合区域15的状态的功能。通过让信号检测电路46检测到的，对应于反射回波的，每一个都与检查对象14内设置的三维成像区域的网格元素之一相对应的电信号，利用打开-合成处理来产生三维成像数据。

三维图像生成单元34通过以下方式产生三面(二维)图像：从三个方向去看三维成像数据I，这三个方向是从超声换能器11看过去的正向(X-Y平面)，以及与正向垂直，同时互相垂直的两个方向(Y-Z平面)和(Z-X平面)，同时在三个方向上将三维成像数据I的观看方向上重叠的成像数据的最大数值投影到平面上。将三维图像生成单元34产生的三维成像数据I输出给显示处理装置18。

通过从三维成像数据I的强度分布，提取两个板状结构14a和14b的接合区域15附近中间层区域的透射正面图像，显示处理装置18的中间部分数据处理单元35检测接合区域15的状态。通过从三维成像数据I的强度分布提取底部29的透射正面图像，底部数据处理单元36提取熔化-固化部分27的大小。此外，确定单元37将通过中间部分数据处理单元35和底部数据处理单元36获得的结果进行比较，并且进行确定。显示单元38显示中间部分数据处理单元35、底部数据处理单元36和确定单元37获得的对应比较和确定结果，以及来自三维图像生成单元34的三维成像数据I。

下一步将参考图3描述三维超声检查设备10的显示处理装置18的功能。

显示处理装置18的中间部分数据处理单元35包括中间检测单元50和中心位置/接合区域测量单元51。中间检测单元50从信号处理单元17产生的三维成像数据I提取中间接合区域15的三维成像数据，产生中间接合面的透射平面图像，并且测量板状结构14a的板厚t。更进一步，从中间检测单元50产生的中间接合区域的透射平面图像，中心位置/接合区域测量单元51测量中间接合区域的中心位置，接合区域15的大小和位置，以及砂眼这种焊接缺陷的大小和位置。

与此同时，显示处理装置18的底部数据处理单元36包括底检测单元53和熔化-固化部分检测单元54。底检测单元53从信号处理单元17产生的三维成像数据I产生检查对象14的底29的透射平面图像，并且测量接合区域15的厚度T。此外，熔化-固化部分检测单元54从底检测单元53产生的底29的透射平面图像，以及从中心位置/接合区域测量单元51得到的中间接合区域15的中心位置，测量熔化-固化单元27的大小和位置。

更进一步，显示处理装置18的确定单元37通过以下步骤来进行可接受程度确定：从接合自中间检测单元50的板状结构14a的板厚t计算熔化-固化单元27的最小需要大小；设置熔化-固化单元27的大小的计算出来的可接受标准；以及将从熔化-固化部分检测单元54得到的熔化-固化单元27的大小和位置与所设置的那些可接受标准值进行比较。确定标准可以基于合适状态的超声测试图像，通过数据库中储存的可接受程度确定的模式图像来加以定义。事先在确定单元37的数据库中记住可接受程度确定的模式图像，并将其保存起来。

显示单元38显示中心位置/接合区域测量单元51里使用的中间接合面的透射平面图像，中间接合区域的中心位置以及从透射平面图像测量得到的接合区域15的大小和位置，砂眼这样的焊接缺陷单元28的大小和位置，熔化-固化部分检测单元54中使用的底的透射平面图像，以及熔化-固化单元测量出来的大小和位置与可接受程度标准值和可接受程度确定。

图4说明三维超声检查设备10的显示处理装置18的中间检测单元50的功能。

显示处理装置18的中间检测单元50有一个表面/中间位置检测单元50c，用于检测检查对象的表面和中间位置；板厚测量单元50b，用于测量板状结构14a的板厚t；以及中间位置平面图像生成单元50c，用于形成中间层区域的平面图像。

在信号处理单元17产生的三维成像数据I中，与正面垂直的侧面的成像数据包括具有接合区域15的多个板状检查对象在厚度方向上的信息。通过利用在板状对象不接合的非接合区域里，从矩阵传感器11看过去，来自第一平板的底的反射强度高这一事实，表面中间位置检测单元50a确定板状结构(平板)14a的底，它是接合区域15的中间层位置(厚度方向)。

板厚测量单元50b从表面/中间位置检测单元50a中确定的第一平板的底位置(厚度方向)测量第一平板的厚度t。

中间检测单元50的表面/中间位置检测单元50c从信号处理单元17中产生的三维成像数据1只提取中间层区域正向上的成像数据。由于在中间层区域里存在具有高反射强度的非接合区域26和具有低反射强度的接合区域15，因此非接合区域26和接合区域15之间的边界清晰地呈现为接合区域轮廓的形状。此外，接合区域15内熔化-固化部分27里产生的象砂眼这种焊接缺陷单元28，也出现在中间层部分正向中的成像数据里。

图5说明三维超声检查设备10的显示处理装置18的中心位置/接合区域测量单元51的功能。

接合区域轮廓确定单元51a识别接合区域轮廓的形状的大小和位置作为成像数据，这个轮廓只出现在中间层的正向的成像数据里，是在中间检测单元50里提取出来的，作为反射强度之间的差。与此同时，也将接合区域15内，熔化-固化单元27中产生的砂眼28的形状、大小和位置识别为成像数据。

中心位置确定单元51b从接合区域轮廓确定单元51a识别出来的接合区域15的轮廓数据计算接合区域15的中心位置。

接合区域测量单元51c从接合区域轮廓确定单元51a识别出来的接合区域15的轮廓数据测量接合区域轮廓的形状的大小和位置。另外，由于在接合区域15内的熔化-固化部分27和砂眼这样的焊接缺陷部分28之间存在反射强度差别，因此利用这个差别将熔化-固化部分27和焊接缺陷部分28区分开来。

图6说明三维超声检查设备10的显示处理装置18的底检测单元53的功能。

表面显示装置18的底检测单元53具有凹痕部分/底位置检测单元53a，用于检测检查对象14的凹陷部分(凹痕部分)和底29；接合区域厚度测量单元53b，用于检测接合区域15的厚度T；以及底位置平面图像生成单元53c。

在信号处理单元17产生的三维成像数据I中，与正面垂直的侧面上的成像数据包括具有接合区域15的多个板状检查对象14的厚度方向上的信息。凹痕部分/底位置检测单元53a从最厚部分的反射位置确定多个板状检查对象14整个的底位置。

接合区域厚度测量单元53b从凹痕部分/底位置检测单元53a确定出来的检查对象14的底位置(厚度方向)，测量检查对象14的厚度T。

底位置平面图像生成单元53c只从信号处理单元17产生的三维成像数据I产生底区域的正向上的成像数据。底区域成像数据包括焊接缺陷区域28的信息，比如接合区域15中的熔化-固化部分27的信息。但是，不需要任何行动，并且虽然接合区域15和砂眼能够从它们的反射强度的差别区分出来，但是对于熔化-固化部分27中的砂眼来说因为它们的反射强度之间的差别很小，因此不能区分接合区域15和熔化-固化部分27。

图7说明三维超声检查设备10的显示处理装置18的熔化-固化部分检测单元54的功能。

显示处理装置18的熔化-固化部分检测单元54包括：强度分布生成单元54a，用于产生检查对象14的底位置的超声波强度分布图像；平滑处理单元54b，用于将超声波强度分布图像数据进行平滑处理；一次差分(一次微分)处理单元54c，用于将进行了平滑处理的接合区域15的底位置透射平面图像进行(一次)差分处理；二次差分(二次微分)处理单元54d，用于将经过了差分处理的接合区域15的底位置透射平面图像进行差分处理(二次差分处理，或者二次微分处理)；熔化-固化部分指定单元54e，用于指定接合区域15的熔化-固化部分27；熔化固化部分指定单元54e，用于指定熔化-固化部分27，以测量熔化-固化部分27的大小和位置；以及熔化-固化部分测量单元54f，用于测量熔化-固化部分27的大小和位置。

熔化-固化部分检测单元54的强度分布生成单元54a从底检测单元53产生的底位置透射平面图像以及从中心位置/接合区域测量单元51得到的接合区域15的中心位置，产生底位置的超声波强度分布图像，包括接合区域15的中心位置信息。

熔化-固化部分检测单元54的平滑处理单元54b将超声波强度分布图像数据进行平滑处理，以便去除强度分布生成单元54a产生的超声波强度分布图像数据中包括的噪声。

经过平滑处理部分单元54b进行了平滑处理的底区域成像数据包括焊接缺陷区域28的信息，比如关于接合区域15中的熔化-焊接部分27和熔化-焊接部分27中的砂眼的信息。虽然没有任何测量就能够从接合区域15和砂眼区域28的反射强度之差确定它们之间的边界，但是因为接合区域15和熔化-焊接部分27反射强度的差别很小，因此无法确定它们之间的边界。

但是，如图8所示，在从接合区域15的外侧向中心位置看过去的方向上，接合区域内接合区域15和熔化-固化部分27之间的边界呈现为底位置透射平面图像的反射回波强度的拐点P，该图像经过了平滑处理单元54b的平滑处理。因此，在一次差分(一次微分)处理单元54c中，将经过了平滑处理单元54b的平滑处理的接合区域15的底位置透射平面图像，在从外侧到中心位置的方向上进行一次差分(一次微分)处理，并且类似地在二次差分(二次微分)处理单元54d中将接合区域15的底位置透射平面图像进行二次差分(二次微分)处理的时候，能够获得底位置透射平面图像的拐点P的成像数据。

熔化-固化部分指定单元54e从底位置透射平面图像的拐点P的成像数据找出熔化-固化部分27，它是点焊中叫做熔核的一个区域，其中的底位置透射平面图像是在二次差分(二次微分)处理单元54d中获得的。虽然拐点P的成像数据是说明熔化-固化部分27的轮廓的连续曲线，但是实际上，有时只能获得不连续的曲线数据。只能获得不连续的曲线数据的时候，利用从强度分布生成单元54a里中心位置/接合区域测量单元51得到的接合区域15的中心位置数据，通过计算，能够从不连续的曲线数据和中心位置数据获得说明熔化-固化部分27的轮廓的连续曲线。

熔化-固化部分测量单元54f从熔化-固化部分指定单元54e获得的熔化-固化部分27的轮廓数据识别熔化-固化部分27的形状大小和位置，作为图像数据。在熔化-固化部分27的外围形成的热影响层的固相接合区域(熔核)可以通过分析接合区域15和熔化-固化部分27，通过算术处理来获得。

图9说明三维超声检查设备10中显示处理装置18里确定单元37的功能。

显示处理装置18的确定单元37包括接受标准生成单元37a和可接受程度确定单元37b。

确定单元37的接受标准生成单元37a从中心位置/接合区域测量单元51获得的板厚t计算熔化-固化部分27所需要的最小尺寸。

可接受程度确定单元37b通过比较熔化-固化部分27所需要的最小尺寸的大小与熔化-固化部分检测单元54获得的熔化-固化部分27的大小，确定可接受程度，导致自动检验。

下面将描述三维超声检查设备10的工作过程。

为了利用三维超声检查设备10获得接合区域15的超声测试图像，激活是矩阵传感器的超声换能器11，其中的接合区域15是检查对象的检查区域(目标区域)。

超声换能器11一次一个或多个脉冲，并且在所需要的时刻，利用驱动元件选择单元13，顺序地将信号生成单元12产生的脉冲的或连续的驱动信号施加在矩阵压电振动器20上。当压电振动器20被驱动元件选择单元13选中，并且驱动信号(电信号)选择压电振动器20mn的时候，被选择的压电振动器20mn进行压电变换，产生具有所需频率的超声波。

压电振动器20mn产生的超声波U通过具有所需扩展的声波传播液体介质23进入检查对象14的检查区域(接合区域)15。进入检查对象14的检查区域15的超声波U顺序地到达对象14里面具有不同密度的边界层，并且在平面内辐射。在对象14内平面(二维)辐射的超声波的一部分在边界层反射，反射波作为反射回波通过声波传播液体介质23进入矩阵传感器11，并且进入压电振动器20。

反射回波进入的压电振动器20充当压电换能元件，并且根据反射回波的幅度将电信号输出给信号检测电路16。由于将大量的压电振动器20mn提供给构成矩阵传感器11的超声换能器11，因此压电振动器20mn顺序产生的具有不同振动位置，在对象14的接合区域(检查区域)顺序反射的超声波，进入矩阵传感器11作为反射回波，并且作为反射回波的电信号，从矩阵传感器11的压电振动器20顺序地发送给信号检测电路16。

在这以后，发送给信号检测电路16的反射回波的电信号进入信号处理单元17，在信号处理单元17中将反射回波的电信号进行信号处理，并且由并行处理器33产生接合区域15的三维成像数据，这个接合区域15是检查对象和三维图像生成单元34的检查区域。

在这个时候，由于信号处理单元17配备了并行处理器33，并且由并行处理器33对输入信号处理单元17的反射回波的电信号进行并行算术处理，因此能够在短时间内进行快速算术处理。

通过从三个方向去看三维成像数据，并且通过将在看过去的方向上重叠的三维成像数据三个方向每一个方向上的成像数据的最大值数据投影到平面上，三维图像生成单元34产生三面图像，这三个方向是从超声换能器11看过去的正向，以及与正向垂直，并且互相垂直的两个方向。

由于与正向垂直的侧面的成像数据包括具有接合区域15的多个板状检查对象14的厚度方向上的大量信息，并且从换能器11看过去来自第一板状结构14a的底的反射强度在板状对象不接合在一起的非接合区域里很高，因此能够确定板状结构14a的底位置。与此同时，由于在多个板状对象14接合在一起的区域中，超声波的透射率很高，因此能够确定作为具有最高反射强度的区域的多个板状对象14的底单元29的位置。

提取非接合区域26的底成像数据的时候，由于接合区域15和非接合区域26之间反射强度之差很大，因此接合区域15和非接合区域26之间的边界清楚地呈现为接合区域轮廓的形状，其中的非接合区域26的底成像数据只是在中间层部分的正向上的成像数据。从这个接合区域轮廓数据，能够确定多个板状检查对象14的中间层部分里接合区域15的状态，这个状态是接合区域的大小和中心位置。此外，由于在接合区域15内熔化-固化部分27中产生的砂眼一样的焊接缺陷部分28也出现在中间层部分正向的成像数据中，因此能够确定焊接缺陷部分28的大小和位置。

从三维成像数据提取多个板状检查对象14的全部的底29的成像数据时，因为接合区域15中接合状态之间的差别，反射回波的强度分布，其中的成像数据只是底部正向的成像数据。

虽然接合区域15的键合强度取决于接合区域15中存在的熔化-固化单元27的大小，但是已经知道通过板状对象14的底部29的反射强度分布的拐点P，能够确定接合区域15中产生的仅仅接合区域15和熔化-固化部分27之间的边界。

因此，从理论上讲，由于通过将板状对象14的底部29的反射强度分布，在从熔化-固化部分27到中心位置的方向上进行两次差分处理，计算出反射强度的拐点27，能够获得接合区域15中熔化-固化部分27的轮廓数据，因此能够测量熔化-固化部分27的大小和位置。

但是，实际上，在一些情况下，只能获得非连续轮廓数据，在一些情况下，熔化-固化部分27的大小不能以获得的连续部分的特定量和位置测量出来。

但是，认为接合区域15的中心和熔化-固化部分27的中心互相一致。

在这种三维超声波检查设备10中，由于接合区域15的中心位置是从多个板状检查对象14的中间层部分里接合区域15的大小测量出来的，因此，即使熔化-固化部分27的轮廓数据是部分不连续数据，仍然能够通过使用中心位置从不连续轮廓数据计算连续轮廓数据来测量熔化-固化部分27的大小。

由于接合区域15的键合强度取决于接合区域15中存在的熔化-固化部分27的大小，因此多个板状接合区域15所需要的最小键合强度等于熔化-固化部分27所需要的最小大小。

与此同时，由检查对象14的板状结构14a的板厚t定义多个板状接合区域15所需要的最小键合强度，这个强度是熔化-固化部分27所需要的最小大小。

因此，通过比较从板状结构14a的板厚t计算出来的熔化-固化部分27的大小，能够确定检查对象14的多个接合区域15是否满足需要的最小键合强度，它是一个平板，并且作为检查对象14的测量结果获得的熔化-固化部分27的大小。

另外，本发明的三维超声波检查设备不限于上面描述的实施例，还可以考虑其它各种变形。

三维超声波检查设备的一个实施例采用这样一种结构，其中信号处理单元17和显示处理装置18都包括在所使用的三维超声波检查设备10中。但是，可以通过使用独立的计算机来提供三维超声波检查设备。此外，可以通过将信号处理单元17的三维图像生成单元34移到显示处理装置18中来包括它。

计算机具有执行本实施例中每一处理的功能，并且可以具有任意结构，例如由个人计算机这样的装置组成的计算机设备，或者多个计算机设备连接成网络的计算机系统。此外，计算机不限于个人计算机，可以包括在通信装置和信息处理装置中的算术处理装置，还可以包括微型计算机，并且它是通过程序实现本发明的功能的装置和设备的通用术语。

此外，显示处理装置18的内部结构可以用软件提供。软件可以是计算机可读存储器介质中的存储器，例如软盘，也可以是网络上传递的类型，比如在LAN或互联网上传递的类型，作为软件(程序)单体。在这种情况下，通过读出存储器介质中记住的软件(程序)，并且通过从LAN或互联网的一个地方(服务器)下载这一软件(程序)，安装在硬盘上，就能够在计算机中进行处理。

换句话说，对于本发明中的软件(程序)，不限于独立于计算机的存储器介质中记住的那些，可以包括通过传送介质，例如LAN或者互联网，分发的类型。

另外，对于程序，如果在存储器、软盘、硬盘、光盘(CD-ROM、CD-R、DVD等等)、磁光盘(MO等等)，以及计算机可读方式的半导体存储器这样的存储器介质里记住，那么它的语言格式和存储器格式可以是自由的。

此外，基于计算机中安装的程序的指令，用于实现本实施例的每一处理的一部分可以用MW(中间件)等等实现，比如用OS(操作系统)、数据库管理软件、网络软件实现。

此外，对于存储器介质，不限于独立于计算机的介质，可以包括下载并记住或者临时记住了LAN或者互联网等等发送的程序的存储器介质。此外，存储器介质不限于一个，并且如果本实施例中的处理是使用多个介质进行的，那么也可以将介质包括在本实施例中的存储器介质里，介质的结构可以采用任意结构。

根据这种三维超声波检查设备10，能够提供一种三维超声波检查设备，它允许提高通过超声波进行的内部检查的准确度，并且自动检验这一检查。

与此同时，如同在这之前提到过的一样，本发明提供一种传感装置，用于根据具有上面提到的结构和行动，并且如图3所示的三维超声波检查设备，进行超声检查。在这以后，参考图10到14，将描述其实施方案。另外，在以下描述中，将同样或相似的标号添加到与参考图1到9所提到的那些相对应的三维超声波检查设备的部件和元件上去。

首先参考图10描述上面提到的三维超声波检查设备10中使用的用于超声检查的传感装置的第一实施例。

第一实施例中用于超声检查的传感装置100包括超声传感器11，其中排列和放置了发射和接收超声波的大量压电元件20；以及在发射和接收超声波的表面一侧上提供的，用于保持液体介质的匹配靴装置21，这个表面是超声传感器11的传感表面。超声传感器11构成图1到9所代表的实施例中的换能器，并且其中的超声传感器11可以是矩阵传感器，其中大量的压电元件20布置成m行和n列，或者布置成一个阵列传感器，其中多个压电元件20布置成一列或十字形状。

超声传感器11被配置成具有这样的外观：它有圆柱状的固体或圆柱状的空心形状，并且构成匹配靴装置21用于保持液体介质的管状附件140通过螺纹连接连接并合并到超声换能器11，并且通过O环这样的液密装置141保持在液密状态。在图10中，虽然示出了一个实例，其中在内部超声传感器11周围配合管状附件140，但是也可以使用在超声传感器11内侧配合的管状附件140这样的结构。

提供保持帽143，通过螺纹连接，它能够自由地附着到管状附件140的尖侧(tip side)上去并能自由地拆卸下来；并且提供薄膜144，通过液密状态中的保持帽143覆盖管状附件140的尖头开口。在保持帽143中，在帽子的顶端形成暴露出薄膜144的开口，并且薄膜144被管状附件140和保持帽143夹在中间，得到固定和保持。通过紧固保持帽143，薄膜144也由保持帽143的紧固操作所紧固，薄膜144也一起紧固到管状附件140上。

为了将薄膜144附着在液密状态的管状附件140上，让O环这样的液密装置145插入管状附件140和保持帽143之间。可以考虑附着液密装置145的位置的各种变形。通过在上面附着了薄膜144的管状附件140中装载和填充水147作为超声波传播液体介质来构成匹配靴装置21。

用橡胶材料或树脂材料将匹配靴装置21的薄膜144制造成软介质，形成通过薄膜144的超声波的波长λ的四分之一或更薄的膜厚度，例如，在几个微米到几十个微米的数量级上。通过将薄膜144的膜厚度设置成波长λ的四分之一或更薄，例如，几微米或更薄，能够防止因为通过薄膜144透射的超声波的波模式畸变、散射和多次反射而造成检测性能的下降。

通过在液密状态中的管状附件140的一侧和另一侧分别提供超声传感器11和薄膜144，用水填充管状附件140的内侧，构成用于超声检查的传感装置100。

通过螺纹连接并提供保持帽143压住薄膜44以便将它保持在管状附件140上，并且在管状附件140填充水147之前，将超声传感器11的超声波发射和接收表面以及薄膜144保持互相平行，将管状附件140附着在超声波传感器11上构成用于超声检查的传感装置100。

至于用于超声检查的传感装置100的组装程序，通过螺纹连接将管状附件140略微插入超声传感器11，然后在超声传感器11朝下的情况下将管状附件140的内侧填充水147。

下一步，将薄膜144放在管状附件140上，从而覆盖管状附件140的尖端开口，并且将保持帽143盖在上面，通过螺纹连接固定在管状附件140上。通过拧紧保持帽143，在液密状态下将薄膜144夹在保持帽143和管状附件140之间，并紧固在一起。

最后在薄膜144被保持帽143夹住的情况下，将管状附件140拧到超声传感器11中去。通过拧管状附件140，管状附件140中的水压上升，因而薄膜144从保持帽143的开口145鼓出。

由于鼓出效应，即使检查对象14的表面形状不是理想的平面，存在弯曲表面，比如不平的表面，由于薄膜144能够跟随检查对象14的表面形状，因此薄膜144能够有效地与检查对象14的表面接触。

因此，在用于超声检查的传感装置100中，通过在超声传感器11和薄膜144之间填充水147，不需要传统的匹配靴材料和耦合剂。即使检查对象14的检查区域(超声波进入的一部分)的表面不是理想地平坦的，仍然能够通过超声波进行图像处理。

另外，当对象14的检查区域的表面上存在不平坦的时候，可以在对象14和匹配靴装置21的薄膜144之间涂敷具有低挥发性的凝胶耦合剂。

标号148表示连接到超声传感器11的电缆或信号电缆，它具有以下功能：将驱动信号发送到超声传感器11的每个压电元件20上去，并且将超声传感器11收到的反射回波的电信号发送到信号检测电路。

图11说明三维超声波检查设备配备的用于超声检查的传感装置的第二实施例。

在解释图11所示用于超声检查的传感装置100A的时候，将同样的标号添加到与第一实施例中用于超声检查的传感装置100里的那些一样的组件上去，并且省去了对它们的描述。

第二实施例所示的用于超声检查的传感装置100A包括：超声传感器11，其中有大量压电元件20对准和排列成矩阵或阵列；柔性的匹配靴装置150，将它与用于发射和接收超声波的超声传感器11的表面一侧紧密接触；以及传感器位置调整装置151，作为提升装置，用于精细地调整超声传感器11，从而能够相对于检查对象14自由进退。

类似于图10所示的超声换能器，超声传感器11由矩阵传感器或阵列传感器构成。

在超声传感器11的超声发射和接收表面上提供的柔性的匹配靴装置150是由柔软的匹配靴部件152构成的。在柔软的匹配靴部件152的表面上，将低挥发性的凝胶耦合剂涂敷于这一表面和超声传感器11之间，以及这一表面和检查对象14之间。

柔软的匹配靴部件152由软树脂材料形成，例如用硅橡胶和聚苯乙烯形成。用柔软的匹配靴部件152构成柔性的匹配靴部件150的时候，有可能通过使用螺栓等等直接固定柔软的匹配靴部件152。在用于超声检查的传感装置100A中，通过在传感器位置调整装置151中包含是一个保持工具的柔性匹配靴装置150，可以将柔性匹配靴装置150保持在一个不能动的状态，在这种状态下匹配靴的形状保持恒定。

此外，用于让超声传感器11相对于检查对象14进退的传感器位置调整装置151包括保持固定件153，用于从外面保持超声传感器11，还包括长脚螺栓155，利用螺纹连接通过套筒部分154连接到保持固定件153的四个角附近，并且具有保持和调整螺栓的功能。给保持固定件153提供三个或更多的，例如四个，长脚螺栓155。

此外，通过让螺栓头156绕螺栓杆线转动，同时向检查对象14按压长脚螺栓155，并且让保持固定件153保持在它的进退状态，可以让保持固定件153相对于检查对象14以一种能够精细调整的方式进退(升降)。通过将长脚螺栓155连接到驱动马达(没有画出)，各自、全面地控制每个驱动马达的马达驱动，可以自动地控制长脚螺栓155。

对于用于超声检查的传感装置100A，通过绕螺栓杆线转动传感器位置调整装置151的长脚螺栓155，同时向对象14按压长脚螺栓155，能够精细地调整超声传感器11和对象14之间的平行度和距离(间隙)，因此能够调整检查对象14和柔性匹配靴装置152以及超声传感器11和柔性匹配靴装置152之间的粘合性能和粘合区域。

在柔性匹配靴装置150中，可以代替硅橡胶这种柔软匹配靴部件152，使用在用橡胶或树脂做成的薄膜之间填充象水这种液体介质的柔性匹配靴部件。

夹在传感器位置调整装置151的三个或多个(例如四个)长脚螺栓155之间，超声传感器11、对象14和柔性匹配靴装置152得到固定，因此稳定地保持在不可移动的状态，除非受到外力作用。因此，超声传感器11和检查对象14之间的位置关系不变。

由于在图11所示用于超声检查的传感装置100A里，在超声传感器11的超声波发射和接收表面一侧，将柔性匹配靴装置152用作柔性匹配靴装置150，因此即使检查对象14的表面不平(相当弯曲)，也能够让柔软的匹配靴装置152与检查对象14稳定地紧密接触，从而使超声波U稳定和顺利地进入对象14，而不会在柔软的匹配靴装置152和检查对象14之间生成空气层。

图12说明用于超声检查的传感装置的第三实施例。

与参考上面提到的第一和第二实施例中用于超声检查的传感装置所描述的那些相对应的单元、部件之类添加了同样的标号，因此省去了对它们的描述。

第三实施例所示的用于超声检查的传感装置100B包括：超声传感器11，其中有大量压电元件20对准和排列成矩阵或阵列；匹配靴装置，用于蓄积介质(保持液体介质)160，该匹配靴装置在作为传感表面用于发射和接收超声波的超声传感器11的表面一侧保持水，其中的水是一种声波传播液体介质；以及传感器夹具，该传感器夹具配备了水箱161，这个水箱放置在超声传感器11周围，还有一个容器，允许提供水给匹配靴装置，用于蓄积介质160，作为超声波传播液体介质。

用于蓄积介质160的匹配靴装置包括在超声传感器11的传感表面(用于发射和接收超声波的表面)一侧提供的海绵状或多孔柔性匹配靴部件163，匹配靴部件163包括大的蓄积空间，能够在超声传感器11和检查对象14之间蓄积足够量的水(超声波传播液体介质)。

因此，将匹配靴部件163附着在超声传感器11上的时候，匹配靴部件163从支撑部分鼓出来一大块，这个支撑部分是用于在匹配靴部件163和水箱161之间连接到所述对象14的一部分。

此外，支撑匹配靴部件163，从而用环形或套筒形的水箱161包围它。是一个容器的水箱161在其顶部配备了通气阀164，用于排气。水箱161管套一样或裙子一样的箱子导套(tank guide)覆盖海绵状或多孔柔性匹配靴部件163周围的侧面。与超声传感器11一起构造水箱161，通过调整柔性匹配靴装置163中包含的水的盖和通道(overand short)，总是填充水。

通过总是在柔性匹配靴装置163中填充水，能够维持超声波U的良好传播。

此外，由于通过在对象14和柔性匹配靴装置61之间填充提供给柔性匹配靴装置163的水，能够让海绵状或多孔柔性匹配靴装置163与检查对象14的表面的弯曲形状接触，因此超声波能够在对象14内有效地透射，并且能够让对象14的内部缺陷这种边界层反射的超声波的反射回波有效地透射。

为了这一目的，水箱161与匹配靴部件163的顶部连通，因此超声传感器11用于发射和接收超声波的传感表面直接与柔性匹配靴部件162接触。还形成一个附着单元(放置单元)166，用于将保持水箱161的传感器夹具162附着到检查对象14上，从而让柔性匹配靴装置163和对象14互相直接接触。

形成传感器夹具162的附着单元166，从而与超声传感器11用于发射和接收超声波的表面平行，并且该附着单元166的构成使得超声传感器11用于发射和接收超声波的表面以及检查对象14的检查表面互相平行。

下面将描述用于超声检查的传感装置100B的组装程序和效果。

在用于超声检查的传感装置100B中，柔性匹配靴装置163附着到超声传感器11上，并且在让匹配靴部件163突出到检查对象14之前，水充分浸入匹配靴部件163。

将超声传感器11放置在对象14上的时候，柔性匹配靴装置163与对象14的表面形状匹配，因此，匹配靴部件163内的水通过检查对象14和超声传感器11之间填充了水的匹配靴部件163的受压和变形量流向水箱161一侧。

此外，由于水箱161被形成为有一个通道结构从柔性匹配靴装置163向上，因此在超声传感器11和对象14之间的匹配靴部件163里出现的气泡被引导到水箱161。

将超声波引向检查对象14的时候，水箱161里的压力因为进入水箱163里的水和气泡而增大。但是可以通过打开通气阀164来抑制压力的增大。当水箱内侧的压力变得等于大气压力的时候，关闭通气阀164。

由于用于超声检查的传感装置100B在超声传感器11和对象14之间配备了填充水的柔性匹配靴装置163，并且在内部检查中，通过利用填充了的柔性匹配靴装置163保持的水进行超声波检查，用超声波对对象14进行内部检查，因此通过超声传感器11产生超声波来进行图像处理。

通过用于超声检查的传感装置100B的工作，当检查对象14的检查区域的内部结构的超声检查完成的时候，将超声传感器11移动到下一个检查区域。当超声传感器11移动的时候，通过从检查对象14释放超声传感器11，将它移动到下一个检查对象，进行连续的图像处理，在这以后，按压用于超声检查的传感装置100B到下一个对象。由于用于超声检查的传感装置100B配备了填充有水的匹配靴部件，因此不需要涂敷耦合剂，并且不需要耦合剂。

在用于超声检查的传感装置100B里，通过使用附着在超声传感器11的超声波发射和接收表面一侧的海绵状柔性匹配靴装置163，即使是有多个检查区域要进行图像处理，超声检查也能够通过仅仅朝着检查对象14按压超声传感器11的匹配靴部件163来进行，因此允许连续的超声图像处理。

图13简单说明用于超声检查的传感装置的第四实施例。

在这个实施例中示出的用于超声检查的传感装置100C包括：超声传感器11，其中大量压电元件20对准和排列成矩阵或阵列；以及在表面一侧提供的水箱型的匹配靴装置170，这个表面是超声传感器11用于发射和接收超声波的传感表面。超声传感器11不是不同于在第一到第四实施例中使用的超声传感器。

给水箱型匹配靴装置170配备附着在超声传感器11周围表面上的裙状或套状箱子171，箱子171以液密方式安装在检查对象14的测量区域上。通过在箱子171内装载水172作为超声波传播液体介质来构造水箱，以液密方式将箱子171安装在检查对象14上。

为了以液密方式在对象14上安装箱子171，在箱子171的放置表面上提供O环这样的液密装置173。还可以通过在箱子171的放置表面上提供吸嘴，利用吸嘴来构成液密结构。此外，为了以液密方式将箱子171附着在超声传感器11上，同样可以提供O环这样的液密装置173。

水箱匹配靴装置170的箱子171在箱子的侧面配备了供水口174和排水口175，以及循环型介质(水)供应装置176。这种循环型介质供应装置176具有从排水口175延伸到流入口174的液体介质(水)的闭环177，并且在水循环177的中间，提供了控制装置178驱动控制的泵179。此外，标号180表示在泵179的吸入侧提供给液体介质供应管(水供应管)的供应阀，标号181表示从泵的流入侧的水循环177分支出来的排水管的排水阀。

此外，在水匹配靴装置170的箱子的顶部，提供用于发射和接收超声波的超声传感器11的表面，从而在箱子内突出，排气管184连接到在用于发射和接收超声波的表面上侧形成的排气口183，并且将排气阀185提供给排气管184。

在用于超声检查的传感装置100C中，互相平行地形成超声传感器11用于发射和接收超声波的表面和箱子171到对象14的附着部分(放置部分)。这样就能够维持超声传感器11的正面(用于发射和接收超声波的表面)和检查对象14之间的距离和平行度。

此外，由于箱子171被整个打开，因此，在将超声传感器11所附着的箱子171放置到检查对象14上的时候，箱子171内的水172直接与对象14和超声传感器11用于发射和接收超声波的表面接触，因此即使通过液密装置173在水箱里填充水的时候，箱子里的水172也不会从水箱泄漏。

在用于超声检查的传感装置100C里，由于超声传感器11配备了构成水箱的箱子171，因此即使将水送入箱子，也能够防止水的泄漏，其中的水箱是通过对着检查对象14按压集成在箱子171上的超声传感器11构成。

将具有构成水箱的箱子的超声传感器11放置在检查对象14的检查区域上，打开箱子171的排气阀185，同时向超声传感器11用力压。空气阀打开的时候，排水阀181关闭，通过打开泵的水供应阀180将用于流入水循环177的水倒入循环177。将水倒入水循环177的时候，泵179由控制装置178控制，其中的水循环从泵的水供应阀180导向水循环177。

驱动泵179，并且在确认将水172填充了超声传感器11的超声波发射/接收部分和对象14之间，并且确认箱子171的水172没有气泡的以后，通过关闭排气阀184来停止泵179的工作。

在箱子171构成的水箱的内侧和检查对象14的表面填充了水以后，启动用于超声检查的传感装置100C。通过用于超声检查的传感装置100C的工作，超声传感器11的每个压电元件20发射和接收超声波，利用超声波检查检查对象14的内部结构，并且进行图像处理。

在这个时候，将超声传感器11的超声波发射/接收单元以及对象14的箱子171的附着单元构造成互相平行，与使用传统块状平行平面匹配靴部件的情形类似。因此，引起超声波垂直地进入检查对象14。

在超声波的图像处理完成以后，进行排水处理。在其中的图像处理过程中，让来自超声传感器11的超声波进入检查对象14，通过利用超声传感器接收反射回波来处理反射回波的电信号。在其中的排水处理过程中，打开水循环177的排水阀181和水箱的排气阀185，泵170工作，排出水箱和水循环177中的水。

在排水处理完成以后，超声传感器11移动到下一个检查部分，获得超声检查的超声图像。

根据用于超声检查的传感装置100C，通过利用泵179的工作将水填充到超声传感器11配备的水箱中去，传统的块状匹配靴部件和耦合剂不再是必须的。由于构成水箱的箱子171对检查对象14一侧打开，因此，当水172填充了水箱的时候，具有良好超声传播特性的水172直接与对象14的检查区域的表面接触。因此，即使对象14的表面不是良好的平面形状的，也能够用超声波而不用耦合剂进行图像处理。

图14是说明本发明中用于超声检查的传感装置的第五实施例的示意结构图。

第五实施例中用于超声检查的传感装置100D包括：超声传感器11，在其中将大量压电元件20对准和排列成矩阵或阵列；匹配靴装置191，利用与超声传感器11的超声波发射/接收表面一侧紧密接触的块状匹配靴部件190形成；以及一触式附着装置192，用于以可拆卸方式将匹配靴装置191附着到超声传感器11的超声波发射/接收表面一侧，并从中拆卸下来。利用具有优良声波传播特性平行平面形状的材料形成匹配靴装置191的匹配靴部件，例如利用强化聚苯乙烯、环氧树脂或陶瓷形成，从而使超声波发射/接收表面和相对表面互相平行。

一触式附着装置192具有附着工具194，用于从外面附着到匹配靴部件191的面对面的壁上；锁部件195以可转动的方式附着在附着工具194上；以及弹簧装置198，用于利用弹簧向超声传感器11的啮合孔197一侧给锁部件195自由端一侧上提供的钩子196施加一个偏压。利用啮合孔197啮合锁部件195的啮合钩196，固定锁部件，通过一触将匹配靴部件191附着，并固定到超声传感器11的超声波发射/接收表面，从而与表面接触。替换超声传感器11中形成的啮合孔197，也可以将能够啮合到啮合钩196上的固定工具附着到超声传感器11上。

在用于超声检查的传感装置100D中，通过使用一触式附着装置192以可拆卸方式将具有平行平面的块状匹配靴部件190附着到超声传感器11上去，通过使用一触式附着装置192能够将匹配靴部件190容易地附着在超声传感器11上，并从上面拆卸下来，其中的匹配靴部件190是匹配靴装置191。

根据用于超声检查的传感装置100D，可以用一触拆卸匹配靴装置191，因此，即使气泡进入匹配靴部件190和超声传感器11的传感表面，以及检查对象的传感表面，也能够通过从超声传感器11拆下匹配靴装置191，在匹配靴装置191的匹配靴部件190的表面上涂敷具有低挥发性的凝胶耦合剂，很容易地调整用于超声检查的传感装置100D，从而使气泡不进入用于超声检查的传感装置100D。

另外，图10到14中描述的用于超声检查的传感装置不限于具有图1到9所描述的结构的三维超声波检查设备，还能将它用于具有其它结构的三维超声波检查装置。

Claims (25)

1.一种三维超声检查设备，包括：

传感装置，用于超声检查，该传感装置包括作为超声传感器的换能器，该换能器具有布置成矩阵或阵列的多个压电振动器；

驱动元件选择单元，用于从构成所述超声换能器的所述多个压电振动器顺序地选择压电振动器来产生超声波；

信号检测电路，用于让所述驱动元件选择单元选择的所述压电振动器产生的超声波通过声波传播介质传播，进入检查对象的接合区域，以便从所述接合区域接收反射回波，并且用于检测与来自所述接合区域的反射回波相对应的电信号；

信号处理单元，用于将所述信号检测电路检测到的所述电信号进行信号处理，通过让所述电信号与网格元素相对应来产生三维成像数据，其中的网格元素是在所述检查对象内侧设置的三维成像区域里划分的；以及

显示处理装置，用于显示来自所述信号处理单元的所述检测结果和三维图像数据，同时从所述信号处理单元产生的所述三维成像数据的强度分布检测熔化-固化部分的大小和位置，以及所述接合区域的焊接缺陷的大小和位置。

2.如权利要求1所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置包括：

底部数据处理单元，用于从所述信号处理单元产生的所述检查对象接合区域的底的三维成像数据的强度分布，检测熔化-固化部分的大小；

中间部分数据处理单元，用于从所述检查对象中间接合区域三维成像数据的强度分布，检测所述接合区域的熔化缺陷存在还是不存在及其大小；

确定单元，用于通过将所述底部数据处理单元获得的检测结果与所述中间部分数据处理单元获得的检测结果进行比较，确定所述检查对象的可接受程度；以及

显示单元，用于显示所述底部数据处理单元、所述中间部分数据处理单元和所述确定单元获得的结果，并且显示所述信号处理单元产生的三维成像数据。

3.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置的中间部分数据处理单元包括：

中间检测单元，用于通过从所述信号处理单元产生的三维成像数据提取所述检查对象接合区域中间部分的三维成像数据，产生中间接合面的透射平面图像，并且用于测量板厚；以及

中心位置/接合区域测量单元，用于测量所述中间接合区域的中心位置，所述接合区域的大小和位置，以及砂眼这种焊接缺陷的大小和位置。

4.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置的底部数据处理单元包括：

底检测单元，用于通过从所述信号处理单元产生的三维成像数据提取所述检查对象的底的三维成像数据，产生透射平面图像；以及

熔化-固化部分检测单元，用于从所述底检测单元产生的透射平面图像，以及所述中心位置/接合区域测量单元确定的中心位置，测量所述熔化-固化部分的大小和位置。

5.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置包括：

确定单元，用于通过将接受标准与所述底数据处理单元的熔化-固化部分检测单元获得的熔化-固化部分的大小和位置进行比较，进行可接受程度确定，其中所述接受标准是从所述中间部分数据处理单元的中间检测部分获得的所述检查对象的板厚获得的；以及

显示单元，用于显示所述底数据处理单元的中心位置/接合区域确定单元获得的所述接合区域的状态，与所述确定单元获得的所述熔化-固化部分的状态进行比较的确定结果，并且显示所述信号处理单元处产生的三维成像数据。

6.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置的中间数据处理单元包括中间检测单元，该中间检测单元包括：

表面/中间位置检测单元，用于从所述信号处理单元产生的三维成像数据检测所述表面位置和所述接合区域位置；

板厚测量单元，用于从所述表面/中间位置检测单元产生的表面位置和所述接合区域位置的数据测量板厚；以及

中间位置平面表面图像生成单元，用于从所述表面/中间位置检测单元获得的中间位置数据，以及所述信号处理单元产生的三维成像数据，产生所述中间位置的透射平面表面图像。

7.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置的中间部分数据处理单元包括中心位置/接合区域测量单元，该中心位置/接合区域测量单元包括：

接合区域轮廓确定单元，用于从所述中间检测单元产生的所述中间位置透射平面图像确定所述接合区域的轮廓；

中心位置确定单元，用于从所述接合区域轮廓确定单元获得的所述接合区域的轮廓数据，确定所述接合区域的中心位置；以及

接合区域测量单元，用于从所述接合区域轮廓确定单元获得的所述接合区域的轮廓数据，测量所述接合区域的大小。

8.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置的底部数据处理单元包括底检测单元，该底检测单元包括：

凹痕部分/底位置检测单元，用于从所述信号处理单元产生的所述三维成像数据检测表示所述接合区域的凹痕单元的凹陷位置和所述检查对象的底位置；

接合区域厚度测量单元，用于从所述凹痕部分/底位置检测单元获得的所述凹陷部分/底位置的数据测量所述接合区域的厚度；以及

底位置平面图像生成单元，用于从所述凹痕部分/底位置检测单元获得的凹陷部分/底位置的数据，以及所述信号处理单元产生的所述三维成像数据，产生底位置透射平面图像。

9.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置的底部数据处理单元包括熔化-固化部分检测单元，该熔化-固化部分检测单元包括：

强度分布生成单元，用于从底检测单元产生的底位置透射平面图像，以及所述中间部分数据处理单元的中心位置/接合区域测量单元获得的所述接合区域的中心位置的，产生超声波强度分布图像；

平滑处理单元，用于将所述强度分布生成单元产生的所述超声波强度分布图像进行平滑处理；

一次差分处理单元，用于将平滑过的所述底位置透射平面图像在从外侧到中心位置的方向上进行一次差分；

二次差分处理单元，用于将在所述一次差分处理单元中进行过一次差分的所述底位置透射平面图像，在从所述熔化-固化部分的外侧到中心位置的方向上进行二次差分；

熔化-固化部分识别单元，用于从进行过二次差分的所述底位置透射平面图像的拐点数据，识别所述接合区域的熔化-固化部分；以及

熔化-固化部分测量单元，用于从所述熔化-固化部分识别单元识别出来的所述熔化-固化部分数据，测量所述熔化-固化部分的大小。

10.如权利要求2所述的三维超声检查设备，其中所述显示处理装置包括确定单元，用于确定所述接合区域的接合状态的可接受程度，该确定单元包括：

接受标准生成单元，用于从所述中间部分数据处理单元的中心位置/接合区域测量单元测量得到的板厚t计算所述熔化-固化部分需要的大小；以及

可接受程度确定单元，用于将接受标准生成单元产生的所述熔化-固化部分需要的大小与所述底部数据处理单元的熔化-固化部分检测单元测量得到的所述熔化-固化部分的大小进行比较，确定所述接合区域的接合状态的可接受程度。

11.如权利要求1所述的三维超声检查设备，其中所述用于超声检查的传感装置包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；以及

匹配靴部件，用于保持在所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质，

该匹配靴部件包括：管状附件，用于通过螺纹连接能够自由地附着到所述超声传感器上以及从所述超声传感器上拆卸下来；保持帽，用于和所述附件一起紧固覆盖所述附件顶端开口的薄膜；以及声波传播液体介质，用于填充所述管状附件，以及

所述薄膜具有从所述保持帽的开口鼓出的结构并且具有柔性。

12.如权利要求11所述的三维超声检查设备，其中所述声波传播液体介质是水，所述薄膜的厚度等于或小于通过所述薄膜传播的超声波的波长λ的四分之一。

13.如权利要求1所述的三维超声检查设备，其中所述用于超声检查的传感装置包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

柔性匹配靴部件，在所述超声传感器的传感表面一侧提供；以及

传感器位置调整部件，用于包含所述柔性匹配靴部件并保持所述超声传感器，从而相对于所述检查对象进退。

14.如权利要求13所述的三维超声检查设备，其中所述柔性匹配靴部件包括具有优良超声波传播特性的柔软的匹配靴部件，例如硅橡胶，并且所述传感器位置调整部件包括保持框，用于至少在所述超声传感器附近三个点处通过螺纹连接保持所述超声传感器以及支撑/调整连接到所述保持框的螺栓，所述超声传感器的位置是通过绕螺栓杆线转动支撑/调整螺栓加以调整的。

15.如权利要求1所述的三维超声检查设备，其中所述用于超声检查的传感装置包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

匹配靴部件，用于保持在所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质；以及

传感器夹具，具有供应超声波传播液体介质给所述匹配靴部件的介质容器。

16.如权利要求15所述的三维超声检查设备，其中用于保持液体介质的所述匹配靴部件包括：海绵状或多孔柔性匹配靴部件；以及超声波传播液体介质，通过自由地从所述液体介质容器倒入所述匹配靴部件，蓄积和保持在所述匹配靴部件里。

17.如权利要求15所述的三维超声检查设备，其中，在容器顶部配备通气阀的时候，该容器包括覆盖所述柔性匹配靴部件的外围侧表面的管套状或裙状箱子导套。

18.如权利要求1所述的三维超声检查设备，其中所述用于超声检查的传感装置包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成用于发射和接收超声波的多个压电元件；以及

水箱型匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧，

所述匹配靴部件包括用于所述超声波传播液体介质的容器，该容器由在所述箱子顶部保持所述超声传感器的箱子构成，并且所述检查对象被放置成以一种液密方式覆盖所述箱子的底开口。

19.如权利要求18所述的三维超声检查设备，其中所述水箱型匹配靴部件包括：循环型液体介质供应部件，用于循环所述箱子内的超声波传播液体介质；以及通气阀，用于从所述箱子的顶部一侧通气。

20.如权利要求1所述的三维超声检查设备，其中所述用于超声检查的传感装置包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧上；以及

一触式附着部件，用于通过一触以可拆卸的方式附着到所述超声传感器，其中通过所述一触式附着部件将所述匹配靴部件与所述超声传感器紧密接触，并且保持与所述超声传感器相对。

21.一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件，以及

匹配靴部件，用于保持在所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质，

其中所述匹配靴部件包括：管状附件，用于通过螺纹连接能够自由地安装到所述超声传感器上以及从所述超声传感器上拆卸下来；保持帽，用于与所述附件一起紧固覆盖所述附件的顶端开口的薄膜；以及声波传播液体介质，该介质填充所述管状附件，所述薄膜具有从所述保持帽的开口鼓出的结构并且具有柔性。

22.一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

柔性匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧上；以及

传感器位置调整部件，用于包含所述柔性匹配靴部件，并且用于保持所述超声传感器，从而相对于所述检查对象进退。

23.一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，具有排列成矩阵或阵列用于发射和接收超声波的多个压电元件；

匹配靴部件，用于保持所述超声传感器的传感表面一侧提供的液体介质；以及

传感器夹具，具有供应超声波传播液体介质给所述匹配靴部件的介质容器。

24.一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，具有排列成用于发射和接收超声波的多个压电元件；以及

水箱型匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧，

包括用于所述超声波传播液体介质的容器的所述匹配靴部件是由箱子构成的，该箱子将所述超声传感器保持在所述箱子的顶部，并且将所述检查对象放置成以液密方式覆盖所述箱子的底开口。

25.一种用于超声检查的传感装置，包括：

超声传感器，作为换能器，其中用于发射和接收超声波的多个压电元件排列成矩阵或阵列；

匹配靴部件，提供在所述超声传感器的传感表面一侧上；以及

一触式附着部件，通过一触以可拆卸的方式附着到所述超声传感器，

其中通过所述一触式附着部件将所述匹配靴装置与所述超声传感器紧密接触，并且保持与所述超声传感器相对。

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