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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallinspektionstechnik zum Inspizieren - in nicht destruktiver Weise - einer internen Struktur, eines defektbehafteten Zustands oder eines Zustands einer Verbindung eines zu inspizierenden Objektes unter Verwendung von Ultraschallzuständen und genauer gesagt auf eine Ultraschallinspektionsvorrichtung, die einen Defektzustand, ein Abschälen oder einen Hohlraum („Void“) oder einen sich lösenden Zustand einer Verbindung im Inneren eines zu inspizierenden Objektes visualisiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine in der Ultraschallinspektionsvorrichtung verwendete Ultraschallsondenvorrichtung und auf ein Ultraschallinspektionsverfahren.
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Beispiele für Ultraschallinspektionstechnik sind beschrieben in den japanischen Patentoffenlegungsschriften
JP 2003 - 149 213 A (Patentdokument 1),
JP 2004 - 53 360 A (Patentdokument 2),
JP 2006 - 317 417 A (Patentdokument 3) und
JP H08 - 122 309 A (Patentdokument 4).
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Eine solche Ultraschallinspektionsvorrichtung enthält einen Ultraschall-Transducer mit mehreren piezoelektrischen Transducerelementen (piezoelektrische Vibratoren), die in einer Ebene einer Matrix oder einem Feld (lineare Form) angeordnet sind, und die interne Struktur oder ein Defektzustand (Defekt), Hohlraum, Oxidfilm, Abschälung oder dergleichen eines zu inspizierenden Objektes wird unter Verwendung von aus dem Ultraschall-Transducer gesendeten oder von ihm empfangenen Ultraschallwellen visualisiert, um dadurch das Objekt ohne Zerstörung des Objektes zu inspizieren.
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Im Allgemeinen sind der Hauptteil der Ultraschallinspektionsvorrichtung und der Ultraschall-Transducer über ein Signalkabel einer Länge von mehreren Metern verbunden. Wenn ein Objekt unter Verwendung einer solchen Ultraschallinspektionsvorrichtung inspiziert wird, muss der Bediener (Inspekteur), der die Ultraschallinspektionsvorrichtung verwendet, die Ultraschallinspektion durch Prüfen einer Anzeige einer in der Ultraschallinspektionsvorrichtung enthaltenen Anzeigeeinheit durchführen, die vom Ort einer Inspektionsposition des Inspektionsobjektes weg liegt, während er eine genaue Ausrichtung des Ultraschall-Transducers und richtiges Scannen auf der Oberfläche des Inspektionsobjektes durchführt.
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Der Vorgang der genauen Positionsausrichtung, das Scannen und dergleichen des Ultraschall-Transducers erfordert sorgfältige Aufmerksamkeit. Bei der Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung ist es für den Bediener (Inspekteur) sehr schwierig, den Ultraschall-Transducer zu manipulieren, während er eine Anzeige der Anzeigeeinheit, die im Hauptkörper der Ultraschallinspektionsvorrichtung beinhaltet ist, überprüft, die vom Inspektionsobjekt (zu inspizierenden Objekt) weg platziert ist. Weiter muss der Bediener (Inspekteur), der die Ultraschallinspektionsvorrichtung verwendet, wenn die Anzeigeeinheit nahe am Inspektionsobjekt platziert wird, abwechselnd den Ultraschall-Transducer und die Anzeigeeinheit beobachten, um den Ultraschall-Transducer zu manipulieren und auch eine Anzeige der Anzeigeeinheit zu überprüfen. Somit ist es schwierig, die komplexen und schwierigen grundlegenden Operationen oder Arbeiten zu lösen.
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Insbesondere wenn der Bediener (Inspekteur), der die Ultraschallinspektionsvorrichtung verwendet, ein Objekt durch manuelles Manipulieren des Ultraschall-Transducers inspiziert, erfordert es viel Arbeit, um geeignete und genaue Inspektionsergebnisse zu erhalten. Entsprechend ist die Inspektion unter Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung nicht immer einfach.
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Als konventionelle Technologie ist zudem eine Ultraschallinspektionsvorrichtung bekannt, in der eine Anzeigeeinheit und ein Schalter zum Umschalten von in der Anzeigeeinheit angezeigten Bildern integral in einer Ultraschallsondenvorrichtung mit einem Ultraschall-Transducer angeordnet sind (beispielsweise Patentdokument 4).
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Bei einer konventionellen Ultraschallinspektionsvorrichtung wird ein Ultraschall-Transducer eingesetzt, der aus einem piezoelektrischen Transducerabschnitt einschließlich mehrerer piezoelektrischer Transducerelemente aufgebaut ist. Wenn ein Inspektionsobjekt unter Verwendung der konventionellen Ultraschallinspektionsvorrichtung inspiziert wird, muss der Bediener den Ultraschall-Transducer manipulieren, während er eine Anzeige der im Hauptkörper der konventionellen Ultraschallinspektionsvorrichtung beinhalteten Anzeigeeinheit überprüft.
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Wenn beispielsweise, bei der konventionellen Ultraschallinspektionsvorrichtung, eine Inspektion durch Scannen der Oberfläche eines Inspektionsobjekts mit dem Ultraschall-Transducer durchgeführt wird, muss der Ultraschall-Transducer und die Anzeigeeinheit, die im Hauptkörper beinhaltet ist, abwechselnd mit viel Arbeit beobachtet werden, um den Ultraschall-Transducer zu manipulieren und auch eine Anzeige der Anzeigeeinheit zu überprüfen. Als Ergebnis kann ein Fall bedingt sein, wo die Scan-Position des Ultraschall-Transducers während des Überprüfens der Anzeigeeinheit verrückt wird, oder aufgrund übermäßiger, dem Ultraschall-Transducer gezollter Aufmerksamkeit der Bediener die Arbeit fortsetzt, ohne eine abnorme Anzeige der Anzeigeeinheit zu bemerken. Das heißt, bei der Ultraschallinspektion unter Verwendung eines Ultraschall-Transducers zum Inspizieren eines Objektes muss der Bediener üblicherweise einen durch die Anzeigeeinheit angezeigten Zustand, der die interne Struktur als einen Zustand eines Defekts, Hohlraums, Oxidfilms, Abpellens oder dergleichen des zu inspizierenden Objektes visualisiert, überprüfen und das Scannen durch den Ultraschall-Transducer durchführen, während er den überprüften Zustand rückkoppelt. Jedoch war eine solche Aufgabe oder Arbeit für die konventionelle Ultraschallsondenvorrichtung schwierig.
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Entsprechend ist es schwierig, einen internen Zustand eines Inspektionsobjekts effizient und genau unter Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung in einem praktischen Einsatz oder am Ort eines Herstellungsprozesses zu inspizieren.
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Weiterhin sind bei der konventionellen Ultraschallinspektionsvorrichtung eine Anzeigeeinheit und ein Schalter zum Umschalten von auf der Anzeigeeinheit angezeigten Bildern integral in einer mit einem Ultraschall-Transducer versehenen Ultraschallsondenvorrichtung angeordnet, so dass der Bediener den Ultraschall-Transducer dazu veranlassen kann, zu scannen, während er die auf der Anzeigeeinheit angezeigte Bilder überprüft. In diesem Fall jedoch ist es, um die Inspektion mit der an der gewünschten Position angeordneten Ultraschallsondenvorrichtung zu starten oder zu beenden, für den Bediener nötig, einen Befehl zum Starten oder Beenden einer Inspektion einzugeben, während er Bilder auf der Anzeigeeinheit ansieht. Weiterhin ist es, um ein Inspektionsobjekt zu einem Bild, das dazu in der Lage ist, geeignet inspiziert zu werden, zu machen, für die Inspektionsbedingungen der Ultraschallinspektionsvorrichtung notwendig, in geeigneter Weise geändert oder ausgewählt zu werden.
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Ein weiteres Beispiel für Ultraschallinspektionstechnik sind beschrieben in den
JP 2 733 311 B2 (Patentdokument 5). Insbesondere wird vorgeschlagen, einen Speicher bereitzustellen, zum Speichern eines Identifikationscodes für eine Ultraschallprobe sowie zum automatischen Einstellen von Betriebsbedingungen abhängig vom Speicherinhalt des Speichers.
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In Hinblick auf die obigen Ausführungen besteht das technische Problem der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Ultraschallinspektionsvorrichtung, einer Ultraschallsondenvorrichtung, und eines Ultraschall inspektionsverfahrens, das eine leichte Handhabung des Ultraschall-Transducers im Anwendungsfeld oder am Ort eines Herstellungsprozesses ermöglicht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses technische Problem gelöst durch eine Ultraschallinspektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das technische Problem zudem gelöst durch eine Ultraschallsondenvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das technische Problem zudem gelöst durch eine Ultraschallinspektionsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Ultraschallsondenvorrichtung einfach manipuliert werden, um einen internen Defekt, ein Abschälen oder einen Hohlraum oder eine gelöste Verbindung eines zu inspizierenden Objektes effizient und genau zu inspizieren, im Feld oder am Ort eines Herstellprozesses.
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Zudem ist die Ultraschallsondenvorrichtung vom Hauptkörper der Ultraschallinspektionsvorrichtung getrennt, weiterhin verkleinert oder kompakt so ausgebildet, dass die Ultraschallsondenvorrichtung tragbar ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die schematisch eine Gesamtkonfiguration einer Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
- 2 ist eine Ansicht, die schematisch die Konfiguration eines, eine Ultraschallsondenvorrichtung der Ultraschallinspektionsvorrichtung bildenden beispielhaften Sondenhalters gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert, wobei 2(A) eine Aufsicht ist, 2(B) eine Frontansicht ist und 2(C) eine Seitenansicht ist.
- 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Bedingung eines Ultraschallinspektionsverfahrens unter Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Ultraschallinspektionsverfahrens unter Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Eine Ultraschallinspektionsvorrichtung, eine in der Ultraschallinspektionsvorrichtung verwendete Ultraschallsondenvorrichtung und ein Ultraschallinspektionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden untenstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
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1 ist eine Ansicht, die schematisch die Gesamtkonfiguration einer Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
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Eine Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 beinhaltet einen Vorrichtungskörper 11, und eine Ultraschallsondenvorrichtung 12, die dafür konstruiert sind, tragbar und von einem handhabbaren Typ zu sein. Der Vorrichtungskörper 11 und die Ultraschallsondenvorrichtung 12 sind separat angeordnet und miteinander über ein flexibles Signalkabel 13 verbunden. Die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 weist eine Funktion einer Ultraschallkamera auf, die die interne Struktur oder eine defekte Konfiguration eines zu inspizierenden Objektes (nachfolgend Inspektionsobjekt oder inspiziertes Objekt genannt) 14fein darstellen kann.
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Gewicht und Tragbarkeit der Ultraschallsondenvorrichtung 12 werden anhand eines Beispiels beschrieben. Die Ultraschallsondenvorrichtung 12 ist von Handflächengröße und gleich oder leichter als 1 kg, spezifischer wiegt sie mehrere hundert Gramm. Die Ultraschallsondenvorrichtung 12 weist eine Größe, Form und ein Gewicht auf, die dem Bediener (Inspekteur) gestatteen, die Ultraschallsondenvorrichtung 12 zu ergreifen und manuelles Scannen durchzuführen.
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Der Vorrichtungskörper 11, der die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 bildet, beinhaltet einen Signalgenerator 17, einen Antriebselementauswahlabschnitt 18, eine Signaldetektionsschaltung 19, einen Signalverarbeitungsabschnitt 20, eine erste Anzeigeeinheit 21, eine Steuerschaltung 22 und eine erste Eingabeeinheit 23.
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Der Signalgenerator 17 erzeugt ein Antriebssignal, das einen Ultraschall-Transducer (Ultraschallsensor) 25 antreibt, der in der Ultraschallsondenvorrichtung 12 enthalten ist.
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Der Antriebselementauswahlabschnitt 18 wählt ein Antriebssignal aus dem Signalgenerator 17 aus und treibt einen piezoelektrischen Vibrator (piezoelektrisches Transducerelement) 26 des Ultraschall-Transducers 25 selektiv an.
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Die Signaldetektionsschaltung 19 detektiert als ein elektrisches Signal ein reflektiertes Echo aus einem Inspektionsbereich (Zielbereich) 28 durch den Ultraschall-Transducer 25, wenn eine aus dem Ultraschall-Transducer 25 emittierte Ultraschallwelle U auf einen zu inspizierenden Bereich (nachfolgend Inspektionsbereich oder inspizierter Bereich genannt) 28 des Inspektionsobjekts 14 gestrahlt wird.
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Der Signalverarbeitungsabschnitt 20 wendet eine parallele arithmetische Verarbeitung auf das elektrische Signal an, abhängig von einem durch die Signaldetektionsschaltung 19 detektierten reflektierten Echo und erzeugt Ultraschallbilddaten (Bilddaten). Der Signalverarbeitungsabschnitt 20 beinhaltet Verstärker 31a, 31b, ... 31i zum Verstärken des vom reflektierten Echo abhängigen elektrischen Signals, das durch die Signaldetektionsschaltung 19 detektiert wurde, A/D-Wandler 32a, 32b, ... 32i zum Umwandeln des amplifizierten elektrischen Signals, abhängig vom reflektierten Echo, aus einem Analogsignal in ein Digitalsignal, parallelen Prozessoren 33a, 33b, ... 33i zum Erzeugen von Ultraschallbilddaten, die durch Visualisieren der internen Bedingung des Inspektionsobjekts 14 erhalten werden, basierend auf dem elektrischen Signal, abhängig vom in das Digitalsignal gewandelten reflektierten Echo, und einem Integrationsprozessor 34 zum Erzeugen von integrierten Ultraschallbilddaten, die durch Integrieren von mehreren Teilen von Ultraschallbilddaten erhalten werden, die durch die Parallelprozessoren 33a, 33b, ... 33i erzeugt werden.
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Die erste Anzeigeeinheit 21 und eine zweite Anzeigeeinheit 36 bestehen beide aus einem Anzeigeabschnitt, einem Arithmetikabschnitt, einem Speicherabschnitt und dergleichen und erzeugen und zeigen an ein erforderliches Bild, basierend auf dem durch den Signalverarbeitungsabschnitt 20 prozessierten Ultraschallbilddaten.
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Weiterhin führen die erste Anzeigeeinheit 21 und die zweite Anzeigeeinheit 36 eine Vergleichsverarbeitung mit vorläufigen Eingabeschwellenwerten jeweils durch und wenn ein abnormer Wert detektiert wird, wird die Abnormalität angezeigt.
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Die Steuerschaltung 22 steuert den Betrieb des Signalgenerators 17, des Antriebselementauswahlabschnitts 18, der Signaldetektionsschaltung 19, des Signalverarbeitungsabschnitts 20, der ersten Anzeigeeinheit 21 und der zweiten Anzeigeeinheit 36 und steuert die sequentiellen Operationen einschließlich Ausstrahlung, Empfang, Visualisierung und Anzeige von Ultraschallwellen.
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Beim Empfangen eines Inspektionsstartbefehls aus der ersten Eingabeeinheit 23 weist die Steuerschaltung 22 zuerst den Signalgenerator 17 an, ein Signal zum Antreiben des Ultraschall-Transducers 25 für den Zweck der Erzeugung von integrierten Ultraschallbilddaten auf dem Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 zu erzeugen. Weiterhin, um den piezoelektrischen Vibrator 26 auszuwählen, an den das Antriebssignal zu liefern ist, aus denmultiplen piezoelektrischen Vibratoren 26, die den Ultraschall-Transducer 25 bilden, weist die Steuerschaltung 22 den Antriebselementauswahlabschnitt 18 an, einen piezoelektrischen Vibrator 26 auszuwählen, an den das Antriebssignal zu liefern ist.
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Nachdem der piezoelektrische Vibrator 26 angetrieben worden ist, wird die Ultraschallwelle U zum Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 gesendet und wird ein von der Ultraschallwelle U abhängiges reflektiertes Echo durch den piezoelektrischen Vibrator 26 empfangen und in ein elektrisches Signal gewandelt. Obwohl dieses reflektierte Echo simultan durch die mehreren piezoelektrischen Vibratoren 26 empfangen wird, da die Steuerschaltung 22 die Signaldetektionsschaltung 19 anweist, einen piezoelektrischen Vibrator 26 auszuwählen, wird das reflektierte Echo ausgewählt, das zum Erzeugen von Ultraschallbilddaten benötigt wird.
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Weiterhin weist die Steuerschaltung 22 den Signalverarbeitungsabschnitt 20 an, eine Reihe von Prozessen des Verstärkens, der A/D-Wandlung und der Visualisierung eines vom reflektierten Echo abhängigen elektrischen Signals durchzuführen, um das vom reflektierten Echo abhängige elektrische Signal basierend auf der Ultraschallwelle U zu verstärken, das Signal A/D-zu-wandeln und integrierte Ultraschallbilddaten von (d.h. Visualisierung) dem Signal durch die parallelen Prozessoren und den Integrationsprozessor zu erzeugen.
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Weiterhin sendet die Steuerschaltung 22 einen Steuerbefehl zur Anzeige der visualisierten Daten auf der ersten Anzeigeeinheit 21.
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Ein Befehl zum Starten oder Beenden einer Inspektion oder zum Umschalten von Bildern, oder ein Befehl zum Einstellen von Inspektionsbedingungen, wird an der Steuerschaltung 22 über die erste Eingabeeinheit 23 eingegeben, wodurch die Bedienung der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 durchgeführt wird.
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Die Ultraschallsondenvorrichtung 12, die die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 bildet, beinhaltet: einen Ultraschall-Transducer 25, der die Ultraschallwelle U sendet oder empfängt; die zweite Anzeigeeinheit 36 und eine zweite Eingabeeinheit 37, die verwendet wird, um an der im Vorrichtungskörper 11 enthaltenen Steuerschaltung 22 eine Bedienungseingabe einzugeben, wie etwa einen Befehl zum Starten oder Beenden einer Inspektion oder einen Befehl zum Einstellen von Inspektionsbedingungen, um dadurch die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 zu betreiben, und die obigen Einheiten der Ultraschallsondenvorrichtung 12 sind integral innerhalb eines Sondenhalters 38 angeordnet. Weiterhin sendet die in dem Vorrichtungskörper 11 enthaltene Steuerschaltung 22 an die zweite Anzeigeeinheit 36 einen Steuerbefehl zur Anzeige der integrierten Ultraschallbilddaten.
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Der Ultraschall-Transducer 25 beinhaltet einen piezoelektrischen Transducerabschnitt 39, bei dem mehrere piezoelektrische Vibratoren 26, die als ein piezoelektrisches Transducerelement arbeiten, in einer Matrix (m Zeilen mal n Spalten) angeordnet sind, und der piezoelektrische Transducerabschnitt 39 bildet einen Ultraschallsensor als einem Matrixsensor. Im piezoelektrischen Transducerabschnitt 39 müssen die piezoelektrischen Vibratoren 26 nicht in einer Matrix angeordnet sein, sondern in Form einer Linie oder einer Kreuzlinie (feldförmig), so dass ein Feldsensor konstruiert wird. Der den Ultraschall-Transducer 25 bildende Ultraschallsensor kann ein Matrixsensor oder ein Feldsensor sein.
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Ein durch den Signalgenerator 17 erzeugtes Antriebssignal wird selektiv an jeden der piezoelektrischen Vibratoren 26 desr Ultraschall-Transducers 25 durch den Antriebselementauswahlabschnitt 18 angelegt. Basierend auf der durch den Antriebselementauswahlabschnitt 18 vorgenommenen Auswahl wird die Reihenfolge des Antreibens jedes der piezoelektrischen Vibratoren 26 in Bezug auf einen Vibrator oder mehrere Vibratoren gleichzeitig bestimmt und jeder der piezoelektrischen Vibratoren 26 wird mit einem erforderlichen Antriebstiming angetrieben, um eine Ultraschallwelle U zu senden.
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Die Ultraschallwelle U, die aus jedem der piezoelektrischen Vibratoren 26 emittiert wird, bestrahlt den Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 und die Ultraschallwelle U wird teils an einer Dichtegrenzschicht des Inspektionsbereichs 28 reflektiert, um ein reflektiertes Echo zu bilden. Das reflektierte Echo wird durch den Ultraschall-Transducer 25 (d.h. Matrixsensor) empfangen, welches der Ultraschallsensor ist.
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Im Ultraschall-Transducer 25 wird ein Schuhelement 40, das eine Flüssigkeit oder ein festes akustisches Ausbreitungsmedium ist, in engem Kontakt mit einer Sende-(Emissions-)/Empfangoberfläche einer Ultraschallsensorenoberfläche gebracht, spezifischer an der Seite des Inspektionsobjekts 14. Ein Kopplungsmittel 41 zum Erzielen akustischer Passung der Ultraschallwelle U wird zwischen dem Schuhelement 40 und dem Inspektionsobjekt 14 angeordnet. Das Kopplungsmittel 41 ist aus einer Gelflüssigkeit mit einer niedrigen Flüchtigkeit gebildet. Im Falle des Schuhelementes 40 als einem akustischen Ausbreitungsmedium, das eine Flüssigkeit ist, gibt es keine Notwendigkeit zum Lokalisieren des Kopplungsmittels 41.
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Das Schuhelement 40 hat insgesamt eine Kastenform mit einem Öffnungsbereich des Schuhelementes 40, der entsprechend der Größe des Inspektionsbereichs 28 des Inspektionsobjekts 14 eingestellt ist, und die Höhe des Schuhelementes 40 als einem akustischem Ausbreitungsmedium wird durch den Emissionswinkel (Spreizwinkel) der aus dem piezoelektrischen Vibrator 26 gesendeten Ultraschallwellen festgelegt.
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Das Innere des Inspektionsbereichs 28 des Inspektionsobjekts 14 wird der nicht destruktiven Inspektion durch Verwenden der aus der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 gesendeten Ultraschallwelle U unterworfen. Das Inspektionsobjekt 14 kann eine Mehrschichtstruktur sein, die durch Stapeln von zwei oder mehr plattenförmigen Strukturen erhalten wird, oder kann ein Metallmaterial oder ein Kunststoffmaterial sein.
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Im Signalgenerator 17, der ein Antriebssignal dazu bringt, auf den Ultraschall-Transducer 25 zu wirken, wird ein gepulstes oder kontinuierliches Antriebssignal durch Anlegen einer externen Spannung produziert, um so die Ultraschallwellen durch Antreiben der piezoelektrischen Substanz des piezoelektrischen Vibrators 26 zu erzeugen. Wenn der piezoelektrische Transducerabschnitt 39 durch den Antriebselementauswahlabschnitt 18 angetrieben wird und ein piezoelektrischer Vibrator 26 der i-ten Spalte und der j-ten Zeile ausgewählt wird, wird das Antriebssignal mit erforderlichem Timing an den ausgewählten piezoelektrischen Vibrator 26 der i-ten Spalte und j-ten Zeile angelegt. Der Antriebselementauswahlabschnitt 18 wählt sequentiell bei erforderlichem Timing einen oder mehrere anzutreibende piezoelektrische Vibratoren 26 aus, und wenn ein Antriebssignal aus dem Signalgenerator 17 an den ausgewählten piezoelektrischen Vibrator 26angelegt wird, wird die Ultraschallwelle U aus dem piezoelektrischen Vibrator 26 auf das zu inspizierende Objekt 14 gesendet.
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In einem Fall, bei dem der Ultraschall-Transducer 26 (Matrixsensor) die piezoelektrischen Vibratoren 26 von m Spalten und n Zeilen, beispielsweise 10 mal 10, aufweist, sind einhundert piezoelektrische Vibratoren 26 in einer Matrix in einer Ebene (zwei Dimensionen) angeordnet und jeder der piezoelektrischen Vibratoren 26ij (i = 1 bis 10, j = 1 bis 10) wird sequentiell durch den Antriebselementauswahlabschnitt 18 angetrieben. Wenn ein Antriebssignal sequentiell an jeden der piezoelektrischen Vibratoren 26 angelegt wird, wird die Ultraschallwelle U sequentiell aus jedem der piezoelektrischen Vibratoren 26 bei diesem Timing emittiert. Die reflektierten Echos der sequentiell aus jedem der piezoelektrischen Vibratoren 26 emittierten Ultraschallwellen werden sequentiell durch den Ultraschall-Transducer 25 empfangen und das reflektierte Echo, d.h. das empfangene Signal, wird als ein elektrisches Signal (elektrisches Echosignal) über das Signalkabel 13 an die Signaldetektionsschaltung 19 gesendet.
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Die sequentiell aus jedem der piezoelektrischen Vibratoren 26 gesendete Ultraschallwelle U des Ultraschall-Transducers 25 passiert das Schuhelement 40, das als ein akustisches Ausbreitungsmedium wirkt, und dann das Kopplungsmittel 41 und fällt auf die Innenseite des Inspektionsbereichs 28 des Inspektionsobjekts 14 ein und wird an jeder der Grenzschichten des Inspektionsbereiches 28 reflektiert.
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Die reflektierten Echos (angezeigt durch die gestrichelten Aufwärtspfeile in 1) der an jeder der Grenzschichten reflektierten Ultraschallwellen, einschließlich der Frontoberfläche 14a, der Grenzoberfläche, der Bodenoberfläche 14b, dem internen Defekt 42 und dergleichen des Inspektionsobjekts 14 gehen aus dem Inspektionsobjekt 14 (dem inspizierten Objekt) heraus und passieren das Schuhelement 40 und werden alle mit unterschiedlichem Timing durch jeden der piezoelektrischen Vibratoren 26 des Ultraschall-Transducers 25 empfangen und veranlassen jeden der piezoelektrischen Vibratoren 26 zur Vibration, wodurch das reflektierte Echo in ein elektrisches Signal (elektrisches Echosignal) gewandelt wird. Nachfolgend wird das elektrische Echosignal über das Signalkabel 13 durch die Signaldetektionsschaltung 19 empfangen und durch jeden der piezoelektrischen Vibratoren 26 detektiert.
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Die Signaldetektionsschaltung 19 ist parallel über das Signalkabel 13 mit jedem der piezoelektrischen Vibratoren 26 des Ultraschall-Transducers 25 verbunden und die durch die piezoelektrischen Vibratoren 26 des piezoelektrischen Transducerabschnitts 39 produzierten elektrischen Echosignale werden über das Signalkabel 13 zur Signaldetektionsschaltung 19 geführt. Weiterhin werden unter Verwendung des Signalkabels 13 Antriebssignale aus dem Signalgenerator 17 über den Antriebselementauswahlabschnitt 18 jeweils zu den piezoelektrischen Vibratoren 26 des piezoelektrischen Transducerabschnitts 39 geführt.
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In der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10, wenn ein Antriebssignal an einen piezoelektrischen Vibrator 26 der m-ten Spalte und n-ten Zeile in jedem der piezoelektrischen Vibratoren 26 des Ultraschall-Transducers 25 angelegt wird, wird der piezoelektrische Vibrator 26 gestartet, um als eine piezoelektrische Substanz zum Erzeugen der Ultraschallwelle zu wirken, und emittiert die Ultraschallwelle U. Die emittierten Ultraschallwelle U bestrahlt den Inspektionsbereich 28 des zu inspizierenden Objektes durch das Schuhelement 40 und das Kopplungsmittel 41. Die Ultraschallwelle, mit der der Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjektes 14 gescannt wird, wird teils an der Dichtegrenzschicht des Inspektionsbereichs 28 reflektiert und gibt reflektierte Echos. Die reflektierten Echos passieren das Kopplungsmittel 41 und das Schuhelement 40 und werden zum Ultraschall-Transducer 25 (Matrixsensor) zurückgeführt und bei unterschiedlichem Timing jeweils durch die piezoelektrischen Vibratoren 26 empfangen. Der piezoelektrische Vibrator 26 wendet piezoelektrische Wandlung auf das reflektierte Echo an und erzeugt ein elektrisches Signal (elektrisches Echosignal). Das elektrische Echosignal wird über das Signalkabel 13 an die Signaldetektionsschaltung 19 gesendet, durch welche das elektrische Echosignal detektiert wird. Die Signaldetektionsschaltung 19 ist eine Schaltung zum Detektieren eines vom reflektierten Echo abhängigen elektrischen Signals, das durch den Ultraschall-Transducer 25 erzeugt wird.
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Eine Mehrzahl von elektrischen Echosignalen der durch die Signaldetektionsschaltung 19 detektierten elektrischen Echosignale zur Inspektion werden den entsprechenden Verstärkern 31a, 31b, ... 31 zugeleitet, die den Signalverarbeitungsabschnitt 20 bilden.
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Die Verstärker 31a, 31b, .. 31i verstärken die geführten elektrischen Echosignale und liefern die resultierenden Signale an die A/D-Wandler 32a, 32b, ... 32i des Signalverarbeitungsabschnitts 20. Die A/D-Wandler 32a, 32b, ... 32i wandeln die verstärkten elektrischen Echosignale aus Analogsignalen in Digitalsignale um und leiten sie als die digitalen Echosignale an die parallelen Prozessoren 33a, 33b, ... 33i des Signalverarbeitungsabschnitts 20. Die parallelen Prozessoren 33a, 33b, ... 33i prozessieren die aus den A/D-Wandlern 32a, 32b, ... 32i gelieferten digitalen Echosignale und erzeugen dadurch durch Visualisieren des internen Zustands des Inspektionsobjekts 14 (inspiziertes Objekt) erhaltene Ultraschallbilddaten. Mehrere Teile von durch die parallelen Prozessoren 33a, 33b, ... 33i produzierten Ultraschallbilddaten werden durch den Integrationsprozessor 34 integriert, um integrierte Ultraschallbilddaten zu erzeugen. Die integrierten Ultraschallbilddaten werden der ersten Anzeigeeinheit 21 zugeführt.
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In einem Fall, bei dem ein (nicht dargestellter) Multiplexer an der Signaldetektionsschaltung 19 oder dem Signalverarbeitungsabschnitt 20 montiert ist, gibt es keine Notwendigkeit für multiple parallele Prozessoren 33a, 33b, ... 33i und der Integrationsprozessor 34 und ein einzelner paralleler Prozessor können die integrierten Ultraschallbilddaten erzeugen.
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Die durch Verarbeiten des digitalisierten reflektierten Echos (digitales Echosignal) im Signalverarbeitungsabschnitt 20 erzeugten integrierten Ultraschallbilddaten werden an die erste Anzeigeeinheit 21 gesendet, in der die integrierten Ultraschallbilddaten einer Visualisierungsverarbeitung unterworfen werden und als ein Bild angezeigt werden.
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Andererseits ist in der Ultraschallsondenvorrichtung 12 die zweite Anzeigeeinheit 36 integral mit dem Ultraschall-Transducer 25 innerhalb des Sondenhalters 38 angeordnet. Die durch Verarbeiten des digitalisierten Ultraschall-Echosignals im Signalverarbeitungsabschnitt 20 erzeugten integrierten Ultraschallbilddaten werden auch an die zweite Anzeigeeinheit 36 gesendet, in der die integrierten Ultraschallbilddaten einer Visualisierungsverarbeitung unterworfen werden und als ein Bild angezeigt werden.
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Als zweite Anzeigeeinheit 36 können eine Flüssigkristallanzeige, eine LED (Light Emitting Diode), eine EL (Elektro-Lumineszenz), ein VFD (Vacuum Fluorescent Display), ein PDP (Plasma Display Panel) oder dergleichen verwendet werden.
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Die erste Anzeigeeinheit 21 und die zweite Anzeigeeinheit 36 empfangen aus dem Signalverarbeitungsabschnitt 20 die gemäß einem Befehl, der aus der ersten Eingabeeinheit 23 oder der zweiten Eingabeeinheit 37 eingegeben ist, erzeugten Ultraschallbilddaten und können damit ein durch Visualisieren des internen Zustandes des Inspektionsobjekts 14 erzeugtes Ultraschallbild, basierend auf einem aus der Steuerschaltung 22 erzeugten Steuersignal, anzeigen.
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Die in der ersten Anzeigeeinheit 21 und der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Ultraschallbilder werden durch zumindest ein Bild erzeugt, das ausgewählt ist aus: einem reflektierten Echowellenformbild (A-Scope oder A-Scan) von Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14; ein Querschnittsbild (B-Scope oder B-Scan) im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14; ein zweidimensionales Bild (C-Scope oder C-Scan) vom reflektierten Echospitzenwert der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14; ein zweidimensionales Bild (D-Scope oder D-Scan) der reflektierten Echotiefe der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14; und Informationen oder Daten als das Ergebnis des Extrahierens und Berechnens von reflektierten Echodaten (Frontoberfläche, Defekt, Bodenoberfläche) der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des inspizierten Objekts 14.
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Durch Prüfen der Spitzenposition des reflektierten Echowellenformbildes (A-Scope oder A-Scan) der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des in der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Inspektionsobjekts 14, können die Frontoberfläche 14a, der interne Defekt 42 oder die Bodenoberfläche 14b im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 an der Seite der Ultraschallsondenvorrichtung 12 überprüft werden.
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Weiterhin kann aus dem Querschnittsbild (B-Scope oder B-Scan) im Inspektionsbereich 28 des in der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Inspektionsobjekts 14 an der Seite der Ultraschallsondenvorrichtung 12 überprüft werden, ob der Ultraschall-Transducer 25 korrekt zu einer inspizierten Oberfläche im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 weist oder nicht, oder die Frontoberfläche 14a, der interne Defekt 42 oder die Bodenoberfläche 14b im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjektes 14 können auf Seite der Ultraschallsondenvorrichtung 12 überprüft werden.
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Weiterhin kann aus dem zweidimensionalen Bild (C-Scope oder C-Scan) des reflektierten Echo-Spitzenwerts der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des in der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Inspektionsobjekts 14 das zweidimensionale Bild der Echo-Intensität im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 auf Seite der Ultraschallsondenvorrichtung 12 überprüft werden.
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Noch weiterhin kann aus dem zweidimensionalen Bild (D-Scope oder D-Scan) an reflektierter Echotiefe der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14, das auf der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigt ist, das zweidimensionale Bild von Tiefeninformation im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjektes 14 auf Seite der Ultraschallsondenvorrichtung 12 überprüft werden.
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Aus den Informationen oder Daten als Ergebnis des Extrahierens und Berechnens der,reflektierten Echodaten (Frontoberfläche 14a, interner Defekt 42, Bodenoberfläche 14b) der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des in der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Inspektionsobjekts 14 können verschiedene Datenteile zur Größe, Position und dergleichen des Defekts im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 auf Seite der Ultraschallsondenvorrichtung 12 überprüft werden.
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Die zweite Eingabeeinheit 37 besteht beispielsweise aus einem Druckknopfschalter mit einer Umschaltfunktion. In diesem Fall wird die Inspektion durch die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 durch einen ersten Druck auf den Knopf initiiert und die Inspektion durch die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 wird durch ein zweites Drücken auf den Knopf beendet, und dadurch kann die Grundoperation der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 durch Manipulieren des einzelnen Druckknopfs durchgeführt werden. Weiterhin beinhaltet die zweite Eingabeeinheit 37 beispielsweise einen Auswahlschalter mit einer Umschaltfunktion und auf der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigte Ultraschallbilder können sequentiell unter Verwendung des Auswahlschalters umgeschaltet werden. Weiterhin beinhaltet die zweite Eingabeeinheit 37 beispielsweise ein Paar von Druckknopfschaltern, die aus einem Additionsschalter und einem Subtraktionsschalter aufgebaut sind.
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Bei der zweiten Eingabeeinheit 37 wird eine Inspektionsbedingungseinstelleingabe durch das Paar von Druckknopfschaltern durchgeführt. Beispiele einer Inspektionsbedingungseinstellung beinhalten:
- Verstärkungseinstellung des Ultraschall-Transducers 25; Einstellung der Anzahl von Abtastungen, die bei der Mittelung von digitalen Echosignalen verwendet werden, die zur Erzeugung der Ultraschallbilddaten verwendet werden; und Justierung der Visualisierungsstartposition beim Erzeugen eines Querschnittsbildes (B-Scope oder B-Scan) im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14.
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Bei der zweiten Eingabeeinheit 37 werden Einstellwerte der Inspektionsbedingungen unter Verwendung des Paars von Druckknopfschaltern addiert oder subtrahiert, wodurch die Inspektionsbedingungseinstelleingabe durchgeführt wird.
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Die Ultraschallsondenvorrichtung 12 enthält die zweite Anzeigeeinheit 36 und die zweite Eingabeeinheit 37 und entsprechend kann beim Durchführen einer nicht destruktiven Inspektion durch die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 die Überprüfung von Ultraschallbildern und die Manipulation der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 in der Ultraschallsondenvorrichtung 12 mit dem Ultraschall-Transducer 25 kontinuierlich durchgeführt werden. Der Bediener (Inspekteur) kann das Objekt 14 inspizieren, indem er nur der Ultraschallsondenvorrichtung 12 Aufmerksamkeit schenkt.
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2 ist eine Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Konfiguration eines Sondenhalters illustriert, der die Ultraschallsondenvorrichtung der Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, bei der 2(A) eine Aufsicht ist, 2(B) eine Frontansicht ist und 2(C) eine Seitenansicht ist.
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Der Sondenhalter 38 hat, wie in den 2(A), 2(B) und 2(C) illustriert, eine Kastenform, in der eine Ultraschallsensorhalterkammer 43 ausgebildet ist, die eine in Richtung der Ausstrahlung der Ultraschallwelle U auf das Inspektionsobjekt (zu inspizierendes Objekt) 14 geöffnete Öffnung aufweist (gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer Abwärtsrichtung im Sondenhalter 38). Der Ultraschall-Transducer 25 ist in der Ultraschallsensorhalterkammer 43 so enthalten, dass die Ultraschallsensoroberfläche des Ultraschall-Transducers 25 in eine Richtung der Ausstrahlung der Ultraschallwelle U auf das Inspektionsobjekt 14 weist (in einer Abwärtsrichtung im Sondenhalter 38 gemäß der vorliegenden Ausführungsform). Weiterhin ist das Schuhelement 40 zwischen der Ultraschallsensoroberfläche des Ultraschall-Transducers 25, der in der Ultraschallsensorhalterkammer 43 enthalten ist, und der Oberfläche (untere Oberfläche) des zum Inspektionsobjekt 14 orientierten Sondenhalters angeordnet. Das Schuhelement 40 ist so angeordnet, dass es aus der unteren Oberfläche des Sondenhalters 38 vorragt, und die Ultraschallsondenvorrichtung 12 über dem Inspektionsobjekt 14 manipuliert wird, kommt das Schuhelement 40 früher in Kontakt mit dem Inspektionsobjekt 14 als die untere Oberfläche des Sondenhalters 38. Der Öffnungsbereich des Schuhelements 40 ist entsprechend der Größe des Inspektionsbereichs 28 des Inspektionsobjekts 14 eingestellt und die Höhe des Schuhelements 40 wird durch den Abstrahlwinkel (Spreizwinkel) von aus dem piezoelektrischen Vibrator 26 emittierten Ultraschallwellen bestimmt. Somit werden der Öffnungsbereich und die Höhe der Ultraschallsensorhalterkammer 43 auf einen erforderlichen Wert eingestellt, basierend auf dem Öffnungsbereich und der Höhe des Schuhelements 40 und auf der Größe des Ultraschall-Transducers 25.
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Weiterhin ist die zweite Anzeigeeinheit 36 auf der oberen Oberfläche des Sondenhalters 38 angeordnet. Beim Manipulieren der Ultraschallsondenvorrichtung 12 über das Inspektionsobjekt 14 kann der Bediener (Inspekteur) der Ultraschallsondenvorrichtung 12 leicht die Ultraschallsondenvorrichtung 12 manipulieren, während er ein durch Visualisieren des internen Zustands des Inspektionsobjekts 14 erhaltenes Ultraschallbild unter Verwendung der zweiten Anzeigeeinheit 36 überprüft.
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Weiterhin ist die zweite Anzeigeeinheit 37 auf der Rückoberfläche des Sondenhalters 38 angeordnet. Beim Manipulieren der Ultraschallsondenvorrichtung 12 über dem Inspektionsobjekt 14 kann der Bediener (Inspekteur) der Ultraschallsondenvorrichtung 12 die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 manipulieren, während er ein durch Visualisieren des internen Zustands des Inspektionsobjekts 14 unter Verwendung der zweiten Anzeigeeinheit 36 erhaltenes Ultraschallbild überprüft, oder auch einen Befehl eingeben, eine Inspektion zu starten oder zu beenden, oder einen Befehl, Inspektionsbedingungen einzustellen, über die zweite Eingabeeinheit 37.
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Der Sondenhalter 38 kann durch Optimieren, basierend auf der Form des Inspektionsobjekts 14 und der Richtung einer inspizierten Oberfläche des Inspektionsobjekts 14 während der Inspektion, während der Sondenhalter 38 verwendet wird, der Öffnungsrichtung der Ultraschallsensorhalterkammer 43 im Sondenhalter 38 und der Struktur der Oberflächen, auf der die zweite Anzeigeeinheit 36 und die zweite Eingabeeinheit 37 angeordnet sind, ausgebildet werden.
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Untenstehend wird ein Ultraschallinspektionsverfahren unter Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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3 ist eine schematische Ansicht, die ein Ultraschallinspektionsverfahren bei der Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beim Durchführen einer Ultraschallinspektion eines Inspektionsobjekts (zu inspizierendes Objekt) 14 unter Verwendung der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10, wie in 3 illustriert, platziert zuerst ein Bediener (Inspekteur) M die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 um das Inspektionsobjekt 14 herum oder platziert das Inspektionsobjekt 14 in der Nähe der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10.
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Ultraschallinspektionsverfahrens illustriert, das die Ultraschallinspektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Zuerst, wie in 4 gezeigt, platziert in Schritt S1 der Bediener (Inspekteur) M die Ultraschallsondenvorrichtung 12, die die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 bildet, an einer gewünschten Inspektionsposition des Inspektionsobjekts 14. Spezifischer hält der Bediener M den Sondenhalter 38 der Ultraschallsondenvorrichtung 12 mit den Händen und platziert die Ultraschallsondenvorrichtung 12 an einer gewünschten Inspektionsposition mit der unteren Oberfläche des Sondenhalters 38 zum Inspektionsobjekt 14 hin orientiert.
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Nachfolgend führt in Schritt S2 der Bediener (Inspekteur) M eine Inspektionsbedingungseinstelleingabe über ein Paar von Druckknopfschaltern durch, das aus einem Additionsschalter und einem Subtraktionsschalter der zweiten Eingabeeinheit 37 aufgebaut ist. Spezifischer manipuliert, während er den Sondenhalter 38 der Ultraschallsondenvorrichtung 12 mit den Händen hält, der Bediener M den Additionsschalter und den Subtraktionsschalter der zweiten Eingabeeinheit 37, um beispielsweise die Verstärkung des Ultraschall-Transducers 25, die Anzahl von beim Mitteln von Digital-Echosignalen, die zur Erzeugung von Ultraschallbilddaten verwendet werden, eingesetzten Abtastungen, einzustellen, oder justiert die Visualisierungsstartposition bei der Erzeugung eines Querschnittbildes (B-Scope oder B-Scan) im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14.
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Nachfolgend betrachtet in Schritt S3 der Bediener (Inspekteur) M die zweite Anzeigeeinheit 37 und bestimmt, ob eine gewünschte Anzeige erhalten worden ist oder nicht, und justiert die Inspektionsbedingungen. Wenn eine gewünschte Anzeige erhalten worden ist, rückt die Bedienung zu Schritt S4 fort. Ansonsten kehrt die Bedienung zu Schritt S1 zurück und die Schritte S1 bis S3 werden wiederholt, um die Inspektionsbedingungen zu justieren. In diesem Fall manipuliert der Bediener (Inspekteur) M den Auswahlschalter der zweiten Eingabeeinheit 37 und schaltet sequentiell in der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigte Ultraschallbilder um und bestimmt, ob eine gewünschte Anzeige erhalten worden ist oder nicht. Diese Bestimmung, ob eine gewünschte Anzeige erhalten worden ist oder nicht, wird durch Anzeigen, auf der zweiten Anzeigeeinheit 36 eines reflektierten Echowellenformbildes (A-Scope oder A-Scan) der Ultraschallwelle U im Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 oder eines Querschnittsbildes (B-Scope oder B-Scan) zum Inspektionsbereich 28 des Inspektionsobjekts 14 durchgeführt.
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Noch nachfolgend manipuliert in Schritt S4 der Bediener (Inspekteur) M den Druckknopfschalter der zweiten Eingabeeinheit 37, um einen Ultraschallinspektionsstartbefehl einzugeben.
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Nachfolgend bewegt in Schritt S5 der Bediener (Inspekteur) M die Ultraschallsondenvorrichtung 12 in einen gewünschten Bereich des Inspektionsobjekts 14, während er die zweite Anzeigeeinheit 36 ansieht, um dadurch den Inspektionsbereich 28 zu inspizieren und zu scannen. Spezifischer veranlasst der Bediener M die Ultraschallsondenvorrichtung 12, eine Oberfläche 14a des Inspektionsobjektes 14 in einem gewünschten Bereich des Inspektionsobjekts 14 zu scannen, während er den Sondenhalter 38 der Ultraschallsondenvorrichtung 12 mit den Händen hält, und überprüft Anwesenheit oder Abwesenheit eines internen Defekts 42, während er die auf der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Ultraschallbilder betrachtet.
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Nachfolgend manipuliert in Schritt S6, nach Beenden der Inspektion des gewünschten Bereichs des Inspektionsobjekts 14, der Bediener (Inspekteur) M den Druckknopfschalter der zweiten Eingabeeinheit 37, um einen Ultraschallinspektionsbeendigungsbefehl einzugeben.
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Die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 funktioniert als eine mit einem Ultraschallsensor versehene Ultraschallkamera, Ultraschallwellenform von mehreren Tausend bis mehreren Zehntausenden von reflektierten Echos können sofort gesammelt werden und ein Bildkommunikationsprozess gestattet die Implementierung eines parallelen Arithmetikprozesses zum Visualisieren, mit hoher Geschwindigkeit, des internen Defekts 42 des Inspektionsobjekts 14 (der Zustand von Verbindungsregionen oder Anwesenheit/Abwesenheit des Zustands von Schweißdefekten).
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Weiterhin kann in der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 die interne Struktur des Inspektionsobjektes 14 rasch als ein zwei- oder dreidimensionales hoch sensitives Hochauflösungs-Ultraschallbild extrahiert und angezeigt werden, und eine Hochgeschwindigkeitsinspektion von einer Sekunde bis mehreren zehn Sekunden pro Bild kann damit implementiert werden.
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Die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 und das die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 verwendende Ultraschallinspektionsverfahren kann auf die Inspektion des Erhaltungszustands von Schweißteilen/Anwesenheit oder Abwesenheit von Schweißdefekten auf dem Gebiet der Automobiltechnik, Luftfahrt und Eisenbahn, angewendet werden oder auf das Überwachen eines Zustands von Schweißteilen in industriellen Gebieten von Anlagenbau, Schiffsbau und dergleichen.
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Bei der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Ultraschallsondenvorrichtung 12 mit dem Vorrichtungskörper 11 über ein flexibles Signalkabel 13 verbunden und bei der Ultraschallsondenvorrichtung 12 sind der Ultraschall-Transducer 25, die zweite Anzeigeeinheit 36 und die zweite Eingabeeinheit 37 integral innerhalb des Sondenhalters 38 von Handflächengröße enthalten. Als Ergebnis können die durch Visualisieren des internen Zustands des Inspektionsobjekts 14 erhaltenen Ultraschallbilder unter Verwendung der zweiten Anzeigeeinheit 36 überprüft werden, während manuell die Ultraschallsondenvorrichtung 12 in leichter und einfacher Weise längs der Oberfläche des Inspektionsobjektes 14 bedient werden kann. Das heißt, der Bediener (Inspekteur) M, der die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 verwendet, kann eine Ultraschallinspektion durchführen, indem er nur dem Ultraschall-Transducer 25 Aufmerksamkeit schenkt, ohne eine andere Vorrichtung zu beachten, was die Inspektionsleistung erleichtert.
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Weiterhin, da der Ultraschall-Transducer 25, die zweite Anzeigeeinheit 36 und die zweite Eingabeeinheit 37 integral innerhalb des Sondenhalters 38, der in der Ultraschallsondenvorrichtung 12 beinhaltet ist, enthalten sind, kann die Variation oder Änderung der durch Veranlassen des Ultraschall-Transducers 25, über das Inspektionsobjekt 14 zu scannen, erhaltenen Ultraschallbilder und das Visualisieren des internen Zustandes des Inspektionsobjektes 14 in Echtzeit mittels der aus dem Signalverarbeitungsabschnitt 20 gesendeten und auf der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Ultraschallbilder überprüft werden. Entsprechend kann der die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 verwendende Bediener (Inspekteur) M sofort den internen Defekt 42 (Abpellen, Hohlraum oder dergleichen) oder den internen Zustand, wie etwa ein lose gewordener Verbindungszustand, des Inspektionsobjekts 14 überprüfen, ohne die Sichtlinie des Bedieners zu verändern, und kann auch die Inspektion durchführen, während der Zustand der Ultraschallbilder rückgekoppelt wird.
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Noch weiterhin, da der Ultraschall-Transducer 25, die zweite Anzeigeeinheit 36 und die zweite Eingabeeinheit 37 integral innerhalb des Sondenhalters 38 enthalten sind, kann unter Verwendung der aus dem Signalverarbeitungsabschnitt 20 gesendeten und auf der zweiten Anzeigeeinheit 36 angezeigten Ultraschallbilder der Bediener (Inspekteur) M die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 über die zweite Eingabeeinheit 37 manipulieren, während er in Echtzeit Variation oder Veränderung der durch Veranlassen des Ultraschall-Transducers 25, über dem Inspektionsobjekt 14 zu scannen, und dadurch Visualisieren des internen Zustands des Inspektionsobjekts 14 erhaltenen Ultraschallbilder überprüft. Entsprechend kann der die Ultraschallinspektionsvorrichtung verwendende Bediener (Inspekteur) M unmittelbar den internen Defekt 42 (Abschälen, Hohlraum oder dergleichen) oder den internen Zustand, wie etwa einen abgelösten Zustand einer Verbindung, des Inspektionsobjekts 14 überprüfen, ohne die Sichtlinie des Bedieners zu ändern, und der Bediener kann auch die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 manipulieren, um die Inspektion durchzuführen, während der Zustand von Ultraschallbildern rückgekoppelt wird.
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Noch weiterhin ist die zweite Anzeigeeinheit 36, die ein für den Zweck der Inspektion des Inspektionsobjekts 14 geeignetes Anzeigeverfahren verwendet, die Form des Sondenhalters 38, oder dergleichen vorgesehen und für die Inspektion nützliche Daten werden kollektiv angezeigt, so dass die Inspektion signifikant vereinfacht und erleichtert werden kann.
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Gemäß der Ultraschallinspektionsvorrichtung 10, dem Ultraschall-Transducer 25 und dem Ultraschallinspektionsverfahren, die die Ultraschallinspektionsvorrichtung 10 verwenden, können der interne Defekt 42 (Abschälen, Hohlraum oder dergleichen) oder der interne Zustand, wie etwa ein losgelöster Zustand einer Verbindung des zu inspizierenden Objekts 14, effizient und genau durch einfache Manipulation vor Ort oder am Herstellprozessort inspiziert werden.
