DE69025328T2 - Ultraschall-prüfvorrichtung - Google Patents

Ultraschall-prüfvorrichtung

Info

Publication number
DE69025328T2
DE69025328T2 DE69025328T DE69025328T DE69025328T2 DE 69025328 T2 DE69025328 T2 DE 69025328T2 DE 69025328 T DE69025328 T DE 69025328T DE 69025328 T DE69025328 T DE 69025328T DE 69025328 T2 DE69025328 T2 DE 69025328T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
data
ultrasonic
examination
calculation
individual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69025328T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69025328D1 (de
Inventor
Souji Sasaki
Yoshihiko Takishita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16463525&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69025328(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of DE69025328D1 publication Critical patent/DE69025328D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69025328T2 publication Critical patent/DE69025328T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341Circuits therefor
    • G10K11/345Circuits therefor using energy switching from one active element to another
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/106Number of transducers one or more transducer arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung betrifft ein Ultraschall-Untersuchungssystem, das mit einer Feldsonde, die aus einer Anzahl von Feld-Element-Oszillatoren besteht, die in wenigstens einer Reihe angeordnet sind, einer Speichereinheit zum Speichern von Ultraschalldaten, die durch Ultraschallabtastung einer Oberfläche eines Gegenstandes durch die Feldsonde erhalten wurden, einer Berechnungseinrichtung zur Korrektur der Ultraschalldaten, um Variationen in den Element-Oszillatoren auszugleichen, und einer Anzeigeeinheit, um ein Ultraschallbild zu zeigen, das auf den Daten basiert, die in der Speichereinheit gespeichert sind, ausgestattet ist. Ein derartiges System ist aus EP-A-0 228 720 bekannt.
  • Derartige Typen von Ultraschall-Untersuchungssystemen haben eine weit verbreitete Anwendung bzw. Nutzen in einer Vielzahl von Gebieten gefunden, da sie im Inneren liegende Defekte bzw. Fehler eines Gegenstandes ohne zerstörung des Gegenstandes feststellen können. Die Anwesenheit oder Abwesenheit innerer Fehler in einem Gegenstand wird häufig über einen vorbestimmten Bereich oder ein vorbestimmtes Gebiet des Gegenstandes überprüft. In diesem Fall wird der vorbestimmte Bereich oder das vorbestimmte Gebiet des Gegenstandes durch eine Ultraschallwelle abgetastet, die von einer Sonde eines Ultraschall-Untersuchungssystems ausgesendet wird, um die Untersuchung des Gegenstandes durchzuführen. Als derartige Proben werden Feldsonden verwendet, die individuell aus einer Anzahl von piezoelektrischen Elementen bestehen, die in einer Reihe angeordnet sind.
  • Ein Ultraschall-Untersuchungssystem, das eine derartige Feldsonde verwendet, wird im folgenden beschrieben.
  • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Abtasteinheit eines herkömmlichen Ultraschall-Untersuchungssystems, während Fig. 2 bzw. Fig. 3 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht der Feldsonde darstellt. Bei jeder Figur der Zeichnungen ist ein Wassertank 1, um eine Untersuchung darin durchzuführen, Wasser 2, das in dem Wassertank 1 beinhaltet ist, und ein Gegenstand 3, der auf einer Bodenwand des Wassertanks 1 plaziert ist, gezeigt. Mit der Ziffer 4 ist eine Abtasteinrichtung bezeichnet, die aus den folgenden Elementen aufgebaut ist: einem Abtastgrundteil 5, auf dem der Wassertank 1 angebracht ist, Rahmen 6, die auf dem Abtastgrundteil 5 befestigt sind, einem Arm 7, der auf den Rahmen 6 angebracht ist, einer Halteeinrichtung 8, die auf dem Arm 7 plaziert ist, einer Stange 9, die an der Halteeinrichtung 8 angebracht ist, und der Feldsonde, die mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Der Rahmen 6 kann den Arm 7 entlang einer Y-Achse durch einen nicht gezeigten Mechanismus antreiben, während der Arm 7 die Halteeinrichtung 8 entlang einer X-Achse durch einen Mechanismus antreiben kann, der ebenso nicht gezeigt ist. Weiter kann die Halteeinrichtung 8 die Feldsonde 10 entlang der Z-Achse treiben (in einer Richtung, die senkrecht zu der X-Achse und Y-Achse ist), und zwar durch einen Mechanismus (nicht gezeigt), der mit der Stange 9 zusammenwirkt.
  • Die Feldsonde 10 ist aus einer Anzahl von winzigen piezoelektrischen Elementen gebildet bzw. aufgebaut, die im folgenden "Feld-Element-Oszillatoren" genannt werden, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Richtung ihrer Anordnung stimmt mit der X-Achse überein. Nachdem ein Puls angelegt wurde, strahlt jeder Feld-Element-Oszillator eine Ultraschallwelle ab und wandelt ihre Reflexionswelle von dem Gegenstand 3 in ein entsprechendes elektrisches Signal um.
  • Die einzelnen bzw. individuellen Feld-Element-Oszillatoren werden mit den Nummern 10&sub1;-10n in Fig. 2 und Fig. 3 bezeichnet. Übrigens zeigen Punkte Abtastpunkte an, YP einen Abtastabstand entlang der Y-Achse und XP einen Abtastabstand entlang der X-Achse. Weiter bezeichnet AP den Abstand zwischen den einzelnen Feld-Oszillatoren 10&sub1;-10n. Bei der Ziffer 11 ist ein Gehäuse gezeigt, das die Feldsonde 10 und dergleichen unterbringt.
  • Die Funktion der Feldsonde 10, die in jeder der oben beschriebenen Figuren gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und die Fig. 5 umrissen. In Fig. 4 werden Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9;, die in einer Reihe angeordnet sind, Verzögerungselemente D&sub1;-D&sub9;, die mit den Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9; jeweilig verbunden sind, und ein Puls p, der in die einzelnen Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9; eingegeben werden soll, gezeigt. Die Verzögerungselemente D&sub1;, D&sub9; werden so eingestellt, daß sie dieselbe Verzögerungszeit (t&sub1;&sub9;) aufweisen. In ähnlicher Weise werden die Verzögerungselemente D&sub2;, D&sub8; auf dieselbe Verzögerungszeit (t&sub2;&sub8;), die Verzögerungselemente D&sub3;, D&sub7; auf dieselbe Verzögerungszeit (t&sub3;&sub7;) und die Verzögerungselemente D&sub4;, D&sub6; auf dieselbe Verzögerungszeit (t&sub4;&sub6;) eingestellt. Die so eingestellten einzelnen Verzögerungszeiten erfüllen die Beziehung der folgenden Ungleichung:
  • t&sub1;&sub9; < t&sub2;&sub8; < t&sub3;&sub7; < t&sub4;&sub6; < t&sub5; ... (1),
  • wobei t&sub5; die Verzögerungszeit des Verzögerungselements D&sub5; ist.
  • Nun wird angenommen, daß der Puls p eingegeben wird, nachdem die Verzögerungszeit der einzelnen Verzögerungselemente D&sub1;-D&sub9; auf vorbestimmte Werte eingestellt wurde, während die Beziehung der Ungleichung (1) aufrechterhalten wird. Ultraschallwellen werden dann von den jeweiligen Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9; in Übereinstimmung mit den oben eingestellten Verzögerungszeiten abgestrahlt, so daß die Ultraschallwellen von den Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9; zuerst abgestrahlt werden und die Ultraschallwellen von den Feld-Element-Oszillatoren T&sub5; zuletzt abgestrahlt werden. Die Ultraschallwellen, die, wie oben beschrieben, abgestrahlt werden, bewegen sich vorwärts, während sie sich radial ausbreiten. Es gibt einen Punkt, bei welchem die maximale Amplitude von Schwingungen der Ultraschallwelle von jedem Feld-Element-Oszillator übereinstimmt. Dieser Punkt ist durch den Buchstaben F in Fig. 4 angezeigt. Da die Stärke der Ultraschallwelle bei diesem Punkt F weit größer ist im Vergleich zu der Stärke der Ultraschallwelle bei anderen Punkten, wird ein Zustand entwickelt, als ob die Ultraschallwelle von den einzelnen Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9; bei dem Punkt F zusammengelaufen wären, wie durch gestrichelte Linien gezeigt. Mit anderen Worten, falls geeignete Verzögerungen auf die Abstrahlung der Ultraschallwellen von den Feld-Element-Oszillatoren, die in einer Reihe angeordnet sind, angewendet werden, können die Ultraschallwellen, die von den einzelnen Feld-Element-Oszillatoren abgestrahlt werden, in einen Zustand verbracht werden, der dem Zustand ähnelt, daß diese Ultraschallwellen bei dem Punkt F zusammengelaufen sind bzw. konvergiert sind. Dieser Punkt F wird der "Brennpunkt" genannt. Dies wird nun näher beschrieben. Die Ultraschallwellen B, die bei dem Brennpunkt F zusammenlaufen, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, werden durch die Feld-Element-Oszillatoren T&sub1;-T&sub9; ausgegeben. Falls die einzelnen Verzögerungszeiten kleiner eingestellt werden als ihre entsprechenden Verzögerungs zeiten, die oben beschrieben wurden, während die Beziehung der Formel (1) aufrechterhalten wird, wird bewirkt, daß der Brennpunkt F auf einen weiter entfernten bzw. längeren Brennpunkt F' bewegt wird, wie durch alternierende lange und kurze gestrichelte Linien (Strahlen B') angezeigt ist. Es ist deshalb möglich, daß die Position des Brennpunktes gewählt wird, indem die Verzögerungszeiten der Verzögerungselemente D&sub1;-D&sub9; eingestellt werden. Wendet man dies auf die Untersuchung des Gegenstandes 3 an, so wird ermöglicht, die Tiefe der zu untersuchenden Stelle zu wählen.
  • Fig. 5 zeigt schematisch die Funktion der Feldsonde 10, die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt ist. In dieser Figur zeigen die Nummern 10&sub1;-10n dieselben Feld-Element-Oszillatoren, wie jene, die in Fig. 2 gezeigt sind, und nicht gezeigte Feldelemente werden mit den entsprechenden Feld-Element-Oszillatoren 10&sub1;-10n verbunden. Bei der gezeigten Ausführungsform werden m Stücke der Feld-Element-Oszillatoren 10&sub1;-10m zuerst gewählt und die Verzögerungszeiten für Ultraschallwellen, die von diesen Oszillatoren abgestrahlt werden sollen, werden passend eingestellt, wodurch die Ultraschallwellen offensichtlich bei einem einzigen Brennpunkt zusammenlaufen bzw. konvergieren, wie oben beschrieben wurde. Dieser Brennpunkt bzw. diese offensichtlichen Ultraschallstrahlen werden durch Symbole F&sub1; bzw. B&sub1; in Fig. 5 bezeichnet. Die Feld- Element-Oszillatoren werden als nächstes gewählt, deren Nummer um eins erhöht ist, und zu der gleichen Anzahl, d.h. m Stücke der Feld-Element-Oszillatoren 10&sub2;-10m+1 werden Verzögerungszeiten desselben Musters, wie jene, die an die Feld-Element-Oszillatoren 10&sub1;-10m bei der vorhergehenden Verzögerungsoperation angelegt wurden, angelegt. Der sich ergebende Brennpunkt wird durch ein Symbol F&sub2; angezeigt, wohingegen die Ultraschallstrahlen, die so abgestrahlt werden, durch ein Symbol B&sub2; angezeigt werden. Die Feld- Element-Oszillatoren, deren Nummer aufeinanderfolgend eine nach der anderen zunimmt, werden dann ausgewählt und am Ende werden die Feld-Element-Oszillatoren 10n-m+1-10n gewählt und die Verzögerungszeiten desselben Musters werden dann an die Feld-Element-Oszillatoren 10n-m+1-10n angelegt, um einen Brennpunkt Fn-m+1 und Ultraschallstrahlen Bn-m+1 zu erhalten. Bei dem oben beschriebenen Verfahren hat folglich die Feldsonde 10 eine Ultraschallabtastung von dem Brennpunkt F&sub1; bis zu dem Brennpunkt Fn-m+1 durchgeführt. Da dieses Abtasten elektronisch bei einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt wird, wird es im folgenden "elektronisches Abtasten" genannt. Übrigens zeigt in Fig. 5 "AP" den Abstand zwischen Feld-Element-Oszillatoren an, während "SP" einen Abtastabstand bezeichnet. Bei der gezeigten Ausführungsform gleichen sie sich.
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung einer Steuereinheit des Ultraschall-Untersuchungssystems gegeben, das die Feldsonde verwendet.
  • Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinheit, in der die oben beschriebene Feldsonde 10, Motoren 7M, 8M zum jeweiligen Antrieb des Armes 7 entlang der Y-Achse und der Halteeinrichtung 8 entlang der X-Achse und Kodiereinrichtungen bzw. Encoder 7E, 8E zur Ausgabe von Antriebssignalen zu den entsprechenden Motoren 7M, 8M und zur Detektion und Ausgabe der Abstände bzw. Entfernungen, in die sie getrieben wurden, gezeigt. Übrigens werden der Motor 8M und die Kodiereinrichtung bzw. der Encoder 8E verwendet, um die Feldsonde 10 bei einem geeigneten Ort innerhalb des Wassertanks 1 zu positionieren, und sie nehmen nicht an der Ultraschallabtastung entlang der X-Achse teil, wobei das Abtasten später beschrieben wird. Mit der Nummer 20 ist ein Signalprozessor bezeichnet, der aus einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 20a, einem Bildspeicher 20b zur Bildverarbeitung, einem Interface bzw. einer Schnittstelle 20c, um Eingabe-/Ausgabe-Operationen zwischen dem Signalprozessor 20 und externen Schaltungsanordnungen durchzuführen, einer Tastatur 20d usw. besteht. Obwohl der Signalprozessor 20 zusätzlich mit Speicherbauelementen, wie z.B. einem RAM oder ROM, ausgestattet ist, wurde davon abgesehen, sie zu zeigen. Die Nummer 21 bezeichnet eine Anzeige.
  • Mit der Nummer 22 ist eine Sende-Steuereinheit bezeichnet, die in Übereinstimmung mit Befehlen von der CPU 20a die Verzögerungszeiten und die Auswahl und das Umschalten bzw. Wechseln von Feld-Element-Oszillatoren steuert, wobei die Verzögerungszeiten, die Auswahl und das Umschalten bzw. Wechseln, oben unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und Fig. 5 beschrieben worden ist. Es sind ebenso Pulseinrichtungen bzw. Pulser 23 gezeigt, um einen Puls p auszugeben. Diese Pulseinrichtungen bzw. Pulser 23 sind für jeweilige Feld- Element-Oszillatoren vorgesehen. Die Nummer 24 bezeichnet Empfänger, um reflektierte Ultraschallsignale von den entsprechenden Feld-Element-Oszillatoren zu empfangen und diese dann zu verstärken. Diese Empfänger 24 werden ebenso entsprechend den jeweiligen Feld-Element-Oszillatoren bereitgestellt. Mit der Nummer 25 ist eine Empfangssteuereinrichtung bezeichnet, die eine Steuerung der zuvor erwähnten Verzögerung, eine Auswahl und ein Umschalten bzw. ein Wechseln bezüglich der Signale von den jeweiligen Feld- Element-Oszillatoren durchführt. Es ist ebenso ein Wellenformaddierer 26 gezeigt, um alle Empfangssignale zu addieren, die zur selben Zeit infolge der Verzögerungen bei der Empfangssteuereinrichtung 25 ausgegeben werden. Die Nummer 27 stellt einen Hauptverstärker dar, um jedes Ausgangssignal von der Wellenformaddiereinrichtung 26 zu verstärken. Der Grad der Verstärkung durch den Hauptverstärker 27 wird durch einen Befehl von der CPU 20a bestimmt, deren Befehl wiederum basierend auf einem Eingangssignal von einer externen Anlage bzw. Einrichtung, wie z.B. dem Keyboard 20d, bestimmt wird. Das Bezugszeichen 28 bezeichnet eine Spitzenwertfeststelleinrichtung bzw. einen Spitzenwertdetektor, die bzw. der mit der Funktion ausgestattet ist, daß nur Signale innerhalb eines vorbestimmten Tiefenbereichs gesammelt werden und nur der Spitzenwert unter den Signalen innerhalb des Bereichs gehalten und ausgegeben wird. Mit dem Bezugszeichen 28 ist ein A/D-Konverter bezeichnet, um den Spitzenwert zu konvertieren, der in der Spitzenwertfeststelleinrichtung 28 gehalten worden ist, und zwar in den ihm entsprechenden digitalen Wert. Der Betrieb der Steuereinheit wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.
  • Fig. 7 ist ein detaillierteres Blockschaltbild der Steuereinheit, so daß die Beschreibung des Betriebs der Steuereinheit, die in Fig. 6 gezeigt ist, erleichtert werden kann. In Fig. 7 sind Elemente, die entweder identisch sind oder äquivalent sind, zu jenen, die in Fig. 6 gezeigt sind, durch gleiche Bezugsnummern oder Symbole gekennzeichnet. Weiterhin wurde darauf verzichtet, die Motoren 7M, 8M, die Kodiereinrichtungen 7E, 8E und die Tastatur 20d zu zeigen. Zusätzlich sind zwei Feldsonden gezeigt. Dies bedeutet, daß die Feldsonde eine aufgeteilte Sende-Empfangs-Feldsonde darstellt, dessen eine Feldsonde 10 dem Senden dient und die andere dem Empfang. Eine derartige Feldsonde wird im Hinblick auf eine Verbesserung der Auflösung in der in die Tiefe gerichteten Richtung verwendet. Übrigens sind in dem Fall einer kombinierten Sende-Empfangs-Feldsonde des Typs, bei dem dieselben Feld-Element-Oszillatoren sowohl zum Senden als auch Empfangen verwendet werden, der Aufbau und der Betrieb der Steuereinheit ebenso derselbe, wie in dem Fall der getrennten Sende-Empfangs-Feldsonde.
  • Fig. 7 zeigt ebenso eine Taktpuls-Erzeugungseinrichtung 22a, eine Sendestrahl-Zusammenlaufschaltung 22b und ein sendeseitiges Matrixumschalt-Schaltungsnetzwerk 22c. Sie bilden die Sende-Steuereinrichtung bzw. Übertragungs-Steuereinrichtung 22, die in Fig. 6 gezeigt ist. Weiter bildet eine Empfangsstrahl-Zusammenlaufschaltung bzw. Empfangsstrahl-Konvergenzschaltung 25, 26 einen Teil der Empfangs- Steuereinrichtung 25 und des Wellenformaddierers 26, die beide in der Fig. 6 gezeigt sind.
  • Es wird nun angenommen, daß das Senden und der Empfang von einzelnen Ultraschallstrahlen durch acht Feld-Element- Oszillatoren durchgeführt wird. Die Sendestrahl-Zusammenlaufschaltung bzw. Sendestrahl-Konvergenzschaltung 22b gibt nach einem vorbestimmten Verzögerungsmuster Signale aus, die an acht Pulsgeneratoren der Pulsgeneratoren 23 angelegt werden sollen, und zwar basierend auf einem Taktpuls von der Taktpuls-Erzeugungseinrichtung bzw. dem Taktpulsgenerator 22a. Nachfolgend zu einem Befehl aus der CPU 20a bestimmt das sendeseitige Matrixumschalt-Schaltungsnetzwerk 22c zu welchen Feld-Element-Oszillatoren, in anderen Worten zu welchen Pulserzeugungseinrichtungen, die acht Signale, die in dem vorbestimmten Verzögerungsmuster von der Sendestrahl- Zusammenlaufschaltung 22b ausgegeben werden, angelegt werden sollen, und führt eine Umschaltung in übereinstimmung mit der Auswahl durch. Bei den Pulserzeugungseinrichtungen 23 werden Signale in dem oben beschriebenen vorbestimmten Verzögerungsmuster von den oben ausgewählten acht aufeinanderfolgenden Pulserzeugungseinrichtungen ausgegeben, wodurch die Feld-Element-Oszillatoren, die jeweilig an diese Pulserzeugungseinrichtungen angeschlossen sind, angeregt werden, um den gewünschten Ultraschallstrahl auszugeben.
  • Auf der anderen Seite empfangen die Feld-Element-Oszillatoren auf der Empfangsseite die Ultraschallwelle, so daß Signale, die der Ultraschallwelle entsprechen, zu den entsprechenden Vorverstärkern der Vorverstärker 24 ausgegeben werden, wobei die entsprechenden Vorverstärker mit den acht Feld-Element-Oszillatoren verbunden sind. Diese Signale werden deshalb verstärkt. In Übereinstimmung mit einem Befehl von der CPU 20a, führt das empfangsseitige Matrixumschalt-Schaltungsnetzwerk 25 die Signale, die durch die entsprechenden Vorverstärker verstärkt worden sind, eines nach dem anderen zu den entsprechenden der Verzögerungselemente, die in der Empfangsstrahl-Zusammenlaufschaltung 25, 26 enthalten sind, und erzeugt Verzögerungsmuster. Infolgedessen werden die so empfangenen acht Signale mit demselben Zeitablauf in den Ausgangsstufen von den entsprechenden Verzögerungselementen der Empfangsstrahl-Zusammenlaufschaltung 25, 26 ausgegeben und dann aufaddiert.
  • Bei dem Hauptverstärker 27 wird das so addierte Signal in übereinstimmung mit einem Verstärkungsgrad, der durch einen Befehl von der CPU 20a eingestellt ist, verstärkt. Das so verstärkte Signal wird durch die Spitzenwertfeststelleinrichtung 28 einem A/D-Umwandler bzw. A/D-Konverter 29 zugeführt, so daß es in einen digitalen Wert umgewandelt wird. Der so umgewandelte Wert wird dann bei einer Adresse des Bildspeichers 2db gespeichert, wobei die Adresse als Ergebnis einer Adressen-Arithmetikoperation bei der CPU 20a bestimmt worden ist.
  • Die Betriebsweise des Sendens und des Empfangs eines einzigen Ultraschallstrahls durch acht Feld-Element-Oszillatoren wurde oben beschrieben. Durch geeignetes Umschalten und Steuern des sendeseitigen Matrixumschalt-Schaltungsnetzwerks 22c und des empfangsseitigen Matrixumschalt-Schaltungsnetzwerkes 25 können die einzelnen Feld-Element-Oszillatoren 10&sub1;-10n der Feldsonde 10 in Gruppen ausgewählt werden, wobei jede aus acht Feld-Element-Oszillatoren besteht, während aufeinanderfolgend bzw. nach und nach die Nummern der acht Feld-Element-Oszillatoren einzeln erhöht wird. Infolgedessen kann ein elektronisches Abtasten entlang der X-Achse durchgeführt werden. Nachdem die elektronische Abtastung abgeschlossen ist, wird der Motor 7M in Ubereinstimmung mit einem Befehl von der CPU 20a angetrieben, so daß der Arm 7, nämlich die Feldsonde 10, um den vorbestimmten Abtastabstand YP entlang der Y-Achse verschoben wird (mechanisches Abtasten). In diesem Zustand wird eine elektronische Abtastung einer zweiten Reihe, entlang der X-Achse gesehen, mittels Ultraschallwellen durchgeführt, und zwar in einer Art und Weise, die der oben beschriebenen elektronischen Abtastung ähnelt. Indem ein derartiger Betrieb wiederholt wird, kann eine Ultraschallabtastung der X-Y-Ebene des Gegenstandes 3 durchgeführt werden. Während der Ultraschallabtastung werden Signale der reflektierten Wellen, die bei den einzelnen Empfängern 24 empfangen werden, jeweilig nacheinanderfolgend bei vorgeschriebenen Adressen in dem Bildspeicher 20b gespeichert. Basierend auf den in dem Bildspeicher 20b gespeicherten Daten wird ein Ultraschallbild des Gegenstandes 3 durch das obige Ultraschallabtasten auf der Anzeige 21 gezeigt. Eine Überprüfung auf irgendwelche Defekte bzw. Fehler in dem Gegenstand 3 kann durchgeführt werden, indem das so gezeigte Ultraschallbild beobachtet wird.
  • Die Abtastzeit in jeder einzelnen Zeile entlang der X- Achse ist extrem kurz, so daß mechanische Abtasten entlang der Y-Achse ohne Unterbrechung in dem Verlauf der Untersuchung durchgeführt werden kann. Weiter kann die Anzahl der Feld-Element-Oszillatoren in jeder Gruppe, die ausgewählt werden soll, wie gewünscht, eingestellt werden.
  • Ein detaillierterer Aufbau der den Sendestrahl konvergierenden Schaltung 22b, des sendeseitigen Matrixumschalt- Schaltungsnetzwerkes 22c, der Pulserzeugungseinrichtung 23, der Vorverstärker 24, des Empfangs-Matrixumschalt-Schaltungsnetzwerkes 25 und der den Empfangsstrahl konvergierenden Schaltung 25, 26, alles ist in der Fig. 7 gezeigt, ist in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. HEI 2-69654 offenbart.
  • Das herkömmliche Ultraschall -Untersuchungs system, das oben beschrieben ist, kann prompt und genau die Gegenwart oder Abwesenheit von Fehlern bzw. Defekten in dem Gegenstand 3 untersuchen. Es ist jedoch zu bemerken, daß der Signalpegel von einer Datenabtastung zu einer anderen streuen kann, wenn die Datenabtastung bei einzelnen Brennpunkten in elektronischer Abtastung durchgeführt wird (d.h. einer Abtastung entlang der X-Achse), und zwar mittels des oben beschriebenen herkömmlichen Ultraschall-Untersuchungssystems. Dies ist in Fig. 8 gezeigt, in der Abtastpunkte in der Richtung des elektronischen Abtastens entlang der Abszisse aufgetragen sind, während die Pegel des empfangenen Signals entlang der Ordinate aufgetragen sind. Wie klar aus der Figur erkennbar ist, streuen die Pegel der empfangenen Signale in einem erheblichen Ausmaß. Die vorliegenden Erfinder führten eine Untersuchung durch, um mögliche Ursachen für das Auftreten einer derartigen Streuung zu bestimmen. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die primäre Ursache bzw. Hauptursache in der Feldsonde 10, dem Pulser 23 und dem Empfänger 24 liegt. Dies wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 9 ist ein detailliertes Blockschaltbild der Feldsonde, des Pulsers und des Empfängers, in welchem die Nummern 10&sub1;-10n die einzelnen Feld-Element-Oszillatoren bezeichnen, die die Feldsonde 10 bilden. Wie oben beschrieben wurde, werden die einzelnen Feld-Element-Oszillatoren 10&sub1;-10n mit entsprechenden Pulsern bzw. Pulseinrichtungen 23&sub1;-23n und Empfängern 24&sub1;-24n verbunden. Jeder einzelne Kanal zum Senden und Empfangen eines einzigen Ultraschallstrahles ist durch die Kombination eines der Feld-Element-Oszillatoren, seiner entsprechenden Pulseinrichtung und seines Empfängers und einer Vielzahl von Leitungen, die sie verbinden, aufgebaut. Bei einem derartigen Aufbau kann das Vorhandensein gewisser Unterschiede in der Empfindlichkeit unter den einzelnen Feld-Element-Oszillatoren 10&sub1;-10n, Pulseinrichtungen bzw. Pulsern 23&sub1;-23n und Empfängern 24&sub1;-24n nicht vermieden werden. Falls ein Feld-Element-Oszillator, eine Pulseinrichtung und ein Empfänger, die alle eine niedrige Empfindlichkeit haben, verbunden werden, wird der Pegel eines Signals, das über den sich ergebenden Kanal empfangen werden soll, merklich verringert sein. Falls ein Feld-Element-Oszillator, eine Pulseinrichtung und ein Empfänger, die alle eine hohe Empfindlichkeit aufweisen, wechselweise verbunden werden, wird das Signal, das über den sich ergebenden Kanal empfangen werden soll, merklich höher sein. Infolgedessen streuen die Signalpegel, die durch die einzelnen Kanäle empfangen werden.
  • Fig. 10 zeigt die Untersuchung eines Gegenstandes, der einen Fehler beinhaltet, bzw. eines fehlerbehafteten Gegenstandes mittels eines Ultraschall-Untersuchungssystems mit einem derartigen Streuen im Empfangssignal, wie es oben beschrieben wurde, wohingegen Fig. 11 ein Ultraschallbild zeigt, das infolge einer Untersuchung, die in der Fig. 10 gezeigt ist, erhalten wurde. Fig. 10 zeigt den Gegenstand 3, einen konkaven fehlerbehafteten Abschnitt 3f des Gegenstandes 3 und die Feldsonde 10. Auf der anderen Seite zeigt Fig. 11 einen Schirm 21a der Anzeige 21, ein Ultraschallbild A der Kontur des Gegenstandes 3 und ein Ultraschallbild 3f des fehlerbehafteten Abschnittes 3f. Symbole G&sub1;-G&sub6; zeigen Streifen, die entlang der Y-Achse infolge des Streuens von Signalen auftreten, die durch die einzelnen Kanäle in dem Ultraschall-Untersuchungssystem empfangen werden (in der Praxis wird eine Anzahl von Streifen mit einer Vielzahl von Breiten auftreten). Diese Streifen erschweren es, das Gesamtbild zu überwachen und infolge der Beobachtung des Ultraschallbildes den fehlerbehafteten Abschnitt zu entdekken. Dort, wo der Unterschied im Pegel zwischen Ultraschallsignalen von dem fehlerbehafteten Abschnitt und jenen von einem fehlerfreien Abschnitt z.B. sehr klein ist, werden Unannehmlichkeiten verursacht, weil ihre Grenzen wegen der Störung durch die Streifen unklar werden.
  • Um ein derartiges Streuen zu beseitigen, würde man an ein Verfahren denken, die einzelnen Pulseinrichtungen 23&sub1;-23n oder Empfänger 24&sub1;-24n jeweilig mit Empfindlichkeitseinstelleinrichtungen zu versehen, so daß die Pegel der empfangenen Signale gesteuert werden können. Dieses Verfahren mag dort durchführbar sein, wo die Gesamtanzahl n der Feld-Element-Oszillatoren klein ist. Wo die Gesamtanzahl n von 100 bis 200 reicht, wird eine extrem lange Zeit alleine für die Einstellung der Empfindlichkeit benotigt und zusätzlich führt jeder der Versuch, die Einstellung der Empfindlichkeit zu automatisieren, um die dafür benötigte Zeit zu verringern, zu dem Bedarf nach einem erheblich mit Schaltungen belasteten Gebiet und deren Steuerung wird äußerst kompliziert. Darüber hinaus muß, selbst wenn derartige Empfindlichkeits-Einstelleinrichtungen bereitgestellt werden, die gesamte Empfindlichkeitseinstellung wieder durchgeführt werden, wenn die Feldsonde ersetzt wird (ein derartiges Ersetzen wird häufig durchgeführt). Zusätzlich besteht weiterhin folgendes Problem, selbst wenn die oben beschriebenen Empfindlichkeits-Einstelleinrichtungen bereitgestellt werden. Nämlich besteht die Ursache zur Streuung in der Empfindlichkeit ebenso in der Empfangs-Steuereinrichtung 25, die in der Nähe der Empfangseinrichtung 24 bzw. des Empfängers 24 bereitgestellt wird. Da die Empfangs-Steuereinrichtung 25 eine Vielzahl von Eingangs-/Ausgangssignalleitungen aufweist, variiert die Intensität eines Ultraschallsignals in Abhängigkeit davon, welche der Signalleitungen des Ultraschallsignals hindurchgeführt ist. Deswegen, selbst wenn die Steuerung in der Empfindlichkeit bei der Stufe der Pulseinrichtungen oder Empfangseinrichtungen bzw. Empfänger vollständig beseitigt wird, tritt weiterhin infolge des Durchführens der Signale durch aufeinanderfolgende Signalleitungen Streuung auf.
  • Bei dem Ultraschall-Untersuchungssystem gemäß EP-A- 0 228 720 wird eine Kalibrierungseinrichtung zur Korrektur der Ausgangssignale bereitgestellt, die durch die empfangenen Meßwandler erzeugt werden, um verschiedene Variationen bei der Antwort der einzelnen Meßwandler auszugleichen. Die Kalibrierungseinrichtung beinhaltet eine Einrichtung, um Differenzwerte für jeden Meßwandler zu berechnen und zu speichern, wobei die Differenzwerte die Differenz zwischen den Ausgangsdatensignalen für jeden Meßwandler und den größten der Datenausgangssignale darstellen. Die Kalibrierungs- Differenzdaten werden zu den empfangenen Daten zur Kompensation der Variationen addiert. Jedoch führt eine Abwandlung der Untersuchungsbedingung zu Inkonsistenzen beim Nivellieren.
  • Ein Ziel dieser Erfindung ist es, die obigen Probleme der herkömmlichen Technik zu überwinden und infolgedessen ein Ultraschall-Untersuchungssystem bereitzustellen, das leicht den Einfluß des Streuens von empfangenen Signalen beseitigen kann und ein klares Bild fehlerhafter Abschnitte anzeigen kann, um eine genaue Untersuchung eines Objektes zu erlauben.
  • Das Ultraschall-Untersuchungssystem gemäß der Erfindung ist durch eine erste Berechnungseinrichtung, um einen Mittelwert von Referenzdaten zu berechnen, die durch Ultraschallabtastung eines Differenzmaterials von defektfreier, gleichförmiger Qualität erhalten wurden, eine zweite Berechnungseinrichtung, um einzelne Untersuchungsdaten, die durch Ultraschall-Untersuchung des Gegenstands erhalten wurden, den Mittelwert und das Inverse der Referenzdaten, die den Untersuchungsdaten entsprechen, zu multiplizieren, und eine Ausgabeeinrichtung, um die Ergebnisse der Berechnung durch die zweite Berechnungseinrichtung zu der Anzeigeeinheit auszugeben, gekennzeichnet.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Bei einem Ultraschall-Untersuchungssystem, das mit einer Feldsonde, die aus einer Anzahl von Feld-Element-Oszillatoren besteht, die in wenigstens einer Reihe angeordnet sind, einer Speichereinheit zum Speichern von Ultraschalldaten, die durch Ultraschallabtastung einer Oberfläche eines Gegenstandes durch die Feldsonde erhalten wurden, und einer Anzeigeeinheit, um ein Ultraschallbild zu zeigen, das auf den Daten basiert, die in der Speichereinheit gespeichert sind, ausgestattet ist, führt die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt eine Ultraschallabtastung eines Referenzmaterials von def ektfreier, gleichförmiger Qualität, z.B. einer Grundwand oder dergleichen eines Wassertanks, in den der Gegenstand zu plazieren ist, durch, wodurch Referenzdaten gesammelt werden und ein Mittelwert der Daten wird mittels einer ersten Berechnungseinrichtung berechnet. Wenn der Gegenstand mittels Ultraschall abgetastet worden ist, werden der Mittelwert und die Inversen der Referenzdaten, die durch dieselben Kanäle gesammelt wurden, wie jene, die verwendet wurden, um die verschiedenen Untersuchungsdaten abzutasten, dann mittels einer zweiten Berechnungseinheit multipliziert. Durch diese Multiplikation werden korrigierte Untersuchungsdaten, die zur Verfügung stehen, wenn die einzelnen Elemente die gleiche Empfindlichkeit aufweisen, erhalten. Diese korrigierten Untersuchungsdaten werden zu der Anzeigeeinheit ausgegeben, so daß ein klares Ultraschallbild erhalten werden kann.
  • GB-A-2 071 849 offenbar ein Ultraschall-Untersuchungssystem des oben diskutierten Typs, das eine Kalibrierungseinrichtung zur Korrektur der Ausgangssignale beinhaltet, die durch die Empfangseinrichtung erzeugt werden. Ein Teststück wird abgetastet, wodurch der Maximalwert eines Echosignals, das bei einem bestimmten Typ eines Testfehlers in oder auf dem Teststück auftritt, für jeden Meßkanal gemessen und gespeichert wird. Die gespeicherten Signale werden nachfolgend verwendet, um einen Basis-Empfindlichkeitswert für die Einrichtung bzw. Installation zu schaffen, und Korrekturfaktoren werden für alle Kanäle aus den Unterschieden bzw. Differenzen zwischen dem Basis-Empfindlichkeitswert und den entsprechenden Echosignalen bestimmt. Als Basis-Empfindlichkeitswert kann der minimale gespeicherte Wert genommen werden. Infolgedessen offenbart GB-A-2 071 849 nicht eine Einrichtung zur Multiplikation einzelner Untersuchungsdaten mit einem Mittelwert und der Inversen der Referenzdaten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Abtasteinheit eines Ultraschall-Untersuchungssystems, Fig. 2 und 3 sind Draufsichten und Seitenansichten einer Feldsonde, Fig. 4 und 5 sind schematische Erläuterungen der Funktion der Feldsonde, Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Ultraschall-Untersuchungssystems, Fig. 7 ist ein detaillierteres Blockschaltbild des Systems der Fig. 6, Fig. 8 ist ein Wellenform-Diagramm empfangener Signale, Fig. 9 ist ein detailliertes Blockschaltbild einzelner Feldsonden, Pulseinrichtungen und Empfangseinrichtungen, Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines Gegenstandes mit einem defektbehafteten Abschnitte, Fig. 11 ist ein Schaltbild, das ein Ultraschallbild des Gegenstandes zeigt, Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Untersuchungssystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines Wassertanks, Fig. 14 ist ein Graph der Bezugsdaten, Fig. 15 ist ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Untersuchungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung, Fig. 16 ist ein Blockschaltbild eines ersten bestimmten Beispiels einer Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung, die in Fig. 15 gezeigt ist, Fig. 17 ist ein Flußdiagramm, das die Betriebsweise des Systems, das in Fig. 15 gezeigt ist, beschreibt, und Fig. 18 ist ein Blockschaltbild eines zweiten bestimmten Beispiels einer Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung, die in Fig. 15 gezeigt ist.
  • BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird detaillierter unter Bezugnahme auf einige der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Untersuchungssystems gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. In dieser Zeichnung sind Elemente, die entweder identisch oder äquivalent zu jenen sind, die in den Fig. 6 oder 7 gezeigt sind, durch gleiche Bezugsnummern oder Symbole bezeichnet und ihre Beschreibung ist weggelassen. Die Nummer 20a' bezeichnet eine CPU, die der CPU 20a äquivalent ist. Die CPU 20a' unterscheidet sich in den Verarbeitungsprozeduren von der CPU 20a. Mit der Nummer 20e ist ein Speicher bezeichnet, der zusätzlich zu dem Bildspeicher 20b vorgesehen ist.
  • Der Betrieb dieser Ausführungsform wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und Fig. 14 beschrieben. Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines Wassertanks mit einer Feldsonde, die darin eingefügt ist. Es ist gezeigt der Wassertank bei der Nummer 1, Wasser 2, das sich in dem Wassertank 1 befindet, und die Feldsonde, die mit der Nummer 10 bezeichnet ist. Bei diesem Wassertank und der Feldsonde handelt es sich um denselben bzw. um dieselbe, der bzw. die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden vorbeschriebene Prozeduren bzw. Verfahren (Vorbereitungsarbeit) vor jeder Ultraschall- Untersuchung durchgeführt. Diese Vorbereitungsarbeit wird im folgenden beschrieben.
  • Zuerst führt die CPU 20a' mittels der Feldsonde 10 eine Ultraschallabtastung bezüglich der Bodenwand (die flach mit einem Acrylmaterial ausgebildet ist) des Wassertanks 1, auf dem der Gegenstand 3 nicht plaziert ist, entlang einer Linie, die durch einen Pfeil in der Fig. 13 gezeichnet ist, in derselben Art und Weise wie bei der Ultraschall-Untersuchung des Gegenstandes 3 durch, wodurch Daten, die A/Dkonvertierte Daten sind und die "Referenzdaten" genannt werden, gesammelt und in einem geeigneten Speicher der Signalverarbeitungseinrichtung 20 bzw. des Signalprozessors 20 gesammelt und gespeichert werden. Fig. 14 stellt einen Graph dieser Referenzdaten dar, bei welcher Abtastpunkte in der elektronischen Abtastrichtung entlang der Abszisse aufgetragen werden, während Referenzdaten entlang der Ordinate aufgetragen werden. K&sub1;, K&sub2;, K&sub3;, ... Kn bezeichnen einzelne Referenzdaten. Der Graph wurde aufbereitet, indem diese Referenzdaten aufeinanderfolgend mit einer geraden Linie verbunden wurden. Wie von diesem Graph offensichtlich wird, weisen diese Referenzdaten nicht dieselben Werte auf, obwohl sie mittels der Ultraschallabtastung der Bodenwand (Referenzmaterial) des Wassertankes 1 erhalten wurden, wobei die Bodenwand gleichförmig mit demselben Material ausgebildet worden ist, sondern sie beinhalten eine Streuung, die auf die oben beschriebenen Unterschiede in der Empfindlichkeit zurückzuführen sind. CPU 20a' berechnet einen Mittelwert dieser Referenzdaten (n Stücke der Daten) in übereinstimmung mit der folgenden Formel (1) und speichert ihn.
  • Der Mittelwert kann als Daten betrachtet werden, die verfügbar sind, wenn die Bodenwand des Wassertanks 1 mittels Ultraschall bei der mittleren Empfindlichkeit allär Empfindlichkeiten abgetastet wird.
  • Bezüglich jeder der Referenzdaten K&sub1;, K&sub2;, K&sub3;, ... Kn berechnet die CPU 20a' als nächstes das Verhältnis des Mittelwertes K zu dem Referenzdatum ( /Ki) und speichert den Wert des Verhältnisses in dem Speicher 20e. Der Wert des Verhältnisses ist das Inverse der Stärke eines jeden Referenzdatums Ki zu dem Mittelwert K der jeweiligen Referenzdaten, mit anderen Worten, das Inverse der Höhe der Empfindlichkeit eines jeden Kanals, der verwendet wurde, um das Datum bei dem entsprechenden Abtastpunkt auf der einzelnen elektronischen Abtastlinie bei dem Ultraschallabtasten relativ zu der mittleren Empfindlichkeit der einzelnen Kanäle zusammeln. Die Vorbereitungsarbeit, die vor einer Ultraschall-Untersuchung liegt, ist nun abgeschlossen.
  • Offensichtlich variiert der Wert eines jeden Verhältnisses ( /Ki) nicht und bleibt immer konstant, selbst wenn der Grad der Verstärkung durch den Hauptverstärker 27 sich ändert, nachdem die Vorbereitungsarbeit vollendet ist.
  • Um eine Ultraschall-Untersuchung für den Gegenstand 3 durchzuführen, wird das Sammeln eines Untersuchungsdatums bei jedem Abtastpunkt in derselben Art und Weise durchgeführt wie bei dem konventionellen bzw. herkömmlichen System. Die so gesammelten Untersuchungsdaten werden in dem Bildspeicher 20b gespeichert. Man nehme hier an, daß die Daten, die durch die einzelnen Kanäle mittels elektronischer Abtastung einer einzelnen Linie gesammelt wurden, aus diesen Untersuchungsdaten durch Q&sub1;, Q&sub2;, Q&sub3;, ... Qi, ... Qn jeweilig gekennzeichnet werden. Die CPU 20a' multipliziert jede dieser Untersuchungsdaten Q&sub1;-Qn mit dem Wert des Verhältnisses ( /Ki) des entsprechenden Kanals, wobei der Wert in dem Speicher 20e in übereinstimmung mit der folgenden Formel (3) gespeichert worden ist:
  • Da der Wert Qi', der in Übereinstimmung mit der Formel (3) erhalten wurde, der Wert ist, der durch das Multiplizieren des Untersuchungsdatums Qi mit dem Inversen der Empfindlichkeit zu der Zeit der Sammlung des Referenzdatums durch den entsprechenden Kanal erhalten wurde, wird der Wert Qi' ein Wert, der zu dem Untersuchungsdatum äquivalent ist, das bei der mittleren Empfindlichkeit gesammelt wurde. Die Daten Qi', die durch die Formel (3) korrigiert wurden, werden, wie oben beschrieben, ersetzt, jedesmal wenn die Berechnung der Untersuchungsdaten Qi in dem Bildspeicher 20b durch die Formel (3) vollendet ist. Übrigens kann die Berechnung durch die Formel (3) während der Zeitintervalle der Abtastung, zu der Zeit der elektronischen Abtastung oder, nachdem die Abtastung entlang einer elektronischen Abtastlinie vollendet worden ist, durchgeführt werden. Wenn unter diesen Wahlmöglichkeiten die Berechnung durch die Formel (3) während der Zeitabschnitte bzw. Intervalle des Abtastens zu der Zeit der elektronischen Abtastung durchgeführt wird, ist es unnötig, die Untersuchungsdaten Qi in dem Bildspeicher 20b zuvor abzuspeichern. Es ist nur erforderlich, die Berechnung durch die Formel (3) durchzuführen und das Ergebnis Qi' der Berechnung in dem Bildspeicher 20b zu speichern, wenn die Untersuchungsdaten Qi erhalten worden sind. Die Verarbeitungszeit kann auf diese Art und Weise verkürzt werden. In der oben beschriebenen Art und Weise werden alle korrigierten Daten schließlich in dem Bildspeicher 20b gespeichert.
  • Dort, wo der Gegenstand 3 z.B. von jeglichen Fehlern bzw. Defekten frei ist, werden alle Daten des Bildspeichers 20b gleich dem Mittelwert der gesamten Untersuchungsdaten. Dort, wo es einen Defekt bzw. Fehler gibt, werden die Daten von Abschnitten, die sich von dem fehlerbehafteten bzw. defektbehafteten Abschnitt unterscheiden, gleich dem Mittelwert und nur das Datum, das dem defekten Abschnitt entspricht, nimmt einen Wert an, der sich von dem Mittelwert unterscheidet. Wenn ein Bild auf der Anzeige auf der Basis der oben korrigierten Daten gezeigt wird, wird jeglicher defekter Abschnitt in einer Gestalt dargestellt, die sich klar von den anderen Abschnitten unterscheidet, wo der Gegenstand 3 den defekten Abschnitt beinhaltet.
  • Wie oben beschrieben worden ist, werden gemäß dieser Ausführungsform die Werte der Verhältnisse ( /Ki) des Mittelwertes der Daten Ki, die durch Ultraschallabtastung eines Referenzmaterials erhalten worden sind, zu den einzelnen Daten Ki im voraus bezüglich einzelner Kanäle erhalten und zu der Zeit einer Ultraschalluntersuchung werden Untersuchungsdaten, die durch die einzelnen Kanäle gesammelt wurden, mit den Werten der Verhältnisse der entsprechenden Kanäle multipliziert, so daß korrigierte Daten erhalten werden. Selbst wenn die Empfindlichkeit unter den einzelnen Kanälen nach der Sammlung von Daten streut, treten derartige Streifen, wie jene, die in der Fig. 11 gezeigt sind, nicht auf, so daß das Entdecken eines fehlerbehafteten Abschnitts erleichtert werden kann und der defekte Abschnitt in einer Gestalt angezeigt werden kann, die sich klar von den anderen Abschnitten unterscheidet.
  • Als ein Verfahren zur Korrektur derartiger Empfindlichkeitsstreuungen, wie sie oben beschrieben wurde, könnte man in Erwägung ziehen, ein Referenzmaterial bereitzustellen, das aus demselben Material hergestellt ist wie der Gegenstand und keine Defekte bzw. Fehler enthält, und die mittels Ultraschall abgetasteten Daten (Referenzdaten) des Referenzmaterials von den Untersuchungsdaten des Gegenstandes abzuziehen. Dieses Verfahren erfordert jedoch das Speichern von Referenzdaten bei allen Abtastpunkten, was zu dem Problem führt, daß die Kapazität des Speichers groß sein muß. Dieses Verfahren kann wirksam sein, wenn viele Gegenstände desselben Aufbaus untersucht werden. Wenn sich jedoch Einstellbedingungen, wie z.B. die Dicke eines Gegenstandes, die Untersuchungspunkte auf dem Gegenstand und die Verstärkungen bzw. Amplitudengänge der Empfangseinrichtungen ändern, müssen die Referenzdaten in Übereinstimmung mit den Veränderungen geändert werden, jedesmal wenn diese Veränderungen durchgeführt werden. Infolgedessen wird eine Menge Arbeit und Zeit für ihre Abwandlungen bzw. Modifikationen benötigt. Im Gegensatz dazu benötigt diese Ausführungsform Daten, die so gering sind wie jene, die durch das Abtasten entlang einer elektronischen Abtastlinie gesammelt werden, so daß eine kleine Speicherkapazität erfolgreich verwendet werden kann. Weiter, selbst wenn die Bedingungen auf der Seite des Gegenstandes oder des Untersuchungssystems variieren, ist kein Bedürfnis vorhanden, die Referenzdaten zu modifizieren, so daß, verglichen mit dem oben beschriebenen Verfahren, die Leistungsfähigkeit der Untersuchung beträchtlich verbessert werden kann.
  • Die obige Ausführungsform wurde beschrieben, indem die Bodenwand des Wassertanks als ein Referenzmaterial beispielhaft verwendet wurde. Die obige Ausführungsform ist jedoch nicht auf ihre Verwendung beschränkt. Jegliches Material kann verwendet werden, solange seine Qualität gleichförmig ist. Weiter wurde die Beschreibung für das Beispiel gemacht, daß die Werte der Verhältnisse in dem Speicher 20e gespeichert werden. Stattdessen können Referenzwerte und ihre Mittelwerte gespeichert werden. In diesem Fall wird es für die Berechnung korrigierter Daten benötigt, drei Daten zu nehmen, d.h. die Untersuchungsdaten, die Referenzdaten und den Mittelwert, und dann die Berechnung damit durchzuführen. Eine derartige Berechnung kann jedoch innerhalb der Zeitintervalle bzw. -abschnitte des Abtastens ausreichend durchgeführt werden. Diese Ausführung wurde beschrieben, indem beispielhaft der Speicher 20e zu der Speicherung der Werte der Verhältnisse verwendet wird. Der Speicher 20e kann jedoch vermieden werden, vorausgesetzt, daß der Bildspeicher 20b einen Umfang aufweist, der für ihre Speicherung ausreicht. Weiter kann eine Feldsonde, die aus Feld-Element- Oszillatoren aufgebaut ist, die in einer Matrix angeordnet sind, ebenso als Feldsonde verwendet werden. In diesem Fall wird die Anzahl der Referenzdaten gleich der Anzahl all der Kanäle für die Ultraschallstrahlen sein.
  • Fig. 15 ist ein Blockschaltbild eines Ultraschall-Untersuchungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Figur sind Elemente, die identisch oder gleich zu jenen sind, die in Fig. 6 oder Fig. 7 gezeigt sind, mit gleichen Referenznummern oder Symbolen bezeichnet und ihre Beschreibung ist weggelassen. Bezeichnet mit der Nummer 31 ist eine Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung zwischen dem Hauptverstärker 27 und der Spitzenwertfeststelleinrichtung bzw. Spitzenwertdetektor 28 angeordnet. Die Bezugsnummer 20a" bezeichnet eine CPU, die ebenso, zusätzlich zu der Funktion der herkömmlichen CPU 20a mit der Funktion ausgestattet ist, Signale zu produzieren, die zu der Ausgleichseinrichtung 31 geführt werden sollen.
  • Fig. 16 ist ein Blockschaltbild eines ersten besonderen Beispiels der Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung 31, die in der Fig. 15 gezeigt ist. In der Figur bezeichnen die Symbole E&sub1;-E&sub8; Signalabschwächungseinrichtungen. Die Abschwächungsfaktoren der einzelnen Signalabschwächer E&sub1; -E&sub8; können z.B. wie folgt gewählt werden: E&sub1; = -8 dB, E&sub2; = -4 dB, E&sub3; = -2 dB, E&sub4; = -1 dB, E&sub5; = -0,8 dB, E&sub6; = -0,4 dB, E&sub7; = -2 dB und E&sub8; = -0,1 dB. Mit den Symbolen S&sub1;-S&sub8; sind elektronische Umschaltelemente bezeichnet, die auf den Eingangsseiten und Ausgangsseiten der jeweiligen Signalabschwächungseinrichtungen E&sub1;-E&sub8; vorgesehen sind. Es ist zu bemerken, daß diese Umschaltelemente als mechanische Umschalter bzw. Schalter in der Figur gezeigt sind, um ihr Verständnis zu erleichtern. Symbole L&sub1;-L&sub8; stellen Signalleitungen dar, die die Schnittstelle bzw. das Interface 20c mit den einzelnen Umschaltelementen verbinden. Uber diese Signalleitungen werden digitale Signale ("1" oder "0") zu der Steuerung der entsprechenden Umschaltelemente übertragen. In diesem besonderen Beispiel wird jedes der Umschaltelemente S&sub1;-S&sub8; auf die Position umgeschaltet, bei der die entsprechende Abschwächungseinrichtung abgeschaltet wird bzw. unterbrochen wird (die obere Position in der Figur), wenn das Signal "0" zu der entsprechenden Signalleitung ausgegeben wird. Wenn andererseits das Signal "1" zu jeder Signalleitung ausgegeben wird, wird das entsprechende der Umschaltelemente S&sub1;-S&sub8; zu der Position umgewechselt bzw. umgeschaltet, in der die entsprechende Abschwächungseinrichtung mit dem Interface bzw. der Schnittstelle verbunden ist.
  • Die Betriebsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm, das in der Fig. 17 gezeigt ist, beschrieben. Die Vorbereitungsarbeit wird ebenso durchgeführt, bevor eine Ultraschall-Untersuchung an einem Gegenstand vorgenommen wird. Diese Vorbereitungsarbeit ist in dem Flußdiagramm gezeigt. Zuerst bringt die CPU 20a" alle Signale der Signalleitungen L&sub1;-L&sub8; auf "0", wodurch die Schaltelemente S&sub1;-S&sub8; der Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung 31 alle auf die oberen Seiten umgeschaltet bzw. gewechselt werden, um einem Signal zu erlauben, das von dem Hauptverstärker 27 ausgegeben worden ist, an allen Signalabschwächungseinrichtungen E&sub1;-E&sub8; vorbeizugelangen. Der Abschwächungsfaktor der Empfindlichkeits -Ausgleichseinrichtung 31 wird nämlich auf 0 dB gesetzt (Verfahren H&sub1; in Fig. 17). Der Grad der Verstärkung durch den Hauptverstärker 27 wird danach auf einen geeigneten Wert (J dB) gesetzt (Verfahren H&sub2;). Das Ultraschall-Untersuchungssystem wird in diesem Zustand betrieben, um eine elektronische Abtastung entlang einer Linie durchzuführen, während die Bodenwand des Wassertanks 1 als Referenzmaterial verwendet wird. Die sich ergebenden Daten werden zu einem geeigneten Speicher, z.B. innerhalb des Signalprozessors, übertragen und darin gespeichert (Verfahren H&sub3;).
  • Die CPU 20a" findet einen Maximalwert (dmax) und einen Minimalwert (dmin) aus den so gespeicherten Daten heraus und berechnet ihre Differenz &Delta;d in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (Verfahren H&sub4;)
  • &Delta;(dB) = 20 log di / dmin ... (5)
  • Um die Empfindlichkeiten der einzelnen Kanäle in Übereinstimmung mit dem Abschwächungsfaktor eines jeden Kanals zu bringen, wird als nächstes der Abschwächungsfaktor eines jeden Kanals berechnet (Verfahren H&sub5;). Bei dieser Ausführungsform wird die Berechnung unter Verwendung des Minimalwertes dmin aus den Daten, die durch die Verarbeitung des Verfahrens H&sub3; gesammelt wurden, in übereinstimmung mit der folgenden Formel durchgeführt, um zu bestimmen, um wieviel die Daten der einzelnen Kanäle abgeschwächt werden müssen, wobei diese Daten durch Werte di dargestellt werden sollen, mit anderen Worten, die Abschwächungsfaktoren Gi der einzelnen Kanäle, um die Daten di der einzelnen Kanäle auf den Minimalwert dmin zu bringen.
  • Gi (dB) = 20log di / dmin ... (5)
  • Die Abschwächungsfaktoren Gi der einzelnen Kanäle, die in Übereinstimmung mit der Formel (5) bestimmt wurden, werden in 8-Bit-Codes auf der Basis der Abschwächungsfaktoren umgewandelt, die für die Signalabschwächungseinrichtungen E&sub1;-E&sub8; jeweilig eingestellt wurden, und werden in dem Speicher der Signalverarbeitungseinrichtung 20 gespeichert (Verfahren H&sub6;). Die obigen 8-Bit-Codes werden auf die folgende Art und Weise bestimmt. Wenn der Abschwächungsfaktor Gi von einem der Kanäle z.B. 5,5 (dB) beträgt,
  • 5,5 = 4 + 1 + 0,4 + 0,1 ... (6)
  • Es ist deshalb notwendig, die Abschwächungseinrichtungen E&sub2;, E&sub4;, E&sub6;, E&sub8; zu verwenden - deren Abschwächungsfaktoren auf einen Wert gesetzt wurde, der den Werten auf der rechten Seite der Formel (6) jeweilig entspricht und nicht die anderen Abschwächungseinrichtungen E&sub1;, E&sub3;, E&sub5;, E&sub7; zu verwenden. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Ausgangssignale der Signalleitungen L&sub2;, L&sub4;, L&sub6;, L&sub8; bei "1" einzustellen und jene der Signalleitungen L&sub1;, L&sub3;, L&sub5;, L&sub7; bei "0" einzustellen. Der 8-Bit-Code kann deshalb als "01010101" geschrieben werden. Wenn der obige Code durch das Dezimalsystem anstelle des Binärsystems ausgedrückt wird, kann er neu als "85" geschrieben werden. Wenn er durch das Hexadezimalsystem ausgedrückt wird, kann er als "55" neu geschrieben werden. Derartige Codes der individuellen Kanäle werden in dem Speicher gespeichert. Diese Codes können in dem Speicher gespeichert werden, in dem die Daten, die durch die Verarbeitung des Verfahrens H&sub3; erhalten wurden, gespeichert sind, indem die Daten ersetzt werden oder sie können an einem anderen Platz gespeichert werden.
  • Schließlich wird der Grad der Verstärkung des Hauptverstärkers 27 zurückgesetzt (Verfahren H&sub7;). Diese Einstellung kann durchgeführt werden, indem der Wert &Delta;d, der in übereinstimmung mit der Formel (4) berechnet wurde, zu dem zuvor eingestellten Verstärkungsgrad J nachfolgend zu einem Befehl von der CPU 20a" addiert wird. Durch diese Verarbeitung des Verfahrens H&sub7; wird die Vorbereitungsarbeit für die Ultraschall-Untersuchung des Gegenstandes vollendet.
  • Wenn die Ultraschalluntersuchung des Gegenstandes durchgeführt wird, gibt die CPU 20a" die Abschwächungsfaktoren der jeweiligen Kanäle aus, wobei die Abschwächungsfaktoren in dem Speicher gespeichert worden sind, und zwar zu den entsprechenden Signalleitungen L&sub1;-L&sub8; nach dem Sammeln der Daten durch die einzelnen Kanäle, so daß die entsprechenden Umschaltelemente S&sub1;-S&sub8; umgeschaltet werden, um die jeweiligen Abschwächungsfaktoren der Empfindlichkeits -Ausgleichseinrichtung 31 auf die Abschwächungsfaktoren der jeweiligen Kanäle einzustellen. Die Daten der einzelnen Kanäle, die zu der Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung übergeleitet worden sind, wobei die Abschwächungsfaktoren, wie oben beschrieben, eingestellt wurden, sind Daten, die frei von den Unterschieden in der Empfindlichkeit zwischen den einzelnen Kanälen sind.
  • Es werden nun die Gründe beschrieben, weshalb die Signalabschwächungseinrichtung E&sub1;-E&sub8; als Empfindlichkeits- Ausgleichseinrichtung 31 verwendet wird. Die Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung 31 wird bereitgestellt, um die Empfindlichkeiten der einzelnen Kanäle in übereinstimmung zu bringen. Von diesem Blickwinkel aus ist es möglich, den Maximalwert dmax als eine Referenz zu verwenden, anstatt dem Minimalwert dmin als eine Referenz anders als bei der obigen Ausführungsform zu verwenden und entsprechend eine Mehrzahl von Signalverstärkern anstelle der jeweiligen Signalabschwächungseinrichtungen E&sub1;-E&sub8; zu verwenden. Es ist jedoch zu bemerken, daß ein Signalverstärker einer Umschaltung mit hoher Geschwindigkeit anders als ein Signalabschwächer nicht folgen kann, was zu dem unausweichlichen Erfordernis führt, die Umschaltgeschwindigkeit zu verringern. Dies führt gewiß zu einer erheblichen Verringerung bei der Leistungsfähigkeit der Untersuchung. Darüber hinaus wird, wenn Signalverstärker verwendet werden, Rauschen, das nach der Durchführung einer Untersuchung auftritt, um einen von einem Kanal zum anderen unterschiedlichen Verstärkungsgrad verstärkt. Dies führt zu ungewünschten Ergebnissen. Es ist deshalb nachteilig, Signalverstärker anstelle von Signalabschwächern zu verwenden.
  • Da der Minimalwert dmin als eine Referenz bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurde, war die Beschreibung auf das Beispiel beschränkt, in dem der Grad der Verstärkung durch den Wert &Delta;d bei der Verarbeitung des Verfahrens H&sub7; erhöht wird. Dieser Wert kann jedoch geeignet hinsichtlich verschiedener Bedingungen bestimmt werden. Die Verarbeitung zur Erhöhung des Grades der Verstärkung kann weggelassen werden, vorausgesetzt, daß Daten eines ausreichenden Pegels erhalten werden. Obwohl der Minimalwert dmin als eine Referenz bei dem erläuterten Beispiel verwendet wurde, ist es möglich, als eine Referenz einen Wert zu verwenden, der kleiner ist als der Minimalwert dmin.
  • Ein anderes bestimmtes Beispiel der Empfindlichkeits- Ausgleichseinrichtung 31 wird als nächstes beschrieben. Fig. 18 stellt ein Blockschaltbild des zweiten bestimmten Beispiels der Empfindlichkeits-Ausgleichseinrichtung 31 dar. In dieser Figur bezeichnet die Nummer 31a einen D/A-Umwandler, um jedes korrigierte Datum umzuwandeln, das von der CPU 20a" über das Interface bzw. die Schnittstelle 20c ausgegeben wurde, und zwar in einen analogen Wert, wohingegen die Nummer 31b eine Mischstufe bezeichnet, um ein Signal von dem Hauptverstärker 27 zu empfangen und um es mit dem Wert aus dem D/A-Umwandler zu multiplizieren.
  • Wie oben in der Beschreibung des vorhergehenden bestimmten Beispiels erwähnt worden ist, werden die Abschwächungsfaktoren Gi der einzelnen Kanäle berechnet, indem gemäß der Formel (5) im Verlauf der Vorbereitungsarbeit die Berechnung durchgeführt wird. Bei dem vorhergehenden Beispiel werden diese Abschwächungsfaktoren in 8-Bit-Codes umgewandelt, die auf den Abschwächungsfaktoren basieren, die für die Signalabschwächungseinrichtungen E&sub1;-E&sub8; jeweilig eingestellt wurden. Bei dem vorliegenden bestimmten Beispiel werden die Abschwächungsfaktoren, die in Ubereinstimmung mit der Formel (5) erhalten wurden, so wie sie sind, gespeichert, und zwar in einem geeigneten Speicher des Signalprozessors 20. Nach der Ultraschall-Untersuchung eines Gegenstandes wird der Abschwächungsfaktor eines jeden Kanals aus dem Speicher für das Signal ausgelesen, das aus dem Hauptverstärker 27 ausgegeben wird, und zwar nachfolgend zu seinem Empfang durch denselben Kanal. Der Abschwächungsfaktor wird dann als ein analoger Wert (Gleichspannungs- Signal) über den D/A-Umwandler 31a ausgegeben, und sowohl der analoge Wert als auch das Signal werden bei der Mischstufe 31b multipliziert. Infolgedessen ist es ebenso möglich, jegliche Unterschiede in der Empfindlichkeit unter den einzelnen Kanälen bei dem vorliegenden bestimmten Beispiel zu beseitigen, wie in dem vorhergehenden bestimmten Beispiel.
  • Wie oben beschrieben wurde, werden gemäß dem ersten Aspekt dieser Erfindung die Untersuchungsdaten mit den Inversen von Verhältnissen von Referenzdaten zu ihren jeweiligen Mittelwerten multipliziert, die von einem Referenzmaterial durch jeweilige Kanäle erhalten wurden, um korrekte Daten zu erhalten. Es ist deshalb möglich, jeglichen schädlichen Einfluß zu beseitigen, der sich aufgrund von Streuung in der Empfindlichkeit zwischen den einzelnen Kanälen ergeben kann, und klar nur ein Ultraschallbild eines defekt behafteten Abschnitts anzuzeigen. Infolgedessen kann eine Untersuchung eines Gegenstandes genau durchgeführt werden.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung werden die Abschwächungsfaktoren der einzelnen Kanäle derartig bestimmt, daß Referenzdaten, die von einem Referenzmaterial durch die jeweiligen Kanäle erhalten wurden, auf einem Minimalwert dieser Referenzdaten gebracht werden oder auf einen vorbestimmten konstanten Wert, der kleiner ist als der Minimalwert, und die Untersuchungsdaten werden Kanal um Kanal auf der Grundlage dieser Abschwächungsfaktoren jeweils korrigiert. Deshalb kann der zweite Aspekt dieser Erfindung dieselben vorteilhaften Wirkungen wie der erste Aspekt dieser Erfindung ausüben.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auf Ultraschall-Untersuchungssysteme eines jeglichen Typs angewendet werden, solange sie Feld-Element-Oszillatoren verwenden.

Claims (3)

1. Ultraschall-Untersuchungssystem, das mit einer Feldsonde (10), die aus einer Anzahl von Feld-Element-Oszillatoren (10&sub1;-10n) besteht, die in wenigstens einer Reihe angeordnet sind, einer Speichereinheit (20b) zum Speichern von Ultraschalldaten, die durch Ultraschallabtastung einer Oberfläche eines Gegenstandes (3) durch die Feldsonde (10) erhalten wurden, einer Berechnungseinrichtung zur Korrektur der Ultraschalldaten, um die Variationen in den Element- Oszillatoren auszugleichen, und einer Anzeigeeinheit (21), um ein Ultraschallbild zu zeigen, das auf den Daten basiert, die in der Speichereinheit (20b) gespeichert sind, ausgestattet ist, gekennzeichnet durch eine erste Berechnungseinrichtung (20a'), um einen Mittelwert von Referenzdaten zu berechnen, die durch Ultraschallabtastung eines Referenzmaterials von defektfreier, gleichförmiger Qualität erhalten wurden, eine zweite Berechnungseinrichtung (20a'), um einzelne Untersuchungsdaten, die durch Ultraschalluntersuchung des Gegenstandes erhalten wurden, den Mittelwert und das Inverse der Referenzdaten, die den Untersuchungsdaten entsprechen, zu multiplizieren, und eine Ausgabeeinrichtung (20b), um die Ergebnisse der Berechnung durch die zweite Berechnungseinrichtung (20a') zu der Anzeigeeinheit (21) auszugeben.
2. Ultraschall-Untersuchungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Berechnung der zweiten Berechnungseinrichtung (20a') nach dem Abtasten jeder der Untersuchungsdaten durchgeführt wird.
3. Ultraschall-Untersuchungssystem nach Anspruch 1, bei welchem von der Berechnung durch die zweite Berechnungseinrichtung (20a') die Multiplikation des Mittelwertes mit dem Inversen der Bezugsdaten vor dem Abtasten der einzelnen Untersuchungsdaten durchgeführt wird.
DE69025328T 1989-08-07 1990-06-08 Ultraschall-prüfvorrichtung Expired - Fee Related DE69025328T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20280789 1989-08-07
PCT/JP1990/000754 WO1991002247A1 (en) 1989-08-07 1990-06-08 Ultrasonic inspection apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69025328D1 DE69025328D1 (de) 1996-03-21
DE69025328T2 true DE69025328T2 (de) 1996-09-05

Family

ID=16463525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69025328T Expired - Fee Related DE69025328T2 (de) 1989-08-07 1990-06-08 Ultraschall-prüfvorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5331855A (de)
EP (1) EP0486689B1 (de)
DE (1) DE69025328T2 (de)
WO (1) WO1991002247A1 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2698170B1 (fr) * 1992-11-18 1994-12-16 Snecma Procédé et dispositif de contrôle ultrasonore industriel de pièces par retournement temporel.
FR2723446B1 (fr) * 1994-08-08 1996-10-25 Aerospatiale Procede automatise de controle au son de pieces complexes, pour la detection de defauts peu profonds
EP0709673A1 (de) * 1994-10-25 1996-05-01 Laboratoires D'electronique Philips Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von rohrförmigen Hohlkörpers mit Ultraschall
US5780723A (en) * 1995-09-19 1998-07-14 Kia Motors Corporation Sealing quality tester and its control method for a car
FR2746509B1 (fr) * 1996-03-20 1998-08-21 Imra Europe Sa Procede de calibrage et procede de commande d'un dispositif de detection d'objets par ultrasons dans l'air
DE19922058A1 (de) * 1999-05-14 2000-11-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zur Zustandserfassung und Prüfung von langgestreckten Verbindungselementen mittels Ultraschall
US6820023B1 (en) * 2000-10-10 2004-11-16 General Electric Company Automated ultrasonic inspection planning
US7667851B2 (en) 2001-07-24 2010-02-23 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for using a two-wave mixing ultrasonic detection in rapid scanning applications
US7055389B2 (en) * 2002-02-08 2006-06-06 Metscan Technologies, Llc Acoustic coupling with a fluid retainer
JP4625663B2 (ja) * 2004-08-18 2011-02-02 株式会社東芝 超音波診断装置
US8794072B2 (en) * 2007-10-10 2014-08-05 Sonoscan, Inc. Scanning acoustic microscope with profilometer function
DE102008043293B4 (de) * 2008-10-29 2014-09-18 Airbus Operations Gmbh Vorrichtung zum Erfassen einer Fehlstelle in einem Bauteil
US8161818B2 (en) 2008-10-29 2012-04-24 Airbus Operations Gmbh Device for detecting a flaw in a component
US8577629B2 (en) * 2009-03-25 2013-11-05 Olympus Ndt Method and system for transducer element fault detection for phased array ultrasonic instruments
US20170049331A1 (en) * 2011-05-02 2017-02-23 Canon Kabushiki Kaisha Object information acquiring apparatus and method of controlling the same
JP5896623B2 (ja) * 2011-05-02 2016-03-30 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置およびその制御方法
RU2488809C2 (ru) * 2011-07-26 2013-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева" Способ контроля состояния материалов
FR2982671A1 (fr) * 2011-11-15 2013-05-17 Commissariat Energie Atomique Procede de determination d'une surface d'un objet par sondage echographique, programme d'ordinateur correspondant et dispositif de sondage a ultrasons
US9625572B2 (en) 2011-11-18 2017-04-18 Sonix, Inc. Method and apparatus for signal path equalization in a scanning acoustic microscope
RU2529670C2 (ru) * 2012-06-13 2014-09-27 Негосударственное (частное) образовательное учреждение высшего профессионального образования "Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики" Устройство контроля материалов и веществ
JP6000158B2 (ja) * 2013-02-15 2016-09-28 三菱重工業株式会社 探傷装置及び探傷方法
US10030534B2 (en) 2016-02-24 2018-07-24 General Electric Company Detectable datum markers for gas turbine engine components for measuring distortion
RU2676857C1 (ru) * 2018-03-27 2019-01-11 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (АО "ЦНИИСМ") Способ автоматизированного пространственного контроля сплошности изделий и устройство для его осуществления
RU192118U1 (ru) * 2019-06-19 2019-09-04 Закрытое акционерное общество "Ультракрафт" Искатель кромок листового проката
RU2733582C1 (ru) * 2020-03-20 2020-10-05 Софья Олеговна Козельская Способ неразрушающего контроля конструкций из композитных материалов
CN117129575B (zh) * 2023-10-27 2023-12-29 汕头市超声检测科技有限公司 一种基于串列式矩阵扫查的灵敏度计算方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3008924C2 (de) * 1980-03-08 1983-03-24 Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Messung von Fehlern in Rohren und Stangen
JPS599555A (ja) * 1982-07-08 1984-01-18 Toshiba Corp 超音波探傷装置
JPS601553A (ja) * 1983-06-20 1985-01-07 Mitsubishi Electric Corp 超音波検査装置
JPS60195473A (ja) * 1984-03-17 1985-10-03 Terumo Corp 超音波測定装置
US4699007A (en) * 1984-07-13 1987-10-13 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method of and apparatus for ultrasonic flaw detection
US4766554A (en) * 1985-12-31 1988-08-23 The Boeing Company Ultrasonic inspection system with linear transducer array
US4896278A (en) * 1988-07-11 1990-01-23 Northrop Corporation Automated defect recognition system
JPH0242355A (ja) * 1988-08-02 1990-02-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0486689A1 (de) 1992-05-27
EP0486689B1 (de) 1996-02-07
US5331855A (en) 1994-07-26
WO1991002247A1 (en) 1991-02-21
EP0486689A4 (en) 1992-07-15
DE69025328D1 (de) 1996-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69025328T2 (de) Ultraschall-prüfvorrichtung
DE3751714T2 (de) Verfahren und Apparatur zum Ultraschallnachweis von Rissen
DE69212771T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Werkzeugen
DE3917003C2 (de)
DE2623522C2 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall
DE10050232A1 (de) Hochauflösender Ultraschalltomograph
WO2009150067A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von gegenständen mittels ultraschall sowie verwendung von matrix-phased-array-prüfköpfen
DE60215406T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallabbildung
EP1649301B1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur zerstörungsfreien prüfung von gegenständen mittels ultraschallwellen
DE2417946B2 (de) Verfahren zum Speichern und Auswerten von bei der Abtastung eines zu untersuchenden Objektes mit Ultraschall nach dem Impuls-Echoverfahren erhaltenen Echoimpulsen
WO2007144271A1 (de) Ultraschall-prüfgerät mit array-prüfköpfen
DE4027161A1 (de) Vorrichtung zur pruefung von laenglichen gegenstaenden mittels ultraschallwellen
EP2120045A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Ultraschallbildes mittels eines Gruppenstrahlers
DE3605164C2 (de) Ultraschalldiagnosegerät
DE68926594T2 (de) Ultraschallvorrichtung zur Feststellung von Fehlstellen
DE2226172B2 (de) Verfahren zur Messung und Auswertung von Ultraschall-Prüfimpulsen einer gewählten Impulsfolgefrequenz bei der Ultraschallprüfung von Blechen und ähnlichen Prüflingen nach dem Impuls-Echo-Verfahren
DE3149362C2 (de) Verfahren zum Auffinden defekter Brennstabhüllrohre mit Hilfe von Ultraschall
DE3307224C1 (de) Ultraschallpruefgeraet zur zerstoerungsfreien Werkstoffpruefung mit einem regelbaren Empfangsverstaerker
DE102008002860A1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Gegenständen mittels Ultraschall
DE69734002T2 (de) Ultraschalldiagnose gerät
DE3322849C2 (de)
DE3855705T2 (de) Ultraschallgerät mit fächerförmiger Abtastung für die Fehlererkennung
DE3421923A1 (de) Azimuthanpassbares, phasengesteuertes sonar
DE69938407T2 (de) Verfahren und Gerät für die Ultraschallprüfung von Stahlröhren
DE2238130C3 (de) Verfahren zur Ermittlung und Kompensation von unterschiedlichen Schallschwächungseigenschaften bei der Ultraschall-Werkstoffprüfung

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent
8339 Ceased/non-payment of the annual fee