JP2006020462A - 非破壊検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイムにバッテリの残使用可能時間を更新し、検査者に認識させることが可能な非破壊検査装置を実現する。
【解決手段】超音波非破壊検査装置１は、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの電力供給を受けて被検体内部の状態を検査する非破壊検査装置である。超音波非破壊検査装置１は、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂのバッテリ情報を取得するＡ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂと、これらＡ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂから取得したバッテリ情報に基づき、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの残使用可能時間を算出するＣＰＵ２１と、このＣＰＵ２１により算出したＡ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの残使用可能時間を告知する表示パネル１４とを具備して構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリの電力供給を受けて被検体内部の状態を検査する非破壊検査装置に関する。

近年、非破壊検査装置は、工業分野等において広く用いられている。非破壊検査装置は、被検体内部の状態を検査する装置である。上記非破壊検査装置は、例えば、航空機の機体や大型プラントの設備検査などで用いられている。このような非破壊検査装置の中には、例えば、超音波、音響、エックス線等の放射線、サーモグラフィーを用いた装置などがある。

通常、検査者は、被検体の各部を検査するために、携帯可能な非破壊検査装置を保持しながら動き回って非破壊検査を行う場合が多い。また、検査現場においては、ＡＣ電源を利用できない場合が多い。従って、従来の携帯可能な非破壊検査装置は、長時間使用するためにバッテリを内蔵している。

しかしながら、非破壊検査装置は、大型バッテリを搭載すると重くなり、検査時に使用するのが不便である。このため、非破壊検査装置は、軽量化が求められている。そこで、非破壊検査装置は、小型バッテリを搭載すると、携帯に便利になる。しかしながら、小型バッテリを搭載した非破壊検査装置は、使用時間が短くなる。

上記従来の非破壊検査装置の中には、例えば、特許文献１に記載されているように超音波非破壊検査装置が提案されている。上記超音波非破壊検査装置は、被検体に超音波パルスを送波し、被検体内部から反射してきた超音波パルスを受波することで被検体内部に生じた傷等の状態を検査するようになっている。
特開平１１−０５６８３８号公報

上記従来の非破壊検査装置は、バッテリの残量が少なくなった場合、バッテリ残量の表示があるだけで、後どれくらいの時間、検査が可能なのか正確に把握することが困難である。このため、上記従来の非破壊検査装置は、予備のバッテリを多めに必要とし、重量も重くなってしまう。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、リアルタイムにバッテリの残使用可能時間を更新し、検査者に認識させることが可能な非破壊検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、バッテリの電力供給を受けて被検体内部の状態を検査する非破壊検査装置において、前記バッテリのバッテリ情報を取得するバッテリ情報取得手段と、前記バッテリ情報取得手段から取得したバッテリ情報に基づき、バッテリの残使用可能時間を算出する算出手段と、前記算出手段により算出した前記バッテリの残使用可能時間を告知する告知手段と、を具備したことを特徴としている。

本発明の非破壊検査装置は、リアルタイムにバッテリの残使用可能時間を更新し、検査者に認識させることができるという効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

尚、本発明は、非破壊検査装置として超音波非破壊検査装置に適用した例を示す。

図１ないし図７は本発明の一実施例に係り、図１は一実施例の超音波非破壊検査装置を示す全体構成図、図２は図１の超音波非破壊検査装置の内部構成を示す回路ブロック図、図３は検査周波数の数値入力を促す画像を表示した超音波非破壊検査装置を示す説明図、図４は検査チャンネル数の数値入力を促す画像を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図、図５は検査信号出力レベルの数値入力を促す画像を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図、図６は検査パルス幅の数値入力を促す画像を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図、図７はバッテリ残容量及び残使用可能時間を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図である。

図１に示すように一実施例の非破壊検査装置である超音波非破壊検査装置１は、図示しない超音波探触子（以下、単に探触子）を内蔵する検査用プローブ２と、この検査用プローブ２の探触子を制御する装置本体３とを有して構成されている。
検査用プローブ２の探触子は、複数の超音波振動子により形成されている。装置本体３は、これら複数の超音波振動子を個別に制御するようになっている。

検査用プローブ２は、延出する接続ケーブル４が装置本体３に着脱自在に接続されるようになっている。検査用プローブ２は、被検体表面に押し当てられて超音波パルスを被検体に送波し、被検体内部から反射してきた超音波パルスを受波するようになっている。

装置本体３は、検査用プローブ２を制御して超音波パルスを送波させるようになっている。装置本体３は、検査用プローブ２が受波した反射超音波パルスを信号処理し、被検体内部の状態をグラフ化等して表示するようになっている。

装置本体３は、フロントパネル３ａに電源スイッチ１１と、数値入力スイッチ１２と、選択スイッチ１３と、表示手段としてＬＣＤ（ Liquid Crystal Display）等により形成されている表示パネル１４と、警告音を発生するスピーカ１５とが設けられている。

電源スイッチ１１は、装置本体３の電源をオンオフするスイッチである。
数値入力スイッチ１２は、各種設定を行う際に数値を入力するためのスイッチである。選択スイッチ１３は、各種設定を行う際に表示パネル１４の表示画面に表示される設定値の中から所望の設定値を選択するためのスイッチである。

表示パネル１４は、表示画面に被検体の測定状況、各種設定の設定画面等の表示を行うようになっている。尚、本実施例では、後述するように告知手段として表示パネル１４の表示画面にバッテリの残量状態及び残使用可能時間を表示するようになっている。

また、フロントパネル３ａには、図示しないが自動的に較正（キャリブレーション）を行うためのキャリブレーションスイッチが設けられている。尚、フロントパネル３ａには、図示しないがメニュー画面を表示させて各種設定を行うためのメニュースイッチ、各種モードを選択するためのモード選択スイッチ等が設けられていてもよい。

図２に示すように装置本体３は、各部を制御するＣＰＵ（ Central Processing Unit ）２１と、基本的なプログラム及びデータを記憶しているＲＯＭ（ Read Only Memory ）２２及び、このＲＯＭ２２から読み出したプログラムやデータを一時的に記録するＲＡＭ（ Random Access Memory ）２３を有している。

また、装置本体３は、例えば、Ａバッテリ２４ａ及びＢバッテリ２４ｂの２個のバッテリを内蔵するようになっている。Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂは、電源スイッチ１１に接続されている。この電源スイッチ１１をオンすることで、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂからの電源電力が供給されるようになっている。
尚、装置本体３は、商用電源からの電源電力を取り込む図示しないコンセントが着脱自在に接続可能になっており、充電回路（不図示）を介してＡ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂが充電可能となっている。

また、表示パネル１４には、バックライト２５が設けられている。
装置本体３は、バックライト２５を介して表示パネル１４を駆動するための高電圧を供給するインバータ回路２６を設けている。このインバータ回路２６は、ＣＰＵ２１から出力される表示パネル用輝度信号に基づき、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂから供給される電源電力から高電圧を発生するようになっている。

また、表示パネル１４は、ＣＰＵ２１から出力される表示信号に基づき、映像信号を生成する表示回路２７が設けられている。この表示回路２７は、後述の検査用回路から出力される検査信号を重畳して検査した被検体内部の状態を画像化するようになっている。

また、スピーカ１５は、アンプ２８を介してＡ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂからの電源電力が供給されるようになっている。このアンプ２８は、ＣＰＵ２１から出力されるオーディオ信号を増幅するようになっている。

また、装置本体３は、検査用プローブ２の探触子（複数の超音波振動子）を制御駆動する検査用回路３０を設けている。この検査用回路３０は、検査周波数制御回路３１と、検査チャンネル制御回路３２と、検査出力制御回路３３と、検査パルス幅制御回路３４と、検査信号発生回路３５と、検査信号受信回路３６とを有して構成されている。

検査周波数制御回路３１は、複数の超音波振動子を個別に駆動するための周波数信号を生成する回路である。検査チャンネル制御回路３２は、チャンネル数として複数の超音波振動子のうち、駆動する素子数を制御する回路である。
検査出力制御回路３３は、超音波振動子を駆動するための出力信号を生成する回路である。検査パルス幅制御回路３４は、超音波振動子が出力する超音波パルスのパルス幅を制御する回路である。

検査周波数制御回路３１、検査チャンネル制御回路３２、検査出力制御回路３３及び検査パルス幅制御回路３４は、ＣＰＵ２１からの検査用回路制御信号に基づき、それぞれ個別に制御されるようになっている。
これら検査周波数制御回路３１、検査チャンネル制御回路３２、検査出力制御回路３３及び検査パルス幅制御回路３４は、生成した信号を検査信号発生回路３５に出力するようになっている。

検査信号発生回路３５は、記Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂから供給される電源電力を検査周波数制御回路３１、検査チャンネル制御回路３２、検査出力制御回路３３及び検査パルス幅制御回路３４からの信号で制御して、検査用プローブ２の探触子を駆動するための駆動信号を生成する回路である。

一方、検査信号受信回路３６は、検査用プローブ２の探触子から出力される反射超音波パルス信号を受信して信号処理する回路である。検査信号受信回路３６は、信号処理した検査信号を表示回路２７に出力するようになっている。

また、装置本体３は、バッテリ情報取得手段としてＡバッテリ２４ａのバッテリ情報を取得するＡバッテリ情報取得回路４１ａ及び、Ｂバッテリ２４ｂのバッテリ情報を取得するＢバッテリ情報取得回路４１ｂが設けられている。バッテリ情報とは、使用可能なバッテリ数、バッテリ残容量、温度、消費電流（実際に流れる電流）等の情報である。
Ａ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ｂは、取得したバッテリ情報をシリアル通信等でＣＰＵ２１に出力するようになっている。尚、通信は、シリアル通信でなくパラレル通信でもよい。

ＣＰＵ２１は、算出手段としてＡ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂからのＡ，Ｂバッテリ情報信号に基づき、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの残使用可能時間を算出し、表示パネル１４を介して算出した残使用可能時間を告知するようになっている。
即ち、ＣＰＵ２１は、Ａ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂからＡ，Ｂバッテリ情報信号を取得し、使用可能なバッテリ数、バッテリ残容量、温度、各バッテリの消費電流等のバッテリ情報をリアルタイムで把握できるようになっている。また、ＣＰＵ２１は、取得したＡ，Ｂバッテリ情報に基づき、バッテリの残使用可能時間をリアルタイムに算出し、表示信号を出力して算出した残使用可能時間を表示パネル１４に表示するようになっている。

ＣＰＵ２１が行う残使用可能時間の算出は、例えば、以下に記載する計算式にて行われる。
残使用可能時間＝{Ａバッテリの残容量（ｍＡｈ）＋Ｂバッテリの残容量（ｍＡｈ）}／ {Ａバッテリの消費電流（ｍＡ）＋Ｂバッテリの消費電流（ｍＡ）}× ６０ｍｉｎ．×温度係数
尚、（Ａバッテリの消費電流＋Ｂバッテリの消費電流）は、情報値の取得を複数回行い、平均化することで精度を上げてもよい。
また、温度係数は、例えば、表１に示すようになっている。

上記計算式により算出されるバッテリの残使用可能時間は、取得したバッテリ情報に基づき、例えば、表２に示すようになっている。

上記表２には、バッテリ情報により３つのケースを示している。
ここで、例えば、ケース１は、使用可能なバッテリ数が２個、Ａバッテリ２４ａの残容量が５００ｍＡｈ、Ｂバッテリ２４ｂの残容量が１０００ｍＡｈ、温度が４０℃、Ａバッテリ２４ａの消費電流が４００ｍＡ、Ｂバッテリ２４ｂの消費電流が６００ｍＡである。この場合、残使用可能時間は、
{５００（ｍＡｈ）＋１０００（ｍＡｈ）}／{４００（ｍＡ）＋６００（ｍＡ）}×６０ｍｉｎ．×１．０＝９０（ｍｉｎ．）
となる。

このように構成されている超音波非破壊検査装置１は、被検体内部に生じた傷等の状態を検査するのに用いられる。
先ず、検査者は、電源スイッチ１１をオンする。
超音波非破壊検査装置１は、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂからの電源電力が各部へ供給される。

ＣＰＵ２１は、検査者に検査用回路の設定条件（検査周波数、検査チャンネル数、検査出力、検査パルス幅）の数値入力を促すよう動作する。
更に、具体的に説明すると、ＣＰＵ２１は、検査周波数の数値入力を促す画像信号として表示信号を生成し、この生成した表示信号を表示回路２７に出力する。

表示回路２７は、ＣＰＵ２１からの表示信号に基づき、例えば、図３に示すように表示パネル１４に「検査周波数を入力して下さい」と表示させる。
検査者は、数値入力スイッチ１２を押下操作して検査周波数を入力する。

検査者が検査周波数を入力したら、同様にＣＰＵ２１は、検査チャンネル数の数値入力を促す表示信号を生成して表示回路２７に出力し、表示回路２７は例えば、図４に示すように表示パネル１４に「検査チャンネル数を入力して下さい」と表示させる。
以降、同様にＣＰＵ２１は、例えば、図５及び図６に示すように表示パネル１４に検査信号出力レベル、検査パルス幅等の設定条件の数値入力を促す画像を表示させ、検査者に数値入力させる。

また、Ａバッテリ情報取得回路４１ａは常にＡバッテリ２４ａのバッテリ情報を取得し、Ｂバッテリ情報取得回路４１ｂは常にＢバッテリ２４ｂのバッテリ情報を取得する。
ＣＰＵ２１は、所定時間毎にＡ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂと通信し、これらＡ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂからＡ，Ｂバッテリ情報信号を取得する。
これにより、ＣＰＵ２１は、使用可能なバッテリ数、バッテリ残容量、温度、各バッテリの消費電流等のバッテリ情報をリアルタイムで把握できる。

次に、ＣＰＵ２１は、取得したバッテリ情報に基づき上記計算式に従って、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの残使用可能時間を算出する。
ここで、ＣＰＵ２１は、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの個別の残使用可能時間を算出すると共に、これら合算時間を算出する。

また、ＣＰＵ２１は、取得したバッテリ情報からＡ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの個別のバッテリ残容量を表示するキャラクタを生成する。
ＣＰＵ２１は、算出した残使用可能時間のデータ及び生成したバッテリ残容量のキャラクタを表示する画像信号として表示信号を生成し、この生成した表示信号を表示回路２７に出力する。

表示回路２７は、ＣＰＵ２１からの表示信号に基づき、例えば、図７に示すように表示パネル１４に表示させる。
図７に示すように表示パネル１４は、表示画面の中央部に被検体内部の状態を表示し、表示画面の右隅にバッテリ残容量及び残使用可能時間を表示している。
ここで、上側はＡバッテリ２４ａのバッテリ残容量及び残使用可能時間、下側はＢバッテリ２４ｂのバッテリ残容量及び残使用可能時間、これら残使用可能時間の下側は合算時間が示されている。

次に、検査者は、較正（キャリブレーション）を行う。この場合、超音波非破壊検査装置１は、検査用プローブを標準試験片の表面に押し当てられて図示しないキャリブレーションスイッチを押下操作される。すると、超音波非破壊検査装置１は、自動的に較正（キャリブレーション）を行う。キャリブレーションが終了したら、検査者は、所望の被検体表面に検査用プローブ２を押し当てて検査を行う。

ＣＰＵ２１は、上記較正（キャリブレーション）及び検査時に、上述したように所定時間毎にＡ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂからＡ，Ｂバッテリ情報信号を取得し、Ａ，Ｂバッテリ２４ａ，２４ｂの残使用可能時間を算出して上記バッテリ残容量及び残使用可能時間を更新している。

この結果、超音波非破壊検査装置１は、リアルタイムにバッテリの残使用可能時間を更新し、検査者に認識させることができる。
従って、本実施例は、現在使用している検査機器の設定（機能、性能）での残使用可能時間を正確に把握できる。このため、本実施例は、必要最低限の予備バッテリを携帯すればよく、検査に必要な機材を軽量化できる。また、本実施例は、急にバッテリ切れを起こすことなく、安心して検査可能である。

尚、超音波非破壊検査装置１は、Ａ，Ｂバッテリ情報取得回路４１ａ，４１ｂからバッテリ情報である各バッテリの消費電流を取得できない場合もある。この場合、超音波非破壊検査装置１は、探触子を駆動するための駆動モードを予め設定し、この駆動モードの際にはバッテリの消費電流が所定値になるとしてバッテリの残使用可能時間を算出するように構成してもよい。

駆動モードは、検査用回路の設定条件（検査周波数、検査チャンネル数、検査出力、検査パルス幅）により設定されるようになっている。
駆動モードは、例えば、表３に示すようなデータをＲＯＭ２２に予め記憶している。

このＲＯＭ２２に記憶した表３のデータに基づき、バッテリの消費電流データを得るようにしている。
例えば、モード２は、検査周波数が５００Ｈｚ、検査チャンネル数８が、検査出力が１００Ｖ、検査パルス幅５００ｎｓである。すると、消費電流は、１３００ｍＡになる。

これにより、超音波非破壊検査装置１は、各バッテリの消費電流が取得できない場合であっても、予め記憶した検査用回路の設定条件によりバッテリの消費電流が所定値になるとしてバッテリの残使用可能時間を算出することが可能となる。

尚、本実施例では、２個のバッテリ２４ａ，２４ｂを内蔵しているが、内蔵されるバッテリは１個でも、又は３個以上でもよいし、バッテリパックとして装置本体３と別体に設けて構成してもよい。
また、バッテリ及びバッテリ情報取得回路は、スマートバッテリ( Smart Battery )により構成してもよい。

尚、本発明は、非破壊検査装置として超音波非破壊検査装置に適用した例を説明したが非破壊検査装置としてエックス線等の放射線、音響、サーモグラフィー、渦流探傷を用いた装置などに適用してももちろん構わない。
また、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

本発明の非破壊検査装置は、リアルタイムにバッテリの残使用可能時間を更新し、検査者に認識させることを可能にしたことにより、医療分野、工業分野、その他バッテリの電力供給を受けて被検体内部の状態を検査するような場合に適している。

一実施例の超音波非破壊検査装置を示す全体構成図である。 図１の超音波非破壊検査装置の内部構成を示す回路ブロック図である。 検査周波数の数値入力を促す画像を表示した超音波非破壊検査装置を示す説明図である。 検査チャンネル数の数値入力を促す画像を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図である。 検査信号出力レベルの数値入力を促す画像を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図である。 検査パルス幅の数値入力を促す画像を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図である。 バッテリ残容量及び残使用可能時間を表示している際の超音波非破壊検査装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 超音波非破壊検査装置
２ 検査用プローブ
３ 装置本体
１１ 電源スイッチ
１２ 数値入力スイッチ
１３ 選択スイッチ
１４ 表示パネル
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２４ａ Ａバッテリ
２４ｂ Ｂバッテリ
３０ 検査用回路
４１ａ Ａバッテリ情報取得回路
４１ｂ Ｂバッテリ情報取得回路
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (6)

1. バッテリの電力供給を受けて被検体内部の状態を検査する非破壊検査装置において、
   前記バッテリのバッテリ情報を取得するバッテリ情報取得手段と、
   前記バッテリ情報取得手段から取得したバッテリ情報に基づき、前記バッテリの残使用可能時間を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出した前記バッテリの残使用可能時間を告知する告知手段と、
   を具備したことを特徴とする非破壊検査装置。
2. 前記告知手段は、前記バッテリの残使用可能時間を画像表示することを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
3. 前記算出手段は、前記バッテリ情報としてバッテリ数、バッテリ残容量、バッテリ消費電流により前記バッテリの残使用可能時間を算出することを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
4. 前記算出手段は、前記バッテリ情報として前記バッテリの温度情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の非破壊検査装置。
5. 前記算出手段は、各バッテリの消費電流を取得できないとき、入力される設定条件に応じた駆動モードにより前記バッテリの消費電流が所定値になるとして前記バッテリの残使用可能時間を算出することを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
6. 前記告知手段は、前記バッテリの残使用可能時間と共に、前記バッテリの残容量を画像表示することを特徴とする請求項１に記載の非破壊検査装置。
   

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