JP2619142B2 - Ultrasonic inspection equipment - Google Patents

Ultrasonic inspection equipment

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JP2619142B2
JP2619142B2 JP50844090A JP50844090A JP2619142B2 JP 2619142 B2 JP2619142 B2 JP 2619142B2 JP 50844090 A JP50844090 A JP 50844090A JP 50844090 A JP50844090 A JP 50844090A JP 2619142 B2 JP2619142 B2 JP 2619142B2
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Japan
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ultrasonic
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array
inspection
scanning
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芳彦 瀧下
荘二 佐々木
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、被検材に超音波をスキヤンニングして照射
し、その反射波に基づいて被検材の表面状態や内部欠陥
の有無等を検査する超音波検査装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic wave that scans and irradiates a test material with an ultrasonic wave, and inspects the surface state of the test material and the presence or absence of internal defects based on the reflected wave. It relates to an inspection device.

背景技術 超音波検査装置は、被検材を破壊することなくその内
部の欠陥を検出することができ、多くの分野において用
いられている。被検材内部の欠陥の有無は、被検材の所
定の範囲についてチエツクされることが多く、その場合
には、被検材表面の当該所定の範囲を超音波検査装置の
探触子から放射される超音波で走査して検査が実施され
る。この探触子として、圧電素子を多数一列に配列して
構成されるアレイ探触子が実用化されている。以下、こ
のようなアレイ探触子を用いた超音波検査装置について
説明する。
2. Description of the Related Art An ultrasonic inspection apparatus can detect a defect inside a test material without destroying the test material, and is used in many fields. The presence or absence of a defect inside the test material is often checked in a predetermined range of the test material, in which case the predetermined range on the surface of the test material is radiated from the probe of the ultrasonic inspection apparatus. The inspection is performed by scanning with the ultrasonic waves to be performed. As this probe, an array probe constituted by arranging many piezoelectric elements in a line has been put to practical use. Hereinafter, an ultrasonic inspection apparatus using such an array probe will be described.

第1図は従来の超音波検査装置のスキヤナ部の斜視
図、第2図および第3図はそれぞれアレイ探触子の平面
図および側面図である。各図で、1は検査のための水
槽、2は水槽1に入れられた水、3は水槽1の底面に載
置された被検材である。4はスキヤナを示し、以下の部
材より成る。即ち、5は水槽1を載置するスキヤナ台、
6はスキヤナ台5に固定されたフレーム、7はフレーム
6に装架されたアーム、8はアーム7に装架されたホル
ダ、9はホルダ8に装着されたポール、10はアレイ探触
子である。フレーム6は図示しない機構によりアーム7
をY軸方向に駆動することができ、又、アーム7は図示
しない機構によりホルダ8をX軸方向に駆動することが
でき、さらに、ホルダ8は図示しない機構によりポール
9と協働してアレイ探触子10をZ軸方向(X軸およびY
軸に直交する方向)に駆動することができる。
FIG. 1 is a perspective view of a scanner section of a conventional ultrasonic inspection apparatus, and FIGS. 2 and 3 are a plan view and a side view of an array probe, respectively. In each figure, 1 is a water tank for inspection, 2 is water put in the water tank 1, and 3 is a test material placed on the bottom surface of the water tank 1. Reference numeral 4 denotes a scanner, which comprises the following members. That is, 5 is a scanner table on which the water tank 1 is placed,
6 is a frame fixed to the scanner base 5, 7 is an arm mounted on the frame 6, 8 is a holder mounted on the arm 7, 9 is a pole mounted on the holder 8, and 10 is an array probe. is there. The frame 6 is provided with an arm 7 by a mechanism (not shown).
Can be driven in the Y-axis direction, the arm 7 can drive the holder 8 in the X-axis direction by a mechanism (not shown), and the holder 8 can cooperate with the pole 9 by a mechanism (not shown). Move the probe 10 in the Z-axis direction (X-axis and Y-axis).
(In a direction perpendicular to the axis).

アレイ探触子10は多数の微小な圧電素子(以下これら
圧電素子をアレイ探触子と称する)を一列に配列した構
成を有し、その配列方向はX軸方向と一致する。各アレ
イ探触子はパルスを与えられると超音波を放射し、その
超音波の被検材3からの反射波をこれに比例した電気信
号に変換する。第2図および第3図に各アレイ振動子が
符号101〜10nで示されている。なお、黒点はサンプリン
グ点を示し、YPはY軸方向のサンプリングピツチ、XPは
X軸方向のサンプリングピツチを示す。又、APは各アレ
イ振動子101〜10n相互のピツチを示す。11はアレイ探触
子10等を収納するケースである。
The array probe 10 has a configuration in which many small piezoelectric elements (hereinafter, these piezoelectric elements are referred to as array probes) are arranged in a line, and the arrangement direction coincides with the X-axis direction. Each array probe emits an ultrasonic wave when given a pulse, and converts a reflected wave of the ultrasonic wave from the test material 3 into an electric signal proportional to the ultrasonic wave. Each array transducer in FIGS. 2 and 3 is shown generally at 10 1 to 10 n. Note that black points indicate sampling points, YP indicates a sampling pitch in the Y-axis direction, and XP indicates a sampling pitch in the X-axis direction. Further, AP denotes the respective array transducer 10 1 to 10 n mutual pitch. Reference numeral 11 denotes a case for storing the array probe 10 and the like.

ここで、上記各図に示すアレイ探触子10の機能の概略
を第4図および第5図を参照しながら説明する。第4図
で、T1〜T9は一列に配置されたアレイ振動子、D1〜D9
各アレイ振動子T1〜T9に接続された遅延素子、pは各ア
レイ振動子T1〜T9に入力されるパルスである。遅延素子
D1,D9の遅延時間(t19)は等しく設定されている。同じ
く、遅延素子D2,D8の遅延時間(t28)、遅延素子D3,D7
の遅延時間(t37)、遅延素子D4,D6の遅延時間(t46
もそれぞれ等しく設定されている。そして、設定された
各遅延時間の関係は、遅延素子D5の遅延時間をt5とする
と次式の関係にある。
Here, the outline of the function of the array probe 10 shown in each of the above drawings will be described with reference to FIG. 4 and FIG. In FIG. 4, T 1 to T 9 are array transducers arranged in a line, D 1 to D 9 are delay elements connected to each array transducer T 1 to T 9 , and p is each array transducer T 1 a pulse input to through T 9. Delay element
The delay times (t 19 ) of D 1 and D 9 are set equal. Similarly, the delay times (t 28 ) of the delay elements D 2 and D 8 and the delay elements D 3 and D 7
Delay time (t 37 ), delay time of delay elements D 4 and D 6 (t 46 )
Are also set equally. The relationship of the delay time set is the delay time of the delay element D 5 in the formula of relationship When t 5.

t19<t28<t37<t46<t5 ……(1) 今、各遅延素子D1〜D9の遅延時間を、上記(1)式の
関係を保持しながら所定の値に設定してパルスpを入力
すると、アレイ振動子T1〜T9から放射される超音波は上
記設定された遅延時間にしたがつて、アレイ振動子T1,T
9から最も早く、又、アレイ振動子T5から最も遅く放射
される。このようにして放射された超音波は放射状に拡
がつて進行するが、各アレイ振動子の放射超音波の振動
の最大振幅がすべて合致する地点が生じる。第4図でこ
の地点が符号Fで示されている。この地点Fにおける超
音波の大きさは他の地点の超音波の大きさに比較して
かに大きいので、恰も各アレイ振動子T1〜T9からの超音
波が破線に示すように地点Fに集束したのと同じ状態と
なる。換言すれば、一列に配列したアレイ振動子からの
超音波放射に適切な遅延を与えてやれば、それらの超音
波を地点Fに集束させたのと同様な状態とすることがで
きる。この地点Fを焦点と称する。さらに述べると、ア
レイ振動子T1〜T9により、焦点Fで集束する破線で示す
ような超音波ビームBが出力されることになる。(1)
式の関係を保持しながら各遅延時間を上記の遅延時間よ
り小さく設定すれば、焦点Fは一点鎖線(ビームB′)
で示すようにより長い焦点F′に移行する。したがつ
て、各遅延素子D1〜D9の遅延時間を調節することによ
り、焦点の位置を選択することが可能となり、これを被
検材3の検査に適用する場合、検査部位の深さを選択す
ることができる。
t 19 <t 28 <t 37 <t 46 <t 5 (1) Now, the delay time of each of the delay elements D 1 to D 9 is set to a predetermined value while maintaining the relationship of the above equation (1). When the pulse p is inputted, the ultrasonic waves radiated from the array transducers T 1 to T 9 are converted into the array transducers T 1 and T according to the set delay time.
Earliest 9, also are slowest radiated from the array transducer T 5. The ultrasonic waves radiated in this manner spread radially and travel, but there are points where the maximum amplitudes of the vibrations of the radiated ultrasonic waves of the array transducers all match. In FIG. 4, this point is indicated by the symbol F. The size of the ultrasonic wave at this point F is compared with the size of the ultrasonic wave at other points.
Since it is so large, it is as if the ultrasonic waves from each of the array transducers T 1 to T 9 were focused on the point F as shown by the broken line. In other words, if an appropriate delay is given to the ultrasonic radiation from the arrayed transducers, it is possible to achieve a state similar to the state where those ultrasonic waves are focused at the point F. This point F is called a focal point. Further stated, the array transducer T 1 through T 9, so that the ultrasonic beam B as shown by a broken line which focuses at the focal point F is output. (1)
If each delay time is set smaller than the above-mentioned delay time while maintaining the relationship of the formula, the focal point F is shifted by a dashed line (beam B ').
The focus shifts to a longer focal point F 'as shown by. Therefore, by adjusting the delay time of each of the delay elements D 1 to D 9 , the position of the focal point can be selected, and when this is applied to the inspection of the test material 3, the depth of the inspection site is determined. Can be selected.

第5図は第2図および第3図に示すアレイ探触子10の
機能の説明図である。この図で、101〜10nは第2図に示
すものと同じアレイ振動子であり、各アレイ振動子101
〜10nにはそれぞれ図示されていないが遅延素子が接続
されている。図示の例では、まずm個のアレイ振動子10
1〜10mを選択し、それらから放射される超音波の遅延時
間を適切に設定することにより、前述のように超音波を
みかけ上1つの焦点に集める。この焦点が第5図に符号
F1、又、みかけ上の超音波ビームが符号B1で示されてい
る。次に、アレイ振動子を1つずらして同じくm個のア
レイ素子102〜10m+1に対して、前回のアレイ振動子101
〜10mに与えた遅延時間と同一パターンの遅延時間を与
える。このときの焦点が符号F2で、超音波ビームが符号
B2で示されている。以下、アレイ振動子を1つずつ順に
切換えてゆき、最後にアレイ振動子10n-m+1〜10nを選択
して、同じパターンの遅延時間を与え、焦点Fn-m+1,超
音波ビームBn-m+1を得る。このような手段により、結果
的にはアレイ探触子10によつて焦点F1〜Fn-m+1までの超
音波による走査が実行されたことになる。このような走
査は電子的に高速をもつて行なわれるので、以下電子走
査と称する。なお、第5図で、APはアレイ振動子ピツ
チ、SPはサンプリングピツチを示し、図示の場合両者は
等しい。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the function of the array probe 10 shown in FIGS. 2 and 3. In this figure, 10 1 to 10 n are the same array transducer as shown in FIG. 2, the array transducer 10 1
Although not shown, delay elements are connected to .about.10 n , respectively. In the illustrated example, first, m array transducers 10
By selecting 1 to 10 m and appropriately setting the delay time of the ultrasonic wave emitted from them, the ultrasonic wave is apparently focused on one focus as described above. This focus is labeled in FIG.
F 1 and the apparent ultrasonic beam are denoted by B 1 . Next, the same m-number of array elements 10 2 to 10 m + 1 is shifted by one array transducer, the previous array transducer 10 1
A delay time of the same pattern as the delay time given to ~ 10 m is given. The focus of this time by the symbol F 2, ultrasonic beam code
It is shown in B 2. Hereinafter, the array transducers are sequentially switched one by one, and finally, the array transducers 10 n-m + 1 to 10 n are selected to give the same pattern of delay time, and the focal point F n-m + 1 , Obtain a sound beam B n-m + 1 . By such means, resulting in will be scanned by the ultrasonic up by connexion focus F 1 ~F n-m + 1 to the array probe 10 is performed. Since such scanning is performed electronically at high speed, it is hereinafter referred to as electronic scanning. In FIG. 5, AP indicates an array oscillator pitch, SP indicates a sampling pitch, and both are equal in the case shown.

次に、上記アレイ探触子を用いた超音波検査装置の制
御部について説明する。
Next, a control unit of an ultrasonic inspection apparatus using the array probe will be described.

第6図はその制御部のブロツク図である。第6図で、
10はさきに説明したアレイ探触子、7M,8Mはそれぞれア
ーム7をY軸方向に、ホルダ8をX軸方向に駆動するモ
ータ、7E,8Eはそれぞれモータ7M,8Mに駆動信号を出力す
るとともにそれらの駆動量を検出して出力するエンコー
ダである。なお、モータ8M、エンコーダ8Eはアレイ探触
子10を水槽1内の適切な位置に位置せしめるのに使用さ
れるものであり、後述するX軸方向の超音波スキヤンニ
ングには関与しない。20は信号処理装置を示し、CPU
(中央処理装置)20a、画像処理のための画像メモリ20
b、信号処理装置20と外部回路との間で入出力を行なう
ためのインタフエース20c、キーボード20d等で構成され
ている。信号処理装置20はその他RAM,ROM等の記憶素子
その他の素子を備えているが図示は省略する。21は表示
装置を示す。
FIG. 6 is a block diagram of the control unit. In FIG.
10 is an array probe described above, 7M and 8M are motors for driving the arm 7 in the Y-axis direction and the holder 8 in the X-axis direction, and 7E and 8E are for outputting drive signals to the motors 7M and 8M, respectively. And an encoder that detects and outputs the amount of drive of these. The motor 8M and the encoder 8E are used to position the array probe 10 at an appropriate position in the water tank 1, and do not participate in the X-axis ultrasonic scanning described later. Reference numeral 20 denotes a signal processing device, and a CPU
(Central processing unit) 20a, image memory 20 for image processing
b, an interface 20c for input / output between the signal processing device 20 and an external circuit, a keyboard 20d, and the like. The signal processing device 20 includes a storage element such as a RAM and a ROM and other elements, but is not shown. Reference numeral 21 denotes a display device.

22は送信制御回路であり、CPU20aからの指令により、
第4図および第5図を参照して説明した遅延時間および
アレイ振動子の選択,切換えを制御する。23はパルスp
を出力するパルサであり、各アレイ振動子毎に設けられ
ている。24はアレイ振動子からの超音波反射波信号を受
信増幅するレシーバであり、同じく各アレイ振動子毎に
設けられている。25は受信制御回路であり、各アレイ振
動子からの信号に対する前述の遅延,選択,切換えの制
御を行なう。26は波形加算器であり、受信制御回路25に
おける遅延の結果、同時刻に出力される各受信信号をす
べて加算する。27は波形加算器26の出力信号を増幅する
主増幅器であり、その増幅度はキーボード20d等の外部
入力に基づくCPU20aの指令により決定される。28はピー
ク検出器であり、被検材3の表面からの所定の深さ範囲
の信号のみを採取するゲート機能を有するとともに、そ
の範囲内でのピーク値のみを保持して出力する機能を備
えている。29はピーク検出器28に保持されたピーク値を
これに相当するデジタル値に変換するA/D変換器であ
る。この制御部の動作を第7図を参照して説明する。
Reference numeral 22 denotes a transmission control circuit, which receives a command from the CPU 20a.
The delay time and the selection and switching of the array transducer described with reference to FIGS. 4 and 5 are controlled. 23 is the pulse p
Which is provided for each array transducer. Reference numeral 24 denotes a receiver for receiving and amplifying an ultrasonic reflected wave signal from the array transducer, and is provided for each array transducer. A reception control circuit 25 controls the above-described delay, selection, and switching for signals from each array transducer. 26 is a waveform adder, which adds all received signals output at the same time as a result of the delay in the reception control circuit 25. Reference numeral 27 denotes a main amplifier for amplifying the output signal of the waveform adder 26, and the degree of amplification is determined by a command from the CPU 20a based on an external input from the keyboard 20d or the like. Reference numeral 28 denotes a peak detector, which has a gate function of collecting only a signal in a predetermined depth range from the surface of the test material 3 and a function of holding and outputting only a peak value within the range. ing. Reference numeral 29 denotes an A / D converter for converting the peak value held by the peak detector 28 into a corresponding digital value. The operation of this control unit will be described with reference to FIG.

第7図は第6図に示す制御部の動作の説明を容易にす
るための当該制御部のさらに詳細なブロツク図である。
第7図で第6図に示す部分と同一又は等価な部分には同
一符号が付してある。又、モータ7M,8M、エンコーダ7E,
8E、およびキーボード20dの図示は省略されている。さ
らに、アレイ探触子10は2つ描かれているが、これは一
方を送信用に、他方を受信用に用いる送受信分割型のア
レイ探触子であることを意味しており、このようなアレ
イ探触子は深さ方向の分解能を向上させる目的等で用い
られる手法である。なお、前記のように、送信時と受信
時に同じアレイ振動子を用いる送受信兼用型のアレイ探
触子の場合も、制御部の構成および動作は送受信分割型
のアレイ探触子の場合と同一である。
FIG. 7 is a more detailed block diagram of the control unit for facilitating the description of the operation of the control unit shown in FIG.
In FIG. 7, the same or equivalent parts as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. Also, motors 7M, 8M, encoder 7E,
Illustration of 8E and keyboard 20d is omitted. Further, although two array probes 10 are illustrated, this means that the array probe is a transmission / reception split type array probe which uses one for transmission and the other for reception. The array probe is a technique used for the purpose of improving the resolution in the depth direction and the like. As described above, in the case of the transmission / reception type array probe using the same array transducer at the time of transmission and reception, the configuration and operation of the control unit are the same as those of the transmission / reception split type array probe. is there.

第7図で、22aはクロツクパルス発生器、22bは送信ビ
ーム集束回路、22cは送信側マトリクスイツチ回路網で
あり、これらで第6図に示す送信制御回路22が構成され
る。又、受信ビーム集束回路25,26は第6図に示す受信
制御回路25の一部および波形加算器26を構成する。
In FIG. 7, reference numeral 22a denotes a clock pulse generator, 22b denotes a transmission beam focusing circuit, and 22c denotes a transmission side matrix switch network. These components constitute the transmission control circuit 22 shown in FIG. The reception beam focusing circuits 25 and 26 constitute a part of the reception control circuit 25 and the waveform adder 26 shown in FIG.

今、8つのアレイ振動子により1つの超音波ビームの
送受信を行なうものとすると、送信ビーム集束回路22b
は、クロツクパルス発生器22aからのクロツクパルスを
基準として、パルス発生器群23のうちの8つのパルス発
生器に与える信号を所定の遅延パターンで出力する。送
信側マトリクススイツチ回路網22cはCPU20aの指令に従
つて、送信ビーム集束回路22bから所定の遅延パターン
で出力された8つの信号をどのアレイ振動子に与える
か、即ちどのパルス発生器に与えるかを選択し、その選
択に応じた切換えを行なう。これにより、パルス発生器
23においては、選択された連続する8つのパルス発生器
から上記所定の遅延パターンで信号が出力されることに
なり、これらパルス発生器に接続されたアレイ振動子が
励振せしめられ、所望の超音波ビームが出力される。
Now, assuming that one ultrasonic beam is transmitted and received by eight array transducers, the transmission beam focusing circuit 22b
Outputs a signal given to eight pulse generators of the pulse generator group 23 in a predetermined delay pattern with reference to the clock pulse from the clock pulse generator 22a. The transmission-side matrix switch network 22c determines which array transducer to apply the eight signals output from the transmission beam focusing circuit 22b in a predetermined delay pattern, that is, which pulse generator, in accordance with a command from the CPU 20a. Is selected, and switching is performed according to the selection. With this, the pulse generator
At 23, signals are output from the selected eight consecutive pulse generators in the above-described predetermined delay pattern, and the array transducers connected to these pulse generators are excited, and the desired ultrasonic wave is output. A beam is output.

一方、受信側のアレイ振動子は超音波を受信し、これ
に応じた信号を前置増幅器群24の上記各アレイ振動子に
接続された前置増幅器に出力し、それら信号は増幅され
る。受信側マトリクススイツチ回路25はCPU20aの指令に
したがつて各前置増幅器で増幅された信号を、受信ビー
ム集束回路25,26における遅延パターンを構成する各遅
延素子のうちの所定のものに切換え接続する。これによ
り、受信された8つの各信号は、受信ビーム集束回路2
5,26の各遅延素子の出力段階で同一出力タイミングとな
つて加算される。
On the other hand, the receiving-side array transducer receives the ultrasonic wave, and outputs a signal corresponding thereto to the preamplifier connected to each of the array transducers of the preamplifier group 24, and these signals are amplified. The receiving-side matrix switch circuit 25 switches the signal amplified by each preamplifier in accordance with a command from the CPU 20a to a predetermined one of the delay elements constituting the delay pattern in the reception beam focusing circuits 25 and 26. I do. As a result, each of the received eight signals is converted into the reception beam focusing circuit 2
At the output stage of each of the 5, 26 delay elements, they are added with the same output timing.

加算された信号は、主増幅器27においてCPU20aの指令
により設定された増幅度で増幅され、ピーク検出器28、
A/D変換器29を経てデイジタル値に変換される。変換さ
れた値は、CPU20aのアドレス演算により得られた画像メ
モリ20bのアドレスに格納される。
The added signal is amplified by the main amplifier 27 at the amplification degree set by the command of the CPU 20a, and the peak detector 28,
The signal is converted into a digital value via the A / D converter 29. The converted value is stored in the address of the image memory 20b obtained by the address calculation of the CPU 20a.

以上、8つのアレイ振動子による1つの超音波ビーム
の送受信の動作について述べたが、送信側マトリクスス
イツチ回路網22cおよび受信側マトリクススイツチ回路
網25を適切に切換え制御することにより、アレイ探触子
10の各アレイ振動子101〜10nを、8つを一群として1つ
ずつシフトさせながら選択してゆくことができ、結局、
X軸方向の電子走査を実施することができる。この電子
走査が終了すると、CPU20aの指令によりモータ7Mが駆動
され、アーム7、即ちアレイ探触子10がY軸方向に所定
のサンプリングピツチYPだけ移動せしめられる(機械走
査)。この状態で、X軸方向第2列の超音波による電子
走査が上記と同様の方法で行なわれる。このような動作
を繰返すことにより被検材3に対するX−Y平面の超音
波走査が行なわれ、この超音波走査の間に各レシーバ24
で受信された反射波信号は、順次画像メモリ20bにおけ
る所定のアドレスに格納されてゆく。画像メモリ20bに
格納されたデータに基づいて上記超音波走査による被検
材3の超音波像が表示装置21に表示される。この表示さ
れた超音波像を観察することにより被検材3の欠陥のチ
エツクが行なわれる。
The operation of transmitting and receiving one ultrasonic beam by the eight array transducers has been described above. However, by appropriately switching and controlling the transmission-side matrix switch network 22c and the reception-side matrix switch network 25, the array probe
Each of the ten array transducers 10 1 to 10 n can be selected while shifting one by one as a group of eight.
Electronic scanning in the X-axis direction can be performed. When the electronic scanning is completed, the motor 7M is driven by a command from the CPU 20a, and the arm 7, that is, the array probe 10 is moved by a predetermined sampling pitch YP in the Y-axis direction (mechanical scanning). In this state, electronic scanning by ultrasonic waves in the second row in the X-axis direction is performed in the same manner as described above. By repeating such an operation, ultrasonic scanning of the X-Y plane is performed on the test material 3, and each receiver 24 is scanned during the ultrasonic scanning.
The reflected wave signals received at are sequentially stored at predetermined addresses in the image memory 20b. Based on the data stored in the image memory 20b, an ultrasonic image of the test material 3 by the ultrasonic scanning is displayed on the display device 21. By observing the displayed ultrasonic image, the defect of the test material 3 is checked.

なお、X軸方向1ラインの走査時間は極めて短かいの
で、Y軸方向の機械走査は途中で停止することなく行な
うことができる。また、選択される一群のアレイ振動子
の数は任意に設定することができる。
Since the scanning time for one line in the X-axis direction is extremely short, mechanical scanning in the Y-axis direction can be performed without stopping halfway. The number of the group of array transducers to be selected can be arbitrarily set.

第7図に示す送信ビーム集束回路22b、送信側マトリ
クススイツチ回路網22c、パルス発生器群23、前置増幅
器群24、受信マトリクススイツチ回路網25、および受信
ビーム集束回路25,26のより詳細な構成は、特開平2−6
9654号公報に開示されている。
The transmission beam focusing circuit 22b, transmission side matrix switch network 22c, pulse generator group 23, preamplifier group 24, reception matrix switch network 25, and reception beam focusing circuits 25 and 26 shown in FIG. The configuration is disclosed in
No. 9654 discloses this.

以上説明した従来の超音波検査装置は、迅速かつ正確
に被検材3の欠陥の有無を検査することができる。しか
しながら、上記従来の超音波検査装置の電子走査(X軸
方向の走査)において、各焦点でのデータサンプリング
を行なつた場合、各データサンプリングを行なう毎に信
号のレベルがばらつく現象が生じる。これを第8図に示
す。第8図で横軸には電子走査方向のサンプリング位置
が、又、縦軸には受信信号レベルがとつてある。図から
明らかなように、受信信号レベルは可成り大幅なばらつ
きとなつている。発明者等は、このようなばらつきが生
じる原因を探究した結果、その主たる原因はアレイ探触
子10,パルサ23およびレシーバ24にあることが判明し
た。これを図により説明する。
The conventional ultrasonic inspection apparatus described above can quickly and accurately inspect the inspection material 3 for the presence or absence of a defect. However, in the electronic scanning (scanning in the X-axis direction) of the above-described conventional ultrasonic inspection apparatus, when data sampling is performed at each focal point, a phenomenon occurs in which the signal level varies every time each data sampling is performed. This is shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the sampling position in the electronic scanning direction, and the vertical axis indicates the received signal level. As is clear from the figure, the received signal level has a considerably large variation. The present inventors have investigated the causes of such variations, and as a result, it has been found that the main causes are the array probe 10, the pulsar 23 and the receiver 24. This will be described with reference to the drawings.

第9図はアレイ探触子,パルサおよびレシーバの詳細
ブロツク図である。図で、101〜10nはアレイ探触子10を
構成する各アレイ振動子を示す。さきに述べたように、
各アレイ振動子101〜10nはそれぞれ、パルサ231〜23n,
レシーバ241〜24nと接続されている。アレイ振動子,パ
ルサ,レシーバ、それらを接続する導線の複数の組合わ
せ、および送信制御回路22と受信制御回路25における関
与する部分により1つの超音波ビームを送受信する1つ
のチヤネルが構成されることになる。このような構成に
おいて、各アレイ振動子101〜10nの感度、各パルサ231
〜23nの感度、および各レシーバ241〜24nの感度にはそ
れぞれある程度の差が存在することは避け得ない。した
がつて、アレイ振動子,パルサ,レシーバの3者の感度
がいずれも低いものどうしが接続された場合のチヤネル
の受信信号レベルは可成り低下し、逆に3者の感度がい
ずれも高いものどうし接続された場合のチヤネルの受信
信号レベルは可成り上昇し、この結果、各チヤネルの受
信信号レベルがばらつくことになる。
FIG. 9 is a detailed block diagram of the array probe, the pulsar, and the receiver. FIG at, 10 1 to 10 n denotes each array transducers configuring the array probe 10. As mentioned earlier,
Each array transducer 10 1 to 10 n are pulser 23 1 ~ 23 n,
Receivers 24 1 to 24 n are connected. A plurality of combinations of the array transducer, the pulsar, the receiver, the conductors connecting them, and the involved parts in the transmission control circuit 22 and the reception control circuit 25 constitute one channel for transmitting and receiving one ultrasonic beam. become. In such a configuration, the sensitivity of each of the array transducers 10 1 to 10 n and each of the pulsars 23 1
~ 23 n of sensitivity, and can not avoid that there is some degree of difference Each of the sensitivity of each receiver 24 1 to 24 n. Therefore, when the three elements of the array transducer, the pulsar, and the receiver have low sensitivity, the reception signal level of the channel when the three elements are connected is considerably reduced, and the sensitivity of the three elements is high. The received signal level of the channels when they are connected to each other considerably increases, and as a result, the received signal level of each channel varies.

第10図は上記のような受信信号のばらつきを有する超
音波検査装置により欠陥のある被検材を検査する場合の
図、第11図は第10図に示す場合の検査結果の超音波像を
示す図である。第10図で、3は被検材、3fは被検材3の
凹み状欠陥部分、10はアレイ探触子である。又、第11図
で、21aは表示装置21の表示面、Aは被検材3の輪郭の
超音波像,3f′は欠陥部3fの超音波像を示す。G1〜G6
上記超音波検査装置における各チヤネルの受信信号のば
らつきの結果Y軸方向に生じる縞である。(実際には種
々の幅の縞が多数生じる。)これらの縞のため、超音波
像の観察において、全体像がみにくくなつて欠陥部の発
見が困難となり、又、例えば欠陥部と欠陥が無い部分と
の間の超音波信号レベルの差が非常に小さい場合、前記
縞の影響で両者の境界が不明瞭になる等の支障が生じ
る。
FIG. 10 is a diagram of inspecting a defective test material by an ultrasonic inspection device having the above-described variation in received signal, and FIG. 11 is an ultrasonic image of an inspection result in the case shown in FIG. FIG. In FIG. 10, reference numeral 3 denotes a test material, 3f denotes a dent defect portion of the test material 3, and 10 denotes an array probe. In FIG. 11, reference numeral 21a denotes a display surface of the display device 21, A denotes an ultrasonic image of the contour of the test material 3, and 3f 'denotes an ultrasonic image of the defect 3f. G 1 ~G 6 is a fringes produced on the result Y-axis direction of the variation of the received signal of each channel in the ultrasonic inspection apparatus. (Actually, many fringes of various widths are generated.) These fringes make it difficult to see the whole image in observing an ultrasonic image, making it difficult to find a defective portion. For example, there is no defective portion and no defect. If the difference in the ultrasonic signal level between the portion and the portion is very small, the influence of the fringe may cause trouble such as the boundary between the two portions being unclear.

このようなばらつきを除去する手段として、各パルサ
231〜23n又は各レシーバ241〜24nに感度調整部を設けて
受信信号のレベルを調整することが考えられる。この手
段は、アレイ振動子の総数nが少ない場合には可能であ
るが、その総数nが100〜200になる場合には感度の調整
だけで極めて多くの時間を要し、又、時間短縮のため当
該感度の調整を自動化しようとすると回路実装面積が膨
大なものとなり、かつ、それらの制御が極めて複雑とな
る。さらに、折角感度調整部を設けても、アレイ探触子
が取換えられた場合(このような取換えはしばしば行な
われる)、感度調整を全てやり直さねばならず、取換え
の都度多くの手間と時間を要する。さらに、上記感度調
整部を設けても次のような問題がある。即ち、感度のば
らつきの原因のレシーバ24の次段回路である受信制御回
路25にも存在する。受信制御回路25は複数の入出力信号
線を有するため、超音波信号がこれら信号線のうちどの
信号線を通るかによつても信号強度が変化する。これに
より、パルサおよびレシーバの段階で感度のばらつきが
完全に解消されたとしても、その後の信号線の通過によ
りばらつきが残ることとなる。
As a means to remove such variations,
23 1-23 It is contemplated that n or the sensitivity adjustment unit provided in the receiver 24 1 to 24 n to adjust the level of the received signal. This means is possible when the total number n of array transducers is small, but when the total number n is 100 to 200, it takes an extremely long time only by adjusting the sensitivity, and the time can be reduced. Therefore, if the sensitivity adjustment is to be automated, the circuit mounting area becomes enormous, and the control thereof becomes extremely complicated. Further, even if the angle sensitivity adjustment unit is provided, if the array probe is replaced (such replacement is often performed), all sensitivity adjustments must be performed again, and much time and effort are required for each replacement. Takes time. Further, even if the sensitivity adjusting section is provided, the following problem occurs. That is, it is also present in the reception control circuit 25 which is the next stage circuit of the receiver 24 which causes the variation in sensitivity. Since the reception control circuit 25 has a plurality of input / output signal lines, the signal intensity changes depending on which of these signal lines the ultrasonic signal passes. As a result, even if the variation in sensitivity is completely eliminated at the stage of the pulser and the receiver, the variation will remain after passing through the signal line.

これらの問題を解決する手段が、特開昭55−146067号
公報で提案されている。この手段では、超音波検査装置
を地盤の試掘孔内壁検査用に用いる例を挙げ、例えば、
内壁表面がなめらかなアルミ製パイプのような擬似試掘
孔を用意し、これに超音波ビームを放射したときの各チ
ヤネルの感度li(iはチヤネル番号)を採取しておく。
調査を行う場合、地盤の試掘孔内壁に超音波を放射し、
そのとき得られた反射エコー強度mi(iはチヤネル番
号)と上記チヤネル感度liとの比を演算し、これに定数
kを乗じて感度調整した反射エコーni(iはチヤネル番
号)を得る。即ち、次式の演算が行われる。
Means for solving these problems has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 55-146067. In this means, there is an example in which an ultrasonic inspection device is used for the inspection of the inner wall of a test hole in the ground, for example,
A pseudo borehole such as an aluminum pipe having a smooth inner wall surface is prepared, and sensitivity l i (i is a channel number) of each channel when an ultrasonic beam is radiated therefrom is sampled.
When conducting an investigation, radiate ultrasonic waves to the inner wall of the ground borehole,
The ratio of the obtained reflected echo intensity m i (i is the channel number) to the above channel sensitivity l i is calculated, and the reflected echo n i (i is the channel number) is adjusted by multiplying the ratio by a constant k. obtain. That is, the following equation is calculated.

ni=k・mi/li この演算は、同一のチヤネル番号どうしで行われる。n i = k · m i / l i This operation is performed between the same channel numbers.

このような手段により、何等の面倒な手段を用いるこ
となく、確実に感度の調整を行うことができる。
With such a means, the sensitivity can be surely adjusted without using any troublesome means.

ところで、超音波検査は、被検材に欠陥部が存在する
場合、表示部の画像上において、被検材の正常部の輝度
に対し欠陥部の輝度が高くなっているのを、又は低くな
っているのを観察することにより行なわれるため、正常
部の輝度は輝度の最小値と最大値の中間値に設定される
のが通常である。ここで、上式の比(mi/li)は、反射
強度自体を表す値ではないので、上記の輝度関係を得る
ためには、上式の係数(k))を正常部が上記中間値に
なるように設定する必要がある。即ち、係数(k)は、
送信電圧、送信波形(波数)、受信増幅度等の内的条
件、および水距離(水中での探触子と被検材との距
離)、探触子と被検材との角度等の外的条件が定まった
とき、それらの条件下において上記中間値になるように
決定されるものである。
By the way, in the ultrasonic inspection, when the defect is present in the test material, the luminance of the defect is higher or lower than the luminance of the normal part of the test material on the image of the display unit. The luminance of the normal part is usually set to an intermediate value between the minimum value and the maximum value of the luminance. Here, since the ratio (m i / l i ) in the above equation is not a value representing the reflection intensity itself, in order to obtain the above-mentioned luminance relationship, the coefficient (k) in the above equation must be calculated by comparing the normal part with the above intermediate value. Must be set to a value. That is, the coefficient (k) is
Internal conditions such as transmission voltage, transmission waveform (wave number), amplification degree of reception, and other factors such as water distance (distance between probe and test material in water), angle between probe and test material, etc. When the target conditions are determined, they are determined so as to have the above-mentioned intermediate value under those conditions.

しかし、超音波検査においては、検査中、被検材の材
質や形状に応じて、又は表示部に表示された映像を観察
して、上記内的条件や外的条件を変更する処理がしばし
ば行なわれ、このような変更が行なわれた場合、上記従
来の手段ではその変更によって数miが変化し、その変化
分にも、他の検査条件に適応して定められた中間値kが
乗算されることになるので、輝度の変化が極めて大きく
現れ、画像に大きな混乱を生じ、欠陥部の有無の判断に
支障を生じる。このため、上記従来の手段では、内的条
件や外的条件の変更の都度、変更の内容に応じて係数
(k)を変更するか、又は再度基準材による超音波デー
タ(li)を採取し直す必要があり、これらを行なうには
多くの手間と時間を要することとなる。
However, in the ultrasonic inspection, during the inspection, a process of changing the above internal conditions and external conditions is often performed according to the material and shape of the test material or by observing the image displayed on the display unit. is, if such a change was made, in the conventional unit number m i is changed by the change, even the change in the intermediate value k defined to adapt to other inspection conditions are multiplied Therefore, the change in luminance appears extremely large, causing great confusion in the image and hindering the determination of the presence or absence of a defective portion. For this reason, in the above-mentioned conventional means, every time the internal condition or the external condition is changed, the coefficient (k) is changed according to the content of the change, or the ultrasonic data (l i ) of the reference material is collected again. This requires a lot of trouble and time.

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決
し、内的条件や外的条件が変更しても、これに対応する
何等の手間も時間も要することなく、感度を調整するこ
とができ、これにより欠陥部の明瞭な画像を表示して被
検材の検査を正確に行うことができる超音波検査装置を
提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and even if internal conditions or external conditions are changed, it is possible to adjust the sensitivity without any trouble and time corresponding to this, Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection apparatus capable of displaying a clear image of a defective portion and accurately inspecting a test material.

発明の開示 多数のアレイ振動子を少なくとも1列配列して成るア
レイ探触子と、このアレイ探触子により被検材の表面を
超音波走査して得られた超音波データを記憶する記憶部
と、この記憶部に記憶されたデータに基づいて超音波像
を表示する表示部とを備えた超音波検査装置において、
本発明の1つの手段は、まず、欠陥部をもたない均一材
質の基準材、例えば被検材を載置する水槽底面等を超音
波走査して基準データを採取し、それらの平均値を第1
の演算手段で演算しておく。そして、前記被検材を超音
波走査したとき、その超音波走査により得られた各検査
データと、前記平均値と、前記各検査データをサンプリ
ングしたチヤネルと同じチヤネルで採取された前記各基
準データの逆数とを第2の演算手段により乗算する。こ
の乗算により、各素子が同一感度である場合に得られる
補正検査データを得る。これらの補正検査データを前記
表示部に出力することにより、明瞭な超音波像を得るこ
とができる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An array probe in which a large number of array transducers are arranged in at least one row, and a storage unit for storing ultrasonic data obtained by ultrasonically scanning the surface of a test material with the array probe And an ultrasonic inspection apparatus including a display unit that displays an ultrasonic image based on the data stored in the storage unit.
One means of the present invention is to first perform ultrasonic scanning of a reference material of a uniform material having no defective portion, for example, a bottom surface of a water tank on which a test material is placed, to collect reference data, and average the values thereof. First
Is calculated by the calculating means. Then, when the test material is subjected to ultrasonic scanning, each inspection data obtained by the ultrasonic scanning, the average value, and each of the reference data collected by the same channel as the channel from which each inspection data is sampled. Is multiplied by the second computing means. By this multiplication, correction inspection data obtained when each element has the same sensitivity is obtained. By outputting these corrected inspection data to the display unit, a clear ultrasonic image can be obtained.

図面の簡単な説明 第1図は超音波検査装置のスキヤナ部の斜視図、第2
図および第3図はそれぞれアレイ探触子の平面図および
側面図、第4図および第5図はアレイ探触子の機能の説
明図、第6図は従来の超音波検査装置のブロツク図、第
7図は第6図のさらに詳細なブロツク図、第8図は受信
信号の波形図、第9図は各アレイ探触子、各パルサ、お
よび各レシーバの詳細ブロツク図、第10図は欠陥部を有
する被検材の側面図、第11図は当該被検材の超音波像を
示す図、第12図は本発明の第1の実施例に係る超音波検
査装置のブロツク図、第13図は水槽の断面図、第14図は
基準データのグラフである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a scanner section of an ultrasonic inspection apparatus, and FIG.
FIGS. 3 and 3 are a plan view and a side view, respectively, of the array probe, FIGS. 4 and 5 are explanatory views of the function of the array probe, FIG. 6 is a block diagram of a conventional ultrasonic inspection apparatus, 7 is a more detailed block diagram of FIG. 6, FIG. 8 is a waveform diagram of the received signal, FIG. 9 is a detailed block diagram of each array probe, each pulser, and each receiver, and FIG. 10 is a defect. FIG. 11 is a view showing an ultrasonic image of the test material, FIG. 12 is a block diagram of an ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. The figure is a cross-sectional view of the water tank, and FIG. 14 is a graph of the reference data.

発明を実施するための最良の形態 本発明を添付の各図面にしたがつてさらに詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in further detail with reference to the accompanying drawings.

第12図は本発明の第1の実施例に係る超音波検査装置
のブロツク図である。図で、第6,7図に示す部分と同一
又は等価な部分には同一符号を付して説明を省略する。
20a′はCPU20aに相当するCPUであり、CPU20aとは処理手
順を異にする。20eは画像メモリ20bとは別に設けられた
メモリである。
FIG. 12 is a block diagram of the ultrasonic inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts as those shown in FIGS. 6 and 7, and the description is omitted.
20a 'is a CPU corresponding to the CPU 20a, and has a different processing procedure from that of the CPU 20a. 20e is a memory provided separately from the image memory 20b.

次に、本実施例の動作を、第13図および第14図を参照
して説明する。第13図はアレー探触子が挿入されている
水槽の断面図である。1は水槽、2は水槽1に入れられ
た水、10はアレイ探触子であり、これらは第1図、第2
図および第3図に示すものと同じ水槽、アレイ探触子で
ある。本実施例では、超音波検査を行なう前に、予め定
められた処理(準備作業)を行なう。以下、この準備作
業について述べる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 13 and FIG. FIG. 13 is a sectional view of a water tank into which an array probe is inserted. 1 is a water tank, 2 is water put in the water tank 1, and 10 is an array probe, which are shown in FIGS.
The same water tank and array probe as those shown in FIG. 3 and FIG. In this embodiment, a predetermined process (preparation work) is performed before performing an ultrasonic inspection. Hereinafter, this preparation work will be described.

まず、CPU20a′はアレイ探触子10により、被検材3が
載置されていない水槽1の底面(アクリル材により平坦
に形成されている)に対して、被検材3に対する超音波
検査を行なう場合と同一方法で第13図矢印で示すように
1ライン分の超音波走査を行ない、そのデータ(A/D変
換されたデータであり基準データと称する。)を採取し
信号処理装置20の適宜の記憶部に記憶する。第14図はこ
の基準データのグラフであり、横軸には電子走査方向の
サンプリング位置、縦軸には基準データがとつてある。
K1,K2,K3,………Knは各基準データを示し、グラフはこ
れら基準データを順次直線で結んで表わされている。こ
のグラフから明らかなように、これら基準データは同一
材質で平滑に構成されている水槽1の底面部材(基準
材)を超音波走査して得たものであるにもかかわらず同
一値とはならず、前述した感度の差によるばらつきが存
在する。
First, the CPU 20a 'uses the array probe 10 to perform an ultrasonic inspection of the test material 3 on the bottom surface (formed flat of an acrylic material) of the water tank 1 on which the test material 3 is not placed. As shown by an arrow in FIG. 13, one line of ultrasonic scanning is performed in the same manner as in the case where the scanning is performed, and the data (A / D converted data, referred to as reference data) is collected. The information is stored in an appropriate storage unit. FIG. 14 is a graph of the reference data, in which the horizontal axis represents the sampling position in the electronic scanning direction and the vertical axis represents the reference data.
K 1, K 2, K 3 , ......... K n represents the respective reference data, the graph is represented by connecting these reference data sequentially in a straight line. As is clear from this graph, these reference data are not the same values even though they are obtained by ultrasonically scanning the bottom member (reference material) of the water tank 1 which is made of the same material and is smooth. However, there is variation due to the difference in sensitivity described above.

CPU20a′はこれら基準データ(n個)の平均値を下記
(1)式により演算し、これを記憶する。
The CPU 20a 'calculates the average value of these reference data (n pieces) according to the following equation (1), and stores this.

この平均値は全体の感度の平均感度により水槽1の底
面を超音波走査したときに得られるデータとみることが
できる。
This average value can be regarded as data obtained when the bottom surface of the water tank 1 is subjected to ultrasonic scanning based on the average sensitivity of the entire sensitivity.

次いで、CPU20a′は基準データK1,K2,K3,………Ki,…
……Kn毎に、(2)式により求めた平均値との比(/K
i)を演算し、これらの比の値をメモリ20eに格納する。
これらの比の値は、基準データの平均値に対する各基準
データKiの大きさ(Ki/)の逆数、即ち。超音波走査
の電子走査1ラインにおける各サンプリング点のデータ
を採取する各チヤネルの平均感度に対する当該各チヤネ
ルの感度の大きさの逆数である。これにより、超音波検
査前の準備作業が終了する。
Then, CPU 20a 'is reference data K 1, K 2, K 3 , ......... K i, ...
... For each Kn, the ratio (/ K) to the average value obtained by equation (2)
i ) is calculated, and the values of these ratios are stored in the memory 20e.
The values of these ratios are the inverse of the magnitude of each reference data K i to the average value of the reference data (K i /), i.e.. This is the reciprocal of the magnitude of the sensitivity of each channel with respect to the average sensitivity of each channel for collecting data at each sampling point in one line of the electronic scan of the ultrasonic scanning. This completes the preparatory work before the ultrasonic inspection.

なお、この作業終了後に主増幅器27の増幅率が変化し
ても、比の値(/Ki)は変化せず、常に一定値となる
のは明らかである。
It should be noted that even if the amplification factor of the main amplifier 27 changes after the end of this operation, the value of the ratio (/ K i ) does not change, and it is clear that the ratio always becomes a constant value.

被検体3に対する超音波検査を実施する場合、各サン
プリング点の検査データの採取は従来装置と同様の方法
で行なわれ、採取された検査データは画像メモリ20bに
格納される。ここで、これら検査データのうちの電子走
査1ラインの各チヤネルのデータをQ1,Q2,Q3,………Qi,
………Qnとする。CPU20a′はこれら検査データQ1〜Qn
それぞれに対してメモリ20eに格納されている同一チヤ
ネルの比の値(/Ki)を下記(3)式のように乗算す
る。
When an ultrasonic inspection is performed on the subject 3, the inspection data at each sampling point is collected in the same manner as in the conventional apparatus, and the collected inspection data is stored in the image memory 20b. Here, of these inspection data, the data of each channel of one line of the electronic scanning are represented by Q 1 , Q 2 , Q 3 ,..., Q i ,
......... and Q n. CPU 20a 'multiplies the ratio of the values of the same channel stored in the memory 20e for each of these inspection data Q 1 to Q n a (/ K i) as follows (3).

(3)式により得られた値Qi′は、検査データQiにそ
のチヤネルの基準データ採取時の感度の逆数を乗じた値
となるので、平均感度で採取された場合の検査データと
等価の値となる。このように(3)式により補正された
データQi′は、画像メモリ20b内の検査データQiと上記
(3)式の演算終了毎に順次置換えられてゆく。なお、
上記(3)式の演算は、電子走査時のサンプリングの時
間間隔内で実行してもよいし、電子走査1ライン分のサ
ンプリングが完了した時点で実行してもよいし、また全
検査データをサンプリングした後に実行してもよい。こ
のうち電子走査時のサンプリングの時間間隔内で実行す
る場合は、検査データQiを画像メモリ20bに前もつて格
納する必要がなく、検査データQiが得られた時点で
(3)式の演算を行ない、演算結果Qi′を画像メモリ20
bに格納すればよく、このようにすれば処理時間を短縮
できる。このようにして、画像メモリ20bには、最終的
に、補正された全データが格納される。
Since the value Q i ′ obtained by the equation (3) is a value obtained by multiplying the inspection data Q i by the reciprocal of the sensitivity at the time of collecting the reference data of the channel, it is equivalent to the inspection data obtained at the average sensitivity. Value. The data Q i ′ thus corrected by the equation (3) is sequentially replaced with the inspection data Q i in the image memory 20b every time the calculation of the above equation (3) is completed. In addition,
The calculation of the above equation (3) may be executed within the sampling time interval during electronic scanning, may be executed when sampling for one line of electronic scanning is completed, or all inspection data may be used. It may be executed after sampling. When running this out within the sampling time interval during electronic scanning, inspection data Q i also connexion it is not necessary to previously stored image memory 20b and, when the test data Q i are obtained (3) of The operation is performed, and the operation result Q i ′ is stored in the image memory 20.
In this case, the processing time can be shortened. In this way, all the corrected data is finally stored in the image memory 20b.

ここで、例えば被検体3に全く欠陥が無い場合には、
画像メモリ20bの全データは全検査データの平均値に等
しくなり、又、欠陥が存在する場合には、当該欠陥部分
を除く他の部分のデータは平均値に等しく、当該欠陥部
分のみ平均値と異なる値となる。したがつて、上記補正
されたデータに基づいて表示装置21の表示を行なつたと
き、被検体3に欠陥部分が存在する場合には、この欠陥
部分は他と明確に弁別されて表示される。
Here, for example, when the subject 3 has no defect,
All data in the image memory 20b is equal to the average value of all inspection data, and when there is a defect, the data of other parts except the defective portion is equal to the average value, and only the defective portion is equal to the average value. Will be different values. Therefore, when the display device 21 performs display on the basis of the corrected data, if there is a defective portion in the subject 3, the defective portion is clearly distinguished from the others and displayed. .

このように、本実施例では、予め基準材の超音波走査
データ平均値とそれらの各データKiとの比の値(/K
i)を各チヤネル毎に求めておき、超音波検査時に、各
チヤネルの検査データに当該チヤネルにおける前記比の
値を乗算して補正データを得るようにしたので、各チヤ
ネルにおけるデータ採取に感度のばらつきが存在して
も、第11図に示すような縞模様が発生することはなく、
欠陥部の発見が容易となり、又、欠陥部分を他の部分と
明確に弁別して表示することができる。
Thus, in this embodiment, the ratio of the ultrasound scan data average value and their respective data K i of the pre-reference material value (/ K
i ) is obtained for each channel, and at the time of the ultrasonic inspection, the inspection data of each channel is multiplied by the value of the ratio in the channel to obtain correction data. Even if there is variation, a stripe pattern as shown in FIG. 11 does not occur,
Defective parts can be easily found, and defective parts can be clearly distinguished from other parts and displayed.

又、上記のような感度のばらつきを補正する手段とし
て、被検体と全く同一材料で欠陥のない基準材を用意
し、この基準材の超音波走査データ(基準データ)を被
検体の検査データから減じる手段が考えられる。しか
し、この手段は、全サンプリング点の基準データを記憶
する必要があり、メモリ容量が大きくなるという問題が
あり、さらに、同一形状の被検体を多数検査する場合に
は有効であるが、被検体の厚さ、被検体上の検査位置、
レシーバのゲイン等の設定条件等が変わる場合には、そ
の都度その変化に応じて基準データを変更しなければな
らず、その変更に多くの手間と時間を要することとな
る。これに対して、本実施例では、基準データは電子走
査の1ラインのサンプリング数で済み、メモリ容量は少
なくて済む。さらに、本実施例では、検査データQiに平
均値と基準データの比(/Ki)を乗算して補正データQ
i′を得ているが、上記の比(/Ki)は被検体側や検査
装置側の条件に左右されない値であるので、前述の特開
昭55−146067号公報に記載の装置に比較して、検査条件
の変更に伴う定数kの変更や基準材を用いたデータli
採取のし直しを行う必要はなく、検査効率が格段に向上
することとなる。
Further, as a means for correcting the above-described variation in sensitivity, a reference material which is completely the same as the subject and has no defect is prepared, and ultrasonic scanning data (reference data) of the reference material is obtained from the test data of the subject. Means for reducing are conceivable. However, this means needs to store the reference data of all sampling points, has a problem that the memory capacity is large, and is effective when a large number of specimens having the same shape are examined. Thickness, examination position on the subject,
Whenever the setting conditions such as the gain of the receiver change, the reference data must be changed according to the change each time, and the change requires a lot of trouble and time. On the other hand, in the present embodiment, the reference data only needs to be the number of samplings for one line of electronic scanning, and the memory capacity is small. Further, in the present embodiment, the inspection data Q i is multiplied by the ratio (/ K i ) of the average value and the reference data to obtain the correction data Q i.
Although i ′ is obtained, the above ratio (/ K i ) is a value that is not affected by the conditions on the subject side or the test apparatus side, and therefore is compared with the apparatus described in the above-mentioned JP-A-55-146067. Thus, there is no need to change the constant k in accordance with the change of the inspection condition or to re-collect the data l i using the reference material, so that the inspection efficiency is remarkably improved.

なお、上記実施例の説明では、基準材として水槽の底
面を利用する例について説明したが、これに限ることは
なく、材質が均一であればどのような部材でも用いるこ
とができる。又、メモリ20eの比の値を格納する例につ
いて説明したが、基準データおよびそれらの平均値を格
納しておくこともできる。この場合、補正データの演算
は、検査データ、基準データおよび平均値の3つのデー
タをとり出して演算を行なう必要があるが、このような
演算処理はサンプリングの時間間隔内で充分に行なうこ
とができる。さらに、本実施例では、比の値を格納する
ためにメモリ20eを用いる例について説明したが、画像
メモリ20bに格納場所があればメモリ20eは不要となる。
又、アレイ探触子として、アレイ振動子がマトリクス状
に配列された構成のものを用いてもよい。この場合、基
準データの数は超音波ビームの全チヤネルと一致する数
となる。
In the above description of the embodiment, an example is described in which the bottom surface of the water tank is used as the reference material. However, the present invention is not limited to this, and any material can be used as long as the material is uniform. Further, the example in which the ratio value of the memory 20e is stored has been described, but the reference data and their average value may be stored. In this case, the calculation of the correction data needs to be performed by taking out three data of the inspection data, the reference data and the average value, but such calculation processing can be sufficiently performed within the sampling time interval. it can. Further, in the present embodiment, an example has been described in which the memory 20e is used to store the value of the ratio. However, if there is a storage location in the image memory 20b, the memory 20e becomes unnecessary.
Alternatively, an array probe having a configuration in which array transducers are arranged in a matrix may be used. In this case, the number of reference data matches the number of all channels of the ultrasonic beam.

産業上の利用可能性 以上のように、本発明に係る超音波検査装置は、アレ
イ振動子を用いたものであれば、どのような型の超音波
検査装置にも適用できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the ultrasonic inspection apparatus according to the present invention can be applied to any type of ultrasonic inspection apparatus using an array transducer.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】多数のアレイ振動子(101〜10n)を少なく
とも1列配列して成るアレイ探触子(10)と、このアレ
イ探触子(10)により被検材(3)の表面を超音波走査
して得られた超音波データを記憶する記憶部(20b)
と、この記憶部(20b)に記憶されたデータに基づいて
超音波像を表示する表示部(21)とを備えた超音波検査
装置において、欠陥部をもたない均一材質の基準材を超
音波走査して得られた基準データの平均値を演算する第
1の演算手段と、前記被検材を超音波走査して得られた
各検査データ、前記平均値、および前記各検査データと
対応する前記各基準データの逆数を互いに乗算する第2
の演算手段と、この第2の演算手段の演算結果を前記表
示部(21)に出力する出力手段とを設けたことを特徴と
する超音波検査装置。
1. An array probe (10) comprising a large number of array transducers (10 1 to 10 n ) arranged in at least one row, and a material (3) to be inspected (3) by the array probe (10). Storage unit for storing ultrasonic data obtained by ultrasonically scanning the surface (20b)
And a display unit (21) for displaying an ultrasonic image based on the data stored in the storage unit (20b). First calculating means for calculating an average value of reference data obtained by ultrasonic scanning, and each inspection data, the average value, and each of the inspection data obtained by ultrasonically scanning the test material. Multiplying the reciprocals of the respective reference data by each other
An ultrasonic inspection apparatus, comprising: a calculating means of (1), and an output means for outputting a calculation result of the second calculating means to the display section (21).
【請求項2】請求項1において、前記第2の演算手段に
よる演算は、前記各検査データのサンプリング毎に実行
されることを特徴とする超音波検査装置。
2. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the operation by the second operation means is executed every time the inspection data is sampled.
【請求項3】請求項1において、前記第2の演算手段に
よる演算のうち前記平均値と前記基準データの逆数との
乗算は、前記各検査データのサンプリング前に実行され
ることを特徴とする超音波検査装置。
3. The method according to claim 1, wherein the multiplication of the average value and the reciprocal of the reference data in the calculation by the second calculation means is performed before the sampling of each of the test data. Ultrasonic inspection equipment.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55146067A (en) * 1979-05-02 1980-11-14 Oki Electric Ind Co Ltd Ultrasonic video unit
JPS57131057A (en) * 1981-02-06 1982-08-13 Toshiba Corp Ultrasonic flaw detection equipment

Patent Citations (2)

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