JP3038256B2 - 超音波信号処理装置 - Google Patents
超音波信号処理装置Info
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- JP3038256B2 JP3038256B2 JP3177878A JP17787891A JP3038256B2 JP 3038256 B2 JP3038256 B2 JP 3038256B2 JP 3177878 A JP3177878 A JP 3177878A JP 17787891 A JP17787891 A JP 17787891A JP 3038256 B2 JP3038256 B2 JP 3038256B2
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- Japan
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- ultrasonic
- signal
- signals
- ultrasonic transducer
- scanning
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば高速増殖炉の
原子炉容器内のナトリウム中において超音波トランスジ
ューサを不透明なナトリウム中で走査することにより原
子炉容器内の構造対象物を目視化して検査を行う炉内検
査装置に使用される超音波信号処理装置に関する。
原子炉容器内のナトリウム中において超音波トランスジ
ューサを不透明なナトリウム中で走査することにより原
子炉容器内の構造対象物を目視化して検査を行う炉内検
査装置に使用される超音波信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波信号処理装置による原子炉
容器内検査では超音波トランスジューサの指向性の鋭さ
を利用することにより超音波ビームをスポット状に照射
して超音波トランスジューサを移動させながら対象物か
らの反射エコー信号を収集することにより対象物の画像
を再生する。
容器内検査では超音波トランスジューサの指向性の鋭さ
を利用することにより超音波ビームをスポット状に照射
して超音波トランスジューサを移動させながら対象物か
らの反射エコー信号を収集することにより対象物の画像
を再生する。
【０００３】従来の超音波信号処理装置は再生画像の解
像度が超音波トランスジューサの性能に依存するため解
像度の向上が困難である。また、超音波信号の収集も超
音波トランスジューサと１対１に対応しているため、超
音波トランスジューサを複数に増加しても収集する信号
数が超音波トランスジューサの数に比例する程度であ
り、画像の再生速度の高速化が困難であった。
像度が超音波トランスジューサの性能に依存するため解
像度の向上が困難である。また、超音波信号の収集も超
音波トランスジューサと１対１に対応しているため、超
音波トランスジューサを複数に増加しても収集する信号
数が超音波トランスジューサの数に比例する程度であ
り、画像の再生速度の高速化が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】原子炉容器内におい
て、特に原子炉容器内の構造物の健全性の確認は、最も
重要な検査項目である。また、事故時における原子炉容
器内の状態の確認は、速やかにできる限りの正確さをも
って行われる必要がある。また、原子炉容器内の検査を
行うためには原子炉容器内のあらゆる場所にアクセスす
る必要があり、このためには原子炉容器内に設置されて
いる複雑な構造物を避けてアクセスを行うことが必要に
なる。
て、特に原子炉容器内の構造物の健全性の確認は、最も
重要な検査項目である。また、事故時における原子炉容
器内の状態の確認は、速やかにできる限りの正確さをも
って行われる必要がある。また、原子炉容器内の検査を
行うためには原子炉容器内のあらゆる場所にアクセスす
る必要があり、このためには原子炉容器内に設置されて
いる複雑な構造物を避けてアクセスを行うことが必要に
なる。
【０００５】しかしながら、従来の超音波信号処理装置
では、再生画像の解像度が超音波トランスジューサの性
能に依存するため解像度の向上が困難であった。また、
超音波信号の収集も超音波トランスジューサと１対１に
対応しているため、超音波トランスジューサを複数にし
ても収集する信号が超音波トランスジューサの数に比例
する程度であり、画像の再生速度の高速化が困難であっ
た。このため、超音波による画像により原子炉内の検査
を行う場合には、画像表示速度の高速化と画像分解能の
向上が最優先の課題である。
では、再生画像の解像度が超音波トランスジューサの性
能に依存するため解像度の向上が困難であった。また、
超音波信号の収集も超音波トランスジューサと１対１に
対応しているため、超音波トランスジューサを複数にし
ても収集する信号が超音波トランスジューサの数に比例
する程度であり、画像の再生速度の高速化が困難であっ
た。このため、超音波による画像により原子炉内の検査
を行う場合には、画像表示速度の高速化と画像分解能の
向上が最優先の課題である。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、超音波トランスジューサの数の２乗倍の超音
波エコー信号を一回の走査で収集することができ、画像
表示速度の高速化と画像分解能の向上を図ることができ
る超音波信号処理装置を提供することにある。
たもので、超音波トランスジューサの数の２乗倍の超音
波エコー信号を一回の走査で収集することができ、画像
表示速度の高速化と画像分解能の向上を図ることができ
る超音波信号処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は可視化したい対
象物に対して広い指向角を有して超音波信号を発信する
とともに前記対象物からの超音波エコー信号を受信する
複数の超音波トラスジューサと、この複数の超音波トラ
ンスジューサにパルス信号を与えることができる発信器
と、この発信器からの発信指令を前記複数の超音波トラ
ンスジューサにおける各々の超音波トランスジューサに
対して選択的に送信可能な切り替え回路と、前記各々の
超音波トランスジューサに１対１に対応して接続された
信号増幅器と、この信号増幅器に接続された複数の超音
波エコー信号を各々取り込むＡ／Ｄ変換器と、このＡ／
Ｄ変換器の収集タイミングを制御すると同時にデータの
取り込みが完了した後に前記各々の超音波トランスジュ
ーサの２次元方向の位置を検出し前記各々の超音波トラ
ンスジューサを同一平面内で一定間隔で走査させる機能
を有する走査駆動装置と、この走査駆動装置に走査指令
を出力する走査制御装置と、この走査制御装置からの前
記超音波トランスジューサの２次元方向の位置信号と前
記Ａ／Ｄ変換器からの前記複数の超音波エコー信号とを
取り込んで映像再生点に各測定点からの信号をかさねて
空間的に統計処理することにより前記対象物を高速で映
像化する画像処理部とからなることを特徴とする。
象物に対して広い指向角を有して超音波信号を発信する
とともに前記対象物からの超音波エコー信号を受信する
複数の超音波トラスジューサと、この複数の超音波トラ
ンスジューサにパルス信号を与えることができる発信器
と、この発信器からの発信指令を前記複数の超音波トラ
ンスジューサにおける各々の超音波トランスジューサに
対して選択的に送信可能な切り替え回路と、前記各々の
超音波トランスジューサに１対１に対応して接続された
信号増幅器と、この信号増幅器に接続された複数の超音
波エコー信号を各々取り込むＡ／Ｄ変換器と、このＡ／
Ｄ変換器の収集タイミングを制御すると同時にデータの
取り込みが完了した後に前記各々の超音波トランスジュ
ーサの２次元方向の位置を検出し前記各々の超音波トラ
ンスジューサを同一平面内で一定間隔で走査させる機能
を有する走査駆動装置と、この走査駆動装置に走査指令
を出力する走査制御装置と、この走査制御装置からの前
記超音波トランスジューサの２次元方向の位置信号と前
記Ａ／Ｄ変換器からの前記複数の超音波エコー信号とを
取り込んで映像再生点に各測定点からの信号をかさねて
空間的に統計処理することにより前記対象物を高速で映
像化する画像処理部とからなることを特徴とする。
【０００８】可視化したい対象物に対して広い指向角を
有する超音波信号を発信する超音波トランスジューサを
一定間隔に複数配置する。このうち、一つの超音波トラ
ンスジューサから発信されて、可視化する対象物で反射
する反射超音波エコー信号を全ての超音波トランスジュ
ーサで同時に受ける処理を、切り替え回路により発振す
る超音波トランスジューサを順次切り替えながら、全ト
ランスジューサについて行う。これにより超音波トラン
スジューサの数の２乗倍の超音波エコー信号を一回の走
査で収集する事が可能である。原理的には、超音波トラ
ンスジューサが一つの場合のデータ収集時間の１／（超
音波トランスジューサの数の２乗倍）のデータ収集とす
ることができる。
有する超音波信号を発信する超音波トランスジューサを
一定間隔に複数配置する。このうち、一つの超音波トラ
ンスジューサから発信されて、可視化する対象物で反射
する反射超音波エコー信号を全ての超音波トランスジュ
ーサで同時に受ける処理を、切り替え回路により発振す
る超音波トランスジューサを順次切り替えながら、全ト
ランスジューサについて行う。これにより超音波トラン
スジューサの数の２乗倍の超音波エコー信号を一回の走
査で収集する事が可能である。原理的には、超音波トラ
ンスジューサが一つの場合のデータ収集時間の１／（超
音波トランスジューサの数の２乗倍）のデータ収集とす
ることができる。
【０００９】収集された超音波エコー信号のデータ数
は、超音波トランスジューサの数をＮ個とするとＮ2 個
となるが、このうち径路が同じで信号の伝搬方向が逆な
ものがあるため、これらは、平均化するか収集しないか
のどちらかの手段により有効なデータとして１／２Ｎ
（Ｎ＋１）個の超音波エコー信号を収集する事ができ
る。図２（ａ）に従来例と、図２（ｂ）に本発明との原
理の比較結果を示す。
は、超音波トランスジューサの数をＮ個とするとＮ2 個
となるが、このうち径路が同じで信号の伝搬方向が逆な
ものがあるため、これらは、平均化するか収集しないか
のどちらかの手段により有効なデータとして１／２Ｎ
（Ｎ＋１）個の超音波エコー信号を収集する事ができ
る。図２（ａ）に従来例と、図２（ｂ）に本発明との原
理の比較結果を示す。
【００１０】すなわち、図２（ａ）、（ｂ）ともに符号
１は超音波トランスジューサで走査機構２に固定されて
おり、３は超音波エコー信号で、４は対象物５の反射面
を示している。従来例では超音波信号の収集が超音波ト
ランスジューサ１と１対１の関係であるが、本発明では
超音波トランスジューサ１の数の２乗倍の超音波エコー
信号３を一回の走査で収集できる。
１は超音波トランスジューサで走査機構２に固定されて
おり、３は超音波エコー信号で、４は対象物５の反射面
を示している。従来例では超音波信号の収集が超音波ト
ランスジューサ１と１対１の関係であるが、本発明では
超音波トランスジューサ１の数の２乗倍の超音波エコー
信号３を一回の走査で収集できる。
【００１１】つまり、一回の走査するポイント数を減ら
すことができる。更に、走査により収集された全ての信
号を、画像再生点に重ねる空間的な統計処理という演算
手続きを一つ又は、複数のデジタル信号データ処理装置
（Digital Signal Processor、以下Ｄ．Ｓ．Ｐと記
す）と補助記憶装置を持たせた装置を作ることにより画
像再生処理を高速化する事ができる。以上に示した手段
により、画像処理の高速化の要素であるデータ収集及び
画像再生処理の高速化が可能となる。
すことができる。更に、走査により収集された全ての信
号を、画像再生点に重ねる空間的な統計処理という演算
手続きを一つ又は、複数のデジタル信号データ処理装置
（Digital Signal Processor、以下Ｄ．Ｓ．Ｐと記
す）と補助記憶装置を持たせた装置を作ることにより画
像再生処理を高速化する事ができる。以上に示した手段
により、画像処理の高速化の要素であるデータ収集及び
画像再生処理の高速化が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１を参照しながら本発明に係る
超音波信号処理装置の一実施例について説明する。図１
において超音波トランスジューサ21〜24は走査機構２に
固定され、この走査機構２は走査駆動装置11に接続し、
走査制御装置12からの走査指令信号にしたがって走査駆
動装置11によりＸ方向に一定値移動する。その移動度毎
に以下に示す手順で各超音波トランスジューサ21〜24は
超音波を発・受信する。
超音波信号処理装置の一実施例について説明する。図１
において超音波トランスジューサ21〜24は走査機構２に
固定され、この走査機構２は走査駆動装置11に接続し、
走査制御装置12からの走査指令信号にしたがって走査駆
動装置11によりＸ方向に一定値移動する。その移動度毎
に以下に示す手順で各超音波トランスジューサ21〜24は
超音波を発・受信する。
【００１３】まず、走査制御装置12は、走査が完了した
ことを示す信号をパルス信号を切り替え回路13及び画像
処理部15に出力する。切り替え回路13は、走査制御装置
12から受信した走査が完了したことを示す信号により、
超音波トランスジューサ21〜24のうち、例えば一番目の
超音波トランスジューサ21を選択する状態にセットが完
了した後に発信器14に発信指令を出力する。
ことを示す信号をパルス信号を切り替え回路13及び画像
処理部15に出力する。切り替え回路13は、走査制御装置
12から受信した走査が完了したことを示す信号により、
超音波トランスジューサ21〜24のうち、例えば一番目の
超音波トランスジューサ21を選択する状態にセットが完
了した後に発信器14に発信指令を出力する。
【００１４】発信器14はその後にパルス信号を発信する
が、発信器14から発信されたパルス信号は一番目の超音
波トランスジューサ21に出力される。超音波トランスジ
ューサ21は対象物５に対して広い指向角を有する超音波
信号を発信し、対象物５から反射された超音波エコー信
号を全ての超音波トランスジューサ21〜24で同時に受信
する。
が、発信器14から発信されたパルス信号は一番目の超音
波トランスジューサ21に出力される。超音波トランスジ
ューサ21は対象物５に対して広い指向角を有する超音波
信号を発信し、対象物５から反射された超音波エコー信
号を全ての超音波トランスジューサ21〜24で同時に受信
する。
【００１５】超音波トランスジューサ21〜24で受信され
た超音波エコー信号は、信号増幅器41〜44で増幅されＡ
／Ｄ変換器31〜34を介して画像処理部15に取り込まれ
る。画像処理部15は、超音波エコー信号が取り込まれた
ことを確認すると即座に取り込み完了の信号を切り替え
回路13に出力する。
た超音波エコー信号は、信号増幅器41〜44で増幅されＡ
／Ｄ変換器31〜34を介して画像処理部15に取り込まれ
る。画像処理部15は、超音波エコー信号が取り込まれた
ことを確認すると即座に取り込み完了の信号を切り替え
回路13に出力する。
【００１６】切り替え回路13はつぎに二番目の超音波ト
ランスジューサ22を選択し、上記と同様の手順を繰り返
し、最終的にＮ番目の超音波トランスジューサ22ｎ（図
示せず）からの超音波エコー信号を画像処理部15が取り
込んだことにより１回分の走査を完了する。この１回の
走査で、１／２｛Ｎ（Ｎ＋１）｝個のデータを走査機構
を動かすことなく収集することができる。
ランスジューサ22を選択し、上記と同様の手順を繰り返
し、最終的にＮ番目の超音波トランスジューサ22ｎ（図
示せず）からの超音波エコー信号を画像処理部15が取り
込んだことにより１回分の走査を完了する。この１回の
走査で、１／２｛Ｎ（Ｎ＋１）｝個のデータを走査機構
を動かすことなく収集することができる。
【００１７】走査制御装置12は、画像処理部15から走査
が完了したことを示す信号を受信し、走査駆動装置11に
走査指令信号を出力する。さらに、走査駆動装置11は、
この走査制御装置12から受信した走査指令信号に基づ
き、走査機構２をＸ方向に更に、一定値移動させ同様の
走査を行う。この手順をＸ方向に一定回数（超音波トラ
ンスジューサ21〜24の間隔だけ移動するまで）繰り返し
た後にＹ方向に一定値移動させる。また、同様の走査を
Ｘ方向に同様の走査を行い、これをＹ方向にも一定回数
繰り返し続ける。これにより、Ｘ，Ｙ平面上での一連の
全走査を完了する。
が完了したことを示す信号を受信し、走査駆動装置11に
走査指令信号を出力する。さらに、走査駆動装置11は、
この走査制御装置12から受信した走査指令信号に基づ
き、走査機構２をＸ方向に更に、一定値移動させ同様の
走査を行う。この手順をＸ方向に一定回数（超音波トラ
ンスジューサ21〜24の間隔だけ移動するまで）繰り返し
た後にＹ方向に一定値移動させる。また、同様の走査を
Ｘ方向に同様の走査を行い、これをＹ方向にも一定回数
繰り返し続ける。これにより、Ｘ，Ｙ平面上での一連の
全走査を完了する。
【００１８】なお、画像処理部15では上記実施例の走査
で得られた信号を、大量の超音波エコー信号の受信と同
時に走査制御装置12から取り込んだ超音波トランスジュ
ーサ位置信号のＸ，Ｙ平面上の位置を表す超音波トラン
スジューサ位置信号Ｚとペアで格納し、これらの全信号
を画像を再生する座標上のデータを逆算して重ね上げる
演算処理を行う。この処理を一つ又は、複数のＤ．Ｓ．
Ｐで行なうことにより、大量の超音波エコーを高速処理
し、信号対象物の画像を再生を高解像度で且つ高速で行
うことができる。
で得られた信号を、大量の超音波エコー信号の受信と同
時に走査制御装置12から取り込んだ超音波トランスジュ
ーサ位置信号のＸ，Ｙ平面上の位置を表す超音波トラン
スジューサ位置信号Ｚとペアで格納し、これらの全信号
を画像を再生する座標上のデータを逆算して重ね上げる
演算処理を行う。この処理を一つ又は、複数のＤ．Ｓ．
Ｐで行なうことにより、大量の超音波エコーを高速処理
し、信号対象物の画像を再生を高解像度で且つ高速で行
うことができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、超音波トランスジュー
サの数の２乗倍の超音波エコー信号を一回の走査で単時
間で収集する事ができる。また、画像再生処理を高速化
して解像度の高い超音波画像を高速で表示できる超音波
信号処理装置を提供することが出来る。
サの数の２乗倍の超音波エコー信号を一回の走査で単時
間で収集する事ができる。また、画像再生処理を高速化
して解像度の高い超音波画像を高速で表示できる超音波
信号処理装置を提供することが出来る。
【図１】本発明に係わる超音波信号処理装置の一実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図２】（ａ）は従来例を示す原理図、（ｂ）は本発明
の原理図。
の原理図。
１…超音波トランスジューサ、２…走査機構、３…超音
波エコー信号、４…反射面、５…対象物、11…走査駆動
装置、12…走査制御装置、13…切り替え回路、14…発信
器、15…信号処理部、21〜24…超音波トランスジュー
サ、31〜34…Ａ／Ｄ変換器、41〜44…信号増幅器、51…
対象物、Ｚ…超音波トランスジューサの位置信号。
波エコー信号、４…反射面、５…対象物、11…走査駆動
装置、12…走査制御装置、13…切り替え回路、14…発信
器、15…信号処理部、21〜24…超音波トランスジュー
サ、31〜34…Ａ／Ｄ変換器、41〜44…信号増幅器、51…
対象物、Ｚ…超音波トランスジューサの位置信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉林 正治 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 昭59−12351（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 17/00,17/08 G01N 29/06 G01N 29/10 507 G01N 29/22 501
Claims (1)
- 【請求項１】 可視化したい対象物に対して広い指向角
を有して超音波信号を発信するとともに前記対象物から
の超音波エコー信号を受信する複数の超音波トラスジュ
ーサと、この複数の超音波トランスジューサにパルス信
号を与えることができる発信器と、この発信器からの発
信指令を前記複数の超音波トランスジューサにおける各
々の超音波トランスジューサに対して選択的に送信可能
な切り替え回路と、前記各々の超音波トランスジューサ
に１対１に対応して接続された信号増幅器と、この信号
増幅器に接続された複数の超音波エコー信号を各々取り
込むＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の収集タイミン
グを制御すると同時にデータの取り込みが完了した後に
前記各々の超音波トランスジューサの２次元方向の位置
を検出し前記各々の超音波トランスジューサを同一平面
内で一定間隔で走査させる機能を有する走査駆動装置
と、この走査駆動装置に走査指令を出力する走査制御装
置と、この走査制御装置からの前記超音波トランスジュ
ーサの２次元方向の位置信号と前記Ａ／Ｄ変換器からの
前記複数の超音波エコー信号とを取り込んで映像再生点
に各測定点からの信号をかさねて空間的に統計処理する
ことにより前記対象物を高速で映像化する画像処理部と
からなることを特徴とする超音波信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177878A JP3038256B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 超音波信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177878A JP3038256B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 超音波信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527080A JPH0527080A (ja) | 1993-02-05 |
| JP3038256B2 true JP3038256B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16038640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3177878A Expired - Lifetime JP3038256B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 超音波信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038256B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2796018B2 (ja) * | 1992-08-03 | 1998-09-10 | 株式会社東芝 | 超音波画像処理装置 |
| JP3320849B2 (ja) * | 1993-08-06 | 2002-09-03 | 株式会社東芝 | 超音波画像化装置 |
| DE4438643C2 (de) * | 1994-10-28 | 1996-12-19 | Siemens Ag | Verfahren zur Objekterkennung |
| JP6423703B2 (ja) * | 2014-12-05 | 2018-11-14 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 形状計測システムおよび形状計測方法 |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP3177878A patent/JP3038256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0527080A (ja) | 1993-02-05 |
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