JP4646599B2

JP4646599B2 - 超音波探傷装置

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Publication number: JP4646599B2
Application number: JP2004319745A
Authority: JP
Inventors: 理行重久
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP2006132987A

Description

本発明は、超音波により物体内部の傷等を探索する超音波探傷装置に関する。

超音波探傷装置は、ブローブから超音波を周期的に出力し、試験片から反射された探傷信号を各種信号処理することによりビデオ信号に変換し描画する処理を行うのが一般的である。

超音波探傷装置では、探傷信号を装置に取り込むＡＤコンバータを動作させる動作クロックと、ＬＣＤなどに描画データを出力するための同期信号、および、その動作クロックは非同期である。そこで、装置内に取り込んだ探傷信号データを一度画像メモリに保存し、それを異なる転送速度で読み出す処理が行われる。

Ａスコープ表示、Ｂスコープ表示、Ｓスコープ表示いずれの描画を行う場合にも、上記の画像メモリが利用される。

また、Ｂスコープ表示やＳスコープ表示の場合は、画像メモリへのライトアドレスとリードアドレスをそれぞれ独立に設定し探傷位置に併せた座標変換処理を行われる。特に、メモリーリード動作はシーケンシャルにアドレスをインクリメントするラスタスキャン動作が一般的である。

従来の超音波探傷装置においては、探傷信号の特定のエリアに着目して検査を行うことがある。

例えば、Ａスコープ表示においては、所定のゲート期間を設定し、該ゲート期間内の探傷信号データを検査するゲート手法が頻繁に用いられる。

すなわち、従来のゲート手法では、ゲート期間のピーク振幅、時間などを計測する、あるいは、ゲート期間に探傷信号データが所定閾値を超えたか否かを判定することで、計測結果をゲート期間のゲート情報として得、このゲート情報を用いて検査がなされる。

このようなゲート手法を利用した検査の一例では、例えば特開平９−３３４９４号公報に開示されているように、ゲート情報を画面上に計測数値で表示する、或いは、アラームを鳴らすなどの処理が取られていた。

また、例えばＢスコープ表示やＳスコープ表示においても、所定のビームや所定のエリアに着目して検査を行うことは頻繁に行われる。さらにＳスコープ表示においては前記Ａスコープ表示と同様にゲートの処理を行われたり、或いは、所定のビーム角度での検査結果に着目した検査が行われたりする。
特開平９−３３４９４号公報

しかしながら、探傷波形の評価を行う際、所定のゲート期間、所定のビームや所定のエリア等の注目領域の発生状態を識別する方法として、従来のゲート手法のように数値表示や音を鳴らす方法では、一過性の告知形態となるため、注目領域の発生状態を確実に認識することが難しいといった問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、確実かつ容易に、探傷波形の評価を行う際に使用する注目領域の発生状態を認識することのできる超音波探傷装置を提供することを目的としている。

本発明の超音波探傷装置は、
物体内部に対して超音波を送受する超音波プローブと、
前記超音波の駆動パルスを出力するパルス駆動手段と、
前記超音波プローブからの前記超音波のエコー信号を信号処理して前記物体内部情報を示す探傷データを生成する信号処理手段と、
前記探傷データの注目領域を指定する所定注目パラメータを記憶する所定注目パラメータ記憶手段と、
前記所定注目パラメータに基づき前記探傷データの前記注目領域を抽出し、抽出データとして前記探傷データに付加する抽出データ付加手段と、
前記抽出データが付加された前記探傷データを記憶するデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段に記憶されている前記抽出データに基づき、前記データ記憶手段に記憶されている前記探傷データの前記注目領域を抽出し、抽出した前記注目領域を所定の色により彩色する注目領域彩色手段と、
前記探傷データをモニタに表示させる制御回路と、
を備え、
前記抽出データ付加手段は、時系列的に前記探傷データを受信する度に、当該時系列の各探傷データと前記所定注目パラメータとの比較結果を制御ビットとして前記探傷データに付加し、
前記データ記憶手段は、前記抽出データ付加手段により前記制御ビットが付加された前記探傷データを記憶し、
前記制御回路は、
前記所定注目パラメータが前記探傷データのデータ値と比較される所定の閾値であり、前記所定の閾値以上の前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第１の表示形態と、
前記所定注目パラメータが前記探傷データの所定期間を指定する期間情報であり、前記期間情報に基づく所定期間内の前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第２の表示形態と、
前記所定注目パラメータが前記探傷データのピーク点を指定するピーク指定情報であり、前記ピーク指定情報に基づく前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第３の表示形態と、
のいずれか１つの表示形態に基づく前記探傷データを、前記データ記憶手段に記憶した前記制御ビットに基づいて彩色して前記モニタに表示させることを特徴とする。

本発明によれば、確実かつ容易に、探傷波形の評価を行う際に使用する注目領域の発生状態を認識することができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図６は本発明の実施例１に係わり、図１は超音波探傷装置の構成を示す構成図、図２は図１の画像メモリのメモリ構成を示す図、図３は図１の装置本体の作用を説明する第１の図、図４は図１の装置本体の作用を説明する第２の図、図５は図１の装置本体の作用の第１の変形例を説明する図、図６は図１の装置本体の作用の第２の変形例を説明する図である。

図１に示すように、本実施例の超音波探傷装置１は、被検物体２に超音波を送受波するプローブ３と、プローブ３に対して超音波駆動信号を出力すると共にプローブ３からの超音波エコー信号を信号処理しモニタ４にＡスコープ表示する装置本体５とを備えて構成される。

装置本体５は、プローブ３内の超音波探触子（図示せず）を駆動するパルサ６と、プローブ３の超音波エコー信号を受信するレシーバ７と、検波処理、ゲイン処理、フィルタ処理等の処理を行う信号処理回路８と、信号処理回路８からのエコーデータを所定時間遅延させる遅延回路９と、Ａスコープ表示における所定のゲート部情報である所定注目パラメータとしての所定の閾値を予め記憶しているゲート部情報記憶回路１３と、信号処理回路８からのエコーデータの時系列の各データ値とゲート部情報記憶回路１３に記憶されている所定の閾値とを比較して比較結果としての制御ビットを遅延回路９が出力するエコーデータの時系列のデータ値の最下位ビットに付加し画像メモリ１０に記憶させる制御ビット付加回路１４と、画像メモリ１０に記憶されたエコーデータを読み出しデータ部の画素を第１の所定の色（例えば白色）に彩色して出力するデータ部彩色回路１１と、制御ビットが”１”の注目領域であるエコーデータの画素を第２の所定の色（例えば緑色）に彩色して出力する制御ビット彩色回路１５と、データ部彩色回路１１の出力及び制御ビット彩色回路１５の出力を画像メモリ１０に記憶されているエコーデータの時系列のデータ値の制御ビットに基づき選択的にモニタ４に出力するセレクタ１２と、各部の制御パラメータを設定する制御回路１６とを備えて構成される。制御回路１６は、CPU等のソフトウエア処理手段で構成される。

このように構成された本実施例の超音波探傷装置１では、プローブ３による被検物体２の探傷検査が開始されると、図２に示すように、画像メモリ１０には、時系列のデータ値のエコーデータＤiと制御ビットがアドレスＡi毎に格納される。

上述したように、制御ビット付加回路１４は、信号処理回路８からのエコーデータの時系列の各データ値とゲート部情報記憶回路１３に記憶されている所定の閾値とを比較して比較結果を制御ビットとしており、例えば信号処理回路８からのエコーデータが図３のように変化した場合、制御ビット付加回路１４は閾値Ｖhとエコーデータの時系列の各データ値と比較し、データ値が閾値Ｖh以下ならば制御ビットを”０”とし、データ値が閾値Ｖhを超えたならば制御ビットを”１”としてエコーデータの時系列のデータ値と共に画像メモリ１０に記憶させる。

そして、セレクタ１２は、この制御ビットに基づきデータ部彩色回路１１の出力及び制御ビット彩色回路１５の出力を選択的に出力する。すなわち、制御ビットが”０”ならばデータ部彩色回路１１の出力を選択し、制御ビットが”１”ならば制御ビット彩色回路１５の出力を選択してモニタ４に出力する。

このセレクタ１２の選択的な出力によりモニタ４には、図４に示すように、閾値Ｖhを境界として波形が塗り分けられる。つまり、データ値が閾値Ｖh以下ならば例えば白色に彩色（エコーデータ彩色）され、データ値が閾値Ｖh超えたならば例えば緑色に彩色（ゲート部彩色）される。

このように本実施例では、ゲート部情報記憶回路１３に所定の閾値を予め記憶させるだけで、注目領域（所定のゲート部情報）の発生状態をＡスコープ表示の彩色により表示することができるので、確実に注目領域の発生状態を視認できる。

また、彩色処理を一旦画像メモリに保存したデータに対して行う方法も考えられる。例えば制御回路１６を利用して解析処理をする、あるいは、画像メモリの後段に解析処理用の回路を設ける等の方法であるが、その場合、処理時間が掛かる、回路規模が大きくなる、あるいは、正確に位置を同定することが困難であるなどの問題がある。本実施例では信号処理回路８からのエコーデータに制御ビットを付加して画像メモリに格納するので、制御回路１６による解析を必要とせずに、制御ビットに基づいて簡単に彩色処理を行うことが可能となる。また、時系列のデータ値に制御ビットを付加しているので、正確に位置を同定することが可能である。

なお、本実施例では、所定注目パラメータをエコーデータの時系列のデータ値と比較する所定の閾値としたが、これに限らない。

すなわち、所定注目パラメータをエコーデータの時系列の所定期間値（すなわち、画像メモリ１０のアドレスＡj及びアドレスＡj）としてもよい。この場合、セレクタ１２の選択的な出力によりモニタ４には、図５に示すように、時刻Ｔ1と時刻Ｔ2間が所定注目パラメータが発生した状態となり、この時刻Ｔ1と時刻Ｔ2間の波形が緑色に彩色（ゲート部彩色）される。

また、所定注目パラメータをエコーデータのピーク点としてもよい。この場合、セレクタ１２の選択的な出力によりモニタ４には、図６に示すように、ピーク点が所定注目パラメータが発生した状態となり、このピーク点の波形位置が緑色に彩色（ゲート部彩色）される。

また、所定注目パラメータをゲート部情報記憶回路１３に予め記憶するとしたが、これに限らず、検査毎に図示しない入力手段により所定注目パラメータをゲート部情報記憶回路１３に書き込むことができるようにしてもよい。

図７ないし図１１は本発明の実施例２に係わり、図７は超音波探傷装置の構成を示す構成図、図８は図７の画像メモリのメモリ構成を示す図、図９は図７の装置本体の作用を説明する第１の図、図１０は図７の装置本体の作用を説明する第２の図、図１１は図７の装置本体の作用を説明する第３の図である。

実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

本実施例の装置本体５は、プローブ３に対して超音波駆動信号を出力すると共にプローブ３からの超音波エコー信号を信号処理しモニタ４にＳスコープ表示する。

そこで、装置本体５は、図７に示すように、ゲート部情報記憶回路１３の代わりに、Ｓスコープ表示のためのセクタ状の複数のエコービームのうち彩色するエコービームのビーム番号を所定注目パラメータとして予め記憶した彩色ビーム番号記憶回路２１を設けている。

なお、本実施例の制御ビット付加回路１４は、信号処理回路８からのエコービームのビーム番号をカウントしカウントしたビーム番号と彩色ビーム番号記憶回路２１が記憶しているビーム番号が一致した場合に、信号処理回路８からのエコービームのデータ値の最下位ビットに制御ビットを”１”として付加し、それ以外のエコービームのデータ値の最下位ビットに制御ビットを”０”として付加するようになっている。

このように構成された本実施例の作用について説明する。本実施例の超音波探傷装置１では、プローブ３による被検物体２の探傷検査が開始されると、図８に示すように、画像メモリ１０には、セクタ状の複数のエコービームのデータ値のエコーデータＤijと制御ビットがアドレス（ＡＶi、ＡＨj）に２次元的に格納される。なお、図８では説明を簡略化するためにセクタ状のエコービームを３本として図示している。

例えば、彩色ビーム番号記憶回路２１に彩色するエコービームのビーム番号が”２”として格納されているとすると、図８において、ビーム番号が”２”のエコービームの制御ビットが”１”として画像メモリ１０に記憶される。そして、セレクタ１２の選択的な出力によりビーム番号が”２”のエコービームが注目領域となり、制御ビット彩色回路１５により緑色に彩色（ゲート部彩色）される。

一般的には、図９に示すように、彩色ビーム番号記憶回路２１にビーム番号として、”ｉ”〜”ｊ”が格納されると、注目領域としてエコービームＥＢi〜エコービームＥＢjが彩色される。また、エコービームＥＢi〜エコービームＥＢj間に傷があれば、図１０に示すように、傷部分を輝度を上げた彩色表示により強調させることが可能となる。なお、図１１に示すように、エコービームＥＢi〜エコービームＥＢj間にある傷のみを注目領域として緑色に彩色（ゲート部彩色）してもよい。

このように本実施例においても、実施例１と同様に、彩色ビーム番号記憶回路２１に彩色するエコービームのビーム番号を予め記憶させるだけで、注目領域（所定のゲート部情報）の発生状態をＳスコープ表示の彩色により表示することができるので、確実に注目領域の発生状態を視認できる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係る超音波探傷装置の構成を示す構成図図１の画像メモリのメモリ構成を示す図図１の装置本体の作用を説明する第１の図図１の装置本体の作用を説明する第２の図図１の装置本体の作用の第１の変形例を説明する図図１の装置本体の作用の第２の変形例を説明する図本発明の実施例２に係る超音波探傷装置の構成を示す構成図図７の画像メモリのメモリ構成を示す図図７の装置本体の作用を説明する第１の図図７の装置本体の作用を説明する第２の図図７の装置本体の作用を説明する第３の図

符号の説明

１…超音波探傷装置
２…被検物体
３…プローブ
４…モニタ
５…装置本体
６…パルサ
７…レシーバ
８…信号処理回路
９…遅延回路
１０…画像メモリ
１１…データ部彩色回路
１２…セレクタ
１３…ゲート部情報記憶回路
１４…制御ビット付加回路
１５…制御ビット彩色回路
１６…制御回路
代理人弁理士伊藤進

Claims

物体内部に対して超音波を送受する超音波プローブと、
前記超音波の駆動パルスを出力するパルス駆動手段と、
前記超音波プローブからの前記超音波のエコー信号を信号処理して前記物体内部情報を示す探傷データを生成する信号処理手段と、
前記探傷データの注目領域を指定する所定注目パラメータを記憶する所定注目パラメータ記憶手段と、
前記所定注目パラメータに基づき前記探傷データの前記注目領域を抽出し、抽出データとして前記探傷データに付加する抽出データ付加手段と、
前記抽出データが付加された前記探傷データを記憶するデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段に記憶されている前記抽出データに基づき、前記データ記憶手段に記憶されている前記探傷データの前記注目領域を抽出し、抽出した前記注目領域を所定の色により彩色する注目領域彩色手段と、
前記探傷データをモニタに表示させる制御回路と、
を備え、
前記抽出データ付加手段は、時系列的に前記探傷データを受信する度に、当該時系列の各探傷データと前記所定注目パラメータとの比較結果を制御ビットとして前記探傷データに付加し、
前記データ記憶手段は、前記抽出データ付加手段により前記制御ビットが付加された前記探傷データを記憶し、
前記制御回路は、
前記所定注目パラメータが前記探傷データのデータ値と比較される所定の閾値であり、前記所定の閾値以上の前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第１の表示形態と、
前記所定注目パラメータが前記探傷データの所定期間を指定する期間情報であり、前記期間情報に基づく所定期間内の前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第２の表示形態と、
前記所定注目パラメータが前記探傷データのピーク点を指定するピーク指定情報であり、前記ピーク指定情報に基づく前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第３の表示形態と、
のいずれか１つの表示形態に基づく前記探傷データを、前記データ記憶手段に記憶した前記制御ビットに基づいて彩色して前記モニタに表示させることを特徴とする超音波探傷装置。
前記制御回路は、前記所定注目パラメータが前記探傷データのエコービーム番号を指定するビーム番号情報であり、前記ビーム番号情報に基づく前記探傷データの前記注目領域を彩色して前記探傷データを前記モニタに表示させる第４の表示形態に基づいて前記探傷データを前記モニタに表示させることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。