JPH021548A - 超音波測定装置のピーク値検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分寿］ この発明は、超音波測定装置のピーク値検出回路に関し
、詳しくは、超音波探傷器において、表面エコーを検出
できないようなときにピーク値検出回路の欠陥誤検（８
を防止できるようなピーク値検出回路の改良に関する。

［従来の技術］ 超音波測定装置では、一般に、エコー受信信号のピーク
値を検出するのにピーク値検出回路が用いられているが
、入力信号の周波数が高くなると高い周波数の信号波形
に追随させてピークホールドすることが難しくるので、
通常、高周波信号のピークの検出を比較的容易に行える
４ｇ！波回路をピークホールド回路の前段に置いてピー
ク検出を行っている。

超音波探傷器のピーク値検出回路は、高周波増幅器によ
り増幅したエコー受信信号又はこの信号を検波した信号
（以下これらを含めて受信信号きいう）を受けて、その
目的とする位置にゲートをかけ、ゲート期間内における
入力信号のピーク電圧値を検出し、これを直流電圧値に
変換して出力する機能を有している。

この種の従来のピークイ１α検出回路としては第４図に
示すような回路を挙げることができる。

第４図において、１２は、受信信号が入力される受信信
号入力端子である。この受信信号入力端子１２に加えら
れた人力信号は、ゲート回路１６とコンパレータ１５に
入力される。コンパレータ１５は、受信信号を受けて、
これと基準電圧レベルとを比較し、基準電圧レベルを越
えたことを検出することで表面エコーの位置を検出し、
この検出信号をゲートパルス発生回路１４に送出する。

Ｉ３はトリガ入力端子であって、ここに人力されるトリ
が信号は、送信パルス周期毎に超音波プローブ（以下プ
ローブ）に加えられる送信パルス信号に対応して発生す
る。このトリガ入力端子１３に加えられたトリガ信号は
、ゲートパルス発生回路１４に送出され、受信信号入力
端子１２に受信信号が加わると、ゲートパルス発生回路
１４は、前記トリガ信号とコンパレータ回路１５の出力
信号とを受け、検出された表面エコーの時間位置を基準
としてあらかじめ設定された所定時間をカウントし、そ
の後にあらかじめ設定された幅のゲートパルスを発生す
る。そして発生したゲートパルスをゲート回路１６に加
えてそのゲートをゲートパルス幅で決定される一定期間
だけ開（。

ゲート回路１６は、ゲートパルスが印加されている間の
一定期間ゲートを開き、その期間の受信信号を抽出して
、次段のピークホールド回路１７に送出する。ピークホ
ールド回路１７は、ゲート回路１６により抽出された受
信信号からそのうちのピーク値をホールドして一時的に
そのピーク電圧値を保持する。

サンプルホールドパルス発生回路１８は、ゲートパルス
発生回路１８からゲートパルスを受け、その後縁をトリ
ガとして、サンプルホールド回路１９を駆動するサンプ
ルホールドパルスを発生スる。サンプルホールド回路１
９は、ピークホールド回路１７がホールドしたピーク電
圧値をそのアナログ端子２１に受け、そのデジタル入力
端子２０に前記サンプルホールドパルスを受ける。そし
て、サンプルホールドパルスが加わったタイミングで、
アナログ端子２１に加えられたピーク電圧値をサンプリ
ングしてこれを直流電圧値としてホールドし、出力端子
２２にその電圧値を出力する。

このような構成からなるピーク値検出回路は、送信パル
ス周期毎にピーク電圧値を検出するために、サンプルホ
ールド後に、ピークホールド回路１７のピーク値保持コ
ンデンサに蓄えられている電荷を放電させ、次の周期の
ピーク値電圧を初期値からピークホールドするようにし
ている。そこで、サンプルホールドパルスを放電パルス
発生回路２３に加えてその後縁をトリがとして放電パル
ス発生回路２３で生成したパルスをピークホールド回路
１７に加えてそのピークイ１α保持コンデンサに蓄えら
れている電荷を放電させる。

［解決しようとする課題］ 水浸法による超音波探傷においては、プローブとワーク
との距１１１ｉ（以ド水距離という）を常に−・定に保
つことが雅しい。そこで、前記のようにワーク表面から
の反射エコーを受信信号から検出して、この検出した信
号をトリガ信号とし、ゲートパルス発生回路１４を起動
してゲートパルスを発生するようにすることで、水距離
が変化してもワーク表面より常に−・定深さの位置にゲ
ートがかけられるようにしている。

しかし、このようなピーク値検出回路では、表面エコー
の検出が不可能な場合にはゲートパルスが発生しない欠
点がある。したがって、サンプルホールドパルスも発生
しない。例えば、ワーク交換時のようにワークがプロー
ブの信号取込み範囲外にある場合や、探傷動作モードに
入ってもプローブとワークとの機械的位置関係が正常な
信号取込み関係になっていない場合、さらに正常な信号
取込み位置関係にあってもワーク表面の凹凸によって超
音波が乱反射して表面からの反射エコーがプローブに入
射できない場合などにこのようなことが起きる。

このような場合には、サンプルホールドパルスがサンプ
ルホールド回路の保持時間の範囲で連続して発生しない
ことになり、サンプルホールド回路の出力は、サンプル
ホールド回路構成］二、正電源電圧に近い電圧となって
しまい、欠陥信号があったと同じような、誤出力を発生
する。そこで、このような誤検出を防止するために受信
側ではピーク値検出回路の出力信号の有効期間を検出す
るような対策を採らなければならない。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、表面エコー等が検出できないようなときで
あっても誤出力が生じない超音波測定装置のピーク値検
出回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明のピーク値検
出回路の構成は、超音波エコー受信信号又はその検波信
号を受けて所定の期間だけ受けた信号を抽出するゲート
回路と、超音波エコー受信信号のピーク値をホールドす
るピークホールド回路と、このピークホールド回路の出
力をサンプルホールドするサンプルホールド回路とを有
し、測定周期に応じて超音波エコー受信信号のピーク値
を検出するピーク値検出回路において、ゲート回路に対
してゲートパルスを発生するゲートパルス発生回路と、
ゲートパルスに応じてサンプルホールド回路にサンプル
ホールドパルスを発生するサンプルホールドパルス発生
回路と、ゲートパルスを受けてゲートパルスが発生しな
かったときに疑似的にサンプルホールドパルスを前記サ
ンプルホールド回路に送出する疑似サンプルホールドパ
ルス発生回路とを備えるものである。

［作用］ このように、疑似サンプルホールドパルス発生回路を設
けて、ゲートパルスが発生しないときに、疑似的にサン
プルホールドパルスを発生させ、本来のサンプルホール
ドパルスがサンプルホールド回路の保持時間の範囲で連
続して発生しないときでも、疑似サンプルホールドパル
スによりサンプルホールド回路を動作させるようにする
ことで、サンプルホールド回路が正電源電圧に近い電圧
となってしまうことが防止できる。したがって、欠陥信
号があったと同じような誤出力が発生しなくなり、受信
側で受信信号の有効期間を検出する回路を付加すること
も不必要になる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を参ｊＩ６して
詳細に説明する。

第１図は、この発明のピーク値検出回路の一実施例ノフ
ロック図、第２図は、その疑似サンプルホールドパルス
発生回路のブロック図、第３図は、その動作のタイミン
グチャートである。なお、第４図と同等の構成姿素は同
一の符号で示す。

第１図において、従来のピーク値検出回路と相違する点
は、疑似サンプルホールドパルス発生回路１０を有して
いることである。疑似サンプルホールド回路１０は、ト
リガ信号入力端子１３に加えられるトリガ信号とゲート
パルス発生回路１４のゲートパルスとを受けて、ゲート
パルスが発生しなかったときにあらかじめ設定された一
定幅の疑似的なサンプルホールドパルスをＯＲ回路１１
を介してサンプルホールド回路１９と放電用パルス発生
回路２３とに加えるものである。なお、従来の回路にお
けるサンプルホールドパルスは、サンプルホールドパル
ス発生回路１８からＯＲ回路１１を介して前記のそれぞ
れの回路に加えられる。

この疑似サンプルホールドパルス発生回路１０は、第２
図に示すように、ワンショット回路ｌと、フリップフロ
ップ４と、２人力のＡＮＤ回路６とから構成されている
。

第２図において、トリガ信号入力端子１３に加えられた
トリガ信号は、ワンショット回路１の入力端子２に加え
られ、一定時間幅のパルスをその出力端子３（Ｑ出力側
の端子）に発生する。この出力がフリップフロップ４の
セット入力端子５とＡＮＤ回路６の一方の入力に加えら
れ、フリップフロップ４のＱ出力端子７からの出力信号
がＡＮＤ回路６の他方の入力に送出される。

フリップフロップ４のリセット入力端子８には、ゲート
パルス発生回路１４から出力されるゲートパルスが加え
らえ、出力端子９に疑似的なサンプルホールドパルスを
発生する。

その動作としては、送信パルス周期毎に発生するトリガ
信号がワンショット回路１の入力端子２に加えられると
、出力端子３に正極性のワンショットパルスが発生し、
これがフリップフロップ４のセット入力端子５とＡＮＤ
回路６に加わる。なお、ワンショット回路ｌのワンショ
ットパルスの幅は、サンプルホールド回路を駆動するの
に十分な適当なパルス幅に設定されているものとする。

フリップフロップ４のＱ出力端子７は、前記ワンショッ
トパルスの後縁でＨＩＧＨレベル（以下“Ｈ”）にセッ
トされ、リセット入力端子８にゲートパルスが印加され
るまでその出力が“Ｈ”に保持される。ワンシＨットパ
ルスの後縁でフリップフロップ４の出力が発生すると、
フリップフロップ４が次にリセットされない限り、次の
周期にワンシＢ　ットパルスが発生したときに（トリガ
信号が加わったときに）は、これとのＡＮＤ条件が成立
して、ワンショットパルスがＡＮＤ回路６を介して出力
端子９に出力され、これが疑似サンプルホールドパルス
として送出される。

第３図は、このような疑似サンプルホールドパルス発生
回路１０の動作のタイムチャートであって、（ａ）は、
ワンショット回路１の入力端子２に加わるトリが信号で
あり、（ｂ）は、フリップフロップ４のリセット入力端
子８に加わるゲートパルスを示していて、表面エコーが
検出されてゲートパルスがフリップフロップ４のリセッ
ト端子８に入力されるタイミングでその発生波形が点線
で示されている。（Ｃ）は、ワンショット回路１の出力
端−ｒ波形であり、人力されたトリガ信号の立上がりに
ほぼ近いタイミングで発生する。（ｄ）は、フリップフ
ロップ４のＱ出力端子７の波形であって、ワンショット
回路１の出力の立下がりで、セットされてＱ出力信号が
発生する。その結果、同図の（ｅ）に示すように出力端
子９に疑似サンプルホールドパルスＳが発生する。

ここで、（ｂ）に点線で示すように、ゲートパルス発生
回路１４にゲートパルスが発生すると、フリップフロッ
プ４は、これによりリセットされて、同図（ｄ）の点線
で示すようにその出力がＬＯＷレベル（以下“Ｌ″）の
伏態となる。したがって、ＡＮＤ回路８でＡＮＤ　（論
理積）が採れないので、疑似サンプルホールドパルスＳ
は発生しない。

すなわち、正常動作のときには、表面エコーの検出がで
きてゲートパルスが送信パルス周期毎に発生した場合に
は、フリップフロップ４のリセット端子８にゲートパル
スがその都度入力されるので、Ｑ出力端子７は“Ｌ”の
ままとなり、ＡＮＤ回路６ではＡＮＤ条件が成立せず、
出力端子９は常時“Ｌ”となって疑似サンプルホールド
パルスＳは発生しない。

しかし、ゲートパルス発生回路１４で発生するゲートパ
ルスが次のトリガ信号までに印加されなかった場合に、
言い換えれば、表面エコーが検出できないためにゲート
パルスが欠落した場合に、その時点で、次のトリガ信号
の入力に応じて発生したワンショット回路１の出力パル
スとフリップフロップ４の出力とのＡＮＤが採れてＡＮ
Ｄ回路６から出力端子９に疑似的なサンプルホールドパ
ルスＳが発生する。

したがって、このようなピーク値検出回路では、表面エ
コーの検出が不可能な場合であっても疑似サンプルホー
ルドパルス発生回路１０から疑似的にサンプルホールド
パルス信号が発生するので、サンプルホールド回路１９
は、サンプルホールド動作を行うことができ、このとき
、サンプルホールドされる電圧値は、ピークホールド回
路１７の電圧値となる。これは、放電パルス発生回路２
３で放電された後の電圧であるので、はぼ零電圧となる
。

そこで、ワーク交換時のようにワークがプローブの信号
取込み範囲外にある場合や、探傷動作モードに入っても
プローブとワークとの機械的位置関係が正常な信号取込
み関係になっていない場合、さらに正常な信号取込み位
置関係にあってもワーク表面の凹凸によって超音波が乱
反射して表面からの反射エコーがプローブに入射できな
い場合などにでも、サンプルホールド回路１９の出力が
正電源電圧に近い電圧となることはなく、このピーク値
検出回路では欠陥信号があったと同じような誤出力を発
生することはない。

以上説明したきたが、実施例では、表面エコーの検出に
対応してゲートパルスを発生させているが、これは、表
面エコーの検出の場合に限定されるものではな（、この
発明は、特定の受信信号の状態を検出して、その検出信
号を基準とし、ゲートパルスを発生させてゲートをかけ
るような場合に適用できる。

また、ピークホールド回路の構成によっては、必ずしも
電荷蓄積による必要はないので、放電させる必要がなく
、このような場合は放電パルス発生回路は不要である。

また、ピークホールド回路のホールド値をなくす場合に
は放電処理による必要はなく、ピーク値を初期値にクリ
アできればよい。

［発明の効果コ 以上の説明から理解できるように、この発明にあっては
、疑似サンプルホールドパルス発生回路を設けて、ゲー
トパルスが発生しないときに、疑似的にサンプルホール
ドパルスを発生させ、本来のサンプルホールドパルスが
サンプルホールド回路の保持時間の範囲で連続して発生
しないときでも、疑似サンプルホールドパルスによりサ
ンプルホールド回路を動作させるようにすることで、サ
ンプルホールド回路が正電源電圧に近い電圧となってし
まうことを防止できる。したがって、欠陥信号があった
と同じような誤出力が発生しなくなり、受信側で受信信
号の有効期間を検出する回路を付加することが不必要に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のピーク値検出回路の一実施例のブ
ロック図、第２図は、その疑似サンプルホールドパルス
発生回路のブロック図、第３図は、その動作のタイミン
グチャート、第４図は、従来のピーク値検出回路ブロッ
ク図である。 １・・・ワンショット回路、４・・・フリップフロップ
、６・・・２人力ＡＮＤ回路、１０・・・疑似サンプル
ホールドパルス発生回路、１１・・・ＯＲ回路、１２・
・・受信信号入力端子、１３−・・トリガ入力端子、１
４・・・ゲートパルス発生回路、１５・・・コンパレー
タ回路、１６・・・ゲート回路、１７・・・ピークホー
ルド回路、１８・・・サンプルホールドパルス発生回路
、１９・・・サンプルホールド回路、２３・・・放電用
パルス発生回路。 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波エコー受信信号又はその検波信号を受けて
   所定の期間だけ受けた信号を抽出するゲート回路と、前
   記超音波エコー受信信号のピーク値をホールドするピー
   クホールド回路と、このピークホールド回路の出力をサ
   ンプルホールドするサンプルホールド回路とを有し、測
   定周期に応じて前記超音波エコー受信信号のピーク値を
   検出するピーク値検出回路において、前記ゲート回路に
   対してゲートパルスを発生するゲートパルス発生回路と
   、前記ゲートパルスに応じて前記サンプルホールド回路
   にサンプルホールドパルスを発生するサンプルホールド
   パルス発生回路と、前記ゲートパルスを受けてゲートパ
   ルスが発生しなかったときに疑似的にサンプルホールド
   パルスを前記サンプルホールド回路に送出する疑似サン
   プルホールドパルス発生回路とを備えることをことを特
   徴とする超音波測定装置のピーク値検出回路。
2. （２）サンプルホールドパルス発生回路からのサンプル
   ホールドパルスと疑似サンプルホールドパルス発生回路
   からの疑似的なサンプルホールドパルスとを受ける放電
   パルス発生回路をさらに備え、前記サンプルホールドパ
   ルス又は前記疑似的なサンプルホールドパルスを受けて
   ピークホールド回路がホールドしているピーク値を保持
   するコンデンサを放電させることを特徴とする請求項１
   記載の超音波測定装置のピーク値検出回路。