JPH03152454A - 超音波測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超音波測定装置に関し、詳しくは、ト走査
でＰｌｉ検体を探傷する場合に走査範囲や走査対象に相
違があっても、それに影響されずに、また、超音波探傷
について熟練した人でなくてもほぼ一定の走査速度でス
キャンして探傷を行うことができるようなりスキャン画
像表示の携帯用超音波ｆｉｌ＋定装置に関する。

［従来の技術］ 液晶表示装置（以下ＬＣＤ表示装置）を備え、マイクロ
フロセッサを内蔵し、グラフィック表示機能を持つ小型
の超音波探傷装置では、Ｂスキャン波形を画像表示する
機能を持つものがある。

Ｂスキャン波形は、構造物の断面像をスキャンして採取
するものであるが、携帯型探傷装置では、〜・股ニオペ
レータの手走査によってスキャンが杼われる。

［解決しようとする課：Ｘｉ］ このようにスキャンを手走査で行う場合には、人によっ
て走査速度が異なるために得られる深傷映像も多少相違
し、走査むらによって欠陥が歪んだ映像で表示されて実
際のものと異なってしまう欠点がある。しかも、手走査
の場合には熟練を要し、素人では探傷が難しい。

また、同じ被検体を探傷してもその走査範囲が大きいと
きと小さいときとでは走査速度に差が生じ易いために大
きい範囲で走査したときとそこで得られた欠陥を拡大し
て観測するために小さい範囲で走査したときとでは欠陥
映像に形状の相違が出て、正しい映像が得難い。

この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決
するものであって、熟練していない者がＬ走査をした場
合であっても正確な探傷映像を採取することができる超
音波測定装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ このような目的を達成するためのこの発明の超音波７１
−１定装置の構成は、超音波探傷により被検体を走査し
て被検体からエコーを得てその受信信号に基づき走査に
応じた探傷映像を表示装置の画面！−に表示する超音波
測定装置において、走査の方向に対応して画面−にの測
定データの表示位置を測定点対応に割当て、１ｌｌｌ＋
ｌｌｌ時定から測定周期を屯ねるごとにその測定周期で
得られた受信信号に対応する測定データを測定周期を重
ねた数に対応して割当てられる表示位置に表示し、かつ
、割当てられる表示位置又は走査方向の前方となるこの
表示位置の近傍の表示位置にカーソルを表示するもので
あって、測定周期が外部から設定できるものである。

［作用コ このように、走査方向に対応して画面−１；の測定デー
タ表示位置を測定点対応に割当て、現在の測定データ表
示位置又はその後ろにカーソルを表示するようにしてい
るので、測定周期に応じて順次選択される現在の測定デ
ータ表示位置の移動に対応してカーソルを移動させるこ
とができる。しかも、測定周期が外部から設定できるの
で、カーソルの移動速度が選択できる。そこで、この移
動カーソルを観察しながら走査することで被検体に当て
たプローブをカーソル（表示位置）の移動速度に合わせ
て移動させて被検体を走査することができる。また、手
走査と測定装置側のカーソルの移動速度に差があるとき
には測定周期を変更することでカーソル側の移動速度を
手走査側の速度に合わせることが容易にできる。

その結果、カーソルにより指示される表示両面上の測定
点の表示位置と被検体の手走査の測定点の位置とがほぼ
対応つけられ、かつ、走査速度の変動も抑制されるので
手走査であっても表示画面上に正確な測定映像を表示す
ることができる。

［実施例］ 以ド、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明を適用した一実施例の超音波測定装
置のブロック図であり、第２図（ａ）は、その測定状態
の説明図、第２図（ｂ）は、そのとき得られる欠陥につ
いてのエコーと採取される表示データについての説明図
、第３図は、そのＢスキ中２画像の表示状態の説明図、
第一４図は、Ｂスキャン測定処理のフローチャートであ
る。

第１図において、２０は、携帯型の超音波測定装置であ
って、１は、その探傷器部である。この探傷器部１は、
パルサー・レシーバ等から構成され、送信端子１１から
超音波探触子（以下プローブ）１３にパルス信号を送り
、エコー受信信号を受信端子１２で受けてそれを増幅し
、アナログ信号としてＡ／Ｄ変換回路２に出力する。

Ａ／Ｄ変換回路２は、探傷器部１から得られる送信波１
表面反射波、欠陥反射波等についての各アナログ信号を
、例えば、２０ＭＨｚ程度の高い周波数でサンプリング
し、これらのアナログ出力をデジタル値に変換してマイ
クロプロセッサ（ＭＰＵ）５が処理できる入力データ値
としてバス１３に送出する。

バス１３には、ゲインダイヤル、カーソルダイヤル等を
有するダイヤル式数値設定回路３とシートキーを有する
キー入力回路４とが接続されていて、マイクロプロセッ
サ５は、これら回路からバス１３を介してダイヤルによ
り設定される設定値及び各種のキー人力信号を受ける。

そこで、ゲインダイヤルにより探傷器部ｌに対するゲイ
ン設定値（調整値）が人力されると、マイクロプロセッ
サ５は、探傷器部１の高周波増幅器のゲイン（増幅率）
を制御し、ゲインダイヤルにより入力されたゲイン設定
値に対応するゲインになるように高周波増幅器のゲイン
を設定する。

６は、バス１３に接続されたＲＡＭであり、Ａ／Ｉ）変
換されたエコー受信信号についてのデジタルデータとＲ
ＯＭカードによりロードされた各種のアプリケーション
処理プログラムと入カキ−により指定された探傷モード
を示すフラグ等の各種の情報や種々のデータが格納され
ていて、さらに、測定周期データ等記憶領域６ａをイｆ
している。

７は、ＲＯＭであり、Ａスコープデータ採取プログラム
７１のほか、各種の基本プログラムが記憶されている。

また、８は、ＲＯＭカードインタフェースであって、装
置に装着されるＲＯＭカードとコネクタにより着脱でき
る関係で接続され、マイクロプロセッサ５の制御に応じ
てＲＯＭカードのプログラム等の情報をバス１３に送出
する。

９は、Ｒ５−２３２Ｃインタフエースであり、外部の情
報処理装置（特に、そのマイクロプロセッサ）とデータ
交換をするための回路である。

ｌＯは、ＬＣＤ表示装置であって、Ａスコープ画像、Ｂ
スキャン画像等のほか、各種の測定値を表示し、内部に
ビデオメモリインタフェースとビデオメモリ、ビデオメ
モリの情報を読出してビデオ信号を発生するビデオメモ
リコントローラ、液晶駆動回路、そして、例えば、１２
８Ｘ２５８ドツト等のドツトマトリックスの液晶表示器
等とを有していて、ビデオメモリインタフェースを介し
てバス１３に接続されている。なお、ビデオメモリと画
像メモリ部６１とはそれぞれビット対応になっていてＬ
ＣＤ表示装置１０は、ここではビットマツプデイスプレ
ィとされている。また、後述するＢスキャン画像演算処
理プログラム６ｂが実行されたときには、例えば、表示
画面のうち横軸の画素２００ビット分が被検体の走査方
向に対応したその表示範囲とされ、それが測定データ表
示数とされる。

すなわち、被検体の設定された走査範囲（長さ）におい
走査速度と測定周期とにより決定される被検体の各測定
点に対応して２００ビット分の画素が各？１ｌｌｌ定点
の表示位置として均等に割当てられることになる。そし
て、測定開始時点から測定周期を重ねた数（測定周期の
更新数）に対応する走査方向（横軸）の画素位置（例え
ば、画面左側を走査方向の原点とする）に各測定周期で
得られる測定データが順次表示される。

なお、以上の処理は、例えば、表示画面の走査方向に対
応する横軸の左側を原点として表示位置を順次アドレス
付けして管理し、各測定点で得られる測定データをこの
アドレスに対応付けで処理し、かつ、それを測定周期の
更新数に対応させることで容易に実現できる。

ここで、ＲＡＭ６には、画像表示データをビット展開し
て記憶する画像メモリ部６１が設けられている。この画
像メモリ部６１のビット対応に採られるアドレスの管理
も前記に対応するものである。また、外部から指定され
た測定周期等のデータを記憶する測定周期データ等記憶
領域６ａのほかに、Ｂスキャン画像演算処理プログラム
６ｂと、カーソルデータ生成処理プログラム６　ｃ　ｓ
そして表示処理プログラム６ｄ等の処理プログラムが格
納される領域が設けられ、測定の際にＲＯＭカードから
これら処理プログラムが読出されてそれぞれの領域にロ
ードされる。

Ａスコープデータ採取プログラム７１は、マイクロプロ
セッサ５により実行されてＡ／Ｄ変換回路２から得られ
るＡ／Ｄ変換されたデジタル値のエコー受信信号からノ
イズや、必要に応じて表面エコーや底面エコー等の不要
なデータを排除して欠陥データに対応するＡスコープデ
ータを抽出し、それをＲＡＭ６の所定領域に記憶する。

Ｂスキャン画像演算処理プログラム６ｂは、キー入力回
路４から測定開始キーが入力されたときに、Ａスコープ
データ採取プログラム７１が実行された後に、得られた
ＡスコープデータをＲＡＭ６から読出して、それに基づ
き断面表示画像デー夕を生成してそれを画像メモリ部６
１に記憶する。

具体的には、まず、第２図の（ａ）に示すように手走査
によりプローブ１３が被検体１４をスキャンすると、そ
の走査速度とそのときのδ−１定周期とに対応する各測
定点の位置において超音波が被検体１４に照射されて侵
入し、被検体内部等で反射したエコーがプローブ１３を
介して得られる。

プローブ１３が受信したエコーは、探傷器部１で検波さ
れて欠陥エコーが抽出され、そのデジタル値がＡスコー
プデータとしてＲＡＭ６に記憶される。同図（ｂ）は、
このときにＲＡＭ６に記憶される欠陥をアナログ吠態で
欠陥エコーＦとして示している。

Ｂスキャン画像演算処理プログラム８ｂは、Ｂスキャン
測定杖態において、Ａスコープデータ採取プログラム７
１により続いて起動されて、この（ｂ）に示す欠陥エコ
ーＦに対してスレッシュホールドＴＨを設定してこのデ
ータを２値化して表示画像データを生成する。これは、
スレッシュホールド７８以上の部分を“１”とし、それ
以Ｆの部分を０”としたデータである。このうち“１”
が同図（ｂ）の実線１５で示す部分に相当し、この実線
１５の部分が断面表示画像部分となり、それ以外の点線
部分のデータは“０”となる。

Ｂスキャン画像演算処理プログラム６ｂは、このような
表示画像データを生成して測定周期を重ねるごとに画像
メモリ部６１の周期更新数（測定開始時点から周期を重
ねた数）に対応して画像メモリ部６１のアドレスを生成
し、生成したアドレス位置に前記の０”／“１”の画像
データを書込む。そして所定のフラグ領域を参照してそ
こにカーソル表示が指定されているときにカーソルデー
タ生成処理プログラム６ｃを起動する。なお、この場合
の周期の更新数に対応する画像メモリ部６１のアドレス
は、ＬＣＩ）表示装置１０に表示される画面１−の走査
方向に対応する各測定点の表示も°ｌ置のうち現在の測
定点の表示位置に一致している。また、被検体１４１−
の測定点の位置は測定周期と走査速度とに応じて決定さ
れるため、走査速度が一定でないとその位置が本来の位
置からずれる。この点、装置側の各測定点の対する画面
上の表示位置は測定周期に対応して固定されている。

さて、以上とは別に、カーソル表示等を行うためにＢス
キャン画像演算処理プログラム６ｂは、超音波探傷によ
るＢスキャン探傷モードが設定されたときに起動される
。これは、マイクロプロセッサ５により実行されてキー
入力回路４からカーソル表示機能キーが入力されたとき
に、それを受けて次にキー入力回路から入力された周期
データを測定周期データ等記憶領域６ａに記憶する。ま
た、測定開始時点で測定開始キーの入力に応じて前記の
周期データを参照してこの周期に応じて探傷器部１に起
動信号を送出し、探傷器部１からプローブ１３に加えら
れる送信パルスの発生周期を制御すると同時にその都度
、Ａスコープデータ採取プログラム７１を起動する。

カーソルデータ生成処理プログラム６ｃは、カーソル表
示が指定されているときにＢスキャン画像演算処理プロ
グラム６ｂにより起動されて、ここでは、第３図に示す
ようなＬＣＤ表示装置１０の表示画面１０ａに対して垂
直線の表示となる自動移動カーソル１６の画素データを
生成する。そして、このカーソルデータを自己が起動さ
れる都度ＬＣＤ装置１０の画面１−において測定データ
が表示される表示位置より１画素分だけ走査方向（横軸
）に対して先になるようなアドレスを発生してそのアド
レスに対応する画像メモリ部６１のアドレス（周期更新
数＋１に対応するアドレス）に前記の生成したカーソル
画素データを書込む。その後、表示処理プログラム６ｄ
を起動して画像メモリ部６１の画素データをＬＣＤ表示
装置１０のビデオメモリに転送して−９ｆ込み、第３図
に示すような画像を表示させる。

なお、この場合、カーソルの画素データの位置を周期更
新数＋１に対応するアドレスで画像メモリ部６１に記憶
するのは、次の周期では、Ｂスキャン画像演算処理プロ
グラム６ｂにより１つ前のカーソルの画素データを記憶
した位置に画像表示の測定データが記憶されるので１つ
前のカーソル画素データを別に消去しなくても済むから
である。

以−トのようにして、カーソル表示指定がなされている
ときには、測定開始からの測定周期の更新数に対応して
決定される表示画面上のそれぞれの測定点対応の表示位
置より１つ先の測定点表示位置に重置のカーソルを表示
することで、このカーソルを測定周期を重ねるごとにＬ
　ＣＩ）表示装置１０の表示画面ｌ二で走査方向に移動
させることができる。したがって、このカーソルは自動
移動カーソルとなる。しかも、その移動速度は、測定周
期の設定の仕方で変化し、外部からその速度を調整する
ことができる。そこで、被検体の手走査に合わせる速度
を選択することが可能になる。また、走査する者から見
れば、画面上に表示された自動移動の垂直カーソル１６
の移動速度を見て、その移動する現在位置をガイドとし
て走査することでほぼ−・定の速度で手走査することが
可能になる。

さらに、最初から走査速度がカーソルの移動速度に合っ
ていなくても何回か測定を繰り返せば、素人でも自動移
動カーソル１６の移動と手走査の走査速度とを対応つけ
ることが容易にできる。なお、自動移動カーソル１６は
、常に最新のデータの横に表示されるので最新のデータ
がスクロールされる形で順次表示されて見易い。

次に、その全体的な動作について説明すると、まず、第
４図のステップ■において、装置をＢスキャン探傷モー
ドに設定するためにＢスキャン探傷モードの機能キーを
キー入力回路４から入力する。この入力情報を受けてＲ
ＯＭ７に記憶された所定の処理プログラムが起動されて
マイクロプロセッサ５がそれを実行し、マイクロプロセ
ッサ５は、所定の状態フラグをＢスキャン探傷状態に設
定する。次のステップ■において、ゲインがダイヤル式
数値設定回路３のゲインダイヤルにより設定され、測定
条件や測定範囲等がキー入力回路４のキーによりオペレ
ータ（測定者）から人力される。その結果、これら人力
情報とＲＯＭ７に記憶された処理プログラムによってマ
イクロプロセッサ５が動作して、その制御により探傷器
部１の利得がゲインダイヤルに従って設定され、装置６
自体の探傷機能が生ずる。なお、このときに測定条件の
１つとして走査範囲（長さ）と測定周期がキー入力回路
４から人力され、それらが周期データ等記憶領域６ａに
記憶されている。

次のステップ■では、カーソル表示を行うか否かを、人
力される機能キー（カーソル表示キーが入力されたか否
か）により判定する。ここで、所定の測定開始キーある
いはその他のキーが入力されればＮＯ条件が成立してス
テップ■へと移る。

一方、このときキー入力回路４からカーソル表示の機能
キーが入力されれば、ここでＹＥＳ条件が成立して次の
ステップ■へト移ル。

ステップ■では、所定のフラグ領域にカーソル表示フラ
グが記憶される。次のステップ■では、測定開始キーの
入力待ちループに入る。ここで、測定開始キーが入力さ
れると、ステップ■で遅延時間を確保し、ステップ■で
マイクロプロセッサ５がＢスキャン画像演算処理プログ
ラム６ｂを起動してＢスキャンによる測定処理を開始す
る。

なお、先のステップ■で一定の遅延期間を確保している
のは、オペレータが測定開始キーを入れて被検体走査態
勢を採り、自動移動カーソル１６が最初にＬ　Ｃｌ）表
示装置１０の画面１０ａの左側原点に現れるのを見るタ
イミングを確保するものであって、通常、０．５秒〜数
秒でよい。

後は、ＬＣＤ画面上に表示された自動移動カーソル１６
に従ってオペレータは、プローブ１３で被検体１４を走
査すればよい。

この測定が終ｒするとステップ■において、測定処理が
終ｒか否かの判定が終了キー人力の有無によりなされる
。そして、終−ｒキー以外のキーが入力されたときには
、ステップ■へと戻り、再び同様な走査をして被検体１
４を走査して探傷することが行われる。

以−１−説明してきたが、実施例では、自動移動カーソ
ルが最新の測定データの表示位置の次の表示位置である
１画素分横に表示されるようになっているが、これは、
１つ前に表示されたのカーソルを消去する処理を別に行
えばカーソルはどこに表示されてもよく、数画素分光の
位置にあってもよい。要するに、走査方向において最新
の測定デー夕を表示する位置より先でその近傍にカーソ
ルが表示されればよい。また、最新の表示データを残せ
ば、最新のデータ表示位置に重ねて表示するようにする
こともできる。なお、カーソルの表示形態は実施例に示
す垂直線に限定されない。

実施例では、Ｂスキャンの例を挙げているが、Ｃスキャ
ンを行い、Ｃスコープ像を表示するような場合であって
もよく、この発明は、走査に応じて超音波の探傷映像を
表示するような方式に適用できる。ただし、この場合の
カーソルは線ではなく点に近いものになる。

なお、この実施例では、ステップ■から■において、オ
ペレータのプローブの走査開始を画面」―のカーソル表
示に合わせて開始するようにしているが、これは、ステ
ップ■の一定時間遅延をした後にブザー等を鳴らしてオ
ペレータに走査開始を知らせるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以りの説明から理解できるように、この発明にあっては
、走査方向に対応して画面上の測定データ表示位置を測
定点対応に割当て、現在の測定データ表示位置又はその
後ろにカーソルを表示するようにしているので、測定周
期に応じて順次選択される現在の測定データ表示位置の
移動に対応してカーソルを移動させることができる。し
かも、測定周期が外部から設定できるので、カーソルの
移動速度が選択できる。

その結果、カーソルにより指示される表示画面１−の測
定点の表示位置と被検体の手走査の？！−１定点の位置
とがほぼ対応つけられ、かつ、走査速度の変動も抑制さ
れるので手走査であっても表示画面Ｙ−に正確な測定映
像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した一実施例の超音波測定装
置のブロック図、第２図（ａ）は、その７１−１定状態
の説明図、第２図（ｂ）は、そのとき得られる欠陥につ
いてのエコーと採取される測定データの説明図、第３図
は、そのＢスキャン画像の表示状態の説明図、第４図は
、Ｂスキャン測定処理のフローチャートである。 １・・・超音波探傷７ＰｉＮ５．２・・・Ａ／Ｄ変換回
路、３・・・ダイヤル式数値設定回路、４・・・キー入
力回路、６・・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、６・
・・ＲＡＭ、６ａ・・・測定周期データ等記憶領域、６
ｂ・・・Ｂスキャン画像演算処理プログラム、６ｃ・・
・カーソルデータ生成処理プログラム、６ｄ・・・表示
処理プログラム、 ８・・・ＲＯＭインタフェース、 ９・・・Ｒ５−２３２Ｃインタフエース、１０・・・液
晶表示装置（ＬＣＤ表示装置）、２０・・・携帯型の超
音波測定装置、 ７１・・・Ａスコープデータ採取プログラム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波探傷により被検体を走査して前記被検体か
   らエコーを得てその受信信号に基づき走査に応じた探傷
   映像を表示装置の画面上に表示する超音波測定装置にお
   いて、前記走査の方向に対応して前記画面上の測定デー
   タの表示位置を測定点対応に割当て、測定開始時点から
   測定周期を重ねるごとにその測定周期で得られた前記受
   信信号に対応する測定データを前記測定周期を重ねた数
   に対応して割当てられる前記表示位置に表示し、かつ、
   前記割当てられる表示位置又は前記走査方向の前方とな
   るこの表示位置の近傍の表示位置にカーソルを表示する
   ものであって、前記測定周期が外部から設定できること
   を特徴とする超音波測定装置。
2. （２）測定開始時点より所定時間後に外部から設定され
   た測定周期で測定を開始することを特徴とする請求項１
   記載の超音波測定装置。