JPH03209159A - 超音波探傷器のゲート回路 - 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】 〔産業上の利用分野） 本発明は、超音波探傷器において、被検査物体の欠陥等
の大きさと位置を検出するための超音波探傷器のゲート
回路に関する。

〔従来の技術〕

超音波深傷器は、物体表面や内部の状態を、当該物体を
破壊することなく検査する装置として知られている。こ
のような超音波探傷器では、前記物体に対して放射した
超音波の反射波信号（エコー）を適宜処理して波形表示
するが、一般には、アナログ信号であるエコーをそのま
ま処理してオシロスコープに波形表示する手段が採用さ
れている．しかしながら、近年、上記エコーをディジタ
ル的に処理して波形表示するディジタル型超音波探傷器
が、例えば特開昭６３−９５３５３号公報により提案さ
れている．このデイジタル型の超音波深傷器を図により
説明する． 第１０図はデイジタル型超音波深傷器の系統図である。

図で、１は被検査物体、Ｉｆは被検査物体１内の欠陥を
示す。２は探触子であり、被検査物体１内に超音波を放
射するとともにその反射波をこれに比例した電気的信号
（エコー）に変換する．３は探触子２にパルスを出力し
て超音波を発生させる送信部、４は探触子２からのエコ
ーを受信する受信部である。受信部４には減衰回路４ａ
、増幅回路４ｂおよび検波回路４Ｃが備えられている．
５は受信部４で受信されたエコーをデイジタル値に変換
するＡ／Ｄ変換器、６はＡ／Ｄ変換器５で変換されたデ
ータを記憶する波形メモリ、７は波形メモリ６のアドレ
スを指定するアドレスカウンタである．８は水晶発振子
で構威されるタイミング回路であり、送信部３のパルス
出力タイミング、Ａ／Ｄ変換器５の変換タイミング、お
よびアドレスカウンタ７のアドレス指定タイミングを制
御する。

１０は波形メモリ６に記憶されたデータの処理やタイξ
ング回路８の駆動等の所要の制御を行なうＣＰＵ　（中
央処理装置）、１１は種々のパラメータやデータ等を一
時記憶するＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）、
１２はＣＰＵＩＯの処理手順等を記憶するＲＯＭ　（リ
ード・オンリ・メモリ）である。１３は被検査物体１内
を超音波が伝播する速度（音速）を入力する音速入力部
、１４は被検査物体１における所望の測定範囲を人力す
る測定範囲設定部である。１５はマトリックス状に配置
された所定数の液晶ドットで構威される液晶表示部、１
６は液晶表示部１５の表示を制御する表示部コントロー
ラ、１６ｍは表示部コントローラｌ６に備えられ液晶表
示部１５に表示するデータを記憶する表示メモリである
．１８は超音波探傷器本体を示し、一点鎖線で囲まれた
部分により構威される。

なお、被検査物体１を超音波により検査する場合、通常
は探触子２を被検査物体１に直接接触させず、両者間に
水を介在させて検査が行なわれる。

そのため、被検査物体１は水槽中に置かれる。図で、Ｗ
は水槽、Ｗ，は水槽Ｗに入れられた水を示している． 次に、上記超音波深傷器の動作の概略を第１１図（ａ）
．　　（ｂ）に示すエコー波形図および第１２図に示す
波形メモリ６の内容説明図を参照しながら説明する。送
信部３からのパルスにより探触子２からは超音波が放射
され、そのエコーは受信部４で受信されて出力される．
第１０図に示すように水槽Ｗを用いて検査が行なわれた
場合の受信部４からのエコー波形が第１１図（ａ）に示
されている．この図で、横軸には時間、縦軸にはエコー
の大きさがとってある。Ｔは探触子２から超音波が放射
されたとき直ちに現れる送信エコー、Ｓは被検査物体１
の表面で反射された表面エコー、Ｆは欠陥１ｆで反射さ
れた欠陥エコー、Ｂは被検査物体１の底面で反射された
底面エコー、Ｂ，は水槽Ｗの底面で反射された水槽底面
エコーを示す。

このエコー波形は順次Ａ／Ｄ変換器５でエコー？大きさ
に比例したデイジタル値に変換され、波形メモリに格納
される。これを第１１図（ｂ）および第１２図により説
明する。第１１図（ｂ）は第１１図（ａ）に示す送信エ
コーＴおよび欠陥エコーＦの一部を示し、横軸が極端に
拡大されて示されている。この図で、エコー波形上の黒
点はサンプリング点を示し、時刻ｔ０〜ｔ３・・・・・
・・・・ｔ．−，〜ｔ　１４１・・・・・・・・・はサ
ンプリング時刻を示す。ｒ，はサンプリング期間である
。タイごング回路８の指令により、当該各サンプリング
点のエコーがＡ／Ｄ変換器５によりデイジタル値のデー
タに変換されて波形メモリ６に格納されることになる。

変換されたデータの波形メモリ６への格納の状態が第１
２図に示されている。即ち、Ａ■。，，・・・・・・・
・・は波形メモリのアドレス（これらをＡＭ（４１で代
表させる〉、Ｄ（。》　・・・・・・・・・は各アドレ
スに格納されたデータ（これらをＤ＋ｉ）で代表させる
）であり、各データはサンプリングされた順序で、アド
レスカウンタ７の指定により波形メモリのアドレス順に
したがって格納されてゆく． 次に、波形メモリ６に格納されたデータを液晶表示部ｌ
５に表示する手段について説明する。液晶表示部１５に
表示し得るデータの最大数は液晶表示部１５を構威する
横方向に配列されたドット数と等しく、これは表示メモ
リ１６ｍのアドレスの数にも等しい。一方、波形メモリ
６のアドレス数はエコー波形のすべてのサンプリングデ
ータを格納しなければならないので、上記ドット数に比
較して遥かに多い。そして、エコー波形のうちの表示す
べき範囲（測定範囲）が一部分に限定される場合であっ
ても、その測定範囲に含まれるサンプリングデータは上
記ドット数より多いのが通常である。したがって、液晶
表示部ｌ５にエコー波形を表示するには、波形メモリ６
における測定範囲内のアドレスを適切に選択しなければ
ならない。

以下、このアドレスの選択について説明する。

まず、音速人力部１３に被検査物体ｌ内の超音波の音速
を入力し、かつ、測定範囲設定部１４に被検査物体１の
表面から測定したい深さまでの長さ（測定範囲）を設定
する。今、 τ，：サンプリング時間 ＩＲ　：測定範囲 ｖｓ　：音速 ｔ　：測定範囲内で超音波が往復する時間ΔＡ：測定範
囲内のエコー波形が記憶される波形メモリ６のアドレス
数 Ｄ，：液晶表示部１５の横方向のドット数とすると、 ｔ　＝　２　１Ｒ　／ｖｓ　　　　　　　　　−・・−
・−　（　１　）τ３　　　　　τ３　゜　Ｖ， ここで、液晶表示部１５の横方向全部に亘って測定範囲
のエコー波形を表示しようとする場合、アドレス数ΔＡ
に対して、ΔＡ／Ｄｔ　　（整数でない場合は整数化さ
れる）毎にアドレスを選択し、その選択されたアドレス
に格納されたデータを表示メモリ１６ｍに順次転送し、
それらのデータを液晶表示部１５に表示すれば、測定範
囲のエコー波形を表示することができる．なお、送信エ
コーＴと表面エコーＳとの間隔は既知であるので、波形
メモリ６に送信エコーＴのデータから順次データが格納
されている場合、波形メモリ６における表面エコーＳの
アドレスも既知であり、このアドレスからΔＡ　／　Ｄ
　ｔ毎にアドレスを選択してゆけばよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

超音波探傷器を用いて被検査物体１の検査を実施する場
合、表面エコーＳから欠陥エコーＦまでの長さ（欠陥ｉ
ｆの位置）を測定することが重要であり、この長さは表
示されたエコー波形の表面エコーＳと欠陥エコーＦとの
間の横軸方向の長さにより知ることができる。さらに、
被検査物体１の検査において、上記長さと同じく重要な
事項は欠陥ＩＣの大きさを知ることであり、これは欠陥
エコーＦのエコーの高さにより知ることができる。

即ち、被検査物体１と同一材料、同一形状の物体に機械
加工等により予め人工欠陥を作威しておき、この人工欠
陥のエコーの大きさを記録しておく。

そして、被検査物体１の検査により得られたエコーの高
さを、記録されているエコーの大きさと比較することに
より欠陥１ｆの大きさを知ることができるのである。

しかしながら、上記従来の超音波探傷器においては、欠
陥１ｆの大きさを正確に測定することができない場合が
生じる。これを第１３図により説明する。この図は第１
１図（ａ）に示すエコー波形図のうち、欠陥エコーＦの
時間軸（横軸）を極端に拡大した波形図である。なお、
縦軸はエコー高さを示す．他のエコー波形と同様、欠陥
エコーＦもサンプリング期間τ３でサンプリングされ、
波形上に黒点で示されるデータは順次波形メモリ６に格
納される．ここで、液晶表示部１５にエコー波形を表示
するため、波形メモリ６のアドレスが数〈ΔＡ／Ｄｔ）
にしたがって選択され、当該選択されたアドレスに格納
されているデータが図示のサンプリング時刻１Ａ−１え
におけるデータであったとすると、液晶表示部１５に表
示される欠陥エコーの波形はこれらデータを結んだ線と
なる。この結果、実際の欠陥エコーのピーク値は高さｈ
であるにもかかわらず、液晶表示部１５に表示される欠
陥エコーのピーク値はサンプリング時刻１Ｄにおけるエ
コーの高さｈ′となり、正確なエコー高さを表示できな
くなる。

一般に、エコー高さに依存する検査は、製品（被検査物
体１）に欠陥１ｆが存在するとき、その欠陥Ｉｆが許容
し得るものであるか否かの検査である場合が多い。した
がって、上記のように、表示されたエコー高さｈ′が実
際のエコー高さｈより小さくなる場合、製品が不良品で
あるにもかかわらず良品として処理されてしまうことに
なり、検査の信頼性が著るしく損われることになる。

さらに、上記のようにエコー高さｈが正確に表示されな
い場合、必然的に当該エコー高さｈに対応する欠陥位置
も正確に表示されないことになる。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
被検査物体における検査範囲内のエコー高さおよび欠陥
位置をより正確に表示することができ、かつ、上記検査
範囲を容易に設定することができる超音波深傷器のゲー
ト回路を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達威するため、本発明は、超音波探触子に
対して所定のパルスを出力する送信部と、前記超音波探
触子からの信号を受信する受信部と、この受信部で受信
された信号を所定のサンプリング周期で順次Ａ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器で変換されたデ
ータを記憶する波形メモリと、この波形メモリのアドレ
スを順次指定してゆくアドレスカウンタと、前記波形メ
モリに記憶されたデータを表示する表示部とを備えた超
音波深傷器において、前記パルス出力後の任意の時間範
囲の開始時間および終了時間を設定する設定手段と、前
記開始時間および前記終了時間に相当する各カウント値
を前記アドレスカウンタのカウント値と比較する比較手
段と、この比較手段の比較の結果に基づいて前記時間範
囲を規定するゲートタイミング信号を出力するゲートタ
イくング信号発生手段と、このゲートタイ壽ング信号の
出力期間に存在する前記データのうちの最大値を検出す
る最大値検出手段と、前記最大値が検出されたときの前
記アドレスカウンタの出力値をラッチするラッチ手段と
を設けたことを特徴とする。

〔作　用） 被検査物体からのエコーが受信部で受信されると、この
エコーは所定のサンプリング周期でサンプリングされ、
Ａ／Ｄ変ｍＨによりデイジタル値に変換される。一方、
検査すべき時間範囲の開始時間と終了時間が設定される
と、これらの時間に相当するカウントイ直がアドレスカ
ウンタのカウント値と比較され、まず、開始時間にゲー
トタイジング信号が出力され、次いで終了時間に当該出
力が停止される。このゲートタイミング信号が出力され
ている期間に、Ａ／Ｄ変換されたデータのうちの最大値
が検出される。この最大値が検出されたときのアドレス
カウンタの値がラッチされ、この値が上記最大値に対応
する位置（欠陥位置）となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る超音波探傷器の系統図で
ある。図で、第１０図に示す部分と同一部分には同一符
号が付してある。】８′は本実施例の超音波深傷器本体
、１９は所要のデータを人力するためのキーボード入力
部、２０はＲＯＭを示す。ｃｐｕｉ　ｏは第１０図に示
すＣＰＵＩＯと同一であるが、処理手順を格納してある
ＲＯＭ２０は従来例のＲＯＭ１２とは処理内容の一部を
異にする。２１は検査物体１の任意の測定範囲を設定す
るとともに当該測定範囲内に存在する欠陥部のピーク値
およびそのピーク値の位置を検出するゲートａ路である
。

第２図は第１図に示すキーボード入力部の平面図である
。図で、１９ａは数字「０」〜「９コより或る数値キー
　１９ｂは少数点用のキー　１９Ｃは音速を入力するた
めの音速キー　１９ｄはゲートレベルを入力するための
ゲートレベルキー１９Ｃ＋はゲート始点を入力するため
のゲート始点キー　１９ｆはゲート終点を入力するため
のゲート終点キー　１９ｇは入力した数値をセットする
ためのセットキーである。

第３図は第１図に示すゲート回路のブロック図である。

図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符号が付し
てある。ゲート回路２１はゲート信号発生回路２２およ
び最大値検出回路２３によりＩＦ！Ｉｔ威されている。

ゲート信号発生回路２２は、被検査物体１における検査
すべき領域のエコー信号のみを抽出するためのゲート信
号を作威する機能を有する。又、最大４ｆＬ検出回路２
３はゲート信号発生回路２２で作威されたゲート期間に
入力されるエコー信号の最大値を検出する機能および当
該最大値が発生したときのアドレスを検出する機能を有
する。ここで、ゲート信号発生回路２２および最大値検
出回路２３の構戒を図により説明する。

第４図は第３図に示すゲート信号発生回路２２のブロッ
ク図である。図で、第ｌ図に示す部分と同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。

２２ａは被検査物体１における検査すべき領域の表面側
端部位置に相当する値（この値については後述する）を
ラッチするラッチ回路、２２ｂは上記領域の底面側端部
位置に相当する値（後述）をラッチするラッチ回路であ
る。これらラッチ回路２２ａ、２２ｂにラッチする値は
ＣＰＵＩＯにより設定される． ２２ｃはアドレスカウンタ７のカウント値とラッチ回路
２２ａにラッチされた値を比較するコンパレー夕、２２
ｄはアドレスカウンタフのカウント値とラッチ回路２２
ｂにラッチされた値を比較するコンパレー夕である。各
コンパレータ２２Ｃ．２２ｄは（＋）側入力端と（−）
側入力端を有し、（−）側入力端の値が（＋）側入力端
の値より大きいとき低レベル「０」を出力し、又、（＋
）側入力端の僅が（−）側入力端の値以上のとき高レベ
ル「１」を出力する。

２２ｅは各コンバレータ２２ｃ，２２ｄの出力信号によ
り作動するフリツプフロツプ回路である。

フリツプフロツプ回路２２ｅはセット端子Ｓとリセット
端子Ｒを有し、セット端子Ｓへの入力が低レベルｒＯＪ
から高レベル「１」に変化したときその出力が高レベル
「１」となり、又、リセット端子Ｒへの入力が低レベル
「０」から高レベル「１」に変化したときその出力が「
０」となる。

このフリツブフロツブ回路２２ｅの出力は、ゲート信号
発生回路２２の出力となり、エコー信号に対するゲート
タイミング信号となる．このゲート信号発生回路２２の
動作については後述する本実施例の動作において説明す
る。

第５図は第３図に示す最大値検出回路２３のブロック図
である。図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符
号を付して説明を省略する。２２は第３図および第４図
に示すゲート信号発生回路である．２３ａはアドレスカ
ウンタ７のカウント値をラッチするラッチ回路、２３ｂ
は検波信号に対してＣＰＵＩＯに設定された値（後述す
るしきい値）をラッチするラッチ回路、２３ｃはタイミ
ング回路８の第１のクロツク信号ａによりＡ／Ｄ変換器
５の出力信号を順次ラッチしてゆくラッチ回路、２３ｄ
は後述するコンパレータ２３ｆの出力信号があったとき
のＡ／Ｄ変換器５の出力信号をラッチするラッチ回路で
ある。２３ｅ，２３ｆはゲート信号発生回路２２からゲ
ート信号が出力されているときのみ作動するコンパレー
夕である。

コンバレータ２３ｅはラッチ回路２３ｂにラッチされた
設定値とラッチ回路２３ｃにラッチされた値とを比較し
、後述の値が設定値以上のとき高レベル信号を出力する
。コンバレータ２３ｆはラッチ回路２３ｃの値とラッチ
回路２３ｄの値とを比較し、前者の値が後者の値以上の
とき高レベル信号をラッチ回路２３ａ，２３ｄに出力す
る。２３ｇはコンバレータ２３ｅの出力信号により作動
するフリツプフロップ回路である。

次に、本実施例の動作を、第６図〜第９図を参照しなが
ら説明する。第６図は本実施例において被検査物体１の
具体例となるものの検査領域を示す図、第７図は第６図
に示す被検査物体１から得られるエコー信号波形図であ
る。第６図で、２は水を介さずに被検査物体１の表面に
密着せしめられた探触子である。Ａ，は被検査物体１に
対する検査範囲を示し、この例の場合、検査範囲Ａ９以
？の欠陥の検査は不要とされる。ｌ■は被検査物体１の
表面から検査範囲の始点までの距離、ｌ．ｔは同じく終
点までの距離を示す．第７図で、Ｔは送信エコー、Ｆは
欠陥エコー、Ｂは底面エコーである。又、Ｌ　ｗｌ，ｊ
　＊２は第３，４図に示すゲート信号発生回路２２から
出力されるゲート始点およびゲート終点を示し、それぞ
れ距Ｍｌｑ＋．ＩＶ９２に対応する．さらに、ｙ０はＣ
ＰＵＩＯに設定されたエコー信号の大きさに対する前述
のしきい値、ｙｐは第３．５図に示す最大値検出回路２
３で検出されるべき最大値を示す． なお、第９図はゲート信号発生回路２２のゲート始点設
定用のラッチ回路２２ａとゲート終点設定用のラッチ回
路２２ｂにラッチするデータの設定手順を示すフローチ
ャートである。

さて、本実施例の動作は、（１）ゲート信号発生回路２
２のラッチ回路２２ａ，２２ｂにゲートに必要な値を格
納する動作、（ＩＩ）ゲート信号発生回路２２からコン
バレータ２３ｅ，２３ｆに対してゲートタイξング信号
を発生させる動作、？Ｉ［Ｉ）最大｛ｔｉ！検出回路２
３で検波信号最大値を検出する動作、（ＩＶ）ラッチ回
路２３ａにより欠陥位置を検出する動作、および（■）
しきい値ｙ０を設定してイベント信号を発生させる動作
に大別することができる。以下、上記の！頓にしたがっ
て本実施例の動作を説明する． （１）ゲート信号発生回路２２のラッチ回路２２ａ，２
２ｂに対してゲートに必要な値をラッチする動作 この動作は第８図（ｂ）に示すゲートタイξング信号の
開始時間ｔ■と終了時間ｔ１に相当する値をラッチする
動作であり、第９図に示す手順により行なわれる。

まず、キーボード入力部１９の各キー１９ａ，１９ｂ，
１９ｃ，１９ｅ．１９ｆ，１９ｇを用いて、Ｐ！！．検
材１の音速Ｖｇ、および第６．７図に示す距Ｍ７！■，
ｌ，，が入力される，ＣＰＵＩＯはこれらの値を読込む
（第９図に示す手順Ｓ＋）。

ＣＰＵＩＯはこれらの値に基づいて各距Ｍ１■．２．２
に対応する時間ｔ９１＋　　”＠２　（第７図．第８図
？ａ）に示されている）を演算する（手順Ｓｇ　）　．
これらの演算は各距離の２倍を音速で除して得られる．
次いで、ＣＰＵＩＯは第８図（ｄ）に示すように、各時
間ｔ■＋　　ｔｌｍに対応するアドレスカウンタ７のカ
ウント値Ｃ■．Ｃ，２を演算する（千順Ｓ３）。即ち、
アドレスカウンタ７はタイ累ング回路８から出力される
クロツク信号ａにより歩進せしめられるので、そのカウ
ント値は時間に比例し、したがって上記各時間ｔ■．ｔ
■はカウント値で表わすことができる。そして、その演
算は、各時間ｔ■，ｔ．をクロツク信号ａの周期τ。

（＝τ，〉で除すことにより得られる。この演算の際、
得られたカウント値が少数点以下となった場合には適宜
の手段で整数化が行なわれる。このようにして得られた
カウント値Ｃ■＊Ｃｇｔをそれぞれラッチ回路２２ａ，
２２ｂに出力する（手順Ｓａ）。

（ｎ）ゲートタイミング信号を発生させる動作上記（１
）の動作により、ラッチ回路２２ａ．２２ｂにはそれぞ
れカウント値Ｃ■，Ｃ，．に対応？るデータが格納され
る。これらのデータによりゲートタイミング信号を発生
させるには、以下の処理が実行される。

アドレスカウンタ７はタイξング回路８のクロック信号
と同期して順次１つずつそのカウント値を増加する。こ
の動作は、Ａ／Ｄ変換器５の変換動作と同期して行なわ
れる。アドレスカウンタフのカウント値が第８図（ｄ）
に示すカウント値Ｃ，，（ラッチ回路２２ａにラッチさ
れた値と同じ値）に達すると、コンバレータ２２ｃの出
力は低レベル「０」から高レベル「１」に変化する。こ
の高レベル信号「１」はフリツプフロツブ回路２２ｅの
セット端子Ｓに入力されるので、フリツブフロツブ回路
２２ｅから出力されるゲートタイミング信号は第８図（
ｂ）に示すように高レベル「１」に変化する。この時間
は第８図（ａ）に示すように時間ｔ■である． この状態でさらに時間が経過し、アドレスカウンタ７の
カウント値が増加してゆき、その値が第８図（ｄ）に示
すカウント値Ｃ９Ｚ（ラッチ回路２２ｂにラッチされた
値と同じ値）に達すると、コンパレータ２２ｄの出力は
低レベル「０」から高レベル「１」に変化する。これに
より、フリップフロツプ回路２２ｅの出力（ゲートタイ
ミング信号）は第８図（ｂ）に示すように高レベル「１
」から低レベルｒＯＪに変化する．この時間は第８図（
ａ）に示すように時間Ｌ，ｔである．このようにして、
ゲート信号発生回路２２から第８図（ｂ）に示すゲート
タイミング信号がコンバレータ２３ｅ，２３ｆに出力さ
れ、そのゲート期間、コンバレータ２３ｅ，２３ｆが作
動状態とされる。

（ＩＩＩ）最大値検出動作 本実施例の超音波探傷器による検査は、上記（１）で説
明したラッチ回路２２ａに対してゲートに必要な値をラ
ッチした後、タイミング回路８からの周期Ｔ０のトリガ
信号（探触子２から超音波を放射させる信号）の出力に
より開始される。

トリガ信号の周Ｍ’ｒｏは被検査物体１の材質および深
傷のサイクルタイムにより決定される．即ち、被検査物
体１の材質が超音波の減衰の度合が小さいものであれば
、エコーが充分減衰されないうちに次の超音波が送信さ
れて互いに干渉を生じるし、又、必要とする探傷サイク
ルタイムより極度に短かくすれば上記干渉が生じなくて
も電力消耗が不必要に大きくなる。したがって、トリガ
信号の周期　Ｔ０はこれらを考慮して決定される。

タイミング回路８のトリガイε号により送信部３からパ
ルスが出力されて第６図における探触子２を励振すると
、探触子２から超音波が放射され、受信部４からは第８
図（ａ）に示すエコー信号が出力される。このエコー信
号は第８図（ａ）に示すように周期τ３で順次Ａ／Ｄ変
換され、変換されたデータは順次波形メモリ６およびゲ
ード回路２１に出力される．波形メモリ６は前述のよう
にこれらのデータを格納する．一方、ゲート回路２１に
出力されたデータは第５図に示すようにラッヂ回路２３
ｃ，２３ｄにより順次ラッチされてゆくが、ゲート信号
発生回路２２から上記（ｎ）で説明したゲートタイミン
グ信号が出力されない間はコンバレータ２３ｅ，２３ｆ
は作動せず、最大値？出動作は行なわれない。

トリガ信号が出力されてから（第８図（ａ）に示す送信
エコーＴが発生してから）時間ｔ■が経過すると、第８
図（ｂ）に示すようにゲート信号発生回路２２からゲー
トタイミング信号が出力され、コンバレータ２３ｅ，２
３ｆが作動状態となり、コンパレータ２３ｆはラッチ回
路２３ｃ．２３ｄにラッチされているデータを比較する
。ここで、コンバレーク２３ｆは、ラッチ回路２３ｃに
ラッチされたデータＤＣとラッチ回路２３ｄにラッチさ
れたデータＤ４との間に、ＤＣ２：Ｄ，の関係があると
き高レベル信号をラッチ回路２３ｄに出力する機能を有
する。ラッチ回路２３ｄはコンパレータ２３『からの高
レベル信号によりラッチしているデータをそのときＡ／
Ｄ変換器５から出力されているデータに変更する．これ
に対してラッチ回路２　３　ｃ．はＡ／Ｄ変換器５の出
力を順次ラッチしてゆくのであるから、結局、ラッチ回
路２３ｄには、ゲート期間内において、Ａ／Ｄ変換器５
から出力されてくるデータのうちそれまでの最大のデー
タが常にラッチされてゆくことになる．この状態が第８
図（ｆ）に示されている．即ち、エコー信号が増加して
いる間はラッチ回路２３ｄにラッチされるデータも順次
大きくなってゆくが、エコー信号が減少に転じるとラッ
チされているデータはそのまま保持され、エコー信号が
再び増大してラッチされているデータ以上の値となると
、ラッチ回路２３ｄには増大した値がデータとしてラッ
チされてゆく．かくして、最終的に、ラッチ回路２３ｄ
には欠陥エコーＦの最大４１　ｙ　Ｐがラッチされるこ
ととなり、このデータが最大値検出回路２３の出力値と
なる。そして、この最大値データをＣＰＵＩＯで解析す
ることにより欠陥の大きさを把握することができる． （ＩＶ）欠陥位置検出動作 上記（Ｉ［［）で述べたように、コンパレータ２３ｆは
、Ａ／Ｄ変換器５から入力された新らしいデータがラッ
チ回路２３ｄにラッチされているそれまでの最大値以上
であるとき高レベル信号を出力する．この高レベル信号
はラッチ回路２３ｄに出力されると同時にラッチ回Ｂ　
２　３　ａにも出力される。ラッチ回路２３ａはコンバ
レータ２３ｆから高レベル信号が出力されたときのみ、
そのときのアドレスカウンタフのカウント値をラッチす
る。

この状態が第８図（ｅ）に示されている。即ち、アドレ
スカウンタフのカウント値は第８図（ｅ）に破線で示す
ように時間の経過に比例して順次場大してゆくが、ラッ
チ回路２３ａには、ラッチ回路２３ｄにそれまでより大
きな最大値がラッチされる毎にそのときのカウント値が
ラッチされることになる。したがって、最終的にラッチ
回路２３ａにラッチされるカウント値はゲート期間内に
おける欠陥エコーＦの最大値ｙＰが発生したときのカウ
ント値、即ちアドレス値ＡＰとなる。このようにして、
欠陥エコーＦの最大値ｙＰに対応するアドレス値Ａ２を
得ることができ、これにより、正確な欠陥位置を知るこ
とができる。この欠陥位置の被検査物体１表面からの距
離ｌ，は次式により求められる． １ １９　−−・τ。・■，・Ａ，　　・・・・・・・・・
　（３）２ （■）しきい４１１　ｙ　ｏを設定してイベント信号を
発生する動作 しきい値ｙ０は、ゲート間にＡ／Ｄ変換器５から出力さ
れる検波信号の中に欠陥からのエコー信号があるか否か
を判断するための値であり、検波信号中に含まれるノイ
ズ或分を考慮して決定される。このしきい値ｙ０はキー
ボード入力部１９のゲートレベルヰー１９ｄ、数値キー
１９３、小数点用キー１９ｂおよびセットキー１９ｇに
よりＣＰＵＩＯに入力され、ラッチ回路２３ｂに保持さ
れる。この状態において、ゲート信号発生回路２２から
ゲートタイミング信号が出力されると、コンパレータ２
３ｅは作動状態となり、Ａ／Ｄ変換器５から順次出力さ
れてラッチ回路２３ｃにラッチされてゆくユコー信号デ
ータと、ラッチ回路２３ｂにラッチされているしきい値
ｙ０とを順次比較してゆく。そして、ラッチ回路２３ｃ
にラッチされたデータがしきい値ｙ０以上のとき、コン
パレータ２３ｅは高レベル信号をフリツプフロツプ回路
２３ｇに出力する。これにより、フリツプフロツブ回路
２３ｇは、第８図（Ｃ）に示すように高レベルのイベン
ト信号を出力する。このイベント信号は、ゲート期間中
において欠陥が検出されたことを意味する信号であり、
ＣＰＵＩＯに入力され、ｃｐｕｉｏはこのイベント信号
に基づき、欠陥等を検出したことを意味する表示又は警
報を発生させる。なお、イベント信号をｃｐｕｉｏを介
することなく直接、表示又は警報のための信号として使
用することもできる。

以上、本実施例の構成および動作を説明した。

この説明から明らかなように、本実施例では、最大値検
出回路により欠陥等の最大値を検出するとともに、その
最大値が発生したときのアドレスも検出するようにした
ので、欠陥等の大きさと位置を正確に知ることができる
。又、簡単な回路により検査範囲を設定することができ
る。さらに、しきい値を設定してエコー信号のデータと
比較するようにしたので、欠陥の存在を警報又は表示す
ることができる。

なお、上記実施例の説明では、ゲート期間を１つ設定す
る例について説明したが、２つ以上のゲート期間を設定
することもできるのは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、任意の時間範囲内にお
けるエコー信号の最大値を検出するとともに、その最大
値が発生したときのアドレスカウンタの出力値をラッチ
するようにしたので、被検査物体の欠陥等の大きさと位
置を正確に知ることができる。又、検査範囲の開始時間
および終了時間に相当する各値とアドレスカウンタのカ
ウント値を比較するようにしたので、簡単な手段で検査
範囲を定めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超音波探傷器のブロック
図、第２図は第１図に示すキーボード入力部の平面図、
第３図は第１図に示すゲート回路のブロック図、第４図
は第３図に示すゲート信号発生回路のブロック図、第５
図は第３図に示す最大値検出回路のブロック図、第６図
は被検査物体の側面図、第７図は第６図に示す被検査物
体のエコー信号の波形図、第８図（ａ）．　　（ｂ），
　　（ｃ），（ｄ），（ｅ）．（ｆ）は第１図に示すゲ
ート回路の動作を説明するタイムチャート、第９図はゲ
ート信号発生回路のデータ設定の動作を説明するフロー
チャート、第１０図は従来の超音波探傷器のブロック図
、第１１図（ａ），　　（ｂ）はエコー信号波形図、第
１２図は第１０図に示す波形メモリの内容説明図、第１
３図は欠陥エコー信号の波形図である。 １・・・・・・・・・被検査物体、２・・・・・・・・
・探触子、３・・・・・・・・・送信部、４・・・・・
・・・・受信部、５・・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、
６・・・・・・・・・波形メモリ、７・・・・・・・・
・アドレスカウンタ、８・・・・・・・・・タイミング
回路、１０・・・・・・・・・ＣＰＵ１■９・・・・・
・・・・キーボード人力部、２０・・・・・・・・・Ｒ
ＯＭ，２１・・・・・・・・・ゲート回路、２２・・・
・・・・・・ゲート信号発生回路、２２ａ，２２ｂ・・
・・・・・・・ラッチ回路、２２ｃ，２２ｄ・・・・・
・・・・コンバレータ、２２ｅ・・・・・・・・・フリ
ップフロツプ回路、２３・・・・・・・・・最大値検出
回路、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ−−・−＝−・
ラッチ回路、２３ｅ，２３ｆ・・・・・・・・・コンバ
レータ。 第 ２ 図 １９ｃ １９ｅ 第 ３ 図 第４図 第 ５ 図 ２３ 弟 ６ 図 第 ７ 図 第 ８ 図 弔 ９ 図 第１１図 Ｔ Ｓ Ｆ Ｂ ＢＳ （ｂ） ７５ １０ ｔ２ ｔｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波探触子に対して所定のパルスを出力する送信部と
   、前記超音波探触子からの信号を受信する受信部と、こ
   の受信部で受信された信号を所定のサンプリング周期で
   順次Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器
   で変換されたデータを記憶する波形メモリと、この波形
   メモリのアドレスを順次指定してゆくアドレスカウンタ
   と、前記波形メモリに記憶されたデータを表示する表示
   部とを備えた超音波探傷器において、前記パルス出力後
   の任意の時間範囲の開始時間および終了時間を設定する
   設定手段と、前記開始時間および前記終了時間に相当す
   る各カウント値を前記アドレスカウンタのカウント値と
   比較する比較手段と、この比較手段の比較の結果に基づ
   いて前記時間範囲を規定するゲートタイミング信号を出
   力するゲトタイミング信号発生手段と、このゲートタイ
   ミング信号の出力期間に存在する前記データのうちの最
   大値を検出する最大値検出手段と、前記最大値が検出さ
   れたときの前記アドレスカウンタの出力値をラッチする
   ラッチ手段とを設けたことを特徴とする超音波探傷器の
   ゲート回路。