JPH03209160A - 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深傷器
が、例えば特開昭６３−９５３５３号公報により提案さ
れている．このディジタル型の超音波深傷器を図により
説明する． 第１２図はディ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、１ｆ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ィジタル値に変換
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ξ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入力す
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１６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は超音波深傷器本体を示し、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１３図（ａ）
．　　（ｂ）に示すエコー波形図および第１４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１２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１３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ｉｒ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？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でエコーの大きさ
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１３図（ｂ）および第１４図により説
明する。第１３図（ｂ）は第１３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〜ｔ，・・・・・
・・・・ｔ，−１〜ｔ　ｌ−１・・・・・・・・・はサ
ンプリング時刻を示す。τ３はサンプリング期間である
。タイミング回路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
４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Ａ０ｏで代表さ
せる）、ＤＬ．，・・・・・・・・・は各アドレスに格
納されたデータ（これらをＤ　（１１　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１
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ｌ５を構或する
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
較して道かに多い。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１５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、音速人力部工３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、 τＳ　：サンプリング時間 ｌ１　：測定範囲 ｖ３　：音達 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 ＤＬ　＝液晶表示部１５の横方向のドット数とすると、 ｔ　＝　２　１＊　／　Ｖｓ　　　　　　　　　””・
・・（１）τ３　　　　　τ３　＠　ｖ３ 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
　Ｌ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休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１
ｆの位Ｉ！）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Ｉｆ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１５図により説明する．この図は第１
３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τ，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ｔ．〜１ｔ
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ｔ。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１ｆ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〕

上記の目的を達成するため、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
囲を設定する設定手段と、前記サンプリング周期の各サ
ンプリングと対応したアドレスを有する記憶部と、前記
設定手段により設定された時間範囲の開始時間および終
了時間を定めるデータを前記記憶部のアドレスに対応さ
せるアドレス選択手段と、前記記憶部の各アドレスに格
納されたデータ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。

〔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変換器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データ、例えばデイジタル
値「１」が、サンプリング点と対応するアドレスを備え
た記憶部の当該アドレスのうちの選択されたアドレスに
格納される．次に、記憶部から各アドレスのデータが順
に取出されてゆき、まず、開始時間にゲートタイ竃ング
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
がラフチされ、この値が上記最大値に対応する位置（欠
陥位！）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１２図に示す部分と同一部分には同一符
号が付してある。１８′は本実施例の超音波深傷器本体
、１９は所要のデータを入力するためのキーボード入力
部、２０はＲＯＭを示す。ＣＰＵＩ　Ｏは第ｌ２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。２ｌ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回路である
。

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」より威る敗値キー
　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１９８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にょり構威されている。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
戒する機能を有する．又、最大値検出回路２３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
の構威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。

２２ａはタイ壽ング処理用メモリである。このタイミン
グ処理用メモリ２２ａには、各サンプリングと対応した
アドレスが設けられ、これらアドレスには１ビットのデ
ータが格納されるようになっている。２２ｂはタイξン
グ処理用メモリ２２ａのアドレスを順に指定してゆくア
ドレスヵウンタ、２２ｃはタイミング処理用メモリ２２
ａから出力されるデータに応じて動作するフリップフロ
ップ回路である。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のクロック信号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
タである。

コンバレータ２３ｓ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
。コンパレータ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はコンパレータ２３ｅの出力信号により作動
するフリツプフロツブ回路である。

次に、本実施例の動作を、第６図〜第１１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Ａ，
以外の欠陥の検査は不要とされる。１９１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，，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、ｉｓｌ＋
Ｌ２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
距離１１．１，ｔに対応する。さらに、ｙ０はＣＰＵＩ
　Ｏ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、ｙ，は第３．５図に示す最大値検出回路２３で
検出されるべき最大値を示す。

なお、第８図（ａ）〜（ｆ）はタイムチャート、第９図
はタイミング処理用メモリの内容説明図、第１０図，第
１１図はフローチャートである。

さて、本実施例の動作は、（Ｔ）ゲート信号発生回路２
２のタイミング処理用メモリ２２ａにゲートに必要な値
を格納する動作、（ＴＩ）ゲート信号発生回路２２から
コンパレーク２３ｅ，２３ｆに対してゲートタイミング
信号を発生させる動作、（Ｉ［［）最大値検出回路２３
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（ｖ）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、上記の順にしたがって本
実施例の動作を説明する。

（１）タイ兆ング処理用メモリ２２ａにゲートタイミン
グ信号発生のためのデータを格納する動作第６図に示す
検査範囲八９を検査するには、受信されたエコー信号の
うち当該検査範囲Ａ，からの信号をとり出せばよい。し
たがって、ゲート回路２１はこの検査範囲Ａ９の期間の
みゲートを開くようにすればよい．そして、この期間は
フリツ？フロツプ回路２２ｃから出力されるゲートタイ
累ング信号により定められ、さらに、フリツプフロップ
回路２２ｃの動作はタイ柔ング処理用メモ＋７　２　２
　３のデータにより定められる。

そこで、タイミング処理用メモリ２２ａから出力される
１ビットデータとして、最初に出力される信号「１」の
発生タイ≧ングが第８図（ａ）（第７図に示す信号と同
一信号〉に示す時間ｔ９１に、次に出力される信号「１
」の発生タイ旦ングが時間ｔ９■に一敗し、各信号ｒｌ
Ｊの前後の信号がすべて「０」で構威されているビット
データの配列を用いれば第８図（ｂ）に示すゲートタイ
ξング信男が得られることが判る。本実施例のタイξン
グ処理用メモリ２２ａには、このようなビットデータが
各アドレスにデータとして格納されている。次に、この
ようなデータの作威手順を第９図に示すタイミング処理
用メモリ２２ａの内容説明図および第１０図．第１１図
に示すフローチャートを参照しながら説明する。

第９図で、ＡＩＩ（。）ｌ　Ａｌｌ（Ｉｌｌ　Ａｌｌ（
。．・・・・・・・・・は？イミング処理用メモリ２２
２のアドレスを示し、又、ｒＯＪ，ｒｌＪは各アドＩ／
スに格納されるデータを示す。図示されたデータは説明
のための単なる例を示したもので、第８図（ｂ）に示す
ゲートタイξング信号を発生させるためのデータではな
いが、仮に図示のデータが格納されている場合、ゲート
タイ稟ング信号はアドレスＡ１■，の「１」で立上り、
アドレスＡ１《２。の「１」で立下がることになる。こ
のようなデータは次のようにして作威される。

まず、ギーボード入力部１９の各キー１９ａ．１９ｂ，
１９ｃ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇを用いて、被検材１の
音速■８、および第６，７図に示す距Ｍ’　９　１　＋
　　１９■が入力される。ＣＰＵＩＯはこれらの値を読
込む（第１０図に示す手順Ｓ＋）。

ＣＰＵＩＯはこれらの値に基づいて各距ｉ！ｉＩＩＩＩ
，ｌ９，に対応する時間ｔ９１，ｔ９Ｋ（第７図．第８
図（ａ）に示されている）を演算する（千順Ｓ２）。

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？うに、各時
間ｔｆｌ，ｔ，■に対応するアドレスカウンタフのカウ
ント値Ｃｇ＋＋　　ｃ，２を演算する（手順Ｓ，）。即
ち、アドレスカウンタ７はタイミング回路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ｔ９
１１　　ｊｇ■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■＋ｔ９！をクロツク信号
ａの周期τ。

（一τＳ）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小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Ｃｌｌｌ＋　ｃ，■に基づいて、第９図に示
すようなタイミング処理用メモリのデータが作威される
（手順Ｓ４）。以下、その処理の詳細を第１１図に示す
フローチャートを参照しながら説明する。

最初に、カウント値を表わすため数ｑを用いこの数ｑを
Ｏとおく。さらに第９図に示す各アドレスをＡ，《。，
で表わし、Ｕ＝Ｏとおく。即ち、第１番目のアドレスＡ
，。から処理が開始される。さ？に又、目標カウント値
をｃ，，で代表させ、ｉ＝１とすることにより、まず最
初のカウント４１ＩＣ　ｇ　＋が目標とされる。そして
、定められたフラグが０　（Ｆ１ａｇ＝ｏ）とされる（
第１１図に示す手順Ｓ■）。このフラグは、カウント値
が目標とするカウント値に達したか否かの判断に用いら
れ、達したとき「１」、達しないときｒＯＪとされる。

次イで、手順Ｓ３で演算された目標カウント値Ｃ■が読
み出され（手順Ｓ＝ｔ）、値ｑと目標カウント値Ｃ■と
が等しいか否か比較される（手順Ｓ４３）。最初は、ｑ
＝０であるので、第１番目のアドレスＡ１ｅｔの値が「
０」とされ（手順ｓ４４）、この場合、目標カウント｛
ｉｃ■に達していないのでフラグはｒＯＪとされる（手
順Ｓ　４ｓ）。さらに、カウント値に１が加算され、か
つ、Ｕに１が加えられて次のアドレスが指定される（手
順Ｓ。）。

この場合、カウント値は「１」となる。次いで、フラグ
が「１」となっているか否か、即ち、目標カウント値Ｃ
■に達したか否かが判断され（手順Ｓｉｔ）　、達して
いない場合、処理は手順Ｓ。に戻？。このように、手順
３４３〜Ｓ４’ｌの処理が繰返される． 上記の処理の繰返しにおいて、手順Ｓ４３で、（ｑ＝ｃ
ｓ＋）と判断されたとき、即ち、カウント値ｑが目標カ
ウント値Ｃ■に達したと判断されたとき、そのアドレス
の値が「１」とされる｛手順Ｓ　４８）。そして、第１
０図に示す手順Ｓ４における目標カウント値の処理数、
即ち、Ｃ■，Ｃ，２の２つの処理数の処理が終了したか
否かが判断され（手順Ｓ４９）　、終了していない場合
には次の目標カウント値Ｃ．を設定するためｉに１を加
えてｉ＝２とし（手順Ｓ，。）、フラグは「１」とされ
る（手順Ｓｓ＋）−そして、手順Ｓ４’ｌでフラグがｒ
Ｎであることを確認し、フラグをＯに戻した後（手順Ｓ
ｓ！）、処理は手順ＳａＺに戻り、次の目標カウント値
Ｃ，ｔが読込まれる。

以上の処理が繰返され、最後の目標カウント値Ｃ１に対
するビットがｒｌＪとされたとき、すべての処理が終了
する。これにより、タイミング処理用メモリ２２ａのデ
ータにおいて、各目標カウ？Ｈｉｔに対するビットは「
１」、それ以外のビットは「０」とされる。

（Ｉｆ）ゲートタイ逅ング信号を発生させる動作上記（
１）の動作によりタイξング処理用メモリ２２ａにはカ
ウント値Ｃ■，Ｃ，２に対応す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旦ング信号を発生させ
るには、以下の処理が実行される。

まず、アドレスカウンタ２２ｂはタイミング回路８のタ
イミング信号と同期してタイミング処理用メモリ２２ａ
のアドレスをＡ　ｍ　（。》から順に指定してゆく。当
１亥アドレスが指定されると、そのアドレスのデータは
順次フリツプフロツプ回路２２Ｃに出力される。ところ
で、この出力されたデータのうち、最初の値「１」はカ
ウント値がＣ■に達した時点、即ちカウント開始から時
間ｔ■が経過したときに出力される．そして、この値「
１」の入力により、フリツプフロツプ回路２２ｃからは
、第８図（ｂ）に示す高レベル信号が出力される。この
高レベル信号は、カウント値Ｃ，！（時間？■）におい
てその次の値「ｌ」がタイもング処理用メモリ２２ａか
ら出力されることにより低レベルに戻される．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パレータ２３ｅ．２３ｆ
に出力され、そのゲート期間、コンパレータ２３ｅ．２
３ｆ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
明したタイミング処理用メモリ２２ａへのデータの格納
後、タイもング回路８からの周期Ｔ．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．トリガ信号の周期Ｔ．は被検査物体ｌ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Ｔｏはこれらを考慮して決定される。

タイξング回路８のトリガ信号により送信部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τ，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チ回路２３ｃ
，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、最大値検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，１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，
２３ｆが作動状態となり、コンバレータ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、コンバレータ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Ｄｄとの間に、ＤＣ≧Ｄ４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はコンバレータ２３ｆ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２３ｃ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２３
ｄ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の最大値ｙＰ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ＣＰｔＪ１０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。

（■）欠陥位置検出動作 上記（ＩＩ［）で述べたように、コンバレータ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路２
３ａにも出力される。ラッチ回路２３ａはコンパレータ
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７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増大してゆくが、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ｙ，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｛Ｉ！！ｙ　ｒに対応するアドレス
値ＡＰ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ｌ９は次式により求められる。

１ １ｇ　＝一・τ。・■，・ＡＰ　　　・・・・・・・・
・　（３）２ （■）しきい値ｙ０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
ズ戒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のゲートレベルキー１９ｄ、数値キー
１９ａ、小数点用キー１９ｂおよびセットキー１９ｇに
ょり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
ゲートタイ逅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エコー信号デ
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２３
ｃ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ップフロップ回
路２３ｇに出力する．これにより、フリップフロツプ回
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、本実施例の構或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
最大値が発住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を各サンプリングと対応
ずるアドレスを有する記憶部の相当するアドレスに格納
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深傷器のブロック
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ｇ！１面図、第７図は第６図に示す被検
査物体のエコーイε号の波形図、第８図（ａ）．（ｂ）
．（Ｃ）．（ｄ）．（６），　　（ｆ）は第ｌ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
タイξング処理用メモリの内容説明図、第１０図および
第１１図は第１図に示すゲート回路の動作を説明するフ
ローチャート、第１２図は従来の超音波深傷器のブロッ
ク図、第１３図（ａ），（ｂ）はエコー信号波形図、第
１４図は第１２図に示す波形メモリの内容説明図、第１
５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・・・・・・・・・ｃｐｕ，１９・・・・・
・・・・キーボード入力部、２０・・・・・・・・・Ｒ
ＯＭ，２１・・・・・・・・・ゲート回路、２２・・・
・・・・・・ゲート信号発生回路、２２ａ・・・・・・
・・・タイξング処理用メモリ、２２ｂ・・・・・・・
・・アドレスカウンタ、２２ｃ・・・・・・・・・フリ
ツブフロツプ回路、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 ヒ 第 ４ 図 ８ 」 第 ５ 図 ２３ 第 ６ 図 第 ７ 図 第 ８ 図 第 ９ 図 第１０図 第１１図 「 口 第１３図 Ｔ Ｓ Ｆ Ｂ Ｂｓ （ｂ） ７ｓ

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
   の任意の時間範囲を設定する設定手段と、前記サンプリ
   ング周期の各サンプリングと対応したアドレスを有する
   記憶部と、前記設定手段により設定された時間範囲の開
   始時間および終了時間を定めるデータを前記記憶部のア
   ドレスに対応させるアドレス選択手段と、前記記憶部の
   各アドレスに格納されたデータ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
   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。