JPH0324623B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0324623B2
JPH0324623B2 JP57099005A JP9900582A JPH0324623B2 JP H0324623 B2 JPH0324623 B2 JP H0324623B2 JP 57099005 A JP57099005 A JP 57099005A JP 9900582 A JP9900582 A JP 9900582A JP H0324623 B2 JPH0324623 B2 JP H0324623B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
point
flaw detection
center
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57099005A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58215553A (ja
Inventor
Kuniharu Uchida
Ichiro Furumura
Satoshi Nagai
Taiji Hirasawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57099005A priority Critical patent/JPS58215553A/ja
Publication of JPS58215553A publication Critical patent/JPS58215553A/ja
Publication of JPH0324623B2 publication Critical patent/JPH0324623B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/38—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by time filtering, e.g. using time gates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0618—Display arrangements, e.g. colour displays synchronised with scanning, e.g. in real-time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0645—Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4463—Signal correction, e.g. distance amplitude correction [DAC], distance gain size [DGS], noise filtering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/056—Angular incidence, angular propagation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、超音波を用いて金属材料や非金属
材料等の被検査材内部の欠陥位置を検出する電子
走査型超音波探傷装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
金属材料や非金属材料の内部を検査する方法と
して、従来より超音波を用いた超音波探傷方法が
一般に利用されている。また人体等の医療診断技
術としても超音波探傷法が適用されている。この
ような超音波探傷法に用いる超音波探傷装置は、
第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄに示すように、超音波受波
用の複数個の振動子群からなるアレイ型探触子１
を用い、これらの振動子による超音波送波および
受波タイミングを電子的に制御する機構を備えて
いる。このような探傷法を一般に電子走査法とい
うが、この電子走査法には、第１図ａに示すよう
に超音波送受信用の複数個の振動子群を順次切換
えながら超音波ビーム２を被探傷材３上で直線状
に走査する直線走査法と、第１図ｃに示すように
複数個の振動子群による超音波送受用タイミング
を順次変更しながら超音波ビーム２を被探傷材３
の内部に扇形状に走査させる扇形走査法とがあ
る。そして被探傷材３中の欠陥４が、それぞれ第
１図ｂおよびｄに示すように陰極線管（CRT）
５上の欠陥像６としてＢスコープ表示される。
〔背景技術の問題点〕
第２ａ，ｂ，ｃ図は、上述した従来の扇形走査
法における被探傷材３内部の探傷方法を説明する
ための図である。
扇形走査法では、第２図ａに示したように超音
波送信時および受信時に超音波を集束させつつ探
傷する場合と超音波を集束させないで探傷する場
合とがある。ここで、超音波を電子制御により集
束させた場合の主ビーム方向７と、超音波を電子
制御により平行させた場合の主ビーム方向８とで
は、超音波の主ビームの送受波点がＡとＣのよう
に幾何学的に異なつてくる。したがつて、超音波
ビームの送受波点をアレイ型探触子１の略中央点
Ｃに設定し被探傷材３の内部の欠陥４を集束ビー
ムを用いて探傷すると、断面画像（Ｂスコープ表
示）の欠陥像６は実際の欠陥４の存在位置とは異
なつた位置にあらわれる。すなわち第２図ｂに示
すように、欠陥４がアレイ型探触子１の中央点Ｃ
から角θ1および角θ2の位置にあつた場合に、第２
図ｃに示すように、欠陥像６は角θ1およびθ2とは
異なる角θ1′およびθ2′の位置に表示される。その
ため被探傷材料間の欠陥位置が精度よく標定でき
ないという問題点があつた。
上記問題点を、上記２つの点Ｃ、Ａ、即ち、物
理振動子の開口中心Ｃと論理的な開口中心Ａとの
関係において、第８図を参照しながら詳細に説明
する。
基本的には、アレイ型探触子１の送受波点は、
通常の単一振動子の場合と同様に探触子の中心で
あり、超音波ビームの中心と一致する。しかし、
これはアレイ型探触子１の個々の振動子９，９を
同時に励振して探触子面と垂直な方向に超音波ビ
ーム２を形成した場合にのみ成り立つ。この場合
には、電子走査法の超音波ビーム制御における論
理的な振動子面と、実際に超音波を送受信する物
理振動子面とが一致しているからである。
この第８図からわかるように、論理的な振動子
面（Ｅ−Ｇ）の開口中心は、焦点Ｆから２点Ｅ、
Ｇを臨んだ角度γを２等分する線Ｌ上におけるＡ
点であるのがわかる。この中心Ａは当然Ｃ点とは
ずれている。叙上のことは、本発明者らが、従来
の探傷方法における精度の向上を目ざそうとして
独自に知得するに至つたことがらである。而し
て、従来は、上記中心Ｃを基準として傷の位置を
表示するようにしていたので、その表示位置に誤
差が生じるのが避けられなかつた。
しかしながら、アレイ型探触子１により超音波
ビーム２の集束・偏向制御を行う場合には、第８
図に示すように、論理的な振動子面は、物理振動
子面の開口中心Ｃを通りかつ集束点Ｆより物理振
動子の開口ａを見込む角度γの範囲で前記集束点
Ｆを中心とする円弧Ｅ−Ｇとなつている。つま
り、従来の電子走査型超音波探傷においては、集
束点Ｆと物理振動子面の任意の点ｉ（アレイ振動
子の個々の中心点）とを通る直線が論理的な振動
子面Ｅ−Ｇと交わる交点ｊと、前記物理振動子面
の点ｉとの距離差に相当する遅延時間制御を、ア
レイ振動子９，９，…の個々について、超音波送
受信時に行つている。
即ち、超音波の送受波点を探触子の開口中心Ｃ
として欠陥探傷を行つた場合、前記超音波ビーム
の中心軸（論理的な振動子面の開口中心Ａから集
束点Ｆを通る直線）により検出した欠陥は、探触
子中心Ｃから集束点Ｆを通る直線上に標定される
ことになり、集束点Ｆ近傍以外では正しい結果が
得られないことになる。しかも、超音波探傷によ
り欠陥位置を決定する場合、探触子位置（送受波
点）と超音波ビームの方向及び欠陥エコーの位置
（ビーム路程）とにより算出することから、高精
度に欠陥位置を求めるには、正確な送受波点及び
超音波ビーム方向を知る必要がある。
また、一般の超音波探傷技術における標準試験
片に基づいた較正により探触子の送受波点Ａ及び
超音波ビーム方向φを補正することも考えられ
る。しかしながら、これら送受波点Ａ及びビーム
方向φは探触子寸法及び集束点Ｆによつてことご
とく変化する。このため、探傷条件が変わる毎に
長時間かけて較正しなければならず、非現実的で
ある。しかも、電子走査法による超音波探傷のリ
アルタイム性の長所を損なつてしまうことにもな
る。この様に、従来の電子走査法では高精度な探
傷ができなかつたが、それは、理論的超音波送受
波点Ａが探触子の物理的開口中心Ｃと異なつてい
ることに起因することを本発明者らが知得するに
至つた。
〔発明の目的〕
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、被探傷材の内部の情報を正確に検出し、被探
探材料の内部の欠陥位置を高精度に知ることがで
きるようにした電子走査型超音波探傷方法を提供
することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、この発明では超音波
主ビームの偏向角度と送受波点を、あらかじめ設
定された超音波ビーム集束距離、偏向角度および
アレイ型探触子の開口寸法を用いて求めることを
第一の特徴とする。また、前記超音波ビームの偏
向角度と送波点を求めるにあたり、アレイ型探触
子を構成する一振動子の送受波指向性を含めて求
めることを第２の特徴とし、さらに被探傷材内の
超音波ビームの減衰を含めることを第３の特徴と
する。また、超音波の集束深さ距離をｌとし、ア
レイ型探触子の開口寸法をａとし主ビームの偏向
角度をとした時、超音波主ビームの送受波点を
開口寸法ａの中央より、（ａ cos）2／4lだけ被
探傷材表面より離れた点に仮想することを第４の
特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
第３図は、この発明の方法を実施するための電
子走査型超音波探傷装置の一構成例を示すもので
ある。アレイ型探触子１はｎ個の超音波振動子９
からなる。これらの超音波振動子９はそれぞれ送
信パルスを発生するｎ個の超音波送信器１０に結
合されており、この超音波送信器１０は送信遅延
設定器１１からの送信パルス発生用トリガ信号に
よつてｎ個全部あるいは数個の送信器が選定され
てそれぞれの対応する超音波振動子９へ送信パル
スを送り、これに応答して超音波振動子９が超音
波を送波するように構成されている。
一方、超音波振動子９は可逆性を有しており、
圧力変化に応じて電気信号を発生することもでき
る。このように超音波振動子９は、受信機能をも
有しているので、それぞれの超音波振動子９で検
出した受信信号は、それぞれ対応するｎ個の超音
波受信器１２によつて増幅された後、それぞれに
対応するｎ個のＡ／Ｄ変換器１３へ入力される。
このＡ／Ｄ変換器１３は超音波受信信号を高速
でデジタル変換するものであり、受信波形を忠実
にデイジタル量に変換することができる。また
Ａ／Ｄ変換器１３には、受信信号のデイジタル変
換開始用トリガ信号が受信遅延設定器１４からそ
れぞれ供給されている。このトリガ信号を受けた
ｎ個全部あるいは一部のＡ／Ｄ変換器１３はトリ
ガ信号の入力時点に同期して超音波受信波形がデ
イジタル信号波形化される。
信号制御器１５は、受信遅延設定１４、送信遅
延設定器１１に対して超音波受信にかかわる振動
子群と送信にかかわる振動子群を選択し、あらか
じめ設定された超音波ビームの送波および受波方
向、および焦点距離に応じたトリガ信号出力のタ
イミングを与える。
また、各Ａ／Ｄ変換器１３の出力は、加算メモ
リ１６に波形加算されて記憶される。すなわち
Ａ／Ｄ変換器１３に一担保持された超音波受信信
号のデイジタル波形は、デイジタル信号波形化時
点をそろえて各超音波振動子９による受信信号が
デイジタル加算されて記憶されることになる。こ
れらの操作は、信号制御器１５によつて制御され
ている。加算メモリ１６の加算された受信波形
は、信号処理器１７に入力される。
信号処理器１７は、あらかじめ設定された超音
波の送波および受波時の超音波集束距離と偏向角
度と開口寸法との三つについての信号を信号制御
器１５から受け、それらを用いて、送波および受
波の超音波主ビームの偏向角度と送受波点を演算
して求め、Ｂスコープ表示の画像掃引の起点と方
向を定め、Ｂスコープ表示器１８へ出力してい
る。また、信号処理器１７は前記受信波形の大き
さに従い画像掃引に輝度変調をかける。この輝度
変調の信号は加算メモリー１６からの加算受信波
形を検波した検波波形に、信号処理器１７で設定
された信号弁別レベルを付し、この信号弁別レベ
ルを越える波形の大きさに応じて信号処理器１７
内で作られる。
このようにして、第３図に示した超音波探傷装
置は、送信および受信用の超音波振動子の選定や
変更、主ビーム方向の変更および焦点距離の変更
毎に繰り返して上述の操作を行う。
次に第３図に示した超音波探傷装置の動作説明
図である第４図、第５図、第６図および第７図を
参照しつつ、本実施例に係る超音波探傷方法につ
いて説明する。
超音波の送信と受信とが同一のアレイ型探触子
１によつて行われている場合について説明する
と、超音波ビーム２を被探傷材３のＦ点に集束さ
せる場合には、アレイ型探触子１の送受信用振動
子群の略中央点Ｃから角度θで超音波ビーム２が
送受波されるように超音波の送受信用遅延トリガ
信号出力の時間タイミングを設定する。この時間
タイミングは、送信遅延設定器１１および受信遅
延設定器１４に設定する。しかし、Ｆ点に対する
主ビーム方向は、Ｆ点からアレイ型探触子１を見
込む角γの二等分角の方向となるため、アレイ型
探触子１上に示したＡ点が主ビームの送受波点と
なる。またビーム偏向角もθと異なつたとなつ
ている。ここでＡ点とＣ点との間の距離と主
ビームの偏向角とをアレイ型探触子１の開口寸
法と被探傷材３の表面からＥ点までの距離ｌとに
よつて表わすと次のようになる。
＝１／２〔tan-1（tanθ＋ａ／2l）＋tan-1（tan
θ−ａ／2l）〕…(2) したがつて、処号処理１７は(1)式および(2)式を演
算して、およびを算出し、Ｂスコープ表示
器１８上の画像掃引の起点と掃引方向を与えるこ
とができる。このようにして信号処理器１７は、
超音波ビーム２を設定集束距離ｌおよび設定偏向
角度θに応じて補正したことになる。
次に前記超音波の集束距離ｌがａ／2l＜１の時
には次のように(1)式が簡略化される。
≒a2／8lsin（2） …(3) 第５図に示すように点Ｃから被探傷材３の表面
に垂直に立てた直線と直線FAの延長線との交点
をＤとすれば、距離は次式で示される。
＝／tan＝a2／4lcos …(4) したがつて、上記(4)式よりＢスコープ表示器１
８上の画像掃引の起点は点Ｄを仮想点として与え
ればよいということになり、ａ cos＝一定で
探傷した場合には、信号処理器１７の演算処理が
簡単になるという利点がある。また、ａ cos
＝一定という条件で探傷した場合は、被探傷材３
へ入射した時の主ビーム偏向方向と直交した面で
超音波ビーム２の入射幅が常に一定であるという
ことを意味するので、超音波主ビームの偏向角
によらずほぼ一定の音場特性曲線で評価すること
ができる。すなわちａ cos＝一定となるよう
にアレイ型探触子１の開口寸法ａを制御すること
により従来の超音波探傷法で適用されている超音
波の距離振幅補正曲線等の超音波振動子の寸法に
かかわる探傷特性の変化を超音波主ビームの偏向
角に応じて考慮する必要がないことを意味す
る。
なぜなら、超音波の距離振幅較正（補正）曲線
は、超音波振動子からの超音波ビームの特性（ビ
ームの広がり、距離振幅特性等）により探傷特性
の変化を補正するものであり、超音波振動子の開
口寸法及び超音波の波長に依存していることが理
論的・経験的に明らかにされており、探傷試験時
に探触子毎に距離振幅較正曲線をあらかじめ作成
し補正することが一般に行われている。
一方、アレイ型探触子を用いた電子走査型超音
波探傷方法では同一の探触子で種々の方向に超音
波ビームを走査させて探傷するが、この時実際の
開口寸法をａとした場合、超音波ビーム方向φか
ら見た時の探触子の見かけの開口寸法（ａ
cosφ）が超音波ビーム方向によつて変化するこ
とからその超音波ビーム特性もことごとく変化す
ることを示す。したがつて、高精度の探傷を実施
しようとした場合超音波ビーム方向毎の距離振幅
較正曲線を求めて補正しなければならないが、前
記見かけの開口寸法（ａ cosφ）が一定となる
ようにアレイ型探触子の作動する振動子の数を超
音波ビーム方向毎に制御すると、波長は変化しな
いことから超音波ビーム方向に係わり無く一定の
超音波ビーム特性が得られることになり、同一の
距離振幅較正曲線を使用して補正できることにな
り、容易に探傷装置の補正が可能である。
また、この発明の方法によれば超音波送受信用
振動子の一振動子による音場の指向性を考慮して
超音波ビームのＢスコープ表示器１８上の画像掃
引の起点と掃引方向とをビーム偏向角θと集束距
離ｌとに応じて設定できる。すなわち第４図に示
したようにアレイ型探触子１からの超音波主ビー
ム２の送受波点は幾何学的にはＣ点から移動する
が、この移動量すなわちが大きくなると、Ｆ
点への超音波ビーム入射強度が主ビーム方向FA
の左右で大きく異つてくるようになる。このため
以下に示すように予め一振動子の音場指向性を知
り解析的に見かけの主ビーム方向を演算し、画像
掃引の起点と方向とを設定することがこの発明に
より実施できる。
次にその方法について第６図に基づいて説明す
る。
Ｃ点からｉ番目の超音波振動子９(i)の左端まで
の距離をXi1、右端までの距離をXi2とし、音場計
算点ＲからＣ点までの距離をｒ、および音場計算
点Ｒから超音波振動子９(i)の中点までの距離を第
６図に示すようにrixとすると、この振動子９(i)の
音場指向性特性Eiは次式で示される。
Ei＝｜∫Xi2 Xi1Ai（ｘ）Ｖ（ｔ−ｒ／ｕ）
／ｒ・ej（ωt−krix）dx｜…(5) 但し ｕ；音速 ｋ＝2π／λ（λ；波長） ω；角振動数 ｔ；時間 Ai（ｘ）；ｉ番目の振動子感度特性 Ｖ（ｔ）；パルス波形 したがつてｎ個の振動子９による音場指向性特
性Ｅは、各振動子の送受信時の遅延時間をtiとす
れば、次に示す第(6)式のようになり、この第(6)式
から容易に音場指向性を求めることができる。
Ｅ＝｜o 〓 〓i=1 ∫Xi2 Xi1Ai（ｘ）Ｖ（ｔ−ｒ／ｕ−ti）／ｒej（ωt
−krix−ωti）dx｜…(6) なお、第(6)式中のtiはＣ点からの設定集束距離
ｌと設定偏向角度θを与えることによつて、幾何
学的位置関係と被探傷材３の音速から容易に定め
られる。また、AiおよびＶは実験的に求めること
ができ、送波時と受波時で同一の値であるとして
も良い。
第(6)式の計算値を模式的に示せば、第７図のよ
うに示され、開口寸法ａの中央点Ｃからの半径ｒ
をrAおよびrBに変えて計算した場合に曲線１９の
RA点とRB点にそれぞれ最大音圧を生じることと
なり、このRA点とRB点を結ぶ線が主ビームの方
向となる。また、RA点とRB点の延長線がアレイ
型探触子１と交差する点Ａが主ビームの送受波点
となる。さらに、この発明の方法によれば、９(i)
の振動子の感度特性Ai（ｘ）に、超音波が被探傷
材３中を伝播する間の減衰の影響を含ませ、Ai、
（Ｘ、rix）とすることにより、超音波ビームの距
離減衰特性の影響を考慮した主ビームの偏向角度
と送受波点が求められる。
以上説明した実施例では、超音波の被探傷材３
中の主ビーム伝搬方向を画像表示させる場合につ
いて説明したが、逆に個々の振動子の送信パルス
波の強さおよび受信時の増幅度を異ならせること
によつて超音波の探傷材３中の主ビーム方向と起
点とを選定するようにすることも可能である。こ
れにより、超音波の主ビーム方向の起点を一定点
に与え、かつ所望の方向に精度よく超音波の送受
が可能となる。このような方法は、単に送信パル
ス電圧と受信増幅度とを個々の振動子に対応させ
て制御し得る構成とすることによつて簡単に実現
できる。
なお、上述の説明においては超音波の受信信号
波形を高速アナログ・デイジタル変換し、デイジ
タル量で波形の加算を行うようにした場合につい
て説明したが、CCD（Cbarge Coupled Device）
や遅延線等を用いたアナログ量での波形加算をお
こなうようにしても同様に実現できることは言う
までもない。
〔発明の効果〕
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、
この発明によれば超音波主ビームの偏向角度と送
受波点を、予め設定された集束距離および偏向角
度に応じて補正して求めるように構成するように
したので、超音波反射源の位置を正確に検出する
ことができるという利点がある。
また、超音波ビームの集束点を被探傷材上の超
音波振動子の位置から一定の深さに設定した場合
には、超音波を送受するアレイ型探触子の開口寸
法を主ビームの偏向角度に伴い変更することによ
り、超音波主ビームの偏向角によらずビーム起点
を特定点に仮想することができるという利点もあ
る。この場合には超音波ビームの距離減衰特性を
特定化することができるため、信号処理が簡略化
されるという利点もある。
さらに、超音波振動子の音場指向性特性を用い
てアレイ型探触子の音場指向性を予め設定された
超音波ビーム偏向方向と焦点距離とから求めるこ
とにより、実際の超音波ビーム方向を求めること
ができるため、より高精度の画像表示が可能とな
る。
さらにまた、超音波ビームの減衰特性を考慮す
ることにより、さらに精度の高い画像表示ができ
被探傷材の反射源位置の標定能力が格段に向上す
るという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは従来の電子走査型超音
波探傷法を説明する図、第２図ａ，ｂ，ｃは従来
の方法によるＢスコープ表示の欠点を説明する
図、第３図乃至第７図は本発明の実施例に係る電
子走査型超音波探傷法を説明するための図であ
り、第３図は電子走査型超音波探傷装置の構成
図、第４図は主ビームの角度と主ビームの送受波
点を説明する図、第５図はアレイ型探触子の開口
寸法制御を説明する図、第６図は探触子の指向性
の計算を説明する図、第７図は探触子指向性から
主ビーム偏向角度と主ビームの送受波点を求める
方法を説明する図、第８図は従来の装置の超音波
ビームを説明する図である。 １…アレイ型探触子、２…超音波ビーム、３…
被探傷材、４…欠陥、５…CRT、６…欠陥像、
７…集束された超音波の主ビーム方向、８…平行
な超音波の主ビーム方向、９…振動子、１０…超
音波送信器、１１…送信遅延設定器、１２…超音
波受信器、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…受信遅延
設定器、１５…信号制御器、１６…加算メモリ
ー、１７…信号処理器、１８…Ｂスコープ表示
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の超音波振動子からなるアレイ型探触子
    の各振動子による超音波の送波および受波のタイ
    ミングを電子的に制御し、被検査材を探傷する電
    子走査型超音波探傷装置において、 超音波の送波及び受波時における超音波ビーム
    の集束点Ｆの被探傷材表面からの距離１と；前記
    集束点Ｆから前記探触子の物理的開口中心点Ｃを
    望む角度θと；アレイ型探触子の開口寸法ａと；
    から、前記超音波ビームの理論的開口中心Ａの位
    置と、前記中心Ａと集束点Ｆとを結ぶ直線が前記
    中心Ａにおいてなす超音波ビーム偏向角度φと、 を求める演算手段と、 前記理論的開口中心Ａと前記偏向角度φとに基
    づいて探傷結果を出力する探傷結果出力手段と、 を備えることを特徴とする電子走査型超音波探傷
    装置。 ２ 複数の超音波振動子からなるアレイ型探触子
    の各振動子による超音波の送波および受波のタイ
    ミングを電子的に制御し、被検査材を探傷する電
    子走査型超音波探傷装置において、 超音波の送波及び受波時における超音波ビーム
    の集束点Ｆの被探傷材表面からの距離１；と前記
    集束点Ｆから前記探傷子の物理的開口中心点Ｃを
    望む角度θと；アレイ型探触子の開口寸法ａと；
    から、前記超音波ビームの理論的開口中心Ａの位
    置と、前記中心Ａと集束点Ｆとを結ぶ直線が前記
    中心Ａにおいてなす超音波ビーム偏向角度φとを
    求めると共に、前記距離１と前記開口寸法ａと前
    記偏向角度φとから仮想の画像掃引起点Ｄが、前
    記開口寸法ａの略中央において被探傷材の表面相
    当位置から離れる距離を（ａ cosφ）2／41として算 出する演算手段と、 前記仮想の画像掃引起点Ｄを掃引起点として探
    傷結果をＢスコープ表示する表示手段と、 を備えることを特徴とする電子走査型超音波探傷
    装置。
JP57099005A 1982-06-09 1982-06-09 電子走査型超音波探傷装置 Granted JPS58215553A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57099005A JPS58215553A (ja) 1982-06-09 1982-06-09 電子走査型超音波探傷装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57099005A JPS58215553A (ja) 1982-06-09 1982-06-09 電子走査型超音波探傷装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58215553A JPS58215553A (ja) 1983-12-15
JPH0324623B2 true JPH0324623B2 (ja) 1991-04-03

Family

ID=14234901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57099005A Granted JPS58215553A (ja) 1982-06-09 1982-06-09 電子走査型超音波探傷装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58215553A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58215553A (ja) 1983-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0566324A1 (en) Ultrasound imaging system with improved dynamic focusing
JPS599555A (ja) 超音波探傷装置
US11408861B2 (en) Transducer and transducer arrangement for ultrasonic probe systems, ultrasonic probe system and inspection method
GB2153075A (en) The measurement of wall thicknesses by means of ultrasound pulses
EP0212899A2 (en) Ultrasonic testing of materials
JPH03500454A (ja) 人為構造を除外した超音波反射伝送映像化方法および装置
JP4633268B2 (ja) 超音波探傷装置
JPH0619341B2 (ja) 電子走査型超音波探傷装置
JPH0324623B2 (ja)
JP2501488B2 (ja) 管体の超音波探傷法
JPH0334588B2 (ja)
JPH04200539A (ja) 超音波探触子及び血流測定装置
JPS6014166A (ja) 超音波探傷方法及びその装置
JPH069561B2 (ja) 超音波診断装置
JP2612890B2 (ja) 超音波探傷方法
JPS61253458A (ja) 超音波探傷方法
JPS58131560A (ja) 超音波探傷方法
JPS6356946B2 (ja)
JPS5960354A (ja) 超音波探傷装置
JPS597260A (ja) 超音波探傷方法および装置
JPS5830050B2 (ja) 超音波映像装置
JPS62112059A (ja) 超音波探傷装置
JPS6130762A (ja) 超音波探傷方法及びその装置
JPS58106455A (ja) 超音波探傷装置
JPH0565821B2 (ja)