JPH037904B2 - - Google Patents
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- JPH037904B2 JPH037904B2 JP59123844A JP12384484A JPH037904B2 JP H037904 B2 JPH037904 B2 JP H037904B2 JP 59123844 A JP59123844 A JP 59123844A JP 12384484 A JP12384484 A JP 12384484A JP H037904 B2 JPH037904 B2 JP H037904B2
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- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 19
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 6
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-
- 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
- G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
-
- G—PHYSICS
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、表面付近に欠陥があつては強度的に
不都合な部材の欠陥探傷や非常に薄い材料の内部
探傷に活用される超音波を利用した表層欠陥の検
出方法及びその装置に関する。
不都合な部材の欠陥探傷や非常に薄い材料の内部
探傷に活用される超音波を利用した表層欠陥の検
出方法及びその装置に関する。
従来、被検体の表面の極く近い部分に存在する
欠陥の、超音波による検出方法としては次に述べ
る三つの方法が一般的であつた。
欠陥の、超音波による検出方法としては次に述べ
る三つの方法が一般的であつた。
(1) 第１の方法は、第１図に示すように垂直探触
子１を遅延材２を介して被検体３上に配置し、
被検体３に内在する欠陥４に向つて垂直探触子
１から超音波ビーム５を投射し、欠陥４におい
て生じる欠陥エコー６をとらえようとするもの
である。なお、同第１図において７は表面エコ
ーを示している。
子１を遅延材２を介して被検体３上に配置し、
被検体３に内在する欠陥４に向つて垂直探触子
１から超音波ビーム５を投射し、欠陥４におい
て生じる欠陥エコー６をとらえようとするもの
である。なお、同第１図において７は表面エコ
ーを示している。
この方法によると第２図に示すよに、エコー
高さPsで示す表面エコー７に対して遅延材２
の路程分だけエコー高さPfで示す欠陥エコー
６が分離されるが、欠陥４の位置が被検体３の
表面にきわめて近い場合には第２図に示す表面
エコー７と欠陥エコー６とが重なつてしまい、
それ故第１図に示す欠陥４の被検体３の表面か
らの距離すなわち欠陥深さ、及び被検体３の大
きさ例えば幅寸法等を検出することができな
い。
高さPsで示す表面エコー７に対して遅延材２
の路程分だけエコー高さPfで示す欠陥エコー
６が分離されるが、欠陥４の位置が被検体３の
表面にきわめて近い場合には第２図に示す表面
エコー７と欠陥エコー６とが重なつてしまい、
それ故第１図に示す欠陥４の被検体３の表面か
らの距離すなわち欠陥深さ、及び被検体３の大
きさ例えば幅寸法等を検出することができな
い。
なお、エコーの分解能を上げるために超音波
ビーム５の周波数を例えば20MHzという高周波
にすることが考えられるが、この場合でも探傷
可能な欠陥深さは1.5mm付近までであり、それ
より小さいものにあつては第３図に例示する表
面エコー７と欠陥エコー６とを分離することが
できず、検出不能となる。
ビーム５の周波数を例えば20MHzという高周波
にすることが考えられるが、この場合でも探傷
可能な欠陥深さは1.5mm付近までであり、それ
より小さいものにあつては第３図に例示する表
面エコー７と欠陥エコー６とを分離することが
できず、検出不能となる。
(2) 第２の方法は第３図に示すように、表面波探
触子８を被検体３上に配置し、被検体３に内在
する欠陥４に向つて超音波ビームを投射し、表
面波９の欠陥エコーによつて欠陥４の有無を検
出するものである。
触子８を被検体３上に配置し、被検体３に内在
する欠陥４に向つて超音波ビームを投射し、表
面波９の欠陥エコーによつて欠陥４の有無を検
出するものである。
しかし、この方法にあつては欠陥４の有無を
検出することはできるものの、欠陥４の大きさ
や上述した欠陥深さは検出することができな
い。
検出することはできるものの、欠陥４の大きさ
や上述した欠陥深さは検出することができな
い。
(3) 第３の方法は超音波顕微鏡による方法である
が、この方法は検出原理から明らかなように、
探傷可能な欠陥は表面からたかだか数μｍ程度
の部分にあるものに限られる。
が、この方法は検出原理から明らかなように、
探傷可能な欠陥は表面からたかだか数μｍ程度
の部分にあるものに限られる。
本発明は、このような従来技術における実情に
鑑みてなされたもので、その目的は、被検体の表
面から数μｍ以上1.5mm以下の位置に存在する欠
陥を含む表層欠陥を良好に検出することができる
表層欠陥の検出方法及びその装置を提供すること
にある。
鑑みてなされたもので、その目的は、被検体の表
面から数μｍ以上1.5mm以下の位置に存在する欠
陥を含む表層欠陥を良好に検出することができる
表層欠陥の検出方法及びその装置を提供すること
にある。
本発明は、この目的を達成するために、被検体
の表面近くに存在する欠陥に超音波ビームを投射
することによつて得られる欠陥エコーと表面エコ
ーの合成エコーのエコー高さが、欠陥エコーと表
面エコーの位相差に関係していることに着目し、
合成エコーのエコー高さに基づいて欠陥深さや欠
陥の大きさを検知するものであり、そしてその検
出方法は、被検体の表面に超音波ビームを投射し
て表面エコーを求めるとともに、被検体の表面付
近に存在する欠陥に対して超音波ビームを投射し
て表面エコーと欠陥エコーと合成エコーを求め、
しかも合成エコー及び上述の表面エコーを超音波
ビームの周波数を異ならせてそれぞれ求め、これ
らの合成エコー及び表面エコーのエコー高さと、
欠陥の被検体の表面からの距離すなわち欠陥深さ
及び欠陥の大きさとの相関関係から、欠陥深さ及
び欠陥の大きさを検出する構成にしてある。
の表面近くに存在する欠陥に超音波ビームを投射
することによつて得られる欠陥エコーと表面エコ
ーの合成エコーのエコー高さが、欠陥エコーと表
面エコーの位相差に関係していることに着目し、
合成エコーのエコー高さに基づいて欠陥深さや欠
陥の大きさを検知するものであり、そしてその検
出方法は、被検体の表面に超音波ビームを投射し
て表面エコーを求めるとともに、被検体の表面付
近に存在する欠陥に対して超音波ビームを投射し
て表面エコーと欠陥エコーと合成エコーを求め、
しかも合成エコー及び上述の表面エコーを超音波
ビームの周波数を異ならせてそれぞれ求め、これ
らの合成エコー及び表面エコーのエコー高さと、
欠陥の被検体の表面からの距離すなわち欠陥深さ
及び欠陥の大きさとの相関関係から、欠陥深さ及
び欠陥の大きさを検出する構成にしてある。
また、この検出方法に使用する検出装置は、被
検体の表面に配置される探触子と、この探触子に
接続され、超音波ビームを投射させる信号を探触
子に送信する送信部及び反射エコーに相応する信
号を探触子から受信する受信部と、送信部に接続
され、種類の異なる複数の周波数のそれぞれに設
定可能な周波数変換部と、受信部で受信された表
面エコー及び合成エコーを周波数の種類に関連さ
せて記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された
表面エコー及び合成エコーのエコー高さに基づい
て欠陥深さ及び欠陥の大きさを演算する演算部と
を備えた構成にしてある。
検体の表面に配置される探触子と、この探触子に
接続され、超音波ビームを投射させる信号を探触
子に送信する送信部及び反射エコーに相応する信
号を探触子から受信する受信部と、送信部に接続
され、種類の異なる複数の周波数のそれぞれに設
定可能な周波数変換部と、受信部で受信された表
面エコー及び合成エコーを周波数の種類に関連さ
せて記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された
表面エコー及び合成エコーのエコー高さに基づい
て欠陥深さ及び欠陥の大きさを演算する演算部と
を備えた構成にしてある。
以下、本発明を図に基づいて説明する。第４図
は本発明の表層欠陥の検出方法に使用される検出
装置の一実施例を示す説明図である。はじめに、
この第４図によつて検出装置の一実施例について
述べ、次に検出方法の一実施例について述べる。
は本発明の表層欠陥の検出方法に使用される検出
装置の一実施例を示す説明図である。はじめに、
この第４図によつて検出装置の一実施例について
述べ、次に検出方法の一実施例について述べる。
第４図において、１は垂直探触子、２は遅延
材、３は被検体、４は被検体３に内在する欠陥、
５は超音波ビーム、６は欠陥エコー、７は表面エ
コーで、これらは前述の第１図に示すものと同等
である。１０，１１は垂直探触子１に接続した受
信部、送信部で、受信部１０は反射エコーに相応
する信号を探触子１から受信し、受信部１１は超
音波ビーム５を投射させる信号を垂直探触子１に
送信する。１２は送信部１１に接続した周波数変
換部で、種類の異なる複数の周波数をそれぞれ設
定可能になつている。１３は周波数変換部１２に
接続した演算制御部で、後述するように表面エコ
ー７のエコー高さPs及び表面エコー７と欠陥エ
コー６の合成エコーのエコー高さPhに基づいて
欠陥４の欠陥深さＨ、及び欠陥４の大きさ例えば
欠陥幅ｄを求める演算をおこなう演算機能と、各
種の制御機能を備えている。このような演算制御
部１３はマイクロコンピユータで構成することが
できる。１４は受信部１０に接続した増幅部で、
受信部１０に受信された信号を増幅する。１５は
増幅部１４及び演算制御部１３に接続した記憶部
で、受信部１０に受信された表面エコー７のエコ
ー高さPsや、表面エコー７と欠陥エコー６との
合成エコーのエコー高さPh等のデータ、及び制
御プログラム等を記憶する。１６は演算制御部１
３及び記憶部１５に接続した入力部で、例えば周
波数を指示するキーボードからなつている。１７
は演算制御部１３及び記憶部１５に接続した出力
部で、例えばブラウン管を表示する表示装置から
なつている。
材、３は被検体、４は被検体３に内在する欠陥、
５は超音波ビーム、６は欠陥エコー、７は表面エ
コーで、これらは前述の第１図に示すものと同等
である。１０，１１は垂直探触子１に接続した受
信部、送信部で、受信部１０は反射エコーに相応
する信号を探触子１から受信し、受信部１１は超
音波ビーム５を投射させる信号を垂直探触子１に
送信する。１２は送信部１１に接続した周波数変
換部で、種類の異なる複数の周波数をそれぞれ設
定可能になつている。１３は周波数変換部１２に
接続した演算制御部で、後述するように表面エコ
ー７のエコー高さPs及び表面エコー７と欠陥エ
コー６の合成エコーのエコー高さPhに基づいて
欠陥４の欠陥深さＨ、及び欠陥４の大きさ例えば
欠陥幅ｄを求める演算をおこなう演算機能と、各
種の制御機能を備えている。このような演算制御
部１３はマイクロコンピユータで構成することが
できる。１４は受信部１０に接続した増幅部で、
受信部１０に受信された信号を増幅する。１５は
増幅部１４及び演算制御部１３に接続した記憶部
で、受信部１０に受信された表面エコー７のエコ
ー高さPsや、表面エコー７と欠陥エコー６との
合成エコーのエコー高さPh等のデータ、及び制
御プログラム等を記憶する。１６は演算制御部１
３及び記憶部１５に接続した入力部で、例えば周
波数を指示するキーボードからなつている。１７
は演算制御部１３及び記憶部１５に接続した出力
部で、例えばブラウン管を表示する表示装置から
なつている。
次に、この第４図に示す検出装置を使用してお
こなわれる検出方法の一実施例について述べる。
こなわれる検出方法の一実施例について述べる。
まず、第４図の位置Ａで示すように、被検体３
の表面に遅延材２を介して垂直探触子１を配置す
る。この位置Ａ部分の被検体３の表層には欠陥４
が存在しないものとする。そして、入力部１６を
操作して周波数を例えば3MHzに指示する。この
3MHzに相当する信号は演算制御部１３を介して
周波数変換部１２に送られるとともに、記憶部１
５に送られる。記憶部１５は周波数の種類に相応
する１つのエリアに3MHzの値を記憶する。なお、
出力部１７は必要に応じて、今、入力部１６で指
示された周波数が3MHzであることを記憶部１５
からの信号によつて表示する。一方、周波数変換
部１２は演算制御部１３から送られた信号によつ
て3MHzの周波数となるように設定する。これに
よつて送信部１１は探触子１に信号を送り、探触
子１は3MHzの周波数の超音波ビーム５を被検体
３に投射する。そして、これによつて被検体３の
表面で生じた表面エコー７が探触子１を介して受
信部１０に受信され、さらに増幅部１４で増幅さ
れて当該表面エコー７のエコー高さPsとして記
憶部１５の周波数3MHzが記憶されているエリア
に、記憶される。なお、出力部１７は必要に応じ
て、今、記憶部１５に記憶された表面エコー７の
エコー高さPsを表示する。
の表面に遅延材２を介して垂直探触子１を配置す
る。この位置Ａ部分の被検体３の表層には欠陥４
が存在しないものとする。そして、入力部１６を
操作して周波数を例えば3MHzに指示する。この
3MHzに相当する信号は演算制御部１３を介して
周波数変換部１２に送られるとともに、記憶部１
５に送られる。記憶部１５は周波数の種類に相応
する１つのエリアに3MHzの値を記憶する。なお、
出力部１７は必要に応じて、今、入力部１６で指
示された周波数が3MHzであることを記憶部１５
からの信号によつて表示する。一方、周波数変換
部１２は演算制御部１３から送られた信号によつ
て3MHzの周波数となるように設定する。これに
よつて送信部１１は探触子１に信号を送り、探触
子１は3MHzの周波数の超音波ビーム５を被検体
３に投射する。そして、これによつて被検体３の
表面で生じた表面エコー７が探触子１を介して受
信部１０に受信され、さらに増幅部１４で増幅さ
れて当該表面エコー７のエコー高さPsとして記
憶部１５の周波数3MHzが記憶されているエリア
に、記憶される。なお、出力部１７は必要に応じ
て、今、記憶部１５に記憶された表面エコー７の
エコー高さPsを表示する。
次に、周波数を上述のように3MHzに設定した
状態において、探触子１及び遅延材２を同第４図
の位置Ａから矢印18方向に移動させる。そして、
今仮に位置Ｂに相応する被検体３の表層部分に欠
陥４が存在していたとする。このとき、垂直探触
子１から投射される周波数3MHzの超音波ビーム
５によつて欠陥４において欠陥エコー６が生じ、
被検体３の表面において表面エコー７が生じ、被
検体３に内在する欠陥４の欠陥深さＨが例えば２
mm以内のものであつたとすると、これらの欠陥エ
コー６と表面エコー７７とが合成されて合成エコ
ーとなり、この合成エコーが探触子１を介して受
信部１０に受信され、さらに増幅部１４で増幅さ
れて、当該合成エコーのエコー高さPhとして記
憶部１５の周波数3MHzが記憶されているエリア
に、先に記憶された表面エコー７のエコー高さ
Psに対応させて記憶される。なお、出力部１７
は必要に応じて、今、記憶部１５に記憶された合
成エコーのエコー高さPhを表示する。
状態において、探触子１及び遅延材２を同第４図
の位置Ａから矢印18方向に移動させる。そして、
今仮に位置Ｂに相応する被検体３の表層部分に欠
陥４が存在していたとする。このとき、垂直探触
子１から投射される周波数3MHzの超音波ビーム
５によつて欠陥４において欠陥エコー６が生じ、
被検体３の表面において表面エコー７が生じ、被
検体３に内在する欠陥４の欠陥深さＨが例えば２
mm以内のものであつたとすると、これらの欠陥エ
コー６と表面エコー７７とが合成されて合成エコ
ーとなり、この合成エコーが探触子１を介して受
信部１０に受信され、さらに増幅部１４で増幅さ
れて、当該合成エコーのエコー高さPhとして記
憶部１５の周波数3MHzが記憶されているエリア
に、先に記憶された表面エコー７のエコー高さ
Psに対応させて記憶される。なお、出力部１７
は必要に応じて、今、記憶部１５に記憶された合
成エコーのエコー高さPhを表示する。
次に、探触子１及び遅延材２を例えば第４図の
位置Ａに戻し、入力部１６を操作して周波数を例
えば30MHzに指示する。この3MHzに相当する信
号は演算制御部１３を介して周波数変換部１２に
送られるとともに、記憶部１５に送られる。記憶
部１５は周波数の種類に相応する別のエリアに
30MHzの値を記憶する。なお、出力部１７は必要
に応じて、今、入力部１６で指示された周波数が
30MHzであることを記憶部１５からの信号によつ
て表示する。一方、周波数変換部１２は演算制御
部１３から送られた信号によつて今までの3MHz
から30MHzの周波数となるように変換する。これ
によつて送信部１１は探触子１に信号を送り、探
触子１は30MHzの周波数の超音波ビーム５を被検
体３に投射する。これによつて上述と同様にして
周波数30MHzに相応する表面エコー７のエコー高
さPs′が求められ、このエコー高さPs′が記憶部１
５の周波数30MHzが記憶されているエリアに記憶
される。なお、出力部１７は必要に応じて、今、
記憶部１５に記憶された表面エコー７のエコー高
さPs′を表示する。
位置Ａに戻し、入力部１６を操作して周波数を例
えば30MHzに指示する。この3MHzに相当する信
号は演算制御部１３を介して周波数変換部１２に
送られるとともに、記憶部１５に送られる。記憶
部１５は周波数の種類に相応する別のエリアに
30MHzの値を記憶する。なお、出力部１７は必要
に応じて、今、入力部１６で指示された周波数が
30MHzであることを記憶部１５からの信号によつ
て表示する。一方、周波数変換部１２は演算制御
部１３から送られた信号によつて今までの3MHz
から30MHzの周波数となるように変換する。これ
によつて送信部１１は探触子１に信号を送り、探
触子１は30MHzの周波数の超音波ビーム５を被検
体３に投射する。これによつて上述と同様にして
周波数30MHzに相応する表面エコー７のエコー高
さPs′が求められ、このエコー高さPs′が記憶部１
５の周波数30MHzが記憶されているエリアに記憶
される。なお、出力部１７は必要に応じて、今、
記憶部１５に記憶された表面エコー７のエコー高
さPs′を表示する。
次に、周波数を30MHzに設定した状態において
探触子１及び遅延材２を第４図の位置Ａから位置
Ｂまで移動させる。このとき、上述と同様にして
欠陥エコー６と表面エコー７が生じ、これが合成
エコーとなり、この合成エコーのエコー高さ
Ph′が記憶部１５の周波数30MHzが記憶されてい
るエリアに、先に記憶された表面エコー７のエコ
ー高さPs′に対応させて記憶される。なお、出力
部１７は必要に応じて、今、記憶部１５に記憶さ
れた合成エコーのエコー高さPh′を表示する。
探触子１及び遅延材２を第４図の位置Ａから位置
Ｂまで移動させる。このとき、上述と同様にして
欠陥エコー６と表面エコー７が生じ、これが合成
エコーとなり、この合成エコーのエコー高さ
Ph′が記憶部１５の周波数30MHzが記憶されてい
るエリアに、先に記憶された表面エコー７のエコ
ー高さPs′に対応させて記憶される。なお、出力
部１７は必要に応じて、今、記憶部１５に記憶さ
れた合成エコーのエコー高さPh′を表示する。
そして、例えば記憶部１５に周波数30MHzに相
応する合成エコーのエコー高さPh′が記憶された
とき、演算制御部１３は記憶部１５に記憶されて
いる周波数3MHzに相当する表面エコー７のエコ
ー高さPs、合成エコーのエコー高さPhを読出し
て下記の(1)式の演算をおこない、また周波数30M
Hzに相応する表面エコー７のエコー高さPs′、合
成エコーのエコー高さPh′を読出して下記の(2)式
の演算をおこなう。
応する合成エコーのエコー高さPh′が記憶された
とき、演算制御部１３は記憶部１５に記憶されて
いる周波数3MHzに相当する表面エコー７のエコ
ー高さPs、合成エコーのエコー高さPhを読出し
て下記の(1)式の演算をおこない、また周波数30M
Hzに相応する表面エコー７のエコー高さPs′、合
成エコーのエコー高さPh′を読出して下記の(2)式
の演算をおこなう。
Ph＝｛Ps2＋K2Ps2
＋2KPs2・cos（4πH／λ）｝1/2 (1)
Ph′＝｛Ps′2＋K2Ps′2
＋2KPs′2・cos（4πH／λ′）｝1/2 (2)
ただし、
Ｋ：欠陥４からのエコー反射率、すなわち、欠陥
エコー６のエコー高さと表面エコー７のエコー
高さの比……末知数 λ：周波数3MHzの波長 λ′：周波数30MHzの波長 Ｈ：欠陥深さ……未知数 である。そして、上記の(1)、(2)式から未知数Ｈ、
Ｋが求められる。
エコー６のエコー高さと表面エコー７のエコー
高さの比……末知数 λ：周波数3MHzの波長 λ′：周波数30MHzの波長 Ｈ：欠陥深さ……未知数 である。そして、上記の(1)、(2)式から未知数Ｈ、
Ｋが求められる。
なお、欠陥４からのエコー反射率Ｋは欠陥幅ｄ
によつて決まり、一般に下記の(3)式の関係があ
る。
によつて決まり、一般に下記の(3)式の関係があ
る。
Ｋ＝cd (3)
ここでｃは定数であり、この定数ｃは実験によ
りあらかじめ求められる。
りあらかじめ求められる。
したがつて、上述のようにして得られたＫと、
(3)式とにより欠陥幅ｄを求める演算がおこなわれ
る。このようにして得られた欠陥深さＨ、及び欠
陥幅ｄは必要に応じて出力部１７に表示される。
(3)式とにより欠陥幅ｄを求める演算がおこなわれ
る。このようにして得られた欠陥深さＨ、及び欠
陥幅ｄは必要に応じて出力部１７に表示される。
このように構成してある検出装置及び検出方法
にあつては、異なる周波数の超音波ビーム５をそ
れぞれ個別に投射させ、当該周波数に対応した表
面エコー７及び合成エコーのエコー厚さに基づい
て欠陥深さＨ、欠陥幅ｄを求めるようにしてあ
り、しかもこれらの表面エコー及び合成エコーの
エコー高さは容易に得られることから、従来では
不可能であつた被検体３の表面から数μｍ以上
1.5mm以下の位置に内在される欠陥４を含む表層
欠陥を確実に検出することができ、しかもリアル
タイムに表示することが可能である。
にあつては、異なる周波数の超音波ビーム５をそ
れぞれ個別に投射させ、当該周波数に対応した表
面エコー７及び合成エコーのエコー厚さに基づい
て欠陥深さＨ、欠陥幅ｄを求めるようにしてあ
り、しかもこれらの表面エコー及び合成エコーの
エコー高さは容易に得られることから、従来では
不可能であつた被検体３の表面から数μｍ以上
1.5mm以下の位置に内在される欠陥４を含む表層
欠陥を確実に検出することができ、しかもリアル
タイムに表示することが可能である。
なお、上記実施例では(1)、(2)式の演算によつて
欠陥深さＨを求めるようになつているが、周波数
を上述のように3MHzと30MHzの２種類に変化さ
せたときの合成エコーのエコー高さの変化率ΔP
（＝Ph／Ph′）と欠陥深さＨ（mm）との間には欠陥
幅ｄ＝１mmの場合には第５図に示すような関係が
あり、したがつて、このようなΔPとＨとの相関
関係をあらかじめ記憶部１５に記憶させておき、
3MHz、30MHzに相応する合成エコーのエコー高
さPh、Ph′が得られた際に、これらのPh、Ph′か
らΔPを演算し、記憶部１５に記憶されたΔPとＨ
との相関関係から直ちにＨを求めるようにしても
よい。
欠陥深さＨを求めるようになつているが、周波数
を上述のように3MHzと30MHzの２種類に変化さ
せたときの合成エコーのエコー高さの変化率ΔP
（＝Ph／Ph′）と欠陥深さＨ（mm）との間には欠陥
幅ｄ＝１mmの場合には第５図に示すような関係が
あり、したがつて、このようなΔPとＨとの相関
関係をあらかじめ記憶部１５に記憶させておき、
3MHz、30MHzに相応する合成エコーのエコー高
さPh、Ph′が得られた際に、これらのPh、Ph′か
らΔPを演算し、記憶部１５に記憶されたΔPとＨ
との相関関係から直ちにＨを求めるようにしても
よい。
また、上記検出装置の実施例では、出力部１７
を表示装置によつて構成してあるが、本発明はこ
れに限らず、この出力部１７をプリンタ等の記憶
装置によつて構成してもよい。
を表示装置によつて構成してあるが、本発明はこ
れに限らず、この出力部１７をプリンタ等の記憶
装置によつて構成してもよい。
また、上記検出装置の実施例では、入力部１６
をキーボードによつて構成し、周波数を指示する
ようにしてあるが、本発明はこれに限らず、記憶
部１５にあらかじめ特定の２つの周波数を設定し
ておき、入力部１６を単に検出操作の開始、終了
を指示するオンオフスイツチによつて構成するこ
とも可能である。
をキーボードによつて構成し、周波数を指示する
ようにしてあるが、本発明はこれに限らず、記憶
部１５にあらかじめ特定の２つの周波数を設定し
ておき、入力部１６を単に検出操作の開始、終了
を指示するオンオフスイツチによつて構成するこ
とも可能である。
また、上記検出方法の実施例では、第４図に例
示するように周波数を3MHzにした状態で位置Ａ
において表面エコー７のエコー高さPsを求め、
位置Ｂにおいて合成エコーのエコー高さPhを求
め、次いで周波数を30MHzにした状態で位置Ａお
いて表面エコー７のエコー高さPs′を求め、位置
Ｂにおいて合成エコーのエコー高さPh′を求めた
が、本発明はこれに限らず、位置Ａにおいてまず
周波数を3MHzにしたときの表面エコー７のエコ
ー高さPsと、周波数を30MHzにしたときの表面
エコー７のエコー高さPs′を求めておき、次いで
位置Ｂにおいて周波数を3MHzにしたときの合成
エコーのエコー高さPhと、周波数を30MHzにし
たときの合成エコーのエコー高さPh′を求めるよ
うにしてもよい。
示するように周波数を3MHzにした状態で位置Ａ
において表面エコー７のエコー高さPsを求め、
位置Ｂにおいて合成エコーのエコー高さPhを求
め、次いで周波数を30MHzにした状態で位置Ａお
いて表面エコー７のエコー高さPs′を求め、位置
Ｂにおいて合成エコーのエコー高さPh′を求めた
が、本発明はこれに限らず、位置Ａにおいてまず
周波数を3MHzにしたときの表面エコー７のエコ
ー高さPsと、周波数を30MHzにしたときの表面
エコー７のエコー高さPs′を求めておき、次いで
位置Ｂにおいて周波数を3MHzにしたときの合成
エコーのエコー高さPhと、周波数を30MHzにし
たときの合成エコーのエコー高さPh′を求めるよ
うにしてもよい。
また、上記実施例では周波数の種類を3MHz、
30MHzとしたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、3MHz、30MHzとは異なるものにした
場合も、(1)、(2)、(3)式と同様にして欠陥深さＨ、
及び欠陥幅ｄを求せることができ、その場合も第
５図に示すものに類依したΔPとＨとの相関関係
が得られる。
30MHzとしたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、3MHz、30MHzとは異なるものにした
場合も、(1)、(2)、(3)式と同様にして欠陥深さＨ、
及び欠陥幅ｄを求せることができ、その場合も第
５図に示すものに類依したΔPとＨとの相関関係
が得られる。
本発明の表層欠陥の検出方法及びその装置は、
以上のように構成してあることから、被検体の表
面から数μｍ以上1.5mm以下の位置に存在する欠
陥を含む表層欠陥を良好に検出することができ、
それ故、従来不可能であつた表層部分における材
料や製品の内部探傷をおこなうことができ、不良
品の摘出等を高精度に実現できる効果がある。
以上のように構成してあることから、被検体の表
面から数μｍ以上1.5mm以下の位置に存在する欠
陥を含む表層欠陥を良好に検出することができ、
それ故、従来不可能であつた表層部分における材
料や製品の内部探傷をおこなうことができ、不良
品の摘出等を高精度に実現できる効果がある。
第１図は従来の表層欠陥の検出方法の第１の例
を示す説明図、第２図は第１図に示す第１の例に
よつて得られるエコーのエコー高さとビーム路程
との関係を示す説明図、第３図は従来の表層欠陥
の検出装置の第２の例を示す説明図、第４図は本
発明の表層欠陥の検出方法に使用される検出装置
の一実施例を示す説明図、第５図は本発明の表層
欠陥の検出方法において適用可能な合成エコーの
変化率ΔPと欠陥深さＨとの関係を示す特性図で
ある。 １……垂直探触子、２……遅延材、３……被検
体、４……欠陥、５……超音波ビーム、６……欠
陥エコー、７……表面エコー、８……斜角探触
子、１０……受信部、１１……送信部、１２……
周波数変換部、１３……演算制御部、１４……増
幅部、１５……記憶部、１６……入力部、１７…
…出力部。
を示す説明図、第２図は第１図に示す第１の例に
よつて得られるエコーのエコー高さとビーム路程
との関係を示す説明図、第３図は従来の表層欠陥
の検出装置の第２の例を示す説明図、第４図は本
発明の表層欠陥の検出方法に使用される検出装置
の一実施例を示す説明図、第５図は本発明の表層
欠陥の検出方法において適用可能な合成エコーの
変化率ΔPと欠陥深さＨとの関係を示す特性図で
ある。 １……垂直探触子、２……遅延材、３……被検
体、４……欠陥、５……超音波ビーム、６……欠
陥エコー、７……表面エコー、８……斜角探触
子、１０……受信部、１１……送信部、１２……
周波数変換部、１３……演算制御部、１４……増
幅部、１５……記憶部、１６……入力部、１７…
…出力部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検体の表面付近に存在する欠陥を検出する
方法において、被検体の表面に超音波ビームを投
射して表面エコーを求めるとともに、上記欠陥に
対して超音波ビームを投射して表面エコーと上記
欠陥における欠陥エコーとの合成エコーを求め、
しかも該合成エコー及び上記表面エコーを上記超
音波ビームの周波数を異ならせてそれぞれ求め、
これらの合成エコー及び表面エコーのエコー高さ
と上記欠陥の上記被検体の表面からの距離及び欠
陥の大きさとの相関関係から、該欠陥の被検体の
表面からの距離及び欠陥の大きさを検出すること
を特徴とする表層欠陥の検出方法。 ２ 被検体の表面に超音波ビームを投射して表面
エコーを求めるとともに、被検体の表面付近に存
在する欠陥に対して超音波ビームを投射して表面
エコーと上記欠陥における欠陥エコーとの合成エ
コーを求め、しかも該合成エコー及び上記表面エ
コーを上記超音波ビームの周波数を異ならせてそ
れぞれ求め、これらの合成エコー及び表面エコー
のエコー高さと、上記欠陥の上記被検体の表面か
らの距離及び該欠陥の大きさとの相関関係から、
該欠陥の上記被検体の表面からの距離及び該欠陥
の大きさを測定する表層欠陥の検出方法に使用す
る検出装置において、被検体の表面に配置される
探触子と、この探触子に接続され、超音波ビーム
を投射させる信号を探触子に送信する送信部及び
反射エコーに相応する信号を探触子から受信する
送信部と、上記送信部に接続され、種類の異なる
複数の周波数のそれぞれに設定可能な周波数変換
部と、上記受信部で受信された表面エコー及び合
成エコーを周波数の種類に関連させて記憶する記
憶部と、この記憶部に記憶された表面エコー及び
合成エコーのエコー高さに基づいて、上記欠陥の
上記被検体の表面からの距離及び該欠陥の大きさ
を演算する演算部とを備えたことを特徴とする表
層欠陥の検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123844A JPS613055A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 表層欠陥の検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123844A JPS613055A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 表層欠陥の検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613055A JPS613055A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH037904B2 true JPH037904B2 (ja) | 1991-02-04 |
Family
ID=14870787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123844A Granted JPS613055A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 表層欠陥の検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613055A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6367016A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-25 | Nippon Soken Inc | タツチパネル |
| WO2021167778A1 (en) * | 2020-02-19 | 2021-08-26 | Becton, Dickinson And Company | Interferometric detection of an object on a surface using wavlength modulation and systems for same |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59123844A patent/JPS613055A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS613055A (ja) | 1986-01-09 |
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