JPH0448256A - 超音波測定装置 - Google Patents

超音波測定装置

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JPH0448256A
JPH0448256A JP2156965A JP15696590A JPH0448256A JP H0448256 A JPH0448256 A JP H0448256A JP 2156965 A JP2156965 A JP 2156965A JP 15696590 A JP15696590 A JP 15696590A JP H0448256 A JPH0448256 A JP H0448256A
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JP2156965A
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Yoshimi Shiba
好美 柴
Kenichi Sato
賢一 佐藤
Takeshi Miyajima
宮島 猛
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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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、Aスコ
ープ波形を画像表示する機能を有する超音波探傷装置に
おいて、Aスコープ像の観測状態において測定画像の切
替えが簡単に行え、かつ、表示対象の拡大、縮小が容易
にできるようなAスコープ画像表示の超音波探傷装置に
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
プロセッサを内蔵し、グラフィック表不機能を持つ小型
の超音波探傷装置では、一般にAスコープ波形を画像表
示する機能を持つものが多い。この種の装置では、被検
体に対して超音波瀾定を開始する位置を設定するキーと
測定範囲を決めるキーとが操作パネル上に設けられてい
て、これらキーの操作により被検体内部での測定対象領
域を選択して測定を行い、その探傷結果であるAスコー
プ画像をあらかじめ設定されている画面の表示範囲に応
じて順次選択して表示することができる。
ここで、Aスコープ画像の表示範囲、言い換えれば、被
検体における測定対象領域のなかで表示対象となってい
る測定画面の範囲を他に変更するときには、通常、表示
開始位置を変えるパルス位置キー(以下パルスポジショ
ンキー)とそこからの範囲を決める表示範囲キー(以下
レンジキ−)とを操作することでなされる。これらキー
は、所定の時間単位で連続的に設定数値が変更できるよ
うになっていて、これにより現在の測定画面からそれに
連続する次の測定画面へと順次表示画像を移動させるこ
とが可能である。
[解決しようとする課題] したがって、従来の測定装置では、パルスポジションキ
ーとレンジキーとを操作して測定画像の表示領域を連続
的に変更することは容易である。
しかし、例えば、Aスコープ画像上においである部分を
測定中に被検体全体の状態を観測しようとすると、パル
スポジションキーとレンジキーとを操作して表示範囲を
選択して改めて表示しなければならなくなる。また、前
記とは逆にある表示状態で表示している画像について測
定対象の中の一部の領域を拡大して見たいときなどにも
パルスポジションキーとレンジキーとを操作して連続的
に設定数値を変更しなければ観測したい画像を表示する
ことはできない。
このように現在表示している領域に連続していないよう
な測定画像を選択する場合や測定画像の拡大、縮小をす
るときには、従来、その設定に時間がかかる欠点がある
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、他の表示領域への測定画像の切替え
を簡単に行え、かつ、表示対象の拡大、縮小が容易な超
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] このような目的を達成するためのこの発明の超音波測定
装置の特徴は、受信エコー信号を所定の周期でサンプリ
ングし、A/D変換した測定データを順次記憶するデー
タメモリと、このデータメモリの測定データからm個(
mは正の整数)の測定データを選択条件に応じて採取し
てm個の表示データを生成する表示データ生成手段と、
選択条件を外部から設定された路程についての表示開始
位置及び表示終了位置に応じて生成する測定データ選択
条件発生手段と、m個の表示データについて選択条件に
より選択された1測定データが割当てられる時間単位に
対応して表示画面上の路程に対応する表示方向のn画素
(nは正の整数)分を対応させて前記Aスコープ画像を
表示する表示装置とを備えものである。
[作用] このように、測定波形データを記憶するデータメモリの
各測定データのうちからいずれを選択して表示データを
生成するかの測定データ選択条件を路程についての表示
開始位置及び表示終了位置に応じて発生させる選択条件
発生手段と、この条件に応じて表示データを生成する表
示データ生成手段とを設けているので、表示したい路程
部分の始点と終点を外部から指示するたけで、即座に表
示データが生成でき、その範囲での測定画像の表示が可
能になる。
[実施例コ 以下、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探傷装
置のブロック図であり、第2図は、その測定データ収集
表示処理のフローチャート、第3図は、そのAスコープ
画像の表示状態の説明図である。
第1図において、20は、携帯型の超音波探傷装置であ
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、マイクロプロセッ
サ(MPU)5からの制御信号に応じて送信端子11か
ら送信プローブ16aにパルス信号を送り、受信プロー
ブ16bから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。なお、送信プローブleaと受信プローブ16
bとは同一のプローブであってもよい。
A/D変換回路2は、MPU5からの制御信号に応じて
探傷器部1から得られる表面反射波、欠陥反射波、底面
反射波等についてエコー受信信号(RF倍信号るいはビ
デオ信号)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
変換して波形データメモリ3に順次送出する。
波形データメモリ3は、表示画面に表示される測定デー
タ数のn倍(nは2以上の整数)以上の所定の測定デー
タ数、例えば、4000点程度4記憶する記憶容量を有
していて、A/D変換回路2によりサンプリングされた
データを順次そのアドレスを更新(インクリメント)し
ながら記憶していく。そして、A/D変換回路2により
サンプリングされたデータ数が所定の最終アドレスまで
記憶されるとMPU5にサンプリング終了信号を送出す
る。
これにより波形データメモリ3には画像として表示され
る測定データ数の2倍以上(例えば、測定データ数を2
00点とすると前記の4000点は、20倍)の所定の
サンプリング数の測定データがデジタル値で各アドレス
対応に順次記憶される。このとき各アドレスの測定デー
タは、A/D変換回路2のサンプリング周期を単位とし
た時間の関数として記憶されている。
MPU5は、波形データメモリ3からサンプリング終了
信号を受けるとA/D変換回路2のサンプリング処理を
停止してバス13を介して波形データメモリ3から測定
データを採取してAスコープ画像の表示データを生成す
る。生成した表示データは、RAM6の画像メモリ領域
(後述する画像メモリ部61)に記憶され、それがLC
D表示装置(LCD)8に転送されてLCD表示装5!
8により生成した表示データに応じたAスコープ画像が
表示される。
4は、ゲインダイヤル、カーソルダイヤル、シートキー
等とを有する操作パネルであって、バス13に接続され
ている。MPU5は、この回路からバス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。ゲインダイヤルにより探傷器部1に対するゲ
イン設定値(調整値)が入力されると、MPU5は、探
傷器部1のレンーバ(その高周波増幅器)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レンーバのゲイ
ンを設定する。
6は、RAMであって、バス13に接続され、A/D変
換されたエコー受信信号についてのデジタルの表示デー
タと外部からロードされた各種のアブリケーンヨン処理
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る。
RAM6には、両像表示データをピント展開して記憶す
る画像メモリ部61と波形データメモリ3からデータを
採取する条件を決める採取条件パラメータ等記憶領域6
2とが設けられている。
7は、ROMであり、これにはMPU5が実行するAス
コープ画像演算処理プログラム71のほか、測定データ
採取条件設定プログラム72、表示処理プログラム73
、そして各種の基本プログラムが記憶されている。
LCD表示装置8は、Aスコープ画像等のほか、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、128X258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。
ここで、Aスコープ画像演算処理プログラム71は、測
定開始時においては波形データメモリ3から測定データ
採取終了を受けたMPU5により起動される。また、こ
のプログラムは、データ採取条件記憶領域62に記憶さ
れている条件に従って波形データメモリ3のアドレスを
アクセスして表示データを生成し、それを画像メモリ部
61に記憶する処理をする。その後、表示処理プログラ
ム72を起動する。
採取条件パラメータ等記憶領域62に記憶されている情
報としては、波形データメモリ3の測定データを読出す
先頭アドレス及び最終アドレス、そしてこれらの間のア
ドレスに記憶されている波形データメモリ3の測定デー
タをどのうな順序で採取するのか条件、例えば、数アド
レスおきに採取するのか、採取したデータからいくつの
平均値を採って表示データとするのか、複数の測定デー
タのうちの最高値をもって表示データとするのか、とい
うなパラメータ情報が記憶されている。
測定データ採取条件設定プログラム72は、操作パネル
4から入力された条件に従って採取条件パラメータ等記
憶領域62に記憶すべき各種の情報と前記のパラメータ
とを生成してこれらを採取条件パラメータ等記憶領域6
2に記憶する処理を行う。このプログラムは、操作パネ
ル4の測定範囲や波形の拡大、縮小を示すズーム機能キ
ー等の所定の機能キーの入力に応じてMPU5への割込
み処理で起動される。
測定データ採取条件設定プログラム72は、波形データ
メモリ3に記憶された測定データについてLCD表示装
置8の表示画面におけるAスコープ像の路程(時間軸)
を表示する側の全表示画素数を基準にして測定データの
採取数を決定する。
例えば、路程に対応する表示であるLCD表示装置8の
横方向の測定データ表示画素数は、先の例では、最大で
256画素あるが、そのうち路程表示として割当てられ
ている画素が200画素であるとすれば、波形データメ
モリ3から表示データとして採取される測定データは2
00個である。
なお、2画素を1測定データに割当てればその半分の1
00個でよい。
そこで、ここでは、波形データメモリ3から採取するデ
ータ数を200個として以下説明する。
測定データ採取条件設定プログラム72は、どのような
測定データ200個を波形データメモリ3から採取する
かを示すパラメータを演算して生成する。
すなわち、測定データ採取条件設定プログラム72が指
定する200個のデータは、操作パネル4から入力され
た表示開始位置と表示終了位置のデータと採取条件とか
ら決定される。測定データ採取条件設定プログラム72
は、まず、表示開始位置と表示終了位置とのそれぞれに
対応する波形データメモリ3のアドレスを割出して、こ
れらアドレスとその間にある測定データ数が200以上
のときには、その数Mに対してm=M/200により決
定される数値mに応じて、例えば、m=3のとき、ある
いは、2.5≦m<3.5のときには、3個おきにデー
タを採取するパラメータを生成する。このようなパラメ
ータを先の割出した表示開始位置及び表示終了位置のア
ドレスとともに採取条件パラメータ等記憶領域62に記
憶する。また、採取条件として平均値が指定されている
ときには、3個ごとの測定データをグループとして扱い
、それらの平均値を算出するようなパラメータが設定さ
れる。また、最大値を採取するときにはグループのうち
の最大値が選択されるパラメータが設定される。
なお、表示開始位置と表示終了位置を含めその間にある
測定データの総数が200個以下のときには単に測定デ
ータを順番にアクセスするパラメータを生成するたけで
ある。
このようにして、例えば、測定画像として指定された画
像か表示画像の表示開始位置から表示終了位置までのデ
ータが800点あったとすれば、4個おきに測定データ
を採取することで200点の測定データが選択できる。
Aスコープ画像演算処理プログラム71がこのような選
択をするパラメータをこのプログラムが生成する。その
結果、このパラメータに従ってAスコープ画像演算処理
プログラム71は、表示画面の路程側の画素数に対応し
て200個のデータを波形データメモリ3から採取する
ここで、表示開始位置と表示終了位置とは、通常、時間
値で設定される。この時間値は、波形デ−タメモリ3に
記憶されているそれぞれの測定データが測定開始時点(
例えば、表面エコー受信時点、送信パルス受信時点ある
いはゲート設定時間等)を基準として採取されるまでの
時間に対応している。これは、A/D変換回路2のサン
プリング周期を単位として決定され、そのサンプリング
周期をTとすると、T×波形データメモリの測定データ
の記憶数(そのアドレス数)で与えられる。
例えば、1アドレスに1測定データを記憶するとし、開
始時点から1時間後に最初のサンプリングが行われると
仮定し、かつ、ゼロ番地から測定データを順次記憶する
とすれば、測定データを記憶したアドレス値+1が測定
データ記憶数となる。
この数にサンプリング周期Tをかけることで各測定デー
タのデータ採取時点までの時間(これは同時に表示する
時間位置になる)を得ることができる。また、逆に指定
された時間から波形データメモリのアドレス値を算出す
ることもできる。なお、開始時点と最初のサンプリング
時点が一致シティれば、アドレス値=測定データ記憶数
になる。
さて、測定データ採取条件設定プログラム72ハ、前記
のようなパラメータを設定した後に測定開始キーが入力
されているときには、測定を開始する処理をする。また
、後述するズーム機能キーが入力されているときには、
Aスコープ画像演算処理プログラム71を起動する。測
定開始キーが入力され、測定開始処理が行われると、探
傷器部1が起動されて超音波探傷が行われる。探傷器部
1が起動されると、探傷器部1から送出された送信パル
ス信号に応じて得られる被検体(試験材)についてのエ
コー受信信号(探傷波形)が波形データメモリ3にデジ
タル値の形で順次記憶される。
そして、波形データメモリ3が測定データ採取終T信号
をMPU5に送出した後に、MPU5は、Aスコープ画
像演算処理プログラム71を起動する。
MPU5は、Aスコープ画像演算処理プログラム71に
従って、採取条件パラメータ等記憶領域62を参照して
波形データメモリ3をアクセスして指定された表示開始
位置に対応するアドレスから表示終了位置のアドレスま
でに記憶された測定データを読出して200個の表示デ
ータを生成して画像メモリ部61に記憶する。その後、
表示処理プログラム73を起動する。
次に、その全体的な動作について第2図に従って説明す
ると、まず、ステップ■において、装置を探傷モードに
設定するために探傷モードの機能キーを操作パネル4か
ら入力する。
次のステップ■において、この入力情報を受けてROM
7に記憶された所定の処理プログラムか起動されてMP
U5がそれを実行し、探傷器部1のレシーバのゲインが
操作パネル4上のゲインダイヤルにより設定され、測定
条件や波形データメモリ3に記憶される最大測定範囲等
が操作パネル4のキーによりオペレータ(71tll定
者)から入力される。その結果、これら入力情報とRO
M7に記憶された処理プログラムによってMPU5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、装置自体の探傷機能が生ずる。
次のステップ■では、表示範囲設定の機能キーが入力さ
れ、これによりLCD表示装置8により表示する波形の
表示開始位置と表示終了位置、そして測定データ採取の
条件が入力される。この入力後に実行キーが入力される
ことで、次のステップ■では、測定データ採取条件設定
プログラム72が起動されて前述した各種パラメータが
生成され、採取条件パラメータ等記憶領域62に記憶さ
れる。そして、最初は、ここで、キー人力待ちとなり、
測定開始キーが入力されてステップ■へと移る。
なお、後述するステップ[相]でズーム機能キーが人力
されたときにも、入力条件に応じて各種パラメータが生
成される。これも先とは別に採取条件パラメータ等記憶
領域62に記憶される。
次のステップ■で測定開始キーが入力されているか、ズ
ーム機能キーが入力されているか、これら以外のキー人
力されているかの判定が行われる。
ここで、測定開始キーがすでに入力されているときには
ステップ■へと移る。また、ズーム機能キ−が入力され
たときには、ステ1.プ■へと移る。
これら以外の他のキーが入力されれば、その機能キーに
応じた処理に移る。
測定キーが入力されている場合には、ステップ■におい
て、測定が開2始され、探傷器部1が起動されて探傷器
部1から送信パルスが発生して波形デー゛タメモリ3に
測定データが採取される。そこで、次のステップ■で測
定データ採取終了待ちの待ちループに入る。
所定量の測定データが波形データメモリ3に記憶された
時点で、MPU5は、採取データ終了信号を波形データ
メモリ3から受ける。ここで、ステップ■へと移り、M
PU5は、Aスコープ画像演算処理プログラム71を起
動してステップ■で入力された表示開始位置から表示終
了位置までの表示画像データを生成し、画像メモリ部6
1に200個の表示データを記憶する。
次のステップ■で、MPU5は、表示処理プログラム7
3を起動してLCD表示装置8に画像メモリ部61の表
示データを転送して、例えば、第3図(a)に示される
ような画像を表示する処理をする。
第3図(a)において、14は、測定用カーソルであり
、15は、測定開始位置から測定用カーソルまでの伝搬
時間の表示であり、16は、測定用カーソル10と交差
する波形上の点における波の高さを示す表示である。な
お、19は、表示開始位置を示す表示線である。
次に、ステップ[相]で、MPU5は、測定終了か否か
の判定に入り、測定終了のキーが入力されないで、ズー
ムの機能キーが入力されたときにはステップ■、[相]
を経てステップ■へと戻る。また、このとき測定キーが
入力されれば、ステップ■を経てステップ■へと戻り、
ステップ■〜■を経て再び別の測定データの表示が行わ
れる。
ステップ■では、MPU5は、ズーム機能キーの入力が
1回目か、2回目かの判定を行う。1回目のときにはそ
れが記録され、ステップ@において、表示開始位置と表
示終了位置との時間値(路程値)入力処理をする。
これは、第3図(b)の上部に示すように、表示開始位
置17と表示終了位置18との時間(表示開始15μs
9表示終了45μs)か画面上で入力できる画面対話人
力処理で行われ、これら数値がオペレータから入力され
て実行キーが押されるき、ステップ■、■、■を経て、
ステップ■へと移る。ここで、すでに採取されている波
形データメモリ3の測定データについてステップ[相]
で新しく設定された表示開始位置と表示終了位置の条件
で波形表示が行われる。これにより表示された部分拡大
の波形を示すのが、その下側の波形である。この場合、
測定用カーソル14を移動することにより、同図(a)
の場合と同様に、測定用カーソル14までの伝搬時間と
波形高さが右端に表示される(これについては先の測定
範囲の表示と同じ場所となるので説明の都合t1図示し
ていない)。なお、ズーム機能キーが押された場合には
、Aスコープ画像演算処理プログラム71は、ステップ
■で入力された最初の波形の表示開始位置と表示終了位
置、そして測定データ採取の条件を消去することなく、
新しく画面で入力された条件に従って測定データを選択
して表示データを生成する。そして、このズーム表示状
態でステップ[相]に至り、ステップ[相]で再びズー
ム機能キーが押されたときには、次のステップ■で2回
目のズーム機能キー押下となるため記憶されたズーム押
下回数がここでクリアされてステップ■へと戻り、最初
の波形の表示開始位置と表示終了位置、そして測定デー
タ採取の条件に応してステップ■を経て画像表示が行わ
れ、元の波形が表示される。
以上は、波形の一部を拡大表示した場合であるが、ズー
ム機能キーの1回目の押下によりステップ@での開始位
置と終了位置の値に大きな間隔を設ければ、同図(a)
に対して縮小画面を表示することができる。
このように、ズーム機能キーを押すことにより、最初の
第3図(a)の測定画面から表示範囲拡大。
縮小処理に移り、表示開始位置と表示終了位置とが入力
されることで、即座に測定画像の表示位置を移動させる
ことができる。
なお、続いて測定処理に入りたい時は、ステップ[相]
において、測定開始キーを押すことにより、最初に入力
した条件においてステップ■からステップ■、■、■と
経て、新しい測定データが波形データメモリ3に採取さ
れて、それに基づいてステップ■で新しい表示データが
生成され、新しい画像が得られる。
このようなズーム機能キーを設けることにより、それを
押下するごとに以前の測定画面になるので、再び以前の
表示範囲で測定することも、容易にできる。その結果、
受信波形の全体の様子を見たり、部分的に拡大して見た
りすることがワンタッチでできる。また、ズーム機能キ
ーで設定した値をステップ■において最初に設定した値
と置換えるような機能を付加すれば、変更した表示範囲
で、続いて測定することも可能である。
なお、以上の場合、波形データメモリ3に記憶される採
取測定データの数Aと画面表示される表示データの数B
との関係は、最低でもA>Bであることが必要であり、
2倍以上のズームとしてA>2Bの関係にあることが好
ましい。
以上説明してきたが、実施例における表示開始位置と表
示終了位置との指定の仕方は一例であって、この発明は
、画面上でこれらを指定する場合に限定されるものでは
ない。また、測定データの選択条件として、表示開始位
置及び表示終了位置のいずれかとそれからの範囲として
表示開始位置及び表示終了位置を指定することもできる
実施例では、波形データメモリは、A/D変換回路とM
PUとの間に挿入しているが、MPUの処理速度が高速
であれば、A/D変換回路のデータをMPUで一旦受け
て、波形データメモリに転送して測定データを採取する
ようにすることもできる。
また、実施例では、路程に対応する側の1画素を1測定
デ一タ分の時間に対応させて表示させているが、n画素
を1測定データに対応させて表示してもよいことはもち
ろんである。
[発明の効果コ 以上の説明から理解できるように、この発明にあっては
、測定波形データを記憶するデータメモリの各測定デー
タのうちからいずれを選択して表示データを生成するか
の測定データ選択条件を路程についての表示開始位置及
び表示終了位置に応じて発生させる選択条件発生手段と
、この条件に応じて表示データを生成する表示データ生
成手段とを設けているので、表示したい路程部分の始点
と終点を外部から指示するたけで、即座に表示データが
生成でき、その範囲での測定画像の表示が可能になる。
その結果、始点と終点の指定に応じてAスコープ表示対
象の拡大、縮小が容易にでき、次に表示する測定画面が
現在表示されている測定画面から離れたところにあって
も即座にそれを表示することかできる。
【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探傷装
置のブロック図、第2図は、その測定データ収集表示処
理のフローチャート、第3図は、そのAスコープ画像の
表示状態の説明図である。 1・・・超音波探傷器部、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
、5・・・マイクロプロセッサ(MPU)、6・・・R
AM161・・・表示グラフデータ記憶領域、62・・
・画像メモリ部、8・・・液晶表示装置(LCD表示装
置)、20・・・携帯型の超音波探傷装置、71・・・
Aスコープ画像演算処理プログラム、72・・・測定デ
ータ採取条件設定プログラム、73・・・表示処理プロ
グラム。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波探傷により受信エコー信号を被検体から得
    てそのAスコープ画像を表示する超音波測定装置におい
    て、前記受信エコー信号を所定の周期でサンプリングし
    、A/D変換した測定データを順次記憶するデータメモ
    リと、このデータメモリの前記測定データからm個(m
    は正の整数)の測定データを選択条件に応じて採取して
    前記m個の表示データを生成する表示データ生成手段と
    、前記選択条件を外部から設定された前記路程について
    の表示開始位置及び表示終了位置に応じて生成する測定
    データ選択条件発生手段と、前記m個の表示データにつ
    いて前記選択条件により選択された1測定データが割当
    てられる時間単位に対応して表示画面上の路程に対応す
    る表示方向のn画素(nは正の整数)分を対応させて前
    記Aスコープ画像を表示する表示装置とを備えことを特
    徴とする超音波測定装置。
  2. (2)nは1であり、測定データ選択条件発生手段は、
    選択条件を外部から設定された路程についての表示開始
    位置及び表示終了位置のいずれかとそれを基準とした範
    囲として指定された情報から生成することを特徴とする
    請求項1記載の超音波測定装置。
JP2156965A 1990-06-15 1990-06-15 超音波測定装置 Pending JPH0448256A (ja)

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