JPH049655A - 超音波測定装置 - 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］ この発明は、超音波測定装置に関し、詳し２くは、エコ
ー高さを検出することなく、簡単な回路でピーク検出が
できるような超音波測定装置に関する。 ［従来の技術］ 超音波測定では、超音波の１−１−の位置を検出して欠
陥のａ無、欠陥までの距離（あるいは位置）、板厚の測
定なとが行われる。また、Ｔ−コーの位置とともにエコ
ーのピークレベル（以トエーｊ−レベル）を検出するこ
とにより欠陥の大きさや状態などを表示することも行わ
れ°Ｃいる３゜後者のエコーレベルの検出は、従来、エ
コー受信信号（ＲＦ信号）を検波したビデオ信号に対し
て高速Ａ／Ｄ変換処理をしてＡスニ１−ブ像に対応する
測定データを得て、この測定データに対してピーク検出
のデータ処理するか、前記のビデオ信弓をピーク検出回
路に加えることによる３、エコーレベルを検出して処理
を行う測定装置では、例えば、被検体の縦断面映像を捉
λるＢス：Ｔ−プ像やＣス“、フープ像の表示において
、エコーレベルを輝度に変換゛ｄることで欠陥の大きさ
や状態を多階調で表示することができ、こねにより欠陥
の状態を把握するとかできる。 一方、甲に欠陥の位置を検出するような簡易な超音波探
傷装置では、通常、エコーレベルを検出する機能を備え
でいないため、Ｂ４ｉ−（こ、１−１−の位１６をカウ
ンタ回路等により時間、１１αＩ４る。７′とで欠陥の
位置検出をえＩい、そ第１をＭＦ’Ｕ（マイクロブロセ
ッ１＋）等を備λる処理装置でｊ′−・−タ処理は“る
ごとでＡスニ１−プ像やＢスｊ−プ像、Ｃスミ１−ブ像
を表示１．′Ｃいる。 ［解決し２ようとする課題］ 後者の簡易ち超昌波深傷器は、前者の装置に比べて回路
構成が筒中で安価であり、比較的取扱い易いが、それに
より表示されるＢスコープ像、あるいはＣス１−ブ像は
、エコーレベル検出機能がないために欠陥が２値化し、
た状態であっ”Ｃ１欠陥の人きさや状態を把握Ａること
が難しい。 −・方、前者のユー二１−レベル検出機能を持つ測定装
置ηは、回路が？３［雑であり、１：１−レベルの採取
やその処理か必要となる関係からＭ　Ｐ　Ｕの処理速度
や処理能力等に負うところが大きく、装置の取扱いが難
しくなる。また、ごれは、比較的入きな装置／、′あっ
゛く、高価となる欠点がある３、この発明は、、このよ
うな従来技術の問題点を解決するも（７）であ、ン“２
、ピーク検出回路を設けたくてもｌニーＱ′ｌ純な回路
構成でボッ−１，／ベルの測定ができる超音波測定装置
を提供するに、！４を目的と４゛る３゜［課題を解決Ａ
るための１段］ このような［−１的を達成するためのこの発明の特徴は
、被検体からの超昌波のユｊ−をプローブを介し、てエ
コー受信信弓として受け、この１コ一受仁イ３号が所定
のスレッシュホールドを越えている時間を計測シ２、こ
の時間を前記被検体及びこれに対応する試験片のいずれ
かにおいてあらかしめ測定した基準となる表向エコー、
欠陥エコー及び底面エコーのいずれかの１フ一受信伝号
の前記スレッシュホールドを越えている時間に基づいて
正規化し、この正規化した値をそのエコー受イリ：信号
のニー１−レベルとするものである。 ［作用コ ところで、エコー受信信号において所定のレベルを基準
としてみた、エコーが発生している期間（以Ｆ仏号幅）
とその信号における最大エコーレベルとは所定の関数関
係にあるので、エコー受信信号のイム９幅をエコーレベ
ルとして捉えることがｉｉＪ能である。しかし、エコー
レベルの大きさの変化に比べて信号幅の変化は非常に小
さい。そのため、エコーレベルをそのまま信号幅に対応
させて測定することは難しい。特に、これは、１−ゴー
受信信号を受信するレシーバのゲイン変動等により信号
幅の変化部分が吸収されてしまう危険性が高く、正確な
レベル測定ができず、誤差を牛じやｔい。しかし、レシ
ーバ等のゲイン変動による信号幅の変化をある基準値で
正規化することで排除すれば、信号幅の変化をエコーレ
ベルの変化と対応付けることが１工能である。 そこで１．前記のようにスレッシュホールドを設けてこ
のスレッシュホールドを基準に工’　　２信Ｃｔ号の時
間幅を検出してそれを正規化するように構成することに
より、受信信号のエコーレベルを信号幅に代えて測定す
ることができる。しかも、信号幅は、レシーバのゲイン
を大きくすればより大きく採ることができる。特に、エ
アーレベルをピーク検出回路で検出する７霞がないので
正規化を前提とすればゲインは最大限大きく採れ、それ
たけ信号幅の示すエコーレベルも正確になる。 通常、簡易な超音波探傷器をはじめとして超音波測定装
置では、ピークの発生位置を時間計測する回路が設けら
れているので、特別にピーク検出回路を設けなくても、
ピークの位置を測定する回路と同じ回路構成により４３
号幅を測定することができる。しがたって、信号幅を計
測する回路は、エコー位置を検出する時間計測回路で済
み、回路構成を中純化することができる。 ［実施例］ 以ド、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、この発明の−・実施例の超高波測定装置のブ
ロック図であり、第２図は、その１−！−トベル測定処
理の説明図、第３図は、その超音波測定装置による表示
映像の説明図である。 第１図において、２０は、超名・波測定装置であって、
１は、ＸＹＺ移動機構を有４“るその走査機構である３
、ブＤ−ブ３は、この走査機構１に取イ・１られでいζ
被検体１４をＸ力面においζ走査シ、５、それぞれの測
定点でＡスコープ像を得ζ、これに基づいて１１３７：
、＝ｔ−プ像の測定データやＣスｊ−ブ像の測定データ
を牛成し７、Ｂスコー・−プ像やＣスレ１−ブ像を大小
する機能を自している。 走査機構１は、スキャン制御装置２により制御され、ス
キャン制御装置２は、走査装置制御用のインタフェース
７を介して画像処理装置１０により制御される。 プローブ３は、超音波探傷器４に接続され、超音波探傷
器４は、パルサールシーバ等から構成され、送信端ｒか
らプローブ３に所定の測定周期でパルス信号を送り、パ
ルス４５号の発生に対応し。 で得らねるニー１−受信信号゛を受イ、７端了で受けて
（れを増幅Ｌ、さらに検波し、て７第２図（ａ　）に小
４“１．１−受（ｉζ９１５を１１−幅検出回路５に送
出する。 了’　　ｔｍＭ　出回ｉ５は、入レッジ、ホール１４１
′Ｈの二′１ンパレー　タを有してい−こ、第シセ図（
ン＞　）　ｉ：：示すｘ　：＋−受仁仁弓１５を被検体
１／１をプ覧ノ・−／３てＸ力面に走査しこ゛各側定点
ごとに得て、それぞれのニーｊ−受仁信号１５を〜Ｊン
バレ・−夕により表面上：１・−の受信信号（以下表面
ｒ−コーＳ）、欠陥エコＪ−の受Ｔｈ’　（ｔｎ号（以
ド欠陥エコー・Ｆ）、底面エコーの受信信号（以下底面
：＝、　：Ｊ　−Ｂ　）のそれぞれのエコー受信信号に
対し、てスレノ／：□ホールドＴｌｌを越えた時点から
スレッシュホールドＴＨより低下する時点まごの各エコ
ー受信信号の時間幅に対応４る幅の時間幅パルス１６（
第２図（ａ）参照）を発生する１、 時間、！−ｔ　ｍ１回路６は、表面ゴ’　　Ｓに対する
第１゜第２の２つのカウンタ６ａ、６ｂと、欠陥ニーｆ
ｆ　−Ｆに対する第３．第４の２−）のカウンタ６（・
、（３ｄ１そして底面Ｊ−コーＢに対する第５．第６の
２つのカウンタ（３ｅ、６ｆとこれらカウンタがカウン
トするクロックを発生ずるクロック発生回路とを備えて
いで、これらは計測した時間をデジタル値で保持する。 これら６個のカウンタは、超音波探傷器４からプローブ
３に加えられる送（ハバルスを受けでカウントを開始し
、第１．第２のカウンタ６ａ、ｅｂは、前記の時間幅パ
ルス１６の最初のパルスを受け、第１のカウンタ６ａは
、表面エコーＳのスし・ッシュホールドＴＨを越えたタ
イミングに対応する時間幅パルス１６の立、１ニリ１（
３ａのタイミングでそのカウントを停＋Ｕ−：　して時
間ｔｉの値（第２図（ａ）参照）を保持する。第２のカ
ウンタ６ｂは、Ｊ＝Ｂ面工：ａ　−Ｓのスレッシュホー
ルドＴ１４より低十したタイミングに対応する時間幅パ
ルス１６の一γトがりｉＢｂのタイミングでそのカウン
トを停止して時間ｔ２の値（第２図（ａ）参照）を保持
する。 同様に、第３．第４のカウンタ６ｅ、６ｄは、前記の時
間幅パルス１６の２番目のパルスを受け、第３のカウン
タ６（：は、欠陥エコーＦのスレッシュホールドＴＨを
越えたタイミングに対応するｑト、すｌｅｅのタイミン
グで′そのカウントを停止し５て時間ｔ３の値（第２図
（ａ）　ｔ−照）を保持する。 第４のカウンタ６ｄは、その欠陥エコードのスレッシュ
ホールドＴＨより低トしたタイミングに対応する立下が
りＩＢｄのタイミングでそのカウントを停止して時間ｔ
４の値（第２図（ａ）参照）を保持する。 第５．第６のカウンタ６ｅ、６ｆは、前記の時間幅パル
ス１６の第３番ＩＩのパルスを受け、第６のカウンタ６
ｅは、底面エコーＢのスレッシュホールドＴＨを越えた
タイミングに対応する〜γ士、す１（３ｅのタイミング
でそのカラン］−を停止して時間ｔ５の値（第２図（ａ
）参照）を保ｔ−する。第６のカウンタ６ｆは、底面工
Ｌ７−　ＨのスレンシープホールドＴＩ（より低−トし
たタイミングに対応するケ下がり１（３ｆのタイミング
でそのカウントを停ｒ、にニー　して時間ｔ６の値（第
２図（ａ）参照）を保持Ａる。 保持されたこオｊ、　１１．の時間１１へＴ６は、最後
に保持される時間ｔ８の保持が終ｊ′シ、たタイミング
で割込み処理（、、゛ζ画像処理装置］０のマイクロブ
ト→・・ツザ（Ｍ　Ｆ’　ＩＪ　）εが処理できる入力
データ値とし７ハ・＜、　１　：３を介１

【マイクシー
」ゾロセッザ８に１１１１１次転送さ第１る、 バ”　’Ｕ、　：、３４：、コニ、’！、　、−ｖイタ
ログＶセロ・す８のほかに、キーボ〜・ｉｐｃ図ノ■＜
（１ず）、各種プログラムやデータを記憶しプ″″メ七
り！：ｌｉ　％画像メＥ　’、１１．１、−：’イスフ
Ｉ、・イ］、２等が１：！続され転′いる。モし０．で
、メモリＳ目、゛は時間幅デ・〜イ・”正規化ｊログブ
ト、９　ａとコ、′：１−１．・ベル算ｉ−ｉ、ｊグ１
ｆｆグー７ノ、９ｂ、表示処理ブログラノ、等とが格納
さね”（１聾１．５また、バフメータ記憶領域９　ｃ　
Ｌ：’７．．．は、超ｒ１波探傷器４のゲインを最初に
設定し、マ表小条４ｉ等を斡１１．またＪきの第２図（
ａ）に！ｎｋ、　’４人面ｒ、、　：、＋−８の時間幅
ｔｓ：ｔ２−ｔ、１がｌ■、規化蟻準値としで記憶され
ている。。 時間幅ゲ′−・り１１−８規化ブＬｊグラム９ａは、時
間計′Ａｌｌ］回路（３から得られた時間値ｔ１〜ｔ６
からｔｉ：第２−ｔｌ　の演算をし、て１−＝−ｔｓ、
／ｌｉをｐｌ（ＩＬ、ｉ’ｆ規化率′ｒを得る。なお、
ｌは、測定回数であり１．最初のゲイ′／設定状帳のと
きに算出さオフるｔ、　Ｄ二：第２−ｔｉ　　（ただ第
２、基を値の測定の、」−きには＄１定回数はゼしｆｆ
＆ｎる）をｔ□　＝　ｔｓ　ｈ　Ｌ、−Ｃ’、。 ４ユれを前述し７たごとくバラ）Ｎ　＜−記憶領域９・
（・に記憶・引る。１ さ１．ｌバ５．、、時間幅ｊ′−りｌ■規化ゾ■−ｊグ
フノ、９；１ζ、Ｌ。 欠陥〕、ノードのｉ−６間幅ｉｆ＝直、４−ｔ　３　Ｎ
、石”曲ユニＩ−Ｂの時間幅ｔｂ：＝ｔｅ−ｔｓをそ才
２ぞれ見出し、でごれら算ｊＩ；値に対し　’？：’、
”　ｒＥ規化率Ｔをかけ（、ｔ　ｆ　ＸＴ”、　　ｔ　
ｂＸＴを求め、欠陥〕−〕−Ｆ及び底面丁４？−・）］
の仁信号の時間値を１１−・規、化する処理を？’ｌ゛
５・・ マイクロゾし１セフ　”Ｊ’　８　＆ごよるこの時間幅
デ・−・り１■規化グＶグラノー９ａの実１１によりメ
モリ１うには、表面Ｔ７コーＳの発生時間ｔ！２：、欠
ド１ニー１−Ｆの発生時間ｔ４とその正規化された時間
幅ｔ、ｆＸＴ、ｅ　ｖｉ　−ｒ、、　＝ｙ　−ｉｔの発
１時間ｔ５とその正規化されたｔｂＸＴが走査位置対応
に順次記憶される。 、Ｔ−１−レベルｐ出ブログラノ、９ｂは、得られたｔ
ｌ規化された時間幅を対応するゴコーレベルの輝度に変
換（る処理をするものであって、マイクログログラム８
が先の時間幅データ正規化プログラム９ａの実行の後に
この処理プログラムを実行する。その結果、正規化され
た各Ｊ：１−の時間幅を、例えば、２５６段階の１つと
して変換し、である値のデジタル値をそのまま輝度の２
５６階調の対応する表示データとし１、これを画像メモ
リ１１の走査位置対応する測定点（Ｘ方向の座標）とそ
の路程（測定時間ｔｌ　、第４．１５に対応、Ｘ方向の
座標）で決定される所定のアドレスに記憶する。 次に、マイクロプログラム８は、メモリ９に記憶された
表示処理プログラム（図小せず）を実ｊｊする。このこ
きて画像メモリ１１に記憶されたデータがデイスプレィ
９に転送されて第２図（ｅ）に小すような輝度を伴った
欠陥表示画像が得られる。 以ト説明しできたが、実施例では１．、ｉＥ規化処理を
プログラム処理にて各エコー受信信号の信号幅の１）−
規化を行っているか、このＩＦ規化処理を什う回路をハ
ードウェアとして設け、それを時間計測回路に配置して
もよい。また、正規化する力法は、表面エコーＳの幅に
よるものに限定されない。例えば、標準試験片を測定し
てその欠陥エコーや賎面コ、フーのいずれかあるいは双
力を基準とし、てそれぞオＩＩＴ、規化しでもよい。 実施例におけるエコーのイ、１号幅の時間計測は、実施
例では６個のカウンタを設けて行、っているか、これは
、−例であって、信す幅の時間開側は、時間幅パルス１
６の幅をそのままりｒ】ツクパルスに応してカウントし
てもよく、カウンタの数はカウントするパルス幅に対応
して３個でもよいし１、訂数値を記憶するレジスタ等を
設けて１個のカウンタで対応できれば１個であってもよ
い。また、ランプ電圧発生回路とカウンタとの組合せで
時間計測をし、でもよく、種々の回路により時間計測は
司能である。また　（、Ａ、　、Ｍ幅は、時間幅パルス
１６のような検波しまた化シーＪではなく、ＲＦ信号で
あっでもよい。 ［発明の効宋］ 以トの説明から理解できるように、この発明ζ：゛あっ
ては、スレソンヨホールドを設けてこのスレ１，７１ホ
ールドを基学に：１″″ｌ−受イハ仏号の時間幅を検出
してそれをＩＦ規化するように構成するごとにより、受
信仁弓の１−Ｊ−レベルをイ、：号幅に代えて測定する
ことかできる。 その結果、特別にピーク検出回路を設けな（ても、ピー
クの位置を測定する回路と同し回路構成により化４幅を
測定することができる。しかた−って、信号幅を計測す
る回路は、」−ｊ−位置を検出する時間３」測回路で済
み、回路構成を中線化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の−・実施例の超音波測定装置のブ
ロンク図であり、第２図は、ぞのニー″１−し・ベル測
定処理の説明図、第３図は、その超音波測定装置による
表示映像の説明図である３゜１・・・走杏機構、２・・
・スキャン制御装置、３・・・プローブ、４・・・超音
波探傷器、５・・・エコ３−幅検出回路、６・・・ｉ６
間訂測回路、７・・・インタ゛）□・−ス、８・・・マ
イクロクＬ１七ノ→す（ＭＰＵ）、９・・・メｔす、 ９ａ・・・時間幅止現化プログフｊ１．．９　ｂ・・・
、：ｌ−：ｉ−レベルｍ出プロゲフム、９ｃ・・・バ＞
メータ記憶領域、 １０・・・画像処理装置、１１・・・画像メモリ、１２
・・・デイスプレィ、１３・・・バス、１４・・・被検
体、１５・・・１−７−受イ、：仏弓、１６・・・時間
幅パルス、 ２０・・・超音波測定装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体からの超音波のエコーをプローブを介して
   エコー受信信号として受け、このエコー受信信号が所定
   のスレッシュホールドを越えている時間を計測し、この
   時間を前記被検体及びこれに対応する試験片のいずれか
   においてあらかじめ測定した基準となる表面エコー、欠
   陥エコー及び底面エコーのいずれかのエコー受信信号の
   前記スレッシュホールドを越えている時間に基づいて正
   規化し、この正規化した値をそのエコー受信信号のエコ
   ーレベルとすることを特徴とする超音波測定装置。
2. （２）エコー受信信号は、プローブから得られる受信信
   号を増幅して検波した後の信号であり、表面エコー、欠
   陥エコー及び底面エコーの信号のそれぞれについてスレ
   ッシュホールドを越えた位置とこのスレッシュホールド
   より低下した位置までの時間がそれぞれ計測されること
   を特徴とする請求項１記載の超音波測定装置。