JPH049656A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

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JPH049656A
JPH049656A JP2109988A JP10998890A JPH049656A JP H049656 A JPH049656 A JP H049656A JP 2109988 A JP2109988 A JP 2109988A JP 10998890 A JP10998890 A JP 10998890A JP H049656 A JPH049656 A JP H049656A
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修三 和高
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勉 永塚
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幸一郎 三須
Mitsuhiro Koike
光裕 小池
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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] この発明は、超音波、電磁波その他の波動を用いた検査
装置に関するものである。
特に、パルス圧縮方式を用いた超音波J+破壊検査装百
などの検査装置に関?”るものである。
[従来の技術−1 従来のこの枠の検査装置C1”、ついては 例えば、次
に掲げる文献A、]3及び(−゛に示されている。
文献A  : E−、ト、リ−どイー、ニス5フアーカ
万 「高速デジタル・ゴーレイーフ・〜ド探傷システム
j →・了イトりむイ超音波己シボジウムの議事録19
8]、、Q’、、第888頁・第891頁。
(B、B、1.ee and E、S、Furgaqo
n、  ”High−SpeedDigital Go
lay Code Fiaw!Det、ection 
5ysteo+、Jin [”roee、cdiBs 
of the IEEE LlltrasonicsS
ymposium、 1981. pp、888−89
1)文献13:E−、E  りとイ ニス4フアーI!
′)″J+’超音波工又チー、イー相関探傷シスデムの
評価」 音波及び超音波のアイトリプルイー会報 vo
l、sU  29、 no、6. 11月 、  19
8234第359頁〜第369頁。
(B、B、LeCand E、S、Furgason、
  r^n Evaluationof Ultras
ound NDE Correlation Flaw
 Deteeti。
nsystems、、1   rEEE  Trans
actions  on  5onies  a、+1
dLllt、rasonics、 vol、511−2
9. no、6. November、 1982pp
、359 − 369) 文献c : E−、E−、りとイーニス、′7.・がソ
;・ 1′高速デ2、・タル・ゴー・レイコード探傷ジ
スープム」 超音波、7月 1983年、第152(頁
 〜第161「L(B、B、L、ee and E、S
、Fur)(ason、  ”l]1HhSpec司D
igital Golay Codp Flaw De
tpetiO++ Systpm、 3旧trason
ic9. July、 1983. l)+1.153
 161)従来例の構成を第38図を参照しながら説明
−σる。
第38図は、文献(:に示された従来の超−)〕波を・
用いた検査装置を小づ1077図“こ゛ある。
第38図において、従来の検査装置は、(Z号洲1(]
)と。1:の信号源(1)i、、、”接続され!、・デ
ジタル遅延線(2)と、信号源(1)及びデジタルH延
t(2)に接続されたバイポー゛う変1@器(3)と、
このバイポーラ変換器(3)tご接続されたトランスミ
ッタ(4)と、同じく信号源(1)及びデジタル遅延線
(2)に接続されたバイポーラ変換器(5)と、超音波
探触子(6)と、この超音波探触子(6)、 トランス
ミッタ(4)及びバイポーラ変換器(5)に接続された
アナログ相関器(7)と、このアナログ相関器(7)に
接続された表示器(8)と、システムコントロール(0
)とから構成されている。
なお、超音波探触子(6)は、水槽の水中に設置され、
超音波探触子(6)の対向する位置に真ぢゆ・)のター
ゲットSが配置されている。また、アナログ相関器く7
)は、超音波探触子(6)及びバイポーラ変換器〈5)
に接続された掛p器(7a>、この掛算器(7a)に接
続された積分器(7b)とから構成さhている。さらに
、信号源(1)とデジタル遅延線(2)との間、信号源
(1)とバイポーラ変換器(3)及び(5)との間、デ
ジタル遅延線(2)とバイポ・−ラ変換器(3)及び(
5)との間にはANDゲート等の論理回路が挿入されて
いる。システムコントロール〈9)は、制御するために
上述した各機器、回路に接続されている。
つぎに、上述した従来例の動作を第39図及び第40図
を参照しながら説明する。
第39図及び第40図は、文献■3に示された従来の検
査装置の送信信号及び1′+、縮パルスを示す波形図で
ある。
第39図において、横軸はピッI・(BTTS)の単位
で表されているが、栄位のピッ1−に単位の時間を対応
させれば横軸の単位は時間として読み替えることができ
る。文献Bでは、嚇位のビットに対応させる単位の時間
を記号δ°ζ表している。L、/Jが−)で、第39図
に示す送信信号のパルス幅は、63Xδである。
この送信a号は。振幅が特殊な系列により符号化された
、周波数帯がベースバンドの信号である6振幅の符号化
については、後述することとし71、まず、使用されて
いる系列について説明する。
使用されている系列は、長さか63ビツトの有限長系列
であり、周期長が63ピツI・の周期系列であるm系列
(maximal lengtb 5equence)
を、−周期で打ち切って作られている6 m系列については、例えば(符号理論」宮用洋、岩垂好
裕、今井英樹共舊、昭和5416月29[I昭晃堂fi
l、第474.i′1−−−第499負(以下、文献I
)と略称する6、)に詳しく述べられている。
+1’l系列は、長さが無限長の周期系列であり、系列
をなす成分が2つの要素からなる2値系列である。2つ
の要素には、符号→−と符号−が割り当てられる場合も
あるし7数値→−1と数値−1、あるいは、数値1と数
値0とが割り当てられる場合もある。第39図の例では
、周期長が63ピツ)・て、長さが無限長のm系列をも
とにして、その−周期を取り出して有限長系列を作って
いる。
次に、この有限長系列を用いた振幅の符号化について説
明する。
有限長系列をなす一方の要素に振幅→−1を、他方の要
素に振幅−]、を対応させて、系列の2つの要素の表れ
る順番にしたがって、単位時間δ毎に振幅を相対値で3
−1に変調[1,ている。このような信号は、振幅を符
号化された波形を有する信号と呼ばれる。
第40図において、第39図と同様に、横軸はビットの
単位で表示されているが、中、位のピッ1−に単位の時
間δを対応させ11ば、横軸の即位は時間として読み替
えることができる。
この圧縮パルスは、長き64ビットの有限長系列により
振幅看す化1.た送イ5.信号を用いた場合の例である
。この系列は、第39図の送信1111号を牛成り”る
ときに用い!ご長さ63t゛ツトの有限長系列に、1ピ
ッl−を付加し5て作られたものである。したがって、
この送信信号のパルス幅は、6・1×δである。エコー
のパルス幅もこれとほぼ同等の長さである。
し、かじながら、第40図で示すよ・うに、圧縮パルス
のエネルギーの大半は、図中、中央の時間幅内(数ビッ
ト×δ)に集中している。この中央の振幅の大きい信号
部分は、圧縮パルスの主ローブと呼ばれる。主ローブの
パルス幅は短い。これは、送信信号のパルス幅と同等に
長い時間にわたー)でほぼ−・様に分布していたエコー
のエネルギーが、時間軸上のほぼ一点に圧縮されたこと
を意味り、ている。主ローブの両側にお番ツる振幅の小
さい信号部分は、BE圧縮パルス12ンジサイドローブ
と呼ばれる。
さ′ζ、1′5号源(1)及びデジタル遅延線(2)h
’う、バイポーラ変換器(3)及びl・ランスミッタ(
・4)を介して、第39図で示したような、送信信号が
生成される。この送信信号により超音波探触F (6)
が駆動される。
超音波探触子(0)がら水中に放射された超音波は、タ
ーゲットSにより反射され、再び超音波探触t’ (6
) G:より受信される。超音波探触子(6)により受
信されたエコーは、アナログ相関器(7ンの掛算器(7
a)に伝達される。
上述したエコーのパルス幅は、送信信号と同等に長い。
すなわち、エコーのエネルギーは、送信信号のパルス幅
にほぼ相当する長い時間く第39図の場合では、はぼ6
3×δ、第40図の場合では、はぼ64×δ)にわたっ
て、はぼ−様に分布している。
一方、直配送信信号と同じ信号が、デジタル遅延線(2
)及びバイポーラ変換器く5)を介し゛乙アナログ相関
器(7)の掛算器(7a)に伝達される。
アナログ相関器(7)は、エコーど送信信号との間の相
関演算を実行する。この相関演算により、送信信号と同
等に長い時間にわな−)て、時間軸上にほぼ一様に広が
って分布していた工:1−のエネルギーは、時間軸上の
ほぼ一点に圧縮される。圧縮されて得られたパルスは、
圧縮パルスと呼ばれる。
アナログ相関器(7)により得られた圧縮パルスは、表
示B(8)に伝達され、最終結果と17、て表示される
上述し、た従来の検査装置の距離分解能は、圧縮パルス
の主ローブのパルス幅(以下、圧縮パルスのパルス幅と
略称する。)により決まる。送信信号のパルス幅が長い
にもかかわらず、圧縮パルスのパルス幅は上述したよう
に知い。1.たがって、もともとパルス幅の短い送信信
号を用いたパルスエコー法による検査装置の場合と同等
の分解能が得られる。
一方、S/N比(f、1号対雑音比)は、送信信号の平
均送信エネルV−・が大きいほど高くなる。平均送信ゴ
°ネルギー・は、送信b; ”5のパルス幅が長いほど
大きい。[1、たがって、従来の検査装置は、もどもと
パルス幅の短い送信(3号を用いたへ′ルスコ、ツー法
に比べ、高い8/′N比が得られる。
以トのよつり、’: 、従来の検査装置は、分解能も優
れ、S/N比も高くとれる。
ところで、上mV−と送信信号との相関器pとは、エコ
ー及び送信イ^号をr(t、)及び5(t)とすると、 S  s  (t   τ)  r  (t )  c
l t。
1積分範囲ニーω・〜ω」 ・・・ 式■で表わされる
演算を、τを変数とし7た新たな関数を求める演算であ
る。この新たな関数は相関関数と呼ばれ、上記圧縮パル
スに相当イる。もちろん、エコーr(t>又は送信信号
5(t)のどちらか一方が有限の時間範囲内でのみ零以
外の値をとり、その時間範囲以外では零となる関数なら
ば、J記積分範囲は有限となる。
従来の検査装置では4十述[7たようC:1、]、凡゛
2−。−と送信信号との相関器(資)はアナログ相関器
(7)を用いて行−)でいる。しかし1、アナログ相関
器(7)は、掛算器(7a)と積分器(7b)とだ(う
で構成されている。このため、式■における変数τを変
える操作は外部かt)行う必要がある。つまり、送信(
3号s(t、)をτだけ遅らせる操作は、デジタル遅延
線(2)とシステムコントロール((9)とにより行わ
れ、掛算器(7a)にはs(tτ)が入力される。これ
は、つぎのごとを意味している。
まず、アナログ相関器(7)のみでは、式■における変
数τを変える操作は行われていないので、アナログ相関
器(7)は正確には相関器ではない。
さらに、1回の送信だけでは圧縮パルス(相関関数)の
時間波形は求まらない。つまり、1回の送信から求まる
のは、変数τをある値に固定17なときの、その値にお
ける圧縮パルスの値のみである。
圧縮パルスの時間波形を求めるには、変数τを逐次変え
ながら何回か送信を繰り返す必要がある。
し5たか−)で、最終結果が得られるまでにかなりの時
間を必要どづ”る。
式0)て示される相関演算を行うための他の相関器につ
いて第41図を参照[7ながら説明づる。
第41図は、この発明と関連する特願平1〜45316
号に示された他の相関器を示すブロック図である。
第41図において、相関器(10)は、タップ付遅延線
(10a)と、このタップ付遅延線(10a)の各出力
タップに接続された複数の掛算器(lob)と、これら
複数の掛算器(10b)に接続された加算器(]Oc)
とから構成されている。
この相関器(10)は、式■がつぎのように変形できる
ことを利用して、相関演算を実現している、すなわち、
式■は−)ぎのように変形できる。
S  S  (t−−r)  r  (t)  di[
II分範囲ニー艶〜・oO] S r (t+z;) s (t) dt[積分範囲ニ
ーω〜・I:io] −・11−(↑、十τ)s(t、)dt[積分範囲:0
〜Tコ “・;Σr(kΔt、+1Δt、)s(kΔ1.)[k
=1〜K] ・・ 式■ ただし、送信信号s (t)は、0〜、Tの時間範囲以
外では零をとるものとしている。また、k、1は整数、
Δtはサンプリング間隔、Kは定数であり t =にΔ
t、τ=lΔt、、T=−に△、t、である。
相関器(10)では、△t2はタップ付遅延線(10a
)の遅延時間、Kはタップ総数である。
エコーr(t)がタップ付遅延線(10a>に入力され
ると、例えば、k番目のタップの出力は、あらかじめ用
意された重みs(kΔ1)が掛算器(10b)により掛
算される。その後、加算器(10e)は、すべてのタッ
プの出力を加算し7、その結果は上述し、た式■に等し
い。
この相関器(10)では、変数τを変える操作は、エコ
ーr(t)をタップ付遅延線(10a)に時間的に逐次
入力することに相当する。エコーr(t)は、当然のこ
とながら、超音波探触子(6)から時間的に逐次入力さ
れてくる。シ、/ごがって、変数τを変える操作は自動
的にt″1わt1″ζいる。すなわち、第41図に示づ
相関器(10)では、1回の送信だけで圧縮へ′ルスの
時間波形を得ることができる。
し5かし、送信信号の継続時間が長くなると、つまり、
上述の]゛が大きくなるにし、だが)て、タップ数にの
多いタップ付遅延線(10a)が要求される。これに伴
い、掛算器(]、、 Ob )の個数も多く必要となる
。さらに、加算器(1o(・)も、入力端子数の多いも
のが要求される。このように、掛算器(10b)の個数
が多くなるほど、また、加算器(10e)の入力端子数
が多くなるほど、実現できる相関器(10)の動作スピ
ードは遅くなってくる。また、装置の価格も高くなる。
さらに、従来の装置においては、第40図で示したよう
に、圧縮パルスのサイドローブレベルが大きい欠点もあ
る。
[発明が解決しようとする課題] 上述したような従来の検査装置では、最終結果である圧
縮パルスを得るのに時間がかかり2.、=、 i、を短
くして実時間性を実現1.よ・)とプると動作スピード
が遅くなるという問題点があった。1また、圧縮パルス
のサイドロ−ブレベルが大きいという問題点がぁ−)だ
この発明は、」7述[、た問題点を解法するためになさ
れたもので、低価格て動作スじ一ドを速くすることがで
き、低サイドローブレベルの1土縮バハ。
スを得ることができる検査装置を得ることを特徴とする 特に、原理的に零I7・ンジサイFローブが実現できる
検査装置を祠ることを[1的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係る検査装置は、次に掲げる手段を備えたも
のである。
〔1〕 第1及び第2の系列にそれぞノ1基づいて第1
及び第2の基本単位信号を生成し、前記第1の基本単位
信号並びに第3の系列に基づいて第1の送信信号、前記
第1の基本単位信号並びに第4の系列に基づいて第2の
送信信号、前記第2の基本単位信号並びに前記第3の系
列に基づいて第3の送信信号、並びに前記第2の基本W
位信号並びに前記第4の系列に基づいて第4の送信信号
を発生する送信信号発生手段。
〔2〕 前記第1、第2、第3並ひに第4の送信信号に
より励振されて波動を対象物に送信する送信1段。
〔3〕 前記第1、第2、第3並びに第4の送信信号に
それぞれ対応する前記対象物に反射さt7た第〕、第2
、第3並びに第4のエコーを受信する受信手段。
〔4〕 前記第1の系列に基づいて生成される第1の参
照信号を用いて、前記第]並びに第2のエコーを相関処
理イるとともに、前記第2の系列に基づいて生成される
第2の参照信号を用いて、前記第3並びに第4のエコー
を相関処理する第1の相関手段。
〔5〕 前記第3の系列に基づいて生成される第3の参
照信号を用いて、前記第1並びに第3のエコーに対応す
る前記第1の相関手段の出力を相関処理するとともに、
前記第4の系列に基づいて生成される第4の参照信号を
用い°C1萌記第2並びに第4のエコーに対応する前記
第1の相関手段の出力を相関処理する第2の相関子−段
〔6〕 前記第1、第2、第3並びに第4のエコーに対
応する前記第2の相関手段のそれぞilの出力を加算す
る別口゛手段。
[作用コ この発明においては、送信信号発生手段によ−)で、第
1及び第2の系列にそれぞれ基づいて第1及び第2の基
本部位信号が生成され、前記第1の基本単位信号並びに
第3の系列に基づいて第1の送信信号、前記第1の基本
単位14号並びに第4の系列に基づいて第2の送信信号
、前記第2の基本単位信号並びに前記第3の系列に基づ
い′ζ第3の送信信号、並びじ前記第2の基本単位信号
並びに前記第4の系列に基づいて第4の送信信号が発生
される。
また、送信手段によって、前記第〕、第2、第3並びに
第4の送信イ、1号により励振されて波動が対象物に送
信され、受信1段に゛よ・−)で、前記第1、第2、第
3並びに第4の送信信号に%;hぞれ対応する前記対象
物に反射されtr第1、第2、第3並びに第4のエコー
が受信さノ′する。
さらに、第1の相関丁−段ζ、゛よって、前記第1−の
系列に基づいて生成される第1の参照信号を用いて、前
記第1並びに第2のエコで−が相関処理されるとともに
、前記第2の系列に〃2づいて生成される第2の参照信
号を用いて、前記第3並びに第4のエコーが相関処理さ
れる。
さらに、第2の相関手段によって、前記第3の系列に基
づいて生成される第3の参照信号を用いて、前記第1並
びに第3のエコーに対応する前記第1の相関手段の出力
が相関処理されるとともに、前記第4の系列に基づいて
生成される第4の参照信号を用いて、前記第2並びに第
4のエコーに対応づる前記第1の相関手段の出力が相関
処理される。
そして、加算手段によって、前記第1、第2、第3並び
に第4の工′:l−に対応する前記第20相関f段のそ
iぞれの出力が加算さiる。
1]実施例] これから、この発明の6つの実施例を順次説明する。
まず この発明の第1実施例の構成を第1図を参照しな
がら説明する。
第1−図は、この発明の第1実施例を示1ブロック図で
あり、超音波探触?′(0)及び表示器〈8)は第38
図で示した上記従来装置のものと全く同一である。
第1図において、この発明の第1実施例は、」二連した
従来装置のものと全く同一のものと、振幅符号化送信信
号発生器(IA)と、この振幅符号化送信信号発生器(
IA)及び超音波探触子(6)に接続された第1の相関
器(11)と、この第1の相関器(11)及び振幅符号
化送信信号発生器(IA)に接続された第2の相関器(
〕2)と、この第2の相関器く12)に入力側が接続さ
れかつ表示器(8)に出力側が接続されたメモリ機能を
含む加算器く15)とから構成されている。
なお、超音波探触子(6)は振幅杓号化送信(m号発生
器(1A)にも接続され、試験体Sに接触している。
つぎに、」二連した第1実施例の動作を第2図から第7
図までを参照(−ながら説明゛する。
第2図及び第3図はこの発明の第1実施例における第1
及び第2の基本即位信号を示す波形図、第4図、第5図
、第6図及び第7図はこの発明の第1実施例における第
1、第2、第3及び第4の送信信号を示す波形図である
振幅符号化送信信号発生器(IA)は、第1の系列Ca
 !  第2の系列+b+、第3の系列(■))及び第
4の系列(Q+を発生し、第1の系列(a、 1及び第
2の系列(b)によりそれぞれ規定される第1及び第2
の基本単位信号を発生づる。第1及び第2の基本単位信
号をそれぞれga(t;)及びgb(tiで表わす。た
だし、tは時間である。
また、振幅符号化送信信号発生器(IA)は、第3の系
列(pi及び第1の基本即位信号ga(+、 )により
第1の送信信号を発生ずる。第4の系列(q )及び第
1の基本即位信”i g a (t )により規定され
る第2の送信信号を発生する。
第3の系列fpl及び第2の基本単位信号gb(t2)
により第3の送信信号を発生ずる。さらに、第4の系列
fq!及び第2の基本単位信号gb(1)により第4の
送信信号を発生ずる。第1、第2、第3及び第4の送イ
3信号を、それぞれ、5ap(+、)= 5aq(t)
、5bp(+−)及び5bq(+、)で表わす。
そして、上記第1、第2、第3及び第4の送信信号をあ
る一定の送信繰り返し2周期Trで、逐次、超音波探触
子(6)に伝達する。
第1の基本単位信号ga(t)は、第2図に示すように
4第1の系列(a、 )として、長さMが8である、 (al  ニー (a、+ a2. a コ、 a4、
as、 as、a〕、 a s! =(+、+、t、−2+、士、−1+)を採用し、従来
と同様に、振幅を符号化した波形を有する信号である。
第1の系列(a)と振幅符号化との間の関係をわかりや
t < するために、この系列の符号<」−)を図中に
あわせて記入しである。また、図中、δは固定時間であ
る1、第2の基本単位信号gb(t)は、第3図にノF
すように、第2の系列J、 b )とし、ζ、長さMが
8である、 (bl=(b、、1j2、bl、b4、[)9、b5、
bl、b、) ;;(+、−・−1」−1士、→−2〜−1−2)を採
用し、従来と同様に、振幅を符号化した波形を有する信
号である。第2の系列(b)と振幅符号化との間の関係
をわがりゃすくするために、この系列の符号(±)を図
中にあわせて記入し、である。
第1の送信信号5ap(t)は、第4図に示づように、
第3の系列(p)として、長さNが4である、 (pi=(p+、p2、p3、p 4 I(峠、十、1
−5−) を採用し、この系列と第2図に示し、た第1の基本!’
−(’Oイa 号g a (j )とから、次C5″述
べる1順(::、 1.−たがって発生した伝号である
。づなオ〕も、第一)の系列(r:+ )の杓号」−に
は第1の〃゛本早旬(A―号¥:Ji(1)を割り当゛
(、符号−には第]の基本単位信号ga(f、〉に−1
−を掛けで得らiする仁]号 ga(i、)をvJり当
て゛ぐ′、第3の系列(p )の符号の現れる順序にし
、たがって、→−gaC土、)が時間軸」に配列されて
いる。第3の系列(1))の相号(±)と、信号叶:g
a(t)との間の関係をわかりや1くするため、図中、
第3の系列(1:1 )の系列の符号をあわヤて記入し
である。Tpは固定時間である。
第2の送信信号sag(t、)は、第5図に示すように
、第4の系列(q )として、長さNが4である、 fq)=  (q+、Q2、qコ、q、 4 )=(+
、−・、士、→ ) を採用し、この系列と第2図に示した第1の基本単位信
号ga(t)とから、上記第]、の送信信号の発生平原
と同様の手順にしたがって発生した信号である。すなわ
ち、第4の系列((1)の符号トには第1の基本単位信
号ga(t)を割り当て、符号−には第1の基本単位信
号ga(t>に〜1を掛けて得られる信号−ga(t)
を割り当でて、第4の系列(q)の符号の現れる順序に
し、たがって、±g a、 (t )が時間軸上に配列
されている。
第4の系列((1)の符号(±)と、信号+ggCt 
>どの間の関係をわがりやすく゛するため、図中、第4
の系列fqlの系列の符号をあわせて記入しである。
第3の送信信号5bp(t)は、第6図に示ずように、
第3の系列ip)と第3図に承した第2の基本単位信号
gb(t)とがら、上記第1の送信信号の発生手順と同
様の手順にしたがって発生した信号である。すなわち、
第3の系列fp)の右号十には第2の基本単位信号gb
(t)を割り当て、符号−には第2の基本単位信号gb
(t)に1を掛けて得られる信号−g b (t)を割
り当てて、第3の系列ip)の符号上の現れる順序にし
たがって、±gb(t)が時間軸上に配列されている。
第3の系列(■))の符号上−と、信号コーgb(t)
との間の関係をわかりゃずくするために、図中、第3の
系列(Y))の符号上をあわせて記入しである。
第4の送信信号s bq (t ) ij、第7図に示
すように、第4の系列(q)と第3図に示した第2の基
本単位信号gb(t)とから、上記第1の送f3信号の
発生手順と同様の手順にし、たがって発生1゜た信号で
ある。すなわち、第4の系列(く1)の符号1には第2
の基本単位信号gb(t)を割り当て、符号−には第2
の基本単位信号gb(t、)に1を掛けて得られる信号
−gb(t、)を割り当てて、第4の系列(q)の符号
上の現れる順序にしたがって、−+−g b (t )
が時間軸上に配列されている。第4の系列(q)の符号
」二と、信号3コgb(t)との間の関係をわかりやす
くするために、図中、第4の系列(qlの符号上をあわ
せて記入しである。
超音波探触子(6)は、」二記第1、第2、第3及び第
4の送信信号により駆動されて、超音波を試験体S内へ
送信する。そして、超音波探触子(6)は、試験体S内
の欠陥などの反射体により反射されたエコーを受信する
。第1、第2、第3及び第4の送信信号にそれぞれ対応
するエコーを、第1、第2、第3及び第4のエコーと呼
ぶこととする。第1、第2、第3及び第4のエコーをそ
れぞれ、rap(t) 、raq(t)、rbp(t)
及びrbq(t)で表わす。
受信された第1、第2、第3及び第4のエコーは、第1
の相関器(11)に伝達される。
一方、第1のエコーrap(t)及び第2のエコーra
q(t)の相関処理に用いられる第1の参照信号が、振
幅符号化送信信号発生器(IA)により発生され、同じ
く第1の相関器(11)に伝達される。第1の参照信号
は第1の系列(atに関連した信号である。この第1の
参照信号をua(1)で表わす、また、第3のエコーr
bp(t)及び第4のエコーrbq(t)の相関処理に
用いられる第2の参照信号が、振幅符号化送信信号発生
器(IA)により発生され、同じく第1の相関器(11
)に伝達される。上記第2の参照信号は、第2の系列(
b)に関連した信号である。この第2の参照信号をub
(t)で表わす。
第1の相関器(11)では、第1のエコーjap(1)
と第1の参照信号ua(t)との間で相関演算を実行す
る。この相関演算結果をCaap(t)で表し、第1の
相関器(11〉の第1の相関演算結果と呼ぶ。また、第
1の相関器(11)では、第2のエコーraq(t)と
第1の参照信号ua(t)との間で相関演算を実行する
。この相関演算結果をCaaq(t)で表し、第1の相
関器(11)の第2の相関演算結果と呼ぶ。さらに、第
1の相関器(11)では、第3のエコーrbp(t>と
第2の参照信号ub(t)との間で相関演算を実行する
。この相関演算結果をCbbp(t)で表し、第1の相
関器(11)の第3の相関演算結果と呼ぶ。また、第1
の相関器(11)では、第4のエコーrbq(t)と第
2の参照信号ub(t)との間で相関演算を実行する。
この相関演算結果をCbbq < t >で表し、第1
の相関器(11)の第4の相関演算結果Cbbq(t)
と呼ぶ。
第1の相関器(11)の第1、第2、第3及び第4の相
関演算結果は、第2の相関器(12)に伝達される。
一方、第2の相関器(12)における相関処理に用いら
れる第3の参照信号が、振幅符号化送信信号発生器(I
A)により発生され、第2の相関器(12)に伝達され
る。この第3の参照信号は、第3の系列(P)に関連し
た信号である。第3の参照信号をup(t)で表わす。
また、第2の相関器(12)における相関処理に用いら
れる第4の参照信号が、振幅符号化送信信号発生器(I
A)により発生され、第2の相関器(12)に伝達され
る。この第4の参照信号は、第4の系列(qlに関連し
た信号である。第4の参照信号をuq(1)で表わす。
第2の相関器(12)では、上述した第1の相関演算結
果Caap(t)と第3の参照信号up(t)との間、
第2の相関演算結果Caaq (t )と第4の参照信
号uq(t)との間、第3の相関演算結果Cbbp(t
)と第3の参照信号up(t)との間、及び第4の相関
演算結果Cbbq(t)と第4の参照信号uq(t)と
の間で相関演算を実行する。
これらの相関演算結果を、Caapp (t ) 、C
aaqq(t ) 、Cbbpp(t )及びCbbq
q (t )で表し、それぞれ第1、第2、第3及び第
4の圧縮パルスと呼ぶ。
前記第1、第2、第3及び第4の圧縮パルスは、加算器
(15)に伝達され、記憶される。加算器(15)では
、前記第1、第2、第3及び第4の圧縮パルスを加算す
る。すなわち、 Caapp(t) +Caa、qq(t) 十Cbbp
p(t) +Cbbqq (t )の演算を行う、この
加算結果を合成圧縮パルスと呼ぶ。
前記合成圧縮パルスは、加算器(15)がら表示器(8
)に伝達され、従来と同様に表示される。
つぎに、上述したこの発明の第1実施例の動作原理及び
効果を第8図から第21図までを参照しながら説明する
第8図及び第9図はこの発明の第1実施例の第1及び第
2の基本単位圧縮パルスを示づ波形図、第10図、第1
1図、第12図及び第13図はそれぞれ第1の相関器(
11)の第1、第2、第3及び第4の相関油力結果を示
す波形図、第14図及び第15図はそれぞれ第3及び第
4の参照f、;号を示す波形図、第1(ン図、第17図
、第18図及び第19図はそれぞれ第1、第2、第3及
び第4の圧縮パルスを示す波形図、第20図は合成圧縮
パルスを示す波形図、第2]図は合成基本単位圧縮パル
スを示す波形図である。
第4図で示した第コの送信信号5ap(t)は、次の式
で表わされる。
5ap(t);−Σl) +ga [t  (1−1)
 Tpl(和はiについて1〜、Nまでとる。)p+g
a(t)→p 2 g a (t −T p )十Pz
ga(t、−2T p > 十P<ga(t、−3Tp)   ・・ 式■ここで、
p 1(1= i、2、・・・、N)の符号は土1(複
合同順)と同一とみなして掛算している(以下同様)。
第5図に示した第2の述(m I’S号5aq(t、)
は、式■の右辺において、第1の系列の要素l:)、を
第2の系列14.ζ置き換えた式で表わされる。第6図
に示し、た第3の送信信号sL+p(t)は7式■の右
辺において7第1の基本ψ位信号ga(t)を第2の基
本部イ)γイ14号gb(t)”ζ置き換え、た・式”
で表わされる。また、第4の送信信号s bq (t、
 )は、式■の右辺において、第1の系列の要素p 、
を第2の系列q、で貢き換えるとともに 第1の基本単
位信号ga(t)を第2の基本即位信号gb(t)で置
き換えた式で表わされる。ただll、時間原点は、第2
、第′う及び第4の送信信号が発生されt:時間に取り
直[、Cいる。
第1のエコーrap(t、)は、次の式で表わされる。
rap(t)ニー(”o× S 5ap(t、+ )  h  (t −t o  
−t + )  a t[積分範囲: ω・−ω] ・
・・ 式■ここで、coは定数を表わす。また、h(t
)は、振幅符号化送信信号発生器<1. A )の出力
端から、超音波探触子(6)、試験体Sの反射体、再び
超音波探触イー(6)を経由して、第1の相関器(11
)の入力端に至るまでの信号伝搬好路における周波数応
答特性の逆フーリエ変換を表わす。
すなわち、前記13号伝搬経路のインパルス応答を表わ
す。また、t、aは試験体S内の反射体まで超音波が往
復″4るのに要する時間である。
Co=1どしても一般性を失わないので、以1・C,=
]とし5て説明する。
第2のエコーraq(t、)、第3のエコーrbp(1
)及び第4のエコーrbq(t、)は、式■の右辺にお
いて第1の送信信号5ap(t、)を、それぞれ、第2
の送信信号5aq(t)、第3の送信信号s、bp(t
)及び第4の送信信号5bq(t)て置き換えた式で表
せる。
第1の相関器く11)の第1の相関演口、結果Caap
 (t、)は、次の式で表わされる。
Caap (t、 ) = 5ua(t、、、−t)rap(+2)df、2[積分
範囲、〜ωへ■〕 ・・・ 式■なお、この相関演算結
果は、 Aa(t)=N Nua(+2−t)ga(tl)h 
(t r−t l) d tl d、 f、、 2し積
分範囲:〜ω−,CX) 1  ・・・ 式■とおけば
、式0〜式■から次式に等し、い。
(f aap (t )  −1Σ p  、 A  
a  [t   〜−士、、  +1−   (i  
−1) T  p ](和はiについて]−Nまでとる
。) H)、 A、 a (t −t o )→= p 2 
A  a  (t−t  o −T  p >+ P 
:l A a (t −t o  2 T p )+ 
p 4 A a (t−−土、o  3Tp)  −式
■この弐〇において、Aa、(t  to)は、第1の
基本即位信号ga(t)により超音波探触子(6)を駆
動し、このとき得られるエコーを、参照信号として上記
第1の参照信号ua(t)を用いて相関処理して得られ
る圧縮パルスに対応している。
この圧縮パルスを、第1の基本単位圧縮パルスと呼ぶ。
また、式■より、Caap(t)は、上記第1の基本単
位圧縮パルスAa(i−to)を4個、時間軸上に0、
”1” P 、、 2 Tp、3Tpだけずらして配置
iL2、それぞれ、第3の系列(l))の成分1)1)
コ・、■)s、r’+を掛けで別置lたものCに等しい
ことがわかる、 第1の相関器(11)の第2の相関演算結果(′aaq
 (1:、 )は、式■の右辺において 第1のエコー
 rap (t、、 )を第2のユニ:y−r aq 
(t、 )で置き換えた式て表ゼる。ま人・、1:ねは
、式■の右辺C5′:おいて、■)、をcI、て置き換
えた式に等しい。同様に、第3の相関演算結果C: h
bp (t )は、式■の右辺において、第1のエコ2
− r ap (t、 )を第2の工:7− raq 
(t、 )で置き換えるとともに、第1の参照信号u 
a (t、、 )を第2の参照信号u b (t )で
置き換えた式で表せる。また、これは、 Ab(t  )  ==  S  S  ub  (t
2 − t  )  gb(t、+)h (t2−t、
、) dt、d、t、2Im分範囲ニーω〜、01)l
  ・・・ 式■とおけば、式■の右辺において、Aa
(t)をA、b(1)で1き換えた式に等しい。なお、
Ab(tto>は、第2の基本単位信号gb((、)に
より超音波探触子(6)を駆動し1、このとき得られる
エコーを、参照13号とL5て上記第2の参照信号11
b (t、 )を用いマ、相関処理して得られるL(−
縮バルスに対応している。この圧縮パルスを第2.の基
本中、位圧縮パルスと呼ぶ。才な、第4の相関演算結果
Cbbq(t)は、式■の右辺(6゛おいて 第1のコ
”ニーrap(t、)を第4のユニーr bq (t、
、 )で置き換えるとともに、第1の参照信号1.1 
a、 (t、)を第2の参照信号ub(t)で置き換え
た式で表せる。
第]の圧縮パルスCaapp (t )は次の式で表わ
される。
Caapp (t ) = S up(t、 3− t)Caap(t、 5)dt
:i[積分範囲ニーω〜oQ]  ・・・ 式■第2の
圧縮パルスCaaqq (t )は、式■の右辺におい
て、第1の相関演算結果Caap(t)を第2の相関演
算結果Caaq(t)で置き換えるとともに、第3の参
照信号up(t)を第4の参照信号u、 q (t )
で置き換えた式で表せる。第3の圧縮パルスCbbpp
(t)は、式■の右辺において、第1の相関演算結果C
aa、p(t、)を第3の相関演算結果cbb、(t)
で置き換えた式で表せる。第4の相関演算結果cbbq
(t)は、式■の右辺において、第1の相関演算結果C
aap(t)を第4の相関演算結果Cbbq(t、)で
置き換えるとともに、第1の参照信号ua(t)を第4
の参照信号u q (t、 )て置き換えた式で表せる
第8図に示す第1の基本単位圧縮パルスA、 a (t
to)は、第1の基本単位信号ga(t)として第2図
に示し、た信号を用い、また、第1の参照信号ua(↑
)として第1の基本単位信号ga(+、)自体を用い、
さらに、h(t)はデルタ関数とした場合の式■による
計算結果である。
第9図に示す第2の基本単位信号パルスAb(t。
1、)は、第2の基本単位信号gb(t、)として第3
図に示した信号を用い、また、第2の参照信号u b 
(t )として第2の基本単位信号gb(t)自体を用
い、さらに、h、(t)はデルタ関数とした場合の式■
による計算結果である。
第10図に示す第1の相関器(]1)の第1の相関演算
結果Caap(t)は、第8図に示した第1の基本単位
圧縮パルスAa(t、”−t o )と式■とからの計
算結果である。第11図に示す第1の相関器(11)の
第2の相関演口。結果Caaq(t)は、第8図に示し
た第1の基本準位圧縮パルスAa(t−t、)を用いた
ときの同様の=t X結果である。第12図に示1第1
の相関器(11)の第3の相関演算結果Cbbp、(t
)は、第9図に示した第2の基本即位圧縮パルスAb(
t−t、)を用いたときの同様の計算結果である。第1
3図に示す第1の相関器(11)の第4の相関演算結果
CbbQ (t )は、第9図に示した第2の基本単位
圧縮パルスAb(1−t。)を用いたときの同様の計算
結果である。なお、これらの計算において、”rpは8
δとした。
第10図、第11図、第12図及び第13図に示すよう
に、第1の相関器(11)の第1、第2、第3及び第4
の相関演算結果とも、エネルギーが時間軸上に分散し7
ていることがわかる9このように、エネルギーが肋間軸
」、に分散づることは、′rpを8δから変化さゼても
変オ)らない。
しかし1、第1の相関器(11)の第1、第2、第3及
び第4の相関演算結果を第2の相関器(12)により相
関処理することにより、そtrlぞれ、圧縮することが
てきる。
これについて、第3及び第4の参照(r’r号として、
それぞれ、第3の系列(1))及び第4の系列(q)を
用いて発生し、/ご、第14図及び第15図に示1信号
について説明Jる。
第14図に示す信号は、第3の系列(■))を用いて振
幅を相号化した波形を有する信号である。
この信号と第3の系列(p)の符号上との間の関係をわ
かりやすくするため、図中、第3の系列(p)の符号上
をあわせて記入し、である。
第15図に示す信号は、第4の系列(q)を用いて振幅
を符号化[5,た波形を有する信号である。
この信号と第4の系列((1)の符号]−との間の関係
をわかりやすくするため、図中、第4の系列1 (1,
lの符号上をあわせて記入しである。
第14図に示す第3の参照信号u p (t、 )を用
いた場合、第1の圧縮パルスCaapp (t )は式
0%式%: ] (和は1に・ついて]−Nまでとる。)p ICaap
 (t、 ) +  p  、、(”:aap(f  ÷−′丁1))
→−p 、、、Ca月〕(t + 2Tp)千■)江a
ap (↑5七3Tp)  −式[相]さらに、第3の
系列(p)の自己相関関数を、aap(i ) 、<i
=o、口、121、±(N−1))と表わすと、第1の
圧縮パルスCaapp (t )は式■及びqΦからつ
ぎのようになる。
Caapp(t)=ρpp(0)Aa(t−4a)+Σ
ρpp (i )  [Aa(t−to−iTp)□A
a(t−to+1Tp)](和はiについて]〜Nまで
とる) aap(0)Aa(t−to) + ρ pp  (1)   [Aa(t−to−4p
)→□ A a (t −t o÷T11)]+’1)
pp  (2>  [Aa(t−to−2Tp)+Aa
(t−toi4Tp)]→ aap (3)  [Aa
(t−to−37p)+Aa(t、−to→3Tp)コ
・・ 式■ 第2の圧縮パルスCa、aqq (t )は、式■の右
辺において、Caap(+、)をCa、aq(t)で置
き換えるとともに、1)、をq工で置き換えた式で表せ
る。
また、この式は、式0の右辺において、第3の系列(r
〕)の自己相関関数i)t′jp (i )を第4の系
列(q)の自己相関関数ρqq (i )で置き換えた
式に等しい。第3の圧縮パルスCbt+pp (t )
は、式■の右辺において、Caap(t)をc bbp
、 (t、 )で置き換えた式で表せる。また、この式
は、式■の右辺において、Aa(t)をAb(t)に置
き換えた式に等しい。第4の圧縮パルスCbbqq (
t )は、式[相]の右辺において、Ca、ap(t)
をCbbq(t)で置き換えるとともに、P、をq、で
1き換ノた式で表せる。また、この式は、式■の右辺に
おいて、自己相関関数ρpa(j)を自己相関関数ρq
q (i >で置き換えるとともに、Aa(t)をAb
(t)に1き換えた式に等しい。
第16図は、式■から計算により求めた第1の圧縮パル
スCaapp (t )を示す。
第16図ては、第1の基本単位圧縮パルスAa(1−1
6)として第8図に示したものを用い、また、第3の系
列の自己相関関数ppp(i)において、aap(0)
=4、aap(1) =1、aap(2)・”0、ρa
t+(3)=−1であることを用いた。また、″丁p=
8δとシ、また6 第17図、第18図及び第1 g図は、それぞれ、同様
の計算ζこより求めた第2の圧縮パルスCaaqq(t
)、第3の圧縮パルスCbbpp (+、)及び第4の
圧縮パルスCbbqq(t)である9、第2の基本単位
圧縮パルスA b (t−t o )は第9図に示し、
たちのを用いた。また、第4の系列(q)の自己相関関
数ρQQ (i )において、ρQQ(0)=4、ρQ
Q(1)=−1,ρqq(2>=0、ρqq(3)=1
であることを用いた。また、Tp=8δとした。
第16図、第17図、第18図及び第19図において、
第1、第2、第3及び第4の圧縮パルスとも、信号のエ
ネルギーの大半は、1 =: 1゜近傍に集中している
。すなわち、1=1.近傍にのみ大きな振幅(主ローブ
)を有し、1.≠t0における振幅(サイドし7−グ1
/ベル)がある程瓜小さい圧縮パルスが得られているこ
とがわかる。しか11、まだかなりレベルの大きいサイ
ドロー・ブが時間1がt。からかなり離れたところまで
残−)でいる。
し、かじ、第20図に示すように、第1、第2、第3及
び第4の圧縮パルスを加算し、5て得らtまた合成圧縮
パルスでは、主ローブは強めあい、サイドローブは相殺
されて、サイドローブレベルは零になっている。
すなわち、この発明の第1、実施例において、tto近
傍にのみ大きな振幅(J:ローブ)を有し、t#tOに
おける振幅くサイドローブレベル)が零の圧縮パルスが
得られる作用、効果があることがわかった。
なお、上記第1実施例で用いた第1及び第2の基本単位
圧縮パルスを加算すると、第212図に示すよ・うに、
1 = 1:、。近傍にのみ大きな振幅(主ローブ)を
看し、t≠toにおける振幅(づイドローブレベル)が
零となる。このような関係は相補関係にあると呼ばれる
。これは、第1の系列tarの自己相関関数をρaa 
(i >で表し1、第2の系列(1))の自己相関関数
をpbb(j、)で表わ′すと、ρaa(O) =pH
h(0) 、ρaa(i ) =−pbb(i)、(i
 = 、1. 、2、・・・、M−1)が成り立−)こ
とから生じた結果である。また、第3及び第4の系列に
おいても、ρpp (0)  ・ρQQ (0)、ρp
p(i)=−fンqq (i )、〈17−1.2、・
・N −1,)が成り立つ。つまり、手記第1実施例で
は、第1及び第2の系列が相補関係にあり、第3及び第
4の系列が相補関係にある、 つぎに、この発明の第1実施例の別の効果について説明
する。
この種の検査装置はおいて、S/N比の改@奮は送信信
号のパルス幅が長くなるにし5たかって大きくなる。送
信信号のパルス幅を長くするには、系列長の長い系列が
必要である。
この発明の第1実施例においては、送信信号のパルス幅
は、第4図〜第7図かられかるように、第]の系列(a
)及び第2の系列(blの長さMのみでなく、第3の系
列(1))及び第4の系列((1)の長さNにも依存し
ている。ずなわぢ、第3及び第4の系列の長さNの長い
ものを用いれば、その長さに比例して送信信号のパルス
幅を長くできる。
相補の関係にある系列は、任意の系列長について存在す
るのではなく限られた系列長についてし。
か存在しない。しかし、この発明の第1実施例において
は、2種類の系列長M及びNのものを組み合わせて使用
している。このため、実質的な系列長は、MXNとなる
したがって、送信信号のパルス幅を長くできるのでS/
N比改普量を大きくできる効果がある。
さらに、長さMとNの組み合わせ方により、送信信号の
パルス幅の選択の自由度が大きくなる効果もある。
さらに、この発明の第1実施例の他の効果について第2
2図、第23図及び第24図を参照しながら説明する。
第22図はこの発明の第1実施例のTp=8δとした場
合の他の第1の送信信号を示す波形図、第23図は第1
の相関器(]1)の構成を示すブロック図、第24図は
第2の相関器(12)の構成を示すブロック図である。
第1の送信信号は、第22図に示すように、系列として
、 (」−11−1」−5−11−1+、−、ト1、士、1
、 、+、十、−、ト +、斗、」−1−、」、士、−、]− 1+ 、 −−−〜−1→−2−) を用いて振幅をri号化した波形を有する信号に等し、
 い 。
なお、上記系列は、第1の系列(a、 )と第3の系列
(plとから、次式にしたがって生成した長さ32の系
列に等しい。
(a+P+、  a2P+   a3p +、  a4
PasP+ + aaPi   a 7p +、 a 
、、p  1.。
a+ p z、 azP  2、 a3p2、 a 4
Pz、asp2、 aripz、 atpz、 a @
p 2゜a1p3、 a 2pa、 a 31’  :
1.  a 4P :i、asp、、 a、p3、 a
tp 3、 a@P 3、a 1 p 4、 a  2
 P  4、 a  3 P  <、 a<P<、;1
.5 F’ 4、a b r’ 4、a 71)4、a
6!:’ 41ここで、符号(±)は+71と同等とみ
なして掛算している。
さて、S/N比を改@することを目的として、パルス幅
の長い、第22図ζご示した第1の送信信号を、従来装
置の送信信号として用いた場合について考えてみる。
送信信号の継続時間′1゛は第22図より32δである
。L、たがって、単位時間δ当りに1個のサンプリング
を行い、式■にしたがって第41図に示す相関器(10
)を構成すると、K=32XK。
となるから、タップ数32XK1個のタップ付遅延線(
1,0a )と、このタップ付遅延線(]、 Oa >
の各出力タップに接続された32XK、個の掛算器(1
0b)と、入力端子数32xK+個の加算器(10e)
とが必要である。
一方、この発明の第1実施例に係る検査装置では、第]
−の参照信号として第1の基本岸位信号g a (t、
、 )を用いている。第1の基本ψ位信号ga(1)の
継続時間は 第2図より8×δである。
したがって、式■を式■と同様に変形し、甲佐時間δ当
りに1個のサンプリングを行うものとして、第1の相関
器(11)を構成ずれば、第23図に示すようになる。
第23図1.ごおいて、第1の相関器(11)は、タッ
プ数8×に1個のタップ付遅延線(11a )と、この
タップ付遅延線(11,a )の各出力タップに接続さ
れた8×に4個の掛算器(1l b )と、入力端子数
8×に9個の加算器(11(・)とから構成さiする6 つぎに、この発明の第1実施例に係る検査装置の第2の
相関器(12)について考えてみる。
第2の相関器(12)は、第1の相関器く11)の第1
の相関演算結果Caap(t)から、式(Φの右辺の演
算を行う機能を鳴していれば良い6式[相]の右辺は、
時間tにおけるCaap(t)の値にpを掛け、時間(
t+Tp)におけるCaap(+、)の値にp2を掛け
、時間(t+2Tp)におけるCaap(+、)の値に
p、を掛け、時間(t+3Tp)におけるCaag(t
)の値にp 、を掛けて、これらを加算゛づることを意
味L7ている。[1、たが・−)て、単位時間δ当りに
、個のサンプリングを行うものとすれば、Tp=8δで
あるので、第2の相関器(12)は第24図に示すよう
に構成すれば良い。
すなわち、第24図において、第2の相関器(12)は
、夕・ンブ数24×に1個のタップイ(遅延* (1,
、2a )と、このタップ付遅延線(1,2a >の出
力タップにおいて8×に3個(時間T pに相当する。
)おきに接続されt′:4個の掛算器(]、 2 b 
)と、入力端子数4個の加算器(12c)とから構成さ
t′ビこいる。
さで、この発明の第1実施例に係る検査装置の第1の相
関器く11)と第2の相関器(12)とにおいて要求さ
れる掛算器(llb)及び(12b)の総個数を、従来
の検査装置の相関器(10)において要求される掛算器
(10b)の個数と比較してみる。この発明の第1実施
例においては、総数(8xK++4)個、従来装置にお
いては、32・・、I<1個である。すなわぢ、この発
明の第1実施例においては、掛算器の個数が大幅に少な
くて済む。このように、掛算器の個数が少なくなること
は、装置の動作スピードの向−1−や低価格化につなが
る効果がある。
さらに、第2の相関器(12)において要求さ・れる掛
算器(12+1111+ )への重み付トフは、上述の
第1実施例ては、11のいずれかである。重み付けが+
1であることは、掛算器(12b)は不要であることを
意味しζいる。また、重み付けが−1であることは、掛
r1.器(1,2b )をインバータで置き換えられる
ことを意味している。し7、たが−)°ζ、この発明の
第1実施例は、動作スピードや価格の面で益々有利であ
る。
一方、同様に、加算器について比較してみる。
この発明の第1実施例においては、入力端子数8XK、
個の加算器(1,I C)と、入力端子数4個の加算器
(12e)とで済む。これに対し、従来装置においては
、入力端子数32 X K1個の加算器(10c)が必
要である。加算器は、ねずみ算式に加算していくので、
入力端子数が少なくなれば、こilも動作スピードの向
1−や低価格化につながる効果がある。
なお、第2のエコーの相関処理においては、第]の相関
器(1])は、第23図に示;0、たちのと同一・のら
のを使用できる。第2の相関器(12)は、第24図に
示し、たものにおいて、掛算器(12b)への重み付1
’t’ p rを(]1に置き換えて用いればよい。第
3のエコーの相関処理においては、第1の相関器(11
)は、第23図に示したものにおいて、掛算器(1,’
+b)への重み付りua(kΔt)をu b(k△t)
に置き換えて用いればよい。第2の相関器(12)は、
第24図に示し7たものと同一のものを使用できる。第
4のエコーの相関処理においては、第1の相関器(1]
)は、第23図に示したものにおいて、掛算器(1、l
b)への重み付けua(kΔt、)をub(kΔt)に
置き換えて用いればよい。第2の相関器く]2)は、第
24図に示したものと同一のものにおいて、掛算器(]
、 2 t))への重み付けP、をq、に置き換えて用
いればよい。あるいは、第1及び第2の相関器とも、第
2、第3及び第4のエコーの相関処理用として、それぞ
れ、個別に独立に設Gすでもよい。
また、1記第1実施例では、第2図及び第3図に示した
ように、第1及び第2の基本単位信号において、第1の
系列(a)及び第2の系列(l〕)の各要素(+)に対
応させる即位波形が矩形の場合について説明し、たが、
上記各要素に対応する単位波形を、例えば、第25図(
a、 )及び(b ) に示すように、矩形に近い波形
とした場合についても、上記第1実施例と同様の作用、
効果がある。
この発明の第2実施例の構成を第26図を参照しながら
説明する。
第26図は、この発明の第2実施例を示すブロック図で
あり、振幅符号化送信信号発生器(IA)、第1の相関
器(11)、第2の相関器(12)、加算器(15)、
超音波探触子(6)及び表示器(8)は上記第1実施例
のものと全く同一である。
第26図において、この発明の第2実施例は、上述した
第1実施例のものと全く同一のものと、振幅符号化送信
信号発生器(1,A )に入力側か接続されかつ第1の
相関器(1])に出力側が接続された第1の参照信号発
生器(]、 3 A )及び第2の参照信号発生器(1
3B)と、振幅符号化送信信号発生器(IA)に入力側
が接続されかつ第2の相関器(12)に出力側が接続さ
れた第3の参照信号発生器(14A)及び第4の参照信
号発生器(1,4B )とから構成されている。
第1の参照信号発生器(1,3A )は、」−述した第
1実施例における第1の基本単位信号ga(t、)によ
り超音波探触子く6)を駆動したときに得られるエコー
の波形と類似あるいは同一の波形を有する信号を発生し
、これを第1の参照信号として第1の相関器く11)に
伝達する。
第2の参照信号発生器(13B)は、上述した第1実施
例における第2の基本単位信号gb(t)により超音波
探触子(6)を駆動したときに得られるエコーの波形と
類似あるいは同一の波形を有する信号を発生し、これを
第2の参照信号として第1の相関器(11)に伝達する
第3の参照信号発生器(1,4A )は、上記第]実施
例における第3の参照信号と類似あるいは同一の波形を
有する信号を発生し、これを第3の参照信号として第2
の相関器(12)に伝達する。
第4の参照信号発生器(1,4B ’)は、上記第1実
施例における第4の参照信号と類似あるいは同一の波形
を有する信号を発生し、これを第4の参照信号として第
2の相関器(12)に伝達する。
上記第1の参照信号の波形は、弐〇の右辺において5a
p(t)をg a (t、 )で置き換えたときに得ら
れる信号の波形と同−又は類似である。し、たがって、
第1の参照信号発生器(13A)は、超音波探触子(6
)が送受総合で有する周波数応答特性と、試験体Sの周
波数応答特性と、欠陥などの反射体の超音波反射に関す
る周波数応答特性とをあわせもった周波数応答特性を有
するフィルタとして働く。
同様に、上記第2の参照信号の波形は、式Φの右辺にお
いて5ap(t)をgb(t)で置き換えたときに得ら
れる信号の波形と同−又は類似である。したがって、第
2の参照信号発生器(1,38)は、超音波探触ヂ<0
)が送受総合で有する周波数応答特性と、試験体Sの周
波数応答特性と、欠陥などの反射体の超音波反射に関す
る周波数応答特性とをあわせも一゛)だ周波数応答特性
を有Aるフィルタとして働く。
上記第1及び第2の参照信号のように、工j−と同−又
は類似の波形を有憚る信号を参照(a ”Eとして用い
て、エコーを相関処理することは、エコーを整合フィル
タ又は近似的整合フィルタに通す信号処理を行)でいる
ことに相当づる。整合フィルタは雑音に埋もれた信号を
最大のS/N比で受信する効果をもっている。
したがって、この発明の第2実施例は、第1及び第2の
参照信号として、それぞれ、第1及び第2の基本即位信
号自身を用いる第1実施例に比べ、S/N比をさらに改
善できる効果が、第1実施例の作用、効果に相乗する。
なお、第1の参照信号発生器(13A))及び第2の参
照信号発生器(13B)は、次のような第1及び第2の
参照信号を発生させる機能を有したものでもよい。
まず、第1の基本単位信号により超音波探触子(6)を
励振りまたときに試験体Sの表面又は底面から反射され
て超音波探触子(6)により受信される表面エコー又は
底面エコーが大きいS/・′N比゛C得られる場合には
、表面工:1−又は底面エコーを測定し、これらのエコ
ーと同一・又は類似の波形を有する信号を上記第1の参
照仁ぢと1.て発仕させてもよい。同様に第2の参照信
号につい°ζも、第2の基本単位信号により超音波探触
f (6)を励振し5なときの表面エコー又は底面エコ
ーを測定し、これらのエコーと同−又は類似の波形を4
1する信号を上記第2の参照信号とし2て発ノ1さゼて
もよい。
また、試験体Sの表面また底面からの反射エコーが]−
分なS/′N比で得られない場合には、検査対象として
いる試験体Sとは別の試験体S1を用意する。第1の基
本単位信号により超音波探触f(6)を励振し、」配賦
験体S、から反射されたエコーを超音波探触子(6)に
より受信する。この工:1−と同−又は類似の波形を有
づる信号を1記第1の参照信号として発生させてもよい
。第2の参照信号に−)いても、同様に、第2の基本即
位信号により超音波探触f(6)を励振したときの上記
試験体S1からの反射エコーと同〜・又は類似の波形を
有する信号を上記第2の参照信号とL7て発生させても
よい。
また、第1の参照信号発生器(13A、 )は、第1の
基本即位信号により超音波探触T−(6)を励振し、!
、=とき、振幅符号化送信信号発生器(IA)の出力端
から超音波探触子(6)、試験体S、再び超音波探触子
(6)を介して、第1の相関器く11)の入力端にいた
る信号伝搬経路の周波数応答特性と、第1の基本単位信
号とに基づいて算出された波形を有する信号を第1の参
照信号として発生11.”ξもよい。同様に、第2の参
照信号発生器(13B)についても、上記信号伝搬経路
の周波数応答特性と第2の基本単位信号とに基づいて算
出された波形を看する信号を第2の参照信号としで発生
してもよい。これらの場合、上記信号伝搬経路の周波数
応答特性に、試験体Sの反射体の反射に関する周波数応
答特性を含ませれば、〜・層のS/N比向上が図れる。
また、試験体Sの反射体の反射に関づる周波数応答特性
を種々変えた第1及び第2の参照信号を複数個用意゛す
れば、本発明と関連する特願平186383号かられか
るように、反射体の類別を行う機能を付加できる効果も
ある。
−力、第3の参照信号発生器(14A)及び第4の参照
信号発生器(14B)は、時間’1” +1ごとに振幅
が→=1から少しづつずれた信号をそれぞれ第3及び第
4の参照信号として発生してもよい。
第1から第4の圧縮パルスが高いS/N比で得られる波
形を有する信号を第3及び第4の参照信号どして発生さ
せればよい。あるいは、合成圧縮パルスが高いS/N比
で得られる波形を有する信号を第3及び第4の参照信号
として発生させてもよい。
ところで、この発明の第2実施例では、第1又は第2の
参照信号の継続時間内にに5個のす;/′ブリング点が
あり、時間Tρの間CL K 2個のサンプリング点が
あるものとすると、第1の相関器(」1)は 弐〇を式
■と同様に変形するばわかるよう(、、゛、タップ数に
3個のタップ付遅延線と、このタップ付遅延線の各出力
タップに接続tトれブ、・K1個の掛算器と、入力端Y
数に1個の加p器とから、第23図と同様に構成号”れ
ばよい。また、第2の相関器(12)は、タップ数(N
−1) >(K 2個のタップ付遅延線と、このタップ
付遅延線の各出力タップにおいて、K2個おきに接続さ
れたN個の掛η器と、入力端f−数N個の加鳶器とから
、第24図と同様に構成すればよい。ただし、N個の掛
p器への重み付(プPi及び((1、(i = 1. 
、2.3、・・・N)は、±1とし、でもよいし1、」
−述のように、第1から第4のB縮パルス、あるいは合
成圧縮パルスが高いS/N比で得られるように、iごと
に、それぞれ±1から値をすらし7てもよい。
この発明の第3実施例の構成を第27図を参照し、なか
ら説明する。
第27図は、この発明の第3実施例を小すブロック図で
あり、位相符号化送信信号発生器(]、 B ’)以外
は、」−記第1実施例のむのと全く同・である。
つぎに、上述り、た第3実施例の動作を第28図かt)
第34図までを参照し2なから説明する。
第28図及び第29図はこの発明の第3実旅例における
第1及び第2の基本単位信号を示イ波形図、第30図(
a>及び(11)は基本単位信号を構成する他の皇位波
形を示1波形図。第31図、第32図、第33図及び第
34図はそれぞれ第1、第2、第3及び第4の送信信号
を示す波形図である。
第28図におい°ζ、第1の基本単位信号ga(t)は
、上述した第1実施例の場合と同一の第1の系列+a+
を用い°ζ発生させた信号である。図中、δ。は固定時
間である。第1の系列(a)と第1の基本単位信号ga
(t)との関係をわかりやすくするため、第1の系列(
a)の符号(±)をあわせて記入しである。
第29図において、第2の基本単位信号gb(t)は、
上述した第1実施例の場合と同一の第2の系列(l〕)
を用いて発生させた信号である。第2の系列(b )と
第2の基本単位信号gb(t、)との関係をわかりやす
くするため、第2の系列(1))の符号(±)をあわゼ
て記入し、である。
第28図及び第29図では、第1の系列!at又は第2
の系列tb+の各要素り一土、)に対応する単位波形が
正弦波形の場合を示し7ているが、ト記即位波形は、第
30図(a、 )又は(1ll) ) 4こ示すように
、滑らかな曲線部を有する波形や、振幅や零クロス点の
間隔が一定でない振動波形であ・)てもよい。
なお、第28図及び第29図において、固定時間δが固
定時間δ。に等しい場合には、第1及び第2の基本単位
信号は位相を符号化した波形を有する信号となる。位相
符号化の方法については、この発明と関連する特願平1
−45316号に詳細に述べられている。
第31図において、第1の送信信号は、上述した第1実
施例の場合と同一の第3の系列(plと、第28図に示
した第1の基本単位信号ga(t、)とから、第1実施
例の場合と同一の手順にしたがって発生した信号である
。すなわち、第3の系列(plの符号]−には第]の基
本単位信号ga(i>を割り当て、符号−には第1の基
本即位信号ga(1)に−1を掛けて得られる信号−g
 a (t )を割り当°Cて、第3の系列ip)の符
号の現れる順序にしたがって、±ga(t、)が時間軸
上に配列されている。第3の系列(p)の符号」と、信
号i:gll(1,)との関係をわかりやすくするため
、図中、第3の系列(piの符号上をあわせて記入しで
ある。
第32図におい°ζ、第2の送信信号は、上述し。
な第1実施例の場合と同一の第4の系列(9)と、第2
8図に示した第1の基本単位信号ga(t>とから、第
1実施例の場合と同一の手順にしたがって発生した信号
である。第4の系列(qlの符号上と、信号上ga(t
>との関係をわかりやすくするため、図中、第4の系列
(q、 )の符号上をあわせて記入しである。
第33図において、第3の送信信号は、」二連した第1
実施例の場合と同・の第3の系列(■))と、第29図
に示し2を第2の基本即位信号gb(t)とから、第1
実施例の場合と同一・のJ順にしたがって発生した信号
である。第3の系列(1))の符号±と、信号±gb(
t)との関係をわかりやすくするため、図中、第3の系
列(■))の符号4−をあわせて記入し1である。
第34図において、第4の送信信号は、」、述lた第]
実施例の場合と同〜の第4の系列fq)と、第29図に
示した第2の基本単位信号g b (t )とから、第
]実施例の場合と同一の手順(、こしたがって発住し7
た信号である。第4の系列(qlの符号±と、信号ま−
gb(t)との関係をわかりやすくするため、図中、第
4の系列(qlの符号士をあわせて記入しである。
この発明の第3実施例では、第4図から第7図までに示
した第1実施例の第1、第2、第3及び第4の送信信号
を、それぞれ、第31図から第34図までに示した第1
、第2、第3及び第4の送信信号で置き換えて超音波探
触子(6)を駆動する。ユ=1−の信号処理は1、第1
実施例と同様テ、′ある。すなオ)ち、第1の参照信号
と1゜、て、第28図に示し7た第1、の基本即位信号
を用い、第2の参照信号として、第29図に示した第2
の基本mイj″fイエ号を用い、第3及び第4の参照イ
B ’%と1.ては、第1実施例のものと全く同一・の
ものを用いる。
この発明の第3実施例においても、式■−・・7σpが
第1の基本単位411号g a (t、、 )の波形の
形状にかかわらず成立すること、並びに、第28図及び
第29図に示した第1及び第2の基本11−0信すを、
それぞれ、式0及び■に代入して求まる第1及び第2の
基本単位圧縮パルスの加算結果〈合成基本単位圧縮パル
ス)が、1=1.近傍にのみ大きな振幅を有し、t≠1
1.における振幅が零になること、並びに、第3の系列
(p )と第4の系列!q)とが相補の関係にあること
から、第1実施例と同様の作用がある。第1及び第2の
基本単位H−縮パルスの間の上述した相補の関係は、第
30図(a)及び(b)に示した単位波形を用いた場合
にも成り立つので、この場合も第1実施例と同様の作用
がある。
つづいて、上述し5た第3実施例の効果について説明す
る。
この発明の第3実施例では、第1実施例の場合と同様の
作用、効果が得られるとともに、この発明と関連する特
願平145316号及び特願平1−86383号かられ
かるように、信号の周波数特性を、超音波探触f(6)
の送受総合での周波数特性と、試験体Sの周波数特性と
、試験体S内の反射体の超音波反射に関する周波数特性
とを合成した周波数特性に近付けることができる。
したか−〕で、信号エネルギーの利用効率を高くするこ
とが期待できる。逆に、第1の系列(al及び第2の系
列(b)の要素(±)に対応する甲7位波形を1.E記
合成周波数特性に近い周波数特性を有するように選定す
れば、益々、信号エネルギーの利用効率が高くなり、S
/N比が向上することが期待できる。
なお、第1の相関器(11)及び第2の相関器(12)
を、タップ付遅延線、掛算器及び加算器から構成する場
合は、その構成法は上述17か第1実施例の場合と同様
である。
この発明の第4実施例の構成を第35図を参照しながら
説明する。
第35図は5この発明の第4実施例を示すブロック図で
あり、位相符号化送信信号発生器(I I:3 )以外
は、上述した第2実施例のものど全く同一である。
第1の参照信号発生器(1,3A )は、上述した第3
実施例における第1の基本即位信号を用いて超音波探触
F(6)を駆動したときに得t、れるエコーの波形と同
−又は類似の波形を有する信号を発生し1、これを第1
の参照信号として第1の相関器(11)に伝達する。
第2の参照信号発生器(13B )は、上述1.た第3
実施例における第2の基本単位信号を用いて超音波探触
子(6)を駆動し2なときに得られるエコーの波形と同
−又は類似の波形を有する信号を発生し、これを第2の
参照信号として第1の相関器(11)に伝達する。
第3の参照信号発生器(14A >は、■−述した第3
実施例における第3の参”可信号の波形と同−又は類似
の波形を不する信号を発生し、これを第3の参照fハ号
どして第2の相関器(12)に伝達する。
第4の参照信号発生器(1,4B >は、」述18.ん
・第3実施例にお(〕る第4の参照信号の波形と同−又
は類似の波形を有す゛る信号を発生し、これを第4の参
照信号として第2の相関器(]2)に伝達する。
つづいて、」−1述し、た第4実施例の効果について説
明する。
、1.記第4実施例においても、第1及び第2の参照信
号は、式■の右辺において5ap(t)を、それぞれ、
第3実施例における第1の基本単位信号ga(t)及び
第2の基本中、位信号gb(t>で置き換えたときに得
られる信号の波形と同一・又は類似である。し、たがっ
て、上述した第2実施例と同様の効果が、」−述し、た
第3実施例の作用、効果に相乗することが期待できる。
なお、第1及び第2の参照信号として、第2実施例に関
連して説明しまたものと同様の信号を発生させてもよい
また、第4実施例におい°Cも、第3の参照信号発生器
(14A)及び第4の参照信号発生器(14B)は4時
間T′pごとに振幅が±1から少し、ずれた信号をそれ
ぞれ第3及び第4の参照信号として発生してもよい。第
1から第4の圧縮パルス、あるいは、合成圧縮パルスが
高いS/N比で得られるような波形を存する第3及び第
4の参照信号を発生させればよい。
また、第1の相関器く11)及び第2の相関器(12)
を、タップイ4遅延線、掛算器及び加算器から構成する
場合は、その構成法は上述した第2実施例の場合と同様
である。
この発明の第5実施例の構成を第36図を参照しながら
説明する。
第36図は、この発明の第5実施例を示すブロック図で
あり、送信用の超音波探触子(6A)及び受信用のく6
B)以外は、上述した第4実施例のものど全く同〜であ
る。
この第5実施例は、第4実施例の場合と同様の作用、効
果を奏する。
もちろん、送信用の超音波探触子(6A )及び受信用
の超音波探触子(6B)を、この発明の第1、第2及び
第3実施例に適用してもよい。
この発明の第6実施例の構成を第37図を参照しながら
説明する。
第37図は、この発明の第6実施例を示すブロック図で
あり、第3の相関器(16)、第5の参照信号発生器(
1,7A )及び第6の参照信号発4器(17B)以外
は、上述した第5実施例のものと全く同一・である。
第5の参照信号発生器(1,7A )及び第6の参照信
号発生器(1,7B >は位相符号化送信信号発生器(
IB)に接続され、第3の相関器(16)は第2の相関
器(12)、第5の参照信号発生器(17A、 )及び
第6の参照信号発生器(17B)に入力側が接続されか
つ加算器(15)に出力側が接続されている。
この第6実施例では、位相符号化送信信号発生器(IB
)は、新たに第5の系列(V)及び第6の系列+W+を
発生し、一方、第5実施例で発生させた第1から第4の
送信信号を、それぞれ、新たに第1から第4の基本即位
信号(g+(t)、gz<t)、g+i(t>、g4<
±、〉で表わす。)とみなして、上7記第5の系列+v
+と上記第1の基本即位信号g+(t)とを用いて第1
の送信信号を発生させる。この第1の送信信号の発生手
順は、上述の第5実施例において、第1の基本単位信号
gait)と第3の系列(p)とを用いた第18の送信
信号発生手順と同じ手順にしたがう。
すなわち、第5の系列+v+の符号子には第1の基本単
位信号gt(t)を割り当て、符号−には第1の基本単
位信号g1(t)に−1を掛けて得られる信号−g r
 (t )を割り当てて、第5の系列+v+の符号上の
現れる順序にしたがって、信号上gi(t)を配列する
。このときの配列間隔をTppとする。さらに、第5の
系列(Vlと第2の基本単位信号g2(t>、第5の系
列(v)と第3の基本部位信号g 3 (t ) 、並
びに、第5の系列(V)と第4の基本単位信号g<(t
)とを用いて同様に第2、第3並びに第4の送信信号を
発生させる。さらに、第6の系列+ffと第1゜の基本
単位信号g+(t)、第6の系列! w )と第2の基
本部位信号gz(t)、第6の系列+ffと第3の基本
部位信号g:1(t)、並びに、第6の系列(w)と第
4の基本単位信号g4(t)とを用いて第5、第6、第
7並びに第8の送信信号を発生させる。
そして、これらの第1から第8の送信信号を超音波探触
子(6A)に−・定の繰りi L周期で伝達する。
第5の参照信号発生器<17A>及び第6の参照信号発
生器(17B)は、それぞれ、上記第5及び第6の系列
を用いて位相が符号化した波形と同−又は類似の波形を
有する第5及び第6の参照信号を発生し、第3の相関器
(16)に伝達する。
第3の相関器(16)は、上記第5の参照15号を用い
て、第2の相関器(J2)の第コから第4の送f3信号
ε1.」■る出力の相関処理を実行する。
さらに、第6の参照信号を用いζ、第2の相関器(12
)の第5から第8の送信信号に関′ヴる出力の相関処理
を実行する。そして これらの結宋を、加算器(15)
に伝達する6 加鴛器(15)−ζは、第1から第8の送tz rz号
に関する第3の相関器(16)の出力を記憶イ゛るとと
もに、加算して合成圧縮パルスを98、これを表示器(
8)に伝達′4る。
この場合も、第5の系列(v )と第(“)の系列+W
+とが相補の量体にあれば、零I・ンジャイトローブの
合成圧縮パルスが得られる。
なお、第3の相関器(16)を、タップ付遅延線、掛算
器及び加(資)1゛器から構成する場合、その構成法は
上述した第2の相関器(12)と同様である。ただし、
第5の系列(V)及び第6の系列+Wlの長さをLとす
ると、掛算器は、上記時間間隔’I’ppに相当する出
力タップおきに総数1、個設ける。また、加鳶器は、入
力端子数I、個のものを用いる。
この第6実施例では、送信信号の継続時間を1−述(ま
た第5実施例に比べて長くすることができる。
このように、送信信号の継続時間が長くなればなるはと
、従来装置と比較して、掛η器の個数、及び加算器の入
力端子数のy:が大きくなり、ま′1ます、動作スピー
ドや価格の面で有利になる。
さらに、第6実施例における送信信号発生手順を繰り返
し用いて、すなわち、送信信号が有する波形を繰り返し
新たに単位波形とみなし、で、これに対応して、第7、
第8、第9、第10、・・・の参照信号発生器と、第4
、第5、・・・の相関器とを設ければ、送信信号の継続
時間がますまり長くなるので、従来装置と比較して、掛
算器の個数、及び加算器の入力端子数の差がますます大
きくなり、動作スピードや価格の面でますます有利にな
る。
また、第6実施例と同様の構成を上述した第1から第4
実施例までに適用してもよい。
次に、各種の応用例等について説明する。
上述した各実施例においては、第1の系列(a)及び第
2の系列(b・)とし2て長さMが8のものを用い、第
3の系列(■))及び第72の系列(q)とし2て長さ
Nが4のものを用いた場合に9い°ζ説明したが、長さ
M及びNについ”ではこれに限らない。
長さM及びNが任意の自然数の場合にも適用できる。
例えば、第1の参照信号として第1の基本単位信号を用
い、時間δの間にに1個のサンプリング点がある場合に
ついて、長さM及びNを任意の自然数として考えてみる
Tp=Mδとした場合には、第1の相関器(11)は、
タップ数M×に1個のタップ付遅延線< 1.1 a 
)と、タップ付遅延線(lla)の各出力タップに接続
されたMxK+個の掛算器(llb)と、入力端子数M
XK1個の加算器(llc)とから第23図と同様に構
成すればよい。
また、第2の相関器(12)は、タップ数(N−1)X
MxK1個のタップ付遅延線(12a>と、このタップ
付遅延線(1,2a >の出力タップにおいて、MXK
、個おきに接続されたN個の掛算器(]、 2 b )
と、入力端子数N個の加算器(12c)とから、第24
図と同様に構成ずればよい、。
この場合も、従来装置ごは、タップ数MXNXK1個の
タップ付遅延線(10a)と、このタップ付遅延線(1
,0a )の各出力タップに接続されなM X N X
 K +個の131器(10[))と、入力端子数M\
NXK1個の加算器< 1.、 OC)とが要求される
から、1−4述した実施例の場合と同様の効果がある。
′)ぎに、T p > Mδ又は’I” p < Mδ
の場合(、ン′シいて考えてみる。これらの場合には、
時間Tpの間(、こ、K3個のカ〉・〕″りン・グがあ
るものとすると、第1の相関器(1])は、タップ数M
XK2個のタップ付遅延線(lla)と、タップ付遅延
線(lla)の各出力タップに接続されたMXK2個の
掛算器(llb)と、入力端子数MXK2個の加算器(
1]、 c )とから第23図と同様に構成し、また、
第2の相関器(12)は、タップ数(Nx)xKz個の
タップ付遅延線(12a)と、このタップ付遅延線< 
1.2 a )の出力タップにおいて、K2個おきに接
続さtlなN個の掛口器(12b)と、入力端子数N個
の加jEi(]、2C)とから、第24[4と同様に構
成すればよい。この場合も、上述し、た実施例の場合と
同様の作用、効果がある。
また、一般に、第1の参照信号の継続時間内(5こに5
個の号ンブリング点があり、時間′1゛pの間に、K2
個のサンプリング点があるものとすイ)と、第1の相関
器(]I)は、タップ数に3個の夕・・ノブ付遅延線(
11a、 )と、タップイ」遅延線(1]、 a )の
各出力タッグ心J接続されたに1個の掛算器(llb)
と、入力端子数に1個の加算器(11C)とから第23
図と同様に構成し、丈な、第2の相関器(12)は、タ
ップ数(N−1)XK2個のタップ付遅延線<12a)
と、このタップ(=1遅延線(12a、)の出力タップ
において、K2個おきに接続されたN個の掛算器(]、
 2 b )ど、入力端子数N個の加算器(12c)と
から、第24図と同様に構成すればよい。この場合も、
−1・述した実施例の場合と同様の作用、効果がある。
さらC1二、」−述した各実施例では、h (f:、 
)がデルタ関数の場合に一ついて説明し、たが、l′i
 (t )が振動成分などを含む任意の波形を有する関
数の場合に−“)いても、上述した実施例の場合と同様
の作用、効果がある。
さらに、上述した各実施例では、第1の系列と第2の系
列とが相補の関係にある場合について説明したが、この
発明はこれに限らず、第1及び第2の基本単位圧縮パル
スが相補の関係にあれば上述し、た実施例の場合と同様
の作用、効果がある。
さらに、ト述しプs各実施例では、第3及び第4の系列
が相補の関係にある系列の場合について説明し、たが、
この発明はこれに限らず、第1及び第2の基本単位圧縮
パルスが相補の関係にあるという前提のもとでは、第1
の圧縮パルスと第3の圧縮パルスの加算結果と、第2及
び第4の圧縮パルスの加算結果とが相補の関係にあれば
、1述した実施例の場合と同様の作用、効果がある。
この発明の実施例は、上述し、たように、相関器の構成
が従来に比べて簡星になり、こねにより動作スピードを
向」−7でき、また、低価格化が図れるという効果を奏
するとともに、原理的にサイドローブレベルの無い圧縮
パルスが得られ、第1及び第2の系列の要素く士)に対
応させる単位波形として、超音波探触子、試験体及びそ
の反射体の周波数応答特性を考慮して選定した波形を用
いれば、信号エネルギーの利用効率を向上でき、より大
きいS/N比で検査できるという効果を奏し、超音波探
触子、試験体及びその反射体かも−)ている総合周波数
応答特性を有する参照信号発生器に第1及び第2の基本
単位信号を通し、た場合には、より大きいS/N比で検
査できるという効果を奏する。
ところで、上記説明では、超音波探傷装置に利用する場
合について述べたが、その他の例えば超音波計断装置な
どにも利用できることはいうまでもない。
また、上記説明では、超音波探触子を試験体に接触させ
ている場合について述べたが、超音波探触子は接触させ
なくてもよい。この場合、超音波探触子と試験体との間
の超音波の送受信は、水などのカップリンク媒体を介し
て行えはよい。
さらに、この発明は、超音波アレイ探触子を構成する個
別の素rの超音波の送受信回路系G′:適用してもよい
さらに、上記説明では、波動どして超音波を用いる場合
に一ついて述べたが、超音波以外の波動、例えば5電磁
波を用いるシステムの送受信回路系に適用し、でも構わ
ない。
[発明の効果コ この発明は、以上説明し、たとおり、第1及び第2の系
列にそれぞれ万づいて第1及び第2の基本単位信号を生
成し1、前記第1の基本単位信号並びに第3の系列に基
づいて第1の送信信ぢ、前記第1の基本単位信号並びに
第4の系列に基づいて第2の送信信号、前記第2の基本
単位信号並びに前記第3の系列に基づいて第3の送信信
号、並びに前記第2の基本m位信号並びに前記第4の系
列に基づいて第4の送信信号を発生する送信信号発生手
段と、前記第1、第2、第3並びに第4の送信信号によ
り励振されて波動を対象物に送信−4る送信手段と、前
記第1゜第2、第3並びに第4の送信13号にイれぞれ
文・1応″4る前記対象物じ反射された第1、第2、第
3並びに第4のJ:1−を受信ザる受信手段と、前言)
1第1の系列C:基づいて生成される第1の参照信号を
用いて、前記第1並びに第2の丁:2−を相関処理する
とともに、前記第2の系列に基づいて生成される第2の
参照信号を用いて、前記第3並びG、”第4の工:′1
−を相関処理づる第1の相関手段と、前記第3の系列C
S基づいて生成される第3の参照信号を用いて、前記第
1並びに第3のエコーに対応する前記第1の相関1段の
出力を相関処理するとともに、前記第4の系列に基づい
て生成される第4の参照信号を用いて、前記第2並びに
第4のエコー(ご対応1′る前記第1の相関手段の出力
を相関処理する第2の相関手段と、前記第1、第2、第
3並びに第4のエコーに対応する前記第2の相関手段の
それぞれの出力を加算する加算手段とを備えたので、低
価格で動作スピードを向上でき、サイドローブレベルが
零の圧縮パルスを得ることができるという効果を奏する
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示すブロック図、第2
図及び第3図はこの発明の第1実施例の第1及び第2の
基本単位信号を示す波形図、第4図、第5図、第6図及
び第7図はこの発明の第1実施例の第1、第2、第3及
び第4の送信信号を示す波形図、第8図及び第9図はこ
の発明の第1実施例の第1及び第2の基本単位圧縮パル
スを示す波形図、第10図、第11図、第12図及び第
13図はこの発明の第1実施例の第1の相関器の第1、
第2、第3及び第4の相関演算結果を示す波形図、第1
4図及び第15図はこの発明の第1゜実施例の第3及び
第4の参照信号を示す波形図、第16図、第17図、第
18図及び第19図この発明の第1実施例の第1、第2
、第3及び第4の圧縮パルスを示す波形図、第20図は
この発明の第1実施例の合成圧縮パルスを示す波形図、
第21図はこの発明の第1実施例の合成基本単位圧縮パ
ルスを示す波形図、第22図はこの発明の第1実施例の
他の第1の送信信号を示す波形図、第23図はこの発明
の第1実施例の第1の相関器を示すブロック図、第シと
4図はこの発明の第1実施例の第2の相関器を5゛りす
ブロック図、第25図はこの発明の第1実施例の他の晰
位波形を示す波形図、第26図はこの発明の第2実施例
を示すブロック図、 第27図はこの発明の第3実施例を示すブロック図、第
28図及び第29図はこの発明の第3実施例の第1及び
第2の基本単位信号を示す波形図、第30図はこの発明
の第3実施例の他の単位波形を示す波形図、第31図、
第32[:A、第33図及び第34図はこの発明の第3
実施例の第1、第2、第3及び第4の送信信号を示す波
形図、第35図はこの発明の第4実施例を示すブロック
図、 第36図はこの発明の第5実施例を示すブロック図、 第37図はこの発明の第6実施例を示すブロック図、 第38図は従来の検査装置を示すブロック図、第39図
は従来の検査装置の送信信号を示す波形図、第40図は
従来の検査、装置の圧縮パルスを示す波形図、第41図
は従来の検査装置の他の相関器を示すブロック図である
。 図において、 (IA) ・・・ (IB) ・・・ (6) ・・・ (6A) ・・・ (6B) ・・・ (8) ・・・ (1,1)  ・・・ (12) ・・・ (13A)  ・・・ (13B)  ・・・ (14A)  ・・・ (14B)     ・・・ (15) ・・・ (16) ・・・ 振幅符号化送信信号発生器、 位相符号化送信信号発生器、 超音波探触子、 送信用の超音波探触子、 受信用の超音波探触子、 表示器、 第1の相関器、 第2の相関器、 第1の参照信号発生器、 第2の参照信号発生器、 第3の参照信号発生器、 第4の参照信号発生器、 加算器、 第3の相関器、 (17A)  ・・・ 第5の参照信号発生器、(17
B)  ・・・ 第6の参照信号発生器である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1及び第2の系列にそれぞれ基づいて第1及び
    第2の基本単位信号を生成し、前記第1の基本単位信号
    並びに第3の系列に基づいて第1の送信信号、前記第1
    の基本単位信号並びに第4の系列に基づいて第2の送信
    信号、前記第2の基本単位信号並びに前記第3の系列に
    基づいて第3の送信信号、並びに前記第2の基本単位信
    号並びに前記第4の系列に基づいて第4の送信信号を発
    生する送信信号発生手段、 前記第1、第2、第3並びに第4の送信信号により励振
    されて波動を対象物に送信する送信手段、前記第1、第
    2、第3並びに第4の送信信号にそれぞれ対応する前記
    対象物に反射された第1、第2、第3並びに第4のエコ
    ーを受信する受信手段、 前記第1の系列に基づいて生成される第1の参照信号を
    用いて、前記第1並びに第2のエコーを相関処理すると
    ともに、前記第2の系列に基づいて生成される第2の参
    照信号を用いて、前記第3並びに第4のエコーを相関処
    理する第1の相関手段、 前記第3の系列に基づいて生成される第3の参照信号を
    用いて、前記第1並びに第3のエコーに対応する前記第
    1の相関手段の出力を相関処理するとともに、前記第4
    の系列に基づいて生成される第4の参照信号を用いて、
    前記第2並びに第4のエコーに対応する前記第1の相関
    手段の出力を相関処理する第2の相関手段、 並びに 前記第1、第2、第3並びに第4のエコーに対応する前
    記第2の相関手段のそれぞれの出力を加算する加算手段 を備えたことを特徴とする検査装置。
  2. (2)前記第1及び第2の系列は相補関係にあり、かつ
    、前記第3及び第4の系列は相補関係にあることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の検査装置。
  3. (3)前記第1並びに第2の基本単位信号は、それぞれ
    前記第1及び第2の系列を用いて振幅若しくは位相符号
    化された波形を有している信号、又は 前記第1の基本単位信号は、前記第1の系列の正符号若
    しくは負符号に単位波形若しくは前記単位波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、かつ、 前記第2の基本単位信号は、前記第2の系列の正符号若
    しくは負符号に単位波形若しくは前記単位波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号、 前記第1の基本単位信号は、前記第1の系列の正符号若
    しくは負符号に矩形波形若しくは前記矩形波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、かつ、 前記第2の基本単位信号は、前記第2の系列の正符号若
    しくは負符号に矩形波形若しくは前記矩形波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号、 若しくは 前記第1の基本単位信号は、前記第1の系列の正符号若
    しくは負符号に波動波形若しくは前記波動波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、かつ、 前記第2の基本単位信号は、前記第2の系列の正符号若
    しくは負符号に波動波形若しくは前記波動波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の検
    査装置。
  4. (4)前記第1の送信信号は、前記第3の系列の正符号
    若しくは負符号に前記第1の基本単位信号が有する波形
    若しくは前記第1の基本単位信号が有する波形に−1を
    掛算して得られる波形を割り当てた信号であり、 前記第2の送信信号は、前記第4の系列の正符号若しく
    は負符号に前記第1の基本単位信号が有する波形若しく
    は前記第1の基本単位信号が有する波形に−1を掛算し
    て得られる波形を割り当てた信号であり、 前記第3の送信信号は、前記第3の系列の正符号若しく
    は負符号に前記第2の基本単位信号が有する波形若しく
    は前記第2の基本単位信号が有する波形に−1を掛算し
    て得られる波形を割り当てた信号であり、 前記第4の送信信号は、前記第4の系列の正符号若しく
    は負符号に前記第2の基本単位信号が有する波形若しく
    は前記第2の基本単位信号が有する波形に−1を掛算し
    て得られる波形を割り当てた信号 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の検
    査装置。
  5. (5)前記第1の参照信号は、前記第1の基本単位信号
    が有する波形を有する信号 又は 前記第1の基本単位信号により前記送信手段を励振した
    とき前記受信手段により得られる前記対象物からのエコ
    ーの波形と同一若しくは類似の波形を有する信号であり
    、 前記第2の参照信号は、前記第2の基本単位信号が有す
    る波形を有する信号 又は 前記第2の基本単位信号により前記送信手段を励振した
    とき前記受信手段により得られる前記対象物からのエコ
    ーの波形と同一若しくは類似の波形を有する信号であり
    、 前記第3の参照信号は、前記第3の系列を用いて振幅符
    号化された波形と同一若しくは類似の波形を有する信号
    であり、 前記第4の参照信号は、前記第4の系列を用いて振幅符
    号化された波形と同一若しくは類似の波形を有する信号 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の検
    査装置。
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US6009755A (en) * 1996-11-08 2000-01-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ultrasonic transceiver displaying modified B scope

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EP0713090A1 (en) 1994-11-18 1996-05-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Detecting method and a detecting device
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