JPH049658A - 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、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非破壊検査装置な
どの検査装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の検査装置については、例えば、次に掲げ
る文献Ａ、Ｂ及びＣに示されている。

文献Ａ　：　Ｅ−、Ｅ−、リーとイー、ニス、ファー６
ソシ　「高速デジタル・ゴーレイコード探傷システム」
　ダ・アイトリプルイー超音波シシｔ−ｚｔムの議事録
１９８１年、第８８８頁〜第８９１頁。

（Ｂ、Ｂ、Ｌｅｅ　ａｎｄ　Ｅ、Ｓ、Ｆｕｒｇａｓｏｎ
、　　’Ｊｇｈ−５ｐｅｅｄＤｉｇｉｔａｌ　Ｃｏ１ａ
ｙ　Ｃｏｄｅ　Ｆｌａｗ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓ
ｔｅｍｌ」ｉｎ　Ｐｒｏｅｅｅｃｌｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔ
ｈｅ　ｒＥＥＥ　ｔｌｌｔｒａｓｏｎｉｃｓＳｙ＋ｍｐ
ｏｓｉｕｍ、　１９８１．　ｐｐ、８８８−８９１）文
献Ｂ　：　ト、ビー、リーとイー、ニス、ファー６ソシ
　　「超音波ニス。

チー、イー相間探傷システムの評価］　音波及び超音波
のアイトリプルイー会報　ｖｏｌ、５Ｕ−２９，ｎｏ、
６．　１１月　、　　１９８２年。

第３５９頁〜第３６９頁。

（Ｂ、Ｂ、Ｌｅｅ　ａｎｄ　Ｅ、Ｓ、Ｆｕｒｇａｓｏｎ
、　　ｒ＾ｎ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆ　１ＪＩｔｒ
ａｓｏｕｎｄ　ＮＤＥ　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ｆｌ
ａｗ　Ｄｅｔｅｃｔｉ。

ｎｓｙｓｔｅｍｓｌ」　　ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎｓ　　ｏｎ　　５ｏｎｉｃｓ　　ａｎｄ旧ｔｒ
ａｓｏｎｉｅｓ、　　ｖｏｌ、５Ｕ−２９，ｎｏ、６．
　　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ、　　１９８２゜ｐｐ、３５９−
３６９） 文献ｃ　：　Ｅ−、Ｅ−、リーとイー、ニス、ア、−５
ソシ　「高速デジタル・ゴーレイコード探傷システム」
　超音波、７月、１９８３年、第１５３頁〜第１６１頁
。

（Ｂ、Ｂ、Ｌｅｅ　ｊｌｎｄ　Ｅ、Ｓ、Ｆｕｒｇａｓｏ
ｎ、　　ｒＨｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ［１１ｇ１ｔａｌ　　
Ｇｏｌａｙ　　Ｃｏｄｅ　　Ｆｌａｗ　　Ｄｅｔｅｃｔ
ｉｏｎ　　５ｙｓｔｅ＋＊、」Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ
、　Ｊｕｌｙ、　１９８３．　ｐｐ、１５３−１６１）
従来例の構成を第１９図を参照しながら説明する 第１９図は、文献Ｃに示された従来の超音波を用いた検
査装置を示すブロック図である。

第１９図において、従来の検査装置は、信号源（１）と
、この信号源（１）に接続されたデジタル遅延線（２）
と、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（３）と、このバイポーラ変換器（
３）に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）、）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（９）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ちゅうのターゲ
ットＳが配置されている。また、アナログ相関器（７）
は、超音波探触子（６）及びバイポーラ変換器（５）に
接続された掛算器（７ａ）＝この掛算器（７ａ）に接続
された積分器（７ｂ）とから構成されている。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）とバイポーラ変換器く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２０図及び第２１図
を参照しながら説明する。

第２０図及び第２１図は、文献Ｂに示された従来の検査
装置の送信信号及び圧縮パルスを示す波形図である。

第２０図において、横軸はビット（ＢＩＴＳ　）の単位
で表されているが、単位のビット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、単位のビットに対応させる単位の時間を
記号δで表している。したがって、第２０図に示す送信
信号のパルス幅は、６３×δである。

この送信信号は、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。

振幅の符号化については、後述することとし、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、長さが６３ビツトの有限長系列
であり、周期長が６３ビツトの周期系列であるｍ系列（
＋ａｘｉｍａｌ　ｌｅｎｇｔｈ　５ｅｑｕｅｎｃｅ）を
、−周期で打ち切って作られている。

ｍ系列については、例えば「符号理論」宮用洋、岩垂好
裕、今井英樹共著、昭和５４年６月２９日昭晃堂刊、第
４７４頁〜第４９９頁（以下、文献りと略称する。）に
詳しく述べられている。

ｍ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、符号十と符号−が割り当てられる場合もあるし、
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２０図の例では、周期長が
６３ビツトで、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−１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±１に
変調している。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２１図において、第２０図と同様に、横軸はビットの
単位で表示されているが、単位のビットに単位の時間δ
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。

この圧縮パルスは、長さ６４ビツトの有限長系列により
振幅符号化した送信信号を用いた場合の例である。この
系列は、第２０図の送信信号を生成するときに用いた長
さ６３ビツトの有限長系列に、１ビツトを付加して作ら
れたものである。したがって、この送信信号のパルス幅
は、６４×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。

しかしながら、第２１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
時間にわたってほぼ一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し
ている。主ローブの両側における振幅の小さい信号部分
は、圧縮パルスのレンジサイドロープと呼ばれる。

さて、信号源（１）及びデジタル遅延線（２）から、バ
イポーラ変換器く３）及びトランスミッタ（４）を介し
て、第２０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子〈６）が駆動される。

超音波探触子（６）か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、再び超音波探触子（６）に
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）の掛算器（７ａ）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（第２０図の場合では、はぼ６
３Ｘδ、第２１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、前記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（５）を介して、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、エコーと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
等に長い時間にわたって、時間軸上にほぼ一様に広がっ
て分布していたエコーのエネルギーは、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
示器（８）に伝達され、最終結果として表示される。

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
短い、したがって、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（信号対雑音比）は、送信信号の平均送
信エネルギーが大きいほど高くなる。平均送信エネルギ
ーは、送信信号のパルス幅が長いほど大きい。したがっ
て、従来の検査装置は、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比べ、高いＳ／Ｎ比が得ら
れる。

以上のように、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、エコーと送信信号との相関演算とは、エコー
及び送信信号をｒ（ｔ）及び５（ｔ）とすると、 Ｓｓ　　（ｔ　−τ）　　ｒ　　（ｔ）　　ｄｔ［積分
範囲ニーω〜ωコ　・・・　式■で表わされる演算を、
τを変数とし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す
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、上記積
分範囲は有限となる。

従来の検査装置では、上述したように、エコーと送信信
号との相関演算はアナログ相関器（７）を用いて行って
いる。しかし、アナログ相関器（７）は、掛算器（７ａ
）と積分器（７ｂ）とだけで構成されている。このため
、式■における変数τを変える操作は外部から行う必要
がある。つまり、送信信号５（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５（ｔ−τ）
が入力される。これは、つぎのことを意味している。

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をある値に固定したときの、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。

したがって、最終結果が得られるまでにかなりの時間を
必要とする。

式■で示される相関演算を行うための他の相関器につい
て第２２図を参照しながら説明する。

第２２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プロ・ンク図である。

第２２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（１０ｂ）と、これら
複数の掛算器（１０ｂ）に接続された加算器（１０ｃ）
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■はつぎのように変形できる。

Ｓｓ　（ｔ−τ）　ｒ　（ｔ）　ｄｔ ［積分範囲ニーω〜■］ ＝Ｓｒ　（ｔ＋ｒ）ｓ　（ｔ）ｄｔ ［積分範囲ニーω〜ωコ ＝Ｓｒ　（ｔ−１−ｒ）ｓ　（ｔ）ｄｔ［積分範囲：０
〜Ｔ］ ζΣｒ（ｋΔ１＋２Δｔ）ｓ（ｋΔｔ）［ｋ　＝　１〜
　Ｋ　コ　　　　・・・　　　式■ただし、送信信号ｓ
　（ｔ）は、Ｏ〜Ｔの時間範囲以外では零をとるものと
している。また、ｋ、ｆは整数、Δｔはサンプリング間
隔、Ｋは定数であり、ｔ＝にΔｔ、τ＝！Δｔ、Ｔ＝に
Δｔである。

相関器（１０）では、Δｔ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（ｋΔｔ）が掛算器（１０ｂ）−により
掛算される。その後、加算器（１０ｃ）は、すべてのタ
ップの出力を加算し、その結果は上述した式■に等しい
。

この相関器（ｌＯ）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。したがって、変数τを変える操作は自動的に
行われている。すなわち、第２２図に示す相関器（１０
）では、１回の送信だけで圧縮パルスの時間波形を得る
ことができる。

しかし、送信信号の継続時間が長くなると、つまり、上
述のＴが大きくなるにしたがって、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（１０ｂ）の個数も多く必要となる。さらに、加算
器（１０ｃ）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（１０ｃ）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。

［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、これを短くして実時
間性を実現しようとすると動作スピードが遅くなるとい
う問題点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、低価格で動作スピードを速くすることができる
検査装置を得ることを目的とする５Ｃ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の系列に基づいて基本単位信号を生成し、
前記基本単位信号及び第２の系列に基づいて送信信号を
発生する送信信号発生手段。

〔２〕　前記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。

〔３〕　前記対象物に反射された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、前記エコーを相間処理する第１の相間
手段。

〔５〕　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１の相関手段の出力を相関処理
する第２の相関手段。

［作用］ この発明においては、送信信号発生手段によって、第１
の系列に基づいて基本単位信号が生成され、前記基本単
位信号及び第２の系列に基づいて送信信号が発生される
。

また、送信手段によって、前記送信信号により励振され
て波動が対象物に送信され、受信手段によって、前記対
象物に反射されたエコーが受信される。

さらに、第１の相関手段によって、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、前記エコー
が相関処理される。

そして、第２の相関手段によって、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１の
相関手段の出力が相関処理される。

［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実施例を示すブロック図であ
り、超音波探触子（６）及び表示器（８）は第１９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、上述した従
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（１
Ａ）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）に入力側が接続されかつ表示器
（８）に出力側が接続された第２の相関器（１２）とか
ら構成されている。

なお、超音波探触子（６）は振幅符号化送信信号発生器
（ＩＡ）にも接続され、試験体Ｓに接触している。

つぎに、上述した第１実施例の動作を第２図及び第３図
を参照しながら説明する。

第２図及び第３図は、この発明の第１実施例における基
本単位信号及び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（ａ
）を発生し、この系列を用いて基本単位信号を発生する
。また、第２の系列ｆｐ）を発生し、上記基本単位信号
と上記第２の系列（ｐ）とから次に述べる手順にしたが
って送信信号を発生する。そして、送信信号を超音波探
触子（６）に伝達する。

基本単位信号は、第２図に示すように、第１の系列ｆａ
）として、長さＭが４である、（ａｔ　　＝　　（ａ＋
、　Ｃ２、ａコ、　ａ　４　）＝（＋、＋、−１＋） を採用し１、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ｆヒとの
間の関係をわかりやすくするために、この系列の符号（
±）を図中にあわせて記入しである。また、図中、δは
固定時間である。以下、上記基本単位信号をｇ（ｔ）で
表わす。ただし、ｔ。

は時間である。

送信信号は、第３図に示すように、第２の系列ｆｐｌと
して、長さＮが３である、 ！ｐ）＝（ｐ＋、ｐ３、ｐｚｌ ＝（＋、士、−） を採用し、この系列と第２図に示した基本単位信号ｇ（
ｔ）とから、次に述べる手順にしたがって発生した信号
である。すなわち、第２の系列ｆｐｌの符号＋には基本
単位信号ｇ（ｔ）を割り当て、符号−には基本単位信号
ｇ（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−ｇ（ｔ）を割り
当てて、第２の系列（ｐｌの符号の現れる順序にしたが
って、±ｇ（１）が時間軸上に配列されている。第２の
系列（ｐｌの系列の符号（±）と、信号上ｇ（ｔ）との
間の関係をわかりやすくするため、図中、第２の系列ｆ
ｐ）の系列の符号をあわせて記入しである。Ｔｐは固定
時間である。

第３図に示した送信信号は、次の式で表わされる。

５（ｔ）＝　Σｐ＋ｇ［ｔ　　　　（ｉ　　　　１）Ｔ
ｐ］（和はｉについて１〜Ｎまでとる。） ＝Ｐ＋ｇ　（ｔ）＋Ｉ）２ｇ　（ｔ−Ｔｐ）＋Ｐｓｇ（
ｔ　　２Ｔｐ）　　・・・　式■ここで、ｐ＋（ｉ＝１
．２、・・・、Ｎ）の符号は±１（複合同順）と同一と
みなして掛算している（以下同様）。

超音波探触子（６）は、前記送信信号５（ｔ）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。

エコーｒ（ｔ）は、次の式で表わされる。

ｒ（ｔ）＝ｃ０ｘ Ｓ　Ｓ　（ｔ、）　ｈ　（ｔ−ｔｏ−ｔ、）　ｄｔ［積
分範囲ニーω〜ω］　・・・　式■ここで、Ｃ０は定数
を表わす。また、ｈ（ｔ）は、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の反射体、再び超音波探触子（６０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経路に
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、前記信号伝搬経路のインパルス応答を表わす
、また、七〇は試験体Ｓ内の反射体まで超音波が往復す
るのに要する時間である。

Ｃ０＝１としても一般性を失わないので、以下Ｃ０＝１
として説明する。

受信されたエコーｒ（ｔ）は、第１の相関器（１１）に
伝達される。一方、エコー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（ａ）に関連した信号で
ある。この信号をｕａ（ｔ）で表わす。

第１の相関器（１１）では、エコーｒ（ｔ）と第１の参
照信号ｕａ（ｔ）との間で相関演算を実行する。すなわ
ち、相関演算の結果をＣａ（ｔ）とすると次の式で表わ
される。

Ｃａ（ｔ）＝（ｕａ（ｔｚ−ｔ＞　ｒ　（ｔｚ）ｄｔ。

［積分範囲、−ω〜ω］　・・・　式■なお、この相関
演算の結果は、 Ａ（ｔ）−（（ｕａ（ｔｚ　　ｔ）ｇ　（ｔｌ＞ｈ　（
ｔ　２ｔ　＋　）　ｄ　ｔ　＋　ｄ　ｔ　２［積分範囲
ニーω〜■］　・・・　式■とおけば、式０〜式■から
次式に等しい。

Ｃａ（ｔ）＝ΣｐｔＡ　［ｔ　　ｔｏ　　（ｉ　　１）
Ｔｐ］（和はｉについて１〜Ｎまでとる。） ＝ｐｌＡ（ｔ−ｔｏ） ＋　Ｐ　＋　Ａ　　（ｔ　　　ｔ　ｏ　　Ｔ　ｐ　）＋
Ｐ３Ａ　（ｔ−ｔ５−２ＴＰ）　　・・・式■この式■
において、Ａ（１−ｔ、）は、基本単位信号ｇ（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（以下、基
本単位圧縮パルスと呼ぶ。）に対応している６ また、式■より、Ｃａ　（ｔ　）は、上記基本単位圧縮
パルスＡ（ｔ−ｔｏ）を３個、時間軸上に０、Ｔｐ、２
Ｔｐだけずらして配置し、それぞれ、第２の系列（ｐ）
の成分ｐ１、ｐ２、ｐ、を掛けて加算したものに等しい
ことがわかる。

第１の相間器（１１）の出力であるＣａ（ｔ）は第２の
相関器（１２）に伝達される。一方、第２の相関器（１
２）における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、第
２の相関器（１２）に伝達される。この第２の参照信号
は、第２の系列ｆｐ）に関連した信号である。

第２の参照信号をｕｐ（ｔ＞で表わす、第２の相関器（
１２）では、第１の相関器（１１）の出力であるＣａ（
ｔ）と第２の参照信号ｕｐ（ｔ）との間で相関演算を実
行する。すなわち、この相関演算の結果をＣ（ｔ）とす
れば、相関演算は次の式で表わされる。

Ｃ（ｔ）＝ｉｕｐ（ｔｓ　　ｔ）Ｃａ（ｔ３）ｄｔｚ［
積分範囲；−ω〜ωコ　・・・　式■第２の相関器（１
２）の出力Ｃ（ｔ）は、表示器（８）に伝達され従来と
同様に表示される。

ここで、上述したこの発明の第１実施例の動作原理を第
４図、第５図、第６区及び第７図を参照しながら説明す
る。

第４図はこの発明の第１実施例の基本単位圧縮パルスを
示す波形図、第５図は第１の相関器（１１）の出力信号
を示す波形図、第６図は第２の参照信号を示す波形図、
第７図は第２の相関器（１２）の出力信号（圧縮パルス
）を示す波形図である。

第４図に示す基本単位圧縮パルスＡ（ｔ−ｔ、）は、基
本単位信号ｇ（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（ｔ）として基本単位信号ｇ
（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４図に示すように、基本単位圧縮パルスＡ（ｔｔｏ）
は、１＝１．近傍のみ大きな振幅（主ローブ）を有し、
ｔ≠ｔ０における振幅（サイドローブレベル）は小さい
ことがわがる。

第５図に示す第１の相関器（１１）の出力信号Ｃａ（ｔ
）は、第４図に示した基本単位圧縮パルスＡ（ｔ−ｔｏ
）と式■とからの計算結果である。

なお、Ｔｐは６δとした。第５図に示すように、第１の
相関器（１１）の出力信号Ｃａ（ｔ）では、エネルギー
が時間軸上に分散している。このように、エネルギーが
時間軸上に分散することは、Ｔｐを６δから変化させて
も変わらない。

しかし、第１の相関器（１１）の出力信号Ｃａ（１）を
第２の相関器（１２）により相関処理することにより、
以下に示すように、第１の相関器（１１）の出力信号Ｃ
ａ（ｔ）を圧縮することができる。

これについて、第２の参照信号として第２の系列ｆｐｌ
を用いて発生した、第６図に示す信号について説明する
。

第６図に示す信号は、第２の系列（ｐ）を用いて振幅を
符号化した波形を有する信号である。この信号と第２の
系列（ｐ）の符号との間の関係をわかりやすくするため
、図中、第２の系列（ｐｌの符号をあわせて記入しであ
る６ 第６図に示す第２の参照信号ｕｐ（ｔ）を用いた場合、
Ｃ（ｔ）は式■からつぎのようになる。

Ｃ（ｔ）＝Σｐ　ｉ　Ｃａ　［ｔ　＋　（１１）　Ｔ　
Ｐ　］（和はｉについて１〜Ｎまでとる。） ＝ｐ＋Ｃａ（ｔ） ＋　ｐ　２　Ｃａ　（ｔ　＋　Ｔ　ｐ　）＋ｐｓＣａ（
ｔ＋２Ｔｐ）　　・・・式■さらに、第２の系列ｆｐｌ
の自己相関関数をρｐｐ（ｉ）、（ｉ・０、ｔｈｌ、土
２、・、±（Ｎ−１＞）と表わすと、Ｃ（ｔ）は式■及
び■からつぎのようになる。

Ｃ（ｔ）＝ρｐｐ（０）Ａ（ｔ　　ｔｏ）＋Σρｐｐ　
（１）　［Ａ　（ｔ−ｔｏ−ｉＴｐ）　”Ａ　（ｔ−ｔ
ｏ＋１Ｔｐ）　］（和は１について１〜Ｎまでとる） −ρｐｐ（０）　Ａ　（ｔ−ｔ、） ＋　ρ　ｐｐ　　（１）　　［Ａ　　（ｔ−ｔｏ−Ｔｐ
）　　＋Ａ　（ｔ−ｔｏ＋Ｔｐ）　　］十ρｐｐ　（２
）　［Ａ　（ｔ−ｔｏ−２Ｔｐ）　＋Ａ、　（ｔ−ｔｏ
＋２Ｔｐ）　］・・・　式［相］ この式［相］より、第２の系列ｔｐｌの自己相関関数ρ
ｐｐ（ｉ）が、ｉ＝０において大きな振幅（主ローブ）
をもち、ｉ≠０における振幅（サイドローブレベル）が
小さければ、式［相］の右辺における第２項及び第３項
は、第１項に比べて小さくなることがわかる。

さらに、基本単位圧縮パルスＡ（ｔｔｏ）が、ｔ　”　
ｔ　ｏ近傍にのみ大きな振幅（主ローブ）を有し、ｔ＃
ｔＯにおける振幅（サイドローブレベル）が小さければ
、式［相］の右辺の第１項は、１＝１゜近傍にのみ大き
な振幅（主ローブ）を有し、ｔ≠七〇における振幅（サ
イドローブレベル）は小さくなることがわかる。すなわ
ち、第１の相関器（１１）の出力であるＣａ（ｔ）は圧
縮され、サイドローブレベルの低い圧縮パルスＣ（ｔ）
が得られることがわかる。

第７図は、式［相］から計算により求めた圧縮パルスＣ
（ｔ）を示す。

第７図では、基本単位圧縮パルスＡ（ｔ−ｔ、）として
第４図に示したものを用い、また、第２の系列の自己相
関間数ρｐｐ（ｉ）において、ρｐｐ（０）−３、ρｐ
ｐ（１）−〇、ρｐｐ（２）＝−１であることを用いた
。また、Ｔｐ＝４δとした。

第７図において、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、ｔ≠ｔ０における振幅（
サイドローブレベル）の小さい圧縮パルスが得られてい
ることがわかる。

すなわち、この発明の第１実施例においても、従来と同
様に、１＝１．近傍にのみ大きな振幅（主ローブ）を有
し、ｔ≠ｔ０における振幅（サイドローブレベル）の小
さい圧縮パルスが得られることがわかった。

つぎに、この発明の第１実施例の効果について第８図、
第９図及び第１０図を参照しながら説明する。

第８図はこの発明の第１実施例のＴｐ＝４δとした場合
の送信信号を示す波形図、第９図は第１の相関器（１１
）の構成を示すブロック図、第１０図は第２の相関器（
１２）の構成を示すブロック図である。

送信信号は、第８図に示すように、第３の系列（＋、士
、−１＋、士、＋、−１＋、−５−２＋、）を用いて振
幅を符号化した波形を有する信号に等しい、なお、上記
第３の系列は、第１の系列（ａｔと第２の系列（ｐ）と
から、次式にしたがって生成した長さ１２の系列に等し
い。

（ａ＋１）＋、　　ａｚｐ＋、　ａａＰ＋、　　ａ４Ｐ
ａ＋Ｐｚ、　ａｚＰｚ、　ａｚｐｚ、　　ａ４Ｐｚ、ａ
＋Ｐｓ、ａｚＰｓ、ａｚｐ３、ａ４Ｐｓｌここで、符号
（±）は±１と同等とみなして掛算している。

さて、第８図に示した送信信号を用いたときの従来の検
査装置について考えてみる。

送信信号の継続時間Ｔは第８図より１２δである。した
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２２図に示す相関器（１０）を構成
すると、Ｋ＝１２ｘＫ、となるから、タップ数１２ＸＫ
１個のタップ付遅延線（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１２ＸＫ１個
の掛算器（１０ｂ）と、入力端子数１２ＸＫ１個の加算
器（１０ｃ　、）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１
の参照信号として基本単位信号ｇ（ｔ）を用いている。

基本単位信号ｇ（ｔ）の継続時間は、第２図より４×δ
である。したがって、式■を式■と同様に変形し、単位
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）を構成すれば、第９図に示すように
なる。

第９図において、第１の相関器（１１）は、タップ数４
×に１個のタップ付遅延線（ｌｌａ）と、このタップ付
遅延線（ｌｌａ）の各出力タップに接続された４×に５
個の掛算器＜１ｌｂ）と、入力端子数４×に１個の加算
器（ｌｌｃ）とから構成される。

つぎに、この発明の第１実施例にイ系る検査装置の第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（１１）の出力
であるＣａ（ｔ）から、式■の右辺の演算を行う機能を
有していれば良い。式■の右辺は、時間ｔにおけるＣａ
（ｔ）の値にｐＩを掛け、時間（ｔ＋’ｒｐ）における
Ｃａ（ｔ）の値にｐ２を掛け、時間（ｔ＋２７ｐ）にお
けるＣａ（ｔ）の値にｐｚを掛けて、これらを加算する
ことを意味している。

したがって、単位時間δ当りに１個のサンプリングを行
うものとすれば、Ｔｐ＝４δであるので、第２の相関器
（１２）は第１０図に示すように構成すれば良い。

すなわち、第１０図において、第２の相関器（１２）は
、タップ数８×に１個のタップ付遅延１１Ａ　（１２ａ
　）と、このタップ付遅延線（１２ａ）の出力タップに
おいて４×に１個（時間Ｔｐに相当する。）おきに接続
された３個の掛算器〈１２ｂ）と、入力端子数３個の加
算器（１２ｃ）とから構成されている。

さて、この発明の第１実施例に係る検査装置の第１の相
関器（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にの発明の第１実施例
においては、総数（４ＸＫＩ＋３）個、従来装置におい
ては、１２　Ｘ　Ｋ　＋個である。すなわち、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上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（１２ｂ）への重み付けは、上述の第１実施例では、
＋１のいずれかである０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ている。ま
た、重み付けが−１であることは、掛算器（１２ｂ）を
インバータで置き換えられることを意味している。した
がって、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４ＸＫ、
個の加算器（ｌｌｃ）と、入力端子数３個の加算器（１
２ｃ）とで済む。これに対し、従来装置においては、入
力端子数１２ＸＫ１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、これも動作スピードの向上や低価格
化につながる効果がある。

なお、上記第１実施例では、基本単位信号ｇ（ｔ）にお
いて、第１の系列ｆａ）の各要素（±）に対応する波形
が矩形の場合について説明したが、上記各要素に対応す
る波形を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１１図を参照しながら
説明する。

第１１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（ｌｌｉ第２の相関器（１２）、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１１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（ＩＡ）に入力側が接続されかつ第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
（１３）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２の参照信号発生器（１４）とから構成されて
いる。

第１の参照信号発生器（１３）は、上述した第１実施例
における基本単位信号ｇ（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（１４）は、上記第１実施例にお
ける第２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２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、式■の右辺においてｓ　
（ｔ、）をｇ（ｔ＋）で置き換えたときに得られる信号
の波形にほぼ等しいものである。したがって、第１の参
照信号発生器（１３）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。

このように、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
っていることに相当する。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の参照信号
として、基本単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２の参照信号発生器（１４）は、時間Ｔｐごと
に振幅が±１から少しづつずれた信号を第２の参照信号
として発生してもよい。圧縮パルスＣ（ｔ）が高いＳ／
Ｎ比で得られる波形を有する第２の参照信号を発生させ
ればよい。

また、この発明の第２実施例では、第１の参照信号の継
続時間内にに３個のサンプリング点があり、時間１２間
にに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（１１）は、式■を式■と同様に変形するばわか
るように、タップ数に１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されたＫｙ個の掛算
器と、入力端子数に３個の加算器とから、第９図と同様
に構成すればよい。第２の相関器（１２）は、タップ数
（Ｎ　　１）ＸＫ２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個の掛算器と、入力端子数Ｎ個の加算器とから、
第１０図と同様に構成すればよい、ただし、Ｎ個の掛算
器への重み付けｐ＋　（］　＝１．２．３、・・・、Ｎ
）は、±１としてもよいし、上述のように圧縮パルスＣ
（ｔ）が高いＳ／Ｎ比で得られるように、ｉごとに、そ
れぞれ±１から値をずらしてもよい。

この発明の第３実施例の構成を第１２図を参照しながら
説明する。

第１２図は、この発明の第３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（ＩＢ）以外は、上記
第１実施例のものと全く同一である６つぎに、上述した
第３実施例の動作を第１３図、第１４図及び第１５図を
参照しながら説明する。

第１３図はこの発明の第３実施例における基本単位信号
を示す波形図、第１４図（ａ）及び（ｂ）は基本単位信
号を構成する他の単位波形を示す波形図、第１５図は送
信信号を示す波形図である。

第１３図において、基本単位信号は、上述した第１実施
例の場合と同一の第１の系列（ａ）を用いて発生させた
信号（ある１１図中、δ０は１＾］定時間である。第１
の系列と基本単位化ぢとの関係をわかりやす＜シ゛るｔ
、・め、第１の系列ｆａｔの符号（±）をあわせて記入
［、である、。

第１３図では、第１の系列（８）の各要素り４−）に対
応する中位波形が正弦波形の場合を示！、ているが、Ｉ
−８２即位波形は、第１４１ｇ（ａ＞又は〈１））に示
ずＪ２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・ってもよ
い。

なお、第１３図において、固定時間δが固定時間δ。に
笠し５い場合には、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ζは、
この発明ど関連する特願平１４５３１６号に詳細に述べ
らｈている。

第１５図において、送信ｆ５号ｉ４、上述１−ｔ・第１
実施例の場合と同〜の第２の系列（１・）と、第１３図
に示しまた基本単位信号とから、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２の系列ｆ　１３　）の符号峠には基本単位信号ｇ（
１）を割り当て、符号−には基本単位信号ｇ（ｔｉに−
１を掛けて得られるイ、−；号ｇ（ｔ）を割り当てこ、
第２の系列（■））の符号の現れるｊ１０序にしたがっ
て　±ｇ（士、）が時間軸上Ｃご配列されている、第：
、！　（′り系列（■））の箱号４と、信号れにくｔ）
との関係をわかりやすく４−るため、図中、第２の系列
（１））の符号＠：をあわぜて記入［７２ある。

この発明の第３実施例では　第ｑ　［＜’、　（、’小
（、！、・第１実施例の送イＸ信号を、第１５図に示Ｊ
−た送ｉ、ｉ　ｒ＝号て置き換えで超音波探触１″（６
）を駆動する４エコーの信号処理は、第１実施例と同様
である。

すなわち、第１の参照信号としこ、第１３図４：ｉした
基本単位信号を用い、第２の参照信号としては、第１実
施例のものと全く同一のちのを用いる。

この発明の第３実施例においても、式■・−［相］が基
本単位信号ｇ（ｔ、）の波形の形状にかかわらず成立す
ること、及び、第１３図に示した基本単位信号を式０に
代入［７て求まる基本ｍ位圧銘バルスノ〜（士、−ｔｏ
）が１、　ｔｏ近傍にのみ大きな振幅を有し、ｔ≠ｔ、
ｏｆこおける振幅が小さい、二とから。

第１実施例と同様の作用がある。基本単位信号パルスの
上述した特性は、第１４図（、ミ）及び（１））に示し
た単位波形を用いた場合εＪも成り立−′）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か第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１−４５３１．６号及び特願平］、−８６３８３号
かられかるように、信号の周波数特性を、超音波探触子
（６）の周波数特性と、試験体Ｓの周波数特性と　試験
体Ｓの反射体の超音波反射に関する周波数特性とを合成
しｔ′：周波数特性に近付けることができる。

し、たがって、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の系列の要素（±〉に対応
する即位波形は、上、記合成周波数特性に近い周波数特
性を有するよつに選定すれば、益々、信号エネルギーの
利用効率が高くなり、Ｓ、／Ｎ比が向トすることが期待
できる。

なお、第１の相関器（１］）及び第２の相関器（１２）
を、タップイ］遅延線、ｌｉ）算器及び加算器から構成
する場合は５その構成法は」述し、ｆ：′Ｉ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１６図を参照りながら
説明する６ 第１６図は、この発明の第４実施例を示オブ０ツク図で
あり、位相符号化送信信号発生器（ＩＢ）以外は、上述
した第２実施例のものと全く同一である。

第１の参照信号発生器（１３）は、■−述した第３実施
例における基本Ｖ位信号を用いて超音波探触子（６）を
駆動したときに得られるエコーの波形と同−又は類似の
波形を有する信号を発生［７、これを第１の参照信号と
［７て第１の相関器〈１１ンに伝達する。

第２の参照信号発生器（１４）は、ｊ、述１．た第３実
施例における第２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［２、こｔしを第２の参照信号と
して第２の相関器（１２）に伝達する。

つづいて、上述した第４実施例の効果について説明する
。

上記第４実施例においても、第１の参照信号は、式■の
右辺においてｓ（ｔ、）を、第３実施例における基本単
位信号ｇ（ｔ＋＞で置き換えたときに得られる信号の波
形にほぼ等しいものである。

したがって、上述した第２実施例と同様の効果が、上述
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４実施例においても、第２の参照信号発生器（
１４）は、時間Ｔｐごとに振幅が±１がら少しずれた信
号を第２の参照信号として発生してもよい。圧縮パルス
Ｃ（ｔ）が高いＳ／Ｎ比で得られるような波形を有する
第２の参照信号を発生させればよい。

また、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１７図を参照しながら
説明する。

第１７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（６
Ｂ）以外は、上述した第４実施例のものと全く同一であ
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１８図を参照しながら
説明する。

第１８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（１５）及び第３の参照信号発生器
（１６）以外は、上述した第５実施例のものと全く同一
である。

第３の参照信号発生器（１６）は位相符号化送信信号発
生器（ＩＢ）に接続され、第３の相関器く１５）は第２
の相関器（１２）及び第３の参照信号発生器（１６）に
入力側が接続されかつ表示器（８）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３の系列（ｖ）を発生し、一方、第５実
施例で発生させた送信信号５（ｔ）を新たに第２の基本
単位信号ｇ２（ｔ）とみなして、上記第３の系列ｆＶ）
と第２の基本単位信号ｇｚ　（ｔ　）とを用いて送信信
号を発生させる。この送信信号の発生手順は、上述の第
５実施例において、基本単位信号ｇ（ｔ）と第２の系列
！ｐｌとを用いた送信信号発生手順と同じ手順にしたが
う。

すなわち、第３の系列（Ｖ）の符号子には第２の基本単
位信号ｇｚ（ｔ）を割り当て、符号−には第２の基本単
位信号ｇｚ（ｔ）に−１を掛けて得られる信号−ｇｚ（
ｔ）を割り当てて、第３の系列ｆｖｌの符号上の現れる
順序にしたがって、信号士ｇ２（ｔ）を配列する。

第３の参照信号発生器（１６）は、上記第３の系列によ
り位相符号化した波形と同−又は類似の波形を有する第
３の参照信号を発生する。

第３の相関器（１５）は、上記第３の参照信号を用いて
、第２の相関器（１２）の出力を相間処理を実行する。

そして、この第３の相関器（１５）の出力は表示器（８
）に伝達され表示される。

なお、第３の相関器（１５）を、タップ付遅延線、掛算
器及び加算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。

この第６実施例では、送信信号の継続時間を上述した第
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ほど
、従来装置と比較して、掛算器の個数、及び加算器の入
力端子数の差が大きくなり、ますます、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、これに対応して、第４、第５、・・・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１１１続時間がますｔす長くなるのζ゛
、従来装置と比較しで、掛算器の個数１、及び加算器の
入力端ｆ数の差がまずまづ゛大きくなり、動作スピード
や価格の１ｎ１て′ま”すまずイ１利になる。

また、第０実施例Ｊ・同様の構成を１−述した第１から
第４実施例に適用！、７てもよい。

次に、各種の応用例等いついて説明４る。

」〜述した名実施例においで゛は、第１の系列（ａ）と
して長さＭが・１のものを用い、第２の系列（１））と
シ１．て長さＮが３のものを用いた場合についζ説明し
、たが、長さハ４及びＮについてはこれに限らない。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、て基本単位信号を用い、
時間δの間ｃ：：　Ｋ　、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Ｌまた場合には、第１の相関器（１１）は
、タップ数ＭＸＫ１個のタップイづ遅延線（ｌｌａ＞と
、タップ付遅延線（ｌｌａ＞の各出力タップに接続９さ
ｉｌなＭＸＫ１個のｆｌ）算器（１１＋）　）と、人１
）Ｊ端ｆ数Ｍ＼に１個の加算器（１１，ｃ　）どから第
９図と同様に構成ずｔｌばよい。

また、第２の相関器（１２）は、タップ数（Ｎ１）ｘＭ
＼に、（ｌｕｌｌのタップ付が始線ぐにと２））と、こ
のタッグ付遅延線（１２ａ）の出力タラ７゜において、
Ｍ　＞（Ｋ’、　、個おきに接続されたＮ個の掛算器（
１２ｂ）と、入力端ｆ数Ｎ個の加算器（１２（・）とか
ら　第１０図と同様に構成４゛ればよい。

この場合も、従来装置で゛は、タップ数Ｍ　Ｘ　Ｎ　ｘ
Ｋ１個のタップ付遅延線＜１０ａ）と、このタップ付遅
延線（１０ａ、　）の各出力タップ番ご接続されたＭＸ
ＮＸＫ、個の掛算器（］、　Ｃ’ｌ　ｂ　）と、入力端
子数ＭＸＮＸＫ１個の加算器（１０ｅ）とが要求される
から、１−述した実施例の場合と同様の効果がある。

つぎに、Ｔｐ＞Ｍδ又はＴｐ＜Ｍδの場合について考え
てみる。これらの場合には、時間′ｌ″ｐの間に、Ｎ２
個のサンプリングがあるものとすると、第１の相関器（
１１）は、タップ数ＭＸＫ、個のタップイ」遅延線（１
，１ａ　）と、タップ付遅延線（１１，ａ　＞の各出力
タップに接続されたＭＸＫ７個の掛算器（ｌｌｂ）と、
入力端子数ＭＸＫ２個の加算器（１１ｃ）とから第９図
と同様に構成し２、また、第２の相関器（１２）は、タ
ップ数（Ｎ１）ＸＫ７個のタップ付遅延線（１，２ａ、
　）と。このタップ付遅延線（１２ａ）の出力タップに
おいて、Ｎ２個おきに接続されたＮ個の掛算器（１２ｂ
）と、入力端子数Ｎ個の加算器（１２ｃ）とから、第１
０図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にに１個の
サンプリング点があり、時間Ｔ’　ｐの間に、Ｎ２個の
サンプリングがあるものとすると、第１の相関器（１１
）は、タップ数に２個のタップ付遅延線（１１，ａ　）
と、タップ付遅延線（１１ａ　）の各出力タップに接続
されたに３個の掛算器（ｌｌｂ＞と、入力端子数に４個
の加算器（１１Ｃ）とから第９図と同様に構成し７、ま
た、第２の相関器（１２）は４タツプ数（Ｎ　−１）　
ｘ　Ｋ　２個のタップ＋１遅延線（１２ａ）と、このタ
ップイ・」遅延線（１，２ａ　＞の出力タップにおいて
、に２個おきに接続されたＮ個の掛算器（１，２ｂ　）
ど、入力端子数Ｎ個の加算器（１２Ｃ）とから、第１０
図と同様に構成ずればよい。この場合も、」二連した実
施例の場合と同様の作用、効果かある。

さらに、上述した各実施例では　ｈ（ｔ、）がデルタ間
数の場合について説明し５なが、ｈ　（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ついて
も、に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
列とが異なる場合について説明したが５これら２つの系
列は同一でもよい。また、これらの系列の特性に対する
制限はない。

さらに、上述した各実施例では、第１及び第２の系列が
２値有限長系列である場合について説明したが、この発
明はこれに限らず、上、２第１及び第２の系列は、どち
らか一方が、又は両方が２値周期系列であってもよい。

２値周期系列の場合には、第１又は第２の相関器はそれ
ぞれ対応する２値周期系列の１周期分について上述した
実施例における場合と同様に構成すればよい。

さらに、上述した第１の参照信号は、基本単位信号によ
り超音波探触子を励振したときに、この超音波探触子に
より得られる試験体Ｓの表面若しくは底面からのエコー
の波形と同一若しくは類似の波形、又は別の対象物の表
面若しくは底面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ってもよい。

さらに、上述した第１の参照信号は、基本単位信号によ
り超音波探触子を励振したときに、振幅又は位相符号化
送信信号発生器の出力端から超音波探触子、試験体Ｓ、
超音波探触子を介して第１の相関器の入力端に至る信号
伝搬経路の周波数応答特性と、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であってもよい。なお、
上記信号伝搬経路の周波数応答特性には、試験体Ｓの反
射体の反射に関する周波数特性を含んでも楕わない。

この発明の実施例は、上述したように、相関器の構成が
従来に比べて簡単になり、これにより動作スピードを向
上でき、また、低価格化が図れるという効果を奏すると
ともに、第１の系列の要素（±）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
その反射体がもっている総合周波数応答特性を有する参
照信号発生器に送信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診断装置な
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グ媒体を介し
て行えばよい。

さらに、この発明は、超音波アレイ探触子を構成する個
別の素子の超音波の送受信回路系に適用してもよい。

さらに、上記説明では、波動として超音波を用いる場合
について述べたが、超音波以外の波動、例えば、電磁波
を用いるシステムの送受信回路系に適用しても構わない
。

［発明の効果コ この発明は、以上説明したとおり、第１の系列に基づい
て基本単位信号を生成し、前記基本単位信号及び第２の
系列に基づいて送信信号を発生する送信信号発生手段と
、前記送信信号により励振されて波動を対象物に送信す
る送信手段と、前記対象物に反射されたエコーを受信す
る受信手段と、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、前記エコーを相関処理する第１
の相関手段と、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１の相関手段の出力を相
関処理する第２の相関手段とを備えたので、動作スピー
ドを向上でき、また、低価格化が図れるという効果を奏
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
図はこの発明の第１実施例の基本単位信号を示す波形図
、第３図はこの発明の第１実施例の送信信号を示す波形
図、第４図はこの発明の第１実施例の基本単位圧縮パル
スを示す波形図、第５図はこの発明の第１実施例の第１
の相関器の出力信号を示す波形図、第６図はこの発明の
第１実施例の第２の参照信号を示す波形図、第７図はこ
の発明の第１実施例の圧縮パルスを示す波形図、第８図
はこの発明の第１実施例の他の送信信号を示す波形図、
第９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１０図はこの発明の第１実施例の第２の相
関器を示すブロック図、第１１図はこの発明の第２実施
例を示すブロック図、第１２図はこの発明の第３実施例
を示すブロック図、第１３図はこの発明の第３実施例の
基本単位信号を示す波形図、第１４図（ａ）及び（ｂ）
はこの発明の第３実施例の単位波形を示す波形図、第１
５図はこの発明の第３実施例の送信信号を示す波形図、
第１６図はこの発明の第４実施例を示すブロック図、第
１７図はこの発明の第５実施例を示すブロック図、第１
８図はこの発明の第６実施例を示すブロック図、第１９
図は従来の検査装置を示すブロック図、第２０図は従来
の検査装置の送信信号を示す波形図、第２１図は従来の
検査装置の圧縮パルスを示す波形図、第２２図は従来の
検査装置の相関器を示すブロック図である。 図において、 （ＩＡ）　・・・　振幅符号化送信信号発生器、（ＩＢ
）　・・・　位相符号化送信信号発生器、（６）　・・
・　超音波探触子、 （６Ａ）　・・・　送信用の超音波探触子、（６Ｂ）　
・・・　受信用の超音波探触子、（８）　・・・　表示
器、 なお、 を示す。 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の相関器、 ・・・　第３の参照信号発生器である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の系列に基づいて基本単位信号を生成し、前
   記基本単位信号及び第２の系列に基づいて送信信号を発
   生する送信信号発生手段、前記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、 前記対象物に反射された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、前記エコーを相関処理する第１の相関手段、 並びに 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１の相関手段の出力を相関処理する第２
   の相関手段 を備えたことを特徴とする検査装置。
2. （２）前記基本単位信号は、前記第１の系列を用いて振
   幅符号化若しくは位相符号化された波形を有している信
   号、 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、 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、 又は 前記第１の系列の正符号若しくは負符号に振動波形若し
   くは前記振動波形に−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。
3. （３）前記送信信号は、前記第２の系列の正符号若しく
   は負符号に前記基本単位信号が有する波形若しくは前記
   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。
4. （４）前記第１の参照信号は、前記基本単位信号が有す
   る波形を有する信号 若しくは 前記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、 又は 前記第２の参照信号は、前記第２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。