JPH05340924A - 超音波探傷装置 - Google Patents
超音波探傷装置Info
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- JPH05340924A JPH05340924A JP4147454A JP14745492A JPH05340924A JP H05340924 A JPH05340924 A JP H05340924A JP 4147454 A JP4147454 A JP 4147454A JP 14745492 A JP14745492 A JP 14745492A JP H05340924 A JPH05340924 A JP H05340924A
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- wave
- ultrasonic
- ultrasonic wave
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波探傷装置に関し、コンクリート等の構
造部材の探傷を可能とする。 【構成】 被検査体内部に低周波の超音波を送出し、被
検査体で反射された超音波を変換して得られた電気信号
から所定の周波数以下の周波数成分を除去した後、この
電気信号を解析することにより、減衰が小さく散乱の小
さな低周波を利用しながら、高周波の超音波を利用した
と同様な高い分解能の超音波探傷を可能とした。
造部材の探傷を可能とする。 【構成】 被検査体内部に低周波の超音波を送出し、被
検査体で反射された超音波を変換して得られた電気信号
から所定の周波数以下の周波数成分を除去した後、この
電気信号を解析することにより、減衰が小さく散乱の小
さな低周波を利用しながら、高周波の超音波を利用した
と同様な高い分解能の超音波探傷を可能とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波探傷装置に関
し、特に、セラミック，煉瓦或いはコンクリート等の如
く、超音波を大きく減衰させる被検査体の解析に好適な
超音波探傷装置に関する。
し、特に、セラミック，煉瓦或いはコンクリート等の如
く、超音波を大きく減衰させる被検査体の解析に好適な
超音波探傷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波探傷装置は、被検査体の内部に存
在する損傷の有無を検査する等の目的で、種々の被検査
体の内部状態の計測・解析に使用されている。ここで使
用される超音波としては、計測に必要な高い分解能を得
るために、例えば５乃至１０Ｍｚの高い周波数のものが
採用される場合が多い。
在する損傷の有無を検査する等の目的で、種々の被検査
体の内部状態の計測・解析に使用されている。ここで使
用される超音波としては、計測に必要な高い分解能を得
るために、例えば５乃至１０Ｍｚの高い周波数のものが
採用される場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、セラミッ
ク，煉瓦或いはコンクリート等を多層に重ねた構造部材
にあっては、構造部材特有の大きな減衰特性のため内部
に送出された超音波を大きく減衰させること、並びに、
コンクリート或いは煉瓦等の不均一な材料にあっては、
内部の石或いは気泡等の種々の異物のために特に超音波
が散乱を受けやすいことから、上記超音波探傷装置によ
る効果的な計測は困難であった。 上記に鑑み、高周波
の超音波に代えて、上記のような構造部材等においても
減衰や散乱が少ない低周波の超音波を採用することが考
えられており、また短パルス波に代えて低周波の搬送波
を有するバースト波の採用も試みられている。しかし、
低周波の超音波では、その波長の長さ故に、計測に必要
な高い分解能が得られないという問題があった。
ク，煉瓦或いはコンクリート等を多層に重ねた構造部材
にあっては、構造部材特有の大きな減衰特性のため内部
に送出された超音波を大きく減衰させること、並びに、
コンクリート或いは煉瓦等の不均一な材料にあっては、
内部の石或いは気泡等の種々の異物のために特に超音波
が散乱を受けやすいことから、上記超音波探傷装置によ
る効果的な計測は困難であった。 上記に鑑み、高周波
の超音波に代えて、上記のような構造部材等においても
減衰や散乱が少ない低周波の超音波を採用することが考
えられており、また短パルス波に代えて低周波の搬送波
を有するバースト波の採用も試みられている。しかし、
低周波の超音波では、その波長の長さ故に、計測に必要
な高い分解能が得られないという問題があった。
【０００４】本発明は、上記従来の超音波探傷装置の問
題に鑑み、コンクリート，煉瓦或いはセラミック等の構
造部材においても、必要な計測精度を容易に得ることが
できる超音波探傷装置を提供することを目的とする。
題に鑑み、コンクリート，煉瓦或いはセラミック等の構
造部材においても、必要な計測精度を容易に得ることが
できる超音波探傷装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の超音波探傷装置は、被検査体内部に所定の
中心周波数を有する超音波を送信する超音波送信手段
と、上記被検査体を経由した超音波を受信して電気信号
に変換する超音波受信手段と、この電気信号に含まれ
る、上記中心周波数以下の周波数成分の通過を阻止する
フィルタ手段と、該フィルタ手段を通過した信号に基づ
いて被検査体の内部状態を解析する解析手段とを備えた
ことを特徴とする。
め、本発明の超音波探傷装置は、被検査体内部に所定の
中心周波数を有する超音波を送信する超音波送信手段
と、上記被検査体を経由した超音波を受信して電気信号
に変換する超音波受信手段と、この電気信号に含まれ
る、上記中心周波数以下の周波数成分の通過を阻止する
フィルタ手段と、該フィルタ手段を通過した信号に基づ
いて被検査体の内部状態を解析する解析手段とを備えた
ことを特徴とする。
【０００６】ここで、上記「被検査体を経由した超音
波」は、該被検査体内を通過した超音波と該被検査体内
で反射した超音波との双方を含む概念である。即ち、本
発明においては、被検査体内を通過した超音波を受信し
てもよく、被検査体内で反射した超音波を受信してもよ
い。また、上記解析手段は、本発明においては、被検査
体の内部状態を表す所望の情報を得るように解析するも
のであればよく、どのような情報を所望とするか、ある
いはどのような解析手法を用いるかについては本発明で
は特に問われるものではない。
波」は、該被検査体内を通過した超音波と該被検査体内
で反射した超音波との双方を含む概念である。即ち、本
発明においては、被検査体内を通過した超音波を受信し
てもよく、被検査体内で反射した超音波を受信してもよ
い。また、上記解析手段は、本発明においては、被検査
体の内部状態を表す所望の情報を得るように解析するも
のであればよく、どのような情報を所望とするか、ある
いはどのような解析手法を用いるかについては本発明で
は特に問われるものではない。
【０００７】ここで、上記フィルタ手段を、上記電気信
号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ
変換により生成された信号のうち、上記中心周波数を越
える高周波数成分を抽出する抽出手段と、抽出された高
周波数成分を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と
を備えた構成とすることが好ましい。また、上記超音波
送信手段が、バースト波を送信するものであることが好
ましく、この場合に、上記バースト波の停止時の信号に
基づいて被検査体の内部状態を解析する信号解析手段を
備えることも好ましい態様である。この場合、バースト
波を瞬時に停止させることが好ましいが、バースト波を
瞬時に停止させる方法としては、例えば超音波送信のた
めの信号を信号上で停止させる方法であってもよく、こ
のほか、送信信号の信号伝送経路にスイッチを備えてこ
のスイッチをオフしてもよく、あるいは送信用の超音波
素子を被検査体から物理的に瞬時に離してしまってもよ
い。
号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ
変換により生成された信号のうち、上記中心周波数を越
える高周波数成分を抽出する抽出手段と、抽出された高
周波数成分を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と
を備えた構成とすることが好ましい。また、上記超音波
送信手段が、バースト波を送信するものであることが好
ましく、この場合に、上記バースト波の停止時の信号に
基づいて被検査体の内部状態を解析する信号解析手段を
備えることも好ましい態様である。この場合、バースト
波を瞬時に停止させることが好ましいが、バースト波を
瞬時に停止させる方法としては、例えば超音波送信のた
めの信号を信号上で停止させる方法であってもよく、こ
のほか、送信信号の信号伝送経路にスイッチを備えてこ
のスイッチをオフしてもよく、あるいは送信用の超音波
素子を被検査体から物理的に瞬時に離してしまってもよ
い。
【０００８】
【作用】本発明の超音波探傷装置は、上記フィルタ手段
を備えたものであるため、被検査体を経由した超音波を
変換して得られた電気信号のうち所定の周波数以下の周
波数成分を除去することにより、超音波に存在する高い
周波数領域の信号成分に応答する被検査体内部の情報に
ついて信号解析を行うことができ、中心周波数成分を含
む低周波成分が大きなエネルギー部分を占める超音波で
あっても、短い波長を有する高周波数成分に基づく高い
分解能の信号解析が可能となる。
を備えたものであるため、被検査体を経由した超音波を
変換して得られた電気信号のうち所定の周波数以下の周
波数成分を除去することにより、超音波に存在する高い
周波数領域の信号成分に応答する被検査体内部の情報に
ついて信号解析を行うことができ、中心周波数成分を含
む低周波成分が大きなエネルギー部分を占める超音波で
あっても、短い波長を有する高周波数成分に基づく高い
分解能の信号解析が可能となる。
【０００９】ここで、上記フィルタ手段は、上記超音波
受信手段により得られた電気信号をアナログ信号のまま
リアルタイムでフィルタリングするものであってもよ
く、この電気信号をディジタル信号に変換した後時間軸
上でフィルタリング処理を行うものであってもよいが、
このフィルタ手段を、電気信号を一旦フーリエ変換し、
中心周波数を越える高周波数成分を抽出し、この抽出し
た高周波数成分を更に逆フーリエ変換する構成とする
と、中心周波数以下の信号成分が一層効果的に除去され
る。
受信手段により得られた電気信号をアナログ信号のまま
リアルタイムでフィルタリングするものであってもよ
く、この電気信号をディジタル信号に変換した後時間軸
上でフィルタリング処理を行うものであってもよいが、
このフィルタ手段を、電気信号を一旦フーリエ変換し、
中心周波数を越える高周波数成分を抽出し、この抽出し
た高周波数成分を更に逆フーリエ変換する構成とする
と、中心周波数以下の信号成分が一層効果的に除去され
る。
【００１０】また、超音波送信手段からバースト波を送
信し、信号解析手段においてバースト波の搬送周波数
（中心周波数）以下の信号成分を除去した後信号解析を
行うように構成した場合は、バースト波は、単一の超音
波パルス等に比して被検査体内部に進入しやすいため、
得られた電気信号から被検査体内部の情報を一層正確に
得ることが可能となる。
信し、信号解析手段においてバースト波の搬送周波数
（中心周波数）以下の信号成分を除去した後信号解析を
行うように構成した場合は、バースト波は、単一の超音
波パルス等に比して被検査体内部に進入しやすいため、
得られた電気信号から被検査体内部の情報を一層正確に
得ることが可能となる。
【００１１】さらに、バースト波の停止時の電気信号に
基づいて解析を行うように構成した場合は、バースト波
の開始時よりもその信号状態を瞬時に変化させることが
でき、したがって高周波数成分をより多く含む電気信号
を得ることができ、この電気信号中の高周波数成分に基
づいて一層正確な情報を得ることができることとなる。
基づいて解析を行うように構成した場合は、バースト波
の開始時よりもその信号状態を瞬時に変化させることが
でき、したがって高周波数成分をより多く含む電気信号
を得ることができ、この電気信号中の高周波数成分に基
づいて一層正確な情報を得ることができることとなる。
【００１２】本発明の好適な実施の態様としては、超音
波として、低周波（例えば数１０ｋＨｚ）の搬送波から
成る例えば図３に示したようなバースト波が採用され、
且つこのバースト波が、フィルタ手段において中心周波
数以下の周波数成分、即ちバースト波の搬送周波数を含
む低周波の周波数成分が除去され、解析手段において所
定周波数を越える周波数成分のみを利用した分解能の高
い信号解析が行われる。
波として、低周波（例えば数１０ｋＨｚ）の搬送波から
成る例えば図３に示したようなバースト波が採用され、
且つこのバースト波が、フィルタ手段において中心周波
数以下の周波数成分、即ちバースト波の搬送周波数を含
む低周波の周波数成分が除去され、解析手段において所
定周波数を越える周波数成分のみを利用した分解能の高
い信号解析が行われる。
【００１３】以下、バースト波を採用した際の信号解析
についての考察を示す。バースト波は、被検査体内部の
往復に要する時間に比して、その送信間隔が充分に大き
い場合には、次の式で表すことができる。 ｘ（ｔ）＝Ａｓｉｎω0 ｔ・ｕ（ｔ） ここで、Ａはバースト波の振幅、ω0 はバースト波の搬
送波の角周波数、ｕ（ｔ）は単位ステップ関数である。
上式のフーリエ変換関数Ｘ（ω）は、δ（ω）をデルタ
関数として、 Ｘ（ω）＝Ａω0 ／（ω0 2−ω2 ）＋πＡ｛δ（ω−ω
0 ）−δ（ω＋ω)0｝／２ｊ と表される。ここで、ｊは虚数単位である。この式か
ら、バースト波は、ω＝ω 0 に単一の基本周波数成分を
有するだけではなく、ω≠ω0 についてもエネルギー成
分を有していることがわかる。このため、このフーリエ
変換されたバースト波から、ω1 ＞ω0 なる角周波数ω
1 以上の全てのエネルギー成分を取り出すことにより、
バースト波の基本周波数（中心周波数、搬送周波数）成
分を除去した信号成分が得られる。更にこの信号成分を
逆フーリエ変換して、これにより得られた信号をｘ0
（ｔ）とすると、このｘ0 （ｔ）は、
についての考察を示す。バースト波は、被検査体内部の
往復に要する時間に比して、その送信間隔が充分に大き
い場合には、次の式で表すことができる。 ｘ（ｔ）＝Ａｓｉｎω0 ｔ・ｕ（ｔ） ここで、Ａはバースト波の振幅、ω0 はバースト波の搬
送波の角周波数、ｕ（ｔ）は単位ステップ関数である。
上式のフーリエ変換関数Ｘ（ω）は、δ（ω）をデルタ
関数として、 Ｘ（ω）＝Ａω0 ／（ω0 2−ω2 ）＋πＡ｛δ（ω−ω
0 ）−δ（ω＋ω)0｝／２ｊ と表される。ここで、ｊは虚数単位である。この式か
ら、バースト波は、ω＝ω 0 に単一の基本周波数成分を
有するだけではなく、ω≠ω0 についてもエネルギー成
分を有していることがわかる。このため、このフーリエ
変換されたバースト波から、ω1 ＞ω0 なる角周波数ω
1 以上の全てのエネルギー成分を取り出すことにより、
バースト波の基本周波数（中心周波数、搬送周波数）成
分を除去した信号成分が得られる。更にこの信号成分を
逆フーリエ変換して、これにより得られた信号をｘ0
（ｔ）とすると、このｘ0 （ｔ）は、
【００１４】
【数１】
【００１５】となる。ここで、ω1 は、前記の如くω1
＞ω0 となる所定の角周波数である。この式を、次の公
式、
＞ω0 となる所定の角周波数である。この式を、次の公
式、
【００１６】
【数２】
【００１７】を用いて近似計算すると、ｘ0 （ｔ）は近
似的に次のように表わされる。 ｘ0 （ｔ）≒（Ｃ／Δω・ｔ）ｓｉｎω1 ｔ ここで、Δω＝ω1 −ω0 であり、Ｃは定数である。上
記近似式から、信号ｘ0 （ｔ）は、Δωが充分に大きけ
ればパルス波に近似され、従って、上記のようなハイパ
スフィルタによるフィルタリング処理を行うことによ
り、高分解能のパルス応答波形を得ることができる。
似的に次のように表わされる。 ｘ0 （ｔ）≒（Ｃ／Δω・ｔ）ｓｉｎω1 ｔ ここで、Δω＝ω1 −ω0 であり、Ｃは定数である。上
記近似式から、信号ｘ0 （ｔ）は、Δωが充分に大きけ
ればパルス波に近似され、従って、上記のようなハイパ
スフィルタによるフィルタリング処理を行うことによ
り、高分解能のパルス応答波形を得ることができる。
【００１８】上記フーリエ変換による効果を確認するた
め、４０ｋＨｚの周波数のバースト波をフーリエ変換
し、これをフィルタリングした後、逆フーリエ変換した
結果の波形を、パルス波とともに、それぞれ図４（ａ）
及び（ｂ）に示す。なお、同図（ａ）及び（ｂ）におい
ては、以後の図と同様に、横軸は時間を、縦軸は信号電
圧を示している。同図に示すように、フィルタリング後
のバースト波からは、パルス波と近似した信号が得られ
ている。
め、４０ｋＨｚの周波数のバースト波をフーリエ変換
し、これをフィルタリングした後、逆フーリエ変換した
結果の波形を、パルス波とともに、それぞれ図４（ａ）
及び（ｂ）に示す。なお、同図（ａ）及び（ｂ）におい
ては、以後の図と同様に、横軸は時間を、縦軸は信号電
圧を示している。同図に示すように、フィルタリング後
のバースト波からは、パルス波と近似した信号が得られ
ている。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の超音波探傷装置
のブロック図である。この超音波探傷装置１０は、超音
波送信手段２、超音波受信手段３、本発明にいうフィル
タ手段の一例であるＦＦＴアナライザ４及び解析手段５
から構成されている。尚、ここでは解析手段５はＦＦＴ
アナライザ４とは別のブロックで示されているが、ＦＦ
Ｔアナライザ４が、被検査体１の内部状態を解析する機
能も備えている場合は、この解析手段５はＦＦＴアナラ
イザ４に包含されていてもよい。
のブロック図である。この超音波探傷装置１０は、超音
波送信手段２、超音波受信手段３、本発明にいうフィル
タ手段の一例であるＦＦＴアナライザ４及び解析手段５
から構成されている。尚、ここでは解析手段５はＦＦＴ
アナライザ４とは別のブロックで示されているが、ＦＦ
Ｔアナライザ４が、被検査体１の内部状態を解析する機
能も備えている場合は、この解析手段５はＦＦＴアナラ
イザ４に包含されていてもよい。
【００２０】超音波送出手段２では、この超音波送出手
段２を構成するシグナル発生器２１でバースト波信号が
発生され、このバースト波信号はパワーアンプ２２で増
幅された後送信用トランスデューサ２３に印加される。
これにより送信用トランスデューサ２３から被検査体１
の内部に向けて超音波ａが送出される。被検査体１で反
射された超音波ｂは、超音波受信手段３を構成する受信
用トランスデューサ３１により受信されて電気信号に変
換され、アンプ３２で増幅された後フィルタ手段４に送
られる。フィルタ手段４では、電気信号ｃは、まずＡ／
Ｄ変換器４１によりディジタル信号に変換された後フー
リエ変換手段４２によりフーリエ変換されて抽出手段４
３に送られる。抽出手段４３では、バースト波の搬送周
波数（例えば６０ｋＨｚ）から充分に高い所定周波数ω
1 （例えば７０ｋＨｚ）以上の周波数成分のみが抽出さ
れ、この抽出された信号は、逆フーリエ変換手段４４に
おいて再び時間軸上の電気信号ｄに変換されて出力され
る。
段２を構成するシグナル発生器２１でバースト波信号が
発生され、このバースト波信号はパワーアンプ２２で増
幅された後送信用トランスデューサ２３に印加される。
これにより送信用トランスデューサ２３から被検査体１
の内部に向けて超音波ａが送出される。被検査体１で反
射された超音波ｂは、超音波受信手段３を構成する受信
用トランスデューサ３１により受信されて電気信号に変
換され、アンプ３２で増幅された後フィルタ手段４に送
られる。フィルタ手段４では、電気信号ｃは、まずＡ／
Ｄ変換器４１によりディジタル信号に変換された後フー
リエ変換手段４２によりフーリエ変換されて抽出手段４
３に送られる。抽出手段４３では、バースト波の搬送周
波数（例えば６０ｋＨｚ）から充分に高い所定周波数ω
1 （例えば７０ｋＨｚ）以上の周波数成分のみが抽出さ
れ、この抽出された信号は、逆フーリエ変換手段４４に
おいて再び時間軸上の電気信号ｄに変換されて出力され
る。
【００２１】図２は、本発明の一実施例の超音波探傷装
置による試料内部の探傷の状況を示す模式的斜視図であ
る。この図に示すように、本発明の上記実施例に従った
超音波探傷装置を使用し、被検査体１として作成した試
料に対して、実際にバースト波を適用して試料内部の計
測を行った。試料として、縦波の速度が４０００ｍ／ｓ
ｅｃ、幅ｗが１４ｃｍ、高さｈが９．５ｃｍ、長さｄが
３０ｃｍの直方体の焼結体を製作し、これを図２に示し
たように２段重ねとした。双方の直方体の間の界面にグ
リースを塗布した第一の試料と、その界面に繊維状のシ
ート材料を挿入した第二の試料とを用意した。
置による試料内部の探傷の状況を示す模式的斜視図であ
る。この図に示すように、本発明の上記実施例に従った
超音波探傷装置を使用し、被検査体１として作成した試
料に対して、実際にバースト波を適用して試料内部の計
測を行った。試料として、縦波の速度が４０００ｍ／ｓ
ｅｃ、幅ｗが１４ｃｍ、高さｈが９．５ｃｍ、長さｄが
３０ｃｍの直方体の焼結体を製作し、これを図２に示し
たように２段重ねとした。双方の直方体の間の界面にグ
リースを塗布した第一の試料と、その界面に繊維状のシ
ート材料を挿入した第二の試料とを用意した。
【００２２】送信用トランスデューサ２３として、発振
周波数６０ｋＨｚのものを用意し、この送信用トランス
デューサ２３からパルス幅０．８ｓｅｃのバースト波を
送信した。試料から反射した超音波を受信する受信用ト
ランスデューサ３１も、送信用トランスデューサ２３と
同型式のものを採用した。信号解析には、ＦＦＴアナラ
イザを採用し、このＦＦＴアナライザで電気信号のパワ
ースペクトルを求め、そのスペクトルから７０ｋＨｚ以
下のスペクトル成分を除去し、更にそれを逆フーリエ変
換し、その出力をオシロスコープで観測した。同じ試料
に対して、比較のために６０ｋＨｚの繰返し周波数を有
する短パルス波による従来の超音波探傷を並行して行っ
た。
周波数６０ｋＨｚのものを用意し、この送信用トランス
デューサ２３からパルス幅０．８ｓｅｃのバースト波を
送信した。試料から反射した超音波を受信する受信用ト
ランスデューサ３１も、送信用トランスデューサ２３と
同型式のものを採用した。信号解析には、ＦＦＴアナラ
イザを採用し、このＦＦＴアナライザで電気信号のパワ
ースペクトルを求め、そのスペクトルから７０ｋＨｚ以
下のスペクトル成分を除去し、更にそれを逆フーリエ変
換し、その出力をオシロスコープで観測した。同じ試料
に対して、比較のために６０ｋＨｚの繰返し周波数を有
する短パルス波による従来の超音波探傷を並行して行っ
た。
【００２３】図５（ａ）及び（ｂ）は、界面にグリース
が塗布された第一の試料について、それぞれ、比較例の
短パルス波を採用した従来の超音波探傷、および本発明
の実施例によるバースト波及び高周波抽出フィルタリン
グを採用した超音波探傷によって得られた結果の信号波
形（ｍＶ）を示すものである。同図（ａ）においては、
試料の形状に関する情報が不明確であり、従って試料の
形状に関する有効な情報は得られないが、同図（ｂ）に
おいては、グリースが塗布された界面に対応する矢印Ｂ
点並びに試料底面に対応する矢印Ｃ点において、夫々信
号波形が大きな振幅を示しており、試料の形状に関する
情報が明瞭に得られた。なお、矢印Ａ点を通る破線は、
試料表面に対応する。この実験の結果、バースト波及び
高周波抽出フィルタリングを採用した本実施例による超
音波探傷装置によれば、短パルス波を採用した従来の超
音波探傷では殆ど不可能であった、コンクリート等の内
部計測が可能であることが確認された。
が塗布された第一の試料について、それぞれ、比較例の
短パルス波を採用した従来の超音波探傷、および本発明
の実施例によるバースト波及び高周波抽出フィルタリン
グを採用した超音波探傷によって得られた結果の信号波
形（ｍＶ）を示すものである。同図（ａ）においては、
試料の形状に関する情報が不明確であり、従って試料の
形状に関する有効な情報は得られないが、同図（ｂ）に
おいては、グリースが塗布された界面に対応する矢印Ｂ
点並びに試料底面に対応する矢印Ｃ点において、夫々信
号波形が大きな振幅を示しており、試料の形状に関する
情報が明瞭に得られた。なお、矢印Ａ点を通る破線は、
試料表面に対応する。この実験の結果、バースト波及び
高周波抽出フィルタリングを採用した本実施例による超
音波探傷装置によれば、短パルス波を採用した従来の超
音波探傷では殆ど不可能であった、コンクリート等の内
部計測が可能であることが確認された。
【００２４】図６（ａ）及び（ｂ）は、界面に薄い繊維
状のシートが挿入された第二の試料における超音波探傷
の結果を、それぞれ図５（ａ）及び（ｂ）と同様に示す
図である。図６においても、本発明の実施例によるバー
スト波及び高周波抽出フィルタリングを採用した超音波
探傷によって、界面及び底面における試料の情報が、そ
れぞれＢ及びＣ点において大きな振幅波形として表れる
ことによって示されている。このため、図５同様、図６
においても、本実施例による超音波探傷の効果が確認さ
れた。
状のシートが挿入された第二の試料における超音波探傷
の結果を、それぞれ図５（ａ）及び（ｂ）と同様に示す
図である。図６においても、本発明の実施例によるバー
スト波及び高周波抽出フィルタリングを採用した超音波
探傷によって、界面及び底面における試料の情報が、そ
れぞれＢ及びＣ点において大きな振幅波形として表れる
ことによって示されている。このため、図５同様、図６
においても、本実施例による超音波探傷の効果が確認さ
れた。
【００２５】上記実施例では、バースト波に低周波の搬
送波を採用したので、従来の高周波の超音波を採用する
場合とは異なり、減衰及び散乱を受ける程度が少く、被
検査体内部に容易に進入することができるため、被検査
体内部の情報を含んだ電気信号が確実に得られるという
利点がある。また、上記実施例では、バースト波を印加
した立上がり時点における応答信号を解析する例を示し
たが、バースト波の印加終了時点における信号解析を行
うこととしても、同様な信号解析が可能である。この場
合、バースト波の印加終了時においては、信号印加時に
比して、超音波接触子の動作応答特性がより良好である
ため、高周波成分をより多く含んだ信号を得ることがで
き、一層正確な信号解析が可能となる。
送波を採用したので、従来の高周波の超音波を採用する
場合とは異なり、減衰及び散乱を受ける程度が少く、被
検査体内部に容易に進入することができるため、被検査
体内部の情報を含んだ電気信号が確実に得られるという
利点がある。また、上記実施例では、バースト波を印加
した立上がり時点における応答信号を解析する例を示し
たが、バースト波の印加終了時点における信号解析を行
うこととしても、同様な信号解析が可能である。この場
合、バースト波の印加終了時においては、信号印加時に
比して、超音波接触子の動作応答特性がより良好である
ため、高周波成分をより多く含んだ信号を得ることがで
き、一層正確な信号解析が可能となる。
【００２６】さらに、上記実施例ではバースト波を用い
たが、短パルス波を採用した超音波探傷においても、電
気信号について、本発明に従い、所定周波数以下の信号
成分を除去するフィルタリングを行い、所定周波数以上
の信号成分のみを信号解析する構成を採用すれば、従来
方法に比して計測精度が向上する。したがって本発明
は、バースト波を用いるものに限定されるものではな
い。
たが、短パルス波を採用した超音波探傷においても、電
気信号について、本発明に従い、所定周波数以下の信号
成分を除去するフィルタリングを行い、所定周波数以上
の信号成分のみを信号解析する構成を採用すれば、従来
方法に比して計測精度が向上する。したがって本発明
は、バースト波を用いるものに限定されるものではな
い。
【００２７】また、本発明の超音波探傷装置は、必ずし
もフーリエ変換の手法を用いてフィルタリングすること
を必須とするものではなく、時間軸でアナログ的もしく
はディジタル的にフィルタリングを行ってもよい。この
ように、本発明は、採用される超音波の波形の如何を問
わず、また、フーリエ変換を行うか否かを問わず、反射
された超音波から得られた電気信号から所定周波数以下
の周波数成分を除去し、所定周波数を越える信号成分を
解析することにより、被検査体内部の計測における分解
能を改善することをその骨子とするものであり、またそ
れで足りるものである。
もフーリエ変換の手法を用いてフィルタリングすること
を必須とするものではなく、時間軸でアナログ的もしく
はディジタル的にフィルタリングを行ってもよい。この
ように、本発明は、採用される超音波の波形の如何を問
わず、また、フーリエ変換を行うか否かを問わず、反射
された超音波から得られた電気信号から所定周波数以下
の周波数成分を除去し、所定周波数を越える信号成分を
解析することにより、被検査体内部の計測における分解
能を改善することをその骨子とするものであり、またそ
れで足りるものである。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波探
傷装置によると、信号の減衰率が小さく被検査体内部の
散乱も小さな低周波の超音波を採用した場合において
も、高い周波数成分の解析により高い分解能で被検査体
内部の計測が可能であり、従来困難であったコンクリー
ト等の構造材内部の計測も容易となる。
傷装置によると、信号の減衰率が小さく被検査体内部の
散乱も小さな低周波の超音波を採用した場合において
も、高い周波数成分の解析により高い分解能で被検査体
内部の計測が可能であり、従来困難であったコンクリー
ト等の構造材内部の計測も容易となる。
【図１】本発明の一実施例の超音波探傷装置のブロック
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例の超音波探傷装置による試料
内部の探傷の状況を示す模式的斜視図である。
内部の探傷の状況を示す模式的斜視図である。
【図３】実施例において採用されるバースト波の波形図
である。
である。
【図４】受信バースト波のフィルタリング後の波形図及
び受信パルス波の波形図である。
び受信パルス波の波形図である。
【図５】比較例及び本発明の一実施例に従う第一の試料
の超音波探傷によって得られた信号波形図である。
の超音波探傷によって得られた信号波形図である。
【図６】比較例及び本発明の一実施例に従う第二に試料
の超音波探傷によって得られた信号波形図である。
の超音波探傷によって得られた信号波形図である。
１ 被検査体 ２ 超音波送出手段 ２１ シグナル発生器 ２２ パワーアンプ ２３ 送信用トランスデューサ ３ 超音波受信手段 ３１ 受信用トランスデューサ ３２ アンプ ４ ＦＦＴアナライザ ４１ Ａ／Ｄ変換器 ４２ フーリエ変換手段 ４３ 抽出手段 ４４ 逆フーリエ変換手段 ５ 解析手段 １０ 超音波探傷装置
Claims (4)
- 【請求項１】 被検査体内部に所定の中心周波数を有す
る超音波を送信する超音波送信手段と、前記被検査体を
経由した超音波を受信して電気信号に変換する超音波受
信手段と、前記電気信号に含まれる、前記中心周波数以
下の周波数成分の通過を阻止するフィルタ手段と、該フ
ィルタ手段を通過した信号に基づいて前記被検査体の内
部状態を解析する解析手段とを備えたことを特徴とする
超音波探傷装置。 - 【請求項２】 前記フィルタ手段が、前記電気信号をフ
ーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換に
より生成された信号のうち、前記中心周波数を越える高
周波数成分を抽出する抽出手段と、抽出された該高周波
数成分を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段とを備
えたことを特徴とする請求項１記載の超音波探傷装置。 - 【請求項３】 前記超音波送信手段が、バースト波を送
信するものであることを特徴とする請求項１又は２記載
の超音波探傷装置。 - 【請求項４】 前記解析手段が、前記バースト波の信号
停止時の信号に基づいて前記被検査体の内部状態を解析
するものであることを特徴とする請求項３記載の超音波
探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147454A JPH05340924A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 超音波探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147454A JPH05340924A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 超音波探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340924A true JPH05340924A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15430727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4147454A Withdrawn JPH05340924A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 超音波探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340924A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054330A1 (ja) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | H & B System Co., Ltd. | 共振現象を利用した超音波探査方法およびその装置 |
| WO2007132509A1 (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | H & B System Co., Ltd. | 共振現象を利用した超音波探査方法 |
| KR100885889B1 (ko) * | 2007-04-09 | 2009-02-26 | 송인환 | 배관 및 선로 탐지 시스템 |
| JP2011013177A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | H & B Solution:Kk | アンカボルトの形状探査方法およびその装置 |
| JP2015152360A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 株式会社小野測器 | Ｆｆｔアナライザ |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP4147454A patent/JPH05340924A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006054330A1 (ja) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | H & B System Co., Ltd. | 共振現象を利用した超音波探査方法およびその装置 |
| US7600442B2 (en) | 2004-11-16 | 2009-10-13 | H&B System Co., Ltd. | Ultrasonic probing method and apparatus therefor utilizing resonance phenomenon |
| WO2007132509A1 (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | H & B System Co., Ltd. | 共振現象を利用した超音波探査方法 |
| JP4764921B2 (ja) * | 2006-05-12 | 2011-09-07 | 株式会社エッチアンドビーシステム | 共振現象を利用した超音波探査方法 |
| US8074520B2 (en) | 2006-05-12 | 2011-12-13 | H & B System Co., Ltd. | Ultrasonic inspection method utilizing resonant phenomena |
| KR100885889B1 (ko) * | 2007-04-09 | 2009-02-26 | 송인환 | 배관 및 선로 탐지 시스템 |
| JP2011013177A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | H & B Solution:Kk | アンカボルトの形状探査方法およびその装置 |
| JP2015152360A (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-24 | 株式会社小野測器 | Ｆｆｔアナライザ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |