JPH0534322A - Ultrasonic measuring device - Google Patents
Ultrasonic measuring deviceInfo
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- JPH0534322A JPH0534322A JP3212923A JP21292391A JPH0534322A JP H0534322 A JPH0534322 A JP H0534322A JP 3212923 A JP3212923 A JP 3212923A JP 21292391 A JP21292391 A JP 21292391A JP H0534322 A JPH0534322 A JP H0534322A
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- measurement
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、超音波測定装置に関
し、詳しくは、測定周波数に応じて音速が変化するよう
な被検体に対してプローブの交換なしに最適な測定がで
きるような超音波測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic measuring device, and more particularly, it is an ultrasonic measuring device capable of performing optimum measurement on a subject whose sound velocity changes depending on the measuring frequency without replacing the probe. Regarding measuring device.
【0002】[0002]
【従来の技術】非破壊検査の1つである超音波測定分野
では、超音波の音速測定法がJIS等で規格化されてい
る。また、超音波音速測定は、被検体が金属材料のみな
らずコンクリートなどの材料でも行われ、圧縮強度等の
推定にその縦波音速が測定される。音速は、材料の特性
に関係するので非破壊検査では重要なパラメータであ
り、温度により異なることは当然であるが、さらに、例
えば、セラミックスやプラスチック、鉛などの軟質金属
などでは、超音波の周波数によりそこを伝播する音速が
変化する。2. Description of the Related Art In the field of ultrasonic measurement, which is one of nondestructive inspections, ultrasonic sound velocity measurement methods are standardized by JIS and the like. The ultrasonic sound velocity measurement is performed not only on a metal material but also on a material such as concrete, and the longitudinal sound velocity is measured to estimate the compressive strength and the like. The speed of sound is an important parameter in non-destructive inspection because it is related to the characteristics of the material, and it obviously depends on the temperature.However, for example, in the case of ceramics, plastics, soft metals such as lead, etc. Causes the speed of sound propagating there to change.
【0003】一般に、超音波測定では、測定周波数を高
くすれば測定分解能が向上し、測定精度が上がるが、逆
に周波数が高いほど被検体内部での減衰も大きくなり、
欠陥エコーを採取し難い。そこで、測定対象(被検体)
に応じて最適な周波数が存在し、超音波測定で使用され
る超音波探触子(プローブ)は、通常、特定の周波数を
共振周波とする狭帯域の周波数特性を持っているものが
用いられる。このようなプローブをパルス駆動すること
により超音波を発生させて測定が行われる。このとき実
際に発生する超音波は、この共振周波数成分が主体とな
るが、パルス駆動の場合にはその他に種々の周波数の超
音波が発生している。Generally, in ultrasonic measurement, if the measurement frequency is increased, the measurement resolution is improved and the measurement accuracy is increased, but conversely, the higher the frequency, the greater the attenuation inside the object.
It is difficult to collect the defect echo. Therefore, the measurement target (subject)
There is an optimum frequency depending on the ultrasonic wave, and an ultrasonic probe (probe) used in ultrasonic measurement usually has a narrow band frequency characteristic with a specific frequency as a resonance frequency. . Measurement is performed by generating ultrasonic waves by pulse-driving such a probe. Ultrasonic waves actually generated at this time mainly consist of this resonance frequency component, but in the case of pulse driving, ultrasonic waves of various frequencies are also generated.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】先に述べた周波数によ
り音速が変化するような被検体を測定する場合には、測
定する被検体の材質等に応じて最適あるいは適切な測定
周波数特性を持つプローブを付けて測定しなければなら
なず、その交換に手間がかかる欠点がある。しかも、パ
ルス駆動により発生する超音波の周波数は、必ずしも、
最適周波数の成分のみで採取したエコーによるとは言え
ない。したがって、周波数により音速が変化するような
被検体ではその周波数における音速で欠陥までの距離等
を算出したとしても正確に欠陥位置を検出できない問題
がある。また、プローブの交換は、それに応じてレシー
バ等のゲインの設定等、各種の測定条件の調整が必要で
あって、これが測定効率を低下させ、さらに、プローブ
の選択が最適なものであっても被検体の厚さや欠陥の位
置がλ/2,λ/4等のところでは多重反射が発生して
求めるエコーが十分に採取ができない問題がある。When measuring an object whose sound velocity changes according to the above-mentioned frequency, a probe having an optimum or appropriate measurement frequency characteristic depending on the material of the object to be measured and the like. Has to be attached and measured, and there is a drawback that the replacement is troublesome. Moreover, the frequency of ultrasonic waves generated by pulse driving is not always
It cannot be said that this is due to the echoes collected only with the optimum frequency component. Therefore, there is a problem that the defect position cannot be accurately detected in the subject whose sound velocity changes depending on the frequency even if the distance to the defect is calculated with the sound velocity at the frequency. Also, replacement of the probe requires adjustment of various measurement conditions, such as setting of gain of the receiver, etc., which reduces the measurement efficiency, and even if the probe is optimally selected. When the thickness of the subject or the position of the defect is λ / 2, λ / 4, etc., there is a problem that multiple reflections occur and the desired echo cannot be collected sufficiently.
【0005】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、測定周波数に応じて音
速が変化するような被検体に対してプローブの交換なし
に最適な測定ができる超音波測定装置を提供することに
ある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to perform an optimum measurement for a subject whose sound velocity changes depending on the measurement frequency without replacing the probe. It is to provide an ultrasonic measuring device capable of performing the above.
【0006】[0006]
【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における手段は、広
帯域の超音波探触子と、制御信号に応じて周波数が変化
するバースト信号を発生し、超音波探触子を駆動するバ
ースト信号発生駆動回路と、広帯域の範囲で順次周波数
を変化させる前記制御信号を発生して被検体の底面エコ
ーの受信信号から被検体における音速を算出し、この音
速と底面エコーのエコーレベルとを発生周波数対応に記
憶しかつエコーレベルを参照して所定の底面エコーレベ
ルが得られた周波数を検出し、この周波数に対応する制
御信号を発生して超音波探触子を駆動し、検出された周
波数に対応する音速に従って被検体について測定値を得
る制御回路とを備えるものである。Means for Solving the Problems In an ultrasonic measuring apparatus of the present invention for achieving such an object, a wide band ultrasonic probe and a burst signal whose frequency changes according to a control signal are provided. A burst signal generation drive circuit that generates and drives the ultrasonic probe, and generates the control signal that sequentially changes the frequency in a wide range to calculate the sound velocity in the subject from the received signal of the bottom surface echo of the subject. The sound velocity and the echo level of the bottom echo are stored in correspondence with the generation frequency, and the frequency at which a predetermined bottom echo level is obtained is detected by referring to the echo level, and the control signal corresponding to this frequency is generated to generate the super And a control circuit that drives the acoustic probe and obtains a measurement value for the subject according to the sound velocity corresponding to the detected frequency.
【0007】[0007]
【作用】このように外部から発生周波数が制御できるバ
ースト信号発生駆動回路を設けて、バースト信号により
広帯域プローブを駆動して被検体に対して測定に最適な
周波数と音速とを探り、求められた測定周波数のバース
ト信号により広帯域プローブを再び駆動して被検体から
のエコーを採取するようにしているので、最適なあるい
は適切な周波数により超音波測定を行うことができ、こ
れによりプローブを交換する必要がなくなり、周波数に
より音速が変化するような被検体に対して精度が高く、
効率のよい超音波測定が可能になる。A burst signal generation drive circuit capable of controlling the generation frequency from the outside is provided, and a wideband probe is driven by the burst signal to find the optimum frequency and sound velocity for measurement with respect to the subject, Since the wideband probe is driven again by the burst signal of the measurement frequency to collect the echo from the subject, it is possible to perform ultrasonic measurement at the optimum or appropriate frequency, which makes it necessary to replace the probe. Is high, the accuracy is high for a subject whose sound velocity changes with frequency,
It enables efficient ultrasonic measurement.
【0008】[0008]
【実施例】図1は、この発明を適用した超音波測定装置
の一実施例のブロック図であり、図2は、バースト信号
で駆動された場合の送信波と表面エコー等の説明図であ
る。図1において、10は、超音波測定装置であって、
1は、その探傷器部である。この探傷器部1は、バース
ト信号発生駆動回路1aと、レシーバ、ゲート回路等か
ら構成される受信部1b等で構成され、マイクロプロセ
ッサ(MPU)5からバス11を介して制御信号を受け
て、この制御信号に応じて制御される。1 is a block diagram of an embodiment of an ultrasonic measuring apparatus to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an explanatory view of a transmission wave and a surface echo when driven by a burst signal. . In FIG. 1, 10 is an ultrasonic measurement device,
Reference numeral 1 is the flaw detector section. The flaw detector unit 1 includes a burst signal generation drive circuit 1a, a receiver 1b including a receiver and a gate circuit, and the like, and receives a control signal from a microprocessor (MPU) 5 via a bus 11. It is controlled according to this control signal.
【0009】バースト信号発生駆動回路1aは、送信端
子12からプローブ14に十数サイクルのバースト信号
の送信波T(図2の(a)参照)を所定の測定周期で発
生し、プローブ14からエコー受信信号(図2の(b)
の欠陥波F,図2の(c)の底面波B参照)を受信端子
13で受けてそれを受信部1bのレシーバで増幅し、検
波されてA/D変換回路2に送出される。なお、バース
ト信号発生駆動回路1aは、発振周波数がデジタル値で
連続的に制御できる周波数スイープ型の発振器1cを内
蔵していて発振器1cの発生周波数がMPU5からの制
御信号に応じて選択されあるいはスキャンされる。先の
バースト信号は、この発振器1cの発振周波数に対応し
て周期的に発生し、これによりプローブ14が駆動され
る。なお、図2では、説明の都合上、理想的なバースト
状態のエコー受信信号を示しているが、実際には欠陥波
F,底面波Bの振幅は、被検体9の材質や厚さ、欠陥の
深さ、そして使用するバースト信号の周波数に応じて減
衰率が変わるために異なってくるし、多少の波形のくず
れもある。The burst signal generation drive circuit 1a generates a transmission wave T (see FIG. 2A) of a burst signal of more than ten cycles from the transmission terminal 12 to the probe 14 at a predetermined measurement cycle and echoes from the probe 14. Received signal ((b) in FIG. 2)
Defect wave F (see bottom wave B in FIG. 2 (c)) is received by the receiving terminal 13, amplified by the receiver of the receiving section 1b, detected, and sent to the A / D conversion circuit 2. The burst signal generation drive circuit 1a has a built-in frequency sweep type oscillator 1c whose oscillation frequency can be continuously controlled by a digital value, and the generation frequency of the oscillator 1c is selected or scanned according to a control signal from the MPU 5. To be done. The above burst signal is periodically generated corresponding to the oscillation frequency of the oscillator 1c, and the probe 14 is driven by this. In FIG. 2, the echo reception signal in an ideal burst state is shown for convenience of explanation. However, in reality, the amplitudes of the defect wave F and the bottom wave B are the material and thickness of the object 9 and the defect. The attenuation rate varies depending on the depth of the signal and the frequency of the burst signal used, and the waveform may be slightly distorted.
【0010】ここで、プローブ14は、ダンピングをき
かせた広帯域のプローブであって、その帯域は、例え
ば、500KHz〜20MHzの範囲にある。被検体1
4は、例えば、プラスチック成型部品のように測定周波
数に応じて内部を伝播する音速が変化する。Here, the probe 14 is a wideband probe with enhanced damping, and its band is, for example, in the range of 500 KHz to 20 MHz. Subject 1
In 4 such as a plastic molded part, the speed of sound propagating inside changes according to the measured frequency.
【0011】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から得られる欠陥波F、底面波
B等についてエコー受信信号の包絡線検波信号(RF信
号を検波して得られるビデオ信号、ただし、サンプリン
グ周波数によってはRF信号のままでも可)を、例え
ば、20MHz程度から30MHz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。The A / D conversion circuit 2 detects an envelope detection signal (RF signal of an echo reception signal for a defect wave F, a bottom wave B, etc. obtained from the flaw detector section 1 in response to a control signal from the MPU 5. The obtained video signal, but the RF signal may remain unchanged depending on the sampling frequency), is sampled at a high frequency of, for example, about 20 MHz to 30 MHz, and these analog outputs are converted into digital values and stored in the waveform data memory 3. Send out sequentially.
【0012】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点程度を記憶する
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。The waveform data memory 3 has a storage capacity for storing a predetermined number of measurement data which is n times (n is an integer of 2 or more) the measurement data displayed on the display screen, for example, about 4000 points. However, the data sampled by the A / D conversion circuit 2 is stored while sequentially updating (incrementing) its address. Then, when the number of data sampled by the A / D conversion circuit 2 is stored up to a predetermined final address, a sampling end signal is sent to the MPU 5.
【0013】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200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。しかも、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。As a result, the waveform data memory 3 has at least twice the number of measurement data displayed as an image (for example, if the number of measurement data is 200, the number of 4000 points is 20).
The measurement data of a predetermined sampling number of (double) is sequentially stored as a digital value corresponding to each address. Moreover, at this time, the measurement data at each address is stored as a function of time in units of the sampling cycle of the A / D conversion circuit 2.
【0014】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11を介して波形データメモ
リ3から測定条件に応じて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LCD表示装置(LCD)8
に転送されてLCD表示装置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。また、被検体
14の検査を行う測定時にあっては、MPU5は、波形
データメモリ3の測定データと基準値とを比較すること
で測定データに対してスレッシュホールドを設定して欠
陥波F、底面波Bの位置を検出する。そして、表面から
欠陥までの距離(時間値)あるいは表面から底面までの
距離(時間値)を算出して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LCD表示装
置(LCD)8に転送されてLCD表示装置8により生
成した表示データに応じた画像や測定値が表示される。Upon receiving the sampling end signal from the waveform data memory 3, the MPU 5 stops the sampling process of the A / D conversion circuit 2 and collects the measurement data from the waveform data memory 3 via the bus 11 according to the measurement conditions. Display data of the A scope image is generated. The generated display data is stored in the image memory area of the RAM 6 (the image memory unit 61 described later), which is the LCD display device (LCD) 8.
The A-scope image corresponding to the display data that has been transferred to and generated by the LCD display device 8 is displayed. In addition, at the time of measurement for inspecting the subject 14, the MPU 5 compares the measurement data of the waveform data memory 3 with a reference value to set a threshold for the measurement data to set the defect wave F, the bottom surface. The position of wave B is detected. Then, the display data is generated by calculating the distance from the surface to the defect (time value) or the distance from the surface to the bottom surface (time value). The generated display data is stored in an image memory area (an image memory unit 61 described later) of the RAM 6 and is transferred to an LCD display device (LCD) 8 to generate an image according to the display data generated by the LCD display device 8. The measured value is displayed.
【0015】4は、ゲインダイヤル,カーソルダイヤ
ル,表示位置指定つまみ,シートキー等を有する操作パ
ネルであって、バス11に接続されている。MPU5
は、この回路からバス11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入力信号を受ける。ゲイン
ダイヤルにより受信部1bのレシーバに対するゲイン設
定値(調整値)が入力されると、MPU5は、受信部1
bのレシーバ(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シーバのゲインを設
定する。Reference numeral 4 denotes an operation panel having a gain dial, a cursor dial, a display position designating knob, a sheet key, etc., which is connected to the bus 11. MPU5
Receives a set value set by a dial and various key input signals from this circuit via the bus 11. When the gain setting value (adjustment value) for the receiver of the receiving unit 1b is input by the gain dial, the MPU 5 causes the receiving unit 1b to
Gain of b receiver (high frequency amplifier)
Is controlled, and the gain of the receiver is set so that the gain corresponds to the gain setting value input by the gain dial.
【0016】6は、RAMであって、バス11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プリケ
ーション処理プログラムと入力キー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。このRAM6には採取条件パラメータ等記
憶領域62、そして周波数−音速特性記憶領域63とが
設けられている。Reference numeral 6 denotes a RAM, which is connected to the bus 11 and is designated by digital display data of the echo reception signal which has been A / D converted, various application processing programs loaded from the outside, and an input key. Various information such as a flag indicating the flaw detection mode and various data are stored. The RAM 6 is provided with a sampling condition parameter storage area 62 and a frequency-sound velocity characteristic storage area 63.
【0017】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、周波数−音速測定プログラム72、測定周波数検出
・測定プログラム73、表示処理プログラム74等と、
各種の基本プログラムが記憶されている。なお、これら
プログラムは、ROM6の記憶領域に外部からロードさ
れてもよい。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、256×512ドット
あるいは400×640ドット等のドットマトリックス
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11に接続されている。Reference numeral 7 denotes a ROM, which includes an A scope image calculation processing program 71 executed by the MPU 5, a frequency-sound velocity measurement program 72, a measurement frequency detection / measurement program 73, a display processing program 74, and the like.
Various basic programs are stored. Note that these programs may be loaded into the storage area of the ROM 6 from the outside. The LCD display device 8 displays various measurement values in addition to the A-scope image and the like, and internally has a video memory interface and a video memory, and a video memory controller that reads out information from the video memory and generates a video signal,
It has a liquid crystal drive circuit and a liquid crystal display of a dot matrix of 256 × 512 dots or 400 × 640 dots, for example, and is connected to the bus 11 via a video memory interface.
【0018】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、採取条件パラメータ等記
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74を起動する。The A-scope image calculation processing program 71 is started by the MPU 5 which has received the measurement data collection from the waveform data memory 3 at the start of the measurement. Further, this program accesses the address of the waveform data memory 3 according to the conditions stored in the storage area 62 such as the sampling condition parameters to generate the display data,
A process of storing it in the image memory unit 61 is performed. Then, the display processing program 74 is activated.
【0019】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、周波数を順次増加させて測定
データを採取するためのパラメータや特定の周波数で測
定データを採取するパラメータ等である。さらに、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ような順
序で採取するかの条件、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、というようなパラメ
ータ情報も記憶されている。The information stored in the sampling condition parameter storage area 62 is a parameter for sequentially increasing the frequency to collect the measurement data, a parameter for collecting the measurement data at a specific frequency, and the like. Further, a condition to determine the order in which the measurement data of the waveform data memory 3 stored at the start address and the final address for reading the measurement data of the waveform data memory 3 and the addresses between them are collected, for example, Parameter information such as whether to collect every few addresses, how many average values are collected from the collected data to be used as display data, and the highest value of multiple measurement data to be used as display data is also stored. There is.
【0020】周波数−音速測定プログラム72は、操作
パネル4から周波数選択測定の機能キーが入力されたと
きにMPU5により起動され、MPU5は、このプログ
ラムを実行して、まず、採取条件パラメータ等記憶領域
62を参照し、ここから周波数を順次増加させて測定デ
ータを採取するパラメータを読込み、バースト信号発生
駆動回路1aに周波数を増加させるかあるいは減少させ
る制御信号を測定を更新するごとに順次送出してこれを
を駆動する。これによりバースト信号発生駆動回路1a
の発振器1cが制御されて、プローブ14の帯域である
500KHz〜20MHzの範囲において、例えば、5
00KHz〜2MHzの範囲では、250KHz単位で
測定を重ねるごとに周波数が段階的に増加し、2MHz
から10MHzの範囲では1MHzの単位で段階的に周
波数が増加し、10MHzから20MHzの範囲では2
MHzの単位で段階的に周波数が増加する制御が行われ
る。そして、各測定時点において各周波数ごとに被検体
9の底面波Bの時間を算出して被検体9の厚さからその
ときの音速を測定周波数対応に対応して算出し、算出し
たた音速とそのときの底面波Bの最大振幅値とを周波数
−音速特性記憶領域63に各測定周波数対応にテーブル
化して記憶する。さらにこのテーブル化の後に測定周波
数検出・測定プログラム73を起動する。The frequency-sound velocity measurement program 72 is started by the MPU 5 when the function key for frequency selection measurement is input from the operation panel 4, and the MPU 5 executes this program to first collect a sampling condition parameter storage area. 62, from which a parameter for sequentially increasing the frequency and collecting measurement data is read, and a control signal for increasing or decreasing the frequency is sequentially sent to the burst signal generation drive circuit 1a every time the measurement is updated. Drive this. Thereby, the burst signal generation drive circuit 1a
In the range of 500 KHz to 20 MHz, which is the band of the probe 14, the oscillator 1c is controlled to 5
In the range of 00 KHz to 2 MHz, the frequency increases stepwise every time the measurement is repeated in units of 250 KHz, and the frequency increases to 2 MHz.
In the range from 10MHz to 10MHz, the frequency increases stepwise in units of 1MHz, and in the range from 10MHz to 20MHz, 2
Control is performed in which the frequency is increased stepwise in units of MHz. Then, the time of the bottom wave B of the subject 9 is calculated for each frequency at each measurement time point, and the sound velocity at that time is calculated from the thickness of the subject 9 in correspondence with the measured frequency, and the calculated sound velocity is calculated. The maximum amplitude value of the bottom wave B at that time is tabulated and stored in the frequency-sound velocity characteristic storage area 63 for each measurement frequency. Further, after the tabulation, the measurement frequency detection / measurement program 73 is activated.
【0021】測定周波数検出・測定プログラム73がM
PU5により実行されると、MPU5は、周波数−音速
特性記憶領域63から所定のスレッシュホールドレベル
を越えた底面波Bの測定値(エコーレベル)を測定周波
数の高い方から低い方へ向かって参照していく。これに
よりスレッシュホールドを越えた底面波Bについてその
最大周波数を検出することができる。次に、被検体14
の測定状態に入って検出した周波数に対応する制御信号
を採取条件パラメータ等記憶領域62を参照して得て、
この制御信号をバースト信号発生駆動回路1aに送出す
る。バースト信号発生駆動回路1aは、検出された周波
数に対応する制御信号に応じて検出された最大周波数を
持つ図2に示すバースト信号をプローブ14に送出して
エコー受信信号を受信する。これにより分解能が高い最
適な周波数による測定データが得られ、それが波形デー
タメモリ3に記憶される。The measurement frequency detection / measurement program 73 is M
When executed by the PU 5, the MPU 5 refers to the measured value (echo level) of the bottom surface wave B that exceeds the predetermined threshold level from the frequency-sound velocity characteristic storage area 63 from the higher measurement frequency to the lower measurement frequency. To go. As a result, the maximum frequency of the bottom wave B that exceeds the threshold can be detected. Next, the subject 14
The control signal corresponding to the frequency detected by entering the measurement state of is obtained by referring to the storage area 62 such as the sampling condition parameter,
This control signal is sent to the burst signal generation drive circuit 1a. The burst signal generation drive circuit 1a sends the burst signal shown in FIG. 2 having the maximum frequency detected according to the control signal corresponding to the detected frequency to the probe 14 to receive the echo reception signal. As a result, measurement data having an optimum frequency with high resolution is obtained and stored in the waveform data memory 3.
【0022】得られた測定データは、Aスコープ像,B
スコープ像,Cスコープ像等の測定モードに応じて参照
され、その結果として欠陥波Fあるいは底面波Bの時間
値データや振幅値が一旦RAM6に記憶され、次に、こ
れらのデータに基づいて測定モードに対応した表示デー
タが生成されて画像メモリ部61に記憶され、所定の画
像が表示される。なお、ブロック図では示していない
が、測定モードに応じて手動のスキャンやスキャナによ
るスキャンが行われたときには、その測定位置データが
外部からMPU5に与えられ、それがRAM6に採取さ
れた測定データ対応に記憶される。そして、この位置デ
ータに応じて先の表示データが画像メモリ部61の測定
位置に対応するアドレスに記憶されることになる。The obtained measurement data are A scope image and B scope image.
Reference is made in accordance with the measurement mode of the scope image, C scope image, etc., and as a result, the time value data and the amplitude value of the defect wave F or the bottom wave B are temporarily stored in the RAM 6, and then the measurement is performed based on these data. Display data corresponding to the mode is generated and stored in the image memory unit 61, and a predetermined image is displayed. Although not shown in the block diagram, when a manual scan or a scanner scan is performed in accordance with the measurement mode, the measurement position data is externally given to the MPU 5, and the measurement position data corresponds to the measurement data collected in the RAM 6. Memorized in. Then, according to this position data, the previous display data is stored in the address corresponding to the measurement position in the image memory unit 61.
【0023】以上説明してきたが、実施例における周波
数−音速特性の測定は、被検体を測定する都度行われる
必要はなく、同じ種類の被検体については、一度測定し
たデータを用いて次の被検体を測定してもよい。また、
測定周波数−音速の測定値は、電子部品のような同じ材
質の被検体についてはあらかじめ標準温度で最適な測定
周波数と音速とを求めておき、これをメモリに記憶して
おき、利用してもよい。さらに、周波数−音速特性の測
定は、実施例では、周波数を増加させて測定を行ってい
るが、これは、高い周波数から順次減少させるようにし
て測定し、周波数−音速特性データを得てもよい。ま
た、次の測定周波数の検出の段階では、逆に低い周波数
から底面波のエコーが所定のレベル以上となる周波数を
検出していくようにしてもよい。この場合、周波数は、
低い周波数から先に検出され、そのうちから選択される
ことになるが、この検出する周波数は、高い周波数の方
が好ましい。しかし、必ずしもそのうちの最高周波数で
ある必要はない。As described above, the measurement of the frequency-sound velocity characteristic in the embodiment does not have to be performed each time the object is measured, and for the same kind of object, the data measured once is used for the next object measurement. The sample may be measured. Also,
As for the measurement value of the measurement frequency-sound velocity, the optimum measurement frequency and sound velocity at the standard temperature are obtained in advance for an object of the same material such as an electronic component, and this is stored in the memory and used. Good. Further, in the embodiment, the frequency-sound velocity characteristic is measured by increasing the frequency, but this is measured by gradually decreasing the frequency, and even if the frequency-sound velocity characteristic data is obtained. Good. Further, in the next stage of detecting the measurement frequency, conversely, the frequency at which the echo of the bottom surface wave becomes equal to or higher than a predetermined level may be detected from the low frequency. In this case, the frequency is
The lower frequencies are detected first, and the lower frequencies are selected, but the higher frequencies are preferable as the frequencies to be detected. However, it does not necessarily have to be the highest frequency of them.
【0024】実施例では、波形データメモリは、A/D
変換回路とMPU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MP
Uで一旦受けて、波形データメモリあるいはRAM等に
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、探傷器部の測定データをA/D
変換して波形データメモリに記憶しているが、探傷器部
に時間計測回路を設けておき、底面波Bとの時間値や欠
陥波Fまでの時間値を計測してこの計測値をMPUが得
て、RAMに記憶し、測定画像を表示するような処理を
してもよい。なお、以上の実施例では、試料に直接プロ
ーブを当てて測定する直接法によって説明したが、水浸
法でも本発明をそのまま適用できる。この場合、底面エ
コーの受信時間による試料音速の測定は、表面エコーか
ら底面エコーまでの時間差による慣用の方法に置き代え
ればよい。In the embodiment, the waveform data memory is an A / D
Although it is inserted between the conversion circuit and the MPU, if the processing speed of the MPU is high, the data of the A / D conversion circuit will be MP
It is also possible for U to receive the data once and transfer it to the waveform data memory or RAM to collect the measurement data. In addition, in the embodiment, the measurement data of the flaw detector is A / D.
Although converted and stored in the waveform data memory, a time measuring circuit is provided in the flaw detector unit to measure a time value with the bottom surface wave B and a time value up to the defect wave F, and the MPU outputs the measured value. It may be obtained and stored in the RAM, and a process of displaying the measurement image may be performed. In the above embodiments, the direct method in which the probe is directly applied to the sample for measurement has been described, but the present invention can be directly applied to the water immersion method. In this case, the measurement of the sound velocity of the sample based on the reception time of the bottom echo may be replaced with a conventional method based on the time difference from the surface echo to the bottom echo.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、外部から発生周波数が制御できるバー
スト信号発生駆動回路を設けて、バースト信号により広
帯域プローブを駆動して被検体に対して測定に最適な周
波数と音速とを探り、求められた測定周波数のバースト
信号により広帯域プローブを再び駆動して被検体からの
エコーを採取するようにしているので、最適なあるいは
適切な周波数により超音波測定を行うことができ、これ
によりプローブを交換する必要がなくなり、周波数によ
り音速が変化するような被検体に対して精度が高く、効
率のよい超音波測定が可能になる。As can be understood from the above description, according to the present invention, a burst signal generation drive circuit whose generation frequency can be controlled from the outside is provided, and a wide band probe is driven by the burst signal to the subject. The optimum frequency and sound velocity for measurement are searched for, and the broadband signal is driven again by the burst signal of the obtained measurement frequency to collect the echo from the subject. Acoustic wave measurement can be performed, which eliminates the need to replace the probe, and enables highly accurate and efficient ultrasonic wave measurement for a subject whose sound velocity changes with frequency.
【図1】 図1は、この発明を適用した超音波測定装置
の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an ultrasonic measurement device to which the present invention is applied.
【図2】 図2は、バースト信号で駆動された場合の送
信波と表面エコー等の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a transmission wave and a surface echo when driven by a burst signal.
1…超音波探傷器部、2…A/D変換回路、3…波形デ
ータメモリ、4…操作パネル、5…マイクロプロセッサ
(MPU)、6…RAM、7…ROM、8…液晶表示装
置(LCD表示装置)、9…被検体、10…超音波測定
装置、61…画像メモリ部、62…採取条件パラメータ
等記憶領域、63…周波数−音速記憶領域、71…Aス
コープ画像演算処理プログラム、72…周波数−音速測
定プログラム、73…測定周波数検出・測定プログラ
ム、74…表示処理プログラム。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic flaw detector part, 2 ... A / D conversion circuit, 3 ... Waveform data memory, 4 ... Operation panel, 5 ... Microprocessor (MPU), 6 ... RAM, 7 ... ROM, 8 ... Liquid crystal display device (LCD) Display device), 9 ... Subject, 10 ... Ultrasonic measuring device, 61 ... Image memory unit, 62 ... Storing condition parameter storage area, 63 ... Frequency-sonic velocity storage area, 71 ... A scope image calculation processing program, 72 ... Frequency-sound velocity measurement program, 73 ... Measurement frequency detection / measurement program, 74 ... Display processing program.
Claims (2)
じて周波数が変化するバースト信号を発生し、前記超音
波探触子を駆動するバースト信号発生駆動回路と、前記
広帯域の範囲で順次周波数を変化させる前記制御信号を
発生して被検体の底面エコーの受信信号から前記被検体
における音速を算出し、この音速と前記底面エコーのエ
コーレベルとを発生周波数対応に記憶しかつ前記エコー
レベルを参照して所定の底面エコーレベルが得られた周
波数を検出し、この周波数に対応する前記制御信号を発
生して前記超音波探触子を駆動し、前記検出された周波
数に対応する音速に従って前記被検体について測定値を
得る制御回路とを備えることを特徴とする超音波測定装
置。1. A wideband ultrasonic probe, a burst signal generation drive circuit for generating a burst signal whose frequency changes according to a control signal, and driving the ultrasonic probe, and a wideband ultrasonic probe in a wideband range. The control signal for sequentially changing the frequency is generated to calculate the sound velocity in the subject from the received signal of the bottom surface echo of the subject, and the sound velocity and the echo level of the bottom surface echo are stored in correspondence with the generation frequency and the echo is generated. The frequency at which a predetermined bottom surface echo level is obtained with reference to the level is detected, the control signal corresponding to this frequency is generated to drive the ultrasonic probe, and the speed of sound corresponding to the detected frequency is detected. And a control circuit that obtains a measurement value for the subject according to the above.
制御信号を発生して被検体の底面エコーの受信信号から
前記被検体における音速を算出し、この音速と前記底面
エコーのエコーレベルとを発生周波数対応に記憶しかつ
前記エコーレベルを参照して所定の底面エコーレベルが
得られた周波数を検出してこの検出された周波数とこれ
に対応する音速と前記被検体とが対応付けられたデータ
が生成され、この生成されたデータがメモリに記憶さ
れ、このメモリの前記生成されたデータが参照されて前
記被検体と同種の被検体について測定周波数が決定され
て前記同種の被検体の超音波測定が行われる請求項1記
載の超音波測定装置。2. A control signal for sequentially changing a frequency in a wide band range is generated to calculate a sound velocity in the subject from a received signal of a bottom echo of the subject, and this sound velocity and an echo level of the bottom echo are generated. Data stored in association with the frequency and detecting the frequency at which a predetermined bottom surface echo level is obtained by referring to the echo level and the detected frequency, the corresponding sound velocity, and the data in which the subject is associated Generated, the generated data is stored in a memory, the generated data of the memory is referred to, the measurement frequency is determined for the same type of subject as the subject, and the ultrasonic measurement of the same type of subject is performed. The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic measurement is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3212923A JPH0534322A (en) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | Ultrasonic measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3212923A JPH0534322A (en) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | Ultrasonic measuring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0534322A true JPH0534322A (en) | 1993-02-09 |
Family
ID=16630529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3212923A Pending JPH0534322A (en) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | Ultrasonic measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0534322A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012522213A (en) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | アトラス・コプコ・ツールス・アクチボラグ | Ultrasonic measurement method and apparatus |
JP2014018470A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Hitachi Power Solutions Co Ltd | Ultrasonic imaging apparatus with variable measurement frequency |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3212923A patent/JPH0534322A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012522213A (en) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | アトラス・コプコ・ツールス・アクチボラグ | Ultrasonic measurement method and apparatus |
JP2014018470A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Hitachi Power Solutions Co Ltd | Ultrasonic imaging apparatus with variable measurement frequency |
KR101494086B1 (en) * | 2012-07-19 | 2015-02-16 | 가부시키가이샤 히타치 파워 솔루션즈 | Measurement frequency variable ultrasonic imaging device |
US9326752B2 (en) | 2012-07-19 | 2016-05-03 | Hitachi Power Solutions Co., Ltd. | Measurement frequency variable ultrasonic imaging device |
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