JPH0580036A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被検材内欠陥から反射された欠陥エコーの標本
化ならびに量子化信号によるＡモードデイジタル表示を
用いて欠陥の最大値を表示し欠陥の適正な検出を図る。 【構成】超音波を用いて被検材内欠陥から反射された時
系列のアナログ信号は，標本化周期毎に当該信号の最大
値が検出され且つ量子化によりデイジタル値の量子化信
号となる。つぎにＡモード一画面分の量子化信号が形成
されて表示器へデイジタル表示される。上記表示におい
て被検材内の欠陥の大きさが正しく検出できる。また量
子化信号の包絡線が近似的に得られてエコーの識別が容
易にできる。更に表示器には量子化信号の静止波形が表
示できるので欠陥評価が一層容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば被検材内欠陥か
ら反射され受信された信号を標本化し更に量子化してＡ
モードにて量子化信号のデイジタル表示を行う超音波探
傷装置，特に量子化信号の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の標本化の一例を示す説明
図，図８は従来の量子化信号のデイジタル表示の一例で
あり，は標本化信号，は欠陥から反射され受信され
たアナログ信号，は標本化されたアナログ信号のデイ
ジタル値を示す量子化信号，は量子化信号の最大値
を結んで得られた包絡線である。被検材（図示せず）に
向け超音波を放射し，その内部の欠陥などから反射され
たアナログ信号は超音波放射に同期したクロックの標
本化信号によりアナログ信号の標本化が行われる。

【０００３】標本化された標本値はつぎに量子化されデ
イジタルに変換して，当該アナログ量に応じたレベルの
量子化信号が得られる。量子化信号のデイジタル表
示を図８に示し，超音波の伝搬方向即ち垂直探傷におい
ては被検材の深さ方向にある欠陥について標本化された
量子化信号が表示され，量子化信号の最大値を相互
に接続して包絡線が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の超
音波探傷装置では，被検材に向け超音波を放射して被検
材内欠陥から反射されたアナログ信号は，超音波放射
と同期したクロックにより一定時間間隔にて標本化され
標本値がデイジタル変換されて量子化信号になる。標
本値は標本化位置におけるアナログ信号のレベルによ
り決定され，アナログ信号の最大値と標本値は異るこ
とがあるので被検材内欠陥の正しい値を常時得ることが
できない。

【０００５】またアナログ信号のレベル変動が著るし
く標本化周期より短い時間に発生するとき，アナログ信
号の標本化ならびに量子化は適正に行えない，従って
量子化信号にはアナログ信号の情報が十分含まれな
いので欠陥の大きさが正しく表示できないのは勿論微小
欠陥は表示から欠落して欠陥検出が正しく行えない。

【０００６】微小欠陥を含む欠陥検出を正しく行うため
量子化信号ならびに包絡線をアナログ信号に正し
く対応させるには，標本化はアナログ信号の最高周波
数成分の２倍以上の周波数相当の時間間隔にて行わねば
ならない。標本化周波数を増して標本化周期を短縮する
とアナログ信号の量子化はその頻度が増加し，高速度
Ａ／Ｄ変換回路を用いなければならないのでコストが増
加する。

【０００７】また同一アナログ信号の標本化ならびに
量子化を複数回繰返し行うような等価サンプリングで
は，低速度Ａ／Ｄ変換回路を用いて当該信号の最大値が
得られるが信号変換に時間を要するので，走査型の探傷
装置やレベル変動の著るしい信号の欠陥検出には利用で
きないという問題点があった。

【０００８】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので，標本化周期を短縮してコストの高いデ
バイスを用いなくても，欠陥から反射されたアナログ信
号の最大値が保持され，デイジタル表示された量子化信
号からアナログ信号の最大値すなわち被検材内の欠陥の
大きさが正しく検出できる小型，軽量，低コストの超音
波探傷装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る超音波探
傷装置は，標本化周期毎にアナログ信号の最大値を検出
するピーク検出回路と，標本化周期毎に上記最大値の量
子化を行うＡ／Ｄ変換回路と，Ａ／Ｄ変換回路ならびに
遅延回路を介してピーク検出回路へ個別に動作指令を与
えるクロック回路とを設けたものである。

【００１０】

【作用】この発明においては，被検材に向け超音波を放
射しその内部の欠陥などから反射されたアナログ信号
は，受信回路を経て超音波の放射と同期したクロックに
より標本化される。受信回路からのアナログ信号はキヤ
パシタなどに一時蓄積され，標本化周期毎にその最大値
が検出される。検出された信号は量子化によりデイジタ
ルに変換され量子化信号となる。

【００１１】量子化動作が終了するとキヤパシタに蓄積
された電荷は指令により放電し，つぎの標本化周期にお
けるアナログ信号の標本化ならび量子化にそなえる。上
記動作を順次行ってＡモード表示一画面分の量子化信号
を形成し表示器へデイジタル表示を行う。表示器の表示
波形は常に被検材内欠陥の最大値を示すので，欠陥の大
きさが正しく検出できる。

【００１２】またデイジタル表示された量子化信号の最
大値の位置例えば棒グラフの先端を相互に接続すれば近
似的に包絡線が得られエコーの識別が容易にできる。従
って包絡線検波回路が省略できる。またデイジタル表示
器は静止した波形表示が行えるので欠陥検出とその評価
が一層容易に行え，且つ装置は小型，軽量，低コストが
実現できる。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を添付図面を参照して詳
細に説明する。図１はこの発明の一実施例を示すブロッ
ク図，１はクロック回路，５は時系列のアナログ信号を
受信する受信回路，６は標本化周期毎のアナログ信号の
最大値を検出するピーク検出回路，７は遅延回路，８は
Ａ／Ｄ変換回路を示している。

【００１４】上記のように構成された超音波探傷装置に
おいては，クロック回路１からのクロックに同期して放
射された超音波により被検材内欠陥から反射された時系
列のアナログ信号は，受信回路５を経てピーク検出回路
６へ加えられる。アナログ信号はキヤパシタＣへ一時蓄
積され，その充電電位はアナログ信号の最大値に等しく
なりその値が一定時間保持される。Ａ／Ｄ変換回路８は
クロック回路１からのクロック指令を受けて動作しピー
ク検出回路６からの信号の量子化を行う。

【００１５】他方クロック回路１からのクロックは遅延
回路７を介してピーク検出回路６へ加わり，Ａ／Ｄ変換
回路８の動作終了後オン抵抗が小さく動作速度が速いト
ランジスタなどの半導体を用いたスイッチＳへ指令を与
える。スイッチＳの動作によりキヤパシタＣに蓄積され
た電荷は急速に放電し次のアナログ信号標本化の準備が
なされる。上記のとおり簡易な回路を用いて低コストに
てアナログ信号はクロックの指令によりその最大値にお
ける標本化ならびに量子化が行われる。

【００１６】図２は動作信号の一例，，は従来装置
と同一であり，はクロックに遅延を与えピーク検出
回路６へ動作リセットの指令を与えるリセット信号，
はクロックに同期して超音波放射の指令を与えるタイ
ミング信号を示している。

【００１７】図３は標本化の一例を示す動作波形，被検
材内欠陥などから反射された時系列のアナログ信号
は，クロックにて標本化され且つ標本化周期における
アナログ信号の最大値が検出される。この最大値はデ
イジタルに変換されて量子化信号となる。量子化が終
了した後若干の遅延を経てリセット信号により最大値
検出動作がリセットされ，次の標本化周期における最大
値検出が繰返し行われ，アナログ信号は順次標本化な
らびに量子化される。

【００１８】図４は量子化信号のデイジタル表示の一
例，標本化されたアナログ信号はつぎに量子化され表
示器には量子化信号のデイジタル表示が行われる。ま
た量子化信号の最大値を相互に接続すれば近似的に包
絡線が形成され，包絡線検波が同時に行われる。

【００１９】図５は超音波探傷装置の一例を示すブロッ
ク図，図において，１，５，６，７，８，，，，
，は上記実施例と同一であり，２はクロックに同
期し超音波放射のタイミング信号を発生するタイミン
グ回路，３はタイミング信号により動作するパルス回
路，４は探触子，９はラインメモリ，１０はアドレス発
生器，１１はラインメモリ９からの信号を格納しＡモー
ドの量子化信号を形成するフレームメモリ，１２は駆動
回路，１３はデイジタル形式の表示器を示している。

【００２０】上記のように構成された超音波探傷装置に
おいては，クロック回路１からのクロックに同期して
超音波パルスを放射する探触子４は，また被検材内欠陥
からの反射信号を受波する。受信回路５を経由した反射
信号は時系列のアナログ信号で，クロックの指令を
受けて動作するピーク検出回路６やＡ／Ｄ変換回路８に
おいて標本化ならびに量子化され，量子化信号はいっ
たんラインメモリ９へ書込まれる。

【００２１】ラインメモリ９から読出された量子化信号
はアドレス発生器１０からの指令により，フレームメ
モリ１１内所定位置へ順次格納され，アナログ信号に
代わる１画面分のＡモード量子化信号が形成される。

【００２２】つぎにフレームメモリ１１からＡモード量
子化信号を読出し，駆動回路１２の作動により，例え
ば液晶などのＬＣＤを用いたパネル寸法が３〜４インチ
の２５６×２５６画素より構成されたＴＶ用デイジタル
表示形式の表示器１３へ，被検材内の欠陥などがＡモー
ドにて表示される。フレームメモリ１１の制御により表
示器１３には量子化信号が静止波形が表示できる。

【００２３】図６はＡモードデイジタル表示の一例を示
し，超音波探傷装置を用いた被検材の垂直探傷による欠
陥検出において，超音波放射の都度送信パルスＴと被検
材底面から反射された底面エコーＢとの間に被検材内欠
陥から反射された欠陥エコーＦならびにその間に発生す
る雑音などが表示される。

【００２４】本願は標本化周期毎にアナログ信号の最
大値を検出しデイジタル変換された量子化信号はＡモ
ードにてデイジタル表示されるので，欠陥の大きさが常
に把握できて微小欠陥を含む欠陥検出が正しく行える。
また回路を付加することなく量子化信号の包絡線検波
が近似的に行えてエコーの識別が容易にできる。更に探
触子４が被検材上を走査する走査型探傷装置や受信信号
のレベル変動の著るしいときの欠陥検出に利用できる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したとおり，標本化
周期毎に動作するピーク検出回路やＡ／Ｄ変換回路なら
びにこれらにタイミングを変えて動作指令を与えるクロ
ック回路を設ける簡単な構造により，Ａモードデジタル
表示において等価サンプリングのような複数回でなく１
回の送信で欠陥の最大値が検出され量子化できる。すな
わち欠陥の大きさの評価が正しくできる。量子化信号の
包絡線検波が近似的に行えてエコーの識別が容易にでき
る。量子化信号は静止波形が表示できるので欠陥の評価
が一層容易に行える。装置は小型，軽量，低コストが図
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図

【図２】動作信号の一例

【図３】標本化の一例を示す動作波形

【図４】量子化信号のデイジタル表示の一例

【図５】超音波探傷装置の一例を示すブロック図

【図６】Ａモードデイジタル表示の一例

【図７】従来の標本化動作の一例を示す説明図

【図８】従来の量子化信号のデイジタル表示の一例

【符号の説明】

１ クロック回路 ５ 受信回路 ６ ピーク検出回路 ７ 遅延回路 ８ Ａ／Ｄ変換回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 隆 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメツク内 (72)発明者 斉藤 興二 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメツク内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検材内の欠陥から反射された時系列の
   超音波アナログ信号を離散的な時間にて標本化し且つ量
   子化してデイジタル表示器へＡモードにて表示する超音
   波探傷装置において，標本化周期毎に上記アナログ信号
   の最大値を検出するピーク検出回路と，標本化周期毎に
   上記最大値の量子化を行うＡ／Ｄ変換回路と，該Ａ／Ｄ
   変換回路ならびに遅延回路を介して該ピーク検出回路へ
   個別に動作指令を与えるクロック回路とを備えたことを
   特徴とする超音波探傷装置。