JPH0581872B2 - - Google Patents

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JPH0581872B2
JPH0581872B2 JP15800883A JP15800883A JPH0581872B2 JP H0581872 B2 JPH0581872 B2 JP H0581872B2 JP 15800883 A JP15800883 A JP 15800883A JP 15800883 A JP15800883 A JP 15800883A JP H0581872 B2 JPH0581872 B2 JP H0581872B2
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JP
Japan
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reflection data
data
array
image
transmitter
Prior art date
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Application number
JP15800883A
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Japanese (ja)
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JPS6050415A (en
Inventor
Sumitaka Kihara
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UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSH
UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHOCHO
Original Assignee
UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSH
UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHOCHO
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Filing date
Publication date
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Priority to JP15800883A priority Critical patent/JPS6050415A/en
Publication of JPS6050415A publication Critical patent/JPS6050415A/en
Publication of JPH0581872B2 publication Critical patent/JPH0581872B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、海底面や海底下に沈埋している機
雷や爆弾などの沈埋異常物探査装置に関し、特に
モノパルス超音波を用い、かつ凹面配置クロスア
レイ送受波方式を用いて高度分解能化し、この送
受波器を2次元的に機械的走査をすることによつ
て反射データを取得し、受波系に画像処理回路を
有して画像の忠実性を向上させ、CRTに二次元
画像を表示しうる、対象物の形状を適確に探査す
る装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a device for detecting buried abnormal objects such as mines and bombs buried on the seabed surface or under the seafloor, and in particular uses monopulse ultrasonic waves and a concave surface arrangement cross-array transmission/reception method. The transducer is mechanically scanned two-dimensionally to acquire reflection data, and the receiving system is equipped with an image processing circuit to improve image fidelity. The present invention relates to a device that can display a two-dimensional image and accurately explore the shape of an object.

現在、我が国の沿岸海域において機雷残存海域
が残存し、多数の機雷がいまだにこれら海域に残
存していると推定されている。
Currently, there are areas where sea mines remain in the coastal waters of Japan, and it is estimated that a large number of mines still remain in these areas.

これらの海域で海中の土木工事を行なう場合、
施工の安全のため機雷の探査を行ない、機雷が存
在していないことを確かめてから工事を行なうこ
とになつている。従来、海底下に埋設している機
雷の探査法として磁気探査法が用いられている
が、この方式では海底磁気異常物の有無の判定は
できるが、機雷かその他の金属物体なのか判別で
きないため、潜水夫によつて潜水探査を行い、更
に磁気検査による確認を行つている。しかし機雷
による磁場の強さは地磁気との関連でばらつきが
大きいため。非常に小さい磁気反応までも機雷の
可能性があるものとして潜水探査を行なつてい
る。その結果、これら作業に要する時間、費用は
膨大なものとなつており、ひいては工事を遅延さ
せるほどの影響を生じている。港湾の大水深化に
伴つて潜水夫による作業内容および作業量が大き
な制約を受けることから現状の探査法では充分な
安全性確保は達成されず、しかも非効率かつ不経
済なものとなる。したがつて潜水探査に替わる自
動化、省略化された海上から遠隔探査しうる装置
の開発実用化が要請されている。
When carrying out underwater civil engineering works in these sea areas,
To ensure construction safety, a mine search will be conducted to confirm that no mines exist before construction begins. Traditionally, magnetic surveying has been used as a method of searching for mines buried under the seabed, but although this method can determine the presence or absence of submarine magnetic abnormalities, it cannot determine whether they are mines or other metal objects. , submerged explorations are being carried out by divers, and further confirmation is being carried out through magnetic testing. However, the strength of the magnetic field caused by mines varies greatly in relation to the earth's magnetism. Underwater exploration is conducted to detect even the smallest magnetic response as a potential mine. As a result, the time and costs required for these works have become enormous, and this has had the effect of delaying the construction work. As ports become deeper, the content and amount of work performed by divers will be severely restricted, and the current exploration methods will not be able to ensure sufficient safety, and will also become inefficient and uneconomical. Therefore, there is a need to develop and put into practical use devices that can automate and abbreviate remote exploration from the sea as an alternative to underwater exploration.

本発明は、こうした港湾工事や海洋工事従事者
の強い要望にこたえるために発明されたものであ
る。
The present invention was invented in order to meet the strong demands of such port and marine construction workers.

第1図はこの発明の構成を示す電気回路系統図
の実施例を示し、1は電磁誘導型送波器アレイ2
にモノパルス駆動電流を供給するための高圧電源
装置であり、送波器アレイ2はこのモノパルス駆
動電流をモノパルス超音波に変換する機能をもつ
電気音響変換器である。3は海底の対象物から反
射して帰着した送波器アレイ2からのモノパルス
超音波を電気信号に変換する受波器アレイであ
る。受波器アレイ3の出力は微弱な電気信号であ
るから、高周波増幅器4により増幅し、検波器5
で検波した後、STC(Sensitivity Time
Control)回路6に入力して超音波伝達距離の増
大に伴なう拡散減衰を補償する。STC回路6を
通つた信号は対数増幅器7により対数圧縮され、
更にSTC回路8によつて海底土砂中の超音波の
減衰損失を補償する。以上の増幅器4〜STC回
路8によつて処理されたアナログ信号はA/D変
換器9によりデイジタル信号に変換され、デイジ
タルメモリ(RAM)10に記憶される。
FIG. 1 shows an example of an electric circuit diagram showing the configuration of the present invention, in which 1 indicates an electromagnetic induction transmitter array 2.
The transmitter array 2 is an electroacoustic transducer that has the function of converting this monopulse driving current into monopulse ultrasonic waves. Reference numeral 3 denotes a receiver array that converts monopulse ultrasonic waves from the transmitter array 2 reflected from objects on the seabed and returned to electrical signals. Since the output of the receiver array 3 is a weak electrical signal, it is amplified by the high frequency amplifier 4 and sent to the detector 5.
After detection, STC (Sensitivity Time
(Control) circuit 6 to compensate for diffusion attenuation due to increase in ultrasonic transmission distance. The signal passing through the STC circuit 6 is logarithmically compressed by the logarithmic amplifier 7.
Furthermore, the STC circuit 8 compensates for attenuation loss of ultrasonic waves in seabed sediment. The analog signals processed by the above amplifiers 4 to STC circuits 8 are converted into digital signals by an A/D converter 9 and stored in a digital memory (RAM) 10.

一方、11は位置検出器であり、水平方向の
XYアドレスと深度方向位置のZアドレスを検出
して制御装置12に入力してA/D変換器9の出
力データをメモリ10上の対応するアドレスに書
き込むように制御する。また、13は任意の値に
設定される基準面レベルであり、割り算回路14
によりメモリ10から読み出したデータを基準面
レベル13で割り算することによりレベル変化を
強調して対象物のレベルを顕著となるようにす
る。この割り算した結果のデータはデイジタルメ
モリ15に記憶され、読み出したデータを比較回
路16により所定レベルと比較して、そのレベル
との大小比較によつて1ビツトデータとして量子
化する。これによつて対象物の画像の境界線を明
確化する。比較器16により量子化されたデータ
はデイジタルメモリ17に記憶され、読み出した
データは積算回路18によつて測定アドレスを中
心として、その上下左右27アドレスのデータを加
算し、対象物付近に存在する小石などの孤立した
雑音成分を除去する。この積算回路18により量
子平均化処理されたデータは、デジタルメモリ1
9に記憶され、各メモリ10,15,17,19
に記憶されているデータは、切替器20により任
意に切替えられて、画像処理表示装置である
CRT装置21に読出される。CRT装置21は対
象物に関するX−Y、X−Z、Y−Z断層像をカ
ラー表示する。
On the other hand, 11 is a position detector, which is a horizontal position detector.
The XY address and the Z address of the depth direction position are detected and inputted to the control device 12 to control the output data of the A/D converter 9 to be written to the corresponding address on the memory 10. Further, 13 is a reference plane level set to an arbitrary value, and the dividing circuit 14
By dividing the data read from the memory 10 by the reference surface level 13, level changes are emphasized and the level of the object is made noticeable. The data resulting from this division is stored in the digital memory 15, and the read data is compared with a predetermined level by a comparator circuit 16, and quantized as 1-bit data by comparison with the level. This clarifies the boundary line of the image of the object. The data quantized by the comparator 16 is stored in the digital memory 17, and the read data is added to the data of 27 addresses above, below, to the left, to the right, and to the left and right of the measurement address by the integrating circuit 18, and the data is added to the data located near the object. Removes isolated noise components such as pebbles. The data subjected to quantum averaging processing by the integration circuit 18 is stored in the digital memory 1.
9, each memory 10, 15, 17, 19
The data stored in the image processing display device can be arbitrarily switched by the switch 20.
The data is read out to the CRT device 21. The CRT device 21 displays X-Y, X-Z, and Y-Z tomographic images of the object in color.

第2図は、第1図の高圧電源装置1から発生す
るモノパルス超音波と、従来のトーンバースト超
音波とを比較した図でありa図がモノパルス超音
波、b図がトーンバースト超音波のそれぞれのオ
シロスコープ波形である。a図において、Taが
パルス幅22であり、単一波形すなわち1波長だ
けのパルス幅である。これに対し、b図において
はパルス幅Tb23は振動子を駆動する関係から
10波長以上必要とし、パルス幅Tb23はモノパ
ルスのパルス幅Ta22と比較して10倍以上とな
る。従つて、b図に示す従来の超音波放射方式よ
りもa図によるモノパルス方式の方がパルス幅を
短くでき、垂直分解能力を向上することができ
る。
Fig. 2 is a diagram comparing the monopulse ultrasonic waves generated from the high-voltage power supply 1 in Fig. 1 with conventional tone burst ultrasonic waves. This is the oscilloscope waveform. In figure a, Ta is the pulse width 22, which is a single waveform, that is, a pulse width of only one wavelength. On the other hand, in figure b, the pulse width Tb23 is due to the relationship of driving the vibrator.
Ten wavelengths or more are required, and the pulse width Tb23 is ten times or more compared to the monopulse pulse width Ta22. Therefore, the monopulse method shown in Fig. a can have a shorter pulse width than the conventional ultrasonic emission method shown in Fig. b, and the vertical resolution ability can be improved.

第3図は第1図の送受波器アレイ2,3の構造
図を示し、複数個の電磁誘導型送波器2aが固定
板24に一列に取付けられて送波器アレイ2を構
成している。また受波器3aも固定板24に一列
に複数個取付けられて受波器アレイ3を形成して
いる。この送波器アレイ2と受波器アレイ3とは
図のように互いに直交するようにクロス状に配置
されており、また、対象物に対して両者の超音波
ビームが焦点を結ぶように送波器2a及び受波器
3aの高さがそれぞれ凹面状となるように固定板
24に取付けられている。
FIG. 3 shows a structural diagram of the transducer arrays 2 and 3 shown in FIG. There is. A plurality of receivers 3a are also attached to the fixed plate 24 in a row to form a receiver array 3. As shown in the figure, the transmitter array 2 and the receiver array 3 are arranged in a cross shape so as to be perpendicular to each other, and are transmitted so that their ultrasonic beams are focused on the object. The wave device 2a and the wave receiver 3a are attached to the fixed plate 24 so that the heights of the wave device 2a and the wave receiver 3a are respectively concave.

第4図は本発明に係る探査及び画像表示を示す
図であり、a図において送受波器アレイ2,3か
らの超音波ビーム25が対象物26に対して焦点
が結ばれている。送受波器アレイ2,3は対象物
26を二次元的に探査できるようにXYの水平面
を機械的に走査できる。即ち、送受波器アレイ
2,3について、例えばX方向の正負に超音波ビ
ームを掃引し、Y方向の正負にアレイ2,3を機
械的に移動させる。そしてZ方向について対象物
26からの反射データを処理する。第4図dにつ
いて更に説明すると、例えば対象物26の直上に
おいて超音波ビームがアレイから送出され、その
反射波を受信すれば、その位置におけるXZ面の
画像dが表示するためのデータ、即ちXZ面の画
像1枚が得られる。したがつてXZ面の画像は対
象物26の手前方向において、横幅が対象物の横
の長さ、縦幅が、狭い長方形となつている。そし
て対象物の中心に近付くと、縦幅が徐々に高くな
り、対象物の中央において最も大きくなる。その
後は逆に徐々に狭くなる。なお、27は探査可能
深度、28はXY面、29はXZ面、30はYZ面
である。また、b,c,d,e図は第1図の
CRT装置21に画像表示する方法を示し、b図
はYZ平面をX軸方向に切つたYZ断層画像を示し
た図であり、X軸の任意の位置でのYZ画像31
を表示する。c図はXY平面をZ軸方向で切つた
XY断層画像を示し、Z軸の任意でのXY画像3
2を表示する。d図はXZ平面をY軸方向に切つ
たXZ断層画像を示し、Y軸の任意の位置でのXZ
画像33を表示する。またe図は、二次元の三方
向断層像データb,c,dの各図について画像処
理すれば、得ることのできるXYZ立体画像3
3′であるが、本発明はそれは対象としない。従
つて、b,c,d図より対象物の任意の位置での
3方向断層像をCRT装置によつて表示すること
ができる。次にこれまで行なつてきた室内実験に
よつて、この発明の装置が海底沈埋異常物探査に
従来の装置より有効であるか実証されたのでその
概要を述べる。使用した実験装置は、直径100mm
の電磁誘導型送波器6個を、受波器に直径40mmの
円板振動子16個を用い、それぞれクロス状に取付
け、超音波ビームの焦点が2.5mの位置になるよ
うに凹面状に配置してある。予備実験の結果、送
波音圧が90db−m−1500V、パルス幅40μs、卓越
周波数25kHzで超音波ビームの指向性は半減半角
約3度、水中分解幅は焦点距離2.5mで25cmであ
つた。画像処理としてレベル変化を強調したデー
タがメモリ15に格納され、境界線の明確化され
たデータがメモリ17に格納され、雑音の除去さ
れたデータがメモリ19に格納されて、更にデー
タ処理を行わない生データはメモリ10に格納さ
れているので、各メモリから鮮明に表示できるよ
うなデータを選択して取り出せば良い。そして
CRT装置21による画像表示は例えば画素数30
×30×30個で1素子5cmの分解能を有している。
この装置を使用して、実験水槽に模擬機雷として
ドラム缶(600φ×900mm)を水中に吊り下げ、焦
点距離2.5mに対象物がくるように送受波器を設
置して探査実験を行つた。実験は対象物が水平状
態、7度、20度、35度傾斜した状態でXY、XZ、
YZ平面の三方向断層画像を求めた。その結果、
三方向断層画像はほぼ実物の形状を映像化してい
ることがわかつた。特に顕著なことは、従来技術
では探査不可能な、傾斜角10度以上傾むいた物体
でも忠実に画像化されていることである。また、
XY、XZ、とともにYZ方向からみた画像も観察
できることなど、従来の音波探査ではみられない
ことであり、画期的な成果であるといえる。
FIG. 4 is a diagram illustrating exploration and image display according to the present invention, in which the ultrasound beams 25 from the transducer arrays 2 and 3 are focused on an object 26 in FIG. The transducer arrays 2 and 3 can mechanically scan the XY horizontal plane so that the object 26 can be searched two-dimensionally. That is, for the transducer arrays 2 and 3, for example, the ultrasonic beam is swept in the positive and negative directions in the X direction, and the arrays 2 and 3 are mechanically moved in the positive and negative directions in the Y direction. Then, the reflection data from the object 26 in the Z direction is processed. To further explain FIG. 4 d, for example, when an ultrasonic beam is sent out from the array directly above the object 26 and the reflected wave is received, the image d of the XZ plane at that position is the data to be displayed, that is, the XZ One image of the surface is obtained. Therefore, the image on the XZ plane is a rectangle whose width is the width of the object and whose height is narrow in the direction in front of the object 26. As it approaches the center of the object, the vertical width gradually increases and becomes the largest at the center of the object. After that, it gradually becomes narrower. Note that 27 is the searchable depth, 28 is the XY plane, 29 is the XZ plane, and 30 is the YZ plane. Also, figures b, c, d, and e are of figure 1.
The method of displaying an image on the CRT device 21 is shown in Figure b, which shows a YZ tomographic image obtained by cutting the YZ plane in the X-axis direction.
Display. Figure c is the XY plane cut in the Z-axis direction.
Shows XY tomographic image, arbitrary XY image 3 on Z axis
Display 2. Figure d shows an XZ tomographic image obtained by cutting the XZ plane in the Y-axis direction.
Display image 33. Figure e is an XYZ three-dimensional image 3 that can be obtained by performing image processing on each of the two-dimensional three-directional tomographic image data b, c, and d.
3', but this is not the object of the present invention. Therefore, three-directional tomographic images at arbitrary positions of the object can be displayed using the CRT device from figures b, c, and d. Next, the laboratory experiments conducted so far have demonstrated that the device of the present invention is more effective than conventional devices for searching for abnormal objects buried in the seabed, and an overview thereof will be given below. The experimental equipment used was 100mm in diameter.
Six electromagnetic induction type transmitters were used as receivers, and 16 disk transducers with a diameter of 40 mm were installed in a cross shape, so that the ultrasonic beam was focused in a concave shape at a position of 2.5 m. It has been placed. As a result of preliminary experiments, the transmitted sound pressure was 90 db-m-1500 V, the pulse width was 40 μs, the dominant frequency was 25 kHz, the directivity of the ultrasound beam was approximately 3 degrees, and the underwater resolution width was 25 cm at a focal length of 2.5 m. As image processing, data with level changes emphasized is stored in the memory 15, data with clarified boundaries is stored in the memory 17, data with noise removed is stored in the memory 19, and further data processing is performed. Since raw data that cannot be displayed is stored in the memory 10, it is only necessary to select and retrieve data that can be clearly displayed from each memory. and
The image display by the CRT device 21 has, for example, 30 pixels.
Each element has a resolution of 5 cm with 30 x 30 pieces.
Using this device, a drum can (600φ x 900mm) was suspended underwater as a simulated mine in an experimental water tank, and a transducer was installed so that the object was at a focal length of 2.5m, and an exploration experiment was conducted. The experiment was conducted with the object horizontal, tilted at 7 degrees, 20 degrees, and 35 degrees.
Three-way tomographic images of the YZ plane were obtained. the result,
It was found that the three-directional tomographic image almost visualized the shape of the actual object. What is particularly remarkable is that even objects tilted at an angle of 10 degrees or more, which cannot be detected using conventional technology, are faithfully imaged. Also,
It is possible to observe images viewed from the YZ direction as well as XY, XZ, which is something that cannot be seen with conventional sonic exploration, and can be said to be a groundbreaking result.

更に、海底下に沈埋している機雷探査の模擬実
験として、水槽下に砂を入れ、ドラム缶を砂表面
から25cmの位置に埋設して探査実験を行つた。そ
の結果、超音波減衰定数の大きな砂中の探査にも
かかわらず、画像処理することによつて三方向断
層画像を得ることができた。また、従来技術では
海底下50cmまでに沈埋している物体は、第2図b
に示すようなパルス波形の超音波を使用すると
き、海底からの反射像と沈埋物からの反射像とが
重なつて、沈埋物のみの映像を明瞭に探知出来な
かつた。本発明によれば、実験の結果海底下25cm
に埋つている物体も明瞭に探知できることがわか
つた。
Furthermore, as a simulation experiment of searching for mines buried under the seabed, sand was placed under the water tank and a drum was buried 25 cm from the sand surface. As a result, we were able to obtain three-directional tomographic images through image processing, despite exploration in sand with a large ultrasonic attenuation constant. In addition, with conventional technology, objects buried up to 50 cm below the seafloor are
When using ultrasonic waves with a pulsed waveform like the one shown in Figure 1, the reflected images from the seabed and the sunken objects overlapped, making it impossible to clearly detect images of only the sunken objects. According to the present invention, as a result of experiments, 25 cm below the seafloor
It was found that objects buried in the ground can be clearly detected.

以上の実験の結果、傾斜物体や海底に浅く埋没
している物体を適確に探知できることがわかり、
海底沈埋異常物探査作業の能率向上に資すること
ができる等この発明の装置はいままでにない性能
を有し、実用効果の大なる装置であることが実証
された。
As a result of the above experiments, it was found that inclined objects and objects buried shallowly on the seabed can be accurately detected.
The device of the present invention has unprecedented performance, such as being able to contribute to improving the efficiency of exploration work for abnormal objects buried on the seabed, and has been proven to be a device with great practical effects.

第5図はこの発明の装置を用いて海底下に埋設
している機雷、砲爆弾など海底沈埋異常物を探査
する際の実施例を示した図であつて、a図は探査
船にこの発明の装置を搭載して航走しながら音波
探査をする場合を示している。b図は水深が深
く、送受波器を船底に吊り下げできない場合で、
架台に送受波器を設置し、海底面上にこの架台を
沈下させて探査する場合を示している。
Fig. 5 is a diagram showing an embodiment in which the device of the present invention is used to search for abnormal objects buried under the seabed, such as mines and artillery bombs; This shows a case in which a ship is equipped with a device and performs sonic exploration while cruising. Figure b shows the case where the water is deep and the transducer cannot be suspended on the bottom of the ship.
This figure shows a case in which a transducer is installed on a pedestal, and the pedestal is lowered onto the ocean floor for exploration.

a図において、探査船34の甲板には送受波器
アレイ2,3が取付けられている。送波器アレイ
2から発射される超音波ビーム36は海底37に
沈埋している異常物38によつて反射され受波器
アレイ3がこの反射ビームを受けて本体35によ
つてCRTに表示し探査を行なう。b図にあつて
は、架台40を異常物38の上方に位置するよう
に海底37に設置する。架台40には送受波器ア
レイ2,3がXY方向に移動可能となるように取
付けられており、本体35とは信号や駆動装置用
動力電源を送るためのケーブル39によつて接続
されている。
In Figure a, transducer arrays 2 and 3 are attached to the deck of the exploration vessel 34. The ultrasonic beam 36 emitted from the transmitter array 2 is reflected by an abnormal object 38 buried in the seabed 37, and the receiver array 3 receives this reflected beam and displays it on a CRT using the main body 35. Conduct exploration. In Figure b, the pedestal 40 is installed on the seabed 37 so as to be located above the abnormal object 38. The transducer arrays 2 and 3 are attached to the pedestal 40 so as to be movable in the X and Y directions, and are connected to the main body 35 by a cable 39 for transmitting signals and power source for the driving device. .

本発明によりCRT装置21に画像表示された
像は三方向断層像であるが、三画面を同時に表示
する装置によつて眺めれば、三次元立体画像とし
て判断することができる。またはパーソナルコン
ピユータを使用してソフトフエアによる画像処理
を実行すれば、三次元立体画像を表示することが
可能である。
The image displayed on the CRT device 21 according to the present invention is a three-directional tomographic image, but if viewed with a device that displays three screens simultaneously, it can be judged as a three-dimensional stereoscopic image. Alternatively, if a personal computer is used to perform image processing using software, it is possible to display a three-dimensional stereoscopic image.

以上説明したように、本発明の装置を従来の磁
気探査法と併用して使用すれば、磁気探査では不
可能であつた機雷、砲爆弾等海底沈埋異常物の形
状を適確に三方向断面像で表示することができ、
潜水夫による確認探査は不必要となつて探査作業
の効率が向上し、かつ安全対策上有利となる。そ
れは本発明の超音波がモノパルス型であり、超音
波送受波器アレイが凹面型で直交形式としたため
に、受波像を高度な分解能を以て処理することが
出来るためである。なお本装置は機雷、砲爆弾等
の海底沈埋異常物探査のみならず、沈船、沈木そ
の他の海底沈埋物や、河川、湖沼等の水中土木工
事で土砂に埋没している物体形状を探査する施工
管理システムとして利用することができる。
As explained above, if the device of the present invention is used in conjunction with conventional magnetic surveying methods, it is possible to accurately identify the shape of submerged abnormal objects such as mines and artillery bombs in three directions, which was impossible with magnetic surveying. can be displayed in the image,
Confirmation exploration by divers is no longer necessary, which improves the efficiency of exploration work and is advantageous in terms of safety measures. This is because the ultrasonic wave of the present invention is of a monopulse type, and the ultrasonic transducer array is of a concave type and orthogonal type, so that the received wave image can be processed with high resolution. This device is used not only to search for abnormal objects buried on the seabed such as mines and gun bombs, but also to search for shipwrecks, sunken trees, and other sunken objects, as well as the shapes of objects buried in earth and sand during underwater civil engineering works in rivers, lakes, and other areas. It can be used as a management system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面はこの発明の実施例を示し、第1図はこの
発明の電気回路系統図、第2図は本発明によるモ
ノパルス超音波の特性を、従来のトーンバースト
超音波と比較した図、第3図は本発明による送受
波器アレイの構造図、第4図は本発明装置を用い
た音波探査と画像表示法を示した図、第5図は本
発明装置を用いて海底下沈埋異常物を探査する際
の実施例を示したものである。 1……高圧電源装置、2……送波器アレイ、3
……受波器アレイ、4……増幅器、5……検波
器、6,8……STC回路、7……対数増幅器、
9……A/D変換器、10,15,17,19…
…デイジタルメモリ、11……位置検出器、12
……制御装置、13……基準面レベル、14……
割り算回路、16……比較回路、18……積算回
路、20……切換器、21……CRT装置、22
……パルス幅Ta、23……パルス幅Tb、24…
…固定板、25……超音波ビーム、26……対象
物、27……探査可能深度、28……XY面、2
9……XZ面、30……YZ面、31……YZ画像、
32……XY画像、33……XZ画像、33′……
XYZ画像、34……探査船、35……本体、3
6……超音波ビーム、37……海底、38……海
底沈埋異常物、39……ケーブル、40……架
台。
The drawings show embodiments of the present invention; FIG. 1 is an electric circuit diagram of the present invention, FIG. 2 is a diagram comparing the characteristics of monopulse ultrasound according to the present invention with conventional tone burst ultrasound, and FIG. is a structural diagram of a transducer array according to the present invention, Fig. 4 is a diagram showing sonic exploration and image display method using the device of the present invention, and Fig. 5 is a diagram showing an abnormal object buried under the seabed using the device of the present invention. This shows an example of how to do this. 1... High voltage power supply device, 2... Transmitter array, 3
... Receiver array, 4 ... Amplifier, 5 ... Detector, 6, 8 ... STC circuit, 7 ... Logarithmic amplifier,
9...A/D converter, 10, 15, 17, 19...
...Digital memory, 11...Position detector, 12
...Control device, 13...Reference plane level, 14...
Division circuit, 16... Comparison circuit, 18... Integration circuit, 20... Switch, 21... CRT device, 22
...Pulse width Ta, 23...Pulse width Tb, 24...
... Fixed plate, 25 ... Ultrasonic beam, 26 ... Target object, 27 ... Searchable depth, 28 ... XY plane, 2
9...XZ plane, 30...YZ plane, 31...YZ image,
32...XY image, 33...XZ image, 33'...
XYZ image, 34...Exploration ship, 35...Main body, 3
6... Ultrasonic beam, 37... Seabed, 38... Submerged abnormal object on the seabed, 39... Cable, 40... Mount.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 パルス幅の短いモノパルス超音波を送出する
複数個の電磁誘導型送波器群を凹面型に配列した
送波器アレイと、 前記送波器群からの超音波を受波し電気信号に
変換する複数個の受波器群を凹面型で且つ前記送
波器アレイと直交するように配列した受波器アレ
イと、 海底の対象物に対して前記送受波器アレイによ
り二次元平面を走査し、送波器アレイからのモノ
パルス超音波を対象物に送出して、その反射波を
受波器アレイで受けて反射データを得る反射デー
タ出力手段と、 前記反射データを基準面レベルで割算すること
によりレベル変化を強調して対象物のレベルが顕
著となるようにして反射データを強調する装置、
反射データを比較回路により所定レベルと比較し
てそのレベルとの大小を比較し1ビツトデータと
して量子化することによつて対象物の輪郭を強調
する装置及び反射データを積算回路により量子平
均化処理することによつて雑音成分を除去する装
置を含む反射データ処理手段と、 前記反射データ出力手段及び反射データ処理手
段のデータを記憶する複数の記憶手段と、 各記憶手段から二次元データを切替器によつて
前記反射データ処理出力を任意に切替え、画像処
理表示装置であるCRT装置に入力し、対象物に
関する二次元断層像をCRT装置に表示する対象
物表示手段と、を具備すること を特徴とする超音波海底沈埋異常物探査装置。
[Claims] 1. A transmitter array in which a plurality of electromagnetic induction transmitter groups are arranged in a concave shape to transmit monopulse ultrasonic waves with a short pulse width, and a transmitter array that receives ultrasonic waves from the transmitter group. a receiver array in which a plurality of receivers for converting into wave electric signals are arranged in a concave shape and orthogonal to the transmitter array; a reflection data output means for scanning a two-dimensional plane, transmitting monopulse ultrasonic waves from a transmitter array to a target object, receiving the reflected waves at a receiver array to obtain reflection data; and using the reflection data as a reference. A device that emphasizes reflection data by dividing by the surface level to emphasize level changes so that the level of the object becomes noticeable;
A device that enhances the outline of the object by comparing the reflection data with a predetermined level using a comparison circuit and quantizing it as 1-bit data, and quantum averaging processing of the reflection data using an integration circuit. a reflection data processing means including a device for removing noise components by removing noise components; a plurality of storage means for storing data of the reflection data output means and the reflection data processing means; and a switch for converting two-dimensional data from each storage means. Object display means for arbitrarily switching the reflection data processing output according to the method, inputting it to a CRT device which is an image processing display device, and displaying a two-dimensional tomographic image of the object on the CRT device. An ultrasonic underwater abnormality detection device.
JP15800883A 1983-08-31 1983-08-31 Ultrasonic wave apparatus for searching abnormal bodies buried in sea bottom Granted JPS6050415A (en)

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