JPH0623742B2 - 超音波検査装置 - Google Patents
超音波検査装置Info
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- JPH0623742B2 JPH0623742B2 JP63220458A JP22045888A JPH0623742B2 JP H0623742 B2 JPH0623742 B2 JP H0623742B2 JP 63220458 A JP63220458 A JP 63220458A JP 22045888 A JP22045888 A JP 22045888A JP H0623742 B2 JPH0623742 B2 JP H0623742B2
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/345—Circuits therefor using energy switching from one active element to another
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波により被検材の検査を行なう超音波検査
装置に関する。
装置に関する。
超音波検査装置は、被検材を破壊することなくその内部
の欠陥を検出することができ、多くの分野において用い
られている。被検材内部の欠陥の有無は、被検材の所定
の範囲についてチエツクされることが多く、その場合に
は、被検材表面の上記範囲を探触子から放射される超音
波で走査して検査が実施される。この探触子として、圧
電素子を多数一列に配列して構成されるアレイ探触子が
実用化されている。以下、このようなアレイ探触子を用
いた超音波検査装置について説明する。
の欠陥を検出することができ、多くの分野において用い
られている。被検材内部の欠陥の有無は、被検材の所定
の範囲についてチエツクされることが多く、その場合に
は、被検材表面の上記範囲を探触子から放射される超音
波で走査して検査が実施される。この探触子として、圧
電素子を多数一列に配列して構成されるアレイ探触子が
実用化されている。以下、このようなアレイ探触子を用
いた超音波検査装置について説明する。
第5図は従来の超音波検査装置のスキヤナ部の斜視図、
第6図(a),(b)はアレイ探触子の平面図および側
面図である。各図で、1は検査のための水槽、2は水槽
1に入れられた水、3は水槽1の底面に載置された被検
材である。4はスキヤナを示し、以下の部材より成る。
即ち、5は水槽1を載置するスキヤナ台、6はスキヤナ
台5に固定されたフレーム、7はフレーム6に装架され
たアーム、8はアーム7に装架されたホルダ、9はホル
ダ8に装着されたポール、10はアレイ探触子である。
フレーム6は図示しない機構によりアーム7をY軸方向
に駆動することができ、又、アーム7は図示しない機構
によりホルダ8をX軸方向に駆動することができ、さら
に、ホルダ8は図示しない機構によりポール9と協働し
てアレイ探触子10をZ軸方向(X軸およびY軸に直交
する方向)に駆動することができる。
第6図(a),(b)はアレイ探触子の平面図および側
面図である。各図で、1は検査のための水槽、2は水槽
1に入れられた水、3は水槽1の底面に載置された被検
材である。4はスキヤナを示し、以下の部材より成る。
即ち、5は水槽1を載置するスキヤナ台、6はスキヤナ
台5に固定されたフレーム、7はフレーム6に装架され
たアーム、8はアーム7に装架されたホルダ、9はホル
ダ8に装着されたポール、10はアレイ探触子である。
フレーム6は図示しない機構によりアーム7をY軸方向
に駆動することができ、又、アーム7は図示しない機構
によりホルダ8をX軸方向に駆動することができ、さら
に、ホルダ8は図示しない機構によりポール9と協働し
てアレイ探触子10をZ軸方向(X軸およびY軸に直交
する方向)に駆動することができる。
アレイ探触子10は多数の微小な圧電素子(以下これら
圧電素子をアレイ振動子と称する)を一列に配列した構
成を有し、その配列方向はX軸方向と一致する。各アレ
イ振動子はパルスを与えられると超音波を放射し、その
超音波の被検材3からの反射波をこれに比例した電気信
号に変換する。第6図(a),(b)に各アレイ振動子
が符号101〜10nで示されている。なお、黒点はサ
ンプリング点を示し、YPはY軸方向のサンプリングピ
ツチ、XPはX軸方向のサンプリングピツチを示す。
又、APは各アレイ振動子101〜10n相互のピツチ
を示す。11はアレイ探触子10等を収納するケースで
ある。
圧電素子をアレイ振動子と称する)を一列に配列した構
成を有し、その配列方向はX軸方向と一致する。各アレ
イ振動子はパルスを与えられると超音波を放射し、その
超音波の被検材3からの反射波をこれに比例した電気信
号に変換する。第6図(a),(b)に各アレイ振動子
が符号101〜10nで示されている。なお、黒点はサ
ンプリング点を示し、YPはY軸方向のサンプリングピ
ツチ、XPはX軸方向のサンプリングピツチを示す。
又、APは各アレイ振動子101〜10n相互のピツチ
を示す。11はアレイ探触子10等を収納するケースで
ある。
ここで、上記各図に示すアレイ探触子10の機能の概略
を第7図(a),(b)を参照しながら説明する。第7
図(a)で、T1〜T9は一列に配置されたアレイ振動
子、D1〜D9は各アレイ振動子T1〜T9に接続され
た遅延素子、pは各アレイ振動子T1〜T9に入力され
るパルスである。遅延素子D1,D9の遅延時間
(t19)は等しく設定されている。同じく、遅延素子D
2,D3の遅延時間(t28)、遅延素子D3,D7の遅延
時間(t37)、遅延素子D4,D6の遅延時間(t46)
もそれぞれ等しく設定されている。そして、設定された
各遅延時間の関係は、遅延素子D5の遅延時間をt5と
すると次式の関係にある。
を第7図(a),(b)を参照しながら説明する。第7
図(a)で、T1〜T9は一列に配置されたアレイ振動
子、D1〜D9は各アレイ振動子T1〜T9に接続され
た遅延素子、pは各アレイ振動子T1〜T9に入力され
るパルスである。遅延素子D1,D9の遅延時間
(t19)は等しく設定されている。同じく、遅延素子D
2,D3の遅延時間(t28)、遅延素子D3,D7の遅延
時間(t37)、遅延素子D4,D6の遅延時間(t46)
もそれぞれ等しく設定されている。そして、設定された
各遅延時間の関係は、遅延素子D5の遅延時間をt5と
すると次式の関係にある。
t19<t28<t37<t46<t5………(1) 今、各遅延素子D1〜D9の遅延時間を、上記(1)式
の関係を保持しながら所定の値に設定してパルスpを入
力すると、アレイ振動子T1〜T9から放射される超音波
は上記設定された遅延時間にしたがつて、アレイ振動子
T1,T9から最も早く、又、アレイ振動子T5から最
も遅く放射される。このようにして放射された超音波は
放射状に拡がつて進行するが、各アレイ振動子の放射超
音波の振動の最大振幅がすべて合致する地点が生じる。
第7図(a)でこの地点が符号Fで示されている。この
地点Fにおける超音波の大きさは他の地点の超音波の大
きさに比較して に大きいので、恰も各アレイ振動子T1〜T9からの超
音波が破線に示すように地点Fに集束したのと同じ状態
となる。換言すれば、一列に配列したアレイ振動子から
の超音波放射に適切な遅延を与えてやれば、それらの超
音波を地点Fに集束させたのと同様な状態とすることが
できる。この地点Fを焦点と称する。さらに述べると、
アレイ振動子T1〜T9により、焦点Fで集束する破線
で示すような超音波ビームBが出力されることになる。
(1)式の関係を保持しながら各遅延時間を上記の遅延時
間より小さく設定すれば、焦点Fは一点鎖線(ビーム
B′)で示すようにより長い焦点F′に移行する。した
がつて、各遅延素子D1〜D9の遅延時間を調節するこ
とにより、焦点の位置を選択することが可能となり、こ
れを被検材3の検査に適用する場合、検査部位の深さを
選択することができる。
の関係を保持しながら所定の値に設定してパルスpを入
力すると、アレイ振動子T1〜T9から放射される超音波
は上記設定された遅延時間にしたがつて、アレイ振動子
T1,T9から最も早く、又、アレイ振動子T5から最
も遅く放射される。このようにして放射された超音波は
放射状に拡がつて進行するが、各アレイ振動子の放射超
音波の振動の最大振幅がすべて合致する地点が生じる。
第7図(a)でこの地点が符号Fで示されている。この
地点Fにおける超音波の大きさは他の地点の超音波の大
きさに比較して に大きいので、恰も各アレイ振動子T1〜T9からの超
音波が破線に示すように地点Fに集束したのと同じ状態
となる。換言すれば、一列に配列したアレイ振動子から
の超音波放射に適切な遅延を与えてやれば、それらの超
音波を地点Fに集束させたのと同様な状態とすることが
できる。この地点Fを焦点と称する。さらに述べると、
アレイ振動子T1〜T9により、焦点Fで集束する破線
で示すような超音波ビームBが出力されることになる。
(1)式の関係を保持しながら各遅延時間を上記の遅延時
間より小さく設定すれば、焦点Fは一点鎖線(ビーム
B′)で示すようにより長い焦点F′に移行する。した
がつて、各遅延素子D1〜D9の遅延時間を調節するこ
とにより、焦点の位置を選択することが可能となり、こ
れを被検材3の検査に適用する場合、検査部位の深さを
選択することができる。
第7図(b)は第6図(a),(b)に示すアレイ探触
子10の機能の説明図である。この図で、101〜10
nは第6図(a)に示すものと同じアレイ振動子であ
り、各アレイ振動子101〜10nにはそれぞれ図示さ
れていないが遅延素子が接続されている。図示の例で
は、まずm個のアレイ振動子101〜10mを選択し、
それらから放射される超音波の遅延時間を適切に設定す
ることにより、前述のように超音波をみかけ上1つの焦
点に集める。この焦点が第5図(b) に符号F1、又、
みかけ上の超音波ビームが符号B1で示されている。次
に、アレイ振動子を1つずらして同じくm個のアレイ素
子102〜10m+1 に対して、前回のアレイ振動子10
1〜10mに与えた遅延時間と同一パターンの遅延時間
を与える。このときの焦点が符号F2で、超音波ビーム
が符号B2で示されている。以下、アレイ振動子を1つ
ずつ順に切換えてゆき、最後にアレイ振動子10n-m+1
〜10nを選択して、同じパターンの遅延時間を与え、
焦点Fn-m+1 ,超音波ビームBn-m+1 を得る。このよう
な手段により、結果的にはアレイ探触子10によつて焦
点Fi〜Fn-m+1 までの超音波による走査が実行された
ことになる。このような走査は電子的に高速をもつて行
なわれるので、以下電子走査と称する。なお、第7図
(b)で、APはアレイ振動子ピツチ、SPはサンプリ
ングピツチを示し、図示の場合両者は等しい。
子10の機能の説明図である。この図で、101〜10
nは第6図(a)に示すものと同じアレイ振動子であ
り、各アレイ振動子101〜10nにはそれぞれ図示さ
れていないが遅延素子が接続されている。図示の例で
は、まずm個のアレイ振動子101〜10mを選択し、
それらから放射される超音波の遅延時間を適切に設定す
ることにより、前述のように超音波をみかけ上1つの焦
点に集める。この焦点が第5図(b) に符号F1、又、
みかけ上の超音波ビームが符号B1で示されている。次
に、アレイ振動子を1つずらして同じくm個のアレイ素
子102〜10m+1 に対して、前回のアレイ振動子10
1〜10mに与えた遅延時間と同一パターンの遅延時間
を与える。このときの焦点が符号F2で、超音波ビーム
が符号B2で示されている。以下、アレイ振動子を1つ
ずつ順に切換えてゆき、最後にアレイ振動子10n-m+1
〜10nを選択して、同じパターンの遅延時間を与え、
焦点Fn-m+1 ,超音波ビームBn-m+1 を得る。このよう
な手段により、結果的にはアレイ探触子10によつて焦
点Fi〜Fn-m+1 までの超音波による走査が実行された
ことになる。このような走査は電子的に高速をもつて行
なわれるので、以下電子走査と称する。なお、第7図
(b)で、APはアレイ振動子ピツチ、SPはサンプリ
ングピツチを示し、図示の場合両者は等しい。
次に、上記アレイ探触子を用いた超音波検査装置の制御
部について説明する。この説明では、被検材の検査すべ
き範囲におけるX軸方向の長さを120mm、アレイ探触
子10におけるアレイ振動子数を128、アレイ振動子
ピツチを1mm、同時に励振されるアレイ振動子数を8個
とし、ビーム本数121本で被検材のX軸方向の走査を
行なう場合を例示する。第8図は上記のようなアレイ振
動子の配列図である。図で、10はアレイ探触子、10
1〜10128 はアレイ振動子、B1〜B121 は超音波ビ
ームを示す。図の各アレイ振動子101〜10128 には
それぞれ1番〜128番の番号が付されている。11は
制御部である。
部について説明する。この説明では、被検材の検査すべ
き範囲におけるX軸方向の長さを120mm、アレイ探触
子10におけるアレイ振動子数を128、アレイ振動子
ピツチを1mm、同時に励振されるアレイ振動子数を8個
とし、ビーム本数121本で被検材のX軸方向の走査を
行なう場合を例示する。第8図は上記のようなアレイ振
動子の配列図である。図で、10はアレイ探触子、10
1〜10128 はアレイ振動子、B1〜B121 は超音波ビ
ームを示す。図の各アレイ振動子101〜10128 には
それぞれ1番〜128番の番号が付されている。11は
制御部である。
第9図は第8図に示す制御部11のブロツク図である。
図で、10はアレイ探触子を示す。12はマイクロプロ
セツサ、13は超音波ビームB1〜B121 を発生させる
各アレイ振動子の励振を前述のように所定時間遅延させ
る送信遅延回路である。送信遅延回路13は各超音波ビ
ームB1〜B121 に対して1つだけ設けられている。1
4はマトリクス回路、15は分配器であり、これらは送
信遅延回路13を各超音波ビームB1〜B121 に共通に
使用するために設けられる。16は送受信回路であり、
アレイ探触子10の各アレイ振動子101〜10128 に
励振用のパルスを出力するとともに、それら各アレイ振
動子101〜10128 からの反射波信号を受信する。マ
トリクス回路14,分配器15および送受信回路16の
構成については、それぞれ第10図、第11図および第
12図によりさらに詳細に説明する。17はシフトレジ
スタ回路であり、送受信回路16を、1つの超音波ビー
ムを形成するために使用される8個のアレイ振動子に順
次接続してゆく機能を有する。18は分配器15におけ
る入力と出力を逆にした構成の加算器、19はマトリク
ス回路14と同じ構成のマトリクス回路である。20は
波形加算回路であり、マトリクス回路19から出力され
る8つの信号を、位相を一致させた後加算する。波形加
算回路20の出力は適宜処理された後、所望の態様で表
示され、これに基づいて被検材の欠陥の有無が判断され
る。
図で、10はアレイ探触子を示す。12はマイクロプロ
セツサ、13は超音波ビームB1〜B121 を発生させる
各アレイ振動子の励振を前述のように所定時間遅延させ
る送信遅延回路である。送信遅延回路13は各超音波ビ
ームB1〜B121 に対して1つだけ設けられている。1
4はマトリクス回路、15は分配器であり、これらは送
信遅延回路13を各超音波ビームB1〜B121 に共通に
使用するために設けられる。16は送受信回路であり、
アレイ探触子10の各アレイ振動子101〜10128 に
励振用のパルスを出力するとともに、それら各アレイ振
動子101〜10128 からの反射波信号を受信する。マ
トリクス回路14,分配器15および送受信回路16の
構成については、それぞれ第10図、第11図および第
12図によりさらに詳細に説明する。17はシフトレジ
スタ回路であり、送受信回路16を、1つの超音波ビー
ムを形成するために使用される8個のアレイ振動子に順
次接続してゆく機能を有する。18は分配器15におけ
る入力と出力を逆にした構成の加算器、19はマトリク
ス回路14と同じ構成のマトリクス回路である。20は
波形加算回路であり、マトリクス回路19から出力され
る8つの信号を、位相を一致させた後加算する。波形加
算回路20の出力は適宜処理された後、所望の態様で表
示され、これに基づいて被検材の欠陥の有無が判断され
る。
次に、上記制御回路11の動作を第10図、第11図お
よび第12図を参照しながら順次説明する。
よび第12図を参照しながら順次説明する。
(I)送信送延回路13およびマトリクス回路14の動
作 第10図はマトリクス回路14を中心とする回路図であ
り、第9図に示す部分と同一部分には同一符号が付して
ある。大文字A〜Hは送信遅延回路13の出力端子、小
文字a〜hは分配器15の入力端子を示す。送信遅延回
路13には第7図(a)に示すものと同じような遅延素
子が8つ備えられている。これら8つの遅延素子は1つ
の超音波ビームを形成する8つのアレイ振動子に対応す
る。
作 第10図はマトリクス回路14を中心とする回路図であ
り、第9図に示す部分と同一部分には同一符号が付して
ある。大文字A〜Hは送信遅延回路13の出力端子、小
文字a〜hは分配器15の入力端子を示す。送信遅延回
路13には第7図(a)に示すものと同じような遅延素
子が8つ備えられている。これら8つの遅延素子は1つ
の超音波ビームを形成する8つのアレイ振動子に対応す
る。
超音波ビームが最適位置に焦点を形成するように、マイ
クロプロセツサ12により8つの遅延素子の遅延時間が
設定された後、送信遅延回路13が励起されると、その
各出力端子A〜Hからは順次遅延されたパルスが出力さ
れる。この場合、各出力端子A〜Hは超音波ビームを形
成する8つのアレイ振動子の配列順に対応しており、そ
の遅延時間は端子A,Hからの出力パルスが最も短か
く、以下端子B,G、端子C,F、端子D,Eと順次長
くなる。
クロプロセツサ12により8つの遅延素子の遅延時間が
設定された後、送信遅延回路13が励起されると、その
各出力端子A〜Hからは順次遅延されたパルスが出力さ
れる。この場合、各出力端子A〜Hは超音波ビームを形
成する8つのアレイ振動子の配列順に対応しており、そ
の遅延時間は端子A,Hからの出力パルスが最も短か
く、以下端子B,G、端子C,F、端子D,Eと順次長
くなる。
マトリクス回路14は一般に使用されている形態のもの
であり、送信遅延回路13からの8本の入力線、これと
交叉する8本の出力線、および交叉する入力線と出力線
とを選択的に接続するスイツチング素子(図示されてい
ない)により構成される。これらスイツチング素子は6
4個(8×8)備えられており、マイクロプロセツサ12
によりスイツチング動作が制御される。又、上記8本の
出力線はそれぞれ分配器15の入力端子a〜hに接続さ
れている。
であり、送信遅延回路13からの8本の入力線、これと
交叉する8本の出力線、および交叉する入力線と出力線
とを選択的に接続するスイツチング素子(図示されてい
ない)により構成される。これらスイツチング素子は6
4個(8×8)備えられており、マイクロプロセツサ12
によりスイツチング動作が制御される。又、上記8本の
出力線はそれぞれ分配器15の入力端子a〜hに接続さ
れている。
今、マイクロプロセツサ12の指令により、マトリクス
回路14における四角印が記入された部分のスイツチン
グ素子が導通状態、他が遮断状態とされると、送信遅延
回路13の出力端子A〜Hは順に分配器15の入力端子
a〜hに接続される。これにより、入力端子a,hに最
短遅延時間、入力端子d,eに最長遅延時間が設定され
る遅延時間の第1の組合せができる。この第1の組合せ
は、超音波ビームB1を形成するアレイ振動子101〜
108の組合せに対応する。
回路14における四角印が記入された部分のスイツチン
グ素子が導通状態、他が遮断状態とされると、送信遅延
回路13の出力端子A〜Hは順に分配器15の入力端子
a〜hに接続される。これにより、入力端子a,hに最
短遅延時間、入力端子d,eに最長遅延時間が設定され
る遅延時間の第1の組合せができる。この第1の組合せ
は、超音波ビームB1を形成するアレイ振動子101〜
108の組合せに対応する。
次に、マイクロプロセツサ12が三角印部分のスイツチ
ング素子のみを導通状態とすると、端子A〜Hは順に端
子b〜h,aに接続される。したがつて、端子b,aに
最短時間、端子e,fに最長時間が設定される第2の組
合せができる。この第2の組合せは、超音波ビームB2
を形成するアレイ振動子102〜109の組合せに対応
する。丸印部分のスイツチング素子のみを導通状態とす
ると、超音波ビームB3を形成するアレイ振動103〜
1010の組合せに対応する第3の組合せができる。以下
同様にして順次スイツチング素子を作動させてゆくと、
入力端子a〜hに第8の組合せまで形成され、次の第9
の組合せは第1の組合せと同一遅延時間の組合せとな
る。このような組合せが連続して繰返し形成されてゆ
く。
ング素子のみを導通状態とすると、端子A〜Hは順に端
子b〜h,aに接続される。したがつて、端子b,aに
最短時間、端子e,fに最長時間が設定される第2の組
合せができる。この第2の組合せは、超音波ビームB2
を形成するアレイ振動子102〜109の組合せに対応
する。丸印部分のスイツチング素子のみを導通状態とす
ると、超音波ビームB3を形成するアレイ振動103〜
1010の組合せに対応する第3の組合せができる。以下
同様にして順次スイツチング素子を作動させてゆくと、
入力端子a〜hに第8の組合せまで形成され、次の第9
の組合せは第1の組合せと同一遅延時間の組合せとな
る。このような組合せが連続して繰返し形成されてゆ
く。
(II)分配器15の動作 第11図は分配器15の回路構成を示す回路図である。
図で、a〜hは第10図に示すものと同じ分配器15の
入力端子である。又、数字1〜128は分配器15の第
1番〜第128番の出力端子を示し、これの各出力端子
はアレイ振動子101〜10128 に対応する。入力端子
aに入力された遅延パルスは図示のようにこの入力端子
aに接続された第1番〜第121番の出力端子に分配さ
れる。同じく、入力端子b〜hに入力された遅延パルス
はそれらに接続されている図示の各出力端子にそれぞれ
分配される。ここで、各出力端子第1番〜第128番は
後述するように送受信回路16のパルサをトリガするト
リガ回路に接続されており、これらトリガ回路は順番に
8つ同時に導通状態とされ、これが1つずつずらされて
ゆく。したがつて、全出力端子のうちの連続する8つの
出力端子のみが有効に遅延トリガ信号を出力することと
なり、これを各入力端子a〜hについてみると、これら
に接続されている出力端子のうち常に1つのみが遅延ト
リガ信号を出力することになる。
図で、a〜hは第10図に示すものと同じ分配器15の
入力端子である。又、数字1〜128は分配器15の第
1番〜第128番の出力端子を示し、これの各出力端子
はアレイ振動子101〜10128 に対応する。入力端子
aに入力された遅延パルスは図示のようにこの入力端子
aに接続された第1番〜第121番の出力端子に分配さ
れる。同じく、入力端子b〜hに入力された遅延パルス
はそれらに接続されている図示の各出力端子にそれぞれ
分配される。ここで、各出力端子第1番〜第128番は
後述するように送受信回路16のパルサをトリガするト
リガ回路に接続されており、これらトリガ回路は順番に
8つ同時に導通状態とされ、これが1つずつずらされて
ゆく。したがつて、全出力端子のうちの連続する8つの
出力端子のみが有効に遅延トリガ信号を出力することと
なり、これを各入力端子a〜hについてみると、これら
に接続されている出力端子のうち常に1つのみが遅延ト
リガ信号を出力することになる。
例えば、アレイ振動子101〜108によりビームB1
を形成する場合、第1番〜第8番の出力端子に接続され
たトリガ回路が導通状態となるので、第1番、第8番の
出力端子からは最短遅延時間のパルスが、又、第4番、
第5番の出力端子からは最長遅延時間のパルスが出力さ
れることになる。次いで、アレイ振動子102〜109
によりビームB2を形成する場合、今度は第2番〜第9
番の出力端子に接続されたトリガ回路が導通状態とな
る。一方、これと同時に第10図に示すマトリクス回路
14は四角印から三角印の位置のスイツチング素子へ作
動が移り、当該各スイツチング素子が導通状態となるの
で、入力端子b,aに最短遅延時間のパルス、入力端子
e,fに最長遅延時間のパルスが入力される。この結
果、第2番、第9番の出力端子に最短遅延時間のパルス
が、第5番、第6番の出力端子に最長遅延時間のパルス
がそれぞれ出力される。
を形成する場合、第1番〜第8番の出力端子に接続され
たトリガ回路が導通状態となるので、第1番、第8番の
出力端子からは最短遅延時間のパルスが、又、第4番、
第5番の出力端子からは最長遅延時間のパルスが出力さ
れることになる。次いで、アレイ振動子102〜109
によりビームB2を形成する場合、今度は第2番〜第9
番の出力端子に接続されたトリガ回路が導通状態とな
る。一方、これと同時に第10図に示すマトリクス回路
14は四角印から三角印の位置のスイツチング素子へ作
動が移り、当該各スイツチング素子が導通状態となるの
で、入力端子b,aに最短遅延時間のパルス、入力端子
e,fに最長遅延時間のパルスが入力される。この結
果、第2番、第9番の出力端子に最短遅延時間のパルス
が、第5番、第6番の出力端子に最長遅延時間のパルス
がそれぞれ出力される。
このように、各出力端子に接続されている前記トリガ回
路の導通状態が1つずつずらされてゆくと同時に、入力
端子a〜hの遅延時間も1つずつずらされてゆく。この
ため、超音波ビーム形成のため用いられる8つのアレイ
振動子は常に前記(1)式の関係を保持した遅延時間に
より励振されることになる。
路の導通状態が1つずつずらされてゆくと同時に、入力
端子a〜hの遅延時間も1つずつずらされてゆく。この
ため、超音波ビーム形成のため用いられる8つのアレイ
振動子は常に前記(1)式の関係を保持した遅延時間に
より励振されることになる。
(III)送受信回路16およびシフトレジスタ回路17
の動作 第12図は送受信回路16を中心とする回路図である。
図で、第9図に示す部分と同一部分には同一符号が付し
てある。X1〜X128 はアンド回路、P1〜P128 はパ
ルサ回路、R1〜128 はレシーバ回路である。各アンド
回路、各パルサ回路、各レシーバ回路は各アレイ振動子
101〜10128 のそれぞれに対して1つずつ設けられ
ている。アンド回路X1〜X128 の一方の入力端子は分
配器15の第1番〜第128番の出力端子に接続されて
おり、又、他方の入力端子はシフトレジスタ回路17の
第1番〜第128番の出力端子に接続されている。この
アンド回路X1〜X128 は前記(II)の分配器15の動
作の説明において述べたように、パルサ回路P1〜P
128 をトリガするトリガ回路を構成する。シフトレジス
タ回路17の第1番〜第128番の出力端子は、上記の
ようにアンド回路X1〜X128 に接続されるとともに、
レシーバ回路R1〜R128 にも接続される。又、レシー
バ回路R1〜R128 の出力端子は加算器18の第1番〜
第128番の対応する入力端子に接続される。
の動作 第12図は送受信回路16を中心とする回路図である。
図で、第9図に示す部分と同一部分には同一符号が付し
てある。X1〜X128 はアンド回路、P1〜P128 はパ
ルサ回路、R1〜128 はレシーバ回路である。各アンド
回路、各パルサ回路、各レシーバ回路は各アレイ振動子
101〜10128 のそれぞれに対して1つずつ設けられ
ている。アンド回路X1〜X128 の一方の入力端子は分
配器15の第1番〜第128番の出力端子に接続されて
おり、又、他方の入力端子はシフトレジスタ回路17の
第1番〜第128番の出力端子に接続されている。この
アンド回路X1〜X128 は前記(II)の分配器15の動
作の説明において述べたように、パルサ回路P1〜P
128 をトリガするトリガ回路を構成する。シフトレジス
タ回路17の第1番〜第128番の出力端子は、上記の
ようにアンド回路X1〜X128 に接続されるとともに、
レシーバ回路R1〜R128 にも接続される。又、レシー
バ回路R1〜R128 の出力端子は加算器18の第1番〜
第128番の対応する入力端子に接続される。
シフトレジスタ回路17は、マイクロプロセツサ12の
指令により、8つの連続する出力端子から同時にパルス
を出力するとともに、これら出力端子を1つずつずらし
てゆく。今、アレイ振動子101〜108により超音波
ビームB1を形成する場合、シフトレジスタ回路17の
第1番〜第8番の出力端子からパルスが出力され、アン
ド回路X1〜X8の一方の入力端子は高レベルとされ
る。それと同時にレシーバ回路R1〜R8がトリガさ
れ、それら各レシーバ回路が作動状態になる。このと
き、分配器15の第1番〜第8番の出力端子からは前述
のように所定時間遅延されたパルスが出力されるので、
アンド回路X1〜X8の他方の入力端子は、分配器15
の第1番〜第8番のパルスの遅延時間後に高レベルとな
り、この時点でそのアンド回路が導通状態となつて対応
するパルサ回路をトリガするトリガ信号を出力する。さ
きの分配器15の説明で述べたように、この場合、その
第1番、第8番の出力端子からの出力が最も早く、第4
番、第5番の出力端子からの出力が最も遅いので、パル
サ回路P1〜P8のパルス出力もそれに応じ、結局、ア
レイ振動子101,108が最も早く励起され、アレイ
振動子104,105が最も遅く励起され、これにより
所期の超音波ビームB1が形成される。
指令により、8つの連続する出力端子から同時にパルス
を出力するとともに、これら出力端子を1つずつずらし
てゆく。今、アレイ振動子101〜108により超音波
ビームB1を形成する場合、シフトレジスタ回路17の
第1番〜第8番の出力端子からパルスが出力され、アン
ド回路X1〜X8の一方の入力端子は高レベルとされ
る。それと同時にレシーバ回路R1〜R8がトリガさ
れ、それら各レシーバ回路が作動状態になる。このと
き、分配器15の第1番〜第8番の出力端子からは前述
のように所定時間遅延されたパルスが出力されるので、
アンド回路X1〜X8の他方の入力端子は、分配器15
の第1番〜第8番のパルスの遅延時間後に高レベルとな
り、この時点でそのアンド回路が導通状態となつて対応
するパルサ回路をトリガするトリガ信号を出力する。さ
きの分配器15の説明で述べたように、この場合、その
第1番、第8番の出力端子からの出力が最も早く、第4
番、第5番の出力端子からの出力が最も遅いので、パル
サ回路P1〜P8のパルス出力もそれに応じ、結局、ア
レイ振動子101,108が最も早く励起され、アレイ
振動子104,105が最も遅く励起され、これにより
所期の超音波ビームB1が形成される。
この超音波ビームB1が被検材に放射されると、その反
射波は各アレイ振動子101,108に入射されてそれ
に応じた電気信号に変換される。このようにして各アレ
イ振動子101,108から出力された反射波信号はそ
れぞれレシーバ回路R1〜R8で増幅された後、加算器
18の第1番〜第8番の入力端子に入力される。この場
合、各アレイ振動子101〜108に入射する反射波
は、当然、アレイ振動子101,108への入射が最も
早く、アレイ振動子104,105への入射が最も遅
い。したがつて、加算器18の第1番、第8番の入力端
子へ入力される反射波信号が最も早く、第4番、第5番
の入力端子へ入力される反射波信号が最も遅くなる。
射波は各アレイ振動子101,108に入射されてそれ
に応じた電気信号に変換される。このようにして各アレ
イ振動子101,108から出力された反射波信号はそ
れぞれレシーバ回路R1〜R8で増幅された後、加算器
18の第1番〜第8番の入力端子に入力される。この場
合、各アレイ振動子101〜108に入射する反射波
は、当然、アレイ振動子101,108への入射が最も
早く、アレイ振動子104,105への入射が最も遅
い。したがつて、加算器18の第1番、第8番の入力端
子へ入力される反射波信号が最も早く、第4番、第5番
の入力端子へ入力される反射波信号が最も遅くなる。
超音波ビームB1の形成に次いで、シフトレジスタ回路
17の出力は1つシフトされ、第2番〜第9番の8つの
出力端子からパルスが出力され、一方、分配器15の出
力端子に現れる遅延パルスの遅延の態様も前述のように
1つシフトされた態様となる。即ち、第2番、第9番の
出力端子からは最短遅延時間で遅延パルスが出力され、
第4番、第5番の出力端子からは最長遅延時間で遅延パ
ルスが出力される。したがつて、アレイ振動子102〜
109はこれに応じた遅延時間で励起され、所望の超音
波ビームB2が形成される。そして、それによる反射波
信号は、対応するレシーバ回路R2〜R9で増幅され、
加算器18の第2番〜第9番の入力端子に、遅延時間に
応じた時間差で入力される。以下、順次同様の動作で加
算器18の入力端子に反射波信号が入力されてゆく。
17の出力は1つシフトされ、第2番〜第9番の8つの
出力端子からパルスが出力され、一方、分配器15の出
力端子に現れる遅延パルスの遅延の態様も前述のように
1つシフトされた態様となる。即ち、第2番、第9番の
出力端子からは最短遅延時間で遅延パルスが出力され、
第4番、第5番の出力端子からは最長遅延時間で遅延パ
ルスが出力される。したがつて、アレイ振動子102〜
109はこれに応じた遅延時間で励起され、所望の超音
波ビームB2が形成される。そして、それによる反射波
信号は、対応するレシーバ回路R2〜R9で増幅され、
加算器18の第2番〜第9番の入力端子に、遅延時間に
応じた時間差で入力される。以下、順次同様の動作で加
算器18の入力端子に反射波信号が入力されてゆく。
(IV)加算器18、マトリクス回路19および波形加算
回路20の動作 第12図に示すように、加算器18には、レシーバ回路
R1〜R128 に接続された第1番〜第128番の入力端
子が備えられている。ところで、加算器18は分配器1
5の回路構成と同じ回路構成を有し、ただ、入力と出力
の関係が逆になるだけである。したがつて、第11図に
おける第1番〜第128番の端子が加算器18の入力端
子となり、端子a〜hは加算器18の出力端子となる。
前述のことから明らかなように、反射波信号が入力され
るのは連続する8つのレシーバ回路のみであるので、加
算器18の128個の入力端子のうち反射信号が入力さ
れるのは8つの連続する入力端子のみである。したがつ
て、出力端子a〜hのそれぞれに属する入力端子のうち
の1つのみに反射波信号が入力されることになる。
回路20の動作 第12図に示すように、加算器18には、レシーバ回路
R1〜R128 に接続された第1番〜第128番の入力端
子が備えられている。ところで、加算器18は分配器1
5の回路構成と同じ回路構成を有し、ただ、入力と出力
の関係が逆になるだけである。したがつて、第11図に
おける第1番〜第128番の端子が加算器18の入力端
子となり、端子a〜hは加算器18の出力端子となる。
前述のことから明らかなように、反射波信号が入力され
るのは連続する8つのレシーバ回路のみであるので、加
算器18の128個の入力端子のうち反射信号が入力さ
れるのは8つの連続する入力端子のみである。したがつ
て、出力端子a〜hのそれぞれに属する入力端子のうち
の1つのみに反射波信号が入力されることになる。
さきの例にしたがうと、超音波ビームB1が放射された
とき、反射波信号は加算器18の第1番〜第8番の入力
端子に入力され、これら信号はそのまま出力端子a〜h
から出力される。又、超音波ビームB2が放射されたと
き、反射波信号は加算器18の第2番〜第9番の入力端
子に入力され、そのまま出力端子a〜hから出力され
る。
とき、反射波信号は加算器18の第1番〜第8番の入力
端子に入力され、これら信号はそのまま出力端子a〜h
から出力される。又、超音波ビームB2が放射されたと
き、反射波信号は加算器18の第2番〜第9番の入力端
子に入力され、そのまま出力端子a〜hから出力され
る。
次に、マトリクス回路19は第10図に示すものと同じ
回路構成を有し、ただ、出力端子と入力端子が逆になる
だけである。即ち、マトリクス回路19の入力端子は第
10図に示すa〜hであり、これら入力端子a〜hは加
算器18の出力端子a〜hの対応する端子に接続され
る。又、マトリクス回路19の各スイツチング素子の切
換の態様もマトリクス回路14の切換の態様と同じであ
る。即ち、超音波ビームB1の反射波信号が入力端子a
〜hに入力されたとき、マトリクス回路19のスイツチ
ング素子のうち、第10図に示す四角印の位置のものが
導通状態とされるのでそれら反射波信号は対応する出力
端子A〜Hから出力される。同様に、超音波ビームB2
の反射波信号が入力端子a〜hに入力されたとき、三角
印の位置のスイツチング素子が導通状態とされ、入力端
子a〜hの反射波信号は出力端子H、A〜Gから出力さ
れることになる。
回路構成を有し、ただ、出力端子と入力端子が逆になる
だけである。即ち、マトリクス回路19の入力端子は第
10図に示すa〜hであり、これら入力端子a〜hは加
算器18の出力端子a〜hの対応する端子に接続され
る。又、マトリクス回路19の各スイツチング素子の切
換の態様もマトリクス回路14の切換の態様と同じであ
る。即ち、超音波ビームB1の反射波信号が入力端子a
〜hに入力されたとき、マトリクス回路19のスイツチ
ング素子のうち、第10図に示す四角印の位置のものが
導通状態とされるのでそれら反射波信号は対応する出力
端子A〜Hから出力される。同様に、超音波ビームB2
の反射波信号が入力端子a〜hに入力されたとき、三角
印の位置のスイツチング素子が導通状態とされ、入力端
子a〜hの反射波信号は出力端子H、A〜Gから出力さ
れることになる。
ここで、超音波ビームB1,B2,B3について、それ
らの反射波信号の加算器18における入力端子、マトリ
クス回路19における入力端子と出力端子の関係を示す
と次表のようになる。
らの反射波信号の加算器18における入力端子、マトリ
クス回路19における入力端子と出力端子の関係を示す
と次表のようになる。
上記の表から明らかなように、励起されている連続する
8つのアレイ振動子からの反射波信号は、それらアレイ
振動子がどのように選択されても、常に当該アレイ振動
子の配列順に、マトリクス回路19の出力端子A〜Hか
ら出力される。
8つのアレイ振動子からの反射波信号は、それらアレイ
振動子がどのように選択されても、常に当該アレイ振動
子の配列順に、マトリクス回路19の出力端子A〜Hか
ら出力される。
出力端子A〜Hから出力された反射波信号は波形加算回
路20に入力される。波形加算回路20には上記出力端
子にそれぞれ接続される遅延回路およびこれら遅延回路
から出力される反射波信号を加算する加算回路(いずれ
も図示されていない)が備えられている。上記各遅延回
路は、位相が異なる反射波信号の位相を一致させ、各反
射波信号を上記加算回路において同位相で加算させるた
めに設けられる。前記(1)式にしたがい、8つのアレ
イ振動子の両端のものからは最も遅く反射波信号が出力
され、中央部のものからは最も早く反射波信号が入力さ
れるので、マトリクス回路19の出力端子A,Hに接続
される遅延回路の遅延時間は最も短く、出力端子D,E
に接続される遅延回路の遅延時間は最も長かい。このよ
うにして各遅延回路に適切な遅延時間が設定されると、
これら各遅延回路から出力される反射波信号の位相は一
致せしめられ、加算回路においてこれら反射波信号は同
一位相で加算される。
路20に入力される。波形加算回路20には上記出力端
子にそれぞれ接続される遅延回路およびこれら遅延回路
から出力される反射波信号を加算する加算回路(いずれ
も図示されていない)が備えられている。上記各遅延回
路は、位相が異なる反射波信号の位相を一致させ、各反
射波信号を上記加算回路において同位相で加算させるた
めに設けられる。前記(1)式にしたがい、8つのアレ
イ振動子の両端のものからは最も遅く反射波信号が出力
され、中央部のものからは最も早く反射波信号が入力さ
れるので、マトリクス回路19の出力端子A,Hに接続
される遅延回路の遅延時間は最も短く、出力端子D,E
に接続される遅延回路の遅延時間は最も長かい。このよ
うにして各遅延回路に適切な遅延時間が設定されると、
これら各遅延回路から出力される反射波信号の位相は一
致せしめられ、加算回路においてこれら反射波信号は同
一位相で加算される。
以上、制御回路11の動作について説明した。この制御
回路11からの出力は、各超音波ビームの反射波信号で
ある。この反射波信号に基づいて被検材における欠陥の
有無等が判断される。この判断に好適な処理の一例を以
下に説明する。
回路11からの出力は、各超音波ビームの反射波信号で
ある。この反射波信号に基づいて被検材における欠陥の
有無等が判断される。この判断に好適な処理の一例を以
下に説明する。
制御回路11で得られた反射波信号は、ピーク検出回路
に入力され、そのピーク値が検出される。検出されたピ
ーク値はA/D変換器によりデイジタル値に変換された
後、画像処理装置に入力される。画像処理装置では当該
ピーク値が設定された閾値を越える値であるか否かを判
断し、超える場合は例えば低レベル信号、閾値以下の場
合は高レベル信号を表示装置に出力する。これにより表
示装置には、例えば欠陥が存在する場合には黒レベル、
存在しない場合には白レベルの表示がなされる。そし
て、各ビーム毎にこのような処理がなされるので、アレ
イ探触子10による超音波ビームB1〜B121 のX軸方
向の電子走査およびこのアレイ探触子10をY軸方向に
移動させる機械的走査により、被検材のある深さの平面
断面における全体の欠陥の有無等が表示装置に平面的に
明瞭に表示されることになる。
に入力され、そのピーク値が検出される。検出されたピ
ーク値はA/D変換器によりデイジタル値に変換された
後、画像処理装置に入力される。画像処理装置では当該
ピーク値が設定された閾値を越える値であるか否かを判
断し、超える場合は例えば低レベル信号、閾値以下の場
合は高レベル信号を表示装置に出力する。これにより表
示装置には、例えば欠陥が存在する場合には黒レベル、
存在しない場合には白レベルの表示がなされる。そし
て、各ビーム毎にこのような処理がなされるので、アレ
イ探触子10による超音波ビームB1〜B121 のX軸方
向の電子走査およびこのアレイ探触子10をY軸方向に
移動させる機械的走査により、被検材のある深さの平面
断面における全体の欠陥の有無等が表示装置に平面的に
明瞭に表示されることになる。
上記従来の超音波検査装置は、上述のように、極めて明
確に被検材の欠陥の有無を検査することができる。とこ
ろで、上記超音波検査装置により多量の被検材の検査を
行なう場合、その検査速度をさらに速くしたいという強
い要望が提出されているが、当該超音波検査装置の検査
速度は1回の電子走査に要する時間、即ち、(超音波ビ
ームの本数)×(スイツチング速度)により制約され
る。ここで、スイツチング速度は通常アレイ振動子を励
振するパルサと繰返し速度(周波数)に等しくされてい
る。したがつて、上記時間の短縮は望めず、被検材のX
軸方向(電子走査方向)の検査範囲が大きければ超音波
ビームの本数も増大し、検査時間も必然的に増大すると
いう問題があつた。
確に被検材の欠陥の有無を検査することができる。とこ
ろで、上記超音波検査装置により多量の被検材の検査を
行なう場合、その検査速度をさらに速くしたいという強
い要望が提出されているが、当該超音波検査装置の検査
速度は1回の電子走査に要する時間、即ち、(超音波ビ
ームの本数)×(スイツチング速度)により制約され
る。ここで、スイツチング速度は通常アレイ振動子を励
振するパルサと繰返し速度(周波数)に等しくされてい
る。したがつて、上記時間の短縮は望めず、被検材のX
軸方向(電子走査方向)の検査範囲が大きければ超音波
ビームの本数も増大し、検査時間も必然的に増大すると
いう問題があつた。
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
電子走査時間、ひいては被検材の検査時間を大幅に短縮
することができる超音波検査装置を提供するにある。
電子走査時間、ひいては被検材の検査時間を大幅に短縮
することができる超音波検査装置を提供するにある。
上記の目的を達成するため、本発明者は、まず、アレイ
振動子を複数個ずつに区分し、これら各区分毎に従来装
置と同じ制御回路を接続することを考えた。しかしなが
ら、超音波ビームの形成に複数個のアレイ振動子が使用
されるので、必然的に、隣接する区分間で超音波ビーム
が欠落するという問題が生じる。本発明者は、さらに検
討を重ねた結果、上記のような超音波ビームの欠落を生
じず、しかも電子走査時間を大幅に短縮する手段を発明
した。即ち、本発明は、列状に配置された多数のアレイ
振動子より成るアレイ探触子と、前記アレイ振動子の複
数に遅延パルスを印加してこれらアレイ振動子を一組と
して励振させるパルサと、前記一組のアレイ振動子によ
る超音波ビームの反射波信号を一組として受信するレシ
ーバとを備え、前記アレイ振動子の励振を順次シフトし
て超音波ビームによる走査を行なう超音波検査装置にお
いて、前記アレイ振動子の列を複数の領域と、隣接する
前記領域間に重なる中間部とに区分するとともに、前記
各領域に属するアレイ振動子の前記励振する一組を選択
シフトする領域選択手段と、前記各領域とこれに重なる
中間部に属するアレイ振動子であって同時に励振されな
いレシーバに接続される入力端子およびこれら入力端子
の入力信号を出力する1つの出力端子より成る入出力部
と、前記中間部に属するアレイ振動子のレシーバを隣接
するいずれかの領域に属させるための領域変更手段とを
設けたことを特徴とする。
振動子を複数個ずつに区分し、これら各区分毎に従来装
置と同じ制御回路を接続することを考えた。しかしなが
ら、超音波ビームの形成に複数個のアレイ振動子が使用
されるので、必然的に、隣接する区分間で超音波ビーム
が欠落するという問題が生じる。本発明者は、さらに検
討を重ねた結果、上記のような超音波ビームの欠落を生
じず、しかも電子走査時間を大幅に短縮する手段を発明
した。即ち、本発明は、列状に配置された多数のアレイ
振動子より成るアレイ探触子と、前記アレイ振動子の複
数に遅延パルスを印加してこれらアレイ振動子を一組と
して励振させるパルサと、前記一組のアレイ振動子によ
る超音波ビームの反射波信号を一組として受信するレシ
ーバとを備え、前記アレイ振動子の励振を順次シフトし
て超音波ビームによる走査を行なう超音波検査装置にお
いて、前記アレイ振動子の列を複数の領域と、隣接する
前記領域間に重なる中間部とに区分するとともに、前記
各領域に属するアレイ振動子の前記励振する一組を選択
シフトする領域選択手段と、前記各領域とこれに重なる
中間部に属するアレイ振動子であって同時に励振されな
いレシーバに接続される入力端子およびこれら入力端子
の入力信号を出力する1つの出力端子より成る入出力部
と、前記中間部に属するアレイ振動子のレシーバを隣接
するいずれかの領域に属させるための領域変更手段とを
設けたことを特徴とする。
[作用] 多数個配列されたアレイ振動子列に対して、複数の領
域、および隣接する領域間に重複する中間部が定められ
る。これにより、各アレイ振動子およびこれに接続され
るパルサとレシーバはいずれかの領域、又はいずれかの
領域と中間部とに重なって属することとなる。領域選択
手段により、各領域の最初の一組のアレイ振動子が遅延
をもって励振され、このアレイ振動子の励振が順次シフ
トされる。アレイ振動子の励振により超音波ビームが放
射され、その反射波がレシーバで受信され、この受信信
号は入出力部の入力端子に入力され、出力端子から出力
される。各領域に対応する入出力部の出力信号を処理す
ることにより、被検材の超音波像が得られる。上記の動
作中、中間部に属するアレイ振動子のレシーバの信号
は、領域変更手段により、重なっている領域のいずれか
一方から他方へ所定の時点で属せしめられ、これによ
り、領域間の信号の欠落が防止される。
域、および隣接する領域間に重複する中間部が定められ
る。これにより、各アレイ振動子およびこれに接続され
るパルサとレシーバはいずれかの領域、又はいずれかの
領域と中間部とに重なって属することとなる。領域選択
手段により、各領域の最初の一組のアレイ振動子が遅延
をもって励振され、このアレイ振動子の励振が順次シフ
トされる。アレイ振動子の励振により超音波ビームが放
射され、その反射波がレシーバで受信され、この受信信
号は入出力部の入力端子に入力され、出力端子から出力
される。各領域に対応する入出力部の出力信号を処理す
ることにより、被検材の超音波像が得られる。上記の動
作中、中間部に属するアレイ振動子のレシーバの信号
は、領域変更手段により、重なっている領域のいずれか
一方から他方へ所定の時点で属せしめられ、これによ
り、領域間の信号の欠落が防止される。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明の実施例に係る超音波検査装置のブロツ
ク図、第2図は第1図に示す実施例で用いられるアレイ
振動子の励振方法の概念を説明するアレイ振動子の配列
図である。本実施例においても、さきに挙げた例と同じ
く、アレイ振動子数128、アレイ振動子ピツチ1m
m、同時励振アレイ振動子数8、超音波ビーム本数12
1の場合について説明する。
ク図、第2図は第1図に示す実施例で用いられるアレイ
振動子の励振方法の概念を説明するアレイ振動子の配列
図である。本実施例においても、さきに挙げた例と同じ
く、アレイ振動子数128、アレイ振動子ピツチ1m
m、同時励振アレイ振動子数8、超音波ビーム本数12
1の場合について説明する。
最初、第2図により本実施例の励振方法の概念を説明す
る。第2図で、10はアレイ探触子、101〜10128
はアレイ振動子で、これらは従来のものと同じである。
25は本実施例の制御回路であり、その構成は第1図に
示されている。本実施例では、アレイ振動子励振の場
合、128個のアレイ振動子を4つの領域K1,K2,
K3,K4に区分する。K12,K23,K34は各領域が重
なる境界部を示す。即ち、各領域K1〜K4は一部にお
いてアレイ振動子を共有して設定されている。そして、
これら境界部K12,K23,K34のアレイ振動子を電子走
査期間中の所定期間、隣接する一方の領域に属させ、
又、他の期間には他方の領域に属させて励振するように
したものである。
る。第2図で、10はアレイ探触子、101〜10128
はアレイ振動子で、これらは従来のものと同じである。
25は本実施例の制御回路であり、その構成は第1図に
示されている。本実施例では、アレイ振動子励振の場
合、128個のアレイ振動子を4つの領域K1,K2,
K3,K4に区分する。K12,K23,K34は各領域が重
なる境界部を示す。即ち、各領域K1〜K4は一部にお
いてアレイ振動子を共有して設定されている。そして、
これら境界部K12,K23,K34のアレイ振動子を電子走
査期間中の所定期間、隣接する一方の領域に属させ、
又、他の期間には他方の領域に属させて励振するように
したものである。
さらに具体的に述べると、領域K1はアレイ振動子10
1〜1040で、領域K2はアレイ振動子1033〜1072
で、領域K3はアレイ振動子1065〜10104 で、領域K
4はアレイ振動子1097〜10128 でそれぞれ構成さ
れ、又、境界部K12はアレイ振動子1033〜1040で、
境界部K23はアレイ振動子1065〜1072で、境界部K
34はアレイ振動子1097〜10104 でそれぞれ構成され
る。電子走査において境界部K12,K23,K34はそれぞ
れ最初に領域K2,K3,K4に属せしめられて超音波
ビームの形成に関与し、その後はそれぞれ領域K1,K
2,K3に属せしめられて超音波ビームの形成に関与す
る。即ち、電子走査は、最初、領域K1のビームB1、
領域K2に属せしめられた境界部K12のビームB33、領
域K3に属せしめられた境界部K23のビームB65および
領域K4に属せしめられた境界部K34のビームB97によ
り同時に開始される。
1〜1040で、領域K2はアレイ振動子1033〜1072
で、領域K3はアレイ振動子1065〜10104 で、領域K
4はアレイ振動子1097〜10128 でそれぞれ構成さ
れ、又、境界部K12はアレイ振動子1033〜1040で、
境界部K23はアレイ振動子1065〜1072で、境界部K
34はアレイ振動子1097〜10104 でそれぞれ構成され
る。電子走査において境界部K12,K23,K34はそれぞ
れ最初に領域K2,K3,K4に属せしめられて超音波
ビームの形成に関与し、その後はそれぞれ領域K1,K
2,K3に属せしめられて超音波ビームの形成に関与す
る。即ち、電子走査は、最初、領域K1のビームB1、
領域K2に属せしめられた境界部K12のビームB33、領
域K3に属せしめられた境界部K23のビームB65および
領域K4に属せしめられた境界部K34のビームB97によ
り同時に開始される。
電子走査が第2図に示す矢印方向に進行し、境界部
K12,K23,K34のアレイ振動子の超音波ビーム形成へ
の関与が終了すると、その後適宜の時期に、境界部K12
は領域K1に、境界部K23は領域K2に、境界部K34は
領域K3に属せしめられる。そして、それら境界部アレ
イ振動子はそれらが属する領域のアレイ振動子ととも
に、継続している電子走査の超音波ビームの形成に関与
する。そして、電子走査は、領域K1のアレイ振動子1
032から境界部K12のアレイ振動子の1039の8個で形
成される超音波ビームB32、同じく領域K2と境界部K
23のアレイ振動子1064〜1071で形成される超音波ビ
ームB64、領域K3と境界部K34のアレイ振動子1096
〜10103 で形成される超音波ビームB96、および領域
K4のアレイ振動子10121 〜10128 で形成される超
音波ビームB121 の放射により終了する。このため、ア
レイ探触子を単純に4つに区分したときに隣接区分間に
生じる超音波ビームの欠落はなくなる。以下、このよう
な電子走査を行なう構成を説明する。
K12,K23,K34のアレイ振動子の超音波ビーム形成へ
の関与が終了すると、その後適宜の時期に、境界部K12
は領域K1に、境界部K23は領域K2に、境界部K34は
領域K3に属せしめられる。そして、それら境界部アレ
イ振動子はそれらが属する領域のアレイ振動子ととも
に、継続している電子走査の超音波ビームの形成に関与
する。そして、電子走査は、領域K1のアレイ振動子1
032から境界部K12のアレイ振動子の1039の8個で形
成される超音波ビームB32、同じく領域K2と境界部K
23のアレイ振動子1064〜1071で形成される超音波ビ
ームB64、領域K3と境界部K34のアレイ振動子1096
〜10103 で形成される超音波ビームB96、および領域
K4のアレイ振動子10121 〜10128 で形成される超
音波ビームB121 の放射により終了する。このため、ア
レイ探触子を単純に4つに区分したときに隣接区分間に
生じる超音波ビームの欠落はなくなる。以下、このよう
な電子走査を行なう構成を説明する。
第1図に示すブロツク図で、第9図に示すものと同一部
分には同一符号を付して説明を省略する。25は本実施
例の制御回路を示す。26はマイクロプロセツサ、27
は送受信回路、28はシフトレジスタ回路である。これ
らはそれぞれ第9図に示す従来装置のマイクロプロセツ
サ12、送受信回路16およびシフトレジスタ回路17
とほぼ同一構成を有するが、アレイ探触子10の前記区
分に応じた動作を行なう点で相違する。さらに、マイク
ロプロセツサ26は当該区分の制御の他に、後述するス
イツチング素子の制御を行なう点でも相違する。29は
加算器・スイツチ回路であり、その構成は後述する。1
9K1〜19K4はマトリクス回路、20K1〜20K
4は波形加算回路であり、これらは第9図に示すマトリ
クス回路19、波形加算回路20と同一機能を有する。
分には同一符号を付して説明を省略する。25は本実施
例の制御回路を示す。26はマイクロプロセツサ、27
は送受信回路、28はシフトレジスタ回路である。これ
らはそれぞれ第9図に示す従来装置のマイクロプロセツ
サ12、送受信回路16およびシフトレジスタ回路17
とほぼ同一構成を有するが、アレイ探触子10の前記区
分に応じた動作を行なう点で相違する。さらに、マイク
ロプロセツサ26は当該区分の制御の他に、後述するス
イツチング素子の制御を行なう点でも相違する。29は
加算器・スイツチ回路であり、その構成は後述する。1
9K1〜19K4はマトリクス回路、20K1〜20K
4は波形加算回路であり、これらは第9図に示すマトリ
クス回路19、波形加算回路20と同一機能を有する。
第3図(a)は第1図に示す加算器・スイツチ回路の回
路図である。図で、1〜128は加算器・スイツチ回路
29の入力端子の番号、W11〜W48は加算器、Sはスイ
ツチを示す。アレイ探触子10に対応して、加算器・ス
イツチ回路29も図示のようにブロツクK1′〜K4′
および中間部K12′,K23′,K34′に区分されてい
る。即ち、ブロツクK1′は加算器W11〜W18より成
り、これら加算器W11〜W18に対して第1番〜第32番
の入力端子が図示の配分で接続されている。さらに、各
加算器W11〜W18には、上記各入力端子とともにスイツ
チSの一方の切換端子が接続されている。他の各ブロツ
クK2′〜K4′も同様の構成を有する。又、中間部K
12′は第33番〜第40番の入力端子より成りこれらは
それぞれスイツチSに接続されている。他の各中間部K
23′,K34′も同様の構成を有する。すべてのスイツチ
Sはマイクロプロセツサ26の指令により連動して切換
えられるように構成されており、その切換により中間部
を構成する入力端子をどちのブロツクの加算器の入力端
子として所属させるかが選択される。
路図である。図で、1〜128は加算器・スイツチ回路
29の入力端子の番号、W11〜W48は加算器、Sはスイ
ツチを示す。アレイ探触子10に対応して、加算器・ス
イツチ回路29も図示のようにブロツクK1′〜K4′
および中間部K12′,K23′,K34′に区分されてい
る。即ち、ブロツクK1′は加算器W11〜W18より成
り、これら加算器W11〜W18に対して第1番〜第32番
の入力端子が図示の配分で接続されている。さらに、各
加算器W11〜W18には、上記各入力端子とともにスイツ
チSの一方の切換端子が接続されている。他の各ブロツ
クK2′〜K4′も同様の構成を有する。又、中間部K
12′は第33番〜第40番の入力端子より成りこれらは
それぞれスイツチSに接続されている。他の各中間部K
23′,K34′も同様の構成を有する。すべてのスイツチ
Sはマイクロプロセツサ26の指令により連動して切換
えられるように構成されており、その切換により中間部
を構成する入力端子をどちのブロツクの加算器の入力端
子として所属させるかが選択される。
次に、本実施例の動作を第3図(a)〜(d)に示す加
算器・スイツチ回路29の回路図を参照しながら説明す
る。最初、加算器・スイツチ回路29のスイツチSは第
3図(a)に示す位置に切換えられる。したがつて、中
間部K12′,K23′,K34′はそれぞれブロツク
K2′,K3′,K4′に所属せしめられる。分配器1
5から遅延パルスが出力されるまでの動作は従来装置と
同じである。本実施例においては、マイクロプロセツサ
26の指令により、シフトレジスタ回路28の第1番〜
第8番、第33番〜第40番、第65番〜第72番およ
び第97番〜第104番の出力端子から信号が出力され
る。以後、シフトレジスタ回路28の出力端子は1つず
つ順次シフトされてゆく。即ち、シフトレジスタ回路2
8の出力端子は、第1番〜第32番、第33番〜第64
番、第65番〜第96番および第97番〜第128番の
4つに区分され、各区分毎に同時に8つの出力端子から
信号が出力され,かつ、それらの出力端子のシフトが行
なわれる。シフトレジスタ回路28によるアレイ振動子
に対する領域の区分は、一旦電子走査の方向が決定され
ると変更されることはなく、この点、第2図に示す励振
の場合の領域の区分とは異なることになる。シフトレジ
スタ回路28は第1番〜第8番、第33番〜第40番、
第65番〜第72番、第97番〜第104番の出力端子
からの信号により、送受信回路27の対応するパルサ回
路がトリガされ、対応するアレイ振動子が励振される。
又、対応するレシーバ回路が作動状態となる。したがつ
て、アレイ探触子10からは4つの超音波ビームB1,
B33,B65,B97が放射され、それら超音波ビーム
B1,B33,B65,B97の反射波は励振されたアレイ振
動子に入射され、反射波信号となつて作動状態にあるレ
シーバ回路に入力される。
算器・スイツチ回路29の回路図を参照しながら説明す
る。最初、加算器・スイツチ回路29のスイツチSは第
3図(a)に示す位置に切換えられる。したがつて、中
間部K12′,K23′,K34′はそれぞれブロツク
K2′,K3′,K4′に所属せしめられる。分配器1
5から遅延パルスが出力されるまでの動作は従来装置と
同じである。本実施例においては、マイクロプロセツサ
26の指令により、シフトレジスタ回路28の第1番〜
第8番、第33番〜第40番、第65番〜第72番およ
び第97番〜第104番の出力端子から信号が出力され
る。以後、シフトレジスタ回路28の出力端子は1つず
つ順次シフトされてゆく。即ち、シフトレジスタ回路2
8の出力端子は、第1番〜第32番、第33番〜第64
番、第65番〜第96番および第97番〜第128番の
4つに区分され、各区分毎に同時に8つの出力端子から
信号が出力され,かつ、それらの出力端子のシフトが行
なわれる。シフトレジスタ回路28によるアレイ振動子
に対する領域の区分は、一旦電子走査の方向が決定され
ると変更されることはなく、この点、第2図に示す励振
の場合の領域の区分とは異なることになる。シフトレジ
スタ回路28は第1番〜第8番、第33番〜第40番、
第65番〜第72番、第97番〜第104番の出力端子
からの信号により、送受信回路27の対応するパルサ回
路がトリガされ、対応するアレイ振動子が励振される。
又、対応するレシーバ回路が作動状態となる。したがつ
て、アレイ探触子10からは4つの超音波ビームB1,
B33,B65,B97が放射され、それら超音波ビーム
B1,B33,B65,B97の反射波は励振されたアレイ振
動子に入射され、反射波信号となつて作動状態にあるレ
シーバ回路に入力される。
レシーバ回路から出力される反射波信号は加算器・スイ
ツチ回路29に入力される。この場合、反射波信号が入
力される加算器・スイツチ回路29の入力端子は励振さ
れたアレイ振動子、作動状態にあるレシーバ回路に対応
するものであり、第3図(a)にその入力端子番号が四
角で囲んで示されている。これら入力端子に入力された
反射波信号は、対応する加算器の他の入力端子に入力が
ないので、そのまま加算器の信号として出力される。即
ち、加算器W11〜W18からは第1番〜第8番の入力端子
の入力信号が、加算器W21〜W28からは第33番〜第4
0番の入力端子の入力信号が、加算器W31〜W38からは
第65番〜第72番の入力端子の入力信号が、又、加算
器W41〜W48からは第97番〜第104番の入力端子の
入力信号が、そのまま出力される。
ツチ回路29に入力される。この場合、反射波信号が入
力される加算器・スイツチ回路29の入力端子は励振さ
れたアレイ振動子、作動状態にあるレシーバ回路に対応
するものであり、第3図(a)にその入力端子番号が四
角で囲んで示されている。これら入力端子に入力された
反射波信号は、対応する加算器の他の入力端子に入力が
ないので、そのまま加算器の信号として出力される。即
ち、加算器W11〜W18からは第1番〜第8番の入力端子
の入力信号が、加算器W21〜W28からは第33番〜第4
0番の入力端子の入力信号が、加算器W31〜W38からは
第65番〜第72番の入力端子の入力信号が、又、加算
器W41〜W48からは第97番〜第104番の入力端子の
入力信号が、そのまま出力される。
加算器W11〜W18の出力信号、即ちブロツクK1′の8
つの出力信号はマトリクス回路19K1を経て波形加算
回路20K1に入力され、図示されない遅延回路により
入力された8つの反射波信号の位相が揃えられた後、加
算器によりそれら反射波信号が加算される。この動作は
従来装置のマトリクス回路19、波形加算回路20の動
作と同じである。ブロツクK2′〜K4′から出力され
る各8つの反射波信号も同様にしてマトリクス回路19
K2〜19K4、波形加算回路20K2〜20K4によ
り処理される。この結果、超音波ビームB1,B33,B
65,B97の反射波信号に基づく被検材の4つの位置の欠
陥の有無が例えば画像処理装置の表示装置に同時に表示
される。
つの出力信号はマトリクス回路19K1を経て波形加算
回路20K1に入力され、図示されない遅延回路により
入力された8つの反射波信号の位相が揃えられた後、加
算器によりそれら反射波信号が加算される。この動作は
従来装置のマトリクス回路19、波形加算回路20の動
作と同じである。ブロツクK2′〜K4′から出力され
る各8つの反射波信号も同様にしてマトリクス回路19
K2〜19K4、波形加算回路20K2〜20K4によ
り処理される。この結果、超音波ビームB1,B33,B
65,B97の反射波信号に基づく被検材の4つの位置の欠
陥の有無が例えば画像処理装置の表示装置に同時に表示
される。
次に、シフトレジスタ回路28において、その出力端子
が1つずつずらされ、第2〜9番、第34〜41番、第
66〜73番および第98〜105番の出力端子から信
号が出力されると、アレイ探触子10からは超音波ビー
ムB2,B34,B66,B98が放射され、それらの反射波
信号は、第3図(b)に示すように加算器・スイツチ回
路29の四角で囲まれた入力端子に入力される。以後の
処理は超音波ビームB1〜B97の反射波信号の処理と同
じである。これにより、被検材の前記4つの位置からそ
れぞれ1ピツチずれた次の位置の超音波像が表示され
る。
が1つずつずらされ、第2〜9番、第34〜41番、第
66〜73番および第98〜105番の出力端子から信
号が出力されると、アレイ探触子10からは超音波ビー
ムB2,B34,B66,B98が放射され、それらの反射波
信号は、第3図(b)に示すように加算器・スイツチ回
路29の四角で囲まれた入力端子に入力される。以後の
処理は超音波ビームB1〜B97の反射波信号の処理と同
じである。これにより、被検材の前記4つの位置からそ
れぞれ1ピツチずれた次の位置の超音波像が表示され
る。
このように、順次第2図矢印方向に超音波ビームの電子
走査が進行し、超音波ビームB8,B40,B72,B104
までの走査が終了すると、マイクロプロセツサ26の指
令により加算器・スイツチ回路29の各スイツチSはす
べて反対側に切換えられる。これにより、第3図(a)
に示す中間部K12′,K23′、K34′の各アレイ振動子
はそれぞれ、ブロツクK1′,K2′,K3′に所属が
変更される。そして、この切換えの間も電子走査は継続
されている。
走査が進行し、超音波ビームB8,B40,B72,B104
までの走査が終了すると、マイクロプロセツサ26の指
令により加算器・スイツチ回路29の各スイツチSはす
べて反対側に切換えられる。これにより、第3図(a)
に示す中間部K12′,K23′、K34′の各アレイ振動子
はそれぞれ、ブロツクK1′,K2′,K3′に所属が
変更される。そして、この切換えの間も電子走査は継続
されている。
電子走査が超音波ビームB26,B58,B90(ブロツクK
4′における走査は前段の超音波ビームB121 で終了し
ている)に達すると、それらの反射波信号は第3図
(c)に示すように加算器・スイツチ回路29の四角で
囲まれた入力端子に入力される。この場合、中間部
K12′,K23′,K34′の入力端子第33番、第65
番,第97番が再び反射波信号の入力に関与してくる。
以下、同様の処理が行なわれる。このようにして継続さ
れる電子走査は、超音波ビームB32,B64,B96の放射
により終了する。このとき、それらの反射波信号は第3
図(d)に示すように加算器・スイツチ回路29の四角
で囲まれた入力端子に入力され、以下前述と同様の処理
がなされる。これにより、1ラインの電子走査が終了す
る。
4′における走査は前段の超音波ビームB121 で終了し
ている)に達すると、それらの反射波信号は第3図
(c)に示すように加算器・スイツチ回路29の四角で
囲まれた入力端子に入力される。この場合、中間部
K12′,K23′,K34′の入力端子第33番、第65
番,第97番が再び反射波信号の入力に関与してくる。
以下、同様の処理が行なわれる。このようにして継続さ
れる電子走査は、超音波ビームB32,B64,B96の放射
により終了する。このとき、それらの反射波信号は第3
図(d)に示すように加算器・スイツチ回路29の四角
で囲まれた入力端子に入力され、以下前述と同様の処理
がなされる。これにより、1ラインの電子走査が終了す
る。
このように、本実施例では、シフトレジスタ回路により
アレイ振動子を4つに区分し、各区分毎に8つの連続す
るアレー振動子を順次1つずつずらしながら励振して超
音波ビームを移動させるようにし、一方、その反射波信
号を入力する加算器・スイツチ回路の入力端子を4つの
ブロツクと3つの中間部に区分し、中間部の入力端子に
スイツチを接続してそれら中間部の各入力端子を隣接す
るいずれのブロツクにも選択的に接続できるようにした
ので、アレイ振動子の前記4つの区分間における超音波
ビームの欠落なしに、電子走査の速度を従来の同一アレ
イ振動子数のものに比べて1/4に短縮することがで
き、検査時間を著るしく短縮することができる。又、ア
レイ振動子を4つに区分したにもかかわらず、パルサ回
路に所定の遅延を与えるマトリクス回路の変更は要しな
い。さらに、加算器・スイツチ回路におけるスイツチは
24個設けられるが、すべてのスイツチが同時に同一切
換え動作を行なうので、マイクロプロセツサの負担は極
めて小さい。
アレイ振動子を4つに区分し、各区分毎に8つの連続す
るアレー振動子を順次1つずつずらしながら励振して超
音波ビームを移動させるようにし、一方、その反射波信
号を入力する加算器・スイツチ回路の入力端子を4つの
ブロツクと3つの中間部に区分し、中間部の入力端子に
スイツチを接続してそれら中間部の各入力端子を隣接す
るいずれのブロツクにも選択的に接続できるようにした
ので、アレイ振動子の前記4つの区分間における超音波
ビームの欠落なしに、電子走査の速度を従来の同一アレ
イ振動子数のものに比べて1/4に短縮することがで
き、検査時間を著るしく短縮することができる。又、ア
レイ振動子を4つに区分したにもかかわらず、パルサ回
路に所定の遅延を与えるマトリクス回路の変更は要しな
い。さらに、加算器・スイツチ回路におけるスイツチは
24個設けられるが、すべてのスイツチが同時に同一切
換え動作を行なうので、マイクロプロセツサの負担は極
めて小さい。
なお、上記実施例の説明では、アレイ探触子としてアレ
イ振動子を直線状に一列に配列した構成を例示して説明
したが、これに限ることはなく複数列構成することもで
きる。その場合、制御回路は各例に備えてもよいし、
又、シフトレジスタ回路、および加算器・スイツチ回路
以下の回路構成を変更してもよい。又、被検材が曲面で
ある場合、もしくは被検材の検査対象部位が曲面上にあ
る場合には、アレイ振動子は直線でなく当該曲面に沿つ
た配列とすることができる。この場合、当該曲面が単純
な曲面であれば、アレイ振動子の配列は直線状とし、マ
イクロプロセツサにより遅延時間の設定を当該曲面に応
じて変更してやればよい。さらに、加算器・スイツチ回
路におけるスイツチは当然電子スイツチング素子が用い
られ、その切換えは、各中間部の入力端子の最後の入力
端子への入力が終了したときから次に最初の入力端子へ
の入力がある前までの間に実行されればよい。さらに
又、加算器・スイツチ回路において、加算器を使用する
例を述べたが、これはインピーダンス整合を考慮して使
用されたものであり、それを考慮する必要がない場合に
は第11図に示す単純な接続としてもよい。それ故、上
記実施例における加算器・スイツチ回路は、実質的に
は、各レシーバからの信号を入力して出力する、単なる
入出力部である。又、アレイ探触子の区分数(同時ビー
ム数)、アレイ振動子総数、および超音波ビームに関与
するアレイ振動子数(同時励振振動子数)は任意に選択
することができる。これらの数、およびこれらの数に基
づく種々の数を第4図に示す。
イ振動子を直線状に一列に配列した構成を例示して説明
したが、これに限ることはなく複数列構成することもで
きる。その場合、制御回路は各例に備えてもよいし、
又、シフトレジスタ回路、および加算器・スイツチ回路
以下の回路構成を変更してもよい。又、被検材が曲面で
ある場合、もしくは被検材の検査対象部位が曲面上にあ
る場合には、アレイ振動子は直線でなく当該曲面に沿つ
た配列とすることができる。この場合、当該曲面が単純
な曲面であれば、アレイ振動子の配列は直線状とし、マ
イクロプロセツサにより遅延時間の設定を当該曲面に応
じて変更してやればよい。さらに、加算器・スイツチ回
路におけるスイツチは当然電子スイツチング素子が用い
られ、その切換えは、各中間部の入力端子の最後の入力
端子への入力が終了したときから次に最初の入力端子へ
の入力がある前までの間に実行されればよい。さらに
又、加算器・スイツチ回路において、加算器を使用する
例を述べたが、これはインピーダンス整合を考慮して使
用されたものであり、それを考慮する必要がない場合に
は第11図に示す単純な接続としてもよい。それ故、上
記実施例における加算器・スイツチ回路は、実質的に
は、各レシーバからの信号を入力して出力する、単なる
入出力部である。又、アレイ探触子の区分数(同時ビー
ム数)、アレイ振動子総数、および超音波ビームに関与
するアレイ振動子数(同時励振振動子数)は任意に選択
することができる。これらの数、およびこれらの数に基
づく種々の数を第4図に示す。
以上述べたように、本発明は、アレイ振動子を複数領域
に区分し、又、入出力部の入力端子を前記領域に対応す
るブロツクおよび前記領域の境界部分に対応する中間部
に区分し、この中間部の各入力端子を切換手段により隣
接するいずれのブロツクにも属することができるように
したので、超音波ビームによる電子走査時間を大幅に短
縮することができ、ひいては検査速度を大幅に向上せし
めることができる。
に区分し、又、入出力部の入力端子を前記領域に対応す
るブロツクおよび前記領域の境界部分に対応する中間部
に区分し、この中間部の各入力端子を切換手段により隣
接するいずれのブロツクにも属することができるように
したので、超音波ビームによる電子走査時間を大幅に短
縮することができ、ひいては検査速度を大幅に向上せし
めることができる。
第1図は本発明の実施例に係る超音波検査装置の制御装
置のブロツク図、第2図はアレイ振動子の配列図、第3
図(a),(b),(c),(d)は第1図に示す加算
器・スイツチ回路の回路図、第4図は各種データを示す
図、第5図は従来の超音波検査装置のスキヤナ部の斜視
図、第6図(a),(b)はアレイ探触子の平面図およ
び側面図、第7図(a),(b)はアレイ探触子の機能
の説明図、第8図はアレイ振動子の配列図、第9図は第
8図に示す制御部のブロツク図、第10図,第11図お
よび第12図は第9図に示すマトリクス回路、分配器、
送受信回路の回路図である。 10……アレイ探触子、101〜10128 ……アレイ振
動子、13……送信遅延回路、14,19K1〜19K
4……マトリクス回路、15……分配器、20K1〜2
0K4……波形加算回路、26……マイクロプロセツ
サ、27……送受信回路、28……シフトレジスタ回
路、29……加算器・スイツチ回路、B1〜B121 ……
超音波ビーム
置のブロツク図、第2図はアレイ振動子の配列図、第3
図(a),(b),(c),(d)は第1図に示す加算
器・スイツチ回路の回路図、第4図は各種データを示す
図、第5図は従来の超音波検査装置のスキヤナ部の斜視
図、第6図(a),(b)はアレイ探触子の平面図およ
び側面図、第7図(a),(b)はアレイ探触子の機能
の説明図、第8図はアレイ振動子の配列図、第9図は第
8図に示す制御部のブロツク図、第10図,第11図お
よび第12図は第9図に示すマトリクス回路、分配器、
送受信回路の回路図である。 10……アレイ探触子、101〜10128 ……アレイ振
動子、13……送信遅延回路、14,19K1〜19K
4……マトリクス回路、15……分配器、20K1〜2
0K4……波形加算回路、26……マイクロプロセツ
サ、27……送受信回路、28……シフトレジスタ回
路、29……加算器・スイツチ回路、B1〜B121 ……
超音波ビーム
Claims (3)
- 【請求項1】列状に配置された多数のアレイ振動子より
成るアレイ探触子と、前記アレイ振動子の複数に遅延パ
ルスを印加してこれらアレイ振動子を一組として励振さ
せるパルサと、前記一組のアレイ振動子による超音波ビ
ームの反射波信号を一組として受信するレシーバとを備
え、前記アレイ振動子の励振を順次シフトして超音波ビ
ームによる走査を行なう超音波検査装置において、前記
アレイ振動子の列に対して複数の領域と、隣接する前記
領域間に重なる中間部とを定めるとともに、前記各領域
に属するアレイ振動子の前記励振する一組を選択シフト
する領域選択手段と、前記各領域とこれに重なる中間部
に属するアレイ振動子であって同時に励振されないレシ
ーバに接続される入力端子およびこれら入力端子の入力
信号を出力する1つの出力端子より成る入出力部と、前
記中間部に属するアレイ振動子のレシーバを隣接するい
ずれかの領域に属させるための領域変更手段とを設けた
ことを特徴とする超音波検査装置。 - 【請求項2】請求項(1)において、前記領域選択手段
は、シフトレジスタで構成されていることを特徴とする
超音波検査装置。 - 【請求項3】請求項(1)において、前記領域変更手段
は、前記中間部に属するアレイ振動子のレシーバを隣接
する領域の前記入出力手段のいずれか一方に選択的に切
り換えるスイッチング手段であることを特徴とする超音
波検査装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63220458A JPH0623742B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 超音波検査装置 |
PCT/JP1989/000913 WO1990002945A1 (en) | 1988-09-05 | 1989-09-05 | Ultrasonic wave inspecting apparatus |
DE68928953T DE68928953D1 (de) | 1988-09-05 | 1989-09-05 | Inspektionsvorrichtung mit ultraschallwellen |
EP89909860A EP0396761B1 (en) | 1988-09-05 | 1989-09-05 | Ultrasonic wave inspecting apparatus |
US07/476,429 US5117697A (en) | 1988-09-05 | 1989-09-05 | Ultrasonic flaw detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63220458A JPH0623742B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 超音波検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0269654A JPH0269654A (ja) | 1990-03-08 |
JPH0623742B2 true JPH0623742B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=16751434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63220458A Expired - Lifetime JPH0623742B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | 超音波検査装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5117697A (ja) |
EP (1) | EP0396761B1 (ja) |
JP (1) | JPH0623742B2 (ja) |
DE (1) | DE68928953D1 (ja) |
WO (1) | WO1990002945A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019039902A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | リニアスキャン超音波探傷装置およびリニアスキャン超音波探傷方法 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0709673A1 (fr) * | 1994-10-25 | 1996-05-01 | Laboratoires D'electronique Philips | Dispositif de contrÔle non destructif d'objets tubulaires creux par ultrasons |
US6981418B1 (en) * | 2002-02-08 | 2006-01-03 | Metscan Technologies, Llc | Scanning acoustic microscopy |
US7131333B2 (en) * | 2002-07-16 | 2006-11-07 | Sonix, Inc. | Pulse echo ultrasonic test chamber for tray production system |
US7181969B2 (en) * | 2002-07-16 | 2007-02-27 | Sonix, Inc. | Ultrasonic test chamber for tray production system and the like |
US7013732B2 (en) * | 2003-02-19 | 2006-03-21 | Sonix, Inc. | Method and apparatus for temperature-controlled ultrasonic inspection |
US7661315B2 (en) * | 2004-05-24 | 2010-02-16 | Sonix, Inc. | Method and apparatus for ultrasonic scanning of a fabrication wafer |
US7917317B2 (en) * | 2006-07-07 | 2011-03-29 | Sonix, Inc. | Ultrasonic inspection using acoustic modeling |
US10295665B2 (en) * | 2008-11-11 | 2019-05-21 | Koninklijke Philips, N.V. | Configurable microbeamformer circuit for an ultrasonic diagnostic imaging system |
JP2014083281A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Seiko Epson Corp | 超音波測定装置、ヘッドユニット、プローブ及び診断装置 |
JP6121800B2 (ja) * | 2013-05-29 | 2017-04-26 | 株式会社東芝 | 超音波探傷装置、方法及びプログラム |
JP2019203722A (ja) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 超音波探傷の方法、システム、プログラム及び記憶媒体 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2629942A1 (de) * | 1976-07-02 | 1978-01-05 | Siemens Ag | Nach dem impuls-echoverfahren arbeitendes ultraschall-bildgeraet |
JPS58143265A (ja) * | 1982-02-20 | 1983-08-25 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 配列型超音波探触子の制御法 |
JPS5995262A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-01 | Otsuka Chem Co Ltd | カ−バメイト系殺虫剤 |
JPS5995262U (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 石川島播磨重工業株式会社 | 超音波探傷用トランスデユ−サ |
JPS59116542A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Kobe Steel Ltd | 電子リニア走査による角鋼片の探傷法 |
DE3478393D1 (en) * | 1983-12-27 | 1989-07-06 | Siemens Ag | Ultrasonic tomography apparatus |
JPS62191757A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-22 | Nippon Steel Corp | アレイ形探触子の分割駆動制御方法 |
JP2583939B2 (ja) * | 1988-02-03 | 1997-02-19 | 日立建機株式会社 | 超音波探傷装置 |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP63220458A patent/JPH0623742B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-05 EP EP89909860A patent/EP0396761B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-05 US US07/476,429 patent/US5117697A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-05 WO PCT/JP1989/000913 patent/WO1990002945A1/ja active IP Right Grant
- 1989-09-05 DE DE68928953T patent/DE68928953D1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019039902A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | リニアスキャン超音波探傷装置およびリニアスキャン超音波探傷方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0396761B1 (en) | 1999-03-17 |
WO1990002945A1 (en) | 1990-03-22 |
EP0396761A1 (en) | 1990-11-14 |
EP0396761A4 (en) | 1991-05-15 |
US5117697A (en) | 1992-06-02 |
JPH0269654A (ja) | 1990-03-08 |
DE68928953D1 (de) | 1999-04-22 |
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