JPH06281632A - 超音波測定方法 - Google Patents
超音波測定方法Info
- Publication number
- JPH06281632A JPH06281632A JP5092162A JP9216293A JPH06281632A JP H06281632 A JPH06281632 A JP H06281632A JP 5092162 A JP5092162 A JP 5092162A JP 9216293 A JP9216293 A JP 9216293A JP H06281632 A JPH06281632 A JP H06281632A
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- Japan
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- gate
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 試料と探触子の距離を段階的に変えながら、
同一線上で走査を繰り返してＢスコープ映像を形成させ
る際に、探触子の移動ごとに集点合せを行い、ゲートと
焦点のずれを、使用媒質中での超音波伝ぱ速度、接触子
の全移動量及び探触子の１回ごとの移動量に基づいて補
正する方法である。 【効果】 超音波断面像を利用して、金属、セラミック
ス、複合材料、プラスチックスなどの材料やそれらの成
形品の内部欠陥を鮮明に観察することができる。
同一線上で走査を繰り返してＢスコープ映像を形成させ
る際に、探触子の移動ごとに集点合せを行い、ゲートと
焦点のずれを、使用媒質中での超音波伝ぱ速度、接触子
の全移動量及び探触子の１回ごとの移動量に基づいて補
正する方法である。 【効果】 超音波断面像を利用して、金属、セラミック
ス、複合材料、プラスチックスなどの材料やそれらの成
形品の内部欠陥を鮮明に観察することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波断面像を利用し
て、金属、セラミックス、複合材料、プラスチックスな
どの材料やそれらの成形品の内部欠陥を鮮明に観察しう
る測定方法に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、超音波断面像いわゆるＢスコープ映像を利用
して物体の内部構造を観察する際に、探触子と試料の距
離を変えて焦点合わせを行いながら超音波Ｂスコープ映
像を形成させると共に、ゲートと焦点のずれを補正し
て、鮮明な映像を得ることにより、内部欠陥を迅速かつ
正確に検知するための測定方法に関するものである。
て、金属、セラミックス、複合材料、プラスチックスな
どの材料やそれらの成形品の内部欠陥を鮮明に観察しう
る測定方法に関するものである。さらに詳しくいえば、
本発明は、超音波断面像いわゆるＢスコープ映像を利用
して物体の内部構造を観察する際に、探触子と試料の距
離を変えて焦点合わせを行いながら超音波Ｂスコープ映
像を形成させると共に、ゲートと焦点のずれを補正し
て、鮮明な映像を得ることにより、内部欠陥を迅速かつ
正確に検知するための測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波は、物体の内部に浸透する性質を
有しているので、透過又は反射した超音波を利用して物
体内部の映像を得ることができる。
有しているので、透過又は反射した超音波を利用して物
体内部の映像を得ることができる。
【０００３】ところで、このようにして得られる超音波
映像には、投影像いわゆるＣスコープ像と、断面像いわ
ゆるＢスコープ像があるが、鮮明な超音波映像を得るに
は、レンズで絞った超音波を用いる必要があるので、Ｃ
スコープ像の場合は、集束型探触子を前後左右に走査す
なわち面走査して像を形成させなければならないのに対
し、Ｂスコープ像の場合は観察しようとする断面上で探
触子を一方向に走査すなわち線走査するだけでよいとい
う違いがある。
映像には、投影像いわゆるＣスコープ像と、断面像いわ
ゆるＢスコープ像があるが、鮮明な超音波映像を得るに
は、レンズで絞った超音波を用いる必要があるので、Ｃ
スコープ像の場合は、集束型探触子を前後左右に走査す
なわち面走査して像を形成させなければならないのに対
し、Ｂスコープ像の場合は観察しようとする断面上で探
触子を一方向に走査すなわち線走査するだけでよいとい
う違いがある。
【０００４】このように、Ｂスコープ像は１回の線走査
で測定対象の上から下までの断面像が得られるという利
点があるため、医療用超音波映像装置や魚群探知機に
は、このＢスコープ像が用いられている。
で測定対象の上から下までの断面像が得られるという利
点があるため、医療用超音波映像装置や魚群探知機に
は、このＢスコープ像が用いられている。
【０００５】しかしながら、このＢスコープ像は、上か
ら下までを１度に測定するので、焦点が合う範囲が限ら
れ、それ以外の範囲では不鮮明になるのを免れない。
ら下までを１度に測定するので、焦点が合う範囲が限ら
れ、それ以外の範囲では不鮮明になるのを免れない。
【０００６】最近、金属、セラミックス、プラスチック
スなどの材料の内部欠陥や、ＩＣその他の装置の接合部
の検査に超音波映像が有効であることが分かり、その分
野での利用が急激に高まってきたが、この場合、観察個
所への焦点合せが重要な要件となるため、これらの工業
的利用においてはほとんどがＣスコープ像が採用され、
焦点合せのできないＢスコープ像は、限られた部分以外
におけるボケが避けられないという理由でほとんど利用
されていない。
スなどの材料の内部欠陥や、ＩＣその他の装置の接合部
の検査に超音波映像が有効であることが分かり、その分
野での利用が急激に高まってきたが、この場合、観察個
所への焦点合せが重要な要件となるため、これらの工業
的利用においてはほとんどがＣスコープ像が採用され、
焦点合せのできないＢスコープ像は、限られた部分以外
におけるボケが避けられないという理由でほとんど利用
されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、超音波断面
像すなわちＢスコープ像において所望の観察個所に対す
る焦点合せを簡単な操作で行いうる方法を提供すること
を目的としてなされたものである。
像すなわちＢスコープ像において所望の観察個所に対す
る焦点合せを簡単な操作で行いうる方法を提供すること
を目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、超音波Ｂ
スコープ像の焦点合せを簡単な操作で行う方法について
種々研究を重ねた結果、多段にわたって移動させた探触
子の全移動量を、使用媒質中の超音波伝ぱ速度と探触子
の１段ごとの移動量に基づいて補正することにより、全
領域にわたり正確に集点の合ったＢスコープ像が得られ
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。
スコープ像の焦点合せを簡単な操作で行う方法について
種々研究を重ねた結果、多段にわたって移動させた探触
子の全移動量を、使用媒質中の超音波伝ぱ速度と探触子
の１段ごとの移動量に基づいて補正することにより、全
領域にわたり正確に集点の合ったＢスコープ像が得られ
ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。
【０００９】すなわち、本発明は、試料と探触子の距離
を段階的に変えながら、同一線上で走査を繰り返してＢ
スコープ映像を形成させる際に、探触子の移動ごとに集
点合せを行い、ゲートと焦点のずれを、使用媒質例えば
水の中での超音波伝ぱ速度、接触子の全移動量及び探触
子の１回ごとの移動量に基づいて補正することを特徴と
する超音波映像による測定方法を提供するものである。
を段階的に変えながら、同一線上で走査を繰り返してＢ
スコープ映像を形成させる際に、探触子の移動ごとに集
点合せを行い、ゲートと焦点のずれを、使用媒質例えば
水の中での超音波伝ぱ速度、接触子の全移動量及び探触
子の１回ごとの移動量に基づいて補正することを特徴と
する超音波映像による測定方法を提供するものである。
【００１０】
【構成】例えば試料を水中に置いて、超音波を発振させ
た場合、超音波の伝ぱ時間は、超音波の往復距離を音速
で除した値になるので、水中の音速ｖ１を、１．４８ｋ
ｍ／ｓとすると、水中焦点距離Ｆ（ｍｍ）の探触子の超
音波が焦点距離を往復する時間ｆは ｆ＝２Ｆ／１．４８ ＝１．３５Ｆ（μｓ） であり、試料の深さａの個所に対するゲート位置をｘ、
試料中の音速をｖ２とすると、 ｘ＝２ａ／ｖ２（μｓ） すなわち ａ＝１／２・ｖ２ｘ となるので、深さａに対する合焦点距離Ｘは、図１より Ｆ＝Ｘ＋（ｖ２／１．４８）ａより Ｘ＝Ｆ−（ｖ２／１．４８）ａ ＝Ｆ−０．６７６ａ（ｍｍ） ＝Ｆ−ｖ２／１．４８・ｖ２／２・ｘ ＝Ｆ−０．３３８ｖ２ ２・ｘ（ｍｍ） ＝ｆ−０．４５６ｖ２ ２・ｘ（μｓ） となる。
た場合、超音波の伝ぱ時間は、超音波の往復距離を音速
で除した値になるので、水中の音速ｖ１を、１．４８ｋ
ｍ／ｓとすると、水中焦点距離Ｆ（ｍｍ）の探触子の超
音波が焦点距離を往復する時間ｆは ｆ＝２Ｆ／１．４８ ＝１．３５Ｆ（μｓ） であり、試料の深さａの個所に対するゲート位置をｘ、
試料中の音速をｖ２とすると、 ｘ＝２ａ／ｖ２（μｓ） すなわち ａ＝１／２・ｖ２ｘ となるので、深さａに対する合焦点距離Ｘは、図１より Ｆ＝Ｘ＋（ｖ２／１．４８）ａより Ｘ＝Ｆ−（ｖ２／１．４８）ａ ＝Ｆ−０．６７６ａ（ｍｍ） ＝Ｆ−ｖ２／１．４８・ｖ２／２・ｘ ＝Ｆ−０．３３８ｖ２ ２・ｘ（ｍｍ） ＝ｆ−０．４５６ｖ２ ２・ｘ（μｓ） となる。
【００１１】一方、試料の深さｂの個所までの探触子全
移動量Ｚは、 Ｚ＝（ｂ−ａ）ｖ２／１．４８（ｍｍ） であり、このＺをＮステップに等分割して走査した場合
には、１ステップの探触子降下量をΔＺとすると、 Ｎ＝Ｚ／ΔＺ となり、例えば深さ１ｍｍを観察するのに１ステップ
０．０５ｍｍ降下させると２０回の線走査が必要にな
る。
移動量Ｚは、 Ｚ＝（ｂ−ａ）ｖ２／１．４８（ｍｍ） であり、このＺをＮステップに等分割して走査した場合
には、１ステップの探触子降下量をΔＺとすると、 Ｎ＝Ｚ／ΔＺ となり、例えば深さ１ｍｍを観察するのに１ステップ
０．０５ｍｍ降下させると２０回の線走査が必要にな
る。
【００１２】ところで、図２に示すようにゲートを固定
して探触子をΔＺ降下すると、表面エコーはβだけ表面
に近付くのでゲートとの間隔はβだけ増加する。一方、
媒質例えば水中の音速（ｖ１）と、試料中の音速
（ｖ２）とが異なるため、ｖ２＞ｖ１の場合、試料中の
焦点距離は水中よりも短縮されるのでｘ＋αの位置に焦
点が合う。すなわちゲート位置をｘ＋αとすべきとこ
ろ、ｘ＋βになっている。そして、 ｘ＋α＝ｘ＋β−（β−α） であるから、探触子がΔＺ（ｍｍ）降下するごとにゲー
ト位置を（β−α）だけ戻すと、焦点位置とゲート位置
は常に一致して、鮮明な映像が得られることになる。
して探触子をΔＺ降下すると、表面エコーはβだけ表面
に近付くのでゲートとの間隔はβだけ増加する。一方、
媒質例えば水中の音速（ｖ１）と、試料中の音速
（ｖ２）とが異なるため、ｖ２＞ｖ１の場合、試料中の
焦点距離は水中よりも短縮されるのでｘ＋αの位置に焦
点が合う。すなわちゲート位置をｘ＋αとすべきとこ
ろ、ｘ＋βになっている。そして、 ｘ＋α＝ｘ＋β−（β−α） であるから、探触子がΔＺ（ｍｍ）降下するごとにゲー
ト位置を（β−α）だけ戻すと、焦点位置とゲート位置
は常に一致して、鮮明な映像が得られることになる。
【００１３】このゲート移動（戻し）量をＧとすると、 Ｇ＝２ΔＺ（ｖ２ ２−ｖ１ ２）／ｖ１・ｖ２ ２（μｓ） となる。
【００１４】すなわち、媒質が水の場合、ゲート位置を
２×ΔＺ（ｖ２ ２−１．４８２）／１．４８ｖ２ ２（μ
ｓ）戻す必要がある。
２×ΔＺ（ｖ２ ２−１．４８２）／１．４８ｖ２ ２（μ
ｓ）戻す必要がある。
【００１５】したがって、探触子をΔＺ（ｍｍ）降下さ
せるごとにゲート位置をＧ（μｓ）ずつ表面側に戻すと
焦点とゲート位置が一致する。また、探触子を上昇させ
て測定する場合は、ゲート位置を内部に向って移動させ
て調整する。
せるごとにゲート位置をＧ（μｓ）ずつ表面側に戻すと
焦点とゲート位置が一致する。また、探触子を上昇させ
て測定する場合は、ゲート位置を内部に向って移動させ
て調整する。
【００１６】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
【００１７】実施例 厚さ４ｍｍの故障ＩＣについて周波数２５ＭＨｚの超音
波を用いてＢスコープ像を観察した。
波を用いてＢスコープ像を観察した。
【００１８】すなわち、この試料の表面から深さ１ｍｍ
から３ｍｍまで２ｍｍの範囲を以下の条件下で観察し
た。
から３ｍｍまで２ｍｍの範囲を以下の条件下で観察し
た。
【００１９】水の音速 ｖ１＝１．４８ｋｍ／ｓ ＩＣの音速 ｖ２＝３ｋｍ／ｓ 探触子の焦点距離 ｆ＝１２．５μｓ 深さ１ｍｍに対応するゲート位置初期値 ｘ＝２／３μ
ｓ 初期位置に対する合焦点距離 Ｌ＝９．８μｓ 探触子降下総量 Ｚ＝４．０５ｍｍ １ステップの探触子降下量０．０５ｍｍ（総ステップ量
Ｎ＝８１） ゲート移動（戻し）量 Ｇ＝２ΔＺ（ｖ２ ２−１．４８
２）／１．４８ｖ２ ２＝１．０２２ΔＺ＝０．０５（μ
ｓ／ステップ）
ｓ 初期位置に対する合焦点距離 Ｌ＝９．８μｓ 探触子降下総量 Ｚ＝４．０５ｍｍ １ステップの探触子降下量０．０５ｍｍ（総ステップ量
Ｎ＝８１） ゲート移動（戻し）量 Ｇ＝２ΔＺ（ｖ２ ２−１．４８
２）／１．４８ｖ２ ２＝１．０２２ΔＺ＝０．０５（μ
ｓ／ステップ）
【００２０】このように、１ステップごとに探触子降下
量を０．０５μｓだけ戻してＢスコープ像を求めたとこ
ろ、ダイパッド部分に故障があることが分った。
量を０．０５μｓだけ戻してＢスコープ像を求めたとこ
ろ、ダイパッド部分に故障があることが分った。
【図１】 本発明の原理を説明するための説明図
【図２】 図１に対応する音波のパルス伝ぱ時間と強度
との関係を示すグラフ
との関係を示すグラフ
Claims (1)
- 【請求項１】 試料と探触子の距離を段階的に変えなが
ら、同一線上で走査を繰り返してＢスコープ映像を形成
させる際に、探触子の移動ごとに集点合せを行い、ゲー
トと焦点のずれを、使用媒質中での超音波伝ぱ速度、接
触子の全移動量及び探触子の１回ごとの移動量に基づい
て補正することを特徴とする超音波映像による測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5092162A JPH06281632A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 超音波測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5092162A JPH06281632A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 超音波測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281632A true JPH06281632A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=14046736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5092162A Pending JPH06281632A (ja) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | 超音波測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281632A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6383664A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波探傷装置 |
-
1993
- 1993-03-25 JP JP5092162A patent/JPH06281632A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6383664A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波探傷装置 |
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