JPH0660895B2 - Ultrasonic flaw detector - Google Patents

Ultrasonic flaw detector

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JPH0660895B2
JPH0660895B2 JP63110364A JP11036488A JPH0660895B2 JP H0660895 B2 JPH0660895 B2 JP H0660895B2 JP 63110364 A JP63110364 A JP 63110364A JP 11036488 A JP11036488 A JP 11036488A JP H0660895 B2 JPH0660895 B2 JP H0660895B2
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JP
Japan
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signal
ultrasonic
memory
multiplexer
circuit
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JP63110364A
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茂徳 青木
鋭機 和泉
康雄 田中
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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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、物体内部の探傷を行なうデイジタル形の超音
波探傷器に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital ultrasonic flaw detector for performing flaw detection inside an object.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

超音波探傷器は、物体内部の傷の存在の有無や大きな等
を当該物体を破壊することなく検査する装置として良く
知られている。従来、このような超音波探傷器として
は、物体から反射された超音波反射波をオシロスコープ
に表示させるアナログ形のものが用いられていた。これ
に対して、本出願人は特開昭63−95353号公報に
より、超音波反射波を、より一層探傷に都合の良いよう
に処理することができるデイジタル形の超音波探傷器を
提案した。このデイジタル形の超音波探傷器の概略を図
により説明する。
The ultrasonic flaw detector is well known as an apparatus for inspecting the presence or absence of a scratch inside an object, a large size, etc. without destroying the object. Conventionally, as such an ultrasonic flaw detector, an analog type has been used in which an ultrasonic reflected wave reflected from an object is displayed on an oscilloscope. On the other hand, the applicant of the present invention has proposed a digital type ultrasonic flaw detector capable of processing the reflected ultrasonic wave in a more convenient manner for flaw detection according to Japanese Patent Laid-Open No. 63-95353. The outline of this digital ultrasonic flaw detector will be described with reference to the drawings.

第4図はデイジタル形の超音波探傷器のブロツク図であ
る。図で、1は被検査物体、1fは被検査物体1内に存
在する欠陥を示す。2は被検査物体1内に超音波を放射
するとともに、反射してきた超音波に比例した電気信号
を出力する超音波探触子である。4は超音波探傷器の動
作に時間的規制を与えるパルスを発生するタイミング回
路、5はタイミング回路4の信号により超音波探触子2
に超音波発生のためのパルスを出力する送信部である。
6は超音波探触子2からの信号を受信する受信部であ
り、減衰回路6aおよび増幅回路6bで構成される。
FIG. 4 is a block diagram of a digital ultrasonic flaw detector. In the figure, 1 indicates an object to be inspected and 1f indicates a defect existing in the object to be inspected 1. Reference numeral 2 denotes an ultrasonic probe that radiates ultrasonic waves into the inspection object 1 and outputs an electric signal proportional to the reflected ultrasonic waves. Reference numeral 4 is a timing circuit for generating a pulse that gives time regulation to the operation of the ultrasonic flaw detector, and 5 is an ultrasonic probe 2 according to a signal from the timing circuit 4.
It is a transmitter that outputs a pulse for ultrasonic wave generation.
Reference numeral 6 is a receiving unit that receives a signal from the ultrasonic probe 2, and is composed of an attenuation circuit 6a and an amplification circuit 6b.

7は受信部6の出力信号をデイジタル値に変換するA/
D変換部、8はA/D変換部7で変換された値を記憶す
る波形メモリ、9は波形メモリ8の各アドレスを順に指
定してゆくアドレスカウンタである。A/D変換部7お
よびアドレスカウンタ9はそれぞれタイミング回路4か
ら起動信号が与えられる。このタイミング回路4の発振
には水晶発振子が用いられる。
7 is an A / which converts the output signal of the receiving unit 6 into a digital value.
A D conversion unit, 8 is a waveform memory that stores the values converted by the A / D conversion unit 7, and 9 is an address counter that sequentially specifies each address of the waveform memory 8. A start signal is applied from the timing circuit 4 to the A / D converter 7 and the address counter 9, respectively. A crystal oscillator is used for oscillation of the timing circuit 4.

10は所要の演算、制御を行うCPU(中央処理装
置)、11は演算のためのパラメータやデータ等を一時
記憶するRAM(ランダム・アクセス・メモリ)、12
はCPU10の処理手順を記憶するROM(リード・オ
ンリ・メモリ)である。13は所望の測定範囲を入力す
る測定範囲設定部、14は被検査物体1内を超音波が伝
播する速度(音速)を入力する音速入力部である。15
は表示部、16はCPU10の演算、制御の結果得られ
たデータに基づいて表示部15の表示を制御する表示部
コントローラである。
Reference numeral 10 is a CPU (central processing unit) for performing required arithmetic operations and control, 11 is a RAM (random access memory) for temporarily storing parameters and data for arithmetic operations, 12
Is a ROM (read only memory) that stores the processing procedure of the CPU 10. Reference numeral 13 is a measurement range setting unit for inputting a desired measurement range, and 14 is a sonic velocity input unit for inputting a velocity (sonic velocity) at which an ultrasonic wave propagates in the inspected object 1. 15
Is a display unit, and 16 is a display unit controller that controls the display of the display unit 15 based on the data obtained as a result of the calculation and control of the CPU 10.

次に、この超音波探傷器の動作の概略を第5図に示す反
射波信号の波形図および第6図に示す波形メモリ8のブ
ロツク図を参照しながら説明する。最初に、測定範囲設
定部13に所望の測定範囲l(この値は第4図に示す
被検査物体1に示されている。)を設定する。又、音速
入力部14にも被検査物体1の材質で定まる音速v
入力する。この状態において、タイミング回路4から送
信部5へトリガ信号が出力されると、送信部5は超音波
探触子2にパルスを出力し、超音波探触子2から被検査
物体1内に超音波が放射される。この超音波の反射波は
超音波探触子2により電気信号に変換され、この信号は
受信部6で受信される。受信部6は、受信した反射波信
号を以後の処理に適した値として出力する。この出力さ
れた反射波信号は、所定のサンプリング周期毎にA/D
変換部7においてデイジタル値に変換され、この変換さ
れた値は順次波形メモリ8に記憶される。この記憶は、
アドレスカウンタ9が波形メモリ8のアドレスを順次指
定することによりなされる。反射波信号のサンプリン
グ、波形メモリ8のアドレス指定はタイミング回路4か
ら出力される起動信号により実行される。このような反
射波信号のサンプリングと、そのデイジタル値の波形メ
モリ8への収容を第5図および第6図により説明する。
Next, the outline of the operation of the ultrasonic flaw detector will be described with reference to the waveform diagram of the reflected wave signal shown in FIG. 5 and the block diagram of the waveform memory 8 shown in FIG. First, a desired measurement range l R (this value is shown in the inspected object 1 shown in FIG. 4) is set in the measurement range setting unit 13. The sound velocity v S determined by the material of the object 1 to be inspected is also input to the sound velocity input unit 14. In this state, when a trigger signal is output from the timing circuit 4 to the transmitting unit 5, the transmitting unit 5 outputs a pulse to the ultrasonic probe 2 and the ultrasonic probe 2 transmits a pulse to the inside of the inspected object 1. Sound waves are emitted. The reflected wave of this ultrasonic wave is converted into an electric signal by the ultrasonic probe 2, and this signal is received by the receiving unit 6. The receiving unit 6 outputs the received reflected wave signal as a value suitable for the subsequent processing. The output reflected wave signal is A / D at a predetermined sampling cycle.
It is converted into a digital value in the conversion unit 7, and the converted value is sequentially stored in the waveform memory 8. This memory is
This is done by the address counter 9 sequentially designating the addresses of the waveform memory 8. The sampling of the reflected wave signal and the addressing of the waveform memory 8 are performed by the start signal output from the timing circuit 4. Sampling of such a reflected wave signal and accommodation of the digital value in the waveform memory 8 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

第5図は反射波信号の波形図である。図で、横軸には時
間が、縦軸には反射波信号の大きさ(電圧)がとつてあ
る。Tは被検査物体1の表面からの反射波信号、Fは欠
陥1fからの反射波信号を示す。なお、第5図では横軸
のみが極端に拡大して描かれている。次に、第6図は波
形メモリ8のブロツク図である。縦列に並べて示された
各ブロツクは波形メモリ8におけるデータの収容部を意
味し、各収容部に記憶されたD(0),D(1),……D
(i-1),D(i),D(i+1)……はA/D変換部7でデイジ
タル値に変換された反射波信号のデータである。これら
データを一般形としてD(i)で表わす。又、各収容部の
左側に記載された符号AM(0),AM(1),……が得られ、
アドレスカウンタ9は次のアドレスAM(1)M(i),A
M(i+1)……は対応する収容部のアドレスを示す。これら
アドレスを一般形としてAM(i)で表す。
FIG. 5 is a waveform diagram of the reflected wave signal. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the magnitude (voltage) of the reflected wave signal. T represents a reflected wave signal from the surface of the inspected object 1, and F represents a reflected wave signal from the defect 1f. Incidentally, in FIG. 5, only the horizontal axis is drawn in an extremely enlarged manner. Next, FIG. 6 is a block diagram of the waveform memory 8. Each block shown in a column means a data storage unit in the waveform memory 8, and D (0) , D (1) , ... D stored in each storage unit.
(i-1) , D (i) , D (i + 1) ... Are the data of the reflected wave signals converted into digital values by the A / D converter 7. These data are represented by D (i) as a general form. Further, the symbols A M (0) , A M (1) , ... Described on the left side of each accommodation part are obtained,
The address counter 9 receives the next address A M (1) A M (i) , A
M (i + 1) ... indicates the address of the corresponding accommodation unit. These addresses are represented by A M (i) as a general form.

今、第5図に示す時刻tにおいて、タイミング回路4
からA/D変換部7およびアドレスカウンタ9に起動信
号が出力されると、A/D変換部7ではそのときの反射
波信号Tの電圧をA/D変換してデータD(0)を得る。
又、アドレスカウンタ9は波形メモリ8のアドレスA
M(0)を指定する。この結果、データD(0)は波形メモリ
8のアドレスAM(0)に収容される。次いで、時間τ
過後の時刻tにおいて、タイミング回路4から再びA
/D変換部7およびアドレスカウンタ9に起動信号が出
力されると、同じくそのときの反射波信号Tの電圧がA
/D変換部7で変換されてデータD(1)が得られ、アド
レスカウンタ9は次のアドレスAM(i)を指定するので、
波形メモリ8のアドレスAM(1)にデータD(1)が収容さ
れる。この場合、時間τがサンプリング時間(例えば
50ns)となる。以下、同様にして反射波信号のデー
タが波形メモリ8に記憶されることになる。なお、サン
プリング時間τは反射波信号との対比において極端に
大きく示されている。
Now, at time t 0 shown in FIG. 5, the timing circuit 4
When the start signal is output from the A / D converter 7 and the address counter 9 from the A / D converter 7, the voltage of the reflected wave signal T at that time is A / D converted to obtain the data D (0) . .
Further, the address counter 9 is the address A of the waveform memory 8.
Specify M (0) . As a result, the data D (0) is stored in the address A M (0) of the waveform memory 8. Next, at time t 1 after the time τ s has elapsed, the timing circuit 4 again outputs A
When the activation signal is output to the / D converter 7 and the address counter 9, the voltage of the reflected wave signal T at that time is A
The data D (1) is obtained by being converted by the / D converter 7, and the address counter 9 designates the next address A M (i) .
The data D (1) is stored in the address A M (1) of the waveform memory 8. In this case, the time τ s becomes the sampling time (for example, 50 ns). Thereafter, similarly, the data of the reflected wave signal is stored in the waveform memory 8. The sampling time τ s is shown extremely large in comparison with the reflected wave signal.

このようにして波形メモリ8に格納された反射波信号の
データDのうち必要なデータがとり出されて表示部1
5に表示される。例えば、第4図に示すように被検査物
体1の表面から距離l内の波形を表示する場合には、
測定範囲設定部13に距離lが設定され、この距離l
と音速入力部14に入力された速度Vに基づいて演
算された数値間隔で距離lの範囲のデータが選択的に
波形メモリ8からとり出されて表示部15に表示され
る。これら表示のための動作はCPU10により制御さ
れる。
In this way, necessary data is extracted from the reflected wave signal data D i stored in the waveform memory 8 and the display unit 1
It is displayed in 5. For example, when displaying a waveform within a distance l R from the surface of the inspection object 1 as shown in FIG.
The distance l R is set in the measurement range setting unit 13, and this distance l
Data in the range of the distance l R is selectively fetched from the waveform memory 8 and displayed on the display unit 15 at a numerical interval calculated based on R and the velocity V s input to the sound velocity input unit 14. The operation for displaying these is controlled by the CPU 10.

上記デイジタル形の超音波探傷器は、被検査物体1の反
射波の全体表示、任意範囲における反射波の表示、反射
波の任意部分の拡大表示、反射波の時間軸方向の移行表
示等種々の機能を実行することができ、被検査物体の探
傷に極めて有効である。
The above-mentioned digital ultrasonic flaw detector has various types of display such as the whole display of the reflected wave of the object to be inspected 1, the display of the reflected wave in an arbitrary range, the enlarged display of an arbitrary portion of the reflected wave, the transition display of the reflected wave in the time axis direction. The function can be executed, and it is extremely effective for flaw detection of the object to be inspected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記超音波探傷器においては、高い探傷精度、即ち欠陥
位置(被検査物体の表面から欠陥までの距離)を高精度
で探傷することが要求されるのは当然である。そのため
には、サンプリング時間τを小さくする必要があり、
このためにはA/D変換器7に高速のA/D変換回路、
例えばECL(Emitter Coupled Logic)回路を用いた
A/D変換回路を使用すればよい。ところで、第7図に
示す従来装置のA/D変換器7aとして、このような高
速A/D変換回路を用いるとその高速の変換動作に応じ
て、これに関連するすべての要素に例えば上記ELC回
路を用いる必要がある。これを第7図により説明する。
In the above ultrasonic flaw detector, it is natural that high flaw detection accuracy, that is, high precision flaw detection at the defect position (the distance from the surface of the object to be inspected to the defect) is required. For that purpose, it is necessary to reduce the sampling time τ s ,
To this end, the A / D converter 7 has a high-speed A / D conversion circuit,
For example, an A / D conversion circuit using an ECL (Emitter Coupled Logic) circuit may be used. By the way, when such a high-speed A / D converter circuit is used as the A / D converter 7a of the conventional apparatus shown in FIG. It is necessary to use a circuit. This will be described with reference to FIG.

第7図はA/D変換回路にECL回路を用いた場合の回
路図である。図で、第4図と同一部分には同一符号が付
してある。第4図におけるA/D変換器7はA/D変換
回路7aおよびその出力を一定期間保持するラツチ回路
7bで構成され、又、波形メモリ8は記憶要素であるメ
モリ8aおよびメモリ8aのアドレスの切換を行うマル
チプレクサ8bで構成されている。16,17はそれぞ
れECL回路とTTL回路との間の電圧レベルを変換す
るトランスレータである。
FIG. 7 is a circuit diagram when an ECL circuit is used for the A / D conversion circuit. In the figure, the same parts as those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. The A / D converter 7 in FIG. 4 is composed of an A / D conversion circuit 7a and a latch circuit 7b which holds the output of the A / D conversion circuit 7a for a certain period of time, and the waveform memory 8 includes a memory 8a which is a storage element and an address of the memory 8a. It is composed of a multiplexer 8b for switching. Reference numerals 16 and 17 are translators for converting the voltage level between the ECL circuit and the TTL circuit.

上記回路で、A/D変換回路7aに前記ECL回路を使
用すると、タイミング回路4、アドレスカウンタ9もE
CL回路を使用しなければならなくなるとともに、ラツ
チ回路7b、メモリ8a、マルチプレクサ8bもECL
回路を使用する必要があるのは明らかである。
In the above circuit, if the ECL circuit is used as the A / D conversion circuit 7a, the timing circuit 4 and the address counter 9 also become E.
The CL circuit must be used, and the latch circuit 7b, the memory 8a, and the multiplexer 8b are also ECL.
Clearly, the circuit needs to be used.

ところで、ECL回路は通常のTTL回路に比べて消費
電力が大きく、これに伴い発熱が大であり、かつ、高価
である。一方、ECL回路で構成されたメモリは容量が
小さいので、通常のTTL回路を用いたメモリと同容量
のものを得るためには、多数個のメモリを使用する必要
がある。したがつて、第7図に示すようにメモリ8aに
ECL回路を用いると、メモリ8aの個数が大きくな
り、このため、消費電力、発熱量が極めて大となり、大
きな電源や冷却装置が必要となり、ひいては、高価なメ
モリを多数使用することとも相俟つて、超音波探傷器の
価格を増大させるという問題が生じることになる。
By the way, the ECL circuit consumes more power than a normal TTL circuit, and accordingly generates a large amount of heat and is expensive. On the other hand, since the memory composed of the ECL circuit has a small capacity, it is necessary to use a large number of memories in order to obtain the memory having the same capacity as the memory using the normal TTL circuit. Therefore, when the ECL circuit is used for the memory 8a as shown in FIG. 7, the number of the memories 8a becomes large, so that the power consumption and the heat generation amount become extremely large, and a large power source and a cooling device are required, As a result, the problem of increasing the cost of the ultrasonic flaw detector arises in combination with the use of many expensive memories.

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
低速A/D変換器および低速メモリを用いても、高速A
/D変換器および高速メモリを用いた場合と同様の精度
で探傷を行なうことができる超音波探傷器を提供するこ
とにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional technology,
High speed A / D converter and low speed memory
An object of the present invention is to provide an ultrasonic flaw detector that can detect flaws with the same accuracy as when using a / D converter and a high-speed memory.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明は、超音波信号を被
探傷物体に対して送信し、当該被探傷物体からの超音波
反射波を受信し、受信した信号の解析により前記被探傷
物体の探傷を行なう超音波探傷器において、複数の出力
端を有し前記受信信号に対する所定のサンプリング周波
数を前記出力端数の逆数だけ分周した信号をサンプリン
グ周期ずつずらして前記各出力端から出力する信号発生
手段と、この信号発生手段の前記各出力端を前記超音波
信号の送信毎に順に選択してゆき選択した出力端の信号
を出力するマルチプレクサと、このマルチプレクサから
の信号により前記超音波反射波の受信信号をディジタル
値に変換する低速A/D変換器と、前記マルチプレクサ
からの信号により前記低速A/D変換器で変換された値
を保持するラツチ回路と、前記信号発生手段の出力端と
同数備えられ前記ラツチ回路に保持されているデータを
格納してゆく各低速メモリと、前記マルチプレクサの出
力信号により前記低速メモリを作動させるとともに前記
各低速メモリを前記超音波信号の送信毎に順に選択して
前記ラツチ回路に接続するデマルチプレクサとを設けた
ことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention transmits an ultrasonic signal to an object to be inspected, receives an ultrasonic reflected wave from the object to be inspected, and receives the reflected wave. In an ultrasonic flaw detector that performs flaw detection on the flaw detection object by analyzing a signal, a signal having a plurality of output ends and a predetermined sampling frequency for the received signal divided by the reciprocal of the output end number is shifted for each sampling period. From each of the output terminals, a signal generating means, a multiplexer for sequentially selecting the output terminals of the signal generating means for each transmission of the ultrasonic signal, and outputting a signal of the selected output terminal, and from this multiplexer In the low-speed A / D converter that converts the received signal of the ultrasonic reflected wave into a digital value by the signal of, and the low-speed A / D converter by the signal from the multiplexer. A latch circuit for holding the converted value, each low speed memory provided with the same number of output terminals of the signal generating means for storing the data held in the latch circuit, and the low speed memory by the output signal of the multiplexer. And a demultiplexer for sequentially selecting the low-speed memories each time the ultrasonic signal is transmitted and connecting the low-speed memories to the latch circuit.

[作用] 信号発生手段は、所定のサンプリング周波数を当該信号
発生手段の出力端の数の逆数だけ分周し、かつ、この分
周した信号を、各出力端から順にサンプリング周期ずつ
ずらして出力する。マルチプレクサは、信号発生手段の
各出力端を超音波信号の送信毎に1つずつ順に選択し、
選択した出力端の信号を出力する。
[Operation] The signal generating means divides the predetermined sampling frequency by the reciprocal of the number of the output terminals of the signal generating means, and outputs the divided signals in order from each output terminal by a sampling cycle. . The multiplexer sequentially selects each output end of the signal generating means for each transmission of the ultrasonic signal,
Output the signal at the selected output end.

一方、低速A/D変換器は、マルチプレクサからの信号
の入力毎に作動して超音波受信信号をディジタル値に変
換し、ラッチ回路は、マルチプレクサからの同じ信号に
よりA/D変換器で変換された値を保持する。
On the other hand, the low-speed A / D converter operates every time the signal from the multiplexer is input to convert the ultrasonic reception signal into a digital value, and the latch circuit is converted by the A / D converter by the same signal from the multiplexer. Hold the value.

デマルチプレクサは、超音波信号の送信毎に順次各低速
メモリを選択し、1つのメモリを選択中においては、マ
ルチプレクサからの出力信号毎に当該選択中の低速メモ
リを作動状態としてラッチ回路に保持されている値を当
該低速メモリに格納してゆく。
The demultiplexer sequentially selects each low-speed memory each time the ultrasonic signal is transmitted, and while one memory is being selected, the selected low-speed memory is held in the latch circuit as an operating state for each output signal from the multiplexer. The stored value is stored in the low-speed memory.

このように、従来と同様のサンプリング周期で超音波信
号のサンプリングを行ない、高精度の超音波データを得
るとともに、これを低速A/D変換器および低速メモリ
を用いて達成することができる。
As described above, the ultrasonic signal is sampled at the same sampling cycle as the conventional one to obtain highly accurate ultrasonic data, and this can be achieved by using the low speed A / D converter and the low speed memory.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.

第1図は本発明の実施例に係る超音波探傷器の一部のブ
ロツク図である。図で、第4図に示す部分と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。20はタイミング回
路4の出力パルスを1/4に分周する分周回路、21は
分周回路20から出力するパルスを順次シフトして出力
するシフトレジスタ、22はシフトレジスタ21の出力
を順次選択して出力するマルチプレクサである。上記分
周回路20およびシフトレジスタ21により、4つの出
力端をもつ信号発生手段が構成される。又、シフトレジ
スタ21は送信部5の起動前にタイミング回路4により
リセツト(初期設定)されるようになつており、又、上
記マルチプレクサ22は送信部5の起動毎に順次切り換
えられる構成となつている。M,M,M,M
それぞれラツチ回路7bにラツチされたデータを記憶す
るメモリである。23は送信部5の起動毎に順次メモリ
〜Mを切り換え選択するデマルチプレクサ、24
はメモリM〜Mのアドレスをアドレスカウンタ9又
はCPU10の指令により切り換えて指定するマルチプ
レクサ、25はCPU10の指令に基づきメモリM〜M
のうちの任意のものを選択するデコーダである。な
お、A/D変換回路7a、ラツチ回路7b、メモリM
〜M等はいずれも通常のTTL回路で作動するものが
用いられている。
FIG. 1 is a block diagram of a part of an ultrasonic flaw detector according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 20 is a frequency dividing circuit for dividing the output pulse of the timing circuit 4 into 1/4, 21 is a shift register for sequentially shifting and outputting the pulse output from the frequency dividing circuit 20, and 22 is for sequentially selecting the output of the shift register 21. It is a multiplexer for outputting. The frequency dividing circuit 20 and the shift register 21 constitute a signal generating means having four output terminals. The shift register 21 is reset (initialized) by the timing circuit 4 before the transmitter 5 is activated, and the multiplexer 22 is configured to be sequentially switched each time the transmitter 5 is activated. There is. M 1 , M 2 , M 3 , and M 4 are memories for storing the data latched in the latch circuit 7b. Reference numeral 23 denotes a demultiplexer which sequentially switches and selects the memories M 1 to M 4 each time the transmitter 5 is activated, and 24
Is a multiplexer for switching and designating the addresses of the memories M 1 to M 4 according to an instruction of the address counter 9 or the CPU 10, and 25 is a memory M 1 to M based on the instruction of the CPU 10.
It is a decoder for selecting any one of the four . The A / D conversion circuit 7a, the latch circuit 7b, the memory M 1
.About.M 4 and the like are all operated by a normal TTL circuit.

次に、本実施例の動作を第2図(a),(b)に示す波
形図および第3図(a)〜(j)に示すタイムチヤート
を参照しながら説明する。まず、第2図(a),(b)
に示す波形図に基づいてその動作の概略を説明する。第
2図(a)は第5図に示す波形図と同一波形図であり、
本実施例の動作を示す第2図(b)の波形図との比較を
容易にするため図示するものである。従来装置では、送
信部5の1回の起動でタイミング回路4から出力される
パルスの1周期(サンプリング期間τ)毎にデータの
サンプリングを実施していた。これに対して本実施例で
は、タイミング回路4の出力パルスの周波数を1/4に
分周し、送信部5の1回の起動で当該分周された周期
(サンプリング期間4・τ)毎にデータのサンプリン
グを行う。これを第2図(b)を参照して説明すると、
黒丸印●で示すように時刻tで第1回のサンプリング
を行い、時刻tから期間4・τ経過した時刻t0+1
で第2回のサンプリングを行なう。以下、順次期間4・
τの間隔でサンプリングが行なわれる。このように、
長いサンプリング期間4・τにしたがつてサンプリン
グを実行するので、A/D変換回路7a、ラツチ回路7
b、メモリM〜M、その他の回路構成をすべて通常
のTTL回路構成としても、上記サンプリング期間4・
τのタイミングに対応することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the waveform charts shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) and the time chart shown in FIGS. 3 (a) to 3 (j). First, Fig. 2 (a), (b)
An outline of the operation will be described based on the waveform chart shown in FIG. FIG. 2 (a) is the same waveform diagram as that shown in FIG.
It is shown in order to facilitate comparison with the waveform diagram of FIG. 2 (b) showing the operation of this embodiment. In the conventional device, data is sampled for each cycle (sampling period τ s ) of the pulse output from the timing circuit 4 by one activation of the transmission unit 5. On the other hand, in the present embodiment, the frequency of the output pulse of the timing circuit 4 is divided into ¼, and the transmission unit 5 is activated once for each divided period (sampling period 4 · τ s ). Data sampling. This will be described with reference to FIG. 2 (b).
Performing a first-time sampling at time t 0 as shown by the black circles ●, time t 0 + 1 has elapsed period 4 · τ s from the time t 0
The second sampling is performed. Below is the sequential period 4
Sampling is performed at intervals of τ s . in this way,
Since it was a long sampling period 4 · tau s executes connexion sampling, A / D converter circuit 7a, latch 7
b, the memories M 1 to M 4 , and the other circuit configurations are all normal TTL circuit configurations, the sampling period 4
It can correspond to the timing of τ s .

このような長いサンプリング期間τの中間のデータを
サンプリングするため、送信部5は第2回目の起動を行
なう。この場合も第1回の起動の場合と同じく分周され
た周期でサンプリングが実行されるが、そのサンプリン
グは位相を1/4周期ずらして実行される。この場合の
サンプリングが第2図(b)に白丸印○で示されてい
る。即ち、時刻tでサンプリングが行なわれ、それか
ら期間4・τ経過した時刻t1+1で次のサンプリング
が行なわれる。以下、順次期間4・τの間隔でサンプ
リングが行われる。この第2回目の起動に引き続き、送
信部5は第3回目および第4回目の起動を行ない、第2
図(b)に三角印△、四角印□で示されるように順次1
/4周期ずつずらしてサンプリングが行なわれる。この
結果、送信部5の4回の起動の間に第2図(a)に示す
従来装置のサンプリングと全く同一のサンプリングを行
なうことができる。
In order to sample the data in the middle of such a long sampling period τ s , the transmitter 5 performs the second activation. In this case as well, sampling is executed in a divided cycle as in the case of the first activation, but the sampling is executed with a phase shift of 1/4 cycle. The sampling in this case is shown by a white circle in FIG. That is, sampling is performed at time t 1, the next sampling is carried out and then a period 4 · tau s elapsed time t 1 + 1. Hereinafter, sampling is performed at intervals of 4 · τ s in sequence. Subsequent to this second activation, the transmitter 5 activates the third and fourth activations,
As shown by triangle mark △ and square mark □ in Fig. (B), 1 sequentially
Sampling is performed by shifting by / 4 cycle. As a result, the same sampling as that of the conventional apparatus shown in FIG. 2 (a) can be performed during the four activations of the transmitter 5.

なお、上記の動作は、従来装置が送信部の1回の起動で
全データをサンプリングするのに対して、4回の起動で
全データをサンプリングするものであるが、超音波探触
子2を被検査物体1における同一場所に同一圧力で接触
させている限り同一波形が得られるので、上記動作にお
いて送信部5を複数回起動させてもその起動毎に同一の
反射波形が受信され、サンプリングされたデータに誤差
が発生することはない。
In the above operation, the conventional device samples all the data by activating the transmitting unit once, whereas the conventional device samples all the data by activating the transmitting unit four times. Since the same waveform can be obtained as long as the object 1 to be inspected is in contact with the same place with the same pressure, the same reflected waveform is received and sampled every time the transmitter 5 is activated a plurality of times in the above operation. There is no error in the collected data.

ここで、上記の動作を実行するための第1図に示す回路
の動作を第3図(a)〜(j)に示すタイムチヤートを
参照して説明する。タイミング回路4からは、第3図
(a)に示すように期間τのパルスが出力される。分
周回路20はこの出力を第3図(b)に示すように1/
4に分周してシフトレジスタ21に出力する。シフトレ
ジスタ21に分周された出力をタイミング回路4の出力
によつて期間τずつシフトする。各シフトされた出力
が第3図(c)〜(f)に示されている。マルチプレク
サ22は送信部5の最初の起動により、第3図(c)に
示す信号を出力する状態に切り換えられる。この信号は
A/D変換回路7a、ラツチ回路7b、デマルチプレク
サ23およびアドレスカウンタ9に出力され、これらを
それぞれ起動する。
Now, the operation of the circuit shown in FIG. 1 for executing the above operation will be described with reference to the time charts shown in FIGS. 3 (a) to 3 (j). The timing circuit 4 outputs a pulse having a period τ s as shown in FIG. The frequency divider circuit 20 outputs this output 1 / as shown in FIG. 3 (b).
The frequency is divided into four and output to the shift register 21. The output divided by the shift register 21 is shifted by the period τ s by the output of the timing circuit 4. Each shifted output is shown in Figures 3 (c)-(f). The multiplexer 22 is switched to the state of outputting the signal shown in FIG. 3C by the first activation of the transmitter 5. This signal is output to the A / D conversion circuit 7a, the latch circuit 7b, the demultiplexer 23, and the address counter 9 to activate them.

A/D変換回路7aおよびラツチ回路7bの起動によ
り、送信部5の起動で超音波探触子1を介して受信され
増幅回路6bで増幅された反射波信号はA/D変換さ
れ、次いでラツチされる。この反射波信号のデータが第
3図(g)に符号Dで示されている。一方、デマルチ
プレクサ23はタイミング回路4により最初メモリM
を選択している状態にあり、マルチプレクサ22からの
信号により起動して選択されているメモリMを記憶可
能な状態とする。さらに、アドレスカウンタ9はマルチ
プレクサ22の信号によりアドレスAM(0)を指定する信号
を出力する。このとき、マルチプレクサ24はアドレス
カウンタ9側に切り換えられているので、メモリM
はアドレスAM(0)が指定されることになる。以上の状態
において、メモリMのアドレスAM(0)には、そのとき
ラツチ回路7bにラツチされているデータDが第3図
(g)に示すように記憶される。
When the A / D conversion circuit 7a and the latch circuit 7b are activated, the reflected wave signal received via the ultrasonic probe 1 by the activation of the transmitter 5 and amplified by the amplification circuit 6b is A / D converted, and then the latch. To be done. The data of this reflected wave signal is shown by reference numeral D 1 in FIG. On the other hand, the demultiplexer 23 causes the timing circuit 4 to detect the first memory M 1
Is selected, and is activated by a signal from the multiplexer 22 to bring the selected memory M 1 into a storable state. Further, the address counter 9 outputs a signal designating the address A M (0) by the signal of the multiplexer 22. At this time, since the multiplexer 24 is switched to the address counter 9 side, the address A M (0) is designated in the memory M 1 . In the above state, the data D 1 latched in the latch circuit 7b at that time is stored in the address A M (0) of the memory M 1 as shown in FIG. 3 (g).

マルチプレクサ22は送信部5の2回目の起動がなされな
い限り、シフトレジスタ21の出力信号のうち第3図
(c)に示す信号の選択を継続し、又、デマルチプレク
サ23はメモリMの選択を継続しているので、当該信
号の立ち上り毎に上記と同様の動作が繰り返され、アド
レスカウンタ9で指定されるメモリMのアドレスA
M(1)、AM(2)、……には、第3図(g)に示すように順
次データD,D,D13,……が記憶されてゆく。以
上の動作は第2図(b)に示す黒丸印●におけるサンプ
リング動作に相当し、そのときサンプリングされる各デ
ータがメモリMに記憶されるデータD,D
,……である。
The multiplexer 22 continues to select the signal shown in FIG. 3 (c) among the output signals of the shift register 21 unless the transmitter 5 is activated for the second time, and the demultiplexer 23 selects the memory M 1 . Therefore, the same operation as above is repeated every time the signal rises, and the address A of the memory M 1 designated by the address counter 9 is specified.
The data D 5 , D 9 , D 13 , ... Are sequentially stored in M (1) , A M (2) , ... As shown in FIG. 3 (g). The above operation corresponds to the sampling operation in the black circle mark ● shown in FIG. 2 (b), and each data sampled at that time is the data D 1 , D 5 , stored in the memory M 1 .
D 9 , ...

このようにして第1回のデータサンプリングが終了する
と、送信部5の2回目の起動が実行される。この起動に
より、マルチプレクサ22はシフトレジスタ21から出
力される信号のうち第1回目で選択された信号から期間
τだけ位相のずれた第3図(d)に示す信号を選択
し、又、デマルチプレクサ23はメモリMを選択す
る。この状態で第1回目と同様の動作が繰り返される
と、メモリMのアドレスAM(0),AM(1),AM(2),…
…には、第3図(h)に示すように、データD
,D10,D14,……が記憶される。そして、この動
作は第2図(b)に示す白丸印○におけるサンプリング
動作に相当する。
When the first data sampling is completed in this way, the second activation of the transmitter 5 is executed. By this activation, the multiplexer 22 selects the signal shown in FIG. 3 (d), which is out of phase with the period τ s from the signal selected at the first time among the signals output from the shift register 21, and also The multiplexer 23 selects the memory M 2 . If the condition in the same operation as the first round is repeated, the memory M 2 address A M (0), A M (1), A M (2), ...
As shown in FIG. 3 (h), the data D 2 ,
D 6 , D 10 , D 14 , ... Are stored. Then, this operation corresponds to the sampling operation in the white circle mark ◯ shown in FIG.

同様に、送信部5の第3回目、第4回目の起動毎に、マ
ルチプレクサ22がシフトレジスタ21の第3図(e)、
(f)に示す出力を順次選択し、かつ、デマルチプレク
サ24がメモリM,Mを順次選択するように切り換
えられ、これにより、第2図(b)に示す三角印△およ
び四角印□のサンプリングが実行される。この結果、メ
モリMには第3図(i)に示すようにデータD,D
,D11,……が記憶され、又、メモリMには第3図
(j)に示すようにデータD,D,D12,……が記
憶される。ここで、各メモリM〜Mに記憶されたデ
ータと各アドレスとの関係を示すと次表のようになる。
Similarly, each time the transmitter 5 is activated for the third time and the fourth time, the multiplexer 22 causes the shift register 21 to operate as shown in FIG.
The output shown in (f) is sequentially selected, and the demultiplexer 24 is switched so as to sequentially select the memories M 3 and M 4 , whereby the triangular mark Δ and the square mark □ shown in FIG. 2B are selected. Is sampled. As a result, as shown in FIG. 3 (i), the data D 3 , D are stored in the memory M 3 .
7, D 11, ...... it is stored, also the memory M 4 Figure 3 data as shown in (j) D 4, D 8 , D 12, ...... are stored. Here, the relationship between the data stored in each of the memories M 1 to M 4 and each address is shown in the following table.

次に、各メモリM〜Mに記憶されたデータをとり出
す動作について説明する。設定された測定範囲等の種々
の条件に適合するように、とり出すべきデータが決定さ
れると、CPU10からはそのデータが格納されている
メモリを指定する信号がデコーダ25に対して出力さ
れ、デコーダ25はこの信号を解読して指定されたメモ
リに信号を出力する。同時に、CPU10からは当該デ
ータが格納されている当該メモリのアドレスを指定する
信号がマルチプレクサ24に対して出力され、マルチプ
レクサ24はこれに応じてアドレスの切換えを行ない、
当該信号によるアドレスを指定する。これにより、当該
メモリの当該アドレスから所要のデータがCPU10に
とり出されて処理される。
Next, the operation of taking out the data stored in each of the memories M 1 to M 4 will be described. When the data to be taken out is determined so as to meet various conditions such as the set measurement range, the CPU 10 outputs a signal designating the memory in which the data is stored to the decoder 25, The decoder 25 decodes this signal and outputs the signal to the designated memory. At the same time, the CPU 10 outputs a signal designating the address of the memory in which the data is stored to the multiplexer 24, and the multiplexer 24 switches the address in response to this.
Designate the address by the signal. As a result, the required data is fetched from the address of the memory and processed by the CPU 10.

このように、本実施例では、送信部の4回の起動により
サンプリングを行なうようにしたので、所要のサンプリ
ング期間(例えば12.5ns)の4倍のサンプリング期間
(例えば50ns)でサンプリングを行なえばよく、こ
のため、低速のA/D変換回路、ラツチ回路、メモリ等
で装置を構成することができ、ひいては、消費電力や発
熱量を抑制することができ、かつ、超音波探傷器の価格
を低減せしめることができる。
As described above, in the present embodiment, sampling is performed by activating the transmitting unit four times, so sampling may be performed in a sampling period (for example, 50 ns) that is four times the required sampling period (for example, 12.5 ns). Therefore, the device can be configured with a low-speed A / D conversion circuit, a latch circuit, a memory, and the like, which can suppress the power consumption and the heat generation amount, and reduce the price of the ultrasonic flaw detector. It can be done.

なお、上記実施例の説明では、サンプリング期間を4倍
にする例について説明したが、4倍に限ることはなく、
その倍数は種々の条件を勘案して自由に選定することが
できる。
In the description of the above embodiment, the example in which the sampling period is quadrupled has been described.
The multiple can be freely selected in consideration of various conditions.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明では、複数回の起動によりサ
ンプリングを行なうようにしたので、サンプリング期間
を長くすることができ、これにより、低速のA/D変換
器、ラツチ回路およびメモリを用いることができ、ひい
ては、超音波探傷器の消費電力や発熱量を抑制すること
ができ、又、そのコストを低減せしめることができる。
As described above, according to the present invention, the sampling is performed by activating a plurality of times, so that the sampling period can be lengthened, whereby the low speed A / D converter, the latch circuit and the memory are used. As a result, the power consumption and heat generation amount of the ultrasonic flaw detector can be suppressed, and the cost thereof can be reduced.

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

第1図は本発明の実施例に係る超音波探傷器の一部のブ
ロツク図、第2図(a),(b)は反射波信号の波形図、第3
図(a)〜(j)は第1図に示す構成の動作を示すタイ
ムチヤート、第4図は超音波探傷器のブロツク図、第5
図は反射波信号の波形図、第6図は波形メモリのブロツ
ク図、第7図は高速のA/D変換回路を用いた場合に考
えられる超音波探傷器の一部ブロツク図である。 4……タイミング回路、7a……低速A/D変換回路、
7b……ラツチ回路、20……分周回路、21……シフ
トレジスタ、22,24……マルチプレクサ、23……デマ
ルチプレクサ、M〜M……低速メモリ。
FIG. 1 is a block diagram of a part of an ultrasonic flaw detector according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are waveform diagrams of reflected wave signals, and FIG.
(A) to (j) are time charts showing the operation of the configuration shown in FIG. 1, FIG. 4 is a block diagram of an ultrasonic flaw detector, and FIG.
6 is a waveform diagram of a reflected wave signal, FIG. 6 is a block diagram of a waveform memory, and FIG. 7 is a partial block diagram of an ultrasonic flaw detector which can be considered when a high-speed A / D conversion circuit is used. 4 ... Timing circuit, 7a ... Low speed A / D conversion circuit,
7b ...... latch, 20 ...... divider circuit, 21 ...... shift register, 22, 24 ...... multiplexer, 23 ...... demultiplexer, M 1 ~M 4 ...... slow memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超音波信号を被探傷物体に対して送信し、
当該被探傷物体からの超音波反射波を受信し、受信した
信号の解析により前記被探傷物体の探傷を行なう超音波
探傷器において、複数の出力端を有し前記受信信号に対
する所定のサンプリング周波数を前記出力端数の逆数だ
け分周した信号をサンプリング周期ずつずらして前記各
出力端から出力する信号発生手段と、この信号発生手段
の前記各出力端を前記超音波信号の送信毎に順に選択し
てゆき選択した出力端の信号を出力するマルチプレクサ
と、このマルチプレクサからの信号により前記超音波反
射波の受信信号をディジタル値に変換する低速A/D変
換器と、前記マルチプレクサからの信号により前記低速
A/D変換器で変換された値を保持するラッチ回路と、
前記信号発生手段の出力端と同数備えられ前記ラッチ回
路に保持されているデータを格納してゆく各低速メモリ
と、前記マルチプレクサの出力信号により前記低速メモ
リを作動させるとともに前記各低速メモリを前記超音波
信号の送信毎に順に選択して前記ラッチ回路に接続する
デマルチプレクサとを設けたことを特徴とする超音波探
傷器。
1. An ultrasonic signal is transmitted to an object to be inspected,
An ultrasonic flaw detector that receives an ultrasonic reflected wave from the flaw detection object and performs flaw detection of the flaw detection object by analyzing the received signal has a plurality of output terminals and a predetermined sampling frequency for the received signal. Signal generating means for outputting a signal divided by the reciprocal of the output fraction from each of the output terminals by shifting the sampling period, and each of the output terminals of the signal generating means are sequentially selected for each transmission of the ultrasonic signal. A multiplexer that outputs a signal at the selected output end, a low-speed A / D converter that converts the reception signal of the ultrasonic reflected wave into a digital value by the signal from the multiplexer, and a low-speed A / D converter by the signal from the multiplexer. A latch circuit for holding the value converted by the / D converter,
Each low-speed memory provided with the same number of output terminals as the signal generating means and storing the data held in the latch circuit, and the low-speed memory operated by the output signal of the multiplexer, and each low-speed memory An ultrasonic flaw detector, comprising: a demultiplexer which is sequentially selected for each transmission of an acoustic wave signal and connected to the latch circuit.
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