JPH07318543A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】デジタル化された受信データのピークを欠落せ
ずにデータ圧縮を行うことができる、表示データ圧縮回
路を備えた超音波探傷装置を提供する。 【構成】超音波探傷装置において、表示データ圧縮回路
は、前段の検波回路６から出力されるデジタルデータを
受け入れ、それらデータのうち、外部から入力される表
示データ圧縮パターンクロック信号の１周期期間に含ま
れるデータ中の最大値を検出して、その最大値を当該周
期毎に出力する最大ピーク値保持回路７２と、同じよう
に、デジタルデータを受け入れ、当該パターンクロック
の周期毎に最小値を検出して出力する最小ピーク値保持
回路７３とを有し、受信データ中の正負両側におけるピ
ーク値を保持しながら、データ圧縮を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波探傷装置に係
り、特に、探傷波形の表示に用いるデータ数を減少させ
る表示データ圧縮回路を備えた超音波探傷装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】超音波探傷装置において、超音波パルス
送信毎の検査範囲、例えば、深さ方向の範囲を大きくし
た場合、その検査範囲全体からの反射パルスを受信する
ために、信号の受信時間を、最大、その検査範囲におけ
る超音波パルスの往復伝播時間まで、長くする必要があ
る。このため、このようにして得られる受信信号を一定
周期でサンプリングしてデジタル化する超音波探傷装置
では、検査範囲の大きさに比例して、得られるデータ数
が増加する。一方、超音波探傷装置の表示器に、例え
ば、液晶表示器を使用すると、その横軸（時間軸）の表
示ポイント数は、その構造上の特性のため、一定数（例
えば２５６ポイント）に限られている。

【０００３】したがって、検査範囲を大きくとり、その
結果を、表示ポイント数が限られている表示器に表示し
ようとすると、サンプリングされたデータ数が、表示器
の表示ポイント数を越えてしまう場合がある。このよう
な場合において、探傷結果を表示するには、サンプリン
グされたデータ数を表示ポイント数まで減少させる、い
わゆる、表示データの圧縮が必要となる。

【０００４】例えば、被検査材が普通鋼だとして、その
深さ方向の検査範囲が１２０ｍｍであるとすると、鋼中
の超音波（縦波）の伝播速度は、約５９００ｍ／ｓｅｃ
であるため、その往復伝播時間は、４０．７μｓ（＝２
×０．１２／５９００秒）となる。ここで、データのサ
ンプリング周波数を３０ＭＨｚとすると、この時間間隔
中に得られるデータ数は、１２２１（＝４０．７×３
０）となる。したがって、このデータを表示ポイント数
が２５６の液晶表示器に表示しようとすると、必要なデ
ータの圧縮比は、０．２１（＝２５６／１２２１）とな
る。

【０００５】表示データの圧縮には、従来、櫛引き方法
と呼ばれる方法が用いられている。この方法は、入力さ
れる圧縮比の値に対応した時間間隔でデータを間引きす
ることにより、データ圧縮を行う。

【０００６】櫛引き方法による表示データ圧縮は、例え
ば、図１１に示すように、被検査材の内部欠陥等から反
射されたパルスによる受信信号をサンプリングして、デ
ジタル化するＡ／Ｄ変換回路５と、Ａ／Ｄ変換回路５か
ら出力されるデータ値を一時記憶するラインメモリ５１
と、ラインメモリ５１の動作を制御するマイコン回路５
２とを備える超音波探傷装置により実現される。

【０００７】この装置において、ラインメモリ５１への
書き込み時には、マイコン回路５２が、Ａ／Ｄ変換回路
５の変換指令に同期して、ラインメモリ５１へのアドレ
ス信号を０、１、２、・・・と、記憶できる最高番地ま
で変化させる。これにより、ラインメモリ５１には、デ
ジタル化されたデータ値が順次書き込まれる。

【０００８】次に、表示データ量を圧縮するために、こ
のラインメモリ５１からデータ値を読みだす時点で、記
憶されているデータ値のうち、所定の間隔毎のアドレス
番地に記憶されているデータ値だけを読みだす。例え
ば、表示データ量を、１／ｎ（ｎは整数）に圧縮したい
場合、すなわち、ｎ個のデータ値毎に１つのデータ値を
読みだしたい場合、マイコン回路５２は、アドレス信号
を０、１ｎ、２ｎ、３ｎ、・・・と変化させて、ライン
メモリ５１に記憶されているデータ値を表示用データと
して読みだす。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の櫛引き
方法では、等間隔でデータを間引くため、等価的にサン
プリング速度を落したことになり、圧縮されたデータに
基づいて表示された信号波形が、実際の周波数よりも低
い周波数を持つように見えたり、また、受信された信号
波形に高周波のピークが含まれていても、圧縮する際に
そのピークが欠落してしまうという問題がある。

【００１０】特に、超音波探傷装置では、受信（エコ
ー）波形のピーク値により欠陥の合否を判定するため、
エコー波形のピークが欠落しないようにデータ圧縮を行
うことが重要である。

【００１１】本発明の目的は、デジタル化された受信デ
ータに含まれるピーク値が欠落しないようにデータ圧縮
を行うことができる、表示データ圧縮回路を備えた超音
波探傷装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、予め定めた
送信周期毎に超音波探傷パルスを被検査材へ送信し、そ
の探傷パルスのうち、被検査材の内部欠陥により反射さ
れたパルスを受信することで、被検査材の探傷測定を行
う超音波探傷装置において、探傷パルス送信後の予め定
めた時間間隔内で受信される反射パルス信号を受け入
れ、この反射パルス信号を一定時間のサンプリング区間
で分割し、その区間ごとにデジタル化してデータ値とし
て出力するＡ／Ｄ変換回路と、Ａ／Ｄ変換回路から出力
されたデータ値を順次受け入れ、それらデータ値のう
ち、入力される圧縮パターンクロック信号の１周期期間
中に受け入れられたデータ値の中のピーク値を決定して
出力する表示データ圧縮回路と、表示データ圧縮回路か
ら出力されたピーク値に基づいて、反射パルス信号の波
形を表示する表示装置とを有することを特徴とする超音
波探傷装置により達成することができる。

【００１３】

【作用】本発明による超音波探傷装置では、超音波探傷
パルス送信後の予め定めた時間間隔内で受信される反射
パルス信号を、Ａ／Ｄ変換回路が、一定時間のサンプリ
ング区間毎でデジタル化する。

【００１４】表示データ圧縮回路は、デジタル化された
データ値を順次受け入れ、それらデータ値のうち、入力
される圧縮パターンクロック信号の１周期期間中に受け
入れられるデータ値におけるピーク値、すなわち、その
受け入れられたデータ値中の極大値または極小値を、そ
の圧縮パターンクロック信号の各周期毎に決定して出力
する。

【００１５】表示装置は、表示データ圧縮回路から出力
されるデータに基づいて画像データを生成し、そのデー
タに基づいて、反射パルス信号の波形を表示する。

【００１６】圧縮パターンクロック信号を発生するに
は、例えば、パターンクロック発生回路のメモリに、予
め定められている複数個の圧縮比の値を実現する圧縮パ
ターンクロック信号を発生するために必要な、複数個の
パターン値を予め記憶させておく。

【００１７】次に、パターンクロック発生回路の信号発
生部により、利用者などにより設定され入力されるデー
タの圧縮比に対応するパターン値を、メモリに記憶され
ているパターン値の中から選択して、その値をメモリか
ら読み出し、そのパターン値に基づいて、前記圧縮パタ
ーンクロック信号を発生する。

【００１８】

【実施例】本発明を適用した表示データ圧縮回路を備え
る超音波探傷装置の一実施例について説明する。

【００１９】本実施例の超音波探傷装置は、図６に示す
ように、当該探傷装置の動作を制御するＣＰＵおよびメ
モリを備えるコントローラ１と、当該探傷装置の動作お
よび探傷により得られた受信波形の表示モードに係る設
定を外部から受け付ける設定入力部１０と、所定のパル
ス信号を所定のタイミングで発生する送信回路２と、当
該パルス信号により駆動されて、被検査材の内部欠陥等
を探傷するための超音波パルスを発生する探触子３とを
有する。

【００２０】本実施例は、さらに、被検査材の内部欠陥
等からの反射パルスを受けることで探触子３が出力する
信号を受信する受信回路４と、受信信号（アナログ信
号）を所定のサンプリング周波数によりデジタル化する
Ａ／Ｄ変換回路５と、設定される表示モードに基づいて
Ａ／Ｄ変換回路５から出力された正負に振動するデジタ
ルデータを処理する検波回路６と、検波回路６から出力
されたデジタルデータを受け入れ、後記する表示器９の
表示ポイント数までデータの量を圧縮する表示データ圧
縮回路７とを有する。

【００２１】本実施例において、設定される表示モード
には、正負に振動するデジタルデータをそのまま表示す
るＲＦ波形表示モードと、正負に振動するデジタルデー
タの負側の信号を正側へ反転させて正負両側の波形を正
側に表示する検波波形表示（以下、エコー波形表示とす
る）とがある。エコー波形表示では、また、正負両側の
波形が正側に変換された後のデータを、ローパスフィル
タへ通し高周波部分を除き、包絡線波形として表示する
場合もある。

【００２２】検波回路６は、ＲＦ波形表示モードが選択
された場合、Ａ／Ｄデータをそのまま出力し、エコー波
形表示モードが選択された場合、正負に振動するデジタ
ルデータの負側のデータを正側へ反転させ、その反転さ
せたデータと元からある正側のデータとを併せて、出力
する。

【００２３】表示データ圧縮回路７は、図７に示すよう
に、検波回路６から出力されるデジタルデータを受け入
れ、それらデータのうち、外部から入力されるデータ圧
縮パターンクロック信号の１周期期間に含まれるデータ
中の最大値を検出して、当該周期毎に出力する最大ピー
ク値保持回路７２と、同じように、デジタルデータを受
け入れ、当該パターンクロック信号の周期毎に最小値を
検出して出力する最小ピーク値保持回路７３とを有す
る。

【００２４】表示データ圧縮回路７に入力されるパター
ンクロックは、コントローラ１に含まれるパターンクロ
ック発生回路（図示せず）により発生される。パターン
クロック発生回路は、図８に示されるように、Ａ／Ｄ変
換回路５におけるサンプリングの周期毎に出力されるパ
ルス信号ＤＭＣＫを入力とし、設定されるサンプリング
データ数と表示データ数との比（圧縮比）に基づいて、
その圧縮比の実現に必要なパターンクロック信号ＤＭＲ
ＳＴを出力する。

【００２５】本実施例は、表示データ圧縮回路７および
パターンクロック発生回路により、被検査材の内部欠陥
によるピーク波形が失われないようにして、サンプリン
グされたデータ数を減少させることで、データ圧縮を行
うものである。表示データ圧縮回路７およびパターンク
ロック発生回路の、それぞれの構成および作用について
は、以下で詳細に説明する。

【００２６】本実施例は、さらに、表示データ圧縮回路
７から、パターンクロック信号毎に出力される最大のピ
ーク値と最小のピーク値とをそれぞれ受け入れて、それ
らデータを合成して表示するために必要な画像データを
生成する作画回路８と、作画回路８が生成した画像デー
タに基づいて画像を表示する表示器９とを有する。

【００２７】表示器９は、上記のようにして得られた探
傷結果を表示できるものであれば、その構成は問わず、
例えば、液晶表示器、ＣＲＴのいずれでも用いることが
できる。ただし、本発明では受信した信号波形中のピー
クを失わないようにして、表示データを減少させること
ができるため、表示ポイント数が比較的少ない、例え
ば、液晶表示器でも、その解像度に係りなく、すべての
ピーク波形を表示することが可能である。

【００２８】次に、本発明の特徴である表示データ圧縮
回路７を、図１、図２、図３を用いて説明する。図１
（Ａ）、（Ｂ）には、それぞれ、最大ピーク値保持回路
７２、最小ピーク値保持回路７３の詳細構造の一例を示
す。図１中において、ＤＭＲＳＴは、入力される表示デ
ータ圧縮パターンクロック信号であり、データＩＮは、
検波回路６から入力されるデジタルデータであり、本実
施例では、このデータが、８ビットの場合について説明
する。図１中において、さらに、信号ＤＭＣＫは、デジ
タルデータのサンプリング周期毎に出力されるタイミン
グ信号であり、データＭＡＸＯＵＴは、本回路の処理に
より得られるパターンクロック信号の周期毎に出力され
る最大ピーク値である。

【００２９】最大ピーク値保持回路７２は、図１（Ａ）
に示すように、検波回路６からデータＩＮを受け入れ
て、クロック入力（ＣＫ）が立ち上がったときのデータ
を次のＣＫの立上りまで保持するラッチ７２１およびラ
ッチ７２２と、ラッチ７２１の出力を、２つある入力の
うちの入力Ａとして受け入れ、もう一方の入力Ｂへデー
タ「００Ｈ」（Ｈは１６進法を示す）入力し、ＳＥＬ入
力がＨｉｇｈレベル（以下、Ｈレベルと略す）のときに
入力Ｂを、Ｌｏｗレベル（以下、Ｌレベルと略す）のと
きに入力Ａを、出力Ｙとして出力する切換器７２５とを
有する。ここで、切換器７２５では、入力Ｂを接地する
ことで、８ビットデータ値の、１６進法での００Ｈが入
力されている。

【００３０】最大ピーク値保持回路７２は、さらに、ラ
ッチ７２２の出力および切換器７２５の出力を受け入れ
て、ラッチ７２２の出力が切換器７２５の出力よりも大
きい場合に、そのＡ＞Ｂ出力がＨレベルとなる比較器７
２６と、切換器７２５の出力を受け入れて、クロック入
力（ＣＫ）が立ち上がったときのデータを次のＣＫの立
上りまで保持して、データＭＡＸＯＵＴとして出力する
ラッチ７２７とを有する。

【００３１】最大ピーク値保持回路７２は、さらに、信
号ＤＭＣＫを受け入れて、信号ＤＭＣＫの負論理信号を
出力するインバータ７２４と、インバータ７２４の出力
および比較器７２６の出力を受け入れて、その論理演算
結果をラッチ７２１のＣＫ入力へ出力するＡＮＤゲート
７２３とを有する。

【００３２】ここで、ラッチ７２２のＣＫ入力には、信
号ＤＭＣＫが入力され、切換器７２５のＳＥＬ入力およ
びラッチ７２７のＣＫ入力には、パターンクロック信号
ＤＭＲＳＴが入力される。

【００３３】最小ピーク値保持回路７３は、最小のピー
ク値を検出するもので、図１（Ｂ）に示すように、検波
回路６からデータＩＮを受け入れて、クロック入力（Ｃ
Ｋ）が立ち上がったときのデータを次のＣＫの立上りま
で保持するラッチ７３１およびラッチ７３２と、ラッチ
７３１の出力を２つある入力のうちの入力Ａとして受け
入れ、もう一方の入力Ｂに所定の電位を印加することで
データ値としてＦＦＨを入力し、ＳＥＬ入力がＨレベル
のときに入力Ｂを、ＳＥＬ入力がＬレベルのときに入力
Ａを、出力Ｙとして出力する切換器７３５とを有する。

【００３４】最小ピーク値保持回路７３は、さらに、ラ
ッチ７３２および切換器７３５の出力を受け入れ、ラッ
チ７３２の出力が切換器７３５の出力よりも小さい場合
に、そのＡ＜Ｂ出力がＨレベルとなる比較器７３６と、
切換器７３５の出力を受け入れ、クロック入力（ＣＫ）
が立ち上がったときのデータを次のＣＫの立上りまで保
持して、データＭＩＮＯＵＴとして出力するラッチ７３
７とを有する。

【００３５】最小ピーク値保持回路７３は、さらに、信
号ＤＭＣＫを受け入れ、その負論理信号を出力するイン
バータ７３４と、インバータ７３４の出力および比較器
７３６の出力を入力とし、その論理演算結果をラッチ７
３１のＣＫ入力へ出力するＡＮＤゲート７３３とを有す
る。

【００３６】次に、最大ピーク値保持回路７２の作用
を、図２、図３を用いて説明する。ここで、図２は、図
１（Ａ）に示される最大ピーク値保持回路７２の、いく
つかの代表的な位置における波形を示すタイミングチャ
ートであり、図３は、図２に示される波形のうち、ｎ番
目の周期Ｔｎ内の波形を、時間的に拡大して表示したタ
イミングチャートである。図２、３中には、データＩＮ
のデータ列の一例、図１（Ａ）に示される回路における
ラッチ７２２の出力（Ａ点）、切換器７２５の出力（Ｂ
点）、ラッチ７２１の出力（Ｃ点）、および、ＡＮＤゲ
ート７２３の出力（Ｄ点）が示されている。

【００３７】最初、図３に示すように、信号ＤＭＲＳＴ
が立ち上がると（時刻Ｔ１）、その信号がラッチ７２７
のＣＫ入力に入力されるので、Ｂ点における、前の周期
でのデータをラッチしてデータＭＡＸＯＵＴとして出力
する。さらに、信号ＤＭＲＳＴがＨレベルとなると（時
刻Ｔ２）、切換器７２５は、その入力Ｂのデータ、すな
わち、ＧＮＤレベルの０_H（サブスクリプトＨは、１６
進法の数字であることを示す）をＢ点側へ出力する。

【００３８】一方、信号ＤＭＣＫが立ち上がると（時刻
Ｔ３）、この信号はラッチ７２２のＣＫ入力へ入力され
るので、この時点でのデータＩＮのデータ４_Hをラッチ
して、Ａ点側へ出力する。

【００３９】時刻Ｔ４で、比較器７２６の入力Ａは
４_H、入力Ｂは０_Hであるため、Ａ＞Ｂ出力は、Ｈレベル
となる。次に、インバータ７２４から出力される信号Ｄ
ＭＣＫの負論理が立ち上がると（時刻Ｔ５）、Ａ＞Ｂ出
力がＨレベルなので、ＡＮＤゲート７２３の出力（Ｄ
点）は、Ｈレベルとなる。この信号がラッチ７２１のＣ
Ｋ入力へ入力されると、その立上りのため、その時点で
のデータＩＮのデータ４_Hがラッチされ、Ｃ点側へ出力
される（時刻Ｔ６）。

【００４０】この時すでに、信号ＤＭＲＳＴはＬレベル
なので、切換器７２５は、入力Ａのデータ、すなわち、
４_HをＢ点側へ出力する（時刻Ｔ７）。この時点で、比
較器７２６の２つの入力Ａ、Ｂは両方共４_Hであるの
で、Ａ＞Ｂ出力は、Ｌレベルとなる（時刻Ｔ８）。Ａ＞
Ｂ出力がＬレベルとなると、Ｄ点では、Ｌレベルとなる
（時刻Ｔ９）。

【００４１】次に、入力されるデータＩＮのデータ値が
前の周期（ここでは、４_Hよりも大きい場合（時刻Ｔ１
０〜Ｔ１３）、信号ＤＭＣＫが立ち上がると（時刻Ｔ１
０）、ラッチ７２２の出力のＡ点側が５_Hとなる。ここ
で、Ｂ点では４_Hとなっているので、比較器７２６のＡ
＞Ｂ出力はＨレベルとなる（時刻Ｔ１１）。信号ＤＭＣ
Ｋの負論理が、次に、立ち上がると（時刻Ｔ１２）、Ｄ
点で信号が立上り、ラッチ７２１の出力、Ｃ点側では５
_Hとなる。切換器７２５では、ＳＥＬ入力がＬレベルで
あるため、入力Ａが選択され、Ｂ点側では５_Hとなると
ともに、比較器７２６の両入力は５_Hであるため、Ａ＞
Ｂ出力はＬレベルとなり、Ｄ点側でもＬレベルとなる
（時刻Ｔ１３）。

【００４２】次に、入力されるデータＩＮのデータ値が
前の周期よりも小さい場合（時刻Ｔ１４〜）、上記の場
合と同様に、信号ＤＭＣＫが立ち上がると（時刻Ｔ１
４）、ラッチ７２２の出力のＡ点側が３_Hとなる。ここ
で、Ｂ点では４_Hとなっているので、比較器７２６のＡ
＞Ｂ出力はＬレベルのままとなる。したがって、ラッチ
７２１の出力、Ｃ点側では５_Hのままとなり、さらに、
切換器７２５の出力、Ｂ点側でも５_Hのままとなる。

【００４３】次に、パターンクロック信号ＤＭＲＳＴが
立ち上がると（時刻Ｔ１５）、ラッチ７２７は、５_Hを
データＭＡＸＯＵＴとして出力する。

【００４４】したがって、上記構成によれば、信号ＤＭ
ＲＳＴの１周期において、最大ピーク値保持回路７２
は、データＩＮのデータ値として、４_H、５_H、３_Hを順
次受け入れ、それらのうちの最大値５_Hを、データＭＡ
ＸＯＵＴとして出力する。

【００４５】また、図１（Ｂ）に示す構造を有する最小
ピーク値保持回路７３は、ピーク値として、パターンク
ロック信号ＤＭＲＳＴの１周期中における最小値を得る
もので、比較器７３６がＡ＜Ｂ出力を出力して、切換器
７３５の入力ＢがすべてＨレベル（ＦＦＨ）であること
以外、上記最大ピーク保持回路７３の作用と同様の作用
を有するもので、データＩＮを受け入れて、最小ピーク
値ＭＩＮＯＵＴを出力する。

【００４６】次に、上記で説明した表示データ圧縮回路
７へ入力される表示データ圧縮パターンクロックについ
て説明する。

【００４７】このパターンクロック信号を発生するパタ
ーンクロック発生回路は、例えば、図８（Ａ）に示すよ
うに、予め設定されている選択可能な複数の圧縮比のそ
れぞれを実現するために必要な信号出力パターンが記憶
されているメモリ（ＲＯＭ）１０１と、入力される信号
ＤＭＣＫのパルス数を計数し、その値によりＲＯＭ１０
１の下位アドレスを指定するカウンタ１０２と、ＲＯＭ
１０１からの出力パターンを分周する分周器１０３とを
有する。

【００４８】本実施例において、圧縮比の設定は、ＲＯ
Ｍ１０１の上位アドレスを決定するための選択信号１０
０１と、分周器１０３の分周比を決定するための選択信
号１００２とにより決定される。なお、選択信号１００
１および１００２は、設定入力部１０で受け付ける、外
部からの圧縮比に関する設定に対応して、コントローラ
１で生成され、パターンクロック発生回路へ出力され
る。

【００４９】パターンクロック発生回路は、さらに、分
周器１０３からの出力をデータ入力とし、信号ＤＭＣＫ
をクロック入力とするＤフリップフロップ回路１０４
と、信号ＤＭＣＫを受け入れるインバータ１０６と、Ｄ
フリップフロップ回路１０４からの出力をデータ入力と
し、インバータ１０６の出力をクロック入力とするＤフ
リップフロップ回路１０５と、Ｄフリップフロップ回路
１０４および１０５の両出力を入力として表示データ圧
縮パターンクロック信号ＤＭＲＳＴを出力するＥｘ−Ｏ
Ｒ１０７ゲートとを有する。

【００５０】本実施例のパターンクロック発生回路にお
いて、ＲＯＭ１０１は、例えば、１ビットｘ２^K（Ｋ＞
８）構成のメモリである。また、カウンタ１０２には、
２５６進カウンタが用いられるもので、各桁の出力８ビ
ットがＲＯＭ１０１のアドレスの下位８ビットに接続さ
れる。

【００５１】ＲＯＭ１０１のアドレスの上位ビットに入
力される選択信号１００１が、全ビット０の場合には、
２５６進カウンタ１０２の出力が０００Ｈ〜０ＦＦＨと
１づつ変ると、ＲＯＭ１０１からアドレス０００Ｈ〜０
ＦＦＨの記憶内容が出力される。すなわち、ある圧縮比
を得るために必要な信号出力パターンを、予めＲＯＭ１
０１に記憶させておけば、選択信号１００１の選択指令
により、必要とする圧縮パターンが得られる。

【００５２】ＲＯＭ１０１の出力は、選択信号１００２
により決定される分周比により、分周器１０３で分周さ
れ、分周後の出力信号の立上り点、降下点で、例えば、
信号ＤＭＣＫの１パルス（半周期）相当分の時間幅を有
するパルス波形を発生する信号ＤＭＲＳＴを出力する。

【００５３】パターンクロック発生回路における、いく
つかの代表的な点における出力波形の一例を図８（Ｂ）
に示す。図中では、分周比が１／４の場合の波形を示す
もので、上から、入力される信号ＤＭＣＫ、Ｄフリップ
フロップ回路１０４のデータ入力（Ｄ１）、当該回路１
０４の出力（Ｑ１）、Ｄフリップフロップ回路１０５の
出力（Ｑ２）、および、Ｅｘ−ＯＲゲートの出力（表示
データ圧縮パターンクロック）信号ＤＭＲＳＴが示され
ている。

【００５４】本実施例においては、超音波探傷しようと
する探査範囲が、利用者により設定入力部１０を介して
入力され設定されると、その探査範囲中にサンプリング
されるデジタルデータ数ＳＳが、コントローラ１により
決定される。ここで、表示器９の表示領域中の横軸の表
示ポイント数ＤＤは一定であり、表示器９が液晶表示器
である場合は、通常、ＳＳ＞ＤＤとなる。

【００５５】したがって、ＤＤ／ＳＳ＝１／ｋを算出し
て、このｋの値を用いて、データ圧縮比を決定する。す
なわち、予めＲＯＭ１０１に記憶されている圧縮比のう
ち、例えば、この決定された圧縮比と同じ、または、近
い値を有するものを、選択信号により選択する。ＲＯＭ
１０１はこれを受け入れ、選択された圧縮比を実現する
ために必要なパターンクロック信号ＤＭＲＳＴを発生さ
せて出力する。

【００５６】なお、ｋは、一般には整数ではない。この
ため、ｎ＜ｋ＜ｎ＋１（ｎは整数）とすると、パターン
クロック信号ＤＭＲＳＴの周期は、データのサンプリン
グ周期を示す信号ＤＭＣＫの周期のｎ倍の時と、（ｎ＋
１）倍と時とが存在する。

【００５７】すなわち、本実施例のデータ圧縮回路にお
いては、ＤＭＲＳＴの周期が、不等間隔であっても動作
するので、ｎ倍、（ｎ＋１）倍を任意に選択すること
で、細かく圧縮率を決定することが可能となる。

【００５８】本実施例では、パターンクロック発生回路
として、上記のような回路を例に取ったが、本発明にお
いて用いることができるパターンクロック発生回路は、
これに限定されるものではない。本発明において、パタ
ーンクロック信号は、設定される圧縮比を実現できるも
のであれば良く、その形態および発生方法は、限定され
るものではない。

【００５９】次に、本実施例の全体作用を説明する。

【００６０】本実施例の超音波探傷装置の検出動作にお
いては、例えば、図９に示すように、被検査材２０内部
の欠陥を検出するために、探触子３が被検査材２０上に
配置される。次に、コントローラ１の制御により、送信
回路２は、例えば、１ｋＨｚの送受信周期で、探触子３
から送信パルスを放射させる。

【００６１】放射された送信パルスは、被検査材２０内
部の欠陥等から反射され、その反射波（エコー）が、受
信回路４により受信される。受信された信号は、Ａ／Ｄ
変換回路５により、所定の周期でサンプリングされ、デ
ジタル化される。

【００６２】検波回路６は、デジタル化された正負に振
動するデータを受け入れて、設定入力部１０が受け付け
る外部からの設定指令に基づいたコントローラ１の指令
により、設定される表示モードに従って検波処理を行
う。具体的には、検波回路６は、表示モードが、ＲＦ波
形表示モードに設定されると、Ａ／Ｄデータをそのまま
出力し、エコー波形表示モードに設定されると、そのデ
ータ中に含まれる負側のデータの極性を正側に反転させ
て、元からある正側のデータと併せて出力する。

【００６３】表示データ圧縮回路７は、設定入力部１０
が受け入れた設定指令に基づき、コントローラ１により
決定された圧縮比およびパターンクロック信号に従っ
て、検波回路６で検波されたデータを、上記で説明した
作用により、設定された表示モードに係らず、ピークが
欠落しないように圧縮する。

【００６４】例えば、エコー波形表示モードの場合、図
４（Ａ）に示すような量子化データが検波回路６から出
力されたとすると、表示データ圧縮回路７では、図４
（Ｂ）に示すようなパターンクロック信号を用いること
で、最大ピーク値保持回路７２により、図４（Ｃ）に示
すように、入力されたデータ列のピークを失わないよう
に、データ圧縮が行われる。

【００６５】なお、図４の例は、２２ポイントのデータ
列から構成される波形を、１５ポイントへ圧縮した例で
あり、図４（Ａ）に示されている上下２段の数字列は、
それぞれ、サンプリングされたデータの通し番号と、圧
縮後のデータの通し番号とを示すもので、図４（Ｄ）
は、表示に用いられるデータを示している。ここで、図
４（Ｃ）と図４（Ｄ）とは、データ間隔の表示が異なる
だけの、同じデータ列を示している。

【００６６】ＲＦ波形表示モードの場合も、エコー波形
表示モードの場合と同様に、図５に示すように、データ
圧縮が行われる。すなわち、図５（Ａ）に示すような量
子化データが検波回路６から出力されたとすると、表示
データ圧縮回路７では、図５（Ｂ）に示すようなパター
ンクロックを用いることで、図５（Ｃ）に示すように、
最大ピーク値保持回路７２および最小ピーク値保持回路
７３により、入力されたデータの最大ピークおよび最小
ピークが両方共欠落しないように、データ圧縮が行われ
る。ここで、図５（Ｃ）に示されている実線部分は、最
大ピーク値保持回路７２からの出力データＭＡＸＯＵＴ
であり、点線部分は、最小ピーク値保持回路７３からの
出力データＭＩＮＯＵＴである。

【００６７】なお、図５の例も、図４と同様に、２２ポ
イントのデータ列から構成される波形を、１５ポイント
へ圧縮した例である。また、図５（Ｄ）は、表示に用い
られるデータを示しており、その斜線部分は、最大ピー
ク値保持回路７２および最小ピーク値保持回路７３によ
る出力の差異部分を示している。

【００６８】表示データ圧縮回路７において、用いられ
るパターンクロックの発生に必要なデータの圧縮比の設
定は、利用者が、表示器９に表示しようとする、被検査
材２０の深さ方向の探査範囲（図９参照）を指定するこ
とで行われる。また、探査範囲の指定の代わりに、表示
するデータのサンプル時間幅を設定する構成としても良
い。

【００６９】作画回路８は、以上のようにして得られた
圧縮データに基づき、画像データを生成し、表示器９
は、その画像データを受け入れて表示を行う。受信波形
が表示される表示器９の表示画面上には、例えば、図１
０（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、被検査材２０
内部の欠陥２１、２２、２３、および、底面２４（図９
参照）のそれぞれで反射された反射波（エコー波形表
示）が表示される。

【００７０】本実施例においては、これらの反射波形を
調べることにより、被検査材２０内部の欠陥を検出する
ことが可能となる。

【００７１】本実施例によれば、受信された反射波形を
デジタル化した後、そのデジタルデータに含まれるピー
ク値を保持しながら、データ圧縮を行うため、用いる表
示器の表示状態によらず、常に、ピーク値を含む波形を
表示することができる。特に、ＲＦ波形表示モードにお
いても、最大、最小両方のピーク値を保持しながら、デ
ータ圧縮を行うことができる。

【００７２】また、本実施例によれば、データ圧縮に用
いるパターンを、予めメモリに記憶させておき、それを
任意に選択できるため、表示データの圧縮比が、実質
上、任意に設定することができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、デジタル化された受信
データに含まれるピークを欠落させずにデータ圧縮を行
うことができる、表示データ圧縮回路を備えた超音波探
傷装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）：本発明を適用した最大ピーク値保
持回路の構成例を示す回路図。 図１（Ｂ）：本発明を適用した最小ピーク値保持回路の
構成例を示す回路図。

【図２】図１（Ａ）の最大ピーク値保持回路の各部にお
ける作用を説明するための波形図。

【図３】図２の波形図の一部を時間的に拡大して示した
波形図。

【図４】図４（Ａ）：表示データ圧縮回路へ入力される
データ(エコー波形表示モード)の一例を示す波形図。 図４（Ｂ）：表示データ圧縮回路へ入力されるパターン
クロックの一例を示す波形図。 図４（Ｃ）：表示データ圧縮回路から出力されるデータ
の一例を示す波形図。 図４（Ｄ）：表示データの一例を示す波形図。

【図５】図５（Ａ）：表示データ圧縮回路へ入力される
データ（ＲＦ波形表示モード）の一例を示す波形図。 図５（Ｂ）：表示データ圧縮回路へ入力されるパターン
クロックの一例を示す波形図。 図５（Ｃ）：表示データ圧縮回路から出力されるデータ
の一例を示す波形図。 図５（Ｄ）：表示データの一例を示す波形図。

【図６】本発明を適用した超音波探傷装置の一実施例の
構成を示すブロック図。

【図７】本発明を適用した表示データ圧縮回路の構成例
を示すブロック図。

【図８】図８（Ａ）：本発明における表示データ圧縮パ
ターンクロック発生回路の構成例を示す回路図。 図８（Ｂ）：図８（Ａ）の回路の各部における波形図。

【図９】本発明により超音波探傷装置の探査範囲の設定
を説明するための説明図。

【図１０】図１０（Ａ）：図９の超音波探傷装置で得ら
れる波形の一例を示す説明図。 図１０（Ａ）：図９の超音波探傷装置で得られる波形の
他の例を示す説明図。

【図１１】従来の表示データ圧縮を行う装置の一部の構
成例を示す回路図。

【符号の説明】

１…コントローラ、２…送信回路、３…探触子、４…受
信回路、５…Ａ／Ｄ変換回路、６…検波回路、７…表示
データ圧縮回路、８…作画回路、９…表示器、１０…設
定入力部、２０…被検査材、７２…最大ピーク値保持回
路、７３…最小ピーク値保持回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め定めた送信周期毎に超音波探傷パルス
   を被検査材へ送信し、その探傷パルスのうち、被検査材
   の内部欠陥により反射されたパルスを受信することで、
   被検査材の探傷測定を行う超音波探傷装置において、 探傷パルス送信後の予め定めた時間間隔内で受信される
   反射パルス信号を受け入れ、この反射パルス信号を一定
   時間のサンプリング区間で分割し、その区間ごとにデジ
   タル化してデータ値として出力するＡ／Ｄ変換回路と、 Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデータ値を順次受け入
   れ、それらデータ値のうち、入力される圧縮パターンク
   ロック信号の１周期期間中に受け入れられたデータ値の
   中のピーク値を決定して出力する表示データ圧縮回路
   と、 表示データ圧縮回路から出力されたピーク値に基づい
   て、反射パルス信号の波形を表示する表示装置とを有す
   ることを特徴とする超音波探傷装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記Ａ／Ｄ変換回路が出力するデータ値が正負に振動す
   るものである場合、 前記Ａ／Ｄ変換回路と前記表示データ圧縮回路との間に
   設けられ、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるデータ値
   を順次受け入れて、負側のデータ値を正側へ反転させ
   て、反転させたデータ値と正側のデータ値とを併せて、
   前記表示データ圧縮回路へ出力する検波回路をさらに有
   し、 前記表示データ圧縮回路は、検波回路からの出力をデー
   タ値として受け入れることを特徴とする超音波探傷装
   置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記表示データ圧縮回路は、 前記圧縮パターンクロック信号の１周期期間中に受け入
   れられた前記データ値の中の、最大値を決定して出力す
   る最大ピーク値保持部と、 前記圧縮パターンクロック信号の１周期期間中に受け入
   れられた前記データ値の中の、最小値を決定して出力す
   る最小ピーク値保持部とを有することを特徴とする超音
   波探傷装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、 予め定められている複数個の圧縮比の値を実現する前記
   圧縮パターンクロック信号をそれぞれ発生するために必
   要な、複数個のパターン値を予め記憶しておくメモリ
   と、 外部から入力されるデータの圧縮比に基づいて、メモリ
   に記憶されているパターン値のうち、その圧縮比に対応
   するパターン値を選択して読み出し、そのパターン値に
   基づいて、前記圧縮パターンクロック信号を発生する信
   号発生部とを備えるパターンクロック発生回路をさらに
   有することを特徴とする超音波探傷装置。