JPH0830698B2 - 超音波測定方式 - Google Patents
超音波測定方式Info
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- JPH0830698B2 JPH0830698B2 JP62242541A JP24254187A JPH0830698B2 JP H0830698 B2 JPH0830698 B2 JP H0830698B2 JP 62242541 A JP62242541 A JP 62242541A JP 24254187 A JP24254187 A JP 24254187A JP H0830698 B2 JPH0830698 B2 JP H0830698B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超音波測定方式に関し、詳しくは、超音
波探触子，走査装置，パルサレシーバ，マイクロコンピ
ュータ，画像入出力装置，画像表示装置等を備える超音
波探傷装置において、測定した欠陥の特徴を判別するこ
とができるような超音波測定方式に関する。
波探触子，走査装置，パルサレシーバ，マイクロコンピ
ュータ，画像入出力装置，画像表示装置等を備える超音
波探傷装置において、測定した欠陥の特徴を判別するこ
とができるような超音波測定方式に関する。
［従来の技術］ 超音波測定装置は、各種の材料とか、機械部品、電子
部品の欠陥検査をはじめとして、同種の部品等の相互比
較、部品に対する熱処理，引張，圧縮，加圧，減圧等の
種々の処理を行った後の状態検査など、部品等に対する
種々の試験に利用される。
部品の欠陥検査をはじめとして、同種の部品等の相互比
較、部品に対する熱処理，引張，圧縮，加圧，減圧等の
種々の処理を行った後の状態検査など、部品等に対する
種々の試験に利用される。
この種の超音波測定装置としては、X,Y,Z座標内で被
検体を走査するXYZ走査装置を備えていて、部品等の被
検体の内部状態の変化をＣスキャンし、被検体からの反
射波のエコー強さをエコー受信信号の高さとして検出
し、それに対応するＣスコープ像を得て、得た画像を観
測し又はデータ処理して所定の検査を行う。
検体を走査するXYZ走査装置を備えていて、部品等の被
検体の内部状態の変化をＣスキャンし、被検体からの反
射波のエコー強さをエコー受信信号の高さとして検出
し、それに対応するＣスコープ像を得て、得た画像を観
測し又はデータ処理して所定の検査を行う。
超音波測定装置の構成としては、送受信信号を発生す
るパルサレシーバと、このパルサレシーバからの送信信
号を受ける焦点型探触子と、この探触子で受けた被検査
物からのエコー受信信号を前記パルサレシーバにより増
幅し、増幅されたエコー受信信号にゲートをかけてピー
ク値を検出するゲート及びピーク検出器、波形をモニタ
する波形モニタ装置、さらに、ゲート・ピーク検出器に
よりサンプルホールドされたピーク値をデジタル値に変
換するA/D変換器、モニタTVを有する画像処理装置等か
らなる。
るパルサレシーバと、このパルサレシーバからの送信信
号を受ける焦点型探触子と、この探触子で受けた被検査
物からのエコー受信信号を前記パルサレシーバにより増
幅し、増幅されたエコー受信信号にゲートをかけてピー
ク値を検出するゲート及びピーク検出器、波形をモニタ
する波形モニタ装置、さらに、ゲート・ピーク検出器に
よりサンプルホールドされたピーク値をデジタル値に変
換するA/D変換器、モニタTVを有する画像処理装置等か
らなる。
［解決しようとする問題点］ このような超音波測定装置を用いて検査物内部の情報
を映像化することが可能であるが、検査物内部の欠陥を
探傷する際に、従来の方法では反射波のピーク値を検出
して画像化するだけであり、ピーク値の大きさから欠陥
の大きさを知ることができても、欠陥の形状が球状か又
は円板状であるか等の形状判別は困難な面がある。
を映像化することが可能であるが、検査物内部の欠陥を
探傷する際に、従来の方法では反射波のピーク値を検出
して画像化するだけであり、ピーク値の大きさから欠陥
の大きさを知ることができても、欠陥の形状が球状か又
は円板状であるか等の形状判別は困難な面がある。
欠陥の形状は破壊力学的な影響は大きく、球状と円板
状欠陥を比較した場合、円板状欠陥は、き裂発生の原因
となり易く、球状欠陥よりも重要な検査対象となると考
えられる。ところが、円板状欠陥探傷の結果得られた画
像は球状欠陥と類似の傾向を示し、円板状であることが
確認できない欠点がある。
状欠陥を比較した場合、円板状欠陥は、き裂発生の原因
となり易く、球状欠陥よりも重要な検査対象となると考
えられる。ところが、円板状欠陥探傷の結果得られた画
像は球状欠陥と類似の傾向を示し、円板状であることが
確認できない欠点がある。
この発明は、このような従来技術の問題点を解決する
ものであって、測定した欠陥の特徴を判別することがで
きる超音波測定方式を提供することを目的とする。
ものであって、測定した欠陥の特徴を判別することがで
きる超音波測定方式を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明の特徴は、パルサレシーバで受信した検査対
象物からの反射波を周波数解析して、受信周波数帯域内
のピーク周波数値を挾んで少なくとも上下２つの周波数
成分の強さを測定して、これら２つの周波数成分の強さ
を輝度変換して画像処理し、これら画像間で差の画像を
得て形状の推定を行うものである。
象物からの反射波を周波数解析して、受信周波数帯域内
のピーク周波数値を挾んで少なくとも上下２つの周波数
成分の強さを測定して、これら２つの周波数成分の強さ
を輝度変換して画像処理し、これら画像間で差の画像を
得て形状の推定を行うものである。
しかして、前記の目的を達成するためのこの発明の超音
波測定方式における手段は、超音波探触子からのエコー
受信信号からこの超音波探触子が持つ受信周波数帯域特
性のピーク周波数値より低い第１の周波数成分と高い第
２の周波数成分を抽出してこれら周波数成分の値の差又
は和に対応する測定データを得て欠陥の形態を判定する
ものである。
波測定方式における手段は、超音波探触子からのエコー
受信信号からこの超音波探触子が持つ受信周波数帯域特
性のピーク周波数値より低い第１の周波数成分と高い第
２の周波数成分を抽出してこれら周波数成分の値の差又
は和に対応する測定データを得て欠陥の形態を判定する
ものである。
［作用］ 焦点集束型の探触子で測定を行う場合にあっては、高
周波成分は低周波成分に比べて指向性がよく、ビーム径
が細くなる関係があることから欠陥の形態によりそれぞ
れ周波数成分に対して反射エコーのレベルに相違が見ら
れる。したがって、超音波探触子が持つ受信周波数帯域
特性のピーク周波数値より低い第１の周波数成分と高い
第２の周波数成分を抽出してこれら成分の値に基づいて
その差又は和の測定データを得れば、差又は和の測定デ
ータにより欠陥の形態に対応する相違が得られ、欠陥の
形態を判定することができる。
周波成分は低周波成分に比べて指向性がよく、ビーム径
が細くなる関係があることから欠陥の形態によりそれぞ
れ周波数成分に対して反射エコーのレベルに相違が見ら
れる。したがって、超音波探触子が持つ受信周波数帯域
特性のピーク周波数値より低い第１の周波数成分と高い
第２の周波数成分を抽出してこれら成分の値に基づいて
その差又は和の測定データを得れば、差又は和の測定デ
ータにより欠陥の形態に対応する相違が得られ、欠陥の
形態を判定することができる。
その結果、例えば、球状の欠陥と円板状欠陥を各周波
数成分の値の装置による測定データから判別できる。
数成分の値の装置による測定データから判別できる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は、この発明の超音波測定方式を適用した超音
波検査装置のブロック図、第２図（ａ）は、そのエコー
受信信号の波形であり、第２図（ｂ）は、そのフーリエ
変換処理により周波数解析した場合の特性グラフ、第２
図（ｃ）は、その強さを輝度変換する特性グラフ、第３
図は、探触子の一般的なエコー信号受信周波数特性のグ
ラフ、第４図は、球状の欠陥と円板状欠陥に対する各周
波数成分及びその差による画像表示内容の説明図であ
る。
波検査装置のブロック図、第２図（ａ）は、そのエコー
受信信号の波形であり、第２図（ｂ）は、そのフーリエ
変換処理により周波数解析した場合の特性グラフ、第２
図（ｃ）は、その強さを輝度変換する特性グラフ、第３
図は、探触子の一般的なエコー信号受信周波数特性のグ
ラフ、第４図は、球状の欠陥と円板状欠陥に対する各周
波数成分及びその差による画像表示内容の説明図であ
る。
第１図において、超音波検査装置20は、超音波検査機
構部21と、超音波検査機構制御部22、そして画像処理装
置23とからなる。
構部21と、超音波検査機構制御部22、そして画像処理装
置23とからなる。
超音波検査機構部21は、ステージ21a上に載置された
水槽１を有していて、この水槽１の中には被検体２が浸
漬されている。水槽１の上部には、走査装置４が配置さ
れていて、水浸式焦点型の探触子３を支承し、これをX,
Yの２方向に移動して、被検体２を走査する。
水槽１を有していて、この水槽１の中には被検体２が浸
漬されている。水槽１の上部には、走査装置４が配置さ
れていて、水浸式焦点型の探触子３を支承し、これをX,
Yの２方向に移動して、被検体２を走査する。
ここで、超音波検査機構部21と超音波検査機構制御部
22とは、検査物制御機構を構成し、超音波検査機構部21
を制御する超音波検査機構制御部22は、走査装置４のＸ
軸方向の移動を駆動制御するモータ５と、その回転量を
カウントして対応する数値信号を発生するエンコーダ
６、走査装置４のＹ軸方向の移動を駆動制御するモータ
７と、その回転量をカウントして対応する数値信号を発
生するエンコーダ８、そしてマイクロプロセッサ内蔵の
モータコントローラ９とを備えている。モータコントロ
ーラ９は、エンコーダ６及び８からの信号に応じてモー
タ５及び７を制御して、探触子３を所定の位置に位置決
めし、かつ探触子３をX,Y方向に移動させて走査する制
御を行う。
22とは、検査物制御機構を構成し、超音波検査機構部21
を制御する超音波検査機構制御部22は、走査装置４のＸ
軸方向の移動を駆動制御するモータ５と、その回転量を
カウントして対応する数値信号を発生するエンコーダ
６、走査装置４のＹ軸方向の移動を駆動制御するモータ
７と、その回転量をカウントして対応する数値信号を発
生するエンコーダ８、そしてマイクロプロセッサ内蔵の
モータコントローラ９とを備えている。モータコントロ
ーラ９は、エンコーダ６及び８からの信号に応じてモー
タ５及び７を制御して、探触子３を所定の位置に位置決
めし、かつ探触子３をX,Y方向に移動させて走査する制
御を行う。
さらに、超音波検査機構制御部22は、探触子３からの
信号を受けるパルサーレシーバ10、このパルサーレシー
バ10の信号を受けてその受信波形を表示するオシロスコ
ープ11、同様にパルサーレシーバ10の信号を受けて所定
のタイミングでエコー受信信号を選択するゲート回路1
2、ゲート回路12からのエコー受信信号（そのピーク値
ではなく、エコー受信信号波形）を画像処理装置23にデ
ジタル信号の形で送出するA/D変換器14、そして分周器1
3とを備えていて、分周器13がA/D変換器14のデータ送出
スタートタイミングを決定する。
信号を受けるパルサーレシーバ10、このパルサーレシー
バ10の信号を受けてその受信波形を表示するオシロスコ
ープ11、同様にパルサーレシーバ10の信号を受けて所定
のタイミングでエコー受信信号を選択するゲート回路1
2、ゲート回路12からのエコー受信信号（そのピーク値
ではなく、エコー受信信号波形）を画像処理装置23にデ
ジタル信号の形で送出するA/D変換器14、そして分周器1
3とを備えていて、分周器13がA/D変換器14のデータ送出
スタートタイミングを決定する。
すなわち、画像処理装置23から送出された分周率に関
する情報に応じて、その分周率を決定し、エンコーダ6,
8からの信号を分周し、A/D変換器14が画像処理装置23へ
出力する制御信号を分周率に応じた所定のタイミングで
A/D変換器14に送出する。このことにより画像処理装置2
3が探触子３からのデータを採取するタイミングが決定
され、A/D変換器14が前記分周された制御信号に応じて
サンプリング動作をスタートさせ、エコー受信信号をサ
ンプリング処理して各サンプリングデジタル値を画像処
理装置23へゲート範囲におけるエコー受信信号のデジタ
ルデータとして出力する。なお、この場合、周波数が高
いので、A/D変換器14と画像処理装置23との間に１画面
或いは数画面分のデジタルデータを記憶する画像バッフ
ァメモリを挿入しておき、一旦、画像バッファメモリに
記憶した後、このデータを画像処理装置23が取出すよう
にしてもよい。
する情報に応じて、その分周率を決定し、エンコーダ6,
8からの信号を分周し、A/D変換器14が画像処理装置23へ
出力する制御信号を分周率に応じた所定のタイミングで
A/D変換器14に送出する。このことにより画像処理装置2
3が探触子３からのデータを採取するタイミングが決定
され、A/D変換器14が前記分周された制御信号に応じて
サンプリング動作をスタートさせ、エコー受信信号をサ
ンプリング処理して各サンプリングデジタル値を画像処
理装置23へゲート範囲におけるエコー受信信号のデジタ
ルデータとして出力する。なお、この場合、周波数が高
いので、A/D変換器14と画像処理装置23との間に１画面
或いは数画面分のデジタルデータを記憶する画像バッフ
ァメモリを挿入しておき、一旦、画像バッファメモリに
記憶した後、このデータを画像処理装置23が取出すよう
にしてもよい。
一方、画像処理装置23は、バス26に接続され、インタ
フェース25を介して前記A/D変換器14からエコー受信信
号のサンプリングのデータを受けるマイクロプロセッサ
15と、前記バス26に接続された画像メモリ17、この画像
メモリ17に接続されたCRTディスプレイ19、各種の制御
プログラム，データを記憶するメモリ27、そしてインタ
フェース25,バス26を介してマイクロプロセッサ15に接
続されたキーボード18とからなる。
フェース25を介して前記A/D変換器14からエコー受信信
号のサンプリングのデータを受けるマイクロプロセッサ
15と、前記バス26に接続された画像メモリ17、この画像
メモリ17に接続されたCRTディスプレイ19、各種の制御
プログラム，データを記憶するメモリ27、そしてインタ
フェース25,バス26を介してマイクロプロセッサ15に接
続されたキーボード18とからなる。
メモリ27には、フーリエ変換処理プログラム27aと走
査プログラム27b,画像処理プログラム27c,分周率・ピッ
チ算出プログラム27d,周波数成分輝度変換処理プログラ
ム27e,キーボード18等から入力された探触子３の位置デ
ータとか、走査範囲のデータ、さらに周波数成分輝度変
換処理プログラム27eで処理対象となる特定周波数を選
択するデータ等を記憶する各種データ領域27fとを有し
ていて、これら各プログラムが起動されることにより、
マイクロプロセッサ15の制御の下にそのプログラムに対
応する処理が実現される。
査プログラム27b,画像処理プログラム27c,分周率・ピッ
チ算出プログラム27d,周波数成分輝度変換処理プログラ
ム27e,キーボード18等から入力された探触子３の位置デ
ータとか、走査範囲のデータ、さらに周波数成分輝度変
換処理プログラム27eで処理対象となる特定周波数を選
択するデータ等を記憶する各種データ領域27fとを有し
ていて、これら各プログラムが起動されることにより、
マイクロプロセッサ15の制御の下にそのプログラムに対
応する処理が実現される。
フーリエ変換処理プログラム27aは、A/D変換器14から
受けたエコー受信信号の各サンプリングデータ値を一旦
メモリ27に記憶し、その離散値データに基づき、そのう
ちのＭ個の観測データからこれらをフーリエ変換値に変
換する処理をする。
受けたエコー受信信号の各サンプリングデータ値を一旦
メモリ27に記憶し、その離散値データに基づき、そのう
ちのＭ個の観測データからこれらをフーリエ変換値に変
換する処理をする。
ここで、Ｍ個の観測値の関数をｆ（mX），ただし、ｍ
＝０〜Ｍ−１とすると、これに対するフーリエ関数は次
の式で表せられる。
＝０〜Ｍ−１とすると、これに対するフーリエ関数は次
の式で表せられる。
ただし、Ｗ＝exp（‐２πj/M）,u0＝1/MX ｋは、係数であり、基本空間周波数のｋ倍を意味す
る。MXは、１つのエコー受信信号の長さに相当する。
る。MXは、１つのエコー受信信号の長さに相当する。
このようなフーリエ変換処理は高速フーリエ変換ボー
ド（FFTボード）が既にあるので、それを利用するか、
このボードに対応するフーリエ変換処理プログラムを設
けることで行われる。
ド（FFTボード）が既にあるので、それを利用するか、
このボードに対応するフーリエ変換処理プログラムを設
けることで行われる。
第２図の（ｂ）は、第２図（ａ）に見るエコー受信信
号を受信した場合に、そのA/D変換値からこのようなフ
ーリエ変換処理をした場合の各周波数成分をグラフとし
て示したものである。ここで、周波数f1は、第３図に示
す探触子３の周波数特性の中心周波数f0より低い値であ
り、P1は、そのレベル値である。また、周波数f2は、第
３図に示す探触子３の周波数特性の中心周波数f0より高
い値であり、P2は、そのレベル値を示している。なお、
第３図において、周波数fcより高い後の特性部分は、高
調波成分によるものであって、探触子の検出帯域として
は無視されるべきものである。
号を受信した場合に、そのA/D変換値からこのようなフ
ーリエ変換処理をした場合の各周波数成分をグラフとし
て示したものである。ここで、周波数f1は、第３図に示
す探触子３の周波数特性の中心周波数f0より低い値であ
り、P1は、そのレベル値である。また、周波数f2は、第
３図に示す探触子３の周波数特性の中心周波数f0より高
い値であり、P2は、そのレベル値を示している。なお、
第３図において、周波数fcより高い後の特性部分は、高
調波成分によるものであって、探触子の検出帯域として
は無視されるべきものである。
ところで、この場合の周波数f1及びf2の採られるべき
範囲としては、その測定装置のゲインとの関係で決定さ
れ、通常では、ほぼ−3dBダウン以内の範囲が好適な範
囲と言える。
範囲としては、その測定装置のゲインとの関係で決定さ
れ、通常では、ほぼ−3dBダウン以内の範囲が好適な範
囲と言える。
ここで、周波数成分輝度変換処理プログラム27eは、
第２図（ａ）に示すエコー受信信号に対して、前記のフ
ーリエ変換処理プログラム27aの処理により得られるフ
ーリエ変換関数値のうちから前記周波数f1及びf2の成分
の値を抽出する。そしてそれを第２図の（ｃ）に示すグ
ラフ特性のフーリエ変換成分値輝度変換関数に従って輝
度値に変換する処理をするとともに、これら２つの輝度
値の差値を発生する。さらに、輝度値に変換された各周
波数成分に対応する輝度データとこれらの差の輝度デー
タとを探触子３のそのときの走査位置に対応してメモリ
27に記憶するものである。なお、この場合の輝度データ
は、０〜255階調レベルに変換したデジタル値として記
憶される。
第２図（ａ）に示すエコー受信信号に対して、前記のフ
ーリエ変換処理プログラム27aの処理により得られるフ
ーリエ変換関数値のうちから前記周波数f1及びf2の成分
の値を抽出する。そしてそれを第２図の（ｃ）に示すグ
ラフ特性のフーリエ変換成分値輝度変換関数に従って輝
度値に変換する処理をするとともに、これら２つの輝度
値の差値を発生する。さらに、輝度値に変換された各周
波数成分に対応する輝度データとこれらの差の輝度デー
タとを探触子３のそのときの走査位置に対応してメモリ
27に記憶するものである。なお、この場合の輝度データ
は、０〜255階調レベルに変換したデジタル値として記
憶される。
ここで、第２図の（ｃ）のP1,P2で示されるように、
欠陥によっては、周波数f1及びf2の成分のレベルに差が
発生する。この差は欠陥の形態により相違する。
欠陥によっては、周波数f1及びf2の成分のレベルに差が
発生する。この差は欠陥の形態により相違する。
画像処理プログラム27cは、周波数成分輝度変換処理
プログラム27eによりメモリ27に記憶された各周波数成
分に対応する輝度データ及びこれらの差の輝度データの
うちからキーボード18から入力されたデータの指定に応
じて、指定された輝度データを選択し、それを走査位置
対応に読出して被検体２の位置関係とともに画像処理し
て走査対応の画像をCRTディスプレイ19上に表示する。
プログラム27eによりメモリ27に記憶された各周波数成
分に対応する輝度データ及びこれらの差の輝度データの
うちからキーボード18から入力されたデータの指定に応
じて、指定された輝度データを選択し、それを走査位置
対応に読出して被検体２の位置関係とともに画像処理し
て走査対応の画像をCRTディスプレイ19上に表示する。
第４図は、このような表示画像のうち円板状の欠陥像
と球状の欠陥像とを示すものであって、その（ａ）が低
い周波数成分であるf1による測定データを画像としたも
のであり、その（ｂ）が高い周波数成分であるf2による
測定データを画像としたものである。そして（ｃ）が低
い周波数成分から高い周波数成分を引いた場合の差の輝
度データによる画像であり、球状欠陥の場合には、リン
グ状の映像となる。なお、その下側に対応して示したの
は、それぞれの差の輝度データの値の特性グラフであ
り、これら画像は、被検体２のあるエリアをスキャンし
た結果得たものである。
と球状の欠陥像とを示すものであって、その（ａ）が低
い周波数成分であるf1による測定データを画像としたも
のであり、その（ｂ）が高い周波数成分であるf2による
測定データを画像としたものである。そして（ｃ）が低
い周波数成分から高い周波数成分を引いた場合の差の輝
度データによる画像であり、球状欠陥の場合には、リン
グ状の映像となる。なお、その下側に対応して示したの
は、それぞれの差の輝度データの値の特性グラフであ
り、これら画像は、被検体２のあるエリアをスキャンし
た結果得たものである。
ここで、低い周波数成分f1の値から高い周波数成分f2
の値を引いているが、欠陥の種類によっては、高い周波
数成分の値から低い周波数成分の値を引いてもよい。ま
た、変換階調のレベルをそれぞれ半分の階調に設定し
て、低い周波数成分に対応する輝度値と高い周波数成分
に対応する輝度値との和を採ることで、それぞれ異なる
輝度特性が得られるので、これにより欠陥の形態を判定
することもできる。
の値を引いているが、欠陥の種類によっては、高い周波
数成分の値から低い周波数成分の値を引いてもよい。ま
た、変換階調のレベルをそれぞれ半分の階調に設定し
て、低い周波数成分に対応する輝度値と高い周波数成分
に対応する輝度値との和を採ることで、それぞれ異なる
輝度特性が得られるので、これにより欠陥の形態を判定
することもできる。
ところで、高い周波数成分は低い周波数成分に比べて
指向性が強いことやビーム径が細い。そのために球状欠
陥の場合、頂点からずれた位置では反射波に高い周波数
成分の含まれる割合は少なくなる。従って、球状及び円
板状欠陥についての欠陥像は第４図に示すように、円板
状欠陥では高い周波数成分及び低い周波数成分の像の大
きさは変わらないが球状欠陥では高い周波数成分の像は
低い周波数成分に比べて小さくなる。そこで、各欠陥に
おいて、低い周波数成分の像から高い周波数成分の像を
差し引くことで、欠陥像の周辺が正の場合は球状欠陥、
それ以外は円板状欠陥であると判定できる。
指向性が強いことやビーム径が細い。そのために球状欠
陥の場合、頂点からずれた位置では反射波に高い周波数
成分の含まれる割合は少なくなる。従って、球状及び円
板状欠陥についての欠陥像は第４図に示すように、円板
状欠陥では高い周波数成分及び低い周波数成分の像の大
きさは変わらないが球状欠陥では高い周波数成分の像は
低い周波数成分に比べて小さくなる。そこで、各欠陥に
おいて、低い周波数成分の像から高い周波数成分の像を
差し引くことで、欠陥像の周辺が正の場合は球状欠陥、
それ以外は円板状欠陥であると判定できる。
走査処理プログラム27bは、キーボード18により指定
された走査範囲において、探触子３の走査の初期位置及
び前記走査範囲を設定し、探触子３を所定のピッチでこ
の走査範囲で平面走査する移動制御をする。なお、この
場合のピッチは、分周率・ピッチ算出プログラム27dの
起動により算出されたるか又はあらかじめ設定され若し
くはその都度キーボード18から入力されるものである。
された走査範囲において、探触子３の走査の初期位置及
び前記走査範囲を設定し、探触子３を所定のピッチでこ
の走査範囲で平面走査する移動制御をする。なお、この
場合のピッチは、分周率・ピッチ算出プログラム27dの
起動により算出されたるか又はあらかじめ設定され若し
くはその都度キーボード18から入力されるものである。
分周率・ピッチ算出プログラム27dは、指定された走
査範囲に基づき画像採取のピッチ及びこのピッチに対応
する分周率を算出して分周器13にそのデータを送出す
る。
査範囲に基づき画像採取のピッチ及びこのピッチに対応
する分周率を算出して分周器13にそのデータを送出す
る。
次に、これら各プログラム処理による画像処理装置23
の具体的な測定処理について第２図に従って説明する。
の具体的な測定処理について第２図に従って説明する。
水浸式焦点型探触子３の焦点位置を欠陥の上面に合わ
せ、X,Y方向に走査させる。そのとき、探触子１で受信
される被検査物４内部の欠陥からの反射波はパルサレシ
ーバ10を介してオシロコープ11においてモニタされる。
一方、ゲート回路12を経て、焦点の位置に対応するモニ
タされているエコー受信信号がA/D変換器14に送られ、
デジタル値にされて、画像処理装置23へと送出される。
せ、X,Y方向に走査させる。そのとき、探触子１で受信
される被検査物４内部の欠陥からの反射波はパルサレシ
ーバ10を介してオシロコープ11においてモニタされる。
一方、ゲート回路12を経て、焦点の位置に対応するモニ
タされているエコー受信信号がA/D変換器14に送られ、
デジタル値にされて、画像処理装置23へと送出される。
画像処理装置23では、エコー受信信号をA/D変換器14
でA/D変換してデジタル値とした第２図の（ａ）に示す
波形に対応するデジタル値データを受けて、これをFFT
により周波数解析して、同図（ｂ）に示す周波数成分特
性のデータを発生する。そして、この周波数帯域内の周
波数f1及びf2の２つの周波数成分のみを抽出する。
でA/D変換してデジタル値とした第２図の（ａ）に示す
波形に対応するデジタル値データを受けて、これをFFT
により周波数解析して、同図（ｂ）に示す周波数成分特
性のデータを発生する。そして、この周波数帯域内の周
波数f1及びf2の２つの周波数成分のみを抽出する。
このとき、２つの周波数成分はその違いを出すために
できるだけ離れた低周波数及び高い周波数成分とする。
この各周波数成分の強さ（図中p1及びp2）を同図（ｃ）
に示すように輝度変換特性関数により輝度変換して記憶
し、それぞれの欠陥像について第４図に示されるように
画像をCRTディスプレイ19に表示する処理をする。その
結果、表示された映像により欠陥の形状が推定でき、破
壊力学的考察ができる。
できるだけ離れた低周波数及び高い周波数成分とする。
この各周波数成分の強さ（図中p1及びp2）を同図（ｃ）
に示すように輝度変換特性関数により輝度変換して記憶
し、それぞれの欠陥像について第４図に示されるように
画像をCRTディスプレイ19に表示する処理をする。その
結果、表示された映像により欠陥の形状が推定でき、破
壊力学的考察ができる。
以上説明したきたが、実施例では、エコー受信信号を
一旦フーリエ変換し、探触子の特性のピーク周波数f0に
対して高低２つのある特定の周波数成分を得ているが、
この場合、高低２つの特定の周波数成分だけを得るフー
リエ変換処理をしてその周波数成分を得てもよい。
一旦フーリエ変換し、探触子の特性のピーク周波数f0に
対して高低２つのある特定の周波数成分を得ているが、
この場合、高低２つの特定の周波数成分だけを得るフー
リエ変換処理をしてその周波数成分を得てもよい。
また、f0に対して高低２つの周波数成分は、エコー受
信信号のアナログ値を直接フィルタ回路介してフィルタ
処理するか、それをデジタル交換してデジタルフィルタ
処理をして得てもよいことはもちろんである。なお、周
波数成分の選択は、高低の２つの場合に限定されるもの
ではなく、さらに多くの周波数成分を採用してもよい。
信信号のアナログ値を直接フィルタ回路介してフィルタ
処理するか、それをデジタル交換してデジタルフィルタ
処理をして得てもよいことはもちろんである。なお、周
波数成分の選択は、高低の２つの場合に限定されるもの
ではなく、さらに多くの周波数成分を採用してもよい。
実施例では、高低の周波数成分を特定の値としている
が、これらの周波数を外部からあらかじめ選択した値に
設定できるようにしておいてもよく、また、高低２つの
特定の周波数成分により測定する場合とそうでない場合
とを切換えできるようにすることもできる。
が、これらの周波数を外部からあらかじめ選択した値に
設定できるようにしておいてもよく、また、高低２つの
特定の周波数成分により測定する場合とそうでない場合
とを切換えできるようにすることもできる。
［発明の効果］ 以上の説明から理解できるように、この発明にあって
は、超音波探触子が持つ受信周波数帯域特性のピーク周
波数値より低い第１の周波数成分と高い第２の周波数成
分を抽出してこれら成分の値に基づいてその差又は和の
測定データを得れば、差又は和の測定データにより欠陥
の形態に対応する相違が得られ、欠陥の形態を判定する
ことができる。
は、超音波探触子が持つ受信周波数帯域特性のピーク周
波数値より低い第１の周波数成分と高い第２の周波数成
分を抽出してこれら成分の値に基づいてその差又は和の
測定データを得れば、差又は和の測定データにより欠陥
の形態に対応する相違が得られ、欠陥の形態を判定する
ことができる。
その結果、例えば、球状の欠陥と円板状欠陥を各周波
数成分の値の装置による測定データから判別できる。
数成分の値の装置による測定データから判別できる。
第１図は、この発明の超音波測定方式を適用した超音波
検査装置のブロック図、第２図（ａ）は、その受信エコ
ー波形であり、第２図（ｂ）は、そのフーリエ変換処理
により周波数解析した場合の特性グラフ、第２図（ｃ）
は、その強さを輝度変換する特性グラフ、第３図は、探
触子の一般的なエコー信号受信周波数特性のグラフ、第
４図は、球状の欠陥と円板状欠陥に対する各周波数成分
及びその差による画像表示内容の説明図である。 １……水槽、２……被検体、３……探触子、４……走査
装置、5,6……モータ、7,8……エンコーダ、９……モー
タコントローラ、10……パルサーレシーバ、11……オシ
ロスコープ、12……ゲート回路、13……分周器、14……
A/D変換器、15……CPU、16……画像入力出力部、17……
画像メモリ、18……キーボード、19……モニタTV、20…
…超音波検査装置、21……超音波検査機構部、22……超
音波検査機構制御部、23……画像処理装置、f0……超音
波探触子のピーク周波数、f1……f0より低い成分の周波
数、f2……f0より高い成分の周波数。
検査装置のブロック図、第２図（ａ）は、その受信エコ
ー波形であり、第２図（ｂ）は、そのフーリエ変換処理
により周波数解析した場合の特性グラフ、第２図（ｃ）
は、その強さを輝度変換する特性グラフ、第３図は、探
触子の一般的なエコー信号受信周波数特性のグラフ、第
４図は、球状の欠陥と円板状欠陥に対する各周波数成分
及びその差による画像表示内容の説明図である。 １……水槽、２……被検体、３……探触子、４……走査
装置、5,6……モータ、7,8……エンコーダ、９……モー
タコントローラ、10……パルサーレシーバ、11……オシ
ロスコープ、12……ゲート回路、13……分周器、14……
A/D変換器、15……CPU、16……画像入力出力部、17……
画像メモリ、18……キーボード、19……モニタTV、20…
…超音波検査装置、21……超音波検査機構部、22……超
音波検査機構制御部、23……画像処理装置、f0……超音
波探触子のピーク周波数、f1……f0より低い成分の周波
数、f2……f0より高い成分の周波数。
Claims (4)
- 【請求項１】焦点集束型の超音波探触子及び被検体のい
ずれか一方を移動させて被検体を走査し、被検体の状態
を測定する超音波測定方式において、前記超音波探触子
からのエコー受信信号からこの超音波探触子が持つ受信
周波数帯域特性のピーク周波数値より低い第１の周波数
成分と高い第２の周波数成分を抽出してこれら周波数成
分の値の差又は和に対応する測定データを得て欠陥の形
態を判定することを特徴とする超音波測定方式。 - 【請求項２】測定データとして、第１の周波数成分と第
２の周波数成分にそれぞれ対応する第１及び第２の表示
のための輝度データを算出し、算出されたこれら輝度デ
ータの差のデータを得ることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の超音波測定方式。 - 【請求項３】第１及び第２の周波数成分は、超音波探触
子からのエコー受信信号をA/D変換して得られたデータ
からフーリエ変換処理により周波数解析して得るもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の超音波測定方式。 - 【請求項４】第１及び第２の各周波数成分は、エコー受
信信号又はそのA/D変換値をフィルタ処理して得ること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の超
音波測定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62242541A JPH0830698B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 超音波測定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62242541A JPH0830698B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 超音波測定方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6486059A JPS6486059A (en) | 1989-03-30 |
| JPH0830698B2 true JPH0830698B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17090642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62242541A Expired - Lifetime JPH0830698B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | 超音波測定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830698B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002323481A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-08 | Kawasaki Steel Corp | 超音波探傷方法および装置 |
| JP4475477B1 (ja) * | 2010-01-22 | 2010-06-09 | 株式会社Ｉｈｉ検査計測 | ガイド波を用いた検査方法 |
| US9038472B2 (en) | 2010-01-21 | 2015-05-26 | Ihi Inspection And Instrumentation Co., Ltd. | Testing method using guided wave |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02167465A (ja) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Ngk Insulators Ltd | 超音波探傷検査方法 |
| JPH05333000A (ja) * | 1992-05-28 | 1993-12-17 | Nippon Steel Corp | 超音波探傷装置 |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP62242541A patent/JPH0830698B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002323481A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-08 | Kawasaki Steel Corp | 超音波探傷方法および装置 |
| US9038472B2 (en) | 2010-01-21 | 2015-05-26 | Ihi Inspection And Instrumentation Co., Ltd. | Testing method using guided wave |
| JP4475477B1 (ja) * | 2010-01-22 | 2010-06-09 | 株式会社Ｉｈｉ検査計測 | ガイド波を用いた検査方法 |
| JP2011149865A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Ihi Inspection & Instrumentation Co Ltd | ガイド波を用いた検査方法 |
| US9068938B2 (en) | 2010-01-22 | 2015-06-30 | Ihi Inspection And Instrumentation Co., Ltd. | Testing method using guided wave |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6486059A (en) | 1989-03-30 |
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