JPH0862191A - 超音波開口合成方法及びその装置 - Google Patents
超音波開口合成方法及びその装置Info
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- JPH0862191A JPH0862191A JP6195043A JP19504394A JPH0862191A JP H0862191 A JPH0862191 A JP H0862191A JP 6195043 A JP6195043 A JP 6195043A JP 19504394 A JP19504394 A JP 19504394A JP H0862191 A JPH0862191 A JP H0862191A
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- aperture synthesis
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- ultrasonic
- transducers
- transducer
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- 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アレイ探触子を用いて開口合成を行い、かつ
測定精度を高める。 【構成】 内部に複数の振動子２を組み込んだアレイ探
触子１から被検体内に超音波を送信し、この送信した超
音波の反射波を再びアレイ探触子１内の振動子２で受信
し、この受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコ
ー高さ及び振動子２の位置情報と遅延時間情報から及び
送信した振動子２の位置情報と送信の遅延時間情報から
開口合成演算器５により開口合成を行う。
測定精度を高める。 【構成】 内部に複数の振動子２を組み込んだアレイ探
触子１から被検体内に超音波を送信し、この送信した超
音波の反射波を再びアレイ探触子１内の振動子２で受信
し、この受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコ
ー高さ及び振動子２の位置情報と遅延時間情報から及び
送信した振動子２の位置情報と送信の遅延時間情報から
開口合成演算器５により開口合成を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレイ超音波探傷装置
を用いて超音波を被検体中に放射し、その反射波を探触
子で受け、その得られた超音波の波形信号の時間情報、
位相情報、エコー高さ及び送受信を行った探触子の位置
情報と送信の遅延時間情報をもとに画像化する超音波開
口合成方法及びその装置に関する。
を用いて超音波を被検体中に放射し、その反射波を探触
子で受け、その得られた超音波の波形信号の時間情報、
位相情報、エコー高さ及び送受信を行った探触子の位置
情報と送信の遅延時間情報をもとに画像化する超音波開
口合成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波開口合成方法を図４及び図
５並びに図６に基づいて具体的に説明する。但し、探触
子は二振動子型を用いているものとする。図４におい
て、１の位置にある探触子が時刻２×ｔ1 に超音波エコ
ーを受信したとする。 ・反射源は探触子からｖ×ｔ1 の位置に必ずあるので、
半径ｖ×ｔ1 の円弧を描く。 ・該当する位置に該当するエコー高さを加算する。 ・２の位置においても同様に探触子から半径ｖ×ｔ2 の
円弧を描く。 ・該当する位置に該当するエコー高さを加算する。 ・３の位置においても同様に探触子から半径ｖ×ｔ3 の
円弧を描く。 ・該当する位置に該当するエコー高さを加算する。 ・この作業を全ての測定点及び測定時間に於いて繰り返
す。 ・対象領域内全点のうち計算結果が基準以上の値となっ
た点のみを表示する。例えば、図５に示すきずは図６の
ように表示される。
５並びに図６に基づいて具体的に説明する。但し、探触
子は二振動子型を用いているものとする。図４におい
て、１の位置にある探触子が時刻２×ｔ1 に超音波エコ
ーを受信したとする。 ・反射源は探触子からｖ×ｔ1 の位置に必ずあるので、
半径ｖ×ｔ1 の円弧を描く。 ・該当する位置に該当するエコー高さを加算する。 ・２の位置においても同様に探触子から半径ｖ×ｔ2 の
円弧を描く。 ・該当する位置に該当するエコー高さを加算する。 ・３の位置においても同様に探触子から半径ｖ×ｔ3 の
円弧を描く。 ・該当する位置に該当するエコー高さを加算する。 ・この作業を全ての測定点及び測定時間に於いて繰り返
す。 ・対象領域内全点のうち計算結果が基準以上の値となっ
た点のみを表示する。例えば、図５に示すきずは図６の
ように表示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来方法
では次のような問題がある。 ａ．開口合成では、送信用に拡散型超音波探触子を用
い、受信には通常の探触子を用いるために送受信を別の
探触子とするか、あるいは二振動子型にする必要があ
る。 ｂ．開口合成の原理から超音波の送受信は測定点数と同
じ回数行う必要が有り、かつ測定精度を上げるには測定
点数を増やす必要が有る。 ｃ．測定点毎の探触子の位置情報も精度に影響を及ぼす
ために、測定には時間と労力を要する。 ｄ．従来からの超音波探傷に於いては、エコーがビーム
の進行方向からしか戻ってこないと仮定してきず位置の
測定を行うという方法が用いられてきた。例えば、特開
昭５９−１９７８５４号公報記載のように、アレイ型超
音波探傷器を用いて探傷範囲を映像化するという技術も
ある。しかし曲面状のきずや傾きを持った平面状のきず
を対象とした場合は、検出能の低下を回避することはで
きない。またそのようなきずの検出能を上げるために、
特開平３−１２２５６３号公報記載のように工夫したも
のも見受けられるが、やはり基本的にはエコーは送信方
向から戻ってくるものという仮定のもとに映像化を行っ
ている。 本発明の目的は、開口合成方法及びその装置において、
ａ．送信用に専用の探触子を用いない、ｂ．測定精度を
向上する、ｃ．測定時間と労力を減少させる、ことであ
る。
では次のような問題がある。 ａ．開口合成では、送信用に拡散型超音波探触子を用
い、受信には通常の探触子を用いるために送受信を別の
探触子とするか、あるいは二振動子型にする必要があ
る。 ｂ．開口合成の原理から超音波の送受信は測定点数と同
じ回数行う必要が有り、かつ測定精度を上げるには測定
点数を増やす必要が有る。 ｃ．測定点毎の探触子の位置情報も精度に影響を及ぼす
ために、測定には時間と労力を要する。 ｄ．従来からの超音波探傷に於いては、エコーがビーム
の進行方向からしか戻ってこないと仮定してきず位置の
測定を行うという方法が用いられてきた。例えば、特開
昭５９−１９７８５４号公報記載のように、アレイ型超
音波探傷器を用いて探傷範囲を映像化するという技術も
ある。しかし曲面状のきずや傾きを持った平面状のきず
を対象とした場合は、検出能の低下を回避することはで
きない。またそのようなきずの検出能を上げるために、
特開平３−１２２５６３号公報記載のように工夫したも
のも見受けられるが、やはり基本的にはエコーは送信方
向から戻ってくるものという仮定のもとに映像化を行っ
ている。 本発明の目的は、開口合成方法及びその装置において、
ａ．送信用に専用の探触子を用いない、ｂ．測定精度を
向上する、ｃ．測定時間と労力を減少させる、ことであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波開口
合成方法及びその装置の構成は次のとおりである。 １．内部に複数の振動子を組み込んだアレイ探触子から
その振動子の一部または全部を用いて超音波を送信し、
この送信した超音波の反射波を再びアレイ探触子内の振
動子で受信し、この受信した波形信号の時間情報、位相
情報、エコー高さ及び振動子の位置情報から、及び送信
した振動子の位置情報と送信の遅延時間情報から開口合
成を行う超音波開口合成方法。 ２．励振により超音波を発生させたすべての振動子及び
反射波を受信したすべての振動子それぞれについて開口
合成を行う前記１記載の超音波開口合成方法及びその装
置。 ３．励振により超音波を発生させたすべての振動子を見
かけ上一つとして取り扱い、その仮想的な振動子と受信
したすべての振動子それぞれについて開口合成を行う前
記１記載の超音波開口合成方法およびその装置。 ４．複数の振動子を組み込んで成るアレイ探触子と、前
記アレイ探触子を設定されたタイミングで駆動するアレ
イ超音波探傷器と、振動子で受信した反射波をとり込む
と共に、受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコ
ー高さ及び振動子の位置情報、及び送信した振動子の位
置情報と送信の遅延時間情報から開口合成を行う開口合
成演算器と、アレイ探触子における被検体との相対的位
置関係を検出する位置検出器と、開口合成演算器からの
データと位置検出器からのデータを基に被検体内の全断
面中でのきず情報を記録する記録装置と、前記記録装置
に記録された情報を表示する表示装置と、から成る超音
波開口合成方法及びその装置。
合成方法及びその装置の構成は次のとおりである。 １．内部に複数の振動子を組み込んだアレイ探触子から
その振動子の一部または全部を用いて超音波を送信し、
この送信した超音波の反射波を再びアレイ探触子内の振
動子で受信し、この受信した波形信号の時間情報、位相
情報、エコー高さ及び振動子の位置情報から、及び送信
した振動子の位置情報と送信の遅延時間情報から開口合
成を行う超音波開口合成方法。 ２．励振により超音波を発生させたすべての振動子及び
反射波を受信したすべての振動子それぞれについて開口
合成を行う前記１記載の超音波開口合成方法及びその装
置。 ３．励振により超音波を発生させたすべての振動子を見
かけ上一つとして取り扱い、その仮想的な振動子と受信
したすべての振動子それぞれについて開口合成を行う前
記１記載の超音波開口合成方法およびその装置。 ４．複数の振動子を組み込んで成るアレイ探触子と、前
記アレイ探触子を設定されたタイミングで駆動するアレ
イ超音波探傷器と、振動子で受信した反射波をとり込む
と共に、受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコ
ー高さ及び振動子の位置情報、及び送信した振動子の位
置情報と送信の遅延時間情報から開口合成を行う開口合
成演算器と、アレイ探触子における被検体との相対的位
置関係を検出する位置検出器と、開口合成演算器からの
データと位置検出器からのデータを基に被検体内の全断
面中でのきず情報を記録する記録装置と、前記記録装置
に記録された情報を表示する表示装置と、から成る超音
波開口合成方法及びその装置。
【０００５】
【作用】アレイ探触子を被検体の測定箇所にセットし、
ディレイパターン設定器でディレイパターンを設定す
る。電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器は、ディ
レイパターン設定器で設定されたパターンに基づきアレ
イ探触子内の振動子を駆動し、超音波を発生させる。発
生した超音波は、被検体内に入射し、きず等で反射し、
この反射波は振動子で受信される。受信は一つ又は複数
の振動子で行われる。この受信信号は、開口合成演算器
に入力される。開口合成演算器は、受信した波形信号の
時間情報、位相情報、エコー高さ及び振動子の位置情報
及び送信した振動子の位置情報と送信の遅延時間情報か
ら開口合成を行い、そのデータを記録装置に送る。記録
装置では、位置検出器からのデータと開口合成演算器か
らのデータを基に被検体内の全断面中でのきず情報を記
録し、表示装置はこれを表示する。
ディレイパターン設定器でディレイパターンを設定す
る。電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器は、ディ
レイパターン設定器で設定されたパターンに基づきアレ
イ探触子内の振動子を駆動し、超音波を発生させる。発
生した超音波は、被検体内に入射し、きず等で反射し、
この反射波は振動子で受信される。受信は一つ又は複数
の振動子で行われる。この受信信号は、開口合成演算器
に入力される。開口合成演算器は、受信した波形信号の
時間情報、位相情報、エコー高さ及び振動子の位置情報
及び送信した振動子の位置情報と送信の遅延時間情報か
ら開口合成を行い、そのデータを記録装置に送る。記録
装置では、位置検出器からのデータと開口合成演算器か
らのデータを基に被検体内の全断面中でのきず情報を記
録し、表示装置はこれを表示する。
【０００６】
【実施例】図１は本発明を実施した開口合成方法及び装
置の説明図である。符号の１はアレイ探触子であって、
このアレイ探触子１内には複数の振動子２が組み込まれ
ている。３は電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器
であって、前記アレイ探触子１をディレイパターン設定
器４により設定されたパターンに従って駆動するもので
ある。５は開口合成演算器であって、振動子位置演算器
６からの情報と、振動子２で受信した反射波をとり込む
と共に、受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコ
ー高さ及び振動子の位置情報及び送信した振動子の位置
情報と送信の遅延時間情報から開口合成を行う。６は振
動子位置演算器であって、反射波を受信した振動子２の
アレイ探触子１内の位置情報を検出する。７は位置検出
器であってアレイ探触子１と被検体との相対的位置関係
を検出する。８は記録装置であって、開口合成演算器５
からのデータと位置検出器７からのデータを基に被検体
内の全断面中でのきず情報を記録する。９は表示装置で
あって、前記記録装置８に記録された情報を表示する。
次に、上記開口合成装置を用いて行う開口合成方法を説
明する。アレイ探触子１を被検体の測定箇所にセット
し、ディレイパターン設定器４でディレイパターンを設
定する。電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器３
は、ディレイパターン設定器４で設定されたパターンに
基づきアレイ探触子１内の振動子２を駆動し、超音波を
発生させる。発生した超音波は被検体内に入射し、きず
等で反射して振動子２で受信される。受信は一つ又は複
数の振動子２で行われる。この受信信号は、開口合成演
算器５内に入力される。
置の説明図である。符号の１はアレイ探触子であって、
このアレイ探触子１内には複数の振動子２が組み込まれ
ている。３は電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器
であって、前記アレイ探触子１をディレイパターン設定
器４により設定されたパターンに従って駆動するもので
ある。５は開口合成演算器であって、振動子位置演算器
６からの情報と、振動子２で受信した反射波をとり込む
と共に、受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコ
ー高さ及び振動子の位置情報及び送信した振動子の位置
情報と送信の遅延時間情報から開口合成を行う。６は振
動子位置演算器であって、反射波を受信した振動子２の
アレイ探触子１内の位置情報を検出する。７は位置検出
器であってアレイ探触子１と被検体との相対的位置関係
を検出する。８は記録装置であって、開口合成演算器５
からのデータと位置検出器７からのデータを基に被検体
内の全断面中でのきず情報を記録する。９は表示装置で
あって、前記記録装置８に記録された情報を表示する。
次に、上記開口合成装置を用いて行う開口合成方法を説
明する。アレイ探触子１を被検体の測定箇所にセット
し、ディレイパターン設定器４でディレイパターンを設
定する。電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器３
は、ディレイパターン設定器４で設定されたパターンに
基づきアレイ探触子１内の振動子２を駆動し、超音波を
発生させる。発生した超音波は被検体内に入射し、きず
等で反射して振動子２で受信される。受信は一つ又は複
数の振動子２で行われる。この受信信号は、開口合成演
算器５内に入力される。
【０００７】開口合成演算器５は、振動子位置演算器６
及び受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコー高
さ及び振動子の位置情報及び送信した振動子２の位置情
報と送信の遅延時間情報から開口合成を行い、そのデー
タを記録装置８に送る。記録装置８では、位置検出器７
からのデータと開口合成演算器５からのデータを基に被
検体内の全断面中でのきず情報を記録し、表示装置９は
これを表示する。アレイ探触子１の開口量では検査範囲
全域を検査できない場合は、アレイ探触子１を移動して
前記送受信及び開口合成を全域検査ができるまで繰り返
す。
及び受信した波形信号の時間情報、位相情報、エコー高
さ及び振動子の位置情報及び送信した振動子２の位置情
報と送信の遅延時間情報から開口合成を行い、そのデー
タを記録装置８に送る。記録装置８では、位置検出器７
からのデータと開口合成演算器５からのデータを基に被
検体内の全断面中でのきず情報を記録し、表示装置９は
これを表示する。アレイ探触子１の開口量では検査範囲
全域を検査できない場合は、アレイ探触子１を移動して
前記送受信及び開口合成を全域検査ができるまで繰り返
す。
【０００８】
【発明の効果】本発明の効果は次のとおりである。 ａ．アレイ探触子は振動子の励振のタイミングを制御す
ることで送信する超音波に角度を与え、集束させ、ある
いは拡散させることが可能である。その性質を利用する
ことにより、送信に専用の探触子を必要としない。同時
に、超音波の送信方向を制御することが可能なので、単
純な拡散型送信用探触子を使用するよりも測定精度を向
上しうる。 ｂ．受信用探触子がアレイ型であるので、一回の超音波
の送信により受信用探触子を走査することなく、多点の
超音波を受信することができ、かつ同時に、その受信点
の位置情報を得ることが可能であるので、測定時間と労
力を減少させることができる。
ることで送信する超音波に角度を与え、集束させ、ある
いは拡散させることが可能である。その性質を利用する
ことにより、送信に専用の探触子を必要としない。同時
に、超音波の送信方向を制御することが可能なので、単
純な拡散型送信用探触子を使用するよりも測定精度を向
上しうる。 ｂ．受信用探触子がアレイ型であるので、一回の超音波
の送信により受信用探触子を走査することなく、多点の
超音波を受信することができ、かつ同時に、その受信点
の位置情報を得ることが可能であるので、測定時間と労
力を減少させることができる。
【図１】本発明に係る開口合成方法及び装置の説明図。
【図２】みかけの振動子１枚を決めて行う開口合成の説
明図。
明図。
【図３】駆動された振動子全体を用いて行う開口合成の
説明図。
説明図。
【図４】開口合成の原理の説明図。
【図５】開口合成説明用きずの説明図。
【図６】開口合成説明用きずの結果表示の説明図。
１ アレイ探触子 ２ 振動子 ３ 電子走査型フェイズドアレイ超音波探傷器 ４ ディレイパターン設定器 ５ 開口合成演算器 ６ 振動子位置演算器 ７ 位置検出器 ８ 記録装置 ９ 表示装置
Claims (4)
- 【請求項１】 内部に複数の振動子を組み込んだアレイ
探触子からその振動子の一部または全部を用いて超音波
を送信し、この送信した超音波の反射波を再びアレイ探
触子内の振動子で受信し、この受信した波形信号の時間
情報、位相情報、エコー高さ及び振動子の位置情報か
ら、及び送信した振動子の位置情報と送信の遅延時間情
報から開口合成を行う超音波開口合成方法。 - 【請求項２】 励振により超音波を発生させたすべての
振動子及び反射波を受信したすべての振動子それぞれに
ついて開口合成を行う請求項１記載の超音波開口合成方
法及びその装置。 - 【請求項３】 励振により超音波を発生させたすべての
振動子を見かけ上一つとして取り扱い、その仮想的な振
動子と受信したすべての振動子それぞれについて開口合
成を行う請求項１記載の超音波開口合成方法およびその
装置。 - 【請求項４】 複数の振動子を組み込んで成るアレイ探
触子と、 前記アレイ探触子を設定されたタイミングで駆動するア
レイ超音波探傷器と、 振動子で受信した反射波をとり込むと共に、受信した波
形信号の時間情報、位相情報、エコー高さ及び振動子の
位置情報、及び送信した振動子の位置情報と送信の遅延
時間情報から開口合成を行う開口合成演算器と、 アレイ探触子における被検体との相対的位置関係を検出
する位置検出器と、 開口合成演算器からのデータと位置検出器からのデータ
を基に被検体内の全断面中でのきず情報を記録する記録
装置と、 前記記録装置に記録された情報を表示する表示装置と、 から成る超音波開口合成方法及びその装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6195043A JPH0862191A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 超音波開口合成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6195043A JPH0862191A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 超音波開口合成方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862191A true JPH0862191A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16334599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6195043A Pending JPH0862191A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 超音波開口合成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862191A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014055778A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 周辺監視装置 |
| JP2015145872A (ja) * | 2006-11-29 | 2015-08-13 | ビーダブリューエクス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 任意の表面輪郭を有する部材の超音波浸漬検査 |
| KR20150099800A (ko) * | 2013-01-22 | 2015-09-01 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 검사 대상의 핸드 가이드식 초음파 검사를 위한 방법 및 시스템 |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP6195043A patent/JPH0862191A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015145872A (ja) * | 2006-11-29 | 2015-08-13 | ビーダブリューエクス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 任意の表面輪郭を有する部材の超音波浸漬検査 |
| JP2014055778A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | 周辺監視装置 |
| KR20150099800A (ko) * | 2013-01-22 | 2015-09-01 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 검사 대상의 핸드 가이드식 초음파 검사를 위한 방법 및 시스템 |
| JP2016503901A (ja) * | 2013-01-22 | 2016-02-08 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 検査対象を手動操作で超音波検査する方法及びシステム |
| US9778359B2 (en) | 2013-01-22 | 2017-10-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and system for the hand-guided ultrasound check of a test object |
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