JPH10142201A - 超音波探傷装置 - Google Patents

超音波探傷装置

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JPH10142201A
JPH10142201A JP8296659A JP29665996A JPH10142201A JP H10142201 A JPH10142201 A JP H10142201A JP 8296659 A JP8296659 A JP 8296659A JP 29665996 A JP29665996 A JP 29665996A JP H10142201 A JPH10142201 A JP H10142201A
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修三 和高
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＢスコープ表示では、検出精度が低
い、Ｓ／Ｎが良くない、異なる伝播モードのエコーを識
別しにくい、距離分解能がよくない、方位分解能がよく
ない等の問題点があった。 【解決手段】 送信信号によって駆動された探触子Ａま
たはＢまたはＣから超音波パルスまたはバースト波を試
験体１の表面３に対して斜めに放射し、試験体１中の欠
陥６よって反射されたエコーを受信するような超音波斜
角探傷での探傷結果のＢスコープ表示について、図中網
掛けした範囲を表示範囲とするような補正処理、画像化
処理を備えた。また、上記補正処理を適用された探傷結
果に対して、更に開口合成処理を加える手段を備えた。
また、上記補正処理、画像化処理、開口合成処理を行う
前処理として、デコンボリューション処理またはパルス
圧縮処理またはその両方の処理を加える手段を備えた。
また、上記の各処理によって得られた探傷結果を表示す
る手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶接部の検査
や、板材や管財等の検査に用いられる超音波探傷装置お
よび超音波探傷法に関するものである。特に、試験体の
探傷面に対して傾いた角度で進行する超音波を用いた、
いわゆる超音波斜角探傷法に関するものである。なお、
検査、検出という文言とは別の文言として、測定、計測
などといった文言があるが、ここでは、測定や計測など
という文言は、検査、検出という文言に含まれるとして
取り扱っている。また、検査結果という文言も試験結果
や探傷結果などという文言を含んでいるものとして取り
扱っている。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の超音波斜角探傷法につい
ては、例えば、「超音波探傷法（改定新版）」、日本学
術振興会・鉄鋼第１９委員会編、日刊工業新聞社、昭和
４９年７月３０日改定新版発行、昭和５２年１２月２０
日改定新版３刷発行（以下、「文献Ａ」と略称す
る。）、第１８０頁〜第１９９頁に詳しく記述されてい
る。
【０００３】従来の超音波探傷装置および超音波探傷方
法について図３８参照しながら説明する。図３８は、上
記文献Ａから引用した従来の超音波斜角探傷法を説明す
るための図である。
【０００４】図３８において、試験体１は母材部２と、
表面３と、底面４と、溶接部５とを有する。また、試験
体１の溶接部５の内部には、音響的不連続部（きず）６
が存在する。この音響的不連続部６には種々のものがあ
り、溶接時の初層溶接部の割れ、溶接終始端のクレータ
割れ、融合不良、溶け込み不良、スラグ巻き込み、ブロ
ーホール、ウォームホール、高温割れ、異物混入などに
よる周辺媒質からの材料的差異部等々がある。また、溶
接作業に関連しないで材料そのものに既に存在している
混入異物部や、クラック等々も音響的不連続部に相当す
る。以下、これらの音響的不連続部を簡単のためにきず
６と呼んで説明することとする。さらに、試験体１の表
面３には、探触子７が載置されている。
【０００５】探傷面に相当する試験体１の表面３に置か
れた探触子７から、試験体１の内部へ超音波パルスが送
信される。図中、超音波パルスの伝播方向を矢印を付し
た実線で示しており、角度「θ」は超音波ビームの屈折
角である。きず６に照射され、それにより反射されたエ
コーは、再度、探触子７によって受信される。
【０００６】きず６は次のようにして検出される。探触
子７に電気的に接続された超音波探傷器によって、探触
子７から超音波パルスが送信された時間とエコーが再び
受信された時間との時間差、すなわち、超音波パルスが
試験体１中を伝播するのに要した時間を計測する。この
時間は、超音波パルスが探触子７からきず６まで往復す
るのに要した時間であるから、２で割って片道の時間を
求め、この時間と試験体１中の音速とから片道のビーム
路程を求める。このビーム路程は、図中、「Ｗｙ」で示
している。
【０００７】図中に示すように、試験体１の厚さを
「ｔ」とすると、探触子７からきず６までの水平距離
「ｙ」、及び、試験体１の表面３からきず６までの深さ
「Ｄ」は、次の式１、式２で求められる。
【０００８】 ｙ＝Ｗｙ×ｓｉｎ（θ） ・・・（１）
【０００９】 Ｄ＝２ｔ−Ｗｙ×ｃｏｓ（θ） ・・・（２）
【００１０】なお、上記式２で与えられる深さＤについ
ては、探触子７から送信された超音波パルスが試験体１
の底面４で１回反射してきず６に照射された場合の式で
ある。底面反射を利用せず、直射で、すなわち、探触子
７から送信された超音波パルスがきず６に直接照射され
たエコーが直接受信された場合には、同様の幾何学的な
関係から成立する次の式３が用いられる。
【００１１】 Ｄ＝Ｗｙ×ｃｏｓ（θ） ・・・（３）
【００１２】ここでは示さないが超音波パルスが試験体
１の底面４や表面３で何回か反射を繰り返してきず６に
照射されエコーが受信された場合には、同様の幾何学的
な関係から成立する式が用いられる。
【００１３】上記のようにして得られたデータを画像表
示する方法としては、例えば文献Ａ第２５７頁〜第２７
２頁に詳しく記述されている。
【００１４】従来の画像表示方法のうちＡスコープにつ
いて図３６を参照しながら説明する。図３６は、文献Ａ
から引用した従来のＡスコープを説明するための図であ
る。
【００１５】図３６において、試験体１は表面３と底面
４とを有する。また、試験体１中にはきず６が存在す
る。さらに、試験体１の表面３には、探触子７が載置さ
れている。
【００１６】探傷面に相当する試験体１の表面３に置か
れた探触子７から、試験体１の内部へ超音波パルスが送
信される。図中、超音波パルスの伝播方向を矢印を付し
た実線で示している。きず６および底面４に照射され、
それにより反射されたエコーは、再度、探触子７によっ
て受信される。
【００１７】上記のようにして受信されたエコーは、横
軸に超音波パルスの往復の伝播時間または試験体中での
音速によって換算された試験体中距離を示し、縦軸は受
信されたエコーのエコー高さを示す画面上に表示され
る。
【００１８】従来の画像表示方法のうちＢスコープにつ
いて図３７を参照しながら説明する。図３７は、文献Ａ
から引用した従来のＢスコープを説明するための図であ
る。
【００１９】図３７において、試験体１は表面３と底面
４とを有する。また、試験体１中にはきず６が存在す
る。さらに、試験体１の表面３には、探触子７が載置さ
れている。
【００２０】探傷面に相当する試験体１の表面３に置か
れた探触子７から、試験体１の内部へ超音波パルスが送
信される。図中、超音波パルスの伝播方向を矢印を付し
た点線で示している。きず６に照射され、それにより反
射されたエコーは、再度、探触子７によって受信され
る。
【００２１】探触子７は走査線上を走査され、一定間隔
毎に上記のように送信及び受信を行う。
【００２２】上記のようにして受信されたエコーは、横
軸に超音波パルスの往復の伝播時間または試験体中での
によって換算された試験体中距離を示し、縦軸は走査さ
れた探触子の位置を示す画面上に、あらかじめ決められ
たしきい値をこえるようなエコー高さが受信された場所
に輝点を表示またはエコー高さに応じた表示色をあらか
じめ決めた擬似カラーで表示する等の方法で表示され
る。
【００２３】受信されたエコーは探触子の走査とともに
実時間でＢスコープ表示される場合や、受信されたエコ
ーと探触子位置を記憶しておき、計測が終了した後にＢ
スコープ画像化する場合がある。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来の画像化処理では、超音波ビームが実際には回折
によりある指向角をもって伝播することを無視し、ビー
ムの中心線のみに注目して幾何学的関係から決まる上述
したような式を用いてきずの位置を決定しており、きず
の位置検出精度がよくないという問題があった。
【００２５】また、従来の画像化処理では縦波と横波が
混在して受信された場合、その分離が困難であるという
問題があった。
【００２６】また、従来の画像化処理では、エコー高さ
からきずの大きさを推定していたが、きずの大きさのみ
ならず形状、傾き等によってもエコー高さは変動するた
め、表示値が必ずしもきずの大きさを示していないとい
う問題があった。
【００２７】また、従来の画像化処理ではきずの形状、
傾きを表示することはできなかった。
【００２８】また、従来の画像化処理では、斜角探傷の
欠点である感度の低さを是正する手段をもたないので、
Ｓ／Ｎが悪いという問題があった。
【００２９】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、斜角探傷時試験における検査の精
度が向上し、きず等の大きさ、形状、傾き、位置等の検
出能力、検出精度を向上することができる超音波探傷装
置および超音波探傷方法を得ることを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる超音波
探傷装置は、送信信号により駆動された試験体の探傷面
に対して斜めに超音波パルスまたはバースト波を放射
し、かつ試験体内部の音響的不連続面によって反射され
た超音波パルスまたはバースト波を受信して電気信号に
変換する探触子と、前記探触子を前記試験体上の任意の
範囲を移動させかつ前記探触子の空間的位置情報を出力
する走査機構と、前記探触子に送信信号を供給する送信
部と、前記探触子で受信した信号を増幅する受信部と、
受信された信号を適切な標本化周波数でディジタル信号
に変換するアナログ／ディジタル変換部と、前記アナロ
グ／ディジタル変換部からの受信波形情報および前記走
査機構からの位置情報および前記探触子より試験体内部
へ放射された超音波ビームの中心線の入射角度を考慮し
て各探触子位置での前記受信波形情報の時間軸補正量を
計算する信号処理部と、前記時間軸補正量を用いて各探
触子位置の受信波形情報を補正して、前記受信波形情報
を画像表示する画像処理手段とを備えたものである。
【００３１】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記画像処理手段が、横軸を時間軸とし、縦軸を前
記探触子の移動距離として、各探触子位置における受信
波形情報を前記時間軸補正量を用いて補正して表示する
画像表示手段を備えたものである。
【００３２】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記画像処理手段が、各探触子位置における受信波
形情報の振幅値を、あらかじめ設定された色で表示する
画像表示手段を備えたものである。
【００３３】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記画像処理手段が各探触子位置における受信波形
情報をＡＣ波形で表示する画像表示手段を備えたもので
ある。
【００３４】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記信号処理部が、デコンボリューション処理を行
うためのフィルタを有し、受信波形情報に対して前記フ
ィルタを用いてデコンボリューション処理を行う信号処
理手段を備えたものである。
【００３５】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記送信部が、任意波形発生機能を有し、前記信号
処理部が、パルス圧縮処理を行うためのフィルタを有
し、受信波形情報に対して前記フィルタを用いてパルス
圧縮処理を行う信号処理手段を備えたものである。
【００３６】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記送信部が、任意波形発生機能を有し、前記信号
処理部が、パルス圧縮処理を行うためのフィルタと、デ
コンボリューション処理を行うためのフィルタを有し、
パルス圧縮処理を行うための前記フィルタを用いて受信
波形情報に対してパルス圧縮処理を行い、かつ、デコン
ボリューション処理を行う前記フィルタを用いて受信波
形情報に対してデコンボリューション処理を行う信号処
理手段を備えたものである。
【００３７】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記送信部が、任意波形発生機能を有し、前記信号
処理部が、パルス圧縮処理とデコンボリューション処理
を時分割で実現するＦＩＲフィルタを有し、前記ＦＩＲ
フィルタを用いて、受信波形情報に対してパルス圧縮処
理とデコンボリューション処理を行う信号処理手段を備
えたものである。
【００３８】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記画像処理手段が、横軸を時間軸とし、縦軸を前
記探触子の移動距離として、各探触子位置における受信
波形情報を前記時間軸補正量を用いて補正した後、開口
合成処理を行う表示する信号処理手段、画像表示手段を
備えたものである。
【００３９】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記信号処理部が、デコンボリューション処理を行
うためのフィルタを有し受信波形情報に対して前記フィ
ルタを用いてデコンボリューション処理を行い、かつ、
横軸を時間軸とし、縦軸を前記探触子の移動距離とし
て、各探触子位置における受信波形情報を前記時間軸補
正量を用いて補正した後、開口合成処理を行う信号処理
手段、画像表示手段を備えたものである。
【００４０】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記送信部が、任意波形発生機能を有し、前記信号
処理部が、パルス圧縮処理を行うためのフィルタを有
し、受信波形情報に対して前記フィルタを用いてパルス
圧縮処理を行い、かつ、横軸を時間軸とし、縦軸を前記
探触子の移動距離として、各探触子位置における受信波
形情報を前記時間軸補正量を用いて補正した後、開口合
成処理を行う信号処理手段、画像表示手段を備えたもの
である。
【００４１】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記送信部が、任意波形発生機能を有し、前記信号
処理部が、パルス圧縮処理を行うためのフィルタと、デ
コンボリューション処理を行うためのフィルタを有し、
パルス圧縮処理を行うための前記フィルタを用いて受信
波形情報に対してパルス圧縮処理を行い、かつ、デコン
ボリューション処理を行う前記フィルタを用いて受信波
形情報に対してデコンボリューション処理を行い、か
つ、横軸を時間軸とし、縦軸を前記探触子の移動距離と
して、各探触子位置における受信波形情報を前記時間軸
補正量を用いて補正した後、開口合成処理を行う信号処
理手段、画像表示手段を備えたものである。
【００４２】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記送信部が、任意波形発生機能を有し、前記信号
処理部が、パルス圧縮処理とデコンボリューション処理
を時分割で実現するＦＩＲフィルタを有して前記ＦＩＲ
フィルタを用いて受信波形情報に対してパルス圧縮処理
とデコンボリューション処理を行い、かつ、横軸を時間
軸とし、縦軸を前記探触子の移動距離として、各探触子
位置における受信波形情報を前記時間軸補正量を用いて
補正した後、開口合成処理を行う信号処理手段、画像表
示手段を備えたものである。
【００４３】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記信号処理部が、前記探触子位置と超音波ビーム
の中心線の入射角度から、予め試験体中の場所における
ビーム路程を計算して分布テーブルを作成し、かつ、横
軸を時間軸とし、縦軸を前記探触子の移動距離として、
各探触子位置における受信波形情報を前記時間軸補正量
を用いて補正した後、前記分布テーブルを用いて開口合
成処理を行う信号処理手段、画像表示手段を備えたもの
である。
【００４４】また、この発明に係わる超音波探傷装置
は、前記表示部が、前記信号処理結果を表示する際に、
同一受信信号に対して、複数の異なる信号処理を施した
結果を、１つの画面内の複数の表示用窓に表示する画像
表示手段を備えたものである。
【００４５】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態１、２、
３、４、５、６、７および８に係わる超音波探傷装置の
構成について図１、図２及び図３を参照しながら説明す
る。図１はこの発明の実施の形態に係わる超音波探傷装
置の構成を示すブロック図である。また、図2はこの発
明の実施の形態に係わる超音波探傷装置の探触子の構成
を示す図である。なお、図２は、「新非破壊検査便
覧」、(社)日本非破壊検査協会編、日刊工業新聞社、１
９９２年１０月１５日発行、題２９１頁〜題２９２頁
（以下、「文献Ｂ」と略称する。）から引用したもので
ある。また、図３は超音波の指向角を示す図である。ま
た、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４６】図１において、超音波探傷装置は、試験体
１に載置された探触子７と、探触子７に接続された送受
信装置８と、探触子７のための走査機構部９とを備え
る。なお、走査機構部９は、探触子７の位置検出センサ
を含んでいる。
【００４７】また、同図において、送受信装置８は、制
御部８１と、送信部８２と、受信部８３と、Ａ／Ｄ変換
部８４と、信号処理部８５と、表示部８６と、位置検出
部８７とを含む。
【００４８】また、同図において、送信部８２は、制御
部８１からの制御信号に基づいて、例えばパルス波、正
弦波、および正弦波に位相変調、振幅変調、周波数変調
等の変調を施した信号等、任意の波形を発生することが
可能な任意波形発生機能をもち、発生した信号を送信信
号として探触子７に信号線を介して供給する。
【００４９】また、同図において、探触子７は送信部８
２から供給された電気信号を音響信号に変換して試験体
１中へ放射する。放射された超音波は、例えば、底面４
に到達するまでの区間、いわゆる０．５スキップまでの
区間にきず６が存在する場合は、図中矢印のような伝播
経路を経由して、試験体１中からエコーとして返ってく
る。この音響信号であるエコーを電気信号に変換して受
信部８３へ送る。
【００５０】また、同図において、受信された信号は受
信部８３で増幅され、Ａ／Ｄ変換部８４に送られる。Ａ
／Ｄ変換部８４ではアナログ信号である受信信号をディ
ジタル信号に変換する。アナログ／ディジタル変換をす
る際の標本化周波数は、送信信号の中心周波数に比べて
十分大きな値とし、アナログ信号の位相情報、波形情報
等が失われないようにする。ディジタル信号に変換され
た受信信号は、信号処理部８５に送られる。
【００５１】また、同図において、信号処理部８５は、
制御部８１からの制御信号により、実施の形態１、２、
３、４、５、６、７において示すような各種信号処理回
路を有する。ここで信号処理された受信信号は、表示部
８６に送られる。
【００５２】また、同図において、表示部８６は、信号
処理部８５での処理結果を画像、または文字、または画
像と文字で表示する。
【００５３】また、同図において、制御部８１は、送信
部８２と、受信部８３と、Ａ／Ｄ変換部８４と、信号処
理部８５と、表示部８６と、位置検出部８７、および走
査機構部９に制御信号を出力して、各部の制御を司る。
また、制御部８１は、走査機構部９へも位置検出部８７
を経由して制御信号を出力し、走査機構部９の制御を司
る。
【００５４】また、同図において、走査機構部９は位置
検出部８７に接続されてており、走査機構部９の位置検
出センサからの出力信号が位置検出部８７に入力され
る。位置検出部８７で検出された探触子７の位置情報は
信号処理部８５に入力される。なお、走査機構部９は、
制御部８１からの制御信号により、探触子７を、試験体
１の表面３上の任意の位置に移動させることができる。
【００５５】図２において、探触子７は、アクリルなど
の材料からなるくさび７１と、圧電セラミック等の圧電
材料からなる矩形あるいは円形の振動子７２を含む。
【００５６】ここで、探触子７の動作について説明して
おく。超音波斜角探傷においては、探触子７から試験体
１中に放射される超音波のモードとして横波が広く用い
られている。このような横波専用の探触子７では、振動
子７２からくさび７１内への縦波超音波を放射する。く
さび７１内へ放射された縦波超音波は、くさび７１と試
験体１の境界面、すなわち、試験体１の表面３で、スネ
ルの反射、屈折の法則にしたがって、反射、屈折し、試
験体１内へは、設計上は、横波超音波しか屈折伝播しな
いように設計されている。すなわち、くさび７１と試験
体１との境界面において、スネルの反射、屈折の法則を
利用して計算したとき、振動子７２からくさび７１内へ
放射された縦波が、上記境界面で屈折する際、試験体１
内へは屈折縦波は入射せず、屈折横波のみが入射するよ
うな入射角「α」を有するように探触子７が設計されて
いる。試験体１中を伝播してきた横波超音波を受信する
場合は、上述したプロセスと逆のプロセスを辿って受信
されるので、横波専用として設計された探触子７は、設
計上は、試験体１中を伝播してきた横波情報のみを受信
する。
【００５７】このように設計された横波専用の探触子７
においては、以下のように考えるとその動作を考えやす
い。図２において、符号７２Ａは見かけの振動子であ
り、「Ｈｓ」は試験体１の表面３から見かけの振動子７
２Ａの中心までの高さである。さらに、「Ｗ」は振動子
７２の幅、「Ｗｓ」は見かけの振動子７２Ａの幅、「Ｐ
１」はくさび内距離、「Ｐ１ｓ」は見かけのくさび内距
離、「α」はくさび７１と試験体１の表面３の境界面に
おける超音波の入射角、「θｓ」は横波屈折角である。
【００５８】なお、本明細書で使用しているこれらの記
号や名称は、説明の都合上、文献Ｂとは異なっている。
本明細書と文献との対応は次の通りである。矢印（→）
の左側が文献Ｂでの名称と記号、右側が本明細書のそれ
らである。
【００５９】 振動子の高さＨ → 振動子１５の幅Ｗ 振動子の見かけの高さＨR → 振動子１５の見かけの高さＷｓ くさび内距離ｌ１ → くさび内距離Ｐ１ 試験体中距離に換算したくさび内距離 → 見かけのくさび内距離Ｐ１ｓ
【００６０】以上、「見かけの」という表現を用いた
が、これは、文献Ｂに記述されているように、振動子７
２からくさび７１内に放射された縦波超音波が、試験体
１との境界面、すなわち、表面３でスネルの屈折の法則
にしたがって屈折し、試験体１内へ横波超音波として放
射されるため、試験体１内へ放射される横波超音波に対
しては、試験体１側から見た振動子７１の幅Ｗが等価的
にＷｓに見えることや、くさび内距離Ｐ１を試験体１中
の距離に換算すると等価的にＰ１ｓに見えるという意味
で用いたものである。これらの見かけの物理量を用いる
と、くさび７１があたかも試験体１の一部であるかの如
くみなして種種の計算や信号処理が行える。そこで、以
下の説明においては、点Ｏを見かけの信号開始点７１Ａ
の中心とする。
【００６１】ここで、探触子７から放射される超音波の
指向角について、図３を参照しながら説明する。図３に
おいて、探触子７から放射された超音波ビームは回折に
より拡散するが、図中、実線は超音波ビームの中心線を
示している。また、点線は、送信（放射）あるいは受信
での超音波ビームにおいて、中心線上から、例えば、−
３ｄＢの音圧になる点を結んだ線を示している。すなわ
ち、２つの点線の間が超音波の送信あるいは受信での実
効的なビーム幅に相当する。実線と点線のなす角、すな
わち、指向角を図中に示すようにΘｓとする。なお、こ
こでは例として−３ｄＢとなるビーム幅を考えたが、こ
の値はこれに限らず、用途・目的に応じて−６ｄＢで
も、−９ｄＢでも、あるいは、−１２ｄＢでも良いし、
その他の値を用いて実効的なビーム幅を定義しても構わ
ない。
【００６２】ここで、超音波斜角探傷の一連の動作、お
よび超音波探傷装置の動きについて説明する。送受信装
置８の送信部８２からインパルスと見なしても差し支え
ない程度の時間幅の狭いパルス、キャリア周波数を有す
るバースト信号、および前記信号に変調をかけた信号等
の任意の送信信号が発生され、探触子７に伝達される。
探触子７は送信信号によって駆動され、超音波パルスを
試験体１の探傷面、すなわち、試験体１の表面３に対し
て斜めに放射する。なお、各実施の形態では探傷面が表
面である場合を例にとって説明するが、探傷面は表面に
限らず、底面であったり、側面である場合もある。超音
波パルスは試験体１中を伝播してきず６によって反射、
散乱、回折される。ここでは、反射という文言が、単に
反射のみならず、散乱や回折等の物理現象も含んだもの
として取り扱う。すなわち、反射という文言は、超音波
の伝播に関する振る舞いをした現象を全て含んでいると
解釈することとする。特に、きず６の先端部において発
生すると言われている先端回折エコーないし端部エコー
と呼ばれているエコーも、きず６によって反射したエコ
ーに含まれているものとして説明する。この反射、散
乱、回折された超音波パルスは、試験体１中を伝播して
再び探触子７によって受信される。この受信されたエコ
ーは、受信部８３で増幅され、Ａ／Ｄ変換部８４へ送ら
れる。
【００６３】一方、走査機構部９によって探触子７の空
間的位置の情報が検出され、位置検出部８７に送られ
る。この位置検出部８７から探触子７の空間的位置の情
報は信号処理８５へ送られる。
【００６４】次に、走査機構部９によって探触子７は別
の空間的位置（座標）に移動される。そして、送信信号
によって探触子７から超音波パルスが放射され、きず６
からの受信エコーは、受信部８３、Ａ／Ｄ変換部８４、
を経由して信号処理部８５に入力される。同時に、探触
子７の空間的位置の情報が位置検出部８７を経由して信
号処理部８５に入力される。
【００６５】この一連の動作が探触子７の所要の走査範
囲にわたって行われる。この超音波斜角探傷中、または
超音波斜角探傷後に信号処理部８５で行われる処理、お
よび、各信号処理における信号処理部８５の詳細な構造
について以下、実施の形態１、２、３、４、５、６、７
および８にて説明する。
【００６６】実施の形態１．次にこの発明の実施の形態
１に係わる超音波探傷装置の動作、信号処理原理、信号
処理部８５の詳細な構成について図４から図８、図１
０、図３２、図３３、図３４を参照しながら説明する。
【００６７】図４から図８までは、実施の形態１に係わ
る超音波探傷装置の動作を説明するための画像処理手法
を示す図またはディスプレイ上の中間値画像である。
【００６８】図４は、試験体１の表面３上に載置された
探触子７が、走査機構部９によって、図中探触子走査方
向に走査された場合の、時系列上連続している探触子位
置Ａ、Ｂ、Ｃと各探触子位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける各信号
開始点Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃ、および各超音波ビームの中心
線を示している。また、探触子走査方向Ａ，Ｂ間の距離
をｄ１、Ｂ，Ｃ間の距離をｄ２とする。ただし、ｄ１、
ｄ２は、隣り合う探触子位置の超音波ビームの実効的な
ビーム幅がそれぞれ重なり合うように設定する。また、
θｓは超音波ビームの屈折角である。
【００６９】また、試験体中の距離については、特に断
らない限り横波音速を基準とした距離とする。
【００７０】さらに、以下に述べる画像化処理、信号処
理手順を説明する上で、探触子位置Ｂにおいて、超音波
ビームの中心線がきず６と交叉するものとする。また、
探触子位置Ａ，Ｂにおいて、超音波ビームの中心線はき
ず６とは交叉しないが、有効ビーム幅内にきず６が存在
するものとする。
【００７１】さらに、探触子位置Ａ，Ｃにおいて、信号
開始点Ｏａ，Ｏｃからきず６を最短距離で結ぶ直線を点
線で示す。加えて、各探触子位置Ａ、Ｂ，Ｃにおいて、
おのおのの超音波ビーム中心線上に、信号開始点Ｏａ，
Ｏｂ，Ｏｃからきず６までの最短距離と等距離位置に見
かけのきずＦａ，Ｆｂ，Ｆｃを示す。
【００７２】さらに、超音波伝播方向において、隣り合
う探触子位置Ａ，Ｂの距離差をｄ１ｓとし、Ｂ，Ｃの距
離差をｄ２ｓとする。ｄ１ｓは式４、ｄ２ｓは式５で表
される。 ｄ１ｓ＝ｄ１×ｓｉｎ（θｓ） ・・・（４） ｄ２ｓ＝ｄ２×ｓｉｎ（θｓ） ・・・（５）
【００７３】従来のＢスコープ表示法を適用して、図４
を画像表示すると図６のようになる。この時、Ｂスコー
プの表示範囲は図５のようになる。表示画面１０内に縦
軸に探触子走査方向、横軸に超音波伝播方向をとり、各
探触子位置Ａ，Ｂ，Ｃにおける、きず６位置Ｆａ，Ｆ
ｂ，Ｆｃを表示している。ここでは、Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ
でのきず６からの反射エコーの大きさを黒く塗りつぶし
た四角形の面積で示しているが、反射エコーの大きさに
特定の色を配した擬似カラー表示によることも可能であ
る。また、試験体１の底面４は、横軸に垂直に表示され
る。
【００７４】図６において、従来のBスコープ表示によ
る表示範囲内の表示開始点は、各探触子位置Ａ，Ｂ，Ｃ
における、信号開始点から等距離を隔てた位置となる。
また、各探触子位置Ａ，Ｂ，Ｃの信号開始点から試験体
１の底面４までの超音波ビームの中心線距離は等しいの
で、底面４は縦軸に平行となる。
【００７５】しかし、Ｂスコープは本来垂直探傷の結果
を断面表示する画像化方法であり、斜角探傷にそのまま
用いても断面表示とはならず、探傷情報が有意な形式で
表示されない。
【００７６】また、垂直探傷の場合は超音波の伝播モー
ド、すなわち縦波と横波の混在は基本的に有り得ない
が、斜角探傷において送信は横波であるが、伝播途中で
横波〜縦波〜横波と変換されて受信される場合や、受信
時に横波のみならず縦波をも受信する可能性がある。横
波と縦波は試験体中の伝播速度が異なるので、受信され
たエコーの伝播モードが明確に区別できない場合は、試
験体中の音響的不連続面までの距離の評価に超音波の伝
播時間および試験体中の音速を用いる場合、その位置を
誤認する恐れがある。しかし、従来のＢスコープでは伝
播モードを明確に区別できない。
【００７７】また、従来のＢスコープでは、探触子の屈
折角、あるいはエコーが探触子に受信される角度等の斜
角探傷に特有のパラメータを考慮していないため、 開
口合成等の信号処理の前処理として不適当である。
【００７８】従来のＢスコープ表示法に加えて、新規技
術を取り入れた表示法を示す。これは、Ｂスコープ表示
をする際に、探触子位置によって信号開始点位置、つま
り超音波伝播方向に補正量を加えて表示する技術であ
る。図４において、任意の一つの探触子位置、例えば探
触子位置Ｂを基準とする場合、探触子位置Ｂにおける信
号開始点Ｏｂを基準として、探触子位置Ａ，Ｃにおける
信号開始点Ｏａ、Ｏｃを決定する際に次のような処理を
行う。表示基準探触子Ｂの信号開始点Ｏｂと表示したい
探触子の信号開始点との探触子走査方向（表示時縦軸方
向）での距離差をｄとした場合、ｄと屈折角θｓに依存
する距離ｄｓによる補正をｙ軸方向で施した位置とす
る。ｄｓを式６で表わす。これは前記の式４、式５の一
般式である。ｄｓ＝ｄ×ｓｉｎ（θｓ）
・・・（６）つまり、探触子位置Ａ
における信号開始点ＯａはＯｂよりもｄ１ｓだけ試験体
外方向の点、探触子Ｃにおける表示開始点ＯｃはＯｂよ
りもｄ２ｓだけ試験体内方向の点、となる。以下、上記
のような補正を加えたＢスコープを補正Ｂスコープと呼
称するものとする。
【００７９】図１０は、補正Ｂスコープ処理を行う場合
の信号処理部８５の詳細な構成である。信号開始点補正
部８５Ａにおいて、制御部８１からの制御信号により表
示の基準となる探触子位置があらかじめ設定されている
状態で、位置検出部８７で検出された探触子位置情報
と、前記基準となる探触子位置との差から信号開始点の
補正値ｄｓが算出され、Ａ／Ｄ変換部８４から供給され
る受信信号に対してｄｓの補正を行う。補正された受信
信号は逐次、記憶部８５Ｍに記憶され、また、制御部８
１からの制御信号により、記憶された結果を表示部８６
に表示する。
【００８０】図７に補正Ｂスコープの表示範囲を、図８
に補正Ｂスコープの表示例を示す。補正Ｂスコープ表示
を行うことで、屈折角θｓで受信されたエコーだけが、
画面上で縦軸に平行な線を接線とする円弧状に軌跡を描
く。そのため、角度θｓで受信されるエコーだけを特徴
的に表示することが可能となり、θｓ以外の角度で受信
される他のエコーとの区別が容易になる。
【００８１】また、θｓを探触子固有の屈折角のみなら
ず任意の角度に設定することで、任意の角度θｓで受信
されるエコーのみを特徴的に表示することも可能とな
る。
【００８２】また、受信されたエコーに横波と縦波の異
なる伝播モードのエコーが混在する場合にも、両者の音
速の違いが補正量ｄｓの違いとして表わされるため、明
確に区別することが可能となる。
【００８３】また、補正Ｂスコープは上記のように受信
角度の選択、伝播モードの選択機能を持つので、開口合
成処理等の信号処理を斜角探傷の結果に適用する場合の
前処理として適当であるといえる。
【００８４】図８では各探触子位置での超音波エコー位
置および振幅の大きさは、予め定義された表示図形の位
置、および大きさで示しているが、振幅の大きさを予め
定義された擬似カラーで表示することも可能である。
【００８５】従来のＢスコープ表示例を示すディスプレ
イ上の中間値画像を図３３に、補正Ｂスコープの表示例
を示すディスプレイ上の中間値画像を図３４に示す。そ
れぞれ、図３２に示す試験体中の４φｘ４ＦＢＨを探傷
した場合の表示例である。
【００８６】図３３において、探傷結果表示窓に表示さ
れているのが、Ｂスコープである。まず、４φｘ４ＦＢ
Ｈやコーナー部からのエコーを示す表示に対して、背景
の、いわゆる妨害エコーが同等のレベルで表示されてい
る。この妨害エコーがノイズとなり、表示時の信号雑音
比、いわゆるＳ／Ｎを低下させている。また、この探傷
での目標きずである４φｘ４ＦＢＨのエコー付近に同等
レベルのエコーが表示されており、この表示から４φｘ
４ＦＢＨを検出、特定することは非常に困難である。
【００８７】図３４において、探傷結果表示窓に表示さ
れているのが、補正Ｂスコープである。Ｓ／Ｎに関して
はＢスコープ表示と同等であるが、４φｘ４ＦＢＨエコ
ーを特徴的に表示し、４φｘ４ＦＢＨ付近のエコーと明
確に特定できる。
【００８８】実施の形態２．次にこの発明の実施の形態
２に係わる超音波探傷装置の動作、信号処理原理、信号
処理部８５の詳細な構成について図４、図７から図１０
を参照しながら説明する。
【００８９】図４、図７から図９までは、実施の形態２
に係わる超音波探傷装置の動作を説明するための画像処
理手法を示す図またはディスプレイ上の中間値画像であ
る。
【００９０】補正Ｂスコープの表示方法については、図
８で示した方法以外に、図９で示すような方法で表示す
ることも可能である。図９は各探触子位置での超音波エ
コーを元波形のまま、つまりＡＣ波形で表示する表示方
式である。
【００９１】受信信号をＡ／Ｄ変換部８４において、波
形情報が失われないような標本化周波数でアナログ／デ
ィジタル変換し、信号処理部８５に入力してあるため、
補正Ｂスコープを図９のようにＡＣ波形で表示すること
も可能である。
【００９２】図１０は、補正Ｂスコープ処理を行う場合
の信号処理部８５の詳細な構成である。信号開始点補正
部８５Ａにおいて、制御部８１からの制御信号により表
示の基準となる探触子位置があらかじめ設定されている
状態で、位置検出部８７で検出された探触子位置情報
と、前記基準となる探触子位置との差から信号開始点の
補正値ｄｓが算出され、Ａ／Ｄ変換部８４から供給され
る受信信号に対して前記ｄｓの補正を行う。補正された
受信信号は逐次、記憶部８５Ｍに記憶され、また、制御
部８１からの制御信号により、記憶された結果を表示部
８６に表示する。ここで、記憶部には受信信号の波形情
報を保存したままのディジタル情報が記憶されているの
で、制御部８１からの制御信号により、図８で示すよう
な図形の面積、擬似カラー等による表示方法か、または
図９に示すようなＡＣ波形による表示方法かを選択でき
る。
【００９３】上記のように、ＡＣ波形で表示すること
で、エコーの位相情報、つまり位相の反転、位相干渉等
の、音響的不連続面の特性を導出する有益な情報を、連
続的に確認することができる。
【００９４】実施の形態３．次にこの発明の実施の形態
３に係わる超音波探傷装置の動作、信号処理原理、信号
処理部８５の詳細な構成について図４、図７、図１１、
図１２、図１３、図３２、図３５を参照しながら説明す
る。
【００９５】図４、図７、図１１は、実施の形態３に係
わる超音波探傷装置の動作を説明するための信号処理手
法を示す図またはディスプレイ上の中間値画像である。
【００９６】補正Ｂスコープ処理を施した後に、更に以
下に示す開口合成処理を組み合わせることで、より多く
の効果を上げることが可能となる。
【００９７】任意の探触子位置の超音波ビーム中心線上
の任意の点について、以下、説明のためにこの点を点
Ｔ、その座標を(ｘ，ｙ)とする。Ｔを指向角Θｓの有効
ビーム幅内に含む任意の探触子位置Ｓｋの信号開始点Ｏ
ｋとし、Ｏｋの座標を(ｘｋ，ｙｋ)とすると、Ｏｋから
Ｔまでの距離Ｌｋは、式７のようになる。 Ｌｋ＝２×√｛(ｘｋ−ｘ)2＋(ｙｋ−ｙ)2｝ ・・・（７） この距離Ｌｋに相当する受信信号を、Ｔに加算してい
く。この処理を、探触子走査範囲のうちの任意の範囲に
ついて行う。Ｔにおける合成受信信号をｆ(ｘ，ｙ)、探
触子位置Ｓｋでの、距離Ｌｋに対応する波形データをｓ
(ｘｋ，ｙｋ，Ｌｋ)とし、探触子走査範囲としてｎ個の
探触子位置を用いるとすると、Ｔにおける開口合成処理
は式８で表わされる。
【００９８】
【数１】
【００９９】ただし、受信信号はＡＣ波形とし、位相を
考慮した加算を行う。これは超音波ビームの中心線上で
開口合成処理を行っていると考えられる。以後、この処
理をライン開口合成処理と呼称する。ライン開口合成処
理について、探触子７を試験体１の表面３上で走査し、
受信信号、および位置検出部８７からの探触子位置信号
を信号処理部８５に入力し、前記の処理を行う。図１１
では、各探触子位置において、各信号開始点Ｏａ、Ｏ
ｂ、Ｏｃからそれぞれの見かけのきず位置Ｆａ、Ｆｂ、
Ｆｃまでの距離Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに対応する受信信号を
各超音波ビームの中心線上で加算した結果を示したもの
である。ライン開口合成処理を行うことで、Ｆのように
きず６に相当する位置のエコーのみが相対的に強調して
示される。
【０１００】図１２は、ライン開口合成処理を行う場合
の信号処理部８５の詳細な構成である。信号開始点補正
部８５Ａにおいて、制御部８１からの制御信号により表
示の基準となる探触子位置があらかじめ設定されている
状態で、位置検出部８７で検出された探触子位置情報
と、前記基準となる探触子位置との差から信号開始点の
補正値ｄｓが算出され、Ａ／Ｄ変換部８４から供給され
る受信信号に対してｄｓの補正を行う。補正された受信
信号は加算部８５Ｂに入力され、また、加算部８５Ｂに
は位置検出部８７からの探触子位置情報も入力され、ま
た、記憶部８５Ｍに記憶されている前回探触子位置まで
の計算結果が入力される。ここで、記憶部８５Ｍにおい
て、前回探触子位置までの計算結果は、その計算結果が
示す表示点の座標と関連付けられて記憶されており、加
算部８５Ｂに入力される際も、表示点座標と計算結果が
関連付けられたまま渡される。次に、加算部８５Ｂにお
いて、制御部８１からの制御信号によりあらかじめ探触
子の屈折角、指向角、基準となる探触子の位置等が設定
されている状態で、補正された信号開始点から表示点ま
での距離を逐次算出し、該当する距離の受信信号を、今
回の表示点に該当する記憶部８５Ｍから入力された前回
探触子位置までの計算結果に加算していく。加算部８５
Ｂでの計算結果は、その計算結果が示す表示点座標とと
もに、逐次記憶部８５Ｍに記憶される。また、制御部８
１からの制御信号により、記憶された結果を表示部８６
に表示する。
【０１０１】ライン開口合成処理において、あらかじめ
信号処理部８５に、走査範囲、走査ピッチｄ、指向角Θ
ｓ等の値を入力しておき、その値を基に計算すべきあら
ゆる探触子位置からの、計算すべき試験体中のあらゆる
点までの距離をあらかじめ算出しておき、算出した値を
用いて探触子位置と試験体中の距離の分布テーブルを作
成しておく。この分布テーブルをライン開口合成処理の
参照テーブルとして、処理を行うことも可能である。
【０１０２】図１３は、参照テーブル方式でライン開口
合成処理を行う場合の信号処理部８５の詳細な構成であ
る。信号開始点補正部８５Ａにおいて、制御部８１から
の制御信号により表示の基準となる探触子位置があらか
じめ設定されている状態で、位置検出部８７で検出され
た探触子位置情報と、前記基準となる探触子位置との差
から信号開始点の補正値ｄｓが算出され、Ａ／Ｄ変換部
８４から供給される受信信号に対してｄｓの補正を行
う。位置検出部８７からの探触子位置情報は参照テーブ
ル部８５Ｃに入力される。参照テーブル部８５Ｃにおい
て、制御部８１からの制御信号によりあらかじめ探触子
の屈折角、指向角、基準となる探触子の位置等が設定さ
れ、その情報に基づいて、探傷時のあらゆる探触子位置
における信号開始点から、あらゆる表示点までの距離を
あらかじめ計算し、参照テーブルを作成し、保持してお
く。また、信号開始点補正部８５Ａにおいて補正された
受信信号は加算部８５Ｂに入力され、また、記憶部８５
Ｍに記憶されている前回探触子位置までの計算結果が入
力される。ここで、記憶部８５Ｍにおいて、前回探触子
位置までの計算結果は、その計算結果が示す表示点の座
標と関連付けられて記憶されており、加算部８５Ｂに入
力される際も、表示点座標と計算結果が関連付けられた
まま渡される。次に、加算部８５Ｂにおいて、入力され
た受信信号がどの表示点に該当するかを、参照テーブル
部８５Ｃの参照テーブルから読み出し、該当する距離の
受信信号を、今回の表示点に該当する記憶部８５Ｍから
入力された前回探触子位置までの計算結果に加算してい
く。加算部８５Ｂでの計算結果は、その計算結果が示す
表示点座標とともに、逐次記憶部８５Ｍに記憶される。
また、制御部８１からの制御信号により、記憶された結
果を表示部８６に表示する。
【０１０３】補正Ｂスコープに開口合成処理を組み合わ
せた処理を行うことで、特定の角度θｓで受信されるエ
コーのみを強調して表示することが可能となる。
【０１０４】また、方位分解能が向上するので、近接し
た音響的不連続面からのエコーを明確に分離することが
可能となる。
【０１０５】また、開口合成処理を各探触子位置の超音
波ビームの中心線上で、ＡＣ波形の加算という形で行っ
ているので、処理結果を合成されたＡＣ波形で得られ
る。ここで得られたＡＣ波形は、その探触子位置での大
きな開口面を持つ探触子で送受信を行った場合の受信波
形と考えることができ、その波形情報、位相情報は音響
的不連続面の特性を導出する有益な情報として使用する
ことができる。
【０１０６】また、予め探触子位置と試験体中のビーム
路程の分布テーブルを作成しておくことで、計算速度の
遅い処理装置を用いた場合でも、実時間でライン開口合
成処理を行うことが可能となる。
【０１０７】ライン開口合成処理を行った補正Ｂスコー
プ表示例を示すディスプレイ上の中間値画像を図３５に
示す。これは、図３２に示す試験体中の４φｘ４ＦＢＨ
を探傷した場合の表示例である。図３５において、探傷
結果表示窓１に表示されているのが、ライン開口合成処
理を行った補正Ｂスコープである。表示時のＳ／Ｎが高
く、また、検出したい４φｘ４ＦＢＨのみが強調されて
表示される。
【０１０８】実施の形態４．従来のＢスコープ表示にお
いて、図１４に示すような表示範囲を持つ表示方法もあ
る。これは、表示時の縦軸、横軸を試験体の深さ、長さ
に対応させて試験体の断面表示をしようとする表示方法
である。図１５は、図６をＢスコープの断面表示方法で
表示したものである。断面表示という方法は感覚的に理
解しやすいが、Ｂスコープ表示では、エコーの軌跡が拡
散してしまうので、きず６の位置が特定しにくく、また
前記したように縦波、横波が混在する場合はそれらの区
別が不可能なため、ますますきず６位置の特定が困難で
あった。
【０１０９】前記ライン合成開口を行った図１１を図１
４のような表示範囲に変換すると、図１５のように表示
される。前記したように、ライン開口合成によって、エ
コーはきず６の位置でのみ強調されて表示でき、また、
伝播モードの異なるエコーのレベルは相対的に低下する
ので、正確にきず６の位置を特性することが可能とな
る。
【０１１０】ライン開口合成の断面表示例を示すディス
プレイ上の中間値画像を図３５に示す。これは、図３２
に示す試験体中の４φｘ４ＦＢＨを探傷した場合の表示
例である。図３５において、探傷結果表示窓２に表示さ
れているのが、ライン開口合成結果を断面表示したもの
である。断面上での４φｘ４ＦＢＨの位置を知ることが
できる。
【０１１１】実施の形態５．次にこの発明の実施の形態
５に係わる超音波探傷装置の動作、信号処理原理、信号
処理部８５の詳細な構成について図１７から図２０まで
を参照しながら説明する。
【０１１２】図１７は、実施の形態５に係わる超音波探
傷装置の動作を説明するための信号処理手法を示す図で
ある。
【０１１３】補正Ｂスコープ処理、ライン開口合成処理
を施す前に、以下に示すデコンボリューション処理を行
うことで、より多くの効果を上げることが可能となる。
【０１１４】図１７に示すように、探触子から送信され
る原波形は複数の波数から成る。例え、送信部８２から
インパルス波形を入力しても、探触子７の特性が送信波
形に畳み込まれるので、目標波形に示すようなインパル
ス波形を送信することはできない。しかし、インパルス
波形を送信することで時間分解能を向上させることがで
き、補正Ｂスコープ、ライン開口合成処理を行う場合に
は、目標波形に示すようなインパルス波形を送信したと
きに理想的な分解能が得られる。そこで、受信された波
形から探触子の特性を除去するような、具体的には送信
波形の周波数特性を打ち消し、目標波形の周波数特性に
近づけるようなフィルタをかけて、あたかもインパルス
波形を送信したかのような処理を加える。これがデコン
ボリューション処理である。
【０１１５】図１８は補正Ｂスコープの前処理としてデ
コンボリューション処理を行う場合の信号処理部８５の
詳細な構成である。デコンボリューションフィルタ部８
５Ｄにおいて、制御部８１からの制御信号により、送信
波形の周波数特性からデコンボリューションフィルタ特
性をあらかじめ計算し、保持しておく。Ａ／Ｄ変換部８
４からデコンボリューションフィルタ部８５Ｄに入力さ
れた受信波形は、デコンボリューションフィルタによる
処理をほどこされ、デコンボリューション処理された受
信信号は、信号開始点補正部８５Ａに入力される。以
下、各部において実施の形態１で述べた補正Ｂスコープ
処理が行われる。
【０１１６】図１９はライン開口合成処理の前処理とし
てデコンボリューション処理を行う場合の信号処理部８
５の詳細な構成である。デコンボリューションフィルタ
部８５Ｄにおいて、制御部８１からの制御信号により、
送信波形の周波数特性からデコンボリューションフィル
タ特性をあらかじめ計算し、保持しておく。Ａ／Ｄ変換
部８４からデコンボリューションフィルタ部８５Ｄに入
力された受信波形は、デコンボリューションフィルタに
よる処理をほどこされ、デコンボリューション処理され
た受信信号は、信号開始点補正部８５Ａに入力される。
以下、各部において実施の形態２で述べたライン開口合
成処理が行われる。
【０１１７】図２０は参照テーブル方式を用いたライン
開口合成処理の前処理としてデコンボリューション処理
を行う場合の信号処理部８５の詳細な構成である。デコ
ンボリューションフィルタ部８５Ｄにおいて、制御部８
１からの制御信号により、送信波形の周波数特性からデ
コンボリューションフィルタ特性をあらかじめ計算し、
保持しておく。Ａ／Ｄ変換部８４からデコンボリューシ
ョンフィルタ部８５Ｄに入力された受信波形は、デコン
ボリューションフィルタによる処理をほどこされ、デコ
ンボリューション処理された受信信号は、信号開始点補
正部８５Ａに入力される。以下、各部において実施の形
態２で述べた参照テーブル方式を用いたライン開口合成
処理が行われる。
【０１１８】デコンボリューション処理を施すことで、
時間分解能を向上させることができ、補正Ｂスコープ処
理、ライン開口合成処理の処理精度を向上させることが
できる。
【０１１９】実施の形態６．次にこの発明の実施の形態
６に係わる超音波探傷装置の動作、信号処理原理、信号
処理部８５の詳細な構成について図２１から図２４まで
を参照しながら説明する。
【０１２０】図２１は、実施の形態５に係わる超音波探
傷装置の動作を説明するための信号処理手法を示す図で
ある。
【０１２１】補正Ｂスコープ処理、ライン開口合成処理
を施す前に、以下に示すパルス圧縮処理を行うことで、
より多くの効果を上げることが可能となる。
【０１２２】時間的に複数の波を送信することで送信エ
ネルギーを大きくし、感度を向上させることができる
が、時間分解能が低下する。したがって、図２１に示す
ように、あらかじめ送信信号に位相変調を施しておき、
送信信号の変調に使用した信号を参照信号としてパルス
圧縮フィルタを形成し、このフィルタを用いて受信信号
を相関処理する。これによって、時間軸上に広がってい
た受信信号が時間軸上の一点に圧縮される。圧縮された
パルスは圧縮パルスと呼ばれ、幅の狭いパルスとなる。
これがパルス圧縮処理であり、時間分可能を低下するこ
となく、感度を向上させることができる。
【０１２３】詳しくは、特開平４−２８９４５３号公
報、特公平７−８５０７７号公報、特公平７−８５０７
６号公報、特公平７−８１９９５号公報、特公昭４−９
６５６号公報、特公平７−９６５７号公報、特公平７−
８１９９４号公報、特公平７−８１９９３号公報、特公
平７−８１９９２号公報等に開示されているパルス圧縮
技術を用いる。
【０１２４】図２２は補正Ｂスコープの前処理としパル
ス圧縮処理を行う場合の信号処理部８５の詳細な構成で
ある。パルス圧縮フィルタ部８５Ｅにおいて、制御部８
１からの制御信号により、送信波形の位相変調信号から
パルス圧縮フィルタ特性をあらかじめ計算し、保持して
おく。Ａ／Ｄ変換部８４からパルス圧縮フィルタ部８５
Ｅに入力された受信波形は、パルス圧縮フィルタによる
処理をほどこされ、パルス圧縮処理された受信信号は、
信号開始点補正部８５Ａに入力される。以下、各部にお
いて実施の形態１で述べた補正Ｂスコープ処理が行われ
る。
【０１２５】図２３はライン開口合成処理の前処理とし
てパルス圧縮処理を行う場合の信号処理部８５の詳細な
構成である。パルス圧縮フィルタ部８５Ｅにおいて、制
御部８１からの制御信号により、送信波形の位相変調信
号からパルス圧縮フィルタ特性をあらかじめ計算し、保
持しておく。Ａ／Ｄ変換部８４からパルス圧縮フィルタ
部８５Ｅに入力された受信波形は、パルス圧縮フィルタ
による処理をほどこされ、パルス圧縮処理された受信信
号は、信号開始点補正部８５Ａに入力される。以下、各
部において実施の形態２で述べたライン開口合成処理が
行われる。
【０１２６】図２４は参照テーブル方式を用いたライン
開口合成処理の前処理としてパルス圧縮処理を行う場合
の信号処理部８５の詳細な構成である。パルス圧縮フィ
ルタ部８５Ｅにおいて、制御部８１からの制御信号によ
り、送信波形の位相変調信号からパルス圧縮フィルタ特
性をあらかじめ計算し、保持しておく。Ａ／Ｄ変換部８
４からパルス圧縮フィルタ部８５Ｅに入力された受信波
形は、パルス圧縮フィルタによる処理をほどこされ、パ
ルス圧縮処理された受信信号は、信号開始点補正部８５
Ａに入力される。以下、各部において実施の形態２で述
べた参照テーブル方式を用いたライン開口合成処理が行
われる。
【０１２７】パルス圧縮処理をおこなうことで、時間分
解能を低下させることなく、受信感度を向上させること
ができる。
【０１２８】実施の形態７．次にこの発明の実施の形態
７に係わる超音波探傷装置の動作、信号処理部８５の詳
細な構成について図２５から図３０までを参照しながら
説明する。図２５から図３０までは信号処理部８５の詳
細な構成を示す図である。
【０１２９】デコンボリューション処理およびパルス圧
縮処理を同時に行うことで、受信信号の時間分解能の向
上と感度の向上を同時達成することができる。したがっ
て、デコンボリューション処理およびパルス圧縮処理の
両処理を、補正Ｂスコープ処理およびライン開口合成処
理の前処理に用いることで、デコンボリューション処理
もしくはパルス圧縮処理のいずれかを前処理として用い
た場合よりも高い効果をあげることができる。
【０１３０】図２５は補正Ｂスコープの前処理として、
パルス圧縮処理、および、デコンボリューション処理を
行う場合の信号処理部８５の詳細な構成である。パルス
圧縮フィルタ部８５Ｅにおいて、制御部８１からの制御
信号により、送信波形の位相変調信号からパルス圧縮フ
ィルタ特性をあらかじめ計算し、保持しておく。Ａ／Ｄ
変換部８４からパルス圧縮フィルタ部８５Ｅに入力され
た受信波形は、パルス圧縮フィルタによる処理をほどこ
され、パルス圧縮処理された受信信号は、パルス圧縮フ
ィルタ部８５Ｅに入力される。また、デコンボリューシ
ョンフィルタ部８５Ｂにおいて、制御部８１からの制御
信号により、パルス圧縮処理によって得られる圧縮パル
スの周波数特性からデコンボリューションフィルタ特性
をあらかじめ計算し、保持しておく。パルス圧縮フィル
タ部８５Ｅからデコンボリューションフィルタ部８５Ｄ
に入力された受信波形は、デコンボリューションフィル
タによる処理をほどこされ、デコンボリューション処理
された受信信号は、信号開始点補正部８５Ａに入力され
る。以下、各部において実施の形態１で述べた補正Ｂス
コープ処理が行われる。
【０１３１】図２６はライン開口合成処理の前処理とし
て、パルス圧縮処理、および、デコンボリューション処
理を行う場合の信号処理部８５の詳細な構成である。パ
ルス圧縮フィルタ部８５Ｅにおいて、制御部８１からの
制御信号により、送信波形の位相変調信号からパルス圧
縮フィルタ特性をあらかじめ計算し、保持しておく。Ａ
／Ｄ変換部８４からパルス圧縮フィルタ部８５Ｅに入力
された受信波形は、パルス圧縮フィルタによる処理をほ
どこされ、パルス圧縮処理された受信信号は、パルス圧
縮フィルタ部８５Ｅに入力される。また、デコンボリュ
ーションフィルタ部８５Ｂにおいて、制御部８１からの
制御信号により、パルス圧縮処理によって得られる圧縮
パルスの周波数特性からデコンボリューションフィルタ
特性をあらかじめ計算し、保持しておく。パルス圧縮フ
ィルタ部８５Ｅからデコンボリューションフィルタ部８
５Ｄに入力された受信波形は、デコンボリューションフ
ィルタによる処理をほどこされ、デコンボリューション
処理された受信信号は、信号開始点補正部８５Ａに入力
される。以下、各部において実施の形態２で述べたライ
ン開口合成処理が行われる。
【０１３２】図２７はテーブル参照方式のライン開口合
成処理の前処理として、パルス圧縮処理、および、デコ
ンボリューション処理を行う場合の信号処理部８５の詳
細な構成である。パルス圧縮フィルタ部８５Ｅにおい
て、制御部８１からの制御信号により、送信波形の位相
変調信号からパルス圧縮フィルタ特性をあらかじめ計算
し、保持しておく。Ａ／Ｄ変換部８４からパルス圧縮フ
ィルタ部８５Ｅに入力された受信波形は、パルス圧縮フ
ィルタによる処理をほどこされ、パルス圧縮処理された
受信信号は、パルス圧縮フィルタ部８５Ｅに入力され
る。また、デコンボリューションフィルタ部８５Ｂにお
いて、制御部８１からの制御信号により、パルス圧縮処
理によって得られる圧縮パルスの周波数特性からデコン
ボリューションフィルタ特性をあらかじめ計算し、保持
しておく。パルス圧縮フィルタ部８５Ｅからデコンボリ
ューションフィルタ部８５Ｄに入力された受信波形は、
デコンボリューションフィルタによる処理をほどこさ
れ、デコンボリューション処理された受信信号は、信号
開始点補正部８５Ａに入力される。以下、各部において
実施の形態２で述べたテーブル参照方式のライン開口合
成処理が行われる。
【０１３３】図２５、図２６、図２７に示した信号処理
部８５では、デコンボリューションフィルタ部８５Ｄお
よびパルス圧縮フィルタ部５８Ｅに専用のハードウェア
を用意したが、デコンボリューションフィルタおよびパ
ルス圧縮フィルタは、ＦＩＲフィルタ等の汎用のディジ
タルフィルタの係数を制御することで実現可能である。
したがって、デコンボリューションフィルタおよびパル
ス圧縮フィルタ用の専用ハードウェアを信号処理部８５
に搭載する代わりに、ＦＩＲフィルタを搭載しても同様
の効果が得られる。
【０１３４】図２８は補正Ｂスコープの前処理として、
パルス圧縮処理、または、デコンボリューション処理、
あるいはその両方を行う場合の信号処理部８５の詳細な
構成である。ＦＩＲフィルタ部８５Ｅにおいて、制御部
８１からの制御信号により、ＦＩＲフィルタをパルス圧
縮フィルタ、デコンボリューションフィルタのいずれを
使用するかを設定する。 ＦＩＲフィルタ部８５Ｅに複
数個のＦＩＲフィルタを搭載している場合は、その両フ
ィルタを同時に設定できる。以下の処理は上記〔０１２
８〕と同様である。
【０１３５】図２８はライン開口合成処理の前処理とし
て、パルス圧縮処理、または、デコンボリューション処
理、あるいはその両方を行う場合の信号処理部８５の詳
細な構成である。ＦＩＲフィルタ部８５Ｅにおいて、制
御部８１からの制御信号により、ＦＩＲフィルタをパル
ス圧縮フィルタ、デコンボリューションフィルタのいず
れを使用するかを設定する。 ＦＩＲフィルタ部８５Ｅ
に複数個のＦＩＲフィルタを搭載している場合は、その
両フィルタを同時に設定できる。以下の処理は上記〔０
１２９〕と同様である。
【０１３６】図２８は参照テーブル方式を用いたライン
開口合成処理の前処理として、パルス圧縮処理、また
は、デコンボリューション処理、あるいはその両方を行
う場合の信号処理部８５の詳細な構成である。ＦＩＲフ
ィルタ部８５Ｅにおいて、制御部８１からの制御信号に
より、ＦＩＲフィルタをパルス圧縮フィルタ、デコンボ
リューションフィルタのいずれを使用するかを設定す
る。 ＦＩＲフィルタ部８５Ｅに複数個のＦＩＲフィル
タを搭載している場合は、前記両フィルタを同時に設定
できる。また、１個のＦＩＲフィルタに対して時分割で
前記両フィルタを設定することも可能である。以下の処
理は上記〔０１３０〕と同様である。
【０１３７】デコンボリューション処理、パルス圧縮処
理を専用のハードウェアではなく、ＦＩＲフィルタ等の
汎用ディジタルフィルタを用いることで、信号処理部８
５の回路の簡略化、部品点数の削減等の効果がある。
【０１３８】実施の形態８．以上の画像処理結果を表示
する際に、図３１に示すような形式で表示すると探傷結
果から様々な情報を得ることができる。すなわち、探傷
条件、信号処理条件、画像処理条件等の諸条件を表示す
るパラメータ表示窓、探傷結果を補正Ｂスコープ表示、
ライン開口合成処理の補正Ｂスコープ表示、ライン開口
合成の断面表示等で表示する探傷結果表示窓、探傷結果
表示窓において、縦軸ゲートスタートマーカー１２ｓ、
縦軸ゲートエンドマーカー１２ｅで挟まれた範囲の受信
角度毎の受信レベルのプロフィール等を表示する縦軸ゲ
ート内表示窓、横軸ゲートスタートマーカー１１ｓ、横
軸ゲートエンドマーカー１１ｅで挟まれた範囲の、探触
子位置指定マーカー１３ａ、１３ｂで指定された受信信
号のＡＣ波形、そのＡＣ波形をＦＦＴ処理をして計算し
た周波数特性等を表示する横軸ゲート内表示窓を１つの
画面１０内に表示する。
【０１３９】無論、各窓、各マーカーの配置、大きさ、
数は図３１に示す限りではなく、例えば、画面１０すべ
てを探傷表示結果としたり、横軸ゲート内表示窓を画面
上部に配置したり、縦軸ゲート内表示窓を画面左側に配
置したり、各マーカの数を複数個用意してそれに対応す
る複数個の横軸ゲート内表示窓または縦軸ゲート内表示
窓を表示したり、横軸ゲート内表示窓または縦軸ゲート
内表示窓のみを画面１０すべてに表示したり、探傷結果
表示窓を異なる表示方法で複数個表示したりしてもかま
わない。
【０１４０】上記のように複数の表示窓を用いて、複数
の異なる情報を同時に表示する表示例を示すディスプレ
イ上の中間値画像を図３３、図３４、図３５に示す。
【０１４１】以上の信号処理、画像処理の結果として、
試験体１の中の検査結果が画像として得られた。次にこ
の実施の形態１、２、３、４、５、６、７および８の作
用効果について説明する。
【０１４２】この実施の形態では、従来とは異なり、走
査ピッチｄ、および探触子の入射角Θｓに依存し、式６
によって求まる量ｄｓを考慮してＢスコープ表示を行っ
ている。これによって、入射角Θｓと同じ角度で受信さ
れる超音波エコーの軌跡だけが、特徴的に表示される。
したがって、容易に他の超音波エコーと分別できる作
用、効果が得られる。
【０１４３】また、上記ｄｓを、任意の角度θに依存す
る量ｄｓ’に置き換えて、上記のＢスコープ表示を行う
ことで、入射角θｓとは異なる角度θで受信される超音
波エコーの軌跡だけが、特徴的に表示される。したがっ
て、入射角θｓと異なる角度で受信される超音波エコー
の受信される角度を測定できる作用、効果が得られる。
【０１４４】また、Ｂスコープ表示を行う際に、従来の
ように擬似カラー表示等で超音波エコーの大きさのみを
表示するモードに加えて、元波形のまま表示するモード
を加えることで、音響的不連続面の特性を導出するため
の有益な情報である位相の変化、干渉等の波形情報、位
相情報を観察できる作用、効果が得られる。
【０１４５】また、ライン開口合成処理と組み合わせこ
とで、高い方位分解能を得られ、さらに、合成波形の位
相を直接観察できる作用、効果が得られる。
【０１４６】さらに、特定の角度で受信される超音波エ
コーだけを強調して表示することができる作用、効果が
得られる。
【０１４７】さらに、特定の伝播モードで受信される超
音波エコーだけを強調して表示することができる、つま
り、縦波のみあるいは横波のみを強調して表示できる作
用、効果が得られる。
【０１４８】さらに、あらかじめ超音波ビームの指向
角、超音波ビームの伝播経路を考慮した各探触子位置毎
の、ビーム路程と空間位置の変換テーブルをあらかじめ
計算しておくことで、計測時の信号処理部の負担が軽減
され、処理速度を向上できる作用、効果がある。
【０１４９】また、デコンボリューション処理を前処理
として用いることで、受信信号の時間分解能を向上する
ことができ、補正Ｂスコープ処理、ライン開口合成処理
の処理精度を向上することができる作用、効果がある。
【０１５０】また、パルス圧縮処理を前処理として行う
ことで受信信号のＳ／Ｎが向上し、補正Ｂスコープ処
理、ライン開口合成処理の処理精度を向上することがで
きる作用、効果がある。
【０１５１】また、デコンボリューション処理とパルス
圧縮処理の２つの処理を、前処理として同時に用いるこ
とで、受信信号の時間分解能およびＳ／Ｎを向上するこ
とができ、補正Ｂスコープ処理、ライン開口合成処理の
処理精度を向上することができる作用、効果がある。
【０１５２】さらに、デコンボリューション処理とパル
ス圧縮をＦＩＲフィルタ等の汎用ディジタルフィルタを
用いることで、信号処理部８５の内部設計を単純化でき
る作用、効果が得られる。
【０１５３】また、１画面に探傷結果に関連する、異な
る表示方法、処理方法の複数の情報を、同時に表示する
ことで、探傷結果に対する理解を助ける作用、効果が得
られる。
【０１５４】なお、以上は、探触子を試験体の探傷面に
直接接触させて探傷試験する場合についての説明であっ
たが、この発明はこれに限らず、試験体を水等の液体中
に浸して、この液体を介して探触子から試験体に超音波
を送受信する、いわゆる浸漬法や水浸法に適用してもよ
い。あるいは、探触子の前面である。音響送受面、すな
わち、探触子と試験体の探傷面との間の局部的な空間の
みに水膜を設けて試験体に超音波を送受信する、いわゆ
る局部水浸法に適用してもよい。このような浸漬法や水
浸法や局部水浸法においても、本発明と同様の作用、効
果が得られる。
【０１５５】また、以上は超音波ビームが探触子から放
射され、試験体の底面に到達するまでの区間、いわゆる
０．５スキップまでの区間に存在するきずについての説
明であったが、この発明はこれに限らず試験体の底面で
反射した超音波ビームが到達し得る区間に存在するきず
の探傷に適用してもよい。このような０．５スキップ以
降に存在するきずにおいても、本発明と同様の作用、効
果が得られる。
【０１５６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１５７】受信角度に依存する補正を加えた後にＢス
コープ表示を行うことで、前記受信角度で受信されるエ
コーのみを特徴的に表示することが可能となり、また、
音速が表示上は受信角度の相違となることから縦波と横
波を明確に区別でき、エコーの識別が容易になるという
効果を奏する。
【０１５８】また、前記補正を加えたＢスコープ表示を
する際に従来のような擬似カラー等の表示では無く受信
されたＡＣ波形そのものを表示することで位相、波形の
変化を観察することができ、反射の状態、音響不連続面
の特性を知ることが可能となるという効果を奏する。
【０１５９】また、前記補正を加えたＢスコープ表示を
する際に探触子の指向性を考慮した開口合成処理を加え
ることで、方位分解能の向上、Ｓ／Ｎの向上という効果
を奏し、また開口合成処理を行う際にあらかじめ探触子
の指向性とビーム経路を考慮した各探触子位置における
ビーム路程と空間位置の対応表を作成しておき計測時の
処理時間を短縮するという効果を奏する。
【０１６０】また、前記補正を加えたBスコープ表示を
する際の前処理として、探触子の特性を排除するデコン
ボリューション処理を行うことで、受信信号の時間分解
能を向上させ、その結果、処理精度を向上させるという
効果を奏する。
【０１６１】また、前記補正を加えたBスコープ表示を
する際の前処理として、時間軸上にエネルギーを分散し
て送信し受信時に相関処理を施すことで感度を向上させ
るパルス圧縮処理を行うことで、受信信号のＳ／Ｎ上を
向上させ、その結果、処理精度を向上させるという効果
を奏する。
【０１６２】また、前記補正を加えたBスコープ表示を
する際の前処理として、前記デコンボリューション処理
とパルス圧縮処理を併用して行うことで、受信信号の時
間分解能およびＳ／Ｎを向上させ、その結果、前記デコ
ンボリューション処理またはパルス圧縮処理を単体で用
いた場合よりも、処理精度を向上させるという効果を奏
する。
【０１６３】また、前記デコンボリューション処理とパ
ルス圧縮処理を行う際に、ＦＩＲフィルタ等の汎用ディ
ジタルフィルタを使用することで、内部設計、機器構成
等を簡略化できるという効果を奏する。
【０１６４】また、探傷結果を表示する際に、１画面に
探傷結果に関連する、異なる表示方法、処理方法の複数
の情報を、同時に表示することで、探傷結果に対する観
測者の理解を助けるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１から８に係る超音波
探傷装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１から８に係る超音波
探傷装置の探触子の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１から８に係る超音波
探傷装置の動作を説明するための超音波の指向特性を示
す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１から４に係る超音波
探傷装置の動作を説明するための探触子位置ときず位置
との関係を示す図である。
【図５】 従来のＢスコープにおける表示範囲を示すデ
ィスプレイ上の中間値画像である。
【図６】 従来のＢスコープにおける画像化方法を示す
図である。
【図７】 この発明の実施の形態１、２に係る補正Ｂス
コープの表示範囲を示すディスプレイ上の中間値画像で
ある。
【図８】 この発明の実施の形態１に係る補正Ｂスコー
プの画像化方法を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係るＡＣ波形による
補正Ｂスコープの画像化方法を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１、２に係る信号処
理部の動作を説明するための図である。
【図１１】 この発明の実施の形態３に係るライン開口
合成処理を説明するためのディスプレイ上の中間値画像
である。
【図１２】 この発明の実施の形態３に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図１３】 この発明の実施の形態３に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図１４】 この発明の実施の形態４に係る断面表示の
表示範囲を示すディスプレイ上の中間値画像である。
【図１５】 この発明の実施の形態４に係るＢスコープ
の断面画像化方法を示す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態４に係るライン開口
合成処理結果の断面画像化方法を示す図である。
【図１７】 この発明の実施の形態５に係るデコンボリ
ューション処理を説明するための図である。
【図１８】 この発明の実施の形態５に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図１９】 この発明の実施の形態５に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２０】 この発明の実施の形態５に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２１】 この発明の実施の形態６に係るパルス圧縮
処理を説明するための図である。
【図２２】 この発明の実施の形態６に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２３】 この発明の実施の形態６に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２４】 この発明の実施の形態６に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２５】 この発明の実施の形態７に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２６】 この発明の実施の形態７に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２７】 この発明の実施の形態７に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２８】 この発明の実施の形態７に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図２９】 この発明の実施の形態７に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図３０】 この発明の実施の形態７に係る信号処理部
の動作を説明するための図である。
【図３１】 この発明の実施の形態７に係る画面表示方
法を示す図である。
【図３２】 この発明の実施の形態１、３、４に係る図
３３、３７、３８を説明するための図である。
【図３３】 この発明の実施の形態１、８に係る信号処
理、画像処理結果の表示例を示すディスプレイ上の中間
値画像である。
【図３４】 この発明の実施の形態１、８に係る信号処
理、画像処理結果の表示例を示すディスプレイ上の中間
値画像である。
【図３５】 この発明の実施の形態３、４、８に係る信
号処理、画像処理結果の表示例を示すディスプレイ上の
中間値画像である。
【図３６】 従来の画像化方法のうちＡスコープを説明
するための図である。
【図３７】 従来の画像化方法のうちＢスコープを説明
するための図である。
【図３８】 従来の斜角探傷法について説明するための
図である。
【符号の説明】
１ 試験体 ２ 試験体１の母材部 ３ 試験体１の表面 ４ 試験体１の底面 ５ 試験体１の溶接部 ６ 試験体１の音響的不連続部（きず） ７ 探触子 ７１ 探触子７のくさび ７２ 探触子７の振動子 ７２Ａ 探触子７の見かけの振動子 ８ 送受信装置 ８１ 制御部 ８２ 送信部 ８３ 受信部 ８４ Ａ／Ｄ変換部 ８５ 信号処理部 ８５Ａ 信号処理部の信号開始点補正部 ８５Ｂ 信号処理部の加算部 ８５Ｃ 信号処理部の参照テーブル部 ８５Ｄ 信号処理部のデコンボリューションフィルタ部 ８５Ｅ 信号処理部のパルス圧縮フィルタ部 ８５Ｆ 信号処理部のＦＩＲフィルタ部 ８５Ｍ 信号処理部の記憶部 ８６ 表示部 ８７ 位置検出部 ９ 走査機構部 １０ 画面 １１ｓ 横軸ゲートスタートマーカー １１ｅ 横軸ゲートエンドマーカー １２ｓ 縦軸ゲートスタートマーカー １２ｅ 縦軸ゲートエンドマーカー １３ａ 探触子位置指定マーカー １３ｂ 探触子位置指定マーカー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 友則 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 亀山 俊平 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固体内部の音響的不連続面を計測する装
    置において、送信信号により駆動された試験体の探傷面
    に対して斜めに超音波パルスまたはバースト波を放射
    し、かつ試験体内部の音響的不連続面によって反射され
    た超音波パルスまたはバースト波を受信して電気信号に
    変換する探触子と、前記探触子を前記試験体上の任意の
    範囲を移動させかつ前記探触子の空間的位置情報を出力
    する走査機構と、前記探触子に送信信号を供給する送信
    部と、前記探触子で受信した信号を増幅する受信部と、
    受信された信号を適切な標本化周波数でディジタル信号
    に変換するアナログ／ディジタル変換部と、前記アナロ
    グ／ディジタル変換部からの受信波形情報および前記走
    査機構からの位置情報および前記探触子より試験体内部
    へ放射された超音波ビームの中心線の入射角度を考慮し
    て各探触子位置での前記受信波形情報の時間軸補正量を
    計算する信号処理部と、前記時間軸補正量を用いて各探
    触子位置の受信波形情報を補正して、前記受信波形情報
    を画像表示する画像処理手段を備えたことを特徴とする
    超音波探傷装置。
  2. 【請求項２】 前記画像処理手段は、横軸を時間軸と
    し、縦軸を前記探触子の移動距離として、各探触子位置
    における受信波形情報を前記時間軸補正量を用いて補正
    して画像表示することを特徴とする請求項１記載の超音
    波探傷装置。
  3. 【請求項３】 前記画像処理手段は、各探触子位置にお
    ける受信波形情報の振幅値を、あらかじめ設定された色
    で画像表示することを特徴とする請求項２記載の超音波
    探傷装置。
  4. 【請求項４】 前記画像処理手段は、各探触子位置にお
    ける受信波形情報をＡＣ波形で画像表示することを特徴
    とする請求項２記載の超音波探傷装置。
  5. 【請求項５】 前記信号処理部は、デコンボリューショ
    ン処理を行うためのフィルタを有し、受信波形情報に対
    して前記フィルタを用いてデコンボリューション処理を
    行うことを特徴とする請求項３又は４記載の超音波探傷
    装置。
  6. 【請求項６】 前記送信部は、任意波形発生機能を有
    し、前記信号処理部は、パルス圧縮処理を行うためのフ
    ィルタを有し、受信波形情報に対して前記フィルタを用
    いてパルス圧縮処理を行うことを特徴とする請求項３又
    は４記載の超音波探傷装置。
  7. 【請求項７】 前記送信部は、任意波形発生機能を有
    し、前記信号処理部は、パルス圧縮処理を行うためのフ
    ィルタと、デコンボリューション処理を行うためのフィ
    ルタを有し、パルス圧縮処理を行うための前記フィルタ
    を用いて受信波形情報に対してパルス圧縮処理を行い、
    かつ、デコンボリューション処理を行う前記フィルタを
    用いて受信波形情報に対してデコンボリューション処理
    を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の超音波探
    傷装置。
  8. 【請求項８】 前記送信部は、任意波形発生機能を有
    し、前記信号処理部は、パルス圧縮処理とデコンボリュ
    ーション処理を時分割で実現するＦＩＲフィルタを有
    し、前記ＦＩＲフィルタを用いて、受信波形情報に対し
    てパルス圧縮処理とデコンボリューション処理を行うこ
    とを特徴とする請求項３又は４記載の超音波探傷装置。
  9. 【請求項９】 前記画像処理手段は、横軸を時間軸と
    し、縦軸を前記探触子の移動距離として、各探触子位置
    における受信波形情報を前記時間軸補正量を用いて補正
    した後、開口合成処理を行って画像表示することを特徴
    とする請求項１記載の超音波探傷装置。
  10. 【請求項１０】 前記信号処理部は、デコンボリューシ
    ョン処理を行うためのフィルタを有し、受信波形情報に
    対して前記フィルタを用いてデコンボリューション処理
    を行うことを特徴とする請求項９記載の超音波探傷装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記送信部は、任意波形発生機能を有
    し、前記信号処理部は、パルス圧縮処理を行うためのフ
    ィルタを有し、受信波形情報に対して前記フィルタを用
    いてパルス圧縮処理を行うことを特徴とする請求項９記
    載の超音波探傷装置。
  12. 【請求項１２】 前記送信部は、任意波形発生機能を有
    し、前記信号処理部は、パルス圧縮処理を行うためのフ
    ィルタと、デコンボリューション処理を行うためのフィ
    ルタを有し、パルス圧縮処理を行うための前記フィルタ
    を用いて受信波形情報に対してパルス圧縮処理を行い、
    かつ、デコンボリューション処理を行う前記フィルタを
    用いて受信波形情報に対してデコンボリューション処理
    を行うことを特徴とする請求項９記載の超音波探傷装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記送信部は、任意波形発生機能を有
    し、前記信号処理部は、パルス圧縮処理とデコンボリュ
    ーション処理を時分割で実現するＦＩＲフィルタを有
    し、前記ＦＩＲフィルタを用いて、受信波形情報に対し
    てパルス圧縮処理とデコンボリューション処理を行うこ
    とを特徴とする請求項９記載の超音波探傷装置。
  14. 【請求項１４】 前記信号処理部は、前記探触子位置と
    超音波ビームの中心線の入射角度から、予め試験体中の
    場所におけるビーム路程を計算して分布テーブルを作成
    し、開口合成処理において前記分布テーブルを用いるこ
    とを特徴とする請求項９〜請求項１３のいずれかに記載
    の超音波探傷装置。
  15. 【請求項１５】 前記表示部は、前記信号処理結果を表
    示する際に、同一受信信号に対して、複数の異なる信号
    処理を施した結果を、１つの画面内の複数の表示用窓に
    表示することを特徴とする請求項２〜請求項１４のいず
    れかに記載の超音波探傷装置。
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