JPH11223622A

JPH11223622A - 超音波探査映像装置

Info

Publication number: JPH11223622A
Application number: JP10041340A
Authority: JP
Inventors: Teru Morita; 輝森田; Yoshiya Nagano; 義也長野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】円筒形被検体を測定する際、ソフトウェアを
変更することなくハード構成の簡単な変更によって当該
被検体の内面走査による測定を行える超音波探査映像装
置を提供する。【解決手段】円筒形被検体16をその軸回りに回転させ
ながら超音波探触子18で走査・測定して超音波探査し、
その測定像をディスプレイ36に表示するように構成さ
れ、上記被検体を外面から超音波探査するときと、内面
から超音波探査するときの各々に応じて、被検体の回転
方向を切替えることのできる回転方向切替部27を設け
る。この回転方向切替部は手動式の切替スイッチ27a を
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波探査映像装置
に関し、特に、本来、円筒形被検体を回転させて被検体
内部を外側から測定できるように構成され、さらに内側
からの測定も容易に行える超音波探査映像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から例えばパイプ等の円筒形被検体
を回転測定できる超音波探査映像装置が提案されてい
る。かかる装置では、回転テーブルを装備し、この回転
テーブル上に被検体を配置し被検体を回転させながら測
定を行う。この回転測定では、本来、探触子（走査プロ
ーブ）を被検体の外側に配置し、外面を走査するもので
あり、被検体の内面から測定することは装置構成上で不
可能であった。当該装置では、被検体の外面を一周分走
査して得たデータに基づき表示装置に展開画像を表示す
るソフトウェアを備えているが、このソフトウェアはあ
くまでも円筒形被検体の外面を測定した場合を前提とし
て画像の展開を行うものであった。従って上記超音波探
査映像装置で円筒形被検体の内面を走査して測定する
と、実際の被検体とは左右が反転された画像が表示され
ることになる。

【０００３】ところが、従来、ガス管等の検査では、ガ
ス管の外面に突起部等が形成されていることがあり、構
造上外面からの走査が困難であって、ガス管の内面の走
査に基づく測定が必要となる場合がある。しかし、従来
の上記装置によれば、測定画像が左右反転状態で作られ
るので、測定で得られた内部欠陥の位置を正しく判定す
ることが難しいという問題があった。

【０００４】そこで、さらに従来では、円筒形被検体の
内面で探触子による走査を行いその測定画像を正しく表
示できる構成として、ソフトウェアを改良し測定画像の
展開を逆にする方法が提案されていた（特開平４−１４
３６５３号公報）。特開平４−１４３６５３号に開示さ
れる超音波探傷装置では、画像処理手段にモード切換え
手段を設け、通常像と反転像をリアルタイムで表示でき
るようになっている。従って、反対方向の走査で測定を
行う場合には、予め反転像を作成・表示するようにセッ
トしておけば、即座に正規の画像が表示される。画像処
理のプログラムでは、モードの切換え状態を判断する判
定ステップが用意され、走査方向が反対である場合に
は、走査データの取込み、記憶、表示に関して走査方向
の取扱いが反対になるように処理される。

【０００５】また上記問題と類似する問題を解決する考
案として実開平４−８６９０号公報に開示される超音波
検査装置がある。この超音波検査装置では、アレイプロ
ーブと装置本体部を接続する構成において、接続端子で
あるプラグおよびレセプタクルと配線状態とを回転対称
の構造とし、プラグとレセプタクルを相互に反転して接
続可能とすることにより、反対方向に走査して得た測定
画像であっても、非反転の状態で表示することができ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
て、特に特開平４−１４３６５３号の超音波探傷装置に
よれば、ソフトウェアを変更することによって、円筒形
被検体の内面走査に基づく正規の測定画像の作成や、反
対方向の走査に基づく正規の測定画像の作成が可能にな
った。しかしながら、ソフトウェアの変更は、基本的
に、バージョンアップによるソフトウェア管理が煩雑と
なり、変更に伴うデバック作業が煩雑となるという問題
を提起する。

【０００７】本発明の目的は、上記問題を解決すること
にあり、円筒形被検体を測定する際、ソフトウェアを変
更することなくハード構成の簡単な変更によって当該被
検体の内面走査による測定を行える超音波探査映像装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】第１の本発明
（請求項１に対応）に係る超音波探査映像装置は、上記
目的を達成するために、ガス管等の円筒形被検体をその
軸回りに回転させながら超音波探触子で走査・測定して
超音波探査し、その測定像をディスプレイに表示するよ
うに構成されるものにおいて、上記被検体を外面から超
音波探査するときと、内面から超音波探査するときの各
々に応じて、被検体の回転方向を切替えることのできる
回転方向切替器を設けるように構成されている。

【０００９】第１の本発明では、円筒形被検体の超音波
探査で被検体の内面からの測定を行わなければならない
とき、ハード的構成を変更することに基づいて被検体の
回転方向を反転できるようにしたため、展開された測定
像を表示するときに正しい位置関係を有した測定像を表
示することが可能となる。

【００１０】第２の本発明（請求項２に対応）に係る超
音波探査映像装置は、第１の発明において、好ましく
は、上記回転方向切替器は切替スイッチを備える。切替
スイッチは好ましくは手動で行われ、簡易な操作で測定
を行うことができる。

【００１１】第３の本発明（請求項３に対応）に係る超
音波探査映像装置は、第１または第２の発明において、
上記被検体は回転テーブルの上に配置され、この回転テ
ーブルはモータで回転され、さらに上記回転方向切替器
はモータの正転または逆転を選択するように構成されて
いる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１３】図１は本発明に係る超音波探査映像装置の
全体構成を示し、図２は回転方向切替部の回路構成を示
し、図３はデータの流れを示している。

【００１４】図１に示すごとく、ステージ１１の中央部
には回転テーブル１２が配置されている。回転テーブル
１２はテーブル保持機構１３の下部に設けられたモータ
１４によって左右いずれの方向にも回転自在となるよう
に取り付けられる。モータ１４にはエンコーダ１５が付
設され、エンコーダ１５によってモータ１４の回転量が
検出される。被検体１６は回転テーブル１２の上に配置
されている。この例では被検体１６は円筒形の形態を有
しており、例えばガス管等のパイプ部材である。円筒形
被検体１６は、その軸が回転テーブル１２の軸１２ａに
一致するように、回転テーブル１２上に配置され、固定
される。ステージ１１の上にはスキャナ機構１７が配置
され、スキャナ機構１７におけるＺ方向動作部１７ａの
下端に超音波探触子（以下探触子という）１８が取り付
けられている。スキャナ機構１７は、駆動部１９から与
られる駆動信号に基づいて、図示されたＸ，Ｙ，Ｚ（直
交する３軸）の各方向への変位を生じ、探触子１８を所
望の位置に移動させる。スキャナ機構１７においてアク
チュエータの図示は省略され、概略構成が示されてい
る。また図１で探触子１８の構造は詳細に示されていな
いが、超音波を発射する先端部は任意の方向に向けるこ
とができる。本実施形態の場合には、特に、当該先端部
を被検体１６の外面または内面に向けることができる。
また探触子１８は、円筒形被検体１６の内部の空間に入
ることのできる大きさを有するものである。従って探触
子１８によれば、その先端部を被検体１６の外面に向け
その周囲に沿って走査を行うことができ、さらに先端部
を被検体１６の内面に向けその内面に沿って走査を行う
こともできる。

【００１５】２０は概略的に示された超音波探傷器であ
り、超音波探傷器２０は発信器２１と受信器２２と検出
器２３からなる。発信器２１はパルス信号を周期的に出
力し、探触子１８に与える。探触子１８ではパルス信号
よって内蔵される圧電素子が駆動され、その圧電作用に
より超音波を生成して発射する。超音波が被検体に発射
されると、通常、当該超音波は被検体内部の欠陥で反射
され、その反射エコーが探触子１８に戻り、再び電気信
号に変換される。反射波の電気信号は受信器２２で受信
され、当該電気信号のピーク値が保持され、検出器２３
で検出される。検出器２３で検出された測定データ（超
音波データ）は制御部２４に送られ、ディジタル値に変
換されて記憶部に保存される。また測定データはオシロ
スコープ２５に送られ、測定データを用いてＡスコープ
が表示される。

【００１６】制御部２４は、測定を行う際、超音波探傷
器２０とスキャナ機構１７の動作を制御すると共に、上
記のごとく超音波探傷器２０の探傷動作に基づいて得ら
れた測定データを保存する。さらに制御部２４はモータ
１４の回転動作を制御する機能を有する。制御部２４
は、モータ動作を制御する指令信号ｓ１を、モータドラ
イバ２６と回転方向切替部２７を経由してモータ１４に
送る。モータ１４は動作指令信号によって回転し、回転
テーブル１２を回転させる。またモータ１４の回転量は
エンコーダ１５によって検出され、エンコーダ信号ｓ２
は回転方向切替部２７とモータドライバ２６を経由して
制御部２４に送られ、その記憶部に記憶される。

【００１７】上記回転方向切替部２７は、例えば手動で
操作される切替スイッチ２７ａを備えており、この切替
スイッチ２７ａを切り替えることにより、回転テーブル
１２の回転方向を反対にすることができる。回転方向切
替部２７の具体的な内部構成を図２に示す。回転方向切
替部２７の内部には４つの接点３１，３２，３３，３４
が設けられており、切替スイッチ２７ａによって４つの
接点３１〜３４の接続状態は同時に切り替えられる。図
２に示した回転方向切替部２７の４つの接点３１〜３４
に関する接続状態（選択端子が右側に接続された状態）
は、モータ１４を正転状態に保持する状態である。指令
信号ｓ１（ＣＷ，ＣＣＷ）とエンコーダ信号ｓ２（Ａ，
Ｂ）に関して、ＣＷ同士、ＣＣＷ同士、Ａ同士、Ｂ同士
が接続されている。この接続状態によってモータ１４を
正転させ、かつエンコーダ１５からモータ正転に対応す
るＡ相信号が出力される。また切替スイッチ２７ａが図
２中左方に移動させ、回転方向切替部２７の接点３１〜
３４の接続状態を切り替えると、モータ１４の回転は逆
転状態に保持される。なお図２で、１４ａはモータ１４
の回転軸である。

【００１８】制御部２４の記憶部に記憶された測定デー
タ（超音波データ）とエンコード信号（座標データ）
は、さらに画像処理装置３５に送られ、その画像メモリ
（グラフィックメモリ）３５ａに格納される。またスキ
ャナ機構１７により探触子１８を移動させるため、制御
部２４から駆動部１９に与えられる駆動信号も、測定デ
ータが得られた被検体上での位置に関する座標データと
して画像処理装置３５に送られ、画像メモリ３５ａに格
納される。通常、画像処理装置３５はパソコンで構成さ
れる。画像処理装置３５では、画像メモリ３５ａに保存
された測定データと座標データに基づいて測定像を作成
し、ディスプレイ３６に測定像を表示する。またプリン
タ３７で測定像を印刷することも可能である。

【００１９】図３は、測定像を作成するときのデータの
流れに着目して示した構成である。ここで、ディスプレ
イ３６に表示される測定像の作成に必要なデータは、前
述の測定データすなわち超音波データと、エンコーダ信
号および駆動信号からなる座標データである。円筒形被
検体１６を超音波探傷器２０で測定してその測定像を作
成する場合、測定で得たデータは座標データに対応させ
て画像化される。そのとき、被検体１６は円筒形であっ
て、探触子１８は被検体の外面または内面を走査して測
定データが得られる。その測定データを用いて測定像を
作成するときには、展開された状態で円筒形被検体の測
定像の表示が行われる。

【００２０】図３では、被検体１６に対し探触子の走査
を行うスキャナ機構１７の動作に関する信号を、制御部
２４から駆動部１９へ駆動信号として出力すると共に、
画像処理装置３５の画像メモリ３５ａに格納するデータ
の流れが示される。また超音波探傷器２０で得られた超
音波データ、およびエンコーダ１５から出力されるエン
コーダ信号が、前述のごとく、制御部２４から画像処理
装置３５へ転送され、その画像メモリ３５ａに格納する
データの流れが示される。図３に示された内容で重要な
ことは、特に超音波データに関して、円筒形被検体１６
の外面に示された測定場所１ａ，１ｂ，…と、画像処理
装置３５の画像メモリ３５ａの測定データの格納場所
（アドレス）と、ディスプレイ３６の表示場所が、互い
に対応するように構成されていることである。この対応
関係は常に一定に保持され、ソフト的に変更されること
はない。図３では部分的ではあるが、対応関係が示され
ている。

【００２１】次に上記構成を有する超音波探査映像装置
において円筒形被検体１６を測定するときの動作を、図
４〜図８を参照して説明する。

【００２２】回転テーブル１２を回転させることにより
その上に配置された円筒形被検体１６を探傷測定すると
き、通常は、図４に示されるごとく、探触子１８を被検
体１６の外側に配置し、外面に対して超音波４１をほぼ
垂直に照射する。回転テーブル１２の回転に伴い被検体
１６は軸１２ａの周りに矢印４２のごとく時計回りに回
り、それに伴って相対的に探触子１８は被検体１６の外
面を走査し、かつ矢印４３のごとく下方へ移動すること
により外面全体を測定する。矢印４２の回転は正転方向
の回転であるとする。こうして探触子１８は円筒形被検
体１６を外側から走査・測定し、超音波探傷器２０によ
って測定データ（超音波データ）が得られる。以上の測
定は円筒形被検体１６において外面からの測定が可能な
場合には行われる測定であり、このとき回転方向切替部
２７は切替スイッチ２７ａによって図２に示された正転
の場合の接続状態に保持されている。

【００２３】図４に示した外側からの測定に基づいてデ
ィスプレイ３６に測定画像を表示する例を図６に示す。
図６に示した例では、矢印４４から見た側面図４５に示
されるごとく円筒形被検体１６の外面に「あいう」とい
う文字が彫刻されているものとし、これらの文字を探触
子１８で走査し、その測定データを画像処理装置３５の
画像メモリ３５ａに格納し、その後、ディスプレイ３６
に展開した状態（展開図４６）で測定画像４７を示して
いる。円筒形被検体１６は矢印４２の示す正転方向に回
転され、それに伴って探触子１８は被検体１６の外面の
円周方向について１，２，３，〜，８の測定順序（反時
計回り）で走査して測定データを得る。画像処理装置３
５による像表示処理では、展開図４６において測定順序
と一致した展開順序（１〜８）で展開して測定像を表示
する。従って側面図４５で見た外面彫刻文字「あいう」
と展開図４６における測定像「あいう」４７が一致し、
正しい測定像を表示させることができる。

【００２４】次に、円筒形被検体１６を外面から測定す
ることが困難な場合を説明する。この場合には、探触子
１８を円筒形被検体１６の内部空間に入れ、探触子１８
の先端部が被検体１６の内面に臨むように配置する。こ
のような測定状態を図５に示す。図５では、回転テーブ
ル１２を回転させることによりその上に配置された円筒
形被検体１６を内面から探傷測定するもので、探触子１
８を円筒形被検体１６の内側空間に配置し、内面に対し
て超音波４１をほぼ垂直に照射する。この場合に、回転
テーブル１２の回転方向は、回転方向切替部２７を切替
スイッチ２７ａにより切替え、逆転するようにセットさ
れる。回転テーブル１２の回転に伴い被検体１６は軸１
２ａの周りに矢印４８のごとく反時計回りに回り、それ
に伴って相対的に探触子１８は被検体１６の内面を走査
し、かつ矢印４３のごとく下方へ移動することにより内
面全体を測定する。こうして円筒形被検体１６を外側か
ら測定することが困難であるときには、探触子１８は円
筒形被検体１６を内側から走査・測定し、超音波探傷器
２０によって測定データ（超音波データ）を得るように
構成される。

【００２５】図５に示した内側からの測定に基づいてデ
ィスプレイ３６に測定画像を表示する例を図７に示す。
図７に示した例では、矢印４９から見た側面図５０に示
されるごとく円筒形被検体１６の内面に「かきく」とい
う文字が彫刻されているものとし、これらの文字を探触
子１８で走査し、その測定データを画像処理装置３５の
画像メモリ３５ａに格納し、その後、ディスプレイ３６
に展開した状態（展開図５１）で測定画像５２を示して
いる。円筒形被検体１６は矢印４８の示す逆転方向に回
転され、それに伴って探触子１８は被検体１６の内面の
円周方向について１，２，３，〜，８の測定順序（時計
回り）で走査して測定データを得る。画像処理装置３５
による像表示処理では、展開図５１において測定順序と
一致した展開順序（１〜８）で展開して測定像を表示す
る。従って、側面図５０で見た内面彫刻文字「かきく」
と展開図５１における測定像「あいう」５２が一致し、
正しい測定像を表示させることができる。

【００２６】また図５に示した内側からの測定におい
て、回転方向切替部２７を逆転状態に切替えず、正転の
接続状態に保持したままであると、その状態で作成され
る測定像は図８に示されるごとくなる。図８の例は、図
７の例において回転方向が正転となっている点のみが異
なる。そのため測定順序１〜８が反時計回りになり、こ
れを展開図５１で示すと、内面彫刻文字である「かき
く」の測定像「かきく」５３は左右が逆転した像として
表示され、位置的関係が正しく表示されないという不具
合が生じる。

【００２７】以上のように、本発明による超音波探査映
像装置では、回転方向切替部２７を設け、ハード的に変
更を施すことにより、上記不具合を解消することがで
き、円筒形被検体１６の内面からの走査・測定を容易に
実行可能とした。

【００２８】前述の実施形態では、円筒形被検体１６の
探傷測定に関して、説明の便宜上、外面彫刻文字につい
ての外面からの走査・測定と、内面彫刻文字についての
内面からの走査・測定とを説明したが、円筒形被検体１
６の内部に存在する欠陥等についての外面測定と内面測
定であっても、同様に、回転方向切替部２７を切替える
ことにより正しい位置関係で測定像を作成・表示するこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、回転方向切替器を付設し、円筒形被検体の回転方
向を外面測定または内面測定に応じて正転または逆転に
切替えられるように構成したため、予め備えられたソフ
トウェアを変更することなく、被検体の内面からの走査
・測定による超音波探査を行うことができ、管理が容易
となり、使い易さを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波探査映像装置の代表的実施
形態を示すブロック構成図である。

【図２】回転方向切替部の詳細構成図である。

【図３】測定データの流れを示す構成図である。

【図４】円筒形被検体をその外面から走査・測定すると
きの回転状態を示す斜視図である。

【図５】円筒形被検体をその内面から走査・測定すると
きの回転状態を示す斜視図である。

【図６】図４に示した測定での測定像の作成方法を解説
する図である。

【図７】図５に示した測定での測定像の作成方法を解説
する図である。

【図８】内面からの測定で回転方向を正転にした場合の
測定像の作成を解説する図である。

【符号の説明】

１１ステージ１２回転テーブル１４モータ１５エンコーダ１６円筒形被検体１７スキャナ機構１８超音波探触子２０超音波探傷器２４制御部２７回転方向切替部２７ａ切替スイッチ３１〜３４接点３５画像処理装置３５ａ画像メモリ３６ディスプレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形の被検体を回転させながら超音波
探査し、その測定像を表示する超音波探査映像装置にお
いて、前記被検体を外面から超音波探査するときと、内
面から超音波探査するときに応じて、前記被検体の回転
方向を切替える回転方向切替器を設けたことを特徴とす
る超音波探査映像装置。
【請求項２】前記回転方向切替器は切替スイッチを備
えることを特徴とする請求項１記載の超音波探査映像装
置。
【請求項３】前記被検体は回転テーブルの上に配置さ
れ、この回転テーブルはモータで回転され、前記回転方
向切替器は前記モータの正転または逆転を選択するよう
に構成されることを特徴とする請求項１または２記載の
超音波探査映像装置。