JPS6383665A - 超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超音波探傷装置に関し、さらに詳しくは、
半導体部品等の、電子部品をはじめとして各種の材料等
のＣスコープ像（横断面像）を採取して検査を行う場合
に、検査の対象となる被検体が傾いて載置されていたり
、その表面等にうねりが生じているときなどに、このよ
うなことを考慮せずに検査できるような超高波探傷装置
に関する。

［従来の技術］ 超音波探傷装置は、電子部品の欠陥検査をはじめとして
、各種の材料の検査、同種の電子部品の相互比較、電子
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、
種々の試験に利用され、検査に際しては、−・般に、そ
のＣスコープ像を採取することが行われている。

この種の超音波探傷装置としては、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、被検体
上で探触子を縦横に二次元に移動させて、探傷距離の特
定範囲にあるエコーの変化を階調表示（白黒の２値化表
示、あるいはカラー表示）シ、その横断面像を画かせて
被検体の画像を得て、得た画像を観測又はデータ処理す
ることで所定の試験又は検査が行われる。

［解決しようとする問題点］ このような試験又は検査において、第５図に見るように
被検体２が水槽３の内部で傾いて設置されている場合に
は、被検体２の傾きや、うねりによって探触子ｌと被検
体２との距離が変化してしまい、そのＣスコープ像とし
て第６図（ａ）に見るような形の崩れた欠陥像４を含む
ものとなる。

これは、受信エコー信号を輝度変調して線表ホした場合
に、Ｃスコープ像の輝度信号に傾きや、うねりが生じ、
このような輝度信号に基づいて欠陥が表示されるからに
ほかならない。

すなわち、第６図の（ａ）に見る被検体２のＣスコープ
像に対して、その欠陥像４を含むＡ−Ａ′の位置で輝度
信号を見た場合には、同図（ｂ）に見るような傾斜を持
った杖憶の信号となり、これが問題となる。なお、第５
図においてｄ、は、探触子１から被検体２の表面までの
距離であり、Δｄは、被検体２の傾斜によるその両端の
距離の差である。

［発明の目的コ 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、傾斜状態で載置された被検体等に対して形
状を崩さずに欠陥等の表示できる超音波探傷装置を提供
することを［１的とする。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の超音波探傷
装置における１段は、Ｃスコープ像の表示両像情報を平
滑化し、これを平滑化前の両像情報から引き、これらの
差の両像情報に基づきＣスコープ像を表示するというも
のである。

［作用コ このように表示両像情報を平滑化すれば、欠陥を無視し
て、表面から探傷位置までの深さの変動分に相当する状
態の両像情報が得られ、元の両像情報からこの深さの変
動分に相当する両像情報分を引くことにより、欠陥のみ
を浮き出させた両像情報を得ることができる。

その結果、表面に存在する−様な傾きとかうねり、さら
にこのようなもののほか、不規則なうりや傾きを除去で
き、欠陥像を明瞭に表示でき、輝度レベルでの欠陥の判
定が可能となる。

［実施例］ 以−ド、この発明の一実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は、この発明を適用した超音波探傷装置の＝一実
施例の処理の仕方の説明図、第２図は、この処理を行う
超音波探傷装置の一実施例のブロック図、第３図は、そ
の演算処理装置の処理の流れを示す流れ図、第４図は、
被検体からの各受信エコー信号の説明図である。

第２図において、２０は、超音波探傷装置であり、その
探触子１は、ＸＹＺ軸の各軸走査機構を備えるスキャン
ニング装置のＺ軸走査部に固定されている。そしてこの
Ｚ軸走査部がＸＹ軸走査部に支承され、先の第５図に見
る探触子１が被検体２の上部でかつ表面に平行となるよ
うな面で往復移動できるようにｘ、ｙ、ｚ方向に移動可
能に固定されている。

この探触子１は、超音波探傷器７に接続されていて、超
音波探傷器７は、探触子１に送信パルス信号Ｔ（第４図
参！！６）を送出し、探触子ｌから超音波エコーの受信
信号を受ける。超音波探傷器７は、ここではパルサ・レ
シーバ及びゲート回路を含ミ、パルサ・レシーバは、受
信したエコーＦ　号を増幅又は減衰してこれをモニタリ
ングするオシロスコープ（図示せず）に受信エコー信号
を送出するとともに、それを次段のゲート回路へと送出
する。

ゲート回路は、超音波探傷器７と探触子１によって得た
波形に対して設定された探傷位置（焦点位置）の部分の
受信エコー波形を選択的に取出すものであって、探傷位
置（焦点）に対応する位置にゲー）Ｇ（第４図参照）を
発生させ、そのゲート内の最大信号レベルに応じたアナ
ログ電圧を出力する。この受信エコー信号のアナログ電
圧は、次に、Ａ／Ｄ変換器８に送出され、ここでデジタ
ル化されてその出力が画像処理装置１２に送られる。

画像処理装置１２は、マイクロプロセッサ（以ドＭＰＵ
）５及びメインメモリ９、画像メモリｌＯ１そしてディ
スプレイｌ１等を備えていて、これらがバス６を介して
接続されている。

ここで、ＭＰＵ５は、Ａ／Ｄ変換器８からのデータを受
けて、メインメモリ９に格納された制御プログラムに従
って所定の処理をし、その結果を画像メモリ１０に記憶
する。

一方、メインメモリ９には、データ収集プロゲラｔ、９
ａと、画像データ（１１滑化プログラム９ｂ１画像デー
タ差分処理プログラム９　ｃ　１そして画像処理プログ
ラム９ｄ等が格納されている。また、画面メモリ１０は
、ディスプレイ１１の表示画面の大きさにそれぞれ対応
する第１．第２の２つの画面メモリ、画像メモ’Ｊ（Ａ
）ＬＯａ及び画像メモリ（Ｂ）１０ｂを有している。

ところで、超音波探傷にあっては、一般に、探触子１よ
り送信された超音波に対して被検体２の表面で反射され
る表面エコー（Ｓ波）、欠陥から反射される欠陥エコー
（Ｆｌ）、そして底面から反射される底面エコー（１）
とが得られ、第４図に示すＡスコープ波形がオシロコー
プに表示される。ここに符５．　Ｓは、表面エコーであ
るＳ波に対応する受信エコー信７ｊであり、符号Ｆは、
欠陥エコーであるＦ彼に対応する受信エコー４３号、そ
して符号Ｂは、底面エコーであるＢ波に対応する受信エ
コー信壮である。また、Ｔは、送信パルス信シ３・に対
応している。

Ｃスキャンでは、甲面往復走査により各探傷点において
、この第４図にｊＪ＜すＡスコープ波形を被検体２の特
定の横断面位置で得る。そして、それぞれのＡスコープ
波形を輝度変調して線表示するＣスコープの両像情報を
得るものである。

しかしながら、第５図に示すように、被検体２が傾斜し
て水槽３に設置されているときには、探触子１から送信
される超音波に対して被検体２の表面から探傷位置まで
の深さに相違が生じて探傷位置に対応するエコー波にゆ
るやかな傾斜を伴う変化が生じる。したがって、欠陥像
４の表示画像データの輝度変調信号は、第１図の符号２
１ｂで示すように、被検体２の傾斜に対応したゆるやか
な信号変化を伴うことになり、そのＣスコープ像は２１
ａのように変形する。

そこで、このような輝度変調信号２１ｂを含む原画像デ
ータ２１を平滑化して平滑処理後の画像データ２２を得
ると、平滑画像データ２２には、欠陥像４に対応する情
報が平滑化されてなくなり、欠陥像４の表示画像データ
の輝度変調信号は、２２ｂのようになる。そしてそのＣ
スコープ像は２２ａのようになる。

次に、原画像データ２１から・Ｖ理化処理後の画像デー
タ２２を引き、さらに適当なオフセット値を加えること
によって、本来の画像データ２３を得ることができる。

この場合の欠陥像４の表示画像データの輝度変調信号は
、２３ｂのようになり、そのＣスコープ像は２３ａのよ
うになる。

その結果、被検体２の傾斜によるゆるやかな超音波エコ
ーの変化を取除くことができる。

次に、このような平滑処理を中心とした超音波探傷装置
の動作について第３図の流れ図に沿って説明する。

ます、欠陥エコーを含んだ受信エコー信号を探触子１か
ら超音波探傷器７が受けてＡ／Ｄ変換器８を介してこれ
がデジタルデータとして画像処理装置１２に送出される
。

ステップ■にて、画像処理装置１２は、メインメモリ９
上のデータ収集プログラム９ａを起動してＭＰＵ５の処
理の下に、受信エコー信号に所定の画像データとしての
処理をして第１の画像メモ’Ｊ（Ａ）１０ａに書き込む
。これが第１図に見る原画像データ２１に対応する。そ
こで、次にステップ■にて、画像処理装置１２は、画像
データ平滑化プログラム９ｂを起動して、第１の画像メ
モリ（Ａ）ｌＯａに書き込まれた原画像データ２１を、
欠陥像が除去出来るように平滑化し、ゆるやかな傾きだ
けの画像データを第２の画像メモリ（Ｂ）１０ｂに記憶
する。

次にステップ■にて、画像データ差分処理プログラム９
ｃを起動して、ＭＰＵ５は、第１の画像メモリ（Ａ）１
０ａのデータから第２の画像メモリ（Ｂ）１０ｂのデー
タを引き、その結果を第２の画像メモリ（Ｂ）ｆｏｂに
記憶して行く。さらに、ステップ■にて第２の画像メモ
リ（Ｂ）ｔ。

ｂに適当なオフセット値を加えて、その結果を１４び、
第２の画像メモＩＪ（Ｂ）１０ｂに記憶して行く。

したがって、第２の画像メモリ（Ｂ）１０ｂには、画像
データ２１にあったゆるやかな傾きが除去され、欠陥エ
コーのみが残る画像データが記憶されることになる。

なお、前記ステップ■のオフセット処理のオフセット値
は、欠陥像４を元のレベルに戻すものである。また、オ
フセット処理は、前記ステップ■より前の段階で原画像
データ２１に対して行ってもよい。

このようにして得た第２の画像メモリ（Ｂ）１０ｂの内
容を画像処理プログラム９ｄによりディスプレイ１１に
より表示することで第１図の画像２３ａに見るような形
崩れのない欠陥像２５を含む画像が得られる。なお、こ
の時の輝度信号は、２３ｂの如くなる。

ところで、前記画像データ平滑化プログラム９ｂは、欠
陥像４を除去できる程度の特性で画像データに対して平
滑化処理を行うものであり、この・ＩＪ、消化処理によ
り一定のゆるやかな傾きに限らず、前後、左右方向に変
化のある傾斜をもつうねりでも同様に適用できるもので
ある。

以−１−説明してきたが、実施例では画像メモリを２つ
設けているが、これは、表示する画像データを記憶する
ものとして１つあればよ（、他の画像メモリは外部メモ
リを利用してもよい。さらに、これは、両像情報として
ではなく、所定の傾斜又はうねりを示す関数又は関数デ
ータ群としてメインメモリ９の中に記憶してもよく、こ
の場合には、差分処理の結果の画像データのみを画像メ
モリに記憶するようにすればよい。したがって、表示の
ための画像メモリが１つあればよいことになる。

また、実施例では、画像メモリに記憶された両像情報に
ついて平滑化処理とか差分処理をしているが、これは、
ディスプレイ１１において画像メモリから得たビデオ信
号に対しその平滑化処理とか差分処理をしてもよく、い
わゆる両像情報一般に適用できるものである。

［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
、Ｃスコープ像の表示両像情報を平滑化し、これを平滑
化前の両像情報から引き、これらの差の両像情報に基づ
きＣスコープ像を表示するようにしているので、欠陥の
みが浮き出した両像情報を得ることができる。

その結果、表面に存在する−様な傾きとかうねりだけで
なく、不規則なうりや傾きを除去でき、欠陥像を明瞭に
表示でき、輝度レベルでの欠陥の判定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用した超音波探傷装置の一実施
例の処理の仕方の説明図、第２図は、この処理を行う超
音波探傷装置の一実施例のブロック図、第３図は、その
演算処理装置の処理の流れを示す流れ図、第４図は、被
検体からの各受信エコー信号の説明図、第５図は、被検
体が傾いて設置されている場合の説明図、第６図は、そ
の場合のＣスコープ像及びその輝度信号の説明図である
。 １・・・探触子、２・・・被検体、３・・・水槽、４・
・・欠陥像、５・・・ＭＰＵ、６・・・バス、７・・・
超音波探傷器、８・・・ＡＩ）変換器、９・・・メイン
メモリ、９ａ・・・データ収集プログラム、９ｂ・・・
画像データ平滑化プログラム、９ｃ・・・画像データ差
分処理プログラム、１０・・・画像メモリ、２１・・・
原画像データ、２２・・・平滑化処理後画像データ、 ２３・・・差分処理後画像データ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃスキャンを行い、超音波探触子から受信したエ
   コー信号に基づきＣスコープ像を表示する超音波探傷装
   置において、前記Ｃスコープ像の表示両像情報を平滑化
   し、これを平滑化前の画像情報から引き、これらの差の
   画像情報に基づき前記Ｃスコープ像を表示することを特
   徴とする超音波探傷装置。