JPS6385445A - Ultrasonic measuring instrument - Google Patents

Ultrasonic measuring instrument

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Publication number
JPS6385445A
JPS6385445A JP61232707A JP23270786A JPS6385445A JP S6385445 A JPS6385445 A JP S6385445A JP 61232707 A JP61232707 A JP 61232707A JP 23270786 A JP23270786 A JP 23270786A JP S6385445 A JPS6385445 A JP S6385445A
Authority
JP
Japan
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reference level
signal
echo
peak
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP61232707A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Kajiwara
梶原 純一
Hiroyasu Nakamura
中村 弘康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPS6385445A publication Critical patent/JPS6385445A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To eliminate a capacitor for peak holding by increasing or decreasing a reference level side and comparing it with an echo signal by a comparator, etc., following up the reference level side by the echo signal, and finding the peak value of the reference level. CONSTITUTION:The received signal of an echo from a probe 1 is inputted to the comparator 6 through a pulser-receiver 2 and compared with the reference level from a microcomputer 10. Then when the reference level is smaller (larger), the reference level is increased (decreased) according to a prescribed function and then compared with a received signal in the next cycle. This comparison and increase or decrease in the reference level are carried on for (n) cycles and the reference level in the final cycle is regarded as the peak value.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、超音波測定装置に関し、さらに詳しくは、
超音波を用いる計測器、探傷器等のピークレベル検出回
路において、ピーク保持用のコンデンサ等を使用しなく
てもピークの検出ができるような超音波測定装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] This invention relates to an ultrasonic measuring device, and more specifically,
The present invention relates to an ultrasonic measurement device that can detect a peak without using a peak holding capacitor or the like in a peak level detection circuit of a measuring instrument, flaw detector, etc. that uses ultrasonic waves.

[従来の技術] 超音波測定装置にあっては、超音波信号を用いて厚み測
定とか、欠陥検査、探傷等が行われるが、このような超
音波計測における一般的な送受信波形をホすと第4図の
如くなる。
[Prior art] Ultrasonic measuring devices use ultrasonic signals to measure thickness, inspect defects, and detect flaws. It will look like Figure 4.

第4図に見るように、探触子に送信パルス信号Tを印加
すると、探傷対象となる被検査物から複数の超音波のエ
コーが返ってきて、これらが表面エコー信号S(S波)
、欠陥エコー信号F(F波)、そして底面エコー信号B
(B波)として探触子により受信される。
As shown in Figure 4, when a transmission pulse signal T is applied to the probe, multiple ultrasonic echoes are returned from the object to be inspected, and these are surface echo signals S (S waves).
, defect echo signal F (F wave), and bottom echo signal B
(B wave) is received by the probe.

しかし、このときのエコー信号の状態は、被検査物によ
り、その波形が異なり、また、そのパルス信号の数も相
違する。なお、第4図に示す信号Gは、エコー信号を抜
き出すゲート信号を示している。
However, the state of the echo signal at this time differs in its waveform and the number of pulse signals depending on the object to be inspected. Note that the signal G shown in FIG. 4 indicates a gate signal for extracting the echo signal.

板厚計や欠陥検査装置、探傷装置等にあっては、送信パ
ルスT(又は表面エコーS)から各エコー信号までの時
間tを31測して被測定物の厚みとか傷の位置等を測定
するが、この場合、有意なエコー信号の他にノイズ信号
や、その他、周囲の信号等がエコー信号S、F、Hに混
入して来る。しかしここで、本当に必要な信号は、一般
には、受信したエコー信号のうちエコー信号Fであり、
これはそのピーク値が最大になった時のパルス信号に相
当している。
In plate thickness gauges, defect inspection equipment, flaw detection equipment, etc., the time t from the transmitted pulse T (or surface echo S) to each echo signal is measured to measure the thickness of the workpiece, the position of flaws, etc. However, in this case, in addition to the significant echo signals, noise signals and other surrounding signals are mixed into the echo signals S, F, and H. However, the really necessary signal here is generally the echo signal F among the received echo signals,
This corresponds to the pulse signal when its peak value is maximum.

このエコー信号のピークレベルを検出するには、ゲート
(ゲート信号G)をかけて、必要な部分のみのエコー信
号を取り出してそのピークホールドをする。このための
ゲート処理をする回路としては、アナログスイッチ回路
が多く使用されていて、その回路構成の一例を示すと第
5図のような回路を挙げることができる。第5図におい
て、探触子1からの受信信号(エコー信号)が、パルサ
m−レシーバ2に入力され、その出力は、ゲート動作を
するアナログスイッチ回路3を経て、ピークホールド回
路5へと送出される。ここで、アナログスイッチ回路3
のゲート動作は、ゲート信号発生回路4のゲート信号に
応じて杼われ、ゲート信号Gに対応して設定されたタイ
ミングと幅で対象エコー信号を取出すことになる。
To detect the peak level of this echo signal, a gate (gate signal G) is applied to extract only the necessary portion of the echo signal and hold its peak. Analog switch circuits are often used as circuits that perform gate processing for this purpose, and an example of the circuit configuration is shown in FIG. In FIG. 5, a received signal (echo signal) from a probe 1 is input to a pulser m-receiver 2, and its output is sent to a peak hold circuit 5 via an analog switch circuit 3 that performs gate operation. be done. Here, analog switch circuit 3
The gate operation is performed according to the gate signal of the gate signal generation circuit 4, and the target echo signal is extracted at the timing and width set corresponding to the gate signal G.

ところで、超音波計測において、エコー信号のピークレ
ベルを検出して測定することは、試験片の欠陥量を定量
的に評価したり、スポット溶接のナゲツト強度を知る場
合などにおいて、重要な事項となっている。
By the way, in ultrasonic measurement, detecting and measuring the peak level of the echo signal is an important matter when quantitatively evaluating the amount of defects in a test piece or determining the nugget strength of spot welding. ing.

[解決しようとする問題点コ 前記アナログスイッチ回路3は、高周波信号を通すため
、これよりさらに、高速動作をするものでなければなら
ない。したがって、この回路が複雑で高価なものとなる
欠点がある。
[Problem to be Solved] Since the analog switch circuit 3 passes high frequency signals, it must operate at even higher speeds. Therefore, this circuit has the drawback of being complex and expensive.

一方、ピークホールドの検出回路には、いろいろなもの
が考えられるが、超音波に対するエコー信号のように非
常にパルス幅の狭い高周波の信号に対するピークホール
ドに対してはOPアンプが使用されることが多り、シか
も、これには、スルーレートの高いOPアンプが必要と
なる。さらにピーク値に対する電圧保持コンデンサー等
もリークが少ないものが必要となる。したがって、必要
な特性を満たす部品を使用してピークホールド回路を構
成するとなると、その価格も高いものとならざるを得な
い。
On the other hand, various types of peak hold detection circuits are possible, but an OP amplifier is often used for peak hold for high frequency signals with extremely narrow pulse widths, such as echo signals for ultrasound waves. This may require an OP amplifier with a high slew rate. Furthermore, the voltage holding capacitor for the peak value must also have low leakage. Therefore, if a peak hold circuit is constructed using components that meet the required characteristics, the cost will inevitably be high.

[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、ピーク保持用のコンデンサ等を使用しなく
てもピークレベルの検出ができる超音波測定装置を提供
することを目的とする。
[Purpose of the Invention] This invention solves the problems of the prior art, and provides an ultrasonic measuring device that can detect peak levels without using a peak holding capacitor or the like. The purpose is to

[問題点を解決するための手段] この発明の特徴は、具体的には、マイクロプロセッサと
コンパレータICとを用い、超音波波形がくり返して現
れることを利用してピークを検出するものであって、前
記の目的を達成する、この発明の超音波測定装置におけ
る手段は、エコーの受信信号又はこれに対応するパルス
信号をあらかじめ設定された基準レベルと比較し、この
基準レベルの方が小さいときにはこの基準レベルを所定
の関数に従って増加させて次の周期の受信信号又はこれ
に対応するパルス信号と増加させた基準レベルとを比較
し、基準レベルの方が大きいときには基準レベルを所定
の関数に従って減少させて次の周期の受信信号又はこれ
に対応するパルス信号と減少させた基準レベルとを比較
し、n周期(nは2以」二の整数)に亙って基準レベル
を増加又は減少させて、最後の周期における基準レベル
をピーク値とするというものである。
[Means for Solving the Problems] Specifically, the feature of the present invention is to use a microprocessor and a comparator IC to detect a peak by utilizing the repeated appearance of an ultrasonic waveform. The means in the ultrasonic measurement device of the present invention to achieve the above object compares the received echo signal or the pulse signal corresponding thereto with a preset reference level, and when this reference level is smaller, the The reference level is increased according to a predetermined function, and the received signal of the next cycle or the pulse signal corresponding thereto is compared with the increased reference level, and when the reference level is larger, the reference level is decreased according to the predetermined function. compare the received signal of the next cycle or the pulse signal corresponding thereto with the reduced reference level, and increase or decrease the reference level over n cycles (n is an integer of 2 or more), The reference level in the last cycle is taken as the peak value.

[作用] このように基準レベル側を増減変更させて、コンパレー
タ等によりエコー信号と比較し、エコー信号に基準レベ
ル側を追従させて行って、基準レヘルニよりピーク値を
求めることにより、エコー信号の電圧等をコンデンサ等
に保持しなくても済むようになる。
[Function] By increasing or decreasing the reference level side in this way, comparing it with the echo signal using a comparator, etc., making the echo signal follow the reference level side, and finding the peak value from the reference level, the echo signal can be calculated. There is no need to hold voltage etc. in a capacitor or the like.

その結果、ピーク検出回路としてスルーレートの高いO
Pアンプも使用する必要がなく、ゲート処理もコンパレ
ータ等の出力に対して論理積条件で抽出することで部用
にできる。
As a result, as a peak detection circuit, O
There is no need to use a P amplifier, and gate processing can also be done by extracting the output of a comparator or the like using an AND condition.

したがって、ピーク検出回路全体を安価な形で構成でき
る。
Therefore, the entire peak detection circuit can be constructed at low cost.

〔実施例コ 以下、この発明の−・実施例について図面を用いて説明
する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、この発明を適用した超音波測定装置における
ピークレベル検出回路の一実施例のブロック図、第2図
は、その各部出力波形の説明図、第3図は、その動作の
説明図である。
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a peak level detection circuit in an ultrasonic measuring device to which the present invention is applied, Fig. 2 is an explanatory diagram of the output waveform of each part thereof, and Fig. 3 is an explanatory diagram of its operation. It is.

第1図において、20は、ピークレベル検出回路であっ
て、第2図の(a)に見るパルサー・レシーバ2の出力
信号にゲートをかけ、そのゲート間の最大電圧を検出す
るものである。すなわち、このことは、第2図の(a)
におけるVp点を検出することに当たる。ピークレベル
検出回路20のコンパレータ6は、第2図の(a)に示
す波形の出力信号をパルサー−レシーバ2から受ケチ、
これとD/Aコンバータ8の出力信号とを比較し、その
結果をNAND回路7に入力する。
In FIG. 1, 20 is a peak level detection circuit which applies a gate to the output signal of the pulser/receiver 2 shown in FIG. 2(a) and detects the maximum voltage between the gates. In other words, this means that (a) in Figure 2
This corresponds to detecting the Vp point at . The comparator 6 of the peak level detection circuit 20 receives an output signal having the waveform shown in FIG. 2(a) from the pulser-receiver 2, and
This is compared with the output signal of the D/A converter 8, and the result is input to the NAND circuit 7.

ここで、D/Aコンバータ8の人力は、マイクロコンピ
ュータ10によってコントロールされていて、D/Aコ
ンバータ8の出力信号として第2図の(a)のレベルv
Qの電圧値が入力される。
Here, the human power of the D/A converter 8 is controlled by the microcomputer 10, and the output signal of the D/A converter 8 is the level v shown in (a) of FIG.
The voltage value of Q is input.

コンパレータ6は、レベルVQの電圧値及ヒハルサー・
レシーバ2の出力信号のこれら2つの入力を受け、その
出力波形は、第2図の(b)に示す波形となる。NAN
D回路7は、この信号を受けるとともに、第2図の(C
)に見るように、−方の人力にゲート回路4からのゲー
ト信号Gを受けて、第2図(d)に見るような出力信号
11をNAND回路7の出力として得る。
Comparator 6 is connected to the voltage value of level VQ and
Upon receiving these two inputs of the output signals of the receiver 2, the output waveform becomes the waveform shown in FIG. 2(b). NAN
The D circuit 7 receives this signal and also receives the signal (C
), the gate signal G from the gate circuit 4 is received manually, and an output signal 11 as shown in FIG. 2(d) is obtained as the output of the NAND circuit 7.

すなわち、コンパレータ6の出力信号(第2図(b)参
照)は、ゲートのある範囲の間のみの出力として取出さ
れる。ゲート回路4によるゲート信号Gの加え方である
が、ゲート信号Gは、パルサー・レシーバ2の出力信号
と同期が採られていて、この同期したゲート信号Gがゲ
ート回路4によって作られる。そこで、必要な時間間隙
にゲート信号GがNAND回路7に加えられる。なお、
このゲート回路4は、例えば単安定マルチ回路等を用い
て構成することができる。
That is, the output signal of the comparator 6 (see FIG. 2(b)) is taken out as an output only within a certain range of the gate. Regarding the way in which the gate signal G is added by the gate circuit 4, the gate signal G is synchronized with the output signal of the pulser/receiver 2, and this synchronized gate signal G is generated by the gate circuit 4. Therefore, the gate signal G is applied to the NAND circuit 7 at a necessary time interval. In addition,
This gate circuit 4 can be configured using, for example, a monostable multi-circuit.

前記出力信号11は、次に、マイクロコンピュータ10
に入力されることになるが、出力パルス幅が細いためマ
イクロコンピュータ10に直接入力する信号として適さ
ない場合がある。そこで、中間にフリップフロップ回路
9を置いて、これを介してマイクロコンピュータ10に
入力する。フリップフロップ回路9は、ここでは、R−
Sフリップフロップを使用し、NANI)回路7の出力
信号11は、フリップフロッグ9のセット信号として入
力される。そしてブリップフロップ9のa出力信号13
が判定結果信号としてマイクロコンピュータ10に入力
されるものである。
The output signal 11 is then sent to the microcomputer 10.
However, since the output pulse width is narrow, it may not be suitable as a signal to be directly input to the microcomputer 10. Therefore, a flip-flop circuit 9 is placed in the middle, and the signal is input to the microcomputer 10 through this. The flip-flop circuit 9 is here R-
Using an S flip-flop, the output signal 11 of the NANI) circuit 7 is input as a set signal to the flip-flop 9. And the a output signal 13 of the flip-flop 9
is input to the microcomputer 10 as a determination result signal.

このa出力信号13をマイクロコンピュータ10が受け
ると、マイクロコンピュータ1oは、フリップフロップ
9にリセット信号12を送出し、フリップフロップ9を
リセットする。このようにすれば、マイクロコンピュー
タ10によりリセット信号12が加わるまでは、フリッ
プフロップ9のσ出力信り13は、例えば、Lowレベ
ル(以下11L”)信号として固定されたままとなる。
When the microcomputer 10 receives this a output signal 13, the microcomputer 1o sends a reset signal 12 to the flip-flop 9 to reset the flip-flop 9. In this way, until the reset signal 12 is applied by the microcomputer 10, the σ output signal 13 of the flip-flop 9 remains fixed as, for example, a Low level (hereinafter referred to as 11L'') signal.

この信号は、タイミイング的にマイクロコンピュータ1
0により、1−分に読み取れる信号である。なお、第2
図の(a)に示す波形の出力信号が1)/Aコンバータ
8の出力信号(基準レベル)より大きいときには、比較
判定結果としてのσ出力信号13は“L”となり、そう
でないときには、HIGHレベル(以下“H”)となる
This signal is transmitted to the microcomputer 1 in terms of timing.
0 is a signal that can be read in 1-minutes. In addition, the second
When the output signal with the waveform shown in (a) of the figure is larger than the output signal (reference level) of the 1)/A converter 8, the σ output signal 13 as a comparison judgment result becomes "L", otherwise it is at the HIGH level. (hereinafter referred to as "H").

マイクロコンピュータ10の出力で、リセット信号12
が加えられたフリップフロップ9は、そのa出力信号1
3をリセットして“H”にする。
The reset signal 12 is the output of the microcomputer 10.
is added to the flip-flop 9 whose a output signal 1
3 is reset to “H”.

したがって、NAND回路7の出力信号11が(セット
信号)が“L”として入ってこなければフリップフロッ
プ9のa出力信−号13は“H”となったままとなって
いる。このことにより、ゲート信号により抽出された設
定レベル以上の信号のみ検出されることになる。
Therefore, unless the output signal 11 (set signal) of the NAND circuit 7 is input as "L", the a output signal 13 of the flip-flop 9 remains "H". As a result, only the signal extracted by the gate signal and higher than the set level is detected.

このようにして、パルサー・レシーバ2の出力信号(第
2図の(a)参照)にゲート信号G(第2図(C)参照
)を加え、あるスレッシュホールドレベル電圧(D/A
コンバータ8の出力VQを越えた信号を採取でき、マイ
クロコンピュータ10は、非常に狭いパルサー・レシー
バ2の出力信号に対して1−分に検出可能なパルス幅の
信号としてこれを受付けることができる。
In this way, the gate signal G (see FIG. 2(C)) is added to the output signal of the pulser/receiver 2 (see FIG. 2(a)), and a certain threshold level voltage (D/A
A signal exceeding the output VQ of the converter 8 can be sampled, and the microcomputer 10 can accept this as a signal with a pulse width that can be detected within 1 minute compared to the very narrow output signal of the pulser/receiver 2.

ここで、マイクロコンピュータ10は、マイクロプロセ
ッサ10aと、メモリ10bとを有していて、メモリ1
0bには、スレッシュホールド演算プログラム20a及
びピーク検出フラグ設定プログラム20b等が記憶され
ている。
Here, the microcomputer 10 has a microprocessor 10a and a memory 10b.
0b stores a threshold calculation program 20a, a peak detection flag setting program 20b, and the like.

次に、マイクロコンピュータ10のピーク検出動作につ
いて説明する。
Next, the peak detection operation of the microcomputer 10 will be explained.

第3図において、超音波エコーの受信エコー信号は、ア
ナログ信号としてパルサー・レシーバ2から周期的に時
間tsのサイクルでくり返し出力される。このとき、パ
ルサー・レシーバ2の出力信号のうち想定される最大値
出力値を仮にVaとし、この値をメモリ10bにあらか
じめ記憶しておく。
In FIG. 3, the received echo signal of the ultrasonic echo is repeatedly output as an analog signal from the pulser/receiver 2 periodically at a cycle of time ts. At this time, the maximum expected output value of the output signal of the pulser/receiver 2 is temporarily set as Va, and this value is stored in advance in the memory 10b.

ここで、検出するのは、第2図(a)のエコー信号Fの
Vp点である。そこで、マイクロプログラム10aは、
スレッシュホールド演算プログラム20aを起動して、
次の2つの式により基準レベルを算出する。
Here, what is detected is point Vp of the echo signal F in FIG. 2(a). Therefore, the microprogram 10a is
Start the threshold calculation program 20a,
The reference level is calculated using the following two formulas.

まず、コンパレータ6の判定結果が“1”、すなわち、
a出力信号13が“L”の場合、言い換えれば、これは
、基準レベルがピーク値より小さい場合ある。この場合
には、現在の値より増加させる関数として、1つ手前が
現在の基準レベル設定値より大きいときには、次の式に
より演算を行い次の基準レベルを求める。
First, the determination result of the comparator 6 is "1", that is,
When the a output signal 13 is "L", in other words, the reference level may be smaller than the peak value. In this case, as a function to increase from the current value, if the previous reference level is larger than the current reference level setting value, the following equation is used to calculate the next reference level.

VTHI+7 = 1 / 2 (VTHI−7+VT
HI ) −(D一方、1つ手前が現在の基準レベル設
定値より小さいときには、それより前の大きい基準レベ
ルを参照して次の式により演算を行い次の基準レベルを
求める。
VTHI+7 = 1/2 (VTHI-7+VT
HI ) -(D On the other hand, when the previous reference level is smaller than the current reference level setting value, the following equation is used to calculate the next reference level by referring to the previous larger reference level.

VTHI+7 : 1 / 2 (VTHI−2+ V
THI ) −■同様に、コンパレータ6の判定結果が
“0”のとき、a出力信号13が“H”の場合、言い換
えれば、これは、基準レベルがピーク値より大きい場合
ある。この場合には、現在の値より減少させる関数とし
て、1つ手前が現在の基準レベル設定値より小さいとき
には、■式により演算を行い次の基準レベルを求める。
VTHI+7: 1/2 (VTHI-2+V
THI ) -■ Similarly, when the determination result of the comparator 6 is "0", the a output signal 13 is "H", in other words, the reference level may be greater than the peak value. In this case, as a function to decrease from the current value, when the previous reference level is smaller than the current reference level setting value, calculation is performed using equation (2) to obtain the next reference level.

−・方、1つ手前が現在の基準レベル設定値より大きい
ときには、それより前の小さい基準レベルを参照して0
式により演算を行い次の基準レベルを求める。
- On the other hand, if the previous level is higher than the current reference level setting value, refer to the previous smaller reference level and set it to 0.
Perform calculations using the formula to find the next reference level.

そこで、まず、現在設定済みのレベルをi=0としてV
T■θ=Vaとする。そして、VT旧−7=0として、
i=1番目の設定について考えると、VTHθ=Vaよ
り小さい値の設定となるので、前記■式から次の式に従
ってV THIの演算を行い、スレッシュホールド電圧
を算出する。
Therefore, first, let's set the currently set level as i=0 and set V
Let T■θ=Va. Then, as VT old-7=0,
Considering the first setting of i=VTHθ=Va, V THI is calculated according to the following equation from the above equation (2) to calculate the threshold voltage.

VTHI+7 = 1 / 2 (VTHI−7+Va
 ) ”・・・・■ただし、i=1〜n1なお、弐〇は
、スタート時点のときに使用される。
VTHI+7 = 1/2 (VTHI-7+Va
) ”...■ However, i = 1 to n1. Note that 2〇 is used at the start point.

その結果、マイクロコンピュータ10による第1回目の
D/Aコンバータ8の出力レベルを、1/2・Vaレベ
ルとして1/2・va=VTH1とする。このレベルを
パルサー・レシーバ2の出力信号(第2図(a)のアナ
ログ信号)がゲートGの期間において越えていれば、マ
イクロコンピュータ10は、フリップフロップ9を介し
てa出力信号13(“L”)を受ける。この信号を受け
たときに、越えたという情報“l”を手に入れることが
でき、この信号を受けたマイクロプログラム10aは、
ピーク検出フラグ設定プログラム20bを起動してこの
ことをボすものとしてそのメモリの所定の領域にフラグ
1”立てて記憶するとともに、次の2回目のパルサー・
レシーバ2の出力最中又はその手前の時点でフリップフ
ロップ9をリセット信号12を発生する。
As a result, the first output level of the D/A converter 8 by the microcomputer 10 is set to 1/2.Va level, which is 1/2.va=VTH1. If the output signal of the pulser-receiver 2 (analog signal in FIG. ”). When receiving this signal, the microprogram 10a can obtain the information "l" indicating that the signal has been exceeded, and the microprogram 10a that receives this signal can:
The peak detection flag setting program 20b is started to set a flag of 1" in a predetermined area of the memory to clear this event, and to store the flag 1" in a predetermined area of the memory.
During or before the output of the receiver 2, a reset signal 12 is generated for the flip-flop 9.

そして、スレッシュホールド演算プログラム20aを起
動して、コンバータ6のコンベアレベルとして■式より
1/2 (VA+VTIT/ ) =VTH2であり、
この値をD/Aコンバータ8の出力として、コンパレー
タ6に所定のタイミングで送出する。
Then, the threshold calculation program 20a is started, and the conveyor level of the converter 6 is 1/2 (VA+VTIT/) = VTH2 from the formula (■).
This value is output from the D/A converter 8 and sent to the comparator 6 at a predetermined timing.

その結果、このレベルV T112とパルサー・レシー
バ2の出力信号(アナログ信号)のゲート6間の信号が
比較され、次に、ここでは、VT)+2を超えないので
情報″0”がマイクロコンピュータ10に入力される。
As a result, this level VT112 and the signal between the gates 6 of the output signal (analog signal) of the pulser/receiver 2 are compared, and then, since the level does not exceed VT)+2, the information "0" is output to the microcomputer 10. is input.

フリツプフロップ9からのa出力信号13が“H”にな
ると、スレッシュホールド演算プログラム20aは、次
の式に基づき演算処理を行い、スレッシュホールド電圧
を算出する。
When the a output signal 13 from the flip-flop 9 becomes "H", the threshold calculation program 20a performs calculation processing based on the following equation to calculate a threshold voltage.

VTHI+7 = 1/ 2 (VTBI−7+VTH
i )したがって、第3回目は、まずフリップフロップ
9をクリヤし、1/2 (VTH/ +VTH2) =
VTH3の値をD/Aコンバータ8により出力し、アナ
ログ信号のコンベアレベルとする。
VTHI+7 = 1/2 (VTBI-7+VTH
i) Therefore, for the third time, first clear the flip-flop 9, and 1/2 (VTH/ +VTH2) =
The value of VTH3 is outputted by the D/A converter 8 and used as the conveyor level of the analog signal.

以上この動作をくり返ししていき、例えば、これを8回
くり返し、最後のスレッシュホールド値を求めれば、ア
ナログ信号の最大値vaの8ビツトの分解能のデジタル
値としてピーク値が求められ、エコー信号(アナログ信
号)のゲート間の最大値Vpをサーチして行くことがで
きる。
By repeating this operation, for example, eight times and finding the final threshold value, the peak value is found as a digital value with 8-bit resolution of the maximum value va of the analog signal, and the echo signal ( This can be done by searching for the maximum value Vp between the gates of the analog signal).

超音波信号は、同じ超音波信号を発射するくり返しであ
り、ある測定時には、8同辺−1−安定してその波形を
出力していることが必要であるが、その値が安定してい
るかどうかは、マイクロコンピュータ10のソフトウェ
アにそ負担を追わせることができる。例えば、8ビツト
の出力が2回同様な値となっているときには安定してい
ると見て、その値は正しいとする見方である。
Ultrasonic signals emit the same ultrasonic signal repeatedly, and during a certain measurement, it is necessary to output the waveform stably (8 same side - 1 -), but is it necessary to check whether the value is stable? Alternatively, the software of the microcomputer 10 can handle the burden. For example, when the 8-bit output has the same value twice, it is considered stable and that value is correct.

一方、このピーク検出回路で、周期を8として、8回サ
ーチ(8サイクル)すれば8ビツト分解能であるが、こ
れを10回サーチ(10サイクル)とすればlOビット
の分解能となり、精度に応じてサイクル回数を任意に設
定できる。
On the other hand, with this peak detection circuit, if the period is set to 8 and the search is performed 8 times (8 cycles), the resolution will be 8 bits, but if this is searched 10 times (10 cycles), the resolution will be 10 bits, depending on the accuracy. The number of cycles can be set arbitrarily.

ところで、従来の方式であるアナログ回路によりピーク
検出回路方式にあっては、アナログスイッチ回路による
高速で、しかも、高帯域信号のスイッチング特性が求め
られ、さらに、ピークホールド回路も10MHz以上に
なると、回路の中で使用する部品を、OPアンプにすれ
ば、そのスルーレートも高いもので、高価なものを使用
しなければならなかった。
By the way, in the conventional peak detection circuit method using an analog circuit, high-speed and high-band signal switching characteristics are required using the analog switch circuit, and furthermore, when the peak hold circuit becomes 10 MHz or higher, the circuit If the components used in the system were OP amplifiers, the slew rate would be high and expensive components would have to be used.

しかし、前記の実施例のように基塗レベル側をエコー信
号に追従させて、基準レベルをピーク値に一致するよう
に展開して行けば、スルーレートの高いOPアンプを使
用せずに済む。なお、コンパレータについては、レスポ
ンスタイムが非常に早いものもがあって、1onsec
のICも、比較的安価のものとして入手することができ
、相当高い周波数まで安定してピーク検出できるものと
なる。
However, if the base coating level side is made to follow the echo signal and the reference level is developed to match the peak value as in the above embodiment, it is not necessary to use an OP amplifier with a high slew rate. Note that some comparators have very fast response times, as fast as 1onsec.
This IC is also available at a relatively low cost and can stably detect peaks up to considerably high frequencies.

また、実施例のようにマイクロコンピュータを用いれば
、ピークレベルのデジタル化が必要なくなり、A/Dコ
ンバータも不要で、そのままピークレベルのデジタル値
の形で後段(又は後の処理)の出力を得ることができる
In addition, if a microcomputer is used as in the embodiment, there is no need to digitize the peak level, and no A/D converter is required, and the output of the subsequent stage (or subsequent processing) is directly obtained in the form of a digital value of the peak level. be able to.

以上説明してきたが、実施例における基準レベルを設定
する増加又は減少させる関数は、−例であって、所定の
式に従って増減するような関数ならどのようなものであ
ってもよい。
As described above, the function for increasing or decreasing the reference level in the embodiment is an example, and may be any function that increases or decreases according to a predetermined formula.

[発明の効果コ 以−■−のことから、この発明にあっては、エコーの受
信信号又はこれに対応するパルス信号をあらかじめ設定
された基準レベルと比較し、この基準レベルの方が小さ
いときにはこの基準レベルを所定の関数に従って増加さ
せて次の周期の受信信号又はこれに対応するパルス信号
と増加させた基準レベルとを比較し、基準レベルの方が
大きいときには基準レベルを所定の関数に従って減少さ
せて次の周期の受信信号又はこれに対応するパルス信号
と減少させた基準レベルとを比較し、n周期(nは2以
−1−の整数)に亙って基準レベルを増加又は減少させ
て、最後の周期における基準レベルをピーク値とするよ
うにしているので、エコー信号に基準レベル側を追従さ
せて行って、基準レベルによりピーク値を求めることが
でき、このことにより、エコー信号の電圧等をコンデン
サ等に保持しなくても済むようになる。
[Effects of the Invention] Therefore, in this invention, the received echo signal or the pulse signal corresponding thereto is compared with a preset reference level, and when this reference level is smaller, This reference level is increased according to a predetermined function, and the received signal of the next cycle or the corresponding pulse signal is compared with the increased reference level, and when the reference level is larger, the reference level is decreased according to a predetermined function. and compares the received signal of the next cycle or the pulse signal corresponding thereto with the reduced reference level, and increases or decreases the reference level over n cycles (n is an integer of 2 or more - 1 -). Since the reference level in the last cycle is set as the peak value, the echo signal can be followed by the reference level side and the peak value can be determined from the reference level. There is no need to hold voltage etc. in a capacitor or the like.

その結果、ピーク検出回路としてスルーレートの高いO
Pアンプも使用する必要がなく、ゲート処理もコンパレ
ータ等の出力に対して論理積条件で抽出することで簡単
にできる。
As a result, as a peak detection circuit, O
There is no need to use a P amplifier, and gate processing can be easily performed by extracting the output of a comparator or the like using an AND condition.

したがって、ピーク検出回路全体を安価な形で構成でき
る。
Therefore, the entire peak detection circuit can be constructed at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明を適用した超a波測定装置における
ピークレベル検出回路の一実施例のブロック図、第2図
は、その各部出力波形の説明図、第3図は、その動作の
説明図、第4図は、超音波信号を用いて測定を行う場合
の一般的な送受信波形の説明図、第5図は、従来のピー
クホールド回路のブロック図である。 ■・・・探触子、2・・・パルサー壷レシーバ、3・・
・アナログスイッチ回路、4・・・ゲート回路、5・・
・ピークホールド回路、6・・・コンパレータ、7・・
・NAND回路、8・・・D/Aコンバータ、9・・・
フリップOフロップ、10・・・マイクロコンピュータ
、II・・・セット信号、12・・・リセット信号、1
3・・・フリップフロップd出力信号。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a peak level detection circuit in an ultra-A wave measuring device to which the present invention is applied, FIG. 2 is an explanatory diagram of the output waveforms of each part, and FIG. 3 is an explanation of its operation. 4 are explanatory diagrams of general transmission and reception waveforms when measuring using ultrasonic signals, and FIG. 5 is a block diagram of a conventional peak hold circuit. ■...Probe, 2...Pulsar pot receiver, 3...
・Analog switch circuit, 4... Gate circuit, 5...
・Peak hold circuit, 6... Comparator, 7...
・NAND circuit, 8...D/A converter, 9...
Flip O-flop, 10... Microcomputer, II... Set signal, 12... Reset signal, 1
3...Flip-flop d output signal.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一定の周期で超音波の送信パルスを発生し、被測
定物からのエコーを受信して、所定の測定を行う超音波
測定装置において、前記エコーの受信信号又はこれに対
応するパルス信号をあらかじめ設定された基準レベルと
比較し、この基準レベルの方が小さいときにはこの基準
レベルを所定の関数に従って増加させて次の周期の前記
受信信号又はこれに対応するパルス信号と前記増加させ
た基準レベルとを比較し、前記基準レベルの方が大きい
ときには前記基準レベルを所定の関数に従って減少させ
て次の周期の前記受信信号又はこれに対応するパルス信
号と前記減少させた基準レベルとを比較し、n周期(n
は2以上の整数)に亙って前記基準レベルを増加又は減
少させて、最後の周期における基準レベルをピーク値と
することを特徴とする超音波測定装置。
(1) In an ultrasonic measuring device that generates an ultrasonic transmission pulse at a fixed period, receives an echo from an object to be measured, and performs a predetermined measurement, a received signal of the echo or a pulse signal corresponding thereto is compared with a preset reference level, and when this reference level is smaller, this reference level is increased according to a predetermined function, and the received signal or the corresponding pulse signal of the next cycle and the increased reference level are compared. If the reference level is higher, the reference level is decreased according to a predetermined function, and the received signal of the next cycle or the pulse signal corresponding thereto is compared with the decreased reference level. , n periods (n
is an integer of 2 or more), and the reference level in the last cycle is set as a peak value.
(2)エコーの受信信号又はこれに対応するパルス信号
と基準レベルとの比較は、アナログコンパレータにより
行われ、このアナログコンパレータの出力とゲート信号
との論理積条件により前記アナログコンパレータの判定
結果を取出してプロセッサに送出し、このプロセッサは
、前記判定結果に応じて基準レベルを増加又は減少する
演算を行い、D/Aコンバータを介して前記アナログコ
ンパレータに送出す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装置。
(2) Comparison of the received echo signal or the corresponding pulse signal with the reference level is performed by an analog comparator, and the judgment result of the analog comparator is obtained based on the AND condition of the output of this analog comparator and the gate signal. and the processor performs an operation to increase or decrease the reference level according to the determination result, and transmits the result to the analog comparator via the D/A converter. The ultrasonic measuring device according to item 1.
(3)論理積条件による信号は、フリップフロップを介
してプロセッサに送出されることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の超音波測定装置。
(3) The ultrasonic measuring device according to claim 2, wherein the signal based on the AND condition is sent to the processor via a flip-flop.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010038669A (en) * 2008-08-04 2010-02-18 Honda Motor Co Ltd Method and device for detecting interface position of molten part

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