KR100284356B1 - 초음파영상탐사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피검체의 주사범위를 부 주사 방향에 있어서 m개( m은 2 이상의 정수)로 분할하여 측정조건 또는 그 파라메터의 하나를 m단계로 설정하고, 부 주사 방향으로 분할된 각 주사영역에 m단계의 측정조건 또는 그 파라메터를 순차 할당하여 피검체를 초음파 측정하며, m 단계의 측정조건에서 얻어지는 측정화상을 화면에 대비되도록 여럿을 표시하여 표시화면상에서 선택된 영상에 대응하는 m단계중 하나의 측정조건 또는 그 파라메터를 설정하는 것이다.

Description

[발명의 명칭]

초음파영상탐사장치

[기술분야]

본 발명은 초음파영상탐사장치에 관한 것으로 자세하게는 초음파 측정에 익숙하지 못한 사람도 최적하거나 적절한 측정조건이 용이하게 선택되는 초음파 영상탐사장치에 관한 것이다.

[배경기술]

초음파 측정장치의 하나인 초음파영상탐사장치는 피검체의 내부를 영상으로서 B 스코프상이나 C 스코프상으로 표시하는것이 가능하다. 이런 종류의 영상장치로는 보다 선명한 영상을 채취하기 위하여 프로브의 음향특성이나 그 온도에 의한 매체, 피검체 내부에서의 음속 등의 각종 측정조건의 설정 및 선택과 이 선택된 측정조건에 따라 피검체내의 소망하는 깊이로 게이트를 설정하고 또 프로브의 초점을 설정하는 초점 맞추기 작업 등이 필요하다.

게이트의 설정이나 초점 맞추기의 조작으로서 종래에는 오실로스코프 등을 사용하여 피검체로부터 반사파형 (A스코프상)을 관찰하여 그 관찰파형에서 측정하고 싶은 깊이, 검출 게이트폭 등을 설정하는외에 측정하고 싶은 깊이에 초점을 맞추기 위하여 다시 소망하는 반사에코가 최대가 되도록 초점형의 초음파 탐촉자(이하 “프로브”라함)를 피검체에 대하여 상하로 이동시키는 처리(그 방향의 위치 결정)가 행하여지고 있다.

그러나 측정시료의 내부에 존재하는 크랙이나 보이드, 이물 등의 결함의 탐사에 있어서는 결함의 형상이 일정하지 않고 그 때문에 이들 결함으로부터 결함 에코의 강도도 일정하게 잡을 수가 없다. 또, 피검체의 의하여는 결함의 장소도 깊이도 판명되지 않는 경우도 많다.

그 때문에 우선 설정치를 선택하여 측정조건이 설정되고 측정이 행하여진다.

따라서 어떤 피검체에 대한 최적측정조건의 선택에 있어서는 프로브의 주사에 의하여 얻어진 영상을 관찰하면서 최적의 영상을 얻는 프로브의 높이나 게인게이트 위치 등을 결정하고 있다. 특히 컴퓨터 제어에 의한 프로브의 높이나 게인 게이트 위치등을 설정하는 것에 있어서는 이들에 대한 측정 조건 또는 그 파라메터의 설정수가 많고 그때마다 프로그램을 기동해야하는 관계로 그 작업에 시간이 걸린다. 그러나 몇번이나 측정을 행한 결과 얻어지는 상기와 같은 사항에 대한 측정조건이 최적의 것이라고는 할 수 없다.

왜냐하면 게인이나 게이트 위치, 초점위치나 결함의 상태 등은 서로가 영향을 주기 때문에 어느 측정 조건에서의 영상을 관측하여 파라메터의 어느 하나를 변경한다해도 다른 파라메타의 조건도 변화하여 다시 설정 해야만 구하는 것과 같은 측정영상이 얻어지지 않는 경우도 많기 때문이다. 이와 같은 경우에는 하나의 파라메터에 착안하여 다른 파라메터를 고정으로 하고, 착안한 파라메터만을 변화시켜서 측정조건을 선택하는 것이 행하여 지지만 파라메터가 많고 최적측정조건의 선택에 대단히 시간이 걸린다.

거기에다 다른 파라메터에 착안점을 바꾸었을때, 이미 결정된 파라메터와 다른 파라메터와의 관계도 동시에 변경을 하면 뭐가 뭔지 알수 없게 되는 일도 많다.

이와같은 것으로부터 측정시료에 대한 최적 측정조건의 설정은 초음파 측정에 익숙하여, 측정영상과 결함과의 관계를 숙지한 경험자. 숙련자가 아니면 무척 어렵고 또 시간이 걸리는 것으로 되어 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하는 것으로 초음파측정에 익숙하지 못한 사람도 쉼게 최적조건 또는 그것에 가까운 적절한 측정조건의 설정이 되는 초음파 영상 탐사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초음파 영상 탐사장치의 구성은 피검체의 주사범위를 부주사 방향에 놓고 m개(m은 2 이상의 정수)로 분할하여 측정조건 또는 그 파라메터의 하나를 m단계로 설정하고, 부주사 방향으로 분할된 각 주사영역에 m단계의 측정조건 또는 그 파라메터를 점차 할당하여 피검체를 초음파 측정함으로써 m단계의 측정조건에 있어서 얻어지는 측정화상을 화면에 대비되도록 다수 표시하며, 표시화면상에서 선택된 영상에 대응하는 m단계중 하나의 측정조건 또는 그 파라메터를 측정의 조건으로 하여 설정하는 것이다.

또 본 발명의 다른 형태로서 상기 m단계의 주사를 같은 XY 평면주사 범위로 설정해서 상기 m단계의 측정조건을 갱신할때 마다 같은 범위의 주사를 반복하여 m회의 측정을 행하도록 하는 것이다. 이와같이 하면 같은개소의 영상을 m 개 다른 측정조건으로 채취하는 것이 가능하고 얻어진 측정화상을 화면에 대비하도록 다수 순서대로 표시할 수 있다.

더구나 본 발명에서는 m단계에 설정된 어느 측정 조건에 있어서 m 단계의 측정 영상에서 그 중의 하나를 선택함에 의해 m단계중 어느 측정조건과 그것에 대응하는 측정조건의 표시 영상과의 관계를 얻는 수단도 가지고 있다.

이와같이 주사범위를 부주사방향에서 m개로 분할하고 각각의 주사영역의 측정조건의 하나를 단계적으로 m개 설정 및 측정함으로써 예를들면, 1화면에 표시되는 측정영상은 m개의 측정조건에 대응한 영상이 연속하게 된다. 거기에서 연속적으로 표시된 측정 조건의 다른 영상을 비교관측하여 그중의 적절한 영상을 선택함에 의해 m개의 측정조건중 최적 또는 적절한 측정조건을 간단히 설정 할 수 있다.

예를들면, 어느 측정조건에 대하여 m개의 개략적인 단계를 채용하여 측정을 행하면 1회의 측정으로 측정조건을 짐작할 수 있다. 다시 짐작된 이온 측정조건에 있어서 다시 미세한 q개의 단계로 측정을 행하면 다음 1회의 측정으로 최적조건 또는 그것에 가까운 적절한 측정조건의 설정치를 간단히 얻을 수 있다. 이것을 여러개의 측정 파라메터의 각각에 대하여 행하면 다수의 측정조건에 대하여 간단히 측정조건의 선택이 된다.

또 상호에 영향이 있는 측정조건에 대하여는 다른 측정조건이 결정된 후에 재차 m개로 분할하여 재차 측정하는 것으로 최적조건을 용이하게 선택하는 것이 가능하다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 일 실시예의 초음파 영상 탐사장치의 블록도.

제2도는 m 분할측정처리의 후로 챠트.

제3도는 그 측정영상의 설명도.

제4(a)도가 측정대상이 되는 피검체의 제4(b)도의 I-I 단면도이며,

제4(b)도는 그 평면도.

제5도는 제4도에 도시한 피검체에 대하여 높이 위치를 5단계로 설정한 경우에 얻어지는 측정영상의 설명도.

제6도는 제4도에 도시한 피검체에 대하여 게이트 위치를 5단계로 설정한 경우에 얻어지는 측정영상의 설명도.

제7도는 제4도에 도시한 피검체에 대하여 게이트폭을 5단계로 설정한 경우에 얻어지는 측정영상의 설명도.

제8도는 제4도에 도시한 피검체에 대하여 게인을 5단계로 설정한 경우에 얻어지는 측정 영상의 설명도.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

제1도에 있어서 (20)은 초음파 영상 탐사장치로서(1)은 XYZ 이동기구를 가지는 그 주사기구이다.

초점형의 프로브(3)는 그 주사기구(1)에 부착되어 있어 피검체(16)를 X방향으로 주 주사를 하고 Y방향에 부 주사를 한다.

초음파 영상 탐사장치(20)는 이 XY주사에 의하여 각각의 측정점에서 A 스코프상을 얻어 이것에 기초를 두고 B 스코프상의 측정 데이타나 C 스코프상의 측정 데이터를 생성하여 B 스코프상이나 C 스코프상을 표시하는 기능을 가지고 있다. 그리고 피검체(16)에는 내부에 보이드, 이물, 크랙 등의 재료결함이 존재하고 있다.

주사기구(1)는 스캔제어장치(2)에 의하여 제어되고 스캔제어장치(2)는 인터훼이스(7)를 통하여 시스템 제어장치(10)에 의하여 제어된다.

프로브(3)는 초음파 탐상기(4)에 접속되고, 초음파 탐상기(4)는 펄사, 레시버 등으로 구성되어 시스템 제어장치(10)에서의 제어신호에 따라 송신단자에서 프로브(3)에 소정의 측정주기로 펄스 신호를 보내고 펄스신호의 발생에 대응하여 얻어지는 프로브(3)에서의 에코수신 신호를 수신단자로 받아서 그것을 증폭하여 다시 검파하여 피크검출회로(5)에 송출한다.

피크검출회로(5)는 검파된 에코수신 신호에서 소정의 위치에 게이트를 걸어서 필요한 에코부분의 피크치를 검출한다.

그것을 A/D 변환회로(6)로 출력한다.

게이트위치는 인터훼이스(7)를 통하여 시스템 제어장치(10)에서 설정 신호로서 받는다. 피크 검출 회로(5)는 상기 검출한 피크치 외에 상기 설정신호에 따라서 예를들면, 표면 에코를 검출하여 시간카운트를 한다. 그것을 위한 회로가 여기에 내장되어 있다.

A/D 변환회로(6)는 시스템 제어장치(10)에서의 제어신호에 따라 얻어진 피크치의 아나로그 신호를 예를들면, 8 빗트 256단계로 디지탈치로 변환하여 시스템 제어장치(10)의 마이크로프로세서 (MPU)(8)가 처리되는 입력 데이타치로 하여 버스(13)에 송출한다.

또 필요에 따라 상기의 시간 카운트치의 데이타토 MPU(8)에 송출한다.

그결과 피검체(16)를 프로브(3)에서 X방향으로 주사한 각 측정점 마다에 측정치가 피크검출회로(5)에서 검출되어 그것이 MPU(8)에 넘겨진다. MPU(8)는 이들 피크치의 데이타를 각 측정점 대응으로 순차 메모리(9)에 기억하여 간다.

버스(13)에는 마이크로프로세서(8)외에 조작패널(14), 각종 프로그램이나 데이타를 기억한 메모리(9), 화상메모리(17), 디스프레이(12)등이 접속되어있다. 또 디스프레이(12)는 내부에 비디오메모리, 비디오콘트롤러 등이 내장되어 있다.

메모리(9)에는 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)과 n 라인주사프로그램(9b), 평편주사프로그램(9c), 표시처리 프로그램 등이 격납되어 있다. 또 파라메터기억영역(9d)과 측정조건테이블(9e)이 설치되어 파라메타기억영역(9d)에는 예를들면 부주사회수 n와 프로브 높이 h, 주사폭(Wx,Wy), 주사개시점좌표(X0, Y0),게이트 위치(t0), 게이트 폭(W0). 레시버의 게인(G0), 펄사에서 프로브에 가해지는 인가전압(V0), 측정피치(P0), 펄사의 펄스를 처내는 간격(L0), 펄사의 트리거레벨(T0), 측정데이타에 대한 결함인가 아닌가를 판정하는 스렛숄드레벨(THO)등에 기억되어 있다.

이들 파라메터는 조작패널(14)에서 미리 설정되지만 초기치로서 설정되어 있는 것으로서 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)에 의하여 측정조건에 따라 상기 파라메터가 바꾸어 기입된다.

단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)은 조작패널(14)에서 n 분할측정의 기능키가 입력되었을때 실행되고 1 화면에 있어서 측정영상의 표시 에리어로서 할당되어 있는 수평주사선 수, 예를 들면 그것을 400본으로 하면 이것을 입력된 단계수 m(m는 정수)로 나누어 얻은 정수치의 상기 부주사선 수 n(n은 상의 정수부분, 소수점 이하는 버림)을 얻어 파라메터기억영역(9d)에 그 값을 부 주사 수 n으로서 기억한다. 또 m을 단계수로 하여 조작패널(14)에서 지정된 파라메터에 대하여 지정범위로서 m단계의 파라메터 m1, m2, m3, … mm의 m개의 파라메터를 발생하여 그것을 측정조건 테이블(9e)에 순번으로 기억한다. 예를들면 단계적으로 설정하는 측정조건으로서 인가전압이 선택되어 그 범위가 50V에서 250V까지 이며 이 범위를 5단계로 변화시켜서 측정한다고하면 m은 5이고 n은 400/5 = 80이 된다. 그리고 측정조건 테이블(9e)에 기억되는 m단계의 파라메터는 인가전압으로서 50V, 100V, 150V, 200V, 250V의 파라메터가 차례로 기억되는 것으로 된다. 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)은 n 분할 측정을 실행하는 측정개시 키(Key)가 입력되었을 때, 이에 따라서 실행된다.

또 n라인 주사 프로그램(9b)의 n라인의 주사가 종료할때마다 이 프로그램(9b)에 의하여 기동된다. 측정개시시에는 파라메터 기억영역(pd)중 측정조건으로서 어느회로에 설정하는 것이 필요한 파라메터를 그 파라메터가 설정되는 각 회로에 설정함과 함께 측정조건 테이블(9e)의 최초의 파라메터를 참조하여 측정조건으로서 각 파라메터를 받는 대상이 되는 회로에 설정하거나 또는 파라메터 기억영역(9d)의 그것에 대응하는 파라메터를 측정조건 테이블(9e)의 최초의 파라메터로 바꾸어 기입하여 n라인 주사 프로그램(9b)을 기동한다. 또 n라인 주사마다 즉, 부주사 방향으로 m 분할된 각 주사 영역의 주사가 종료할 때 마다 측정조건 테이블(9e)의 전회(前回) 참조한 파라메터의 다음 파라메터를 참조하여 다음의 파라메터에서 상기와 같은 교체기입을 행하고 측정조건 설정후에 n라인 주사 프로그램(9b)을 기동한다. 그리고 이 기동을 m 단계의 측정이 종료할때까지 행한다. 차후의 단계에서 설정된 파라메터는 파라메터 기억영역(9d)에 프랙 등을 세워서 구별한다.

그런데 n라인 주사 프로그램(9b)의 주사방식에는 두가지가 있다. 이 두 가지 방식을 초기조건으로 선택한다.

제1의 방식은 소정의 XY의 평면의 주사 범위를 부주사 방향에 있어서 m개 분할하여 주사하고, 측정조건이 다른 m개의 영상을 화면에 대비되도록 복수개로 순차 표시하는 것이다.

이 경우에는 부주사 n라인 분의 주사가 종료하여도 프로브의 위치는 변경되지 않고 다음의 수평주사의 개시위치에 위치가 정해질 뿐이고, 통상의 평면주사와 다름이 없다.

제2의 방식은 m 단계의 주사를 같은 XY 평면주사 범위로 설정하여 m 단계의 측정조건을 순차 갱신할 때마다 같은 XY 주사 범위를 반복주사하여 m회의 측정을 행하는 것이다. 이 경우에는 부주사 n라인분의 주사가 종료한 경우에 최초의 주사범위의 원점위치에 프로브의 위치가 복귀한다. 즉, 1회의 n라인 주사 프로그램(9b)의 실행이 종료하면 XY 주사범위 주사(폭 (Wx,Wy))의 원점위치(X0,Y0)에 복귀하고 또 같은 WY범위를 같게 주사를 하여 이와같은 주사가 m회 반복되어 n분할 측정의 주사가 종료하게 된다. 얻어진 측정데이타는 화면에 대비되도록 수평주사라인에서 n라인 분의 다음표시영역에 표시되도록 처리되어 화면상으로는 각 측정조건의 측정화상이 연속적으로 다수 표시된다.

어느 주사방식에 있어서도 상기 5단계 경우의 예로는 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)에 의하여 파라메터 기억영역(9b)에 주사라인수로서 80이 기억된다. 측정조건 테이블(9e)에는 인가전압의 파라메터로서 50V, 100V, 150V, 200V, 250V의 파라메터가 이 순서로 기억된다. n라인 주사 프로그램(9b)을 파라메터기억영역(9d)의 주사 라인수 80을 참조하여 80라인의 수평주사를 행하면 그 주사를 종료한다. 이에따라 예를들면 먼저의 인가전압에 대하여 50V에서 250V까지 5단계로 변화시켜서 측정하는 경우에는 주주사(主走査)의 1에서 80라인 까지는 송신 펄스의 전압(인가전압)이 50V로 되어서 XY 주사가 행하여지고, 측정데이타가 채취되어 81라인째부터 160라인까지는 인가전압 100V로 측정 데이타가 채취되며, 161라인째 부터 240라인까지는 인가전압150V로 측정 데이타가 채취되고 이후는 200V, 250V와 80라인주사를 겹치는 것으로 각 인가전압이 순차로 설정되어 측정이 행하여진다.

다시 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)은 예를들면 커서에 의하여 화면상에 표시된 측정영상중 어느 라인이 지정되어 그것에 대하여 조작패널(14)에서 입력이 행하여 졌을때에는 그 라인에 대응하는 주사영역의 파라메터를 측정조건 테이블(9e)에서 선택하여 그것을 선택 파라메터로서 파라메터 기억영역(9d)의 그 파라메터의 위치에 기입한다. 이경우 각 주사 영역에 대응하는 측정영상에 대응시켜서 화면상에 각각의 측정조건(파라메터의 값)을 표시하도록 하면 커서 지정은 아니라 직접 조작패널(14)에서 선택해야할 영상에 대응하는 파라메터의 값을 입력할 수가 있다.

상기한 경우에 161라인째 부터 240라인까지 영상이 선택된 경우에는 파라메터 기억영역(pd)의 인가전압의 파라메터가 기억하는 영역에 150V의 전압을 나타내는 파라메타가 기입되게 된다.

그 결과 다음에 별도의 파라메터를 n 분할 측정하기 위하여 n 분할 측정의 기능키가 재차 입력되었을 때에는 단계적측정 조건설정 프로그램(9a)은 파라메터 기억영역(9d)에 기억된 인가전압의 파라메터 150V를 펄서에 설정하며 이것이 설정치로서 유효하게 된다.

n라인 주사 프로그램(9d)은 파라메터 기억영역(9d)을 참조하여 이것에 기억되어 있는 각 파라메터를 참조하고, 또 그중에 주사라인수 n의 값에 따라서 n라인 분의 부주사에 의한 초음파 측정을 행하며, 그것이 종료하였을때 주주사 n본분의 측정 데이타로 부터 표시데이타를 생성하여 화면에 그 주사영역에 대응한 위치에 측정 영상을 표시하는 처리를 한다. 또한 이경우 1 라인의 주주사에 따라서 측정 데이타를 받을 때마다 표시 데이타가 생성되어 그것이 표시되어도 좋은것은 물론이다. 여기서는 가령, 주주사 1라인을 수평주사선 1라인에 대응시켜 부주사 1라인을 Y방향의 1라인에 대응시키는 것으로 한다. 다만, Y방향을 주주사, X방향을 부주사로 하여도 좋다.

다시 프로브의 높이 설정이나 초점 마춤등을 위하여 Z 방향의 주사가 선택되는 경우에는 이것을 주주사, 혹은 부주사의 방향으로 할 수 있는 것은 물론이다.

더욱 n라인 주사 프로그램(9b)이 실행될 때에는 MPU 8이 지정된 XY 주사범위의 원점 위치에 프로브(3)를 설정하여 수평주사를 개시하고, 수평주사의 각 측정위치에서 검출한 피크치에 대하여 A/D 변환된 256해조(諧調)의 측정 데이타를 받는다. 그리고 표시 데이타의 생성을 측정데이타를 받을때 마다 행하는 경우에는 256해조의 측정 데이타를 XY의 주사위치에 대응하는 표시 데이타에 전개하여 그 표시위치에 대응하는 표시 대이타에 전개하여 그 표시 위치에 대응하는 화상 메모리(11)의 기억위치에 기억하여 간다.

이 기억된 화상메모리(11)의 데이타는 표시처리 프로그램에 의하여 디스프레이(12)에 전송되어 표시된다.

수평주사의 1라인의 주사가 종료하면 부주사 1핏치분이 이동되어서 같은 주사가 반복됨으로써 n주사분의 부주사가 행하여지고 화상메모리(11)에는 n부주사분의 표시 데이타가 차례로 기억되어 그것이 동시에 표시 되어간다.

다음은 전체적인 동작에 대하여 제2도의 프로챠트를 참조하여 설명한다.

먼저 스텝101에서 조작패널(14)로 부터 입력된 초기 설정조건에 따라 측정파라메터군을 파라메타 기억영역(9d)에 기억한다. 다음의 스텝102에서 n 분할 측정의 기능키가 입력되고 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)이 기동되어 지정된 파라메타에 대하여 입력된 단계수에 따른 m단계의 파라메터가 생성되며, 측정조건 테이블(9e)에 기억되어 주사라인수 n이 산출됨으로써 그것이 파라메터 기억영역(9d)에 기억된다. 다음의 스텝103에서 측정개시인가의 여부를 기다리는 루프에 들어간다. 측정개시키가 조작패널(14)로 부터 입력되면 스텝104에서 단계적 측정조건 설정 프로그램(9a)이 실시되어 각 회로에 최초의 측정조건이 설정되고, 파라메터 기억영역(9d)의 파라메터가 측정조건 테이블(9e)에 기억된 측정조건에 따라서 보정 기입된다. 그리고 스텝105에서 n라인 주사 프로그램(9b)이 기동되어 n라인 주사가 행하여지고 측정영상이 표시된다. 스텝106에서 주사 종료인가 아닌가의 판정이 되며, m 단계분의 측정에 대하여 주사가 종료하고 있지 않을 경우에는 스텝104로 되돌아가 파라메터 기억영역(9d)의 측정조건이 측정조건 테이블(9e)에 기억된 다음의 측정조건으로 고쳐 기입되고 스텝105에서 다음의 주주사 n라인분의 부주사가 행하여져서 n라인 마다에 측정조건이 단계적으로 변화하는 측정이 반복된다. 이것에 의하여 예를들면, 제3도에 도시한 바와같은 측정영상이 얻어진다. 또한 15는 측정화상의 표시 영역으로서 일점쇄선으로 표시하는 선이 m분할된 주사영역에 대응하여 표시화면상의 표시 에리어(15)를 m 단계분할하는 가상선이다.

주사가 종료한 시점에 스텝107에서 단계적 측정조건 설정 프로그램(9d)이 기동되어서 화면상에서 커서에 의해 영상을 지정한 입력인지 아닌지를 판정스텝에 넣어 커서에 의해 특정의 영상이 선택되었을 때 스텝108에서 그 영상의 표시라인에 대응하는 측정조건의 파라메터를 측정조건 테이블(9e)에서 독출하여 파라메터 기억영역(9d)에 기입한다. 그리고 스텝108에서 측정종료인가 아닌가의 판정에 들어가 측정이 종료하지 않을 때에는 스텝102로 되돌아가고, n분할 측정의 기능키가 입력되어 다음에 설정하는 다른 파라메터가 지정된다. 이 다른 파라메터에 대하여도 같은 단계적인 조건 설정을 행하여 그 측정영상에 의하여 최적측정조건의 파라메터를 찾는다. 그리고 스텝110에서 예를들면, 평면주사 프로그램(9c)을 기동하여 상기에 의하여 설정된 최적 또는 적절한 측정조건에 따라서 평면주사에 의한 피검체의 손상부위를 찾는다.

여기서 표시화면상의 지정된 m분할 영상의 각각과 측정조건 테이블(9e)상의 파라메터 각각의 대응은 영상도 측정 파라메터의 같은 순번이 되어 있으므로 그 순위를 특정하는것 만으로 끝난다.

즉, 표시화면상에서 지정된 영상의 순위를 산출하는 데는 커서의 수직 어드레스(1-400)를 디스프레이(12)에서 얻어 그 어드레스를 n 라인주사의 n의 수로 나눈 정수부의 수에 1을 더하면 된다.

상기한 예의 경우 5단계 표시에서는 n = 80이므로 커서의 수직 어드레스를 170으로 하면 170/80 = 2.125이다. 거기서 2 + 1 = 3이 되고, 측정조건 테이블(9e)에 기억된 세번째의 파라메터가 선택된다.

이것은 영상의 선택을 마우스등에 의하여 행하는 경우도 같고 텃치 스크린을 이용하였을때도 같다.

이 밖에 분할영상에 번호 또는 파라메터를 각각 대응하여 표시하면 그 번호 혹은 측정 파라메터의 값을 조작패널(14)에서 입력하는 것으로, 선택해야 할 측정조건을 설정할 수가 있다.

이와같은 처리를 함에 따라 한번의 측정으로 단계수로 설정한 회수의 측정이 가능해지고 더구나 측정조건이 다른 영상이 연속적으로 표시되므로 측정조건의 상위와 측정영상과의 관계가 파악되기 쉽다.

다시 다른 파라메터를 결정하여 다음부터 재차 단계설정에서 선택되므로 간단히 적정한 측정조건을 선택할 수 있다. 측정조건의 설정에 시간도 그다지 걸리지 않고 끝낸다.

그런데 실시예에서는 인가전압의 예에 대하여 구체적으로 거론하고 있으나 단계적으로 설정하는 측정조건으로서 선택되는 파라메터는 부주사회수n과 프로브 높이 h, 주사폭(Wx,Wy),주사개시점 좌표(X0,Y0),게이트위치(t0), 게이트 폭(W0), 레시버의 게인 G0, 펄사에서 프로브에 가해지는 인가전압 V0, 측정핏치 P0, 펄사의 펄스발생 간격 L0, 펄사의 트리커레벨 T0, 측정데이타에 대한 결함인가 아닌가를 판정하는 스렛숄드레벨THO 등의 파라메터 기억영역(9d)에 기억된 모두가 대상이 되는것으로서 단계 나누기 방법도 인가전압의 경우와 같이 균등하게 행할 필요는 없다.

다음은 여러 측정조건을 m = 5로 하여 5단계의 분할 측정으로 XY 주사영역을 연속적으로 주사하는 경우의 구체적인예에 대하여 제4도-제8도를 참조하여 설명한다.

여기서 측정하는 대상은 제4도에 도시한바와 같이 피검체(17)이다. 그 표면에 도금층(18)이 소정의 폭으로 되어 있으며 그 내부에는 단면 직사각형의 금속선(19)이 매설 되어 있다.

우선 제2도의 스텝 101에 있어서 프로브(3)를 초점형 프로브로서 이 초점의 거리에 따라서 그 초점이 피검체(17)의 표면위치에 맞도록 프로브(3)의 높이 조작패널(14)에서 입력하여 위치결정한다. 그리고 XY 주사범위를 피검체(17)를 포함할 범위로 m단계 연속적인 측정을 하도록 설정한다. 게이트폭이나 게이트위치, 게인, 인가전압, 기타의 설정조건에 대하여는 표준적인 측정조건을 초기조건으로서 부여한다.

다음의 스텝102에서 분할 측정의 기능 키를 입력하여 파라메터로서 프로브의 위치를 선택하고, 핏치를 -1mm로 하여 그 범위를 5mm로 설정한다. 그리고 분할수 m = 5로 하여 입력한다. 여기서 프로브 높이의 핏치를 마이너스로 하는 것은 프로브(3)를 피검체(17)측에 가까이 하는 것, 환언하면 높이를 낮추어 가는 것을 의미한다. 스텝103에서 측정개시 키를 입력하면 그 결과로서 스텝106을 종료한 시점에서 제5도에 도시한바와 같은 영상이 얻어진다. 최초높이 -1mm의 영상에서는 표면의 도금층(18)의 에코가 크므로 이것이 영상(18a)으로서 나타나 다음의 -2mm의 영상으로는 그것이 희미해지고, -3mm의 영상에서는 그것이 더 희미해져서 -4mm∼-5mm의 영상에서는 그것이 보이지 않는다. 이에 대하여 선재(19)의 영상은 -2mm의 영상에서는 그것이 희미하게 나타나고 -3mm의 영상에서는 그것이 뚜렷해지고 -4mm ∼ -5mm의 영상에서는 그것이 점차 희미해지고 있다. 이 영상에 의하여 선재(19)층의 수평면 근방에서 결함을 검출하려고 하는 경우에는 프로브(3)의 높이로서 -3mm의 위치를 선택할 수 있다.

오페레이터는 커서가 -3mm의 영상에 들어가도록 커서가 이동시켜서 조작패널(14)에서 그것을 입력 하든지, 주사패널(14)에서 직접수치 -3mm를 입력한다.

이것에 의해 제3번면의 표시영상이 지정된 것이되어 스텝108에서 측정조건 테이블(9e)에 기억된 세번째의 파라메터 -3mm가 선택되어 프로브(3)의 높이를 -3mm의 위치로 하는 파라메터가 파라메터기억영역(9d)에 기입된다.

다음에 스텝109으로부터 스텝102로 되돌아가 여기서 게이트 위치를 선택하여 그 범위를 0.5 μsec 에서 2.5 μsec 까지로 하여 m = 5로 한다.

그 결과 제6도에 도시한바와 같은 영상이 얻어진다.

게이트 위치 0.5 μsec 에서 2.5 μsec의 범위의 이 영상에서는 도금층(18)에 대하여 1단계째의 영상으로는 도금층(18)의 에코에 의하여 꼬리를 끄는 에코의 영상이 나타나고, 그 후 단계에서 이 꼬리를 끄는 에코의 영상이 사라져간다. 한편 선재(19)의 영상에 대하여는 제2단계째부터 그 에코의 영상이 나타나 제3단계째에는 그 꼬리를 끄는 에코의 영상이 나타나서 그 후의 단계에서 꼬리를 끄는 에코의 영상이 사라져간다.

이 영상으로부터 제2단계째의 영상이 상기와 같은 방법에 의하여 선택된다.

이것에 의하여 제2번면의 표시 영상이 지정되어서 스텝108에 있어서 측정 조건 테이블(9e)에 기억된 두번째의 파라메터 1.0μsec이 선택되어서 게이트의 위치가 1.0μsec의 위치가 되도록 1.0μsec의 위치의 파라메터가 파라메터 기억영역(9d)에 기입된다.

다음에 스텝109에서 스텝102에 되돌아가 여기서 게이트폭을 선택한다. 게이트폭의 범위를 1400ηsec에서 600nsec 까지로 하여 m = 5에 설정한다.

그 결과 제7도에 도시한바와 같은 영상이 얻어진다.

게이트폭 1400 nsec에서 600 nsec의 범위의 5단계의 이 영상에서는 선재(19)의 에코 만이 잡히고 있어 제1단계의 영상이 폭이넓은 영상으로 되고, 제2단계째부터 순차적으로 폭이 선재(19)의 폭에 가까워지며, 제4단계째에는 게이트의 위치가 선재(19)가 있는 위치에서 벗어나 선재(19)의 영상(에코)이 나타나지 않게 되어 있다.

이 영상에서 제3단계째의 영상이 상기와 같은 방법에 의하여 선택된다. 그 결과 스텝 108에 있어서 측정조건 테이블(9e)에 기억된 세번째의 파라메터 1000nsec이 선택되어서 게이트의 폭이 1000nsec이 되도록 게이트폭의 파라메터가 파라메터 기억영역(9d)에 기입된다.

다음에 스텝109에서 스텝102로 되돌아가고, 여기서 게인을 선택하여 그 범위를 15dB에서 35dB까지로 하여 m = 5로 한다.

그결과 제8도에 도시한바와 같은 영상이 얻어진다.

제1단계의 영상은 전체적으로 영상이 어두어져서 잘 보이지 않는 상태이고 뒷단계가 됨에 따라 영상이 밝아져 뚜렷해진다. 그러나 제4단계에서 제5단계가 되면 노이즈가 많아지고 제5단계에서는 선재(19)의 영상이 노이즈에 지워져 있다. 이 영상에서 제3단계째의 영상이 전술한 같은 방법에 의하여 선택되고 게인25dB의 파라메터가 파라메터 기억영역(9d)에 기입된다.

이와 같이하여 각 측정조건이 결정된 단계를 기초로 스텝110에서 평면주사를 행하면 피검체(17)에 대하여 바람직한 C스코프의 측정영상을 얻을 수 있다. 단면영상을 채취하고 싶으면 이단계에서 B스코프의 측정영상을 얻는 주사 프로그램을 실행하면 좋다.

이상의 예는 XY 주사영역을 연속적으로 주사하여 5단계의 측정조건으로서 측정영상을 채취하는 것이다. 이 예에서는 도금층(18)과 선재(19)가 피검체(17)의 표면에 대하여 거의 평행으로 달리고 있으므로 상기의 연속적인 주사에 의하여 5단계의 각각의 주사영역이 달라도 같은 영상이 포착된다.

이와같은 측정영상에 대하여 n 라인의 주사 마다 XY 주사영역의 원점에 복귀시켜서 같은 XY 주사영역을 주사하고, m 단계의 측정조건의 영상을 채취하는 방법에 대하여 앞에서 설명했다. 상기의 피검체(17)에 대하여 이 방식을 채용하여 검사를 행하여도 좋다. 이 경우에도 상기와 거의 같은 영상관계로 된다. 더욱 이방법은 XY 주사 영역의 범위에서 내부상태가 주사 영역에 의하여 달라지는 경우에 채용해야 할 것이다.

이상 설명을 하였으나 m 단계의 m의 수가 큰 경우에는 1 화면에 m 보다 작은 여러개 단계의 화면을 표시하여 m 단계의 측정조건의 영상을 2화면 이상에 걸쳐 표시한다. 그리고 화면을 바꿈에 따라 측정영상을 비교하여 영상이 선택된다.

이상의 설명에서 이해할 수 있는 바와같이 본 발명에 있어서는 화면에 표시되는 측정영상이 m 개의 측정조건에 대응한 영상으로 연속하게 되므로 연속적으로 표시된 측정조건이 다른 영상을 비교관측하여 그중 적절한 영상은 선택되며, 이에 따라 m 개의 측정조건 중 최적의 측정조건을 간단히 설정할 수가 있다.

그 결과 초음파 측정에 익숙하지 못한 사람이라도 쉽게 최적조건 흑은 그것에 가까운 측정조건의 설정이 비교적 단시간에 될 수 있다.

Claims (10)

1. 피검체의 주사범위를 부주사 방향에 있어서 m개(m은 그 이상의 정수)로 분할하여 측정조건 또는 그 파라메터의 하나를 m 단계로 설정하고, 상기 부주사 방향으로 분할된 각 주사영역에 상기 m단계의 측정조건 또는 그 파라메터를 차례로 할당하는 동시에 상기 피검체를 초음파 측정하여 상기 m단계의 측정조건에서 얻어지는 측정화상을 화면에 대비되도록 여러개로 표시하며, 표시화면상에서 선택된 영상에 대응하는 상기 m단계중의 하나의 측정 조건 또는 그 파라메터가 측정의 조건으로서 설정되는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 m단계의 주사를 같은 평면 주사범위로 설정하여 상기 m단계의 측정조건 또는 그 파라메터를 차례로 할당할 때마다 같은 범위의 주사를 반복하여 m회의 측정을 행하는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
3. 제1항에 있어서, 화면은 1화면이고 상기 표시화면상의 수평주사 라인이 측정시의 주 주사라인에 대응함으로써 상기 각 주사 영역이 상기 1화면의 표시범위에서 상기 수평 주사라인의 수를 상기 m으로 나눈 정수부분 수의 수평 주사라인의 영상으로서 상기 측정화상이 표시되는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
4. 제2항에 있어서, 화면은 1화면이고 상기 표시화면상의 수평주사라인이 측정시의 주 주사라인에 대응함으로써 상기 각 주사영역이 상기 1화면의 표시범위에 있어서 상기 수평 주사라인의 수를 상기 m으로 나눈 정수부분의 수평주사라인의 영상으로서 상기 측정화상이 표시되는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 탐사장치.
5. 제3항에 있어서, 다시 프로세서와 메모리와 입력장치를 가지고 있어 상기 η과 상기 측정조건의 범위 또는 상기 파라메터의 범위가 상기 입력장치로 부터 입력되고, 이 입력된 측정조건의 범위 또는 그 파라메터의 범위에 대하여 상기 m에 따라 m 단계의 측정조건 또는 m 단계의 파라메터를 생성하여 상기 메모리에 기억하는 수단이 마련되며, 상기 m단계의 측정조건의 범위 또는 상기 파라메터가 상기 메모리에서 차례로 읽어내도록 설정되는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
6. 제4항에 있어서, 다시 프로세서와 메모리와 입력장치를 가지고 있어, 상기 m과 상기 측정조건의 범위 또는 상기 파라메터의 범위가 상기 입력장치로 부터 입력되고, 상기 메모리에는 지정된 상기 측정조건의 범위 또는 상기 파라메터의 범위에 대하여 상기 m에 따라서 m단계의 측정조건 또는 m 단계의 파라메터를 생성하여 상기 메모리에 기억하는 수단이 마련되며, 상기 m단계의 측정조건의 범위 또는 상기 파라메터가 상기 메모리에서 차례로 읽어내도록 설정되는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
7. 제6항에 있어서, 표시영상의 선택은 상기 입력장치에 의하여 표시화면상에서 선택되고 지정된 화면상의 위치의 수직 어드레스를 읽을 수 있는 것으로 화면상의 상기 측정화상의 표시영역의 순위가 구하여지며, 그 순위에 따라서 상기 측정조건 또는 상기 파라메터가 선택되는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 측정조건의 범위 또는 상기 파라메터의 범위는 기준위치와 이 위치에서의 핏치로서 부여퇴는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
9. 제7항에 있어서, 다시 상기 m에 따라서 상기 1화면의 상기 수평 주사 라인의 총수로 부터 m분의 1의 주사라인수의 정수 부분을 산출하여 상기 각주사영역에 할당하는 수단을 가지는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 m단계의 측정조건 또는 상기 m단계의 파라메터는 상기 메모리에 기억된 순서에 따라 차례로 m단계의 각각의 측정조건 또는 그 파라메터가 설정되어서 측정이 행하여지고 그 순서에 따라 상기 화면상에 순차 측정화상과 상기 측정조건 또는 그 파라메터가 표시되어 상기 입력장치에 의하여 상기 표시된 측정조건 또는 그 파라메터가 입력됨으로써 상기 측정화상에 대응하는 상기 m단계의 측정조건 또는 상기 m단계의 파라메터가 선택되는 것을 특징으로하는 초음파 영상 탐사장치.