KR19990088598A

KR19990088598A - 휴대용초음파탐상기

Info

Publication number: KR19990088598A
Application number: KR1019990019186A
Authority: KR
Inventors: 미즈노야하지메; 아쿠츠요시오; 아오키시게노리; 미와시게루
Original assignee: 세구치 류이치; 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 1999-12-27
Also published as: US6397681B1; EP0961116A2; JPH11337534A; JP3499747B2; EP0961116A3; KR100355810B1

Abstract

본 발명의 휴대용 초음파 탐상(探傷)기는 초음파 프로브의 위치정보를 얻는 수단으로서, 이동량을 검출하는 인코더와 이 인코더로부터 출력되는 이동량 신호를 계수하는 카운터로 이루어지는 이동거리 계측기를 구비한다. 검사시 초음파 프로브를 피검체의 표면에서 이동시키면, 초음파 프로브의 이동량이 이동거리 계측기로 계측된다. 계측된 초음파 프로브의 이동량은 장치본체의 연산처리부에 전송된다. 또 초음파 탐상기는 초음파 프로브로 피검체를 주사할 때, A 스코프 데이터를 검출하고, 이 데이터를 사용하여 소정처리를 행한다. 이 초음파 탐상기는 A 스코프 데이터와 초음파 프로브의 이동거리 데이터를 조합하여 내부 스코프화상(B 스코프화상 등)을 만든다. B 스코프화상 등을 작성, 표시하기 위해서 피검체의 동일한 곳을 초음파 프로브로 반복하여 주사할 때, 결함 에코파형의 피크가 거듭 기억되고, 다시 B 스코프화상으로 2 이상의 결함화상이 표시된다. 이 초음파 탐상기는 축적형의 B 스코프화상을 그리도록 구성된다. 이에 따라 결함화상을 상세하게 평가하는 것이 가능하고, 결함위치를 정확하게 구하는 것이 가능하다.

Description

휴대용 초음파 탐상기{PORTABLE ULTRASONIC DETECTOR}

본 발명은 휴대용 초음파 탐상기(探傷器)에 관한 것으로, 특히 휴대타입에 있어서 인코더 유닛을 이용하여 위치정보를 얻는 구조를 가지며, A 스코프표시를 위한 데이터와 해당 위치정보의 데이터에 의거하여 피검체의 내부상태를 영상화하여 표시함으로써 정밀도 좋게 결함을 검출할 수 있는 휴대용 초음파 탐상기에 관한 것이다.

초음파 탐상기는 피검체의 표면에 초음파 프로브에 배치하고, 프로브를 일정방향으로 이동시키면서 해당 프로브로부터 초음파 펄스를 피검체에 대하여 주기적으로 보내어 피검체로부터 복귀하는 초음파 에코를 수신하여 검출하고, 그 에코파형을 디지털 데이터로 파형 메모리에 저장하도록 구성된다. 초음파 탐상기에 의하면, 파형 메모리에 저장된 데이터를 적시에 타이밍으로 판독하여 표시부의 화면에 결함 에코 등의 파형을 표시하여 A 스코프화상이 표시된다. 또한 A 스코프와 프로브의 이동거리(위치정보)를 조합하여, 표시화면에 내부 스코프화상 즉 B 스코프화상 또는 C 스코프화상 등을 표시할 수 있다.

B 스코프화상 또는 C 스코프화상을 표시할 수 있도록 구성된 종래의 초음파 탐상기는 주로 설치형의 장치이었다. 설치형 초음파 탐상기는 탐상기 본체의 시료테이블에 배치된 피검체에 대하여 이동기구에 의해서 지지된 프로브를 주사이동하 도록 구성된다. 이동기구에는 프로브의 이동량을 계측하는 계측장치가 구비되어 있다. 상기의 화상을 작성할 때는 해당 계측장치로 얻어진 이동량 데이터가 사용된다.

또 용접부재 등에 존재하는 크랙의 결함을 검출하는 경우에는 일반적으로 경사각 탐상법이 채용된다. 이 경사각 탐상법은 피검체의 표면을 따라 프로브를 일정방향으로 이동시키면서 프로브로부터 피검체에 대하여 어느 각도로 경사지게 한 방향으로 초음파를 조사(照射)하고, 피검체 내부로부터의 반사 에코를 검출하는 방법이다. 이 경사각 탐상법에 의하면, 예를 들어 피검체의 내부에서 깊이 방향의 균열이나 캐버티 등의 결함이 존재하는 경우에, 결함의 위쪽 끝부와 아래쪽 끝부를 검출할 수가 있고, 따라서 결함의 크기를 측정함으로써 결함으로서의 크기를 평가할 수 있기 때문에 결함의 형태나 종류 등을 평가할 수 있다.

휴대용 초음파 탐상기에서는 초음파 탐상기를 피검체가 존재하는 현장으로 운반하여 현장에서 검사자는 손으로 프로브를 가지고 이 프로브를 피검체의 표면에 대어 수동으로 이동시켜 A 스코프 화상을 작성한다. 종래의 휴대용 초음파 탐상기 에서는 구조적으로 프로브의 이동량을 얻을 수 없었기 때문에, B 스코프화상이나 경사각 탐상법에 의해서 얻어진 데이터로부터 그 화상을 표시를 할 수 없었다. 그러나 휴대용 초음파 탐상기에서도 B 스코프화상이나 경사각 탐상에 있어서의 화상의 작성·표시를 할 수 있을 것이 요구되고, 또한 프로브 이동량을 계측하는 계측장치에 의해 얻어지는 프로브의 위치정보를 이용하여 결함 에코파형의 취득을 용이하게 하고, 또한 정밀도 좋게 결함위치를 검출할 수 있는 것이 요구된다.

본 발명의 목적은 상기 요구에 응하는 것에 있고, 간단하고 편리한 구성에 의해서 B 스코프화상이나 경사각 탐상에 의한 화상의 작성·표시를 할 수 있도록 함으로써, 결함 에코파형의 취득을 용이하게 하고, 결함위치의 검출 정밀도를 높인 휴대용 초음파 탐상기를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 관한 휴대용 초음파 탐상기의 외관을 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 초음파 탐상기의 시스템 구성을 나타내는 블록도,

도 3은 초음파 프로브로 피검체를 스캔하는 상태를 나타내는 도,

도 4는 A 스코프화상의 일례를 나타내는 도,

도 5는 제 1 실시예에 있어서의 축적형 B 스코프 화상표시를 행하는 플로우 차트,

도 6 a 와 b는 축적형 B 스코프 화상표시를 해설하는 도,

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 경사각 탐상의 검사상황을 나타내는 도,

도 8은 제 2 실시예에 있어서의 경사각 탐상의 검사상황을 나타내는 평면도,

도 9는 제 2 실시예에 있어서의 피검체의 스캔상태를 나타내는 종단면도,

도 10은 제 2 실시예에 의해 얻어지는 A 스코프 데이터와 게이트신호와의 대응도,

도 11은 제 2 실시예에 의해 A 스코프 데이터를 처리할 수 있는 화상의 일례를 나타내는 도,

도 12는 제 3 실시예에 있어서의 경사각 탐상의 검사상황을 나타내는 도,

도 13은 제 3 실시예에 있어서의 A 스코프화상의 일례를 나타내는 도,

도 14는 제 3 실시예에 의해 A 스코프 데이터를 처리하여 얻어지는 화상의 일례를 나타내는 도,

도 15는 경사각 탐상에 있어서 바람직하지 않은 주사예를 나타내는 도,

도 16은 경사각 탐상에 있어서 바람직하지 않은 주사를 행하여 얻어지는 화상의 일례를 나타내는 도이다.

본 발명에 관한 휴대용 초음파 탐상기는 상기 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다.

휴대용 초음파 탐상기는 초음파 프로브의 위치정보를 얻는 수단으로서, 이동량을 검출하는 인코더와 이 인코더로부터 출력되는 이동량 신호를 계수하는 계수부(카운터)로 이루어지는 이동거리 계측기를 구비하고 있다. 계수부는 탐상기 본체의 메인기판쪽에 설치된다. 검사시 초음파 프로브를 피검체의 표면에서 이동시키면, 초음파 프로브의 이동량이 이동거리 계측기에 의해 계측된다. 계측된 초음파 프로브의 이동량은 탐상기 본체의 연산처리부에 전송된다. 또 초음파 탐상기는 초음파 프로브로 피검체를 주사할때 A 스코프 데이터를 검출하고, 이 데이터에 대하여 소정처리가 행하여진다.

상기 초음파 탐상기는 다시 A 스코프 데이터와 초음파 프로브의 이동거리 데이터를 조합하고, 내부 스코프화상(B 스코프화상 등)을 만드는 구조를 구비하고 있다. B 스코프화상 등을 작성하고 표시할 목적으로 피검체의 동일한 곳을 초음파 프로브로 반복하여 주사할 때, 결함 에코파형의 피크가 거듭 기억되고 또한 B 스코프화상으로 2 이상의 결함화상이 표시된다.

상기 구성에서 피검체의 동일한 곳을 반복하여 주사할 때, 각 주사동작에서의 A 스코프에서 발생하는 결함 에코파형에 있어서 피크를 그 때마다 검출하고 기억한다. 예를 들어 B 스코프를 묘화할 때, 한 개의 결함에 관하여 복수의 결함화상이 표시된다. 이렇게 해서 초음파 탐상기는 축적형의 B 스코프화상을 그리도록 구성된다. 이것에 의해서 결함화상을 상세하게 평가하는 것이 가능하고, 결함위치를 정확하게 구하는 것이 가능하다.

상기 구성에 있어서 다시 경사각 탐상을 행할 때, 내부 스코프화상을 작성하여 표시한다. 연산처리부에서 그 기억부에 초음파 프로브를 인코더의 가동방향과 다른 방향으로 주사시켰을 때 얻어지는 복수의 A 스코프 데이터가 겹쳐져 기억된다. 화상을 표시할 때, 표시수단은 연산처리부에 기억된 데이터를 이용하여 피검체의 내부상태를 나타내는 화상을 표시한다.

일반적으로 경사각 탐상을 행할 때, 초음파 프로브는 실제의 주사방향(인코더의 가동방향)과 거의 직교하는 방향으로 짧은 거리에서 반복적으로 움직여 깊이 방향이나 폭방향을 확인하면서 검사를 행한다. 이렇게 하여 초음파 프로브를 짧은 거리에서 반복조작을 행하였을 때의 결함 에코(A 스코프 데이터)를 서로 겹쳐서 축적하고, 이에 따라 2 차원 정보(결함의 폭 및 깊이의 정보)가 축적되어 화상을 표시하였을 때, 정확한 결함위치 및 결함의 형상을 구하는 것이 가능하다.

특히 휴대용 초음파 탐상기는 환경이 나쁜 현장에서 경사각 탐상 프로브를 수동으로 조금씩 이동(주사동작)시켜 검사를 행하는 것이 필요하다. 검사환경은 열악하다. 이와 같은 검사에서는 충분한 경험을 가지는 검사자와 비교하여 경험이 적은 검사자에게 있어서 유효한 화상을 얻는 것은 어렵다. 그 때문에 작성된 화상이 적절한 검사로 얻어진 것인지의 여부, 즉 초음파 프로브의 수동주사가 타당한지의 여부를 판단하기 위한 기준을 나타내는 구성과 수단이 설치된다.

(실시예)

이하, 본 발명의 적합한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

이 초음파 탐상기는 원래 휴대형장치이나, 도 1에서는 설치상태에서의 사용을 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이 초음파 탐상기(10)는 초음파를 이용한 검사를 행하는 장치본체(11)와, 이 장치본체(11)를 부착하여 설치하기 위한 지지박스체(12)로 구성되어 있다.

지지 박스체(12)는 예를 들어 금속판을 이용하여 상자모양으로 형성되고, 장치본체(11)를 지지하는 데 필요한 강도를 갖는다. 지지 박스체(12)는 바로 앞부분에 장치본체(11)를 설치하기 위한 개구부를 가지고 있다. 또한 지지 박스체(12)의 양쪽벽의 사이에는 개구부에 가까운 곳에서 회전 자유로운 손잡이(13)가 설치되어 있다. 이 손잡이(13)는 설치형으로 사용할 때 지주로서의 기능을 가지고 있다.

장치본체(11)의 정면부에는 액정으로 만들어진 표시부(21)가 설치되어 있다. 표시부(21)의 액정으로서 예를 들어 TFT를 이용하고, 바람직하게는 가로길이로 형성되고 컬러 대화면으로 만들어진다. 표시부(21)에는 측정으로 얻어진 에코파형 등이 표시된다. 표시부(21)의 주위에는 측정시에 사용되는 각종 복수의 커맨드용 조작키(22), 전원스위치(23), 버저(24), LED(25), 입력단자(26), 출력단자(27)등이 설치되어 있다. 장치본체(11)의 상부에는 휴대용 밴드를 설치하기 위한 걸어멈춤부(28)가 양쪽의 2 곳에 설치되어 있다.

상기 장치본체(11)의 내부에는 메인기판이 내장된다. 이 메인기판상에 초음파 측정(초음파 탐상)을 위해 각종 제어처리 및 신호처리를 행하는 전기회로부가 설치되어 있다. 도 2는 해당 전기회로부(30)의 시스템 구성을 나타낸다. 이 전기회로부(30)는 초음파의 송신·수신의 제어, 측정데이터의 연산·처리, 표시부(21)의 표시내용의 제어를 실행하는 MPU(31)를 포함하고 있다. 이 MPU(31)와 전기회로부(30)의 입력부 및 출력부와의 사이에는 입출력 제어회로(32)가 설치된다. 입출력 제어회로(32)는 MPU(31)의 지령을 받아 입력부 또는 출력부를 제어한다. 입력부로서는 키스위치(33)가 포함된다. 이 키스위치(33)는 상기한 각종 조작키(22)에 대응하고, 실제로는 전기회로부(30)에 복수의 키스위치가 구비된다. 또 출력부로서는 예를 들어 펄서(34), 리시버(35), 또한 상기한 LED(25)나 버저(24)가 포함된다.

입출력 제어회로(32)로부터 출력된 초음파 발사신호는 펄서(34)에 공급되고, 펄서(34)는 초음파 프로브(36)에 대하여 펄스신호를 출력한다. 프로브(36)는 압전소자를 포함하여 압전 변환작용에 의해 펄스신호를 초음파(37)로 변환한다. 또 초음파 프로브에는 예를 들어 수직 손상용 프로브(수직 프로브)나 경사각 탐상용 프로브(경사각 프로브)가 존재한다. 이 실시예에서는 프로브(36)는 수직 프로브이다. 피검체(38)의 내부에 결함이 있으면, 초음파(37)의 반사파 즉 결함 에코가 발생하여 프로브(36)로 복귀한다. 프로브(36)는 결함 에코를 수신한다. 결함 에코는 프로브(36)에 의해 전기적 에코신호로 변환된다. 이 에코신호는 리시버(35)에 공급된다. 리시버(35)에서는 입출력 제어회로(32)로부터의 제어신호를 받아 게인등이 설정된다. 리시버(35)로 도입된 아날로그신호인 에코신호(파형신호)는 A/D 변환기(39)에 의해 디지탈신호로 변환되어, 파형 메모리(40)에 기억된다.

조작키의 조작에 대응하여 복수의 키스위치(33)를 통해서 입력되는 각종 조작신호(커맨드)는 입출력 제어회로(32)에 주어진다. 각종 키스위치(33)의 온·오프동작에 의해서 측정에 관한 각종 지령이 입출력 제어회로(32)를 경유하여 MPU(31)에 입력된다. 키스위치(33)에 의한 지시내용으로서는 예를 들어 게인의 설정, 펄스나 게이트의 위치, 게이트의 폭, 파형의 확대 등이 있다. 또 입출력 제어회로(32)는 LED(25)나 버저(24)를 구동하여 측정조작자(검사자)에게 필요한 메시지를 제공한다.

측정데이터의 연산·처리 등을 행하는 MPU(31)에 대하여 상기한 파형 메모리(40)와, 또한 타이밍회로(41), ROM(42), RAM(43), 표시부 컨트롤러(44)가 버스(45)를 경유하여 접속되어 있다. 타이밍회로(41)는 펄서(34)의 출력동작과 A/D 변환기(39)의 변환동작과 파형메모리(40)의 기억동작의 타이밍을 조정한다. ROM(42)은 MPU(31)에 있어서 각종 기능부를 형성하는 프로브를 저장한다. 본 실시예에서는 ROM(42)에 연산부(결함의 깊이연산 등)를 형성하는 프로그램(42a), 파형표시부 프로그램(42b), A 스코프화상 작성 프로그램(42c), B 스코프화상 작성 프로그램(42d) 등이 저장되어 있다. MPU(31)는 ROM(42)에 저장된 프로그램을 판독하여 필요한 기능을 실현한다. MPU(31)는 예를 들어 프로그램(42b)을 실행하여 표시부(21)에 파형표시부를 형성하고, 프로그램(42a, 42c)을 실행하여 파형메모리(40)에 기억된 측정 파형데이터를 처리하여 화상신호 및 제어신호를 작성하고, RAM(43)에 데이터를 경유하여 표시부 컨트롤러(44)에 보낸다. 표시부 컨트롤러(44)는 화상신호 등 즉 화상표시를 위한 신호에 의거하여 표시부(21)의 표시내용을 제어한다. 이렇게 하여 표시부(21)에 A 스코프화상이 표시된다. 또 프로그램(42d)을 실행함으로써 마찬가지로 표시부(21)에 B 스코프화상이 표시된다. B 스코프화상의 표시에서는 이하에 설명되는 프로브 이동거리 계측기에 의해서 얻어지는 프로브(36)의 위치정보가 이용된다.

다음에 B 스코프화상의 작성·표시에 사용되는 프로브 이동거리 정보를 얻는 계측기에 관하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이 초음파 탐상기(10)에는 인코더(51)가 부설되어 있다. 이 인코더(51)는 감아 들임식 구조의 와이어(52)를 구비한다. 와이어(52)는 통상에 있어서 감아 들임상태에 있고 와이어(52)를 밖으로 인출하면, 그 인출량에 비례하여 인코더(51)는 펄스(이동량 신호)를 출력한다. 따라서 인코더(51)로부터 출력되는 펄스수를 카운터(계수부)에 의해 계수함으로써 와이어(52)의 인출량을 계측할 수 있다. 인코더(51)와 와이어(52)와 카운터에 의해서 프로브 이동거리 측정기가 구성된다. 통상 카운터는 MPU(31)쪽에 설치된다.

인코더(51)의 출력선(53)은 지지 박스체(12)의 내부에 설치된 서브기판(54)(도 2에 나타냄)의 접속단자에 접속된다. 서브기판(54)은지지 박스체(12)의 측벽부의 근방에 설치되어 있고, 해당 측벽부에 형성된 덮개부(55)를 개방함으로써 서브기판(54)의 접속단자와의 접속이 가능하게 된다. 도 2에 나타내는 바와 같이 서브기판(54)은 입출력 제어회로(32)를 경유하여 MPU(31)에 접속된다. MPU(31)는 계수기능(인코더용 카운터)을 구비하고, 인코더(51)로부터 제공되는 펄스의 수를 카운트하여 와이어(52)의 인출량 정보를 얻는다.

한편 와이어(52)의 선단은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 프로브(36)에 연결되어 있다. 프로브(36)는 케이블(56)을 거쳐 장치본체(11)의 정면부의 입력단자(26)에 접속되고, 피검체에 대하여 손상을 위한 스캔동작이 가능한 상태에 있다.

상기의 구성에 있어서 도 3에 나타내는 바와 같이 측정조작자가 프로브(36)를 쥐고 피검체(38)에 대하여 특정방향(묘화라인)으로 스캔동작을 행하면, 초음파 반사에코에 의해 피검체(38)의 내부의 정보를 얻을 수 있고, 아울러 프로브(36)의 동작량에 비례하도록 와이어(52)가 팽팽해진 상태로 인코더(51)로부터 인출되기 때문에 상기한 바와 같이 프로브(36)의 이동량에 대응하여 인코더(51)가 펄스출력하고, MPU(31)의 측에서는 인코더용 카운터로 펄스를 계수함으로써 프로브(36)의 이동거리가 계측된다.

상기 구성을 가지는 초음파 탐상기(10)는 그 초음파 탐상기능에 의해 프로브(36)로 얻어진 피검체(38)로부터의 에코신호에 의거하여 도 4에 나타내는 것 같은 A 스코프화상을 표시한다. 도 4에서 T는 송신파의 파형, F는 결함 에코의 파형, B는 바닥면 에코의 파형이다. 또한 인코더(51)에 의해 프로브(36)의 스캔동작시의 이동거리 데이터(프로브(36)의 위치정보)를 얻을 수 있기 때문에, 해당 이동거리 데이터와 A 스코프화상의 데이터를 조합함으로써, B 스코프화상을 작성하여 표시할 수 있다. 인코더(51)로 프로브의 위치정보를 얻음으로써 B 스코프화상을 표시할 수 있고, 피검체의 내부상태의 확인, 손상부의 길이 등의 측정을 유효하게 행할 수 있다.

상기 B 스코프화상 프로그램(42d)에 의한 B 스코프화상 표시는 축적형 표시이다. B 스코프화상 작성프로그램(42d)의 축적형 표시를 실행하는 요부를 도 5에 나타낸다. 다음에 도 5의 플로우차트 및 도 6 a와 b의 도해석을 참조하여 축적형의 B 스코프 화상표시를 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이 피검체(38)에 대하여 측정범위를 정하여 프로브(36)를 주사한다. 이 때, 측정범위를 예를 들어 왕복하도록 프로브(36)를 이동시킨다. 도 6a 에서는 1회째의 주사(往路)에 의한 측정을 나타내고, 도 6b에서는 2회째의 주사(復路)에 의한 측정을 나타낸다. 어느 것에 있어서도 프로브(36)는 피검체(38)에 있어서의 동일한 곳, 즉 결함(61)을 측정한다. 프로브(36)의 1회째의 주사동작에 의해서 1회째의 A 스코프화상(A스코프 데이터(62))과 1회째의 B 스코프화상(63)를 얻을 수 있다. F1은 A 스코프화상(62)으로 표시된 결함 에코의 파형이고, 64는 B 스코프화상(63)으로 표시된 결함상이다. 프로브(36)의 2회째의 주사동작에 의해서 2회째의 A 스코프화상(A 스코프 데이터(65))와 2회째의 B 스코프화상(66)을 얻을 수 있다. F2는 A 스코프 화상(65)으로 표시된 결함 에코의 파형이고, 67은 B 스코프 화상(66)으로 표시된 결함상이다. B 스코프화상(66)에서는 상기 결함상(64)과 함께 결함상(67)이 표시되어 있다. 즉 프로브(36)가 피검체(38)상의 같은 곳을 반복 주사하여 측정을 행하면 주사동작 때마다, 전회(前回)측정의 결함데이터(결함 에코파형(F1)의 피크레벨)와 비교하여 보다 큰 피크레벨을 가지는 결함 데이터(결함 에코파형(F2)의 피크레벨)를 취득하여 기억하고, B 스코프화상의 위에서 겹쳐서 표시된다. 즉 본 실시예의 초음파 탐상기의 표시 시스템은 축적형의 B 스코프 화상표시의 구성을 가진다. 이 표시 시스템에 의하면, 예를 들어 B 스코프화상(66)에 있어서 피크점을 찾아내는 것이 용이하게 된다는 이점을 가지며, 높은 정밀도로 결함을 검출할 수 있다.

상기한 축적형 B 스코프 화상표시는 도 5에 나타낸 공정으로 실행된다. 스텝 S1에서 처음에는 MPU(31)에 설치된 인코더용 카운터를 리세트한다. 프로브(36)를 피검체(38)상에서 주사하여 이동시킬 때, 프로브(36)의 이동량(위치)의 데이터를 얻을 수 있다. 판단스텝 S2에서는 인코더(51)로부터의 출력펄스에 의거하여 피검체(38)상의 프로브(36)의 위치가 조사된다. 프로브(36)가 측정범위 밖에 있을 때에는 측정을 종료한다. 프로브(36)가 측정범위내에 있을 때에는 묘화위치를 결정한다(스텝 S3). 여기서 묘화위치란 프로브(36)를 주사동작시키기 위한 피검체 표면상의 묘화라인의 의미이다. 그 후, 측정 조작자는 프로브(36)를 쥐고 묘화라인을 따라 그것을 왕복이동시킨다. 상기 1회째 및 2회째의 주사가 행하여진다. 이들 주사에 의해서 얻어진 에코 데이터가 디지탈화되어 상기 파형메모리(40)에 보존된다(스텝 S4). 각 주사에 의한 측정으로 얻어진 결함 에코에 관한 피크 데이터는 각각 축적된다(스텝 S5). 결함 에코에 관한 축적된 피크 데이터는 도 6a와 b에 설명한 바와 같이 B 스코프화상(66)에 동시에 묘화되고, 표시된다(스텝 S6). 이상의 스텝을 반복함으로써 축적형의 B 스코프 화상표시가 행하여진다.

상기 제 l의 실시예에서는 휴대형의 초음파 탐상기에 적용하여 간단하고 용이하게 B 스코프 화상을 표시하는 예를 설명하였으나, 상기 인코더를 이용한 이동거리 계측기를 다른 형식의 다른 초음파 탐상기에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

상기 실시예에 있어서 프로브(36)는 수직 프로브이었으나, 경사각 탐상에 사용되는 경사각 프로브이더라도 좋다. 프로브(36)가 경사각 프로브인 경우에는 C 스코프 화상을 표시할 수 있다. C 스코프 화상의 표시는 피검체의 내부상태의 화상을 작성하도록 통상의 동작으로 얻어진 A 스코프 데이터와, 상기 프로브 이동거리 계측기에 의해서 얻어진 프로브(36)의 이동거리 데이터와의 조합에 대하여 상기의 B 스코프화상 작성프로그램(42d)을 실행함으로서 행하여진다. 이하에 경사각 프로브를 이용하는 경우를 상세하게 설명한다.

도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제 2의 실시예를 설명한다. 이 제 2의 실시예는 경사각 탐상법을 행할 때에 얻어지는 A 스코프 데이터에 의거하여 피검체내부의 상태를 표시하는 화상을 작성한다.

제 2 실시예에서 상기한 제 1의 실시예의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 그 설명은 생략한다. 또 제 2의 실시예에 이용하는 초음파 탐상기 및 신호처리에 관해서는 상기한 제 1의 실시예에 사용한 것과 거의 동등하여 그 설명도 생략한다.

도 7에 나타낸 바와 같이 이 제 2의 실시예에서는 피검체(38A)에 존재하는 결함(71)을 경사각 탐상용 초음파 프로브(36a)를 이용하여 검출한다. 그리고 이 제 2의 실시예에 있어서의 경사각 탐상법에서는 도 7 내지 9에 나타내는 바와 같이 초음파 프로브(36a)를 상면(38a)의 위에서 인코더(51)에 의한 초음파 프로브(36a)의 위치검출방향과 거의 직교하는 X 방향으로 짧은 거리에서 반복주사(도 7중(1)과 (2)사이)시키면서 또한 Y 방향으로 주사(도 7중 거리(L)에서(3)의 방향으로)시켜 그 때 얻어지는 반사 에코(37)의 정보와 인코더(51)로부터의 위치정보를 초음파 탐상기(10)의 장치본체(11)에 입력한다. 반사 에코(37)에 관한 데이터는 미리 설정되는 게이트내의 신호가 입출력 제어회로(32), A/D 변환기(39)를 거쳐 파형메모리(40)에 기억된다. 제 2의 실시예에 있어서의 게이트의 폭은 비교적 넓게 설정된다.

이상과 같이 구성된 제 2 실시예에서는 결함(71)이 깊이 방향으로 길이를 가지고 존재하는 경우, 프로브(36a)의 X 방향에 대한 이동에 따라 도 9의 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에 나타내는 바와 같이 초음파의 전파로의 거리가 변화된다. 즉 I의 노정(路程)은 비교적 짧고, Ⅱ의 노정은 I와 비교하여 길고, 또한 Ⅲ과 비교하여 짧으며, Ⅲ의 위치에서는 가장 길어져 결함(71)으로부터의 반사 에코(37)가 초음파 프로브(36a)에 복귀하는 시간이 다르다. 이 때문에 A 스코프 데이터로서 검출하였을 때, 도 10에 나타내는 바와 같이 각각 초음파 프로브(36a)의 위치에서 결함(71)에 상당하는 신호의 위치가 다르다. 즉 초음파 프로브(36a)가 I의 위치에서는 결함(71)으로부터의 반사 에코(37)가 신호(64-I)로서 검출되고, Ⅱ 및 Ⅲ의 위치에서는 각각 64-Ⅱ, 64-Ⅲ로서 검출된다. 제 2 실시예에서는 도 10에 나타내는 바와 같이 게이트(100)의 폭을 비교적 길게 설정하고, 각각의 반사 에코신호(64-I, 64-Ⅱ, 64-Ⅲ)를 검출가능하게 설정함과 동시에 게이트(100)로 설정되는 역치보다 큰 신호(도 10의 사선부)를 인코더(51)로부터의 위치정보와 대응시켜 모두 파형메모리(40)내에 기억된다. 여기서 상기한 바와 같이 X 방향에 대한 주사동작을 위한 프로브(36a)의 움직임은 매우 작고, 인코더(51)로부터의 출력치는 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ의 위치에서는 거의 동등하다. 이 때문에 파형메모리(40)에 기억한 A 스코프 데이터를 이용하여 결함(71)의 상을 만들면, 도 11에 나타내는 바와 같이 상의 가로방향의 길이가 결함(71)의 깊이(H)이고, 그 세로방향의 길이가 결함(71)의 길이(L71)이다. 따라서 제 2의 실시예에 의한 초음파 탐상기는 경사각 탐상에 의해서 얻어진 A 스코프 데이터로부터 결함(71)의 위치를 검출할 수 있음과 동시에 그 깊이, 길이의 형상에 관해서 정확하게 검출할 수 있다.

다음에 도 12 내지 도 16을 이용하여 본 발명의 제 3의 실시예에 관하여 설명한다.

제 3의 실시예는 피검체(38B)에 있어서의 측정대상 부위에 대하여 그 근방에 끝면(38b2)이 존재하고, 이 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코신호를 파형메모리(40)에 기억되는 점에서 상기한 제 2의 실시예와 다르다. 또 초음파 프로브(36a) 에 의한 Y 방향의 주사는 상면(38b1)의 위에서 끝면(38b2)과 거의 평행되게 행하여진다. 그 밖의 구성 에 관해서는 제 2의 실시예와 기본적으로 동일하다.

이상과 같이 구성된 제 3의 실시예에서는 X 방향의 미소주사에 의해 도 13에 나타내는 바와 같이 결함(71)으로부터의 반사 에코신호(F1, F2)와 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코(B1, B2)가 검출된다. 또한 이 제 3의 실시예에서는 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코신호에 관해서도 파형메모리(40)에 기억되도록 제 2의 실시예와 비교하여 더욱 게이트(100)의 폭은 길게 설정된다. 이 때문에 파형메모리(40)에 기억된 데이터를 화상화한 경우에는 도 14에 나타내는 바와 같이, 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코에 상당하는 부분(101)과, 결함(71)으로부터의 반사 에코에 상당하는 부분(102)이 표시부(21)의 스크린(21a)에 표시된다. 또 도 13에 있어서 F1, B1은 초음파 프로브(36a)가 (1)의 위치에 있는 경우의 결함(71)으로부터의 반사 에코신호 및 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코신호를 나타내고, F2, B2는 초음파 프로브(36a)가 (2)의 위치에 있는 경우의 결함(71)으로부터의 반사 에코신호 및 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코신호를 나타내고, T는 초음파 조사시의 피검체의 표면에서 반사된 에코를 나타내는 신호를 나타낸다.

그런데 상기한 바와 같이 휴대용 초음파 탐상기(10)에서는 수동으로 초음파 프로브(36a)가 조작되기 때문에 주사방향 및 주사위치에 불일치가 생긴다. 예를 들어 도 15에 나타내는 바와 같이 주사가 X 방향으로 크게 어긋난 경우에는 프로브(36a)의 움직임에 따라 결함(71) 및 끝면(38b2)으로부터의 반사 에코신호도 어긋난다. 당연 화상화하였을 때는 도 16에 나타내는 바와 같이 결함(71), 끝면(38b2)에 상당하는 화상(10la, 102a)모두 실체로부터 크게 어긋난 것이 된다. 여기서 끝면(38b2)에 관해서는 그 형상이 외관으로부터 명백하고, 도 16에 의한 결과가 타당한 것인지의 여부가 일목요연하다. 이것에 따라 얻어진 결함데이터도 타당한지의 여부를 판별할 수 있다. 끝면(38b2)은 수동주사의 타당성의 평가에 도움이 되는 피검체의 기준부로서 사용되고, 표시부의 스크린상에 원래의 검사대상인 결함의 화상과 함께 기준부의 상이 표시된다.

제 3 실시예의 초음파 탐상기는 상기한 제 2 실시예에 의한 기술적효과와 함께 끝면(38b2)에 관한 반사 에코데이터의 화상을 만드는 것이 경사각 탐상법에 의해 얻은 데이터가 타당한 것인지의 여부의 용이한 판단을 가능하게 하는 기술적 효과를 가진다. 특히 검사자에 의한 경사각 프로브의 수동주사가 적절하게 행하여졌는 지의 여부를 용이하게 판단하는 것이 가능하다.

상기 실시예에서 사용되는 게이트의 수를 1로 하였으나, 게이트의 수는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 소프트웨어를 이용하여 2 또는 그 이상의 수의 게이트를 준비할 수 있다. 게이트의 수가 2 일때 하나의 게이트는 기준면에 의한 신호를 포함하는 게이트이고, 다른 게이트는 결함에 의한 신호를 포함하는 게이트이도록 설정된다. 각 게이트의 레벨은 인출되는 신호에 따라 결정된다.

상기한 설명에서 분명한 바와 같이 본 발명에 의하면 휴대용 초음파 탐상기가 인코더를 이용하여 실현된 이동거리 계측기를 구비하기 때문에, 해당 초음파 탐상기에 있어서 간단하고 용이한 구성으로 B 스코프화상 및 경사각 탐상에 있어서의 화상 등의 내부 스코프화상을 표시하는 것이 가능하고, 결함 에코파형을 용이하게 취득하는 것이 가능하며, 또한 결함위치의 검출 정밀도를 높이는 것이 가능하다.

또한 본 발명은 경사각 탐상법에 의해 얻은 데이터를 화상화하고, 결함위치의 검출 정밀도를 높일 수 있음과 동시에 기준면을 가지는 피검체를 측정하는 경우에, 게이트신호를 기준면으로부터의 반사 에코신호를 포함하는 폭을 가지도록 설정함으로써 경사각 탐상법에 의해 얻은 데이터가 타당한 것인지의 여부를 판단하는 것이 용이해진다.

Claims

이동량을 검출하는 인코더와, 상기 인코더로부터 출력되는 검출신호에 의거하여 상기 이동량을 계수하는 계수부로 이루어지는 이동거리 계측기와,

상기 인코더내에 편성되는 이동와이어(상기 인코더로부터 출력되는 상기 검출신호는 상기 이동와이어의 이동량에 의해 결정됨)와,

상기 이동와이어의 선단에 연결되는 초음파 프로브와,

상기 초음파 프로브에 의해 피검체를 주사할때, A 스코프 데이터를 만들어내는 초음파 탐상부와,

상기 이동거리 계측기로 계측된 상기 초음파 프로브의 이동거리의 데이터를 입력하는 연산처리부로서 상기 A 스코프 데이터를 상기 초음파 프로브의 상기 이동거리 데이터와 조합함으로써 내부 스코프화상을 작성하는 수단을 포함하는 상기 연산처리부를 구비하고,

상기 피검체의 동일한 곳을 상기 초음파 프로브로 반복하여 주사하면서 결함 에코파형의 피크를 겹쳐서 메모리에 기억하고, 상기 내부 스코프화상으로 2 이상의 결함화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 1항에 있어서,

표시수단을 더 구비하고, 상기 표시수단에 의해서 표시되는 화상에서 한쪽 축이 상기 초음파 프로브의 이동거리를 의미하고, 다른쪽 축이 시간의 함수를 의미하는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 1항에 있어서,

상기 메모리에 기억되는 A 스코프 데이터가, 미리 설정된 게이트신호의 범위내에서 검출된 반사 에코신호에 의거하고 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 3항에 있어서,

상기 게이트 신호의 수는 1인 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 3항에 있어서,

상기 상기 게이트 신호의 수는 2인 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 3항에 있어서,

상기 피검체가 기준면을 가지며, 상기 게이트 신호는 이 기준면으로부터의 반사 에코신호를 포함할 수 있는 폭을 가지도록 세트되는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 1항에 있어서,

상기 초음파 프로브는 수동으로 주사되는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 7항에 있어서,

상기 피검체는 기준부를 가지며, 상기 피검체의 내부상태를 나타내는 화상중에, 원래의 검사대상부의 상과 수동주사의 타당성의 평가에 도움이 되는 상기 기준부의 상이 포함되는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
경사각 탐상용 초음파 프로브와, 상기 초음파 프로브로 피검체를 주사할 때 상기 초음파 프로브로부터 얻어지는 초음파신호에 의거하여 상기 피검체 내부의 상태를 표시하는 표시수단과,

상기 초음파 프로브의 이동량을 검출하는 인코더와, 이 인코더로부터 출력되는 검출신호의 이동량을 계수하는 계수부로 이루어지는 이동거리 계측기와,

상기 초음파 프로브로 피검체를 주사할 때 얻어지는 A 스코프 데이터와 상기이동거리 계측기로부터 출력되는 초음파 프로브의 이동량을 나타내는 신호에 의거하여 상기 피검체의 내부상태를 화상화하기 위한 연산처리부를 구비하여, 상기 연산처리부는 상기 초음파 프로브를 상기 인코더의 가동방향과 다른 방향으로 주사시켰을 때 얻어지는 복수의 A 스코프 데이터를 겹쳐서 메모리에 기억하고,

상기 표시수단은 상기 메모리에 기억한 데이터에 의거하여 상기 피검체의 내부상태를 나타내는 상을 표시하는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 9항에 있어서,

상기 표시수단에 의해서 표시되는 화상에서 한쪽 축이 상기 초음파 프로브의 이동거리를 의미하고, 다른쪽 축이 시간의 함수를 의미하는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 9항에 있어서,

상기 메모리에 기억되는 A 스코프 데이터가, 미리 설정된 게이트신호의 범위내에서 검출된 반사 에코신호에 의거하고 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 11항에 있어서,

상기 게이트신호의 수는 1 인 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 11항에 있어서,

상기 게이트신호의 수는 2 인 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 11항에 있어서,

상기 피검체가 기준면을 가지며, 상기 게이트신호는 이 기준면부터의 반사 에코신호를 포함할 수 있는 폭을 가지도록 세트되는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 9항에 있어서,

상기 초음파 프로브는 수동으로 주사되는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.
제 15항에 있어서,

상기 피검체는 기준부를 가지며, 상기 피검체의 내부상태를 나타내는 화상중에 원래의 검사대상부의 상과 수동주사의 타당성의 평가에 도움이 되는 상기 기준부의 상이 포함되는 것을 특징으로 하는 휴대용 초음파 탐상기.