KR20240078123A - Array element converter for ultrasound image-based structural defect inspection - Google Patents
Array element converter for ultrasound image-based structural defect inspection Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240078123A KR20240078123A KR1020220160759A KR20220160759A KR20240078123A KR 20240078123 A KR20240078123 A KR 20240078123A KR 1020220160759 A KR1020220160759 A KR 1020220160759A KR 20220160759 A KR20220160759 A KR 20220160759A KR 20240078123 A KR20240078123 A KR 20240078123A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ultrasonic
- stacks
- array element
- stack
- lens unit
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims description 7
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
- G01N29/0654—Imaging
- G01N29/069—Defect imaging, localisation and sizing using, e.g. time of flight diffraction [TOFD], synthetic aperture focusing technique [SAFT], Amplituden-Laufzeit-Ortskurven [ALOK] technique
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/223—Supports, positioning or alignment in fixed situation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/10—Number of transducers
- G01N2291/105—Number of transducers two or more emitters, two or more receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/10—Number of transducers
- G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기는 초음파 음향 스택들, 렌즈부를 포함할 수 있다. 복수의 초음파 음향 스택들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 배치될 수 있다. 렌즈부는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 하단에 배치되어 상기 복수의 초음파 음향 스택들로부터 제공되는 초음파 신호를 전달할 수 있다. 상기 렌즈부의 제1 렌즈 지름은 상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제1 방향 스택거리보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기는 렌즈부의 제1 렌즈 지름은 상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제1 방향 스택거리보다 크게 형성하고, 렌즈부의 제2 렌즈 지름은 상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제2 방향 스택거리보다 크게 형성하여 주사선 거리를 좁게 유지하면서 동시에 렌즈의 전체 크기를 증가시킴으로써 스캐닝 검사 시간 단축과 더불어 렌즈 측반사 노이즈를 최소화할 수 있다.An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images according to an embodiment of the present invention may include ultrasonic sound stacks and a lens unit. A plurality of ultrasonic acoustic stacks may be arranged along a first direction and a second direction perpendicular to the first direction. The lens unit may be disposed at the bottom of the plurality of ultrasonic sound stacks and transmit ultrasonic signals provided from the plurality of ultrasonic sound stacks. A first lens diameter of the lens unit may be larger than a first direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks disposed along the first direction.
In the array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images according to the present invention, the first lens diameter of the lens unit is formed to be larger than the first direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the first direction. , the second lens diameter of the lens unit is formed to be larger than the second direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the second direction, thereby maintaining the scanning line distance narrow and simultaneously increasing the overall size of the lens, thereby performing scanning. In addition to shortening the inspection time, lens side reflection noise can be minimized.
Description
본 발명은 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기에 관한 것이다. The present invention relates to an array element transducer for structural defect inspection based on ultrasound images.
일반적으로 고주파수 초음파 프로브의 경우 감쇠 값이 매우 낮은 융용 석영(100 MHz에서 0.2 dB/mm 이하)을 렌즈로 사용할 수 있다. 그러나 융용 석영을 사용할 경우 융용 석영(약 11~15 MRayls)과 하우징(약 10~35 MRayls) 또는 융용 석영과 매질(약 1.5 MRayls) 사이의 음향 임피던스 차이로 인해 렌즈 내부에서 초음파 신호가 반사되며, 융용 석영의 낮은 감쇠 값으로 인해 반사 신호가 수신되는 경우 노이즈 역할을 하기 때문에 피검사체의 검사 가능 깊이를 단축시키거나 감도를 저하시켜 검사 품질을 감소시킬 수 있다. 최근, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다. In general, for high-frequency ultrasonic probes, fused quartz with a very low attenuation value (less than 0.2 dB/mm at 100 MHz) can be used as a lens. However, when using fused quartz, the ultrasonic signal is reflected inside the lens due to the difference in acoustic impedance between the fused quartz (approximately 11-15 MRayls) and the housing (approximately 10-35 MRayls) or the fused quartz and the medium (approximately 1.5 MRayls). Due to the low attenuation value of fused quartz, when a reflected signal is received, it acts as noise, which can reduce inspection quality by shortening the testable depth of the inspected object or lowering sensitivity. Recently, various studies are being conducted to solve these problems.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 렌즈부의 제1 렌즈 지름은 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제1 방향 스택거리보다 크게 형성하고, 렌즈부의 제2 렌즈 지름은 상기 제2 방향을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제2 방향 스택거리보다 크게 형성하여 주사선 거리를 좁게 유지하면서 동시에 렌즈의 전체 크기를 증가시킴으로써 스캐닝 검사 시간 단축과 더불어 렌즈 측반사 노이즈를 최소화할 수 있는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is that the first lens diameter of the lens unit is formed to be larger than the first direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the first direction, and the second lens diameter of the lens unit is formed by the first lens diameter of the lens unit. By forming a plurality of ultrasonic sound stacks arranged along two directions to be larger than the second direction stack distance, the scanning line distance is kept narrow and the overall size of the lens is increased, thereby reducing scanning inspection time and minimizing lens side reflection noise. The goal is to provide an array element transducer for structural defect inspection based on ultrasound images.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기는 초음파 음향 스택들, 렌즈부를 포함할 수 있다. 복수의 초음파 음향 스택들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향을 따라 배치될 수 있다. 렌즈부는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 하단에 배치되어 상기 복수의 초음파 음향 스택들로부터 제공되는 초음파 신호를 전달할 수 있다. 상기 렌즈부의 제1 렌즈 지름은 상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제1 방향 스택거리보다 클 수 있다. In order to solve this problem, an array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images according to an embodiment of the present invention may include ultrasonic sound stacks and a lens unit. A plurality of ultrasonic acoustic stacks may be arranged along a first direction and a second direction perpendicular to the first direction. The lens unit may be disposed at the bottom of the plurality of ultrasonic sound stacks and transmit ultrasonic signals provided from the plurality of ultrasonic sound stacks. A first lens diameter of the lens unit may be larger than a first direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks disposed along the first direction.
일 실시예에 있어서, 상기 렌즈부의 제2 렌즈 지름은 상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제2 방향 스택거리보다 클 수 있다. In one embodiment, the second lens diameter of the lens unit may be larger than a second direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks disposed along the second direction.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 각각과 상기 제1 방향을 따라 인접한 제1 방향 인접 스택 사이의 거리는 제1 주사선 간격이고, 상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 각각과 상기 제2 방향으로 인접한 제2 방향 인접 스택 사이의 거리 중 상기 제2 방향 성분에 상응하는 거리는 제2 주사선 간격일 수 있다. In one embodiment, a distance between each of the plurality of ultrasonic acoustic stacks disposed along the first direction and an adjacent stack in the first direction along the first direction is a first scan line spacing, and A distance corresponding to the second direction component of the distance between each of the plurality of disposed ultrasonic sound stacks and a second direction adjacent stack may be a second scan line spacing.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 주사선 간격은 상기 제1 주사선 간격보다 작을 수 있다. In one embodiment, the second scan line spacing may be smaller than the first scan line spacing.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들은 제2 방향을 따라 지그재그(Zigzag) 형태로 배치될 수 있다. In one embodiment, the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the second direction may be arranged in a zigzag shape along the second direction.
일 실시예에 있어서, 상기 렌즈부의 하부영역은 복수의 초음파 음향 스택들의 각각에 상응하는 오목한 형태의 집속영역을 포함할 수 있다. In one embodiment, the lower area of the lens unit may include a concave focus area corresponding to each of a plurality of ultrasonic sound stacks.
일 실시예에 있어서, 상기 배열소자 변환기는 대상체에 따라 결정되는 상기 제1 주사선 간격 및 상기 제2 주사선 간격에 기초하여 상기 복수의 초음파 음향 스택들을 선택적으로 구동하는 제어부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the array element converter may further include a control unit that selectively drives the plurality of ultrasonic sound stacks based on the first and second scan line intervals determined depending on the object.
일 실시예에 있어서, 상기 배열소자 변환기는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 각각과 상기 집속영역이 매칭되도록 가이드 하는 가이드부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the array element converter may further include a guide unit that guides each of the plurality of ultrasonic sound stacks to match the focus area.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 형성되는 상기 렌즈부의 경계면은 상기 초음파 신호가 불규칙하게 반사되도록 불규칙한 형태의 굴곡이 형성될 수 있다. In one embodiment, the boundary surface of the lens unit formed along the second direction may be curved in an irregular shape so that the ultrasonic signal is irregularly reflected.
일 실시예에 있어서, 상기 배열소자 변환기는 상기 초음파 신호에 따라 상기 렌즈부에서 생성되는 노이즈 신호를 미리 저장하는 노이즈 저장부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the array element converter may further include a noise storage unit that pre-stores a noise signal generated in the lens unit according to the ultrasonic signal.
일 실시예에 있어서, 상기 노이즈 신호는 상기 대상체가 배치되지 않은 상태에서 상기 초음파 신호를 송신하고, 상기 렌즈부를 통해서 수신되는 수신 초음파 신호에 기초하여 산출될 수 있다. In one embodiment, the noise signal may be calculated based on the ultrasonic signal being transmitted when the object is not placed and the received ultrasonic signal received through the lens unit.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention are described below, or can be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above, the following effects are achieved.
본 발명에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기는 렌즈부의 제1 렌즈 지름은 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제1 방향 스택거리보다 크게 형성하고, 렌즈부의 제2 렌즈 지름은 제2 방향을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제2 방향 스택거리보다 크게 형성하여 주사선 거리를 좁게 유지하면서 동시에 렌즈의 전체 크기를 증가시킴으로써 스캐닝 검사 시간 단축과 더불어 렌즈 측반사 노이즈를 최소화할 수 있다. In the array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images according to the present invention, the first lens diameter of the lens unit is formed to be larger than the first direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the first direction, and The negative second lens diameter is formed to be larger than the second direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the second direction, thereby maintaining the scanning line distance narrow and increasing the overall size of the lens, thereby reducing scanning inspection time and In addition, lens side reflection noise can be minimized.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 초음파 음향 스택들을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 렌즈부의 지름이 제1 지름인 경우, 렌즈 측반사 노이즈를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 렌즈부의 지름이 제1 지름보다 큰 제2 지름인 경우, 렌즈 측반사 노이즈를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 초음파 음향 스택들이 배치되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 렌즈부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 가이드부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 10은 도 1의 렌즈부에 포함되는 경계면을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 노이즈 저장부를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an array element transducer for structural defect inspection based on ultrasound images according to embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing ultrasonic acoustic stacks included in the array element converter of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram showing lens side reflection noise when the diameter of the lens part included in the array element converter of FIG. 1 is the first diameter.
FIG. 4 is a diagram showing lens side reflection noise when the diameter of the lens part included in the array element converter of FIG. 1 is a second diameter larger than the first diameter.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of arrangement of ultrasonic sound stacks included in the array element converter of FIG. 1 .
FIG. 6 is a diagram for explaining a lens unit included in the array element converter of FIG. 1.
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the control unit included in the array element converter of FIG. 1.
FIG. 8 is a diagram for explaining a guide unit included in the array element converter of FIG. 1.
Figures 9 and 10 are drawings for explaining the boundary surface included in the lens unit of Figure 1.
FIG. 11 is a diagram for explaining a noise storage unit included in the array element converter of FIG. 1.
본 명세서에서 각 도면의 구성 요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.In this specification, it should be noted that when adding reference numbers to the components of each drawing, the same components are given the same number as much as possible even if they are shown in different drawings.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하는 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Unless the context clearly defines otherwise, singular expressions should be understood to include plural expressions, and the scope of rights should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms such as “include” or “have” should be understood as not precluding the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention designed to solve the above problems will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 초음파 음향 스택들을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 렌즈부의 지름이 제1 지름인 경우, 렌즈 측반사 노이즈를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 렌즈부의 지름이 제1 지름보다 큰 제2 지름인 경우, 렌즈 측반사 노이즈를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing an array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images according to embodiments of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing ultrasonic acoustic stacks included in the array element transducer of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing lens side reflection noise when the diameter of the lens part included in the array element converter of FIG. 1 is the first diameter, and FIG. 4 is a diagram showing the lens side reflection noise when the diameter of the lens part included in the array element converter of FIG. 1 is the first diameter. This is a diagram showing lens side reflection noise in the case of a larger second diameter.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기(10)는 초음파 음향 스택들(100), 렌즈부(200)를 포함할 수 있다. 복수의 초음파 음향 스택들(100)은 제1 방향(D1) 및 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 초음파 음향 스택들(100)은 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 내지 제3_3 초음파 음향 스택(US3_3)을 포함할 수 있다. 제1 열(RW1)에는 제1 방향(D1)을 따라 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1), 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2) 및 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3)이 배치될 수 있고, 제2 열(RW2)에는 제1 방향(D1)을 따라 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1), 제2_2 초음파 음향 스택(US2_2) 및 제2_3 초음파 음향 스택(US2_3)이 배치될 수 있다. 또한, 제3 열(RW3)에는 제1 방향(D1)을 따라 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1), 제3_2 초음파 음향 스택(US3_2) 및 제3_3 초음파 음향 스택(US3_3)이 배치될 수 있다. 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)에는 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)이 배치될 수 있다. 여기서, 제2 방향(D2)은 제1 방향(D1)과 정확하게 수직인 방향뿐만 아니라, 제1 방향(D1)과 수직인 방향을 기준으로 일정한 각도 범위내에 있는 방향을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 4 , the array element transducer 10 for structural defect inspection based on ultrasonic images according to an embodiment of the present invention may include ultrasonic sound stacks 100 and a lens unit 200. The plurality of ultrasonic sound stacks 100 may be arranged along the first direction D1 and the second direction D2 perpendicular to the first direction D1. For example, the plurality of ultrasonic sound stacks 100 may include a 1_1st ultrasonic sound stack (US1_1) to a 3_3rd ultrasonic sound stack (US3_3). A 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1), a 1_2 ultrasonic acoustic stack (US1_2), and a 1_3 ultrasonic acoustic stack (US1_3) may be disposed along the first direction D1 in the first row (RW1), and the second row A 2_1st ultrasonic sound stack (US2_1), a 2_2nd ultrasonic sound stack (US2_2), and a 2_3rd ultrasonic sound stack (US2_3) may be disposed in (RW2) along the first direction D1. Additionally, the 3_1st ultrasonic sound stack (US3_1), the 3_2nd ultrasonic sound stack (US3_2), and the 3_3rd ultrasonic sound stack (US3_3) may be disposed in the third row (RW3) along the first direction (D1). The 2_1 ultrasonic sound stack (US2_1) and the 3_1 ultrasonic sound stack (US3_1) may be disposed in the second direction (D2) perpendicular to the first direction (D1) based on the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1). Here, the second direction D2 may include not only a direction exactly perpendicular to the first direction D1, but also a direction within a certain angular range based on the direction perpendicular to the first direction D1.
렌즈부(200)는 복수의 초음파 음향 스택들(100)의 하단에 배치되어 복수의 초음파 음향 스택들(100)로부터 제공되는 초음파 신호(TU)를 전달할 수 있다. 예를 들어, 복수의 초음파 음향 스택들(100)의 각각은 초음파 엘레먼트를 포함할 수 있고, 본 발명의 배열소자 변환기(10)를 포함하는 초음파 장치는 초음파 엘리먼트들을 통해서 초음파 신호를 송수신할 수 있다. 초음파 음향 스택에 포함되는 초음파 엘레먼트를 통해서 송신된 초음파 신호(TU)는 렌즈부(200)를 통해서 대상체(OB)로 전달될 수 있다. The lens unit 200 is disposed at the bottom of the plurality of ultrasonic sound stacks 100 and can transmit ultrasonic signals TU provided from the plurality of ultrasonic sound stacks 100. For example, each of the plurality of ultrasonic sound stacks 100 may include an ultrasonic element, and an ultrasonic device including the array element transducer 10 of the present invention may transmit and receive ultrasonic signals through the ultrasonic elements. . The ultrasonic signal TU transmitted through the ultrasonic element included in the ultrasonic sound stack may be transmitted to the object OB through the lens unit 200.
렌즈부(200)의 제1 렌즈 지름(LR1)은 제1 방향(D1)을 따라 렌즈부(200) 양 끝단 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 렌즈부(200)의 제1 렌즈 지름(LR1)은 제1 방향(D1)을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들(100)에 상응하는 제1 방향(D1) 스택거리보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 열(RW1)에는 제1 방향(D1)을 따라 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1), 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2) 및 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3)이 배치될 수 있다. 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1), 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2) 및 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3)에 상응하는 제1 방향 스택거리(ST1)는 제1 열(RW1)에 양 끝단에 배치되는 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 및 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3) 사이의 거리일 수 있다. The first lens diameter LR1 of the lens unit 200 may represent the distance between both ends of the lens unit 200 along the first direction D1. The first lens diameter LR1 of the lens unit 200 may be larger than the stack distance in the first direction D1 corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks 100 arranged along the first direction D1. For example, the 1_1st ultrasonic sound stack (US1_1), the 1_2nd ultrasonic sound stack (US1_2), and the 1_3rd ultrasonic sound stack (US1_3) may be disposed in the first row (RW1) along the first direction (D1). . The first direction stack distance (ST1) corresponding to the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1), the 1_2 ultrasonic acoustic stack (US1_2), and the 1_3 ultrasonic acoustic stack (US1_3) is disposed at both ends in the first row (RW1) It may be the distance between the 1_1st ultrasonic sound stack (US1_1) and the 1_3rd ultrasonic sound stack (US1_3).
일 실시예에 있어서, 렌즈부(200)의 제2 렌즈 지름(LR2)은 제2 방향(D2)을 따라 렌즈부(200) 양 끝단 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 렌즈부(200)의 제2 렌즈 지름(LR2)은 제2 방향(D2)을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들(100)에 상응하는 제2 방향 스택거리(ST2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제2 방향(D2)을 따라 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)이 배치될 수 있다. 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1), 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)에 상응하는 제2 방향 스택거리(ST2)는 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제2 방향(D2)을 따라 양 끝단에 배치되는 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1) 사이의 거리일 수 있다.In one embodiment, the second lens diameter LR2 of the lens unit 200 may represent the distance between both ends of the lens unit 200 along the second direction D2. The second lens diameter LR2 of the lens unit 200 may be larger than the second direction stack distance ST2 corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks 100 arranged along the second direction D2. For example, the 2_1 ultrasonic sound stack US2_1 and the 3_1 ultrasonic sound stack US3_1 may be arranged along the second direction D2 based on the 1_1 ultrasonic sound stack US1_1. The second direction stack distance (ST2) corresponding to the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1), the 2_1 ultrasonic acoustic stack (US2_1), and the 3_1 ultrasonic acoustic stack (US3_1) is based on the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1). It may be the distance between the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1) and the 3_1 ultrasonic sound stack (US3_1) disposed at both ends along the second direction (D2).
도 3 및 4에서 나타나는 실험결과를 통해서 렌즈부(200)의 렌즈 지름이 넓을수록 렌즈 측반사 노이즈(NO)는 감소하는 것을 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 배열소자 변환기(10)는 렌즈부(200)의 제1 렌즈 지름(LR1)을 제1 방향 스택거리(ST1)보다 길게 형성함으로써 기존의 음향 스택마다 렌즈 경계면(하우징)을 형성하는 경우에 비해서 주사선 거리를 좁게 유지하면서 동시에 렌즈의 전체 크기를 증가시킴으로써 스캐닝 검사 시간 단축과 더불어 렌즈 측반사 노이즈(NO)를 최소화할 수 있다.As can be seen from the experimental results shown in FIGS. 3 and 4 that the wider the lens diameter of the lens unit 200, the lower the lens side reflection noise (NO), the array element converter 10 according to the present invention has a lens unit ( By forming the first lens diameter (LR1) of 200) to be longer than the first direction stack distance (ST1), the scanning line distance is kept narrow compared to the case of forming a lens boundary surface (housing) for each existing acoustic stack, while simultaneously increasing the overall size of the lens. By increasing , the scanning inspection time can be shortened and lens side reflection noise (NO) can be minimized.
도 5는 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 초음파 음향 스택들이 배치되는 일 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 렌즈부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of arrangement of ultrasonic sound stacks included in the array element converter of FIG. 1 , and FIG. 6 is a diagram illustrating a lens unit included in the array element converter of FIG. 1 .
도 1 내지 5를 참조하면, 제1 방향(D1)을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들(100)의 각각과 제1 방향(D1)을 따라 인접한 제1 방향 인접 스택 사이의 거리는 제1 주사선 간격(SC1)일 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 제1 열(RW1)에는 제1 방향(D1)을 따라 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1), 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2) 및 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3)이 배치될 수 있다. 여기서, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제1 방향(D1)을 따라 인접한 제1 방향 인접 스택은 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2)일 수 있고, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 및 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2) 사이의 거리는 제1 주사선 간격(SC1)일 수 있다. 1 to 5, the distance between each of the plurality of ultrasonic acoustic stacks 100 arranged along the first direction D1 and an adjacent stack in the first direction along the first direction D1 is the first scan line. It may be the interval (SC1). For example, in FIG. 2 , a 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1), a 1_2 ultrasonic acoustic stack (US1_2), and a 1_3 ultrasonic acoustic stack (US1_3) are arranged in the first row (RW1) along the first direction (D1). It can be. Here, the first direction adjacent stack along the first direction D1 based on the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1) may be the 1_2 ultrasonic acoustic stack (US1_2), the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1) and the The distance between the 1_2 ultrasonic sound stacks (US1_2) may be the first scan line spacing (SC1).
또한, 제2 방향(D2)을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들(100)의 각각과 제2 방향(D2)으로 인접한 제2 방향 인접 스택 사이의 거리 중 제2 방향(D2) 성분에 상응하는 거리는 제2 주사선 간격(SC2)일 수 있다. 예를 들어, 도 2에서는 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제2 방향(D2)을 따라 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)이 배치될 수 있다. 여기서, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제2 방향(D2)을 따라 인접한 제2 방향 인접 스택은 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1)일 수 있고, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 및 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 사이의 거리는 제2 주사선 간격(SC2)일 수 있다. In addition, it corresponds to the second direction (D2) component of the distance between each of the plurality of ultrasonic acoustic stacks 100 arranged along the second direction (D2) and a second direction adjacent stack in the second direction (D2). The distance may be the second scan line spacing (SC2). For example, in FIG. 2 , the 2_1 ultrasonic sound stack (US2_1) and the 3_1 ultrasonic sound stack (US3_1) may be arranged along the second direction (D2) based on the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1). Here, the adjacent stack in the second direction along the second direction D2 based on the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1) may be the 2_1 ultrasonic acoustic stack (US2_1), and the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1) and the The distance between the 2_1 ultrasonic sound stacks (US2_1) may be the second scan line spacing (SC2).
또한, 예를 들어, 도 5에서는 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제2 방향(D2)을 따라 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)이 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 여기서, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제2 방향(D2)을 따라 인접한 제2 방향 인접 스택은 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1)일 수 있고, 이 경우, 제2 주사선 간격(SC2)은 제1 방향(D1)의 수직인 방향 성분에 해당하는 제1 열(RW1) 및 제2 열(RW2) 사이의 간격일 수 있다. In addition, for example, in FIG. 5, the 2_1 ultrasonic sound stack (US2_1) and the 3_1 ultrasonic sound stack (US3_1) are arranged in a zigzag shape along the second direction (D2) with respect to the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1). It can be. Here, the adjacent stack in the second direction along the second direction D2 based on the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1) may be the 2_1 ultrasonic sound stack (US2_1), and in this case, the second scan line spacing (SC2) may be the interval between the first column (RW1) and the second column (RW2) corresponding to the vertical direction component of the first direction (D1).
일 실시예에 있어서, 제2 주사선 간격(SC2)은 제1 주사선 간격(SC1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)을 기준으로 제1 방향(D1)에 수직인 방향으로 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)이 배치되는 경우, 초음파 음향 스택 자체가 차지하는 면적으로 인하여 촘촘하게 배치하지 못할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1), 제2_1 초음파 음향 스택(US2_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)을 지그재그 형태로 배열하는 경우, 제2 주사선 간격(SC2)을 제1 주사선 간격(SC1)보다 작게 형성함으로써 작은 면적에 보다 많은 초음파 음향 스택을 배치할 수 있다. In one embodiment, the second scan line spacing SC2 may be smaller than the first scan line spacing SC1. For example, when the 2_1 ultrasonic sound stack (US2_1) and the 3_1 ultrasonic sound stack (US3_1) are arranged in a direction perpendicular to the first direction (D1) based on the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1), the ultrasonic sound Due to the area occupied by the stack itself, it may not be possible to place it tightly. In order to solve this problem, when the 1_1 ultrasonic acoustic stack (US1_1), the 2_1 ultrasonic acoustic stack (US2_1), and the 3_1 ultrasonic acoustic stack (US3_1) are arranged in a zigzag shape, the second scan line spacing (SC2) is adjusted to By making it smaller than 1 scan line spacing (SC1), more ultrasonic acoustic stacks can be placed in a small area.
일 실시예에 있어서, 제2 방향(D2)을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들(100)은 제2 방향(D2)을 따라 지그재그(Zigzag) 형태로 배치될 수 있다. In one embodiment, the plurality of ultrasonic sound stacks 100 arranged along the second direction D2 may be arranged in a zigzag shape along the second direction D2.
도 1 내지 6을 참조하면, 렌즈부(200)의 하부영역(210)은 복수의 초음파 음향 스택들(100)의 각각에 상응하는 오목한 형태의 집속영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈부(200)는 하부영역(210)을 포함할 수 있고, 하부영역(210)에는 제1 집속영역(211), 제2 집속영역(212) 및 제3 집속영역(213)을 포함할 수 있다. 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1)은 제1 집속영역(211)을 통해서 초음파 신호(TU)를 대상체(OB)에 집속할 수 있고, 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2)은 제2 집속영역(212)을 통해서 초음파 신호(TU)를 대상체(OB)에 집속할 수 있다. 또한, 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3)은 제3 집속영역(213)을 통해서 초음파 신호(TU)를 대상체(OB)에 집속할 수 있다. 제1 집속영역(211) 내지 제3 집속영역(213)은 오목한 형태로 구성되어 있어 초음파 신호(TU)가 대상체(OB)에 보다 정확하게 집속될 수 있도록 하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 있어서, 상기 렌즈부의 하부영역은 복수의 초음파 음향 스택들의 각각에 상응하는 볼록한 형태의 집속영역을 포함할 수도 있다. Referring to FIGS. 1 to 6 , the lower area 210 of the lens unit 200 may include a concave focus area corresponding to each of the plurality of ultrasonic sound stacks 100. For example, the lens unit 200 may include a lower area 210, and the lower area 210 includes a first focus area 211, a second focus area 212, and a third focus area 213. may include. The 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1) can focus the ultrasonic signal (TU) on the object OB through the first focusing area 211, and the 1_2 ultrasonic sound stack (US1_2) can focus the ultrasonic signal TU on the object OB through the first focusing area 211. Through this, the ultrasound signal (TU) can be focused on the object (OB). Additionally, the 1_3 ultrasonic sound stack US1_3 may focus the ultrasonic signal TU on the object OB through the third focusing area 213. The first to third focusing areas 211 to 213 have a concave shape and can be used to focus the ultrasonic signal TU more accurately on the object OB. Additionally, in one embodiment, the lower area of the lens unit may include a convex focus area corresponding to each of a plurality of ultrasonic sound stacks.
도 7은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 가이드부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the control unit included in the array element converter of FIG. 1, and FIG. 8 is a diagram for explaining the guide unit included in the array element converter of FIG. 1.
도 1 내지 8을 참조하면, 배열소자 변환기(10)는 대상체(OB)에 따라 결정되는 제1 주사선 간격(SC1) 및 제2 주사선 간격(SC2)에 기초하여 복수의 초음파 음향 스택들(100)을 선택적으로 구동하는 제어부(300)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체(OB)의 성질, 형태 및 크기에 따라 제1 주사선 간격(SC1) 및 제2 주사선 간격(SC2)을 달리 구성할 필요가 있을 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 8 , the array element converter 10 generates a plurality of ultrasonic sound stacks 100 based on the first scan line interval SC1 and the second scan line interval SC2 determined according to the object OB. It may further include a control unit 300 that selectively drives . For example, it may be necessary to configure the first scan line interval SC1 and the second scan line interval SC2 differently depending on the nature, shape, and size of the object OB.
이 경우, 제어부(300)를 이용하여 복수의 초음파 음향 스택들(100)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 주사선 간격(SC1)을 넓히고자 하는 경우, 제어부(300)는 제어신호(CS)에 기초하여 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 및 제1_3 초음파 음향 스택(US1_3)을 턴-온하고, 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2)을 턴-오프할 수 있다. 또한, 제2 주사선 간격(SC2)을 넓히고자 하는 경우, 제어부(300)는 제어신호(CS)에 기초하여 제1_1 초음파 음향 스택(US1_1) 및 제3_1 초음파 음향 스택(US3_1)을 턴-온하고, 제1_2 초음파 음향 스택(US1_2)을 턴-오프할 수 있다. In this case, a plurality of ultrasonic sound stacks 100 can be selected using the control unit 300. For example, when it is desired to widen the first scan line spacing (SC1), the control unit 300 turns the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1) and the 1_3 ultrasonic sound stack (US1_3) based on the control signal (CS) - It can be turned on and the 1_2 ultrasonic sound stack (US1_2) can be turned off. In addition, when it is desired to widen the second scan line spacing (SC2), the control unit 300 turns on the 1_1 ultrasonic sound stack (US1_1) and the 3_1 ultrasonic sound stack (US3_1) based on the control signal (CS) and , the 1_2 ultrasonic sound stack (US1_2) can be turned off.
일 실시예에 있어서, 배열소자 변환기(10)는 복수의 초음파 음향 스택들(100)의 각각과 집속영역이 매칭되도록 가이드 하는 가이드부(400)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가이드부(400)는 복수의 가이드 홈(GH)을 포함할 수 있다. 가이드 홈(GH)을 이용해서 초음파 음향 스택을 배치하는 경우, 초음파 음향 스택에 포함되는 엘리먼트로부터 송신되는 초음파 신호(TU)가 보다 정확하게 집속영역에 도달하여 빔집속 성능을 높일 수 있다.In one embodiment, the array element converter 10 may further include a guide unit 400 that guides each of the plurality of ultrasonic sound stacks 100 to match the focus area. For example, the guide unit 400 may include a plurality of guide grooves GH. When arranging an ultrasonic acoustic stack using a guide groove (GH), the ultrasonic signal (TU) transmitted from an element included in the ultrasonic acoustic stack can reach the focusing area more accurately, thereby improving beam focusing performance.
도 9 및 10은 도 1의 렌즈부에 포함되는 경계면을 설명하기 위한 도면들이고, 도 11은 도 1의 배열소자 변환자에 포함되는 노이즈 저장부를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the boundary surface included in the lens unit of FIG. 1, and FIG. 11 is a diagram for explaining the noise storage unit included in the array element converter of FIG. 1.
도 1 내지 11을 참조하면, 제2 방향(D2)을 따라 형성되는 렌즈부(200)의 경계면(260, 270)은 초음파 신호(TU)가 불규칙하게 반사되도록 불규칙한 형태의 굴곡이 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈부(200)의 경계면(260, 270)을 불규칙한 형태로 구성하는 경우, 송신된 초음파 신호(TU)가 렌즈부(200)를 통해서 불규칙하게 산란되어 렌즈 측반사 노이즈(NO)를 감소시킬 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 11, the boundary surfaces 260 and 270 of the lens unit 200 formed along the second direction D2 may be curved in an irregular shape so that the ultrasonic signal TU is reflected irregularly. . For example, when the boundaries 260 and 270 of the lens unit 200 are configured in an irregular shape, the transmitted ultrasonic signal (TU) is irregularly scattered through the lens unit 200, resulting in lens side reflection noise (NO). can be reduced.
일 실시예에 있어서, 배열소자 변환기(10)는 초음파 신호(TU)에 따라 렌즈부(200)에서 생성되는 노이즈 신호를 미리 저장하는 노이즈 저장부(500)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 노이즈 신호는 대상체(OB)가 배치되지 않은 상태에서 초음파 신호(TU)를 송신하고, 렌즈부(200)를 통해서 수신되는 수신 초음파 신호(RU)에 기초하여 산출될 수 있다. 노이즈 저장부에 저장되는 노이즈 신호는 수신 초음파 신호를 신호처리 과정에서 렌즈 측반사 노이즈(NO)를 제거하기 위해서 사용될 수 있다. In one embodiment, the array element converter 10 may further include a noise storage unit 500 that previously stores a noise signal generated in the lens unit 200 according to the ultrasonic signal TU. For example, the noise signal may be calculated based on the ultrasonic signal TU transmitted in a state where the object OB is not placed and the received ultrasonic signal RU received through the lens unit 200 . The noise signal stored in the noise storage unit can be used to remove lens side reflection noise (NO) during signal processing of the received ultrasonic signal.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention are described below, or can be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
10: 배열소자 변환기
100: 초음파 음향 스택들
200: 렌즈부
300: 제어부
400: 노이즈 저장부
10: Array element transducer 100: Ultrasonic acoustic stacks
200: Lens unit 300: Control unit
400: noise storage unit
Claims (12)
상기 복수의 초음파 음향 스택들의 하단에 배치되어 상기 복수의 초음파 음향 스택들로부터 제공되는 초음파 신호를 전달하는 렌즈부를 포함하고,
상기 렌즈부의 제1 렌즈 지름은 상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제1 방향 스택거리보다 큰 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기. a plurality of ultrasonic sound stacks arranged along a first direction and a second direction perpendicular to the first direction;
A lens unit disposed at the bottom of the plurality of ultrasonic sound stacks and transmitting ultrasonic signals provided from the plurality of ultrasonic sound stacks,
An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the first lens diameter of the lens unit is larger than a first direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks disposed along the first direction.
상기 렌즈부의 제2 렌즈 지름은 상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들에 상응하는 제2 방향 스택거리보다 큰 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기. According to paragraph 1,
An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the second lens diameter of the lens unit is larger than a second direction stack distance corresponding to the plurality of ultrasonic sound stacks disposed along the second direction.
상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 각각과 상기 제1 방향을 따라 인접한 제1 방향 인접 스택 사이의 거리는 제1 주사선 간격이고,
상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 각각과 상기 제2 방향으로 인접한 제2 방향 인접 스택 사이의 거리 중 상기 제2 방향 성분에 상응하는 거리는 제2 주사선 간격인 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to paragraph 2,
A distance between each of the plurality of ultrasonic acoustic stacks arranged along the first direction and an adjacent stack in the first direction along the first direction is a first scan line spacing,
The distance corresponding to the second direction component of the distance between each of the plurality of ultrasonic acoustic stacks arranged along the second direction and an adjacent second direction stack adjacent in the second direction is a second scan line interval. Array element transducer for structural defect inspection based on ultrasound images.
상기 제2 주사선 간격은 상기 제1 주사선 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to paragraph 3,
An array element converter for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the second scan line spacing is smaller than the first scan line spacing.
상기 제2 방향을 따라 배치되는 복수의 초음파 음향 스택들은 제2 방향을 따라 지그재그(Zigzag) 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to clause 4,
An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the plurality of ultrasonic sound stacks arranged along the second direction are arranged in a zigzag shape along the second direction.
상기 렌즈부의 하부영역은 복수의 초음파 음향 스택들의 각각에 상응하는 오목한 형태의 집속영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to clause 5,
An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the lower area of the lens unit includes a concave focus area corresponding to each of a plurality of ultrasonic acoustic stacks.
상기 배열소자 변환기는 대상체에 따라 결정되는 상기 제1 주사선 간격 및 상기 제2 주사선 간격에 기초하여 상기 복수의 초음파 음향 스택들을 선택적으로 구동하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to clause 6,
The array element converter further includes a control unit that selectively drives the plurality of ultrasonic sound stacks based on the first scan line interval and the second scan line interval determined according to the object. Ultrasound image-based structural defect inspection Array element converter for.
상기 배열소자 변환기는 상기 복수의 초음파 음향 스택들의 각각과 상기 집속영역이 매칭되도록 가이드 하는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.In clause 7,
The array element transducer further includes a guide unit that guides each of the plurality of ultrasonic acoustic stacks to match the focus area.
상기 제2 방향을 따라 형성되는 상기 렌즈부의 경계면은 상기 초음파 신호가 불규칙하게 반사되도록 불규칙한 형태의 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to clause 8,
An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the boundary surface of the lens unit formed along the second direction is curved in an irregular shape so that the ultrasonic signals are irregularly reflected.
상기 배열소자 변환기는 상기 초음파 신호에 따라 상기 렌즈부에서 생성되는 노이즈 신호를 미리 저장하는 노이즈 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기. According to clause 9,
The array element converter for structural defect inspection based on ultrasonic images, characterized in that the array element converter further includes a noise storage unit that pre-stores a noise signal generated in the lens unit according to the ultrasonic signal.
상기 노이즈 신호는 상기 대상체가 배치되지 않은 상태에서 상기 초음파 신호를 송신하고, 상기 렌즈부를 통해서 수신되는 수신 초음파 신호에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to clause 10,
The noise signal is transmitted in a state in which the object is not placed, and the noise signal is calculated based on the received ultrasonic signal received through the lens unit.
상기 렌즈부의 하부영역은 복수의 초음파 음향 스택들의 각각에 상응하는 볼록한 형태의 집속영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 기반 구조결함 검사를 위한 배열소자 변환기.According to clause 5,
An array element transducer for structural defect inspection based on ultrasonic images, wherein the lower area of the lens unit includes a convex focus area corresponding to each of a plurality of ultrasonic acoustic stacks.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220160759A KR20240078123A (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Array element converter for ultrasound image-based structural defect inspection |
| PCT/KR2022/018931 WO2024111720A1 (en) | 2022-11-25 | 2022-11-28 | Array element transducer for structural defect inspection on basis of ultrasonic images |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220160759A KR20240078123A (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Array element converter for ultrasound image-based structural defect inspection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240078123A true KR20240078123A (en) | 2024-06-03 |
Family
ID=91196261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220160759A KR20240078123A (en) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | Array element converter for ultrasound image-based structural defect inspection |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240078123A (en) |
| WO (1) | WO2024111720A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100532637B1 (en) | 2003-08-20 | 2005-12-06 | (주)카이텍 | Automatic ultrasonic wave apparatus for inspecting welding defect |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08327611A (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-13 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Ultrasonic microscope |
| JP2005175919A (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ultrasonic receiving sensor and device |
| KR101526905B1 (en) * | 2015-02-16 | 2015-06-09 | 삼성전자주식회사 | Photoacoustic probe and photoacoustic apparatus having the same |
| JP6852366B2 (en) * | 2016-11-29 | 2021-03-31 | セイコーエプソン株式会社 | Ultrasonic device and ultrasonic device |
| US10656007B2 (en) * | 2018-04-11 | 2020-05-19 | Exo Imaging Inc. | Asymmetrical ultrasound transducer array |
-
2022
- 2022-11-25 KR KR1020220160759A patent/KR20240078123A/en unknown
- 2022-11-28 WO PCT/KR2022/018931 patent/WO2024111720A1/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100532637B1 (en) | 2003-08-20 | 2005-12-06 | (주)카이텍 | Automatic ultrasonic wave apparatus for inspecting welding defect |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024111720A1 (en) | 2024-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5083568A (en) | Ultrasound diagnosing device | |
| US5563346A (en) | Method and device for imaging an object using a two-dimensional ultrasonic array | |
| EP0372589B1 (en) | Ultrasonic probe | |
| CA2626026C (en) | Ultrasonic testing system and ultrasonic testing technique for pipe member | |
| US4831601A (en) | Apparatus for transmitting and receiving ultrasonic signals | |
| US20040118210A1 (en) | Ultrasonic array sensor, ultrasonic inspection instrument and ultrasonic inspection method | |
| US20080009741A1 (en) | Ultrasonic transducer array, ultrasonic probe, ultrasonic endoscope and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| CN101855572A (en) | An insonification device that includes a three-dimensional network of emitters arranged in at least two concentric spirals, which are designed to generate a beam of high- intensity focussed waves | |
| WO2008010712A1 (en) | System for measuring on a wall of a pipeline with phased array | |
| JP3737557B2 (en) | Test head for ultrasonic inspection | |
| EP2108950B1 (en) | Method and system for acoustic imaging | |
| KR20240078123A (en) | Array element converter for ultrasound image-based structural defect inspection | |
| US4321696A (en) | Ultrasonic transducer using ultra high frequency | |
| EP0373603B1 (en) | Ultrasonic probe | |
| WO2018180697A1 (en) | Defect detecting device, defect detecting method, and program | |
| CN108120766A (en) | The method and device that ultrasonic phase array small angle longitudinal wave detects a flaw to axle body | |
| JP2008286639A (en) | Coupling check method of ultrasonic oblique angle flaw detector | |
| JPH10185881A (en) | Method and device for ultrasonic flaw detection | |
| JP7006444B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method | |
| JP7261299B2 (en) | Ultrasonic inspection system for the space directly above the core | |
| JPH0146027B2 (en) | ||
| JPH0419504B2 (en) | ||
| EP0033751B1 (en) | Ultrasonic transducer using ultra high frequency | |
| CN113959954B (en) | Laser ultrasonic energy compensation method and system for nondestructive testing of pipes | |
| JP7145799B2 (en) | ultrasonic inspection equipment |