TW202419867A - 超音波檢查裝置及超音波檢查方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種缺陷部之檢測性能例如可檢測之缺陷尺寸較小、即使為微小缺陷亦可檢測之超音波檢查裝置。超音波檢查裝置(Z)之控制裝置(2)具備信號處理部(250),信號處理部(250)具備:頻率轉換部(230),其將接收探針(121)之接收信號轉換為頻率成分;圖像化部(262),其使用轉換後之上述頻率成分中、藉由頻率參數指定之頻率成分之部分,產生顯示缺陷位置之圖像;及顯示部(263),其進行對於顯示裝置(3)之顯示;顯示部(263)於顯示裝置(3)顯示與由頻率轉換部(230)轉換後之上述頻率成分對應之頻譜,且顯示受理上述頻率參數之輸入之輸入部。
Description
本揭示關於一種超音波檢查裝置及超音波檢查方法。
已知使用超音波束之被檢查體之缺陷部之檢查方法。例如,於被檢查體之內部有空氣等之聲阻抗較小之缺陷部(空洞等)之情形時,因於被檢查體之內部產生聲阻抗之間隙,故超音波束之透過量變小。因此,藉由測量超音波束之透過量,可檢測被檢查體內部之缺陷部。
關於超音波檢查裝置,已知有專利文獻1所記載之技術。於專利文獻1所記載之超音波檢查裝置中,將包含連續之規定個數之負矩形波之矩形波突發信號,施加至與被檢體介隔空氣對向配設之發送超音波探頭。將與被檢體介隔空氣對向配設並由接收超音波探頭於被檢體傳輸之超音波轉換為透過波信號。基於該透過波信號之信號位準,判定被檢體有無缺陷。又,發送超音波探頭及接收超音波探頭將振動子、及於該振動子之超音波之收發側安裝之前面板之聲阻抗,設定得較抵接於被檢體使用之接觸型超音波探頭低。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-128965號公報
[發明所欲解決之問題]
於專利文獻1所記載之超音波檢查裝置中,存在難以檢測被檢查體中之微小缺陷之課題。尤其,於欲檢測之缺陷之尺寸小於超音波束之情形時,缺陷之檢測變得困難。
本揭示所欲解決之課題在於提供一種缺陷部之檢測性能例如可檢測之缺陷尺寸較小、即使為微小缺陷亦可檢測之超音波檢查裝置及超音波檢查方法。
[解決問題之技術手段]
本揭示之超音波檢查裝置係藉由經由流體向被檢查體入射超音波束而進行上述被檢查體之檢查者,具備:掃描測量裝置,其進行上述超音波束對上述被檢查體之掃描及測量;及控制裝置,其控制上述掃描測量裝置之驅動;且上述掃描測量裝置具備:發送探針,其發射上述超音波束;及接收探針,其接收上述超音波束;上述控制裝置具備信號處理部;上述信號處理部具備:頻率轉換部,其將上述接收探針之接收信號轉換為頻率成分;圖像化部,其使用轉換後之上述頻率成分中、藉由頻率參數指定之頻率成分之部分,產生顯示缺陷位置之圖像;及顯示部,其進行對於顯示裝置之顯示;上述顯示部於上述顯示裝置顯示與由上述頻率轉換部轉換後之上述頻率成分對應之頻譜,且顯示受理上述頻率參數之輸入之輸入部。其他解決方法於用於實施發明之形態中後述。
[發明之效果]
根據本揭示,可提供一種缺陷部之檢測性能、例如可檢測之缺陷尺寸較小,即使為微小缺陷亦可檢測之超音波檢查裝置及超音波檢查方法。
以下,一面參照圖式,一面說明用於實施本揭示之形態(稱為實施形態)。但,本揭示不限於以下實施形態,例如可組合不同之實施形態彼此,或於不顯著損害本揭示之效果之範圍內任意變化。又,對相同構件附設相同符號,並省略重複之說明。再者,具有相同功能者附設相同名稱。圖示之內容始終為模式性者,為了方便圖示,有時於不顯著損害本揭示之效果之範圍內根據實際構成變更。
(第1實施形態)
圖1係顯示第1實施形態之超音波檢查裝置Z之構成之圖。於圖1中,掃描測量裝置1以剖面模式圖顯示。於圖1,顯示包含作為紙面左右方向之x軸、作為紙面正交方向之y軸、作為紙面上下方向之z軸之正交3軸之座標系。
超音波檢查裝置Z藉由經由流體F向被檢查體E入射超音波束U(後述)而進行被檢查體E之檢查。流體F例如為水等之液體W(後述)、空氣等之氣體G,被檢查體E存在於流體F中。於第1實施形態中,使用空氣(氣體G之一例)作為流體F。因此,掃描測量裝置1之殼體101之內部成為充滿空氣之空洞。如圖1所示,超音波檢查裝置Z具備掃描測量裝置1、控制裝置2及顯示裝置3。顯示裝置3連接於控制裝置2。
掃描測量裝置1進行超音波束U向被檢查體E之掃描及測量,具備固定於殼體101之試料台102,於試料台102載置被檢查體E。被檢查體E由任意材料構成。被檢查體E例如為固體材料,更具體而言例如為金屬、玻璃、樹脂材料、或CFRP(Carbon-Fiber Reinforced Plastics:碳纖維強化塑膠)等之複合材料等。又,於圖1之例中,被檢查體E於內部具有缺陷部D。缺陷部D(缺陷)為空洞等。缺陷部D之例為空洞、與本應存在之材料不同之異物材等。於被檢查體E中,將缺陷部D以外之部分稱為健全部N。
因缺陷部D與健全部N之構成材料不同,故兩者之間之聲阻抗不同,超音波束U之傳輸特性變化。超音波檢查裝置Z觀測該變化,檢測缺陷部D。
掃描測量裝置1具有發射超音波束U之發送探針110、與接收超音波束U之接收探針121。發送探針110介隔發送探針掃描部103設置於殼體101,發射超音波束U。接收探針121係關於被檢查體E設置於發送探針110之相反側而接收超音波束U、並與發送探針110同軸配置(後述之偏心距離L為零)之接收探針140(同軸配置接收探針)。因此,於本揭示中,發送探針110之發送音軸AX1(音軸)與接收探針140之接收音軸AX2(音軸)之間之偏心距離L(距離。圖23A、圖23B)為零。藉此,可容易設置發送探針110及接收探針140。
此處,「發送探針110之相反側」意指於由被檢查體E劃分之2個空間中、與發送探針110所處之空間相反側(z軸方向上相反側)之空間,並非指x、y座標限定於同一相反側(即,關於xy平面為面對稱之位置)。
於本揭示之例中,以發送探針110之發送音軸AX1相對於試料台102之載置面1021垂直之方式,設置發送探針110。即,以發送音軸AX1成為試料台102之被檢查體E之載置面1021之法線方向之方式,設置發送探針110。如此,於板狀之被檢查體E中,因於被檢查體E之表面垂直配置發送音軸AX1,故有容易理解掃描位置與缺陷部D之位置之對應關係之效果。
但,本揭示並不限定於以發送音軸AX1相對於試料台102之被檢查體E之載置面1021垂直之方式設置發送探針110。即使於發送音軸AX1不相對於試料台102之被檢查體E之載置面1021垂直之情形時,亦有本揭示之效果。於後者之情形時,為了正確知曉缺陷部D之位置,根據發送音軸AX1自垂直方向之斜率,計算發送音軸AX1之路徑即可。
此處,對發送探針110與接收探針121之位置關係進行敘述。將發送探針110之發送音軸AX1與接收探針121之接收音軸AX2之距離如上所述般定義為偏心距離L。於本揭示中,如上所述,偏心距離L被設定為零。即,配置如發送音軸AX1與接收音軸AX2位於同軸上之接收探針121。將此稱為同軸配置。另,於本揭示中,偏心距離L並不限定於0。
於本揭示中,作為接收探針121之配置位置,將於同軸配置發送音軸AX1與接收音軸AX2者稱為同軸配置,將錯開2個音軸(發送音軸AX1及接收音軸AX2)者(即,使之偏心之配置)稱為偏心配置。本揭示於同軸配置接收探針121之情形、與偏心配置之情形之任一情形時均發揮效果。因此,本揭示包含同軸配置及偏心配置之兩者作為接收探針121之配置。偏心配置之具體圖示於圖22以後進行。
於本揭示中,尤其是於指定接收配置位置之情形時,將同軸配置之接收探針121記為接收探針140(同軸配置接收探針),將偏心配置之接收探針121記為接收探針120(偏心配置接收探針)。
於記為接收探針121之情形時,不特別指定同軸配置或偏心配置。
音軸被定義為超音波束U之中心軸。此處,發送音軸AX1被定義為發送探針110發射之超音波束U之傳輸路徑之音軸。換言之,發送音軸AX1係發送探針110發射之超音波束U之傳輸路徑之中心軸。發送音軸AX1如後述之圖21B所示,包含由被檢查體E之界面引起之折射。即,如該圖所示,於自發送探針110發射之超音波束U於被檢查體E之界面折射之情形時,該超音波束U之傳輸路徑之中心(音軸)成為發送音軸AX1。
此外,接收音軸AX2被定義為假定接收探針121發射超音波束U時之虛擬超音波束之傳輸路徑之音軸。換言之,接收音軸AX2係假定接收探針121發射超音波束U時之虛擬超音波束之中心軸。
作為具體例,敘述探頭面為平面狀之非收斂型之接收探針之情形。於該情形時,接收音軸AX2之方向為探頭面之法線方向,通過探頭面之中心點之軸成為接收音軸AX2。於探頭面為長方形之情形時,其中心點被定義為長方形之對角線之交點。
於掃描測量裝置1連接有控制裝置2。控制裝置2控制掃描測量裝置1之驅動,藉由指示發送探針掃描部103及接收探針掃描部104,控制發送探針110及接收探針121之移動(掃描)。藉由發送探針掃描部103及接收探針掃描部104同步於x軸及y軸方向移動,發送探針110及接收探針121於x軸及y軸方向掃描被檢查體E。再者,控制裝置2自發送探針110發射超音波束U,基於自接收探針121取得之信號進行波形解析。另,將發送探針110之掃描方向即x軸及y軸方向之2個軸所形成之平面稱為掃描面。
另,於本揭示中,顯示於被檢查體E經由試料台102固定於殼體101之狀態、即被檢查體E相對於殼體101固定之狀態下,掃描發送探針110與接收探針121之例。與此相反,亦可構成為發送探針110與接收探針121相對於殼體101固定,藉由被檢查體E移動而進行掃描。
於圖示之例中,氣體G(流體F之一例。亦可為液體W(後述))介置於發送探針110與被檢查體E之間、及接收探針121與被檢查體E之間。因此,因可與被檢查體E非接觸地檢查發送探針110及接收探針121,故可順暢且高速地改變xy面內方向之相對位置。即,藉由使流體F介置於發送探針110及接收探針121與被檢查體E之間,可進行順暢之掃描。
發送探針110為收斂型之發送探針110。另一方面,接收探針121使用收斂性與發送探針110相比較緩之探針。於本揭示中,於接收探針121使用探頭面為平面之非收斂型之探針。藉由使用此種非收斂型之接收探針121,可於廣泛之範圍內收集缺陷部D之資訊。
圖2係顯示發送探針110之構造之剖面模式圖。於圖2中,為了簡化,僅圖示所發射之超音波束U之外廓,但實際上,跨及探頭面114之整個區域,於探頭面114之法線向量方向發射多個超音波束U。
發送探針110構成為收斂超音波束U。藉此,可高精度地檢測被檢查體E中之微小缺陷部D。可檢測微小缺陷部D之理由將於後記述。發送探針110具備發送探針殼體115,於發送探針殼體115之內部具備背襯112、振動子111及匹配層113。於振動子111安裝有電極(未圖示),電極藉由引線118連接於連接器116。再者,連接器116藉由引線117連接於電源裝置(未圖示)及控制裝置2。
於本揭示中,發送探針110或接收探針121之探頭面114於具備匹配層113之情形時定義為匹配層113之表面,於不具備匹配層113之情形時定義為振動子111之表面。即,探頭面114於發送探針110之情形時為發射超音波束U之面,於接收探針121之情形時為接收超音波束U之面。
此處,作為比較例,說明先前之超音波檢查之方法。
圖3A係顯示先前之超音波檢查方法中之超音波束U之傳輸路徑之圖,係顯示向健全部N入射時之圖。圖3B係顯示先前之超音波檢查方法中之超音波束U之傳輸路徑之圖,係顯示向缺陷部D入射時之圖。於先前之超音波檢查方法中,例如如專利文獻1所記載般,以發送音軸AX1與接收音軸AX2一致之方式,配置發送探針110及作為接收探針121之接收探針140。
如圖3A所示,於超音波束U入射至被檢查體E之健全部N之情形時,超音波束U通過被檢查體E到達接收探針140。因此,接收信號變大。另一方面,如圖3B所示,於超音波束U入射至缺陷部D之情形時,因藉由缺陷部D阻止超音波束U之透過,故接收信號減少。如此,藉由接收信號之減少而檢測缺陷部D。其如專利文獻1所示。
此處,如圖3A及圖3B所示,藉由於缺陷部D中阻止超音波束U之透過而減少接收信號,將檢測缺陷部D之方法於此稱為「阻止法」。
先前技術之問題點在於,若缺陷尺寸小於束尺寸,則檢測變得困難。參照圖4說明該點。
圖4係顯示被檢查體E內之缺陷部D與超音波束U之相互作用之圖,係顯示接收直達之超音波束U(以下稱為「直達波U3」)之情況之圖。對直達波U3於後記述。此處,考察缺陷部D之大小小於超音波束U之寬度(以下稱為束寬BW)之情形。此處之束寬BW意指到達缺陷部D時之超音波束U之寬度。
又,因圖4模式性顯示缺陷部D附近之微小區域中之超音波束U之形狀,故平行描繪超音波束U,但實際為收斂之超音波束U。再者,圖4中之接收探針121之位置係為了容易理解地說明而記入概念性位置者,接收探針121之位置與形狀未被正確縮放。即,若以缺陷部D與超音波束U之形狀之放大標度尺考慮,則接收探針121位於較圖4所示之位置更於圖式上下方向離開之位置。
於圖4中,顯示使發送音軸AX1與接收音軸AX2一致之阻止法之情形。缺陷部D小於束寬BW之情形時,因一部分超音波束U被阻止故接收信號減少,但不為零。例如,於缺陷部D之剖面積為由束寬BW規定之束剖面積之5%之情形時,因接收信號停留於大致減少5%,故難以檢測缺陷部D。即,如圖4所示之情形時,於缺陷部D存在之部位,接收信號停留於減少5%。如此,於缺陷部D小於束寬BW之情形時,因不與缺陷部D相互作用而通過之束變多,故缺陷之檢測精度降低。
圖5係模式性顯示與缺陷部D相互作用之超音波束U即散射波U1之圖。於本說明書中,將與缺陷部D相互作用之超音波束U稱為散射波U1。因此,本說明書中之「散射波U1」意指與缺陷部D相互作用之超音波。於散射波U1,亦有如圖5所示改變方向之波。又,於散射波U1,亦有因與缺陷部D之相互作用而引起波之相位或頻率之至少一者變化但行進方向不變之波。將不與缺陷部D相互作用而通過之超音波稱為直達波U3。若與直達波U3區別,可僅檢測散射波U1,則可容易檢測較小之缺陷部D。於本揭示中,藉由著眼於頻率之不同,而有效檢測散射波U1。
圖6係超音波檢查裝置Z之功能方塊圖。控制裝置2控制掃描測量裝置1之驅動。控制裝置2具備發送系統210、接收系統220、資料處理部201、掃描控制器204、驅動部202、位置測量部203及信號處理部250。驅動部202例如藉由驅動發送探針110及接收探針121,而變更發送探針110及接收探針121相對於被檢查體E之相對位置。位置測量部203測量掃描位置。掃描控制器204通過驅動部202驅動發送探針110及接收探針121。發送探針110及接收探針121之掃描位置通過位置測量部203輸入至掃描控制器204。
將接收系統220與資料處理部201合稱為信號處理部250。信號處理部250藉由放大處理、頻率選擇處理等,對來自接收探針121之信號進行抽選有意義之資訊之信號處理。
發送系統210係產生對發送探針110之施加電壓之系統。發送系統210具備波形產生器211及信號放大器212。於波形產生器211產生突發波信號。且,產生之突發波信號由信號放大器212放大。自信號放大器212輸出之電壓被施加至發送探針110。
信號處理部250具備資料處理部201與接收系統220。接收系統220係檢測自接收探針121輸出之接收信號之系統。自接收探針121輸出之信號被輸入至信號放大器222並放大。放大後之信號被輸入至頻率轉換部230。頻率轉換部230配備於信號處理部250,將接收探針121之接收信號轉換(信號處理)為頻率成分,於本揭示之例中,將時間區域波形即接收信號轉換為頻率成分。頻率成分係各頻率之成分之大小(頻譜)。作為頻率成分,例如可舉出以複數表現並由實部與虛部之組合表示之方法、由振幅(絕對值)與相位表示之方法等。
頻率轉換部230中之轉換例如可藉由傅立葉轉換執行。又,轉換亦可與僅抽選預先指定之頻率範圍(頻率參數)之頻率成分一起執行。由頻率轉換部230轉換為頻率成分之信號被輸入至資料處理部201。另,頻率轉換部230亦可設置於資料處理部201之內部。即,亦可於資料處理部中轉換為頻率成分。
(頻率成分資料之蓄積)
於本揭示之例中,頻率轉換部230將時間區域波形轉換為頻率成分資料,並配合位置資訊保存於記憶部261。且,圖像化部262於後記述細節,使用轉換後之頻率成分中、藉由頻率參數指定之頻率成分之部分,產生顯示缺陷位置之圖像273(圖13)。即,圖像化部262基於輸入之頻率參數,將信號特徵量圖像化。即,於對被檢查體E進行1次測定之情形時,1次完成向頻率成分資料之轉換,自頻率成分資料進行複數次信號特徵量之抽選。
該構成於以下2點較佳。
第1係計算所需時間。頻率轉換部230中之向頻率成分資料之轉換處理花費時間。典型而言,雖如上所述使用傅立葉轉換,但即使使用作為高速運算法已知之高速傅立葉轉換(FFT:Fast Fourier Transform),該轉換之處理時間亦較長。另一方面,雖信號特徵量之算出使用下述式(1)進行,但該計算所需時間較短。作為典型例,即便對於100列×100行之測定點,處理亦於0.2秒以下結束。
因此,根據本揭示之例,雖於後記述細節,但當「更新」頻率參數時,可獲得瞬間更新之圖像273(圖13)。如此,藉由將頻率成分資料保存於記憶部261,可於短時間內選擇適於提高缺陷檢測性之頻率集合。
第2係資料量之減少。接收探針140之信號波形相對於1個測定位置,於時間區域波形中有10萬點左右,與此相對,於頻率成分資料中有相對於20~100種頻率之複數即可。即,可將對被檢查體E之資料量削減至1/1000左右。如此,亦有可大幅度削減保存於記憶部261之資料量之優點。
資料處理部201亦自掃描控制器204接收掃描位置之資訊。如此,獲得與當前之2維掃描位置(x、y)之接收信號之頻率成分相關之資料(以下稱為頻率成分資料)。資料處理部201將掃描位置(x、y)、與該位置之頻率成分資料建立對應地保存於記憶部261。另,藉由按每個掃描位置決定自頻率成分資料決定之信號特徵量,製作關於缺陷部D之圖像273。
頻率成分資料係與複數個頻率對應之頻率成分。於典型之例中,頻率成分資料係由接收信號之傅立葉轉換獲得之頻譜。如上所述,更佳為頻率成分除振幅(絕對值)外亦包含相位資訊。此與將頻率成分作為複數處理同義。如後所述,藉由亦包含相位資訊,可算出更高性能之信號特徵量。
控制裝置2於本揭示之例中,於構成資料處理部201之記憶部261具備資料庫261a。資料庫261a係對被檢查體E之缺陷部D之檢測精度造成影響之資訊(以下稱為「關於被檢查體E之資訊」)與頻率參數建立了對應者。此處言及之資訊例如包含被檢查體E之檢查條件。根據檢查條件,適當之頻率參數可不同。此處言及之適當之頻率參數係用於將健全部N之頻譜與缺陷部D之頻譜之差分增大至可檢測缺陷部D之程度之頻率參數。頻率參數顯示適於缺陷部D之檢測之頻率集合{ωn}。因此,藉由使用者將檢查條件輸入至輸入部272(圖13),可指定於圖像273(圖13)之製作使用之頻譜之部分。
檢查條件例如包含被檢查體E之材料、被檢查體E之厚度、被檢查體E之構造(例如單層構造或多層構造之區別)、被檢查體E相對於接收探針121及發送探針110之位置(例如z方向之位置)、流體F之種類之至少1者。因該等為可對適當之頻率參數造成影響之資訊,故藉由使用者輸入該等之至少1者,可決定適當之頻率參數。
圖7A係資料庫261a之一例。頻率參數於本揭示之例中,係相對於發送頻率f0(圖10)之比率f/f0之集合。於圖7A所示之例中,與關於被檢查體E之資訊相對之較佳之頻率參數表現為某範圍。此處言及之資訊,作為用於說明之一例,例如為被檢查體E之厚度及材料。由上述圖1所示之超音波檢查裝置Z進行測定,當重複登錄、即更新較佳之頻率參數時,於資料庫261a蓄積資訊。
圖7B係立體顯示圖7A所示之資料庫261a之圖。關於被檢查體E之資訊係具有複數個軸之多維資訊。即,若將關於被檢查體E之資訊分為各成分It[k](k為1以上之整數)表記,則k=1、2、…對應於多維資訊之各軸。於圖7B所示之例中,作為用於說明之一例,It[1]為被檢查體E之厚度,It[2]係被檢查體E之材料。
於圖7A中,將多維資訊即關於被檢查體E之資訊抽象化為1個軸顯示。若具體記述,則如圖7B所示,關於被檢查體E之資訊由複數個軸構成。因此,資料庫261a於本揭示之例中,係如此以多維資訊即檢查體資訊為軸之資料庫。
資料庫261a可以表格形式表示。即,按多維之關於被檢查體E之資訊各者,作為1個記錄(列),亦可製作記述了較佳之頻率參數之表。又,於由電腦等處理資料庫261a之情形時,既可以表形式之資料庫表現,亦可以按多維之關於被檢查體E之資訊各者設為1個記錄之資料庫形式表現。
返回圖6,資料處理部201具備圖像化部262。圖像化部262配備於信號處理部250,使用轉換後之頻率成分中、藉由頻率參數指定之頻率成分之部分,產生顯示缺陷部D之位置(缺陷位置)之圖像273(圖13)。具體而言,圖像化部262於與藉由頻率轉換部230轉換之頻率成分對應之頻譜中、與輸入之頻率參數對應之部分之頻譜中,基於由被檢查體E之缺陷部D引起之信號之變化(變化量),製作圖像273。藉此,可產生圖像273。
此處言及之信號之變化(接收信號之變化)於本揭示之例中為信號特徵量。因此,圖像化部262首先根據與轉換後之頻率成分對應之頻譜中、由使用者輸入之頻率參數之部分,算出信號特徵量。信號特徵量如上所述為表示信號之變化之例如值,係以適當包含缺陷資訊(例如缺陷部D之位置)之方式根據頻率成分資料算出之值。信號特徵量之具體算出方法之例將於後記述。藉由將如此獲得之信號特徵量相對於掃描位置(x、y)繪製,產生存在於被檢查體E內部之缺陷部D之2維圖像(缺陷圖像)。
資料處理部201(信號處理部250)具備進行對於顯示裝置3之顯示之顯示部263。顯示部263將圖像273輸出至顯示裝置3進行顯示。顯示裝置3例如為監視器、顯示器等。於後記述細節,顯示部263於顯示裝置3顯示與由頻率轉換部230轉換之頻率成分對應之頻譜271(圖13)。與此同時,顯示部263於顯示裝置3顯示受理頻率參數之輸入之輸入部272(圖13)。輸入例如由超音波檢查裝置Z之使用者進行,但亦可為來自其他裝置(未圖示)之輸入。於本揭示中,作為一例,說明使用者輸入頻率參數之情形。
藉由一面改變掃描位置(x,y)一面進行以上程序,掃描期望之範圍。當掃描完成時,對應於掃描位置(x,y)之頻率成分資料及信號特徵量保存於資料處理部201內之記憶部261。於本揭示中,每當於掃描位置取得信號時,算出信號特徵量。但,亦可於測定中將頻率成分資料保存於記憶部261,藉由於測定後集中算出信號特徵量而產生缺陷圖像。
(頻率成分資料)
此處,敘述本發明人發現之關於頻率成分資料之見解。基於該見解,亦對信號特徵量之算出方法進行敘述。
於本揭示中,於由傅立葉轉換等將接收信號分解為頻率成分時,將成分強度最大之頻率稱為最大成分頻率。成分強度係以振幅及相位表現頻率成分時之振幅,又,為以複數表示頻率成分時之絕對值。最大強度頻率成分係最大成分頻率下之頻率成分。又,將每個頻率成分之成分強度之分佈稱為頻譜。
圖8係模式性顯示接收信號之頻率成分之分佈(頻譜)之圖。於圖8中,橫軸顯示頻率,縱軸顯示強度(成分強度)。縱軸以對數標度尺顯示,模式性顯示廣泛之強度範圍。
將強度最大之頻率即最大成分頻率設為fm。最大成分頻率fm幾乎等於自發送探針110發送之突發波之基本頻率f0。信號之頻率成分於最大成分頻率fm之前後具有擴展,將其稱為基本波帶W1。
最大成分頻率fm之N倍之頻率(N×fm)之成分為高諧波。最大成分頻率fm之1/N倍之頻率(fm/N)之成分為分諧波。此處,N為N≧2之整數。高諧波、分諧波亦分別具有擴展。於本揭示之例中,於特別強調高諧波、分諧波具有頻率性擴展之情形時,分別稱為高諧波帶、分諧波帶。因此,即使於簡單記為「高諧波」之情形時,亦具有頻率性擴展。高諧波帶、分諧波帶以非線性現象產生,於輸入至被檢查體E之超音波束U之音壓極強之情形時產生。
如本揭示之例所示,於發送探針110與被檢查體E之間介隔氣體G之情形時,因一般而言難以於被檢查體E之內部入射音壓較強之超音波束U,故大多無法觀測高諧波帶或分諧波帶之至少一者。即使於本揭示之例中之條件下,高諧波帶及分諧波帶亦為檢測界限以下。
如圖8所示,基本波帶W1於頻率上具有擴展。於基本波帶W1中,將最大成分頻率fm之成分以外之頻率成分稱為「基礎成分W3」。基礎部分W3中亦包含基本波之旁瓣。
於本揭示之例中,信號處理部250藉由自包含最大成分頻率之基本波帶W1之頻率成分中,取出例如藉由使用者輸入之頻率參數而指定之頻率成分,而算出上述信號特徵量。藉由輸入適當之頻率參數,如後所述,可提高缺陷部D之檢測性能。
圖9A顯示以跨越缺陷部D之方式掃描發送探針110及接收探針121時之信號強度資訊之位置之變化。於圖9A中,顯示先前之信號處理方法,即,繪製接收之時間區域波形之峰值間電壓(Peak-to-Peak)之結果。健全部N中之信號強度為v0。另一方面,於與缺陷部D對應之位置(x=0),信號強度降低Δv,可檢測缺陷部D。但,信號強度之變化率(Δv/v0)較小。此處,信號強度之變化率定義為,將缺陷部D中之信號變化量Δv除以健全部N中之信號強度v0之值。
圖9B係根據包含適當之複數個頻率之頻率成分資料算出信號特徵量並繪製之結果。可知缺陷部D場所處之信號強度之變化率(Δv/v0)變大,缺陷部D之檢測性改善。
說明取得圖9A及圖9B之實驗結果之實驗條件。
圖10係對發送探針110施加之突發波之電壓波形。橫軸為時間,縱軸為電壓。施加10波基本頻率f0為0.82 MHz之正弦波。將該10波稱為波束。另,將基本頻率f0之倒數稱為基本週期T0。基本週期T0如該圖所示,係構成1個波束之波之週期。以重複週期Tr=5 ms施加波束。
圖11顯示圖10所示之條件下之接收信號之頻率成分分佈。該圖描繪橫軸為頻率、縱軸為各頻率下之成分強度之實測資料。成分強度最大之0.82 MHz為最大成分頻率fm(圖8)。基本波帶W1(圖8)自0.74 MHz擴展至0.88 MHz,其中最大成分頻率fm除外之成分為基礎成分W3(圖8)。於本揭示之例中,最大成分頻率fm等於發送探針110發送之超音波之基本頻率f0(圖10)。因此,於大多情形,最大成分頻率fm大致等於發送之超音波之基本頻率f0。
圖12係於健全部N(實線)與缺陷部D(虛線)比較接收信號之頻率成分分佈(頻譜)之實測資料之圖。於最大成分頻率fm=0.82 MHz時,成分強度(信號之大小)之差異於健全部N與缺陷部D較小。另一方面,對最大成分頻率fm以外之基礎成分W3、尤其是低頻帶,健全部N與缺陷部D之差變大。差越大,越容易自健全部N之頻譜區分缺陷部D之頻譜,可檢測缺陷部D。因此,於圖12所示之情形時,藉由將頻率參數指定為未達0.82 MHz,可提高缺陷部D之檢測精度。
如此,信號處理部250藉由減少包含最大成分頻率fm(圖8)之基本波帶W1中、最大成分頻率fm之頻率成分,算出表示信號之變化之信號特徵量。且,若如此設定頻率參數算出信號特徵量,則可進一步提高缺陷部D之檢測精度,可獲得進而較佳之效果。即,可減少最大成分頻率fm之頻率成分之影響。「減少」雖為最大成分頻率fm之頻率成分之例如排除,但減少之例不限定於排除。又,雖較佳為完全排除,但亦可僅排除一部分。例如可對接收信號具有之頻率成分(原始頻率成分)進行減少。
又,若以不包含最大成分頻率fm之頻率成分之方式選擇頻率參數,則可獲得進而較佳之效果。即,若根據基本波帶W1之基礎成分W3算出信號特徵量,則可獲得進而較佳之效果。
基本波帶W1之基礎成分W3對缺陷部D敏感變化之理由如以下般考慮。
不與缺陷部D相互作用之直達波U3之波之傳播方向、相位、頻率等不變化。因此,最大成分頻率fm之信號成分中,直達波U3所佔之比例較多。因此,缺陷部D與健全部N之變化較小。
如上述圖5所示,與缺陷部D相互作用之散射波U1既有改變傳播方向之成分,又有傳播方向不變但相位或頻率之至少一者變化之成分。因此,於自最大頻率fm偏移之成分即基本波帶W1之基礎成分W3,與缺陷部D相互作用之超音波束U即散射波U1之成分所佔之比例增加。因此,缺陷部D與健全部N之變化變大。如此,藉由減少最大成分頻率fm之成分,且檢測基本波帶W1之基礎成分W3,可提高缺陷部D之檢測性能。
如該等般,調查接收信號之頻率成分,發明人等發現,與最大成分頻率fm相比,基礎成分W3之健全部N與缺陷部D之差更大。基於該見解發現,藉由抽選健全部N與缺陷部D之差較大之頻率成分(於圖1之例中為小於最大成分頻率fm之頻率區域),並算出信號特徵量,可改善缺陷部D之檢測性。
因此,頻譜包含顯示被檢查體E中之缺陷部D之頻譜(第1頻譜)、與顯示被檢查體E中之缺陷部D以外之部分即健全部N之頻譜(第2頻譜)。藉由包含該等,可判斷第1頻譜與第2頻譜之差之大小。另,第1頻譜於圖12中為虛線圖表。第2頻譜於圖12中為實線圖表。
藉由對缺陷部D以外之健全部N之超音波發射(掃描),例如獲得圖12之實線所示之第2頻譜。另一方面,藉由對缺陷部D之超音波發射(掃描),例如獲得圖12之虛線所示之第1頻譜。因此,藉由對被檢查體E之掃描,於某部分中獲得第1頻譜,又,於某部分中獲得第2頻譜。因此,於藉由掃描獲得之總頻譜包含第1頻譜及第2頻譜。
敘述取得對應於缺陷部D之第1頻譜、與對應於健全部N之第2頻譜之方法。於本揭示之例中,使用缺陷部D之位置已知之標準試驗體,取得缺陷部D之頻譜設為第1頻譜,取得健全部N之頻譜設為第2頻譜。
取得第1頻譜及第2頻譜之方法不限定於使用標準試驗體之方法。例如,首先,掃描被檢查體E,測量各座標位置處之接收信號,使用規定頻率範圍之頻率成分製作缺陷圖像,藉此可特定缺陷部D之位置。隨後,亦可測量缺陷部D與健全部N之頻譜,並分別設為第1頻譜及第2頻譜。藉由基於如此獲得之第1頻譜及第2頻譜,適當再設定用於圖像化之頻率範圍,而可獲得更高精度之缺陷圖像。
且,上述圖像化部262(圖6)於頻譜中與輸入之頻率參數對應之部分之頻譜中,基於第1頻譜與第2頻譜之差分,製作圖像273(圖13)。藉此,可製作適當顯示缺陷部D之位置之圖像273。
(信號特徵量之算出)
敘述於本揭示之例使用之、根據頻率成分資料算出信號特徵量之方法。
此處,為了容易觀察數式,以角頻率ω表示頻率f。角頻率ω為頻率f乘以2π。以H(ω)表示由複數表示之頻率成分。依照下式(1)算出h(t)。
[數1]
[數2]
此處,於式(1)中j為虛數單位,於式(2)中Re[ ]為取出複數之實部之處理。於式(1)中,Σ記號之下標ω顯示累計之角頻率成分之頻率集合。於式(1)中,累計之角頻率成分對藉由使用者輸入之頻率集合{ω}進行。該點為本揭示之特徵之一,如後所述,藉此可更明瞭地獲得缺陷部D之圖像。
由式(2)獲得之h(t)係自藉由使用者輸入之頻率集合合成之時間區域之信號波形。於本揭示之例中,將該h(t)之最大值與最小值之差(Peak-to-Peak值)設為信號特徵量。於本揭示之例中,將最大值與最小值之差(Peak-to-Peak值)簡記為PP值。
於式(1)中,H(ω)及exp(jωt)均為複數,作為複數計算。即,亦考慮頻率成分H(ω)之相位資訊而算出信號特徵量。藉此,因可獲得正確反映缺陷部D之位置資訊之信號特徵量,故而更佳。
於式(1)中,重要的是累計所包含之頻率之集合{ω}之選擇。選擇例如由使用者執行。如自圖12之頻譜可知,若選擇基本波帶W1(圖8)中健全部N與缺陷部D之差較大之部分之頻率範圍,則可更明瞭地獲得缺陷部D之圖像。因此,較佳為使用者輸入健全部N與缺陷部D之差較大之部分之頻率範圍(頻率參數)。此處言及之「較大」例如可採用使用者可明瞭辨識2個頻譜之差異之程度之差異、或預先決定之規定閾值以上等。
另,信號特徵量只要為以適當包含缺陷部D之位置資訊之方式自頻率成分資料算出之值即可,並不限定於上述算出方法。於上述之例中,雖將時間區域之信號波形h(t)之PP值設為信號特徵量,但亦可算出h(t)之絕對值,算出h(t)之面積並設為信號特徵量。此處,面積之算出程序只要以適當之時間間隔對h(t)進行採樣,並算出採樣點處之h(t)之總和即可。又,亦可使用h(t)之平方值代替h(t)之絕對值。此外,亦可代替使用式(1)及式(2),將對輸入之頻率集合{ω}合計頻率成分H(ω)之絕對值之值用作信號特徵量。
(頻率之選擇)
圖13係模式性顯示本揭示之例中之超音波檢查裝置Z之操作畫面270之構成例之圖。操作畫面270藉由顯示部263(圖6)顯示於顯示裝置3(圖6)。如上所述,顯示部263於顯示裝置3顯示與由頻率轉換部230(圖6)轉換後之頻率成分對應之頻譜271、與受理使用者之頻率參數之輸入之輸入部272。於本揭示之例中,顯示部263於顯示裝置3顯示超音波檢查裝置Z之操作畫面270,且於操作畫面270顯示頻譜271及輸入部272。藉此,使用者可一面確認包含頻譜271之操作畫面270,一面操作輸入部272。
於圖13所示中,於左側顯示圖像273,該圖像273顯示被檢查體E之缺陷部D之位置。於右側之上部顯示頻譜271。此處,因若可顯示檢查位置之複數個部位之頻譜271,則可進行比較,故較佳。尤其,頻譜271包含虛線所示之上述第1頻譜、與實線所示之上述第2頻譜。藉此,使用者可比較頻譜彼此,使用者可輸入適當之頻率成分。但,顯示之頻譜271可為第1頻譜或第2頻譜中之任一者。藉由使用者具有一定程度之經驗,可基於僅任一者之頻率參數,決定較佳之頻率參數。
輸入部272由使用者輸入頻率參數。於本揭示之例中,輸入部272係藉由可調整長度及位置之滑動條構成之頻率選擇部。藉由使用者例如使用滑鼠、鍵盤等將滑動條之長度及位置調整為與頻譜之頻率位置對應之位置,而可輸入用於抽選信號特徵量之頻率範圍(頻率集合)。此處輸入之頻率範圍為頻率參數。
當使用者選擇(輸入之一形態)頻率並按下更新按鈕274時,圖像化部262(圖6)使用新選擇之頻率集合{ωn},藉由上述方法按每個掃描位置算出信號特徵量。圖像化部262藉由相對於掃描位置(x,y)繪製信號特徵量,而產生被檢查體E內部之缺陷部D之2維圖像即圖像273。顯示部263於顯示裝置3顯示圖像273。使用者視認基於新算出之信號特徵量之圖像273,若需要,則再次調整輸入部272,更新信號特徵量。
藉由如此設定算出信號特徵量之頻率參數(頻率集合{ωn}),可增大顯示缺陷部D之圖像273之信號強度之變化率。藉此,可改善區分缺陷部D與健全部N之對比度。又,因信號強度之變化率變高,故可檢測更小之缺陷部D,檢測性能變高。
顯示部263於顯示裝置3顯示受理關於被檢查體E之資訊之輸入部275。此處言及之資訊與於上述資料庫261a說明之資訊相同。於圖13,作為一例,顯示受理被檢查體E之材料、及被檢查體E之形狀(厚度)之輸入部275。另,輸入部275亦可無需顯示於顯示裝置3,例如以設定檔案之形式讀入。於該情形時,輸入部275構成資料處理部201(圖6)之一部分。
適當之頻率參數可如上所述般根據被檢查體E之材料、形狀等變化。又,因頻率參數之組合之數量有多個,故不容易決定適當之頻率參數。因此,於本揭示之例中,藉由顯示複數個位置之頻譜,使用者可比較頻譜彼此而決定頻率參數。藉此,藉由視認基於決定之頻率參數之圖像273,可確認缺陷部D之對比度(容易觀察性)。其結果,可選擇適合獲得缺陷部D之圖像273之頻率集合。因此,提高圖像273之對比度等,可提高缺陷部D之檢測性能。
於本揭示之例中,如圖13所示,頻率參數之輸入使用滑動條,但輸入不限定於滑動條,只要為可輸入之方法則任意。例如,亦可使用滑鼠、鍵盤等輸入期望之頻率之數值等。又,圖12所示之操作畫面270之構成例亦為一例,當然不限定於該配置。
另,作為關於圖13之另一實施形態,顯示部263(圖6)於顯示裝置3顯示輸入部275(第1輸入部),且顯示輸入部272(第2輸入部)。輸入部275受理對被檢查體E中之缺陷部D之檢測精度造成影響之資訊(關於被檢查體E之資訊)。輸入部272受理頻率參數之輸入。輸入例如由使用者進行。於該實施形態中,作為一例,資料庫261a配備於信號處理部250。
頻譜271較佳為顯示,但亦可不顯示。於未顯示之情形時,例如,圖像化部262自資料庫261a(圖6)中通過輸入部275,將與受理之關於被檢查體E之資訊對應之頻率參數決定為初始頻率參數。於無相應之頻率參數之情形時,決定與最接近該資訊之資訊對應之頻率參數。圖像化部262基於決定之頻率參數製作圖像273(圖13)。藉由利用資料庫261a之資訊,可提高缺陷部D之檢測精度。
圖14係另一實施形態之超音波檢查裝置Z之功能方塊圖。信號處理部250具備更新部291(頻率參數更新部)。更新部291自動更新頻率參數。顯示更新部291之更具體之處理之一例。圖像化部262對缺陷部D及健全部N之2點之接收信號,一面變更頻率參數一面算出上述信號特徵量。且,更新部291探索並決定如缺陷部D及健全部N之信號特徵量之差最大之頻率參數。圖像化部262使用如此由更新部291更新之頻率參數製作圖像273。又,如此更新之頻率參數被登錄至資料庫261a,更新資料庫261a。
另,決定之頻率參數亦可顯示於顯示裝置3。又,代替由更新部291自動更新頻率參數,使用者亦可一面觀察圖像273,一面通過輸入部272指定頻率參數。即使如此,亦進一步提高缺陷部D之檢測精度。
另,上述圖13所示之頻譜271之頻率分辨力等亦可與被檢查體E之缺陷檢查時之頻率轉換之分辨力不同。例如,與缺陷檢查時之頻率轉換部230之頻率分辨力相比,亦可更高地測定並顯示圖13所示之頻譜271之頻率分辨力。具體而言,對於缺陷部D及健全部N之代表性之2點,亦可設定為提高頻率轉換部230中之頻率分辨力之條件,並重新測定頻譜。又,亦可將測定頻譜271之頻率範圍較缺陷檢查時之條件更擴大。如此,可基於更詳細之頻譜資訊,設定頻率參數。
圖15係顯示本揭示之例中之處理流程之圖。本揭示之處理大致分為包含測量步驟S1與圖像化步驟S2。於測量步驟S1中,頻率轉換部230(圖6)於各掃描位置(x,y)對超音波束U之接收信號進行頻率轉換(步驟S11)。藉此,頻率轉換部230(圖6)取得頻率成分資料(步驟S12)。
於圖像化步驟S2中,圖像化部262(圖6)使用步驟S12中取得之頻率成分資料,使用作為初始頻率參數預先設定之頻率集合{ω},將圖像273(圖13)圖像化(步驟S21)。圖像化後之圖像273作為操作畫面270(圖6)顯示於顯示裝置3(圖13)。顯示部263(圖6)於顯示裝置3(圖13)顯示頻譜271(圖13)作為操作畫面270(圖6)(步驟S22)。
使用者一面參照顯示於操作畫面270之頻譜271,一面輸入頻率參數(步驟S23)。輸入較佳為選擇如產生適當顯示缺陷部D之圖像273般之適當範圍而進行。具體而言,較佳為選擇缺陷部D之頻譜、與健全部N之頻譜之差分盡可能大之頻率成分。圖像化部262使用重新設定之頻率參數、具體而言為頻率集合{ω},重新計算各掃描位置(x,y)之信號特徵量。圖像化部262使用再計算之信號特徵量更新圖像273(步驟S24)。與此同時,顯示部263於操作畫面270(圖6)顯示更新後之圖像(步驟S24)。
圖16係模式性顯示第2實施形態之操作畫面270之構成例之圖。於第2實施形態中,係在第1實施形態進一步進行頻率參數之學習。
於本揭示之例中,顯示部263(圖6)進而具備登錄按鈕276。如上所述,因適當之頻率參數可根據例如檢查條件等資訊而不同,故不容易輸入適當之頻率參數。換言之,若決定被檢查體E之例如測定條件等之資訊,則可以某種程度預測適當之頻率參數。因此,於本揭示之例中,於由使用者輸入適當之頻率參數後,若由使用者按下登錄按鈕276,則控制裝置2將關於被檢查體E之資訊(檢查條件等)、與輸入之頻率參數建立對應,更新資料庫261a(圖6)。藉此,每當檢查次數增加時,記錄於資料庫261a之資料增加,可容易地基於該資料進行圖像化。因此,可省略使用者對頻譜之確認及輸入之工夫。
圖17係顯示第2實施形態之本實施例之處理流程之圖。於第2實施形態中,除測量步驟S1及圖像化步驟S2外,進而包含學習步驟S3。於學習步驟S3中,藉由將關於被檢查體E之資訊及頻率參數(適當之頻率集合{ωn})登錄至資料庫261a(圖6),學習與關於被檢查體E之資訊建立關聯之頻率參數。即,當由使用者按下登錄按鈕276(圖16)時(步驟S31),控制裝置2(圖6。具體而言為圖像化部262)將關於被檢查體E之資訊、與輸入之頻率參數建立對應,更新資料庫261a(步驟S32)。然後,進行新測定時之初始頻率參數基於該學習之資料庫261a設定(步驟S25)。藉此,即使利用初始頻率參數進行圖像化,亦可獲得性能良好之圖像273。
藉由將頻率參數更新為進一步較佳之頻率集合{ωn},而可將以初始參數圖像化之結果更新為缺陷檢測性更優異之頻率參數。藉由登錄該結果,進一步更新資料庫261a。
本揭示之特徵在於,可將先前由超音波檢查裝置Z之使用者藉由測定之經驗而蓄積之訣竅,作為資料庫261a蓄積於超音波檢查裝置Z。因於超音波檢查裝置Z蓄積測定之訣竅,故越增加測定之次數(經驗),越可提高初始頻率參數下之圖像化結果中之缺陷檢測性能。又,因於超音波檢查裝置Z自身蓄積測定訣竅,故即使使用者改變,亦可自動活用測定訣竅。
圖18係第3實施形態之超音波檢查裝置Z之功能方塊圖。於第3實施形態中,資料庫261a存儲於配備於離開超音波檢查裝置Z之位置之例如伺服器281。超音波檢查裝置Z(尤其是控制裝置2)可連接於網路280。且,超音波檢查裝置Z(尤其是控制裝置2)經由網路280連接於資料庫261a。藉此,不論超音波檢查裝置Z之設置場所,均可利用資料庫261a。尤其,藉由將複數個超音波檢查裝置Z連接於1個資料庫261a,可增加資料庫261a之更新次數,可提高記錄於資料庫261a之資訊之精度。
圖19係顯示第3實施形態之處理流程之圖。大致流程與第2實施形態中之流程(圖17)相同,但於步驟S321中,更新存儲於遠程之伺服器281之資料庫261a(圖18。即線上連接之資料庫261a)。
另,控制裝置2(圖6)可將資料庫261a(圖6)配備為本地,且此外,控制裝置2可經由網路280以線上連接於遠程之資料庫261a。藉此,藉由線上連接而連接本地之資料庫261a之內容,可更新線上之資料庫261a。
(第4實施形態。接收探針121之焦點距離)
於第4實施形態中,接收探針121之焦點距離R2進而較佳為較發送探針110之焦點距離R1長。其原因在於,如此,如後所述,可檢測更多散射波U1之成分。如上所述,因散射波U1係與缺陷部D相互作用之超音波束U,故散射波U1之成分之比例越增加,越容易檢測缺陷部D。
使用圖20A及圖20B,敘述使接收探針121之焦點距離較長時可檢測較多散射波成分之理由。
圖20A係於第4實施形態中,模式性顯示使發送探針110之焦點距離R1與接收探針121之焦點距離R2相等時之超音波束U之傳播路徑之圖。於圖20B中說明錐形C3。於圖20A所示之例中,自發送探針110發送之超音波束U之收斂點、與自接收探針121虛擬發射之虛擬束之收斂點相同。因此,可有效地接收於缺陷部D傳播方向未變化之超音波束U。另一方面,於缺陷部D傳播方向變化之超音波束U難以檢測。
圖20B係於第4實施形態中,模式性顯示使接收探針121之焦點距離R2較發送探針110之焦點距離R1長時之超音波束U之傳播路徑之圖。接收探針121可檢測自接收探針121虛擬發射之虛擬束之錐形(形狀)C3範圍內之超音波束U。因此,即使為於缺陷部D傳播方向略微變化之散射波U1,只要進入錐形C3之範圍即可檢測。如此,可藉由使接收探針121之焦點距離R2較發送探針110之焦點距離R1長,增加可檢測之散射波U1。如上所述,因散射波U1係與缺陷部D相互作用之波,故可藉此進一步提高缺陷部D之檢測性能。
收斂性之大小關係亦定義為被檢查體E之表面上之超音波束入射面積T1、T2之大小關係。對超音波束入射面積T1、T2進行說明。
圖21係說明發送探針110中之超音波束入射面積T1及接收探針121中之超音波束入射面積T2之關係之圖。發送探針110於被檢查體E之超音波束入射面積T1,係自發送探針110發射之超音波束U於被檢查體E表面之交叉面積。又,接收探針121之超音波束入射面積T2,係假定自接收探針121發射超音波束U時之虛擬超音波束U2與被檢查體E表面之交叉面積。
另,於圖21中,超音波束U之路徑顯示無被檢查體E之情形時之路徑。於有被檢查體E之情形時,因超音波束U於被檢查體E表面折射,故超音波束U於與虛線所示之路徑不同之路徑傳輸。此處,如圖21所示,接收探針121於被檢查體E之超音波束入射面積T2大於發送探針110於被檢查體E之超音波束入射面積T1。藉此,可使接收探針121之收斂性與發送探針110之收斂性相比較緩。
再者,接收探針121之焦點距離R2較發送探針110之焦點距離R1長。即使如此,亦可使接收探針121之收斂性與發送探針110之收斂性相比較緩。此時,自被檢查體E至發送探針110及接收探針121之距離例如均相同,但亦可不相同。
如此,於本揭示之例中,使接收探針121之收斂性與發送探針110之收斂性相比較緩。即,接收探針121之焦點距離R2設定為較發送探針110之焦點距離R1長。其結果,因接收探針121之超音波束入射面積T2變寬,故可檢測寬範圍之散射波U1。藉此,即使散射波U1之傳輸路徑略微變化,亦可由接收探針121檢測散射波U1。其結果,可檢測寬範圍之缺陷部D。
又,接收探針121之焦點P1存在於較發送探針110之焦點P2更靠發送探針110側(於圖示之例中為上方)。藉由如此錯開焦點P1、P2,可容易地由接收探針121接收散射波U1,可容易檢測散射波U1。
另,作為使接收探針121之焦點距離R2較發送探針110之焦點距離R1長之構成,亦可使用非收斂型之探針(未圖示)作為接收探針121。於非收斂型之探針中,因焦點距離R2無限大,故較發送探針110之焦點距離R1長。即,即使為非收斂型之接收探針121,接收探針121之收斂性亦較發送探針110之收斂性變緩。
(第5實施形態)
圖22係顯示第5實施形態中之超音波檢查裝置Z之構成之圖。於第5實施形態中,發送探針110之發送音軸AX1與接收探針121之接收音軸AX2錯開配置。即,第2實施形態中之接收探針121係具有配置於與發送探針110之發送音軸AX1不同之位置之接收音軸AX2之接收探針120(偏心配置接收探針)。因此,發送探針110之發送音軸AX1(音軸)與接收探針120之接收音軸AX(音軸)之間之偏心距離L(距離)大於零。
藉由設為此種配置,可檢測散射波U1中空間方向改變之波。藉由將基於接收信號之頻譜(圖12)之頻率性散射波U1之抽選原理、與利用偏心配置之空間性散射波U1之抽選原理組合,可進一步提高缺陷部D之檢測性。
於第5實施形態中,雖相對於發送探針110於圖22之x軸方向錯開偏心距離L地配置接收探針120,但亦可於圖22之y軸方向錯開之狀態下配置接收探針120。或,亦可於x軸方向於L1,於y軸方向於L2(即,將發送探針110於xy平面之位置設為原點時(L1、L2)之位置)配置接收探針120。
圖23A係說明發送音軸AX1、接收音軸AX2及偏心距離L之圖,係發送音軸AX1及接收音軸AX2於鉛直方向延伸之情形。圖23B係說明發送音軸AX1、接收音軸AX2及偏心距離L之圖,係發送音軸AX1及接收音軸AX2傾斜延伸之情形。於圖23A及圖23B,作為參考,亦以虛線圖示接收探針140(同軸配置接收探針)。
接收音軸AX2之方向為探頭面114(圖2)之法線方向。其理由在於,自該接收探針121放射之虛擬超音波束U向探頭面114之法線方向出射。於接收超音波束U之情形時,亦可感度良好地接收於探頭面114之法線方向入射之超音波束U。
偏心距離L由發送音軸AX1、與接收音軸AX2偏移之距離定義。因此,如圖23B所示,於自發送探針110發射之超音波束U折射之情形時,偏心距離L由折射之發送音軸AX1、與接收音軸AX2偏移之距離定義。於第5實施形態之超音波檢查裝置Z中,以如此定義之偏心距離L成為大於零之距離之方式,藉由調整偏心距離L之偏心距離調整部105(圖22)調整發送探針110及接收探針120。
於圖23A中,顯示將發送探針110配置於被檢查體E之表面之法線方向之情形。於圖23A及圖23B中,以實線箭頭顯示發送音軸AX1。又,以一點鏈線之箭頭顯示接收音軸AX2。另,於圖23A及圖23B中,虛線所示之接收探針121之位置係偏心距離L為零之位置,發送音軸AX1與接收音軸AX2一致之接收探針121係作為同軸配置接收探針之接收探針140。又,實線所示之接收探針121係配置於大於零之偏心距離L之位置之接收探針120(偏心配置接收探針)。於以發送音軸AX1相對於水平面(圖22之xy平面)垂直之方式設置發送探針110之情形時,超音波束U之傳輸路徑不折射。即,發送音軸AX1不折射。其對應於以發送探針110之發送音軸AX1相對於試料台102之載置面1021垂直之方式,設置發送探針110之情形。
於圖23B中,顯示自被檢查體E之表面之法線方向傾斜角度α配置發送探針110之情形。於圖23B中亦與圖23A同樣,以實線箭頭顯示發送音軸AX1,以一點鏈線之箭頭顯示接收音軸AX2。於圖23B所示之例之情形時,如上所述,超音波束U之傳輸路徑於被檢查體E與流體F之界面以折射角β折射。因此,發送音軸AX1如圖23B之實線箭頭所示般彎折(折射)。於該情形時,虛線所示之接收探針140之位置係因位於發送音軸AX1上故偏心距離L為零之位置。且,如上所述,即使於超音波束U折射之情形時,接收探針120亦以發送音軸AX1與接收音軸AX2之距離為L之方式配置。另,於圖22所示之例中,因於被檢查體E之表面之法線方向設置發送探針110,故偏心距離L如圖23A所示。
偏心距離L進而較佳設定為缺陷部D處之信號強度大於被檢查體E之健全部N處之接收信號之位置。
(第6實施形態)
圖24係顯示第6實施形態中之超音波檢查裝置Z之構成之圖。於第6實施形態中,掃描測量裝置1具備調整接收探針120之斜率之設置角度調整部106。藉此,可增大接收信號之強度,可增大信號之SN比(Signal to Noise比、信噪比)。設置角度調整部106例如均未圖示,但由致動器、馬達等構成。
此處,將發送音軸AX1與接收音軸AX2所成之角度θ定義為接收探針設置角度。於圖24之情形時,因發送探針110設置於鉛直方向故發送音軸AX1為鉛直方向,因此接收探針設置角度即角度θ為發送音軸AX1(即鉛直方向)與接收探針120之探頭面之法線所成之角度。且,藉由設置角度調整部106,使角度θ向發送音軸AX1存在之側傾斜,而將角度θ設定為大於零之值。即,接收探針120傾斜配置。具體而言,接收探針120以滿足0°<θ<90°之方式傾斜配置,角度θ例如為10°,但不限於此。
又,傾斜配置接收探針120之情形時之偏心距離L如下定義。定義接收音軸AX2、與接收探針120之探頭面之交點C2。此外,定義發送音軸AX1、與發送探針110之探頭面之交點C1。將交點C1之位置投影至xy平面之座標位置(x4、y4)(未圖示)、與將交點C2之位置投影至xy平面之座標位置(x5、y5)(未圖示)之距離定義為偏心距離L。
如此傾斜配置接收探針120,於本發明人實際進行缺陷部D之檢測時,接收信號之信號強度相較於θ=0之情形增加至3倍。
圖25係說明產生第6實施形態之效果之理由之圖。散射波U1於自發送音軸AX1偏離之方向傳輸。因此,如圖25所示,於散射波U1到達被檢查體E之外側時,與被檢查體E表面之法線向量具有非零之角度α2而入射至被檢查體E與外部之界面。且,自被檢查體E之表面射出之散射波U1之角度,具有相對於被檢查體E表面之法線方向為非零之出射角即角度β2。於使接收探針120之探頭面之法線向量與散射波U1之行進方向一致時,可最有效地接收散射波U1。即,藉由傾斜配置接收探針120,可增大接收信號強度。
另,當自被檢查體E出射之超音波束U之角度β2、與發送音軸AX1與接收音軸AX2所成之角度θ一致時,接收效果最高。然而,因即使於角度β2與角度θ完全不一致之情形時,亦可獲得接收信號增大之效果,故如圖25所示,角度β2與角度θ亦可不完全一致。
(第7實施形態)
圖26係顯示第7實施形態之超音波檢查裝置Z之構成之圖。於第7實施形態中,流體F為液體W,於圖示之例中為水。超音波檢查裝置Z藉由經由流體F即液體W向被檢查體E入射超音波束U,而進行被檢查體E之檢查。被檢查體E配置於液體W之液面L0下,並浸入液體W。
另,流體F可如上所述為氣體G(圖1),亦可如本實施形態般為液體W(圖26)。但,於使用空氣等之氣體G作為流體F之情形時,根據以下理由,賦予進而較佳之效果。
與液體W中相比,於氣體G中超音波之衰減量更大。已知超音波於氣體G中之衰減量與頻率之平方成正比。因此,為了使超音波於氣體G中傳輸,1 MHz左右為上限。於液體W中之情形時,因5 MHz~數10 MHz之超音波亦傳輸,故於氣體G中可使用之頻率小於液體W中之頻率。
一般而言,若超音波束U之頻率變低,則超音波束U之收斂變得困難。因此,於氣體G中傳輸之1 MHz之超音波束U與液體W中之超音波束U相比,可收斂之束徑變大。另一方面,如上述圖4所示,於先前方法即阻止模式中,難以檢測小於束尺寸之缺陷部D。但,根據本揭示,如上述圖5所示,因增加散射波成分之比例而進行檢測,故可檢測小於束尺寸之缺陷部D。
於使用氣體G作為流體F之情形時,因更難以減小超音波束U之束尺寸,故使本揭示之效果獲得更大之效果。如此,本揭示於使用氣體G作為流體F之情形時,可獲得更佳之效果。
圖27係顯示控制裝置2之硬體構成之圖。上述之各構成、功能、構成方塊圖之各部等,亦可藉由例如由積體電路設計其等之一部分或全部等而以硬體實現。又,如圖27所示,上述之各構成、功能等亦可藉由CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)252等之處理器解釋、執行實現各功能之程式而以軟體實現。控制裝置2例如具備記憶體251、CPU252、記憶裝置253(SSD(Solid State Drive:固態驅動器)、HDD(Hard Disc Drive:硬碟驅動器)等)、通信裝置254及I/F(Interface:介面)255。實現各功能之程式、表、檔案等之資訊除存儲於HDD以外,亦可存儲於記憶體、SSD(Solid State Drive)等之記錄裝置、或IC(Integrated Circuit:積體電路)卡、SD(Secure Digital:保全數位)卡、DVD(Digital Versatile Disc:數位多功能光碟)等之記錄媒體。
圖28係顯示上述各實施形態之超音波檢查方法之流程圖。本揭示之超音波檢查方法可由上述超音波檢查裝置Z之控制裝置2執行,作為一例,適當參照圖1及圖6進行說明。本揭示之超音波檢查方法係藉由經由氣體G(圖1。流體F之一例)向被檢查體E(圖1)入射超音波束U而進行被檢查體E之檢查。另,雖對使用氣體G作為流體F之實施形態說明該超音波檢查方法,但該超音波檢查方法當然對使用液體W(圖24)作為流體F之實施形態亦有效。
本揭示之超音波檢查方法包含步驟S101、S102、S103、S104、S105、S111、S112、S120、S121、S122、S123。首先,根據控制裝置2之指令,發送探針110進行自發送探針110發射超音波束U之步驟S101(發射步驟)。接著,接收探針121進行接收超音波束U之步驟S102(接收步驟)。
隨後,頻率轉換部230進行將於步驟S102接收之超音波束U之信號(例如波形信號)轉換為頻率成分之步驟S103(轉換步驟)。頻率成分資料被發送至資料處理部201,資料處理部201進行自頻率成分資料算出信號特徵量之步驟S104(信號特徵量算出步驟)。具體而言,資料處理部201考慮相位對預先設定之頻率集合之頻率成分進行累計,而算出信號特徵量。
接著,進行步驟S105(形狀顯示步驟)。發送探針110及接收探針121之掃描位置資訊自位置測量部203發送至掃描控制器204。資料處理部201對自掃描控制器204取得之發送探針110之掃描位置資訊,繪製各掃描位置之信號強度資料。如此,根據由信號強度資料決定之頻譜及信號特徵量,執行圖像化。此為步驟S105(形狀顯示步驟)。
另,此處對掃描位置資訊為1維(1方向)之情形、且掃描位置資訊為x、y之2維之情形,藉由繪製信號強度資料,而如圖13所示,缺陷部D顯示為2維之圖像273,並將其顯示於顯示裝置3。
資料處理部201判定掃描是否完成(步驟S111)。於掃描完成之情形時(是(Yes)),控制裝置2結束測定處理(步驟S120)。於掃描未完成之情形時(否(No)),資料處理部201藉由向驅動部202輸出指令,使發送探針110及接收探針121移動至下一掃描位置(步驟S112),將處理返回至步驟S101。以上,於顯示裝置3顯示初次之圖像273(圖13)。
接著,輸入部272(圖13)受理頻率成分中頻率參數之輸入(步驟S121,輸入步驟)。輸入例如由使用者進行。圖像化部262(圖6)使用輸入之頻率參數決定信號特徵量(步驟S122,圖像化步驟)。圖像化部262基於決定之信號特徵量,產生顯示缺陷部D之位置(缺陷位置)之圖像273(圖13)(步驟S122,圖像化步驟)。製作之圖像273顯示於顯示裝置3。當使用者選擇檢查結束時(步驟S123之是),結束一連串之控制。另一方面,若使用者不選擇檢查結束(步驟S123之否),則輸入部272再次受理頻率參數之輸入,故進行步驟S121以後。
根據以上之超音波檢查裝置Z及超音波檢查方法,可提高缺陷部D之檢測性能、例如檢測微小缺陷之性能。
於以上之各實施形態中,雖記載有缺陷部D為空洞之例,但作為缺陷部D,亦可為混入了與被檢查體E之材質不同之材質之異物。於該情形時,亦因於不同材料相接之界面存在聲阻抗之差(Gap),故產生散射波U1,因此上述各實施形態之構成有效。上述各實施形態之超音波檢查裝置Z以超音波缺陷影像裝置為前提,但亦可應用於非接觸直列內部缺陷檢查裝置。
本揭示並非限定於上述之實施形態者,包含各種變化例。例如,上述之實施形態係為了容易理解地說明本揭示而詳細說明者,未必限定於具有說明之全部構成者。又,可將某實施形態之構成之一部分置換為其他實施形態之構成,亦可於某實施形態之構成添加其他實施形態之構成。又,對各實施形態之構成之一部分,可進行其他構成之追加、刪除、置換。
又,於各實施形態中,控制線及資訊線係顯示說明上認為必要者,製品上未必限於顯示所有控制線及資訊線。實際上,可認為幾乎所有構成相互連接。
1:掃描測量裝置
2:控制裝置
3:顯示裝置
101:殼體
102:試料台
103:發送探針掃描部
104:接收探針掃描部
105:偏心距離調整部
106:設置角度調整部
110:發送探針
111:振動子
112:背襯
113:匹配層
114:探頭面
115:發送探針殼體
116:連接器
117:引線
118:引線
120:接收探針
121:接收探針
140:接收探針
201:資料處理部
202:驅動部
203:位置測量部
204:掃描控制器
210:發送系統
211:波形產生器
212:信號放大器
220:接收系統
222:信號放大器
230:頻率轉換部
250:信號處理部
251:記憶體
252:CPU
253:記憶裝置
254:通信裝置
255:I/F
261:記憶部
261a:資料庫
262:圖像化部
263:顯示部
270:操作畫面
271:頻譜
272:輸入部
273:圖像
274:更新按鈕
275:輸入部
276:登錄按鈕
280:網路
281:伺服器
291:更新部
1021:載置面
AX1:發送音軸
AX2:接收音軸
BW:束寬
C1:交點
C2:交點
C3:錐形
D:缺陷部
E:被檢查體
f:頻率
f0:基本頻率
fm:最大成分頻率
F:流體
G:氣體
It[1]:被檢查體之厚度
It[2]:被檢查體之材料
L:偏心距離
L0:液面
N:健全部
P1:焦點
P2:焦點
R1:焦點距離
R2:焦點距離
S1~S3:步驟
S11:步驟
S12:步驟
S21~S25:步驟
S31:步驟
S32:步驟
S101~S105:步驟
S111:步驟
S112:步驟
S120~S123:步驟
S321:步驟
T0:基本週期
T1:超音波束入射面積
T2:超音波束入射面積
Tr:重複週期
U:超音波束
U1:散射波
U2:超音波束
U3:直達波
v0:信號強度
W:液體
W1:基本波帶
W3:基礎成分
Z:超音波檢查裝置
α:角度
α2:角度
β:折射角
β2:角度
θ:角度
Δv:信號變化量
圖1係顯示第1實施形態之超音波檢查裝置之構成之圖。
圖2係顯示發送探針之構造之剖面模式圖。
圖3A係顯示先前之超音波檢查方法中之超音波束之傳輸路徑之圖,係顯示向健全部入射時之圖。
圖3B係顯示先前之超音波檢查方法中之超音波束之傳輸路徑之圖,係顯示向缺陷部入射時之圖。
圖4係顯示被檢查體內之缺陷部與超音波束之相互作用之圖,係顯示接收直達之超音波束之情況之圖。
圖5係模式性顯示與缺陷部相互作用之超音波束即散射波之圖。
圖6係超音波檢查裝置之功能方塊圖。
圖7A係資料庫之一例。
圖7B係立體顯示圖7A所示之資料庫之圖。
圖8係模式性顯示接收信號之頻率成分之分佈(頻譜)之圖。
圖9A顯示以跨越缺陷部之方式掃描發送探針及接收探針時之信號強度資訊之位置之變化。
圖9B係自包含適當之複數個頻率之頻率成分資料算出信號特徵量並繪製之結果。
圖10係對發送探針施加之突發波之電壓波形。
圖11顯示圖10所示之條件下之接收信號之頻率成分分佈。
圖12係於健全部與缺陷部比較接收信號之頻率成分分佈(頻譜)之實測資料之圖。
圖13係模式性顯示本揭示之例中之超音波檢查裝置之操作畫面之構成例之圖。
圖14係另一實施形態之超音波檢查裝置之功能方塊圖。
圖15係顯示本揭示之例中之處理流程之圖。
圖16係模式性顯示第2實施形態之操作畫面之構成例之圖。
圖17係顯示第2實施形態之本實施例之處理流程之圖。
圖18係第3實施形態之超音波檢查裝置之功能方塊圖。
圖19係顯示第3實施形態之處理流程之圖。
圖20A係模式性顯示於第4實施形態中,使發送探針之焦點距離與接收探針之焦點距離相等時之超音波束之傳播路徑之圖。
圖20B係模式性顯示於第4實施形態中,使接收探針之焦點距離較發送探針之焦點距離長時之超音波束之傳播路徑之圖。
圖21係說明發送探針中之超音波束入射面積及接收探針中之超音波束入射面積之關係之圖。
圖22係顯示第5實施形態中之超音波檢查裝置之構成之圖。
圖23A係說明發送音軸、接收音軸及偏心距離之圖,係發送音軸及接收音軸於鉛直方向延伸之情形。
圖23B係說明發送音軸、接收音軸及偏心距離之圖,係發送音軸及接收音軸傾斜延伸之情形。
圖24係顯示第6實施形態中之超音波檢查裝置之構成之圖。
圖25係說明產生第6實施形態之效果之理由之圖。
圖26係顯示第7實施形態中之超音波檢查裝置之構成之圖。
圖27係顯示控制裝置之硬體構成之圖。
圖28係顯示上述各實施形態之超音波檢查方法之流程圖。
1:掃描測量裝置
2:控制裝置
3:顯示裝置
110:發送探針
121:接收探針
140:接收探針
201:資料處理部
202:驅動部
203:位置測量部
204:掃描控制器
210:發送系統
211:波形產生器
212:信號放大器
220:接收系統
222:信號放大器
230:頻率轉換部
250:信號處理部
261:記憶部
261a:資料庫
262:圖像化部
263:顯示部
Z:超音波檢查裝置
Claims (20)
- 一種超音波檢查裝置,其係藉由經由流體向被檢查體入射超音波束而進行上述被檢查體之檢查者,具備: 掃描測量裝置,其進行上述超音波束對上述被檢查體之掃描及測量;及控制裝置,其控制上述掃描測量裝置之驅動;且 上述掃描測量裝置具備: 發送探針,其發射上述超音波束;及接收探針,其接收上述超音波束; 上述控制裝置具備信號處理部; 上述信號處理部具備: 頻率轉換部,其將上述接收探針之接收信號轉換為頻率成分; 圖像化部,其使用轉換後之上述頻率成分中、藉由頻率參數指定之頻率成分之部分,產生顯示缺陷位置之圖像;及 顯示部,其進行對於顯示裝置之顯示; 上述顯示部於上述顯示裝置顯示與由上述頻率轉換部轉換後之上述頻率成分對應之頻譜,且顯示受理上述頻率參數之輸入之輸入部。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述顯示部於上述顯示裝置顯示上述超音波檢查裝置之操作畫面,且於上述操作畫面顯示上述頻譜及上述輸入部。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述接收探針之焦點距離較上述發送探針之焦點距離長。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述接收探針之超音波束入射面積大於上述發送探針之超音波束入射面積。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述流體為氣體。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述控制裝置具備將對上述被檢查體中之缺陷部之檢測精度造成影響之資訊、與上述頻率參數建立對應之資料庫。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述超音波檢查裝置可連接於網路;且 上述控制裝置經由上述網路,連接於將對上述被檢查體中之缺陷部之檢測精度造成影響之資訊、與上述頻率參數建立對應之資料庫。
- 如請求項6之超音波檢查裝置,其中上述控制裝置將上述資訊、與輸入之上述頻率參數建立對應,並更新上述資料庫。
- 如請求項6之超音波檢查裝置,其中上述資訊包含上述被檢查體之檢查條件。
- 如請求項9之超音波檢查裝置,其中上述檢查條件包含上述被檢查體之材料、上述被檢查體之厚度、上述被檢查體之構造、上述被檢查體相對於上述接收探針及上述發送探針之位置、上述流體之種類之至少1者。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述信號處理部藉由自包含最大成分頻率之基本波帶之頻率成分中取出由上述頻率參數指定之頻率成分,算出表示信號之變化之信號特徵量。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述信號處理部藉由減少包含最大成分頻率之基本波帶中、上述最大成分頻率之頻率成分,而算出表示信號之變化之信號特徵量。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述頻譜包含顯示上述被檢查體中之缺陷部之第1頻譜、與顯示上述被檢查體中之缺陷部以外之部分即健全部之第2頻譜。
- 如請求項13之超音波檢查裝置,其中上述圖像化部於上述頻譜中與輸入之上述頻率參數對應之部分之上述頻譜中,基於上述第1頻譜、與上述第2頻譜之差分,製作上述圖像。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述發送探針之音軸與上述接收探針之音軸之間之距離大於零。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中上述發送探針之音軸與上述接收探針之音軸之間之距離為零。
- 如請求項1之超音波檢查裝置,其中以上述發送探針之發送音軸相對於載置上述被檢查體之試料台之載置面垂直之方式,設置上述發送探針。
- 一種超音波檢查裝置,其係藉由經由流體向被檢查體入射超音波束而進行上述被檢查體之檢查者;具備: 掃描測量裝置,其進行對上述被檢查體之上述超音波束之掃描及測量;及控制裝置,其控制上述掃描測量裝置之驅動;且 上述掃描測量裝置具備: 發送探針,其發射上述超音波束;及接收探針,其接收上述超音波束; 上述控制裝置具備信號處理部; 上述信號處理部具備: 頻率轉換部,其將上述接收探針之接收信號轉換為頻率成分; 圖像化部,其使用轉換後之上述頻率成分中、藉由頻率參數指定之頻率成分之部分,產生顯示缺陷位置之圖像; 資料庫,其中對上述被檢查體中之缺陷部之檢測精度造成影響之資訊與上述頻率參數建立了對應;及 顯示部,其進行對於顯示裝置之顯示; 上述顯示部於上述顯示裝置顯示受理對上述被檢查體中之缺陷部之檢測精度造成影響之資訊之第1輸入部。
- 如請求項18之超音波檢查裝置,其中上述超音波檢查裝置可連接於網路;且 上述控制裝置經由上述網路,連接於將對上述被檢查體中之缺陷部之檢測精度造成影響之資訊、與上述頻率參數建立對應之資料庫。
- 一種超音波檢查方法,其特徵在於其係藉由經由流體向被檢查體入射超音波束而進行上述被檢查體之檢查者,具備: 發射步驟,其自發送探針發射超音波束; 接收步驟,其接收上述超音波束; 轉換步驟,其將由上述接收步驟接收之上述超音波束之信號轉換為頻率成分; 輸入步驟,其受理上述頻率成分中頻率參數之輸入;及 圖像化步驟,其使用輸入之頻率參數,產生顯示缺陷位置之圖像。
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