JPS62191757A - アレイ形探触子の分割駆動制御方法 - Google Patents
アレイ形探触子の分割駆動制御方法Info
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- JPS62191757A JPS62191757A JP61033253A JP3325386A JPS62191757A JP S62191757 A JPS62191757 A JP S62191757A JP 61033253 A JP61033253 A JP 61033253A JP 3325386 A JP3325386 A JP 3325386A JP S62191757 A JPS62191757 A JP S62191757A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 28
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 15
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超音波フェイズドアレイ装置におけるアレイ
形探触子の超音波ビーム制御方法の改良に関するもので
ある。
形探触子の超音波ビーム制御方法の改良に関するもので
ある。
アレイ形探触子を用いた超音波探傷法(以下、超音波フ
ェイズドアレイ法と称する)は、アレイ形探触子を構成
する複数個の微小振動子の送信タイミング及び被検体か
らの反射信号の受信タイミングを制御することにより、
各振動子による超音波信号の位相の重ね合わせにより、
超音波を特定の方向に偏向、集束させたり、あるいは、
高速で走査することが可能であり、また、特定方向の反
射信号を検出することによって探傷を行うものである。
ェイズドアレイ法と称する)は、アレイ形探触子を構成
する複数個の微小振動子の送信タイミング及び被検体か
らの反射信号の受信タイミングを制御することにより、
各振動子による超音波信号の位相の重ね合わせにより、
超音波を特定の方向に偏向、集束させたり、あるいは、
高速で走査することが可能であり、また、特定方向の反
射信号を検出することによって探傷を行うものである。
この様な、超音波フェイズドアレイ法において、アレイ
形探触子からの超音波を送受信する場合、アレイ形探触
子を構成する微小振動子の複数個を群として、かつ、微
小振動子の一個づつをづらしながら、アレイ形探触子の
一端から他端に向けて順次、超音波を送受信してゆく、
いわゆる、リニア走査という公知の超音波ビーム制御が
よく用いられる。例えば、特願昭59−140321に
も記載されている鋼管の超音波探傷における超音波ビー
ム制御方法では、超音波のリニア走査を使用している。
形探触子からの超音波を送受信する場合、アレイ形探触
子を構成する微小振動子の複数個を群として、かつ、微
小振動子の一個づつをづらしながら、アレイ形探触子の
一端から他端に向けて順次、超音波を送受信してゆく、
いわゆる、リニア走査という公知の超音波ビーム制御が
よく用いられる。例えば、特願昭59−140321に
も記載されている鋼管の超音波探傷における超音波ビー
ム制御方法では、超音波のリニア走査を使用している。
第2図は、超音波フェイズドアレイ法による超音波ビー
ムのリニア走査を用いた鋼管斜角探傷例を示している。
ムのリニア走査を用いた鋼管斜角探傷例を示している。
この図において9([lilの小型撮動子1〜9で構成
されるアレイ形探触子10は隣接する3個の振動子を一
組として探触子の一端より他端に向け、振動子を一つづ
つずらしながら超音波の送信及び受信を行なう。この場
合特定の方向αに偏向した細い超音波ビーム11〜17
がアレイ形探触子IOの一端から他端まで走査され、か
つ走査方向の超音波信号が逐次受信される。偏向角αは
、探傷にもちいる屈折角θrに基づいて決定される。屈
折角θrを与える超音波ビームの入射角をθiとすると
、偏向角αで偏向するよう3つの振動子から出る超音波
は各々位相制御され、超音波ビーム11〜17が鋼管1
8の表面に向けて順次送受信されるのである。
されるアレイ形探触子10は隣接する3個の振動子を一
組として探触子の一端より他端に向け、振動子を一つづ
つずらしながら超音波の送信及び受信を行なう。この場
合特定の方向αに偏向した細い超音波ビーム11〜17
がアレイ形探触子IOの一端から他端まで走査され、か
つ走査方向の超音波信号が逐次受信される。偏向角αは
、探傷にもちいる屈折角θrに基づいて決定される。屈
折角θrを与える超音波ビームの入射角をθiとすると
、偏向角αで偏向するよう3つの振動子から出る超音波
は各々位相制御され、超音波ビーム11〜17が鋼管1
8の表面に向けて順次送受信されるのである。
通常の単一の振動子からなる超音波探触子と全体の有効
サイズは同じアレイ形探触子を用いてリニア走査探傷を
行うと、前者の探触子では単一の振動子であるから高い
繰り返し周波数での送受信が可能であるが、後者のアレ
イ形探触子では一端から他端まで多数回の送受信を繰り
返してはじめて前者の探触子と同じ探傷対象領域を探傷
したことになる。即ち、アレイ形探触子の場合超音波を
送受信する繰り返し周波数が低くならざるを得ない。こ
の繰り返し周波数の高低は、探傷対象材が長くかつ連続
的に移送される場合、その探傷速度に大きく影響するこ
とは明らかである。したがって、被検材の移送速度によ
っては、超音波フェイズドアレイ法では探傷困難となる
ケースが生じてしまう。
サイズは同じアレイ形探触子を用いてリニア走査探傷を
行うと、前者の探触子では単一の振動子であるから高い
繰り返し周波数での送受信が可能であるが、後者のアレ
イ形探触子では一端から他端まで多数回の送受信を繰り
返してはじめて前者の探触子と同じ探傷対象領域を探傷
したことになる。即ち、アレイ形探触子の場合超音波を
送受信する繰り返し周波数が低くならざるを得ない。こ
の繰り返し周波数の高低は、探傷対象材が長くかつ連続
的に移送される場合、その探傷速度に大きく影響するこ
とは明らかである。したがって、被検材の移送速度によ
っては、超音波フェイズドアレイ法では探傷困難となる
ケースが生じてしまう。
本発明は、アレイ形探触子からの超音波ビーム送受信に
当り、該アレイ形探触子を構成する微小振動子の駆動開
始点を被数個所となるよう分割駆動することによって分
割駆動状況分の繰り返し周波数を高めることができる。
当り、該アレイ形探触子を構成する微小振動子の駆動開
始点を被数個所となるよう分割駆動することによって分
割駆動状況分の繰り返し周波数を高めることができる。
本発明によれば、超音波フェイズドアレイ法でのリニア
走査探傷において、アレイ形探触子への送受信の繰り返
し周波数を高めることができるため、より高速で移送さ
れる被検材あるいは、逆に、停止した長さを有する被検
材上を高速でアレイ形探触子を移動することにより、通
常の単一の超音波探触子での探信速度に近い高速探傷が
実現できる。
走査探傷において、アレイ形探触子への送受信の繰り返
し周波数を高めることができるため、より高速で移送さ
れる被検材あるいは、逆に、停止した長さを有する被検
材上を高速でアレイ形探触子を移動することにより、通
常の単一の超音波探触子での探信速度に近い高速探傷が
実現できる。
以下、具体的実施例を用いて詳細に説明する。
第1図は、本発明によるアレイ形探触子での分割駆動に
よるリニア走査時の超音波ビーム制御方法の説明図であ
る。第1図(alは、アレイ形探触子の各微小振動子群
についての分割駆動状況の説明図であり、第1図(b)
は、アレイ形探触子の各微小振動子群から分割駆動によ
って発射される超音波ビームが鋼管に投入される状況を
模擬した説明図である。
よるリニア走査時の超音波ビーム制御方法の説明図であ
る。第1図(alは、アレイ形探触子の各微小振動子群
についての分割駆動状況の説明図であり、第1図(b)
は、アレイ形探触子の各微小振動子群から分割駆動によ
って発射される超音波ビームが鋼管に投入される状況を
模擬した説明図である。
第1図(alでは、3211i1の微小1辰動子19〜
50で構成されるアレイ形探触子51は8個の微小振動
子群52′〜64’、52”〜62“の52′。
50で構成されるアレイ形探触子51は8個の微小振動
子群52′〜64’、52”〜62“の52′。
52“の振動子群を分割並行駆動開始群として、64′
、64“の振動子群に向けて順次超音波の送受信を行な
ってゆ(ことを示している。第1図(blでは、上記、
アレイ形探触子51の分割並行駆動群によって鋼管65
に向けて順次、送信される超音波ビーム66〜78.6
6′〜78′を示しており、66“〜78” 、 6
6”〜78″は分割並行駆動によって送信された超音波
ビームの入射点を示している。この様に、アレイ形探触
子51を二分割駆動して探傷を行なえば、従来のリニア
走査探傷に比べ2倍の繰り返し周波数での探傷が可能と
なる。第3図は超音波フェイズドアレイ装置での鋼管探
傷のブロック図を示す。
、64“の振動子群に向けて順次超音波の送受信を行な
ってゆ(ことを示している。第1図(blでは、上記、
アレイ形探触子51の分割並行駆動群によって鋼管65
に向けて順次、送信される超音波ビーム66〜78.6
6′〜78′を示しており、66“〜78” 、 6
6”〜78″は分割並行駆動によって送信された超音波
ビームの入射点を示している。この様に、アレイ形探触
子51を二分割駆動して探傷を行なえば、従来のリニア
走査探傷に比べ2倍の繰り返し周波数での探傷が可能と
なる。第3図は超音波フェイズドアレイ装置での鋼管探
傷のブロック図を示す。
上記第1図(a)、 fblで述べた32個の微小振動
子19〜50からなるアレイ形探触子51をもちいて隣
接する8個の微小振動子を一群として探傷する場合を説
明する。第3図で79は微小1辰動子19〜50に励振
するためのパルサー、80は微小振動子19〜50で受
けた超音波信号を受信、増幅するレシーバ−181は各
振動子の励振タイミングを制御する送信制御部、82は
各振動子の受信タイミングを制御する受信制御部であり
、83は送受タイミングの演算および演算結果にしたが
って各部を制御する演算処理部、84は各振動子の受信
した信号を加算し、特定方向の信号を抽出するための加
算処理部、85は超音波ビーム走査断面の映像を形成す
るための表示制御部、86はこれを表示するための表示
器である。
子19〜50からなるアレイ形探触子51をもちいて隣
接する8個の微小振動子を一群として探傷する場合を説
明する。第3図で79は微小1辰動子19〜50に励振
するためのパルサー、80は微小振動子19〜50で受
けた超音波信号を受信、増幅するレシーバ−181は各
振動子の励振タイミングを制御する送信制御部、82は
各振動子の受信タイミングを制御する受信制御部であり
、83は送受タイミングの演算および演算結果にしたが
って各部を制御する演算処理部、84は各振動子の受信
した信号を加算し、特定方向の信号を抽出するための加
算処理部、85は超音波ビーム走査断面の映像を形成す
るための表示制御部、86はこれを表示するための表示
器である。
まず、演算処理部83において、鋼管65とアレイ形探
触子51の幾何学的配置、探傷条件に基づき、各振動子
群より出る超音波ビームの鋼管表面への入射角をすべて
等しくする送信タイミング時間と、これと対応した受信
タイミング時間を演算する。微小振動子19〜50から
なる各振動子群より出る超音波ビームの偏向角が、演算
結果により決定され、超音波ビームが偏向されるよう、
送信制御部81によりパルサー79の励振タイミングが
制御される。微小振動子19〜50で受信された信号は
、レシーバ80を通り、前記演算結果に従って各振動子
からの受信信号が加算されるように受信制御部82で制
御され、それら信号は加算処理部84で加算されること
により、超音波の偏向方向の超音波信号を抽出できる。
触子51の幾何学的配置、探傷条件に基づき、各振動子
群より出る超音波ビームの鋼管表面への入射角をすべて
等しくする送信タイミング時間と、これと対応した受信
タイミング時間を演算する。微小振動子19〜50から
なる各振動子群より出る超音波ビームの偏向角が、演算
結果により決定され、超音波ビームが偏向されるよう、
送信制御部81によりパルサー79の励振タイミングが
制御される。微小振動子19〜50で受信された信号は
、レシーバ80を通り、前記演算結果に従って各振動子
からの受信信号が加算されるように受信制御部82で制
御され、それら信号は加算処理部84で加算されること
により、超音波の偏向方向の超音波信号を抽出できる。
この様な動作を各振動子群52′〜64′、52″〜6
4“において、52′ と52“を並行駆動して順次超
音波ビームをずらしていくことにより、26本の超音波
ビームが走査される。走査される各超音波ビームに対応
した該加算後の受信信号に基づき、表示制御部85によ
り表示器86上に、超音波ビーム走査断面の映像が表示
され、探傷結果を通常のリニア走査探傷の場合に比べて
、2倍の繰り返し周波数で得ることができる。
4“において、52′ と52“を並行駆動して順次超
音波ビームをずらしていくことにより、26本の超音波
ビームが走査される。走査される各超音波ビームに対応
した該加算後の受信信号に基づき、表示制御部85によ
り表示器86上に、超音波ビーム走査断面の映像が表示
され、探傷結果を通常のリニア走査探傷の場合に比べて
、2倍の繰り返し周波数で得ることができる。
以上のように、本発明によれば、超音波フェイズドアレ
イ装置でのリニア走査探傷において、アレイ形探触子の
分割駆動数倍だけ探傷の繰り返し周波数を高めることが
でき、より高速探傷が可能となる。なお実施例では、探
傷対象材として鋼管を用いて説明しているが、他の板、
棒、角材等の探傷にも本発明は有効である。また、第1
図(a)。
イ装置でのリニア走査探傷において、アレイ形探触子の
分割駆動数倍だけ探傷の繰り返し周波数を高めることが
でき、より高速探傷が可能となる。なお実施例では、探
傷対象材として鋼管を用いて説明しているが、他の板、
棒、角材等の探傷にも本発明は有効である。また、第1
図(a)。
fb)ではアレイ形探触子を二分割並行駆動として説明
しているがこの分割数に制限はない。
しているがこの分割数に制限はない。
第1図は本発明によるアレイ形探触子での分書(1駆動
によるリニア走査時の超音波ビーム制御方法の説明図で
、第1図(alはアレイ形探触子の各微小振動子群につ
いての分割駆動状況の説明図、第1図fblは、アレイ
形探触子の各微小振動子群から分割駆動によって発射さ
れる超音波ビームが鋼管に投入される状況を模擬した説
明図である。 第2図は、超音波フェイズドアレイ法による超音波ビー
ムのリニア走査を用いた2、4管斜角探傷例を示す説明
図、第3図は超音波フェイズドアレイ装置での鋼管探傷
のブロック図である。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 手続補正書(自発) 昭和61年 5月 8日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和61年特許願第33253号 2発明の名称 アレイ形探触子の分割駆動制御方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称 (
665)新日本製鐵株式会社 代表者 武 1) 豊 4、代理人 〒101 住 所 東京都千代田区岩本町3丁目4番5号第−東
ビル氏 名 (7017)弁理士 青 柳
稔8、補正の内容 (1)明細書第2頁14行の「重ね合わせによ如、」を
「重ね合わせが可能である。故に、」に補正する。 (2)同第5頁4行の「被数個所」を「複数個所」に補
正する。 (3)同第6頁8行の「52“〜62“」を「52″〜
64″」に補正する。 (4)図面第3図を別紙のとおり補正する。
によるリニア走査時の超音波ビーム制御方法の説明図で
、第1図(alはアレイ形探触子の各微小振動子群につ
いての分割駆動状況の説明図、第1図fblは、アレイ
形探触子の各微小振動子群から分割駆動によって発射さ
れる超音波ビームが鋼管に投入される状況を模擬した説
明図である。 第2図は、超音波フェイズドアレイ法による超音波ビー
ムのリニア走査を用いた2、4管斜角探傷例を示す説明
図、第3図は超音波フェイズドアレイ装置での鋼管探傷
のブロック図である。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 手続補正書(自発) 昭和61年 5月 8日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和61年特許願第33253号 2発明の名称 アレイ形探触子の分割駆動制御方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町二丁目6番3号名称 (
665)新日本製鐵株式会社 代表者 武 1) 豊 4、代理人 〒101 住 所 東京都千代田区岩本町3丁目4番5号第−東
ビル氏 名 (7017)弁理士 青 柳
稔8、補正の内容 (1)明細書第2頁14行の「重ね合わせによ如、」を
「重ね合わせが可能である。故に、」に補正する。 (2)同第5頁4行の「被数個所」を「複数個所」に補
正する。 (3)同第6頁8行の「52“〜62“」を「52″〜
64″」に補正する。 (4)図面第3図を別紙のとおり補正する。
Claims (1)
- 多数の微小振動子で構成されるアレイ形探触子と該アレ
イ形探触子を励振するパルサーと、前記アレイ形探触子
の受けた信号を受信するレシーバと、アレイ形探触子を
構成する個々の振動子毎の超音波の送信タイミングを制
御する送信制御部と、該振動子毎の受信タイミングを制
御する受信制御部と、該受信制御部により制御された各
振動子の受信信号を加算する加算処理部と、該加算処理
部からの信号に基づいて被検材断面の映像を表示するた
めの制御をする表示制御部と、被検材断面の映像を表示
する表示器と、探傷条件にあわせて送信制御部、受信制
御部、加算処理部、表示制御部に対し、最適な制御値を
演算し、各部の動作を制御する演算処理部とからなる超
音波フェイズドアレイ装置において、アレイ形探触子を
構成する微小振動子を複数の群に分割し、該分割群を並
列に駆動制御することによって、超音波の高速走査を行
なうことを特徴とした超音波ビーム制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61033253A JPS62191757A (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | アレイ形探触子の分割駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61033253A JPS62191757A (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | アレイ形探触子の分割駆動制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62191757A true JPS62191757A (ja) | 1987-08-22 |
Family
ID=12381335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61033253A Pending JPS62191757A (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | アレイ形探触子の分割駆動制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62191757A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0269654A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波検査装置 |
JPH03257363A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探傷装置 |
KR100814091B1 (ko) | 2005-06-13 | 2008-03-14 | 주식회사 인디시스템 | 초음파 발진자 병렬 연결 방식을 이용한 관 이음 융착부검사장치 |
KR100814089B1 (ko) | 2005-06-13 | 2008-03-14 | 주식회사 인디시스템 | 탐촉자 병렬 연결 방식을 이용한 관 이음 융착부 검사장치및 그 방법 |
JP2019174239A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 日本製鉄株式会社 | 超音波探傷方法 |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPS5396285A (en) * | 1977-02-02 | 1978-08-23 | Hitachi Medical Corp | Ultrasonic diagnosing device |
JPS6118860A (ja) * | 1984-07-06 | 1986-01-27 | Nippon Steel Corp | アレイ型探触子をもちいた鋼管の超音波探傷における超音波ビ−ム制御方法 |
-
1986
- 1986-02-18 JP JP61033253A patent/JPS62191757A/ja active Pending
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WO1990002945A1 (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-22 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Ultrasonic wave inspecting apparatus |
EP0396761A1 (en) * | 1988-09-05 | 1990-11-14 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Ultrasonic wave inspecting apparatus |
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JPH03257363A (ja) * | 1990-03-08 | 1991-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波探傷装置 |
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