(57)【要約】【課題】短時間で且つ容易に被検体内の特異部を精度よく検出することができる超音波検査装置を提供する。【解決手段】被検体Ｍの境界面１５に欠陥部が検出されないうちは、探触子１がデータ取得位置Ｐ１からＰ４までＸ軸方向にデータ取得間隔ＳＸ１で走査され、データ取得位置Ｐ５で境界面１５の欠陥部Ｃが検出されると、Ｘ軸方向のデータ取得間隔が当初のＳＸ１から小さな値のＳＸ２に変更され、欠陥部Ｃが検出される限り、データ取得位置Ｐ６、Ｐ７・・・とデータ取得間隔ＳＸ２で走査が行われる。その後、データ取得位置Ｐ８で欠陥部Ｃが検出されなくなると、再びＸ軸方向のデータ取得間隔がＳＸ２から当初のＳＸ１に戻され、データ取得位置Ｐ９以降の走査が行われる。【選択図】図５
2010085380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対向配置された探触子と、
前記探触子を前記被検体に対して所定の範囲を走査させる走査手段と、
前記探触子から前記被検体に対して超音波信号を送信させると共に所定のデータ取得間隔で設定された複数のデータ取得位置で前記探触子により受信された前記被検体からのエコー信号に基づいて前記被検体内の特異部を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記特異部が検出されないときには前記所定のデータ取得間隔を予め設定された第１の間隔に設定し、前記検出手段により前記特異部が検出されたときには前記所定のデータ取得間隔を前記第１の間隔より小さな第２の間隔に設定する制御手段と
を備えたことを特徴とする超音波検査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記走査手段により前記探触子を主走査方向と副走査方向に交互に走査させ、
前記検出手段により前記特異部が検出されないときには、主走査方向の所定のデータ取得間隔を第１の主走査方向用間隔に設定すると共に副走査方向の所定のデータ取得間隔を第１の副走査方向用間隔に設定し、
前記検出手段により前記特異部が検出されたときには、主走査方向の所定のデータ取得間隔を前記第１の主走査方向用間隔より小さな第２の主走査方向用間隔に設定すると共に副走査方向の所定のデータ取得間隔を前記第１の副走査方向用間隔より小さな第２の副走査方向用間隔に設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の間隔で走査された前記探触子により受信されたエコー信号に基づいて前記検出手段により前記特異部が検出されたときに、前記探触子を前記第１の間隔または前記第１の間隔よりも短い距離だけ走査位置を戻した後に前記第２の間隔で走査されるように前記走査手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波検査装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記探触子により受信された前記被検体からのエコー信号に基づいてそのデータ取得位置における測定値を得る測定手段を含み、
前記測定手段により得られた複数のデータ取得位置における測定値に基づいて前記被検体の検査対象面の画像を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波検査装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記探触子が前記第１の間隔で走査された領域と前記第２の間隔で走査された領域とを互いに同一の縮尺で表示することを特徴とする請求項４に記載の超音波検査装置。
【請求項６】
被検体に対向配置された探触子を前記被検体に対して所定の範囲を走査させ、
前記探触子から前記被検体に対して超音波信号を送信させると共に所定のデータ取得間隔で設定された複数のデータ取得位置で前記探触子により受信された前記被検体からのエコー信号に基づいて前記被検体内の特異部を検出し、
前記特異部が検出されないときには前記所定のデータ取得間隔を予め設定された第１の間隔に設定し、前記特異部が検出されたときには前記所定のデータ取得間隔を前記第１の間隔より小さな第２の間隔に設定する
ことを特徴とする超音波検査方法。
【請求項７】
被検体に対向配置された探触子を前記被検体に対して所定の範囲を走査させるステップと、
前記探触子から前記被検体に対して超音波信号を送信させると共に所定のデータ取得間隔で設定された複数のデータ取得位置で前記探触子により受信された前記被検体からのエコー信号に基づいて前記被検体内の特異部を検出するステップと、
前記特異部が検出されないときには前記所定のデータ取得間隔を予め設定された第１の間隔に設定し、前記特異部が検出されたときには前記所定のデータ取得間隔を前記第１の間隔より小さな第２の間隔に設定するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする超音波検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波検査装置に係り、特に探触子を被検体に対して走査させ、各データ取得位置で探触子から超音波信号を送信させると共に探触子により受信された被検体からのエコー信号に基づいて被検体内の特異部を検出する装置に関する。
また、この発明は、このようにして特異部を検査する超音波検査方法、及びコンピュータに検査を実行させるための超音波検査プログラムにも関している。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被検体内部の欠陥の有無、接合状況等を非破壊で検査、解析する装置として超音波検査装置が知られている。この超音波検査装置は、探触子から被検体に向けて超音波信号を送信し、被検体から反射されたエコー信号を探触子で受信することにより、被検体内部の欠陥等の特異部を検査するものである。被検体に対して探触子を所定の間隔で走査させながら超音波信号の送受信を行うことで、所望の走査領域内における特異部の位置及び大きさを検出することができる。
このような超音波検査装置として、例えば本出願人により下記の特許文献１に超音波映像検査装置が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３８６９２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、探触子を主走査方向と副走査方向にそれぞれ所定のデータ取得間隔で交互に走査させて複数のデータ取得位置に順次位置させながら超音波信号の送受信を行い、各データ取得位置におけるエコー信号のデータを解析することで、走査領域の映像を表示することができる。
【０００５】
このとき、欠陥等の特異部の位置及び大きさを高精度に検出するためには、主走査方向と副走査方向のデータ取得間隔を小さな値に設定する必要がある。しかしながら、被検体の内部に存在する特異部がどの位置にあるかは、実際に検査をしてみなければ把握することができないため、走査領域の全域に対して小さなデータ取得間隔で走査を行わなければならず、検査に多大の時間を要してしまう。
また、被検体の内部に特異部が存在するか否かを判定し得るレベルの比較的大きなデータ取得間隔で走査領域の全域を一旦走査し、特異部の位置をある程度特定した上でその特異部の位置周辺を小さなデータ取得間隔で再度走査することも考えられるが、これでは検査に大きな手間がかかるという問題があった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、短時間で且つ容易に被検体内の特異部を精度よく検出することができる超音波検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る超音波検査装置は、被検体に対向配置された探触子と、探触子を被検体に対して所定の範囲を走査させる走査手段と、探触子から被検体に対して超音波信号を送信させると共に所定のデータ取得間隔で設定された複数のデータ取得位置で探触子により受信された被検体からのエコー信号に基づいて被検体内の特異部を検出する検出手段と、検出手段により特異部が検出されないときには所定のデータ取得間隔を予め設定された第１の間隔に設定し、検出手段により特異部が検出されたときには所定のデータ取得間隔を第１の間隔より小さな第２の間隔に設定する制御手段とを備えたものである。
【０００８】
好ましくは、制御手段が、走査手段により探触子を主走査方向と副走査方向に交互に走査させ、検出手段により特異部が検出されないときには、主走査方向の所定のデータ取得間隔を第１の主走査方向用間隔に設定すると共に副走査方向の所定のデータ取得間隔を第１の副走査方向用間隔に設定し、検出手段により特異部が検出されたときには、主走査方向の所定のデータ取得間隔を第１の主走査方向用間隔より小さな第２の主走査方向用間隔に設定すると共に副走査方向の所定のデータ取得間隔を第１の副走査方向用間隔より小さな第２の副走査方向用間隔に設定する。
【０００９】
また、制御手段は、第１の間隔で走査された探触子により受信されたエコー信号に基づいて検出手段により特異部が検出されたときに、探触子を第１の間隔または前記第１の間隔よりも短い距離だけ走査位置を戻した後に第２の間隔で走査されるように走査手段を制御することもできる。
検出手段が、探触子により受信された被検体からのエコー信号に基づいてそのデータ取得位置における測定値を得る測定手段を含み、測定手段により得られた複数のデータ取得位置における測定値に基づいて被検体の検査対象面の画像を表示する表示手段をさらに備えてもよい。この場合、表示手段は、探触子が第１の間隔で走査された領域と第２の間隔で走査された領域とを互いに同一の縮尺で表示することが好ましい。
【００１０】
この発明に係る超音波検査方法は、被検体に対向配置された探触子を被検体に対して所定の範囲を走査させ、探触子から被検体に対して超音波信号を送信させると共に所定のデータ取得間隔で設定された複数のデータ取得位置で探触子により受信された被検体からのエコー信号に基づいて被検体内の特異部を検出し、特異部が検出されないときには所定のデータ取得間隔を予め設定された第１の間隔に設定し、特異部が検出されたときには所定のデータ取得間隔を第１の間隔より小さな第２の間隔に設定する方法である。
【００１１】
また、この発明に係る超音波検査プログラムは、被検体に対向配置された探触子を被検体に対して所定の範囲を走査させるステップと、探触子から被検体に対して超音波信号を送信させると共に所定のデータ取得間隔で設定された複数のデータ取得位置で探触子により受信された被検体からのエコー信号に基づいて被検体内の特異部を検出するステップと、特異部が検出されないときには所定のデータ取得間隔を予め設定された第１の間隔に設定し、特異部が検出されたときには所定のデータ取得間隔を第１の間隔より小さな第２の間隔に設定するステップとをコンピュータに実行させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、探触子を走査する際に、特異部の検出の有無に応じて所定のデータ取得間隔が予め設定された第１の間隔と第１の間隔より小さな第２の間隔との間で選択されるようにしたので、効率のよい検査を行うことができ、短時間で且つ容易に被検体の特異部を精度よく検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に実施の形態１に係る超音波検査装置の構成を示す。焦点型の探触子１が走査機構２に取り付けられ、図示しない水槽内に配置された被検体Ｍに対向配置されている。探触子１に超音波探傷器３が接続されると共に、走査機構２に走査制御装置４が接続され、これら超音波探傷器３及び走査制御装置４にインターフェース５を介して主制御装置６が接続されている。また、超音波探傷器３にＡ／Ｄ変換回路７が接続され、このＡ／Ｄ変換回路７も主制御装置６に接続されている。
【００１４】
主制御装置６は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）８と、それぞれバス９を介してＭＰＵ８に接続されたメモリ１０及び画像メモリ１１とを有している。さらに、主制御装置６のバス９に、入力装置１２とディスプレイ１３が接続されている。
走査機構２及び走査制御装置４によりこの発明の走査手段が、超音波探傷器３、Ａ／Ｄ変換回路７及びＭＰＵ８によりこの発明の検出手段が、ＭＰＵ８によりこの発明の制御手段がそれぞれ形成されている。
【００１５】
なお、図２に示されるように、被検体Ｍには、その表面１４から所定の深さに位置する内部に検査対象部となるような、例えば接合面等の境界面１５が存在し、探触子１の焦点が境界面１５に合致するように被検体Ｍに対して配置されているものとする。この超音波検査装置は、被検体Ｍの境界面１５上に発生した欠陥部を特異部として検出し、表示するためのものである。
【００１６】
探触子１は、電気信号と超音波信号との間で相互に変換を行うもので、超音波探傷器３から送られた電気信号を超音波信号に変換して被検体Ｍへ出射し、被検体Ｍから反射してきた超音波信号（エコー信号）を電気信号に変換して超音波探傷器３へと送る。
超音波探傷器３は、パルサ、レシーバ等を内蔵しており、インターフェース５を介して主制御装置６から受けた指示に基づいて探触子１に所定の周期でパルス信号を送ることにより探触子１を駆動して超音波信号を出射させると共に、探触子１で電気信号に変換された被検体Ｍからのエコー信号を増幅した後、Ａ／Ｄ変換回路７を介して主制御装置６へ入力させる。すなわち、探触子１が位置するデータ取得位置における、いわゆるＡスコープ像を得ることができる測定値が超音波探傷器３により主制御装置６へ入力される。
走査機構２は、ＸＹＺ移動機構を内蔵しており、インターフェース５を介した主制御装置６からの指示に基づいて走査制御装置４により駆動制御され、探触子１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向に移動させることができる。
【００１７】
主制御装置６のメモリ１０には、各データ取得位置における測定データを記憶するためのメモリ領域１０ａが設定されると共に、平面走査プログラム１０ｂ、欠陥部エコー検出プログラム１０ｃ及びデータ取得間隔変更プログラム１０ｄが格納されている。
平面走査プログラム１０ｂは、探触子１を被検体Ｍの表面に沿ってＸ軸方向に主走査し且つＹ軸方向に副走査するための二次元の走査プログラムである。この平面走査プログラム１０ｂの実行により、例えば図３に示されるように、探触子１は、走査開始位置からＸ軸方向に所定のデータ取得間隔ＳＸ１で１ライン走査された後、走査開始位置に戻り、Ｙ軸方向に所定のデータ取得間隔ＳＹ１だけ送られて、再びＸ軸方向にデータ取得間隔ＳＸ１で走査される、という動作を繰り返し、被検体ＭをＸＹ平面上で走査する。
【００１８】
欠陥部エコー検出プログラム１０ｃは、超音波探傷器３からＡ／Ｄ変換回路７を介して主制御装置６へ入力されたエコー信号に基づき、探触子１が位置するデータ取得位置において被検体Ｍの内部に存在する欠陥部を検出するためのプログラムである。図４（ａ）に示されるように、被検体Ｍから得られるエコー信号は、被検体Ｍの表面１４からのエコー波形Ｗ１と、このエコー波形Ｗ１から所定時間遅れて受信される被検体Ｍの内部の境界面１５からのエコー波形Ｗ２が含まれているが、境界面１５に欠陥部が存在しない場合には、境界面１５からのエコー波形Ｗ２は小さなピーク値となる。これに対し、境界面１５近傍に欠陥部が存在している場合には、図４（ｂ）に示されるように、大きなピーク値を有するエコー波形Ｗ３となる。
【００１９】
そこで、被検体Ｍの内部の境界面１５からのエコー波形が得られる時間領域にデータ取得範囲となるゲートを設定し、このゲート内に現れるエコー波形のピーク値を測定データとして捉え、測定データと所定のしきい値Ｖｔｈとを比較することにより、測定データがしきい値Ｖｔｈ以上となった場合に欠陥部の存在を検出することができる。このようにして、欠陥部エコー検出プログラム１０ｃの実行により、各データ取得位置における欠陥部の検出がなされる。
【００２０】
データ取得間隔変更プログラム１０ｄは、この発明の大きな特徴をなすもので、探触子１を走査させる際に、欠陥部検出の有無に応じて上記の平面走査プログラム１０ｂで用いられるデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１を変更するためのプログラムである。図５に示されるように、探触子１を主走査方向すなわちＸ軸方向にデータ取得位置Ｐ１からデータ取得間隔ＳＸ１でデータ取得位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４・・・と順次走査しつつ、各データ取得位置にて取得された測定データに基づいてそれぞれ上記の欠陥部エコー検出プログラム１０ｃにより欠陥部の検出が行われる。
【００２１】
図５において、データ取得位置Ｐ１からＰ４までは被検体Ｍの境界面１５に欠陥部が検出されないため、Ｘ軸方向のデータ取得間隔は当初のＳＸ１のまま変わりないが、データ取得位置Ｐ５で境界面１５の欠陥部Ｃが検出されると、このデータ取得間隔変更プログラム１０ｄにより、Ｘ軸方向のデータ取得間隔が当初のＳＸ１から小さな値のＳＸ２に変更される。欠陥部Ｃが検出される限り、データ取得位置Ｐ６・・・Ｐ７、Ｐ８とデータ取得間隔ＳＸ２で走査が行われる。そして、データ取得位置Ｐ８で欠陥部Ｃが検出されなくなると、データ取得間隔変更プログラム１０ｄにより、再びＸ軸方向のデータ取得間隔がＳＸ２から当初のＳＸ１に戻され、データ取得位置Ｐ９以降の走査が行われる。
【００２２】
Ｘ軸方向の１走査ラインにおいて少なくとも一つのデータ取得位置で欠陥部Ｃが検出された場合には、次のＹ軸方向のデータ取得間隔が当初のＳＹ１から小さな値のＳＹ２に変更され、その後、Ｘ軸方向の１走査ラインのすべてのデータ取得位置で欠陥部Ｃが検出されない場合に、再びＹ軸方向のデータ取得間隔がＳＹ２から当初のＳＹ１に戻される。
すなわち、欠陥部Ｃが検出されないときには、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のデータ取得間隔がそれぞれ非欠陥部測定用間隔であるＳＸ１及びＳＹ１に設定され、欠陥部Ｃが検出されると、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のデータ取得間隔がそれぞれ欠陥部測定用間隔である小さなＳＸ２及びＳＹ２に設定されることとなる。
このようにして、データ取得間隔変更プログラム１０ｄの実行により、欠陥部Ｃの検出の有無に応じてＸ軸方向とＹ軸方向のデータ取得間隔の変更が行われる。
【００２３】
主制御装置６のＭＰＵ８は、入力装置１２からの指示に基づき、平面走査プログラム１０ｂ、欠陥部エコー検出プログラム１０ｃ及びデータ取得間隔変更プログラム１０ｄをそれぞれ実行して探触子１を走査させつつ欠陥部Ｃの検出を行うと共に、各データ取得位置で取得された測定データから検査対象部となる被検体Ｍの境界面１５の画像データを作成して画像メモリ１１に格納し、ディスプレイ１３に境界面１５の画像を表示する。
【００２４】
次に、このような構成の超音波検査装置の動作について図６のフローチャート（Ｐａｄ図）を参照して説明する。
主制御装置６のＭＰＵ８は、入力装置１２から検査開始の指示を受けると、まずステップＳ１で、予め設定されている欠陥検出フラグをＯＦＦ状態とし、続くステップＳ２で、走査制御装置４により走査機構２を駆動し、探触子１を副走査軸方向であるＹ軸方向の走査開始位置に移動させる。そして、ステップＳ３で、副走査軸方向の走査終了位置に到達したか否かが判定され、走査終了位置に到達するまで以下のステップＳ４〜Ｓ１７が繰り返される。
【００２５】
ＭＰＵ８は、ステップＳ４では、主走査軸方向であるＸ軸方向のデータ取得間隔を非欠陥部測定用間隔であるＳＸ１に設定し、続くステップＳ５で、走査制御装置４により走査機構２を駆動し、探触子１を主走査軸方向の走査開始位置に移動させる。そして、ステップＳ６で、主走査軸方向の走査終了位置に到達したか否かが判定され、走査終了位置に到達するまで次のステップＳ７〜Ｓ１２が繰り返される。
【００２６】
すなわち、ステップＳ７で、ＭＰＵ８は、超音波探傷器３を駆動して現在のデータ取得位置における測定データを取得し、メモリ１０のメモリ領域１０ａにデータ取得位置と測定データを関連付けて記憶させると共に、その測定データからゲート内のエコー信号のピーク値を検出する。次に、ステップＳ８で、ステップＳ７にて検出したピーク値と予め設定されているしきい値Ｖｔｈとの比較を行い、ピーク値がしきい値Ｖｔｈに満たない場合には、欠陥部が存在しないと判断し、ステップＳ９に進んで、主走査軸方向のデータ取得間隔を非欠陥部測定用間隔であるＳＸ１に設定する。なお、主走査軸方向のデータ取得間隔がステップＳ４でＳＸ１に設定されたまま変化がない場合には、このステップＳ９はデータ取得間隔ＳＸ１がそのまま維持されることを意味している。
【００２７】
一方、ステップＳ８で、ピーク値がしきい値Ｖｔｈ以上である場合には、ＭＰＵ８は、現在のデータ取得位置に欠陥部が存在すると判断し、ステップＳ１０で、主走査軸方向のデータ取得間隔を欠陥部測定用間隔であるＳＸ２に設定した後、ステップＳ１１で、欠陥検出フラグをＯＮ状態とする。
【００２８】
その後、ステップＳ１２で、ＭＰＵ８は、走査制御装置４により走査機構２を駆動し、探触子１を主走査軸方向にデータ取得間隔分だけ走査する。このとき、既に欠陥部の有無に応じてステップＳ９あるいはＳ１０で非欠陥部測定用間隔であるＳＸ１と欠陥部測定用間隔である小さなＳＸ２のいずれかがデータ取得間隔として設定されているので、ステップＳ８で、欠陥部が存在しないと判断された場合には、ＳＸ１だけ走査されるが、欠陥部が存在すると判断された場合には、ＳＸ１より小さなＳＸ２だけ走査され、細かな走査動作が行われることとなる。
【００２９】
なお、欠陥部が存在すると判断されて一旦データ取得間隔が欠陥部測定用間隔であるＳＸ２に設定されても、その後のデータ取得位置において欠陥部が存在しないと判断されると、ステップＳ９で、再びデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔である比較的大きなＳＸ１に設定される。
【００３０】
このようにして、一つの主走査ラインにおける測定が完了し、ステップＳ６で、主走査軸方向の走査終了位置に到達したと判定されると、ステップＳ１３に進み、欠陥検出フラグの状態が確認される。ここで、欠陥検出フラグは、検査開始の初期段階におけるステップＳ１でＯＦＦに設定された後、ステップＳ８で欠陥部が存在すると判断された場合にのみステップＳ１１でＯＮにされる。すなわち、ステップＳ１３において、ＯＦＦ状態の欠陥検出フラグは、直前に測定が完了した主走査ライン上のすべてのデータ取得位置において欠陥部が検出されなかったことを意味し、一方、ＯＮ状態の欠陥検出フラグは、直前に測定が完了した主走査ライン上の少なくともいずれかのデータ取得位置において欠陥部が検出されたことを意味している。
【００３１】
そこで、ＭＰＵ８は、ステップＳ１３で、欠陥検出フラグがＯＦＦ状態である場合には、ステップＳ１４に進んで、副走査軸方向のデータ取得間隔を非欠陥部測定用間隔であるＳＹ１に設定し、一方、欠陥検出フラグがＯＮ状態である場合には、ステップＳ１５に進んで、副走査軸方向のデータ取得間隔を欠陥部測定用間隔である小さなＳＹ２に設定する。
【００３２】
その後、ステップＳ１６で、ＭＰＵ８は、走査制御装置４により走査機構２を駆動し、探触子１を副走査軸方向にデータ取得間隔分だけ走査する。このとき、既に欠陥検出フラグの状態に応じてステップＳ１４あるいはＳ１５で非欠陥部測定用間隔であるＳＹ１と欠陥部測定用間隔である小さなＳＹ２のいずれかが副走査軸方向のデータ取得間隔として設定されているので、ステップＳ１３で、欠陥検出フラグがＯＦＦ状態と判定された場合には、比較的大きなＳＹ１だけ走査されるが、欠陥検出フラグがＯＮ状態と判定された場合には、ＳＹ１より小さなＳＹ２だけ走査され、副走査軸方向に細かな走査動作が行われることとなる。
【００３３】
さらに、ステップＳ１７で、欠陥検出フラグがＯＦＦ状態にリセットされ、ステップＳ４に戻って次の主走査ラインにおける測定が開始される。
このようにして、ステップＳ４〜Ｓ１７が繰り返され、ステップＳ３で、副走査軸方向の走査終了位置に到達したと判定されると、すべてのデータ取得位置における測定が完了したと判断し、一連の処理を終了する。
【００３４】
その後、ＭＰＵ８は、メモリ１０のメモリ領域１０ａに記憶された各データ取得位置の測定データに基づいて、検査対象部となる被検体Ｍの境界面１５の画像データを作成するための表示処理を行い、画像メモリ１１に表示用の画像データを格納し、ディスプレイ１３に境界面１５の画像を表示する。
【００３５】
上述したように、欠陥部が検出されたときには主走査軸方向及び副走査軸方向のデータ取得間隔をそれぞれ欠陥部測定用間隔である小さなＳＸ２及びＳＹ２に設定して測定が行われるので、欠陥部の位置及び大きさを精度よく検出することが可能となる。
これを、図７に示される欠陥部Ｃを例にとって具体的に説明する。なお、図７では欠陥部Ｃの外郭線のみが示されているが、この外郭線で囲まれる部分の全域に欠陥が生じているものとする。なお、ここでは、欠陥部測定用間隔ＳＸ２及びＳＹ２を、それぞれ非欠陥部測定用間隔ＳＸ１及びＳＹ１の１／２の値とする。
【００３６】
データ取得位置Ｑ１から測定が開始され、第１の主走査ラインＬ１に沿ってデータ取得間隔ＳＸ１で探触子１を走査しつつ、データ取得位置Ｑ２、Ｑ３・・・と測定が続けられる。第１の主走査ラインＬ１上には欠陥部Ｃが存在しないため、第１の主走査ラインＬ１の走査終了位置までデータ取得間隔ＳＸ１のまま探触子１が走査される。
第１の主走査ラインＬ１上で欠陥部Ｃが検出されなかったため、副走査軸であるＹ軸方向のデータ取得間隔は比較的大きなＳＹ１に設定され、第１の主走査ラインＬ１からＹ軸方向にＳＹ１だけ送られた第２の主走査ラインＬ２に沿ってデータ取得位置Ｑ４からデータ取得間隔ＳＸ１で探触子１を走査しつつ、測定が行われる。
【００３７】
そして、第２の主走査ラインＬ２上のデータ取得位置Ｑ５で初めて欠陥部Ｃの領域内に入り、測定の結果、欠陥部Ｃが検出される。そこで、主走査軸であるＸ軸方向のデータ取得間隔がＳＸ１から小さなＳＸ２に変更され、データ取得位置Ｑ５からＳＸ２だけ走査されたデータ取得位置Ｑ６で次の測定が行われる。このデータ取得位置Ｑ６は、まだ欠陥部Ｃの領域内に位置するため、欠陥部Ｃが検出され、小さなデータ取得間隔ＳＸ２が維持される。次に、データ取得位置Ｑ６からＳＸ２だけさらに走査されたデータ取得位置Ｑ７で測定が行われるが、このデータ取得位置Ｑ７は欠陥部Ｃの領域外に位置しているので、欠陥部Ｃが検出されず、その結果、Ｘ軸方向のデータ取得間隔がＳＸ２から当初のＳＸ１に戻される。
【００３８】
第２の主走査ラインＬ２の走査終了位置まで探触子１が走査されると、第２の主走査ラインＬ２上で欠陥部Ｃが検出されたため、Ｙ軸方向のデータ取得間隔がＳＹ１から小さなＳＹ２に変更され、第２の主走査ラインＬ２からＹ軸方向にＳＹ２だけ送られた第３の主走査ラインＬ３に沿ってデータ取得位置Ｑ８からデータ取得間隔ＳＸ１で探触子１を走査しつつ、測定が行われる。
このようにして、第２の主走査ラインＬ２から第５の主走査ラインＬ５まで欠陥部Ｃの検出が続き、小さなデータ取得間隔ＳＹ２のまま第６の主走査ラインＬ６に至ると、この第６の主走査ラインＬ６上ではいずれのデータ取得位置においても欠陥部Ｃが検出されないため、Ｙ軸方向のデータ取得間隔がＳＹ２から当初のＳＹ１に戻される。そこで、第７の主走査ラインＬ７は、第６の主走査ラインＬ６からＹ軸方向にＳＹ１だけ送られた位置となる。
【００３９】
以上のようにして走査領域の全域において測定が行われる。ここで、欠陥部Ｃに対応する各データ取得位置ではＸ軸方向及びＹ軸方向のデータ取得間隔がそれぞれＳＸ２及びＳＹ２に設定されるので、欠陥部ＣはＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれＳＸ２及びＳＹ２の精度で検出されることとなる。したがって、図７に斜線部で示されるように、欠陥部Ｃに対応する各データ取得位置を中心としてＳＸ２×ＳＹ２の大きさの矩形図形の集合体からなる領域Ａ１が検出された欠陥部Ｃの形状として得られる。
【００４０】
比較のため、欠陥部Ｃの有無に応じてデータ取得間隔を変更することなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のデータ取得間隔をそれぞれＳＸ１及びＳＹ１にしたまま欠陥部Ｃを検出した場合の検査結果を図８に示す。図８における欠陥部Ｃは、図７に示した欠陥部Ｃと同一のものである。この場合の欠陥部Ｃの検出精度は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれＳＸ１及びＳＹ１であるので、図８に斜線部で示されるように、欠陥部Ｃに対応する各データ取得位置を中心としてＳＸ１×ＳＹ１の大きさの矩形図形の集合体からなる領域Ａ２が検出された欠陥部Ｃの形状として得られる。
【００４１】
図７と図８を比較すると、この実施の形態１のように欠陥部Ｃに対応する各データ取得位置におけるデータ取得間隔を小さなＳＸ２及びＳＹ２に設定することで、欠陥部Ｃの位置、形状及び大きさがより高精度に検出されていることがわかる。
なお、図７における黒丸は、図８のようにデータ取得間隔を変更することなく検査を行った場合に対して、この実施の形態１で追加されたデータ取得位置を示している。
【００４２】
実施の形態２
上記の実施の形態１では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ大きなデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１で探触子１の走査を行い、欠陥部を検出すると、それぞれ小さなデータ取得間隔ＳＸ２及びＳＹ２に変更したが、欠陥部を初めて検出したデータ取得位置とその手前のデータ取得位置との間から欠陥部が発生している場合がある。
そこで、この実施の形態２は、大きなデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１で走査された探触子１で欠陥部を検出したときに、探触子１をデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１だけ手前に戻した後に小さなデータ取得間隔ＳＸ２及びＳＹ２で走査するようにしたものである。
【００４３】
図９に示されるように、探触子１をＸ軸方向にデータ取得位置Ｐ１からデータ取得間隔ＳＸ１でデータ取得位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４・・・と順次走査しつつ、各データ取得位置にて取得された測定データに基づいてそれぞれ欠陥部の検出を行い、データ取得位置Ｐ５で境界面１５の欠陥部Ｃを初めて検出すると、探触子１がデータ取得間隔ＳＸ１だけ手前、すなわちデータ取得位置Ｐ４にまで戻され、ここでデータ取得間隔が当初のＳＸ１から小さなＳＸ２に変更される。そして、このデータ取得位置Ｐ４からデータ取得間隔ＳＸ２だけＸ軸方向に走査されたデータ取得位置Ｐ６で測定データが取得されて欠陥部Ｃの検出が行われ、欠陥部Ｃが検出される限り、データ取得位置Ｐ８までデータ取得間隔ＳＸ２で走査が行われる。そして、データ取得位置Ｐ８で欠陥部Ｃが検出されなくなると、再びＸ軸方向のデータ取得間隔がＳＸ２から当初のＳＸ１に戻され、データ取得位置Ｐ９以降の走査が行われる。
【００４４】
Ｘ軸方向の１走査ラインにおいて少なくとも一つのデータ取得位置で欠陥部Ｃが検出された場合には、探触子１がＹ軸方向にデータ取得間隔ＳＹ１だけ手前に戻され、ここでデータ取得間隔が当初のＳＹ１から小さなＳＹ２に変更され、その後、Ｘ軸方向の１走査ラインのすべてのデータ取得位置で欠陥部Ｃが検出されない場合に、再びＹ軸方向のデータ取得間隔がＳＹ２から当初のＳＹ１に戻される。
【００４５】
このような実施の形態２の超音波検査装置の動作を図１０のフローチャートに示す。ステップＳ１〜Ｓ１７は、図６に示した実施の形態１の対応するステップと同一であるので、これらのステップの説明は実施の形態１における説明を援用することとする。ステップＳ２１〜Ｓ２４は、実施の形態２において新たに追加されたステップである。
【００４６】
ステップＳ８で、測定データから得られたピーク値と予め設定されているしきい値Ｖｔｈとを比較した結果、ピーク値がしきい値Ｖｔｈ以上であると判定された場合に、ＭＰＵ８は、現在のデータ取得位置に欠陥部が存在すると判断し、続くステップＳ２１で主走査軸方向のデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔ＳＸ１であるか否かを判定する。そして、主走査軸方向のデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔ＳＸ１である場合には、ＭＰＵ８は、ステップＳ２２で、走査制御装置４により走査機構２を駆動し、探触子１を主走査軸方向にデータ取得間隔分だけ戻した後、続くステップＳ１０で、主走査軸方向のデータ取得間隔を欠陥部測定用間隔であるＳＸ２に設定し、ステップＳ１１で、欠陥検出フラグをＯＮ状態とする。
【００４７】
一方、ステップＳ２１で、主走査軸方向のデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔ＳＸ１ではないと判定された場合には、ステップＳ２２、Ｓ１０及びＳ１１の処理を行うことなく、ステップＳ１２に進み、ＭＰＵ８は探触子１を主走査軸方向にデータ取得間隔分だけ走査する。
【００４８】
また、ステップＳ１３で、欠陥検出フラグの状態を確認した結果、ＯＮ状態である場合に、ＭＰＵ８は、直前に測定が完了した主走査ライン上の少なくともいずれかのデータ取得位置において欠陥部が検出されたと判断し、続くステップＳ２３で副走査軸方向のデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔ＳＹ１であるか否かを判定する。そして、副走査軸方向のデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔ＳＹ１である場合には、ＭＰＵ８は、ステップＳ２４で、走査制御装置４により走査機構２を駆動し、探触子１を副走査軸方向にデータ取得間隔分だけ戻した後、続くステップＳ１５に進んで、副走査軸方向のデータ取得間隔を欠陥部測定用間隔である小さなＳＹ２に設定する。
【００４９】
一方、ステップＳ２３で、副走査軸方向のデータ取得間隔が非欠陥部測定用間隔ＳＹ１ではないと判定された場合には、ステップＳ２４及びＳ１５の処理を行うことなく、ステップＳ１６に進み、ＭＰＵ８は探触子１を副走査軸方向にデータ取得間隔分だけ走査する。
【００５０】
このようにして、欠陥部を検出したときに、探触子１をデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１だけ手前に戻した後に小さなデータ取得間隔ＳＸ２及びＳＹ２で走査することができる。
実施の形態２における具体的な欠陥部の検査結果を図１１に示す。図１１における欠陥部Ｃは、実施の形態１において図７に示した欠陥部Ｃと同一のものである。
【００５１】
データ取得位置Ｑ１から測定が開始され、第１の主走査ラインＬ１に沿ってデータ取得間隔ＳＸ１で探触子１を走査しつつ、データ取得位置Ｑ２、Ｑ３・・・と測定が続けられる。第１の主走査ラインＬ１上には欠陥部Ｃが存在しないため、第１の主走査ラインＬ１の走査終了位置までデータ取得間隔ＳＸ１のまま探触子１が走査される。
第１の主走査ラインＬ１上で欠陥部Ｃが検出されなかったため、副走査軸であるＹ軸方向のデータ取得間隔は比較的大きなＳＹ１に設定され、第１の主走査ラインＬ１からＹ軸方向にＳＹ１だけ送られた第２の主走査ラインＬ２に沿ってデータ取得位置Ｑ４からデータ取得間隔ＳＸ１で探触子１を走査しつつ、測定が行われる。
【００５２】
そして、第２の主走査ラインＬ２上のデータ取得位置Ｑ５までは欠陥部Ｃが検出されず、次のデータ取得位置Ｑ６で初めて欠陥部Ｃの領域内に入り、測定の結果、欠陥部Ｃが検出される。そこで、探触子１がデータ取得間隔ＳＸ１だけ手前、すなわちデータ取得位置Ｑ５にまで戻され、ここでＸ軸方向のデータ取得間隔が当初のＳＸ１から小さなＳＸ２に変更され、データ取得位置Ｑ５からＳＸ２だけ走査されたデータ取得位置Ｑ７で次の測定が行われる。このデータ取得位置Ｑ７は、欠陥部Ｃの領域内に位置するため、欠陥部Ｃが検出され、小さなデータ取得間隔ＳＸ２が維持される。このようにして、欠陥部Ｃが検出される限り、データ取得間隔ＳＸ２で走査が行われ、データ取得位置Ｑ８に至ると、このデータ取得位置Ｑ８は欠陥部Ｃの領域外に位置しているので、欠陥部Ｃが検出されず、その結果、Ｘ軸方向のデータ取得間隔がＳＸ２から当初のＳＸ１に戻される。
【００５３】
第２の主走査ラインＬ２の走査終了位置まで探触子１が走査されると、第２の主走査ラインＬ２上で欠陥部Ｃが検出されたため、探触子１がＹ軸方向にデータ取得間隔ＳＹ１だけ手前、すなわち第１の主走査ラインＬ１の位置にまで戻され、ここでＹ軸方向のデータ取得間隔がＳＹ１から小さなＳＹ２に変更される。そして、第１の主走査ラインＬ１からＹ軸方向にＳＹ２だけ送られた第３の主走査ラインＬ３に沿ってデータ取得位置Ｑ９からデータ取得間隔ＳＸ１で探触子１を走査しつつ、測定が行われる。
【００５４】
同様にして測定が続けられて、第６の主走査ラインＬ６まで欠陥部Ｃの検出が続き、小さなデータ取得間隔ＳＹ２のまま第７の主走査ラインＬ７に至ると、この第７の主走査ラインＬ７上ではいずれのデータ取得位置においても欠陥部Ｃが検出されないため、Ｙ軸方向のデータ取得間隔がＳＹ２から当初のＳＹ１に戻される。そこで、第８の主走査ラインＬ８は、第７の主走査ラインＬ７からＹ軸方向にＳＹ１だけ送られた位置となる。
【００５５】
以上のようにして走査領域の全域において測定が行われ、図１１に斜線部で示される領域Ａ３が検出された欠陥部Ｃの形状として得られる。
この図１１を実施の形態１における図７と比較することにより、実施の形態２においては、欠陥部Ｃの位置、形状及び大きさがさらに高精度に検出されていることがわかる。
【００５６】
上記の実施の形態１及び２において、欠陥部Ｃとして検出された領域Ａ１及びＡ３における測定データは、小さなデータ取得間隔ＳＸ２及びＳＹ２で分布するデータ取得位置から得られたものであり、領域Ａ１及びＡ３以外のいわゆる非欠陥部における測定データは、大きなデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１で分布するデータ取得位置から得られたものである。そこで、例えば図１２に示されるように、非欠陥部における測定データを補間処理することにより、破線で示されるように、領域Ａ１及びＡ３と同様の小さなデータ取得間隔ＳＸ２及びＳＹ２で分布する位置の補間データを作成し、これらの補間データを非欠陥部に追加すれば、欠陥部である領域Ａ１及びＡ３とそれ以外の非欠陥部とを互いに同一の縮尺でディスプレイ１３上に表示することが可能となる。
【００５７】
あるいは、ＭＰＵ８が、小さなデータ取得間隔ＳＸ２及びＳＹ２で分布するデータ取得位置から得られた測定データを用いて領域Ａ１及びＡ３のみの画像データを作成する一方、大きなデータ取得間隔ＳＸ１及びＳＹ１で分布するデータ取得位置から得られた測定データを用いて非欠陥部のみの画像データを作成し、例えば図１３に示されるように、ディスプレイ１３上に非欠陥部の画像を表示しつつ、この非欠陥部の画像上に領域Ａ１及びＡ３の画像を重畳表示（スーパーインポーズ）してもよい。このようにしても、欠陥部である領域Ａ１及びＡ３とそれ以外の非欠陥部とを互いに同一の縮尺で表示することができる。
【００５８】
また、上記の実施の形態１及び２では、図３に示したように、探触子１が、走査開始位置からＸ軸方向に所定のデータ取得間隔ＳＸ１で１ライン走査された後、走査開始位置に戻り、Ｙ軸方向に所定のデータ取得間隔ＳＹ１だけ送られて、再びＸ軸方向にデータ取得間隔ＳＸ１で走査される、という動作を繰り返した走査方法が採られていたが、これに限るものではない。例えば、図１４に示されるように、探触子１が、走査開始位置からＸ軸方向に所定のデータ取得間隔ＳＸ１で１ライン走査された後、ここでＹ軸方向に所定のデータ取得間隔ＳＹ１だけ送られ、−Ｘ軸方向にデータ取得間隔ＳＸ１で走査される、という、いわゆるＸ軸方向の往復走査によってＸＹ平面上を走査することもできる。
【００５９】
さらに、上記実施の形態１及び２では、図６，図１０のステップＳ１２に示すように、測定が終了した後に主走査方向へデータ取得間隔分だけ移動させる指令信号を出力するようにしたが、主走査方向の移動量を検出し、データ取得位置に達したときに測定を行うようにし、この測定の間も主走査方向の移動を継続させるようにしてもよい。
【００６０】
なお、上記の実施の形態１及び２では、欠陥部測定用間隔ＳＸ２及びＳＹ２がそれぞれ非欠陥部測定用間隔ＳＸ１及びＳＹ１の１／２の値に設定されたが、これに限るものではなく、欠陥部測定用間隔ＳＸ２及びＳＹ２がそれぞれ非欠陥部測定用間隔ＳＸ１及びＳＹ１よりも小さな値に設定されていれば、効率のよい検査が可能となり、短時間で且つ容易に欠陥部を精度よく検出することができる。したがって、欠陥部測定用間隔ＳＸ２及びＳＹ２は、非欠陥部測定用間隔ＳＸ１及びＳＹ１の１／３あるいは１／４の値でもよく、また、非欠陥部測定用間隔ＳＸ１及びＳＹ１に対して割り切れない値であってもよい。
【００６１】
実施の形態２において、最初に欠陥部が検出された際に主走査方向に大きなデータ取得間隔ＳＸ１だけ戻した後、さらに小さなデータ取得間隔ＳＸ２だけ主走査方向に進めるようにしたが、例えば最初に欠陥部が検出された際に主走査方向に小さなデータ取得間隔ＳＸ２、あるいは、距離（ＳＸ１−ＳＸ２）だけ戻すようにしても良い。さらに、副走査方向への戻しについても同様に、小さなデータ取得間隔ＳＹ２、あるいは、距離（ＳＹ１−ＳＹ２）だけ戻すようにしてもよい。また、小さなデータ取得間隔ＳＸ２あるいはＳＹ２で走査する際に、一度走査した箇所を再度測定するようになっているが、一度測定したデータはデータ取得位置と関連付けてメモリ領域１０ａに記憶されており、測定が重複する箇所での測定は省略するようにしてもよい。
【００６２】
上記の実施の形態１及び２では、特異部として、被検体Ｍの境界面１５上に発生した欠陥部を検出したが、欠陥部の他、混入した異物、剥離した接合部、検査箇所の変質部等、超音波に対する反射率が変化するものを幅広く特異部として検出することが可能となる。
【００６３】
なお、上記の実施の形態１及び２で図示したフローチャートに示された各動作をコンピュータに実行させる超音波検査プログラムを提供することができる。このプログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＩＣメモリ等のコンピュータにより読取可能な媒体に記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】測定時における被検体と探触子との位置関係を示す図である。
【図３】実施の形態１における探触子の走査動作を概略的に示す図である。
【図４】被検体から得られるエコー信号を示し、（ａ）は非欠陥部からのエコー信号の波形図、（ｂ）は欠陥部からのエコー信号の波形図である。
【図５】実施の形態１において欠陥部を検出した際のデータ取得間隔変更の方法を示す図である。
【図６】実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１において具体的な欠陥部を検査した際の検査結果を示す図である。
【図８】従来の方法により具体的な欠陥部を検査した際の検査結果を示す図である。
【図９】実施の形態２において欠陥部を検出した際のデータ取得間隔変更の方法を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る超音波検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２において具体的な欠陥部を検査した際の検査結果を示す図である。
【図１２】欠陥部と非欠陥部を互いに同一の縮尺で表示する方法を示す図である。
【図１３】欠陥部と非欠陥部を互いに同一の縮尺で表示する他の方法を示す図である。
【図１４】他の実施の形態における探触子の走査動作を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  探触子、２  走査機構、３  超音波探傷器、４  走査制御装置、５  インターフェース、６  主制御装置、７  Ａ／Ｄ変換回路、８  ＭＰＵ。９  バス、１０  メモリ、１１  画像メモリ、１２  入力装置、１３  ディスプレイ、１４  表面、１５  境界面、１０ａ  メモリ領域、１０ｂ  平面走査プログラム、１０ｃ  欠陥部エコー検出プログラム、１０ｄ  データ取得間隔変更プログラム、Ｍ  被検体、ＳＸ１，ＳＹ１  非欠陥部測定用間隔、ＳＸ２，ＳＹ２  欠陥部測定用間隔、Ｗ１〜Ｗ３  エコー波形、Ｖｔｈ  しきい値、Ｃ  欠陥部、Ｐ１〜Ｐ９，Ｑ１〜Ｑ９  データ取得位置、Ｌ１〜Ｌ８  主走査ライン、Ａ１〜Ａ３  領域、
【図１】
2010085380.tif 000003
【図２】
2010085380.tif 000004
【図３】
2010085380.tif 000005
【図４】
2010085380.tif 000006
【図５】
2010085380.tif 000007
【図６】
2010085380.tif 000008
【図７】
2010085380.tif 000009
【図８】
2010085380.tif 000010
【図９】
2010085380.tif 000011
【図１０】
2010085380.tif 000012
【図１１】
2010085380.tif 000013
【図１２】
2010085380.tif 000014
【図１３】
2010085380.tif 000015
【図１４】
2010085380.tif 000016