(57)【要約】  本発明は、非破壊検査システムに関する。非破壊検査システムは、超音波プローブと、超音波プローブと通信する携帯型表示装置とを含むことができる。携帯型表示装置は、Ｃスキャン画像、又はＳスキャン画像を表示するように構成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブ（１１０）と、
前記超音波プローブ（１１０）と通信する携帯型表示装置（１３０）とを備える非破壊検査システム（１００）であって、
前記携帯型表示装置（１３０）が、Ｃスキャン画像や対応するＳスキャン画像を表示するように構成された、非破壊検査システム（１００）。
【請求項２】
前記超音波プローブ（１１０）が、２次元アレイプローブを備える、請求項１に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項３】
前記超音波プローブ（１１０）が、並進装置（１６０）を備える、請求項１に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項４】
前記携帯型表示装置（１３０）が、レーダ状の画面に、ビームカーソルと共にＣスキャン画像を表示するように構成された、請求項１に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項５】
前記ビームカーソル（２００）の位置が、関連するＳスキャン画像に対応している、請求項４に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項６】
前記超音波プローブ（１１０）が、複数のＣスキャン画像を生成する、請求項１に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項７】
前記超音波プローブ（１１０）が、複数のＳスキャン画像を生成する、請求項１に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項８】
前記超音波プローブ（１１０）を回転させるためのモータ（２４０）をさらに備える、請求項１に記載の非破壊検査システム（２３０）。
【請求項９】
前記モータ（２４０）が、前記超音波プローブ（１１０）と通信する位置エンコーダ（２５０）を備える、請求項８に記載の非破壊検査システム（２３０）。
【請求項１０】
ワークピースの周りで、超音波プローブ（１１０）を操作するステップと、
前記ワークピースを超音波スキャンするステップと、
複数のＣスキャン画像を表示するステップと、
前記複数のＣスキャン画像のうちの１つを選択するステップと、
前記選択されたＣスキャン画像に対応するＳスキャン画像を表示するステップとを含む、非破壊検査データの観察方法。
【請求項１１】
前記複数のＣスキャン画像を表示するステップが、前記複数のＣスキャン画像をレーダ状の画面に表示するステップを含む、請求項１０に記載の観察方法。
【請求項１２】
前記レーダ状の画面が、ビームカーソル（２００）を回転させるステップを含む、請求項１１に記載の観察方法。
【請求項１３】
前記ビームカーソル（２００）の位置が、前記選択されたＣスキャン画像に対応するＳスキャン画像である、請求項１２に記載の観察方法。
【請求項１４】
前記表示するステップが、携帯装置（１４０）にスキャン画像を表示するステップを含む、請求項１０に記載の観察方法。
【請求項１５】
前記複数のＣスキャン画像の表示を再開するステップを含む、請求項１０に記載の観察方法。
【請求項１６】
前記超音波プローブ（１１０）を操作するステップが、前記超音波プローブ（１１０）の位置を符号化するステップを含む、請求項１０に記載の観察方法。
【請求項１７】
２次元アレイを備える超音波プローブ（１１０）と、
前記超音波プローブ（１１０）と通信する携帯型表示装置（１３０）とを備える非破壊検査システム（１００）であって、
前記携帯型表示装置（１３０）が、レーダ状の画面に、複数のＣスキャン画像を表示し、あるいは対応するＳスキャン画像を表示するように構成されている、非破壊検査システム（１００）。
【請求項１８】
レーダ状の画像が、ビームカーソル（２００）を備える、請求項１７に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項１９】
前記ビームカーソル（２００）の位置が、関連するＳスキャン画像に対応している、請求項１８に記載の非破壊検査システム（１００）。
【請求項２０】
前記超音波プローブ（１１０）を回転させるためのモータ（２４０）であって、前記超音波プローブ（１１０）と通信する位置エンコーダ（２５０）を備えるモータ（２４０）をさらに備える、請求項１７に記載の非破壊検査システム（２３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、非破壊検査に用いられる超音波プローブに関し、より詳細には、記憶や、計算に関する要件を低減しつつ、非破壊検査における回転スキャンによって生成されたデータを観察するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波探傷等の非破壊検査は、各種の材料や部品の検査に用いられ得る。具体的には、超音波探傷は、内部の異常、及び／又は多くの種類の導音材料に見られる、特定の種類の材料特性を見つけるのに適当な方法である。このような導音材料には、大部分の金属、及びその他の種類の実質的に剛性の材料が含まれる。概略的に説明すると、超音波プローブは、部品や異常の境界面における、音波の反射の変化によって、異常又は他の特性を検出する。超音波探傷は、概して高精度に、このような内部特性を検出できるという利点がある。
【０００３】
超音波探傷によって生成されたデータは、いくつかの異なるフォーマットで示されてもよい。例えば、スキャンデータは、Ａスキャン画像（時間の関数として、受け取ったエネルギー）、Ｂスキャン画像（平面状断面図）、Ｃスキャン画像（平面図）、Ｓスキャン画像（断面図）等として示され得る。１次元超音波プローブ、又は２次元超音波プローブは、スキャン画像を生成することができる。３次元の画面を生成するために、個々のスキャン画像のいくつかを組み合わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１７２６５４０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
医療分野で用いられる、同様の種類の超音波装置とは対照的に、例えば石油産業やガス産業等において用いられる非破壊検査ツールは、比較的小さく、携帯型であることができ、バッテリ駆動され得る。さらに、このような非破壊検査ツールは、一般に、再充電せずに少なくとも完全なシフト（約８時間以上）の間、フィールド内で稼働し続けなければならない。しかし、３次元の画面を生成するためには、多大なメモリ及び計算能力が必要である。
【０００６】
したがって、超音波探傷等の非破壊検査のための改良されたシステム及び方法が求められている。そのような改良されたシステム及び方法は、必要な計算資源を低減しつつ、超音波、及び他の種類の非破壊検査データを有用かつ効率的な形で提示することができる。
【０００７】
本発明は、非破壊検査システムに関する。非破壊検査システムは、超音波プローブと、超音波プローブと通信する携帯型表示装置とを含むことができる。携帯型表示装置は、Ｃスキャン画像や対応するＳスキャン画像を表示するように構成され得る。
【０００８】
本出願は、さらに、非破壊検査データの観察方法を記載している。この方法は、ワークピースの周りで、超音波プローブを操作するステップと、ワークピースを超音波スキャンするステップと、いくつかのＣスキャン画像を表示するステップと、Ｃスキャン画像のうちの１つを選択するステップと、前記選択されたスキャン画像に対応するＳスキャン画像が表示するステップとを含むことができる。
【０００９】
本出願は、さらに、非破壊検査システムを記載している。非破壊検査システムは、２次元アレイの超音波プローブと、超音波プローブと通信する携帯型表示装置とを含むことができる。携帯型表示装置は、レーダ状の画面に、いくつかのＣスキャン画像を表示し、あるいは対応するＳスキャン画像を表示するように構成され得る。
【００１０】
本出願の、これら及び他の特徴及び改良は、以下の詳細な説明をいくつかの図面及び添付の特許請求の範囲と関連させて検討することにより、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】超音波プローブを有する既知の非破壊検査システムの概略図である。
【図２】本明細書で説明されるような超音波プローブを有する非破壊検査システムの概略図である。
【図３】ワークピース内に配置された、図２の非破壊検査システムの超音波プローブの平面図である。
【図４】図２の非破壊検査システムによって生成されたＣスキャン画像の一例である。
【図５】図２の非破壊検査システムによって生成された、いくつかのＳスキャン画像の一例である。
【図６】本明細書で説明されるような超音波プローブを有する非破壊検査システムの、代替的な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
同様の番号はいくつかの図面を通して同様の要素を示している図面を参照すると、図１は、非破壊検査システム１０の概略図である。非破壊検査システム１０は、超音波プローブ１５を含む。一般的に説明すると、超音波プローブ１５は、従来型の設計であってもよく、トランスデューサ、送信ビーム形成器、及び受信ビーム形成器のアレイを１つ以上備えてもよい。超音波トランスデューサは、フェーズドアレイとして構成することができる。送信ビーム形成器は、トランスデューサアレイに電気信号を供給してトランスデューサアレイは、超音波信号を生成する。トランスデューサアレイと対向する構造が、受信した電気信号を生成するために、トランスデューサアレイに戻すように超音波エネルギーを散乱させる。多くの異なる種類のアレイ処理技術を、受信した信号を処理するために用いることができる。超音波プローブ１５は、制御部２０と通信している。制御部２０は、表示装置２５を含んでもよい。多くの異なる種類の制御部２０、及び表示装置２５を用いることができる。
【００１３】
非破壊検査システム１０は、通常、ワークピース３０を検査するために用いることができる。ワークピース３０は、内部に１以上の異常３５を有する場合がある。超音波プローブ１５は、いくつかのＳスキャン画像４０（断面スキャン画像）を生成するように構成すされていてもよい。Ｓスキャン画像４０では、第１軸はインソニフィケーション（ｉｎｓｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）位置からの距離、又はワークピース３０の奥行きを表すことができ、第２軸は方位、又はインソニフィケーション角度を表すことができる。Ｃスキャン画像（平面図）等の、他の種類のスキャン画像生成でき、表示装置２５上に表示することができる。おおむね、３次元の画像を生成するために、いくつかのＳスキャン画像４０を組み合わせることができる。しかし、上述したように、このような３次元データを表示することは、複雑になる場合があり、かなりの量のメモリ及び計算能力を必要とすることがある。
【００１４】
図２は、本明細書に記載の非破壊検査システム１００の概略図である。上述したのと同様に、非破壊検査システムと同様に、非破壊検査システム１００は、超音波プローブ１１０を備えている。超音波プローブ１１０は、従来型の設計のものとすることができる。超音波プローブ１１０は、制御部１２０、及び表示装置１３０と通信していてもよい。この例では、制御部１２０は、携帯装置１４０であってもよい。携帯装置１４０は、任意の種類の携帯機器であってもよい。携帯装置１４０は、バッテリで駆動されてもよい。超音波プローブ１１０は、フェーズドアレイ装置１５０であってもよい。他の部品、及び他の構成が用いられてもよい。
【００１５】
超音波プローブ１１０は、並進装置１６０として構成してもよい。具体的には、超音波プローブ１１０は、２次元プローブとして配置された振動子のマトリックスを含んでもよい。サウンドビーム１７０を３次元ボリューム内で制御することができるように、超音波プローブ１１０は２方向に離散的な素子分離を有していてもよい。具体的には、サウンドビーム１７０は、水平面に対して垂直な中央軸を中心に回転する。こうして、超音波プローブ１１０は、サウンドビーム１７０を約３６０度回転させることができる。データキャプチャの分解能は、３６０度のスキャンに対して１ステップ角であってもよいし、任意の所望の分解能であってもよい。分解能は、アプリケーション及び／又はワークピース３０の、特定の種類のために変更することもできる。
【００１６】
図３は、異常３５のあるワークピース３０内における、非破壊検査システム１００の使用を示している。超音波プローブ１１０は、筒状のワークピース３０の近くに配置することができる。こうして、超音波プローブ１１０は、任意の数のファインピッチのスキャン画像を生成するために、超音波プローブ１１０の中央を通る回転軸１１５を中心にサウンドビーム１７０を回転させることができる。他の部品、及び他の構成を用いることもできる。
【００１７】
超音波プローブ１１０は、いくつかの異なるスキャン画像を生成することができる。図４及び図５は、非破壊検査システム１００の表示装置１３０によって生成され、表示されたスキャン画像の、異なる種類の例を示している。超音波プローブ１１０は、上面視の図面を得るための、いくつかのＣスキャン画像と、側面視の図面を得るための、いくつかのＳスキャン画像との両方を生成することができる。図４は、レーダ状の画面２１０を提供するために、ビームカーソル２００と組み合わされたいくつかのＣスキャン画像１９０を示す。
【００１８】
図５は、いくつかのＳスキャン画像２２０を示す。各Ｓスキャン画像２２０は、Ｃスキャン画像１９０のレーダ状の画面２１０におけるビームカーソル２００の位置に基づいて、３６０度の回転に沿って、関心のある角度に関するものであり得る。こうして、ユーザは、Ｃスキャン画像１９０と、関連するＳスキャン画像２２０との間の切り換えをすることができる。３６０度のスキャンが図４に示されているが、より小さい任意の角度を示してもよい。その場合、得られる画像は、ここで示されている全円とは対照的に、扇形のような形となる。ここで、他の種類のスキャン画像を用いたり、組み合わせたりしてもよい。
【００１９】
レーダ状の画面２１０において、Ｃスキャン画像１９０を使用するため必要なのは、スキャンデータの２次元表示のみである。したがって、３次元データを表示する場合に比べて、必要とされるメモリ及び計算能力が少なくなる。ビームカーソル２００の位置を用いて、ビームカーソル２００の位置に応じた、さらなる詳細を得るために、Ｓスキャン画像２２０に切り替えることができる。このように、本明細書に記載された非破壊検査システム１００は、このような表示のための電力及び他のリソースを必要とすることなく３次元データを提供する。本明細書で説明する超音波プローブ１１０と非破壊検査システム１００は、携帯装置１４０として実施することができる。
【００２０】
図６は、本明細書で説明することができる非破壊検査システム２３０の他の例を示す。この例では、超音波プローブ１１０は、物理的に回転することができる。具体的には、超音波プローブ１１０は、モータ２４０に取り付けられ、モータ２４０によって回転することができる。モータ２４０は、回転運動を創出することができる任意の種類の装置であってよい。超音波プローブ１１０の回転位置は、位置エンコーダ２５０等によって決定することができる。他の種類の位置決め手段、及び駆動手段を用いてもよい。そして、非破壊検査システム２３０は、上述した非破壊検査システムと同様に、スキャン画像を生成することができる。他の部品、及び他の構成が用いられてもよい。
【００２１】
前述の記載は、本出願、及び結果として得られる特許の、特定の実施形態にのみ関するものであることは明らかである。当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって定義される発明及びその均等物の、一般的な精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  非破壊検査システム
１５  超音波プローブ
２０  制御部
２５  表示装置
３０  ワークピース
３５  異常
４０  Ｓスキャン画像
１００  非破壊検査システム
１１０  超音波プローブ
１１５  回転軸
１２０  制御部
１３０  表示装置
１４０  携帯装置
１５０  アレイ装置
１６０  並進装置
１７０  サウンドビーム
１９０  Ｃスキャン画像
２００  ビームカーソル
２１０  画面
２２０  Ｓスキャン画像
２３０  非破壊検査システム
２４０  モータ
２５０  位置エンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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