三维超声波成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供三维超声波成像装置，使检查对象物的基于超声波的内部检查的精度提高，并可进行自动判断，本发明专利技术的三维超声波成像装置包括具有多个压电振动器的超声波换能器；选择从该超声波换能器振荡超声波的压电振动器的驱动元件选择部；将从所选择的压电振动器振荡的超声波射入检查对象物并接收来自该检查对象物的反射回波，检查出该反射回波的电信号的信号检测电路；通过并行运算处理所检测出的反射回波的电信号，生成三维成像数据（Ｉ）的信号处理部；和取得来自该信号处理部的三维成像数据，进行所述三维成像数据的图像亮度校正，使该数据的成像强度分布平坦，并显示校正结果的显示处理装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用超声波来以三维方式对检查对象物的内部结构、连接处的状态和缺陷的状态进行非破坏性检查的三维超声波检查技术，尤其涉及三维可视检查对象物内的缺陷、剥离、氧化膜、空隙(void)等的杂质或连接处的剥离状态的三维超声波成像装置。
技术介绍
作为这种三维超声波成像装置，有日本特开2003-149213号公报和特开2004-53360号公报中公开的立体超声波检查技术。这些公报中记载的三维超声波成像装置具有按矩阵状或阵列状平面配置了多个压电振动器的超声波换能器(transducer)，使用从该超声波换能器向检查对象物发送接收的超声波来使对象物的内部结构或缺陷、空隙、氧化膜、剥离等的状态三维可视化，而可以非破坏性地对检查对象物进行检查。在基于具有多个压电振动器的超声波换能器的三维超声波成像装置中，可以使具有多个声学特性的检查对象物的层结构、检查对象物内的缺陷或空隙、剥离等的状态通过超声波来可视化，但是由于处理超声波换能器的接收回波信号后得到的三维图像数据上根据超声波的发送接收图案，成像结果不均匀，所以正确定量判断检查对象物的质量是否优良很困难，需要目测判断检查结果，但因个人差异产生了偏差。现有技术的三维成像处理装置中，在处理从超声波换能器发送接收的超声波的接收回波信号而得到的检查对象物的三维成像数据的超声波图像中，(1)根据超声波的发送接收图案，三维超声波图像的成像数据变得不均匀，对检查对象物进行客观、定量的检查很困难。(2)由于通过目测来判断检查对象物内的缺陷，所以花费时间和人力，且检查的判断条件可能产生了偏差。(3)使用按矩阵状配置的单个或一对超声波换能器，事先计算对应于所发送接收的超声波信号的传播/折射的传播时间并表格化，从而在进行表面为曲面形状的检查对象的缺陷探伤、进行焊接处的缺陷检查用的斜角探伤时，要求高速/高精度地实现，尤其表面是曲面形状的检查对象的缺陷探伤和焊接处的缺陷检查用的斜角探伤。
技术实现思路
本专利技术考虑上述的情况而做出，其目的是提供一种三维超声波成像化装置，在进行例如圆筒等的曲面形状的检查对象的内部缺陷检查或表面具有焊珠的焊接处的斜角探伤等的情况下，使检查对象物的基于超声波的内部检查的精度和处理速度提高，并可自动判断检查对象物的质量是否优良。本专利技术的三维超声波成像装置，为了解决上述问题，包括超声波换能器，按矩阵状或阵列状配置了多个压电振动器；驱动元件选择部，从该超声波换能器连接到压电振动器，选择多个压电振动器中振荡出超声波的压电振动器；信号检测电路，使从该驱动元件选择部所选择的压电振动器振荡出的超声波经声传播介质射入检查对象物，接收来自该检查对象物的反射回波，并检测出该反射回波的电信号；信号处理部，通过并行运算处理所检测出的反射回波的电信号，使检查对象物的内部对应于预先划分的三维成像区域内的网格来生成三维成像数据；以及显示处理装置，取得来自该信号处理部的三维成像数据，进行所述三维成像数据的图像亮度校正，使得所述检查对象物表面的平面方向的成像强度分布平坦化，并显示校正结果。在上述本专利技术的三维超声波成像装置的优选实施例中，所述显示处理装置具有亮度校正电路，将平面(X，Y)方向的校正函数乘以三维成像数据的值，来进行三维成像数据的亮度校正，其中该平面(X，Y)方向的校正函数被设定为使从所述信号处理部取得的三维成像数据的检查对象物表面的成像强度分布平坦化；以及显示部，显示通过该亮度校正电路校正了亮度后的三维成像数据。另外，所述显示处理装置也可具有运算判断电路，生成将对应于检查对象物的三维成像区域内的网格的三维成像数据在平面方向上切片的切片图像，作为切片图像，计算各切片图像的强度在设定值以上的成像网格数，并根据缺陷等的异常部的位置和面积进行检查对象物的异常判断，将该判断结果显示在显示部上。另外，为了实现上述目的而提供的本专利技术的三维超声波成像装置，其特征在于，包括超声波换能器，按矩阵状配置了多个压电振动器；驱动元件选择部，从该超声波换能器连接到压电振动器，有选择地驱动多个压电振动器，并选择振荡出超声波的压电振动器；信号检测电路，使从该驱动元件选择部所选择的压电振动器振荡出的超声波经声传播介质射入检查对象物，接收来自该检查对象物的反射回波，并检测出该反射回波的电信号；信号处理部，取得所检测出的反射回波的电信号，进行用于将检查对象物的状态成像的图像合成处理，生成三维成像数据；以及显示装置，取得来自该信号处理部的三维成像数据，显示图像合成处理结果，所述信号处理部根据所述信号检测电路检测出所述压电振动器的驱动信号作为反射回波的检测时间、和所述压电振动器的矩阵状的空间配置，对所述检查对象物的状态进行图像合成。在上述专利技术的优选实施例中，最好，所述信号处理部中，对于构成所述超声波换能器的所有压电振动器，根据从存储了单程超声波传播时间的多个表格数据中、选择对应于发送接收的组合的成对的表格数据并相加而得到的往返超声波传播时间数据，从来自所述检查对象物的反射回波的电信号中选择成像数据，从而对检查对象物的表面形状和内部状态进行图像合成，其中该单程超声波传播时间为从该压电振动器经声传播介质、向检查对象物内的对应于三维成像数据的三维成像网格的每个进行传播的时间。另外，最好，所述信号处理部包括边界设定部，设定并存储所述检查对象物的表面形状；表格数据生成部，根据由所述边界设定部设定的检查对象物的表面形状和所述压电振动器的坐标信息，容纳从压电振动器经声学介质到检查对象的表面和内部的所述三维成像网格的超声波传播时间，并对所有压电振动器生成存储了所述单程超声波传播时间的表格数据；以及图像合成处理部，经A/D转换器，取得在波形存放存储器中记录的波形数据和所述表格数据，并合成三维图像。另外，所述信号处理部也可通过将边界抽出部生成的表面形状和所述压电振动器的坐标信息输入到表格数据生成部中，将检查对象物的内部状态可视化，其中所述边界抽出部取得所述检查对象的表面的成像结果，并自动抽出表面形状。另外，所述信号处理部也可依次选择在所述表格数据生成部生成的多个表格数据当中，与对于所收集的所有所述波形数据、在收集所述波形数据时被选择出的发送、接收的一对压电振动器相对应的两个表格数据并进行相加，并根据由该相加结果得到的往返超声波传播时间，对所述三维成像网格依次进行所对应的所述波形数据的分配和相加处理，从而合成三维图像。另外，可以是，所述信号处理部的所述表格数据生成部，通过在所生成的多个表格数据中，利用单程超声波传播时间在深度方向上连续变化的情况来存储深度方向的差分处理结果，从而压缩单程超声波传播时间表格的数据容量。另外，也可以是，通过在所述超声波换能器上经由耦合剂来紧贴固定楔形的底板材料，相对检查对象物倾斜固定，来生成表格数据，从而沿斜角发送接收超声波而将检查对象物的内部状态三维可视化。另外，也可以是，通过设置一对所述超声波换能器，在检查对象的表面上彼此面对对方的状态来倾斜固定，并将该一对超声波换能器中的一个作为发送用，另一个作为接收用，来生成所述表格数据，从而将检查对象物的内部状态三维可视化。再有，还可以是，使用使所述压电振动器为线性配置的超声波换能器，将检查对象物的表面形状二维可视化，并在所述信号处理部的所述边界抽出部中取得所得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维超声波成像装置，其特征在于，包括：超声波换能器，按矩阵状或阵列状配置了多个压电振动器；驱动元件选择部，从该超声波换能器连接到压电振动器，选择多个压电振动器中振荡出超声波的压电振动器；信号检测电路，使从该驱动元件选择部所选择的压电振动器振荡出的超声波经声传播介质射入检查对象物，接收来自该检查对象物的反射回波，并检测出该反射回波的电信号；信号处理部，通过并行运算处理所检测出的反射回波的电信号，使检查对象物的内部对应于预先划分的三维成像区域内的网格来生成三维成像数据；以及显示处理装置，取得来自该信号处理部的三维成像数据，进行所述三维成像数据的图像亮度校正，使得所述检查对象物表面的平面方向的成像强度分布平坦化，并显示校正结果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：片山雅弘，唐泽博一，阿部素久，池田贤弘，伊藤佳乃，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]