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ULTRASONIC SIGNAL PROCESSING SYSTEM, ULTRASONIC SIGNAL PROCESSING METHOD, AND ULTRASONIC SIGNAL ANALYSIS PROGRAM

Patent code P160013064
File No. H15-010
Posted date Jun 29, 2016
Application number P2003-285028
Publication number P2005-055250A
Patent number P3660999
Date of filing Aug 1, 2003
Date of publication of application Mar 3, 2005
Date of registration Apr 1, 2005
Inventor
  • (In Japanese)田中 正吾
  • (In Japanese)松原 篤
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title ULTRASONIC SIGNAL PROCESSING SYSTEM, ULTRASONIC SIGNAL PROCESSING METHOD, AND ULTRASONIC SIGNAL ANALYSIS PROGRAM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic signal processing system capable of always realizing nondestructive inspection by an ultrasonic wave with high reliability and high accuracy, and to provide an ultrasonic signal processing method.
SOLUTION: In this signal processing system, the ultrasonic wave is applied to a prescribed region which is an inspection object, and a reflected signal acquired by an ultrasonic sensor 12 for receiving a reflected wave from the inspection object is processed. The ultrasonic signal processing system 10 is equipped with a filter means 190 for removing a signal relative to a time variant bias, and a display means 21 for displaying information in the inspection object based on the reflected signal from which the signal relative to the time variant bias is removed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

コンクリート、金属等からなる構造物において発生するクラック、空洞、その他の異常箇所は、壁面の崩壊事故等の原因となる場合がある。この様な事故を未然に防止するため、事前の検査において構造物内のクラック等を早期に発見し、修理する必要がある。しかしながら、これら構造物内部の異常箇所は肉眼で見ることができず、その発見は容易ではない。

この様な構造物内部の異常を診断する代表的な手法として、超音波センサを使用した超音波検査がある。これは、検査対象に対して超音波パルスを照射し、その反射波(受信信号)の波形によって対象物内部のクラック、空洞、金属疲労等の存在、位置等を調査するものである。これらの異常が適切な深さにある場合は、検査者は、対象物からの生の受信信号波形(すなわち、積極的な信号処理が実行されていないそのままの受信波形)を目視し、異常波形を発見することで、クラックその他の異常の存在を把握することができる。これにより、対象物内に存在する異常を、非破壊かつ迅速に調査することができる(例えば、特許文献1参照)。

しかしながら、超音波センサによる超音波入射時において、当該センサ特有の低周波数の時変バイアスや特に異常箇所が浅い場合の当該異常箇所からの多重反射波等のため、コンクリート内部のクラックや空洞からの反射波がかき消される場合がある。係る場合には、対象物内の異常の存在を正確に把握することはできず、非破壊検査を高信頼度、高精度で実現することはできない。
【特許文献1】
特開2001-201487号。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、超音波を使用した非破壊検査において使用される超音波信号処理システム、超音波信号処理方法及び超音波信号解析プログラムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
検査対象の所定領域に対して超音波を照射し当該検査対象からの反射波を受波する超音波センサによって得られる反射信号を処理する信号処理システムであって、前記反射信号から、時変バイアスに関する低周波信号を除去するフィルタ手段と、前記時変バイアスに関する信号が除去された前記反射信号に基づいて、前記検査対象内の情報を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする超音波信号処理システム。

【請求項2】
 
前記時変バイアスに関する信号が除去された前記反射信号に含まれる多重反射波に基づいて、前記所定領域内に存在するクラック、空洞その他の異常箇所の位置を推定する推定手段をさらに具備し、
前記表示手段は、前記検査対象内の情報として、前記異常箇所の位置情報を表示すること、
を特徴とする請求項1記載の超音波信号処理システム。

【請求項3】
 
前記フィルタ手段は、
前記超音波プローブが受波した反射波に基づく前記反射信号を時間に対して順方向にフィルタリングすることで、前記時変バイアスに関する信号が除去された第1の信号を取得する順方向フィルタ手段と、
前記超音波プローブが受波した反射波に基づく前記反射信号を時間に対して逆方向にフィルタリングすることで、前記時変バイアスに関する信号が除去された第2の信号を取得する逆方向フィルタ手段と、
前記第1の信号と前記第2の信号とを加算して平均化する加算手段と、
を具備することを特徴とする請求項1又は2記載の超音波信号処理システム。

【請求項4】
 
前記フィルタ手段は、バタワース型バンドパスフィルタ又はチェビシェフ型バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波信号処理システム。

【請求項5】
 
検査対象の所定領域に対して超音波を照射し当該検査対象からの反射波を受波する超音波センサによって得られる反射信号を処理するための方法であって、前記反射信号から、時変バイアスに関する低周波信号を除去するステップと、前記時変バイアスに関する信号が除去された前記反射信号に基づいて、前記検査対象内の情報を表示するステップと、
を具備することを特徴とする超音波信号処理方法。

【請求項6】
 
前記時変バイアスに関する信号が除去された前記反射信号に含まれる多重反射波に基づいて、前記所定領域内に存在するクラック、空洞その他の異常箇所の位置を推定するステップをさらに具備し、
前記表示するステップにおいては、前記検査対象内の情報として、前記異常箇所の位置情報を表示すること、
を特徴とする請求項5記載の超音波信号処理方法。

【請求項7】
 
前記時変バイアスに関する信号を除去するステップは、
前記超音波プローブが受波した反射波に基づく前記反射信号を時間に対して順方向にフィルタリングすることで、前記時変バイアスに関する信号が除去された第1の信号を取得するステップと、
前記超音波プローブが受波した反射波に基づく前記反射信号を時間に対して逆方向にフィルタリングすることで、前記時変バイアスに関する信号が除去された第2の信号を取得するステップと、
前記第1の信号と前記第2の信号とを加算して平均化するステップと、
を具備することを特徴とする請求項5又は6記載の超音波信号処理システム。

【請求項8】
 
前記時変バイアスに関する信号を除去するステップでは、バタワース型バンドパスフィルタ又はチェビシェフ型バンドパスフィルタを使用することを特徴とする請求項5乃至7のうちいずれか一項記載の超音波信号処理方法。

【請求項9】
 
コンピュータに、検査対象の所定領域に対して超音波を照射し当該検査対象からの反射波を受波する超音波センサによって得られる反射信号を解析させるためのプログラムであって、前記反射信号から、時変バイアスに関する低周波信号を除去するフィルタ機能と、 前記時変バイアスに関する信号が除去された前記反射信号に基づいて、前記検査対象内の情報を表示する表示機能と、を実現させるための超音波信号解析プログラム。

【請求項10】
 
前記時変バイアスに関する信号が除去された前記反射信号に含まれる多重反射波に基づいて、前記所定領域内に存在するクラック、空洞その他の異常箇所の位置を推定する推定機能をコンピュータにさらに実現させ、
前記表示機能により、前記検査対象内の情報として、前記異常箇所の位置情報が表示されること、
を特徴とする請求項9記載の超音波信号解析プログラム。

【請求項11】
 
前記フィルタ機能は、
前記超音波プローブが受波した反射波に基づく前記反射信号を時間に対して順方向にフィルタリングすることで、前記時変バイアスに関する信号が除去された第1の信号を取得する順方向フィルタ機能と、
前記超音波プローブが受波した反射波に基づく前記反射信号を時間に対して逆方向にフィルタリングすることで、前記時変バイアスに関する信号が除去された第2の信号を取得する逆方向フィルタ機能と、
前記第1の信号と前記第2の信号とを加算して平均化する加算機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項9又は10記載の超音波信号解析プログラム。

【請求項12】
 
前記時変バイアスに関する信号を除去する機能は、バタワース型バンドパスフィルタ又はチェビシェフ型バンドパスフィルタにより実現されることを特徴とする請求項9乃至11のうちいずれか一項記載の超音波信号解析プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003285028thum.jpg
State of application right Registered
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