[发明专利]三维超声波成像装置

说明书

本申请是申请日为2005年6月13日、申请号为200580023714.3(国际 申请号为PCT/JP2005/010786)、名称为“三维超声波成像装置”的中国专 利申请的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

在上述本发明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。