JP2016099296A - Flaw detection system for detecting internal defect of flaw detection object and flaw detection method - Google Patents

Flaw detection system for detecting internal defect of flaw detection object and flaw detection method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a defect even when a flaw detection object moves, in a flaw detection system that detects a defect, such as a flow or peeling, existing inside a flaw detection object by heating the flaw detection object and measuring a surface temperature.SOLUTION: A flaw detection system heats the surface of a flaw detection object S2; acquires thermal images in time series S3 by imaging the heated flaw detection object moving within a visual field; acquires an offset indicating a relative movement amount of the flaw detection object S4; acquires an overlapped image by overlapping the thermal images in a state of moving the flaw detection object in a movement direction by a movement amount defined based on the offset S5; displays the overlapped image S6; and detects a defect existing inside the flaw detection object on the basis of the overlapped image S8-S10.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、探傷対象物の温度を測定することによって、探傷対象物の内部に生じている傷や剥離等の欠陥を検出する探傷技術に関する。   The present invention relates to a flaw detection technique for detecting defects such as scratches and peeling occurring inside a flaw detection object by measuring the temperature of the flaw detection object.

非破壊検査によって探傷対象物の内部に生じている欠陥を検出する方法の一つに赤外線サーモグラフィ法がある。この赤外線サーモグラフィ法では、熱源によって探傷対象物表面を加熱し、その後の表面温度を赤外線カメラ等で測定する。内部に欠陥が存在する場合には、内部へと伝播する熱の流れが変化するため、表面に局所的な温度変化が発生する。この温度変化を検出することで、探傷対象物の内部に生じている欠陥を検出できる。   An infrared thermography method is one of the methods for detecting defects generated inside the inspection object by nondestructive inspection. In this infrared thermography method, the surface of a test object is heated by a heat source, and the subsequent surface temperature is measured by an infrared camera or the like. When there is a defect inside, the flow of heat propagating to the inside changes, so that a local temperature change occurs on the surface. By detecting this temperature change, it is possible to detect a defect occurring inside the flaw detection object.

例えば、特許文献1に記載された探傷方法では、次の手順で探傷対象物(検査対象物)の欠陥を検出し、表示している。まず、探傷対象物の表面をパルス加熱し、設定時間において、設定されたサンプリング周波数で、加熱後の探傷対象物の複数の部分の表面温度を検出する。これにより、加熱してからの経過時間と表面温度との関係を示すデータをセル毎(画素毎)に取得する。表面の熱画像の変化から欠陥を検出し検査することが可能であるが、さらに、取得したデータに対してフーリエ変換を行い、周波数と位相との関係を示すデータに変換する。変換したデータについて、設定された検査周波数における位相値を求める。セル毎の位相値から位相画像を生成し、表示部で表示する。この位相画像では、探傷対象物内部の欠損の有無によって位相値が変化するので、位相画像に基づき探傷対象物内部の欠損を検出及び表示できる。そして、熱画像よりも、深い欠陥や雑音の少ない像にすることができる。   For example, in the flaw detection method described in Patent Document 1, a defect of a flaw detection object (inspection object) is detected and displayed by the following procedure. First, the surface of the flaw detection target is pulse-heated, and the surface temperatures of a plurality of portions of the flaw detection target after heating are detected at a set sampling frequency for a set time. As a result, data indicating the relationship between the elapsed time after heating and the surface temperature is acquired for each cell (for each pixel). Although it is possible to detect and inspect defects from changes in the thermal image of the surface, the acquired data is further subjected to Fourier transform to convert it into data indicating the relationship between frequency and phase. A phase value at the set inspection frequency is obtained for the converted data. A phase image is generated from the phase value for each cell and displayed on the display unit. In this phase image, the phase value changes depending on the presence / absence of defects inside the flaw detection object, so that defects inside the flaw detection object can be detected and displayed based on the phase image. And it can be made into an image with fewer deep defects and less noise than a thermal image.

特開2011−247718号公報JP 2011-247718 A

特許文献1に記載された探傷方法では、静止状態の探傷対象物を対象にしている。このため、移動する探傷対象物に適用すると位相画像に乱れが生じてしまい、欠陥の検出ができないという問題があった。同様に、赤外線カメラ等の撮影部が移動する場合にも、位相画像に乱れが生じてしまうので、欠陥の検出ができないという問題があった。   The flaw detection method described in Patent Document 1 targets a stationary flaw detection object. For this reason, when applied to a moving flaw detection object, there is a problem in that the phase image is disturbed and a defect cannot be detected. Similarly, when an imaging unit such as an infrared camera moves, there is a problem that a defect cannot be detected because the phase image is disturbed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮影部の視野内で探傷対象物が相対移動する場合においても、探傷対象物の内部欠陥を検出できるようにすることにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to detect an internal defect of a flaw detection object even when the flaw detection object relatively moves within the field of view of the imaging unit. There is.

前述の目的を達成するため、本発明に係る探傷システムは、探傷対象物の表面を加熱する加熱部と、視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得部と、複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得部と、前記重ね合わせ画像を表示する表示部とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the flaw detection system according to the present invention captures a heating unit that heats the surface of the flaw detection target and the flaw detection target after heating that moves relative to the visual field at predetermined time intervals. A thermal image acquisition unit that acquires, in a time series, a thermal image in which cells indicating values corresponding to the amount of heat are arranged in a matrix, and a plurality of the thermal images, and the flaw detection object at the thermal image acquisition interval A superimposed image acquisition unit that obtains a superimposed image by superimposing in a state of being moved in the relative movement direction by a movement amount determined based on an offset indicating a relative movement amount, and a display for displaying the superimposed image Part.

本発明によれば、複数の熱画像を、探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ移動させて重ね合わせている。これにより、探傷対象物が重ね合わせられた重ね合わせ画像が取得できる。そして、この重ね合わせ画像を用いているので、相対移動する探傷対象物であっても、表面や内部に存在する欠陥を検出できる。なお、この発明においてオフセットは、自動で取得してもよいし、手動で設定してもよい。   According to the present invention, a plurality of thermal images are moved and overlapped by a movement amount determined based on an offset indicating a relative movement amount of the flaw detection object. Thereby, it is possible to obtain a superimposed image in which flaw detection objects are superimposed. And since this superimposed image is used, even if it is a flaw detection object which moves relatively, the defect which exists in the surface or inside can be detected. In the present invention, the offset may be acquired automatically or may be set manually.

前述の探傷システムにおいて、前記重ね合わせ画像における時間と温度の関係を示す時間−温度データをフーリエ変換することで周波数と位相の関係を示す周波数−位相データを取得し、前記周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出する探傷部を有することことが好ましい。この探傷システムでは、周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出するので、表面から深い場所での欠陥も検出できる。   In the flaw detection system described above, frequency-phase data indicating the relationship between frequency and phase is obtained by performing Fourier transform on the time-temperature data indicating the relationship between time and temperature in the superimposed image, and obtained from the frequency-phase data. It is preferable to have a flaw detection unit that detects a defect existing inside the flaw detection object based on the obtained phase image. In this flaw detection system, a defect existing inside the flaw detection object is detected based on the phase image obtained from the frequency-phase data, so that a defect at a deep location from the surface can also be detected.

前述の探傷システムにおいて、前記探傷部は、設定された周波数における等位相画像による位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出することが好ましい。この探傷システムでは、周波数の設定により表面からの深さの異なる場所での欠陥を検出できる。この周波数は、任意に定めることができる。例えば、熱画像の取り込み時間と取り込みの時間間隔から決まる周波数に定めることができる。   In the above-described flaw detection system, it is preferable that the flaw detection unit detects a defect present inside the flaw detection target based on a phase image based on an equiphase image at a set frequency. In this flaw detection system, defects at different depths from the surface can be detected by setting the frequency. This frequency can be arbitrarily determined. For example, it can be set to a frequency determined from a thermal image capturing time and a capturing time interval.

また、本発明に係る探傷方法は、探傷対象物の表面を加熱する加熱ステップと、視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得ステップと、複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得ステップと、前記重ね合わせ画像を表示する表示ステップとを行うことを特徴とする。   Further, the flaw detection method according to the present invention has a heating step for heating the surface of the flaw detection target and a value corresponding to the amount of heat by photographing the flaw detection target after heating that moves relative to the visual field at predetermined time intervals. A thermal image acquisition step of acquiring, in time series, thermal images in which cells indicating the above are arranged in a matrix, and a plurality of the thermal images, an offset indicating a relative movement amount of the flaw detection object at the thermal image acquisition interval A superimposed image acquisition step of acquiring a superimposed image by superimposing in a state of being moved in the relative movement direction by a movement amount determined based on the display, and a display step of displaying the superimposed image. Features.

本発明によれば、撮影部の視野内で探傷対象物が相対移動する場合においても、探傷対象物の内部欠陥を検出できる。   According to the present invention, it is possible to detect an internal defect of a flaw detection object even when the flaw detection object relatively moves within the field of view of the imaging unit.

(a)は、探傷システムの一例を示す概略図である。(b)は、記憶部に設けられる記憶領域を説明する図である。(A) is a schematic diagram showing an example of a flaw detection system. (B) is a figure explaining the memory | storage area | region provided in a memory | storage part. 赤外線カメラの視野と探傷対象物の移動方向を説明する平面図である。It is a top view explaining the visual field of an infrared camera, and the moving direction of a test object. (a)は、熱画像(フレーム)とセル(画素)の関係を説明する図である。(b)は、セルにおける探傷対象物の移動を模式的に説明する図である。(A) is a figure explaining the relationship between a thermal image (frame) and a cell (pixel). (B) is a figure which illustrates typically the movement of the flaw detection target object in a cell. 移動する探傷対象物に対する探傷処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flaw detection process with respect to the flaw detection target to move. 探傷対象物の加熱処理を説明する図である。It is a figure explaining the heat processing of a test target. 熱画像の取得処理を説明する図である。It is a figure explaining the acquisition process of a thermal image. 取得された熱画像(フレーム)を説明する図である。It is a figure explaining the acquired thermal image (frame). 重ね合わせ時の移動量を説明する図である。It is a figure explaining the movement amount at the time of superimposition. オフセットが0.21セルの場合の重ね合わせ例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a superposition in case offset is 0.21 cell. オフセットが0.23セルの場合の重ね合わせ例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a superposition in case offset is 0.23 cell. 20枚目の熱画像を説明する図であり、(a)は比較例、(b)は移動処理を行った例である。It is a figure explaining the 20th thermal image, (a) is a comparative example, (b) is the example which performed the movement process. 200枚目の熱画像を説明する図であり、(a)は比較例、(b)は移動処理を行った例である。It is a figure explaining the 200th thermal image, (a) is a comparative example, (b) is the example which performed the movement process. 400枚目の熱画像を説明する図であり、(a)は比較例、(b)は移動処理を行った例である。It is a figure explaining the 400th thermal image, (a) is a comparative example, (b) is the example which performed the movement process. 600枚目の熱画像を説明する図であり、(a)は比較例、(b)は移動処理を行った例である。It is a figure explaining the 600th thermal image, (a) is a comparative example, (b) is the example which performed the movement process. 位相画像を説明する図であり、(a)は比較例、(b)は重ね合わせ処理を行った例である。It is a figure explaining a phase image, (a) is a comparative example, (b) is the example which performed the superimposition process. 重ね合わせ処理を行った位相画像における探傷対象物の内部欠陥を示す図である。It is a figure which shows the internal defect of the test target in the phase image which performed the superimposition process.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1(a)に示す探傷システム10は、赤外線カメラ11と、キセノンランプ12と、制御装置13とを有している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A flaw detection system 10 shown in FIG. 1A includes an infrared camera 11, a xenon lamp 12, and a control device 13.

赤外線カメラ11は、被写体を撮影し、この被写体の表面から発せられる赤外線エネルギーを検出し、熱画像として視覚化するための装置である。この赤外線カメラ11から出力された熱画像のデータは、制御装置13に入力される。このため、赤外線カメラ11は、制御装置13の制御部16と共に熱画像取得部に相当する。   The infrared camera 11 is a device for photographing a subject, detecting infrared energy emitted from the surface of the subject, and visualizing it as a thermal image. The thermal image data output from the infrared camera 11 is input to the control device 13. For this reason, the infrared camera 11 corresponds to a thermal image acquisition unit together with the control unit 16 of the control device 13.

例示した赤外線カメラ11では、視野内の赤外線エネルギーを光学系によって集め、赤外線検出素子に入力する。赤外線検出素子では、入力された赤外線エネルギーをその強度に応じた電気信号に変換して出力する。すなわち、赤外線検出素子は、視野内をマトリクス状(行列状)に分割し、分割単位(セル)毎の電気信号を熱画像のデータとして出力する。ここで、被写体が高温であるほど、被写体の表面から発せられる赤外放射が大きくなり、赤外線検出素子から出力される電気信号の値(例えば電圧値)が大きくなる。   In the illustrated infrared camera 11, infrared energy within the field of view is collected by an optical system and input to the infrared detection element. The infrared detection element converts the input infrared energy into an electrical signal corresponding to the intensity and outputs the electrical signal. That is, the infrared detection element divides the field of view into a matrix (matrix), and outputs an electrical signal for each division unit (cell) as thermal image data. Here, the higher the temperature of the subject, the greater the infrared radiation emitted from the surface of the subject, and the greater the value (for example, voltage value) of the electrical signal output from the infrared detection element.

図2の平面図に示すように、画角をθ、被写体までの距離をR、視野をX、探傷対象物Zの移動速度をVとし、視野における横幅方向のセル数(画素数)をN、赤外線カメラ11の撮影周波数をFとした場合を考える。この場合、視野Xは2×R×tan(θ/2)で表すことができ、セルあたりの視野△はX/Nで表すことができる。また、探傷対象物Zの移動ピッチpは1撮影間隔における移動量であり、V/Fで表すことができる。この他、本実施形態では、オフセットSも算出している。ここで、オフセットSとは、熱画像の取得間隔における探傷対象物Zの移動量を、セルの大きさを単位に示す数値であり、p/△(=V/F/△)で表される。   As shown in the plan view of FIG. 2, the angle of view is θ, the distance to the subject is R, the field of view is X, the moving speed of the flaw detection object Z is V, and the number of cells (number of pixels) in the horizontal width direction in the field of view is N. Consider the case where the imaging frequency of the infrared camera 11 is F. In this case, the visual field X can be expressed by 2 × R × tan (θ / 2), and the visual field Δ per cell can be expressed by X / N. Further, the moving pitch p of the flaw detection object Z is a moving amount in one photographing interval and can be expressed by V / F. In addition, in this embodiment, the offset S is also calculated. Here, the offset S is a numerical value indicating the amount of movement of the flaw detection object Z in the thermal image acquisition interval in units of cell size, and is expressed by p / Δ (= V / F / Δ). .

図3(a)に示すように、赤外線カメラ11では、セルCがマトリクス状に配置され、かつ、温度(=熱量)に応じた色がセルC毎に設定された熱画像FLを、所望の撮影周波数Fで撮影することができる。本実施形態の赤外線カメラ11では、例えば、横320セル×縦240セル(アスペクト比4:3)の熱画像FLを、1秒あたり50枚(撮影周波数50Hz;0.02秒間隔)の間隔で取得できる。なお、熱画像FLを構成するセルCの数や赤外線カメラ11の撮影周波数Fについては、適宜設定できる。また、図3(b)に示すように、探傷対象物Zの或る点Pが速度Vで移動する場合、当該点Pは、n枚目、n+1枚目、n+2枚目・・・の熱画像FLにおいて、移動ピッチpずつ移動する。   As shown in FIG. 3A, in the infrared camera 11, a thermal image FL in which the cells C are arranged in a matrix and the color corresponding to the temperature (= heat amount) is set for each cell C is obtained. Images can be taken at the imaging frequency F. In the infrared camera 11 of the present embodiment, for example, thermal images FL of 320 horizontal cells × 240 vertical cells (aspect ratio 4: 3) are captured at an interval of 50 images per second (imaging frequency 50 Hz; 0.02 second interval). You can get it. The number of cells C constituting the thermal image FL and the imaging frequency F of the infrared camera 11 can be set as appropriate. Further, as shown in FIG. 3B, when a certain point P of the flaw detection object Z moves at a speed V, the point P is the nth, n + 1th, n + 2th,... In the image FL, it moves by the moving pitch p.

図1(a)に示すように、キセノンランプ12は、加熱部に相当し、発光によって探傷対象物Zの表面を加熱する。本実施形態では、図5に符号P0で示すように、赤外線カメラ11の視野Xよりも上流側に設定された加熱位置で、キセノンランプ12による探傷対象物Zの加熱が行われる。   As shown in FIG. 1A, the xenon lamp 12 corresponds to a heating unit, and heats the surface of the flaw detection object Z by light emission. In this embodiment, as shown by the symbol P0 in FIG. 5, the flaw detection target Z is heated by the xenon lamp 12 at a heating position set upstream of the visual field X of the infrared camera 11.

なお、キセノンランプ12による発光は、探傷対象物Zの表面を加熱するためのものであるため、加熱部としてキセノンランプ12以外の光源を用いてもよい。そして、キセノンランプ12や他の光源の発光態様としては、フラッシュのような閃光であってもよいし、連続的に探傷対象物Zへ照射される連続光であってもよい。さらに、キセノンランプ12の発光制御は、制御装置13によってもよいし、手動であってもよい。   Since the light emitted by the xenon lamp 12 is for heating the surface of the flaw detection object Z, a light source other than the xenon lamp 12 may be used as the heating unit. The light emission mode of the xenon lamp 12 and other light sources may be flash light such as a flash, or may be continuous light that is continuously irradiated onto the flaw detection target Z. Further, the light emission control of the xenon lamp 12 may be performed by the control device 13 or manually.

図1(a)に戻り、制御装置13は、赤外線カメラ11やキセノンランプ12の動作を制御すると共に、赤外線カメラ11からの熱画像FLのデータを加工し、表示するものであり、例えばパーソナルコンピュータによって構成される。この制御装置13は、CPU14や記憶部15を有する制御部16と、マウス、タッチパネル、及びキーボード等によって構成される入力部17と、各種ディスプレイによって構成される表示部18とを有している。   Returning to FIG. 1A, the control device 13 controls the operation of the infrared camera 11 and the xenon lamp 12, and processes and displays the data of the thermal image FL from the infrared camera 11, for example, a personal computer. Consists of. The control device 13 includes a control unit 16 having a CPU 14 and a storage unit 15, an input unit 17 configured with a mouse, a touch panel, a keyboard, and the like, and a display unit 18 configured with various displays.

CPU14は、記憶部15(プログラム記憶領域15a,探傷プログラム記憶領域15b)に記憶されたコンピュータプログラムを読み込み、これらのコンピュータプログラムや入力部17からの操作信号に従って動作する。CPU14の動作により、制御部16は、赤外線カメラ11やキセノンランプ12の動作を制御したり、熱画像FLのデータに基づく演算を行い、演算結果を表示部18に表示させたりする。記憶部15は、コンピュータプログラムや各種のデータを記憶する部分であり、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ、ランダムアクセスメモリ、及びフラッシュメモリ等の書き込み及び読み出しが可能な記憶素子が用いられる。   The CPU 14 reads computer programs stored in the storage unit 15 (the program storage area 15a and the flaw detection program storage area 15b), and operates according to these computer programs and operation signals from the input unit 17. By the operation of the CPU 14, the control unit 16 controls the operation of the infrared camera 11 and the xenon lamp 12, performs a calculation based on the data of the thermal image FL, and displays the calculation result on the display unit 18. The storage unit 15 is a part that stores a computer program and various data, and a storage element capable of writing and reading such as a hard disk drive, a solid state drive, a random access memory, and a flash memory is used.

図1(b)に示すように、記憶部15の一部領域は、プログラム記憶領域15a、探傷プログラム記憶領域15b、パラメータ記憶領域15c、熱画像記憶領域15d、重ね合わせ画像記憶領域15e、時間−温度データ記憶領域15f、周波数−位相データ記憶領域15g、及び位相画像記憶領域15hとして用いられている。   As shown in FIG. 1B, a partial area of the storage unit 15 includes a program storage area 15a, a flaw detection program storage area 15b, a parameter storage area 15c, a thermal image storage area 15d, a superimposed image storage area 15e, a time- It is used as a temperature data storage area 15f, a frequency-phase data storage area 15g, and a phase image storage area 15h.

プログラム記憶領域15aには、赤外線カメラ11、キセノンランプ12、及び制御装置13の組を、探傷システム10として機能させるためのコンピュータプログラムが記憶されている。探傷プログラム記憶領域15bには、後述する熱画像や位相画像に基づき、判定条件を参照するなどして制御部16に、自動的な検査及び判定を行わせるためのコンピュータプログラムが記憶されている。   The program storage area 15a stores a computer program for causing the set of the infrared camera 11, the xenon lamp 12, and the control device 13 to function as the flaw detection system 10. The flaw detection program storage area 15b stores a computer program for causing the control unit 16 to perform automatic inspection and determination by referring to determination conditions based on a thermal image and a phase image described later.

パラメータ記憶領域15cには、探傷処理において必要とされる判定条件などの各種パラメータが記憶される。例えば、被写体までの距離R、視野X、探傷対象物Zの移動速度V、横幅方向のセル数N、撮影周波数F、セルCあたりの視野△、探傷対象物Zの移動ピッチp、及びオフセットSが記憶される。また、パラメータ記憶領域15cには、赤外線カメラ11による撮影時の解像度(セルCの数)やキセノンランプ12の動作内容(発光時間や強度,探傷対象物Zの加熱条件)なども記憶される。   Various parameters such as determination conditions required in the flaw detection process are stored in the parameter storage area 15c. For example, the distance R to the subject, the visual field X, the moving speed V of the flaw detection object Z, the number N of cells in the width direction, the imaging frequency F, the visual field Δ per cell C, the moving pitch p of the flaw detection object Z, and the offset S Is memorized. Further, the resolution (number of cells C) at the time of photographing with the infrared camera 11, the operation content of the xenon lamp 12 (light emission time and intensity, heating condition of the flaw detection object Z) and the like are also stored in the parameter storage area 15c.

熱画像記憶領域15dには、赤外線カメラ11から出力された時系列の熱画像FLが記憶される。重ね合わせ画像記憶領域15eには、時系列の熱画像FLをずらしながら重ねあわせた重ね合わせ画像が記憶される。時間−温度データ記憶領域15fには、重ね合わせ画像について取得したセルC毎の時間と温度の関係を示すデータが記憶される。周波数−位相データ記憶領域15gには、時間−温度データをフーリエ変換することで取得される、周波数と位相の関係を示す周波数−位相データが記憶される。位相画像記憶領域15hには、周波数−位相データに基づいて生成された位相画像(設定された周波数における等位相画像による位相画像)が記憶される。   In the thermal image storage area 15d, a time-series thermal image FL output from the infrared camera 11 is stored. In the superimposed image storage area 15e, a superimposed image obtained by overlaying the time-series thermal images FL while being shifted is stored. The time-temperature data storage area 15f stores data indicating the relationship between time and temperature for each cell C acquired for the superimposed image. The frequency-phase data storage area 15g stores frequency-phase data indicating the relationship between frequency and phase, which is obtained by Fourier transforming time-temperature data. In the phase image storage area 15h, a phase image generated based on the frequency-phase data (a phase image based on an equiphase image at a set frequency) is stored.

次に、図4のフローチャートを参照し、前述した構成を有する探傷システム10での探傷処理について説明する。   Next, flaw detection processing in the flaw detection system 10 having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

この探傷システム10では、最初にパラメータの設定処理が行われる(S1)。この設定処理では、赤外線カメラ11による撮影時の解像度、撮影周波数F、キセノンランプ12の動作内容等が操作者によって設定される。例えば、これらのパラメータの入力を促す画面が表示部18に表示され、入力部17の操作によって必要なパラメータが入力される。設定されたパラメータについては、記憶部15のパラメータ記憶領域15cに記憶される。   In the flaw detection system 10, parameter setting processing is first performed (S1). In this setting process, the operator sets the resolution at the time of photographing with the infrared camera 11, the photographing frequency F, the operation content of the xenon lamp 12, and the like. For example, a screen prompting input of these parameters is displayed on the display unit 18, and necessary parameters are input by operating the input unit 17. The set parameters are stored in the parameter storage area 15c of the storage unit 15.

必要なパラメータが設定されたならば、探傷対象物Zの加熱処理が行われる(S2)。図5に示すように、この加熱処理ではキセノンランプ12が発光される。キセノンランプ12から光が照射されることで、所定速度Vで移動している探傷対象物Zが加熱位置P0で加熱される。本実施形態では、ステップS1の設定処理で設定された動作内容に従ってキセノンランプ12が発光される。また、加熱された探傷対象物Zは、所定速度Vでの移動を継続するので、赤外線カメラ11の視野Xへと進入する。なお、この加熱処理に関し、キセノンランプ12のオンオフスイッチを操作者が手動で操作することで行ってもよい。   If the necessary parameters are set, the flaw detection object Z is heated (S2). As shown in FIG. 5, the xenon lamp 12 emits light in this heat treatment. By being irradiated with light from the xenon lamp 12, the flaw detection object Z moving at a predetermined speed V is heated at the heating position P0. In the present embodiment, the xenon lamp 12 emits light according to the operation content set in the setting process of step S1. Moreover, since the heated flaw detection object Z continues to move at the predetermined speed V, it enters the field of view X of the infrared camera 11. In addition, regarding this heat processing, you may perform by the operator operating the on / off switch of the xenon lamp 12 manually.

次に、熱画像FLの取得及び記憶処理が行われる(S3)。図6に示すように、熱画像FLの取得に際しては、赤外線カメラ11による撮影が行われる。これにより、図3(a)で説明した熱画像FL、すなわち、熱量に応じた値を示すセルCの出力で取得された、マトリクス状に配置された熱画像FLが、図7に示すように時系列で取得される。これらの熱画像FLにおいて、探傷対象物Zは、視野X内を移動方向へ移動する。また、赤外線カメラ11から出力された熱画像FLが、記憶部15の熱画像記憶領域15dに記憶される。なお、撮影の終了タイミングに関し、操作者による入力部17への操作によって終了させてもよいし、予め定めた撮影時間の経過を条件に撮影を終了させてもよい。   Next, acquisition and storage processing of the thermal image FL is performed (S3). As shown in FIG. 6, when the thermal image FL is acquired, photographing with the infrared camera 11 is performed. As a result, the thermal image FL described in FIG. 3A, that is, the thermal image FL arranged in a matrix obtained by the output of the cell C indicating a value corresponding to the amount of heat is as shown in FIG. Acquired in time series. In these thermal images FL, the flaw detection target Z moves in the visual field X in the movement direction. Further, the thermal image FL output from the infrared camera 11 is stored in the thermal image storage area 15 d of the storage unit 15. Note that the shooting end timing may be ended by an operation of the input unit 17 by the operator, or the shooting may be ended on the condition that a predetermined shooting time has elapsed.

熱画像FLが記憶されたならば、オフセットSの取得及び記憶処理が行われる(S4)。すなわち、制御部16は、時系列の熱画像FLから探傷対象物Zの移動速度Vを取得し、撮影周波数Fで除算することで、探傷対象物Zの移動ピッチpを取得する。さらに、制御部16は、取得した移動ピッチpをセルCあたりの視野△で除算することでオフセットSを取得する。このように、オフセットSの取得処理を行う制御部16は、オフセット取得部に相当する。   If the thermal image FL is stored, the offset S is acquired and stored (S4). That is, the control unit 16 acquires the moving speed V of the flaw detection target Z from the time-series thermal image FL and divides the flaw detection target Z by the imaging frequency F, thereby acquiring the movement pitch p of the flaw detection target Z. Further, the control unit 16 acquires the offset S by dividing the acquired movement pitch p by the visual field Δ per cell C. Thus, the control unit 16 that performs the offset S acquisition process corresponds to an offset acquisition unit.

なお、探傷対象物Zの移動速度Vは、種々の方法で取得できる。例えば、制御部16に、撮影タイミングの異なる複数枚の熱画像FLを参照させ、探傷対象物Zのエッジといった特徴点について、その移動量を算出させることでも取得できる。また、探傷対象物Zの移動速度Vが予め判っている場合には、パラメータの設定処理(S1)で、操作者に移動速度Vを入力させてもよい。そして、取得したオフセットSについては、記憶部15のパラメータ記憶領域15cに記憶される。   The moving speed V of the flaw detection object Z can be acquired by various methods. For example, it can also be obtained by causing the control unit 16 to refer to a plurality of thermal images FL having different imaging timings and calculating the movement amount of a feature point such as an edge of the flaw detection target Z. When the moving speed V of the flaw detection object Z is known in advance, the moving speed V may be input by the operator in the parameter setting process (S1). The acquired offset S is stored in the parameter storage area 15 c of the storage unit 15.

次に、重ね合わせ画像の取得及び記憶処理が行われる(S5)。この処理は、制御部16によって行われる。このため、制御部16は、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得部に相当する。   Next, a superimposed image acquisition and storage process is performed (S5). This process is performed by the control unit 16. Therefore, the control unit 16 corresponds to a superimposed image acquisition unit that acquires a superimposed image.

重ね合わせ画像の取得は、撮影タイミングの異なる複数枚の熱画像FLを、セル単位で移動させることで生成される。図8に示すように、ある熱画像FLにおいて、M=1のセルCにおけるX方向の中間点(△/2)である位置P1の仮想点が、nフレーム後の熱画像FLにおいてM=5のセルCにおける位置P2まで移動した場合を例に挙げて説明する。この仮想点は、熱画像FLのフレーム毎にピッチpだけX方向に移動する。そして、nフレーム後には、位置P2まで移動しているので、仮想点の総移動量はp×(n−1)になる。ここで、セルのX方向の大きさは△である。そこで、nの値を1、2、3・・・と1つずつ増やしながら、p×(n−1)/△+0.5の演算を行い、演算結果が整数を越える毎に、当該熱画像FLを当該整数セル分だけX方向とは反対側へ移動させることで、重ね合わせ画像を取得している。なお、オフセットSを用い、S×(n−1)+0.5が整数を越える毎に、当該熱画像FLを整数セル分だけX方向とは反対側へ移動させてもよい。   Acquisition of a superimposed image is generated by moving a plurality of thermal images FL having different shooting timings in units of cells. As shown in FIG. 8, in a certain thermal image FL, an imaginary point at a position P1, which is an intermediate point (Δ / 2) in the X direction in the cell C with M = 1, is M = 5 in the thermal image FL after n frames. A case where the cell C has moved to the position P2 in the cell C will be described as an example. This virtual point moves in the X direction by a pitch p for each frame of the thermal image FL. And after n frames, since it has moved to the position P2, the total movement amount of the virtual points is p × (n−1). Here, the size of the cell in the X direction is Δ. Therefore, the calculation of p × (n−1) /Δ+0.5 is performed while increasing the value of n by 1, 2, 3,... The superimposed image is acquired by moving the FL to the opposite side of the X direction by the integer cells. Note that the offset S may be used and the thermal image FL may be moved to the opposite side of the X direction by an integer cell each time S × (n−1) +0.5 exceeds an integer.

この重ね合わせ処理について、具体例を挙げて説明する。図9は、第1具体例を示す図である。第1具体例では、撮影周波数Fが50Hz(熱画像FLの撮影間隔1/Fで0.02秒)、オフセットSが0.21セルである。なお、この第1具体例において、符号ΣSで示す数値はS×(n−1)の計算結果である。   This overlay process will be described with a specific example. FIG. 9 is a diagram illustrating a first specific example. In the first specific example, the imaging frequency F is 50 Hz (0.02 seconds at the imaging interval 1 / F of the thermal image FL), and the offset S is 0.21 cell. In the first specific example, the numerical value indicated by the symbol ΣS is a calculation result of S × (n−1).

第1具体例において、1〜2枚目の熱画像FLについては、ΣS+0.5の演算結果、すなわちS×(n−1)+0.5の演算結果が1未満であるため、移動せずに重ね合わせる。また、3〜7枚目の熱画像FLについては、ΣS+0.5の演算結果が1以上2未満であるため、探傷対象物Zの移動方向とは反対方向へ1セル分移動させて重ね合わせる。同様に、8〜11枚目の熱画像FLについてはΣS+0.5の演算結果が2以上3未満であるため、探傷対象物Zの移動方向とは反対方向へ2セル分移動させて重ね合わせる。他の熱画像FLについても同様であり、12〜16枚目の熱画像FLについては3セル分移動させ、17〜21枚目の熱画像FLについては4セル分移動させて重ね合わせる。   In the first specific example, for the first and second thermal images FL, the calculation result of ΣS + 0.5, that is, the calculation result of S × (n−1) +0.5 is less than 1, so that it does not move. Overlapping. For the third to seventh thermal images FL, since the calculation result of ΣS + 0.5 is 1 or more and less than 2, the images are moved and overlapped by one cell in the direction opposite to the moving direction of the flaw detection object Z. Similarly, for the eighth to eleventh thermal images FL, since the calculation result of ΣS + 0.5 is 2 or more and less than 3, they are moved and overlapped by two cells in the direction opposite to the moving direction of the flaw detection object Z. The same applies to the other thermal images FL. The 12th to 16th thermal images FL are moved by 3 cells, and the 17th to 21st thermal images FL are moved by 4 cells and overlapped.

図10は、第2具体例を示す図である。第2具体例では、撮影周波数Fが50Hz(1/Fで0.02秒)、オフセットSが0.23セルである。第2具体例において、1〜2枚目の熱画像FLについては移動せずに重ね合わせる。また、3〜6枚目の熱画像FLについては探傷対象物Zの移動方向へ1セル分移動させて重ね合わせる。同様に、7〜10枚目の熱画像FLについては3セル分移動させ、11〜15枚目の熱画像FLについては3セル分、16〜19枚目の熱画像FLについては4セル分移動させて重ね合わせる。   FIG. 10 is a diagram illustrating a second specific example. In the second specific example, the imaging frequency F is 50 Hz (1 / F is 0.02 seconds), and the offset S is 0.23 cells. In the second specific example, the first and second thermal images FL are superimposed without moving. Further, the third to sixth thermal images FL are overlapped by moving one cell in the moving direction of the flaw detection object Z. Similarly, the 7th to 10th thermal images FL are moved by 3 cells, the 11th to 15th thermal images FL are moved by 3 cells, and the 16th to 19th thermal images FL are moved by 4 cells. Let them overlap.

そして、これらの第1具体例及び第2具体例の何れでも、重ね合わせ画像に基づく解析が可能であった。実験的には、少なくともオフセットSが0.21セル〜0.25セルの範囲において、重ね合わせ画像に基づく解析が可能であった。このように、オフセットSに関して幅がある理由は、ある点における熱の影響がその周囲に及んでいるからと考えられる。このように、使用可能なオフセットSの値に幅があることから、X方向に移動中の探傷対象物Zに関し、図2に符号Rで示す赤外線カメラ11までの距離が多少変化しても、重ね合わせ画像に基づく解析が可能となる。これは、X方向についてみれば、オフセットSやピッチpが多少変動するためだからである。   In both the first specific example and the second specific example, analysis based on the superimposed image was possible. Experimentally, at least in the range where the offset S is 0.21 cell to 0.25 cell, analysis based on the superimposed image was possible. Thus, the reason why there is a width with respect to the offset S is considered to be because the influence of heat at a certain point extends to the periphery. Thus, since the value of the usable offset S has a width, even if the distance to the infrared camera 11 indicated by the symbol R in FIG. Analysis based on the superimposed image is possible. This is because the offset S and the pitch p slightly vary in the X direction.

図11〜図14は、熱画像FLの移動処理を説明する図であり、図11は1000枚撮影したうちの20番目の熱画像FLを示し、図12は同じく200番目の熱画像FLを示している。同様に、図13は400番目の熱画像FLを示し、図14は600番目の熱画像FLを示している。そして、これらの図において、(a)は移動処理を行わない比較例であり、(b)は移動処理を行った例(実施例)である。   FIGS. 11 to 14 are diagrams for explaining the moving process of the thermal image FL. FIG. 11 shows the 20th thermal image FL out of 1000 shots, and FIG. 12 shows the 200th thermal image FL. ing. Similarly, FIG. 13 shows the 400th thermal image FL, and FIG. 14 shows the 600th thermal image FL. In these drawings, (a) is a comparative example in which the movement process is not performed, and (b) is an example (example) in which the movement process is performed.

図11(a)〜図14(a)から明らかなように移動処理を行わない比較例では、探傷対象物Zが次第に図の右側に移動していることが判る。これに対し、図11(b)〜図14(b)に示すように移動処理を行った例では、探傷対象物Zが熱画像FLにおける左側に固定されていることが判る。   As is apparent from FIGS. 11A to 14A, in the comparative example in which the movement process is not performed, it can be seen that the flaw detection object Z is gradually moving to the right side of the figure. In contrast, in the example in which the movement process is performed as shown in FIGS. 11B to 14B, it can be seen that the flaw detection object Z is fixed to the left side in the thermal image FL.

図4のフローチャートに戻り、重ね合わせ画像が記憶されたならば、制御部16は、この重ね合わせ画像(熱画像)を表示部18に表示させる(S6)。これにより、探傷システム10の操作者等は、探傷対象物Zの蓄熱状態を表示部18で視認できる。   Returning to the flowchart of FIG. 4, if the superimposed image is stored, the control unit 16 causes the display unit 18 to display the superimposed image (thermal image) (S6). Thereby, an operator of the flaw detection system 10 can visually recognize the heat storage state of the flaw detection object Z on the display unit 18.

次に、重ね合わせ画像に基づいて、前記探傷対象物Zの内部に存在する欠陥を検出するための一連の処理(探傷処理)が行われる。この探傷処理は、次に説明するS7〜S10の処理からなっている。これらの処理において、制御部16は、探傷対象物Zの内部に存在する欠陥を検出する探傷部に相当する。   Next, a series of processing (flaw detection processing) for detecting defects existing inside the flaw detection object Z is performed based on the superimposed image. This flaw detection process comprises the processes of S7 to S10 described below. In these processes, the control unit 16 corresponds to a flaw detection unit that detects a defect existing inside the flaw detection target Z.

この探傷処理では、まず時間−温度データの記憶処理が行われる(S7)。この処理において制御部16は、重ね合わせ画像記憶領域15eから重ね合わせ画像を読み出し、画像を構成するセルCのそれぞれについて、時間と温度の関係を取得する。そして、全てのセルCに対する時間と温度の関係を示すデータを、時間−温度データとして記憶部15の時間−温度データ記憶領域15fに記憶する。   In this flaw detection processing, first, time-temperature data storage processing is performed (S7). In this process, the control unit 16 reads the superimposed image from the superimposed image storage area 15e, and acquires the relationship between time and temperature for each of the cells C constituting the image. Then, data indicating the relationship between time and temperature for all the cells C is stored in the time-temperature data storage area 15f of the storage unit 15 as time-temperature data.

次に、時間−温度データに対してフーリエ変換が行われる(S8)。このフーリエ変換により、時間−温度データが、周波数と位相との関係を示す周波数−位相データに変換される。このフーリエ変換は、制御部16によって行われる。従って、制御部16は、データ変換部に相当する。本実施形態における時間−温度データは離散的であるため、離散フーリエ変換を行っている。   Next, Fourier transform is performed on the time-temperature data (S8). By this Fourier transform, the time-temperature data is converted into frequency-phase data indicating the relationship between frequency and phase. This Fourier transform is performed by the control unit 16. Therefore, the control unit 16 corresponds to a data conversion unit. Since the time-temperature data in this embodiment is discrete, discrete Fourier transform is performed.

離散フーリエ変換は、次式(1),(2)に従って行われる。
The discrete Fourier transform is performed according to the following equations (1) and (2).

ここで、Fは、サンプリング周波数fを取得データ数DNの2倍で割った値のn倍の周波数における変換結果(周波数成分、複素強度)を表す。Reは、変換結果の実部を表し、Imは、変換結果の虚部を表す。Tは、k番目のサンプリングの温度である。Aは、変換結果の強度を表す。離散フーリエ変換では、サンプリング周波数と取得データ数によって、変換後の周波数の範囲が決まる。変換後の周波数の最小値fminと、最大値fmaxは、サンプリング周波数fと、取得データ数DNを用いて、次式(3),(4)のように表される。
Here, F n represents a conversion result (frequency component, complex intensity) at a frequency n times the value obtained by dividing the sampling frequency f s by 2 times the number of acquired data DN. Re n represents the real part of the conversion result, and Im n represents the imaginary part of the conversion result. T is the temperature of the kth sampling. A n represents the strength of the conversion result. In discrete Fourier transform, the frequency range after transformation is determined by the sampling frequency and the number of acquired data. The minimum value f min and the maximum value f max of the frequency after conversion are expressed by the following equations (3) and (4) using the sampling frequency f s and the acquired data number DN.

以上のフーリエ変換によって得られた位相−周波数データ、変換後の周波数の最小値fmin及び最大値fmaxの各データは、記憶部15の周波数−位相データ記憶領域15gに記憶される。その後、位相画像の生成及び記憶が行われる(S9)。位相画像の生成処理では、検査周波数が、前述の最小値fmin以上であって最大値fmax以下である、離散的な任意の周波数に定められ、定められた検査周波数の位相値を用いて位相画像が生成される。 The phase-frequency data obtained by the above Fourier transform, and the data of the minimum frequency f min and the maximum value f max after the conversion are stored in the frequency-phase data storage area 15 g of the storage unit 15. Thereafter, a phase image is generated and stored (S9). In the phase image generation processing, the inspection frequency is set to a discrete arbitrary frequency that is not less than the aforementioned minimum value f min and not more than the maximum value f max , and the phase value of the determined inspection frequency is used. A phase image is generated.

位相画像の生成処理において、fmin=1/T、2/T、3/T・・・f/2(=N/2T)の間の1/T毎の周波数で計算されるデータ数DNとすると、fmax=f/2(=(N/2)/Tとなり、取得した熱画像FLを構成するセルCの数Nの半数の位相画像が生成される。 In the phase image generation process, the number of data DN calculated at a frequency of 1 / T between f min = 1 / T, 2 / T, 3 / T... F s / 2 (= N / 2T). Then, f max = f / 2 (= (N / 2) / T), and half phase images of the number N of cells C constituting the acquired thermal image FL are generated.

なお、検査周波数は、最小値fmin以上であって最大値fmax以下の範囲であれば、任意に定めることができる。例えば、熱画像の取り込み時間と取り込みの時間間隔から決まる周波数に定めることができる。 The inspection frequency can be arbitrarily determined as long as it is in the range of the minimum value f min or more and the maximum value f max or less. For example, it can be set to a frequency determined from a thermal image capturing time and a capturing time interval.

また、位相画像の生成は、制御部16によって行われる。このため、制御部16は、位相画像生成部に相当する。そして、生成された位相画像については、記憶部15の位相画像記憶領域15hに記憶される。また、検査周波数を変化させることで、表面からの深さが異なる内部の状態が確認できる。この検査周波数の設定は、入力部17を介して操作者によって行うことができる。   The generation of the phase image is performed by the control unit 16. Therefore, the control unit 16 corresponds to a phase image generation unit. Then, the generated phase image is stored in the phase image storage area 15 h of the storage unit 15. Moreover, the internal state from which the depth from the surface differs can be confirmed by changing a test | inspection frequency. The inspection frequency can be set by the operator via the input unit 17.

位相画像が生成され記憶されたならば、位相画像及び検査結果が表示される(S10)。この表示処理では、位相画像記憶領域15hに記憶された位相画像が制御部16に読み出され、映像信号に変換されて表示部18に表示される。ここで、図15は表示部18に表示される位相画像を説明する図である。そして、(a)は重ね合わせ処理を行っていない比較例の位相画像であり、(b)は重ね合わせ処理を行った例の位相画像である。図15(a)に示すように、比較例では幅方向に流れたパターンの位相画像になっていることが判る。これに対し、図15(b)に示すように、重ね合わせ処理を行うことで、探傷対象物Zが明瞭に視認できることが判る。さらに、図16に拡大して示すように、重ね合わせ処理を行うことで、探傷対象物Zの内部欠損が、位相画像において明確に視認できていることが判る。そして、表示部18には、検査結果もあわせて表示される。   If the phase image is generated and stored, the phase image and the inspection result are displayed (S10). In this display process, the phase image stored in the phase image storage area 15 h is read out by the control unit 16, converted into a video signal, and displayed on the display unit 18. Here, FIG. 15 is a diagram illustrating a phase image displayed on the display unit 18. And (a) is a phase image of the comparative example which has not performed the superimposition process, (b) is a phase image of the example which performed the superimposition process. As shown in FIG. 15A, it can be seen that in the comparative example, the phase image has a pattern flowing in the width direction. On the other hand, as shown in FIG. 15B, it can be seen that the flaw detection target Z can be clearly visually recognized by performing the overlapping process. Furthermore, as shown in an enlarged view in FIG. 16, it can be seen that the internal defect of the flaw detection object Z can be clearly seen in the phase image by performing the overlay process. The display unit 18 also displays the inspection result.

以上の説明から判るように、本実施形態の探傷システム10では、探傷対象物Zの表面を加熱する加熱ステップ(S2)と、視野内を移動する加熱後の探傷対象物Zを撮影することで、熱量に応じた値を示すセルCからなる熱画像FLを時系列で取得する熱画像FL取得ステップ(S3)と、探傷対象物Zの相対移動量を示すオフセットを取得するオフセット取得ステップ(S4)と、複数の熱画像FLを、オフセットに基づいて定められた移動量だけ、熱画像FLの幅方向(探傷対象物Zの移動方向)へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得ステップ(S5)と、前記重ね合わせ画像を表示する表示ステップ(S6)とからなる探傷方法を実現できる。   As can be seen from the above description, in the flaw detection system 10 of the present embodiment, the heating step (S2) for heating the surface of the flaw detection target Z and the heated flaw detection target Z moving within the field of view are photographed. A thermal image FL acquisition step (S3) for acquiring, in time series, a thermal image FL composed of cells C indicating values corresponding to the heat amount, and an offset acquisition step (S4) for acquiring an offset indicating the relative movement amount of the flaw detection object Z ) And a plurality of thermal images FL in a state where they are moved in the width direction of the thermal image FL (the moving direction of the flaw detection object Z) by the amount of movement determined based on the offset, It is possible to realize a flaw detection method including a superposed image obtaining step (S5) to be obtained and a display step (S6) for displaying the superposed image.

この探傷方法では、探傷対象物Zが同じ位置で重ね合わせられた重ね合わせ画像が取得できるので、視野内で探傷対象物Zが移動する場合においても、探傷対象物Zの熱画像を表示部18で表示でき、探傷対象物Zの内部に存在する欠陥を認識できる。この探傷方法は、量産品の移動しつつある物体の個別検査に対して適しており、カメラ視野内を移動する時間で、熱画像を取り込み、検査することができる。また、大きな欠陥を速やかに検出する際に有用である。特に、航空機のような大型で大面積な探傷対象については、大きな欠陥を移動しながら検査することへの適用は有用である。   In this flaw detection method, a superimposed image in which the flaw detection target Z is superimposed at the same position can be acquired. Therefore, even when the flaw detection target Z moves within the field of view, a thermal image of the flaw detection target Z is displayed on the display unit 18. And the defect existing inside the flaw detection object Z can be recognized. This flaw detection method is suitable for individual inspection of moving objects of mass-produced products, and can capture and inspect a thermal image in the time required to move within the camera field of view. Moreover, it is useful when detecting a big defect rapidly. In particular, for a large and large-area flaw detection target such as an aircraft, application to inspection while moving a large defect is useful.

また、この探傷システム10では、重ね合わせ画像における時間と温度の関係を示す時間−温度データをフーリエ変換することで周波数と位相の関係を示す周波数−位相データを取得している。そして、周波数−位相データに基づいて生成された位相画像(設定された周波数における等位相画像による位相画像)に基づいて、探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出している。この探傷システムでは、周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出するので、表面から深い場所での欠陥も検出できる(S7〜S10)。   In the flaw detection system 10, the frequency-phase data indicating the relationship between the frequency and the phase is acquired by performing Fourier transform on the time-temperature data indicating the relationship between the time and the temperature in the superimposed image. And the defect which exists in the inside of a flaw detection target is detected based on the phase image (Phase image by the equiphase image in the set frequency) produced | generated based on frequency-phase data. In this flaw detection system, since defects existing inside the flaw detection object are detected based on the phase image obtained from the frequency-phase data, defects at a deep location from the surface can also be detected (S7 to S10).

また、この探傷システム10において、制御部18(探傷部)は、設定された周波数における等位相画像による位相画像に基づいて、探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出する。この探傷システム10では、周波数の設定により表面からの深さの異なる場所での欠陥を検出できる。この周波数は、任意に定めることができる。例えば、熱画像の取り込み時間と取り込みの時間間隔から決まる周波数に定めることができる。   In the flaw detection system 10, the control unit 18 (flaw detection unit) detects a defect present inside the flaw detection target based on the phase image based on the equiphase image at the set frequency. In this flaw detection system 10, it is possible to detect a defect at a location having a different depth from the surface by setting the frequency. This frequency can be arbitrarily determined. For example, it can be set to a frequency determined from a thermal image capturing time and a capturing time interval.

加えて、この探傷システム10では、重ね合わせ画像(熱画像)及び位相画像から判定条件を参照して自動的に検査及び判定を行っていたが、この構成に限られない。例えば、重ね合わせ画像に基づく判断を、探傷システム10の操作者等に委ねてもよい。   In addition, in the flaw detection system 10, the inspection and determination are automatically performed with reference to the determination condition from the superimposed image (thermal image) and the phase image, but the configuration is not limited thereto. For example, the determination based on the superimposed image may be left to an operator of the flaw detection system 10 or the like.

また、探傷システム10では、視野内における探傷対象物Zの移動速度、視野に対応するセルCの数、及び撮影周波数Fに基づき、オフセットSを取得しているので、オフセットSの取得を自動化できる。なお、オフセットSの数値に幅があることから理解できるように、視野内における探傷対象物Zの移動速度はある程度の誤差が許容される。実験的には、10%〜15%くらいまでの誤差が許容されているので、この移動速度を画像処理によって取得してもよい。また、探傷対象物Zの移動速度については、別途移動速度検出を行ってもよい。   Moreover, in the flaw detection system 10, since the offset S is acquired based on the moving speed of the flaw detection target Z within the visual field, the number of cells C corresponding to the visual field, and the imaging frequency F, the acquisition of the offset S can be automated. . As can be understood from the fact that there is a range in the numerical value of the offset S, a certain degree of error is allowed in the moving speed of the flaw detection object Z in the visual field. Experimentally, an error of about 10% to 15% is allowed, so this moving speed may be acquired by image processing. Further, the moving speed of the flaw detection target Z may be separately detected.

以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。   The above description of the embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof. For example, you may comprise as follows.

前述の実施形態では、赤外線カメラ11が固定されており、探傷対象物Zが赤外線カメラ11の視野X内を幅方向へ移動する場合を例に挙げて説明したが、この構成に限定されるものではない。固定された探傷対象物Zに対して、赤外線カメラ11を移動させてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the infrared camera 11 is fixed and the flaw detection object Z moves in the width direction within the field of view X of the infrared camera 11 has been described as an example. However, the present invention is limited to this configuration. is not. The infrared camera 11 may be moved with respect to the fixed flaw detection target Z.

前述の実施形態では、探傷対象物ZがX方向(熱画像FLの横方向)に移動する場合について説明したが、探傷対象物ZがY方向(熱画像FLの縦方向)に移動する場合についても同様に適用できる。加えて、探傷対象物ZがX方向とY方向のそれぞれ(熱画像FLの斜め方向)に移動する場合についても同様に適用できる。   In the above-described embodiment, the case where the flaw detection object Z moves in the X direction (the horizontal direction of the thermal image FL) has been described. However, the case where the flaw detection object Z moves in the Y direction (the vertical direction of the thermal image FL). Can be applied similarly. In addition, the present invention can be similarly applied to the case where the flaw detection object Z moves in each of the X direction and the Y direction (the oblique direction of the thermal image FL).

前述の実施形態では、1つのセルCに対して、時間−温度データや周波数−位相データを取得していたが、この構成に限らない。例えば、複数セルCの平均値で周波数−位相データを取得してもよい。   In the above-described embodiment, time-temperature data and frequency-phase data are acquired for one cell C. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the frequency-phase data may be acquired with an average value of a plurality of cells C.

前述の実施形態では、周波数−位相データに基づいて位相画像を取得し、位相画像によって探傷対象物Zの内部に存在する傷を探していたが、この構成に限らない。例えば、重ね合わせ画像における時間−温度データから直接、探傷対象物Zの内部に存在する欠損を検出してもよい。   In the above-described embodiment, the phase image is acquired based on the frequency-phase data, and the scratch existing in the flaw detection object Z is searched for by the phase image. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, a defect existing inside the flaw detection object Z may be detected directly from the time-temperature data in the superimposed image.

前述の実施形態では、自動で取得したオフセットSを用いていたが、別途求めたオフセットSをパラメータの設定処理(S1)で入力するように構成してもよい。   In the above-described embodiment, the automatically acquired offset S is used. However, the offset S obtained separately may be input in the parameter setting process (S1).

10…探傷システム,11…赤外線カメラ,12…キセノンランプ,13…制御装置,14…CPU,15…記憶部,15a…プログラム記憶領域,15c…パラメータ記憶領域,15d…熱画像記憶領域,15e…重ね合わせ画像記憶領域,15f…時間−温度データ記憶領域,15g…周波数データ−位相記憶領域,15h…位相画像記憶領域,16…制御部,17…入力部,18…表示部,θ…赤外線カメラの画角,X…赤外線カメラのX方向の視野,F…赤外線カメラの撮影周波数,N…視野における横幅方向のセル数(画素数),△…セルあたりの視野,R…赤外線カメラから被写体までの距離,FL…熱画像,C…熱画像を構成するセル,Z…探傷対象物,V…探傷対象物の移動速度,p…探傷対象物の移動ピッチ,P…探傷対象物の或る点,S…オフセット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Flaw detection system, 11 ... Infrared camera, 12 ... Xenon lamp, 13 ... Control apparatus, 14 ... CPU, 15 ... Storage part, 15a ... Program storage area, 15c ... Parameter storage area, 15d ... Thermal image storage area, 15e ... Superimposed image storage area, 15f ... Time-temperature data storage area, 15g ... Frequency data-phase storage area, 15h ... Phase image storage area, 16 ... Control section, 17 ... Input section, 18 ... Display section, θ ... Infrared camera Angle of view, X: field of view of the infrared camera in the X direction, F: imaging frequency of the infrared camera, N: number of cells in the horizontal direction (number of pixels) in the field of view, Δ: field of view per cell, R: from infrared camera to subject , FL ... thermal image, C ... cell constituting thermal image, Z ... flaw detection object, V ... flaw detection object movement speed, p ... flaw detection object movement pitch, P ... flaw detection pair Certain point of things, S ... offset

Claims (4)

探傷対象物の表面を加熱する加熱部と、
視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得部と、
複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得部と、
前記重ね合わせ画像を表示する表示部とを有することを特徴とする探傷システム。
A heating unit for heating the surface of the test object;
Thermal image acquisition that acquires thermal images in which cells indicating values corresponding to the amount of heat are arranged in a matrix form in time series by photographing the flaw detection target after heating that moves relative to the visual field at predetermined time intervals And
A plurality of the thermal images are overlaid in a state in which the thermal images are moved in the relative movement direction by a movement amount determined based on an offset indicating a relative movement amount of the flaw detection object in the thermal image acquisition interval. A superimposed image acquisition unit for acquiring images;
A flaw detection system comprising: a display unit that displays the superimposed image.
前記重ね合わせ画像における時間と温度の関係を示す時間−温度データをフーリエ変換することで周波数と位相の関係を示す周波数−位相データを取得し、前記周波数−位相データから得られた位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出する探傷部を有することを特徴とする請求項1に記載の探傷システム。   Based on the phase image obtained from the frequency-phase data, the time-temperature data indicating the relationship between time and temperature in the superimposed image is subjected to Fourier transform to obtain frequency-phase data indicating the relationship between frequency and phase. The flaw detection system according to claim 1, further comprising a flaw detection unit that detects a defect existing inside the flaw detection object. 前記探傷部は、設定された周波数における等位相画像による位相画像に基づいて、前記探傷対象物の内部に存在する欠陥を検出することを特徴とする請求項2に記載の探傷システム。   The flaw detection system according to claim 2, wherein the flaw detection unit detects a defect existing inside the flaw detection target based on a phase image based on an equiphase image at a set frequency. 探傷対象物の表面を加熱する加熱ステップと、
視野内を相対移動する加熱後の前記探傷対象物を所定時間間隔で撮影することで、熱量に応じた値を示すセルがマトリクス状に配置された熱画像を、時系列で取得する熱画像取得ステップと、
複数の前記熱画像を、前記熱画像の取得間隔における前記探傷対象物の相対移動量を示すオフセットに基づいて定められた移動量だけ、相対移動方向へ移動させた状態で重ね合わせて、重ね合わせ画像を取得する重ね合わせ画像取得ステップと、
前記重ね合わせ画像を表示する表示ステップとを行うことを特徴とする探傷方法。
A heating step for heating the surface of the test object;
Thermal image acquisition that acquires thermal images in which cells indicating values corresponding to the amount of heat are arranged in a matrix form in time series by photographing the flaw detection target after heating that moves relative to the visual field at predetermined time intervals Steps,
A plurality of the thermal images are overlaid in a state in which the thermal images are moved in the relative movement direction by a movement amount determined based on an offset indicating a relative movement amount of the flaw detection object in the thermal image acquisition interval. A superimposed image acquisition step of acquiring an image;
And a display step of displaying the superimposed image.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050008215A1 (en) * 1999-12-02 2005-01-13 Shepard Steven M. System for generating thermographic images using thermographic signal reconstruction
JP2012512419A (en) * 2008-12-17 2012-05-31 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション Defect detection and response

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050008215A1 (en) * 1999-12-02 2005-01-13 Shepard Steven M. System for generating thermographic images using thermographic signal reconstruction
JP2012512419A (en) * 2008-12-17 2012-05-31 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション Defect detection and response

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