JP6000158B2 - Flaw detection apparatus and flaw detection method - Google Patents
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Description
本発明は、渦電流探傷や超音波探傷等、被検体に生じた亀裂等の欠陥を非破壊で検査する探傷装置及び探傷方法に関するものである。 The present invention relates to a flaw detection apparatus and a flaw detection method for nondestructively inspecting defects such as cracks generated in a subject such as eddy current flaw detection and ultrasonic flaw detection.
従来、配管等の被検体に生じた亀裂等の欠陥を非破壊で検査する方法として、渦電流探傷(ECT:Eddy Current Testing)や超音波探傷(UT:Ultrasonic Testing)が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
Conventionally, eddy current testing (ECT: Eddy Current Testing) and ultrasonic testing (UT: Ultrasonic Testing) are known as methods for nondestructively inspecting defects such as cracks generated in an object such as a pipe (for example,
特許文献1には、渦電流探傷を用いて被検体の経年変化を検出する装置が開示されている。具体的には、第1の時点で計測して得られた基準信号としての第1リサージュ波形と、該第1の時点と異なる第2の時点で計測された比較信号としての第2リサージュ波形との差分信号を得ることで、経年的変化を検査することが開示されている。
特許文献2には、一方向に延在する溶接部を有する被検体の探傷を行う場合に、被検体の内部に超音波を伝搬させたときのエコー信号に基づいて延在方向に交差する被検体の複数の断面像を作成し、複数の断面像に共通する特徴量を用いて断面像を補正し、補正後の断面像を用いて欠陥の検出を行う超音波探傷装置が開示されている。
In
ところで、このような渦電流探傷や超音波探傷を行うことで欠陥が見つかった場合、その欠陥を補修することが行われる。例えば、図15に示すように、配管溶接部や管台溶接部などの肉厚部で微小の割れ状欠陥が発見された場合、欠陥部を除去して表面応力を緩和する補修を行うことがある。この場合、欠陥除去のために研削した研削部31の端部(以下「研削端部」という。)における渦電流探傷信号の振幅が大きく出てしまう可能性がある。このような場合には、欠陥がないにもかかわらず欠陥と判定されるおそれや、端部近傍に新たに欠陥が発生した場合に、端部の信号の影響を受けて、欠陥信号を見逃すおそれがあり、探傷性能が低下するおそれがある。
By the way, when a defect is found by performing such eddy current inspection or ultrasonic inspection, the defect is repaired. For example, as shown in FIG. 15, when a minute crack-like defect is found in a thick portion such as a pipe weld or a nozzle weld, repair may be performed to remove the defect and relieve the surface stress. is there. In this case, there is a possibility that the amplitude of the eddy current flaw detection signal at the end portion of the grinding
特に、図15に示した研削端部32は、特許文献2で説明されている一方向に延在する溶接部とは異なり、2次元的な分布を有するため、例えば、特許文献1で述べられているように、基準信号と比較信号との差分信号に基づいて欠陥を検出するような手法を適用した場合には、基準信号と比較信号との間の位置合わせを適切に行わないと、差分信号に大きなノイズが含まれてしまい探傷性能が著しく低下するおそれがある。
In particular, the
すなわち、研削端部32は被検体表面形状が変化するため、センサの走査速度や姿勢に局所的な変動が生じやすい。したがって、設定した走査条件に基づく位置(設定した走査速度とサンプリングピッチから計算される位置、センサ移動量を示すエンコーダ信号などから計算される位置など)を合わせただけでは、基準信号と比較信号の間の適切な位置合わせができず、上記のように探傷性能が著しく低下するおそれがある。
また、設定した走査条件に基づく位置と実際のセンサの位置のずれは、走査ラインごとに異なる上、個々の走査ラインにおいても走査位置にバラツキがみられる。同様に、走査ラインと直交する方向のセンサ位置についても、設定した条件と実際のセンサの通過位置とにずれが生ずる場合がある。従って、上述した公知の方法や、既存の画像処理手法などによる位置合わせでは、基準信号と比較信号の間の適切な位置合わせが困難であった。
That is, since the object surface shape of the
Further, the difference between the position based on the set scanning condition and the actual sensor position differs for each scanning line, and the scanning position also varies among individual scanning lines. Similarly, with respect to the sensor position in the direction orthogonal to the scanning line, there may be a deviation between the set condition and the actual sensor passing position. Therefore, it is difficult to perform proper alignment between the reference signal and the comparison signal by using the known method described above or the existing image processing method.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域を検査面上に含み、特に、該ノイズ領域が2次元的な分布を有する場合においても欠陥検出精度の低下を抑制することのできる探傷装置及び探傷方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a noise region on the inspection surface where a signal caused by a factor other than a defect is generated. In particular, the noise region has a two-dimensional distribution. It is an object of the present invention to provide a flaw detection apparatus and a flaw detection method that can suppress a decrease in defect detection accuracy even in the case of having it.
本発明の第1態様は、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域を含む所定の検査面上の欠陥検出を行う探傷装置であって、1または複数のセンサが前記検査面上を移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号が評価対象信号として記憶される第1記憶手段と、1または複数のセンサが前記検査面と同一形状を有する良品検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号、または、過去に1または複数のセンサが欠陥のない前記検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号が、比較信号として記憶される第2記憶手段と、前記評価対象信号及び前記比較信号のそれぞれについて、前記走査ライン毎の代表値を決定する代表値決定手段と、前記評価対象信号の各前記走査ラインの代表値と前記比較信号の各前記走査ラインの代表値との差分及び前記走査ラインの並び順に基づいて、前記評価対象信号の各前記走査ラインに対応する前記比較信号の前記走査ラインを決定する走査ライン対応付け手段と、前記対応付け手段によって対応付けられた前記評価対象信号の前記走査ラインと前記比較信号の前記走査ラインとの間において、前記走査方向における該評価対象信号と該比較信号との位置合わせを行い、対応付けられた位置同士の信号値を差し引くことにより減算信号を生成し、該減算信号を前記評価対象信号の走査ラインの情報と関連付けて出力する減算信号生成手段と、前記減算信号を用いて欠陥の検出を行う欠陥検出手段とを具備する探傷装置である。 A first aspect of the present invention is a flaw detection apparatus for detecting a defect on a predetermined inspection surface including a noise region where a signal caused by a factor other than a defect is generated, and one or a plurality of sensors are disposed on the inspection surface. First scanning means for storing flaw detection signals of a plurality of scanning lines obtained by moving as a signal to be evaluated, and the scanning line on a non-defective inspection surface in which one or a plurality of sensors have the same shape as the inspection surface Flaw detection signals of a plurality of scanning lines obtained by moving in the same scanning direction, or by moving one or more sensors in the same scanning direction as the scanning lines on the inspection surface without defects in the past The obtained flaw detection signals for a plurality of scanning lines are stored as comparison signals, and for each of the evaluation target signal and the comparison signal, for each scanning line. The evaluation is based on representative value determining means for determining a table value, a difference between a representative value of each of the scanning lines of the signal to be evaluated and a representative value of each of the scanning lines of the comparison signal, and an arrangement order of the scanning lines. Scan line association means for determining the scan line of the comparison signal corresponding to each of the scan lines of the target signal, and the scan line of the evaluation target signal associated by the association means and the comparison signal Positioning the evaluation target signal and the comparison signal in the scanning direction between the scanning lines, generating a subtraction signal by subtracting the signal value of the corresponding positions, the subtraction signal A subtracting signal generating unit that outputs the evaluation target signal in association with scanning line information; and a defect detecting unit that detects a defect using the subtracted signal. It is a flaw detector.
本態様によれば、評価対象信号と比較信号との間で、互いの走査ラインの対応付けが行われ、更に、対応付けられた評価対象信号の走査ラインと比較信号の走査ラインとの間において、走査方向における評価対象信号と比較信号との位置合わせが行われ、対応付けられた位置同士の信号値を差し引くことで、評価対象信号の各走査ラインに対応する減算信号が算出される。このように、走査方向に直交する方向及び走査方向の両方において、評価対象信号と比較信号との間で位置合わせが行われるので、検査面上に2次元的な分布を有するノイズ領域が存在していたとしても、適切な信号同士を対応させることができ、減算信号の算出精度の低下を抑制することが可能となる。 According to this aspect, the scan lines are associated with each other between the evaluation target signal and the comparison signal, and further, between the associated scan line of the evaluation target signal and the scan line of the comparison signal. The alignment of the evaluation target signal and the comparison signal in the scanning direction is performed, and the subtraction signal corresponding to each scanning line of the evaluation target signal is calculated by subtracting the signal values of the corresponding positions. As described above, since the alignment is performed between the evaluation target signal and the comparison signal in both the direction orthogonal to the scanning direction and the scanning direction, there is a noise region having a two-dimensional distribution on the inspection surface. Even if this is the case, appropriate signals can be associated with each other, and it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the subtraction signal.
上記探傷装置は、前記ノイズ領域と前記ノイズ領域外の領域との境界近傍領域を特定する領域特定手段と、前記境界近傍領域に該当する前記評価対象信号の前記走査ラインに対して、該走査ラインに対応付けられた前記比較信号の前記走査ライン及び該比較信号の走査ラインを挟む少なくとも両側の走査ラインを抽出し、抽出した複数の前記走査ラインの比較信号を用いて前記減算信号をそれぞれ生成し、その中で振幅が最小となる減算信号を当該評価対象信号の走査ラインと関連付けて出力する特別処理手段とを更に備えることとしてもよい。 The flaw detection apparatus includes: an area specifying unit that specifies an area near a boundary between the noise area and an area outside the noise area; and the scanning line of the evaluation target signal corresponding to the boundary area. The scan line of the comparison signal associated with the scan line and the scan lines on at least both sides sandwiching the scan line of the comparison signal are extracted, and the subtraction signals are respectively generated using the extracted comparison signals of the plurality of scan lines. Further, special processing means for outputting a subtraction signal having the smallest amplitude among them in association with the scanning line of the evaluation target signal may be further provided.
このような構成によれば、境界近傍領域における評価対象信号の走査ラインについては、その走査ラインに対応する比較信号の走査ライン並びに少なくともその両側に存在する走査ラインの信号も対象として減算信号が算出され、その中から振幅が最も小さい減算信号が特定されて欠陥検出に用いられることとなる。これにより、境界近傍領域に該当する評価対象信号に対応する適切な比較信号の走査ラインを用いて減算信号を算出することができる。この結果、減算信号の算出精度を更に向上させることができ、境界付近領域における欠陥検出の精度低下を更に抑制することが可能となる。 According to such a configuration, for the scanning line of the evaluation target signal in the boundary vicinity region, the subtraction signal is calculated for the comparison signal scanning line corresponding to the scanning line and at least the scanning line signals existing on both sides thereof. Then, the subtraction signal having the smallest amplitude is identified and used for defect detection. Thereby, the subtraction signal can be calculated using the scanning line of the appropriate comparison signal corresponding to the evaluation target signal corresponding to the boundary vicinity region. As a result, the calculation accuracy of the subtraction signal can be further improved, and it is possible to further suppress a decrease in the accuracy of defect detection in the region near the boundary.
上記探傷装置において、前記第1記憶手段には、各前記走査ラインに対して複数の励磁周波数によって得られた複数の評価対象信号が記憶され、前記第2記憶手段には、各前記走査ラインに対して前記複数の励磁周波数と同一の励磁周波数に関する比較信号がそれぞれ記憶され、前記対応付け手段は、複数の前記励磁周波数の中から代表励磁周波数として選定された一の励磁周波数における前記評価対象信号及び前記比較信号を用いて前記走査ラインの対応付けを行い、前記信号生成手段は、前記対応付け手段による前記走査ラインの対応付け及び前記走査方向における位置の対応付けを他の前記励磁周波数においても反映させて、各前記励磁周波数における各走査ラインの減算信号をそれぞれ生成することとしてもよい。 In the flaw detection apparatus, the first storage unit stores a plurality of evaluation target signals obtained by a plurality of excitation frequencies for each of the scan lines, and the second storage unit stores each of the scan lines. On the other hand, comparison signals relating to the same excitation frequency as the plurality of excitation frequencies are respectively stored, and the association means is configured to output the evaluation target signal at one excitation frequency selected as a representative excitation frequency from the plurality of excitation frequencies. And the comparison signal is used to associate the scanning lines, and the signal generating means associates the scanning lines and the position in the scanning direction by the associating means at other excitation frequencies. It is also possible to reflect and generate a subtraction signal for each scanning line at each excitation frequency.
例えば、渦電流探傷などのように、1回の走査中に複数の励磁周波数を用いて複数の評価対象信号が得られる場合には、それぞれ異なる複数の励磁周波数に対応する評価対象信号及び比較信号を用いて欠陥の検出を行うことにより、欠陥検出精度を向上させることが可能となる。更に、代表励磁周波数における走査方向に直交する方向及び走査方向の両方における評価対象信号と比較信号との位置合わせを他の励磁周波数においても反映させることで、励磁周波数毎に個別に対応づけをするのに比べ、異なる励磁周波数間における2次元的な位置の対応関係を維持することができる。これにより、励磁周波数の異なる減算信号間の振幅比や位相角差に関する欠陥信号の特徴の位置関係を維持することが可能になり、欠陥検出(例えば、信号発生要因が欠陥か否かの特定)の精度を向上させることが可能となる。 For example, when a plurality of evaluation target signals are obtained using a plurality of excitation frequencies during one scan, such as eddy current flaw detection, evaluation target signals and comparison signals corresponding to a plurality of different excitation frequencies, respectively. It is possible to improve the defect detection accuracy by detecting defects using. In addition, the alignment of the evaluation target signal and the comparison signal in both the direction orthogonal to the scanning direction and the scanning direction at the representative excitation frequency is also reflected at other excitation frequencies, so that each excitation frequency is associated individually. Compared to the above, it is possible to maintain a two-dimensional positional correspondence between different excitation frequencies. This makes it possible to maintain the positional relationship of the defect signal characteristics with respect to the amplitude ratio and phase angle difference between the subtraction signals having different excitation frequencies, and defect detection (for example, whether the signal generation factor is a defect). It is possible to improve the accuracy.
上記探傷装置において、前記代表励磁周波数は、ノイズ信号振幅を傷信号振幅で除した値が比較的大きな値を取る励磁周波数に設定されることが好ましい。 In the flaw detection apparatus, the representative excitation frequency is preferably set to an excitation frequency in which a value obtained by dividing a noise signal amplitude by a flaw signal amplitude takes a relatively large value.
このような励磁周波数を代表励磁周波数として用いることで、他の励磁周波数を用いる場合と比較して、評価対象信号と比較信号との位置対応の精度を高めることが可能となる。 By using such an excitation frequency as the representative excitation frequency, it is possible to increase the accuracy of the position correspondence between the evaluation target signal and the comparison signal as compared to the case of using another excitation frequency.
上記探傷装置において、前記走査ライン対応付け手段は、各前記走査ラインにおける前記評価対象信号及び前記比較信号に対してドリフト除去処理を実行し、ドリフト除去処理後の前記評価対象信号及び前記比較信号を用いて、前記走査ラインの対応付けを行うこととしてもよい。 In the flaw detection apparatus, the scanning line association unit performs drift removal processing on the evaluation target signal and the comparison signal in each scanning line, and the evaluation target signal and the comparison signal after the drift removal processing are executed. It is also possible to associate the scanning lines with each other.
走査ラインの対応付けを行う前に、ドリフト除去処理を行うことにより、ノイズ要因を除去した信号に基づいて、評価対象信号と比較信号との走査ラインの対応付けを行うことができる。これにより、走査ラインの対応付け精度を向上させることができる。また、走査ラインの対応付けを行う際に、ドリフト除去処理を行うことにより、上記の境界近傍領域の特定をドリフト除去前の信号を用いて行うことができ、境界近傍領域の特定性能を高めることができる。 By performing the drift removal process before associating the scan lines, it is possible to associate the scan lines between the evaluation target signal and the comparison signal based on the signal from which the noise factor has been removed. As a result, the scanning line correspondence accuracy can be improved. In addition, by performing drift removal processing when associating scan lines, the above-mentioned region near the boundary can be identified using the signal before drift removal, and the performance of identifying the region near the boundary is improved. Can do.
本発明の第2態様は、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域を含む所定の検査面上の欠陥検出を行う探傷方法であって、1または複数のセンサが前記検査面上を移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号を評価対象信号として記憶する第1記憶過程と、1または複数のセンサが前記検査面と同一形状を有する良品検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号、または、過去に1または複数のセンサが欠陥のない前記検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号を、比較信号として記憶する第2記憶過程と、前記評価対象信号及び前記比較信号のそれぞれについて、前記走査ライン毎の代表値を決定する代表値決定過程と、前記評価対象信号の各前記走査ラインの代表値と前記比較信号の各前記走査ラインの代表値との差分及び前記走査ラインの並び順に基づいて、前記評価対象信号の各前記走査ラインに対応する前記比較信号の前記走査ラインを決定する走査ライン対応付け過程と、前記対応付け過程において対応付けられた前記評価対象信号の前記走査ラインと前記比較信号の前記走査ラインとの間において、前記走査方向における該評価対象信号と該比較信号との位置合わせを行い、対応付けられた位置同士の信号値を差し引くことにより減算信号を生成し、該減算信号を前記評価対象信号の走査ラインの情報と関連付けて出力する減算信号生成過程と、前記減算信号を用いて欠陥の検出を行う欠陥検出過程とを含む探傷方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a flaw detection method for detecting a defect on a predetermined inspection surface including a noise region where a signal caused by a factor other than a defect is generated, wherein one or a plurality of sensors are placed on the inspection surface. A first storage process for storing flaw detection signals of a plurality of scanning lines obtained by moving as evaluation target signals, and the non-defective inspection surface having one or a plurality of sensors having the same shape as the inspection surface as the scanning lines. A flaw detection signal of a plurality of scanning lines obtained by moving in the same scanning direction, or obtained by moving one or more sensors in the same scanning direction as the scanning lines on the inspection surface having no defect in the past. A second storage process of storing the plurality of scanning line flaw detection signals as comparison signals, and each of the evaluation target signal and the comparison signal for each of the scanning lines. The evaluation target signal is determined based on a representative value determination process for determining the difference between a representative value of each of the scanning lines of the evaluation target signal and a representative value of each of the scanning lines of the comparison signal, and an arrangement order of the scanning lines. A scanning line associating process for determining the scanning line of the comparison signal corresponding to each of the scanning lines, and the scanning line of the evaluation target signal and the scanning line of the comparison signal associated in the associating process Between the evaluation target signal and the comparison signal in the scanning direction, a subtraction signal is generated by subtracting signal values of the corresponding positions, and the subtraction signal is converted into the evaluation target A method of flaw detection including a subtraction signal generation process that is output in association with information on a scanning line of a signal, and a defect detection process that detects a defect using the subtraction signal It is.
本発明によれば、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域が検査面上において2次元的な分布を有する場合であっても、欠陥検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。 According to the present invention, even if a noise region where a signal caused by factors other than defects is generated has a two-dimensional distribution on the inspection surface, it is possible to suppress a decrease in defect detection accuracy. Play.
〔第1実施形態〕
以下に、本発明の第1実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法は、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域を含み、特に、該ノイズ領域が検査面上で2次元的な分布を有するような場合の欠陥検出に採用されて好適なものである。換言すると、本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法は、探傷センサを走査して検査面上における探傷信号を得る際に、検査面上におけるノイズ領域を横切ってセンサを走査しなければならない場合に採用されて好適な探傷装置及び探傷方法である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a flaw detection apparatus and a flaw detection method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The flaw detection apparatus and the flaw detection method according to the present embodiment include a noise region where a signal due to a factor other than a defect is generated, and particularly when the noise region has a two-dimensional distribution on the inspection surface. It is suitable for use in detection. In other words, when the flaw detection apparatus and the flaw detection method according to the present embodiment scan the flaw detection sensor to obtain a flaw detection signal on the inspection surface, the sensor must be scanned across the noise region on the inspection surface. A flaw detection apparatus and a flaw detection method that are suitable for use.
本実施形態では、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域として、図15に示したように、円環状の研削端部32を例示し、この研削端部32を含む所定の検査面30上に発生した欠陥を検出する場合を例に挙げて説明する。なお、欠陥以外の要因に起因する信号が発生するノイズ領域は、例えば、異なる材料を接合した場合の接合部等のように、上記研削端部32に限定されない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, an annular
図1は、本発明の第1実施形態に係る探傷装置1のハードウェア構成の一例を示した図である。図1に示すように、本実施形態に係る探傷装置1は、コンピュータシステム(計算機システム)であり、CPU(中央演算処理装置)2、RAM(Random Access Memory)等の主記憶装置3、補助記憶装置4、キーボードやマウス等からなる入力装置5、データを表示する表示装置6、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置7などを備えている。これら各部は、バス8を介して互いに接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a
補助記憶装置4は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。この補助記憶装置4には、各種プログラムが格納されており、CPU2が補助記憶装置4から主記憶装置3にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
The
図2は、探傷装置1が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図2に示すように、探傷装置1は、第1記憶部11、第2記憶部12、代表値決定部13、走査ライン対応付け部14、減算信号生成部15、欠陥検出部16を主な構成として備えている。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the functions provided in the
第1記憶部11には、1つの探傷センサが検査面上を移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号が評価対象信号として記憶されている。例えば、図3に示すように、1つの探傷センサ20を用いて検査面30上を走査したときの各走査ラインb=1、2、・・・n1の探傷信号が評価対象信号として記憶されている。なお、評価対象信号の取得方法は、この例に限定されず、例えば、図4に示すように、複数の探傷センサ20から構成されるセンサアレイ21を走査して取得された探傷信号でもよい。
また、探傷センサ20は、渦電流探傷センサ、超音波探傷センサ等、種別を問わないが、説明の便宜上、以下においては渦電流探傷センサを探傷センサ20として利用した場合について説明する。
In the
The
第2記憶部12には、図5に示すように、過去において、1または複数の渦電流探傷センサ(図示略)を用いて欠陥のない同一検査面30上を検査したときの複数の走査ラインb=1、2、・・・n2の探傷信号が比較信号として記憶されている。ここで、比較信号は、上記の他、1または複数の渦電流探傷センサが検査面30と同一形状を有する良品検査面上を移動することにより得られた複数の走査ラインb=1、2、・・・、n2の探傷信号であってもよい。
ここで、検査面上における評価対象信号の走査方向と比較信号の走査方向とは平行方向とされているが、走査位置はずれていてもよく、また、走査ラインのライン数は異なっていてもよい(つまり、n1≠n2でもよい)。
As shown in FIG. 5, the
Here, the scanning direction of the evaluation target signal on the inspection surface and the scanning direction of the comparison signal are parallel to each other, but the scanning position may be shifted, and the number of scanning lines may be different. (That is, n 1 ≠ n 2 may be sufficient).
代表値決定部13は、第1記憶部11に格納されている評価対象信号及び第2記憶部12に格納されている比較信号のそれぞれについて、走査ライン毎の代表値を決定する。以下、代表値決定部13によって実行される処理について具体的に説明する。
まず、代表値決定部13は、各走査ラインにおける評価対象信号及び比較信号に対してゼロ点補正を行う。この処理は、有意信号がない範囲の評価対象信号の信号値及び比較信号の信号値をゼロに設定するための処理である。
The representative
First, the representative
例えば、図3に示すように、走査方向をa、走査方向aに直交する方向をステップ方向bとし、渦電流探傷の2次元信号をx(a,b)+i*y(a,b)とすると、ゼロ点補正後の渦電流探傷の2次元信号の実軸信号x´(a,b)は、以下の(1)式で得られる。 For example, as shown in FIG. 3, the scanning direction is a, the direction orthogonal to the scanning direction a is the step direction b, and the two-dimensional signal of eddy current flaw detection is x (a, b) + i * y (a, b). Then, the real axis signal x ′ (a, b) of the two-dimensional signal of the eddy current flaw detection after the zero point correction is obtained by the following equation (1).
例えば、上記(1)式で示されるゼロ点補正を行うことにより、b=mの評価対象信号Gm(図3参照)は、図6のように補正される。なお、ゼロ点補正は、上記(1)式のように、有意信号がない1点の信号の信号値を処理対象である実軸信号x(a,b)から差し引く方法に限定されず、公知のゼロ点補正の手法を適宜採用することとしてもよい。例えば、有意信号がない2点を特定し、その2点を通る直線を処理対象である実軸信号x(a,b)から差し引くことにより、ゼロ点補正を行うこととしても良い。ここで、センサ方式が、ゼロ点移動の発生しない方式である場合など、ゼロ点補正が不要な場合は、このステップを省略してもよい。 For example, by performing the zero point correction expressed by the above equation (1), the evaluation target signal Gm (see FIG. 3) with b = m is corrected as shown in FIG. The zero point correction is not limited to a method of subtracting the signal value of one point signal having no significant signal from the real axis signal x (a, b) to be processed, as in the above equation (1), and is well known. The zero point correction method may be adopted as appropriate. For example, the zero point correction may be performed by specifying two points having no significant signal and subtracting a straight line passing through the two points from the real axis signal x (a, b) to be processed. Here, this step may be omitted when zero point correction is unnecessary, such as when the sensor method is a method in which zero point movement does not occur.
ここで、虚軸信号y(a,b)にも同様の手法によりゼロ点補正等が実行されるが、実軸信号に対して実行される以下に説明する各処理は、虚軸信号yにも同様に実行されることから、以降における虚軸信号yに対する説明は省略し、実軸信号のみを対象として説明を行う。なお、超音波センサを探傷センサ20として用いた場合には、虚軸信号y(a,b)=0であるので、実軸信号のみを考えればよい。
Here, zero point correction or the like is performed on the imaginary axis signal y (a, b) by the same method, but each process described below performed on the real axis signal is performed on the imaginary axis signal y. Therefore, the description of the imaginary axis signal y will be omitted, and only the real axis signal will be described. When an ultrasonic sensor is used as the
続いて、代表値決定部13は、ゼロ点補正後の各走査ラインの評価対象信号及び比較信号を用いて、各走査ラインb=1〜n1、b=1〜n2における絶対値平均をそれぞれ算出し、この値を代表値としてそれぞれ設定する。これを式で表わすと以下の(2)式となる。
Subsequently, the representative
図7に、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1における実軸信号の代表値X1(b)を直線又は曲線で繋いだときの代表値信号の一例を示す。図示は省略するが、比較信号における代表値信号も同様に取得される。 FIG. 7 shows an example of the representative value signal when the representative value X 1 (b) of the real axis signal in each scanning line b = 1 to n 1 of the evaluation target signal is connected by a straight line or a curve. Although illustration is omitted, the representative value signal in the comparison signal is also acquired in the same manner.
代表値決定部13は、評価対象信号の代表値信号及び比較信号の代表値信号を走査ライン対応付け部14に出力する。
走査ライン対応付け部14は、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1の代表値X1(b)と比較信号の各走査ラインb=1〜n2の代表値X2(b)との差分及び各走査ラインb=1〜n1、b=1〜n2の並び順に基づいて、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1に対応する比較信号の走査ラインb=1〜n2を決定する。
走査ライン対応付け部14は、例えば、評価対象信号の代表値信号をX1(b)+i*Y1(b)、比較信号の代表値信号をX2(b)+i*Y2(b)と表わすとき、評価対象信号の走査ラインb1と比較信号の走査ラインb2とを対応付けた場合の誤差d(b1,b2)を以下の(3)式で与え、この誤差d(b1,b2)の総和が最小となる走査ライン同士の対応付けをDP(Dynamic Programming)マッチング法により取得する。
The representative
The scanning
For example, the scanning
走査ラインの対応付けは、両端点のずれを許容する最大点数条件をパラメータで指定したDPマッチングにより行われる。
DPマッチングは、図16(a)に示すように、横軸を評価対象信号の走査ラインb=1〜n1、縦軸を比較信号の走査ラインb=1〜n2に割り当て、図16(a)の左端から右端へ至る格子点のパス(横軸の格子点ごとに1点が決まり、途中で右下がりにならない、かつ、左に戻らないパス)のうち、通過する全格子点におけるd(b1,b2)の和Eまたは平均値E/n1が最小になるパスを最適パスとする。そして、最適パスで対応付けられる評価対象信号の走査ラインと比較信号の走査ラインの対応づけを最適な組合せとして選定する。
The association of the scanning lines is performed by DP matching in which a maximum score condition that allows the deviation of both end points is designated as a parameter.
In DP matching, as shown in FIG. 16A, the horizontal axis is assigned to the scan lines b = 1 to n 1 of the evaluation target signal, and the vertical axis is assigned to the scan lines b = 1 to n 2 of the comparison signal. d) at all grid points that pass through the path of the grid points from the left end to the right end of a) (a path that is determined for each grid point on the horizontal axis and does not descend to the right and return to the left). The path that minimizes the sum E or average value E / n 1 of (b 1 , b 2 ) is determined as the optimal path. Then, the correspondence between the scanning line of the evaluation target signal and the scanning line of the comparison signal associated with each other in the optimum path is selected as the optimum combination.
上記走査ラインの対応付けにおいて、以下のようなパスの制約を持たせることとしてもよい。例えば、図16(b)に示す「横軸が格子点を1点移動するときの縦軸の移動幅」及び「縦軸変動せずに真横に連続して移動する幅」は、局所的なサンプリングピッチ(走査速度)の比に相当する。したがって、検査状況から想定されるサンプリングピッチ変動の最大比に裕度をもたせた値をJとした場合、「横軸の格子点を1点移動するときの縦軸の移動幅」及び「縦軸変動せずに真横に連続して移動する幅」はJを超えないという条件で、探索するパスを制約してもよい。この制約により、最適パスを求めるケース数が制限されるので、処理を高速化することができるとともに、非現実的な組み合わせを誤って選定するおそれがなくなる。ただし、図16(c)に示すように、端部(対応づけの左端と右端)に限っては、サンプリングピッチの変化以外に評価対象信号と比較信号の検査範囲の差異によるずれが生じるため、Jによるパスの制約は適用しない。 In the association of the scanning lines, the following path restrictions may be given. For example, the “width of the vertical axis when the horizontal axis moves one grid point” and “the width of the horizontal axis that moves continuously horizontally without fluctuation” shown in FIG. This corresponds to the ratio of sampling pitch (scanning speed). Accordingly, when J is a value obtained by giving a margin to the maximum ratio of sampling pitch fluctuations assumed from the inspection situation, “vertical movement width when moving one grid point on the horizontal axis” and “vertical axis The path to be searched may be constrained on the condition that “the width continuously moving to the side without fluctuation” does not exceed J. Due to this restriction, the number of cases for obtaining the optimum path is limited, so that the processing can be speeded up and there is no possibility of selecting an unrealistic combination by mistake. However, as shown in FIG. 16 (c), only the end portions (the left end and the right end of association) are shifted due to the difference in the inspection range of the evaluation target signal and the comparison signal in addition to the change in the sampling pitch. The path restriction by J is not applied.
また、図16(c)に示すように、評価対象信号と比較信号の検査範囲が異なる場合、対応付けの端部は、評価対象信号と比較信号のいずれか一方にしか含まれないため、対応づけの評価式(Eの計算)に含めるのは適切ではない。このため、両端(左端と右端)については、「縦軸は変動せずに、真横にのみ連続して移動する格子点」を誤差評価に含めないこととする。この場合、評価対象とする格子点のみの誤差の和E´を評価対象とする格子点数n1´で除した値(評価対象点数あたりの誤差平均値)が最小になるパスを最適組わせとして選定してもよい。 In addition, as shown in FIG. 16C, when the inspection ranges of the evaluation target signal and the comparison signal are different, the end of the correspondence is included only in either the evaluation target signal or the comparison signal. It is not appropriate to include it in the evaluation formula (calculation of E). For this reason, for both ends (left end and right end), “lattice points that move continuously directly to the side without changing the vertical axis” are not included in the error evaluation. In this case, the path that minimizes the value obtained by dividing the error sum E ′ of only the lattice points to be evaluated by the number of grid points n 1 ′ to be evaluated (average error value per number of evaluation target points) is the optimal combination. You may choose.
走査ライン対応付け部14による対応付け情報は、減算信号生成部15に出力される。減算信号生成部15は、走査ライン対応付け部14によって対応付けられたそれぞれの走査ラインの評価対象信号と比較信号とを用いて減算信号を生成し、該減算信号を各評価対象信号の走査ラインb=1〜n1の情報と関連付けて出力する。以下、減算信号生成部15によって実行される処理について具体的に説明する。
The association information by the scanning
まず、減算信号生成部15は、各走査ラインb=1〜n1、b=1〜n2における評価対象信号及び比較信号のドリフト除去処理を実行する。例えば、b=jの評価対象信号Gjを一例に挙げると、図8に示すように、ドリフト除去前の評価対象信号Gj=x(a,j)にメディアンフィルタをかけることにより評価対象信号x0(a,j)を得、この評価対象信号x0(a,j)をドリフト除去前の評価対象信号Gj=x(a,j)から差し引くことにより、ドリフト除去後の評価対象信号Gj´=x´(a,j)を得る。
このとき、メディアンフィルタの窓幅は、走査方向aにおいて想定される切削部31(図15参照)の範囲の長さよりも十分長い幅とする。
First, the subtraction
At this time, the window width of the median filter is sufficiently longer than the length of the range of the cutting portion 31 (see FIG. 15) assumed in the scanning direction a.
続いて、ドリフト除去後の各走査ラインの評価対象信号について、該走査ラインと対応付けられた比較信号の走査ラインの信号値を減算する。このとき、対応付けられた走査ラインの評価対象信号と比較信号とについて、上述した走査ラインの対応付けのときと同様の処理を行うことにより、評価対象信号と比較信号との間における走査方向における位置の対応付けを行う。 Subsequently, the signal value of the scanning line of the comparison signal associated with the scanning line is subtracted from the evaluation target signal of each scanning line after drift removal. At this time, the evaluation target signal and the comparison signal of the associated scanning line are processed in the scanning direction between the evaluation target signal and the comparison signal by performing the same processing as in the above-described scanning line association. Associate positions.
例えば、図9に示すように、評価対象信号の走査ラインb=m1と、比較信号の走査ラインb=m2とが走査ライン対応付け部14により対応付けられた場合、ドリフト除去後の走査ラインb=m1の評価対象信号x1´(a,m1)と、ドリフト除去後の走査ラインb=m2の比較信号x2´(a,m2)との走査方向における各位置の信号誤差が最小となる対応付けをDPマッチングを用いて決定し、決定した位置同士の信号値を減算することにより、減算信号を生成する。このDPマッチングについても公知の手法を採用することが可能であり、例えば、走査ライン同士の対応付けに用いた手法を用いてもよい。
これにより、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1について、減算信号がそれぞれ生成されることとなる。
評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1における減算信号は、欠陥検出部15に出力される。
For example, as shown in FIG. 9, the scanning line b = m 1 of the evaluation target signal, if the scan line b = m 2 of the comparison signal is correlated by the scan
As a result, a subtraction signal is generated for each scanning line b = 1 to n 1 of the evaluation target signal.
A subtraction signal of each of the scanning lines b = 1 to n 1 of the evaluation target signal is output to the
欠陥検出部15は、例えば、各減算信号において、信号値が予め設定された所定の閾値以上である位置を欠陥として検出する。
For example, the
次に、本実施形態に係る探傷装置1によって実行される一連の処理について図10を参照して説明する。ここで、以下に説明する一連の処理は、第1記憶部11に、検査面30における複数の走査ラインb=1〜n1における評価対象信号が格納され、第2記憶部12に、評価対象信号と比較される複数の走査ラインb=1〜n2における比較信号が格納された後に、実行される。
Next, a series of processes executed by the
まず、第1記憶部11に格納されている各走査ラインb=1〜n1の評価対象信号及び第2記憶部12に格納されている各走査ラインb=1〜n2の比較信号について、ゼロ点補正が行われ(ステップSA1)、ゼロ点補正後の各走査ラインの評価対象信号及びゼロ点補正後の各走査ラインb=1〜n2の比較信号について、各走査ラインb=1〜n1、b=1〜n2における代表値がそれぞれ算出される(ステップSA2)。
続いて、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1の代表値と比較信号の各走査ラインb=1〜n2の代表値との差分及び走査ラインの並び順に基づいて、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1に対応する比較信号の走査ラインb=1〜n2が決定される(ステップSA3)。
First, for the evaluation target signal of each scanning line b = 1 to n 1 stored in the
Then, based on the order of the difference and the scanning lines of the representative value of each scan line b = 1 to n 2 of the comparison signal and the representative value of each scan line b = 1 to n 1 of the evaluation target signal, evaluated signal The comparison signal scan lines b = 1 to n 2 corresponding to the scan lines b = 1 to n 1 are determined (step SA3).
次に、対応付けられたそれぞれの走査ラインの評価対象信号及び比較信号に対してドリフト除去処理が実行され(ステップSA4)、ドリフト除去処理後の評価対象信号及び比較信号を用いて、対応付けられた走査ライン間(例えば、走査ラインb=m1の評価対象信号と走査ラインb=m2の比較信号間)での走査方向における位置の対応付けが行われ(ステップSA5)、互いに対応する位置の評価対象信号の信号値から比較信号の信号値が差し引かれることにより、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1についての減算信号が算出される(ステップSA6)。そして、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1の減算信号に基づいて欠陥の検出が行われる(ステップSA7)。 Next, the drift removal process is executed for the evaluation target signal and the comparison signal of each associated scan line (step SA4), and the correlation is performed using the evaluation target signal and the comparison signal after the drift removal process. and between the scanning lines (e.g., evaluated signal of the scanning line b = m 1 and between scan lines b = m 2 of the comparison signal) positions in the scanning direction in correspondence is performed (step SA5), at mutually corresponding positions By subtracting the signal value of the comparison signal from the signal value of the evaluation target signal, a subtraction signal is calculated for each scanning line b = 1 to n 1 of the evaluation target signal (step SA6). Then, defect detection is performed based on the subtraction signal of each scanning line b = 1 to n 1 of the evaluation target signal (step SA7).
以上説明したように、本実施形態に係る探傷装置1及び探傷方法によれば、評価対象信号と比較信号との間で、互いの走査ラインの対応付けがDPマッチングを用いて行われ、更に、対応付けられた評価対象信号の走査ラインと比較信号の走査ラインとの間において、走査方向における評価対象信号と比較信号との位置合わせがDPマッチングを用いて同様に行われ、対応付けられた位置同士の信号値を差し引くことで、評価対象信号の各走査ラインに対応する減算信号が算出される。このように、ステップ方向及び走査方向の両方において、評価対象信号と比較信号との間で位置合わせが行われるので、検査面30上に2次元的な分布を有するノイズ領域(例えば、図15における研削端部32)が存在していたとしても、適切な信号同士を参照することにより、減算信号の算出精度の低下を抑制することが可能となる。
As described above, according to the
図11に、本実施形態に係る探傷装置1で得られた減算信号の一例を示す。図11において図11(a)は評価対象信号、図11(b)は比較信号、図11(c)は図11(a)に示した評価対象信号と図11(b)に示した比較信号とを用いて算出された減算信号を示している。図11(c)に示すように、図11(a)及び(b)に現れていた信号の強弱が相殺され、欠陥部分Pのみが顕著に現れている。
FIG. 11 shows an example of the subtraction signal obtained by the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について図を参照して説明する。図12に示すように、例えば、研削部31と研削部31以外との境界付近に存在する走査ラインb=h,b=jについては、走査ラインが1ラインずれると探傷信号の波形は大幅に変化するのに対し、境界近傍以外、例えば、走査ラインb=iについては、走査ラインが1ラインずれたとしても探傷信号の波形はさほど変わらない。従って、境界付近については、評価対象信号と比較信号との間で、走査ラインの対応付けが適切に行われることが、欠陥の検出精度を高める上で重要となる。
そこで、本実施形態では、上記のように走査ラインの対応付けを特に慎重に行わなければならない境界近傍領域を特定し、この境界近傍領域について、他の領域とは別の処理を実行することにより、評価対象信号と比較信号との走査ラインの対応付けの更なる精度向上を図ることとしている。以下、上述した第1実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a flaw detection apparatus and a flaw detection method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 12, for example, for the scanning lines b = h and b = j existing near the boundary between the grinding
Therefore, in the present embodiment, as described above, a region near the boundary that needs to be particularly carefully associated with the scanning line is specified, and the processing in the vicinity of the boundary is performed differently from the other regions. Therefore, the accuracy of the association of the scanning lines between the evaluation target signal and the comparison signal is further improved. Hereinafter, description of points common to the first embodiment described above will be omitted, and different points will be mainly described.
図13は、本実施形態に係る探傷装置1´の機能ブロック図を示したものである。図13に示すように、本実施形態に係る探傷装置1´は、上述した第1実施形態に係る探傷装置1が備える機能に加えて、領域特定部18及び特別処理部19を備えている。
領域特定部18は、ノイズ領域とノイズ領域外の領域との境界に位置する境界近傍領域を特定する。領域特定部18は、例えば、代表値決定部13によって決定された評価対象信号の代表値を利用して、評価対象信号の各走査ラインb=1〜n1における特徴量Z(b)を算出する。特徴量Z(b)は、例えば、以下の(4)式で算出される。
FIG. 13 shows a functional block diagram of the
The
次に、上記Z(b)が所定の閾値Z0以上となるステップ方向の領域をノイズ領域として特定する。所定の閾値は、予め設定されている所定の値を用いても良いし、上記特徴量Z(b)をパラメータとする以下の(5)式を用いて設定してもよい。 Then, to identify the region of the step direction in which the Z (b) becomes a predetermined threshold value Z 0 or higher as a noise region. The predetermined threshold value may be a predetermined value set in advance, or may be set using the following equation (5) using the feature value Z (b) as a parameter.
(5)式において、Z0は閾値、max(Z(b))は特徴量Z(b)の最大値、min(Z(b))は特徴量Z(b)の最小値、rは0より大きく1より小さい定数であり、閾値の特徴量の最大変化量に対する比を示す。 In equation (5), Z 0 is a threshold value, max (Z (b)) is the maximum value of the feature quantity Z (b), min (Z (b)) is the minimum value of the feature quantity Z (b), and r is 0. It is a constant larger than 1 and indicates the ratio of the threshold value to the maximum change amount.
次に、このようにしてノイズ領域を決定すると、図14に示すように、ノイズ領域の境界を中心とした近傍範囲を境界近傍領域として特定する。ここで、どの範囲まで境界近傍領域とするかは、設計によって適宜設定できるものとする。
次に、この境界近傍領域に該当する評価対象信号の各走査ラインについて、特別処理部19において処理されることにより、減算信号が算出される。
Next, when the noise region is determined in this way, as shown in FIG. 14, a neighborhood range centered on the boundary of the noise region is specified as the border neighborhood region. Here, it is assumed that the range near the boundary can be appropriately set by design.
Next, the
具体的には、特別処理部19は、境界近傍領域に該当する評価対象信号の走査ラインと、この走査ラインに対応付けられた比較信号の走査ライン及び該比較信号の走査ラインを挟む少なくとも両側の走査ラインとの間で、評価対象信号と比較信号との比較により減算信号をそれぞれ生成し、その中で振幅が最小となる減算信号を当該評価対象信号の走査ラインの情報と共に欠陥検出部16に出力する。
Specifically, the
例えば、図9に示すように、走査ライン対応付け部14によって評価対象信号の走査ラインb=m1と比較信号の走査ラインb=m2とが対応付けられており、かつ、評価対象信号の走査ラインb=m1が境界近傍領域に該当する場合、特別処理部19は、この走査ラインb=m1に対応する比較信号の走査ラインとして、走査ラインb=m2並びにその両側の走査ラインb=m2−1、b=m2+1を抽出する。
For example, as shown in FIG. 9, the scanning line b = m 2 scan lines b = m 1 and the comparison signal of the evaluation target signal by the scanning
続いて、特別処理部19は、走査ラインb=m1の評価対象信号と、抽出したb=m2−1、b=m2、b=m2+1の走査ラインの比較信号とをそれぞれ比較することにより、減算信号をそれぞれ算出する。なお、減算信号の算出手法については、上述した第1実施形態と同様である。そして、算出された3つの減算信号のうち、振幅が最も小さな減算信号を抽出し、この減算信号を評価対象信号の走査ラインb=m1の情報と対応付けて欠陥検出部15に出力する。
そして、特別処理部19は、境界近傍領域に該当する評価対象信号の走査ラインが他にもある場合には、それら各走査ラインに対しても上述の処理を実行する。
Subsequently, the
Then, when there are other scan lines of the evaluation target signal corresponding to the boundary vicinity region, the
以上、説明したように、本実施形態に係る探傷装置1´及び探傷方法によれば、境界近傍領域における評価対象信号の走査ラインについては、その走査ラインに対応する比較信号の走査ライン並びに少なくともその両側に存在する走査ラインの信号も対象として減算信号が算出され、その中から振幅が最も小さい減算信号が特定されて欠陥検出に用いられることとなる。これにより、境界近傍領域に該当する評価対象信号に対応する適切な比較信号の走査ラインを用いて減算信号を算出することができる。この結果、減算信号の算出精度を更に向上させることができ、境界付近領域における欠陥検出の精度低下を更に抑制することが可能となる。
As described above, according to the
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について説明する。
例えば、探傷センサ20として渦電流探傷センサを用いた場合、互いに異なる複数の励磁周波数を用いることにより、それぞれの走査ラインについて複数の探傷信号を得ることが可能である。本実施形態は、走査ライン毎に、複数の励磁周波数に対応する複数の探傷信号が得られた場合に適用されるものである。
従って、本実施形態においては、第1記憶部11及び第2記憶部12には、それぞれ各走査ラインについて複数の励磁周波数に対応する探傷信号が評価対象信号及び比較信号としてそれぞれ格納されている。
[Third Embodiment]
Next, a flaw detection apparatus and a flaw detection method according to a third embodiment of the present invention will be described.
For example, when an eddy current
Therefore, in the present embodiment, the
このような状態において、予め設定されている所定の励磁周波数(以下「代表励磁周波数」という。)で得られた評価対象信号とその代表励磁周波数に対応する比較信号とを用いて上述した各種処理が実行されることにより、評価対象信号の各走査ラインに対して減算信号がそれぞれ得られる。
続いて、評価対象信号と比較信号におけるステップ方向及び走査方向における両方の位置の対応付けを他の励磁周波数で得られた評価対象信号と比較信号にも用いて、それぞれの励磁周波数における各走査ラインの減算信号をそれぞれ算出する。
In such a state, the various processes described above using the evaluation target signal obtained at a predetermined excitation frequency (hereinafter referred to as “representative excitation frequency”) set in advance and the comparison signal corresponding to the representative excitation frequency. Is executed, a subtraction signal is obtained for each scan line of the evaluation target signal.
Subsequently, each scan line at each excitation frequency is also used by using the evaluation target signal and the comparison signal obtained at other excitation frequencies associating both positions in the step direction and the scanning direction in the evaluation target signal and the comparison signal. Each subtraction signal is calculated.
例えば、複数の励磁周波数を用いる場合において、励磁周波数毎に評価対象信号と比較信号との間で走査ラインの対応付けを行ってしまうと、被検体に欠陥がある場合に励磁周波数の異なる減算信号間の振幅比や位相角差に関する欠陥信号の特徴の位置関係が維持されないおそれがあり、欠陥検出の精度向上を図れない。
渦電流探傷試験では、欠陥以外の要因(例えば、付着物、被検体表面形状変化、プローブ姿勢の変化、被検体の局所的な物性値変化)などによっても信号が発生するため、これらの信号が何に起因するものなのかを判別することが重要となる。検出された信号が、欠陥に起因するものか、それ以外の要因に起因するものかを判別するには、異なる励磁周波数により得られた信号の振幅比、位相角の差などの特徴量を用いるのが有効である。このような場合、上記のように、励磁周波数毎に、評価対象信号と比較信号との間で走査ラインの対応付けを行ってしまうと、異なる励磁周波数間における2次元的な位置の対応関係を維持することができなくなり、欠陥以外の要因の特定が難しくなる。
For example, in the case where a plurality of excitation frequencies are used, if the scan line is associated between the evaluation target signal and the comparison signal for each excitation frequency, a subtraction signal having a different excitation frequency when the subject has a defect. There is a risk that the positional relationship of the defect signal features regarding the amplitude ratio and phase angle difference between them may not be maintained, and the accuracy of defect detection cannot be improved.
In the eddy current flaw detection test, signals are also generated due to factors other than defects (for example, attachments, changes in the shape of the subject surface, changes in the probe posture, changes in the local physical property values of the subject), and so on. It is important to determine what is the cause. In order to determine whether the detected signal is due to a defect or other factors, feature quantities such as the amplitude ratio and phase angle difference of signals obtained with different excitation frequencies are used. Is effective. In such a case, as described above, if the scan line is associated between the evaluation target signal and the comparison signal for each excitation frequency, the correspondence relationship between the two-dimensional positions between the different excitation frequencies is obtained. It becomes impossible to maintain, and it becomes difficult to identify factors other than defects.
この点、本実施形態のように、代表励磁周波数における評価対象信号と比較信号との2次元的な位置の対応付けを他の全ての励磁周波数においても反映させることで、ステップ方向及び走査方向における2次元的な位置の対応関係を維持するので、欠陥検出の精度向上を図ることができる。 In this regard, as in the present embodiment, the two-dimensional position correspondence between the evaluation target signal and the comparison signal at the representative excitation frequency is reflected in all other excitation frequencies, so that the step direction and the scanning direction are Since the correspondence relationship between the two-dimensional positions is maintained, the accuracy of defect detection can be improved.
ここで、ノイズ信号振幅を傷信号振幅で除算したときの値が比較的大きな値を示す励磁周波数を代表励磁周波数として利用することが好ましい。ここでいうノイズ信号は、減算により低減しようとするノイズ領域を形成するノイズである。たとえば、図15に示すような切削後の被検体の検査では、ノイズ要因は形状変化であるから、所定の形状変化信号と、所定の欠陥信号の振幅を計測し、それぞれの励磁周波数毎に形状信号振幅/欠陥信号振幅を計算し、この値が大きな値を示す励磁周波数を選定するのが望ましい。減算により低減しようとするノイズ領域が、溶接による物性値変化である場合には、溶接信号振幅/欠陥信号振幅の値が大きい励磁周波数を代表励磁周波数として選定することが好ましい。
このような励磁周波数を代表励磁周波数として用いることで、被検体に欠陥がある場合でも他の励磁周波数を用いる場合と比較して、評価対象信号と比較信号との位置対応の精度を高めることが可能となる。
Here, it is preferable to use an excitation frequency showing a relatively large value when the noise signal amplitude is divided by the flaw signal amplitude as the representative excitation frequency. The noise signal here is noise that forms a noise region to be reduced by subtraction. For example, in the inspection of the object after cutting as shown in FIG. 15, since the noise factor is a shape change, the amplitude of a predetermined shape change signal and a predetermined defect signal is measured, and the shape is determined for each excitation frequency. It is desirable to calculate the signal amplitude / defect signal amplitude and select an excitation frequency at which this value is large. When the noise region to be reduced by subtraction is a change in physical property value due to welding, it is preferable to select an excitation frequency having a large value of the welding signal amplitude / defect signal amplitude as the representative excitation frequency.
By using such an excitation frequency as the representative excitation frequency, the accuracy of the position correspondence between the evaluation target signal and the comparison signal can be improved compared to the case of using another excitation frequency even when the subject has a defect. It becomes possible.
以上、本発明の各実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について説明してきたが、本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。 Although the flaw detection apparatus and the flaw detection method according to each embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention. Is possible.
1、1´ 探傷装置
11 第1記憶部
12 第2記憶部
13 代表値決定部
14 走査ライン対応付け部
15 減算信号生成部
16 欠陥検出部
18 領域特定部
19 特別処理部
20 探傷センサ
30 検査面
31 研削部
32 研削端部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
1または複数のセンサが前記検査面上を移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号が評価対象信号として記憶される第1記憶手段と、
1または複数のセンサが前記検査面と同一形状を有する良品検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号、または、過去に1または複数のセンサが欠陥のない前記検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号が、比較信号として記憶される第2記憶手段と、
前記評価対象信号及び前記比較信号のそれぞれについて、前記走査ライン毎の代表値を決定する代表値決定手段と、
前記評価対象信号の各前記走査ラインの代表値と前記比較信号の各前記走査ラインの代表値との差分及び前記走査ラインの並び順に基づいて、前記評価対象信号の各前記走査ラインに対応する前記比較信号の前記走査ラインを決定する走査ライン対応付け手段と、
前記対応付け手段によって対応付けられた前記評価対象信号の前記走査ラインと前記比較信号の前記走査ラインとの間において、前記走査方向における該評価対象信号と該比較信号との位置合わせを行い、対応付けられた位置同士の信号値を差し引くことにより減算信号を生成し、該減算信号を前記評価対象信号の走査ラインの情報と関連付けて出力する減算信号生成手段と、前記減算信号を用いて欠陥の検出を行う欠陥検出手段と
を具備する探傷装置。 A flaw detection apparatus for detecting a defect on a predetermined inspection surface including a noise region where a signal caused by a factor other than a defect is generated,
First storage means in which flaw detection signals of a plurality of scanning lines obtained by moving one or more sensors on the inspection surface are stored as evaluation target signals;
A flaw detection signal of a plurality of scanning lines obtained by moving one or a plurality of sensors on a non-defective inspection surface having the same shape as the inspection surface in the same scanning direction as the scanning line, or one or a plurality of flaw detection signals in the past A second storage means in which flaw detection signals of a plurality of scanning lines obtained by moving a sensor in the same scanning direction as the scanning lines on the inspection surface having no defect are stored as comparison signals;
Representative value determining means for determining a representative value for each scanning line for each of the evaluation target signal and the comparison signal;
Based on the difference between the representative value of each scanning line of the evaluation target signal and the representative value of each scanning line of the comparison signal and the arrangement order of the scanning lines, the scanning line corresponding to each scanning line of the evaluation target signal Scanning line association means for determining the scanning line of the comparison signal;
The evaluation target signal and the comparison signal are aligned in the scanning direction between the scan line of the evaluation target signal and the scan line of the comparison signal correlated by the correlation unit, and A subtraction signal is generated by subtracting the signal value between the attached positions, and the subtraction signal generation means for outputting the subtraction signal in association with the information of the scanning line of the evaluation target signal; A flaw detection apparatus comprising defect detection means for performing detection.
前記境界近傍領域に該当する前記評価対象信号の前記走査ラインに対して、該走査ラインに対応付けられた前記比較信号の前記走査ライン及び該比較信号の走査ラインを挟む少なくとも両側の走査ラインを抽出し、抽出した複数の前記走査ラインの比較信号を用いて前記減算信号をそれぞれ生成し、その中で振幅が最小となる減算信号を当該評価対象信号の走査ラインと関連付けて出力する特別処理手段と
を備える請求項1に記載の探傷装置。 A region specifying means for specifying a region near a boundary between the noise region and a region outside the noise region;
For the scanning line of the signal to be evaluated corresponding to the boundary vicinity region, the scanning line of the comparison signal associated with the scanning line and the scanning lines on at least both sides sandwiching the scanning line of the comparison signal are extracted. And a special processing means for generating the subtraction signals using the extracted comparison signals of the plurality of scanning lines, and outputting the subtraction signal having the smallest amplitude in association with the scanning line of the signal to be evaluated. A flaw detection apparatus according to claim 1.
前記第2記憶手段には、各前記走査ラインに対して前記複数の励磁周波数と同一の励磁周波数に関する比較信号がそれぞれ記憶され、
前記対応付け手段は、複数の前記励磁周波数の中から代表励磁周波数として選定された一の励磁周波数における前記評価対象信号及び前記比較信号を用いて前記走査ラインの対応付けを行い、
前記信号生成手段は、前記対応付け手段による前記走査ラインの対応付け及び前記走査方向における位置の対応付けを他の前記励磁周波数においても反映させて、各前記励磁周波数における各走査ラインの減算信号をそれぞれ生成する請求項1または請求項2に記載の探傷装置。 The first storage means stores a plurality of evaluation target signals obtained by a plurality of excitation frequencies for each of the scanning lines,
The second storage means stores a comparison signal relating to the same excitation frequency as the plurality of excitation frequencies for each of the scanning lines, respectively.
The association means associates the scan lines using the evaluation target signal and the comparison signal at one excitation frequency selected as a representative excitation frequency from among the plurality of excitation frequencies,
The signal generation unit reflects the association of the scanning lines by the association unit and the association of the positions in the scanning direction also in the other excitation frequencies, and generates a subtraction signal for each scanning line at each excitation frequency. The flaw detection apparatus according to claim 1 or 2, which is generated respectively.
1または複数のセンサが前記検査面上を移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号を評価対象信号として記憶する第1記憶過程と、
1または複数のセンサが前記検査面と同一形状を有する良品検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号、または、過去に1または複数のセンサが欠陥のない前記検査面上を前記走査ラインと同じ走査方向に移動することによって得られた複数の走査ラインの探傷信号を、比較信号として記憶する第2記憶過程と、
前記評価対象信号及び前記比較信号のそれぞれについて、前記走査ライン毎の代表値を決定する代表値決定過程と、
前記評価対象信号の各前記走査ラインの代表値と前記比較信号の各前記走査ラインの代表値との差分及び前記走査ラインの並び順に基づいて、前記評価対象信号の各前記走査ラインに対応する前記比較信号の前記走査ラインを決定する走査ライン対応付け過程と、
前記対応付け過程において対応付けられた前記評価対象信号の前記走査ラインと前記比較信号の前記走査ラインとの間において、前記走査方向における該評価対象信号と該比較信号との位置合わせを行い、対応付けられた位置同士の信号値を差し引くことにより減算信号を生成し、該減算信号を前記評価対象信号の走査ラインの情報と関連付けて出力する減算信号生成過程と、
前記減算信号を用いて欠陥の検出を行う欠陥検出過程と
を含む探傷方法。 A flaw detection method for detecting a defect on a predetermined inspection surface including a noise region where a signal caused by a factor other than a defect is generated,
A first storage step of storing, as evaluation target signals, flaw detection signals of a plurality of scanning lines obtained by moving one or more sensors on the inspection surface;
A flaw detection signal of a plurality of scanning lines obtained by moving one or a plurality of sensors on a non-defective inspection surface having the same shape as the inspection surface in the same scanning direction as the scanning line, or one or a plurality of flaw detection signals in the past A second storage step of storing, as comparison signals, flaw detection signals of a plurality of scan lines obtained by moving a sensor in the same scanning direction as the scan lines on the inspection surface without defects;
For each of the evaluation target signal and the comparison signal, a representative value determination process for determining a representative value for each scanning line;
Based on the difference between the representative value of each scanning line of the evaluation target signal and the representative value of each scanning line of the comparison signal and the arrangement order of the scanning lines, the scanning line corresponding to each scanning line of the evaluation target signal A scan line association process for determining the scan line of the comparison signal;
Positioning the evaluation target signal and the comparison signal in the scanning direction is performed between the scanning line of the evaluation target signal and the scanning line of the comparison signal that are associated in the association process, and A subtracting signal is generated by subtracting the signal value between the attached positions, and the subtracting signal is output in association with information on the scanning line of the evaluation target signal;
A flaw detection method including a defect detection step of detecting a defect using the subtraction signal.
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