CN101300482B - 管内面涡流探伤中的s/n比测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的方法的特征在于，包括以下步骤：将涡电流信号分离为X轴成分和Y轴成分，获取各成分的信号波形数据的步骤；从上述所获取的信号波形数据中分别排除规定的低频成分的步骤；根据排除上述低频成分而得到的X轴成分和Y轴成分的信号波形数据的电压值X(i)和Y(i)来运算用下面的式(1)定义的噪声电压值V1的步骤；以及将与人为缺陷对应的涡电流信号的电压值D除以上述噪声电压值V1来算出S/N比的步骤。在此，n为信号波形数据的采样数。

Description

管内面涡流探伤中的S/N比测量方法

技术领域

本发明涉及一种例如在制造核反应堆蒸汽产生器传热管的管时进行的管内面涡流探伤中能够高效率地测量S/N比(缺陷信号与噪声之比)、并且能够测量可靠性高的S/N比的方法。 

背景技术

以往，通过管内面的涡流探伤来对配置在PWR型核反应堆的蒸汽产生器中的传热管进行定期检查。如下更具体地进行说明。即，当对管内面插入探伤线圈并施加交流电压时，产生交流磁场并在管内面感生涡电流。该涡电流随着管的材质、瑕疵的种类、尺寸等的不同而不同，因此能够通过测量涡电流的产生状态来进行无损检查。通过测量实际流过探伤线圈的电流的变化来进行涡电流的测量，并通过分析该测量信号(涡电流信号)来评价管内面的状态。此外，在涡电流信号的分析中，通常将涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分和Y轴成分，根据用各成分的电压值(峰-峰值的电压值)的平方和的平方根表示的涡电流信号的电压值(峰-峰值的电压值)、用tan^-1(Y轴成分的电压值/X轴成分的电压值)表示的涡电流信号的相位来进行瑕疵和噪声的识别、瑕疵种类的识别等。 

在上述涡流探伤中，由管内面的微小瑕疵而得到的涡电流信号(缺陷信号)被探伤线圈、探伤器固有的电气噪声、由管内面的圆度、局部的微小凹凸等而产生的噪声(将这些总称为基本噪声)所掩盖(不仅是电压值，频率与缺陷之间也难以识别)，由此有可能遗漏原本应该检测出的缺陷。因此，为了不遗漏应该检测出的缺陷，需要在管的制造阶段降低上述基本噪声的电压 值。然后，管的制造者对制造出的每个管进行管内面涡流探伤，将由规定的人为缺陷得到的缺陷信号的电压值与基本噪声的电压值之比作为S/N比报告给客户。此外，作为由管引起的基本噪声的增大原因，可以想到冷轧、冷拔后的管的外径、内径、厚度的不均匀、由矫直机造成的尺寸变化、由研磨管表面而产生的厚度变化等，制造者在制造管时注意这些增大原因以满足客户的要求规格。 

在此，具体如下那样进行以往的S/N比的测量。首先，操作员通过手工操作来确认沿轴向对管内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号(涡电流信号波形)的电压值，由此进行上述基本噪声的电压值的测量。更具体地说，在管全长范围内操作员用目视读取从探伤器输出的涡电流信号波形的电压值，将其最大值设为基本噪声的电压值。或者，在管全长范围内操作员用目视读取从探伤器输出的X轴成分和Y轴成分的信号波形的各电压值，将各成分的最大电压值的平方和的平方根设为基本噪声的电压值。然后，将由规定的人为缺陷得到的涡电流信号的电压值、或者X轴成分和Y轴成分的各电压值的平方和的平方根设为缺陷信号的电压值，算出该缺陷信号的电压值与上述基本噪声的电压值之比作为S/N比。 

然而，根据上述以往的S/N比测量方法，需要操作员确认从探伤器输出的长尺寸的管全长范围的涡电流信号(或者其X轴成分和Y轴成分)的波形，用目视来读取该信号波形的最大振幅，由此确定基本噪声的电压值。因此，存在操作效率低(例如，测量一根长20m左右的管的S/N比需要一分钟左右的时间)的问题。另外，存在难以判断测量出的基本噪声是由管的形状等引起的噪声还是探伤器等固有的电气噪声的情况，在这种情况下，为了确认还需要再次进行涡流探伤来判断噪声的产生原因。因 此，存在如下问题：除了需要更多的时间以外还要求进行判断的操作员的熟练度。 

另一方面，为了降低上述基本噪声，例如在专利文献1(日本特开平8-211026号公报)中提出了一种构成为将通过探伤线圈检测出的探测信号在通过信号线缆之前利用放大器进行放大的涡电流传感探测器。另外，在专利文献2(日本实开平5-28962号公报)中提出了一种细管检查用探测器，该细管检查用探测器在涡流探伤探测器的前端安装由合成树脂制的圆柱体构成的探测器头来防止晃动，由此防止由于扩管、缩管等内径变化而产生的噪声。 

发明内容

根据在专利文献1以及2中公开的现有技术，可以实现基本噪声的降低，但是S/N比的测量、特别是基本噪声的电压值的测量，仍然需要操作员通过手工操作来确认涡电流信号波形的电压值。因而，仅通过专利文献1、2公开的现有技术并未解决如下问题：S/N比测量的操作效率极低，并且测量结果也受操作员的技能、经验、条件等影响而缺乏可靠性。 

本发明是为了解决这种现有技术的问题而完成的，其目的在于提供一种能够在管内面涡流探伤中有效地测量S/N比、并且能够测量可靠性高的S/N比的方法。 

为了解决上述课题，如权利要求1所述，本发明提供一种管内面涡流探伤中的S/N比测量方法，该方法的特征在于，包括下面所示的各步骤A1～D1。 

(A1)首先，将通过沿轴向对管内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分和Y轴成分，获取X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据。换言之， 在本步骤中，例如，在探伤器中将通过对管内面插入具备探伤线圈的探伤探测器并沿管的轴向移动而从探伤探测器输出的涡电流信号波形分离为相位相差90°的X轴成分和Y轴成分，并分别进行A/D转换，由此生成作为数字数据的信号波形数据(X轴成分的信号波形数据、Y轴成分的信号波形数据)。 

(B1)接着，从上述所获取的X轴成分的信号波形数据和上述所获取的Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分。在此，适当地设定上述所排除的低频成分的截止频率，使得不排除相当于缺陷、损伤等瑕疵的频率的信号成分，并且能够排除相当于管内径、厚度等沿着管的轴向的平缓变化、由随着探伤探测器的移动而产生的晃动(管轴与探伤探测器中心之间的位置偏差：偏离)等引起的平缓的电压值变化的频率的信号成分即可。由此，关于频率可以正确地评价难以与缺陷识别的基本噪声的电压值。此外，作为排除低频成分的方法并不特别限定，可以应用公知的各种滤波方法。 

(C1)接着，根据排除了上述低频成分后的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i)、和排除了上述低频成分后的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i)，运算用下面的式(1)定义的噪声电压值V1。 

$V1=\mathrm{\π}/n\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X{\left(i\right)}^2+Y{\left(i\right)}^2)}^{1/2}...\left(1\right)$

在此，n为信号波形数据的采样数。 

此外，用上述式(1)定义的噪声电压值V1的涵义大概如下所述。即，首先算出各采样点(i＝1～n)的各信号波形数据的电压值X(i)与电压值Y(i)的平方和的平方根(＝(X(i)²+Y(i)²)^1/2)。然后，将所有的采样点的该算出值相加之后，除以采样数n。通过以上的运算而得到的运算值相当于对涡电流信号波形进行了全波整流的 情况下的该全波整流波的平均值。在此，已知在信号波形为正弦波的情况下，当根据该全波整流波的平均值算出信号波形的振幅(单侧振幅)时，使平均值乘以π/2即可。因此，在本步骤中，假设涡电流信号波形为正弦波，使上述运算值(相当于全波整流波的平均值)乘以π/2。由这种运算得到的运算值相当于假设涡电流信号波形为正弦波的情况下的单侧振幅。然后，最后通过使上述运算值乘以2来算出噪声电压值V1。通过如上所述的运算算出(即，用式(1)定义)的噪声电压值V1相当于假设涡电流信号波形为正弦波的情况下的峰-峰值的电压值。 

(D1)最后，根据对设置有规定的人为缺陷的管内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值(峰-峰值的电压值)D、和上述噪声电压值V1，运算用下面的式(2)定义的S/N比。此外，在运算S/N比时，例如对具有规定的材质/尺寸的一根管设置人为缺陷，调整探伤器的灵敏度使得将关于该管的电压值D作为规定的电压值输出，使用该灵敏度对各管中的每一个仅进行噪声电压值V1的测量即可。 

S/N比＝D/V1...(2) 

如上所述，本发明所涉及的S/N比测量方法构成为：获取通过沿着轴向对管内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号的X轴成分以及Y轴成分的信号波形数据，排除规定的低频成分之后，按照上述式(1)和(2)来运算S/N比。因此，通过使用安装有排除低频成分的程序、执行式(1)以及(2)的运算的程序的计算机等，至少能够使获取信号波形数据后的一系列动作自动化，可以高效率地测量S/N比。另外，统一按照式(1)以及(2)来运算S/N比，因此不像以往那样受操作员的技能、经验、条件等影响，可以得到可靠性高的测量结果。 

此外，权利要求1所涉及的发明构成为：如式(1)所示那样 地算出各采样点的电压值X(i)与电压值Y(i)的平方和的平方根，将所有的采样点(i＝1～n)的该值相加之后，除以采样数n。换言之，构成为将所有的采样点的涡电流信号的电压值平均化，用其来运算噪声电压值V1，因此在噪声沿着管的轴向的分布状态具有较大的不均匀的情形下，存在运算的噪声电压值V1被评价为与现实的噪声电平相比过小的可能性。 

为了减少这种过低评价的担心，将X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据在管的轴向上分割为多个区间，在该分割出的各区间的每个区间中使涡电流信号的电压值平均化来在各区间的每个区间中运算噪声电压值，并且将其运算得到的各噪声电压值在所有区间中的最大值设为在S/N比的测量中使用的噪声电压值即可。 

即，为了解决上述课题，如权利要求2所述，本发明还提供一种管内面涡流探伤的S/N比测量方法，该管内面涡流探伤的S/N比测量方法的特征在于，包括如下所示的各步骤A2～E2。 

(A2)首先，将通过沿轴向对管内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分以及Y轴成分，获取X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据。 

(B2)接着，从上述所获取的X轴成分的信号波形数据以及上述所获取的Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分。 

(C2)接着，将排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据以及排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据分别在管的轴向上分割为多个区间j(j＝1～N，N为2以上的整数)的每个区间的信号波形数据。 

(D2)接着，在上述分割出的各区间j的每个区间中，根据排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i，j)和 排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i，j)来运算用下面的式(3)定义的噪声电压值V2(j)。 

$V2\left(j\right)=\mathrm{\π}/m\·\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{(X{(i,j)}^2+Y{(i,j)}^2)}^{1/2}...\left(3\right)$

在此，m为各区间的信号波形数据的采样数。 

(E2)最后，根据通过对设置了规定的人为缺陷的管内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值(峰-峰值的电压值)D、和在上述各区间j的每个区间中运算出的噪声电压值V2(j)在所有区间中的最大值V2，运算用下面的式(4)定义的S/N比。 

S/N比＝D/V2...(4) 

如上所述，权利要求2所涉及的发明构成为：从在步骤A2中获取的X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据中在步骤B2中排除规定的低频成分之后，在步骤C2中在管的轴向上分割为多个区间的每个区间的信号波形数据。但是，本发明不限于此，也可以采用如下结构：替换步骤B2和步骤C2的顺序，将所获取的X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据在管的轴向上分割为多个区间的每个区间的信号波形数据之后，在各区间的每个区间中排除规定的低频成分。 

即，为了解决上述课题，如权利要求3所述，本发明还提供一种管内面涡流探伤的S/N比测量方法，该管内面涡流探伤的S/N比测量方法的特征在于，包括如下所示的各步骤A3～E3。 

(A3)首先，将通过沿轴向对管的内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分以及Y轴成分，获取X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据。 

(B3)接着，将上述所获取的X轴成分的信号波形数据以及上述所获取的Y轴成分的信号波形数据分别在管的轴向上分割为多个区间j(j＝1～N，N为2以上的整数)的每个区间的信号波形数据。

(C3)接着，在上述分割出的各区间j的每个区间中，从上述X轴成分的信号波形数据以及上述Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分。 

(D3)接着，在上述分割出的各区间j的每个区间中，根据排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i，j)和排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i，j)来运算用下面的式(3)定义的噪声电压值V2(j)。 

$V2\left(j\right)=\mathrm{\π}/m\·\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{(X{(i,j)}^2+Y{(i,j)}^2)}^{1/2}...\left(3\right)$

在此，m为各区间的信号波形数据的采样数。 

(E3)最后，根据对设置有规定的人为缺陷的管内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值(峰-峰值的电压值)D、和在上述各区间j的每个区间中运算出的噪声电压值V2(j)在所有区间中的最大值V2，运算用下面的式(4)定义的S/N比。 

S/N比＝D/V2…(4) 

此外，在上述的权利要求1～3所涉及的发明中，如以上说明权利要求1所涉及的发明所述的那样，作为排除规定的低频成分的方法没有特别的限定，但是从滤波精度良好且可以高速进行处理等方面出发，最好使用利用了傅立叶变换的滤波方法。 

即，如权利要求4所述，权利要求1～3所涉及的发明中的排除规定的低频成分的步骤最好包括如下所示的各步骤a～c。 

(a)对上述X轴成分的信号波形数据以及上述Y轴成分的信号波形数据分别应用傅立叶变换来提取频谱。 

(b)接着，从上述提取的频谱中排除上述低频成分。 

(c)最后，对排除了上述低频成分的频谱应用逆傅立叶变换来生成排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据以及排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据。 

根据本发明所涉及的管内面涡流探伤中的S/N比测量方法，能够高效率地测量S/N比，并且可以测量可靠性高的S/N比。 

附图说明

图1是示意性地表示用于实施本发明的一个实施方式所涉及的S/N比测量方法的涡流探伤装置的概要结构的图。 

图2是示意性地表示由图1所示的涡流探伤装置生成的、排除低频成分而得到的X轴成分的信号波形数据的图(用于说明由图1所示的涡流探伤装置运算的噪声电压值V1的运算方法的说明图)。 

图3是示意性地表示由图1所示的涡流探伤装置生成的、排除低频成分得到的X轴成分的信号波形数据的图(用于说明由图1所示的涡流探伤装置运算的噪声电压值V2的运算方法的说明图)。 

图4表示本发明的实施方式1所涉及的排除低频成分之前的X轴成分的信号波形数据。 

图5表示对图4所示的信号波形数据应用傅立叶变换(FFT)而提取出的频谱。 

图6表示对图5所示的频谱应用逆傅立叶变换(IFFT)而生成的X轴成分的信号波形数据。 

具体实施方式

下面适当地参照附图，说明本发明的一个实施方式所涉及的管内面涡流探伤中的S/N比测量方法。 

图1是示意性地表示用于实施本实施方式所涉及的S/N比测量方法的涡流探伤装置的概要结构的图。如图1所示，本实施 方式所涉及的涡流探伤装置10具备探伤探测器1、探伤器2以及运算装置3。 

探伤探测器1构成为：在规定的部位上安装有探伤线圈(未图示)，以探伤探测器1的中心与管P的轴大致一致的状态被插入到管P的内面，利用公知的推进机构(未图示)沿着管P的轴向以大致固定的速度进行移动。此时，通过对探伤探测器1的探伤线圈施加交流电压而产生交流磁场，由此在管P的内面感生涡电流。然后，将流过上述探伤线圈的电流的变化作为涡电流信号输出到探伤器2，该电流的变化与管P的材质、在管P中存在的缺陷的种类、尺寸等相应。 

探伤器2如上所述那样对探伤探测器1的探伤线圈施加交流电压，并且将从探伤探测器1输出的涡电流信号波形分离为相位相差90°的X轴成分和Y轴成分的信号波形。然后，分别对各信号波形进行A/D转换，生成作为数字数据的信号波形数据(X轴成分的信号波形数据、Y轴成分的信号波形数据)。对运算装置3输出所生成的各信号波形数据。此外，与通常的探伤器同样地以使用了探伤器2所具备的移相器、相位检波器(未图示)的公知方法来进行X轴成分以及Y轴成分的分离，因此在本说明书中省略其具体说明。另外，探伤器2与通常的探伤器同样地构成为也可以输出分离为X轴成分以及Y轴成分之前的涡电流信号波形。 

运算装置3由除CPU、ROM、RAM之外还具备与探伤器2之间进行各种数据输入输出的输入输出接口、用于存储从探伤器2输入的信号波形数据的外部存储装置(光盘等)等的工作站、个人计算机等通用的计算机构成。而且，在运算装置3中安装有用于对从探伤器2输入的(存储在外部存储装置中的)信号波形数据实施后述的运算处理的程序。运算装置3在对一根或多根管 P获取X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据(存储到外部存储装置)结束的时刻，从外部存储装置读出上述存储的各信号波形数据，按照上述程序实施运算处理。下面具体地说明作为本实施方式所涉及的S/N比测量方法的特征部分的运算装置3的运算处理的内容。 

运算装置3首先从如上所述那样获取的X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分。最好预先根据探伤试验结果等适当地设定、存储所排除的低频成分的截止频率，使得不排除相当于缺陷、损伤这些瑕疵的频率的信号成分，并且能够排除与管P的内径、厚度等沿管P的轴向的平缓变化、由随着探伤探测器1的移动而产生的晃动等引起的电压值的平缓变化相当的频率的信号成分。例如，设探伤探测器1的移动速度为305mm/sec(＝12.0英寸/sec)时，截止频率最好设为100～300Hz左右。 

作为排除低频成分的方法，并没有特别限定，但是从滤波的精度良好且可以高速进行处理的方面出发，在本实施方式中应用利用了傅立叶变换的滤波方法。具体地说，运算装置3构成为依次执行下面所示的各步骤a～c。 

(a)对X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据分别应用傅立叶变换(高速傅立叶变换算法(FFT))来提取频谱。 

(b)接着，从上述提取出的频谱中排除上述设定的截止频率以下的低频成分。 

(c)最后，对排除上述低频成分而得到的频谱应用逆傅立叶变换(高速逆傅立叶变换算法(IFFT))来生成排除上述低频成分而得到的X轴成分的信号波形数据以及排除上述低频成分而得到的Y轴成分的信号波形数据。图2是示意性地表示如上所述那 样地生成的X轴成分的信号波形数据的图。此外，虽然省略图示，但是如上所述那样生成的Y轴成分的信号波形数据也成为与图2所示的波形相同的状态。 

接着，运算装置3根据排除上述低频成分而得到的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i)、和排除上述低频成分而得到的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i)，运算用下面的式(1)定义的噪声电压值V1。 

$V1=\mathrm{\π}/n\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X{\left(i\right)}^2+Y{\left(i\right)}^2)}^{1/2}...\left(1\right)$

在此，n为信号波形数据的采样数。 

即，算出图2所示的各采样点i(i＝1～n)的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i)与Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i)之间的平方和的平方根，将所有的采样点中的该算出值相加之后，将其乘以π/n得到的值作为噪声电压值V1而算出。如上所述，这种噪声电压值V1是相当于假设涡电流信号波形为正弦波的情况下的峰-峰值的电压值的值。 

最后，运算装置3根据通过对设置有规定的人为缺陷的管内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值(峰-峰值的电压值)D、和上述噪声电压值V1，运算用下面的式(2)定义的S/N比。此外，在本实施方式中，构成为：预先在运算装置3中存储对设置了人为缺陷的规定的管P进行探伤试验所获取的与该人为缺陷对应的电压值D，在对其它管P进行S/N比测量(用式(2)定义的S/N比的运算)时，以设定的探伤器2的灵敏度对各管P的每个管仅测量噪声电压值V1，作为电压值D使用预先存储的电压值D，其中，所述探伤器2的灵敏度设定为出现与人为缺陷对应的涡电流信号的特定电压值。 

S/N比＝D/V1...(2) 

如上所述，根据由本实施方式所涉及的涡流探伤装置10实施的S/N比测量方法，可以使一系列的测量动作自动化，因此可以高效率地测量S/N比。另外，统一按照式(1)以及(2)来运算S/N比，因此不像以往那样受操作员的技能、经验、条件等影响，从而可以得到可靠性高的测量结果。 

此外，在本实施方式中说明了如下结构：如式(1)所示，运算装置3算出各采样点的电压值X(i)与电压值Y(i)的平方和的平方根，将所有采样点的该结果相加之后乘以π/n，算出所得到的值作为噪声电压值V1。但是，本发明不限于此，也可以采用如下结构：运算装置3将X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据在管的轴向上分割为多个区间，在该分割出的各区间的每个区间中进行与本实施方式相同的运算之后，将运算得到的各区间的每个区间的噪声电压值在所有区间中的最大值设为在S/N比测量中使用的噪声电压值。 

更具体地说，如图3所示，运算装置3与上述的实施方式同样地将排除低频成分而得到的X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据分别在管的轴向上分割为多个区间j(j＝1～N，N为2以上的整数)的每个区间的信号波形数据。接着，运算装置3在分割出的各区间j的每个区间中，根据X轴成分的信号波形数据的电压值X(i，j)和Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i，j)运算用下面的式(3)定义的噪声电压值V2(j)。 

$V2\left(j\right)=\mathrm{\π}/m\·\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{(X{(i,j)}^2+Y{(i,j)}^2)}^{1/2}...\left(3\right)$

在此，m为各区间的信号波形数据的采样数。 

最后，运算装置3根据通过对设置有规定的人为缺陷的管内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值(峰-峰值的电压值)D、和在各区间j的每个区间中运算得到 的噪声电压值V2(j)在所有区间中的最大值V2，运算用下面的式(4)定义的S/N比。 

S/N比＝D/V2...(4) 

通过采用这种结构，即使在噪声沿着管P的轴向的分布状.态中具有较大的不均匀的情况下，也可以降低用于S/N比测量的噪声电压值被评价为与现实的噪声电平相比过小的可能性。 

此外，运算装置3所实施的上述的运算处理构成为：从所获取的X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据中排除规定的低频成分之后，在管的轴向上分割为多个区间的每个区间的信号波形数据。然而，采用以下结构也能够起到相同的作用效果，即先将获取的X轴成分的信号波形数据以及Y轴成分的信号波形数据在管的轴向上分割为多个区间的每个区间的信号波形数据之后，在各区间的每个区间中排除规定的低频成分。 

下面通过表示实施例以及比较例来进一步明确本发明的特征。 

<实施例1> 

使用与图1所示的结构相同的涡流探伤装置，在下面表1所示的探伤条件下，自动测量出用上述式(2)定义的S/N比。 

[表1] 

采样率	500点/sec
		探伤探测器速度	305mm/sec
采样点间距离	0.61mm
		管的长度	20000mm

此外，在测量与人为缺陷对应的涡电流信号的电压值D时，使用了作为人为缺陷而在周向4个位置以90°间距设置了0.66mm直径的贯通孔的管。另外，在测量噪声电压值V1时，使 用没有设置人为缺陷的与上述相同的材质/尺寸的管，对管全长范围进行涡流探伤。并且，作为排除低频成分的方法而应用了利用傅立叶变换的滤波方法。 

图4表示排除低频成分之前的X轴成分的信号波形数据。如图4所示，在信号波形数据中可以看到在管的轴向上的平缓变化，考虑为其原因是随着探伤探测器的移动而产生的晃动。另外，图5表示对图4所示的信号波形数据应用傅立叶变换(FFT)而提取的频谱。然后，根据图5所示的频谱、Y轴成分的信号波形数据的频谱等，将排除低频成分而得到的截止频率设为151Hz。图6表示对用上述截止频率排除低频成分而得到的频谱应用逆傅立叶变换(IFFT)而生成的X轴成分的信号波形数据。如图6所示，通过用截止频率151Hz排除低频成分来排除在管的轴向上的平缓变化，由此可以测量适当的噪声电压值V1。 

<实施例2> 

使用与图1所示的结构相同的涡流探伤装置，在上述表1所示的探伤条件下，自动测量用上述式(4)定义的S/N比。此外，设置在管内的人为缺陷以及截止频率设为与实施例1相同，另外，在测量噪声电压值V2时，将分割信号波形数据的各区间的采样点数量换算为长度后设为约305mm，与实施例1同样地对管全长进行涡流探伤。 

<比较例> 

使用与图1所示的结构相同的涡流探伤装置，在上述表1所示的探伤条件下，对设置了与实施例1相同的人为缺陷的管以及没有设置与实施例1相同的人为缺陷的管分别获取管全长范围的涡电流信号的电压值。然后，操作员对没有设置人为缺陷的管用目视来读取(在读取时也通过目视来排除低频成分)从探伤器输出的涡电流信号波形的电压值，将其最大值设为噪声电压 值。将由人为缺陷得到的涡电流信号的电压值除以上述噪声电压值来算出S/N比。 

<评价结果> 

在表2中表示分别关于实施例1、2以及比较例进行测量得到的噪声电压值、与人为缺陷对应的电压值、S/N比以及S/N比测量所需的时间。 

[表2] 

	噪声电压值	缺陷信号电压值	S/N比	测量时间
					实施例1	0.09V	4V	44.4	1秒
实施例2	0.10V	4V	40.0	1秒
					比较例	0.11V	4V	36.4	1分钟

如表2所示，用实施例1和2所涉及的方法自动测量得到的S/N比与用作为以往测量方法的比较例所涉及的方法测量得到的S/N比为大致相同的值，另一方面，实施例1和2所涉及的方法所需的S/N比测量时间压倒性地短。其结果表示，根据本发明所涉及的方法，能够至少以与以往相同程度的精度、极其高效率地测量S/N比。此外，在上述比较例中，没有对更换读取电压值的操作员的情况、同一操作员反复进行测量的情况进行评价，但是由于是通过目视来进行读取，即使是根据相同的涡电流波形来测量S/N比，也可以预测由操作员的技能、经验、条件等造成测量结果发生变化。与此相对，实施例1以及2所涉及的方法构成为按照安装在运算装置中的程序进行运算处理来自动测量S/N比，因此，在根据相同的信号波形数据来测量S/N比的情况下，总是得到相同的测量结果，与以往相比可以说能够测量可靠性高的S/N比。 

Claims (4)

1.一种管内面的涡流探伤中的S/N比测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将通过沿轴向对没有设置人为缺陷的管的内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分以及Y轴成分、获取X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据的步骤；

从上述获取的X轴成分的信号波形数据以及上述获取的Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分的步骤；

根据排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i)和排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i)来运算用下面的式(1)定义的噪声电压值V1的步骤；以及

预先存储通过对设置有规定的人为缺陷的管的内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值D，根据该电压值D和上述噪声电压值V1来运算用下面的式(2)定义的S/N比的步骤，

$V1=\mathrm{\&pi;}/n\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(X{\left(i\right)}^2+Y{\left(i\right)}^2)}^{1/2}...\left(1\right)$

在此，n为信号波形数据的采样数，

S/N比＝D/V1...(2)。

2.一种管内面的涡流探伤中的S/N比测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将通过沿轴向对没有设置人为缺陷的管的内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分以及Y轴成分、获取X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据的步骤；

从上述获取的X轴成分的信号波形数据以及上述获取的Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分的步骤；

将排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据以及排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据分别在管的轴向上分割为多个区间j的每个区间的信号波形数据的步骤，其中j＝1～N，N为2以上的整数；

在上述分割出的各区间j的每个区间中、根据排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i，j)和排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i，j)来运算用下面的式(3)定义的噪声电压值V2(j)的步骤；以及

预先存储通过对设置有规定的人为缺陷的管的内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值D，根据该电压值D和在上述各区间j的每个区间中运算出的噪声电压值V2(j)在所有区间中的最大值V2来运算用下面的式(4)定义的S/N比的步骤，

$V2\left(j\right)=\mathrm{\&pi;}/m\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(X{(i,j)}^2+Y{(i,j)}^2)}^{1/2}...\left(3\right)$

在此，m为各区间中的信号波形数据的采样数，

S/N比＝D/V2...(4)。

3.一种管内面的涡流探伤中的S/N比测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将通过沿轴向对没有设置人为缺陷的管的内面进行涡流探伤而得到的涡电流信号分离为相位相差90°的X轴成分以及Y轴成分、获取X轴成分的信号波形数据和Y轴成分的信号波形数据的步骤；

将上述获取的X轴成分的信号波形数据以及上述获取的Y轴成分的信号波形数据分别在管的轴向上分割为多个区间j的每个区间的信号波形数据的步骤，其中j＝1～N，N为2以上的整数；

在上述分割出的各区间j的每个区间中、从上述X轴成分的信号波形数据以及上述Y轴成分的信号波形数据中分别排除规定的低频成分的步骤；

在上述分割出的各区间j的每个区间中、根据排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据的电压值X(i，j)和排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据的电压值Y(i，j)来运算用下面的式(3)定义的噪声电压值V2(j)的步骤；以及

预先存储通过对设置有规定的人为缺陷的管的内面进行涡流探伤而得到的与该人为缺陷对应的涡电流信号的电压值D，根据该电压值D和在上述各区间j的每个区间中运算出的噪声电压值V2(j)在所有区间中的最大值V2来运算用下面的式(4)定义的S/N比的步骤，

$V2\left(j\right)=\mathrm{\&pi;}/m\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(X{(i,j)}^2+Y{(i,j)}^2)}^{1/2}...\left(3\right)$

在此，m为各区间的信号波形数据的采样数，

S/N比＝D/V2...(4)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的管内面的涡流探伤中的S/N比测量方法，其特征在于，

排除上述规定的低频成分的步骤包括如下步骤：

对上述X轴成分的信号波形数据以及上述Y轴成分的信号波形数据分别应用傅立叶变换来提取频谱的步骤；

从上述提取的频谱中排除上述低频成分的步骤；以及

对排除了上述低频成分的频谱应用逆傅立叶变换来生成排除了上述低频成分的X轴成分的信号波形数据以及排除了上述低频成分的Y轴成分的信号波形数据的步骤。

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