JP2003075409A - 信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
る際、精度よく非検査対象物の経年的変化を測定するこ
とができるようにする。 【解決手段】 照合点抽出処理部11では第1の時点で
計測して得られた基準信号(第1のリサージュ波形)中
の安定点を第1の照合点として抽出する。照合点抽出処
理部12は第2の時点で計測して得られた比較信号(第
2のリサージュ波形)中の安定点を第2の照合点として
抽出する。信号補間点数計算処理部13では、第1及び
第2の照合点が時間軸上で一致するように対応付ける。
軌跡補間処理部14及び15はそれぞれ第1及び第2の
照合点を基準として第1及び第2のリサージュ波形が線
形的関係で規定されるように第1及び第2のリサージュ
波形を軌跡補間処理する。そして、信号減算処理部17
では軌跡補間処理後の第1及び第2のリサージュ波形の
差分を求めて、差分信号を送出する。なお、軌跡補間処
理後の第2のリサージュ波形は必要に応じて校正補正処
理部16で校正補正処理が施される。
Description
し、特に、被検査対象物を検査する際に互いに異なる時
点で2つの信号波形を得て、これら2つの信号波形を比
較して被検査対象物の経年的劣化等を調べる際に用いら
れる信号処理装置に関する。
特に、熱交換器の伝熱管を劣化等を検査する際には、伝
熱管等の配管の経年的な劣化状況を知ることが重要であ
り、このため、伝熱管等の配管の検査は定期的に行う必
要がある(以下配管の検査を例に挙げて説明する)。配
管の劣化等を検査する際には、例えば、渦電流検査手法
が用いられており、この渦電流検査手法では、配管内に
プローブを挿入し、プローブを管軸に沿って移動させつ
つ、配管に渦電流を発生させ、この渦電流に基づく信号
波形(ECT信号)を得ている。そして、ECT検査信
号に基づいて配管の状態を検査するようにしている。
に、リサージュ波形として表され、ECT信号の位相及
び振幅がこのリサージュ波形で示されることになる。い
ま、図8(a)に示すように、X成分及びY成分を規定
すると、X成分及びY成分はそれぞれ時間軸に対して図
8(b)及び(c)で示すようになる。
を支持する支持板部で付着物が付着しやすく、渦電流検
査によって、定期的に配管の検査を行うと、この付着物
によって、検査の都度、信号波形が経年的に変化する。
そして、信号波形の変化量と付着物の量とは、相関関係
があり、定期的に得られた信号波形(例えば、2つの信
号波形)の差分を定量的に把握して、付着物の量的変化
を把握するようにしている。信号波形の変化は、配管の
劣化(例えば、損傷部位)等によっても起こる。
の時点で配管の渦電流検査を行い、第1の時点、第2の
時点、及び第3の時点でそれぞれ図9(a)、(b)、
及び(c)に示す結果が得られたとする。一般的には、
図9(a)、(b)、及び(c)を人の目で見比べてそ
の差異を確認し、配管の状態を確認している。例えば、
図9(a)に示す波形と図9(c)に示す波形との差異
は、人間には、図9(d)に示すようなイメージで捉え
られる。なお、図9(d)は図9(c)に示す波形から
図9(a)に示す波形を差分した波形のイメージを示す
図である。
にして、プローブを配管内に挿入して検査を行う関係
上、検査の時点において不可避的に誤差等の雑音成分が
信号波形に含まれることになる。つまり、検査の際、配
管内においてプローブが引っ掛かることがあるが、この
引っ掛かりの程度は、例えば、検査器具の状態及び検査
対象の内面の状態に応じて異なり、この結果、検査の都
度、引っ掛かりの程度が異なることになる。特に、雑音
成分には、位相及び振幅のゆらぎとは別に時間軸方向の
ゆらぎがあり、この時間方向のゆらぎが雑音成分として
大きく影響することになる。
(正常な状態では)、図10(a)に破線で示すよう
に、信号波形が得られたが、引っ掛かりによって、図1
0(a)に実線で示す信号波形となったとすると、引っ
掛かりによって、二つの信号波形が時間軸に対して非線
形となる。つまり、二つの信号波形の間には引っ掛かり
による雑音成分が存在することになって、この結果、二
つの信号波形を差分しても精度よく特徴を抽出するがで
きない。
た際にも生じる。つまり、所定の移動速度でプローブを
移動させても、不可避的に所定の移動速度が僅かに変動
してしまい、このため、所定の移動速度でプローブを移
動させたのであれば、図10(b)に破線で示す信号波
形が得られたとすると、移動速度の変動によって、図1
0(b)に実線で示す信号波形となってしまう。この結
果、移動速度の変動によって、二つの信号波形を差分し
ても精度よく特徴を抽出するができない。
信号波形には、プローブに起因して、不可避的に、時間
軸方向の雑音成分が付加されてしまい、経年的に配管の
状態を調べるためには、特に、時間軸方向の雑音成分を
除去する必要がある。言い換えると、基準となる信号波
形(基準信号波形)と他の信号波形との差分をとって配
管の経年的変化を精度よく調べる際、経年的に変化した
部分以外の雑音成分(特に、時間軸方向の雑音成分)を
除去して、基準信号波形と他の信号波形とを比べる必要
がある。
は、配管等の非検査対象物の経年的変化を精度よく検査
することが難しいという問題点がある。
経年的変化を検査する際に用いられ、精度よく非検査対
象物の経年的変化を測定することのできる信号処理装置
を提供することにある。
対象物の経年的変化を検査する際に、第1の時点で計測
して得られた基準信号と該第1の時点と異なる第2の時
点で計測された比較信号とを比較して前記経年的変化を
検査する際に用いられる信号処理装置であって、前記基
準信号及び前記比較信号はそれぞれ第1及び第2のリサ
ージュ波形で表されており、前記第1及び第2のリサー
ジュ波形中の安定点をそれぞれ第1及び第2の照合点と
して抽出する抽出手段と、前記第1及び前記第2の照合
点が時間軸上で一致するように対応付け前記第1及び前
記第2の照合点を基準として前記第1及び前記第2のリ
サージュ波形が線形的関係で規定されるように前記第1
及び前記第2のリサージュ波形を軌跡補間処理する補間
処理手段と、前記軌跡補間処理後の前記第1及び前記第
2のリサージュ波形の差分を求める差分手段とを有する
ことを特徴とする信号処理装置が得られる。
を求めると、雑音成分等が除去される結果、精度よく非
検査対象物の経年的変化を測定することができる。
第2のリサージュ波形を回転移動させて前記第1及び前
記第2の照合点を予め規定された位置に位置づけるよう
にしてもよい。さらに、信号処理装置には、前記軌跡補
間処理後の前記第2のリサージュ波形において前記第2
の照合点間の距離及び位相角が所定の距離及び所定の位
相角となるように調整する校正補正手段を備えるように
してもよい。
ュ波形を回転させて第1及び第2の照合点を予め規定さ
れた位置に位置づけ、さらに、軌跡補間処理後の第2の
リサージュ波形において第2の照合点間の距離及び位相
角が所定の距離及び所定の位相角となるように調整する
ようにすれば、照合点抽出の際、経年変化の影響を受け
ることが極めて少なくなり、信号波形校正の際のばらつ
きを低減することができる。この結果、さらに、精度よ
く非検査対象物の経年的変化を測定することができるこ
とになる。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。なお、以下の説明においては、非検査対象物とし
て、熱交換器伝熱管の渦電流検査を例にあげて説明する
が、水道管等の配管の検査にも適用でき、さらには、他
の非検査対象物にも適用できる。
置は、配管(例えば、熱交換器伝熱管)を渦電流検査し
て経年的変化を調べる際に用いられる。信号処理装置
は、第1及び第2の照合点抽出処理部11及び12、信
号補間点数計算処理部13、第1及び第2の軌跡補間処
理部14及び15、校正補正処理部16、及び信号減算
処理部17を備えており、第1及び第2の照合点抽出処
理部11及び12にはそれぞれ基準信号及び比較信号が
与えられる。
を調べる際の基準とすべき信号波形であり、例えば、配
管を敷設した際に、プローブを用いて得られた信号波形
である。一方、比較信号とは、基準信号を得た後、所定
の期間経過した後、プローブを用いて配管を検査した際
に得られた信号波形であり、例えば、基準信号を得て一
年を経過した後、プローブを用いて配管を検査した際に
得られた信号波形である。
ように、配管をプローブで検査した際得られる信号波形
の変化は、局所的である一方で、波形全体ではその形状
が安定しているという特徴がある。さらに、そのリサー
ジュ波形はプローブの速度が僅かに変化してもほぼ一定
の形状となる。
号の開始点をS、終了点をE、比較信号の開始点を
S’、終了点をE’とすると、基準信号及び比較信号と
もに、同一の配管を検査した結果得られた信号波形であ
るから、基準信号及び比較信号はほぼ同様の変化過程を
辿ることになる。つまり、基準信号が谷(極小点)A及
び山(極大点)Bを有し、開始点Sから辿って谷A、山
Bの順に変化するとすると、比較信号は谷A’及び山
B’を有し、開始点S’から辿って谷A’、山B’の順
に変化することになる。つまり、谷A及びA’と山B及
びB’とは安定点と見なすことができ、そして、基準信
号においては、谷A及び山Bを照合点とする。同様に、
比較信号においては、谷A’及び山B’を照合点とす
る。
基準信号及び比較信号において、破線で示すように、照
合点A及びBが照合点A’及びB’E’に対応すること
になる。上述のようにして、第1の照合点抽出処理部1
1は、基準信号について、照合点S、A、B、及びEを
抽出し、第2の照合点抽出処理部12は、比較信号につ
いて、照合点S’、A’、B’、及びE’を抽出する。
ージュ波形として表現されているから、照合点を抽出す
るに当たっては、リサージュ波形における山(極大点)
及び谷(極小点)が、例えば、垂直線上に位置するよう
に、リサージュ波形を回転させる。図3は、配管の付着
物の量が小さい(少ない)場合のリサージュ波形の一例
を示す図であり、図3(a)に示すリサージュ波形を右
に60度回転移動させて、図3(b)に示すように、山
(極大点)及び谷(極小点)を垂直線上に位置付ける。
つまり、山(極大点)及び谷(極小点)がそれぞれ上端
及び下端に位置づけられるように、図3(a)に示すリ
サージュ波形を回転移動させて、図3(b)に示すリサ
ージュ波形を得る。そして、これら山(極大点)及び谷
(極小点)を照合点として規定して抽出する(図3
(c)参照)。言い換えると、配管等の経年変化によっ
て現れる信号成分の位相角方向は、所定の角度(例え
ば、60度方向)であることが分かっており、従って、
信号成分が水平となるように60度回転させる。そし
て、垂直方向の最大位置(極大点)及び最小位置(極小
点)を照合点とする。このようにすれば、経年変化によ
る影響を極めて小さくすることができる。
大きい(多い)場合のリサージュ波形の一例を示す図で
あり、図4(a)に示すリサージュ波形を右に60度回
転移動させて、図4(b)に示すように、山(極大点)
及び谷(極小点)を垂直線上に位置付ける。そして、こ
れら山(極大点)及び谷(極小点)を照合点として規定
して抽出する(図4(c)参照)。
ジュ波形を山(極大点)及び谷(極小点)が垂直線上に
位置付けられるように回転移動させているが、山(極大
点)及び谷(極小点)が水平線上に位置付けられるよう
に、リサージュ波形を回転移動させるようにしてもよ
い。
部11は、照合点A及びBを付与して、基準信号を信号
補間点数計算処理部13に与える。同様にして、第2の
照合点抽出処理部12は照合点A’及びB’を付与し
て、比較信号を信号補間点数計算処理部13に与える。
付着物の量等に起因して、基準信号と比較信号とでは、
その終了点E及びE’が一致しない。このため、補間処
理を行って基準信号と比較信号との長さを一致させる必
要がある。補間処理に先立って、信号補間点数計算処理
部13によって、補正後の始点、2つの照合点、及び終
点の位置を計算する。そして、信号補間点数計算処理部
13では、基準波形の始点S、照合点A、照合点B、及
び終点Eと比較波形の始点S、照合点A’、照合点
B’、及び終点E’の位置がそれぞれ補正後に一致する
ように補間点を決定する(始点Sから終点Eまで、始点
S’から終点E’までの信号点数に基づいて補間点数を
決定する)。なお、リサージュ波形においては、なだら
かな部分における信号点数は密になり、急な部分におい
ては信号点数が疎となる。
便宜上Eで表し、始点S’から終点E’までの信号点数
をE’で表すと、信号補間点数計算処理部13は、例え
ば、補間点数L=2×max(E,E’)のように決め
て、補間後の位置を、S=S’=1、A=A’=L×A
/E、B=B’=L×B/E、E=E’=Lとする。そ
して、信号補間点数計算処理部13は、これら補間点数
を第1及び第2の軌跡補間処理部14及び15に与え
る。
して、図2に示す照合点A’から照合点B’の区間を取
り出して拡大した図を図5(a)に示す(なお、図5
(a)において、黒丸印は信号点を表す)。なお、図5
(a)においては、照合点B’が図中左端に位置づけら
れている。いま、照合点A’から照合点B’の区間を1
0点の補間点数で補間するとすると、第2の軌跡補間処
理部15では、プローブ速度の影響をほとんど受けない
リサージュ波形を用いて、図5(b)に黒丸印で示すよ
うに、各補間点間の軌跡上での距離が等間隔となるよう
に補間を実施する。
15では、補間点数Lに基づいて、各区間S’−A’、
A’−B’、及びB’−E’について軌跡補間処理を行
うことになる。同様にして、第1の軌跡補間処理部14
では、補間点数Lに基づいて、各区間S−A、A−B、
及びB−Eについて補間処理を行うことになる。そし
て、上述のようにして、軌跡補間処理を行うと、基準信
号においては、照合点Aの補間後の点数位置はL×A/
E、照合点Bの補間後の点数位置はL×B/Eとなり、
終了点Eの補間後の点数位置はLとなる。同様に、比較
信号においては、照合点A’の補間後の点数位置はL×
A/E、照合点B’の補間後の点数位置はL×B/Eと
なり、終了点E’の補間後の点数位置はLとなる。つま
り、L=2×max(E,E)とした際には、補間後の
位置は、S=S’=1、A=A’=L×A/E、B=
B’=L×B/E、E=E’=Lとなる。なお、点数位
置を表す式において、A、B、E、A’、B’、及び
E’はそれそれの点までの信号点数を表す。また、点数
位置とは、例えば、点Aまでに存在する点数(補間点
数)をいう。
と、基準信号と比較信号との照合点を一致させることが
でき、例えば、図6に示すように、区間A−Bと区間
A’−B’において、基準信号と比較信号との対応関係
をとることができる。
うにして軌跡補間処理を行った後、比較信号を校正補正
処理部16に与える。基準信号及び比較信号の校正のバ
ラツキによる相違を吸収するために、校正補正処理部1
6では、比較信号の拡大又は縮小を行うとともに回転を
行って、比較信号の照合点間の距離及び位相角とを基準
信号のそれと一致させる。例えば、図7(a)に示すリ
サージュ波形において、照合点間の距離が所定の振幅値
に一致するようにリサージュ波形を拡大又は縮小する
(図7(b)参照)。さらに、照合点間の位相角が所定
の位相角に一致するようにリサージュ波形を回転させる
(図7(c)参照)。
信号は、信号減算処理部17に与えられる。一方、信号
減算処理部17には、軌跡補間処理された基準信号が与
えられ、信号減算処理部17では比較信号と基準信号と
の差分処理を実行して、差分信号を得る。
に照合点を規定して、しかも軌跡補間処理を行っている
から、雑音成分等が除去され、差分信号には経年的変化
を表す特徴が精度よく現れることになる。
比較信号ともに照合点を抽出して、区間毎に軌跡補間処
理を行っているから、差分信号からは、プローブの移動
速度のバラツキ等雑音成分が除去されて、差分信号は配
管の経年的変化を忠実に表すことになる。
査対象物の経年的変化を検査する際に、基準信号及び比
較信号をそれぞれ表す第1及び第2のリサージュ波形に
おいて、その安定点をそれぞれ第1及び第2の照合点と
して抽出した後、第1及び第2の照合点が時間軸上で一
致するように対応付けて、第1及び第2の照合点を基準
として第1及び第2のリサージュ波形が線形的関係で規
定されるように第1及び前記第2のリサージュ波形を軌
跡補間処理して、軌跡補間処理後の第1及び第2のリサ
ージュ波形の差分を求めるようにしたから、精度よく非
検査対象物の経年的変化を測定することができるという
効果がある。
形を回転移動させて第1及び第2の照合点を予め規定さ
れた位置に位置づけ、軌跡補間処理後の第2のリサージ
ュ波形において第2の照合点間の距離及び位相角が所定
の距離及び所定の位相角となるように調整するようにす
れば、雑音成分等によるバラツキを低減することがで
き、この結果、さらに、精度よく非検査対象物の経年的
変化を測定することができるという効果がある。
ック図である。
す図である。
ュ波形の一例を示す図であり、(a)は回転前のリサー
ジュ波形を示す図、(b)はリサージュ波形を右に60
度回転移動させた状態を示す図、(c)は照合点を抽出
した状態を示す図である。
ュ波形の一例を示す図であり、(a)は回転前のリサー
ジュ波形を示す図、(b)はリサージュ波形を右に60
度回転移動させた状態を示す図、(c)は照合点を抽出
した状態を示す図である。
(a)は信号点数を示す図、(b)は補間点を示す図で
ある。
応関係を示す図である。
めの図であり、(a)は校正補正処理前のリサージュ波
形を示す図、(b)は照合点間の距離が所定の振幅値に
一致するように拡大又は縮小した後のリサージュ波形を
示す図、(c)は照合点間の位相角が所定の位相角に一
致するように回転させた後のリサージュ波形を示す図で
ある。
ジュ波形、(b)及び(c)は時間軸に対する変化を示
す図である。
示す図であり、(a)乃至(c)は互いに異なる時点で
計測した際のリサージュ波形を示す図、(d)は差分し
た結果を示す図である。
図であり、(a)はプローブの引っ掛かりに起因する信
号波形の変化を示す図、(b)はプローブ速度の変動に
起因する信号波形の変化を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 非検査対象物の経年的変化を検査する際
に、第1の時点で計測して得られた基準信号と該第1の
時点と異なる第2の時点で計測された比較信号とを比較
して前記経年的変化を検査する際に用いられる信号処理
装置であって、前記基準信号及び前記比較信号はそれぞ
れ第1及び第2のリサージュ波形で表されており、前記
第1及び第2のリサージュ波形中の安定点をそれぞれ第
1及び第2の照合点として抽出する抽出手段と、前記第
1及び前記第2の照合点が時間軸上で一致するように対
応付けて前記第1及び前記第2の照合点を基準として前
記第1及び前記第2のリサージュ波形が線形的関係で規
定されるように前記第1及び前記第2のリサージュ波形
を軌跡補間処理する補間処理手段と、前記軌跡補間処理
後の前記第1及び前記第2のリサージュ波形の差分を求
める差分手段とを有することを特徴とする信号処理装
置。 - 【請求項2】 前記抽出手段は、前記第1及び前記第2
のリサージュ波形を回転移動させて前記第1及び前記第
2の照合点が予め規定された位置に位置づけられるよう
にすることを特徴とする請求項1に記載の信号処理装
置。 - 【請求項3】 さらに、前記軌跡補間処理後の前記第2
のリサージュ波形において前記第2の照合点間の距離及
び位相角が所定の距離及び所定の位相角となるように調
整する校正補正手段が備えられていることを特徴とする
請求項1に記載の信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001271753A JP3771825B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 信号処理装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006208312A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Jfe Steel Kk | 内部欠陥測定方法および装置 |
JP2014157078A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 探傷装置及び探傷方法 |
US9207211B2 (en) | 2011-01-06 | 2015-12-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Deposit measurement apparatus, deposit measurement method, and computer-readable storage medium storing deposit measurement program |
-
2001
- 2001-09-07 JP JP2001271753A patent/JP3771825B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2014157078A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 探傷装置及び探傷方法 |
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