JP2010276431A - Eddy current flaw detector and eddy current flaw detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、渦流探傷装置、及び、渦流探傷方法に関し、具体的には、渦流計測によってテストピースの欠陥を検出する技術に関する。 The present invention relates to an eddy current flaw detection apparatus and an eddy current flaw detection method, and more specifically to a technique for detecting a defect in a test piece by eddy current measurement.
従来、主にシャフト部材等の長軸状部材について、高周波焼入時に発生する焼割れや、切削加工時に発生する切削割れ等の欠陥を検出する技術として、渦流探傷装置が用いられている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 Conventionally, an eddy current flaw detector has been used as a technique for detecting defects such as cracks that occur during induction hardening and cutting cracks that occur during cutting, mainly for long shaft members such as shaft members (for example, , See Patent Document 1 and Patent Document 2).
前記従来技術に係る渦流探傷装置では、テストピースに交流コイルを備える渦流センサを接近させて電磁誘導により渦電流を発生させるとともに、前記テストピースに発生した渦電流を前記渦流センサで検出する。そして、該渦流センサで検出した前記渦電流の変化に基づいて、信号処理装置で前記渦電流の変化を示す信号である形状信号を生成し、信号を減衰させる周波数となる設定周波数が予め入力されたバンドパスフィルターに前記形状信号を入力することにより、前記テストピースにおける欠陥の有無を判断するのである。 In the conventional eddy current flaw detector, an eddy current sensor having an AC coil is brought close to a test piece to generate eddy current by electromagnetic induction, and the eddy current generated in the test piece is detected by the eddy current sensor. Based on the change in the eddy current detected by the eddy current sensor, the signal processing device generates a shape signal that is a signal indicating the change in the eddy current, and a setting frequency that is a frequency for attenuating the signal is input in advance. By inputting the shape signal to the bandpass filter, it is determined whether there is a defect in the test piece.
そして、従来の渦流探傷装置においては、前記渦流センサで検出した渦電流信号を互いに90度異なるX軸成分及びY軸成分に分離し、X軸成分にノイズ(テストピースの形状や材質により発生している信号)、Y軸成分に欠陥信号が得られるように調整している。さらに、欠陥の無い健常テストピースと、欠陥のある欠陥テストピースとを交互に複数回計測し、計測するごとに作業者がバンドパスフィルターの周波数を調整することで、オシロスコープのXY波形の形状に基づいて欠陥信号を特定し、渦流探傷装置におけるバンドパスフィルターの設定周波数を決定しているのである。 In the conventional eddy current flaw detector, the eddy current signal detected by the eddy current sensor is separated into an X-axis component and a Y-axis component that are 90 degrees different from each other, and noise (generated by the shape and material of the test piece is generated in the X-axis component). The signal is adjusted so that a defect signal is obtained for the Y-axis component. In addition, a normal test piece with no defect and a defective test piece with a defect are measured several times alternately, and the operator adjusts the frequency of the bandpass filter each time it is measured, so that the shape of the XY waveform of the oscilloscope is obtained. The defect signal is identified based on this, and the set frequency of the bandpass filter in the eddy current flaw detector is determined.
しかし、探傷の対象であるテストピースが複雑な形状である場合、スプライン等の形状等により発生するノイズは欠陥信号と類似する。つまり、前記従来技術によれば、複雑な形状であるテストピースに対して、作業者がオシロスコープにおけるXY波形の形状に基づいて欠陥信号を特定する構成であるため、バンドパスフィルターに設定すべき周波数を定量的に把握することが難しかった。換言すれば、最適なSN比(欠陥信号とノイズの比)を得ることのできるバンドパスフィルターの設定周波数を求めることが困難となっていたのである。 However, when the test piece that is the object of flaw detection has a complicated shape, noise generated by the shape of a spline or the like is similar to a defect signal. In other words, according to the prior art, since the operator specifies a defect signal based on the shape of the XY waveform on the oscilloscope for a test piece having a complicated shape, the frequency to be set in the bandpass filter It was difficult to grasp quantitatively. In other words, it has been difficult to obtain a set frequency of a bandpass filter that can obtain an optimum SN ratio (defect signal to noise ratio).
また、オシロスコープにおけるXY波形の形状の判断は作業者の経験に依存しているため、バンドパスフィルターの設定周波数が作業者によって異なるという問題があった。即ち、渦流探傷装置における探傷精度に差異が発生し、探傷精度不良によって過検出、欠陥の見逃しのような検出ミスが発生するおそれがあったのである。
さらに、作業者が繰り返して作業する必要があることで、設定周波数を求める時間が長くかかり、渦流探傷における作業時間の増加に繋がっていた。
Further, since the determination of the shape of the XY waveform in the oscilloscope depends on the operator's experience, there is a problem that the set frequency of the bandpass filter differs depending on the operator. That is, there is a difference in the flaw detection accuracy in the eddy current flaw detection apparatus, and there is a possibility that a detection error such as overdetection or miss of a defect may occur due to a flaw detection accuracy defect.
Furthermore, since it is necessary for the operator to work repeatedly, it takes a long time to obtain the set frequency, which leads to an increase in working time in eddy current flaw detection.
そこで本発明では、上記現状に鑑み、探傷対象であるテストピースが複雑な形状であっても、最適なSN比(欠陥信号とノイズの比)を得ることのできるバンドパスフィルターの設定周波数を、作業者の経験に依存せずに定量的に把握することができる、渦流探傷装置、及び、渦流探傷方法を提供するものである。 Therefore, in the present invention, in view of the above situation, even if the test piece to be flawed has a complicated shape, the set frequency of the bandpass filter that can obtain the optimum SN ratio (defect signal to noise ratio), An eddy current flaw detection apparatus and a eddy current flaw detection method that can be quantitatively grasped without depending on the experience of an operator are provided.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、回転させたテストピースに、交流コイルを備える渦流センサを接近させて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記テストピースに発生した渦電流を前記渦流センサで検出し、該渦流センサで検出した前記渦電流の変化に基づいて、信号処理装置で前記渦電流の変化を示す信号である形状信号を生成し、信号を減衰させる周波数となる設定周波数が予め設定されたバンドパスフィルターに前記形状信号を入力することにより、前記テストピースにおける欠陥の有無を判断する、渦流計測部と、前記バンドパスフィルターの設定周波数を設定する設定部と、を備える、渦流探傷装置であって、前記渦流計測部で生成した前記形状信号をFFT解析する、周波数解析部をさらに備え、前記渦流計測部で、欠陥が無く回転させた健常テストピース、及び、欠陥を有し回転させた欠陥テストピースのそれぞれについて、前記渦流センサを接近させて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記健常テストピース及び欠陥テストピースのそれぞれに発生した渦電流を前記渦流センサで検出し、該渦流センサで検知した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置で前記健常テストピースにおける前記渦電流の変化を示す信号である健常形状信号、及び、前記欠陥テストピースにおける前記渦電流の変化を示す信号である欠陥形状信号を生成し、前記周波数解析部で、前記渦流計測部で生成した前記健常形状信号及び欠陥形状信号をFFT解析して比較することにより、ノイズが発生している周波数を算出し、前記設定部で、前記周波数解析部で算出した周波数を、前記バンドパスフィルターにおいて前記設定周波数として設定するものである。 That is, in claim 1, an eddy current sensor having an AC coil is brought close to a rotated test piece to generate eddy current by electromagnetic induction, and the eddy current generated in the test piece is detected by the eddy current sensor. Based on the change in the eddy current detected by the eddy current sensor, a shape signal that is a signal indicating the change in the eddy current is generated by the signal processing device, and a set frequency that is a frequency for attenuating the signal is preset. An eddy current flaw detector comprising: an eddy current measuring unit that determines whether there is a defect in the test piece by inputting the shape signal to a band pass filter; and a setting unit that sets a set frequency of the band pass filter. A frequency analysis unit that performs FFT analysis on the shape signal generated by the eddy current measurement unit; For each of the healthy test piece that has been rotated without rotation and the defective test piece that has been rotated with a defect, the eddy current sensor is brought close to generate an eddy current by electromagnetic induction, and the healthy test piece and the defective test piece The eddy current generated in each is detected by the eddy current sensor, and based on the change in the eddy current detected by the eddy current sensor, the signal processing device is a signal indicating the change in the eddy current in the healthy test piece. A shape signal and a defect shape signal that is a signal indicating a change in the eddy current in the defect test piece are generated, and the normal shape signal and the defect shape signal generated by the eddy current measurement unit are FFT-processed by the frequency analysis unit. By analyzing and comparing, the frequency at which noise is generated is calculated, and in the setting unit, the frequency analyzing unit Frequencies issued, is set as the said setting frequency in the band-pass filter.
請求項2においては、欠陥が無く回転させた健常テストピース、及び、欠陥を有し回転させた欠陥テストピースのそれぞれについて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記健常テストピース及び欠陥テストピースのそれぞれに発生した渦電流を検出し、該渦電流の変化に基づいて、前記健常テストピースにおける前記渦電流の変化を示す信号である健常形状信号、及び、前記欠陥テストピースにおける前記渦電流の変化を示す信号である欠陥形状信号を生成する、形状信号生成工程と、前記形状信号生成工程で生成した、前記健常形状信号及び欠陥形状信号をFFT解析して比較することにより、ノイズが発生している周波数を算出する、周波数解析工程と、前記周波数解析工程で算出した周波数を、バンドパスフィルターにおいて信号を減衰させる周波数となる設定周波数として設定する、設定工程と、回転させたテストピースに発生した電磁誘導による渦電流を検出し、検出した前記テストピースの渦電流の変化に基づいて、前記渦電流の変化を示す信号である形状信号を生成し、前記設定工程で前記設定周波数を設定したバンドパスフィルターに前記形状信号を入力することにより、前記テストピースにおける欠陥の有無を判断する、渦流探傷工程と、を備えるものである。 In claim 2, an eddy current is generated by electromagnetic induction for each of the healthy test piece rotated without defects and the defective test piece rotated with a defect, and the healthy test piece and the defective test piece Detecting the eddy current generated in each, and based on the change in the eddy current, a healthy shape signal that is a signal indicating the change in the eddy current in the healthy test piece, and the change in the eddy current in the defective test piece A noise is generated by performing FFT analysis and comparing the normal shape signal and the defect shape signal generated in the shape signal generation step and the shape signal generation step that generates a defect shape signal that is a signal indicating The frequency analysis step for calculating the frequency of the current and the frequency calculated in the frequency analysis step An eddy current caused by electromagnetic induction generated in the rotated test piece is detected based on a setting step that is set as a set frequency that is a frequency at which the signal is attenuated, and the eddy current is detected based on the detected change in the eddy current of the test piece. An eddy current flaw detection is performed by generating a shape signal that is a signal indicating a change in current and inputting the shape signal to a bandpass filter in which the set frequency is set in the setting step, thereby determining the presence or absence of a defect in the test piece. And a process.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明により、渦流探傷装置、及び、渦流探傷方法において、探傷対象であるテストピースが複雑な形状であっても、最適なSN比(欠陥信号とノイズの比)を得ることのできるバンドパスフィルターの設定周波数を、作業者の経験に依存せずに定量的に把握することができる。 According to the present invention, in the eddy current flaw detection apparatus and the eddy current flaw detection method, even if the test piece that is the object of flaw detection has a complicated shape, it is possible to obtain an optimum SN ratio (defect signal to noise ratio). Can be quantitatively grasped without depending on the operator's experience.
次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
Next, embodiments of the invention will be described.
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the following examples, but broadly covers the entire scope of the technical idea that the present invention truly intends, as will be apparent from the matters described in the present specification and drawings. It extends.
[渦流探傷装置10]
まず始めに、本発明の一実施形態に係る渦流探傷装置10の概要について、図1を用いて説明をする。
図1に示す如く、渦流探傷装置10は、信号処理装置12、バンドパスフィルター21、及び、渦流センサ23を備える渦流計測部を備える。
[Eddy current flaw detector 10]
First, an outline of an eddy
As shown in FIG. 1, the eddy
詳細には、前記渦流計測部は、励磁コイル及び検出コイルからなる交流コイルを備えた渦流センサ23と、該渦流センサ23と電気的に接続された信号処理装置12と、該信号処理装置12と電気的に接続されたバンドパスフィルター21と、を主な構成要素として備えるのである。
Specifically, the eddy current measuring unit includes an eddy
そして、渦流センサ23は、前記交流コイルに交流電流を通電することにより、前記交流コイルと導電体であるテストピースT(健常テストピースTa)との間に生じる電磁誘導により前記テストピースTに渦電流を発生させると同時に、前記テストピースTに発生した渦電流を検出可能に構成されている。
The eddy
また、信号処理装置12は、前記渦流センサ23に電流を供給すると同時に、前記渦流センサ23が検出した渦電流の変化に基づいて形状信号を生成可能に構成されている。ここで、形状信号とは、前記テストピースTにおける前記渦電流の変化を示す信号であり、該形状信号を高速フーリエ変換解析(以下、FFT解析)することにより、解析結果(FFT波形)を得ることができ、また、後述するように、該形状信号に基づいてテストピースTにおける欠陥の有無を判断することができる。
The
また、バンドパスフィルター21は予め設定周波数が設定されるフィルタ回路であり、前記設定周波数で設定した周波数の信号を減衰させるように構成されている。即ち、欠陥信号を示す周波数成分を除いた周波数を設定周波数としてバンドパスフィルター21に設定することにより、バンドパスフィルター21に入力された形状信号のうち、欠陥信号を示す周波数成分のみを通すのである。つまりこのように構成することにより、信号処理装置12が生成した形状信号をバンドパスフィルター21に入力することにより、信号処理装置12においてテストピースTにおける欠陥の有無を判断することができるのである。
なお、本明細書における欠陥とは、高周波焼入において発生する焼割れや、切削加工時に発生する切削割れ等のことをいう。
The
In addition, the defect in this specification means the crack which generate | occur | produces in induction hardening, the cutting crack which generate | occur | produces at the time of cutting, etc.
また、渦流探傷装置10は、設定装置22からなる設定部を備える。
該設定装置22は、前記バンドパスフィルター21と電気的に接続され、バンドパスフィルター21の設定周波数を設定可能に構成されている。
Further, the eddy
The
上記の如く構成された渦流探傷装置10において、図1に示す如く、旋盤等で構成された回転装置80にテストピースTを取り付け、図1中の矢印αに示す如く回転させる。そして、交流コイルに交流電流を通電した状態の前記渦流センサ23をテストピースTに接近させて、前記テストピースTの軸方向(図1中の矢印Aの方向)に走査させる。これにより、前記テストピースTと前記交流コイルとの間に生じる電磁誘導効果のために前記テストピースTに渦電流が発生し、前記テストピースTに発生した渦電流を渦流センサ23が検出するのである。
In the eddy
そして、渦流センサ23で検出した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置12で形状信号を生成する。その後、予め設定装置22によって設定周波数が設定されたバンドパスフィルター21に前記形状信号を入力することにより、信号処理装置12において前記テストピースTにおける欠陥の有無を判断するのである。
Based on the change in the eddy current detected by the eddy
また、渦流探傷装置10は、解析装置13からなる周波数解析部をさらに備える。
該解析装置13は、前記信号処理装置12と電気的に接続され、信号処理装置12で生成した前記形状信号をFFT解析可能に構成されている。具体的には、渦流探傷装置10で検出するべき欠陥信号はY成分のみであることから、後述するように健常テストピースTaを用いて位相調整を行い、健常テストピースTaと欠陥テストピースTbとのY成分のみを解析装置13で周波数解析して、欠陥信号の周波数成分を特定する構成としている。
なお、図1に示す如く、本明細書における健常テストピースTaとは欠陥がない通常のテストピースであり、欠陥テストピースTbとは、例えば通常のテストピースに対して、検出する必要がある最小サイズの欠陥を放電加工などにより施した、欠陥を有するテストピースのことである。
Further, the eddy current
The analysis device 13 is electrically connected to the
As shown in FIG. 1, the healthy test piece Ta in the present specification is a normal test piece having no defect, and the defective test piece Tb is a minimum that needs to be detected, for example, with respect to a normal test piece. It is a test piece having a defect in which a defect of size is made by electric discharge machining or the like.
[渦流探傷方法]
次に、上記の如く構成した渦流探傷装置10で行う渦流探傷方法について、図1から図3を用いて説明をする。
図2に示す如く、本発明の一実施形態に係る渦流探傷方法は、回転させた健常テストピースTa及び欠陥テストピースTbのそれぞれについて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記健常テストピースTa及び欠陥テストピースTbのそれぞれに発生した渦電流を検出し、該渦電流の変化に基づいて、前記健常テストピースTaにおける前記渦電流の変化を示す信号である健常形状信号、及び、前記欠陥テストピースTbにおける前記渦電流の変化を示す信号である欠陥形状信号を生成する、形状信号生成工程(ステップS1・S3)と、前記形状信号生成工程で生成した、前記健常形状信号及び欠陥形状信号をFFT解析して比較することにより、テストピースTの形状や材質に関わるノイズ信号が発生している周波数を算出する、周波数解析工程(ステップS2・S4〜S6)と、前記周波数解析工程で算出した周波数をバンドパスフィルター21の設定周波数として設定する、設定工程(ステップS7)と、回転させたテストピースTに電磁誘導による渦電流を発生させながら検出した前記テストピースTの渦電流の変化に基づいて形状信号を生成し、前記設定工程で前記設定周波数を設定したバンドパスフィルター21に前記形状信号を入力することにより、前記テストピースTにおける欠陥の有無を判断する、渦流探傷工程(ステップS8)と、を備える。
[Eddy current flaw detection method]
Next, an eddy current flaw detection method performed by the eddy
As shown in FIG. 2, the eddy current flaw detection method according to an embodiment of the present invention generates an eddy current by electromagnetic induction for each of the rotated healthy test piece Ta and the defective test piece Tb, and the healthy test piece Ta and Detecting an eddy current generated in each of the defect test pieces Tb, and based on the change in the eddy current, a healthy shape signal that is a signal indicating the change in the eddy current in the healthy test piece Ta, and the defect test piece A shape signal generation step (steps S1 and S3) for generating a defect shape signal which is a signal indicating a change in the eddy current in Tb, and the normal shape signal and the defect shape signal generated in the shape signal generation step are FFT By analyzing and comparing, the frequency at which the noise signal related to the shape and material of the test piece T is generated is calculated. A frequency analysis step (steps S2 and S4 to S6), a setting step (step S7) for setting the frequency calculated in the frequency analysis step as a set frequency of the band-
前記各工程について、詳細に説明する。
まず、形状信号生成工程(ステップS1)では、前記渦流計測部において、回転装置80上で回転させた健常テストピースTaについて、前記渦流センサ23を交流コイルに交流電流を通電した状態で接近させて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記健常テストピースTaに発生した渦電流を前記渦流センサ23で検出する。そして、渦流センサ23で検出した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置12で健常形状信号を生成する。ここで、健常形状信号とは、前記健常テストピースTaにおける前記渦電流の変化を示す信号である。
Each step will be described in detail.
First, in the shape signal generation step (step S1), in the eddy current measuring unit, the
次に、周波数解析工程(ステップS2)では、前記解析装置13で、信号処理装置12で生成した前記健常形状信号をFFT解析し、図3(a)に示す如くFFT解析結果(FFT波形)を得る。
Next, in the frequency analysis step (step S2), the analysis apparatus 13 performs an FFT analysis on the healthy shape signal generated by the
次に、形状信号生成工程(ステップS3)では、前記渦流計測部において、回転装置80上で回転させた欠陥テストピースTbについても同様に、前記渦流センサ23を交流コイルに交流電流を通電した状態で接近させて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記欠陥テストピースTbに発生した渦電流を前記渦流センサ23で検出する。そして、渦流センサ23で検知した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置12で欠陥形状信号を生成する。ここで、欠陥形状信号とは、前記欠陥テストピースTbにおける前記渦電流の変化を示す信号である。
Next, in the shape signal generation step (step S3), the eddy current measurement unit similarly applies the alternating current to the alternating current coil through the
次に、周波数解析工程(ステップS4)では、前記解析装置13で、信号処理装置12で生成した前記欠陥形状信号をFFT解析し、図3(b)に示す如くFFT解析結果(FFT波形)を得る。
なお、前記ステップS1・S2とステップS3・S4はその順序を入替ることも可能である。即ち、先に欠陥テストピースTbについて欠陥形状信号を生成し、FFT解析をした後、健常テストピースTaについて健常形状信号を生成し、FFT解析を行う構成にすることもできる。
Next, in the frequency analysis step (step S4), the analysis device 13 performs FFT analysis on the defect shape signal generated by the
Note that the order of steps S1 and S2 and steps S3 and S4 can be switched. That is, it is possible to generate the defect shape signal for the defect test piece Tb and perform the FFT analysis, and then generate the healthy shape signal for the healthy test piece Ta and perform the FFT analysis.
次に、周波数解析工程(ステップS5)では、前記解析装置13で、前記健常形状信号のFFT波形と、欠陥形状信号のFFT波形とを比較し、欠陥信号を示す周波数成分を特定する。 Next, in the frequency analysis step (step S5), the analysis device 13 compares the FFT waveform of the normal shape signal with the FFT waveform of the defect shape signal, and specifies the frequency component indicating the defect signal.
欠陥信号を示す周波数成分の特定方法について、図3を用いて具体的に説明する。図3(a)は健常テストピースTaから生成した健常形状信号のFFT波形を示した図、図3(b)は同じく欠陥テストピースTbから生成した欠陥形状信号のFFT波形を示した図である。 A method for specifying a frequency component indicating a defect signal will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3A is a diagram showing an FFT waveform of a healthy shape signal generated from the healthy test piece Ta, and FIG. 3B is a diagram showing an FFT waveform of a defect shape signal similarly generated from the defect test piece Tb. .
図3(a)に示す健常形状信号のFFT波形と、図3(b)に示す欠陥形状信号のFFT波形とを重ね合わせて比較すると、電圧のピークが周波数によって異なっている。詳しくは、図3(a)では略中央値付近の周波数において電圧がピークとなっているのに対し、図3(b)では中央値よりも小さい周波数において電圧がピークとなっているのである。これにより、図3(b)において電圧がピークとなる周波数成分が、欠陥信号を示す周波数成分であることが特定できる。換言すれば、健常テストピースTaと欠陥テストピースTbとから得られたFFT波形において差異のある周波数成分が、欠陥信号を示しているものと特定できるのである。 When the FFT waveform of the normal shape signal shown in FIG. 3A and the FFT waveform of the defect shape signal shown in FIG. 3B are overlaid and compared, the voltage peak differs depending on the frequency. Specifically, in FIG. 3A, the voltage has a peak at a frequency near the center value, whereas in FIG. 3B, the voltage has a peak at a frequency smaller than the center value. Thereby, it can be specified that the frequency component at which the voltage peaks in FIG. 3B is the frequency component indicating the defect signal. In other words, a frequency component having a difference in the FFT waveform obtained from the healthy test piece Ta and the defect test piece Tb can be specified as indicating a defect signal.
次に、周波数解析工程(ステップS6)では、前記解析装置13で、テストピースTの形状や材質に関わるノイズ信号の成分が発生している周波数を算出する。具体的には図3に示す如く、前記周波数解析工程(ステップS5)欠陥信号を示す周波数成分が特定されているため、欠陥信号を示す周波数成分以外の周波数が、ノイズが発生している周波数成分として算出される。即ち、図3(b)において電圧がピークとなる、欠陥信号を示す周波数成分以外の周波数が、ノイズが発生している周波数成分(図3(a)参照)として算出されるのである。 Next, in the frequency analysis step (step S6), the analysis device 13 calculates a frequency at which a noise signal component related to the shape and material of the test piece T is generated. Specifically, as shown in FIG. 3, since the frequency component indicating the defect signal is specified in the frequency analysis step (step S5), the frequency component other than the frequency component indicating the defect signal is a frequency component in which noise is generated. Is calculated as That is, the frequency other than the frequency component indicating the defect signal at which the voltage peaks in FIG. 3B is calculated as the frequency component (see FIG. 3A) in which noise is generated.
次に、設定工程(ステップS7)では、設定装置22で、解析装置13で算出したノイズ成分の発生している周波数を前記バンドパスフィルター21の設定周波数として設定するのである。
Next, in the setting step (step S7), the setting
そして、渦流探傷工程(ステップS8)では、旋盤等で構成された回転装置80に探傷対象であるテストピースTを取り付け、前記渦流センサ23を交流コイルに交流電流に通電した状態で接近させることにより、前記テストピースTに電磁誘導効果による渦電流を発生させ、前記テストピースTに発生した渦電流を渦流センサ23で検出するのである。
そして、渦流センサ23で検出した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置12で形状信号を生成する。その後、前記設定工程(ステップS7)で設定装置22が設定周波数を設定したバンドパスフィルター21に前記形状信号を入力する。そして、バンドパスフィルター21が、前記設定周波数で設定したノイズ成分の周波数の信号を減衰させるとともに、欠陥信号を示す周波数成分のみを通すことにより、信号処理装置12において前記テストピースTにおける欠陥の有無を判断するのである。
In the eddy current flaw detection step (step S8), the test piece T that is the object of flaw detection is attached to the
Based on the change in the eddy current detected by the
即ち、本発明の一実施形態に係る渦流探傷装置10は、渦流計測部で、回転させた健常テストピースTa及び欠陥テストピースTbのそれぞれについて、前記渦流センサ23を接近させて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記健常テストピースTa及び欠陥テストピースTbのそれぞれに発生した渦電流を前記渦流センサ23で検出する。そして、該渦流センサ23で検知した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置12で健常形状信号及び欠陥形状信号を生成し、解析装置13で、信号処理装置12で生成した前記健常形状信号及び欠陥形状信号をFFT解析して比較することにより、ノイズが発生している周波数を算出し、設定装置22で、解析装置13で算出した周波数を前記バンドパスフィルター21の設定周波数として設定するように構成しているのである。
That is, in the eddy
前記のように構成することにより、探傷対象であるテストピースTが複雑な形状であっても、最適なSN比(欠陥信号とノイズの比)を得ることのできるバンドパスフィルター21の設定周波数を、作業者の経験に依存せずに定量的に把握することができる。
By configuring as described above, the set frequency of the band-
具体的には、健常テストピースTa及び欠陥テストピースTbの双方について形状信号を取得し、それぞれのFFT解析結果(FFT波形)を比較することにより、テストピースTの形状や材質により発生している信号であるノイズと、欠陥信号とを分離することができるのである。これにより、テストピースTの形状や材質に依存することなく欠陥信号の周波数成分を定量的且つ高精度に把握することが可能となるため、最適なSN比を得ることのできるバンドパスフィルター21の設定周波数を求めることができるのである。
Specifically, the shape signal is obtained for both the healthy test piece Ta and the defect test piece Tb, and the FFT analysis result (FFT waveform) is compared to generate the shape signal and the shape of the test piece T. It is possible to separate the noise that is a signal and the defect signal. As a result, the frequency component of the defect signal can be grasped quantitatively and with high accuracy without depending on the shape and material of the test piece T, so that the band-
また、上記の如く構成することにより、作業者の経験に拠らずにバンドパスフィルター21の設定周波数を求めることが可能となるため、バンドパスフィルター21の設定周波数が作業者によって異なることを防ぐことができる。即ち、渦流探傷装置10における探傷精度を均質化することができ、探傷精度が向上することによって、過検出、欠陥の見逃しのような検出ミスを防止することができるのである。
Moreover, since it becomes possible to obtain | require the setting frequency of the
さらに、上記の如く構成することにより、作業者が繰り返して作業することによって求めていたバンドパスフィルター21の設定周波数を、数工程の処理で定量的に求めることができるため、渦流探傷における作業時間を大幅に短縮することが可能となるのである。
Further, by configuring as described above, the set frequency of the
10 渦流探傷装置
12 信号処理装置
13 解析装置
21 バンドパスフィルター
22 設定装置
23 渦流センサ
80 回転装置
Ta 健常テストピース
Tb 欠陥テストピース
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バンドパスフィルターの設定周波数を設定する設定部と、を備える、渦流探傷装置であって、
前記渦流計測部で生成した前記形状信号をFFT解析する、周波数解析部をさらに備え、
前記渦流計測部で、欠陥が無く回転させた健常テストピース、及び、欠陥を有し回転させた欠陥テストピースのそれぞれについて、前記渦流センサを接近させて電磁誘導による渦電流を発生させるとともに、前記健常テストピース及び欠陥テストピースのそれぞれに発生した渦電流を前記渦流センサで検出し、該渦流センサで検知した前記渦電流の変化に基づいて、前記信号処理装置で前記健常テストピースにおける前記渦電流の変化を示す信号である健常形状信号、及び、前記欠陥テストピースにおける前記渦電流の変化を示す信号である欠陥形状信号を生成し、
前記周波数解析部で、前記渦流計測部で生成した前記健常形状信号及び欠陥形状信号をFFT解析して比較することにより、ノイズが発生している周波数を算出し、
前記設定部で、前記周波数解析部で算出した周波数を、前記バンドパスフィルターにおいて前記設定周波数として設定する、
ことを特徴とする、渦流探傷装置。 An eddy current sensor having an AC coil is brought close to the rotated test piece to generate eddy current due to electromagnetic induction, and the eddy current generated in the test piece is detected by the eddy current sensor, and the eddy current sensor detects the eddy current. Based on the change in eddy current, a signal processing device generates a shape signal that is a signal indicating the change in eddy current, and the shape signal is applied to a bandpass filter in which a set frequency that is a frequency to attenuate the signal is set in advance. An eddy current measuring unit that determines the presence or absence of defects in the test piece by inputting;
An eddy current flaw detector comprising a setting unit for setting a set frequency of the band pass filter,
A frequency analysis unit for performing FFT analysis on the shape signal generated by the eddy current measurement unit;
In the eddy current measuring unit, for each of the healthy test piece rotated without a defect and the defective test piece rotated with a defect, the eddy current sensor is brought close to generate an eddy current due to electromagnetic induction, and The eddy current generated in each of the healthy test piece and the defective test piece is detected by the eddy current sensor, and the eddy current in the healthy test piece is detected by the signal processing device based on the change in the eddy current detected by the eddy current sensor. A normal shape signal that is a signal indicating the change of the defect, and a defect shape signal that is a signal indicating the change in the eddy current in the defect test piece,
In the frequency analysis unit, the normal shape signal and the defect shape signal generated by the eddy current measurement unit are FFT-analyzed and compared to calculate a frequency at which noise is generated,
In the setting unit, the frequency calculated by the frequency analysis unit is set as the setting frequency in the bandpass filter.
An eddy current flaw detector characterized by the above.
前記形状信号生成工程で生成した、前記健常形状信号及び欠陥形状信号をFFT解析して比較することにより、ノイズが発生している周波数を算出する、周波数解析工程と、
前記周波数解析工程で算出した周波数を、バンドパスフィルターにおいて信号を減衰させる周波数となる設定周波数として設定する、設定工程と、
回転させたテストピースに発生した電磁誘導による渦電流を検出し、検出した前記テストピースの渦電流の変化に基づいて、前記渦電流の変化を示す信号である形状信号を生成し、前記設定工程で前記設定周波数を設定したバンドパスフィルターに前記形状信号を入力することにより、前記テストピースにおける欠陥の有無を判断する、渦流探傷工程と、を備える、
ことを特徴とする、渦流探傷方法。 An eddy current generated by electromagnetic induction is generated for each of the healthy test piece rotated without a defect and the defective test piece rotated with a defect, and the eddy current generated in each of the healthy test piece and the defective test piece. , And based on the change in the eddy current, a normal shape signal that is a signal indicating the change in the eddy current in the healthy test piece, and a defect that is a signal that indicates the change in the eddy current in the defect test piece A shape signal generating step for generating a shape signal;
A frequency analysis step of calculating a frequency at which noise is generated by performing FFT analysis and comparing the healthy shape signal and the defect shape signal generated in the shape signal generation step;
Setting the frequency calculated in the frequency analysis step as a set frequency that is a frequency for attenuating a signal in a bandpass filter; and
Eddy current due to electromagnetic induction generated in the rotated test piece is detected, and based on the detected change in eddy current of the test piece, a shape signal that is a signal indicating the change in eddy current is generated, and the setting step An eddy current flaw detection step for determining the presence or absence of defects in the test piece by inputting the shape signal to a bandpass filter in which the set frequency is set in
An eddy current flaw detection method characterized by the above.
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