JP2013156173A - Inspection method for turbine blade and device therefor - Google Patents

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Hiroyuki Nakano
博之 中野
Takaaki Konishi
孝明 小西
Yuji Adachi
裕二 安達
Shingo Yokoyama
真吾 横山
Kojiro Kodaira
小治郎 小平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly inspect the sizes and the number of corrosion pits on the surface of a turbine blade.SOLUTION: An imaging head is placed (a) over a surface of inspection position of a turbine blade; the surface is irradiated (b) with parallel light beam from an oblique direction; scattered light generated by the irradiation is taken into an imaging element and imaged (c) as imaging light beam; an image of corrosion pits are extracted (d) by a computer from the image information acquired by the imaging; the sizes of the extracted corrosion pit images are measured (e) by the computer; the number of the extracted corrosion pit images which are larger than a prescribed allowable value is counted (f) by the computer; necessity of scanning of the imaging head is determined (g); the scanning of the imaging head to the next inspection position is performed if necessary (h); steps starting from the process of irradiation (b) are repeated; and when the scanning is not necessary, the scanning is stopped (i) and the inspection is completed.

Description

本発明は、タービン翼表面の画像を用いて、そのタービン翼表面に生じた腐食ピットの有無とその腐食程度を検査する方法に関する。   The present invention relates to a method for inspecting the presence or absence of corrosion pits generated on the surface of a turbine blade and the degree of corrosion using an image of the surface of the turbine blade.

ガスタービンや蒸気タービンのロータに取り付けられるタービン翼には、使用中に表面に腐食ピットと呼ばれる小さな孔が発生し、その孔から亀裂が進展し、タービン翼が破断する可能性がある。   Turbine blades attached to the rotors of gas turbines and steam turbines may have small holes called corrosion pits on the surface during use, cracks may develop from the holes, and the turbine blades may break.

そこで、タービン翼の表面を定期的に検査し、補修の必要があるか、新品のタービン翼と交換すべきか、まだ使用可能かを判断する必要がある。該腐食ピットは、いつ疲労き裂に進展するかわからないため、検査時に、規定サイズ以上の腐食ピットの個数を数え、規定値を超えた場合には、補修をしたり、新品に交換したりするなどの対策が取られる。   Therefore, it is necessary to periodically inspect the surface of the turbine blade to determine whether it needs to be repaired, replaced with a new turbine blade, or still usable. Since the corrosion pits do not know when they will develop into fatigue cracks, at the time of inspection, count the number of corrosion pits larger than the specified size, and if it exceeds the specified value, repair or replace with a new one. Measures such as are taken.

従来のタービン翼検査方法について、図19から図23を用いて説明する。図19に従来の検査システムの全体構成を示す。従来の方法では、検査員が撮像ヘッド2を手で持ってタービン翼1の表面を走査し、別の検査員がモニタに映し出された映像を確認し、規定値以上の大きさの腐食ピットの個数を数える方法が取られていた。   A conventional turbine blade inspection method will be described with reference to FIGS. FIG. 19 shows the overall configuration of a conventional inspection system. In the conventional method, an inspector scans the surface of the turbine blade 1 by holding the imaging head 2 by hand, and another inspector confirms an image displayed on the monitor, and a corrosion pit having a size larger than a specified value is confirmed. The method of counting the number was taken.

このとき、タービン翼1の表面の画像を得るために、図20、および、図21に示すように、結像レンズ5の周囲を囲むような照明6により、上記タービン翼1の表面を全周囲から照らして画像を取得していた。   At this time, in order to obtain an image of the surface of the turbine blade 1, as shown in FIGS. 20 and 21, the surface of the turbine blade 1 is entirely surrounded by illumination 6 surrounding the imaging lens 5. The image was acquired in the light of

そのために、図22に示すように、広域(低倍率)撮像した場合、浅い耐熱コートの剥がれなども同時に撮影されてしまい、取得した画像から腐食ピットを識別して判定すること自体が難しくなっていた。そこで、図23に示すように、50倍程度の高倍率で腐食ピットを拡大して撮像し、その結果得られたモニタ上の腐食ピット像40を観察する必要があった。   Therefore, as shown in FIG. 22, when a wide area (low magnification) image is taken, a shallow heat-resistant coat is peeled off at the same time, and it is difficult to identify and determine the corrosion pit from the acquired image. It was. Therefore, as shown in FIG. 23, it was necessary to enlarge and image the corrosion pits at a high magnification of about 50 times, and to observe the corrosion pit image 40 on the monitor obtained as a result.

この場合、高倍率の撮像のために、検査視野が狭くなり、検査員がマイクロスコープヘッド2を速く走査し過ぎると、腐食ピット像40がモニタ上を素早く通過してしまい、モニタを凝視している別の検査員が腐食ピット像40を判定できなくなる。   In this case, the inspection field of view becomes narrow due to high-magnification imaging, and if the inspector scans the microscope head 2 too quickly, the corrosion pit image 40 quickly passes over the monitor and stares at the monitor. Another inspector who is present cannot determine the corrosion pit image 40.

そこで、検査員はマイクロスコープヘッドをゆっくり動かさざるを得ず、狭い視野と遅い走査により、検査時間の増大が避けられなかった。さらに、この作業をタービン翼の1枚ごとに行うため、特に、翼数が1段当たり数十枚以上と多いガスタービンのタービン翼などでは、検査に膨大な時間がかかっていた。   Therefore, the inspector had to move the microscope head slowly, and the inspection time was inevitably increased due to the narrow field of view and slow scanning. Furthermore, since this operation is performed for each turbine blade, it took a long time to inspect the turbine blade of a gas turbine, which has a large number of blades of several tens or more per stage.

また、モニタで確認しながら腐食ピット像40を探すため見落としポテンシャルあった。さらには、タービン翼1における腐食ピットの発生位置により、許容する腐食ピット像40の大きさが異なるため、腐食ピット像40の大きさの判断を間違うリスクがあった。   Further, there was an oversight potential because the corrosion pit image 40 was searched while checking with a monitor. Furthermore, since the allowable size of the corrosion pit image 40 is different depending on the position where the corrosion pit is generated in the turbine blade 1, there is a risk that the size of the corrosion pit image 40 is wrongly determined.

これらの課題に対し、例えば、日本国特許番号第4015929号特許公報には、腐食環境にある回転体に取り付けられたタービン翼の補修方法について、タービン翼の表面に発生する腐食ピットの平均径が50マイクロメートル以上に成長する前に、該腐食ピットの表面に、超音波振動端子による打撃処理を加えて、該腐食ピットの深さを5マイクロメートル以下として、腐食ピットから疲労き裂が発生し、急速に伝播成長することによるタービン翼の破断に至る事象を防止する方法が述べられている。   In response to these problems, for example, Japanese Patent No. 4015929 discloses a method for repairing a turbine blade attached to a rotating body in a corrosive environment, and the average diameter of corrosion pits generated on the surface of the turbine blade. Before growing to 50 micrometers or more, the surface of the corrosion pit is subjected to an impact treatment with an ultrasonic vibration terminal to reduce the depth of the corrosion pit to 5 micrometers or less, and fatigue cracks are generated from the corrosion pit. A method is described for preventing events leading to turbine blade breakage due to rapid propagation growth.

また、日本国特許出願公開番号2007−17376号公開特許公報には、暗室内で、検査位置に静置した被検体に蛍光探傷用の近紫外線を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影して蛍光静止画像を取得し、また、時間をずらして同一位置から、被検体に可視光を照射し、ロングパスフィルタを通して被検体を撮影して可視静止画像を取得し、その後、蛍光静止画像と可視静止画像を画像処理により重ね合わせて重ね合わせ画像を作成し、該重ね合わせ画像の蛍光部分の面積から微細な傷を検査する方法が述べられている。   In Japanese Patent Application Publication No. 2007-17376, Japanese Patent Application Publication No. 2007-17376 discloses that a subject placed in an examination position in a dark room is irradiated with near ultraviolet rays for fluorescent flaw detection, and the subject is photographed through a long pass filter. Obtain a fluorescent still image, irradiate the subject with visible light from the same position at different times, capture the subject through a long-pass filter, obtain a visible still image, and then capture the fluorescent still image and the visible still image A method is described in which images are superimposed by image processing to create a superimposed image, and fine scratches are inspected from the area of the fluorescent portion of the superimposed image.

また、日本国特許番号第4618502号特許公報には、検査対象の検査位置表面に蛍光剤又は蛍光磁粉を浸透又は吸着させ、その検査対象を旋回装置に搭載して旋回させて暗室内で複数台の撮像装置で撮像し、その撮像して取得した画像の情報に基づいて画像内の高輝度の箇所について位置と大きさを算出するようにした探傷技術が掲載されている。   In Japanese Patent No. 4618502, a fluorescent agent or fluorescent magnetic powder is infiltrated or adsorbed onto the surface of the inspection position to be inspected, and the inspection object is mounted on a swivel device and swiveled to place a plurality of units in the darkroom. The flaw detection technique is described in which the position and size of a high-luminance location in the image are calculated based on the information of the image acquired by the image pickup apparatus.

日本国特許番号第4015929号特許公報Japanese Patent No. 4015929 Patent Gazette 日本国特許出願公開番号2007−17376号公開特許公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-17376 日本国特許番号第4618502号特許公報Japanese Patent No. 4618502 Patent Gazette

しかしながら、特許文献1で述べられている技術では、腐食ピットを抽出する方法については述べられていない。また、特許文献2で述べられている技術では、蛍光探傷法を併用しつつ、二種類の画像を取得しなければならず、検査に長い時間が必要であった。特許文献3も同様であり、且つ蛍光探傷特有な課題として暗室内での検査環境の用意及び蛍光剤の塗布定着作業等で、画像取得にいたるまでの時間も長くかかり、結果として検査に長い時間が必要となっている。   However, the technique described in Patent Document 1 does not describe a method for extracting corrosion pits. In the technique described in Patent Document 2, two types of images must be acquired while using the fluorescence flaw detection method together, and a long time is required for the inspection. The same applies to Patent Document 3, and it takes a long time to acquire an image due to preparation of an inspection environment in a dark room and an application and fixing work of a fluorescent agent as a problem peculiar to fluorescence flaw detection. As a result, the inspection takes a long time. Is required.

従って、本発明の目的は、タービン翼に生じた腐食ピットを画像をもって抽出する過程を有するタービン翼の検査を迅速に成し遂げようとするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to quickly achieve inspection of a turbine blade having a process of extracting corrosion pits generated in the turbine blade with an image.

本発明の目的を達成するためのタービン検査装置の基本的要件は、タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明する照明装置と、前記照明により前記表面で発生した散乱光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像した画像の情報に基づいてその画像から腐食ピット像を抽出する画像処理機能を有するコンピュータと、前記画像処理機能によって抽出した腐食ピット像の大きさを計測する計測機能を有するコンピュータとを有するタービン翼の検査装置である。   The basic requirements of a turbine inspection apparatus for achieving the object of the present invention are: an illuminating device that illuminates the surface of a turbine blade with a parallel light beam obliquely when viewed from the surface, and scattered light generated on the surface by the illumination A computer having an image processing function for extracting a corrosion pit image from the image based on information of an image captured by the imaging device, and a size of the corrosion pit image extracted by the image processing function. The turbine blade inspection apparatus includes a computer having a measurement function for measuring.

そして同じくタービン検査方法の基本的要件は、タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明して前記表面で発生した散乱光を撮像し、画像の情報から腐食ピット像を抽出する機能を有するコンピュータにて前記撮像によって取得された画像の情報から腐食ピット像を抽出し、腐食ピット像の大きさを計測する機能を有するコンピュータにて前記抽出された腐食ピット像の大きさを計測し、前記腐食ピット像の存在と大きさとを検出する過程を有することを特徴とするタービン翼の検査方法である。   Similarly, the basic requirement of the turbine inspection method is to illuminate the surface of the turbine blade with a parallel beam obliquely when viewed from the surface, image the scattered light generated on the surface, and extract the corrosion pit image from the image information A computer having a function of extracting a corrosion pit image from information of the image acquired by the imaging, and a computer having a function of measuring the size of the corrosion pit image is used to determine the size of the extracted corrosion pit image. A turbine blade inspection method comprising a step of measuring and detecting the presence and size of the corrosion pit image.

本発明によれば、タービン翼に生じた腐食ピットを画像をもって抽出する過程を有するタービン翼の検査精度と検査速度を向上することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to improve the test | inspection precision and test speed of a turbine blade which has the process of extracting the corrosion pit which arose in the turbine blade with the image.

本発明の実施例で用いる撮像ヘッドの概略的縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the imaging head used in the Example of this invention. 図1の撮像ヘッドを下方から見た場合の要部の概略的平面配置図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a main part when the imaging head of FIG. 1 is viewed from below. 本発明の実施例における検査システムの系統図である。It is a systematic diagram of the inspection system in the Example of this invention. 図1の撮像ヘッドで取得された被検体表面の画像である。2 is an image of a subject surface acquired by the imaging head of FIG. 1. 図4の画像から腐食ピット像を抽出した結果を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the result of having extracted the corrosion pit image from the image of FIG. 本発明の実施例で抽出された腐食ピット像の領域に外接楕円を当てはめることで腐食ピット像の大きさを求める方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the method of calculating | requiring the magnitude | size of a corrosion pit image by applying a circumscribed ellipse to the area | region of the corrosion pit image extracted in the Example of this invention. 本発明の実施例で抽出された腐食ピット像の領域に外接楕円を当てはめた結果を示した図(左側の図)にして、同図右側の上下2枚の図柄は、説明上同図の一部分を拡大して示した図である。In the figure showing the result of fitting a circumscribed ellipse to the area of the corrosion pit image extracted in the embodiment of the present invention (left figure), the upper and lower two symbols on the right side of the figure are part of the figure for explanation. It is the figure which expanded and showed. 本発明の実施例で抽出した腐食ピット像を大きさ順に表示装置に表示される表を示した図である。It is the figure which showed the table | surface by which the corrosion pit image extracted in the Example of this invention is displayed on a display apparatus in order of a magnitude | size. 本発明の実施例で抽出した腐食ピット像の領域に内接円を当てはめることで腐食ピットの大きさを求める方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the method of calculating | requiring the magnitude | size of a corrosion pit by applying an inscribed circle to the area | region of the corrosion pit image extracted in the Example of this invention. 図1の撮像ヘッドに装着される被検体への接触機構におけるボールプランジャ部分の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the ball plunger part in the contact mechanism to the subject with which the imaging head of FIG. 1 is mounted. 図10のボールプランジャ部分の平面配置図である。FIG. 11 is a plan layout view of the ball plunger portion of FIG. 10. 図10のボールプランジャ部分の拡大縦断面図である。FIG. 11 is an enlarged longitudinal sectional view of the ball plunger portion of FIG. 10. 図10のボールプランジャ部分の被検体曲面への接触状況を示した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view which showed the contact condition to the subject curved surface of the ball plunger part of FIG. 本発明の実施例による撮像ヘッドの被検体に対する押し付け機構及び走査機構を説明する図である。It is a figure explaining the pressing mechanism and scanning mechanism with respect to the test object of the imaging head by the Example of this invention. 図14のグラブスクリュー機構の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the grab screw mechanism of FIG. 本発明の実施例による撮像ヘッドとその押し付け機構及び走査機構を用いて、タービン翼表面を走査しながら検査する様子を示した斜視図である。It is the perspective view which showed a mode that it inspects while scanning the turbine blade surface using the imaging head by the Example of this invention, its pressing mechanism, and a scanning mechanism. 本発明の実施例によるタービン翼の多方向の表面を検査する様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that the surface of the multi-direction of the turbine blade by the Example of this invention was test | inspected. 本発明の実施例における検査フローを示す図である。It is a figure which shows the test | inspection flow in the Example of this invention. 従来の検査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional test | inspection method. 従来の検査方法で用いた撮像ヘッドの概略的縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the imaging head used with the conventional test | inspection method. 図20の撮像ヘッドの要部の概略的平面配置図である。FIG. 21 is a schematic plan layout view of the main part of the imaging head of FIG. 20. 従来の照明方法で取得された被検体表面の広域画像を示した図である。It is the figure which showed the wide area image of the subject surface acquired with the conventional illumination method. 従来の照明方法で取得された撮像ヘッドによる撮像画像を示した図である。It is the figure which showed the picked-up image by the imaging head acquired with the conventional illumination method.

本発明の実施例では、タービン翼を検査対象8として、その表面へ所定の角度で斜めから平行光線7で照明する照明装置Aと、その照明により発生した散乱光を結像光線9として所定の仰角から取り込んで撮像する撮像装置Bと、その撮像装置Bを用いて得られた画像を処理して検査対象8の表面に発生した腐食ピット像40を抽出する画像処理機能と、その抽出した腐食ピット像40の大きさを計測する機能と、その計測した腐食ピット像40を予め定義した大きさ順に分ける機能とを組み込んだコンピュータ46と、その腐食ピット像40を大きさ順に分けた結果を表示する表示装置47と、照明装置Aおよび撮像装置Bを検査対象8の表面に沿って移動させる走査機構を備えたタービン翼の検査装置が示されている。   In the embodiment of the present invention, the turbine blade is set as the inspection object 8, and the illumination device A that illuminates the surface of the turbine blade with the parallel light beam 7 at a predetermined angle obliquely and the scattered light generated by the illumination as the imaging light beam 9 An imaging device B that captures and captures an image from an elevation angle, an image processing function that processes an image obtained using the imaging device B and extracts a corrosion pit image 40 generated on the surface of the inspection object 8, and the extracted corrosion A computer 46 incorporating a function of measuring the size of the pit image 40 and a function of dividing the measured corrosion pit image 40 in a predetermined size order, and a result of dividing the corrosion pit image 40 in size order are displayed. A turbine blade inspection device including a display device 47 that performs the scanning, and a scanning mechanism that moves the illumination device A and the imaging device B along the surface of the inspection object 8 is shown.

そして、その検査装置を用いることにより、タービン翼の検査方法として、タービン翼を検査対象8とし、その検査対象8の表面を斜めから平行光線で照明するステップと、その照明により発生した散乱光を結像光線として取り込んで撮像するステップと、その検査対象8に対する前述の照明と撮像の位置を移動させる走査のステップと、その撮像によって得られた画像の情報から腐食ピット像40を抽出する画像処理機能を組み込んだコンピュータ46を利用して検査対象8の表面に発生した腐食ピット像40を抽出するステップと、その抽出した腐食ピット像40の大きさを計測する機能を組み込んだコンピュータ46を利用してその抽出された腐食ピット像40の大きさを計測するステップと、その計測された大きさに基づいて予め定義した大きさ順にその抽出した腐食ピット像40の大きさを分類する機能又はその計測された大きさに基づいて予め定義した大きさの許容値を超えるその抽出した腐食ピット像40の個数を計数する機能を組み込んだコンピュータ46を利用してその分類又はその計数を実施するステップと、その分類又はその計数結果を表示装置47に表示するステップと、を実行する。   Then, by using the inspection device, as a turbine blade inspection method, the turbine blade is set as the inspection object 8, and the surface of the inspection object 8 is illuminated obliquely with parallel rays, and the scattered light generated by the illumination is Image capturing step for capturing and imaging as an imaging light beam, scanning step for moving the above-described illumination and imaging position for the inspection object 8, and image processing for extracting the corrosion pit image 40 from information of the image obtained by the imaging The step of extracting the corrosion pit image 40 generated on the surface of the inspection object 8 using the computer 46 incorporating the function and the computer 46 incorporating the function of measuring the size of the extracted corrosion pit image 40 are used. Step of measuring the size of the extracted corrosion pit image 40 and a predetermined size based on the measured size. The number of the extracted corrosion pit images 40 exceeding the predetermined size allowable value based on the function of classifying the size of the extracted corrosion pit images 40 in order of the sizes or the measured size is counted. The step of performing the classification or the counting using the computer 46 incorporating the function and the step of displaying the classification or the counting result on the display device 47 are executed.

このように、本発明の実施例では、検査対象表面の少なくとも一枚の画像から腐食ピット像を抽出し、その抽出結果から腐食ピット像のサイズを求め、そのサイズを基に腐食ピットを大きさごとに分類あるいは予め定めた許容値を超える大きさの腐食ピット像の個数を計数することを、コンピュータで行うので、検査員がモニタを見て判断するステップを排除できて、人員的ミスの無い精度の良い検査作業を少人数で可能であり、また、高倍率で腐食ピットを拡大した撮像画像を人が観察するステップを採用せずに、広域検査による撮像画像情報を利用して検査ができるので、検査速度を向上することが可能となる。   Thus, in the embodiment of the present invention, the corrosion pit image is extracted from at least one image of the surface to be inspected, the size of the corrosion pit image is obtained from the extraction result, and the corrosion pit is enlarged based on the size. Since the computer counts the number of corroded pit images with a size exceeding the permissible value that is classified or determined in advance, it eliminates the step for the inspector to judge by looking at the monitor, and there is no human error. High-precision inspection work can be performed by a small number of people, and inspection can be performed using captured image information by wide-area inspection without adopting a step of observing a captured image in which a corrosion pit is enlarged at a high magnification. Therefore, the inspection speed can be improved.

以下に、本発明の各実施形態を図1から図18を用いて具体的に説明する。図1および図2に、本発明の実施例による撮像ヘッド10の構造を示す。   Each embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. 1 and 2 show the structure of an imaging head 10 according to an embodiment of the present invention.

図1,図2のように、撮像ヘッド10は、照明装置Aと撮像装置Bとこれらを覆うケーシングを備える。照明装置Aは発光ダイオードなどを光源とするバー照明11a〜11dと、そのバー照明11a〜11dから発せられた光を平行光線7a〜7dに調整するコリメートレンズ12a〜12dとを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging head 10 includes an illumination device A, an imaging device B, and a casing that covers them. The illuminating device A includes bar illuminations 11a to 11d using light emitting diodes or the like as light sources, and collimating lenses 12a to 12d for adjusting light emitted from the bar illuminations 11a to 11d to parallel light rays 7a to 7d.

このような構成により、バー照明11a〜11dから発せられた光は、各々、コリメートレンズ12a〜12dで平行光線7a〜7dにされた後に、検査対象8の検査領域である撮像領域に対し、斜め方向から照射される。斜めから照明するときの仰角は、概ね5度〜30度である。このようにして撮像領域が照明される。このとき、撮像領域全体を覆うように照明する。   With such a configuration, the light emitted from the bar lights 11a to 11d is converted into parallel rays 7a to 7d by the collimating lenses 12a to 12d, respectively, and then oblique to the imaging region that is the inspection region of the inspection object 8. Irradiated from the direction. The elevation angle when illuminating from an angle is approximately 5 to 30 degrees. In this way, the imaging area is illuminated. At this time, illumination is performed so as to cover the entire imaging region.

尚、図1および図2では、照明装置Aが90度刻みで4方位に配置され、その4方位から照明しているが、その方位は90度刻みで4方位に限定されるものではなく、最低1つの照明装置Aを備えていれば良い。また、必要に応じ、方位数、照明装置数を増やすことであっても良い。   In FIG. 1 and FIG. 2, the lighting device A is arranged in four directions in 90 degree increments and illuminates from the four directions, but the orientation is not limited to four directions in 90 degree increments, It is sufficient that at least one lighting device A is provided. Moreover, you may increase the number of directions and the number of illuminating devices as needed.

撮像装置Bは、複数枚の結像レンズ5と、その結像レンズ5で集光した光線を入射させるCCDやCMOSなどの撮像素子4を備えている。このような構成により、照明装置Aによる照明により検査対象8の撮像領域から発生した散乱光は、結像に用いるための結像光線9として結像レンズ5により集光され、CCDやCMOSなどの撮像素子4上に結像される。この際、検査対象表面を斜めから照明することによる発生した散乱光を撮像する方向は、概ねその検査対象表面の法線方向とする。   The imaging device B includes a plurality of imaging lenses 5 and an imaging element 4 such as a CCD or CMOS that allows the light collected by the imaging lens 5 to enter. With such a configuration, the scattered light generated from the imaging region of the inspection object 8 by illumination by the illumination device A is collected by the imaging lens 5 as an imaging light beam 9 for use in imaging, and the CCD or CMOS is used. An image is formed on the image sensor 4. At this time, the direction in which the scattered light generated by illuminating the surface to be inspected obliquely is set to the normal direction of the surface to be inspected.

図3に示すように、各バー照明11a〜11dを点滅させるスイッチ駆動部には、その点滅を司る制御部として照明コントローラ43が接続されており、その照明コントローラ43には同期装置45が接続され、その同期装置45から照明コントローラ43へ送出される指令により各バー照明11a〜11dの発光タイミングが決められ、その発光タイミングにて各バー照明11a〜11dの点滅が制御されるようになっている。   As shown in FIG. 3, a lighting controller 43 is connected to the switch driving unit that blinks each of the bar lights 11 a to 11 d as a control unit that controls the blinking, and a synchronization device 45 is connected to the lighting controller 43. The light emission timing of each of the bar lights 11a to 11d is determined by a command sent from the synchronization device 45 to the illumination controller 43, and the blinking of each of the bar lights 11a to 11d is controlled at the light emission timing. .

このように、所定の仰角でタービン翼表面を斜めから照明する照明装置Aにおいては、各バー照明11a〜11dによる光源が複数の方位に配置され、個別に発光タイミングを制御でき、その発光タイミングと同期して撮像装置Bによりタービン翼表面を撮像する機能を発揮することができる。   Thus, in the illuminating device A that illuminates the turbine blade surface obliquely at a predetermined elevation angle, the light sources by the respective bar lights 11a to 11d are arranged in a plurality of directions, and the light emission timing can be individually controlled. The function of imaging the turbine blade surface with the imaging device B in synchronization can be exhibited.

一方、撮像素子4から撮像画像を構成するための信号を取り込むタイミングを司る制御部としてカメラコントローラ44が撮像素子4の信号送受信部に接続されており、同期装置45からカメラコントローラ44への指令により信号の取り込みのタイミングが制御される。さらに、同期装置45からカメラコントローラ44への指令により、その信号をコンピュータ46へ送出するタイミングを制御される。   On the other hand, a camera controller 44 is connected to a signal transmission / reception unit of the image sensor 4 as a control unit that controls the timing of capturing a signal for constructing a captured image from the image sensor 4, and in response to a command from the synchronization device 45 to the camera controller 44. The timing of signal capture is controlled. Further, the timing of sending the signal to the computer 46 is controlled by a command from the synchronization device 45 to the camera controller 44.

このような同期制御システムによって、撮像素子4の撮像タイミングがバー照明11a〜11dの照明(点灯)タイミングと同期し、照明下で撮像素子4による撮像領域の撮像が可能となるように同期設定される。   With such a synchronization control system, the imaging timing of the imaging device 4 is synchronized with the illumination (lighting) timing of the bar lights 11a to 11d, and is synchronously set so that the imaging region can be imaged by the imaging device 4 under illumination. The

このような同期設定により、結像光線9が結像して撮像素子4に生じた結像結果の信号は、コンピュータ46に転送され、コンピュータ46で信号処理され、その処理後の内容が記憶装置48に記録される。   By such a synchronous setting, a signal of the imaging result generated by the imaging light beam 9 when the imaging light beam 9 forms an image is transferred to the computer 46 and is signal-processed by the computer 46, and the contents after the processing are stored in the storage device 48.

撮像素子4に入射した結像光線に基づいて、コンピュータ46にて処理して構成し、取得される画像の例を図4に示す。このような取得画像は希望によって表示装置47に表示される。   FIG. 4 shows an example of an image obtained by processing by the computer 46 based on the imaging light beam incident on the image sensor 4. Such an acquired image is displayed on the display device 47 as desired.

図22に示す従来の全周囲照明で得られた画像に比べ、本発明の実施例による平行光線による照明で取得された画像は、図4のように、腐食ピット像のみが明るく顕在化される。その取得画像のデータは、コンピュータ46にて、二値化処理などの画像処理が施されて、図5の濃色部位が、腐食ピット像40の領域として抽出される。その二値化処理などの画像処理を施し、その画像処理後の再構成画像は希望によって、図5のごとく、グレースケールの画像として表示装置47に表示する。このようにして、図4のような生の画像から、腐食ピット像40をさらに判別しやすく抽出する。   Compared to the image obtained by the conventional all-around illumination shown in FIG. 22, the image obtained by the illumination by the parallel rays according to the embodiment of the present invention is brightly manifested only by the corrosion pit image as shown in FIG. . The acquired image data is subjected to image processing such as binarization processing by the computer 46, and the dark-colored portion in FIG. 5 is extracted as the region of the corrosion pit image 40. Image processing such as binarization processing is performed, and the reconstructed image after the image processing is displayed on the display device 47 as a gray scale image as shown in FIG. 5 as desired. In this way, the corrosion pit image 40 is extracted more easily from the raw image as shown in FIG.

次に、コンピュータ46では、ラベリング処理により、抽出された領域が連続している場合、その領域を1つの腐食ピット像40の領域とみなす処理を行い、その一つ一つの領域に個別の識別番号、例えば番号としての数字を与え、好ましくはその番号に対応する腐食ピット像40の画像上あるいは検査対象の表面上での位置座標を記憶する。次に、その抽出されたおのおのの腐食ピット像40の領域に、図6に示すように外接楕円39を当てはめる処理、即ちフィッティングの処理をコンピュータ46で実行する。   Next, in the computer 46, when the extracted areas are continuous by the labeling process, the computer 46 performs a process of regarding the areas as the areas of one corrosion pit image 40, and assigns an individual identification number to each of the areas. For example, a number as a number is given, and the position coordinates on the image of the corrosion pit image 40 or the surface to be inspected corresponding to the number are preferably stored. Next, a process of fitting a circumscribed ellipse 39 to each extracted area of the corrosion pit image 40, that is, a fitting process as shown in FIG.

このとき、腐食ピット像40に外接して当てはめられた外接楕円39の楕円の長径aと短径bとにより、腐食ピット像40の大きさを定義する。すなわち、a/bが2以上であれば腐食ピット像の大きさをa×bの値とし、a/bが2未満であれば、腐食ピット像40の大きさを直径aの値として腐食ピット像40の大きさを定義する。   At this time, the size of the corrosion pit image 40 is defined by the major axis “a” and the minor axis “b” of the circumscribed ellipse 39 that is circumscribed and fitted to the corrosion pit image 40. That is, if a / b is 2 or more, the size of the corrosion pit image is axb, and if a / b is less than 2, the size of the corrosion pit image 40 is the value of the diameter a. The size of the image 40 is defined.

図5を用いて説明した腐食ピット像40の抽出結果に外接楕円39を当てはめてフィッティング処理した結果は、表示しようとすれば、図7の画像38のように表示できる。図7で、フィッティングの処理をした後の画像38と、それに隣接して、説明上画像38の部分拡大画像を表示している。図7において、40a,40b,40c,40dはサイズの異なる複数の腐食ピット像40のものを表している。図7の画像も、必要であれば表示装置47に表示できるようにする。   The result of fitting the circumscribed ellipse 39 to the extraction result of the corrosion pit image 40 described with reference to FIG. 5 can be displayed as an image 38 in FIG. In FIG. 7, an image 38 after the fitting process and a partially enlarged image of the image 38 are displayed adjacent to the image 38. In FIG. 7, reference numerals 40a, 40b, 40c, and 40d denote a plurality of corrosion pit images 40 having different sizes. The image of FIG. 7 can be displayed on the display device 47 if necessary.

このように、抽出した腐食ピット像40に外接する楕円という幾何形状を当てはめるフィッティングの処理を経て腐食ピット像40に外接する外接楕円39の長径aと短径bを求め、その長径aと短径bを先に述べた大きさの定義に合わせてその大きさをコンピュータ46で演算するサイジングの処理を実行する。   In this way, the major axis a and the minor axis b of the circumscribed ellipse 39 circumscribing the corrosion pit image 40 are obtained through the fitting process of applying an ellipse circumscribing the extracted corrosion pit image 40, and the major axis a and minor axis are obtained. A sizing process is performed in which b is calculated by the computer 46 in accordance with the size definition described above.

コンピュータ46で求めたサイジングの処理結果は、記憶装置48に記憶させると共に、表示装置47に、図8に示すように大きさ順にコンピュータ46で分類して表形式にして表示する。   The sizing processing results obtained by the computer 46 are stored in the storage device 48 and are displayed on the display device 47 in the form of a table after sorting by the computer 46 in order of size as shown in FIG.

図8のように表示した大きさ順ごとの分類は、a/bが2.00以上の重視すべきサイズの腐食ピット像40に対応した番号であるNo.27,30,13を図8の表の上側に表示し、そのa/bが2.00以上の中でも長径aが大きなものを腐食ピットの進展を判断するのに重要として上位に表して検査員の注視を促す。   As shown in FIG. 8, the classifications in order of size are Nos. 27, 30, and 13, which are numbers corresponding to the corrosion pit images 40 having a size of a / b of 2.00 or more that should be emphasized. Displayed on the upper side of the table, and a / b of 2.00 or more is indicated as higher in order to determine the progress of the corrosion pits, and the inspector's attention is urged.

a/bが2.00未満の腐食ピット像40に対応した番号がNo.28,23,40のものは、図8の表の下位側に表示し、その中でも長径aが大きなものほど上位に表示する。   The numbers corresponding to the corrosion pit images 40 having a / b of less than 2.00 are No. 28, 23, and 40, which are displayed on the lower side of the table of FIG. indicate.

そして、コンピュータ46はa/bの値が許容値2.00以上の腐食ピット像40の数を計数して、計数結果を表示装置47に表示すると共に記憶装置48にその計数結果を記憶する。コンピュータ46はその計数結果に応じた検査結果を演算して表示装置47にその結果を表示する。   The computer 46 counts the number of corrosion pit images 40 having an a / b value equal to or greater than the allowable value 2.00, displays the count result on the display device 47, and stores the count result in the storage device 48. The computer 46 calculates the inspection result according to the counting result and displays the result on the display device 47.

例えば、その計数結果が予め定めた個数を超えた場合には、コンピュータ46はタービン翼の交換が必要などの検査結果を表示装置47に表示させる。その計数に際しては、コンピュータ46でa/bの値が許容値2.00以上のものの数を計数し、その結果を表示装置47に表示するが、表示装置47に表示された図8の表を目視して検査員がa/bの値が許容値2.00以上のものの数を計数しても良い。検査員による計数を行う際にも、腐食ピット像40のサイジング結果はコンピュータ46で予め定義した内容で大きさに応じた分類を施して表にして可視化しているので、人為的な計数間違いを起こしにくく、検査精度と検査速度を向上できる。   For example, when the count result exceeds a predetermined number, the computer 46 causes the display device 47 to display an inspection result indicating that the turbine blade needs to be replaced. At the time of counting, the computer 46 counts the number of a / b values that are not less than 2.00 and displays the result on the display device 47. The table of FIG. The inspector may visually count the number of objects having an a / b value of 2.00 or more. When counting by the inspector, the sizing result of the corrosion pit image 40 is visualized as a table with classification according to the size defined in advance by the computer 46. It is difficult to raise, and inspection accuracy and inspection speed can be improved.

尚、腐食ピット像40の大きさの定義は上記に限定されるものではなく、任意に決定して良いことは言うまでもないし、さらに、本実施例ではサイジングの過程で実行したフィッティング処理時に採用した幾何形状を外接楕円としたが、図9に示すように、個々の腐食ピット像40の領域に内接円41を当てはめる方法もあり、必要に応じ最適な幾何形状を当てはめてサイジングすることであってもよい。   It should be noted that the definition of the size of the corrosion pit image 40 is not limited to the above, and can be arbitrarily determined. Further, in this embodiment, the geometry employed in the fitting process executed in the sizing process is used. Although the shape is a circumscribed ellipse, as shown in FIG. 9, there is also a method of applying an inscribed circle 41 to the area of each corrosion pit image 40, and sizing by applying an optimal geometric shape as necessary. Also good.

図1の撮像ヘッド10を用いて検査対象8であるタービン翼を広範囲に検査する際には、その撮像ヘッド10をタービン翼の表面に沿って移動させて検査位置を変える走査を行いながら検査するということが望ましい。   When the turbine blade that is the inspection object 8 is inspected over a wide range using the imaging head 10 of FIG. 1, the imaging head 10 is inspected while performing scanning that moves the imaging head 10 along the surface of the turbine blade and changes the inspection position. It is desirable.

次に、撮像ヘッド10を走査して、タービン翼の表面全体を検査するのに適した検査システムを図10から図17を用いて説明する。この検査システムは、図1から図9に基づいて説明した内容に、撮像ヘッド10の走査に適した内容を追加したものである。そのため、以下では、その追加の内容を説明し、その他の内容は図示も含めて説明を省略している。   Next, an inspection system suitable for scanning the imaging head 10 and inspecting the entire surface of the turbine blade will be described with reference to FIGS. 10 to 17. In this inspection system, contents suitable for scanning of the imaging head 10 are added to the contents described with reference to FIGS. Therefore, in the following, the additional contents will be described, and the description of other contents will be omitted including illustration.

図10に示す撮像ヘッド10内には、図示してはいないが、図1等を用いて説明したと同様な撮像装置Bと照明装置Aとを備えている。その撮像ヘッド10の外郭を構成するフレームの底部には、図10や図11のように、その4隅にボールプランジャ13a〜13dが、ボール15の一部分がその撮像ヘッド10の図中下方へ突き出る配置にて取り付けられている。   Although not shown, the imaging head 10 shown in FIG. 10 includes an imaging device B and an illumination device A similar to those described with reference to FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, ball plungers 13 a to 13 d are formed at the four corners of the bottom part of the frame constituting the outline of the imaging head 10, and a part of the ball 15 protrudes downward in the drawing of the imaging head 10. It is attached by arrangement.

ボールプランジャ13a〜13dは、図12のように、ボール15を回転自在に、且つそのボール15の一部分が図中の下方へ突き出るようにして収納するボールホルダ17と、ボールホルダ17を上下動自在に内蔵する下部開放型の筒状構造物と、その筒状構造物の内部に固定されてボールホルダ17の上方に突き出して設けられてボール15の可動範囲を制限するボールホルダストッパ19と、筒状構造物の内部に設けられて筒状構造物とボールホルダ17との間に図中の上下方向へのサスペンションとして設けられたばね18とを有している。そして、その筒状構造物は撮像ヘッド10の外郭を構成するフレームに固定されている。   The ball plungers 13a to 13d are, as shown in FIG. 12, a ball holder 17 that houses the ball 15 so that the ball 15 can rotate and a part of the ball 15 protrudes downward in the figure, and the ball holder 17 can move up and down. An open bottom cylindrical structure built in the ball, a ball holder stopper 19 that is fixed inside the cylindrical structure and protrudes above the ball holder 17 to limit the movable range of the ball 15, and a cylinder. And a spring 18 provided as a suspension in the vertical direction in the figure between the cylindrical structure and the ball holder 17. The cylindrical structure is fixed to a frame that forms the outline of the imaging head 10.

このような撮像ヘッド10をタービン翼1の凹曲面にボール15が接触するように押し付けると、タービン翼1とボールプランジャ13a〜13dは、ボール15で接する。そしてばね18はボール15が常に図中の下方向に押し出すようにボールホルダ17とボール15の間に作用している。   When such an imaging head 10 is pressed so that the ball 15 contacts the concave curved surface of the turbine blade 1, the turbine blade 1 and the ball plungers 13 a to 13 d are in contact with each other by the ball 15. The spring 18 acts between the ball holder 17 and the ball 15 so that the ball 15 is always pushed downward in the drawing.

そのため、撮像ヘッド10をタービン翼1の翼の曲面に押し当てた場合、図13に示すように、撮像ヘッド10は、概ねタービン翼1の翼の曲面に沿った状態で保持される。その状態で撮像ヘッド10をタービン翼1の翼の曲面で移動させれば、ボール15がその曲面を転がり、撮像ヘッド10がスムーズに移動して撮像領域、即ち検査位置、を変位させるという走査をタービン翼1のその曲面で可能となる。   Therefore, when the imaging head 10 is pressed against the curved surface of the blade of the turbine blade 1, the imaging head 10 is held in a state substantially along the curved surface of the blade of the turbine blade 1, as shown in FIG. If the imaging head 10 is moved on the curved surface of the blade of the turbine blade 1 in this state, scanning is performed in which the ball 15 rolls on the curved surface and the imaging head 10 moves smoothly to displace the imaging region, that is, the inspection position. This is possible with the curved surface of the turbine blade 1.

その際に、撮像方向は、概ね、該タービン翼1の面の法線方向に向くので、その法線方向からの撮像が走査しても変わらない検査方法が採用できる。撮像装置の被写界深度20を翼の曲面のRやボールプランジャ13a〜13dのボール15のサスペンション可動範囲よりも大きくしておくことが、撮像ヘッド10を翼の曲面に沿って走査してタービン翼1の広範囲を位置を変えながら検査するのに好ましい。   At that time, since the imaging direction is generally directed to the normal direction of the surface of the turbine blade 1, an inspection method that does not change even when imaging from the normal direction is scanned can be employed. The depth of field 20 of the imaging device is set to be larger than R of the curved surface of the wing or the suspension movable range of the ball 15 of the ball plungers 13a to 13d, and the turbine is obtained by scanning the imaging head 10 along the curved surface of the wing. It is preferable for inspecting a wide range of the wing 1 while changing its position.

撮像ヘッド10を検査員が手で持って走査する手動の場合には、撮像ヘッド10の押し付け加減や姿勢は、検査員が調整することになるが、以下に説明する図14から図17のような走査機構を用いれば、走査も自動化した検査が可能である。   In the case of manual scanning in which the inspector holds the imaging head 10 by hand, the inspector adjusts the pressing degree and posture of the imaging head 10 as shown in FIGS. 14 to 17 described below. If a simple scanning mechanism is used, an inspection in which scanning is also automated is possible.

すなわち、図1の撮像ヘッドでも図10の撮像ヘッドでも良いが、図14に示すように、撮像ヘッド10を電動のリニアガイド装置を用いて走査する。撮像ヘッド10をリニアガイド装置のグラブスクリュー30に取り付け、そのグラブスクリュー30のシャフト29部をリニアガイド26に固定のリニア軸受け28に接続して軸方向(シャフト29の長さ方向)に可動自在とし、そのシャフト29の端面にシャフトプレート24を固定し、そのシャフトプレート24とリニアガイド26との間をばね25で接続して、常にシャフトプレート24をリニアガイド26側方向へばね力で引っ張っておく。この際、撮像ヘッド10には、常に検査対象のタービン翼1への押し付け力がばね25の力で働く。   That is, the imaging head of FIG. 1 or the imaging head of FIG. 10 may be used, but as shown in FIG. 14, the imaging head 10 is scanned using an electric linear guide device. The imaging head 10 is attached to a grab screw 30 of a linear guide device, and a shaft 29 portion of the grab screw 30 is connected to a linear bearing 28 fixed to the linear guide 26 so as to be movable in the axial direction (length direction of the shaft 29). The shaft plate 24 is fixed to the end surface of the shaft 29, the shaft plate 24 and the linear guide 26 are connected by a spring 25, and the shaft plate 24 is always pulled toward the linear guide 26 by a spring force. . At this time, the pressing force against the turbine blade 1 to be inspected always acts on the imaging head 10 by the force of the spring 25.

撮像ヘッド10のグラブスクリュー30への連結部は、ボールによる自在継手のように回転自由度があるので、図14のように傾斜して、タービン翼1の表面に概ね沿う方向に姿勢を変化させることができる。そのため、ばね25の力で撮像ヘッド10をその表面に向けて押し付けると、その押し付けられた表面の曲面形状あるいは傾斜形状に対応して撮像ヘッド10の姿勢が自動的に変化してその曲面に概ね沿うことになる。   Since the connecting portion of the imaging head 10 to the grab screw 30 has a degree of freedom of rotation like a universal joint made of a ball, it tilts as shown in FIG. 14 and changes its posture in a direction generally along the surface of the turbine blade 1. be able to. Therefore, when the imaging head 10 is pressed toward the surface by the force of the spring 25, the posture of the imaging head 10 automatically changes in accordance with the curved surface shape or the inclined shape of the pressed surface, and the curved surface is almost aligned with the curved surface. Will be along.

そして、リニアガイド26はシャフト27へシャフト27に沿って横方向に電動で移動できるように取り付けてあるので、リニアガイド26を電動で移動させることで、自動的に走査することができ、且つ手動によることなく撮像ヘッド10を常にタービン翼1に押し付けた状態で、撮像ヘッド10を自動的に走査することができる。   Since the linear guide 26 is attached to the shaft 27 so as to be electrically movable in the lateral direction along the shaft 27, the linear guide 26 can be automatically scanned and moved manually by moving the linear guide 26 electrically. The imaging head 10 can be automatically scanned in a state where the imaging head 10 is always pressed against the turbine blades 1 without any problem.

図14の構成に追加の構成を加えて、更なる自動化を進めるには、以下のように構成する。即ち、図16に示すように、図14の構成におけるシャフト27,29を水平に配置し、その内のシャフト27の両端部を、垂直方向へガイド方向を向けた別のリニアガイド装置33のリニアガイド31に支持させる。リニアガイド装置33は、そのリニアガイド31が電動にて上下方向へ移動させることができる走査機構の構成を有する。   In order to proceed with further automation by adding an additional configuration to the configuration of FIG. 14, the configuration is as follows. That is, as shown in FIG. 16, the shafts 27 and 29 in the configuration of FIG. 14 are arranged horizontally, and both ends of the shaft 27 in the linear guide device 33 of another linear guide device 33 in which the guide direction is directed in the vertical direction. The guide 31 is supported. The linear guide device 33 has a configuration of a scanning mechanism that allows the linear guide 31 to move electrically in the vertical direction.

このような走査機構によれば、リニアガイド装置33のリニアガイド31を鉛直方向104へ電動駆動で移動させることで、撮像ヘッド10を同方向へ操作することができる。また、リニアガイド26を電動駆動で水平方向103へ移動させることで、撮像ヘッド10を同方向へ走査することができる。   According to such a scanning mechanism, the imaging head 10 can be operated in the same direction by moving the linear guide 31 of the linear guide device 33 in the vertical direction 104 by electric drive. Further, by moving the linear guide 26 in the horizontal direction 103 by electric drive, the imaging head 10 can be scanned in the same direction.

また、ばね25は、シャフト29をその軸方向の水平方向102へのサスペンションとして機能するので、撮像ヘッド10は過不足の無いばね力でタービン翼1の検査面へ押し付けられる。その押し付け箇所の検査面の曲面形状が変化しても、その変化に追従して撮像ヘッド10は図16中に示す各回転方向100,101とその合成方向へ回転して姿勢を変えながらそのタービン翼1表面の曲面形状に概ね沿うようにして移動できる。   Further, since the spring 25 functions as a suspension of the shaft 29 in the horizontal direction 102 in the axial direction, the imaging head 10 is pressed against the inspection surface of the turbine blade 1 with a spring force that is not excessive or insufficient. Even if the curved surface shape of the inspection surface at the pressed position changes, the imaging head 10 follows the change and rotates in the rotational directions 100 and 101 shown in FIG. The wing 1 can move so as to substantially follow the curved surface shape of the surface.

このようにして撮像ヘッド10を電動にて三次元的に移動させて走査すれば、手動による走査に比べて、タービン翼1の表面の広域を迅速に検査することが可能となる。   Thus, if the imaging head 10 is electrically moved three-dimensionally to perform scanning, it is possible to quickly inspect a wide area of the surface of the turbine blade 1 as compared with manual scanning.

また、曲面の曲率が異なる、タービン翼1の表面や裏面、そしてリーディングエッジやトレーディングエッジの各部位ごとに撮像ヘッド10に走査機構としてリニアガイド装置33を付けた検査装置を設置して、それら各走査機構で撮像ヘッド10を走査して検査することによってタービン翼1の表面全周を検査することが可能となる。   In addition, an inspection device having a linear guide device 33 as a scanning mechanism is installed in the imaging head 10 for each of the front and back surfaces of the turbine blade 1, the leading edge and the trading edge, and the curved surfaces have different curvatures. It is possible to inspect the entire surface of the turbine blade 1 by scanning and inspecting the imaging head 10 with the scanning mechanism.

既述の各実施例における、検査の全体フローは、図18に示すとおりである。即ち、まず照明装置と撮像装置が一体となった撮像ヘッド10を、検査対象であるタービン翼1の表面に、撮像装置の被写界深度内に入るように対面させて検査位置に置く(a)。   The overall flow of inspection in each of the embodiments described above is as shown in FIG. That is, first, the imaging head 10 in which the illumination device and the imaging device are integrated is placed on the surface of the turbine blade 1 to be inspected so as to be within the depth of field of the imaging device and placed at the inspection position (a ).

次に、タービン翼1の表面を照明装置で斜めから平行光線で照明する(b)。タービン翼1の表面を斜めから照明するときの仰角は、概ね5度〜30度とする。次にタービン翼1の検査部位の曲面部分で、表面を斜めから照明することによる発生した散乱光を撮像装置で撮像する(c)。その撮像する方向は、概ねタービン翼1の検査表面の法線方向とする。   Next, the surface of the turbine blade 1 is illuminated with a parallel light beam obliquely by an illumination device (b). The elevation angle when the surface of the turbine blade 1 is illuminated obliquely is approximately 5 degrees to 30 degrees. Next, the scattered light generated by illuminating the surface of the turbine blade 1 at the inspection portion at an oblique angle is imaged by an imaging device (c). The imaging direction is generally the normal direction of the inspection surface of the turbine blade 1.

次に、このような撮像条件にて取得した撮影画像から腐食ピット像40をコンピュータで抽出する(d)。次に、抽出された腐食ピット像40のサイジングをコンピュータで実行する(e)。そして、その腐食ピット像40のサイジング結果をコンピュータに認識させる。次に、そのサイジングの結果から、予め決めた許容値を超えるサイズの腐食ピット像40の個数をコンピュータで計数する(f)。この計数結果又は計数結果に基づく判定又は上記ステップ(e)でのサイジング結果の内の少なくとも一つの結果、あるいは複数の結果がコンピュータに接続されている表示装置47にて表示されて可視化される。また、各ステップ(d),(e),(f)、あるいはその中のまだ実施していないいずれかは、図19中の連続する各ステップから外して、ステップ(g)で走査終了と判断した後に、あるいは検査終了ステップ(i)の後に、各走査位置での撮像データを引き継いで、各ステップ(d),(e),(f)、あるいはその中のまだ実施していないいずれかは、引き続き実行して結果を出すようにしても良い。   Next, the corrosion pit image 40 is extracted by a computer from the captured image acquired under such imaging conditions (d). Next, sizing of the extracted corrosion pit image 40 is executed by a computer (e). Then, the computer recognizes the sizing result of the corrosion pit image 40. Next, from the result of the sizing, the number of corrosion pit images 40 having a size exceeding a predetermined allowable value is counted by a computer (f). At least one result or a plurality of results of the counting result or the determination based on the counting result or the sizing result in the step (e) or a plurality of results are displayed and visualized on the display device 47 connected to the computer. Also, each step (d), (e), (f), or any of them not yet implemented is excluded from each successive step in FIG. 19, and it is determined that the scanning is finished in step (g). Or after the inspection end step (i), the imaging data at each scanning position is taken over, and each of the steps (d), (e), (f), or any of them is not yet implemented. The result may be continuously executed to obtain a result.

次に、撮像ヘッド10を新たな検査位置に移動させる必要があるか否かを検査範囲などから判断して、撮像ヘッド10の走査を終了するか否かをコンピュータで判定する(g)。走査を終了しない場合には、新たな検査位置へ撮像ヘッド10を手動やリニアガイド装置33などの走査機構で移動させる(h)。その後は、新たな検査位置でタービン翼1表面を斜めから照明するステップ(b)以降の各ステップを繰返す。走査終了と判断した場合には、走査を終了し(i)、検査を終了する。   Next, whether or not the imaging head 10 needs to be moved to a new inspection position is determined from the inspection range or the like, and whether or not the scanning of the imaging head 10 is finished is determined by a computer (g). When the scanning is not finished, the imaging head 10 is moved manually or by a scanning mechanism such as the linear guide device 33 to a new inspection position (h). Thereafter, the steps after step (b) of illuminating the surface of the turbine blade 1 at an oblique angle at a new inspection position are repeated. When it is determined that the scanning is finished, the scanning is finished (i), and the inspection is finished.

なお、図19中の各ステップ(d),(e),(f)は、他のステップと連続することなく切り離して実行しても良い。例えば、ステップ(c)で撮像したデータを解析設備の整った他の場所に電送または記録メデアに収録して運び、解析設備が整った場所で各ステップ(d),(e),(f)を実行することであっても良い。   Note that steps (d), (e), and (f) in FIG. 19 may be executed separately from other steps. For example, the data captured in step (c) is transported to a place where analysis equipment is well-prepared by recording or transporting to a recording medium. May be executed.

本発明は、タービン翼の腐食程度を検査する検査技術に利用可能性がある。   The present invention has applicability to inspection techniques for inspecting the degree of corrosion of turbine blades.

1 タービン翼
4 撮像素子
5 結像レンズ
7,7a〜7d 平行光線
8 検査対象
9 結像光線
10 撮像ヘッド
11a〜11d バー照明
12a〜12d コリメートレンズ
13a〜13d ボールプランジャ
15,16 ボール
17 ボールホルダ
18,25 ばね
19 ボールホルダストッパ
20 被写界深度
24 シャフトプレート
26,31 リニアガイド
27,29 シャフト
28 リニア軸受け
30 グラブスクリュー
39 外接楕円
40,40a,40b,40c,40d 腐食ピット像
41 内接円
43 照明コントローラ
44 カメラコントローラ
45 同期装置
46 コンピュータ
47 表示装置
48 記憶装置
A 照明装置
B 撮像装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine blade 4 Image pick-up element 5 Imaging lens 7, 7a-7d Parallel light 8 Inspection object 9 Imaging light 10 Imaging head 11a-11d Bar illumination 12a-12d Collimate lens 13a-13d Ball plunger 15, 16 Ball 17 Ball holder 18 , 25 Spring 19 Ball holder stopper 20 Depth of field 24 Shaft plate 26, 31 Linear guide 27, 29 Shaft 28 Linear bearing 30 Grab screw 39 circumscribed ellipse 40, 40a, 40b, 40c, 40d Corrosion pit image 41 Inscribed circle 43 Illumination controller 44 Camera controller 45 Synchronization device 46 Computer 47 Display device 48 Storage device A Illumination device B Imaging device

Claims (16)

タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明して前記表面で発生した散乱光を撮像し、画像の情報から腐食ピット像を抽出する機能を有するコンピュータにて前記撮像によって取得された画像の情報から腐食ピット像を抽出し、腐食ピット像の大きさを計測する機能を有するコンピュータにて前記抽出された腐食ピット像の大きさを計測し、前記腐食ピット像の存在と大きさとを検出する過程を有することを特徴とするタービン翼の検査方法。   The surface of the turbine blade is seen from the surface and illuminated with parallel rays obliquely to image the scattered light generated on the surface, and acquired by the imaging with a computer having a function of extracting the corrosion pit image from the image information The size of the extracted corrosion pit image is measured by a computer having a function of extracting the corrosion pit image from the image information and measuring the size of the corrosion pit image, and the presence and size of the corrosion pit image is detected. And a method for inspecting turbine blades. 前記照明の方向が仰角にして5度〜30度であることを特徴とする請求項1に記載のタービン翼の検査方法。   The turbine blade inspection method according to claim 1, wherein the direction of illumination is 5 to 30 degrees in elevation. 前記撮像の方向が前記表面の法線方向であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のタービン翼の検査方法。   The turbine blade inspection method according to claim 1, wherein the imaging direction is a normal direction of the surface. 前記抽出された腐食ピット像の大きさの計測は、前記腐食ピット像の領域に幾何学形状をフィッティングさせ、フィッティングした前記幾何学形状の大きさに基づいて大きさを決定する機能を有するコンピュータで実行されることを特徴とする請求項1又は請求項2又は請求項3に記載のタービン翼の検査方法。   The size of the extracted corrosion pit image is measured by a computer having a function of fitting a geometric shape to the area of the corrosion pit image and determining the size based on the size of the fitted geometric shape. The turbine blade inspection method according to claim 1, wherein the turbine blade inspection method is executed. 前記抽出された腐食ピット像の内、予め定めた大きさ以上のものの個数を計数する機能を有するコンピュータによって前記予め定めた大きさ以上の腐食ピット像の個数を求めるようにしたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のタービン翼の検査方法。   Of the extracted corrosion pit images, the number of corrosion pit images having a predetermined size or more is obtained by a computer having a function of counting the number of those having a predetermined size or more. The turbine blade inspection method according to any one of claims 1 to 4. 前記幾何学形状として外接楕円を適用することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のタービン翼の検査方法。   The turbine blade inspection method according to claim 4, wherein a circumscribed ellipse is applied as the geometric shape. 前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率を演算する機能を有するコンピュータによって前記抽出された腐食ピット像に対応した前記比率を求めるようにしたことを特徴とする請求項6に記載のタービン翼の検査方法。   The ratio corresponding to the extracted corrosion pit image is obtained by a computer having a function of calculating a ratio of a major axis and a minor axis of a circumscribed ellipse fitted to the extracted corrosion pit image. Item 7. The turbine blade inspection method according to Item 6. 前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率が予め定めた値以上の値を持つ前記腐食ピット像の個数を計数する機能を有するコンピュータによって前記予め定めた比率以上の比率を有する前記腐食ピット像の個数を求めて認識するようにしたことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のタービン翼の検査方法。   A ratio of a major axis and a minor axis of a circumscribed ellipse fitted to the extracted corrosion pit image is equal to or greater than the predetermined ratio by a computer having a function of counting the number of the corrosion pit images having a value greater than or equal to a predetermined value. The turbine blade inspection method according to claim 6 or 7, wherein the number of the corrosion pit images having a ratio is obtained and recognized. タービン翼の表面をその表面から見て斜めから平行光線にて照明する照明装置と、
前記照明により前記表面で発生した散乱光を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した画像の情報に基づいてその画像から腐食ピット像を抽出する画像処理機能を有するコンピュータと、
前記画像処理機能によって抽出した腐食ピット像の大きさを計測する計測機能を有するコンピュータと、
を有するタービン翼の検査装置。
An illumination device that illuminates the surface of the turbine blade with a parallel beam obliquely when viewed from the surface;
An imaging device for imaging scattered light generated on the surface by the illumination;
A computer having an image processing function for extracting a corrosion pit image from the image based on information of the image captured by the imaging device;
A computer having a measurement function for measuring the size of the corrosion pit image extracted by the image processing function;
Turbine blade inspection device having
前記照明の方向が仰角にして5度〜30度に設定してあることを特徴とする請求項9に記載のタービン翼の検査装置。   The turbine blade inspection apparatus according to claim 9, wherein the illumination direction is set to an angle of elevation of 5 degrees to 30 degrees. 前記撮像の方向が前記表面の法線方向に設定してあることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のタービン翼の検査装置。   The turbine blade inspection apparatus according to claim 9 or 10, wherein the imaging direction is set to a normal direction of the surface. 前記腐食ピット像の領域に幾何学形状をフィッティングさせ、フィッティングした前記幾何学形状の大きさに基づいて前記抽出された腐食ピット像の大きさを計測する計測機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項9又は請求項10又は請求項11に記載のタービン翼の検査方法。   A computer having a measurement function for fitting a geometric shape to a region of the corrosion pit image and measuring the size of the extracted corrosion pit image based on the size of the fitted geometric shape; The turbine blade inspection method according to claim 9, wherein the turbine blade is inspected. 前記抽出された腐食ピット像の内、予め定めた大きさ以上のものの個数を計数する計数機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれか一項に記載のタービン翼の検査装置。   13. The computer according to claim 9, further comprising a computer having a counting function that counts the number of the corrosion pit images extracted in a predetermined size or more. Turbine blade inspection equipment. 前記幾何学形状として外接楕円を前記抽出された腐食ピット像にフィッティングさせる機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載のタービン翼の検査装置。   The turbine blade inspection device according to claim 12 or 13, further comprising a computer having a function of fitting a circumscribed ellipse as the geometric shape to the extracted corrosion pit image. 前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率を演算する機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項14に記載のタービン翼の検査装置。   The turbine blade inspection apparatus according to claim 14, further comprising a computer having a function of calculating a ratio between a major axis and a minor axis of a circumscribed ellipse fitted to the extracted corrosion pit image. 前記抽出された腐食ピット像にフィッティングした外接楕円の長径と短径の比率が予め定めた値以上の値を持つ前記腐食ピット像の個数を計数する機能を有するコンピュータを備えていることを特徴とする請求項14又は請求項15に記載のタービン翼の検査方法。   A computer having a function of counting the number of corrosion pit images having a ratio of a major axis and a minor axis of a circumscribed ellipse fitted to the extracted corrosion pit images having a value equal to or larger than a predetermined value is provided. The turbine blade inspection method according to claim 14 or 15.
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