JP2019015530A - 減肉表示方法及び減肉表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】検査者が、検査対象の肉厚の減少を容易に把握することを可能にする検査結果の表示技術を提供することを目的とする。【解決手段】本出願は、検査対象の表面に沿って発信された表面SH波が検査対象によって反射されることによって得られた超音波エコーを用いて、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向の検査対象の減肉深さを表示する減肉表示方法を開示する。減肉表示方法は、超音波エコーの強度に基づき生成されたエコー信号から減肉深さを算出する工程と、検査対象の正規の断面の輪郭を表す輪郭画像と、エコー信号に基づいて算出された減肉深さを、断面に平行な仮想平面上における減肉深さの分布として表す分布画像と、を生成する工程と、輪郭画像から分布画像までの距離が、複数の測定位置それぞれに対応する減肉深さを表すように、輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する工程と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、検査対象の探傷結果を表示する技術に関する。
Aスコープ画像やBスコープ画像は、検査対象の欠陥を評価するために用いられている(特許文献1を参照)。特許文献1は、Bスコープ画像を用いて、欠陥を評価することを提案する。特許文献1の開示技術は、Bスコープ画像を用いて、欠陥の広さ、形状及び位置を精度よく表示することを可能にする。
Bスコープ画像は、検査対象の探傷に用いられた探触子の移動方向を表す座標軸と、探触子からの表面SH波の発信方向における探触子からの距離を表す他のもう1つの座標軸と、によって定義される二次元座標上で、表面SH波が反射された位置を表示する。この結果、欠陥の形状、大きさ及び位置は、精度よく表示される。検査対象が、金属管であるならば、Bスコープ画像は、金属管の表面に生じた腐食領域の広さ、形状及び位置を表すことができる。しかしながら、Bスコープ画像は、金属管の中心軸に対して直角な方向における減肉深さを表すことはできない。したがって、検査者が、Bスコープ画像を見ても、検査対象の肉厚が、設計上の肉厚から大幅に減ぜられていることは分からない。
金属管の減肉が広い領域に生じていても、金属管の中心軸に直角な方向における減肉深さが小さいならば、検査対象の交換は必要とされないこともある。一方、金属管の肉厚が、設計上の肉厚から大きく減ぜられているならば、金属管の折れといったリスクが非常に高くなる。この場合、検査者は、減肉領域が狭くても、検査対象の交換を決定する必要がある。したがって、検査者が、検査対象の肉厚の減少を容易に把握することを可能にする検査結果の表示技術が望まれている。
本発明は、検査者が、検査対象の肉厚の減少を容易に把握することを可能にする検査結果の表示技術を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係る減肉表示方法は、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面SH波の反射波として生成された超音波エコーを用いて、前記断面に平行な方向の前記検査対象の減肉深さを表示するために用いられることができる。減肉表示方法は、前記複数の測定位置それぞれにおいて前記超音波エコーの強度に基づき生成されたエコー信号から前記減肉深さを算出する工程と、前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記複数の測定位置それぞれにおいて前記エコー信号に基づいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上における分布として表す分布画像と、を生成する工程と、前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する工程と、を備える。
上記構成によれば、表面SH波は、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置で発信されるので、超音波エコーは、これらの測定位置それぞれで得られることができる。したがって、エコー信号も、これらの測定位置それぞれに対応して、超音波エコーから生成されることになる。
検査対象の肉厚が、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向において大きく減っているならば、多くの表面SH波が、減肉位置で超音波エコーとして反射される。すなわち、大きく減肉した位置での反射によって得られた超音波エコーは、強い強度を有することになる。エコー信号は、超音波エコーの強度に基づき生成されるので、エコー信号は、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向における減肉深さを表すことができる。
分布画像は、複数の測定位置それぞれに対応して生成されたエコー信号から見出された減肉深さを、複数の測定位置が設定された断面に平行な仮想平面上の分布として表す一方で、輪郭画像は、検査対象の正規の断面の輪郭を表す。分布画像が描かれる仮想平面は、複数の測定位置が設定された断面と平行であるので、輪郭画像から分布画像までの距離が、複数の測定位置それぞれに対応する減肉深さを表すように、輪郭画像及び分布画像は、同時に表示されることができる。検査者は、輪郭画像と分布画像とを同時に観察し、検査対象が、検査対象の正規の断面輪郭からどのくらい減肉しているかを容易に理解することができる。
上記の構成に関して、前記輪郭画像は、所定の閉領域を形成してもよい。前記分布画像は、前記閉領域内に表示されてもよい。
検査対象が、筒状体又は柱状体であり、且つ、複数の測定位置が筒状体又は柱状体の周方向に設定されるならば、輪郭画像は、所定の閉領域を形成する。したがって、減肉表示方法は、筒状体又は柱状体として設計された検査対象の減肉量を表示するために好適に利用可能である。上記の構成によれば、分布画像は、輪郭画像によって囲まれた閉領域内に表示されるので、検査者は、筒状体又は柱状体の減肉変化を容易に把握することができる。
上記の構成に関して、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する前記工程は、前記正規の断面の前記輪郭から所定の量だけ減肉した断面輪郭を表す指標画像を前記閉領域内に表示することを含んでもよい。
上記の構成によれば、正規の断面輪郭から所定の量だけ減肉した断面輪郭を表す指標画像は、閉領域内に表示されるので、検査者は、指標画像を参照して、検査対象がどのくらい減肉しているかを定量的に理解することができる。
上記の構成に関して、減肉表示方法は、前記表面SH波を発信する送信探触子を前記複数の測定位置それぞれに移動する工程と、受信探触子を用いて、前記複数の測定位置それぞれで前記超音波エコーを受信し、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表す前記エコー信号を生成する工程と、を更に備えてもよい。前記減肉深さを算出する前記工程は、前記複数の測定位置それぞれで、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布の中での最大減肉値を、前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記最大減肉値を、前記仮想平面上における前記分布として表す最大減肉データを生成することを含んでもよい。前記分布画像は、前記最大減肉データに基づき生成されてもよい。
上記の構成によれば、表面SH波を発信する送信探触子は、複数の測定位置それぞれに移動されるので、受信探触子は、これらの測定位置において、超音波エコーを受信することができる。受信探触子が生成するエコー信号は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における減肉深さの分布を表すので、減肉深さの分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値は、複数の測定位置それぞれで得られたエコー信号から算出されることができる。複数の測定位置それぞれで得られたエコー信号から算出された最大減肉値が、複数の測定位置が設定された断面に平行な仮想平面上での分布として表されると、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向においてどの位置で最大減肉値が生じているかを表す情報は失われる。しかしながら、複数の測定位置が設定された断面に平行な仮想平面上での最大減肉値の分布を表す最大減肉データは、検査対象に生じている最も深刻な減肉を選択的に表すことができる。したがって、検査対象に生じている最も深刻な減肉を表す最大減肉データに基づき生成された分布画像を、輪郭画像とともに観察した検査者は、検査対象が交換されるべきか否かを直感的に理解することができる。
上記の構成に関して、前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得されてもよい。前記算出処理は、(i)前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面SH波の一部を直接的に受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、(ii)前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含んでもよい。
上記の構成によれば、受信探触子は、送信探触子から発信された表面SH波の一部を直接的に受信するので、送信探触子から発信される表面SH波の強度は、受信探触子が生成する信号から分かることになる。受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面SH波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、エコー信号のピーク値よりも大きなピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。加えて、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、検査対象を通じた表面SH波の伝播の結果生ずる超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、受信探触子が生成する信号の最初の大きなピーク値は、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信を表すことになる。
送信探触子から発信される表面SH波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面SH波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面SH波の強度に依存する。しかしながら、エコー信号のピーク値は、送信探触子から発信された表面SH波の一部を直接的に受信した受信探触子が生成する信号のピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面SH波の強度の影響は、除算によって得られたエコー振幅比から排除される。したがって、所定の換算式は、エコー振幅比を最大減肉値に換算するために、表面SH波の強度とは無関係に利用されることができる。
上記の構成に関して、前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得されてもよい。前記算出処理は、(i)前記送信探触子から発信された前記表面SH波の一部を直接的に受信するように配置された前記受信探触子によって生成された信号から、最も大きな第1ピーク値と、次に大きな第2ピーク値と、を見出すことと、(ii)前記第2ピーク値を前記第1ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、(iii)前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含んでもよい。
上記の構成によれば、受信探触子は、送信探触子から発信された表面SH波の一部を直接的に受信するので、送信探触子から発信される表面SH波の強度は、受信探触子が生成する信号から分かることになる。受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面SH波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、最も大きな第1ピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、検査対象を通じた表面SH波の伝播の結果生ずる超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、エコー信号は、第1ピーク値の後に始まる。超音波エコーの強度は、送信探触子から発信された表面SH波の強度よりも小さいので、第1ピーク値の次に大きな第2ピーク値は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における検査対象の最大減肉値を表すことができる。
送信探触子から発信される表面SH波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面SH波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面SH波の強度に依存する。しかしながら、第2ピーク値は、第1ピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面SH波の強度の影響は、除算によって得られたエコー振幅比から排除される。したがって、所定の換算式は、エコー振幅比を最大減肉値に換算するために、表面SH波の強度とは無関係に利用されることができる。
本発明の他の局面に係る減肉表示装置は、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面SH波の反射波として生成された超音波エコーを用いて検査された前記検査対象の欠陥を評価するための画像を表示する。減肉表示装置は、前記表面SH波を発信する送信探触子と、前記超音波エコーを受信し、前記超音波エコーの強度に基づきエコー信号を生成する受信探触子と、を有する探傷部と、前記複数の測定位置それぞれにおいて、前記断面に平行な方向の減肉深さを前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上の分布として表す減肉分布データを生成するデータ生成部と、前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記減肉深さの前記分布を表す分布画像と、を表す画像信号を生成する画像生成部と、前記画像信号に応じて、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する表示部と、を備える。前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記画像生成部は、前記画像信号を生成する。
上記構成によれば、送信探触子は、表面SH波を、検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置で発信するので、受信探触子は、超音波エコーを、これらの測定位置それぞれで受信することができる。したがって、エコー信号も、これらの測定位置それぞれに対応して、超音波エコーに基づき生成されることになる。
検査対象の肉厚が、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向において大きく減っているならば、多くの表面SH波が、減肉位置で超音波エコーとして反射される。すなわち、大きく減肉した位置での反射によって得られた超音波エコーは、強い強度を有することになる。エコー信号は、超音波エコーの強度に基づき生成されるので、エコー信号は、複数の測定位置が設定された断面に平行な方向における減肉深さを表すことができる。
分布画像は、複数の測定位置それぞれに対応して生成されたエコー信号から見出された減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上の分布として表す一方で、輪郭画像は、検査対象の正規の断面の輪郭を表す。分布画像によって表される仮想平面は、複数の測定位置が設定された断面と平行であるので、輪郭画像から分布画像までの距離が、複数の測定位置それぞれに対応する減肉深さを表すように、輪郭画像及び分布画像は、同時に表示されることができる。検査者は、輪郭画像と分布画像とを同時に観察し、検査対象が、検査対象の正規の断面輪郭からどのくらい減肉しているかを直感的に理解することができる。
上記の構成に関して、前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表してもよい。前記データ生成部は、前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面SH波の一部を受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含んでもよい。
上記の構成によれば、受信探触子は、送信探触子から発信された表面SH波の一部を直接的に受信するので、送信探触子から発信される表面SH波の強度は、受信探触子が生成する信号から分かることになる。受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面SH波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における減肉深さの分布を表すエコー信号のピーク値よりも大きなピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。加えて、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、受信探触子が生成する信号の最初のピーク値は、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信を表すことになる。
送信探触子から発信される表面SH波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面SH波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面SH波の強度に依存する。しかしながら、エコー信号のピーク値は、送信探触子から発信された表面SH波の一部を直接的に受信した受信探触子が生成する信号のピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面SH波の強度の影響は、算出部が算出したエコー振幅比から排除される。したがって、換算部は、表面SH波の強度とは無関係に、所定の換算式を用いて、エコー振幅比を最大減肉値に換算することができる。
上記の構成に関して、前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表してもよい。前記データ生成部は、前記受信探触子が生成した信号から最も大きな第1ピーク値と、次に大きな第2ピーク値と、を見出した後、前記第2ピーク値を前記第1ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含んでもよい。
上記の構成によれば、受信探触子が、送信探触子から直接的に受信した表面SH波は、検査対象によって減衰されていないので、送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、最も大きな第1ピーク値として、受信探触子が生成する信号に現れることになる。送信探触子からの表面SH波の直接的な受信は、超音波エコーの受信よりも前に生ずるので、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における減肉深さの分布を表すエコー信号は、第1ピーク値の後に始まる。超音波エコーの強度は、送信探触子から発信された表面SH波の強度よりも小さいので、第1ピーク値の次に大きな第2ピーク値は、複数の測定位置が設定された断面に対して直角の方向における検査対象の最大減肉値を表すことができる。
送信探触子から発信される表面SH波の強度が大きいならば、超音波エコーも大きくなる。一方、送信探触子から発信される表面SH波の強度が小さいならば、超音波エコーも小さくなる。したがって、受信探触子が生成するエコー信号の強度は、送信探触子から発信される表面SH波の強度に依存する。しかしながら、第2ピーク値は、第1ピーク値で除算されるので、送信探触子から発信される表面SH波の強度の影響は、算出部が算出したエコー振幅比から排除される。したがって、換算部は、表面SH波の強度とは無関係に、所定の換算式を用いて、エコー振幅比を最大減肉値に換算することができる。
上述の技術は、検査者が、検査対象の交換が必要であるか否かを直感的に把握することを可能にする。
図1は、例示的な減肉表示装置100の概略的な機能構成を表すブロック図である。図1を参照して、減肉表示装置100が説明される。
減肉表示装置100は、検査対象ITGに生じた欠陥を評価するために用いられる。検査対象ITGに生じた欠陥を評価するための画像は、減肉表示装置100によって表示される。検査者は、減肉表示装置100が表示した画像から、検査対象ITGに生じた欠陥が、どのくらい深刻であるかを、直感的に把握することができる。
図1は、検査対象ITGとして、円筒状の金属管を示す。検査対象ITGは、地中に埋設された下管部LPPと、地中から上方に露出した上管部UPPと、を含む。一般的に、腐食は、地中に埋設された部位に生じやすい。金属管の肉厚は、腐食によって低減されるけれども、地中に埋設された部位に生じた腐食は、目視で確認しにくい。減肉表示装置100は、表面SH(SHEAR HORIZONTAL)波を用いて、検査対象ITGを走査し、地中に埋設された部位に生じた腐食を表すデータを採取する。減肉表示装置100は、採取されたデータに基づき、検査対象ITGが、どのくらい減肉しているかを表す画像を生成する。検査者は、画像を観察し、検査対象ITGの交換が必要であるか否かの判断を直感的に行うことができる。本実施形態に関して、検査対象ITGは、金属管によって例示される。しかしながら、検査対象ITGは、他の形状を有してもよい。たとえば、検査対象ITGは、金属平板であってもよいし、角筒であってもよい。本実施形態の原理は、検査対象ITGの特定の形状に限定されない。
減肉表示装置100は、探傷部110と、データ生成部120と、画像生成部130と、表示部140と、入力部150と、を示す。探傷部110は、金属管の非破壊検査に用いられる一般的な探傷装置であってもよい。本実施形態の原理は、探傷部110として用いられる特定の探傷装置に限定されない。
探傷部110は、所定の高さ位置で、上管部UPPの外周面に沿って移動される。図1に示されるように、複数の測定位置IPNは、所定の高さ位置における断面上で設定される。複数の測定位置IPNは、検査対象ITGの周方向に略等間隔に設定されてもよい。
探傷部110は、送信探触子111と、受信探触子112と、を含む。送信探触子111は、表面SH波を、下方に発信する。この結果、下管部LPPは、所定領域(所定の深さと金属管の全周長とによって定義される領域)において、表面SH波によって走査される。検査対象ITGに対して設定された所定領域において、検査対象ITGの断面(検査対象ITGの中心軸に対して直角な断面)は、略一様である。
下方に発信された表面SH波は、下管部LPPによって反射され、超音波エコーとして上方に伝播する。下管部LPPの腐食領域は減肉しているので、下管部LPPの外周面は、腐食領域において、表面SH波の伝播方向に交差する。したがって、表面SH波は、腐食領域において、多く反射される。このことは、腐食領域での表面SH波の反射によって生成された表面SH波エコーが強いことを意味する。下管部LPPの外周面は、腐食が生じていない部位において、表面SH波の伝播方向に略平行である。したがって、表面SH波は、腐食が生じていない部位(すなわち、腐食領域の外側の領域)では、あまり反射されない。このことは、腐食領域の外の領域での表面SH波の反射によって生成された超音波エコーは弱いことを意味する。
受信探触子112は、超音波エコーを受信する。受信探触子112は、超音波エコーの強度を表すエコー信号を生成する。すなわち、超音波エコーの強度が大きいならば、受信探触子112は、大きな強度を有するエコー信号を生成する。一方、超音波エコーの強度が小さいならば、受信探触子112は、小さな強度を有するエコー信号を生成する。
エコー信号の生成時刻(すなわち、超音波エコーの受信時刻)は、超音波エコーが、検査対象ITGの高さ方向において、どこで反射されたかを表す。早い時刻に生成されたエコー信号は、受信探触子112に近い位置での反射によって生成された超音波エコーに由来する。遅い時刻に生成されたエコー信号は、受信探触子112から遠い位置での反射によって生成された超音波エコーに由来する。したがって、検査対象ITGの周方向における所定の位置で得られたエコー信号の強度の時間変動は、検査対象ITGの中心軸の延設方向における検査対象ITGの肉厚分布を表すことができる。
探傷部110は、周方向に連続的に移動し、複数の測定位置IPNを順次通過する。探傷部110が、複数の測定位置IPNそれぞれに到達すると、送信探触子111は、表面SH波を発信する。あるいは、探傷部110が、所定の距離だけ移動するたびに、送信探触子111は、表面SH波を発信してもよい。この場合、複数の測定位置IPNは、送信探触子111が表面SH波を発信した位置として定義される。受信探触子112は、複数の測定位置IPNそれぞれにおいて、超音波エコーを受信し、エコー信号を生成する。複数の測定位置IPN全てにおいて、エコー信号が生成されると、検査対象ITGに対する検査は終了する。あるいは、探傷部110の移動距離が所定の値に達すると(すなわち、探傷部110が、検査対象ITGの周面を一周すると)、検査対象ITGに対する検査は終了する。
エコー信号は、探傷部110からデータ生成部120へ出力される。データ生成部120は、保存部121と、解析部122と、を含む。上述の如く、検査対象ITGの中心軸に対して直角の方向における大きな減肉が生じているならば、受信探触子112は、大きな強度のエコー信号を生成する。したがって、エコー信号の強度は、検査対象ITGの中心軸に対して直角の方向(すなわち、複数の測定位置IPNが設定された断面に平行な方向)における減肉深さを表す。エコー信号の強度の時間変化は、検査対象ITGの中心軸の延設方向(すなわち、複数の測定位置IPNが設定された断面に対して直角な方向)における減肉深さの分布を表す。保存部121は、検査対象ITGの中心軸の延設方向における減肉深さの分布を表すデータとして、エコー信号の強度を表すデータを保存する。
解析部122は、エコー信号の強度を表すデータを、保存部121から読み出す。解析部122は、複数の測定位置IPNそれぞれにおいて取得されたエコー信号の強度から、最大減肉値(すなわち、エコー信号の強度の時間変化の分布のうち最大の信号強度)を抽出する。この結果、データ生成部120は、複数の測定位置IPNそれぞれにおいて最大減肉値を得ることができる。解析部122は、複数の測定位置IPNそれぞれに対応して得られた最大減肉値を、複数の測定位置IPNが設定された断面に平行な仮想平面上の分布(すなわち、検査対象ITGの周方向における最大減肉値の分布)として表す最大減肉データを生成する。最大減肉データは、解析部122から画像生成部130へ出力される。
検査者は、探傷部110の移動の前に、入力部150を操作し、検査対象ITGの形状や寸法に関する情報(たとえば、検査対象ITGの外径及び内径、土中に埋設された長さや検査対象ITGの形状を特定するための他の寸法)を、保存部121に入力することができる。検査対象ITGの形状を表す情報は、入力部150を通じて保存部121に書き込まれる。以下の表は、保存部121に格納された例示的なデータを概念的に表す。以下の表の複数の測定位置IPNを表す情報は、探傷部110の一部として用いられるエンコーダ(図示せず)からの信号に基づいて保存部121に記録されている。
表1によって表されるデータに関して、検査者は、検査対象ITGのID(識別情報)、検査対象ITGの外径、検査対象ITGの内径及び複数の測定位置IPNを入力している。複数の測定位置IPNそれぞれを表す情報及びエコー信号の強度の時間変化は、探傷部110から得られている。表1は、エコー信号の強度の時間変化を、時間の関数として表記している。保存部121は、エコー信号の強度の時間変化を表すデータを、複数の測定位置IPNそれぞれに関連づけて記憶している。
検査者は、入力部150を操作し、保存部121に保存されたデータの解析を要求する解析要求を生成する。解析要求は、入力部150から解析部122へ出力される。解析部122は、解析要求に応じて、保存部121からデータを読み出し、最大減肉データを生成する。以下の表は、解析部122が解析要求に応じて生成する例示的な最大減肉データを概念的に表す。
解析部122は、複数の測定位置IPNそれぞれに対応するデータから最大減肉値(すなわち、エコー信号の最大強度)を見出す。表2は、最大減肉値を、複数の値から最大値を見出すための関数「max()」を用いて表記している。この結果、最大強度は、検査対象ITGの周方向に亘って設定された複数の測定位置IPNそれぞれに対して見出されることになる。複数の測定位置IPNそれぞれに対して見出された最大強度は、検出対象ITGの中心軸の延設方向における減肉量の分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を意味する。解析部122は、複数の測定位置IPNそれぞれに対して見出された最大減肉値を、複数の測定位置IPNにそれぞれ対応付け、最大減肉データを生成する。したがって、表2に示される最大減肉データは、複数の測定位置IPNが設定された断面に平行な仮想平面上で、検査対象ITGの周方向における最大減肉値の分布を表すことができる。
解析部122は、所定の換算式を用いて、エコー信号の最大強度を、エコー信号の最大強度から推定される最大減肉値に換算する。以下の表は、換算処理後の最大減肉データを概念的に表す。
表3は、エコー信号の最大強度から最大減肉値への換算するための所定の換算式を、関数「CF()」で表記している。換算処理後の最大減肉データは、画像生成部130へ出力される。
画像生成部130は、換算処理後の最大減肉データから検査対象ITGの周方向における最大減肉値の分布を表す画像を生成するための分布画像信号を生成する。すなわち、分布画像信号は、検査対象の中心軸に対して直交する仮想平面上の分布として、換算処理後の最大減肉データによって表される最大減肉値を表す。画像生成部130は、保存部121に保存されている検査対象ITGの形状データ(表1に関して、検査対象ITGの外径及び内径)を読み出す。検査者が、入力部150を通じて入力する形状データは、検査対象ITGの正規の形状を表す。たとえば、検査者は、減肉がほとんど生じていないと推定される上管部UPPの寸法を測定し、測定された寸法を形状データとして入力してもよい。あるいは、検査者は、検査対象ITGの設計上の寸法を形状データとして入力してもよい。画像生成部130は、形状データを参照し、検査対象ITGの中心軸に直交する正規の断面輪郭を表す画像を生成するための輪郭画像信号を生成する。画像生成部130は、分布画像信号及び輪郭画像信号を合成し、検査対象ITGの周方向における最大減肉値の分布と、検査対象ITGの中心軸の延設方向に直交する正規の断面輪郭を表す画像と、を同時に表す画像信号を生成する。画像信号は、画像生成部130から表示部140へ出力される。以下の説明に関して、輪郭画像信号に基づいて生成される画像は、「輪郭画像」と称される。分布画像信号に基づいて生成される画像は、「分布画像」と称される。
表示部140は、画像信号に応じて、輪郭画像と分布画像とを同時に表示する。検査者は、輪郭画像を分布画像と比較し、検査対象ITGの肉厚がどのくらい減っているかを容易に把握することができる。
保存部121、解析部122及び画像生成部130は、一般的なコンピュータ装置であってもよい。この場合、保存部121は、コンピュータ装置に組み込まれたハードディスクであってもよいし、コンピュータ装置に差し込まれるUSBメモリであってもよい。本実施形態の原理は、保存部121として組み込まれる特定の装置に限定されない。
解析部122は、エコー信号を処理するためのプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)であってもよいし、エコー信号を処理するために設計されたPLD(Programmable Logic Device)であってもよい。本実施形態の原理は、解析部122として用いられる特定の演算素子に限定されない。
画像生成部130は、画像信号を生成する一般的な信号生成回路であってもよい。したがって、様々な既知の画像信号生成技術は、画像生成部130に適用されることができる。本実施形態の原理は、輪郭画像及び分布画像を同時に表示するための特定の画像表示技術に限定されない。
表示部140及び入力部150は、一般的なコンピュータ装置が有するユーザインターフェースであってもよい。たとえば、入力部150は、コンピュータ装置に電気的に接続されたキーボードであってもよい。この場合、表示部140は、一般的なコンピュータモニタであってもよい。代替的に、表示部140及び入力部150は、一体的に形成されてもよい。たとえば、表示部140及び入力部150は、タッチパネルとして形成されることができる。本実施形態の原理は、表示部140及び入力部150の特定の構造に限定されない。
図2は、表示部140に表示される例示的な画像である。図1及び図2を参照して、表示部140に表示される画像が説明される。
図2は、複数の曲線C1,C2,C3を示す。曲線C1は、検査対象ITGの外径を表すデータ(表1を参照)に基づいて描かれている。曲線C2は、検査対象ITGの内径を表すデータ(表1を参照)に基づいて描かれている。曲線C1,C2は、上述の輪郭画像に相当する。検査者は、表示部140に映し出された曲線C1,C2を参照し、検査対象ITGの正規の形状(すなわち、減肉されていない検査対象ITGの断面形状)を把握することができる。
曲線C3は、曲線C1,C2の間に描かれている。曲線C3は、換算処理後の最大減肉データ(表3を参照)に基づいて描かれている。すなわち、曲線C3は、検査対象ITGの周方向における最大減肉値の分布を表す分布画像である。
図2は、曲線C1上に描かれた測定点MPTを示す。測定点MPTは、図1及び表3に示される複数の測定位置IPNのうち1つに相当する。図2は、曲線C1,C2の共通の中心点CPTと測定点MPTとを結ぶ直線Lを更に示す。図2は、直線Lと曲線C3とによって形成される交点IPTを更に示す。測定点MPTと交点IPTとの間の距離が、測定点MPTに対応する測定位置IPNで得られた最大減肉値に等しくなるように、画像生成部130は、交点IPTの位置を定める。同様に、画像生成部130は、図1及び表3に示される複数の測定位置IPNそれぞれに対して、交点の位置を定める。この結果、中心点CPTを取り囲むように配置された複数の交点が、設定される。画像生成部130は、これらの交点を結ぶ曲線を、曲線C3として設定し、検査対象ITGの周方向における最大減肉値の分布を表す分布画像を生成する。
図3は、減肉表示装置100の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図1乃至図3を参照して、減肉表示装置100の動作が説明される。
(ステップS110)
減肉表示装置100は、検査者のデータ入力を待つ。検査者が、入力部150を操作し、検査に必要な情報(表1を参照:検査対象ITGのID、検査対象ITGの外径、検査対象ITGの内径)を入力すると、ステップS120が実行される。
減肉表示装置100は、検査者のデータ入力を待つ。検査者が、入力部150を操作し、検査に必要な情報(表1を参照:検査対象ITGのID、検査対象ITGの外径、検査対象ITGの内径)を入力すると、ステップS120が実行される。
(ステップS120)
検査者は、探傷部110を上管部UPPの外周面に磁気的に吸着させ、所定の高さ位置に設置する。探傷部110は、検査対象ITGの周方向に移動される。送信探触子111は、複数の測定位置IPNにおいて、表面SH波を、下方に発信する。表面SH波は、土中に埋設された下管部LPPに向けて伝播する。表面SH波の一部は、下管部LPPによって反射され、超音波エコーとして上方に伝播する。探傷部110の受信探触子112は、超音波エコーを受信し、エコー信号を生成する。エコー信号は、受信探触子112から保存部121へ出力される。加えて、表面SH波の発信位置を表す情報も探傷部110から保存部121へ出力される。ステップS110における入力及びステップS120における探傷の結果、表1に示されるデータが、保存部121に保存されることになる。複数の測定位置IPNの全てにおいてエコー信号の強度を表すデータが取得されると、ステップS130が実行される。
検査者は、探傷部110を上管部UPPの外周面に磁気的に吸着させ、所定の高さ位置に設置する。探傷部110は、検査対象ITGの周方向に移動される。送信探触子111は、複数の測定位置IPNにおいて、表面SH波を、下方に発信する。表面SH波は、土中に埋設された下管部LPPに向けて伝播する。表面SH波の一部は、下管部LPPによって反射され、超音波エコーとして上方に伝播する。探傷部110の受信探触子112は、超音波エコーを受信し、エコー信号を生成する。エコー信号は、受信探触子112から保存部121へ出力される。加えて、表面SH波の発信位置を表す情報も探傷部110から保存部121へ出力される。ステップS110における入力及びステップS120における探傷の結果、表1に示されるデータが、保存部121に保存されることになる。複数の測定位置IPNの全てにおいてエコー信号の強度を表すデータが取得されると、ステップS130が実行される。
(ステップS130)
減肉表示装置100は、検査者からの解析要求の入力を待つ。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、ステップS140が実行される。
減肉表示装置100は、検査者からの解析要求の入力を待つ。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、ステップS140が実行される。
(ステップS140)
解析要求は、入力部150から解析部122へ出力される。解析部122は、解析要求に応じて、保存部121から、複数の測定位置IPNを表すデータと、複数の測定位置IPNそれぞれに関係づけて保存されたデータ(すなわち、エコー信号の強度の時間変化)と、を読み出す。解析部122は、複数の測定位置IPNそれぞれに関係づけて保存されたエコー信号の強度の時間変化から最大の信号強度を表すデータを抽出する。この結果、表2に示される最大減肉データが生成される。解析部122は、所定の換算式を用いて、抽出されたエコー信号の最大強度を表すデータを、複数の測定位置IPNそれぞれにおける検査対象ITGの最大減肉値を表すデータに変換する。この結果、表3に示される最大減肉データが生成される。表3に示される最大減肉データは、解析部122から画像生成部130へ出力される。解析部122から画像生成部130への最大減肉データの出力の後、ステップS150が実行される。
解析要求は、入力部150から解析部122へ出力される。解析部122は、解析要求に応じて、保存部121から、複数の測定位置IPNを表すデータと、複数の測定位置IPNそれぞれに関係づけて保存されたデータ(すなわち、エコー信号の強度の時間変化)と、を読み出す。解析部122は、複数の測定位置IPNそれぞれに関係づけて保存されたエコー信号の強度の時間変化から最大の信号強度を表すデータを抽出する。この結果、表2に示される最大減肉データが生成される。解析部122は、所定の換算式を用いて、抽出されたエコー信号の最大強度を表すデータを、複数の測定位置IPNそれぞれにおける検査対象ITGの最大減肉値を表すデータに変換する。この結果、表3に示される最大減肉データが生成される。表3に示される最大減肉データは、解析部122から画像生成部130へ出力される。解析部122から画像生成部130への最大減肉データの出力の後、ステップS150が実行される。
(ステップS150)
画像生成部130は、保存部121から、検査対象ITGの外径を表すデータ(表1を参照)と、検査対象ITGの内径を表すデータ(表1を参照)と、を読み出し、輪郭画像を表す輪郭画像信号を生成する。画像生成部130は、解析部122から受け取った最大減肉データを参照し、分布画像信号を生成する。画像生成部130は、輪郭画像信号及び分布画像信号を合成し、図2に示される画像を表示するための画像信号を生成する。画像信号は、画像生成部130から表示部140へ出力される。画像生成部130から表示部140への画像信号の出力の後、ステップS160が実行される。
画像生成部130は、保存部121から、検査対象ITGの外径を表すデータ(表1を参照)と、検査対象ITGの内径を表すデータ(表1を参照)と、を読み出し、輪郭画像を表す輪郭画像信号を生成する。画像生成部130は、解析部122から受け取った最大減肉データを参照し、分布画像信号を生成する。画像生成部130は、輪郭画像信号及び分布画像信号を合成し、図2に示される画像を表示するための画像信号を生成する。画像信号は、画像生成部130から表示部140へ出力される。画像生成部130から表示部140への画像信号の出力の後、ステップS160が実行される。
(ステップS160)
表示部140は、画像信号に応じて、図2に示される画像を表示する。検査者は、曲線C1,C3間の距離を参照し、検査対象ITGがどのくらい減肉しているかを直感的に把握することができる。ステップS140におけるデータ処理の結果、検査対象ITGの中心軸の延設方向における減肉深さの分布を表す情報は、図2に示される画像からは失われている。しかしながら、図2に示される画像は、検査対象ITGに生じている最も深刻な減肉を、検査対象ITGの中心軸に直交する仮想平面上の分布として表しているので、検査者は、検査対象ITGを交換すべきか否かを適切且つ容易に判断することができる。たとえば、曲線C3の一部が、曲線C2にかなり接近しているならば、検査者は、検査対象ITGを交換すべきことを判断することができる。
表示部140は、画像信号に応じて、図2に示される画像を表示する。検査者は、曲線C1,C3間の距離を参照し、検査対象ITGがどのくらい減肉しているかを直感的に把握することができる。ステップS140におけるデータ処理の結果、検査対象ITGの中心軸の延設方向における減肉深さの分布を表す情報は、図2に示される画像からは失われている。しかしながら、図2に示される画像は、検査対象ITGに生じている最も深刻な減肉を、検査対象ITGの中心軸に直交する仮想平面上の分布として表しているので、検査者は、検査対象ITGを交換すべきか否かを適切且つ容易に判断することができる。たとえば、曲線C3の一部が、曲線C2にかなり接近しているならば、検査者は、検査対象ITGを交換すべきことを判断することができる。
<他の特徴>
設計者は、上述の減肉表示装置100に様々な特徴を与えることができる。以下に説明される特徴は、上述の減肉表示装置100の設計原理を何ら限定しない。
設計者は、上述の減肉表示装置100に様々な特徴を与えることができる。以下に説明される特徴は、上述の減肉表示装置100の設計原理を何ら限定しない。
(指標画像の表示)
図2に示されるように、最大減肉値を表す分布を表す曲線C3は、検査対象ITGの外形輪郭を表す曲線C1によって囲まれた閉領域内に表示されている。追加的に、画像生成部130は、検査者に、減肉深さに関する指標を与える指標画像を表示するための画像信号を生成してもよい。
図2に示されるように、最大減肉値を表す分布を表す曲線C3は、検査対象ITGの外形輪郭を表す曲線C1によって囲まれた閉領域内に表示されている。追加的に、画像生成部130は、検査者に、減肉深さに関する指標を与える指標画像を表示するための画像信号を生成してもよい。
図2は、曲線C1,C2,C3に加えて、2つの曲線C4,C5を示す。曲線C4,C5は、曲線C1,C2と同心の円を描く。画像生成部130は、保存部121から読み出した検査対象ITGの外径に「75%」を掛け、曲線C4を描くための画像信号を生成する。したがって、曲線C4は、検査対象ITGの正規の断面輪郭(すなわち、減肉されていない検査対象ITGの断面輪郭)から、「25%」だけ減肉された断面輪郭を表す。画像生成部130は、保存部121から読み出した検査対象ITGの外径に「50%」を掛け、曲線C5を描くための画像信号を生成する。したがって、曲線C4は、検査対象ITGの正規の断面輪郭から、「50%」だけ減肉された断面輪郭を表す。これらの画像信号は、曲線C1,C2,C3を表す画像信号と合成され、表示部140へ出力される。したがって、表示部140は、輪郭画像(曲線C1,C2)及び分布画像(曲線C3)だけでなく、減肉深さの指標となる指標画像(曲線C4,C5)を表示することができる。
検査者は、曲線C4,C5を参照し、曲線C3によって表される減肉深さを定量的に把握することができる。図2に示される曲線C3の一部は、曲線C4,C5によって囲まれた環状領域に入り込んでいる。したがって、検査者は、検査対象ITGの一部が、25%以上50%以下の範囲で減肉していることを把握することができる。
(エコー信号の強度から最大減肉値への換算)
上述の如く、エコー信号の強度は、検査対象ITGの減肉深さの大きさを表すことができる。したがって、エコー信号の強度は、所定の換算式によって、検査対象ITGの減肉深さに変換されることができる。エコー信号の強度から検査対象ITGの減肉深さへの換算が、以下に説明される。
上述の如く、エコー信号の強度は、検査対象ITGの減肉深さの大きさを表すことができる。したがって、エコー信号の強度は、所定の換算式によって、検査対象ITGの減肉深さに変換されることができる。エコー信号の強度から検査対象ITGの減肉深さへの換算が、以下に説明される。
図4は、探傷部110から出力される例示的な信号の時間変化を表すグラフである。図1及び図4を参照して、探傷部110から出力される信号が説明される。
図1に示されるように、受信探触子112は、送信探触子111の近くに配置される。したがって、受信探触子112は、送信探触子111から発信された表面SH波の一部を、直接的に受信することができる。
図4は、複数の測定位置IPNのうち1つにおいて、受信探触子112が出力した信号を表す。図4は、信号が、時刻「t1」において、最初のピーク値を取ることを表している。最初のピーク値は、以下の説明において、「第1ピーク値」と称される。第1ピーク値は、受信探触子112が、表面SH波を、送信探触子111から直接的に受信していることを表す。すなわち、時刻「t1」における第1ピーク値は、検査対象ITGを伝播することなく、送信探触子111から受信探触子112へ直接的に伝播した表面SH波に由来する。図1は、送信探触子111から受信探触子112へ直接的に伝播した表面SH波を、「漏出超音波」として示す。
図4に示されるように、エコー信号の生成期間は、漏出超音波の影響が失われた後に開始する。エコー信号の生成期間の時刻「t2」において、次のピーク値が現れている。時刻「t2」に現れるピーク値は、以下の説明において、「第2ピーク値」と称される。第2ピーク値は、複数の測定位置IPNのうち1つでの検査対象ITGの中心軸の延設方向における最大減肉値を表す。
検出対象ITG中の伝播や反射は、表面SH波のエネルギの損失に帰結するので、超音波エコーは、送信探触子111から発信された直後の表面SH波(すなわち、漏出超音波)よりも弱い。したがって、第2ピーク値は、受信探触子112が出力する信号の中で、第1ピーク値の次に大きな値となる。
送信探触子111から発信される表面SH波のエネルギが大きいならば、受信探触子112から出力される信号の強度は大きくなる。一方、送信探触子111から発信される表面SH波のエネルギが小さいならば、受信探触子112から出力される信号の強度は小さくなる。図1を参照して説明された解析部122は、送信探触子111から発信される表面SH波の影響を排除するための正規化処理を実行し、エコー振幅比を算出してもよい。以下の数式は、エコー振幅比の例示的な算出式を表す。
図5は、エコー振幅比と減肉値との間の例示的な関係を表すグラフである。図1及び図5を参照して、エコー振幅比と減肉値との間の関係が説明される。
検査者は、検査対象ITGに対する検査の前に、エコー振幅比と減肉値との関係を調査するための試験ピース(図示せず)を用意してもよい。検査者は、表面SH波を用いて試験ピースを走査し、エコー振幅比と、試験ピースから実測された減肉値と、の間の関係を調査することができる。調査の後、検査者は、エコー振幅比と減肉値とによって定義される座標空間に試験ピースから得られたデータをプロットすることができる。検査者は、その後、最小二乗法や他の数学的方法を用いて、エコー振幅比から減肉値を換算するための換算式を得ることができる。本実施形態に関して、換算式は、一次関数として設定されている。したがって、表3に示される「換算式CF()」は、エコー振幅比の一次関数であってもよい。以下の数式は、表3に示される「換算式CF()」を表す。
解析部122は、「数1」から得られたエコー振幅比を、「数2」の変数「EAR」に代入し、複数の測定位置IPNのうち1つにおける最大減肉値を算出することができる。解析部122は、図1及び表2に示される測定位置IPN全てに対して、「数1」及び「数2」を用いた算出処理を行う。この結果、表2に示されるデータは、表3に示されるデータに変換されることになる。
図6は、解析部122の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図1、図4及び図6を参照して、解析部122が説明される。
解析部122は、算出部123と、換算部124と、を含む。保存部121には、図4に示されるような信号を表すデータが、複数の測定位置IPNそれぞれに対して保存されている。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、算出部123は、解析要求に応じて、探傷部110から出力された信号の強度の時間変化を表すデータを、保存部121から読み出す。
算出部123は、複数の測定位置IPNそれぞれに対応するデータから第1ピーク値と第2ピーク値とを見出す。算出部123は、上述の「数1」に示される演算を実行し、エコー振幅比を、複数の測定位置IPNそれぞれについて算出する。算出されたエコー振幅比を表すデータは、算出部123から換算部124へ受け渡される。
換算部124は、エコー振幅比を、上述の「数2」で表される換算式に代入する。この結果、エコー振幅比は、複数の測定位置IPNそれぞれについて、最大減肉値に換算される。複数の測定位置IPNそれぞれの最大減肉値を表す最大減肉データは、複数の測定位置IPNを表すデータとともに、換算部124から画像生成部130へ出力される。
図7は、算出部123の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図1、図4、図6及び図7を参照して、算出部123の動作が説明される。
(ステップS210)
算出部123は、解析要求を待つ。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、ステップS220が実行される。
算出部123は、解析要求を待つ。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、ステップS220が実行される。
(ステップS220)
算出部123は、データ処理に用いられるカウント値「n」を「0」に設定する。カウント値「n」は、その後の処理によって、「1」ずつ増分される。カウント値「n」が「0」に設定されると、ステップS230が実行される。
算出部123は、データ処理に用いられるカウント値「n」を「0」に設定する。カウント値「n」は、その後の処理によって、「1」ずつ増分される。カウント値「n」が「0」に設定されると、ステップS230が実行される。
(ステップS230)
算出部123は、保存部121から、n番目の測定位置に対応するデータを読み出す。表1に示されるデータに関して、カウント値「n」が「1」であるならば、算出部123は、測定位置を表すデータ「CF1」と、測定位置「CF1」で得られた信号強度の時間変化を表すデータ「EF1(t)」(図4に示されるような時間変動のデータ)と、を読み出す。n番目の測定位置に対応するデータが読み出されると、ステップS240が実行される。
算出部123は、保存部121から、n番目の測定位置に対応するデータを読み出す。表1に示されるデータに関して、カウント値「n」が「1」であるならば、算出部123は、測定位置を表すデータ「CF1」と、測定位置「CF1」で得られた信号強度の時間変化を表すデータ「EF1(t)」(図4に示されるような時間変動のデータ)と、を読み出す。n番目の測定位置に対応するデータが読み出されると、ステップS240が実行される。
(ステップS240)
算出部123は、ステップS230において読み出されたデータから第1ピーク値(最も大きなピーク値)と第2ピーク値(次に大きなピーク値)とを抽出する。その後、ステップS250が実行される。
算出部123は、ステップS230において読み出されたデータから第1ピーク値(最も大きなピーク値)と第2ピーク値(次に大きなピーク値)とを抽出する。その後、ステップS250が実行される。
(ステップS250)
算出部123は、ステップS240において取得された第1ピーク値及び第2ピーク値を用いて、上述の「数1」で表される演算を実行する。この結果、n番目の測定位置におけるエコー振幅比が算出される。算出されたエコー振幅比を表すデータは、n番目の測定位置を表すデータと関連づけられて、算出部123から換算部124へ出力される。その後、ステップS260が実行される。
算出部123は、ステップS240において取得された第1ピーク値及び第2ピーク値を用いて、上述の「数1」で表される演算を実行する。この結果、n番目の測定位置におけるエコー振幅比が算出される。算出されたエコー振幅比を表すデータは、n番目の測定位置を表すデータと関連づけられて、算出部123から換算部124へ出力される。その後、ステップS260が実行される。
(ステップS260)
算出部123は、カウント値「n」が、所定の自然数「N」に一致するか否かを確認する。自然数「N」は、検査者が、いくつの測定位置IPNを設定したかによって決定される。表1に示されるデータに関して、検査者は、「N+1」個の測定位置IPNを設定している。カウント値「n」が、自然数「N」に一致するとき、算出部123は、全ての測定位置IPNについて、エコー振幅比を算出している。この場合、算出部123は、処理を終了する。他の場合には、ステップS270が実行される。
算出部123は、カウント値「n」が、所定の自然数「N」に一致するか否かを確認する。自然数「N」は、検査者が、いくつの測定位置IPNを設定したかによって決定される。表1に示されるデータに関して、検査者は、「N+1」個の測定位置IPNを設定している。カウント値「n」が、自然数「N」に一致するとき、算出部123は、全ての測定位置IPNについて、エコー振幅比を算出している。この場合、算出部123は、処理を終了する。他の場合には、ステップS270が実行される。
(ステップS270)
算出部123は、カウント値「n」を「1」だけ増分する。その後、ステップS230が実行される。
算出部123は、カウント値「n」を「1」だけ増分する。その後、ステップS230が実行される。
図8は、換算部124の例示的な動作を表す概略的なフローチャートである。図6乃至図8を参照して、換算部124の動作が説明される。
(ステップS310)
換算部124は、解析要求を待つ。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、ステップS320が実行される。
換算部124は、解析要求を待つ。検査者が、入力部150を操作し、解析要求を入力すると、ステップS320が実行される。
(ステップS320)
換算部124は、データ処理に用いられるカウント値「n」を「0」に設定する。カウント値「n」は、その後の処理によって、「1」ずつ増分される。カウント値「n」が「0」に設定されると、ステップS330が実行される。
換算部124は、データ処理に用いられるカウント値「n」を「0」に設定する。カウント値「n」は、その後の処理によって、「1」ずつ増分される。カウント値「n」が「0」に設定されると、ステップS330が実行される。
(ステップS330)
換算部124は、エコー振幅比のデータを待つ。図6を参照して説明されたステップS250が実行されると、n番目の測定位置を表すデータと関連づけられたエコー振幅比のデータを算出部123から受け取ることができる。その後、ステップS340が実行される。
換算部124は、エコー振幅比のデータを待つ。図6を参照して説明されたステップS250が実行されると、n番目の測定位置を表すデータと関連づけられたエコー振幅比のデータを算出部123から受け取ることができる。その後、ステップS340が実行される。
(ステップS340)
換算部124は、ステップS330において受け取ったエコー振幅比を、上述の「数2」に代入する。この結果、ステップS330において受け取ったエコー振幅比は、n番目の測定位置における最大減肉値に換算される。換算の後、ステップS350が実行される。
換算部124は、ステップS330において受け取ったエコー振幅比を、上述の「数2」に代入する。この結果、ステップS330において受け取ったエコー振幅比は、n番目の測定位置における最大減肉値に換算される。換算の後、ステップS350が実行される。
(ステップS350)
換算部124は、カウント値「n」が、所定の自然数「N」に一致するか否かを確認する。自然数「N」は、検査者が、いくつの測定位置IPNを設定したかによって決定される。表1に示されるデータに関して、検査者は、「N+1」個の測定位置IPNを設定している。カウント値「n」が、自然数「N」に一致するとき、換算部124は、全ての測定位置IPNについて、エコー振幅比を最大減肉値に換算している。この場合、ステップS360が実行される。他の場合には、ステップS370が実行される。
換算部124は、カウント値「n」が、所定の自然数「N」に一致するか否かを確認する。自然数「N」は、検査者が、いくつの測定位置IPNを設定したかによって決定される。表1に示されるデータに関して、検査者は、「N+1」個の測定位置IPNを設定している。カウント値「n」が、自然数「N」に一致するとき、換算部124は、全ての測定位置IPNについて、エコー振幅比を最大減肉値に換算している。この場合、ステップS360が実行される。他の場合には、ステップS370が実行される。
(ステップS360)
全ての測定位置IPNに亘る最大減肉値の分布を表すデータは、換算部124から画像生成部130へ出力され、換算部124は、処理を終了する。
全ての測定位置IPNに亘る最大減肉値の分布を表すデータは、換算部124から画像生成部130へ出力され、換算部124は、処理を終了する。
(ステップS370)
換算部124は、n番目の測定位置を表すデータと関連づけて、n番目の測定位置での最大減肉値を表すデータを保持する。その後、ステップS380が実行される。
換算部124は、n番目の測定位置を表すデータと関連づけて、n番目の測定位置での最大減肉値を表すデータを保持する。その後、ステップS380が実行される。
(ステップS380)
換算部124は、カウント値「n」を「1」だけ増分する。その後、ステップS330が実行される。
換算部124は、カウント値「n」を「1」だけ増分する。その後、ステップS330が実行される。
ステップS330、ステップS340、ステップS350、ステップS370及びステップS380からなる処理ループが繰り返される結果、換算部124は、表3に表される最大減肉データを順次構築することができる。表3に表される最大減肉データは、ステップS360において、換算部124から画像生成部130へ出力される。
(探傷部)
設計者は、図1を参照して説明された探傷部110に、様々な機能構成を与えることができる。探傷部110の例示的な機能構成が、以下に説明される。
設計者は、図1を参照して説明された探傷部110に、様々な機能構成を与えることができる。探傷部110の例示的な機能構成が、以下に説明される。
図9は、探傷部110の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図1及び図9を参照して、探傷部110が説明される。
探傷部110は、探傷装置210と、制御部220と、を含む。探傷装置210は、図1を参照して説明された送信探触子111及び受信探触子112を含む。送信探触子111は、制御部220の制御下で表面SH波を発信する。受信探触子112は、検査対象ITGによって反射され、上方に伝播した超音波エコーを受信する。受信探触子112は、超音波エコーの強度を表すエコー信号を生成する。エコー信号は、受信探触子112から保存部121へ出力される。
探傷装置210は、駆動部113と、位置測定部114と、を更に含む。駆動部113は、制御部220の制御下で動作し、探傷装置210を検査対象ITGの外周面に沿って移動させる。位置測定部114は、探傷装置210の移動距離(すなわち、探傷装置210の現在位置)を測定する。探傷装置210の移動距離(すなわち、探傷装置210の現在位置)を表す位置データは、位置測定部114から保存部121へ出力される。駆動部113は、一般的なモータであってもよい。位置測定部114は、モータに取り付けられた、或いは、モータに内蔵されたエンコーダであってもよい。
制御部220は、駆動制御部221と、超音波制御部222と、を含む。検査者は、探傷装置210を、所定の高さ位置において、上管部UPPに磁気的に吸着させた後、入力部150を操作し、探傷装置210の起動を要求する起動要求を入力する。起動要求は、入力部150から駆動制御部221及び超音波制御部222へ出力される。
駆動制御部221は、起動要求に応じて、探傷装置210を略一定速度で移動させるための駆動信号を生成する。駆動信号は、駆動制御部221から駆動部113へ出力される。駆動部113は、駆動信号に応じて、探傷装置210を、略一定速度で移動させる。
起動要求を受け取った超音波制御部222は、表面SH波の発信を要求する発信要求を、略一定の時間間隔で生成する。発信要求は、超音波制御部222から送信探触子111へ出力される。送信探触子111は、発信要求に応じて、表面SH波を下方に発信する。この結果、表面SH波は、検査対象ITGによって反射され、超音波エコーとして受信探触子112によって受信される。受信探触子112は、その後、図4に示されるような信号を生成する。受信探触子112が生成した信号は、上述の如く、保存部121に保存される。
制御部220は、図1を参照して説明されたデータ生成部120及び画像生成部130が組み込まれたコンピュータ装置に組み込まれてもよい。代替的に、データ生成部120及び画像生成部130が組み込まれたコンピュータ装置とは別異のコンピュータ装置のCPUとして設計されてもよい。
図10A及び図10Bは、探傷装置210の概略的な斜視図である。図1、図9乃至図10Bを参照して、探傷装置210が説明される。
図10Aは、上述の送信探触子111及び受信探触子112を示す。図10Aに示されるように、受信探触子112は、送信探触子111の近くに配置される。したがって、受信探触子112は、送信探触子111が発信した表面SH波の一部を受信することができる。この結果、受信探触子112が生成する信号は、図4を参照して説明された第1ピーク値を含むことができる。
送信探触子111及び受信探触子112に加えて、探傷装置210は、2つの前輪211と、2つの後輪212と、前モータ213と、後モータ214と、筐体215と、4つの磁石216と、を備える。2つの前輪211は、探傷装置210の進行方向において、2つの後輪212の前方に位置する。2つの前輪211は、前モータ213によって回転される。2つの後輪212は、2つの前輪211の整列方向と略平行に整列される。2つの後輪212は、後モータ214によって回転される。前モータ213及び後モータ214は、図9を参照して説明された駆動部113に相当する。
図10Aに示される4つの磁石216は、2つの前輪211及び2つの後輪212にそれぞれ内蔵されている。したがって、探傷装置210は、金属製の検査対象ITGに磁気的に吸着されることができる。
筐体215は、送信探触子111、受信探触子112、2つの前輪211及び2つの後輪212を取り囲む箱構造を有する。筐体215は、検査対象ITGに向けて開口し、送信探触子111、受信探触子112、2つの前輪211及び2つの後輪212は、筐体215の開口部を通じて露出している。したがって、検査者は、探傷装置210を所定の高さ位置において保持し、2つの前輪211及び2つの後輪212を上管部UPPの外周面に磁気的に吸着させることができる。この結果、送信探触子111及び受信探触子112は、上管部UPPの外周面に近接される。
前モータ213及び後モータ214は、図9を参照して説明された駆動制御部221によって駆動される。したがって、前モータ213及び後モータ214は、探傷装置210が検査対象ITGの周面に沿って連続的に移動するように、2つの前輪211及び2つの後輪212を回転させる。この間、送信探触子111は、図9を参照して説明された超音波制御部222の制御下で、表面SH波を発信する。この結果、表面SH波は、検査対象ITGによって反射され、超音波エコーとして受信探触子112によって受信される。受信探触子112は、その後、図4に示されるような信号を生成する。受信探触子112が生成した信号は、上述の如く、保存部121に保存される。
上述の実施形態の原理は、様々な検査対象の非破壊検査に利用可能である。上述の実施形態に関して、金属管は、検査対象ITGとして例示されている。しかしながら、検査対象ITGは、金属平板であってもよい。この場合、駆動部113(図9を参照)は、探傷装置210を所定の方向に移動させる。送信探触子111(図9を参照)は、探傷装置210に設定された検査対象領域に発信する。この結果、金属平板は、表面SH波によって、探傷装置210の移動方向及び表面SH波の発信方向に走査されることになる。超音波走査の結果(すなわち、エコー信号の信号波形)は、位置測定部114(図9を参照)からの複数の測定位置を表すデータとともに保存部121(図9を参照)に保存される。
検査者は、複数の測定位置を表すデータに加えて、金属平板の形状を表す形状データを入力することができる。形状データは、探傷装置210の移動方向における金属平板の長さを表すデータと、金属平板の厚さを表すデータと、を含んでもよい。
上述の実施形態と同様に、データ生成部120(図1を参照)は、エコー信号の信号波形を表すデータを処理し、金属平板の厚さ方向に平行な仮想平面上の分布として、複数の測定位置それぞれにおいて測定された最大減肉値を表す最大減肉データを生成することができる。画像生成部130(図1を参照)は、上述の形状データと最大減肉データとから輪郭画像信号と分布画像信号とを生成することができる。これらの画像信号は、画像生成部130から表示部140(図1を参照)へ出力される。この結果、表示部140は、金属平板の最大減肉値の分布を表す分布画像を、金属平板の輪郭を表す輪郭画像と同時に表示することができる。検査者は、分布画像と輪郭画像とを参照し、金属平板が交換されるべきか否かを直感的に判断することができる。
上述の実施形態に関して、探傷装置210は、制御部220の制御下で自動的に動作する。しかしながら、探傷装置210は、検査者によって手動で操作されてもよい。本実施形態の原理は、探傷装置210の特定の動作原理に限定されない。
上述の実施形態の原理は、様々な検査対象の非破壊検査に利用可能である。
100・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・減肉表示装置
110・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・探傷部
111・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送信探触子
112・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・受信探触子
120・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・データ生成部
123・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・算出部
124・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・換算部
130・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・画像生成部
140・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・表示部
ITG・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・検査対象
110・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・探傷部
111・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・送信探触子
112・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・受信探触子
120・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・データ生成部
123・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・算出部
124・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・換算部
130・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・画像生成部
140・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・表示部
ITG・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・検査対象
Claims (9)
- 検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面SH波の反射波として生成された超音波エコーを用いて、前記断面に平行な方向の前記検査対象の減肉深さを表示する減肉表示方法であって、
前記複数の測定位置それぞれにおいて前記超音波エコーの強度に基づき生成されたエコー信号から前記減肉深さを算出する工程と、
前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記複数の測定位置それぞれにおいて前記エコー信号に基づいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上における分布として表す分布画像と、を生成する工程と、
前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する工程と、を備える
減肉表示方法。 - 前記輪郭画像は、所定の閉領域を形成し、
前記分布画像は、前記閉領域内に表示される
請求項1に記載の減肉表示方法。 - 前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する前記工程は、前記正規の断面の前記輪郭から所定の量だけ減肉した断面輪郭を表す指標画像を前記閉領域内に表示することを含む
請求項2に記載の減肉表示方法。 - 前記表面SH波を発信する送信探触子を前記複数の測定位置それぞれに移動する工程と、
受信探触子を用いて、前記複数の測定位置それぞれで前記超音波エコーを受信し、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表す前記エコー信号を生成する工程と、を更に備え、
前記減肉深さを算出する前記工程は、前記複数の測定位置それぞれで、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布の中での最大減肉値を、前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記最大減肉値を、前記仮想平面上における前記分布として表す最大減肉データを生成することを含み、
前記分布画像は、前記最大減肉データに基づき生成される
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の減肉表示方法。 - 前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得され、
前記算出処理は、
(i)前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面SH波の一部を直接的に受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、
(ii)前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含む
請求項4に記載の減肉表示方法。 - 前記最大減肉データは、前記複数の測定位置それぞれに対して前記最大減肉値を得るための算出処理を行うことによって取得され、
前記算出処理は、
(i)前記送信探触子から発信された前記表面SH波の一部を直接的に受信するように配置された前記受信探触子によって生成された信号から、最も大きな第1ピーク値と、次に大きな第2ピーク値と、を見出すことと、
(ii)前記第2ピーク値を前記第1ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出することと、
(iii)前記エコー振幅比を、所定の換算式を用いて、前記最大減肉値に換算することと、を含む
請求項4に記載の減肉表示方法。 - 検査対象の所定の断面上で設定された複数の測定位置それぞれで、前記検査対象の表面に沿って発信された表面SH波の反射波として生成された超音波エコーを用いて検査された前記検査対象の欠陥を評価するための画像を表示する減肉表示装置であって、
前記表面SH波を発信する送信探触子と、前記超音波エコーを受信し、前記超音波エコーの強度に基づきエコー信号を生成する受信探触子と、を有する探傷部と、
前記複数の測定位置それぞれにおいて、前記断面に平行な方向の減肉深さを前記エコー信号から算出し、前記複数の測定位置それぞれにおいて算出された前記減肉深さを、前記断面に平行な仮想平面上の分布として表す減肉分布データを生成するデータ生成部と、
前記検査対象の正規の前記断面の輪郭を表す輪郭画像と、前記減肉深さの前記分布を表す分布画像と、を表す画像信号を生成する画像生成部と、
前記画像信号に応じて、前記輪郭画像と前記分布画像とを同時に表示する表示部と、を備え、
前記輪郭画像から前記分布画像までの距離が、前記複数の測定位置それぞれに対応する前記減肉深さを表すように、前記画像生成部は、前記画像信号を生成する
減肉表示装置。 - 前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表し、
前記データ生成部は、前記エコー信号のピーク値を、前記送信探触子から発信された前記表面SH波の一部を受信した前記受信探触子が、前記エコー信号の生成前に生成した信号のピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、
前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含む
請求項7に記載の減肉表示装置。 - 前記エコー信号は、前記断面に対して直角の方向における前記減肉深さの分布を表し、
前記データ生成部は、前記受信探触子が生成した信号から最も大きな第1ピーク値と、次に大きな第2ピーク値と、を見出した後、前記第2ピーク値を前記第1ピーク値で除算し、エコー振幅比を算出する算出部と、
前記エコー振幅比から、所定の換算式を用いて、前記断面に対して前記直角の方向における前記減肉深さの前記分布の中で最大の減肉深さを表す最大減肉値を換算する換算部と、を含む
請求項7に記載の減肉表示装置。
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