JP2019158643A - Irregularity detection device, irregularity detection system, and irregularity detection method - Google Patents

Irregularity detection device, irregularity detection system, and irregularity detection method Download PDF

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Abstract

To discriminate information caused by an uneven shape of a surface of a metal base body from the reflected terahertz wave upon irradiating an object having a non-metal layer provided in an upper layer of the metal base body with a terahertz wave, and detect irregularity of the metal base body.SOLUTION: An irregularity detection device comprises: terahertz wave transmission means that is configured to be capable of irradiating a surface of an object having a non-metal layer provided in an upper layer of a metal base body with a terahertz wave, and scans on the surface of the object in association with a coordinate; terahertz wave reception means that is configured to be capable of receiving the terahertz wave reflected upon the object, and scans on the surface of the object in association with the coordinate; displacement measurement means that measures a relative displacement of a prescribed location of the surface of the object to create unevenness data on the surface of the object, and scans on the surface of the object in association with the coordinate; and analysis means that extracts an irregularity part of the surface of the metal base body from reception data on the terahertz wave obtained by the terahertz wave reception means and the unevenness data obtained by the displacement measurement means.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電磁波を利用して対象物における異常を検出する異常検出装置、異常検出システム、および異常検出方法に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device, an abnormality detection system, and an abnormality detection method for detecting an abnormality in an object using electromagnetic waves.

近年、テラヘルツ波イメージングやレーダの研究開発が行われており、非破壊検査やセンシングなどへの応用が期待されている。テラヘルツ波は、樹脂などの非金属材料に照射するとほとんどが透過する一方、金属材料に照射するとほとんどが反射する性質を有する。従来、このようなテラヘルツ波の性質を利用することによって、樹脂層などの非金属材料層の下層に存在する金属材料層の表面の異常を検出する技術が検討されている。   In recent years, research and development of terahertz wave imaging and radar have been conducted, and application to non-destructive inspection and sensing is expected. The terahertz wave has a property that most of the terahertz wave is transmitted when irradiated to a non-metallic material such as a resin, and most of the terahertz wave is reflected when irradiated to a metal material. Conventionally, a technique for detecting an abnormality in the surface of a metal material layer existing in a lower layer of a non-metal material layer such as a resin layer by using the property of the terahertz wave has been studied.

例えば、特許文献1には、テラヘルツ波を、第1部材および第1部材上に配置された第2部材を含む対象物に照射する照射手段と、対象物により反射されたテラヘルツ波を受信する受信手段と、第2部材を透過し、第1部材によって反射された後に、第2部材の内側および第1部材において複数回反射された多重反射テラヘルツ波の受信状態に基づいて、第1部材の異常を検知する検知手段とを備える異常検出装置が開示されている。また、非特許文献1には、テラヘルツ波の性質を利用して2次元イメージングを行うことができる、共鳴トンネルダイオード(RTD:Resonant Tunneling Diode)を用いた反射型光学系の電子デバイス方式によるイメージング装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses an irradiation unit that irradiates an object including a first member and a second member disposed on the first member, and reception that receives the terahertz wave reflected by the object. And an abnormality of the first member based on the reception state of the multiple reflection terahertz wave that is transmitted through the second member and reflected by the first member and then reflected a plurality of times on the inner side of the second member and on the first member An abnormality detection device is disclosed that includes a detection means for detecting the error. Further, Non-Patent Document 1 discloses an imaging apparatus based on an electronic device system of a reflective optical system using a resonant tunneling diode (RTD) that can perform two-dimensional imaging using the properties of terahertz waves. Is disclosed.

上述した技術において、テラヘルツ波を利用して金属材料の表面の凹凸、すなわち表面までの距離を計測するためには、必要な計測分解能を得るために時間幅の小さなテラヘルツ波によるパルス波を利用する必要がある。ところが、テラヘルツ波のパルス波を発生させるためには、煩雑な機構が必要になる。そこで、テラヘルツ波を連続的に出射させる、いわゆるテラヘルツ連続波を利用する方法が検討された。テラヘルツ連続波は、時間情報を利用できないため、TOF(Time of Flight)による距離の計測が困難である。そこで、テラヘルツ連続波が金属材料などからなる対象物の表面などで反射することによって生じる干渉縞を利用して、対象物の表面の凹凸を評価する方法が考えられる。   In the above-described technique, in order to measure the unevenness of the surface of the metal material using the terahertz wave, that is, the distance to the surface, a pulse wave by the terahertz wave having a small time width is used in order to obtain a necessary measurement resolution. There is a need. However, in order to generate a terahertz pulse wave, a complicated mechanism is required. Then, the method of utilizing what is called a terahertz continuous wave which radiate | emits a terahertz wave continuously was examined. Since the terahertz continuous wave cannot use time information, it is difficult to measure the distance by TOF (Time of Flight). In view of this, a method for evaluating the unevenness of the surface of the object by using interference fringes caused by reflection of the terahertz continuous wave on the surface of the object made of a metal material or the like can be considered.

特開2016−75618号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-75618

山口淳、「テラヘルツイメージングシステムの開発」、PIONEER R&D(2014)Satoshi Yamaguchi, “Development of Terahertz Imaging System”, PIONEER R & D (2014)

しかしながら、金属材料からなる基体(以下、金属基体)の上層に樹脂層などの非金属材料からなる層(以下、非金属層)が設けられた対象物に、非金属層側からテラヘルツ連続波を照射した場合、金属基体の表面の反射波と非金属層の表面の反射波とによって干渉縞が発生するが、生じた干渉縞から金属基体の表面の凹凸形状に関する情報を取り出すことは、極めて困難である。そのため、金属基体の表面の凹凸形状に起因する情報を識別して、金属基体の異常を検出できる技術が求められていた。   However, a terahertz continuous wave is applied from the non-metal layer side to an object in which a layer made of a non-metal material such as a resin layer (hereinafter referred to as a non-metal layer) is provided on an upper layer of a metal material base (hereinafter referred to as a metal substrate). When irradiated, interference fringes are generated by the reflected wave on the surface of the metal substrate and the reflected wave on the surface of the non-metal layer, but it is extremely difficult to extract information on the irregular shape of the surface of the metal substrate from the generated interference fringes. It is. Therefore, there has been a demand for a technique capable of identifying information resulting from the uneven shape on the surface of the metal substrate and detecting an abnormality of the metal substrate.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物に、非金属層側からテラヘルツ波を照射して反射したテラヘルツ波を測定する場合に、測定されたテラヘルツ波の情報から金属基体の表面の凹凸形状に起因した情報を識別して、金属基体の異常を検出できる異常検出装置、異常検出システム、および異常検出方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a terahertz wave reflected by irradiating a terahertz wave from a non-metal layer side to an object provided with a non-metal layer on an upper layer of a metal substrate. An abnormality detection device, an abnormality detection system, and an abnormality detection method capable of identifying information caused by the uneven shape of the surface of the metal substrate from the measured terahertz wave information and detecting an abnormality of the metal substrate. It is to provide.

(1)上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る異常検出装置は、金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物の表面の所定位置にテラヘルツ波を照射可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を走査可能なテラヘルツ波発信手段と、前記対象物の前記所定位置において反射されたテラヘルツ波を受信可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能なテラヘルツ波受信手段と、前記対象物の表面の前記所定位置の相対変位を計測して、前記対象物の表面の凹凸データを生成可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能な変位計測手段と、前記テラヘルツ波受信手段によって得られた前記反射されたテラヘルツ波の受信データと、前記変位計測手段によって得られた前記凹凸データとに基づいて、前記金属基体の表面の異常部を抽出する解析手段と、を備えることを特徴とする。   (1) In order to solve the above-described problems and achieve the object, an abnormality detection device according to one embodiment of the present invention includes a terahertz wave at a predetermined position on the surface of an object provided with a non-metal layer on an upper layer of a metal substrate. The terahertz wave transmitting means configured to irradiate a wave, capable of scanning the surface of the object, and configured to receive the terahertz wave reflected at the predetermined position of the object, Terahertz wave receiving means capable of scanning while associating the surface of the object with coordinates, and measuring the relative displacement of the predetermined position of the surface of the object to generate unevenness data of the surface of the object And a displacement measuring means capable of scanning while associating the surface of the object with coordinates, and the reception data of the reflected terahertz wave obtained by the terahertz wave receiving means. , On the basis of the said uneven data obtained by the displacement measuring means, characterized in that it comprises, analyzing means for extracting the abnormal part of the surface of the metal substrate.

(2)本発明の一態様に係る異常検出装置は、上記(1)の発明において、前記解析手段は、前記凹凸データを前記対象物の表面に対応させてマッピングした変位情報に基づいて前記金属基体の表面が正常である場合に得られる推定情報を生成し、前記受信データを前記対象物の表面に対応させてマッピングしたテラヘルツ波情報から、前記推定情報を除去して、前記金属基体の表面の異常部を抽出することを特徴とする。   (2) In the abnormality detection device according to one aspect of the present invention, in the invention according to (1), the analysis unit is configured to use the metal based on displacement information obtained by mapping the unevenness data corresponding to the surface of the object. Generating estimation information obtained when the surface of the substrate is normal, removing the estimation information from the terahertz wave information in which the received data is mapped in correspondence with the surface of the object, and the surface of the metal substrate The abnormal part is extracted.

(3)本発明の一態様に係る異常検出装置は、上記(1)または(2)の発明において、前記テラヘルツ波の周波数が0.3THz以上0.6THz以下であることを特徴とする。   (3) The abnormality detection device according to one aspect of the present invention is characterized in that, in the invention of (1) or (2), the frequency of the terahertz wave is 0.3 THz or more and 0.6 THz or less.

(4)本発明の一態様に係る異常検出システムは、金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物の表面の所定位置にテラヘルツ波を照射可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を走査可能なテラヘルツ波発信手段、前記対象物の前記所定位置において反射されたテラヘルツ波を受信可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能なテラヘルツ波受信手段、および、前記対象物の表面の前記所定位置の相対変位を計測して、前記対象物の表面の凹凸データを生成可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能な変位計測手段、を備えたテラヘルツ波計測手段と、前記テラヘルツ波受信手段によって得られた前記反射されたテラヘルツ波の受信データ、および前記変位計測手段によって得られた前記凹凸データに基づいて、前記金属基体の表面の異常部を抽出する解析手段とが、ネットワークを介して前記受信データおよび前記凹凸データを送受信可能に構成されていることを特徴とする。   (4) The anomaly detection system according to one aspect of the present invention is configured to be able to irradiate a terahertz wave to a predetermined position on the surface of an object on which a non-metal layer is provided on an upper layer of a metal base, and the object Terahertz wave transmitting means capable of scanning the surface of the object, terahertz waves configured to receive the terahertz wave reflected at the predetermined position of the object, and capable of scanning while associating the surface of the object with coordinates The receiving means is configured to measure the relative displacement at the predetermined position on the surface of the object to generate uneven data on the surface of the object, and associates the surface of the object with coordinates. A terahertz wave measuring means comprising a displacement measuring means capable of scanning while receiving the reflected terahertz wave received data obtained by the terahertz wave receiving means, and Based on the unevenness data obtained by the displacement measuring means, the analyzing means for extracting an abnormal portion on the surface of the metal substrate is configured to be able to transmit and receive the received data and the unevenness data via a network. It is characterized by that.

(5)本発明の一態様に係る異常検出方法は、金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物の表面を走査しつつ所定位置にテラヘルツ波を照射する照射ステップと、前記対象物において前記所定位置で反射されたテラヘルツ波を前記対象物の表面の座標に関連付けしつつ受信する受信ステップと、前記対象物の表面を走査しつつ前記所定位置の相対変位を計測して、前記対象物の表面の凹凸データを座標に関連付けしつつ取得する変位計測ステップと、前記受信ステップにおいて得られた前記反射されたテラヘルツ波の受信データと、前記変位計測ステップにおいて得られた前記凹凸データとに基づいて、前記金属基体の表面の異常部を抽出する解析ステップとを含むことを特徴とする。   (5) An abnormality detection method according to an aspect of the present invention includes an irradiation step of irradiating a terahertz wave to a predetermined position while scanning a surface of an object in which a nonmetal layer is provided on an upper layer of a metal substrate, and the object Receiving the terahertz wave reflected at the predetermined position in association with the coordinates of the surface of the object, and measuring the relative displacement at the predetermined position while scanning the surface of the object, Displacement measurement step for acquiring unevenness data on the surface of an object in association with coordinates, reception data of the reflected terahertz wave obtained in the reception step, and the unevenness data obtained in the displacement measurement step And an analysis step of extracting an abnormal portion on the surface of the metal base.

本発明に係る異常検出装置、異常検出システム、および異常検出方法によれば、金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物に、非金属層側からテラヘルツ波を照射して反射したテラヘルツ波を測定する場合に、反射されたテラヘルツ波の情報から金属基体の表面の凹凸形状に起因した情報を識別して、金属基体の異常を検出することが可能になる。   According to the abnormality detection apparatus, the abnormality detection system, and the abnormality detection method according to the present invention, the terahertz reflected by irradiating the object having the nonmetal layer on the metal substrate with the terahertz wave from the nonmetal layer side is reflected. When measuring a wave, it is possible to identify information resulting from the uneven shape on the surface of the metal substrate from the information of the reflected terahertz wave and detect an abnormality of the metal substrate.

図1は、本発明の一実施形態による異常検出装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an abnormality detection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態による異常検出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the abnormality detection apparatus according to one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態による異常検出装置によって生成されるイメージ画像を示す図であって、(a)はテラヘルツ波イメージ画像、(b)は鋼管が正常状態であって鋼面が平滑である場合に、樹脂層の存在によって生じると推定される推定テラヘルツ波イメージ画像、(c)は(a)と(b)との差分によって得られるイメージ画像である。FIG. 3 is a diagram showing an image generated by the anomaly detection device according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a terahertz wave image, (b) is a steel pipe in a normal state, and a steel surface is In the case of smoothness, an estimated terahertz wave image image presumed to be generated by the presence of the resin layer, (c) is an image image obtained by the difference between (a) and (b).

以下、本発明の一実施形態による異常検出装置および異常検出方法について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。   Hereinafter, an abnormality detection apparatus and an abnormality detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiment, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Further, the present invention is not limited to the embodiment described below.

図1は、本発明の一実施形態による異常検出装置1の全体構成を示す図である。図2は、この一実施形態による異常検出装置1の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an abnormality detection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the abnormality detection apparatus 1 according to this embodiment.

図1に示すように、この一実施形態による異常検出装置1は、テラヘルツ送受波ヘッド10、変位計ヘッド20、スキャナヘッド30、テラヘルツ送受波コントローラ40、変位計コントローラ50、スキャナコントローラ60、および解析制御部70を有して構成される。異常検出装置1によって検査対象物としての配管80における異常が検出される。なお配管80は円筒状であるが、配管以外の円柱状の部材などであってもよい。また、配管80は検査対象物の一例であって、検査対象物は必ずしも配管に限定されない。対象物としては具体的に、塗覆装を有する鋼構造物などの金属材料からなる基体の所定の面の上層に、非金属層が形成された種々の物体とすることができる。   As shown in FIG. 1, the abnormality detection apparatus 1 according to this embodiment includes a terahertz transmission / reception head 10, a displacement meter head 20, a scanner head 30, a terahertz transmission / reception controller 40, a displacement meter controller 50, a scanner controller 60, and an analysis. A control unit 70 is included. The abnormality detection device 1 detects an abnormality in the pipe 80 as an inspection object. The pipe 80 is cylindrical, but may be a columnar member other than the pipe. The pipe 80 is an example of an inspection object, and the inspection object is not necessarily limited to the pipe. Specifically, the object may be various objects in which a non-metal layer is formed on an upper layer of a predetermined surface of a base made of a metal material such as a steel structure having a coating.

テラヘルツ送受波ヘッド10は、テラヘルツ送受波コントローラ40によって制御される。テラヘルツ送受波ヘッド10は、テラヘルツ波を配管80の表面に照射可能に構成されているとともに、反射したテラヘルツ波を検出可能に構成された反射型のテラヘルツ波計測装置から構成される。すなわち、テラヘルツ送受波ヘッド10は、テラヘルツ波発信手段とテラヘルツ波受信手段とを兼ね備える。ここで、テラヘルツ波は、1テラヘルツ(1THz=1012Hz)前後、具体的には、100GHz〜10THz(1011〜1013Hz)の周波数領域である、いわゆるテラヘルツ領域に属する電磁波である。テラヘルツ領域は、光の直進性と電磁波の透過性を兼ね備えた周波数領域である。なお、この一実施形態においては、テラヘルツ波の周波数は、配管80の表面の樹脂層82の膜厚に応じて選定することが可能であり、好適には0.3THz以上0.6THz以下であるが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。 The terahertz transmission / reception head 10 is controlled by the terahertz transmission / reception controller 40. The terahertz transmission / reception head 10 is configured to be capable of irradiating the surface of the pipe 80 with a terahertz wave, and includes a reflective terahertz wave measuring device configured to be able to detect a reflected terahertz wave. That is, the terahertz transmission / reception head 10 has both terahertz wave transmission means and terahertz wave reception means. Here, the terahertz wave is an electromagnetic wave belonging to a so-called terahertz region, which is around 1 terahertz (1 THz = 10 12 Hz), specifically, a frequency region of 100 GHz to 10 THz (10 11 to 10 13 Hz). The terahertz region is a frequency region that combines light straightness and electromagnetic wave transparency. In this embodiment, the frequency of the terahertz wave can be selected according to the film thickness of the resin layer 82 on the surface of the pipe 80, and is preferably 0.3 THz or more and 0.6 THz or less. However, it is not necessarily limited to this range.

変位計ヘッド20は、変位計コントローラ50によって制御される。スキャナヘッド30は、スキャナコントローラ60によって制御される。スキャナヘッド30は、管軸方向移動機構31によって配管80の長手方向(X軸方向)に沿って移動可能に構成されている。また、スキャナヘッド30は、配管80の管周方向移動機構32によって配管80の周方向(θ軸方向)に沿って移動可能に構成されている。管軸方向移動機構31および管周方向移動機構32によってそれぞれ、管軸方向および管周方向に沿った配管80の座標(X,θ)を定義できる。さらに、テラヘルツ送受波ヘッド10および変位計ヘッド20は、スキャナヘッド30の配管80側の部分に固定されている。これにより、テラヘルツ送受波ヘッド10および変位計ヘッド20は、スキャナヘッド30の移動によって、配管80の外周面を2次元的に走査可能に構成されている。   The displacement meter head 20 is controlled by a displacement meter controller 50. The scanner head 30 is controlled by a scanner controller 60. The scanner head 30 is configured to be movable along the longitudinal direction (X-axis direction) of the pipe 80 by the tube axis direction moving mechanism 31. The scanner head 30 is configured to be movable along the circumferential direction (θ-axis direction) of the pipe 80 by the pipe circumferential direction moving mechanism 32 of the pipe 80. The coordinates (X, θ) of the pipe 80 along the pipe axis direction and the pipe circumferential direction can be defined by the pipe axis direction moving mechanism 31 and the pipe circumferential direction moving mechanism 32, respectively. Further, the terahertz transmission / reception head 10 and the displacement meter head 20 are fixed to a portion of the scanner head 30 on the pipe 80 side. Thereby, the terahertz transmission / reception head 10 and the displacement meter head 20 are configured to be able to scan the outer peripheral surface of the pipe 80 two-dimensionally by the movement of the scanner head 30.

制御手段としての解析制御部70は、テラヘルツ送受波コントローラ40、変位計コントローラ50、およびスキャナコントローラ60を統括して制御する。この場合、解析制御部70によって、テラヘルツ送受波コントローラ40、変位計コントローラ50、およびスキャナコントローラ60が統括して制御される。また、解析手段としての解析制御部70による解析の詳細については、後述する。なお、解析制御部70は、制御手段としての制御部と解析手段としての解析部とを別体で構成することも可能である。解析制御部70を制御部と解析部との別体で構成した場合、制御部と解析部とを、ケーブル等の有線によって接続しても、ネットワークなどを介した無線接続してもよい。   The analysis control unit 70 as a control unit controls the terahertz transmission / reception controller 40, the displacement meter controller 50, and the scanner controller 60 in an integrated manner. In this case, the analysis control unit 70 controls the terahertz transmission / reception controller 40, the displacement meter controller 50, and the scanner controller 60 in an integrated manner. Details of the analysis by the analysis control unit 70 as an analysis unit will be described later. In addition, the analysis control part 70 can also comprise separately the control part as a control means, and the analysis part as an analysis means. When the analysis control unit 70 is configured as a separate unit of the control unit and the analysis unit, the control unit and the analysis unit may be connected by wire such as a cable, or may be wirelessly connected through a network or the like.

また、図2に示すように、テラヘルツ送受波ヘッド10は、テラヘルツ波発信手段としてのテラヘルツ波発信部11、ビームスプリッタ12、対物レンズ13、およびテラヘルツ波受信手段としてのテラヘルツ波受信部14を有して構成される。発信光学系であるテラヘルツ波発信部11は、例えば共鳴トンネルダイオード(RTD:Resonant Tunneling Diode)などを備えて構成されるテラヘルツ波発生素子111と、半球レンズ112と、コリメートレンズ113とを有して構成される。なお、共鳴トンネルダイオードの代わりに、光伝導アンテナ(PCA:Photo Conductive Antenna)を用いてもよい。受信光学系としてのテラヘルツ波受信部14は、集光レンズ141、半球レンズ142、およびテラヘルツ波検出素子143を有して構成される。   As shown in FIG. 2, the terahertz transmission / reception head 10 includes a terahertz wave transmitting unit 11 as a terahertz wave transmitting unit, a beam splitter 12, an objective lens 13, and a terahertz wave receiving unit 14 as a terahertz wave receiving unit. Configured. The terahertz wave transmission unit 11 that is a transmission optical system includes, for example, a terahertz wave generation element 111 including a resonant tunneling diode (RTD), a hemispherical lens 112, and a collimating lens 113. Composed. Note that a photoconductive antenna (PCA) may be used instead of the resonant tunneling diode. The terahertz wave receiving unit 14 as a receiving optical system includes a condenser lens 141, a hemispherical lens 142, and a terahertz wave detecting element 143.

この一実施形態による異常検出装置1の動作時においては、テラヘルツ送受波ヘッド10からテラヘルツ波が出射される。具体的には、テラヘルツ波発生素子111において発生したテラヘルツ波が、半球レンズ112およびコリメートレンズ113を介して、テラヘルツ波として出射される。ここで、出射されるテラヘルツ波は、典型的には連続的に出射されるテラヘルツ連続波であるが、断続的に出射されるテラヘルツパルス波やトーンバースト波であってもよい。   During the operation of the abnormality detection device 1 according to this embodiment, a terahertz wave is emitted from the terahertz transmission / reception head 10. Specifically, the terahertz wave generated in the terahertz wave generating element 111 is emitted as a terahertz wave through the hemispherical lens 112 and the collimating lens 113. Here, the emitted terahertz wave is typically a continuous terahertz wave that is emitted continuously, but may be a terahertz pulse wave or a tone burst wave that is emitted intermittently.

テラヘルツ波発信部11から出射されたテラヘルツ波は、ビームスプリッタ12を透過し、対物レンズ13を介して配管80の表面の所定位置に照射される。配管80は、金属基体としての鋼管81の表面(以下、鋼面81a)に、上層として非金属層としての樹脂層82が設けられて構成される。樹脂層82は、防食層として機能する。配管80に対して、樹脂層82の側から照射されるテラヘルツ波のほとんどは、鋼面81aで反射される。配管80に照射されたテラヘルツ波の内の一部は、樹脂層82の表面82aで反射される。   The terahertz wave emitted from the terahertz wave transmission unit 11 passes through the beam splitter 12 and is irradiated to a predetermined position on the surface of the pipe 80 through the objective lens 13. The pipe 80 is configured by providing a resin layer 82 as a non-metal layer as an upper layer on the surface of a steel pipe 81 as a metal substrate (hereinafter, steel surface 81a). The resin layer 82 functions as an anticorrosion layer. Most of the terahertz waves irradiated from the resin layer 82 side to the pipe 80 are reflected by the steel surface 81a. A part of the terahertz wave irradiated to the pipe 80 is reflected by the surface 82 a of the resin layer 82.

反射されたテラヘルツ波は、対物レンズ13を介して、ビームスプリッタ12に入射される。テラヘルツ波は、ビームスプリッタ12において反射され、テラヘルツ波受信手段としてのテラヘルツ波受信部14に導入される。テラヘルツ波受信部14においては、鋼面81aおよび樹脂層82の表面82aの形状に対応したテラヘルツ波が検出される。すなわち、集光レンズ141によって集光されたテラヘルツ波は、半球レンズ142においてテラヘルツ波検出素子143に集められ、テラヘルツ波の強度に応じた信号が検出される。これにより、反射したテラヘルツ波を測定できる。   The reflected terahertz wave is incident on the beam splitter 12 via the objective lens 13. The terahertz wave is reflected by the beam splitter 12 and introduced into the terahertz wave receiving unit 14 serving as a terahertz wave receiving unit. In the terahertz wave receiving unit 14, terahertz waves corresponding to the shapes of the steel surface 81 a and the surface 82 a of the resin layer 82 are detected. That is, the terahertz waves collected by the condensing lens 141 are collected by the hemispherical lens 142 to the terahertz wave detecting element 143, and a signal corresponding to the intensity of the terahertz waves is detected. Thereby, the reflected terahertz wave can be measured.

変位計測手段を構成する変位計ヘッド20は、従来公知の非接触式レーザ変位計、または従来公知の接触式変位計を備えて構成される。好適には、レーザ光を照射可能な光源、および配管80で反射されたレーザ光を集光して結像する受光素子(いずれも図示せず)を備えた、非接触式レーザ変位計を備える。変位計ヘッド20は、配管80に向けてレーザ光25を照射して、配管80の表面の相対変位を計測する。変位計測手段を構成する変位計コントローラ50は、変位計ヘッド20への電源供給とヘッド内部の構成部品への制御信号出力とを行う。これとともに、変位計コントローラ50は、変位計ヘッド20から供給された相対変位の計測値(相対変位データ)から、配管80の表面の凹凸データを生成する。変位計コントローラ50は、生成した凹凸データを解析制御部70に供給する。   The displacement meter head 20 constituting the displacement measuring means includes a conventionally known non-contact type laser displacement meter or a conventionally known contact displacement meter. Preferably, a non-contact type laser displacement meter including a light source capable of irradiating laser light and a light receiving element (none of which is shown) that focuses the laser light reflected by the pipe 80 to form an image is provided. . The displacement meter head 20 measures the relative displacement of the surface of the pipe 80 by irradiating the pipe 80 with the laser beam 25. The displacement meter controller 50 constituting the displacement measuring means supplies power to the displacement meter head 20 and outputs control signals to components inside the head. At the same time, the displacement meter controller 50 generates unevenness data on the surface of the pipe 80 from the relative displacement measurement value (relative displacement data) supplied from the displacement meter head 20. The displacement meter controller 50 supplies the generated unevenness data to the analysis control unit 70.

走査手段としてのスキャナヘッド30は、管軸方向移動機構31、管周方向移動機構32、およびキャリッジ33を備えて構成される。キャリッジ33には、テラヘルツ送受波ヘッド10および変位計ヘッド20が設置される。そして、例えばボールねじやステッピングモータなどから構成された管軸方向移動機構31および管周方向移動機構32を駆動することにより、キャリッジ33が配管80の表面に沿って2次元的に移動する。これにより、キャリッジ33に固定されたテラヘルツ送受波ヘッド10および変位計ヘッド20による走査が行われる。   A scanner head 30 as a scanning unit includes a tube axis direction moving mechanism 31, a tube circumferential direction moving mechanism 32, and a carriage 33. The carriage 33 is provided with the terahertz transmission / reception head 10 and the displacement meter head 20. Then, the carriage 33 moves two-dimensionally along the surface of the pipe 80 by driving the pipe axis direction moving mechanism 31 and the pipe circumferential direction moving mechanism 32 configured by, for example, a ball screw or a stepping motor. Thereby, scanning by the terahertz wave transmitting / receiving head 10 and the displacement meter head 20 fixed to the carriage 33 is performed.

スキャナコントローラ60は、スキャナヘッド30における管軸方向移動機構31、管周方向移動機構32、およびキャリッジ33の駆動信号を生成する。また、スキャナコントローラ60は、駆動信号の生成とともに、駆動の結果として、テラヘルツ送受波ヘッド10が配管80の面のどの位置のテラヘルツ波を受信しているかをモニタした、座標の情報を含むテラヘルツ撮像位置データを生成する。なお、反射波が観測されない場合には、テラヘルツ波を照射した位置の座標を、反射率が0のテラヘルツ波を受信した座標とする。同様に、スキャナコントローラ60は、駆動信号の生成とともに、駆動の結果として、変位計ヘッド20が配管80の面のどの位置からのレーザ光を受光しているか、換言すると、配管80のどの座標において変位の計測が行われているかをモニタした、座標を含む変位計測位置データを生成する。   The scanner controller 60 generates drive signals for the tube axis direction moving mechanism 31, the tube circumferential direction moving mechanism 32, and the carriage 33 in the scanner head 30. Also, the scanner controller 60 monitors the terahertz wave at which the terahertz transmission / reception head 10 is receiving the terahertz wave on the surface of the pipe 80 as a result of the drive as well as the generation of the drive signal. Generate position data. If no reflected wave is observed, the coordinates of the position irradiated with the terahertz wave are the coordinates at which the terahertz wave having a reflectance of 0 is received. Similarly, the scanner controller 60 generates the drive signal and, as a result of the drive, the position of the laser beam from which position the displacement meter head 20 receives the laser light from the surface of the pipe 80, in other words, at which coordinate of the pipe 80. Displacement measurement position data including coordinates is generated by monitoring whether displacement is being measured.

テラヘルツ送受波コントローラ40は、テラヘルツ送受波ヘッド10に対する各種制御を行うとともに、テラヘルツ送受波ヘッド10によって検出された信号の処理を行う。テラヘルツ送受波コントローラ40は、信号増幅部41、バイアス生成部42、ロックイン検出部43、および記録部44を備える。信号増幅部41は、テラヘルツ波受信部14によって検出された信号を増幅し、テラヘルツ波受信データとしてロックイン検出部43に出力する。バイアス生成部42は、バイアス電圧を生成してテラヘルツ波発生素子111およびテラヘルツ波検出素子143をバイアスし、バイアス電圧に応じて発信または受信するテラヘルツ波を変化させる。テラヘルツ波発生素子111およびテラヘルツ波検出素子143によって発信または受信されたテラヘルツ波は、微弱な場合もある。この場合、テラヘルツ波の検出には、ロックイン検出が用いられる。ロックイン検出の際、テラヘルツ波発信部11においては、テラヘルツ波発生素子111のバイアス電圧として変調された参照信号が用いられることにより、テラヘルツ波の検出信号のノイズ成分が除去される。記録部44は、テラヘルツ撮像位置データに関連付けされつつ、検出されたテラヘルツ波受信データを記録する。   The terahertz transmission / reception controller 40 performs various controls on the terahertz transmission / reception head 10 and processes signals detected by the terahertz transmission / reception head 10. The terahertz transmission / reception controller 40 includes a signal amplification unit 41, a bias generation unit 42, a lock-in detection unit 43, and a recording unit 44. The signal amplification unit 41 amplifies the signal detected by the terahertz wave reception unit 14 and outputs the amplified signal to the lock-in detection unit 43 as terahertz wave reception data. The bias generation unit 42 generates a bias voltage to bias the terahertz wave generation element 111 and the terahertz wave detection element 143, and changes the terahertz wave transmitted or received according to the bias voltage. The terahertz wave transmitted or received by the terahertz wave generating element 111 and the terahertz wave detecting element 143 may be weak. In this case, lock-in detection is used for detecting the terahertz wave. At the time of lock-in detection, the terahertz wave transmission unit 11 uses the reference signal modulated as the bias voltage of the terahertz wave generation element 111 to remove the noise component of the terahertz wave detection signal. The recording unit 44 records the detected terahertz wave reception data while being associated with the terahertz imaging position data.

スキャナコントローラ60において生成されたテラヘルツ撮像位置データは、テラヘルツ送受波コントローラ40によってテラヘルツ波受信データと関連付けされる。同様に、スキャナコントローラ60において生成された変位計測位置データは、変位計コントローラ50によって凹凸データと関連付けされる。これらのテラヘルツ撮像位置データ、テラヘルツ波受信データ、変位計測位置データ、および凹凸データはそれぞれ、記録部44に格納された後に解析制御部70に供給される。なお、解析制御部70が制御部と解析部とで別体に構成されていた場合、スキャナコントローラ60が生成したテラヘルツ撮像位置データおよび変位計測位置データは、位置情報として、解析部に供給可能な状態で制御部における所定の記録部に格納してもよい。   The terahertz imaging position data generated by the scanner controller 60 is associated with the terahertz wave reception data by the terahertz transmission / reception controller 40. Similarly, the displacement measurement position data generated in the scanner controller 60 is associated with the unevenness data by the displacement meter controller 50. These terahertz imaging position data, terahertz wave reception data, displacement measurement position data, and concavo-convex data are respectively stored in the recording unit 44 and then supplied to the analysis control unit 70. When the analysis control unit 70 is configured separately from the control unit and the analysis unit, the terahertz imaging position data and the displacement measurement position data generated by the scanner controller 60 can be supplied to the analysis unit as position information. You may store in the predetermined recording part in a control part in a state.

解析制御部70は、画像処理部71を有する。画像処理部71には、記録部44に記録されたテラヘルツ撮像位置データおよびテラヘルツ波受信データが、互いに関連付けられて供給される。画像処理部71は、座標を含むテラヘルツ撮像位置データおよびテラヘルツ波受信データに基づいて、配管80の表面に対応させてマッピングしたテラヘルツ波イメージ画像を生成する。また、画像処理部71には、変位計測位置データおよび凹凸データが、互いに関連付けされて供給される。画像処理部71は、座標を含む変位計測位置データおよび凹凸データを含む変位情報に基づいて、配管80の表面に対応させてマッピングした、推定されたテラヘルツ波イメージ画像(以下、推定テラヘルツ波イメージ画像)を生成する。推定情報としての推定テラヘルツ波イメージ画像は、樹脂層82において計測された凹凸データを用いて、鋼管81が正常状態であって鋼面81aが平滑である場合に生じると推定されるイメージ画像である。   The analysis control unit 70 includes an image processing unit 71. The terahertz imaging position data and terahertz wave reception data recorded in the recording unit 44 are supplied to the image processing unit 71 in association with each other. The image processing unit 71 generates a terahertz wave image image mapped in correspondence with the surface of the pipe 80 based on the terahertz imaging position data including the coordinates and the terahertz wave reception data. Further, the displacement measurement position data and the unevenness data are supplied to the image processing unit 71 in association with each other. The image processing unit 71 maps an estimated terahertz wave image image (hereinafter referred to as an estimated terahertz wave image image) mapped in correspondence with the surface of the pipe 80 based on displacement measurement position data including coordinates and displacement information including unevenness data. ) Is generated. The estimated terahertz wave image image as the estimation information is an image image that is estimated to be generated when the steel pipe 81 is in a normal state and the steel surface 81a is smooth using the unevenness data measured in the resin layer 82. .

図3(a)は、画像処理部71によって生成されたテラヘルツ波イメージ画像の一例を示す。テラヘルツ波情報としてのテラヘルツ波イメージ画像200は、鋼面81aからの反射波および樹脂層82の表面82aからの反射波、ならびにこれらの反射波によって生じる干渉縞が合成された輝度の分布からなる。   FIG. 3A shows an example of a terahertz wave image image generated by the image processing unit 71. The terahertz wave image image 200 as terahertz wave information includes a reflected wave from the steel surface 81a, a reflected wave from the surface 82a of the resin layer 82, and a luminance distribution obtained by combining interference fringes generated by these reflected waves.

図3(a)に示すように、テラヘルツ波イメージ画像200においては、テラヘルツ連続波が配管80の表面に照射されたことによって、干渉縞201が得られる。干渉縞201自体は、配管80における鋼面81aおよび樹脂層82の表面82aが略完全に平滑な平面や曲面(以下、面と総称する)であっても発生する。鋼面81aが平滑、かつ樹脂層82の厚さが均一であれば、干渉縞201は規則性のある縞模様になる。これに対し、鋼面81aおよび樹脂層82の表面82aのいずれかに凹凸からなる異常部が存在している場合、テラヘルツ波イメージ画像200には不規則な斑模様が発現する。図3(a)においては、不規則な斑模様202,203,204が発生している。これらの斑模様202〜204は、鋼面81aおよび樹脂層82の表面82aのいずれかの凹凸に起因した異常部である。   As shown in FIG. 3A, in the terahertz wave image image 200, the interference fringes 201 are obtained by irradiating the surface of the pipe 80 with the terahertz continuous wave. The interference fringes 201 themselves occur even if the steel surface 81a and the surface 82a of the resin layer 82 in the pipe 80 are substantially completely flat or curved surfaces (hereinafter referred to as surfaces). If the steel surface 81a is smooth and the thickness of the resin layer 82 is uniform, the interference fringes 201 have a regular stripe pattern. On the other hand, when the abnormal part which consists of unevenness exists in either the steel surface 81a and the surface 82a of the resin layer 82, an irregular spot pattern appears in the terahertz wave image image 200. In FIG. 3A, irregular spots 202, 203, and 204 are generated. These spotted patterns 202 to 204 are abnormal portions due to any unevenness on the steel surface 81 a and the surface 82 a of the resin layer 82.

図3(b)は、解析制御部70によって生成された、鋼管81が正常状態であって鋼面81aが平滑な場合における、推定テラヘルツ波イメージ画像の一例を示す。解析制御部70は、変位計コントローラ50によって生成された、配管80の表面である樹脂層82の表面82aの凹凸データに基づいて、鋼面81aが平滑であって鋼管81が減肉していないと仮定した場合に生じると推定される干渉縞201を生成する。なお、解析制御部70によって干渉縞201の発生状態を推定する場合には、必要に応じて従来公知の接触式膜厚計測装置(図示せず)などを用いて、樹脂層82の少なくとも1点における膜厚の絶対値を計測する。これにより、計測された少なくとも1点の膜厚の絶対値と、計測された相対変位データに基づいた凹凸データとから、樹脂層82の全面における厚さを算出できる。ここで、図3(b)に示す例においては、推定テラヘルツ波イメージ画像210としては、樹脂層82の表面82aの凹凸により発現した特異部211および干渉縞201が得られる。干渉縞201は、図3(a)と同様に、鋼面81aが平滑、かつ樹脂層82の厚さが均一であれば、規則性のある縞模様になる。   FIG. 3B shows an example of an estimated terahertz wave image image generated by the analysis control unit 70 when the steel pipe 81 is in a normal state and the steel surface 81a is smooth. Based on the unevenness data of the surface 82a of the resin layer 82, which is the surface of the pipe 80, generated by the displacement meter controller 50, the analysis control unit 70 has a smooth steel surface 81a and the steel pipe 81 is not thinned. Then, an interference fringe 201 that is estimated to be generated is generated. In addition, when the generation state of the interference fringe 201 is estimated by the analysis control unit 70, at least one point of the resin layer 82 is used as necessary using a conventionally known contact-type film thickness measuring device (not shown). The absolute value of the film thickness is measured. Accordingly, the thickness of the entire surface of the resin layer 82 can be calculated from the absolute value of the measured film thickness at at least one point and the unevenness data based on the measured relative displacement data. Here, in the example shown in FIG. 3B, as the estimated terahertz wave image image 210, the singular part 211 and the interference fringes 201 expressed by the unevenness of the surface 82a of the resin layer 82 are obtained. As in FIG. 3A, the interference fringes 201 have a regular stripe pattern as long as the steel surface 81a is smooth and the thickness of the resin layer 82 is uniform.

解析制御部70は、図3(a)に示すテラヘルツ波イメージ画像200、および図3(b)に示す推定テラヘルツ波イメージ画像210に基づいて、樹脂層82の膜厚の変化に起因しない部分を抽出する。図3(c)は、図3(a)に示すテラヘルツ波イメージ画像200から、図3(b)に示す推定テラヘルツ波イメージ画像210を減算したイメージ画像を示す。   Based on the terahertz wave image image 200 shown in FIG. 3A and the estimated terahertz wave image image 210 shown in FIG. 3B, the analysis control unit 70 applies a portion that is not caused by a change in the film thickness of the resin layer 82. Extract. FIG. 3C illustrates an image obtained by subtracting the estimated terahertz wave image image 210 illustrated in FIG. 3B from the terahertz wave image image 200 illustrated in FIG.

図3(c)に示すように、解析制御部70は、テラヘルツ波イメージ画像200の斑模様202〜204から、推定テラヘルツ波イメージ画像210における特異部211および干渉縞201を除去することによって、異常部イメージ画像220を生成する。すなわち、異常部イメージ画像220は、テラヘルツ波イメージ画像200から、樹脂層82の表面82aの変化に起因する特異部211および干渉縞201を除去した画像である。これにより、解析制御部70は、斑模様203,204の部分に、鋼面81a、または鋼管81と樹脂層82との界面における異常部が生じていると判定することができる。   As illustrated in FIG. 3C, the analysis control unit 70 removes the singular part 211 and the interference fringes 201 in the estimated terahertz wave image image 210 from the speckle patterns 202 to 204 of the terahertz wave image image 200, thereby causing abnormalities. A partial image 220 is generated. That is, the abnormal part image 220 is an image obtained by removing the singular part 211 and the interference fringes 201 caused by the change in the surface 82a of the resin layer 82 from the terahertz wave image 200. As a result, the analysis control unit 70 can determine that an abnormal portion at the interface between the steel surface 81a or the steel pipe 81 and the resin layer 82 is generated in the spots 203 and 204.

以上説明したこの一実施形態によれば、表面に防食を目的とした樹脂層82が施された鋼管81に対して、樹脂層82側からテラヘルツ送受波ヘッド10および変位計ヘッド20によって、計測位置を確定しつつ配管80の表面を座標ごとに走査している。これによって、それぞれの座標(X,θ)におけるテラヘルツ送受波ヘッド10によって得られた情報、および変位計ヘッド20によって得られた樹脂層82の表面82aの凹凸性状の情報をともに収集することができる。テラヘルツ送受波ヘッド10により得られた情報は、鋼面81aおよび樹脂層82の表面82aの凹凸によるテラヘルツ波イメージ画像200として得られる。その上で、テラヘルツ波イメージ画像200と、変位計ヘッド20によって得られた樹脂層82の凹凸データから推定される推定テラヘルツ波イメージ画像210とを対比参照することによって、樹脂層82の下層における鋼面81aの凹凸情報を抽出することが可能になる。そのため、樹脂層82を剥離させることなく、配管80の内部にある鋼面81aの異常部を発見できる。   According to this embodiment described above, the measurement position is measured by the terahertz transmission / reception head 10 and the displacement meter head 20 from the resin layer 82 side with respect to the steel pipe 81 having the resin layer 82 for corrosion prevention on the surface. , The surface of the pipe 80 is scanned for each coordinate. As a result, information obtained by the terahertz transmission / reception head 10 at each coordinate (X, θ) and information on the unevenness of the surface 82a of the resin layer 82 obtained by the displacement meter head 20 can be collected together. . The information obtained by the terahertz wave transmitting / receiving head 10 is obtained as a terahertz wave image image 200 by the unevenness of the steel surface 81a and the surface 82a of the resin layer 82. Then, the steel in the lower layer of the resin layer 82 is compared by referring to the terahertz wave image image 200 and the estimated terahertz wave image image 210 estimated from the unevenness data of the resin layer 82 obtained by the displacement meter head 20. It is possible to extract unevenness information of the surface 81a. Therefore, an abnormal portion of the steel surface 81a inside the pipe 80 can be found without peeling off the resin layer 82.

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げたテラヘルツ波送受信装置の構成はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成の装置を用いてもよい。また、本発明は、上述した一実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により限定されない。   Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the configuration of the terahertz wave transmitting / receiving apparatus described in the above-described embodiment is merely an example, and an apparatus having a different configuration may be used as necessary. In addition, the present invention is not limited by the description and drawings which form part of the disclosure of the present invention according to the above-described embodiment.

例えば、上述した一実施形態においては、異常検出装置1について説明したが、必ずしも全てを備える構成に限定されない。すなわち、テラヘルツ送受波ヘッド10、変位計ヘッド20、スキャナヘッド30、テラヘルツ送受波コントローラ40、変位計コントローラ50、およびスキャナコントローラ60を一体のテラヘルツ波計測器とすることも可能である。この場合、解析制御部70は、パーソナルコンピュータなどから構成してもよい。テラヘルツ波計測器と解析制御部70とを別体とする場合、テラヘルツ波計測器と解析制御部70とにおいて、インターネットやイントラネット(登録商標)などのネットワークを介してデータを送受信可能に構成することが可能である。すなわち、配管80の表面におけるテラヘルツ波受信データおよび相対変位データを、テラヘルツ波計測器によって配管80の表面の座標(X,θ)に関連付けしつつ取得して、ネットワークを介して別体の解析制御部70に供給するように構成してもよい。この場合、テラヘルツ波計測手段としてのテラヘルツ波計測器と解析制御部70とによって、異常検出システムが構成される。   For example, in the above-described embodiment, the abnormality detection device 1 has been described. That is, the terahertz transmission / reception head 10, the displacement meter head 20, the scanner head 30, the terahertz transmission / reception controller 40, the displacement meter controller 50, and the scanner controller 60 can be integrated into a terahertz wave measuring instrument. In this case, the analysis control unit 70 may be composed of a personal computer or the like. When the terahertz wave measuring instrument and the analysis control unit 70 are separated, the terahertz wave measuring instrument and the analysis control unit 70 are configured to transmit and receive data via a network such as the Internet or an intranet (registered trademark). Is possible. That is, the terahertz wave reception data and the relative displacement data on the surface of the pipe 80 are acquired by the terahertz wave measuring instrument while being associated with the coordinates (X, θ) of the surface of the pipe 80, and separate analysis control is performed via the network. You may comprise so that it may supply to the part 70. FIG. In this case, the terahertz wave measuring instrument as the terahertz wave measuring means and the analysis control unit 70 constitute an abnormality detection system.

上述した一実施形態においては、解析制御部70は、テラヘルツ撮像位置データおよびテラヘルツ波受信データに基づいて、マッピングされたテラヘルツ波イメージ画像を生成しているが、テラヘルツ波イメージ画像の代わりに、テラヘルツ撮像位置データおよびテラヘルツ波受信データを数値データとしてもよい。同様に、解析制御部70は、変位計測位置データおよび凹凸データなどの変位情報に基づいて、マッピングされた推定テラヘルツ波イメージ画像を生成しているが、推定テラヘルツ波イメージ画像の代わりに、変位計測位置データおよび変位情報などを数値データとしてもよい。   In the above-described embodiment, the analysis control unit 70 generates the mapped terahertz wave image image based on the terahertz imaging position data and the terahertz wave reception data, but instead of the terahertz wave image image, the terahertz wave image image is generated. The imaging position data and the terahertz wave reception data may be numerical data. Similarly, the analysis control unit 70 generates the mapped estimated terahertz wave image image based on the displacement information such as the displacement measurement position data and the unevenness data, but the displacement measurement is performed instead of the estimated terahertz wave image image. Position data, displacement information, and the like may be numerical data.

上述した一実施形態においては、変位計コントローラ50が、相対変位の計測値である相対変位データから、配管80の表面の凹凸データを生成しているが、解析制御部70によって、相対変位データから凹凸データを生成するようにしてもよい。この場合、変位計コントローラ50または変位計ヘッド20から、解析制御部70に相対変位データが供給される。   In the above-described embodiment, the displacement meter controller 50 generates the unevenness data on the surface of the pipe 80 from the relative displacement data that is the measurement value of the relative displacement. Concavity and convexity data may be generated. In this case, relative displacement data is supplied from the displacement meter controller 50 or the displacement meter head 20 to the analysis control unit 70.

1 異常検出装置
10 テラヘルツ送受波ヘッド
11 テラヘルツ波発信部
14 テラヘルツ波受信部
20 変位計ヘッド
30 スキャナヘッド
40 テラヘルツ送受波コントローラ
50 変位計コントローラ
60 スキャナコントローラ
70 解析制御部
80 配管
81 鋼管
81a 鋼面
82 樹脂層
82a 表面
200 テラヘルツ波イメージ画像
201 干渉縞
202,203,204 斑模様
210 推定テラヘルツ波イメージ画像
211 特異部
220 異常部イメージ画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abnormality detection apparatus 10 Terahertz transmission / reception head 11 Terahertz wave transmission part 14 Terahertz wave reception part 20 Displacement meter head 30 Scanner head 40 Terahertz transmission / reception controller 50 Displacement meter controller 60 Scanner controller 70 Analysis control part 80 Piping 81 Steel pipe 81a Steel surface 82 Resin layer 82a Surface 200 Terahertz wave image image 201 Interference fringes 202, 203, 204 Spot pattern 210 Estimated terahertz wave image image 211 Singular part 220 Abnormal part image image

Claims (5)

金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物の表面の所定位置にテラヘルツ波を照射可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を走査可能なテラヘルツ波発信手段と、
前記対象物の前記所定位置において反射されたテラヘルツ波を受信可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能なテラヘルツ波受信手段と、
前記対象物の表面の前記所定位置の相対変位を計測して、前記対象物の表面の凹凸データを生成可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能な変位計測手段と、
前記テラヘルツ波受信手段によって得られた前記反射されたテラヘルツ波の受信データと、前記変位計測手段によって得られた前記凹凸データとに基づいて、前記金属基体の表面の異常部を抽出する解析手段と、を備える
ことを特徴とする異常検出装置。
A terahertz wave transmitting means configured to irradiate a terahertz wave to a predetermined position on the surface of the object provided with a non-metal layer on the upper layer of the metal substrate; and capable of scanning the surface of the object;
A terahertz wave receiving means configured to receive the terahertz wave reflected at the predetermined position of the object, and capable of scanning while associating the surface of the object with coordinates; and
Displacement capable of measuring the relative displacement at the predetermined position of the surface of the object and generating unevenness data of the surface of the object, and capable of scanning while associating the surface of the object with coordinates Measuring means;
Analyzing means for extracting an abnormal portion on the surface of the metal base based on the reception data of the reflected terahertz wave obtained by the terahertz wave receiving means and the unevenness data obtained by the displacement measuring means; An abnormality detection device comprising:
前記解析手段は、前記凹凸データを前記対象物の表面に対応させてマッピングした変位情報に基づいて前記金属基体の表面が正常である場合に得られる推定情報を生成し、前記受信データを前記対象物の表面に対応させてマッピングしたテラヘルツ波情報から、前記推定情報を除去して、前記金属基体の表面の異常部を抽出することを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。   The analysis means generates estimation information obtained when the surface of the metal substrate is normal based on displacement information obtained by mapping the unevenness data corresponding to the surface of the object, and the received data is used as the object. The abnormality detection apparatus according to claim 1, wherein the abnormal information on the surface of the metal base is extracted by removing the estimation information from the terahertz wave information mapped corresponding to the surface of the object. 前記テラヘルツ波の周波数が0.3THz以上0.6THz以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の異常検出装置。   The abnormality detection apparatus according to claim 1, wherein a frequency of the terahertz wave is 0.3 THz or more and 0.6 THz or less. 金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物の表面の所定位置にテラヘルツ波を照射可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を走査可能なテラヘルツ波発信手段、前記対象物の前記所定位置において反射されたテラヘルツ波を受信可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能なテラヘルツ波受信手段、および、前記対象物の表面の前記所定位置の相対変位を計測して、前記対象物の表面の凹凸データを生成可能に構成されているとともに、前記対象物の表面を座標に関連付けしつつ走査可能な変位計測手段、を備えたテラヘルツ波計測手段と、
前記テラヘルツ波受信手段によって得られた前記反射されたテラヘルツ波の受信データ、および前記変位計測手段によって得られた前記凹凸データに基づいて、前記金属基体の表面の異常部を抽出する解析手段とが、
ネットワークを介して前記受信データおよび前記凹凸データを送受信可能に構成されている
ことを特徴とする異常検出システム。
A terahertz wave transmitting means configured to be able to irradiate a terahertz wave to a predetermined position on the surface of an object provided with a non-metal layer on an upper layer of a metal substrate, and capable of scanning the surface of the object, The terahertz wave reflected at the predetermined position is configured to be receivable, the terahertz wave receiving means capable of scanning while associating the surface of the object with coordinates, and the predetermined position of the surface of the object A terahertz wave measuring unit comprising a displacement measuring unit configured to measure relative displacement and generate unevenness data on the surface of the object, and to scan while correlating the surface of the object with coordinates. When,
Analyzing means for extracting an abnormal portion on the surface of the metal base based on the reception data of the reflected terahertz wave obtained by the terahertz wave receiving means and the unevenness data obtained by the displacement measuring means; ,
An anomaly detection system configured to be able to transmit and receive the received data and the unevenness data via a network.
金属基体の上層に非金属層が設けられた対象物の表面を走査しつつ所定位置にテラヘルツ波を照射する照射ステップと、
前記対象物において前記所定位置で反射されたテラヘルツ波を前記対象物の表面の座標に関連付けしつつ受信する受信ステップと、
前記対象物の表面を走査しつつ前記所定位置の相対変位を計測して、前記対象物の表面の凹凸データを座標に関連付けしつつ取得する変位計測ステップと、
前記受信ステップにおいて得られた前記反射されたテラヘルツ波の受信データと、前記変位計測ステップにおいて得られた前記凹凸データとに基づいて、前記金属基体の表面の異常部を抽出する解析ステップとを含む
ことを特徴とする異常検出方法。
An irradiation step of irradiating a predetermined position with a terahertz wave while scanning the surface of an object on which a non-metal layer is provided on an upper layer of a metal substrate;
Receiving the terahertz wave reflected at the predetermined position in the object while associating it with the coordinates of the surface of the object;
A displacement measuring step of measuring the relative displacement of the predetermined position while scanning the surface of the object, and acquiring the unevenness data of the surface of the object in association with coordinates;
An analysis step of extracting an abnormal portion on the surface of the metal base based on the reception data of the reflected terahertz wave obtained in the reception step and the unevenness data obtained in the displacement measurement step. An abnormality detection method characterized by the above.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015072241A (en) * 2013-10-04 2015-04-16 レーザーテック株式会社 Inspection apparatus
JP2015135276A (en) * 2014-01-17 2015-07-27 Dmg森精機株式会社 Surface shape measuring apparatus, and machine tool equipped with the same
JP2016035394A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 パイオニア株式会社 Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method
JP2016075618A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 パイオニア株式会社 Irregularity detection device and irregularity detection method, computer program and recording medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015072241A (en) * 2013-10-04 2015-04-16 レーザーテック株式会社 Inspection apparatus
JP2015135276A (en) * 2014-01-17 2015-07-27 Dmg森精機株式会社 Surface shape measuring apparatus, and machine tool equipped with the same
JP2016035394A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 パイオニア株式会社 Terahertz wave imaging device and terahertz wave imaging method
JP2016075618A (en) * 2014-10-08 2016-05-12 パイオニア株式会社 Irregularity detection device and irregularity detection method, computer program and recording medium

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