JP2020008411A - Signal processing device, method and program for eddy current flaw detection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、被検査体に存在する欠陥を非破壊で検出する渦電流探傷の信号処理技術に関する。 An embodiment of the present invention relates to an eddy current flaw detection signal processing technique for non-destructively detecting a defect existing in an inspection object.
渦電流探傷試験では、交流電源から交流電流を励磁コイルに供給して被検査体の表面近傍に渦電流を誘起し、この渦電流が作る反作用磁場を検出コイルで検出している。この検出コイルが検出する探傷信号は、次の二種類の信号を参照信号として同期検波される。 In the eddy current flaw detection test, an alternating current is supplied from an AC power supply to an exciting coil to induce an eddy current near the surface of the test object, and a reaction magnetic field generated by the eddy current is detected by a detection coil. The flaw detection signal detected by the detection coil is synchronously detected using the following two types of signals as reference signals.
参照信号の一つは交流電源から出力される電圧と同位相の信号であり、もう一方の参照信号は、前述の参照信号と位相が９０°異なる信号である。このように同期検波された二種類の出力信号は、複素数表示における実部信号と虚部信号に相当する。このためリサージュ波形上で両信号の合成信号を表示することができ、合成信号の振幅と位相角が定義される。 One of the reference signals is a signal having the same phase as the voltage output from the AC power supply, and the other reference signal is a signal having a phase different from that of the above-described reference signal by 90 °. The two types of output signals thus synchronously detected correspond to a real part signal and an imaginary part signal in a complex number representation. Therefore, a composite signal of both signals can be displayed on the Lissajous waveform, and the amplitude and phase angle of the composite signal are defined.
一般に渦電流探傷試験では、欠陥信号とノイズ信号とを識別するため、リサージュ波形上で欠陥信号が表示される位相角を予め特定する。そして、探傷試験開始前の校正時に、校正用試験片を用いて、リサージュ波形を見ながら、ノイズ信号の影響が小さく欠陥信号が高感度で表示される基準位相角を決定する。 Generally, in an eddy current inspection test, a phase angle at which a defect signal is displayed on a Lissajous waveform is specified in advance in order to distinguish a defect signal from a noise signal. Then, at the time of calibration before the start of the flaw detection test, the reference phase angle at which the influence of the noise signal is small and the defect signal is displayed with high sensitivity is determined while observing the Lissajous waveform using the calibration test piece.
しかし、ノイズ源が不明であったりノイズ信号が表示される位相角が不明であったりして、欠陥信号を高感度検出するための基準位相角が、不明である場合がある。もしくは、温度等の環境影響により探傷試験中に基準位相角が変化して、欠陥信号の検出感度が低下する場合がある。 However, the reference phase angle for detecting a defective signal with high sensitivity may be unknown because the noise source is unknown or the phase angle at which the noise signal is displayed is unknown. Alternatively, the reference phase angle may change during the flaw detection test due to environmental influences such as temperature, and the detection sensitivity of the defect signal may decrease.
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、探傷器で初期設定した基準位相角が不適切であったり探傷試験の途中で基準位相角が変化したりしても、欠陥信号を高感度検出することができる渦電流探傷の信号処理技術を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention is made in consideration of such circumstances, even if the reference phase angle initially set by the flaw detector is inappropriate or the reference phase angle changes during the flaw detection test, An object of the present invention is to provide an eddy current flaw detection signal processing technique capable of detecting a defect signal with high sensitivity.
渦電流探傷の信号処理装置において、被検査体を渦電流探傷して取得された探傷信号を位相解析した複素データを受信して蓄積するデータ蓄積部と、前記複素データの位相角を調整するための調整量を入力する入力部と、前記調整量を反映させる前記複素データのデータ範囲を選択する選択部と、前記選択されたデータ範囲に含まれる前記複素データの前記位相角を、前記調整量に基づいて調整する調整部と、前記調整された位相角に基づいて前記複素データの実部データ及び虚部データの少なくとも一方を修正した修正データを演算する演算部と、を備えることを特徴とする。 In a signal processing device for eddy current inspection, a data storage unit that receives and stores complex data obtained by phase analysis of an inspection signal obtained by eddy current inspection of an object to be inspected and adjusts a phase angle of the complex data An input unit for inputting an adjustment amount of the data, a selection unit for selecting a data range of the complex data reflecting the adjustment amount, and the phase angle of the complex data included in the selected data range, An adjustment unit that adjusts based on, and an arithmetic unit that calculates correction data that corrects at least one of the real part data and the imaginary part data of the complex data based on the adjusted phase angle, I do.
本発明の実施形態により、欠陥信号を高感度検出することができる渦電流探傷の信号処理技術が提供される。 According to the embodiment of the present invention, a signal processing technique of eddy current inspection capable of detecting a defect signal with high sensitivity is provided.
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る渦電流探傷の信号処理装置１０のブロック図である。図１に示されるように実施形態に係る信号処理装置１０は、被検査体５０の渦電流探傷試験を実行する探傷器３０が出力する探傷信号ｆ(ｔ)の複素データＰt(ｘt,ｙt)を取得する。
(1st Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of an eddy current flaw detection signal processing device 10 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the signal processing device 10 according to the embodiment includes the complex data P t (x t , y t ).
この信号処理装置１０は、被検査体５０を渦電流探傷して取得された探傷信号ｆ(ｔ) を位相解析した複素データＰt（実部データｘt及び虚部データｙt）を受信して蓄積するデータ蓄積部１２と、複素データＰtの位相角θtを調整するための調整量Δθを入力する入力部１６と、この調整量Δθを反映させる複素データＰtのデータ範囲[ａ≦ｔ≦ｂ]を選択する選択部１５と、選択されたデータ範囲[ａ≦ｔ≦ｂ]に含まれる複素データＰtの位相角θtを調整量Δθに基づいて調整する調整部１７と、この調整された位相角（θt＋Δθ）に基づいて複素データＰtの実部データｘt及び虚部データｙtの少なくとも一方を修正した修正データｙt´を演算する演算部１８と、を備えている。 The signal processing device 10 receives complex data P t (real part data x t and imaginary part data y t ) obtained by performing a phase analysis on the flaw detection signal f (t) obtained by performing eddy current flaw detection on the inspection object 50. accumulating Te a data storage unit 12, a complex data P t of an input unit 16 for inputting an adjustment amount Δθ for adjusting the phase angle theta t, data range [a complex data P t to reflect this adjustment amount Δθ a ≦ t ≦ b] selecting section 15 for selecting, and adjusting unit 17 that adjusts based on the adjustment amount Δθ to the phase angle theta t complex data P t included in the selected data range [a ≦ t ≦ b] A calculation unit 18 for calculating corrected data y t ′ obtained by correcting at least one of the real part data x t and the imaginary part data y t of the complex data P t based on the adjusted phase angle (θ t + Δθ); It has.
さらに信号処理装置１０は、実部データｘt及び前記虚部データｙtの少なくとも一方（説明は虚部データｙt）に基づいてマップ情報５６（図５）を生成する第１生成部２２Ａ（２２）と、このマップ情報５６のうち選択されたデータ範囲５９については修正データｙt´に置換する置換部２１と、をさらに備えている。 Further, the signal processing device 10, at least one (described y t imaginary part data) first generating unit 22A for generating map information 56 (FIG. 5) based on the real data x t and the imaginary part data y t ( 22), and a replacement unit 21 for replacing the selected data range 59 in the map information 56 with the correction data y t ′.
探傷器３０は、発振器３１と、ブリッジ回路３２と、可変移相器３５と、９０°移相器３６と、同期検波回路３７（３７R，３７I）とから構成されている。なお、図示される探傷器３０は、一つのコイル５１で励磁と検出の役割を担う自己誘導方式が例示されているが、励磁と検出の役割を別々のコイルで担う相互誘導方式である場合も含まれる。 Flaw detector 30 includes an oscillator 31, a bridge circuit 32, a variable phase shifter 35, a 90 ° phase shifter 36 is constructed from a synchronous detection circuit 37 (37 R, 37 I) . The illustrated flaw detector 30 is exemplified by a self-induction system in which one coil 51 plays the role of excitation and detection, but may be a mutual induction system in which the role of excitation and detection is played by separate coils. included.
発振器３１は渦電流探傷の試験周波数ωを作り出すものである。ブリッジ回路３２は、周波数ωの励磁電流をコイル５１に出力するとともに被検査体５０からの反作用磁場を検出したコイル５１の応答電圧を入力するものである。このコイル５１の応答電圧は、試験周波数ωの搬送波を欠陥信号により変調した形となって現れる。 The oscillator 31 produces a test frequency ω for eddy current inspection. The bridge circuit 32 outputs an excitation current having a frequency ω to the coil 51 and inputs a response voltage of the coil 51 that has detected a reaction magnetic field from the device under test 50. The response voltage of the coil 51 appears as a form in which a carrier wave of the test frequency ω is modulated by a defect signal.
ブリッジ回路３２は、欠陥５５が存在しない被検査体５０を走行するコイル５１からの応答電圧を入力して出力がゼロとなるようにバランスされている。そして走行中のコイル５１の直下に欠陥５５が存在することによるコイル５１のインピーダンスの変化分が探傷信号ｆ(ｔ)として出力される。この探傷信号ｆ(ｔ)も試験周波数ωの搬送波を欠陥信号により変調した形となって現れる。 The bridge circuit 32 receives the response voltage from the coil 51 running on the test object 50 having no defect 55 and is balanced so that the output becomes zero. Then, a change in the impedance of the coil 51 due to the presence of the defect 55 immediately below the running coil 51 is output as a flaw detection signal f (t). This flaw detection signal f (t) also appears as a form in which a carrier at the test frequency ω is modulated by a defect signal.
可変移相器３５は、発振器３１の出力の位相を任意に調整した第１参照信号３３を出力するものである。９０°移相器３６は、入力した第１参照信号３３の位相を９０°異ならせた第２参照信号３４を出力する。なお可変移相器３５の調整量Δφは、探傷器３０の基準位相角を決定するものであるが、具体的にはノイズ信号に対して欠陥信号が高感度で検出されるように本試験前の予備試験で決定される。 The variable phase shifter 35 outputs the first reference signal 33 in which the phase of the output of the oscillator 31 is arbitrarily adjusted. The 90 ° phase shifter 36 outputs a second reference signal 34 in which the phase of the input first reference signal 33 is different by 90 °. The adjustment amount Δφ of the variable phase shifter 35 determines the reference phase angle of the flaw detector 30. Specifically, the adjustment amount Δφ before the main test is set so that a defective signal is detected with high sensitivity to a noise signal. Is determined by preliminary tests.
同期検波回路３７は、Ｒ同期検波回路３７RとＩ同期検波回路３７Iとから構成されている。Ｒ同期検波回路３７Rは、ブリッジ回路３２から出力される探傷信号ｆ(ｔ)に第１参照信号３３を乗算して一周期積分した実部データｘtを出力する。そして、Ｉ同期検波回路３７Iは、ブリッジ回路３２から出力される探傷信号ｆ(ｔ)に第２参照信号３４を乗算して一周期積分した実部データｙtを出力する。 Synchronous detection circuit 37, and an R synchronous detection circuit 37 R and I synchronous detection circuit 37 I. R synchronous detection circuit 37 R outputs the real data x t was one period integration by multiplying the first reference signal 33 to the flaw detection signal f (t) that is output from the bridge circuit 32. Then, I synchronous detection circuit 37 I outputs the real part data y t which is one period integration by multiplying the second reference signal 34 to the flaw detection signal f (t) that is output from the bridge circuit 32.
このように探傷器３０から出力される複素データＰt（ｘt,ｙt）は、電気的な信号線で接続することにより信号処理装置１０に受信される場合の他に、記憶媒体に保存し、この記憶媒体を介して信号処理装置１０に受信されても良い。 As described above, the complex data P t (x t , y t ) output from the flaw detector 30 is stored in a storage medium in addition to the case where the complex data P t (x t , y t ) is received by the signal processing device 10 by being connected by an electric signal line. Then, the signal may be received by the signal processing device 10 via the storage medium.
図２は探傷試験においてコイル５１が走査される被検査体５０の上面図である。この被検査体５０の表面には円形状の開口欠陥５５が存在している。この欠陥５５を検出するため、矢印線で示す走査軌道Ｋに沿ってコイル５１を被検査体５０の表面全体に走査させる。 FIG. 2 is a top view of the inspection object 50 on which the coil 51 is scanned in the flaw detection test. A circular opening defect 55 exists on the surface of the inspection object 50. In order to detect the defect 55, the coil 51 is caused to scan the entire surface of the inspection object 50 along the scanning trajectory K indicated by the arrow line.
図３（Ａ）は欠陥５５をコイル５１が走査したときに探傷器が出力する複素データＰt(ｘt,ｙt)をリサージュ表示したグラフである。図３（Ｂ）はコイルの走査軌道を横軸に虚部データを縦軸に座標表示したグラフである。図３（Ａ）においてＯＡは、可変移相器３５の設定を行わなかった場合の欠陥信号に相当するとする。この場合、欠陥信号とは位相が異なるＯＮA方向にノイズ信号が現れる。図３（Ｂ）に示すように、このＯＡ方向の欠陥信号を虚部データｙtで観察すると、欠陥信号の強度ｓAに対するノイズレベルｎAが高いため、欠陥信号の検出感度が悪いことが判る。 FIG. 3A is a graph in which complex data P t (x t , y t ) output from the flaw detector when the coil 55 scans the defect 55 is displayed in a Lissajous display. FIG. 3B is a graph in which the scanning trajectory of the coil is displayed on the horizontal axis and the imaginary part data is displayed on the vertical axis. In FIG. 3A, OA corresponds to a defect signal when the setting of the variable phase shifter 35 is not performed. In this case, a noise signal appears in the ON A direction having a different phase from the defect signal. As shown in FIG. 3 (B), when the defect signal of the OA direction observed by the imaginary part data y t, because of high noise level n A with respect to the intensity s A defect signal, that the detection sensitivity of the defect signal is poor I understand.
このため、図３（Ａ）において探傷器３０の可変移相器３５の設定を適切に行って欠陥信号をＯＣ方向にΔφだけ移相すれば、これに伴ってノイズ信号もＯＮC方向に移相する。図３（Ｂ）に示すように、このＯＣ方向の欠陥信号を虚部データｙtで観察すると、欠陥信号の強度ｓCに対しノイズレベルがｎc（実質的にゼロ）となり、欠陥信号の検出感度が高くなることが判る。なお、ＯＡ方向の欠陥信号の観察を行った探傷試験の終了後に信号処理装置１０の入力部１６に調整量Δθ（＝Δφ）を入力することによっても、ＯＣ方向の欠陥信号の観察を行った場合と同様の結果が得られる。 Therefore, if Sosure transfer defect signal by the appropriate setting of the variable phase shifter 35 of the wound 30 probe in FIG. 3 (A) to the OC direction by [Delta] [phi, the noise signal is also transferred to the ON C direction along with this Match As shown in FIG. 3 (B), when the defect signal of the OC direction observed by the imaginary part data y t, the noise level with respect to strength s C defect signal n c of (substantially zero), and the defect signal It turns out that detection sensitivity becomes high. The defect signal in the OC direction was also observed by inputting the adjustment amount Δθ (= Δφ) to the input unit 16 of the signal processing device 10 after the end of the flaw detection test in which the defect signal in the OA direction was observed. A similar result is obtained.
図４（Ａ）は図３（Ａ）のＯＡ方向の欠陥信号に対応し、基準位相角の設定が不適切であった場合の欠陥５５Aを表すマップ情報５６A（Ｃスコープ表示）である。図４（Ｂ）は図３（Ａ）のＯＢ方向の欠陥信号に対応し、基準位相角の設定が不適切であった場合の欠陥５５Bを表すマップ情報５６B（Ｃスコープ表示）である。図４（Ｃ）は図３（Ａ）のＯＣ方向の欠陥信号に対応し、基準位相角の設定が適切であった場合の欠陥５５Cを表すマップ情報５６C（Ｃスコープ表示）である。 FIG. 4A corresponds to the defect signal in the OA direction in FIG. 3A and is map information 56 A (C scope display) representing the defect 55 A when the setting of the reference phase angle is inappropriate. . FIG. 4B corresponds to the defect signal in the OB direction in FIG. 3A and is map information 56 B (C scope display) representing the defect 55 B when the setting of the reference phase angle is inappropriate. . FIG. 4C is map information 56 C (C scope display) corresponding to the defect signal in the OC direction in FIG. 3A and representing the defect 55 C when the setting of the reference phase angle is appropriate.
一般的に欠陥５５は、割れ、孔食、剥離などのように有限な長さ、面積、体積を有するものである。そして、Ａ→Ｂ→Ｃのように、基準位相角が適切になっていくにつれ、欠陥５５と健全部５７とのコントラストが高くなり、欠陥５５の寸法精度及び識別性が向上し高感度で検出されることが判る。 Generally, the defect 55 has a finite length, area, and volume, such as cracks, pitting, and peeling. Then, as the reference phase angle becomes more appropriate, as in A → B → C, the contrast between the defect 55 and the sound portion 57 increases, and the dimensional accuracy and the discriminability of the defect 55 improve, and the defect 55 is detected with high sensitivity. It turns out that it is done.
図５は、探傷試験の途中で基準位相角が変化した場合の欠陥を表すマップ情報である。探傷器３０は、温度等の環境影響により探傷試験中に基準位相角が変化してしまうことがある。この場合、欠陥とノイズとの識別が困難となってしまう。図５のデータ範囲５８では適切に調整された基準位相角で複素データＰt（実部データｘt及び虚部データｙt）が出力された結果である。しかし、データ範囲５９においては、基準位相角が不適切に変化してしまい、その後再び回復している。 FIG. 5 is map information representing a defect when the reference phase angle changes during the flaw detection test. The reference phase angle of the flaw detector 30 may change during a flaw detection test due to environmental influences such as temperature. In this case, it is difficult to distinguish between the defect and the noise. The data range 58 in FIG. 5 is a result of output of the complex data P t (real part data x t and imaginary part data y t ) with the reference phase angle adjusted appropriately. However, in the data range 59, the reference phase angle has changed inappropriately, and has been restored again thereafter.
図６は初期設定した基準位相角が探傷試験中に変化してこれにつられて位相角が変化する複素データのグラフである。探傷試験の開始前の可変移相器３５により基準位相角の設定が適切に行なわれたとしても、その後、欠陥信号の位相角がＯＣ方向からＯＤ方向に変化して、欠陥信号の検出感度が低下してしまうことがある。このような場合は、信号処理装置１０で、該当するデータ範囲において位相角θtを調整するための調整量Δθをマイナス方向に入力することにより、欠陥信号の検出感度を回復させることが可能となる。 FIG. 6 is a graph of complex data in which the initially set reference phase angle changes during the flaw detection test and the phase angle changes accordingly. Even if the reference phase angle is properly set by the variable phase shifter 35 before the start of the flaw detection test, the phase angle of the defect signal changes from the OC direction to the OD direction after that, and the detection sensitivity of the defect signal is reduced. It may decrease. In such cases, the signal processing device 10, by inputting the adjustment amount Δθ for adjusting the phase angle theta t in the relevant data range in the negative direction, it is possible to restore the sensitivity of the defect signal Become.
図７は調整量Δθに基づいて複素データＰtの位相角θtを調整し、虚部データｙtを修正した修正データｙt´の演算に関する説明図である。このように、調整前の複素データ複素データＰt（ｘt，ｙt）及び調整量Δθを演算式に代入することにより、修正データｙt´を得ることができる。なお、位相角θtの属する座標象限は、ｘt及びｙtの極性の組み合わせ情報に基づいて決定される。図７は、ｘtが負でありｙtが正の場合の例を示している。 Figure 7 is an explanatory diagram relating to operation of adjusting the phase angle theta t complex data P t based on the adjustment amount [Delta] [theta], modified to correct the imaginary part data y t data y t '. As described above, the modified data y t ′ can be obtained by substituting the complex data P t (x t , y t ) before adjustment and the adjustment amount Δθ into the arithmetic expression. The coordinate quadrant belongs phase angle theta t is determined based on the polarity combination information of x t and y t. FIG. 7 shows an example where x t is negative and y t is positive.
なお、図５に示されるように、一連の探傷試験において基準位相角の変化が、断続的に発生し、しかもその変化の度合いが毎回変化する場合もある。そこで、信号処理装置１０（図１）において、選択部１５は、[ａ≦ｔ≦ｂ]以外にも複数のデータ範囲を選択できるようにする。そして、調整部１７は、複数のデータ範囲の各々に対応させた別々の調整量Δθ1，Δθ2，Δθ3により位相角θtを調整する。これにより、基準位相角の変化が断続的に発生する場合であっても、検査面に対し一様に欠陥信号の検出感度を回復させることが可能となる。 As shown in FIG. 5, a change in the reference phase angle may occur intermittently in a series of flaw detection tests, and the degree of the change may change every time. Therefore, in the signal processing device 10 (FIG. 1), the selection unit 15 can select a plurality of data ranges other than [a ≦ t ≦ b]. The adjustment unit 17, a separate adjustment amount so as to correspond to each of the plurality of data ranges [Delta] [theta] 1, [Delta] [theta] 2, to adjust the phase angle theta t by [Delta] [theta] 3. Thus, even when the reference phase angle changes intermittently, it is possible to uniformly recover the defect signal detection sensitivity on the inspection surface.
（第２実施形態）
図８は第２実施形態に係る渦電流探傷の信号処理装置１０のブロック図である。なお、図８において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(2nd Embodiment)
FIG. 8 is a block diagram of the signal processing device 10 for eddy current inspection according to the second embodiment. In FIG. 8, portions having the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
第２実施形態の信号処理装置１０においては、入力部１６において別々の調整量Δθ（Δθ1，Δθ2…）を入力する。そして調整部１７は、共通するデータ範囲[ａ≦ｔ≦ｂ]の位相角θtを別々の調整量Δθ（Δθ1，Δθ2…）により調整し、これら別々の調整量Δθ（Δθ1，Δθ2…）により調整された複数の位相角（θt＋Δθ1，θt＋Δθ2…）の各々に基づいて演算された複数の修正データｙt',ｙt"…を互いに合成する合成部２３と、合成された合成データＹt（＝ｙt'＋ｙt"＋…）に基づいてマップ情報５６を生成する第２生成部２２Ｂ（２２）と、をさらに備えている。 In the signal processing device 10 of the second embodiment, different adjustment amounts Δθ (Δθ 1 , Δθ 2 ...) Are input to the input unit 16. The adjustment unit 17, a separate adjustment amount [Delta] [theta] phase angle theta t of common data range [a ≦ t ≦ b] ( Δθ 1, Δθ 2 ...) adjusted by these separate adjustment amount [Delta] [theta] ([Delta] [theta] 1, a plurality of phase angle is adjusted by Δθ 2 ...) (θ t + Δθ 1, θ t + Δθ 2 ...) a plurality of correction data y t, which is calculated based on each of ', y t "... the synthesized mutually combining unit 23 further comprises a synthesized composite data Y t (= y t '+ y t "+ ...) to generate the map information 56 based on the second generation unit 22B (22), the.
図９（Ａ）は、初期設定した基準位相角における複素データを示すグラフである。ここでは、位相角θtのＯＡ方向の欠陥信号とは異なるＯＮα方向及びＯＮβ方向の二つの異なるノイズ信号が現れている。このＯＡ方向の欠陥信号を虚部データｙtで観察すると、欠陥信号の強度ｓ0に対し、相対的に高レベルの二つのノイズｎα0,ｎβ0が重畳して観測されるため、欠陥信号の検出感度が悪いといえる。 FIG. 9A is a graph showing the complex data at the initially set reference phase angle. Here, two different noise signals in the ON α direction and the ON β direction different from the defect signal in the OA direction at the phase angle θ t appear. When the defect signal in the OA direction is observed with the imaginary part data y t , two relatively high-level noises n α0 and n β0 are observed superimposed on the intensity s 0 of the defect signal. Can be said to have poor detection sensitivity.
図９（Ｂ）は、位相角θtを第１調整量Δθ1により調整した複素データを示すグラフである。これにより、ＯＮβ方向のノイズｎβ1を実質的に含まず、欠陥信号の強度ｓ1に対しノイズｎα1のみが重畳して観測されるため、欠陥信号の検出感度が改善された虚部データ（修正データｙt'）が得られる。 Figure 9 (B) is a graph showing the complex data with an adjusted phase angle theta t by the first adjustment amount [Delta] [theta] 1. Thereby, since the noise n β1 in the ON β direction is substantially not included and only the noise n α1 is observed superimposed on the intensity s 1 of the defect signal, the imaginary part data with improved detection sensitivity of the defect signal is obtained. (Corrected data y t ′) is obtained.
次に図９（Ｃ）は、位相角θtを第２調整量Δθ2により調整した複素データを示すグラフである。これにより、ＯＮα方向のノイズｎα2を実質的に含まず、欠陥信号の強度ｓ2に対しノイズｎβ2のみが重畳して観測されるため、欠陥信号の検出感度が改善された虚部データ（修正データｙt"）が得られる。さらに、これら修正データｙt',ｙt"を互いに合成した合成データＹt（＝ｙt'＋ｙt"）は、ノイズに対して欠陥信号が高感度で検出されている。なお説明においてノイズ信号として方向が異なる二つのものを例示したが、三つ以上のものである場合もある。 Next FIG. 9 (C) is a graph showing the complex data with an adjusted phase angle theta t by the second adjustment amount [Delta] [theta] 2. Thus, free of ON alpha direction of the noise n [alpha] 2 substantially, only noise n .beta.2 relative intensity s 2 of the defect signal is observed to overlap the imaginary part data detection sensitivity of the defect signal is improved (Corrected data y t "). Further, the synthesized data Y t (= y t '+ y t ") obtained by synthesizing these corrected data y t ', y t "has a high defect signal with respect to noise. In the above description, two noise signals having different directions are illustrated, but there may be three or more noise signals.
渦電流探傷におけるノイズ源としては、コイル５１と被検査体５０との間の距離（リフトオフ）、被検査体５０の表面うねり、被検査体５０の形状（曲面、端部）、被検査体５０の透磁率や導電率の不均一さなどが想定される。また、これらを発生源とするノイズは異なる位相角を有することも想定される。虚部データｙtに基づいてマップ情報５６（Ｃスコープ表示）二次元画像を表示部２５に表示させながら、位相角の異なる複数のノイズに対し、各々のノイズの振幅が最小になるように調整量Δθ（Δθ1，Δθ2）を複数設定する。これら複数の調整量Δθ（Δθ1，Δθ2）により演算された複数の修正データｙt',ｙt"を合成して合成信号Ｙtを生成することにより、欠陥信号が強調されるので、高感度な欠陥検出が実現される。 The noise sources in the eddy current inspection include the distance (lift-off) between the coil 51 and the test object 50, the surface undulation of the test object 50, the shape (curved surface, end portion) of the test object 50, and the test object 50. Is assumed to be non-uniform in the magnetic permeability and the electrical conductivity. It is also assumed that noises originating from these sources have different phase angles. While displaying the map information 56 (C scope display) two-dimensional image on the display unit 25 based on the imaginary part data y t , adjustment is performed so that the amplitude of each noise is minimized for a plurality of noises having different phase angles. A plurality of amounts Δθ (Δθ 1 , Δθ 2 ) are set. By combining the plurality of correction data y t ′, y t ”calculated based on the plurality of adjustment amounts Δθ (Δθ 1 , Δθ 2 ) to generate a composite signal Y t , the defect signal is emphasized. Highly sensitive defect detection is realized.
（第３実施形態）
図１０は第３実施形態に係る渦電流探傷の信号処理装置のブロック図である。なお、図１０において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。第３実施形態の信号処理装置１０は、第１実施形態の構成に加え、マップ情報５６に含まれる第１位置データ及び第２位置データを指定する指定部２６をさらに備えている。そして、入力部１６は、第１位置データに紐付けられる複素データＰt1の位相角θt1と第２位置データに紐付けられる複素データＰt2の位相角θt2との差分（θt1−θt2）を調整量Δθとして入力する。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a block diagram of an eddy current flaw detection signal processing device according to the third embodiment. In FIG. 10, portions having the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The signal processing device 10 according to the third embodiment further includes a specification unit 26 that specifies the first position data and the second position data included in the map information 56, in addition to the configuration of the first embodiment. Then, the input unit 16 calculates a difference (θ t1 −θ) between the phase angle θ t1 of the complex data P t1 linked to the first position data and the phase angle θ t2 of the complex data P t2 linked to the second position data. t2 ) is input as the adjustment amount Δθ.
これによれば、作業者の感覚に基づきマップ情報５６上の二点を指定し、調整量Δθの入力を実行できるので作業性が向上する。 According to this, since two points on the map information 56 can be designated based on the operator's feeling and the adjustment amount Δθ can be input, the workability is improved.
（第４実施形態）
図１１は第４実施形態に係る渦電流探傷の信号処理装置のブロック図である。なお、図１１において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。第４実施形態の信号処理装置１０は、第１実施形態の構成に加え、被検査体５０の透磁率及び導電率並びに探傷信号に含まれる搬送波の周波数ωを含む条件を取得する取得部２７と、位相角θtが調整された複素データＰt´及び入力した条件に基づいて被検査体５０に含まれる欠陥５５の深さ量を計算する欠陥深さ計算部２８と、をさらに備えている。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a block diagram of a signal processing device for eddy current inspection according to the fourth embodiment. In FIG. 11, portions having the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The signal processing device 10 according to the fourth embodiment includes, in addition to the configuration of the first embodiment, an acquisition unit 27 that acquires a condition including the magnetic permeability and conductivity of the test object 50 and the frequency ω of the carrier wave included in the flaw detection signal. A defect depth calculator 28 that calculates a depth amount of the defect 55 included in the inspection object 50 based on the complex data P t ′ with the phase angle θ t adjusted and the input condition. .
なお導体中の渦電流の位相θは近似的に図１１の欠陥深さ計算部２８に示される式で表され、導体表面からの深さに比例して位相θが遅れる。ここで、ωは渦電流の角周波数、μは導体の透磁率、σは導体の導電率、zは渦電流が流れる導体表面からの深さである。 The phase θ of the eddy current in the conductor is approximately expressed by the equation shown in the defect depth calculator 28 in FIG. 11, and the phase θ is delayed in proportion to the depth from the conductor surface. Here, ω is the angular frequency of the eddy current, μ is the magnetic permeability of the conductor, σ is the conductivity of the conductor, and z is the depth from the conductor surface where the eddy current flows.
渦電流探傷を行う際、被検査体５０と同じ材質の試験片に、例えば既知の深さを有する人工開口割れや、既知の深さを有する人工内在欠陥などの基準欠陥を付与した基準試験体を準備する。そしてこの基準試験体を用いて、虚部データｙtが最大となるように調整量Δθを入力して基準位相角を決定する。 When performing eddy current inspection, a reference specimen having a reference defect such as an artificial opening crack having a known depth or an artificial intrinsic defect having a known depth is added to a test piece of the same material as the test object 50. Prepare And using the reference specimen, the imaginary part data y t determines the reference phase angle by entering the adjustment amount Δθ to maximize.
その後、被検査体５０を探傷して、検出された欠陥５５に由来する虚部データｙtが最大となるように調整量Δθを入力して基準位相角を決定する。欠陥深さ計算部２８に渦電流の周波数（あるいは角周波数）、被検査体５０の透磁率と導電率、基準試験体で決定した基準位相角、被検査体で決定した基準位相角を入力すると、開口割れの深さや、内在欠陥が存在する内在深さの結果がアウトプットされる。また、表示部２５で、例えば画像表示をすると、開口割れの深さや、内在欠陥が存在する内在深さと、その二次元分布を評価することが可能となる。 Then testing the device under test 50, the imaginary-part data y t derived from the detected defect 55 determines the reference phase angle by entering the adjustment amount Δθ to maximize. When the frequency (or angular frequency) of the eddy current, the magnetic permeability and conductivity of the test object 50, the reference phase angle determined by the reference test object, and the reference phase angle determined by the test object are input to the defect depth calculator 28. The results of the depth of the opening cracks and the internal depth at which the internal defects exist are output. Further, for example, when an image is displayed on the display unit 25, it is possible to evaluate the depth of the opening crack, the intrinsic depth at which the intrinsic defect exists, and the two-dimensional distribution thereof.
（第５実施形態）
図１２は第５実施形態に係る渦電流探傷の信号処理装置１０のブロック図である。なお、図１２において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。第５実施形態の信号処理装置１０は、第１実施形態の構成に加え、データ蓄積部１２は、被検査体５０の表面を隣接して走査される複数のコイル５１（５１1，５１2,…５１M）に由来する複数の複素データＰｔ（Ｐ１, Ｐ２,…ＰＭ）を受信して蓄積する。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram of the signal processing device 10 for eddy current inspection according to the fifth embodiment. In FIG. 12, portions having the same configuration or function as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. In the signal processing device 10 of the fifth embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the data storage unit 12 includes a plurality of coils 51 (51 1 , 51 2 , 51 2 , 51 2 , 51 2) that scan the surface of the test object 50 adjacently. ... 51 M) from a plurality of complex data P t (P1, P2, ... PM) for receiving the accumulated.
このように第５実施形態が構成されることにより、プローブに設けられた複数のコイル５１により、探傷試験を行うことができる。これら複数のコイル５１は、基本的に同仕様であるが、性能のばらつきにより基準位相角が異なる場合が想定される。そこで、各々のコイル毎に別々の調整量Δθを設定することにより、基準位相角を別々に調整することができ、全領域において欠陥の検出感度を向上させることができる。 By configuring the fifth embodiment as described above, a flaw detection test can be performed by the plurality of coils 51 provided on the probe. Although the plurality of coils 51 have basically the same specifications, it is assumed that the reference phase angles are different due to variations in performance. Therefore, by setting a different adjustment amount Δθ for each coil, the reference phase angle can be adjusted separately, and the defect detection sensitivity can be improved in all regions.
図１１のフローチャートを参照して実施形態に係る渦電流探傷の信号処理方法及びその信号処理プログラムを説明する（適宜、図１参照）。
被検査体５０を渦電流探傷して取得された探傷信号ｆ(ｔ)を位相解析した複素データＰt(ｘt,ｙt)を探傷器３０から受信して蓄積する（Ｓ１１）。次に、この複素データＰt(ｘt,ｙt)の位相角θtを調整するための調整量Δθを入力する（Ｓ１２）。
An eddy current flaw detection signal processing method and a signal processing program according to the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 11 (see FIG. 1 as appropriate).
Complex data P t (x t, y t ) of the testing signals acquired the object to be inspected 50 by eddy current f (t) and phase analysis accumulates receives from flaw detector 30 (S11). Next, an adjustment amount Δθ for adjusting the phase angle θ t of the complex data P t (x t , y t ) is input (S12).
この調整量Δθを反映させる複素データＰt(ｘt,ｙt)のデータ範囲[ａ≦ｔ≦ｂ]を選択する（Ｓ１３）。そしてこの選択されたデータ範囲[ａ≦ｔ≦ｂ]の複素データＰt(ｘt,ｙt)については、その位相角θtを調整量Δθに基づいて調整する（Ｓ１３ ＹＥＳ，Ｓ１４）。さらに、この調整された位相角（θt＋Δθ）に基づいて複素データの虚部データｙt（及び／又は実部データｘt）を修正した修正データｙt´（及び／又は修正データｘt´）を演算する（Ｓ１５）。 A data range [a ≦ t ≦ b] of the complex data P t (x t , y t ) reflecting the adjustment amount Δθ is selected (S13). The complex data P t (x t, y t ) of the selected data range [a ≦ t ≦ b] For, adjusted based on the adjustment amount Δθ to the phase angle θ t (S13 YES, S14) . Further, based on the adjusted phase angle (θ t + Δθ), corrected data y t ′ (and / or corrected data x t ) obtained by correcting the imaginary part data y t (and / or the real part data x t ) of the complex data. ') Is calculated (S15).
そして選択されたデータ範囲[ａ≦ｔ≦ｂ]については修正データｙt´（及び／又は修正データｘt´）に基づいて、その他の選択されていないデータ範囲については虚部データｙt（及び／又は実部データｘt）に基づいて（Ｓ１３ ＮＯ）、マップ情報５６を作成する（Ｓ１６）。 The selected data range [a ≦ t ≦ b] is based on the modified data y t ′ (and / or the modified data x t ′), and the other unselected data ranges are imaginary part data y t ( And / or the real part data x t ) (S13 NO), the map information 56 is created (S16).
以上述べた少なくともひとつの実施形態の渦電流探傷の信号処理装置によれば、探傷器の基準位相角の設定が不適切であっても、探傷器から出力された複素データの位相角を探傷試験後に調整することにより欠陥信号を高感度検出することができる。 According to the signal processing device of the eddy current flaw detection of at least one embodiment described above, even if the reference phase angle of the flaw detector is improperly set, the phase angle of the complex data output from the flaw detector is determined by the flaw detection test. By adjusting later, a defective signal can be detected with high sensitivity.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。また、渦電流探傷の信号処理装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、渦電流探傷の信号処理プログラムにより動作させることが可能である。 While some embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the inventions. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Also, the components of the eddy current flaw detection signal processing device can be realized by a computer processor, and can be operated by an eddy current flaw detection signal processing program.
また渦電流探傷の信号処理装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。また、本実施形態に係る渦電流探傷の信号処理装置で実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしてもよい。 The program executed by the eddy current flaw detection signal processing device is provided by being incorporated in a ROM or the like in advance. Alternatively, the program is provided as a file in an installable format or an executable format stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, a CD-R, a memory card, a DVD, and a flexible disk (FD). You may make it. Further, the program executed by the signal processing device for eddy current inspection according to the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet, and provided by being downloaded via the network.
１０…信号処理装置、１２…データ蓄積部、１５…データ範囲選択部（選択部）、１６…調整量入力部（入力部）、１７…位相角調整部（調整部）、１８…修正データ演算部（演算部）、２１…データ範囲置換部（置換部）、２２…マップ情報生成部（生成部）、２３…合成部、２５…マップ表示部（表示部）、２６…位置データ指定部（指定部）、２７…条件取得部（取得部）、２８…欠陥深さ計算部（計算部）、３０…探傷器、３１…発振器、３２…ブリッジ回路、３３…第１参照信号、３４…第２参照信号、３５…可変移相器、３６…９０°移相器、３７…同期検波回路、３７R…Ｒ同期検波回路、３７I…Ｉ同期検波回路、５０…被検査体、５１…コイル、５５…欠陥、５６…マップ情報、５７…健全部、Ｐt(ｘt,ｙt)…複素データ、ｘt…実部データ、ｙt…虚部データ、θt…位相角、Δθ…調整量、ｙt´…修正データｙt´、ｆ(ｔ)…探傷信号。 Reference Signs List 10: signal processing device, 12: data storage unit, 15: data range selection unit (selection unit), 16: adjustment amount input unit (input unit), 17: phase angle adjustment unit (adjustment unit), 18: correction data calculation Section (arithmetic section), 21 data range replacement section (replacement section), 22 map information generation section (generation section), 23 synthesis section, 25 map display section (display section), 26 position data designation section ( Designating unit), 27: Condition acquiring unit (acquiring unit), 28: Defect depth calculating unit (calculating unit), 30: Flaw detector, 31: Oscillator, 32: Bridge circuit, 33: First reference signal, 34: No. 2 Reference signal, 35: Variable phase shifter, 36: 90 ° phase shifter, 37: Synchronous detection circuit, 37 R : R synchronous detection circuit, 37 I : I synchronous detection circuit, 50: DUT, 51: coil , 55 ... defects, 56 ... map information, 57 ... health section, P t (x t, y t) ... the complex Day , X t ... real data, y t ... imaginary part data, theta t ... phase angle, [Delta] [theta] ... adjustment amount, y t '... corrected data y t', f (t) ... testing signals.
Claims (9)
前記複素データの位相角を調整するための調整量を入力する入力部と、
前記調整量を反映させる前記複素データのデータ範囲を選択する選択部と、
前記選択されたデータ範囲に含まれる前記複素データの前記位相角を、前記調整量に基づいて調整する調整部と、
前記調整された位相角に基づいて前記複素データの実部データ及び虚部データの少なくとも一方を修正した修正データを演算する演算部と、を備えることを特徴とする渦電流探傷の信号処理装置。 A data storage unit that receives and accumulates complex data obtained by phase analysis of a flaw detection signal obtained by eddy current flaw detection of the test object,
An input unit for inputting an adjustment amount for adjusting the phase angle of the complex data,
A selection unit that selects a data range of the complex data that reflects the adjustment amount,
An adjusting unit that adjusts the phase angle of the complex data included in the selected data range based on the adjustment amount;
A signal processing device for eddy current flaw detection, comprising: a calculation unit that calculates corrected data obtained by correcting at least one of the real part data and the imaginary part data of the complex data based on the adjusted phase angle.
前記実部データ及び前記虚部データの少なくとも一方に基づいてマップ情報を生成する第１生成部と、
前記マップ情報のうち前記選択されたデータ範囲については前記修正データに置換する置換部と、をさらに備える渦電流探傷の信号処理装置。 The eddy current flaw detection signal processing device according to claim 1,
A first generation unit that generates map information based on at least one of the real part data and the imaginary part data;
An eddy current flaw detection signal processing device, further comprising: a replacement unit that replaces the selected data range in the map information with the correction data.
前記選択部は、複数の前記データ範囲を選択し、
前記調整部は、前記複数のデータ範囲の各々に対応させた別々の前記調整量により前記位相角を調整する渦電流探傷の信号処理装置。 The signal processing device for eddy current flaw detection according to claim 1 or 2,
The selection unit selects a plurality of the data ranges,
The eddy current flaw detection signal processing device, wherein the adjustment unit adjusts the phase angle by the different adjustment amounts corresponding to each of the plurality of data ranges.
前記調整部は、共通する前記データ範囲の前記位相角を別々の前記調整量により調整し、
前記別々の調整量により調整された複数の前記位相角の各々に基づいて演算された複数の前記修正データを互いに合成する合成部と、
前記合成された合成データに基づいてマップ情報を生成する第２生成部と、をさらに備える渦電流探傷の信号処理装置。 The eddy current flaw detection signal processing device according to claim 1,
The adjustment unit adjusts the phase angle of the common data range by different adjustment amounts,
A synthesizing unit that synthesizes a plurality of the correction data calculated based on each of the plurality of phase angles adjusted by the different adjustment amounts,
An eddy current flaw detection signal processing device, further comprising: a second generation unit that generates map information based on the synthesized data.
前記マップ情報に含まれる第１位置データ及び第２位置データを指定する指定部をさらに備え、
前記入力部は、前記第１位置データに紐付けられる前記複素データの位相角と前記第２位置データに紐付けられる前記複素データの位相角との差分を前記調整量として入力する渦電流探傷の信号処理装置。 The signal processing device for eddy current flaw detection according to any one of claims 2 to 4,
A specifying unit that specifies first position data and second position data included in the map information;
The input unit is configured to input a difference between a phase angle of the complex data linked to the first position data and a phase angle of the complex data linked to the second position data as the adjustment amount. Signal processing device.
前記被検査体の透磁率及び導電率並びに前記探傷信号に含まれる搬送波の周波数を含む条件を取得する取得部と、
前記位相角が調整された複素データ及び入力した前記条件に基づいて前記被検査体に含まれる欠陥の深さ量を計算する計算部と、をさらに備える渦電流探傷の信号処理装置。 The signal processing device for eddy current inspection according to any one of claims 1 to 5,
Acquisition unit for acquiring the condition including the frequency of the carrier wave included in the magnetic permeability and conductivity of the test object and the flaw detection signal,
An eddy current flaw detection signal processing device, further comprising: a calculation unit configured to calculate a depth amount of a defect included in the inspection object based on the complex data whose phase angle has been adjusted and the input condition.
前記データ蓄積部は、前記被検査体の表面を隣接して走査される複数のコイルに由来する複数の複素データを受信して蓄積する渦電流探傷の信号処理装置。 The signal processing device for eddy current flaw detection according to any one of claims 1 to 6,
The eddy current flaw detection signal processing device, wherein the data storage unit receives and stores a plurality of complex data derived from a plurality of coils that are adjacently scanned on the surface of the inspection object.
前記複素データの位相角を調整するための調整量を入力するステップと、
前記調整量を反映させる前記複素データのデータ範囲を選択するステップと、
前記選択されたデータ範囲に含まれる前記複素データの前記位相角を、前記調整量に基づいて調整するステップと、
前記調整された位相角に基づいて前記複素データの実部データ及び虚部データの少なくとも一方を修正した修正データを演算するステップと、を含むことを特徴とする渦電流探傷の信号処理方法。 Receiving and storing complex data obtained by phase analysis of an inspection signal obtained by eddy current inspection of an object to be inspected,
Inputting an adjustment amount for adjusting the phase angle of the complex data;
Selecting a data range of the complex data that reflects the adjustment amount;
Adjusting the phase angle of the complex data included in the selected data range based on the adjustment amount;
Calculating a correction data obtained by correcting at least one of the real part data and the imaginary part data of the complex data based on the adjusted phase angle.
被検査体を渦電流探傷して取得された探傷信号を位相解析した複素データを受信して蓄積するステップ、
前記複素データの位相角を調整するための調整量を入力するステップ、
前記調整量を反映させる前記複素データのデータ範囲を選択するステップ、
前記選択されたデータ範囲に含まれる前記複素データの前記位相角を、前記調整量に基づいて調整するステップ、
前記調整された位相角に基づいて前記複素データの実部データ及び虚部データの少なくとも一方を修正した修正データを演算するステップ、を実行させることを特徴とする渦電流探傷の信号処理プログラム。 On the computer,
Receiving and storing complex data obtained by performing phase analysis on an inspection signal obtained by performing eddy current inspection on the inspection object,
Inputting an adjustment amount for adjusting the phase angle of the complex data;
Selecting a data range of the complex data that reflects the adjustment amount;
Adjusting the phase angle of the complex data included in the selected data range based on the adjustment amount;
Calculating a correction data obtained by correcting at least one of the real part data and the imaginary part data of the complex data based on the adjusted phase angle.
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