JP2021119339A - 非破壊検査システムの計測適格性認定 - Google Patents

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Abstract

【課題】非破壊検査（NDI）超音波システムの計測適格性認定を実行するための方法を提供する。【解決手段】NDI超音波システムによって、較正試片に対して超音波スキャン動作を実行する。超音波スキャン動作は、スキャン信号を生成する。該方法はまた、スキャン信号に時間領域適格性認定マスクを重ねること、及び、スキャン信号が、時間領域適格性認定マスクの範囲内にあるかどうかを判定する。該方法はまた、周波数領域適格性認定マスクを使用して、NDI超音波システムの空隙率感度を確認する。該方法は更に、スキャン信号が、欠陥がない較正試片の一部分について時間領域適格性認定マスクの範囲内にあること、及び、スキャン信号が、欠陥を含む較正試片の別の一部分について時間領域適格性認定マスクの上にあること、並びに、NDI超音波システムの空隙率感度が確認されたことに応じて、NDI超音波システムを適格性認定すること。【選択図】なし

Description

本開示は、非破壊検査（NDI）システムに関し、特に、ＮＤＩ超音波システムの計測適格性認定のための方法及びシステムに関する。
ＮＤＩ超音波検査システムは、NDI参照基準を使用してＮＤＩ超音波検査システムを較正及び適格性認定する実験的な方法を介して適格性認定される。この実験的な方法は、物理的な参照基準及びNDI超音波システムのばらつきにより、低い初回通過適格性認定率（low first pass quality rate）を有する。全てのNDI超音波検査の適格性認定は特注（custom）である。NDI超音波検査システム用のリニアアレイトランスデューサは、それぞれ5,000ドルから10,000ドルの費用がかかり、特注である。これらのシステムのサプライヤーは限られており、開発のためのリードタイムは、一年を超えることがある。NDI検査システムの適格性認定のための改善された方法及びシステムが必要である。
一実施例によれば、非破壊検査（NDI）超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの計測適格性認定を実行するための方法は、NDI超音波システムによって、較正試片（calibration coupon）に対して超音波スキャン動作を実行することを含む。超音波スキャン動作は、スキャン信号を生成する。該方法はまた、スキャン信号に時間領域適格性認定マスクを重ねること、及び、時間領域適格性認定マスクを使用してスキャン信号を評価することも含む。該方法は、更に、周波数領域適格性認定マスクを使用して、NDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの空隙率感度（porosity sensitivity）を確認することを含む。該方法は、スキャン信号が、欠陥がない較正試片の一部分について時間領域適格性認定マスクの下にあること、及び、スキャン信号が、欠陥を含む較正試片の別の一部分について時間領域適格性認定マスクの上にあること、並びに、NDI超音波システムの空隙率感度が確認されたことに応じて、NDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサを適格性認定することを更に含む。
別の一実施例によれば、非破壊検査（NDI）超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの計測適格性認定を実行するためのシステムが、プロセッサとプロセッサに結合されたメモリとを含む。該メモリは、プロセッサによって実行されると、プロセッサに一組の機能を実行させる、コンピュータ可読プログラム指示命令を含む。該一組の機能は、較正試片に対して超音波スキャン動作を実行することを含む。超音波スキャン動作は、スキャン信号を生成する。該一組の機能はまた、スキャン信号に時間領域適格性認定マスクを重ねること、及び、時間領域適格性認定マスクを使用してスキャン信号を評価することも含む。該一組の機能はまた、周波数領域適格性認定マスクを使用して、NDI超音波システムの空隙率感度を確認することも含む。該一組の機能は、スキャン信号が、欠陥がない較正試片の一部分について時間領域適格性認定マスクの範囲内にあること、及び、スキャン信号が、欠陥を含む較正試片の別の一部分について時間領域適格性認定マスクの上にあること、並びに、NDI超音波システムの空隙率感度が確認されたことに応じて、NDI超音波システムを適格性認定することを更に含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、該方法及びシステムはまた、スキャン信号が、欠陥がない較正試片の任意の一部分について時間領域適格性認定マスクの上にあること、或いは、スキャン信号が、欠陥を含む較正試片の任意の別の一部分について時間領域適格性認定マスクの下にあることに応じて、NDI超音波システム又はNDI超音波システムのNDI超音波トランスデューサのうちの少なくとも一方を較正することも含む。該方法及びシステムは、新しいスキャン信号が、欠陥がない較正試片の一部分について時間領域適格性認定マスクの下にあり、且つ、新しいスキャン信号が、欠陥を含む較正試片の別の一部分について時間領域適格性認定マスクの上にあるまで、超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号を生成することと、新しいスキャン信号に時間領域適格性認定マスクを重ねることと、時間領域適格性認定マスクを使用して新しいスキャン信号を評価することと、NDI超音波システム又はNDI超音波トランスデューサを較正することのうちの少なくとも一方と、を繰り返すことを更に含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、該方法及びシステムは、NDI超音波システムの空隙率感度が確認されなかったことに応じて、NDI超音波システム又はNDI超音波システムのNDIトランスデューサのうちの少なくとも一方を較正することを更に含む。該システム及び方法は、更に、NDI超音波システムの空隙率感度が確認されるまで、超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号を生成することと、新しいスキャン信号が時間領域適格性認定マスクの条件を満たす（パスする：pass）ことを確認することと、NDI超音波システム又はNDI超音波システムのNDI超音波トランスデューサのうちの少なくとも一方を較正することと、を繰り返すことを含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、スキャン信号はＡスキャン超音波信号である。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、該方法及びシステムは、ワークピースについての仕様とプロセス仕様要件とのうちの少なくとも１つを使用して、時間領域適格性認定マスクを作成することを更に含む。時間領域適格性認定マスクは、ノイズレベル（noise floor）、較正試片の深さ、及び異なる種類の欠陥についての信号感度を試験するように較正される。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、異なる種類の欠陥は、ボイド（void）、層間剥離（delamination）、及び異物の巻き込み（inclusion）を含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、該方法及びシステムは、時間領域適格性認定マスクの検証を実行することを更に含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、時間領域適格性認定マスクの検証を実行することは、計測試片に対してスキャン動作を実行することによってＣスキャン信号を生成すること、Ｃスキャン信号からＡスキャン信号を選択すること、及びＡスキャン信号を囲むように（around）時間領域適格性認定マスクを描画することを含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、NDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの空隙率感度を確認することは、高速フーリエ変換（FFT）、ダイナミックレンジ、並びにノイズレベル試験及び評価によって、NDI超音波システムのシステム応答を予測すること、選択肢として複数の異なる材料の種類を提示すること、並びに、周波数領域適格性認定マスクを使用して、選択された材料について空隙率感度曲線を生成することを含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、該方法及びシステムは、特定のワークピースについて周波数領域適格性認定マスクを作成することを更に含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、特定のワークピースについて周波数領域適格性認定マスクを作成することは、計測試片に対して超音波スキャン動作を実行することによって超音波信号を生成すること、超音波信号を時間領域信号から周波数領域信号に変換すること、及び周波数領域信号をカバーする帯域幅マスクを適用することを含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、該システム及び方法は、周波数領域信号が完全に帯域幅マスクの範囲内にあることを検証すること、及び、周波数領域信号の一部分が帯域幅マスクの外側にあることに応じて、周波数領域信号が完全に帯域幅マスクの範囲内にあるように、ノッチフィルタを適用すること又は異なるトランスデューサを使用することを含む。その場合、周波数領域信号が完全に帯域幅マスクの範囲内にある帯域幅マスクは、周波数領域適格性認定マスクに相当する。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、帯域幅マスクを適用することは、帯域幅マスクが周波数領域信号のピーク振幅の約五十パーセント（５０％）以下であることを含む。
一実施例及び前述の実施例の何れかによれば、NDI超音波システムの空隙率感度を確認することは、較正試片の厚さ、NDI超音波システムのNDI超音波トランスデューサの周波数、及び周波数領域信号の帯域幅に基づく。
前述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施例において個別に実現可能であるか、又は、更に別の実施例に組み込まれてよく、かかる更に別の例の更なる詳細事項は、以下の説明及び図面を参照することで理解され得る。
図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の一実施例による、NDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの計測適格性認定を実行するための方法の一実施例のフローチャートである。 図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の一実施例による、NDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの計測適格性認定を実行するための方法の一実施例のフローチャートである。 図１Ａ及び図１Ｂの例示的な方法に従ってNDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの計測適格性認定を実行するためのスマート計測システムの一実施例の図である。 本開示の一実施例による、NDI超音波システムの線形回帰モデルの検証の一実施例である。 本開示の一実施例による、下側周波数成分フィルタリングの前にNDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの空隙率感度を確認するための周波数領域適格性認定マスクの一実施例である。 本開示の一実施例による、下側周波数成分フィルタリングの後にNDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの空隙率感度を確認するための周波数領域適格性認定マスクの一実施例である。 本開示の一実施例による、時間領域適格性認定マスクを作成し、そのマスクの検証を実行するための方法の一実施例のフローチャートである。 本開示の一実施例による、時間領域適格性認定マスクの一実施例の図である。 本開示の一実施例による、周波数領域適格性認定マスクを作成するための方法の一実施例のフローチャートである。
実施例についての下記の詳細説明は添付図面を参照するものであり、これらの図面は本開示の具体例を示している。種々の構造及び工程を有する他の実施例も、本開示の範囲から逸脱するわけではない。同様の参照番号は、種々の図面において同一の要素又は構成要素を表すことがある。
本開示は、システム、方法、及び／又はコンピュータプログラム製品であり得る。コンピュータプログラム製品は、本開示の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム指示命令が格納されている、コンピュータ可読記憶媒体（複数可）を含み得る。
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置によって使用される命令を保持及び記憶することが可能な、有形の装置であり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定するものではないが、電子記憶装置、磁気記憶装置、光記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、又はこれらの任意の好適な組み合わせであってよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的リストは、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブルコンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリスティック、フロッピーディスク、機械的にエンコードされたデバイス（パンチカードや、指示命令が記録されている溝内隆起構造など）、及び、それらの任意の好適な組み合わせを含む。本明細書において、コンピュータ可読記憶媒体は、それ自体、電波若しくはその他の自由に伝播する電磁波、導波路若しくは別の伝送媒体を通って伝播する電磁波（例えば、光ファイバケーブルを通過する光パルス）などの一時的信号であるとも、ワイヤを通って伝送される電気信号であるとも、解釈すべきではない。
本明細書に記載のコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング装置／処理装置にダウンロードすることができるか、又は、例えばインターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、及び／又は無線ネットワークなどのネットワーク経由で、外部コンピュータもしくは外部記憶装置にダウンロードすることができる。ネットワークは、銅製伝送ケーブル、光伝導ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、及び／又はエッジサーバを備え得る。各コンピューティング／処理デバイス内のネットワークアダプタカード又はネットワークインターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、このコンピュータ可読プログラム命令を、それぞれのコンピューティング／処理デバイスの中のコンピュータ可読記憶媒体内に記憶するために転送する。
本開示の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又は、スモールトークやＣ＋＋などといったオブジェクト指向型プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語もしくは同様のプログラミング言語といった従来型の手続き型プログラミング言語を含む、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれた、ソースコードもしくはオブジェクトコードであり得る。コンピュータ可読プログラム指示命令は、専らユーザのコンピュータで、部分的にユーザのコンピュータで、スタンドアローン型のソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータでかつ部分的にリモートコンピュータで、又は、専らリモートのコンピュータ若しくはサーバで、実行され得る。最後の例の場合、リモートコンピュータが任意の種類のネットワーク（ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む）を通じてユーザのコンピュータに接続され得るか、又は、（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続がなされ得る。一部の例においては、電子回路（例えばプログラマブル論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）を含む）は、本開示の態様を実施する目的でこの電子回路をカスタマイズするために、コンピュータ可読プログラム指示命令の状態情報を利用することによって、コンピュータ可読プログラム指示命令を実行し得る。
本明細書では、本開示の例による方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図に言及しつつ、本開示の態様について説明している。フローチャート及び／又はブロック図の各ブロック、並びに、フローチャート及び／又はブロック図における複数のブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム指示命令によって実装可能であると、理解されよう。
上記のコンピュータ可読プログラム指示命令は、機械を製造するために、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、又は、その他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されてよく、これにより、コンピュータ又はその他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行されるこれらの指示命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１以上のブロック内に特定されている機能／作用を実装するための手段を創出する。上記のコンピュータ可読プログラム指示命令は更に、特定の様態で機能するために、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、及び／又はその他のデバイスに命令を下すことが可能なコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてよく、これにより、指示命令が記憶されているコンピュータ可読記憶媒体は製造品（article of manufacture）を含み、この製造品が、フローチャート及び／又はブロック図の１以上のブロック内に特定されている機能／作用の態様を実装する指示命令を含む。
コンピュータ可読プログラム指示命令はまた、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル装置、又はコンピュータ実装プロセスを生成する他のデバイスで実行させるために、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイスにロードされてもよく、その結果、コンピュータ、他のプログラマブル装置、又は他のデバイスで実行される指示命令によって、フローチャート及び／又はブロック図のブロック（単数又は複数）で規定される機能／作用が実装される。
図１Ａ及び図１Ｂは、本開示の一実施例による、NDI超音波システム及び／又はNDI超音波トランスデューサの計測適格性認定を実行するための方法１００の一実施例のフローチャートである。更に図２も参照すると、図２は、図１Ａ及び図１Ｂの例示的な方法に従ってNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の計測適格性認定２０１を実行するためのスマート計測システム２００の一実施例の図である。一実施例によれば、NDI超音波システム２０２は、プロセッサ２０６と、プロセッサ２０６に結合されたメモリ２０８とを含む。プロセッサ２０６は、ロボット２１０を制御して、超音波スキャン動作を実行するように構成されている。ロボット２１０は、本明細書で説明されるように、超音波スキャン動作を実行するためのNDI超音波トランスデューサ２０４を保持するように構成されたエンドエフェクタ２１２を含む。プロセッサ２０６はまた、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の超音波スキャン動作及び適格性認定の結果を提示するためのディスプレイ２１４にも接続されている。NDI超音波システム２０２はまた、超音波信号を送信するための送信器２１５、及びリターン信号又はスキャン信号１０４を受信するための受信器２１６も含む（図１Ａ）。一実施例によれば、スキャン信号１０４はＡスキャン信号である。
図１Ａのブロック１０２では、NDI超音波システム２０２によって、較正試片２１７に対して超音波スキャン動作が実行される。一実施例によれば、較正試片２１７は、積層複合材料の複数の層を含む複合材料パネルである。他の実施例では、金属又は合金の層などの異なる種類の材料の層が、複合材料パネル内に含まれ得る。較正試片２１７は、任意の欠陥がない１以上の部分、及び欠陥１０６を有する１以上の部分を含む（図６）。これは、本明細書でより詳細に説明されるように、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４が、何処に欠陥１０６が存在して何処に欠陥が存在しないかを、正確に検出できることを確認するためである。欠陥１０６の例は、ボイド、層間剥離、及び異物の巻き込み、例えば、較正試片２１７内の異物又は異物損傷（FOB）を含むが、必ずしもそれらに限定されるわけではない。超音波スキャン動作は、較正試片２１７からのスキャン信号１０４又はリターン信号を生成する。
ブロック１０８では、スキャン信号１０４のグラフが提示される。一実施例によれば、スキャン信号１０４は、図２のディスプレイ２１４のようなディスプレイ上に提示される。
ブロック１１０では、時間領域適格性認定マスク１１２が、スキャン信号１０４に重ねられる。図６も参照すると、図６は、本開示の一実施例による、スキャン信号１０４に重ねられた時間領域適格性認定マスク１１２の一実施例の図である。時間領域適格性認定マスク１１２を作成し、時間領域適格性認定マスク１１２の検証を実行することは、図５及び図６を参照しながらより詳細に説明されることとなる。
ブロック１１４では、スキャン信号１０４が、時間領域適格性認定マスク１１２を使用して評価される。時間領域適格性認定マスク１１２を使用してスキャン信号１０４を評価することは、図６の一実施例で示されているように、スキャン信号１０４が、欠陥１０６が存在しない較正試片２１７の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にあることを確認すること、及び、スキャン信号１０４が、欠陥１０６が存在する較正試片２１７の別の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にあることを確認することを含む。
ブロック１１６では、スキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にあるかどうかの判定が行われる。スキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にある場合、方法１００はブロック１１８に進む。スキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にある場合、方法１００はブロック１２０に進む。
ブロック１２０では、スキャン信号１０４が、欠陥１０６を含む較正試片２１７の別の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にあるかどうかの判定が行われる。スキャン信号１０４が、時間領域適格性認定マスク１１２の上にある場合、方法１００は図１Ｂのブロック１２２に進む。スキャン信号１０４が、欠陥１０６を含む較正試片２１７の別の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にある場合、方法１００はブロック１１８に進む。
ブロック１１８では、スキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の任意の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にあること、或いは、スキャン信号１０４が、欠陥１０６を含む較正試片２１７の任意の別の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にあることに応じて、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波システム２０２のNDI超音波トランスデューサ２０４のうちの少なくとも一方が較正される。
ブロック１１８から、方法１００はブロック１０２に戻り、別の超音波スキャン動作が、NDI超音波システム２０２によって実行されて、新しいスキャン信号１０４を生成する。方法１００のブロック１０２〜１２０は、時間領域適格性認定マスク１１２の条件を満たす新しいスキャン信号１０４が生成されるまで、以前に説明したのと同様に繰り返される。「条件を満たす」とは、例えば、新しいスキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の任意の部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にあり、且つ、新しいスキャン信号１０４が、欠陥１０６を含む較正試片２１７の他の部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にあることである。ブロック１０２で超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号１０４を生成することと、ブロック１１０で新しいスキャン信号１０４に時間領域適格性認定マスク１１２を重ねることと、ブロック１１８でNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４を較正することのうちの少なくとも一方とは、時間領域適格性認定マスク１１２の条件を満たす新しいスキャン信号１０４が生成されるまで繰り返される。
ブロック１１６で、スキャン信号１０４又は新しいスキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にあることに応じて、及び、ブロック１２０で、スキャン信号１０４又は新しいスキャン信号１０４が、欠陥１０６を有する較正試片２１７の一部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にあることに応じて、方法１００は図１Ｂのブロック１２２に進む。
ブロック１２２では、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の空隙率感度２１８（図２）が、周波数領域適格性認定マスク１２４と、方程式Ｙ＝Ｍｘ＋ｂに一致する傾斜Ｍの線形回帰モデル３００（図３）とを使用して確認される。図３で示されている空隙率感度曲線３０２の一実施例では、ゼロの傾斜（Ｙ＝０ｘ）が、ゼロ（０）プライから約六十（６０）プライ３０３まで、較正試片２１７の厚さの範囲内の空隙率に対する感度がないことを示している。NDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８を確認することは、較正試片２１７の厚さ、NDI超音波システム２０２のNDI超音波トランスデューサ２０４の周波数、及び周波数領域信号２３２の帯域幅２３０に基づく。
ブロック１２６〜１３８を参照しながらより詳細に説明されるように、空隙率感度２１８は、一組の計測空隙率曲線２２０の傾斜及びＲ二乗値３０６（図３）を分析して、一組の計測空隙率曲線２２０が、空隙率ライブラリモデル２２４の線形回帰モデル３００にどの程度適合するかを判断することによって特定される。計測空隙率曲線２２０は、空隙率感度曲線とも称される。一実施例によれば、空隙率ライブラリモデル２２４は、NDI超音波システム２０２によってメモリ２０８内部に記憶される。
周波数領域適格性認定マスク１２４の一実施例が、図４Ａ及び図４Ｂのそれぞれに示されている。図４Ａは、本開示の一実施例による、下側周波数成分フィルタリングの前にNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の空隙率感度２１８を確認するための周波数領域適格性認定マスク１２４ａの一実施例である。図４Ｂは、本開示の一実施例による、下側周波数成分フィルタリングの後にNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の空隙率感度２１８を確認するための周波数領域適格性認定マスク１２４ｂの一実施例である。周波数領域適格性認定マスク１２４の一実施例は、図７を参照してより詳細に説明されることとなる。
ブロック１２６では、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の空隙率感度２１８を確認することが、高速フーリエ変換（FFT）によってNDI超音波システム２０２のシステム周波数応答２２６（図２）を予測することを含み、ダイナミックレンジ２１９（図２）並びにノイズレベル２１９ｂ及び６０２（図６）試験及び評価を含む。
ブロック１２８では、ダイナミックレンジアルゴリズムが周波数応答２２６に対して実行されて、飽和２１９ａとノイズレベル２１９ｂ及び６０２との間のデシベルレンジ又はダイナミックレンジ２１９を提供する。ダイナミックレンジアルゴリズムは、選択された周波数における最も薄い較正試片２１７ａと最も厚い試片２１７ｂに対して検証される。最も厚い試片２１７ｂからの信号は、ノイズレベル２１９ｂ及び６０２の上になる。周波数領域適格性認定マスク１２４の条件を満たすには、周波数領域適格性認定マスク１２４内に適合する周波数応答２２６又はスキャン信号１０４を提供するために狭い周波数帯域を有する超音波トランスデューサ２０４を適正に選択するか、或いは、ノッチソフトウェアフィルタを適用することによって又は物理的なフィルタをNDI超音波システム２０２の受信器２１６に合致する（in line with）ように配置することによって、周波数領域適格性認定マスク１２４内に適合する周波数応答２２６を提供することが必要になるだろう。ダイナミックレンジ２１９試験は、周波数及び厚さに依存する生成された計測空隙率曲線２２０に基づいて判断されることになる。図６で示されているように、ノイズレベル２１９ｂ及び６０２は、時間領域適格性認定マスク１１２に対して試験される。図６で示されているように、ノイズレベル２１９ｂ及び６０２は、電気ノイズ若しくは内側プライノイズ又はそれらの両方に帰する、周波数領域適格性認定マスク１２４内のスキャン信号１０４によって特定される。
ブロック１３０では、複数の異なる材料の種類２２８（図２）が、選択肢として提示される。ブロック１３２では、選択された材料の種類２２８について、周波数領域適格性認定マスク１２４を使用して、空隙率感度曲線３０２（図３）が生成される。ブロック１３４では、空隙率感度曲線３０２から異常値３０４が除去される。図３も参照すると、図３は、本開示の一実施例による、NDI超音波システムの線形回帰モデル３００の検証の一実施例である。図３は、空隙率感度曲線３０２から異常値３０４を除去する一実施例を示している。スマート計測システム２００は、一組の計測空隙率曲線２２０の傾斜及びＲ二乗値３０６を分析して、空隙率感度曲線３０２が、どの程度空隙率ライブラリモデル２２４の線形回帰モデル３００に適合するかを判断するように構成されている。適正な空隙率感度２１８が実現されるまで、所定の傾斜及びＲ二乗値３０６が、異常値３０４を除去して、周波数スペクトルをフィルタする。一実施例によれば、空隙率ライブラリモデル２２４についての空隙率感度曲線３０２の傾斜及びＲ二乗値３０６は、材料の種類に基づいて実験的に特定され、最良のシステム応答に対して最適化される。別の一実施例によれば、空隙率ライブラリモデル２２４についての空隙率感度曲線３０２の傾斜及びＲ二乗値３０６は、複合材料の超音波特性が知られているときに、ソフトウェアモデリングによって特定される。
ブロック１３６では、空隙率感度曲線３０２の傾斜が、自動フィルタアルゴリズムによってライブラリを設定するように調整される。例えば、図３の空隙率感度曲線３０２の最適な傾斜が実現されるまで、図４Ｂの下側周波数が低減される。周波数応答２２６の下側周波数フィルタリングを介して計測空隙率曲線２２０又は空隙率感度曲線の傾斜を増加させることによって、空隙率に対するより高い感度が実現され得る。
ブロック１３８では、NDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８が確認されたかどうかの判定が行われる。NDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８が確認された場合、方法１００はブロック１４０に進む。ブロック１４０では、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４が適格性認定されている。一実施例によれば、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４が適格性認定されたとのメッセージが提示される。
NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４が、適格性認定されなかった場合、方法１００はブロック１１８に戻る。ブロック１１８では、NDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８が確認されなかったことに応じて、NDI超音波システム２０２又はNDI超音波システム２０２のNDI超音波トランスデューサ２０４の少なくとも一方が較正される。次いで、方法１００は、NDI超音波システム２０２又はNDI超音波トランスデューサ２０４のうちの少なくとも一方が、時間領域適格性認定マスク１１２による適格性認定に影響を与えたかどうかを判定するために、以前に説明されたものと同様なブロック１０２〜１２０を通して継続することになる。したがって、ブロック１４０でNDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８が確認されるまで、ブロック１０２で超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号１０４を生成することと、ブロック１１０〜１２０で新しいスキャン信号１０４が時間領域適格性認定マスク１１２の条件を満たすことを確認することと、ブロック１２２で周波数領域適格性認定マスクを使用して空隙率感度２１８を確認することと、ブロック１１８でNDI超音波システム２０２又はNDI超音波トランスデューサ２０４のうちの少なくとも一方を較正することと、が繰り返される。
ブロック１４０では、NDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８が本明細書で説明されるように確認されたことに応じて、また、以前に説明されたように、スキャン信号１０４又は新しいスキャン信号１０４が、欠陥１０６がない較正試片２１７の任意の部分について時間領域適格性認定マスク１１２の下にあること（図６）、及び、スキャン信号１０４又は新しいスキャン信号１０４が、欠陥１０６を含む較正試片２１７の任意の他の部分について時間領域適格性認定マスク１１２の上にあることに応じて、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４が適格性認定される。スマート計測システム２００は、NDI超音波システム２０２の空隙率感度２１８が確認されたことに応じて、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４が適格性認定されたという表示を含む出力を生成するように構成されている。その場合、その出力は、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４を、目的の検査に使用すること及び／又は動作させることを可能にする。
図５を参照すると、図５は、本開示の一実施例による、時間領域適格性認定マスク１１２を作成し、そのマスク１１２の検証を実行するための方法５００の一実施例のフローチャートである。図６も参照すると、図６は、本開示の一実施例による、時間領域適格性認定マスク１１２の一実施例の図である。ブロック５０２では、ワークピース仕様５０４と、ワークピース２４０を処理するためのプロセス仕様要件５０６と、のうちの少なくとも１つを使用して、時間領域適格性認定マスク１１２が作成される（図２）。一実施例によれば、ワークピース２４０は、以前に説明されたものと同様な材料の複数の層を含む複合材料パネルである。しかし、本明細書で説明される例示的な方法及びシステムは、任意の種類のワークピース２４０に対して適用可能であり、複合材料又は任意の特定の種類の材料若しくは構造から作製される構成要素に限定されない。時間領域適格性認定マスク１１２は、ノイズレベル６０２（図６）、較正試片２１７の深さ、及び異なる種類の欠陥１０６についての信号感度（図６）を試験するように構成される。異なる種類の欠陥１０６の実施例は、ボイド、層間剥離、及び異物の巻き込みを含むが、それらに限定されるものではない。
時間領域適格性認定マスク１１２は、水平区切り点６０６ａ〜６０６ｃ及び垂直区切り点６０８ａ〜６０８ｂを含む。時間領域適格性認定マスク１１２は、階段区域、線形若しくは曲線区域を有する傾斜区域、又はこれらの種類の区域のうちの何れかの組み合わせを含み得る。図６の実施例では、時間領域適格性認定マスク１１２が、線形区域の組み合わせ関数である。電圧V0は、調整された基準信号に等しい。V1は、第１の区切り点６０６ａに等しい。V2は、第２の区切り点６０６ｂに等しく、V3は、第３の区切り点６０６ｃに等しい。図６の実施例では、第３の区切り点６０６ｃがノイズレベル６０２である。時間T0は、ベース基準でのゼロ厚さにおける計測試片５１１の前表面に等しい。T1は、第１の区切り点６０８に等しく、T2は、第２の区切り点６０８ｂに等しい。
図５のブロック５０８では、時間領域適格性認定マスク１１２の検証が実行される。一実施例によれば、時間領域適格性認定マスク１１２の実験的な検証が実行される。一実施例によれば、ブロック５０８で時間領域適格性認定マスク１１２の検証を実行することは、ブロック５１０〜５２４を参照しながら説明される動作を含む。
ブロック５１０では、図２のNDI超音波トランスデューサ２０４などのNDI超音波トランスデューサを使用して、計測試片５１１に対して超音波スキャン動作を実行することによって、Ｃスキャン信号が生成される。一実施例によれば、計測試片５１１は、ワークピース仕様５０４を満たす又は満足することが知られている適格性認定ワークピースに相当する。
ブロック５１２では、Ａスキャン信号１０４（図６）が、選択された点についてのＣスキャン信号から選択される。Ａスキャンは、距離又は時間を示す水平ベースライン、及びリターン超音波信号の振幅を示すベースラインからの垂直偏向を利用して、超音波信号データを提示する方法である。Ｃスキャンは、較正試片２１７、計測試片５１１又はワークピース２４０、及び試験物体内の不連続などの、試験物体の平面図を提供する、超音波信号データを提示する方法である。ブロック５１４では、Ａスキャン信号のグラフが提示される。
ブロック５１６では、計測試片５１１の前壁６０４（図６）及び計測試片５１１の後壁（図６では示されていない）が、Ａスキャン信号１０４の局所的な最大値から検出される。ブロック５１８では、プロセス後時間補正ゲイン（TCG）が実行される。プロセス後時間補正ゲインは、スキャン信号にゲインを追加して、厚さに基づいて複合材料の自然減衰を正規化するプロセスである。時間補正ゲイン（TCG）は、試験物体内の異なる音移動距離における、等しい反射器（例えば欠陥１０６など）からの反射の振幅の差に対する時間の関数としてのゲインを補償する。
ブロック５２０では、時間領域適格性認定マスク１１２（図６）が、Ａスキャン信号１０４を囲むように描画される。時間領域適格性認定マスク１１２は、図６の斜交平行エリアによって表されている。
ブロック５２２では、Ａスキャン信号１０４を囲むように描画された時間領域適格性認定マスク１１２のグラフが、図６で示されているように提示される。ブロック５２４では、時間領域適格性認定マスク１１２が、Ａスキャン信号１０４を囲むように描画された時間領域適格性認定マスク１１２のグラフから検証される。
ブロック５２６では、時間領域適格性認定マスク１１２を使用して、NDI超音波システムを開発及び適格性認定し、超音波トランスデューサ製造業者向けの要件を標準化し、新しい超音波トランスデューサの性能を検証するなどである。
図７は、本開示の一実施例による、周波数領域適格性認定マスク１２４を作成するための方法７００の一実施例のフローチャートである。図４Ａ及び図４Ｂも参照すると、図４Ａは、本開示の一実施例による、下側周波数成分フィルタリングの前にNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の空隙率感度２１８を確認するための周波数領域適格性認定マスク１２４ａの一実施例である。図４Ｂは、本開示の一実施例による、下側周波数成分フィルタリングの後にNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の空隙率感度２１８を確認するための周波数領域適格性認定マスク１２４ｂの一実施例である。
ブロック７０２では、特定のワークピース２４０について周波数領域適格性認定マスク１２４が作成される。一実施例によれば、特定のワークピース２４０は、以前に説明されたものと同様な積層複合材料の複数の層を含む複合材料である。他の実施例によれば、周波数領域適格性認定マスク１２４は、本明細書で説明される技法を使用して、他の種類のワークピースについて作成され得る。図６の実施例によれば、ブロック７０２で周波数領域適格性認定マスク１２４を作成することは、ブロック７０４〜７２０を参照しながら説明される動作を含む。
ブロック７０４では、特定のワークピース２４０について周波数領域適格性認定マスク１２４を作成することが、図２のNDI超音波システム２０２などのNDI超音波システムのNDI超音波トランスデューサを使用して、計測試片５１１に対して超音波スキャン動作を実行することによって、超音波スキャン信号を生成することを含む。以前に説明されたように、計測試片５１１は、ワークピース仕様５０４を満たす又は満足することが知られている適格性認定ワークピース２４０に相当する。一実施例によれば、生成される超音波スキャン信号は、Ｃスキャン超音波信号である。
ブロック７０６では、超音波スキャン信号又はＣスキャン超音波信号が、NDI超音波システム２０２によって受信される。ブロック７０８では、超音波信号が、時間領域信号から周波数領域信号４０２（図４Ａ及び図４Ｂ）に変換される。一実施例によれば、超音波スキャン信号は、時間領域超音波スキャン信号の高速フーリエ変換（FTT）を実行することによって、時間領域から周波数領域に変換される。
ブロック７１２では、超音波スキャン信号又はＡスキャン信号の周波数領域信号４０２が提示される。一実施例によれば、超音波スキャン信号のＡスキャンの周波数領域信号は、図２のディスプレイ２１４のようなディスプレイ上に提示される。
ブロック７１４では、周波数領域信号４０２をカバーする帯域幅マスク４０４（図４Ａ及び図４Ｂ）が適用される。ブロック７１６では、周波数領域信号４０２が、完全に帯域幅マスク４０４の範囲内にあることを検証することが実行される。
ブロック７１８では、一実施例によれば、周波数領域信号４０２の一部分が帯域幅マスク４０４の外側にあることに応じて、周波数領域信号４０２が完全に帯域幅マスク４０４の範囲内にあるように、ノッチフィルタがNDI超音波システム２０２（図２）内で適用されるか、又は異なるNDI超音波トランスデューサ２０４が使用される。周波数領域信号４０２を完全にカバーする帯域幅マスク４０４は、周波数領域適格性認定マスク１２４に相当する。一実施例によれば、帯域幅マスク４０４を適用することが、帯域幅マスク４０４が、周波数領域信号４０２のピーク振幅の約五十パーセント（５０％）以下であること、又は時間領域超音波スキャン信号のピーク振幅から６デシベル下にあることを含む。
ブロック７２０では、ブロック７１８における変更が、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の時間領域応答に影響を与えないことの検証が実行される。一実施例によれば、ブロック７１８における変更が時間領域応答に影響を与えないことの検証は、図１Ａのブロック１０２〜１２０を参照しながら説明されたのと同じように実行される。
ブロック７２２では、周波数領域適格性認定マスク１２４を使用して、NDI超音波システムを開発及び適格性認定し、NDI超音波トランスデューサ製造業者向けの要件を標準化し、新しいNDI超音波トランスデューサの性能を検証するなどである。
図２に戻って参照すると、以前に説明したように、図２は、図１Ａ及び図１Ｂの例示的な方法に従ってNDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の計測適格性認定２０１を実行するためのスマート計測システム２００の一実施例の図である。スマート計測システム２００は、プロセッサ２０６と、プロセッサ２０６に結合されたメモリ２０８とを含む。メモリ２０８は、プロセッサ２０６によって実行されると、プロセッサ２０６に一組の機能２５２を実行させる、コンピュータ可読プログラム指示命令２５０を含む。一実施例によれば、指示命令２５０は、NDI超音波システム２０２及び／又はNDI超音波トランスデューサ２０４の計測適格性認定２０１を含む、本明細書で説明される方法を実行するための指示命令２５０を含む。一実施例によれば、図２Ａ及び図２Ｂの方法１００、図５の方法５００、及び図７の方法７００は、NDI超音波システム２０２を含むスマート計測システム２００によって具現化され、実行される。一組の機能２５２は、方法１００、方法５００、及び方法７００のブロックを含む。
図面内のフローチャート及びブロック図は、本開示の様々な実施例による、システム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能、及び動作を示している。これに関して、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、（１以上の）特定の論理機能を実装するための１以上の実行可能な指示命令を含む、指示命令のモジュール、セグメント、又は部分を表わし得る。一部の代替的な実行形態では、ブロック内に記載された機能は、図に記載されている順序を逸脱して発現し得る。例えば、連続して示されている２つのブロックは、実際には、関連機能に応じて、実質的に同時に実行され得るか、又は、時には逆順に実行され得る。ブロック図及び／又はフローチャートの各ブロック、並びに、ブロック図及び／又はフローチャートにおけるブロックの組み合わせは、特定の機能又は作用を実施する特殊用途のハードウェアベースのシステムによって実装され得るか、或いは、特殊用途ハードウェアとコンピュータ指示命令との組み合わせによって実行され得ることにも、留意されたい。
本明細書で使用している用語は、単に特定の例を説明することを目的としており、本開示の例を限定することは意図していない。本明細書において、単数形「１つの（ａ、ａｎ）」及び「この、その、前記（ｔｈｅ）」は、複数形も含むことを（文脈が明らかにそうでないことを示さない限り）意図している。更に、「含む（include、includes）」、「備える（comprises及び／又はcomprising）」という用語は、この明細書中で使用される場合、記載されている特徴、実体、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、それら以外の１以上の特徴、実体、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はこれらのグループの存在又は追加を排除するわけではないことが理解されよう。
全ての手段又はステップの対応する構造、材料、作用、及び均等物、並びに、下記の特許請求の範囲における機能要素は、具体的に請求されている、その他の請求されている要素と組み合わされて機能を果たすためのいかなる構造、材料、又は作用をも含むことが、意図されている。本実施例の説明は、例示及び説明を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態の実施例に限定することを意図していない。当業者であれば、実施例の範囲及び精神から逸脱することなく多数の修正及び変更を加えることが可能であることが理解されよう。
[0001] 更に、本開示は、下記の条項に係る実施形態を含む。
条項１．
非破壊検査（NDI）超音波システム（２０２）及び／又はNDI超音波トランスデューサ（２０４）の計測適格性認定（２０１）を実行するための方法（１００）であって、
前記NDI超音波システム（２０２）によって、較正試片（２１７）に対して、スキャン信号（１０４）を生成する超音波スキャン動作を実行すること（１０２）、
前記スキャン信号（１０４）に、時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）、
前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して、前記スキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）、
周波数領域適格性認定マスク（１２４）を使用して、前記NDI超音波システム（２０２）及び／又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）の空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）、並びに
前記スキャン信号（１０４）が、欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあること、及び、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、並びに、前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されたこと（１３８）に応じて、前記NDI超音波システム（２０２）及び／又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）を適格性認定すること（１４０）を含む、方法（１００）。
条項２．
前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の任意の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、又は、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の任意の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあることに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあり、且つ、前記新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあるまで、前記超音波スキャン動作を実行して前記新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）に前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）と、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して前記新しいスキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）を較正すること（１１８）のうちの少なくとも一方と、を繰り返すことを更に含む、条項１に記載の方法（１００）。
条項３．
前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されないことに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認される（１３８）まで、前記超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）が前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の条件を満たすことを確認すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）と、を繰り返すことを更に含む、条項１に記載の方法（１００）。
条項４．
前記スキャン信号（１０４）がＡスキャン超音波信号である、条項１に記載の方法（１００）。
条項５．
ワークピース（２４０）についての仕様（５０４）とプロセス仕様要件（５０６）とのうちの少なくとも１つを使用して、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を作成すること（５０２）を更に含み、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）は、ノイズレベル（２１９ｂ、６０２）、較正試片（２１７）の深さ、及び異なる種類の欠陥（１０６）についての信号感度を試験するように構成される、条項１に記載の方法（１００）。
条項６．
前記異なる種類の欠陥（１０６）は、ボイド、層間剥離、及び異物の巻き込みを含む、条項５に記載の方法（１００）。
条項７．
前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の検証を実行すること（５０８）を更に含む、条項１に記載の方法（１００）。
条項８．
前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の前記検証を実行すること（５０８）は、
計測試片（５１１）に対して超音波スキャン動作を実行することによって、Ｃスキャン信号を生成すること（５１０）、
前記Ｃスキャン信号からＡスキャン信号を選択すること（５１２）、及び
前記Ａスキャン信号を囲むように前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を描画すること（５２０）を含む、条項７に記載の方法（１００）。
条項９．
前記NDI超音波システム（２０２）及び／又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）の前記空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）は、
高速フーリエ変換（FFT）、ダイナミックレンジ（２１９）、並びにノイズレベル（２１９ｂ、６０２）試験及び評価によって、前記NDI超音波システム（２０２）のシステム応答を予測すること（１２６）、
選択肢として複数の異なる材料の種類（２２８）を提示すること（１３０）、並びに
前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を使用して、選択された前記材料の種類（２２８）について空隙率感度曲線（３０２）を生成すること（１３２）を含む、条項１に記載の方法（１００）。
条項１０．
特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）を更に含む、条項１に記載の方法（１００）。
条項１１．
前記特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）は、
計測試片（５１１）に対して超音波スキャン動作を実行することによって、超音波信号を生成すること（７０４）、
前記超音波信号を時間領域信号から周波数領域信号（２３２、４０２）に変換すること（７１０）、及び
前記周波数領域信号（２３２、４０２）をカバーする帯域幅マスク（４０４）を適用すること（７１４）を含む、条項１０に記載の方法（１００）。
条項１２．
前記周波数領域信号（２３２、４０２）が、完全に前記帯域幅マスク（４０４）の範囲内にあることを検証すること（７１６）、及び
前記周波数領域信号（２３２、４０２）の一部分が前記帯域幅マスク（４０４）の外側にあることに応じて、前記周波数領域信号（２３２、４０２）が完全に前記帯域幅マスク（４０４）の範囲内にあるように、ノッチフィルタを適用すること（７１８）又は異なるトランスデューサを使用することを更に含み、前記周波数領域信号（２３２、４０２）が完全に前記帯域幅マスク（４０４）の範囲内にある前記帯域幅マスク（４０４）は、前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）に相当する、条項１１に記載の方法（１００）。
条項１３．
前記帯域幅マスク（４０４）を適用すること（７１４）は、前記帯域幅マスク（４０４）が前記周波数領域信号（２３２、４０２）のピーク振幅の約五十パーセント（５０％）以下であることを含む、条項１１に記載の方法（１００）。
条項１４．
前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）は、前記較正試片（２１７）の厚さ、前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）の周波数、及び周波数領域信号（２３２、４０２）の帯域幅（２３０）に基づく、条項１に記載の方法（１００）。
条項１５．
非破壊検査（NDI）超音波システム（２０２）及び／又はNDI超音波トランスデューサ（２０４）の計測適格性認定（２０１）を実行するためのシステム（２００）であって、
プロセッサ（２０６）、並びに
前記プロセッサ（２０６）に結合されたメモリ（２０８）であって、前記プロセッサ（２０６）によって実行されると、前記プロセッサ（２０６）に一組の機能（２５２）を実行させるコンピュータ可読プログラム指示命令（２５０）を含む、メモリ（２０８）を備え、前記一組の機能（２５２）は、
較正試片（２１７）に対して、スキャン信号（１０４）を生成する超音波スキャン動作を実行すること（１０２）、
前記スキャン信号（１０４）に、時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）、
前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して、前記スキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）、
周波数領域適格性認定マスク（１２４）を使用して、前記NDI超音波システム（２０２）の空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）、並びに
前記スキャン信号（１０４）が、欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあること、及び、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、並びに、前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されたことに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）を適格性認定すること（１４０）を含む、システム（２００）。
条項１６．
前記一組の機能（２５２）は、
前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の任意の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、又は、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の任意の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあることに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあり、且つ、前記新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあるまで、前記超音波スキャン動作を実行して前記新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）に前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）と、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して前記新しいスキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）を較正すること（１１８）のうちの少なくとも一方と、を繰り返すことを更に含む、条項１５に記載のシステム（２００）。
条項１７．
前記一組の機能（２５２）は、
前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されないことに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されるまで、前記超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）が前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の条件を満たすことを確認すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）と、を繰り返すことを更に含む、条項１５に記載のシステム（２００）。
条項１８．
前記一組の機能（２５２）は、ワークピース（２４０）についての仕様（５０４）とプロセス仕様要件（５０６）とのうちの少なくとも１つを使用して、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を作成すること（５０２）を更に含み、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）は、ノイズレベル（２１９ｂ、６０２）、較正試片（２１７）の深さ、及び異なる種類の欠陥（１０６）についての信号感度を試験するように構成される、条項１５に記載のシステム（２００）。
条項１９．
前記異なる種類の欠陥（１０６）は、ボイド、層間剥離、及び異物の巻き込みを含む、条項１８に記載のシステム（２００）。
条項２０．
前記一組の機能（２５２）は、特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）を更に含み、前記特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）は、
計測試片（５１１）に対して超音波スキャン動作を実行することによって、超音波信号を生成すること（７０４）、
前記超音波信号を時間領域信号から周波数領域信号（２３２、４０２）に変換すること（７１０）、及び
前記周波数領域信号（２３２、４０２）をカバーする帯域幅マスク（４０４）を適用すること（７１４）を含む、条項１５に記載のシステム（２００）。
本明細書では特定の実施例を例示し説明したが、当業者には、示されている特定の実施例は、同じ目的を達成するように企図されている任意の構成で代替し得ること、及び、本実施例は他の環境においては別の用途を有することが、認識されよう。この出願は、本開示のいかなる改変例又は変形例をも対象とすることが意図されている。以下の特許請求の範囲は、本開示の例の範囲を本明細書に記載の特定の実施例に限定することを、全く意図するものではない。

Claims (20)

  1. 非破壊検査（NDI）超音波システム（２０２）及び／又はNDI超音波トランスデューサ（２０４）の計測適格性認定（２０１）を実行するための方法（１００）であって、
    前記NDI超音波システム（２０２）によって、較正試片（２１７）に対して、スキャン信号（１０４）を生成する超音波スキャン動作を実行すること（１０２）、
    前記スキャン信号（１０４）に、時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）、
    前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して、前記スキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）、
    周波数領域適格性認定マスク（１２４）を使用して、前記NDI超音波システム（２０２）及び／又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）の空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）、並びに
    前記スキャン信号（１０４）が、欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあること、及び、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、並びに、前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されたこと（１３８）に応じて、前記NDI超音波システム（２０２）及び／又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）を適格性認定すること（１４０）を含む、方法（１００）。
  2. 前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の任意の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、又は、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の任意の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあることに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
    新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあり、且つ、前記新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあるまで、前記超音波スキャン動作を実行して前記新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）に前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）と、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して前記新しいスキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）を較正すること（１１８）のうちの少なくとも一方と、を繰り返すことを更に含む、請求項１に記載の方法（１００）。
  3. 前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されないことに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
    前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認される（１３８）まで、前記超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）が前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の条件を満たすことを確認すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）と、を繰り返すことを更に含む、請求項１に記載の方法（１００）。
  4. 前記スキャン信号（１０４）がＡスキャン超音波信号である、請求項１に記載の方法（１００）。
  5. ワークピース（２４０）についての仕様（５０４）とプロセス仕様要件（５０６）とのうちの少なくとも１つを使用して、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を作成すること（５０２）を更に含み、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）は、ノイズレベル（２１９ｂ、６０２）、較正試片（２１７）の深さ、及び異なる種類の欠陥（１０６）についての信号感度を試験するように構成される、請求項１に記載の方法（１００）。
  6. 前記異なる種類の欠陥（１０６）は、ボイド、層間剥離、及び異物の巻き込みを含む、請求項５に記載の方法（１００）。
  7. 前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の検証を実行すること（５０８）を更に含む、請求項１に記載の方法（１００）。
  8. 前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の前記検証を実行すること（５０８）は、
    計測試片（５１１）に対して超音波スキャン動作を実行することによって、Ｃスキャン信号を生成すること（５１０）、
    前記Ｃスキャン信号からＡスキャン信号を選択すること（５１２）、及び
    前記Ａスキャン信号を囲むように前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を描画すること（５２０）を含む、請求項７に記載の方法（１００）。
  9. 前記NDI超音波システム（２０２）及び／又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）の前記空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）は、
    高速フーリエ変換（FFT）、ダイナミックレンジ（２１９）、並びにノイズレベル（２１９ｂ、６０２）試験及び評価によって、前記NDI超音波システム（２０２）のシステム応答を予測すること（１２６）、
    選択肢として複数の異なる材料の種類（２２８）を提示すること（１３０）、並びに
    前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を使用して、選択された前記材料の種類（２２８）について空隙率感度曲線（３０２）を生成すること（１３２）を含む、請求項１に記載の方法（１００）。
  10. 特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）を更に含む、請求項１に記載の方法（１００）。
  11. 前記特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）は、
    計測試片（５１１）に対して超音波スキャン動作を実行することによって、超音波信号を生成すること（７０４）、
    前記超音波信号を時間領域信号から周波数領域信号（２３２、４０２）に変換すること（７１０）、及び
    前記周波数領域信号（２３２、４０２）をカバーする帯域幅マスク（４０４）を適用すること（７１４）を含む、請求項１０に記載の方法（１００）。
  12. 前記周波数領域信号（２３２、４０２）が、完全に前記帯域幅マスク（４０４）の範囲内にあることを検証すること（７１６）、及び
    前記周波数領域信号（２３２、４０２）の一部分が前記帯域幅マスク（４０４）の外側にあることに応じて、前記周波数領域信号（２３２、４０２）が完全に前記帯域幅マスク（４０４）の範囲内にあるように、ノッチフィルタを適用すること（７１８）又は異なるトランスデューサを使用することを更に含み、前記周波数領域信号（２３２、４０２）が完全に前記帯域幅マスク（４０４）の範囲内にある前記帯域幅マスク（４０４）は、前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）に相当する、請求項１１に記載の方法（１００）。
  13. 前記帯域幅マスク（４０４）を適用すること（７１４）は、前記帯域幅マスク（４０４）が前記周波数領域信号（２３２、４０２）のピーク振幅の約五十パーセント（５０％）以下であることを含む、請求項１１に記載の方法（１００）。
  14. 前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）は、前記較正試片（２１７）の厚さ、前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）の周波数、及び周波数領域信号（２３２、４０２）の帯域幅（２３０）に基づく、請求項１に記載の方法（１００）。
  15. 非破壊検査（NDI）超音波システム（２０２）及び／又はNDI超音波トランスデューサ（２０４）の計測適格性認定（２０１）を実行するためのシステム（２００）であって、
    プロセッサ（２０６）、並びに
    前記プロセッサ（２０６）に結合されたメモリ（２０８）であって、前記プロセッサ（２０６）によって実行されると、前記プロセッサ（２０６）に一組の機能（２５２）を実行させるコンピュータ可読プログラム指示命令（２５０）を含む、メモリ（２０８）を備え、前記一組の機能（２５２）は、
    較正試片（２１７）に対して、スキャン信号（１０４）を生成する超音波スキャン動作を実行すること（１０２）、
    前記スキャン信号（１０４）に、時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）、
    前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して、前記スキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）、
    周波数領域適格性認定マスク（１２４）を使用して、前記NDI超音波システム（２０２）の空隙率感度（２１８）を確認すること（１２２）、並びに
    前記スキャン信号（１０４）が、欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあること、及び、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、並びに、前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されたことに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）を適格性認定すること（１４０）を含む、システム（２００）。
  16. 前記一組の機能（２５２）は、
    前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の任意の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあること、又は、前記スキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の任意の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあることに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
    新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）がない前記較正試片（２１７）の前記一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の下にあり、且つ、前記新しいスキャン信号（１０４）が、前記欠陥（１０６）を含む前記較正試片（２１７）の前記別の一部分について前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の上にあるまで、前記超音波スキャン動作を実行して前記新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）に前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を重ねること（１１０）と、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を使用して前記新しいスキャン信号（１０４）を評価すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）を較正すること（１１８）のうちの少なくとも一方と、を繰り返すことを更に含む、請求項１５に記載のシステム（２００）。
  17. 前記一組の機能（２５２）は、
    前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されないことに応じて、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）、並びに
    前記NDI超音波システム（２０２）の前記空隙率感度（２１８）が確認されるまで、前記超音波スキャン動作を実行して新しいスキャン信号（１０４）を生成すること（１０２）と、前記新しいスキャン信号（１０４）が前記時間領域適格性認定マスク（１１２）の条件を満たすことを確認すること（１１４）と、前記NDI超音波システム（２０２）又は前記NDI超音波システム（２０２）の前記NDI超音波トランスデューサ（２０４）のうちの少なくとも一方を較正すること（１１８）と、を繰り返すことを更に含む、請求項１５に記載のシステム（２００）。
  18. 前記一組の機能（２５２）は、ワークピース（２４０）についての仕様（５０４）とプロセス仕様要件（５０６）とのうちの少なくとも１つを使用して、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）を作成すること（５０２）を更に含み、前記時間領域適格性認定マスク（１１２）は、ノイズレベル（２１９ｂ、６０２）、較正試片（２１７）の深さ、及び異なる種類の欠陥（１０６）についての信号感度を試験するように構成される、請求項１５に記載のシステム（２００）。
  19. 前記異なる種類の欠陥（１０６）は、ボイド、層間剥離、及び異物の巻き込みを含む、請求項１８に記載のシステム（２００）。
  20. 前記一組の機能（２５２）は、特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）を更に含み、前記特定のワークピース（２４０）について前記周波数領域適格性認定マスク（１２４）を作成すること（７０２）は、
    計測試片（５１１）に対して超音波スキャン動作を実行することによって、超音波信号を生成すること（７０４）、
    前記超音波信号を時間領域信号から周波数領域信号（２３２、４０２）に変換すること（７１０）、及び
    前記周波数領域信号（２３２、４０２）をカバーする帯域幅マスク（４０４）を適用すること（７１４）を含む、請求項１５に記載のシステム（２００）。
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