JP3422661B2 - 渦電流検査信号の自動位相・感度調整装置および基準対象検査信号の自動位相・感度調整装置 - Google Patents
渦電流検査信号の自動位相・感度調整装置および基準対象検査信号の自動位相・感度調整装置Info
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- JP3422661B2 JP3422661B2 JP21763397A JP21763397A JP3422661B2 JP 3422661 B2 JP3422661 B2 JP 3422661B2 JP 21763397 A JP21763397 A JP 21763397A JP 21763397 A JP21763397 A JP 21763397A JP 3422661 B2 JP3422661 B2 JP 3422661B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の時系列信号
の２つを組み合わせてリサージュ表示し、リサージュ形
状に基づいて、分析や診断を行う場合の装置一般に関す
る。基準対象には、テストピース等がある。
の２つを組み合わせてリサージュ表示し、リサージュ形
状に基づいて、分析や診断を行う場合の装置一般に関す
る。基準対象には、テストピース等がある。
【０００２】なお、基準対象としては、電流値でも、電
圧値でも、それ以外のものでも良い。本発明装置は、例
えば、次のような装置に利用することが出来る。 （１）テストピース（以下、ＴＰともいう）を含む渦電
流信号に対して、テストピースの信号を用いて位相・感
度を調整する装置。 （２）溶接における電極の電圧と電流の信号値の組合わ
せによる分析装置。
圧値でも、それ以外のものでも良い。本発明装置は、例
えば、次のような装置に利用することが出来る。 （１）テストピース（以下、ＴＰともいう）を含む渦電
流信号に対して、テストピースの信号を用いて位相・感
度を調整する装置。 （２）溶接における電極の電圧と電流の信号値の組合わ
せによる分析装置。
【０００３】この場合、テストピース信号に相当するの
は、位相感度調整の基準設定用の装置や初期稼働時の信
号になる。 （３）機械系の診断などで、着目場所の電圧と電流の信
号値の組合わせによる分析装置。 （４）ベクトル心電図による診断装置。
は、位相感度調整の基準設定用の装置や初期稼働時の信
号になる。 （３）機械系の診断などで、着目場所の電圧と電流の信
号値の組合わせによる分析装置。 （４）ベクトル心電図による診断装置。
【０００４】この、ベクトル心電図による診断装置に
は、直交する３方向からの心臓の電気信号を同時記録し
て得られる３つの心電図を、２つずつ組合わせて得られ
る３つのリサージュ図形を用いる。この場合、テストピ
ース信号に相当するのは、健康な人の標準的なベクトル
心電図になる。
は、直交する３方向からの心臓の電気信号を同時記録し
て得られる３つの心電図を、２つずつ組合わせて得られ
る３つのリサージュ図形を用いる。この場合、テストピ
ース信号に相当するのは、健康な人の標準的なベクトル
心電図になる。
【０００５】
【従来の技術】１例として、テストピース（ＴＰ）信号
を用いた渦電流信号の位相・感度調整について説明す
る。その従来の技術を図９に示す。テストピース（Ｔ
Ｐ）には信号の要因となるものを並べて配置してある。
を用いた渦電流信号の位相・感度調整について説明す
る。その従来の技術を図９に示す。テストピース（Ｔ
Ｐ）には信号の要因となるものを並べて配置してある。
【０００６】従って、ＴＰを計測して得られるＴＰ信号
は各信号要因による信号（信号要素と呼ぶ）が並んだも
のになる。センサの初期状態は、感度や位相等が変動し
ている可能性があるため、要因のわかっている信号要素
の信号状態を利用して、信号が基準の状態に揃うような
変換をかける。これが、位相・感度調整である。
は各信号要因による信号（信号要素と呼ぶ）が並んだも
のになる。センサの初期状態は、感度や位相等が変動し
ている可能性があるため、要因のわかっている信号要素
の信号状態を利用して、信号が基準の状態に揃うような
変換をかける。これが、位相・感度調整である。
【０００７】従って、ＴＰ信号の中から、各信号要素を
認識し、位相調整用の信号要素による位相調整と、感度
調整用の信号要素による感度調整を行なう必要がある。
この枠組みは従来法も、本発明も同じである。
認識し、位相調整用の信号要素による位相調整と、感度
調整用の信号要素による感度調整を行なう必要がある。
この枠組みは従来法も、本発明も同じである。
【０００８】なお、本発明の説明では、信号の原因とな
る計測対象の物理的状態を信号要因、各信号要因による
信号を信号要素と呼ぶことにする。ＴＰ信号を用いて渦
電流信号の位相・感度を調整する場合、従来は図９に示
すような方法を用いていた。、 （手法Ａ）分析対象信号毎に、付随するＴＰ信号の信号
要素を人手により教示し、信号要素を用いて、分析対象
信号に対する位相・感度調整を人手により行なう方法、
（手法Ｂ）分析対象信号の特定の１つのＴＰ信号に対す
る位相・感度調整を人手により行ない、位相・感度調整
係数を記憶しておき、分析対象信号のそれぞれに、既に
計算された同一の位相・感度調整係数を用いた調整を行
なう方法。
る計測対象の物理的状態を信号要因、各信号要因による
信号を信号要素と呼ぶことにする。ＴＰ信号を用いて渦
電流信号の位相・感度を調整する場合、従来は図９に示
すような方法を用いていた。、 （手法Ａ）分析対象信号毎に、付随するＴＰ信号の信号
要素を人手により教示し、信号要素を用いて、分析対象
信号に対する位相・感度調整を人手により行なう方法、
（手法Ｂ）分析対象信号の特定の１つのＴＰ信号に対す
る位相・感度調整を人手により行ない、位相・感度調整
係数を記憶しておき、分析対象信号のそれぞれに、既に
計算された同一の位相・感度調整係数を用いた調整を行
なう方法。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）従来の（手法Ａ）は、各分析対象信号毎に、付随
するＴＰ信号に対する位相・感度調整を人手により行な
うため、例えば原子力発電プラントの蒸気発生器の細管
検査のように３０００本以上の細管を扱う場合には、時
間がかかりすぎるという問題点があった。 （２）従来の（手法Ｂ）は、分析対象信号の特定の１つ
のＴＰ信号に対する位相・感度調整を人手により行な
い、位相・感度調整係数を記憶しておき、分析対象信号
のそれぞれに、既に計算された同一の位相・感度調整係
数を用いた調整を行なうため、調整に用いたＴＰ信号を
含む信号の状態と、そこで記憶した係数を適用する他の
分析対象信号の位相、感度の状態とが同一であるという
前提が成り立つ場合にのみ有効であり、センサーの交換
時はもちろんのこと、センサーの劣化や電子回路の状態
の変化等に対して、正確な位相・感度が保証されないと
いう問題点があった。本発明は、これらの問題を解決す
ることができる装置を提供することを目的とする。
は、次のような問題がある。 （１）従来の（手法Ａ）は、各分析対象信号毎に、付随
するＴＰ信号に対する位相・感度調整を人手により行な
うため、例えば原子力発電プラントの蒸気発生器の細管
検査のように３０００本以上の細管を扱う場合には、時
間がかかりすぎるという問題点があった。 （２）従来の（手法Ｂ）は、分析対象信号の特定の１つ
のＴＰ信号に対する位相・感度調整を人手により行な
い、位相・感度調整係数を記憶しておき、分析対象信号
のそれぞれに、既に計算された同一の位相・感度調整係
数を用いた調整を行なうため、調整に用いたＴＰ信号を
含む信号の状態と、そこで記憶した係数を適用する他の
分析対象信号の位相、感度の状態とが同一であるという
前提が成り立つ場合にのみ有効であり、センサーの交換
時はもちろんのこと、センサーの劣化や電子回路の状態
の変化等に対して、正確な位相・感度が保証されないと
いう問題点があった。本発明は、これらの問題を解決す
ることができる装置を提供することを目的とする。
【００１０】
（第１の手段）本発明に係る渦電流検査信号自動位相・
感度調整装置は、（Ａ）感度調整の目標となるテストピ
ース（ＴＰ）部分の見本信号を登録する見本信号登録装
置１と、（Ｂ）前記見本信号登録装置１により登録され
た見本信号の特徴量を計算する見本信号特徴量計算装置
２と、（Ｃ）分析対象信号列から、テストピース（Ｔ
Ｐ）信号の存在候補範囲を推定するＴＰ信号存在候補範
囲推定装置３と、（Ｄ）前記ＴＰ信号存在候補範囲推定
装置３により推定された信号範囲の特徴量を計算する分
析対象信号特徴量計算装置４と、（Ｅ）前記見本信号特
徴量計算装置２により得られた見本信号特徴量と、分析
対象信号特徴量計算装置４により得られた分析対象信号
特徴量を用いて見本信号と分析対象信号を対応付けする
信号対応付け装置５と、（Ｆ）前記信号対応付け装置５
による対応付けの状態を評価して、ＴＰ信号存在候補範
囲推定装置３により推定された信号範囲内での信号対応
付け装置５による対応付けの結果が真にテストピース
（ＴＰ）信号であるかを確認するＴＰ信号確認装置６
と、（Ｇ）前記信号対応付け装置５による対応付けの状
態を用いて、見本信号の状態に合致するように信号の位
相・感度を自動調整する自動位相・感度調整装置７とを
具備することを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る基準対象検査信号の自動位
相・感度調整装置は、（Ａ）感度調整の目標となる基準
対象の見本信号を登録する見本信号登録装置１と、
（Ｂ）前記見本信号登録装置１により登録された見本信
号の特徴量を計算する見本信号特徴量計算装置２と、
（Ｃ）分析対象信号列から、基準対象信号の存在候補範
囲を推定する基準対象信号存在候補範囲推定装置１３
と、（Ｄ）前記基準対象信号存在候補範囲推定装置１３
により推定された信号範囲の特徴量を計算する分析対象
信号特徴量計算装置４と、（Ｅ）前記見本信号特徴量計
算装置２により得られた見本信号特徴量と、分析対象信
号特徴量計算装置４により得られた分析対象信号特徴量
を用いて見本信号と分析対象信号を対応付けする信号対
応付け装置５と、（Ｆ）前記信号対応付け装置５による
対応付けの状態を評価して、基準対象信号存在候補範囲
推定装置１３により推定された信号範囲内での信号対応
付け装置５による対応付けの結果が真に基準対象信号で
あるかを確認する基準対象信号確認装置１６と、（Ｇ）
前記信号対応付け装置５による対応付けの状態を用い
て、見本信号の状態に合致するように信号の位相・感度
を自動調整する自動位相・感度調整装置７とを具備する
ことを特徴とする。
感度調整装置は、（Ａ）感度調整の目標となるテストピ
ース（ＴＰ）部分の見本信号を登録する見本信号登録装
置１と、（Ｂ）前記見本信号登録装置１により登録され
た見本信号の特徴量を計算する見本信号特徴量計算装置
２と、（Ｃ）分析対象信号列から、テストピース（Ｔ
Ｐ）信号の存在候補範囲を推定するＴＰ信号存在候補範
囲推定装置３と、（Ｄ）前記ＴＰ信号存在候補範囲推定
装置３により推定された信号範囲の特徴量を計算する分
析対象信号特徴量計算装置４と、（Ｅ）前記見本信号特
徴量計算装置２により得られた見本信号特徴量と、分析
対象信号特徴量計算装置４により得られた分析対象信号
特徴量を用いて見本信号と分析対象信号を対応付けする
信号対応付け装置５と、（Ｆ）前記信号対応付け装置５
による対応付けの状態を評価して、ＴＰ信号存在候補範
囲推定装置３により推定された信号範囲内での信号対応
付け装置５による対応付けの結果が真にテストピース
（ＴＰ）信号であるかを確認するＴＰ信号確認装置６
と、（Ｇ）前記信号対応付け装置５による対応付けの状
態を用いて、見本信号の状態に合致するように信号の位
相・感度を自動調整する自動位相・感度調整装置７とを
具備することを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る基準対象検査信号の自動位
相・感度調整装置は、（Ａ）感度調整の目標となる基準
対象の見本信号を登録する見本信号登録装置１と、
（Ｂ）前記見本信号登録装置１により登録された見本信
号の特徴量を計算する見本信号特徴量計算装置２と、
（Ｃ）分析対象信号列から、基準対象信号の存在候補範
囲を推定する基準対象信号存在候補範囲推定装置１３
と、（Ｄ）前記基準対象信号存在候補範囲推定装置１３
により推定された信号範囲の特徴量を計算する分析対象
信号特徴量計算装置４と、（Ｅ）前記見本信号特徴量計
算装置２により得られた見本信号特徴量と、分析対象信
号特徴量計算装置４により得られた分析対象信号特徴量
を用いて見本信号と分析対象信号を対応付けする信号対
応付け装置５と、（Ｆ）前記信号対応付け装置５による
対応付けの状態を評価して、基準対象信号存在候補範囲
推定装置１３により推定された信号範囲内での信号対応
付け装置５による対応付けの結果が真に基準対象信号で
あるかを確認する基準対象信号確認装置１６と、（Ｇ）
前記信号対応付け装置５による対応付けの状態を用い
て、見本信号の状態に合致するように信号の位相・感度
を自動調整する自動位相・感度調整装置７とを具備する
ことを特徴とする。
【００１１】すなわち、本発明装置は、信号対応付け装
置５により、見本信号と分析対象信号のＴＰ信号を自動
的に対応付けすることにより、分析対象信号のＴＰ部分
の信号要素を人手により教示することと同等の処理を自
動的に行なうことを可能にしたものである。
置５により、見本信号と分析対象信号のＴＰ信号を自動
的に対応付けすることにより、分析対象信号のＴＰ部分
の信号要素を人手により教示することと同等の処理を自
動的に行なうことを可能にしたものである。
【００１２】また、位相・感度調整全体を同様に自動的
に行なうことを可能にするために、もしＴＰ信号が含ま
れていない場合に、それを自動判断するＴＰ信号確認装
置６により、対応付けの妥当性を自動的に確認できるよ
うにしたものである。
に行なうことを可能にするために、もしＴＰ信号が含ま
れていない場合に、それを自動判断するＴＰ信号確認装
置６により、対応付けの妥当性を自動的に確認できるよ
うにしたものである。
【００１３】したがって、次のように作用する。見本信
号登録装置１により、位相・感度調整の済んだＴＰ信号
を登録しておく。登録操作は、事前に人手により行なう
必要がある。
号登録装置１により、位相・感度調整の済んだＴＰ信号
を登録しておく。登録操作は、事前に人手により行なう
必要がある。
【００１４】見本信号は、分析対象に付随するＴＰが同
一である限り有効である。見本信号を登録する方式は、
信号そのものとロジックとを切り分ける効果がある。
一である限り有効である。見本信号を登録する方式は、
信号そのものとロジックとを切り分ける効果がある。
【００１５】つまり、本発明装置は具体的な信号の形状
に依存せず、新センサーに切り替わる場合も、見本信号
を新センサーで作成しておけば構成装置を変更する必要
がないというメリットがある。
に依存せず、新センサーに切り替わる場合も、見本信号
を新センサーで作成しておけば構成装置を変更する必要
がないというメリットがある。
【００１６】見本信号に対して、見本信号特徴量計算装
置２により、信号の特徴量を計算する。特徴量は、一般
に、信号の時間軸に添って複数箇所で求められ、一つの
箇所で、複数種類の特徴量が定義される。
置２により、信号の特徴量を計算する。特徴量は、一般
に、信号の時間軸に添って複数箇所で求められ、一つの
箇所で、複数種類の特徴量が定義される。
【００１７】一方、ＴＰ信号候補範囲推定装置３によ
り、分析対象信号のＴＰ信号が存在すると思われる部分
区間を推定する。分析対象信号は、ＴＰ信号プラス分析
対象部位の信号から構成され、一般にＴＰ信号に比ベ非
常に長い。
り、分析対象信号のＴＰ信号が存在すると思われる部分
区間を推定する。分析対象信号は、ＴＰ信号プラス分析
対象部位の信号から構成され、一般にＴＰ信号に比ベ非
常に長い。
【００１８】そのため、一度の対応付けの扱いを簡単に
するため、部分区間に切り出して後段の処理に渡す。ま
た、ＴＰ信号の存在の可能性の高い箇所から順番に切り
出し、ＴＰ信号の存在が確認された時点で切り出しを終
了することにより、一度に信号全体に対して後段の特徴
量計算を行なう方式に比べ、計算時間を短縮することが
出来る。
するため、部分区間に切り出して後段の処理に渡す。ま
た、ＴＰ信号の存在の可能性の高い箇所から順番に切り
出し、ＴＰ信号の存在が確認された時点で切り出しを終
了することにより、一度に信号全体に対して後段の特徴
量計算を行なう方式に比べ、計算時間を短縮することが
出来る。
【００１９】分析対象信号特徴量計算装置４により、Ｔ
Ｐ信号候補範囲推定装置３により求められた部分区間の
信号特徴量を計算する。特徴量の種類は、見本信号特徴
量計算装置２により求めるものと同じであるが、信号の
時間軸に添った複数特徴量計算箇所の計算方法は同じで
ある必要はなく、一般には、ＴＰ信号要素の判っている
見本信号についてはＴＰ信号の要素信号のみの範囲毎に
特徴量計算するのに対して、要素をこれから対応付けに
より求める分析対象信号については、推定された部分区
間全体に対して特徴量計算を行なう。
Ｐ信号候補範囲推定装置３により求められた部分区間の
信号特徴量を計算する。特徴量の種類は、見本信号特徴
量計算装置２により求めるものと同じであるが、信号の
時間軸に添った複数特徴量計算箇所の計算方法は同じで
ある必要はなく、一般には、ＴＰ信号要素の判っている
見本信号についてはＴＰ信号の要素信号のみの範囲毎に
特徴量計算するのに対して、要素をこれから対応付けに
より求める分析対象信号については、推定された部分区
間全体に対して特徴量計算を行なう。
【００２０】このため、装置を見本信号特徴量計算装置
２と分析対象信号特徴量計算装置４とを独立に設計して
ある。信号対応付け装置５により、見本信号特徴量計算
装置２で求めた特徴量と分析対象信号特徴量計算装置４
で求めた特徴量の対応付けを行ない、分析対象信号のＴ
Ｐ信号要素を、対応付けされた見本信号のＴＰ要素情報
から定める。
２と分析対象信号特徴量計算装置４とを独立に設計して
ある。信号対応付け装置５により、見本信号特徴量計算
装置２で求めた特徴量と分析対象信号特徴量計算装置４
で求めた特徴量の対応付けを行ない、分析対象信号のＴ
Ｐ信号要素を、対応付けされた見本信号のＴＰ要素情報
から定める。
【００２１】ＴＰ信号確認装置６により、信号対応付け
装置５による対応付けの結果の妥当性を確認する。妥当
と判断すれば、後段の処理に移るが、妥当でないと判断
すると、ＴＰ信号存在候補範囲推定装置３により、次に
ＴＰ信号の存在しそうな箇所を取り出す処理に戻る。
装置５による対応付けの結果の妥当性を確認する。妥当
と判断すれば、後段の処理に移るが、妥当でないと判断
すると、ＴＰ信号存在候補範囲推定装置３により、次に
ＴＰ信号の存在しそうな箇所を取り出す処理に戻る。
【００２２】もし、分析対象信号の中に、次にＴＰ信号
の存在しそうな箇所が残っていない場合には、分析対象
信号にはＴＰ信号が含まれておらず、従って位相・感度
調整不可として処理を終了するか、次の分析対象信号へ
の処理に移る。
の存在しそうな箇所が残っていない場合には、分析対象
信号にはＴＰ信号が含まれておらず、従って位相・感度
調整不可として処理を終了するか、次の分析対象信号へ
の処理に移る。
【００２３】自動位相・感度調整装置７により、分析対
象信号のＴＰ信号要素の位相・感度を見本信号の対応す
るＴＰ信号要素の位相・感度と一致するように変換する
ための係数を求め、分析信号全体をこの係数により調整
する。
象信号のＴＰ信号要素の位相・感度を見本信号の対応す
るＴＰ信号要素の位相・感度と一致するように変換する
ための係数を求め、分析信号全体をこの係数により調整
する。
【００２４】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図８に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る装置全体の構成図、図２は、本発明装置における渦電
流検査信号の構成の説明図、図３は、本発明装置におけ
る見本信号及び登録情報の説明図、図４は、本発明装置
における特徴量計算の説明図、図５は、本発明装置のＴ
Ｐ信号存在候補範囲の単純な求め方の問題点の説明図、
図６は、本発明装置におけるＴＰ信号存在候補範囲の求
め方の説明図、図７は、本発明装置の信号対応付け装置
におけるＤＰマッチング対応付けの説明図、図８は、本
発明装置の信号対応付け装置におけるパスの設定範囲の
説明図である。
〜図８に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る装置全体の構成図、図２は、本発明装置における渦電
流検査信号の構成の説明図、図３は、本発明装置におけ
る見本信号及び登録情報の説明図、図４は、本発明装置
における特徴量計算の説明図、図５は、本発明装置のＴ
Ｐ信号存在候補範囲の単純な求め方の問題点の説明図、
図６は、本発明装置におけるＴＰ信号存在候補範囲の求
め方の説明図、図７は、本発明装置の信号対応付け装置
におけるＤＰマッチング対応付けの説明図、図８は、本
発明装置の信号対応付け装置におけるパスの設定範囲の
説明図である。
【００２５】原子力発電プラントの蒸気発生器の細管に
対する渦電流検査信号の位相・感度自動調整という具体
的問題を例に説明する。まず、蒸気発生器の細管に対す
る渦電流検査信号の位相・感度自動調整の一般的な例を
説明する。
対する渦電流検査信号の位相・感度自動調整という具体
的問題を例に説明する。まず、蒸気発生器の細管に対す
る渦電流検査信号の位相・感度自動調整の一般的な例を
説明する。
【００２６】ＴＰには、信号要因として、感度を調整す
るための深さ、大きさ、向きが既知の人工きずと、位相
を調整するための変形量既知の局所変形が含まれる。そ
の他の信号要因として、付着物や管支持板等、管の外部
に存在する信号要因が含まれる場合が多い。
るための深さ、大きさ、向きが既知の人工きずと、位相
を調整するための変形量既知の局所変形が含まれる。そ
の他の信号要因として、付着物や管支持板等、管の外部
に存在する信号要因が含まれる場合が多い。
【００２７】渦電流信号は複素インピーダンスの変化を
表しているため、実数部の信号と虚数部の信号とで、リ
サージュ波形や位相が定義できる。調整は、局所変形の
信号要素のピーク・ピークが一定角度になるような位相
調整と、きず信号要素のピーク・ピーク間の振幅が一定
振幅になるような感度調整から成り立つ。
表しているため、実数部の信号と虚数部の信号とで、リ
サージュ波形や位相が定義できる。調整は、局所変形の
信号要素のピーク・ピークが一定角度になるような位相
調整と、きず信号要素のピーク・ピーク間の振幅が一定
振幅になるような感度調整から成り立つ。
【００２８】ＴＰは、細管の挿入口につけられることが
多い。その場合、分析対象信号は、ＴＰ信号がはじめに
あり、次いで細管部の信号が来る。（図２） 見本信号登録装置１により、自動感度調整の準備とし
て、位相・感度調整の済んだ、もしくは位相・感度調整
係数が既知であるＴＰ信号を登録する。
多い。その場合、分析対象信号は、ＴＰ信号がはじめに
あり、次いで細管部の信号が来る。（図２） 見本信号登録装置１により、自動感度調整の準備とし
て、位相・感度調整の済んだ、もしくは位相・感度調整
係数が既知であるＴＰ信号を登録する。
【００２９】ＴＰ信号の各信号要素の範囲と、信号要素
名、調整に使う要素かどうか、位相・感度どちらの調整
に使うか、という情報も併せて登録する（図３）。見本
信号特徴量計算装置２により、見本信号登録装置１で登
録された見本信号に対して、特徴量を計算する（図
４）。
名、調整に使う要素かどうか、位相・感度どちらの調整
に使うか、という情報も併せて登録する（図３）。見本
信号特徴量計算装置２により、見本信号登録装置１で登
録された見本信号に対して、特徴量を計算する（図
４）。
【００３０】本実施例に従うと、見本信号特徴量計算装
置２は各信号要素範囲内のみでの信号の各ピーク・ピー
ク区間に対して、以下の特徴を求める。ピーク・ピーク
の範囲は、実数部の信号と虚数部の信号とで独立に求
め、時間軸でソート（並べ変え）をする。
置２は各信号要素範囲内のみでの信号の各ピーク・ピー
ク区間に対して、以下の特徴を求める。ピーク・ピーク
の範囲は、実数部の信号と虚数部の信号とで独立に求
め、時間軸でソート（並べ変え）をする。
【００３１】ピーク・ピークの振幅（リサージュ波形で
の） ピーク・ピークの位相角（リサージュ波形での） ピーク・ピークの時間幅 リサージュの外接長方形の大きさ 実数信号振幅 虚数信号振幅 実数信号振幅と虚数信号振幅のどちらが大きいか 実数信号振幅と虚数信号振幅の大きい方の信号がピーク
・ピーク間で増加しているか減少しているか 一方、分析対象信号に対しては、ＴＰ信号存在候補範囲
推定装置３により、信号列全体の中からＴＰ信号存在候
補範囲を推定する。
の） ピーク・ピークの位相角（リサージュ波形での） ピーク・ピークの時間幅 リサージュの外接長方形の大きさ 実数信号振幅 虚数信号振幅 実数信号振幅と虚数信号振幅のどちらが大きいか 実数信号振幅と虚数信号振幅の大きい方の信号がピーク
・ピーク間で増加しているか減少しているか 一方、分析対象信号に対しては、ＴＰ信号存在候補範囲
推定装置３により、信号列全体の中からＴＰ信号存在候
補範囲を推定する。
【００３２】後段の信号対応付け装置５により、ＴＰ信
号全体を対応付けするためには、ＴＰ信号存在候補範囲
推定装置３が推定するＴＰ信号範囲候補のうちの最低一
つは、ＴＰ信号全体を含まなくてはならない。
号全体を対応付けするためには、ＴＰ信号存在候補範囲
推定装置３が推定するＴＰ信号範囲候補のうちの最低一
つは、ＴＰ信号全体を含まなくてはならない。
【００３３】ＴＰ信号存在候補範囲推定装置３を実現す
る最も簡単な方法は、分析対象信号列を見本ＴＰ信号の
長さ分に等分した部分区間をつくり、その部分区間を時
間的に早いものから順番にＴＰ信号範囲候補として出力
する方法であるが、この方法は次の２点において不適切
である（図５）。 （ａ）分析対象信号の時間長さは、センサーの移動速度
に影響を受け、細管毎に多少変動する。見本信号に比
べ、例えば２倍に時間が間延びした信号では、見本信号
のＴＰ信号区間と同じ時間幅には、分析対象信号の半分
の信号しか含まれない。 （ｂ）分析対象信号のＴＰ信号が、等間隔に分割した分
割点にまたがる場合には、始めのＴＰ存在候補範囲には
ＴＰ信号の前半しか含まれず、後のＴＰ存在候補範囲に
はＴＰ信号の後半しか含まれない。 （本発明で工夫してある点）こうした問題点を解決する
ため、本発明で工夫してある点について説明する。
る最も簡単な方法は、分析対象信号列を見本ＴＰ信号の
長さ分に等分した部分区間をつくり、その部分区間を時
間的に早いものから順番にＴＰ信号範囲候補として出力
する方法であるが、この方法は次の２点において不適切
である（図５）。 （ａ）分析対象信号の時間長さは、センサーの移動速度
に影響を受け、細管毎に多少変動する。見本信号に比
べ、例えば２倍に時間が間延びした信号では、見本信号
のＴＰ信号区間と同じ時間幅には、分析対象信号の半分
の信号しか含まれない。 （ｂ）分析対象信号のＴＰ信号が、等間隔に分割した分
割点にまたがる場合には、始めのＴＰ存在候補範囲には
ＴＰ信号の前半しか含まれず、後のＴＰ存在候補範囲に
はＴＰ信号の後半しか含まれない。 （本発明で工夫してある点）こうした問題点を解決する
ため、本発明で工夫してある点について説明する。
【００３４】ここでは、分析対象信号の時間的変動は最
大２倍と仮定して説明するが、この仮定は必須ではな
く、より一般的な最大Ｎ倍にも容易に拡張可能である。
ＴＰ信号は、本実施例の例題では信号の始めの方に存在
する可能性が高い。
大２倍と仮定して説明するが、この仮定は必須ではな
く、より一般的な最大Ｎ倍にも容易に拡張可能である。
ＴＰ信号は、本実施例の例題では信号の始めの方に存在
する可能性が高い。
【００３５】従って、分析対象信号の始めの方から候補
範囲を選んでいく方式をとる。 （１）まず、信号の始めの３×Ｌの範囲を出力する。Ｌ
は、見本ＴＰ信号の時間幅である。
範囲を選んでいく方式をとる。 （１）まず、信号の始めの３×Ｌの範囲を出力する。Ｌ
は、見本ＴＰ信号の時間幅である。
【００３６】後段のＴＰ信号確認装置６が、この範囲に
ＴＰがないと判断した場合には、次の候補として、前回
の範囲を時間的な後方にＬ分ずらした範囲を出力する。
説明の便宜上のため、始めに出力するＴＰ存在候補範囲
を範囲Ａ、次にＬ分ずらして出力するＴＰ存在候補範囲
を範囲Ｂ、さらに範囲ＢをＬ分ずらしたＴＰ存在候補範
囲を範囲Ｃとする。
ＴＰがないと判断した場合には、次の候補として、前回
の範囲を時間的な後方にＬ分ずらした範囲を出力する。
説明の便宜上のため、始めに出力するＴＰ存在候補範囲
を範囲Ａ、次にＬ分ずらして出力するＴＰ存在候補範囲
を範囲Ｂ、さらに範囲ＢをＬ分ずらしたＴＰ存在候補範
囲を範囲Ｃとする。
【００３７】ＴＰ信号が存在するが、範囲Ａに完全には
含まれないケースを（ケース１）ＴＰ信号が半分以上範
囲Ａに含まれる場合、（ケース２）ＴＰ信号が範囲Ａに
含まれる割合が半分以下の場合、に分類して考える。
含まれないケースを（ケース１）ＴＰ信号が半分以上範
囲Ａに含まれる場合、（ケース２）ＴＰ信号が範囲Ａに
含まれる割合が半分以下の場合、に分類して考える。
【００３８】ＴＰ信号時間幅が最大２×Ｌになることを
考えると、（ケース１）の場合、範囲Ａに含まれるＴＰ
信号長さは最大でも３×Ｌ分の幅の後半の３分の２（２
×Ｌ）であり、範囲Ａに含まれない信号幅は最大でもＬ
であるから、Ｌ分ずらした次の範囲ＢにはＴＰ信号全体
が含まれる。（ケース２）の場合には、範囲Ａに含まれ
るＴＰ信号長さは最大３×Ｌ分の幅の後半の３分の１
（Ｌ）であり、範囲Ａに含まれない信号幅は最大でも２
×Ｌであるから、２×Ｌ分ずらした次の次の範囲Ｃには
ＴＰ信号全体が含まれる。
考えると、（ケース１）の場合、範囲Ａに含まれるＴＰ
信号長さは最大でも３×Ｌ分の幅の後半の３分の２（２
×Ｌ）であり、範囲Ａに含まれない信号幅は最大でもＬ
であるから、Ｌ分ずらした次の範囲ＢにはＴＰ信号全体
が含まれる。（ケース２）の場合には、範囲Ａに含まれ
るＴＰ信号長さは最大３×Ｌ分の幅の後半の３分の１
（Ｌ）であり、範囲Ａに含まれない信号幅は最大でも２
×Ｌであるから、２×Ｌ分ずらした次の次の範囲Ｃには
ＴＰ信号全体が含まれる。
【００３９】従って、必ずＴＰ信号全体を含む候補範囲
を出力することが出来る（図６）。分析対象信号の時間
的変動が最大Ｎ倍の場合には、Ｎ×Ｌの時間幅の範囲を
出力し、次は上と同様に、Ｌずつ後方にずらした範囲を
出力すればよい。
を出力することが出来る（図６）。分析対象信号の時間
的変動が最大Ｎ倍の場合には、Ｎ×Ｌの時間幅の範囲を
出力し、次は上と同様に、Ｌずつ後方にずらした範囲を
出力すればよい。
【００４０】分析対象信号特徴量計算装置４は、ＴＰ信
号存在候補範囲推定装置３が出力した信号範囲全体に対
して、見本信号特徴量計算装置２と同様の特徴量を計算
する。
号存在候補範囲推定装置３が出力した信号範囲全体に対
して、見本信号特徴量計算装置２と同様の特徴量を計算
する。
【００４１】信号対応付け装置５は、見本信号特徴量計
算装置２で求めた見本信号特徴量と、分析対象信号特徴
量計算装置４で求めた分析対象信号特徴量との対応付け
を行なう。
算装置２で求めた見本信号特徴量と、分析対象信号特徴
量計算装置４で求めた分析対象信号特徴量との対応付け
を行なう。
【００４２】対応付けの方法は、公知の手法であるＤＰ
マッチング法を用いる。ＤＰマッチングは、時間速度が
変動する２信号のマッチングに効果があることが知られ
ている。
マッチング法を用いる。ＤＰマッチングは、時間速度が
変動する２信号のマッチングに効果があることが知られ
ている。
【００４３】ここでは、本発明でＤＰマッチングを用い
る際に、ＤＰマッチングの要素機能をどのように用いた
かについて説明する。ＤＰマッチングの要素機能は、
（ａ）対応付けの対象、（ｂ）対応を表すパスの設定範
囲、（ｃ）パスの枝の評価関数、（ｄ）パスのノ一ド
（格子点）の評価関数、（ｅ）全体の評価関数、であ
る。 （ａ）対応付けの対象については、見本信号の１つのピ
ーク・ピークと、分析対象信号の１つのピーク・ピーク
との対応付けが、ノ一ド（格子点）で表されるように設
計する（図７）。 （ｂ）対応を表すパスの設定範囲は、（ｉ）最終的な対
応付けを意味するパスの存在範囲を表す大局的探索範囲
と、（ｉｉ）着目するピーク・ピーク同士の対応が成り
立つと仮定した場合に、その１つ前の対応の可能性の範
囲を表す局所探索範囲がある。 （ｉ）大局的探索範囲は、見本信号のピーク・ピークの
時間から２×Ｌの範囲内のピーク・ピークで、実数信号
のピーク・ピーク同士、虚数信号のピーク・ピーク同士
とする。 （ｉｉ）局所探索範囲は、見本信号に関しては、着目格
子点のピーク・ピークにおける見本信号のＴＰ要素信号
を求め、そのひとつ前のＴＰ要素信号のピーク・ピーク
までとする。
る際に、ＤＰマッチングの要素機能をどのように用いた
かについて説明する。ＤＰマッチングの要素機能は、
（ａ）対応付けの対象、（ｂ）対応を表すパスの設定範
囲、（ｃ）パスの枝の評価関数、（ｄ）パスのノ一ド
（格子点）の評価関数、（ｅ）全体の評価関数、であ
る。 （ａ）対応付けの対象については、見本信号の１つのピ
ーク・ピークと、分析対象信号の１つのピーク・ピーク
との対応付けが、ノ一ド（格子点）で表されるように設
計する（図７）。 （ｂ）対応を表すパスの設定範囲は、（ｉ）最終的な対
応付けを意味するパスの存在範囲を表す大局的探索範囲
と、（ｉｉ）着目するピーク・ピーク同士の対応が成り
立つと仮定した場合に、その１つ前の対応の可能性の範
囲を表す局所探索範囲がある。 （ｉ）大局的探索範囲は、見本信号のピーク・ピークの
時間から２×Ｌの範囲内のピーク・ピークで、実数信号
のピーク・ピーク同士、虚数信号のピーク・ピーク同士
とする。 （ｉｉ）局所探索範囲は、見本信号に関しては、着目格
子点のピーク・ピークにおける見本信号のＴＰ要素信号
を求め、そのひとつ前のＴＰ要素信号のピーク・ピーク
までとする。
【００４４】分析対象信号に関しては、見本信号のピー
ク・ピーク同士の間の時間幅の２倍の時間幅の範囲内と
する。実数信号のピーク・ピーク同士、虚数信号のピー
ク・ピーク同に限定する点は、（ｉ）大局的探索範囲の
決め方と同じである。（図８） （ｃ）パスの枝の評価関数は、枝が表すピーク・ピーク
同士の間の見本信号についての時間幅と、分析対象信号
についての時間幅の差をとり、差が小さいほど高い評価
値となるようにする。例えば、時間幅の差の逆数をと
る。 （ｄ）パスのノ一ド（格子点）の評価関数は、ノ一ドの
表すピーク・ピークの、見本信号特徴量と分析対象信号
特徴量のそれぞれの差の和をとり、差が小さいほど高い
評価値となるようにする。例えば、時間幅の差の逆数を
とる。 （ｅ）全体の評価関数は、パスのノ一ドの評価関数と、
パスの枝の評価関数の重み付き和で定義する。これは通
常のＤＰマッチングの方法である。
ク・ピーク同士の間の時間幅の２倍の時間幅の範囲内と
する。実数信号のピーク・ピーク同士、虚数信号のピー
ク・ピーク同に限定する点は、（ｉ）大局的探索範囲の
決め方と同じである。（図８） （ｃ）パスの枝の評価関数は、枝が表すピーク・ピーク
同士の間の見本信号についての時間幅と、分析対象信号
についての時間幅の差をとり、差が小さいほど高い評価
値となるようにする。例えば、時間幅の差の逆数をと
る。 （ｄ）パスのノ一ド（格子点）の評価関数は、ノ一ドの
表すピーク・ピークの、見本信号特徴量と分析対象信号
特徴量のそれぞれの差の和をとり、差が小さいほど高い
評価値となるようにする。例えば、時間幅の差の逆数を
とる。 （ｅ）全体の評価関数は、パスのノ一ドの評価関数と、
パスの枝の評価関数の重み付き和で定義する。これは通
常のＤＰマッチングの方法である。
【００４５】ＴＰ信号確認装置６は、信号対応付け装置
５により対応付けされたＴＰ信号の各要素信号につい
て、見本信号と分析対象信号の整合性を確認し、差が基
準値以下であることを確認する。 （１）差が基準値以上であれば、分析対象信号のＴＰ信
号存在候補範囲内似にＴＰ信号がないか、ＴＰ信号はあ
り、対応は正しいが、分析対象信号のＴＰ信号の変形が
大きすぎる場合である。 （２）差が基準値以下であれば、自動位相・感度調整装
置７により、信号の位相・感度を調整する。 （３）差が基準値以上であれば、失敗したという情報を
ＴＰ信号存在候補範囲推定装置３に渡す。
５により対応付けされたＴＰ信号の各要素信号につい
て、見本信号と分析対象信号の整合性を確認し、差が基
準値以下であることを確認する。 （１）差が基準値以上であれば、分析対象信号のＴＰ信
号存在候補範囲内似にＴＰ信号がないか、ＴＰ信号はあ
り、対応は正しいが、分析対象信号のＴＰ信号の変形が
大きすぎる場合である。 （２）差が基準値以下であれば、自動位相・感度調整装
置７により、信号の位相・感度を調整する。 （３）差が基準値以上であれば、失敗したという情報を
ＴＰ信号存在候補範囲推定装置３に渡す。
【００４６】自動位相・感度調整装置７は、信号の位相
角と感度を調整する。具体的には、分析対象信号の局所
変形のピーク・ピークの範囲内でのリサージュ波形の位
相角が、見本信号の局所変形のピーク・ピークの範囲内
でのリサージュ波形の位相角と一致するように分析対象
信号を回転する。
角と感度を調整する。具体的には、分析対象信号の局所
変形のピーク・ピークの範囲内でのリサージュ波形の位
相角が、見本信号の局所変形のピーク・ピークの範囲内
でのリサージュ波形の位相角と一致するように分析対象
信号を回転する。
【００４７】その後で、分析対象信号のきず信号のピー
ク・ピークの範囲内での信号振幅が、見本信号のきず信
号のピーク・ピークの範囲内での信号振幅と一致するよ
うに分析対象信号を拡大、縮小する。
ク・ピークの範囲内での信号振幅が、見本信号のきず信
号のピーク・ピークの範囲内での信号振幅と一致するよ
うに分析対象信号を拡大、縮小する。
【００４８】数学的には、時間軸をｔとし、実数部信号
をＸ（ｔ）、虚数部信号をＹ（ｔ）、回転（位相調整）
の係数をθ、拡大縮小（感度調整）の係数をｒとする
と、調整後の実数部信号Ｘnew （ｔ）、虚数部信号Ｙ
new （ｔ）は以下の式（１）で変換される。
をＸ（ｔ）、虚数部信号をＹ（ｔ）、回転（位相調整）
の係数をθ、拡大縮小（感度調整）の係数をｒとする
と、調整後の実数部信号Ｘnew （ｔ）、虚数部信号Ｙ
new （ｔ）は以下の式（１）で変換される。
【００４９】
【数１】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態では、
第１の実施の形態の図１〜図８において、ＴＰ信号存在
候補範囲３を、基準対象信号存在候補範囲推定装置１３
と、ＴＰ信号確認装置６を、基準対象信号確認装置１６
と、読み替える。
第１の実施の形態の図１〜図８において、ＴＰ信号存在
候補範囲３を、基準対象信号存在候補範囲推定装置１３
と、ＴＰ信号確認装置６を、基準対象信号確認装置１６
と、読み替える。
【００５０】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明によれば、テストピース（ＴＰ）を含む渦
電流を、自動処理により高速に、分析対象信号毎に、最
適な位相・感度に調整することができる。 （２）そして、具体的な信号の形状に依存せず、新セン
サーに切り替わる場合も、見本信号を新センサーで作成
しておけば構成装置を変更する必要がないというメリッ
トがある。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明によれば、テストピース（ＴＰ）を含む渦
電流を、自動処理により高速に、分析対象信号毎に、最
適な位相・感度に調整することができる。 （２）そして、具体的な信号の形状に依存せず、新セン
サーに切り替わる場合も、見本信号を新センサーで作成
しておけば構成装置を変更する必要がないというメリッ
トがある。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置全体の構
成図。
成図。
【図２】本発明装置における渦電流検査信号の構成の説
明図。
明図。
【図３】本発明装置における見本信号及び登録情報の説
明図。
明図。
【図４】本発明装置における特徴量計算の説明図。
【図５】本発明装置のＴＰ信号存在候補範囲の単純な求
め方の問題点の説明図。
め方の問題点の説明図。
【図６】本発明装置におけるＴＰ信号存在候補範囲の求
め方の説明図。
め方の説明図。
【図７】本発明装置の信号対応付け装置におけるＤＰマ
ッチング対応付けの説明図。
ッチング対応付けの説明図。
【図８】本発明装置の信号対応付け装置におけるパスの
設定範囲の説明図。
設定範囲の説明図。
【図９】従来技術における位相・感度調整の説明図。
１ …見本信号登録装置
２ …見本信号特徴量計算装置
３ …ＴＰ信号存在候補範囲推定装置
４ …分析対象信号特徴量計算装置
５ …信号対応付け装置
６ …ＴＰ信号確認装置
７ …自動位相・感度調整装置
１３…基準対象信号存在候補範囲推定装置
１６…基準対象信号確認装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/72 - 27/90
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）感度調整の目標となるテストピース
（ＴＰ）部分の見本信号を登録する見本信号登録装置
（１）と、（Ｂ）前記見本信号登録装置（１）により登
録された見本信号の特徴量を計算する見本信号特徴量計
算装置（２）と、（Ｃ）分析対象信号列から、テストピ
ース（ＴＰ）信号の存在候補範囲を推定するＴＰ信号存
在候補範囲推定装置（３）と、（Ｄ）前記ＴＰ信号存在
候補範囲推定装置（３）により推定された信号範囲の特
徴量を計算する分析対象信号特徴量計算装置（４）と、
（Ｅ）前記見本信号特徴量計算装置（２）により得られ
た見本信号特徴量と、分析対象信号特徴量計算装置
（４）により得られた分析対象信号特徴量を用いて見本
信号と分析対象信号を対応付けする信号対応付け装置
（５）と、（Ｆ）前記信号対応付け装置（５）による対
応付けの状態を評価して、ＴＰ信号存在候補範囲推定装
置（３）により推定された信号範囲内での信号対応付け
装置（５）による対応付けの結果が真にテストピース
（ＴＰ）信号であるかを確認するＴＰ信号確認装置
（６）と、（Ｇ）前記信号対応付け装置（５）による対
応付けの状態を用いて、見本信号の状態に合致するよう
に信号の位相・感度を自動調整する自動位相・感度調整
装置（７）とを具備することを特徴とする渦電流検査信
号自動位相・感度調整装置。 - 【請求項２】（Ａ）感度調整の目標となる基準対象の見
本信号を登録する見本信号登録装置（１）と、（Ｂ）前
記見本信号登録装置（１）により登録された見本信号の
特徴量を計算する見本信号特徴量計算装置（２）と、
（Ｃ）分析対象信号列から、基準対象信号の存在候補範
囲を推定する基準対象信号存在候補範囲推定装置（１
３）と、（Ｄ）前記基準対象信号存在候補範囲推定装置
（１３）により推定された信号範囲の特徴量を計算する
分析対象信号特徴量計算装置（４）と、（Ｅ）前記見本
信号特徴量計算装置（２）により得られた見本信号特徴
量と、分析対象信号特徴量計算装置（４）により得られ
た分析対象信号特徴量を用いて見本信号と分析対象信号
を対応付けする信号対応付け装置（５）と、（Ｆ）前記
信号対応付け装置（５）による対応付けの状態を評価し
て、基準対象信号存在候補範囲推定装置（１３）により
推定された信号範囲内での信号対応付け装置（５）によ
る対応付けの結果が真に基準対象信号であるかを確認す
る基準対象信号確認装置（１６）と、（Ｇ）前記信号対
応付け装置（５）による対応付けの状態を用いて、見本
信号の状態に合致するように信号の位相・感度を自動調
整する自動位相・感度調整装置（７）とを具備すること
を特徴とする基準対象検査信号の自動位相・感度調整装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21763397A JP3422661B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 渦電流検査信号の自動位相・感度調整装置および基準対象検査信号の自動位相・感度調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21763397A JP3422661B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 渦電流検査信号の自動位相・感度調整装置および基準対象検査信号の自動位相・感度調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164295A JPH1164295A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3422661B2 true JP3422661B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=16707334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21763397A Expired - Fee Related JP3422661B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 渦電流検査信号の自動位相・感度調整装置および基準対象検査信号の自動位相・感度調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422661B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210402A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Japan Atomic Energy Agency | 渦電流探傷方法及び装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7055712B2 (ja) * | 2018-07-06 | 2022-04-18 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷の信号処理装置、方法及びプログラム |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP21763397A patent/JP3422661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210402A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Japan Atomic Energy Agency | 渦電流探傷方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1164295A (ja) | 1999-03-05 |
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