JP3785065B2 - 渦電流信号の自動校正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準となる渦電流信号に基づいて実際の渦電流信号の位相・感度を自動的に校正する渦電流信号の自動校正装置及び自動校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伝熱管等の磁性体である金属の管路の非破壊検査には、渦電流探傷法が汎用されている。渦電流信号を分析して非破壊検査を行うためには、センサの信号の位相・振幅を一定に揃える校正処理が必要である。このため、渦電流信号の位相・感度を調整することが従来から行われている。
【０００３】
渦電流信号の位相・感度を調整するため、従来から、信号要因である傷や穴、凹み等を設けたテストピースに対する渦電流の信号要素の時系列を記憶させておき、実際にテストピースにセンサを通して得られた渦電流の信号要素（対象信号要素）の時系列と、予め記憶された信号要素（見本信号要素）の時系列とを比較し、見本信号要素と対象信号要素をマッチングさせて対象信号要素に対して渦電流信号の位相・感度を調整することが行われている。
【０００４】
具体的には、対象信号要素の時系列（ピーク・ピーク）と見本信号要素の時系列（ピーク・ピーク）に対して、振幅や位相角、時間幅等を比較し、類似しているものを対応させて対象信号要素の時系列と見本信号要素の時系列とをマッチングさせている。従って、対象信号要素の時系列と見本信号要素の時系列がマッチングされて渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の渦電流信号の位相・感度の調整では、対象信号要素の時系列と見本信号要素の時系列とを比較し、振幅や位相角、時間幅等の類似性によりマッチングを実施していた。このため、見本信号に比べて対象信号の振幅や位相角、時間幅等が大きく異なっている場合（センサを校正する前には十分に起こり得る）、マッチングができないことが考えられる。このため、渦電流信号の位相・感度の自動校正が行えなくなる虞があった。
【０００６】
本願発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、対象信号と見本信号とが全く異なる位相や振幅になっている場合であっても、両者を正しくマッチングさせて渦電流信号の位相・感度の自動校正を可能にした渦電流信号の自動校正装置及び自動校正方法を提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の渦電流信号の自動校正装置は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段と、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出する対象信号抽出手段と、見本記憶手段で記憶された見本信号要素同士の見本相関を導出する見本信号要素相関導出手段と、対象信号抽出手段で抽出された対象信号要素同士の対象相関を導出する対象信号要素相関導出手段と、見本信号要素相関導出手段で導出された見本相関と対象信号要素相関導出手段で導出された対象相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けする対応付け手段と、対応付け手段で対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正する自動校正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
そして、見本相関及び対象相関は、信号の位相角の相関であることを特徴とする。また、見本相関及び対象相関は、信号の振幅の相関であることを特徴とする。また、見本相関及び対象相関は、信号の間隔の相関であることを特徴とする。また、見本相関及び対象相関は、信号の位相角及び振幅の相関であることを特徴とする。また、対応付け手段には、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較する機能が備えられていることを特徴とする。また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられていることを特徴とする。また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、位相角の判断結果及び振幅の判断結果に対して異なる重みを加味する機能とが備えられていることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の渦電流信号の自動校正方法は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶し、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出し、記憶された見本信号要素同士の見本位相・振幅相関を求めると共に抽出された対象信号要素同士の対象位相・振幅相関を求め、見本位相・振幅相関と対象位相・振幅相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けし、対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正することを特徴とする。
【００１１】
また、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較し、これらの縦横比の差が基準値以上ある場合には当該見本信号要素と対象信号要素の組み合わせは対応付けの候補から除外すること特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【００１３】
図１には本発明の一実施形態例に係る渦電流信号の自動校正装置を備えた配管検査装置により検査を実施している状態の概念、図２には自動校正装置のブロック構成、図３にはテストピースに対する見本信号と対象信号との状況、図４には位相角と信号要素との関係、図５、図６には自動校正方法のフローチャート、図７には仮対応付けにおける見本信号と対象信号の格子点概念、図８には評価値計算における見本信号と対象信号の格子点概念を示してある。
【００１４】
図１に示すように、配管検査装置１は、渦電流探傷プローブ２や信号電送ユニット３等がそれぞれフレキシブル部材４を介して直線状に連結されている。配管検査装置１は、管板５に支持された配管６内を軸方向に移動し、配管６の曲げ部ではフレキシブル部材４が曲げられて配管検査装置１の全体が曲げ管に沿って挿入されるようになっている。
【００１５】
管板５の配管６の入口側にはテストピース７が配され、配管検査装置１は予め傷や穴、凹みが設けられたテストピース７を通されて渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の位相・感度（状況）が自動校正される。即ち、配管検査装置１はテストピース７を通った際に渦電流信号（対象信号）が自動校正装置８に送られ、自動校正装置８にはテストピース７の見本信号が記憶されている。
【００１６】
そして、自動校正装置８では、見本信号の傷や穴、凹みに対する信号要素（見本信号要素）と渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の信号要素（対象信号要素）がマッチングされ、渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の位相・感度が調整されるようになっている。渦電流信号が自動校正された後、配管６内の渦電流探傷プローブ２の信号が分析されて配管６内の傷等が検査される。
【００１７】
図２に基づいて自動校正装置８を説明する。
【００１８】
図に示すように、テストピース７の見本信号が入力され、見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段としての見本信号管理装置１１が備えられている。また、渦電流探傷プローブ２の渦電流信号が信号取込装置１２で取り込まれ、抽出装置１３により信号部分（ピーク・ピーク）が抽出され、特徴計算装置１４により信号部分の特徴（対象信号要素の時系列）が計算される（信号抽出手段）。
【００１９】
また、仮対応付け装置１５が備えられ、特徴計算装置１４で計算された対象信号と見本信号管理装置１１に記憶された見本信号とが仮対応付けされる。仮対応付け装置１５で仮対応付けされた結果は評価装置１６で重み付けされて評価され（詳細の評価は後述する）、変更装置１７に送られる。変更装置１７では必要に応じて対応付けの変更が行われ、校正用信号の要素が特定装置１８で特定されて正しい対応が特定される（対応付け手段）。
【００２０】
特定装置１８で特定された校正用信号の要素は信号校正装置１９に送られ、信号校正装置１９で渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の位相・感度（状況）が自動校正される。
【００２１】
図３(c) に示すように、テストピース７には傷や穴等の信号要因７▲１▼〜７▲４▼が形成され、図３(d) に示すように、見本信号２１には信号要因７▲１▼〜７▲４▼に対応した要素▲１▼〜▲４▼（見本信号要素の時系列）が存在している。一方、同じテストピース７を通った渦電流探傷プローブ２からの対象信号２２は、図３(b) に示すように、信号要因７▲１▼〜７▲４▼及びノイズの要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが存在している。
【００２２】
見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせて対象信号２２の位相・感度を調整する。この時、それぞれの信号の対応する要素を特定することで、対象信号２２の位相・感度（位相角度や感度の電圧）を調整して標準化する。このため、自動校正装置８では、見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼同士の相関（見本相関）を求めると共に、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の相関（対象相関）を求め、見本相関と対象相関とを比較することで見本信号２１及び対象信号２２の対応する要素を特定して見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせる。
【００２３】
図３に基づいてマッチングの一例を説明する。
【００２４】
図３(e) に示すように、信号要因７▲１▼▲２▼に対応する、見本信号２１の要素▲１▼▲２▼において、リサージュ表示された要素▲１▼▲２▼の波形２３▲１▼，２３▲２▼の振幅Ｌ▲１▼，Ｌ▲２▼の関係である（Ｌ▲１▼／Ｌ▲２▼）、及び波形２３▲１▼，２３▲２▼の位相θ1 （見本相関）を求める。また、図３(a) に示すように、信号要因７▲１▼▲２▼に対応する、対象信号２２の要素ＡＢにおいて、リサージュ表示された要素ＡＢの波形２４ＡＢの振幅ｌＡ，ｌＢの関係である（ｌＡ／ｌＢ）及び波形２４Ａ，２４Ｂの位相θ2 （対象相関）を求める。
【００２５】
同じ信号要因７▲１▼▲２▼における見本信号２１の波形２３▲１▼▲２▼と対象信号２２の波形２４ＡＢ同士であれば、波形２３，２４の大きさ等に拘らず（Ｌ▲１▼／Ｌ▲２▼）と（ｌＡ／ｌＢ）との割合は略同じになり、位相θ１、θ２も略同じになる。このように、同じ信号要因７▲１▼▲２▼に対応する、見本信号２１の波形２３▲１▼▲２▼及び対象信号２２の波形２４ＡＢにおける要素の相関は略同じになる。このため、見本相関と対象相関とを比べることで見本信号２１と対象信号２２の対応する要素を特定し、見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせるようにしている。
【００２６】
図４に示すように、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆを結ぶ線分と見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼を結ぶ線分を平行移動させることで、最も重なる状態での一致度を評価すると、例えば、位相角の相関においては、対象信号２２の要素Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｆがそれぞれ見本信号２１の要素▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼に対応し（実線）、対象信号２２のＣ，Ｅがノイズの要素（点線）であることが判断できる。振幅の相関に関しても同様なことが言える。この場合の比較として、実際の値に加えて学習値等を加味して一致度を判断することも可能である。
【００２７】
図５、図６に基づいて自動校正方法を説明する。
【００２８】
図５に示すように、テストピース７が新規の場合、テストピース７を登録する。ステップＳ１でテストピース７の見本信号２１を準備し、ステップＳ２で見本信号２１の信号部分（ピーク・ピーク）を抽出する。ステップＳ３で信号部分（要素）の特徴量である位相角、振幅を計算し、ステップＳ４で特徴量を保存する。尚、本実施形態例では、ステップＳ３で信号部分の特徴量としてリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比も計算される。そして、保存された特徴量をステップＳ５で読み込む。既存のテストピース７が存在する場合、ステップＳ５では既存のテストピース７の特徴量を読み込む。
【００２９】
ステップＳ１乃至ステップＳ５が見本信号管理装置１１の処理となっている。
【００３０】
ステップＳ６で分析対象の信号である対象信号２２が読み込まれ（信号取込装置１２）、ステップＳ７で対象信号２２の信号部分（ピーク・ピーク）を抽出する（抽出装置１３）。ステップＳ８で信号部分（要素）の特徴量である位相角、振幅及びリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比を計算する（特徴計算装置１４）。ステップＳ３で計算されたテストピース７（見本信号２１）の位相角、振幅及びリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比及びステップＳ８で計算された対象信号２２の位相角、振幅及びリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比はステップＳ９に送られる。
【００３１】
ステップＳ９では、見本信号２１と対象信号２２の要素が仮対応付けされ、対応付けの候補の絞り込みが行われる。例えば、見本信号２１と対象信号２２の要素の縦横比を比較し、縦横比の差が基準以上ある場合には対応付けの候補から除外する。つまり、図７に示すように、縦軸を対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ（図３参照）、横軸を見本信号２１の要素▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼（図３参照）とした場合、各交点（各組み合わせ）での縦横比の差を評価し、基準を外れる組み合わせ、即ち、図示例では、要素▲１▼と要素Ｄ、要素▲２▼と要素Ａ，Ｅ、要素▲３▼と要素Ｃ、要素▲４▼と要素Ｂの組み合わせは縦横比の差が基準より大きいため対応付けの候補から除外するようにする。これにより、無駄な比較処理をなくすことが可能になる。
【００３２】
図６に示すように、ステップＳ１０では、見本信号２１と対象信号２２の要素が位相角及び振幅に基づいて仮対応付けされる。つまり、図４に示したように、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆを結ぶ線分と見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼を結ぶ線分を平行移動させ、最も重なる状態での一致度を評価する。尚、ステップＳ９の処理を省略して、ステップＳ３で計算されたテストピース７（見本信号２１）の位相角、振幅及びステップＳ８で計算された対象信号２２の位相角、振幅をステップＳ１０に送ることも可能である。
【００３３】
ステップＳ９及びステップＳ１０が仮対応付け装置１５の処理となっている。
【００３４】
次に、ステップＳ１１で見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼同士の位相角の差θk1と、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の位相角の差θk2とを求め、（θk1−θk2）の絶対値の総和Σθを評価値１とする。
【００３５】
例えば、見本信号２１の要素と対象信号２２の要素の組み合わせは、図８に示すように、多数存在する。この中で、見本信号２１の要素▲１▼と要素▲２▼の位相角の差θk1a と、対象信号２２の要素Ａと要素Ｂの位相角の差θk2a を考えると、（θk1−θk2）は、（θk1a −θk2a ）となり、見本信号２１の要素▲２▼と要素▲３▼の位相角の差θk1b と、対象信号２２の要素Ｂと要素Ｃの位相角の差θk2b を考えると、（θk1−θk2）は、（θk1b −θk2b ）となる。このように、考え得る各組み合わせにおける（θk1−θk2）を求め、（θk1−θk2）の絶対値の総和Σθを評価値１とする。
【００３６】
更に、ステップＳ１２で見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼同士の振幅比rk1 と、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の振幅比rk2 を求め、（rk1 −rk2 ）の絶対値の総和Σr を評価値２とする。この時、ステップＳ１１で求めた総和Σθの要素とステップＳ１２で求める総和Σr の要素は等しいものとする。
【００３７】
例えば、見本信号２１の要素と対象信号２２の要素の組み合わせは、図８に示すように、多数存在する。この中で、見本信号２１の要素▲１▼と要素▲２▼の振幅比rk1aと、対象信号２２の要素Ａと要素Ｂの振幅比rk2aを考えると、（rk1 −rk2 ）は、（rk1a−rk2a）となり、見本信号２１の要素▲２▼と要素▲３▼の振幅比rk1bと、対象信号２２の要素Ｂと要素Ｃの振幅比rk2bを考えると、（rk1 −rk2 ）は、（rk1b−rk2b）となる。このように、考え得る各組み合わせにおける（rk1 −rk2 ）を求め、（rk1 −rk2 ）の絶対値のΣr を評価値２とする。
【００３８】
ステップＳ１１で評価値１を求め、ステップＳ１２で評価値２を求めた後、ステップＳ１３で評価関数を計算する。評価関数は、評価値１に重みαを乗じたものと、評価値２に重みβを乗じたものを加算して計算される。重みα，βは、評価を行う際に位相と振幅のどちらをより重視するかにより設定される。重みα，βは、固定値であってもよいし、テストピース７の劣化や渦電流探傷プローブ２の使用状況によって可変値にするようにしてもよい。
【００３９】
ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１３が評価装置１６の処理となっている。
【００４０】
ステップＳ１４に移行して、次の対応付けの組み合わせが有るか否かが判断され、次の対応付けがある場合にはステップＳ１０に移行して次の対応付けがなくなるまで上述した処理を繰り返す。ステップＳ１４が変更装置１７の処理となっている。
【００４１】
ステップＳ１４で次の対応付けがないと判断された場合、ステップＳ１５で評価関数が最小となる対応付けを選択する。選択された対応付けの評価関数と基準値とをステップＳ１６で比較し、評価関数が基準値以上であると判断された場合、見本信号２１と対象信号２２とは対応できない相関の状況であるのでステップＳ１７でテストピース７の見本信号２１が不備であると判断される。ステップＳ１６で評価関数が基準値よりも小さいと判断された場合、ステップＳ１８で見本信号の要素▲１▼〜▲４▼毎に対応付けられた対象信号２２の要素の位相及び振幅を計算する。
【００４２】
ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ１７及びステップＳ１８が特定装置１６の処理となっている。
【００４３】
ステップＳ１８で対象信号２２の要素の位相及び振幅を計算した後、ステップＳ１９で校正用のパラメータが計算され、即ち、位相の変更角度や感度の電圧が計算され、ステップＳ２０で対象信号２２を校正用のパラメータに基づいて校正する。
【００４４】
ステップＳ１９及びステップＳ２０が信号校正装置１９の処理となっている。
【００４５】
上述したように、見本信号２１の信号要素▲１▼〜▲４▼同士の相関（見本相関）と、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の相関（対象相関）とを比較することで、見本信号２１及び対象信号２２の対応する要素を特定して見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせるようにしている。このため、見本信号２１と対象信号２２で位相や振幅が全く異なっていても見本信号２１と対象信号２２を正しくマッチングさせることができ、渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能になる。
【００４６】
そして、位相差や振幅比の基準となる信号要因を、テストピース７で最初に存在する要因とし、その信号との位相差、振幅比により他の信号要因の特徴を表している。最初の要因信号を仮定した場合、他の信号要因の類維持度（見本信号との）に基づくマッチングを行っている。マッチングが基準値よりも悪い場合には最初の信号要因の仮定が誤っていると判断することにより、最初の信号要因の対応を変えるようにしている。これにより、テストピース７部分が信号全長でどの部分か不明確な場合にテストピース７部分の自動きり出しをおこなう。
【００４７】
従って、見本信号２１と対象信号２２とが全く異なる位相や振幅になっている場合に、精度良く分析対象のテストピース７部分を自動認識することができる。また、位相差や振幅比が類似で、複数の信号要因のどれかが明確に判断できない場合に、信号要因の並びや配置（信号波形だけでなく信号の位置関係を考慮する）を利用して分析対象のテストピース７部分を自動認識することができる。
【００４８】
上述した実施形態例では、位相と振幅を信号要素として説明したが、位相と振幅の両者を用いた場合、渦電流探傷プローブ２の移動速度に拘らず見本信号２１と対象信号２２の対応が行え、渦電流探傷プローブ２の駆動手段等の劣化が生じても影響を抑制することができる。位相と振幅のどちらか一方だけを用いることも可能であり、どちらか一方を用いた場合、簡単な制御で見本信号２１と対象信号２２の対応が行える。
【００４９】
また、信号要素の相関としては、要素間隔を適用することも可能である。要素間隔を適用することにより、渦電流探傷プローブ２の劣化やテストピース７の劣化に拘らず見本信号２１と対象信号２２の対応が行える。要素間隔を適用する場合、自動校正開始から所定時間経過した後に要素間隔相関を加味するようにする等の運用が可能である。
【００５０】
上述した自動校正装置を用いることで、検査現場と分析場所とをネットワークで結合して監視することで、完全自動校正処理だけではなく半自動の処理も可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の渦電流信号の自動校正装置は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段と、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出する対象信号抽出手段と、見本記憶手段で記憶された見本信号要素同士の見本相関を導出する見本信号要素相関導出手段と、対象信号抽出手段で抽出された対象信号要素同士の対象相関を導出する対象信号要素相関導出手段と、見本信号要素相関導出手段で導出された見本相関と対象信号要素相関導出手段で導出された対象相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けする対応付け手段と、対応付け手段で対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正する自動校正手段とを備えたので、見本信号の見本相関と、対象信号の対象相関とを比較することで、見本信号及び対象信号の対応する信号要素を特定して見本信号と対象信号をマッチングさせることができる。この結果、見本信号と対象信号で位相や振幅等の要素が全く異なっていても見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができ、渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能になる。
【００５２】
そして、見本相関及び対象相関は、信号の位相角の相関であるので、簡単な制御により見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができる。
【００５３】
また、見本相関及び対象相関は、信号の振幅の相関であるので、簡単な制御により見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができる。
【００５４】
また、見本相関及び対象相関は、信号の間隔の相関であるので、センサやテストピースの劣化に拘らず見本信号と対象信号の対応が行える。
【００５５】
また、見本相関及び対象相関は、信号の位相角及び振幅の相関であるので、センサの移動速度に拘らず見本信号と対象信号の対応が行え、センサの駆動手段等の劣化が生じても影響を抑制することができる。
【００５６】
また、対応付け手段には、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較する機能が備えられているので、仮対応付けが容易に行え、無駄な比較処理をなくすことができる。
【００５７】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられているので、簡単な制御で精度良く分析対象のテストピースを自動認識することができる。
【００５８】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられているので、簡単な制御で精度良く分析対象のテストピースを自動認識することができる。
【００５９】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、位相角の判断結果及び振幅の判断結果に対して異なる重みを加味する機能とが備えられているので、高い精度で必要な要素を重視して分析対象のテストピースを自動認識することができる。
【００６０】
本発明の自動校正方法は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶し、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出し、記憶された見本信号要素同士の見本位相・振幅相関を求めると共に抽出された対象信号要素同士の対象位相・振幅相関を求め、見本位相・振幅相関と対象位相・振幅相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けし、対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正するようにしたので、見本信号の見本相関と、対象信号の対象相関とを比較することで、見本信号及び対象信号の対応する信号要素を特定して見本信号と対象信号をマッチングさせることができる。この結果、見本信号と対象信号で位相や振幅等の要素が全く異なっていても見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができ、渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能になる。
【００６２】
また、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較し、これらの縦横比の差が基準値以上ある場合には当該見本信号要素と対象信号要素の組み合わせは対応付けの候補から除外するようにしたので、仮対応付けが容易に行え、無駄な比較処理をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る渦電流信号の自動校正装置を備えた配管検査装置により検査を実施している状態の概念図。
【図２】自動校正装置のブロック構成図。
【図３】テストピースに対する見本信号と対象信号との状況説明図。
【図４】位相角と信号要素との関係を表すグラフ。
【図５】自動校正方法のフローチャート。
【図６】自動校正方法のフローチャート。
【図７】仮対応付けにおける見本信号と対象信号の格子点概念図。
【図８】評価値計算における見本信号と対象信号の格子点概念図。
【符号の説明】
１ 配管検査装置
２ 渦電流探傷プローブ
３ 信号電送ユニット
４ フレキシブル部材
５ 管板
６ 配管
７ テストピース
８ 自動校正装置
１１ 見本信号管理装置
１２ 信号取込装置
１３ 抽出装置
１４ 特徴計算装置
１５ 仮対応付け装置
１６ 評価装置
１７ 変更装置
１８ 信号校正装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準となる渦電流信号に基づいて実際の渦電流信号の位相・感度を自動的に校正する渦電流信号の自動校正装置及び自動校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伝熱管等の磁性体である金属の管路の非破壊検査には、渦電流探傷法が汎用されている。渦電流信号を分析して非破壊検査を行うためには、センサの信号の位相・振幅を一定に揃える校正処理が必要である。このため、渦電流信号の位相・感度を調整することが従来から行われている。
【０００３】
渦電流信号の位相・感度を調整するため、従来から、信号要因である傷や穴、凹み等を設けたテストピースに対する渦電流の信号要素の時系列を記憶させておき、実際にテストピースにセンサを通して得られた渦電流の信号要素（対象信号要素）の時系列と、予め記憶された信号要素（見本信号要素）の時系列とを比較し、見本信号要素と対象信号要素をマッチングさせて対象信号要素に対して渦電流信号の位相・感度を調整することが行われている。
【０００４】
具体的には、対象信号要素の時系列（ピーク・ピーク）と見本信号要素の時系列（ピーク・ピーク）に対して、振幅や位相角、時間幅等を比較し、類似しているものを対応させて対象信号要素の時系列と見本信号要素の時系列とをマッチングさせている。従って、対象信号要素の時系列と見本信号要素の時系列がマッチングされて渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の渦電流信号の位相・感度の調整では、対象信号要素の時系列と見本信号要素の時系列とを比較し、振幅や位相角、時間幅等の類似性によりマッチングを実施していた。このため、見本信号に比べて対象信号の振幅や位相角、時間幅等が大きく異なっている場合（センサを校正する前には十分に起こり得る）、マッチングができないことが考えられる。このため、渦電流信号の位相・感度の自動校正が行えなくなる虞があった。
【０００６】
本願発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、対象信号と見本信号とが全く異なる位相や振幅になっている場合であっても、両者を正しくマッチングさせて渦電流信号の位相・感度の自動校正を可能にした渦電流信号の自動校正装置及び自動校正方法を提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の渦電流信号の自動校正装置は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段と、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出する対象信号抽出手段と、見本記憶手段で記憶された見本信号要素同士の見本相関を導出する見本信号要素相関導出手段と、対象信号抽出手段で抽出された対象信号要素同士の対象相関を導出する対象信号要素相関導出手段と、見本信号要素相関導出手段で導出された見本相関と対象信号要素相関導出手段で導出された対象相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けする対応付け手段と、対応付け手段で対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正する自動校正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
そして、見本相関及び対象相関は、信号の位相角の相関であることを特徴とする。また、見本相関及び対象相関は、信号の振幅の相関であることを特徴とする。また、見本相関及び対象相関は、信号の間隔の相関であることを特徴とする。また、見本相関及び対象相関は、信号の位相角及び振幅の相関であることを特徴とする。また、対応付け手段には、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較する機能が備えられていることを特徴とする。また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられていることを特徴とする。また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、位相角の判断結果及び振幅の判断結果に対して異なる重みを加味する機能とが備えられていることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の渦電流信号の自動校正方法は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶し、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出し、記憶された見本信号要素同士の見本位相・振幅相関を求めると共に抽出された対象信号要素同士の対象位相・振幅相関を求め、見本位相・振幅相関と対象位相・振幅相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けし、対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正することを特徴とする。
【００１１】
また、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較し、これらの縦横比の差が基準値以上ある場合には当該見本信号要素と対象信号要素の組み合わせは対応付けの候補から除外すること特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【００１３】
図１には本発明の一実施形態例に係る渦電流信号の自動校正装置を備えた配管検査装置により検査を実施している状態の概念、図２には自動校正装置のブロック構成、図３にはテストピースに対する見本信号と対象信号との状況、図４には位相角と信号要素との関係、図５、図６には自動校正方法のフローチャート、図７には仮対応付けにおける見本信号と対象信号の格子点概念、図８には評価値計算における見本信号と対象信号の格子点概念を示してある。
【００１４】
図１に示すように、配管検査装置１は、渦電流探傷プローブ２や信号電送ユニット３等がそれぞれフレキシブル部材４を介して直線状に連結されている。配管検査装置１は、管板５に支持された配管６内を軸方向に移動し、配管６の曲げ部ではフレキシブル部材４が曲げられて配管検査装置１の全体が曲げ管に沿って挿入されるようになっている。
【００１５】
管板５の配管６の入口側にはテストピース７が配され、配管検査装置１は予め傷や穴、凹みが設けられたテストピース７を通されて渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の位相・感度（状況）が自動校正される。即ち、配管検査装置１はテストピース７を通った際に渦電流信号（対象信号）が自動校正装置８に送られ、自動校正装置８にはテストピース７の見本信号が記憶されている。
【００１６】
そして、自動校正装置８では、見本信号の傷や穴、凹みに対する信号要素（見本信号要素）と渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の信号要素（対象信号要素）がマッチングされ、渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の位相・感度が調整されるようになっている。渦電流信号が自動校正された後、配管６内の渦電流探傷プローブ２の信号が分析されて配管６内の傷等が検査される。
【００１７】
図２に基づいて自動校正装置８を説明する。
【００１８】
図に示すように、テストピース７の見本信号が入力され、見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段としての見本信号管理装置１１が備えられている。また、渦電流探傷プローブ２の渦電流信号が信号取込装置１２で取り込まれ、抽出装置１３により信号部分（ピーク・ピーク）が抽出され、特徴計算装置１４により信号部分の特徴（対象信号要素の時系列）が計算される（信号抽出手段）。
【００１９】
また、仮対応付け装置１５が備えられ、特徴計算装置１４で計算された対象信号と見本信号管理装置１１に記憶された見本信号とが仮対応付けされる。仮対応付け装置１５で仮対応付けされた結果は評価装置１６で重み付けされて評価され（詳細の評価は後述する）、変更装置１７に送られる。変更装置１７では必要に応じて対応付けの変更が行われ、校正用信号の要素が特定装置１８で特定されて正しい対応が特定される（対応付け手段）。
【００２０】
特定装置１８で特定された校正用信号の要素は信号校正装置１９に送られ、信号校正装置１９で渦電流探傷プローブ２の渦電流信号の位相・感度（状況）が自動校正される。
【００２１】
図３(c) に示すように、テストピース７には傷や穴等の信号要因７▲１▼〜７▲４▼が形成され、図３(d) に示すように、見本信号２１には信号要因７▲１▼〜７▲４▼に対応した要素▲１▼〜▲４▼（見本信号要素の時系列）が存在している。一方、同じテストピース７を通った渦電流探傷プローブ２からの対象信号２２は、図３(b) に示すように、信号要因７▲１▼〜７▲４▼及びノイズの要素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが存在している。
【００２２】
見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせて対象信号２２の位相・感度を調整する。この時、それぞれの信号の対応する要素を特定することで、対象信号２２の位相・感度（位相角度や感度の電圧）を調整して標準化する。このため、自動校正装置８では、見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼同士の相関（見本相関）を求めると共に、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の相関（対象相関）を求め、見本相関と対象相関とを比較することで見本信号２１及び対象信号２２の対応する要素を特定して見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせる。
【００２３】
図３に基づいてマッチングの一例を説明する。
【００２４】
図３(e) に示すように、信号要因７▲１▼▲２▼に対応する、見本信号２１の要素▲１▼▲２▼において、リサージュ表示された要素▲１▼▲２▼の波形２３▲１▼，２３▲２▼の振幅Ｌ▲１▼，Ｌ▲２▼の関係である（Ｌ▲１▼／Ｌ▲２▼）、及び波形２３▲１▼，２３▲２▼の位相θ1 （見本相関）を求める。また、図３(a) に示すように、信号要因７▲１▼▲２▼に対応する、対象信号２２の要素ＡＢにおいて、リサージュ表示された要素ＡＢの波形２４ＡＢの振幅ｌＡ，ｌＢの関係である（ｌＡ／ｌＢ）及び波形２４Ａ，２４Ｂの位相θ2 （対象相関）を求める。
【００２５】
同じ信号要因７▲１▼▲２▼における見本信号２１の波形２３▲１▼▲２▼と対象信号２２の波形２４ＡＢ同士であれば、波形２３，２４の大きさ等に拘らず（Ｌ▲１▼／Ｌ▲２▼）と（ｌＡ／ｌＢ）との割合は略同じになり、位相θ１、θ２も略同じになる。このように、同じ信号要因７▲１▼▲２▼に対応する、見本信号２１の波形２３▲１▼▲２▼及び対象信号２２の波形２４ＡＢにおける要素の相関は略同じになる。このため、見本相関と対象相関とを比べることで見本信号２１と対象信号２２の対応する要素を特定し、見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせるようにしている。
【００２６】
図４に示すように、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆを結ぶ線分と見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼を結ぶ線分を平行移動させることで、最も重なる状態での一致度を評価すると、例えば、位相角の相関においては、対象信号２２の要素Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｆがそれぞれ見本信号２１の要素▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼に対応し（実線）、対象信号２２のＣ，Ｅがノイズの要素（点線）であることが判断できる。振幅の相関に関しても同様なことが言える。この場合の比較として、実際の値に加えて学習値等を加味して一致度を判断することも可能である。
【００２７】
図５、図６に基づいて自動校正方法を説明する。
【００２８】
図５に示すように、テストピース７が新規の場合、テストピース７を登録する。ステップＳ１でテストピース７の見本信号２１を準備し、ステップＳ２で見本信号２１の信号部分（ピーク・ピーク）を抽出する。ステップＳ３で信号部分（要素）の特徴量である位相角、振幅を計算し、ステップＳ４で特徴量を保存する。尚、本実施形態例では、ステップＳ３で信号部分の特徴量としてリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比も計算される。そして、保存された特徴量をステップＳ５で読み込む。既存のテストピース７が存在する場合、ステップＳ５では既存のテストピース７の特徴量を読み込む。
【００２９】
ステップＳ１乃至ステップＳ５が見本信号管理装置１１の処理となっている。
【００３０】
ステップＳ６で分析対象の信号である対象信号２２が読み込まれ（信号取込装置１２）、ステップＳ７で対象信号２２の信号部分（ピーク・ピーク）を抽出する（抽出装置１３）。ステップＳ８で信号部分（要素）の特徴量である位相角、振幅及びリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比を計算する（特徴計算装置１４）。ステップＳ３で計算されたテストピース７（見本信号２１）の位相角、振幅及びリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比及びステップＳ８で計算された対象信号２２の位相角、振幅及びリサージュ表示された要素の外接長方形の縦横比はステップＳ９に送られる。
【００３１】
ステップＳ９では、見本信号２１と対象信号２２の要素が仮対応付けされ、対応付けの候補の絞り込みが行われる。例えば、見本信号２１と対象信号２２の要素の縦横比を比較し、縦横比の差が基準以上ある場合には対応付けの候補から除外する。つまり、図７に示すように、縦軸を対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ（図３参照）、横軸を見本信号２１の要素▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼（図３参照）とした場合、各交点（各組み合わせ）での縦横比の差を評価し、基準を外れる組み合わせ、即ち、図示例では、要素▲１▼と要素Ｄ、要素▲２▼と要素Ａ，Ｅ、要素▲３▼と要素Ｃ、要素▲４▼と要素Ｂの組み合わせは縦横比の差が基準より大きいため対応付けの候補から除外するようにする。これにより、無駄な比較処理をなくすことが可能になる。
【００３２】
図６に示すように、ステップＳ１０では、見本信号２１と対象信号２２の要素が位相角及び振幅に基づいて仮対応付けされる。つまり、図４に示したように、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆを結ぶ線分と見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼を結ぶ線分を平行移動させ、最も重なる状態での一致度を評価する。尚、ステップＳ９の処理を省略して、ステップＳ３で計算されたテストピース７（見本信号２１）の位相角、振幅及びステップＳ８で計算された対象信号２２の位相角、振幅をステップＳ１０に送ることも可能である。
【００３３】
ステップＳ９及びステップＳ１０が仮対応付け装置１５の処理となっている。
【００３４】
次に、ステップＳ１１で見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼同士の位相角の差θk1と、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の位相角の差θk2とを求め、（θk1−θk2）の絶対値の総和Σθを評価値１とする。
【００３５】
例えば、見本信号２１の要素と対象信号２２の要素の組み合わせは、図８に示すように、多数存在する。この中で、見本信号２１の要素▲１▼と要素▲２▼の位相角の差θk1a と、対象信号２２の要素Ａと要素Ｂの位相角の差θk2a を考えると、（θk1−θk2）は、（θk1a −θk2a ）となり、見本信号２１の要素▲２▼と要素▲３▼の位相角の差θk1b と、対象信号２２の要素Ｂと要素Ｃの位相角の差θk2b を考えると、（θk1−θk2）は、（θk1b −θk2b ）となる。このように、考え得る各組み合わせにおける（θk1−θk2）を求め、（θk1−θk2）の絶対値の総和Σθを評価値１とする。
【００３６】
更に、ステップＳ１２で見本信号２１の要素▲１▼〜▲４▼同士の振幅比rk1 と、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の振幅比rk2 を求め、（rk1 −rk2 ）の絶対値の総和Σr を評価値２とする。この時、ステップＳ１１で求めた総和Σθの要素とステップＳ１２で求める総和Σr の要素は等しいものとする。
【００３７】
例えば、見本信号２１の要素と対象信号２２の要素の組み合わせは、図８に示すように、多数存在する。この中で、見本信号２１の要素▲１▼と要素▲２▼の振幅比rk1aと、対象信号２２の要素Ａと要素Ｂの振幅比rk2aを考えると、（rk1 −rk2 ）は、（rk1a−rk2a）となり、見本信号２１の要素▲２▼と要素▲３▼の振幅比rk1bと、対象信号２２の要素Ｂと要素Ｃの振幅比rk2bを考えると、（rk1 −rk2 ）は、（rk1b−rk2b）となる。このように、考え得る各組み合わせにおける（rk1 −rk2 ）を求め、（rk1 −rk2 ）の絶対値のΣr を評価値２とする。
【００３８】
ステップＳ１１で評価値１を求め、ステップＳ１２で評価値２を求めた後、ステップＳ１３で評価関数を計算する。評価関数は、評価値１に重みαを乗じたものと、評価値２に重みβを乗じたものを加算して計算される。重みα，βは、評価を行う際に位相と振幅のどちらをより重視するかにより設定される。重みα，βは、固定値であってもよいし、テストピース７の劣化や渦電流探傷プローブ２の使用状況によって可変値にするようにしてもよい。
【００３９】
ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステップＳ１３が評価装置１６の処理となっている。
【００４０】
ステップＳ１４に移行して、次の対応付けの組み合わせが有るか否かが判断され、次の対応付けがある場合にはステップＳ１０に移行して次の対応付けがなくなるまで上述した処理を繰り返す。ステップＳ１４が変更装置１７の処理となっている。
【００４１】
ステップＳ１４で次の対応付けがないと判断された場合、ステップＳ１５で評価関数が最小となる対応付けを選択する。選択された対応付けの評価関数と基準値とをステップＳ１６で比較し、評価関数が基準値以上であると判断された場合、見本信号２１と対象信号２２とは対応できない相関の状況であるのでステップＳ１７でテストピース７の見本信号２１が不備であると判断される。ステップＳ１６で評価関数が基準値よりも小さいと判断された場合、ステップＳ１８で見本信号の要素▲１▼〜▲４▼毎に対応付けられた対象信号２２の要素の位相及び振幅を計算する。
【００４２】
ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ１７及びステップＳ１８が特定装置１６の処理となっている。
【００４３】
ステップＳ１８で対象信号２２の要素の位相及び振幅を計算した後、ステップＳ１９で校正用のパラメータが計算され、即ち、位相の変更角度や感度の電圧が計算され、ステップＳ２０で対象信号２２を校正用のパラメータに基づいて校正する。
【００４４】
ステップＳ１９及びステップＳ２０が信号校正装置１９の処理となっている。
【００４５】
上述したように、見本信号２１の信号要素▲１▼〜▲４▼同士の相関（見本相関）と、対象信号２２の要素Ａ〜Ｆ同士の相関（対象相関）とを比較することで、見本信号２１及び対象信号２２の対応する要素を特定して見本信号２１と対象信号２２をマッチングさせるようにしている。このため、見本信号２１と対象信号２２で位相や振幅が全く異なっていても見本信号２１と対象信号２２を正しくマッチングさせることができ、渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能になる。
【００４６】
そして、位相差や振幅比の基準となる信号要因を、テストピース７で最初に存在する要因とし、その信号との位相差、振幅比により他の信号要因の特徴を表している。最初の要因信号を仮定した場合、他の信号要因の類維持度（見本信号との）に基づくマッチングを行っている。マッチングが基準値よりも悪い場合には最初の信号要因の仮定が誤っていると判断することにより、最初の信号要因の対応を変えるようにしている。これにより、テストピース７部分が信号全長でどの部分か不明確な場合にテストピース７部分の自動きり出しをおこなう。
【００４７】
従って、見本信号２１と対象信号２２とが全く異なる位相や振幅になっている場合に、精度良く分析対象のテストピース７部分を自動認識することができる。また、位相差や振幅比が類似で、複数の信号要因のどれかが明確に判断できない場合に、信号要因の並びや配置（信号波形だけでなく信号の位置関係を考慮する）を利用して分析対象のテストピース７部分を自動認識することができる。
【００４８】
上述した実施形態例では、位相と振幅を信号要素として説明したが、位相と振幅の両者を用いた場合、渦電流探傷プローブ２の移動速度に拘らず見本信号２１と対象信号２２の対応が行え、渦電流探傷プローブ２の駆動手段等の劣化が生じても影響を抑制することができる。位相と振幅のどちらか一方だけを用いることも可能であり、どちらか一方を用いた場合、簡単な制御で見本信号２１と対象信号２２の対応が行える。
【００４９】
また、信号要素の相関としては、要素間隔を適用することも可能である。要素間隔を適用することにより、渦電流探傷プローブ２の劣化やテストピース７の劣化に拘らず見本信号２１と対象信号２２の対応が行える。要素間隔を適用する場合、自動校正開始から所定時間経過した後に要素間隔相関を加味するようにする等の運用が可能である。
【００５０】
上述した自動校正装置を用いることで、検査現場と分析場所とをネットワークで結合して監視することで、完全自動校正処理だけではなく半自動の処理も可能である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の渦電流信号の自動校正装置は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段と、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出する対象信号抽出手段と、見本記憶手段で記憶された見本信号要素同士の見本相関を導出する見本信号要素相関導出手段と、対象信号抽出手段で抽出された対象信号要素同士の対象相関を導出する対象信号要素相関導出手段と、見本信号要素相関導出手段で導出された見本相関と対象信号要素相関導出手段で導出された対象相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けする対応付け手段と、対応付け手段で対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正する自動校正手段とを備えたので、見本信号の見本相関と、対象信号の対象相関とを比較することで、見本信号及び対象信号の対応する信号要素を特定して見本信号と対象信号をマッチングさせることができる。この結果、見本信号と対象信号で位相や振幅等の要素が全く異なっていても見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができ、渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能になる。
【００５２】
そして、見本相関及び対象相関は、信号の位相角の相関であるので、簡単な制御により見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができる。
【００５３】
また、見本相関及び対象相関は、信号の振幅の相関であるので、簡単な制御により見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができる。
【００５４】
また、見本相関及び対象相関は、信号の間隔の相関であるので、センサやテストピースの劣化に拘らず見本信号と対象信号の対応が行える。
【００５５】
また、見本相関及び対象相関は、信号の位相角及び振幅の相関であるので、センサの移動速度に拘らず見本信号と対象信号の対応が行え、センサの駆動手段等の劣化が生じても影響を抑制することができる。
【００５６】
また、対応付け手段には、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較する機能が備えられているので、仮対応付けが容易に行え、無駄な比較処理をなくすことができる。
【００５７】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられているので、簡単な制御で精度良く分析対象のテストピースを自動認識することができる。
【００５８】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられているので、簡単な制御で精度良く分析対象のテストピースを自動認識することができる。
【００５９】
また、対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、位相角の判断結果及び振幅の判断結果に対して異なる重みを加味する機能とが備えられているので、高い精度で必要な要素を重視して分析対象のテストピースを自動認識することができる。
【００６０】
本発明の自動校正方法は、感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶し、分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出し、記憶された見本信号要素同士の見本位相・振幅相関を求めると共に抽出された対象信号要素同士の対象位相・振幅相関を求め、見本位相・振幅相関と対象位相・振幅相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けし、対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正するようにしたので、見本信号の見本相関と、対象信号の対象相関とを比較することで、見本信号及び対象信号の対応する信号要素を特定して見本信号と対象信号をマッチングさせることができる。この結果、見本信号と対象信号で位相や振幅等の要素が全く異なっていても見本信号と対象信号を正しくマッチングさせることができ、渦電流信号の位相・感度の自動校正が可能になる。
【００６２】
また、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較し、これらの縦横比の差が基準値以上ある場合には当該見本信号要素と対象信号要素の組み合わせは対応付けの候補から除外するようにしたので、仮対応付けが容易に行え、無駄な比較処理をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る渦電流信号の自動校正装置を備えた配管検査装置により検査を実施している状態の概念図。
【図２】自動校正装置のブロック構成図。
【図３】テストピースに対する見本信号と対象信号との状況説明図。
【図４】位相角と信号要素との関係を表すグラフ。
【図５】自動校正方法のフローチャート。
【図６】自動校正方法のフローチャート。
【図７】仮対応付けにおける見本信号と対象信号の格子点概念図。
【図８】評価値計算における見本信号と対象信号の格子点概念図。
【符号の説明】
１ 配管検査装置
２ 渦電流探傷プローブ
３ 信号電送ユニット
４ フレキシブル部材
５ 管板
６ 配管
７ テストピース
８ 自動校正装置
１１ 見本信号管理装置
１２ 信号取込装置
１３ 抽出装置
１４ 特徴計算装置
１５ 仮対応付け装置
１６ 評価装置
１７ 変更装置
１８ 信号校正装置
Claims (11)
- 感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶する見本記憶手段と、
分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出する対象信号抽出手段と、
見本記憶手段で記憶された見本信号要素同士の見本相関を導出する見本信号要素相関導出手段と、
対象信号抽出手段で抽出された対象信号要素同士の対象相関を導出する対象信号要素相関導出手段と、
見本信号要素相関導出手段で導出された見本相関と対象信号要素相関導出手段で導出された対象相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けする対応付け手段と、
対応付け手段で対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正する自動校正手段と
を備えたことを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項１において、
見本相関及び対象相関は、信号の位相角の相関であることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項１において、
見本相関及び対象相関は、信号の振幅の相関であることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項１において、
見本相関及び対象相関は、信号の間隔の相関であることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項１において、
見本相関及び対象相関は、信号の位相角及び振幅の相関であることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
対応付け手段には、リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較する機能が備えられていることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項２において、
対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられていることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項３において、
対応付け手段には、対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能が備えられていることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 請求項５において、
対応付け手段には、
対象相関である対象信号要素同士の位相角の差の値と見本相関である見本信号要素同士の位相角の差の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、
対象相関である対象信号要素同士の振幅比の値と見本相関である見本信号要素同士の振幅比の値との差の絶対値を任意の時系列で加算し、加算値が最小となった時系列を判断することで見本信号と対象信号を対応付けする機能と、
位相角の判断結果及び振幅の判断結果に対して異なる重みを加味する機能と
が備えられていることを特徴とする渦電流信号の自動校正装置。 - 感度調整の目標となるテストピースの見本信号の特徴を見本信号要素の時系列として記憶し、
分析対象の対象信号を取り込んで対象信号要素の時系列として抽出し、
記憶された見本信号要素同士の見本位相・振幅相関を求めると共に抽出された対象信号要素同士の対象位相・振幅相関を求め、
見本位相・振幅相関と対象位相・振幅相関とに基づいて見本信号と対象信号を対応付けし、
対応付けされた見本信号及び対象信号に基づいて信号の状況を自動校正することを特徴とする渦電流信号の自動校正方法。 - 請求項１０において、
リサージュ表示された信号の外接長方形の縦横比を見本信号要素と対象信号要素とで比較し、これらの縦横比の差が基準値以上ある場合には当該見本信号要素と対象信号要素の組み合わせは対応付けの候補から除外することを特徴とする渦電流信号の自動校正方法。
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