JP4097081B2 - Defect inspection method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリートのような低熱伝導性材料から構成された被検査体における内部欠陥を検出する方法およびその装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for detecting an internal defect in an object to be inspected composed of a low thermal conductivity material such as concrete.
従来、コンクリート構造物の浮きや剥離などの内部欠陥を調べる方法として、サーモグラフィ法が知られている。この従来のサーモグラフィ法では、コンクリート構造物などに熱負荷を与えたときに発生するコンクリート表面の局所的な温度変化領域を赤外線サーモグラフィで計測し、計測データを画像として出力して内部欠陥の検査を行う。すなわち、出力された画像は計測した赤外線強度の分布を表現しており、欠陥部位と健全部位の赤外線強度のコントラスト差によって内部欠陥の検出を行うことができる。 Conventionally, a thermography method is known as a method for examining internal defects such as floating and peeling of a concrete structure. In this conventional thermography method, the local temperature change region of the concrete surface that occurs when a thermal load is applied to a concrete structure or the like is measured by infrared thermography, and the measurement data is output as an image to inspect internal defects. Do. In other words, the output image represents the distribution of the measured infrared intensity, and the internal defect can be detected based on the contrast difference between the infrared intensity of the defective part and the healthy part.
出願人は、従来のサーモグラフィ法の応用として、コンクリート構造物などの低熱伝導性材料から構成された被検査体について、その欠陥部位の特定だけでなく欠陥深さについても検出することのできる欠陥検査方法およびその装置についての発明を開示している(例えば、特許文献1参照。)。 As an application of the conventional thermography method, the applicant is able to detect not only the defect site but also the defect depth of a test object composed of a low thermal conductivity material such as a concrete structure. The invention about the method and its apparatus is disclosed (for example, refer patent document 1).
この従来技術では、被検査体に対して加熱と冷却(加熱停止)を交互に行い、冷却時において、被検査体の各部位における表面温度の時間的変化を検出している。健全部と内部に欠陥がある部分とでは、表面温度の時間的変化が異なるため、健全部における計測波形との位相差を検出して、欠陥を発見することができる。 In this prior art, heating and cooling (heating stop) are alternately performed on the object to be inspected, and a temporal change in the surface temperature at each part of the object to be inspected is detected during cooling. Since the temporal change of the surface temperature is different between the healthy part and the part having a defect inside, the phase difference from the measurement waveform in the healthy part can be detected to detect the defect.
さらに、異なった加熱・冷却の周期(例えば、10分、20分、30分、40分の各周期)によって上記計測を行い、何れの周期において加熱・冷却を行った場合に、最大の位相差(健全部波形との位相差)が生じるかを見れば、欠陥の深さを検出することができる。 Furthermore, when the above measurement is performed with different heating / cooling periods (for example, 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, and 40 minutes), the maximum phase difference is obtained when heating and cooling are performed in any period. The depth of the defect can be detected by seeing whether or not (a phase difference from the sound waveform) occurs.
しかしながら、上記文献において出願人が開示した方法においては、被検査体の内部欠陥の深さを検出することができるものの、加熱・冷却の周期を変えて、何度も計測を行わねばならず、検査に長時間を要するという問題があった。特に、低熱伝導性材料を検査対象とするため、なおさらであった。 However, in the method disclosed by the applicant in the above document, the depth of the internal defect of the object to be inspected can be detected, but the heating and cooling cycle must be changed, and the measurement must be performed many times. There was a problem that the inspection took a long time. This was especially true for low thermal conductivity materials to be tested.
また、欠陥の有無を検出する場合において、異なる深さの欠陥も正確に検出するためには、加熱・冷却の周期を変えて、複数回の測定を行わねばならず、検査に長時間を要していた。 In addition, when detecting the presence or absence of defects, in order to accurately detect defects at different depths, it is necessary to perform multiple measurements with different heating and cooling cycles, which requires a long time for inspection. Was.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、コンクリート構造物などの低熱伝導性材料から構成された被検査体の内部欠陥を検出する際に、その欠陥部位の位置や深さや形状などの情報を精度よく検出することができるとともに、検査時間を短くして効率的に検査を行うことのできる欠陥検査方法およびその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and when detecting an internal defect of an object to be inspected composed of a low thermal conductivity material such as a concrete structure, It is an object of the present invention to provide a defect inspection method and apparatus capable of accurately detecting information such as depth and shape, and efficiently inspecting by shortening the inspection time.
(1)この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴としている。
(1) A defect inspection method according to the present invention includes:
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
The difference in the predetermined periodic component between the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part is calculated for different periodic components, and the difference is obtained based on the difference obtained for each periodic component. A defect inspection method for detecting defects in each unit region of an inspection object ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
It is characterized by.
したがって、1回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。 Therefore, the presence or absence of a defect can be detected by one heating and measurement. Thereby, the inspection time concerning heating and measurement can be shortened, and the inspection efficiency as a whole is improved.
(2)この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて欠陥を判定し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴としている。
(2) The defect inspection method according to the present invention is as follows:
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
Determining the defect based on the difference in the predetermined periodic component of the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part,
The defect is calculated for different periodic components, and based on the difference obtained for each periodic component, a defect inspection method for estimating the defect depth in each unit region of the inspection object ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
It is characterized by.
したがって、1回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出するとともに、当該欠陥深さを推定することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。 Therefore, the presence or absence of a defect can be detected and the defect depth can be estimated by one heating and measurement. Thereby, the inspection time concerning heating and measurement can be shortened, and the inspection efficiency as a whole is improved.
(3)この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、複数の周期の所定周期成分について算出し、
各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴としている。
(3) A defect inspection method according to the present invention includes:
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
The difference in the predetermined periodic component of the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part is calculated for the predetermined periodic component of a plurality of periods,
Based on the difference obtained for each periodic component, a defect inspection method for estimating the defect depth in each unit region of the inspection object ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
It is characterized by.
したがって、1回の加熱および計測によって、欠陥深さを推定することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。 Therefore, the defect depth can be estimated by one heating and measurement. Thereby, the inspection time concerning heating and measurement can be shortened, and the inspection efficiency as a whole is improved.
(4)この発明にかかる欠陥検査方法においては、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違は、
所定周期を有する参照波形に対する相対的相違に基づいて決定されるものであることを特徴としている。
(4) In the defect inspection method according to the present invention,
The difference in the predetermined period component of the time change of the surface temperature in each unit region and the time change of the surface temperature in the healthy part is as follows:
It is determined based on a relative difference with respect to a reference waveform having a predetermined period.
したがって、欠陥部と健全部を相対的な比較によって判定することができる。 Therefore, the defective part and the healthy part can be determined by relative comparison.
(5)この発明にかかる欠陥検査方法においては、
全単位領域における表面温度の時間的変化の所定周期成分における平均的な相違との差が所定値よりも小さい単位領域を、前記健全部とすることを特徴としている。
(5) In the defect inspection method according to the present invention,
A unit region in which a difference from an average difference in a predetermined periodic component of a temporal change in surface temperature in all unit regions is smaller than a predetermined value is defined as the healthy portion.
したがって、予め健全部におけるデータを用意することなく、精度の高い欠陥検出を行うことができる。 Therefore, it is possible to detect a defect with high accuracy without preparing data in a healthy part in advance.
(6)この発明にかかる欠陥検査方法においては、
所定周期成分における相違は、位相差であることを特徴としている。
(6) In the defect inspection method according to the present invention,
The difference in the predetermined period component is a phase difference.
したがって、欠陥深さを精度よく推定することができる。 Therefore, the defect depth can be estimated with high accuracy.
(7)この発明にかかる欠陥検査方法においては、
複数の周期成分のうち、位相差が最大となった周期成分がいずれであるかに基づいて、欠陥深さを推定することを特徴としている。
(7) In the defect inspection method according to the present invention,
The defect depth is estimated based on which one of the plurality of periodic components has the maximum phase difference.
したがって、欠陥深さを精度よく推定することができる。 Therefore, the defect depth can be estimated with high accuracy.
(8)この発明にかかる欠陥検査方法においては、
所定周期成分の周期の変化に伴う位相差の変化パターンに基づいて、欠陥深さを推定することを特徴としている。
(8) In the defect inspection method according to the present invention,
It is characterized in that the defect depth is estimated based on a phase difference change pattern accompanying a change in the cycle of the predetermined cycle component.
したがって、欠陥深さを簡単な方法で推定することができる。 Therefore, the defect depth can be estimated by a simple method.
(9)(11)この発明にかかる欠陥検査装置は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令および加熱停止指令を行う加熱制御手段と、
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を、複数の所定周期の参照波形について算出する波形比較手段と、
波形比較手段によって算出された位相差を出力する比較結果出力手段とを備えた欠陥検査装置であって、
前記位相差は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる参照波形を用いて算出されたものであること
を特徴としている。
(9) (11) A defect inspection apparatus according to the present invention includes:
A heating control means for performing a heating start command and a heating stop command for a heating device that heats the entire surface of the measurement target surface of the object to be inspected;
Data recording means for inputting and recording data from a temperature measuring instrument that measures the surface temperature in each unit region of the object to be inspected at least after stopping heating;
Waveform comparison means for reading temperature data recorded in the data recording means and calculating a phase difference between a time-varying waveform of the surface temperature in each unit region and a reference waveform having a predetermined period for a plurality of reference waveforms having a predetermined period; ,
A defect inspection apparatus comprising a comparison result output means for outputting a phase difference calculated by a waveform comparison means ,
The phase difference is calculated using a plurality of different reference waveforms with respect to measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
It is characterized by.
したがって、1回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出するための情報を作業者に提示することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。 Therefore, information for detecting the presence or absence of a defect can be presented to the operator by one heating and measurement. Thereby, the inspection time concerning heating and measurement can be shortened, and the inspection efficiency as a whole is improved.
(10)(12)この発明にかかる欠陥検査装置は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令および加熱停止指令を行う加熱制御手段と、
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を算出する波形比較手段と、
全領域における平均位相差との差が所定値以上の領域を欠陥部として検出し、当該欠陥位置を出力する欠陥位置出力手段と、
前記位相差を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた欠陥部の位相差と健全部の位相差との相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段とを備えた欠陥検査装置であって、
前記位相差は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる参照波形を用いて算出されたものであること
を特徴としている。
(10) (12) A defect inspection apparatus according to the present invention includes:
A heating control means for performing a heating start command and a heating stop command for a heating device that heats the entire surface of the measurement target surface of the object to be inspected;
Data recording means for inputting and recording data from a temperature measuring instrument that measures the surface temperature in each unit region of the object to be inspected at least after stopping heating;
Waveform comparison means for reading the temperature data recorded in the data recording means and calculating the phase difference between the time change waveform of the surface temperature in each unit region and the reference waveform having a predetermined period;
A defect position output means for detecting a region where the difference from the average phase difference in all regions is a predetermined value or more as a defect portion, and outputting the defect position;
The phase difference is calculated for different periodic components, and the defect depth in each unit region of the object to be inspected is estimated based on the difference between the phase difference of the defective portion and the phase difference of the healthy portion obtained for each periodic component. A defect inspection apparatus comprising a defect depth estimating means for
The phase difference is calculated using a plurality of different reference waveforms with respect to measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
It is characterized by.
したがって、1回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出するとともに、当該欠陥深さを推定することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。 Therefore, the presence or absence of a defect can be detected and the defect depth can be estimated by one heating and measurement. Thereby, the inspection time concerning heating and measurement can be shortened, and the inspection efficiency as a whole is improved.
(13)この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定し、
前記欠陥判定に用いた所定周期成分の周期に基づいて、判定可能な欠陥深さを算出する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴としている。
(13) A defect inspection method according to the present invention includes:
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
Based on the difference in the predetermined periodic components of the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part, the defect in each unit region of the object to be inspected is determined,
A defect inspection method for calculating a determinable defect depth based on a cycle of a predetermined cycle component used for the defect determination ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
It is characterized by.
したがって、1回の加熱および計測によって、判定可能な欠陥深さの情報を作業者に提示することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。 Therefore, information on the defect depth that can be determined can be presented to the operator by one heating and measurement. Thereby, the inspection time concerning heating and measurement can be shortened, and the inspection efficiency as a whole is improved.
(14)この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであり、
検査対象とする欠陥の深さを決定し、前記所定周期成分の周期を、欠陥深さの検出に適切な周期に選択すること
を特徴としている。
(14) A defect inspection method according to the present invention includes:
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
Temporal change in the surface temperature of each unit region, the temporal change of the surface temperature at the healthy part, based on the difference in a predetermined period component, a defect inspection method for determining defects in each unit area of the device under test,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
The depth of the defect to be inspected is determined, and the period of the predetermined period component is selected as an appropriate period for detecting the defect depth.
したがって、1回の加熱および計測によって、欠陥深さの検出に適切な周期を選択することができ、効率よく欠陥検査を行うことができる。 Therefore, an appropriate cycle for detecting the defect depth can be selected by one heating and measurement, and defect inspection can be performed efficiently.
(15)この発明にかかる形状推定方法においては、
被検査体の計測対象表面を複数の単位領域に区分し、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、基準部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を算出し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における深さ方向の厚さを推定して、被検査体の形状を推定すること
を特徴としている。
(15) In the shape estimation method according to the present invention,
Divide the measurement target surface of the object under test into multiple unit areas,
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the object to be inspected,
Calculate the difference in the predetermined period component of the time change of the surface temperature in each unit region and the time change of the surface temperature in the reference part,
The difference is calculated for different periodic components, and based on the difference obtained for each periodic component, the thickness in the depth direction in each unit region of the inspected object is estimated to estimate the shape of the inspected object It is characterized by this.
したがって、1回の加熱および計測によって、形状が未知の被検査体の裏側の形状を容易に推定することができる。 Therefore, the shape of the back side of the object to be inspected whose shape is unknown can be easily estimated by one heating and measurement.
(15)この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであり、
前記所定周期は、前記加熱周期よりも長い周期を用いること
を特徴としている。
(15) A defect inspection method according to the present invention includes:
Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
A defect inspection method for detecting a defect in each unit region of an object to be inspected based on a difference in a predetermined periodic component of a temporal change in surface temperature in each unit region and a temporal change in surface temperature in a healthy part,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
As the predetermined period, a period longer than the heating period is used.
したがって、短い加熱時間でありながら、深い欠陥を検出することができる。 Therefore, it is possible to detect a deep defect with a short heating time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1.第1の実施形態
1−1.加熱条件について
1−1−1.加熱距離および加熱時間
図2は、加熱距離および加熱時間を変更して、コンクリート構造物としての被検査体の表面に対してヒーターを用いて加熱と冷却(加熱停止)を行い、その表面および所定深部(50mm)における温度の経時変化を測定した場合のグラフである。なお、ヒーターの加熱強度は一定であり、温度は被検査体に設置した熱電対を用いて測定した。
1. First embodiment 1-1. About heating conditions 1-1-1. Heating distance and heating time FIG. 2 shows that the surface of the object to be inspected as a concrete structure is heated and cooled (heating stopped) by changing the heating distance and the heating time. It is a graph at the time of measuring the time-dependent change of the temperature in a deep part (50 mm). The heating intensity of the heater was constant, and the temperature was measured using a thermocouple installed on the object to be inspected.
図2Aは、被検査体の表面とヒーターとの加熱距離を2mとし、20分間の加熱を行った場合のグラフである。図2Bは、被検査体の表面とヒーターとの加熱距離を0.5mとし、1分間の加熱を行った場合のグラフである。 FIG. 2A is a graph when the heating distance between the surface of the object to be inspected and the heater is 2 m and heating is performed for 20 minutes. FIG. 2B is a graph when the heating distance between the surface of the object to be inspected and the heater is 0.5 m and heating is performed for 1 minute.
図2Aのグラフに示すように、加熱距離を2m、加熱時間を20分とした場合に、加熱を停止した後(20分経過後)において深さ50mmの位置における内部温度が上昇している。また、図2Bのグラフに示すように、加熱距離を0.5m、加熱時間を1分とした場合にも上記同様に、加熱を停止した後(1分経過後)において深さ50mmの位置における内部温度が上昇している。 As shown in the graph of FIG. 2A, when the heating distance is 2 m and the heating time is 20 minutes, the internal temperature at the position of 50 mm in depth increases after the heating is stopped (after 20 minutes have elapsed). In addition, as shown in the graph of FIG. 2B, when the heating distance is 0.5 m and the heating time is 1 minute, the heating is stopped (after 1 minute has passed) at a position where the depth is 50 mm as described above. The internal temperature is rising.
特に、加熱距離を0.5mとした場合において、1分間の加熱期間中に深さ50mmの地点での内部温度の上昇がほとんど見られないにもかかわらず、加熱を停止した後にその内部温度が徐々に上昇している。すなわち、加熱時間を短くして加熱距離を小さくした場合にも、深さ50mm地点において温度上昇が生じている。 In particular, when the heating distance is 0.5 m, the internal temperature at the point where the depth is 50 mm is hardly seen during the heating period of 1 minute, but the internal temperature is reduced after the heating is stopped. It is gradually rising. That is, even when the heating time is shortened and the heating distance is shortened, the temperature rises at a point where the depth is 50 mm.
1−1−2.サーモグラフィ
人工欠陥を有する被検査体(人工欠陥供試体)を、上記の加熱条件で加熱した後において、赤外線サーモグラフィ法を用いて表面温度分布を計測し欠陥検出を行った場合の例を示す。
1-1-2. Thermography An example of a case where an object to be inspected (artificial defect specimen) having an artificial defect is heated under the above-described heating conditions, and a surface temperature distribution is measured using an infrared thermography method to detect a defect.
図3Aに示す人工欠陥供試体1には、表面からの深さdが100mmおよび50mmの位置に、厚さ10mmのポリエチレンシートの模擬剥離2、5、厚さ5mmのポリエチレンシートの模擬剥離3、6、厚さ2mmのポリエチレンシートの模擬剥離4、7がそれぞれ埋設されている。
In the
人工欠陥供試体1に対して、(1)加熱距離を2m、加熱時間を20分とした場合、および(2)加熱距離を0.5m、加熱時間を1分とした場合に、加熱を停止した後(25分経過後)に赤外線サーモグラフィ(検出波長8〜13μm、NETD値0.1℃)により表面温度分布を計測した。
For the
図3Bは、(1)加熱距離を2m、加熱時間を20分とした場合の表面温度分布画像である。また、図3Cは、(2)加熱距離を0.5m、加熱時間を1分とした場合の表面温度分布画像である。 FIG. 3B is a surface temperature distribution image when (1) the heating distance is 2 m and the heating time is 20 minutes. FIG. 3C is a surface temperature distribution image when (2) the heating distance is 0.5 m and the heating time is 1 minute.
図3Bの温度分布画像においては、b1、b2およびb3付近が高温で表示されている。これは、模擬欠陥5〜7についての欠陥検出が可能であることを示している。また、図3Cの温度分布画像においては、c1、c2およびc3付近が高温で表示されている。これは、深さ50mmの模擬欠陥5〜7についての欠陥検出が可能であることを示している。
In the temperature distribution image of FIG. 3B, the vicinity of b1, b2, and b3 is displayed at a high temperature. This has shown that the defect detection about the simulated defects 5-7 is possible. In the temperature distribution image of FIG. 3C, the vicinity of c1, c2, and c3 is displayed at a high temperature. This indicates that defect detection can be performed for
なお、深さ100mmの模擬欠陥2〜4については、上記(1)および(2)に示したいずれの加熱条件下においても検出できなかった。また、図3BおよびCの温度分布画像において、模擬欠陥5〜7における表面温度にばらつきがあるのは、加熱時における加熱斑等の影響のためと考えられる。
The
1−1−3.考察
以上の点について考察すると、熱伝導性の低い被検査体の表面に対して、一定量を超えるような大きな熱量が与えられた場合、被検査体の内部にいわゆる加熱層が発生し、表面温度が下降する冷却期間中にも内部への熱伝導が持続されることが予測される。
1-1-3. Consideration Considering the above points, when a large amount of heat exceeding a certain amount is given to the surface of the object to be inspected with low thermal conductivity, a so-called heating layer is generated inside the object to be inspected. It is expected that the heat conduction to the inside will be continued during the cooling period in which the temperature decreases.
すなわち、コンクリート構造物のように低熱伝導性材料から構成された物体の表面に熱負荷を与えた場合、与えられた熱負荷による熱量が大きい程、加熱を停止した後の加熱停止期間においても内部への熱伝導が持続される。 That is, when a thermal load is applied to the surface of an object composed of a low thermal conductivity material such as a concrete structure, the greater the amount of heat generated by the applied thermal load, the greater the amount of heat generated during the heating stop period after the heating is stopped. Heat conduction to is sustained.
したがって、持続された内部への熱伝導が検出対象となる欠陥の深さ地点にまで到達し、熱の到達によって生じた温度上昇に基づく表面温度の変化を測定することができれば、少なくとも当該地点までの深さに存在する欠陥の検出が加熱停止後においても可能となる。 Therefore, if the continuous heat conduction to the inside reaches the depth point of the defect to be detected and the change in the surface temperature based on the temperature rise caused by the arrival of heat can be measured, at least to the point It is possible to detect a defect existing at a depth even after the heating is stopped.
この知見に基づいて、コンクリート構造物としての被検査体を加熱し、検査効率を向上させた欠陥検査方法について以下説明する。 Based on this knowledge, a defect inspection method in which the inspection object as a concrete structure is heated to improve the inspection efficiency will be described below.
1−2.欠陥検査
上述のように、被検査体の表面に熱負荷を与えた後、加熱を停止しても、冷却期間中に内部への熱伝導が持続される。もし、被検査体に欠陥が存在すれば、欠陥部分によって熱伝導が妨げられ、結果として欠陥部分の表面温度が、健全部分の表面温度よりも高温になる。したがって、検査部位における加熱停止後の表面温度の時間的変化波形を、健全部分の表面温度の時間的変化波形と比較することによって、欠陥を検出することができる。
1-2. Defect Inspection As described above, even after heating is applied to the surface of the object to be inspected, heat conduction to the inside is maintained during the cooling period even if heating is stopped. If there is a defect in the object to be inspected, the heat conduction is hindered by the defective portion, and as a result, the surface temperature of the defective portion becomes higher than the surface temperature of the healthy portion. Therefore, a defect can be detected by comparing the temporal change waveform of the surface temperature after stopping the heating at the inspection site with the temporal change waveform of the surface temperature of the healthy part.
図4に、加熱後の表面温度の時間的変化波形を示す。波形γが健全部の波形、波形αおよび波形βが内部欠陥がある場合の波形である。波形αの場合よりも、波形βの場合の方が、深い位置に内部欠陥がある。欠陥がある部位の波形は、健全部の波形と明らかに異なることから、欠陥を見いだすことができる。 FIG. 4 shows a temporal change waveform of the surface temperature after heating. A waveform γ is a waveform of a healthy part, and a waveform α and a waveform β are waveforms when there is an internal defect. There is an internal defect at a deeper position in the case of the waveform β than in the case of the waveform α. Since the waveform of the part with the defect is clearly different from the waveform of the healthy part, the defect can be found.
上記波形の比較は、所定周期成分における位相差を算出することによって行うことができる。また、位相差算出にあたっては、検査部位における表面温度の時間的変化波形と所定周期の参照波形(正弦波など)との位相差を算出し、健全部分の表面温度の時間的変化波形と前記所定周期の参照波形との位相差を算出し、さらに両位相差の差を算出して得ることができる。 The comparison of the waveforms can be performed by calculating a phase difference in a predetermined periodic component. In calculating the phase difference, the phase difference between the temporal change waveform of the surface temperature at the examination site and a reference waveform (such as a sine wave) having a predetermined period is calculated, and the temporal change waveform of the surface temperature of the healthy part and the predetermined waveform are calculated. It can be obtained by calculating the phase difference between the period and the reference waveform and further calculating the difference between the two phase differences.
この位相差を、視覚的に認識しやすい画像データに変換し、内部欠陥の存在する部位を画像データ上にコントラスト差として表示させることで欠陥検査を行うことができる。 This phase difference is converted into visually recognizable image data, and a defect inspection can be performed by displaying a portion where an internal defect exists as a contrast difference on the image data.
なお、欠陥の深さ(被検査体の表面から、欠陥の最も浅い部分までの距離)によって、検査部位における表面温度の時間的変化波形も変化する。欠陥が深いほど、欠陥がもたらす表面温度への影響の発現が遅いからである。図4では、波形αの場合の欠陥よりも、波形βの場合の欠陥の方が、深い位置にある。 Note that the temporal change waveform of the surface temperature at the inspection site also changes depending on the depth of the defect (distance from the surface of the object to be inspected to the shallowest part of the defect). This is because the deeper the defect, the slower the onset of the effect of the defect on the surface temperature. In FIG. 4, the defect in the case of the waveform β is located deeper than the defect in the case of the waveform α.
したがって、時間的変化波形における欠陥深さに対応した変化を検出すれば、欠陥の深さを推定することができる。以下の実施形態では、複数の周期の参照波形を用いて上記の位相差を算出し、各周期における位相差に基づいて、欠陥深さを推定するようにしている。 Therefore, if the change corresponding to the defect depth in the temporal change waveform is detected, the depth of the defect can be estimated. In the following embodiments, the phase difference is calculated using a reference waveform having a plurality of periods, and the defect depth is estimated based on the phase difference in each period.
1−3.欠陥検査システムの概要
図1aに、本発明を実現する欠陥検査システムの概略構成を機能ブロック図で示す。この図において、欠陥検査制御装置10は、加熱装置17に対して加熱・加熱停止を制御する加熱制御手段11と、温度計測器19が計測した被検査体の表面温度の計測データを入力して記録するデータ記録手段13と、データ記録手段13に記録された計測データを読み出して、参照波形との波形比較を行う波形比較手段16と、波形比較の結果を出力する比較結果出力手段18とを備えている。
1-3. Outline of Defect Inspection System FIG. 1a is a functional block diagram showing a schematic configuration of a defect inspection system for realizing the present invention. In this figure, the defect
加熱装置17と被検査体との距離を調整することにより、単位時間当たりに被検査体に与える熱量を調整することができる。以下の実施形態では、この距離を、0.5mとしている。
By adjusting the distance between the
1−3−1.欠陥検査システムの装置の構成
図5に、前記欠陥検査システムの具体的構成例を示す。被検査体20は、内部欠陥の検査を行うコンクリート壁を示している。被検査体20に対向して、この被検査体20に熱負荷を与えるヒーター21を設置する。なお、ヒーター21は、被検査体20に対して均質な熱負荷を与えるため、熱負荷の出力を調整することのできるリレー装置25に接続されている。リレー装置25を設けることにより、ヒーター21の中心部における照射量を調整し、被検査体20の中心部が周辺部に比べて高温にならないようにしている。
1-3-1. Configuration of Device of Defect Inspection System FIG. 5 shows a specific configuration example of the defect inspection system. The inspected
信号発生装置27は、リレー装置25およびコンピュータ装置29に接続されており、コンピュータ装置29から受けた加熱開始指令に基づいて、リレー装置25を制御するための信号を発生する。
The
赤外線カメラ23は、被検査体1に対向して設置されるとともに、コンピュータ装置29に接続されており、被検査体1の表面温度を時系列で計測し、この計測データをコンピュータ装置29に出力する。
The
計測データの出力を受けて、コンピュータ装置29は、計測データを記録し、当該データに基づいて、被検査体20の内部欠陥を判断して画像出力を行い、欠陥深さを推定する。
Receiving the output of the measurement data, the
なお、図1aにおける、欠陥検査制御装置10は、コンピュータ装置29および信号発生装置27によって実現される。加熱装置17は、ヒーター17およびリレー装置25によって実現される。温度計測器19は、赤外線カメラ23によって実現される。なお、信号発生装置27を設けずに、コンピュータ装置29から加熱装置17を直接制御するようにしてもよい。
The defect
1−3−2.コンピュータ装置のハードウェア構成図
図6に、コンピュータ装置29のハードウェア構成図を示す。この装置は、CPU30、メモリ31、ディスプレイ33、ハードディスク35(記憶装置)、キーボード/マウス37、通信回路39を備えている。
1-3-2. Hardware Configuration Diagram of Computer Device FIG. 6 is a hardware configuration diagram of the
通信回路39は、信号発生装置27、赤外線カメラ23などとの接続を行うための回路である。ハードディスク35には、オペレーティングシステムや欠陥検査のためのプログラムが記録されている。欠陥検査のためのプログラムは、オペレーティングシステムと協働してその機能を達成している。
The
1−3−3.欠陥検査処理
図7に、欠陥検査プログラムのフローチャートを示す。まず、CPU30は、信号発生装置27に対し、通信回路39を介して加熱条件を出力する(ステップS401)。この実施形態では、加熱時間が2分、加熱強度が38.8kW(ヒーター出力)で一定となるような加熱条件を出力している。
1-3-3. Defect Inspection Processing FIG. 7 shows a flowchart of the defect inspection program. First, the
前記加熱条件は、信号発生装置27に与えられ、波形信号に変換されてリレー装置25に出力される。リレー装置25は、入力した波形信号に基づいてヒーター21を作動させる。これにより、所定の加熱条件で被検査体20に熱負荷を与える。ここでは、図8に示すように、加熱時間が2分、加熱強度が38.8kWで一定となるような熱負荷が与えられることになる。
The heating condition is given to the
次に、CPU30は、通信回路39を介して、赤外線カメラ23の出力(表面温度データ)を、ハードディスク35に記録する(ステップS402)。なお、この表面温度データは、少なくとも加熱停止の時点以後を記録する。もちろん、加熱停止以前のデータも記録してよいが、後述のように、この実施形態では、加熱停止の時点以後の表面温度データのみによって、欠陥の判定を行っている。
Next, the
赤外線カメラ23は、図9に示すように、計測対象の各単位領域P1,1〜Pk,jについての表面温度を出力する。つまり、計測対象表面を、縦k、横jのマトリクスとし、それぞれの単位領域の表面温度を計測するものである。
As shown in FIG. 9, the
図10に、ハードディスク35に記録される温度データを示す。各単位領域P1,1〜Pk,jごとに、表面温度の時間的変化が記録される。時刻t1は加熱停止時であり、時刻tNが計測終了時である。この実施形態では、計測の時間間隔は、赤外線カメラ23の画像フレーム周期である。また、この実施形態では、加熱停止時刻t1から、60分間測定を行った。
FIG. 10 shows temperature data recorded on the
上記計測処理を終了すると、CPU30は、予め設定されている参照波形の周期のうち、最も小さい周期を、対象周期として設定する(ステップS403)。ここでは、周期として20分、30分、40分が設定されているものとし、一番小さい周期である20分を対象周期とする。
When the measurement process is finished, the
CPU30は、上記対象周期を持つ参照波形を使用して、計測データの解析処理を行う(ステップS404)。図11に、計測データの解析処理におけるフローチャートを示す。ここで、被検査体20における測定領域の各単位領域毎の表面温度データをKで表し、時刻t、単位領域x,yにおける温度をKt,x,yとする。CPU30は、このKt,x,yを各領域毎にハードディスク35から呼び出し、メモリ31に記憶する。
The
まず、CPU30は、ステップS501において、単位領域のインデックスx、yをそれぞれ「1」に設定する。次に、単位領域P1,1の表面温度データ波形と、周期20分の参照波形(sin波)との位相差を算出する(ステップS502)。この実施形態では、下記に基づいて、位相差を算出するようにしている。
First, in step S501, the
まず、下式により、参照波形に同期する表面温度波形の変動振幅ΔKsinと参照波形と90度位相がずれたCOS波に同期する表面温度波形の変動振幅ΔKcosを算出する。
First, the fluctuation amplitude ΔKsin of the surface temperature waveform synchronized with the reference waveform and the fluctuation amplitude ΔKcos of the surface temperature waveform synchronized with the
ここで、Nは、表面温度データの取り込みフレーム数である(図9のt1〜tNのN個)。K(t)は、時刻tにおけるP1,1の表面温度データ値を示している。Sin(t)は、時刻tにおける参照波形(sin波)の振幅値を示している。Cos(t)は、時刻tにおける参照波形と90度位相がずれた波形(cos波)の振幅値を示している。なお、参照波形の振幅値の最大値は、例えば「1」とすればよい。 Here, N is the number of frames for capturing surface temperature data (N from t1 to tN in FIG. 9). K (t) represents the surface temperature data value of P1,1 at time t. Sin (t) indicates the amplitude value of the reference waveform (sin wave) at time t. Cos (t) indicates the amplitude value of a waveform (cos wave) that is 90 degrees out of phase with the reference waveform at time t. For example, the maximum value of the amplitude value of the reference waveform may be “1”.
次に、次式により温度変動振幅の絶対値ΔKおよび位相差θを算出する。 Next, the absolute value ΔK and the phase difference θ of the temperature fluctuation amplitude are calculated by the following equations.
CPU30は、このようにして算出した単位領域P1,1における位相差θ1,1を、上記参照波形の周期に対応付けてハードディスク35に記録する。
The
次に、xを1増やして、ステップS502以下を繰り返す。つまり、単位領域P1,2について、上記と同じようにして位相差θ1.2を算出して記録する。xが1ラインの画素数Jを超えると、つまり、1ラインの画素全てについて位相差を算出すると(ステップS504)、yを1増やし、xを「1」として、ステップS502以下を繰り返す。つまり、単位領域P2,1について、上記と同じようにして位相差θ2,1を算出して記録する。以後、この処理を繰り返して、単位領域PJ,Kまでの全ての単位領域について、位相差θ1,1〜θJ,Kを算出する。 Next, x is incremented by 1, and step S502 and subsequent steps are repeated. That is, the phase difference θ1.2 is calculated and recorded for the unit areas P1 and P2 in the same manner as described above. When x exceeds the number J of pixels in one line, that is, when the phase difference is calculated for all pixels in one line (step S504), y is increased by 1, x is set to “1”, and step S502 and subsequent steps are repeated. That is, for the unit area P2,1, the phase difference θ2,1 is calculated and recorded in the same manner as described above. Thereafter, this process is repeated to calculate the phase differences θ1,1 to θJ, K for all the unit regions up to the unit regions PJ, K.
このようにして、周期20分の参照波形についての位相差の算出を終えると、図7のステップS405を実行する。ステップS405では、未処理の周期があるか否かを判断する。 When the calculation of the phase difference for the reference waveform with a period of 20 minutes is completed in this way, step S405 in FIG. 7 is executed. In step S405, it is determined whether there is an unprocessed cycle.
ここでは、未処理の周期があるので、ステップS403に進む。ステップS403では、次の周期30分を対象周期として、上記と同じようにステップS404の解析処理を行う。これにより、周期30分の参照波形に対する位相差θ1,1〜θJ,Kを得ることができる。続いて、上記と同様にして、周期40分の参照波形に対する位相差θ1,1〜θJ,Kを算出する。 Here, since there is an unprocessed cycle, the process proceeds to step S403. In step S403, the analysis process of step S404 is performed in the same manner as described above, with the next period of 30 minutes as the target period. Thereby, the phase differences θ1,1 to θJ, K with respect to the reference waveform having a period of 30 minutes can be obtained. Subsequently, in the same manner as described above, phase differences θ1,1 to θJ, K with respect to a reference waveform having a period of 40 minutes are calculated.
このようにして、全ての位相について位相差を算出すると、次に、CPU30は、それぞれの周期の参照波形について、各単位領域P1,1〜PJ,Kにおける位相差θ1,1〜θJ,Kを濃度差として表した画像を生成する。さらに、これを、ディスプレイ33に表示する。あるいは、プリンタ(図示せず)からプリントアウトする。
After calculating the phase differences for all phases in this way, the
図12A〜Cに、図12Dのような模擬欠陥を有する被検査体について上記の検査を行い、周期10分、20分、40分の参照波形との位相差θ1,1〜θJ,Kを算出して得た画像を示す。 12A to 12C, the above-described inspection is performed on the inspected object having the simulated defect as shown in FIG. 12D, and the phase differences θ1, 1 to θJ, K with the reference waveforms of 10 minutes, 20 minutes, and 40 minutes are calculated. The image obtained by doing is shown.
模擬欠陥は、図12Dに示すように、6つ設けられている。欠陥1、2、3は30mmの深さ、欠陥4、5、6は20mmの深さである。欠陥1、4の厚さは10mm、欠陥2、5の厚さは5mm、欠陥3、6の厚さは2mmである。周期10分の場合には、図12Aに示すように、健全部と欠陥部との明瞭なコントラストが得られない。周期20分の場合には、図12Bに示すように、深さ20mmの欠陥については明瞭であるものの、深さ30mmの欠陥についてはコントラストが明瞭でない。周期30分の場合には、図12Cに示すように、深さ30mmの欠陥についてもコントラストが明瞭となっている。なお、図12Aでは、位相差−0.1〜0.7ラジアンの範囲を画像化し、図12Bでは位相差−2.4〜−2.1ラジアン、図12Cでは位相差−2.4〜−2.2ラジアンの範囲を画像化している。
Six simulated defects are provided as shown in FIG. 12D.
このように、欠陥が深くなると、周期の長い参照波形による位相差が、健全部と欠陥部とで大きくなる原因は、以下のとおりであると考えられる。図13Aに浅い欠陥の場合の、健全部と欠陥部の表面温度波形を示す。図13Bに、深い欠陥の場合の、健全部と欠陥部の表面温度波形を示す。 Thus, it is considered that the reason why the phase difference due to the reference waveform having a long cycle becomes large between the healthy part and the defective part when the defect becomes deep is as follows. FIG. 13A shows the surface temperature waveforms of the healthy part and the defective part in the case of a shallow defect. FIG. 13B shows the surface temperature waveforms of the healthy part and the defective part in the case of a deep defect.
図13Aに示すように、欠陥が浅い場合には欠陥の影響が早く現れ、加熱停止直後の波形が、健全部と欠陥部とで大きく異なる(波形73aと波形71a)。加熱停止直後は、表面温度が大きく変化するので、比較的高い周波数成分における位相差として、両者の差が見いだされることになる。また、欠陥部よりも健全部の方が早く波形が下降するため、欠陥部の方が健全部よりも位相が遅れることになる。図では、模式的に、参照波形R'71aとR'73aとの位相差Δθ1(>0)として表されている。
As shown in FIG. 13A, when the defect is shallow, the effect of the defect appears early, and the waveform immediately after the heating is stopped is greatly different between the healthy part and the defective part (
また、図13Bに示すように、欠陥が深い場合には欠陥の影響が遅く現れる(波形73aと波形72a)。したがって、比較的低い周波数成分における位相差として、両者の差が見いだされることになる。また、欠陥部波形の方がなだらかに変化するため、健全部の波形に比べて早く低い周波数成分が現れ、欠陥部の方が健全部よりも位相が進むことになる。図では、模式的に、参照波形R''72aとR''73aとの位相差Δθ2(<0)として表されている。一方、加熱停止直後の波形は、健全部と欠陥部とで大きく異なることはない(波形73aと波形72a)。したがって、高い周波数成分における位相差は、余り生じないことになる。図では、模式的に、参照波形R'72aとR'73aとの位相差Δθ1(=0)として表されている。
Further, as shown in FIG. 13B, when the defect is deep, the influence of the defect appears late (
上記のような理由から、周期の長い参照波形を用いた場合に、健全部と欠陥部との位相差が顕著になったものと思われる。 For the reasons described above, it is considered that the phase difference between the healthy part and the defective part becomes remarkable when a reference waveform having a long period is used.
作業者は、図12の画像を目視して、上記コントラスト差に基づき、欠陥の有無を判断する。この実施形態では、複数の周期の参照波形を用いて健全部に対する位相差を算出しているので、欠陥を見落とす可能性を小さくすることができる。 The operator looks at the image of FIG. 12 and determines the presence or absence of a defect based on the contrast difference. In this embodiment, since the phase difference with respect to the healthy part is calculated using the reference waveforms having a plurality of periods, the possibility of overlooking the defect can be reduced.
図14に、「欠陥部における欠陥深さ」毎における「欠陥部における健全部に対する位相差」と「参照信号周期」との関係を示す。なお、この図において、「欠陥部における健全部に対する位相差」は、「健全部の参照信号に対する位相差」から「欠陥部の参照信号に対する位相差」を減算した値として定義している。 FIG. 14 shows the relationship between the “phase difference of the defective portion relative to the healthy portion” and the “reference signal period” for each “defect depth in the defective portion”. In this figure, “the phase difference of the defective portion relative to the healthy portion” is defined as a value obtained by subtracting “the phase difference of the defective portion relative to the reference signal” from “the phase difference relative to the reference portion of the defective portion”.
例えば、点149は、「欠陥部の波形」が「健全部の波形」よりも、位相が約「5°」進んでいることを示している。
For example, the
このように、欠陥深さが異なると、参照波形の周期を変えた場合の位相の変化パターンも異なってくる。したがって、欠陥のある単位領域ごとに、位相差を数値にて(あるいは図14Aのようなグラフや濃度図にて)出力(表示または印刷)すれば、作業者は、上記パターンに基づいて、欠陥深さを推定することができる。 Thus, when the defect depth is different, the phase change pattern when the period of the reference waveform is changed also differs. Therefore, if the phase difference is output (displayed or printed) numerically (or in a graph or density diagram as shown in FIG. 14A) for each defective unit area, the operator can detect the defect based on the above pattern. Depth can be estimated.
例えば、単位領域の位相差についての各参照波形の周期による変動曲線を、図14Aに示すグラフに当てはめ、その相関関係により当該単位領域の欠陥深さを推定することができる。 For example, a variation curve according to the period of each reference waveform with respect to the phase difference of the unit region can be applied to the graph shown in FIG. 14A, and the defect depth of the unit region can be estimated from the correlation.
例えば、単位領域の位相差についての各参照波形の周期による変動値を、図14Bに示すような変動のパターンテーブルに当てはめ、その相関関係により当該単位領域の欠陥深さを推定することができる。 For example, the variation value of each reference waveform with respect to the phase difference of the unit region is applied to a variation pattern table as shown in FIG. 14B, and the defect depth of the unit region can be estimated from the correlation.
図15に、欠陥のある被検査体(コンクリート)について検査を行った測定例を示す。図15Aが断面図である。表面から10mmの深さに欠陥Dが存在する。図において、欠陥Dは斜線によって示されている。欠陥Dの空洞内部には、コンクリートCが残存している。図16に欠陥Dの中に残存したコンクリートCを示す。図15Bは、表面側から見た欠陥Dの形状を示している。 FIG. 15 shows a measurement example in which an inspected object (concrete) having a defect is inspected. FIG. 15A is a sectional view. A defect D exists at a depth of 10 mm from the surface. In the figure, the defect D is indicated by oblique lines. Concrete C remains in the cavity of the defect D. FIG. 16 shows the concrete C remaining in the defect D. FIG. 15B shows the shape of the defect D viewed from the surface side.
図17に、周期20分、30分、40分の参照波形にて算出した位相差を示す画像を示す。図中、濃度の濃い部分ほど、位相差が大きい(位相差が正)ことを示している。図14からも明らかなように、欠陥が深くなるほど、周期の長い参照波形を用いたときの方が濃度が濃くなる(正の位相差となる)ことが明らかである。図17においても、図17Cの方が、図17Aに比べて、濃度の濃い部分が大きく広がって示されており、図15の欠陥形状とよく合致している。 FIG. 17 shows an image showing a phase difference calculated with reference waveforms of periods of 20 minutes, 30 minutes, and 40 minutes. In the figure, the darker the portion, the larger the phase difference (the phase difference is positive). As is clear from FIG. 14, it is clear that the deeper the defect, the higher the density (positive phase difference) when the reference waveform having a longer period is used. Also in FIG. 17, the darker portion of FIG. 17C is larger than that of FIG. 17A, and is more consistent with the defect shape of FIG.
上記実施形態では、加熱周期(2分の加熱時間であるから、パルス周期と見立てると4分の周期となる)よりも、参照波形の周期を長くとっている。これにより、短い加熱時間でありながら、深い欠陥も検出可能としている。なお、計測時間が問題でなければ加熱周期と参照波形の周期を等しく、または、加熱周期の方を長くするようにしてもよい。 In the above embodiment, the period of the reference waveform is longer than the heating period (since it is a heating period of 2 minutes, it is a period of 4 minutes when considered as a pulse period). This makes it possible to detect deep defects even with a short heating time. If the measurement time is not a problem, the heating cycle and the reference waveform cycle may be equal, or the heating cycle may be made longer.
上記実施形態では、複数の参照波形を用いて位相差を算出しているが、1つの参照波形だけを用いて位相差を算出し、欠陥を見いだすようにしてもよい。 In the above embodiment, the phase difference is calculated using a plurality of reference waveforms, but the phase difference may be calculated using only one reference waveform to find a defect.
なお、上記ステップS401が加熱制御手段に、上記ステップS402がデータ記録手段に、上記ステップS404が波形比較手段に、上記ステップS406が比較結果出力手段にそれぞれ該当する。 Step S401 corresponds to the heating control means, step S402 corresponds to the data recording means, step S404 corresponds to the waveform comparison means, and step S406 corresponds to the comparison result output means.
2.第2の実施形態
上記実施形態では、コンピュータによって表示(印刷)された画像に基づいて、作業者が欠陥を判断するようにしている。しかし、欠陥の有無判断または欠陥深さの判断またはその双方を、コンピュータ装置29に判断させるようにしてもよい。
2. Second Embodiment In the above embodiment, an operator determines a defect based on an image displayed (printed) by a computer. However, the
システムの全体的構成を、図1bに示す。この図において、欠陥検査制御装置10は、加熱装置17に対して加熱・加熱停止を制御する加熱制御手段11と、温度計測器19が計測した被検査体の表面温度の計測データを入力して記録するデータ記録手段13と、データ記録手段13に記録された計測データを読み出して、上述の位相差を算出し、内部欠陥の位置を出力する欠陥位置出力手段15と、内部欠陥の深さを推定する欠陥深さ推定手段9とを備えている。
The overall configuration of the system is shown in FIG. In this figure, the defect
加熱装置17と被検査体との距離を調整することにより、単位時間当たりに被検査体に与える熱量を調整することができる。以下の実施形態では、この距離を、0.5mとしている。
By adjusting the distance between the
ハードウエア構成などは、第1の実施形態と同様である。ただし、欠陥検査のプログラムが異なっている。図18に、欠陥検査プログラムのフローチャートを示す。ステップS401〜S404までは、図7と同じである。ステップS1501において、CPU30は、第1の周期(たとえば20分)の参照波形についての、全ての単位領域の位相差の平均値を算出する。なお、この位相差に代えて、予めわかっている健全部の位相差を用いてもよい。
The hardware configuration and the like are the same as those in the first embodiment. However, the defect inspection program is different. FIG. 18 shows a flowchart of the defect inspection program. Steps S401 to S404 are the same as those in FIG. In step S1501, the
次に、各単位領域の位相差から、前記の平均位相差を減算する(ステップS1502)。この減算値の絶対値が所定の値(しきい値)を超えているか否かを判断する(ステップS1503)。超えていなければ、当該単位領域は欠陥でないと判断し、次の単位領域について上記と同様の処理を行う。超えていれば、当該単位領域を欠陥であると判定し、その単位領域の座標(x,y)をハードディスク35に記録する。その後、次の単位領域について上記と同様の処理を行う。
Next, the average phase difference is subtracted from the phase difference of each unit area (step S1502). It is determined whether or not the absolute value of the subtraction value exceeds a predetermined value (threshold value) (step S1503). If not, it is determined that the unit area is not a defect, and the same process as described above is performed for the next unit area. If it exceeds, the unit area is determined to be defective, and the coordinates (x, y) of the unit area are recorded in the
全ての単位領域について上記の処理を終えると、その周期の参照波形によって検出された欠陥位置が、ハードディスク35に記録されることとなる。CPU30は、その後、次の周期(たとえば30分)を対象周期として、ステップS403以下を繰り返して実行する。これにより、各周期の参照波形によって検出された欠陥位置が、ハードディスク35に記録される。CPU30は、少なくとも何れか一つの周期の参照波形において欠陥と判定された単位領域を、欠陥であると判断する。
When the above process is completed for all the unit areas, the defect position detected by the reference waveform of that period is recorded on the
次に、CPU30は、上記によって欠陥であると判断された各単位領域に関し、その欠陥深さを推定する。この推定を行うため、ハードディスク35には、図14Bに示すような、パターンテーブル(周期パターン)が記録されている。このパターンテーブルは、欠陥深さごとに、参照波形の周期と位相差の正負との関係を表したものである。
Next, the
CPU30は、欠陥であると判断された単位領域の、各周期における位相差を読み出し、その符号を得る。たとえば、その単位領域における位相差が、10分の参照波形に対して「2度」、20分の参照波形に対して「−3度」、30分の参照波形に対して「−10度」、40分の参照波形に対して「−12度」であれば、符号列として「+−−−」を得る。続いて、CPU30は、後の符号列のパターンに合致するものを図14Bのテーブルから見いだす。ここでは、欠陥深さ20mmが合致するので、欠陥深さが20mmであると推定する。CPU30は、このようにして推定した欠陥深さを、当該単位流域の座標(x,y)とともに記録する(ステップS1507)。
CPU30 reads the phase difference in each period of the unit area | region judged to be a defect, and obtains the code | symbol. For example, the phase difference in the unit area is “2 degrees” for a 10-minute reference waveform, “−3 degrees” for a 20-minute reference waveform, and “−10 degrees” for a 30-minute reference waveform. If it is “−12 degrees” with respect to the reference waveform for 40 minutes, “+ −−−” is obtained as the code string. Subsequently, the
CPU30は、欠陥単位領域についてステップS1507に戻り、上記の処理を繰り返す。このようにして、全ての欠陥単位領域について、欠陥深さを記録する。合致するパターンが見いだされない場合には、その周囲の欠陥単位領域の欠陥深さに基づいて、決定してもよい。
The
次に、CPU30は、位相差画像を生成する(ステップS1509)。これは、図7のステップS406と同様である。続いて、CPU30は、位相差画像、欠陥位置座標、欠陥深さを、ディスプレイ33またはプリンタに出力する。
Next, the
なお、上記ステップS404が波形比較手段に、上記ステップS1502〜S1506が欠陥位置出力手段に、上記ステップS1507、S1508が欠陥深さ推定手段にそれぞれ該当する。 Step S404 corresponds to the waveform comparison means, steps S1502 to S1506 correspond to the defect position output means, and steps S1507 and S1508 correspond to the defect depth estimation means.
3.第3の実施形態
上記においては、被検査体20に対して強力な熱負荷を与えるため、ヒーター21と被検査体20における加熱距離を0.5mに設定して欠陥検査を行う例について説明した。
3. Third Embodiment In the above, an example in which defect inspection is performed with the heating distance between the heater 21 and the
しかしながら、被検査体20にヒーター21を近づけすぎることによって、加熱斑が発生する場合があり、検査精度が低下するといった問題も生じる可能性がある。
However, if the heater 21 is too close to the
そこで、加熱斑の問題を解決することのできる欠陥検査システムについて以下説明する。 Therefore, a defect inspection system that can solve the problem of heating spots will be described below.
本実施形態における欠陥検出システムの機能ブロック図は第1・第2の実施形態において示した図1、図2と同様である。また、欠陥検査制御装置にかかるコンピュータ装置29のハードウェア構成は、図3と同様である。
The functional block diagram of the defect detection system in the present embodiment is the same as that in FIGS. 1 and 2 shown in the first and second embodiments. The hardware configuration of the
図20に、本実施形態における欠陥検査システムを実現する装置の構成図を示す。被検査体20は、内部欠陥の検査を行うコンクリート壁を示している。
FIG. 20 shows a configuration diagram of an apparatus for realizing the defect inspection system in the present embodiment. The inspected
被検査体20に対向して、この被検査体20に熱負荷を与えるヒーター21およびヒーター移動装置22を設置する。ヒーター21は、第1の実施形態と同様に、リレー装置25に接続されている。ヒーター移動装置22は、被検査体20の表面に沿ってヒーターを移動させるための装置であって、当該移動についての制御を行うコンピュータ装置29と接続されている。
A heater 21 and a
信号発生装置27は、第1の実施形態と同様に、リレー装置25およびコンピュータ装置29に接続されている。
The
赤外線カメラ23およびカメラ移動装置24は、被検査体1に対向して設置されるとともに、それぞれがコンピュータ装置29に接続されている。
The
カメラ移動装置24は、被検査体20の表面に沿って赤外線カメラを移動させるための装置であって、当該移動についての制御を行うコンピュータ装置29と接続されている。
The camera moving device 24 is a device for moving the infrared camera along the surface of the
コンピュータ装置29のCPU30は、信号発生装置27に対して、予め設定された加熱条件を出力するとともに、ヒーター移動装置22に対して移動条件を出力する。
The
ここで、移動条件とは、ヒーター移動装置22に移動速度および移動距離を与えるものである。
Here, the moving condition is to give a moving speed and a moving distance to the
例えば、ヒーター移動装置22は、移動速度に基づいて車輪を回転させるためのモータを駆動し、所定の移動速度でヒーターを移動させる。また、所定の移動距離を移動した後に、モーターを停止させ移動を完了する。
For example, the
これにより、ヒーター21は、被検査体20の表面に沿って移動しながら加熱を行うことができる。例えば、ヒーター21の照射幅が1mであるとき、毎分0.5mの速度でヒーター移動装置22を移動させると、実質的に1mの計測領域を約2分間加熱することができる。
Thereby, the heater 21 can perform heating while moving along the surface of the
ヒーター21の移動によって、所定範囲の領域91(赤外線カメラによる撮像範囲)が加熱されると、CPU30は、赤外線カメラ23による表面温度の取得を行う。
When the region 91 (imaging range by the infrared camera) in a predetermined range is heated by the movement of the heater 21, the
さらに、ヒーター21が移動し、隣接する所定範囲の領域93が加熱されると、CPU30は、赤外線カメラ移動装置24に移動指令を与え、赤外線カメラ23を領域93が撮像可能な位置に移動させる。移動が完了すると、CPU30は、赤外線カメラ23からの表面温度データを取得する。
Furthermore, when the heater 21 moves and the
以上の操作を繰り返して、領域95、97についても表面温度データを取得する。なお、CPU30は、ヒーター21が、領域97から完全に外れた場所において、ヒーター移動装置22を停止させる。
By repeating the above operation, surface temperature data is also acquired for the
以後、CPU30は、赤外線カメラ23を再び領域91の温度データを取得できる位置に移動し、再び、領域93、95、97の順に温度データを取得する。さらに、この動作を繰り返して、各領域における、温度データの取得を行う。
Thereafter, the
温度データ取得後の処理は、第1・第2の実施形態と同様である。 The processing after temperature data acquisition is the same as in the first and second embodiments.
4.その他の実施形態
上記実施形態においては、被検査体1としてコンクリート材料を使用しているが、例えば、CFRPなどの低熱伝導性材料から構成された複合材料における欠陥検査にも本発明は適用可能である。
4). Other Embodiments In the above embodiment, a concrete material is used as the
上記実施形態においては、加熱および計測を1回だけ行っているが、同じ条件で、計測終了後に再加熱を行って、さらに計測を行うようにしてもよい。このように、複数回加熱計測を行い、算出した各回の位相差を平均して用いれば、より精度の高い検出を行うことができる。なお、この場合、被測定物表面における熱源の反射が影響しなければ、加熱・加熱停止期間の両期間における温度変動を連続して計測してもよい。 In the above embodiment, heating and measurement are performed only once. However, under the same conditions, reheating may be performed after the measurement, and further measurement may be performed. In this way, more accurate detection can be performed by performing heating measurement a plurality of times and averaging the calculated phase differences. In this case, if the reflection of the heat source on the surface of the object to be measured is not affected, temperature fluctuations in both the heating and heating stop periods may be continuously measured.
上記実施形態においては、欠陥部位を求める際の特徴量として、計測データから得られる波形と所定の参照波形との位相差を用いたが、他の指標を特徴量として用いてもよい。例えば、計測データの時間変化における温度勾配データ、当該温度勾配データの時間変化データ、計測データについてフーリエ解析を行った場合の周波数成分データ、計測データ波形のピーク値または当該ピーク値への到達時間などを特徴量としてもよい。 In the above-described embodiment, the phase difference between the waveform obtained from the measurement data and the predetermined reference waveform is used as the feature amount when obtaining the defective part. However, another index may be used as the feature amount. For example, temperature gradient data in time change of measurement data, time change data of the temperature gradient data, frequency component data when Fourier analysis is performed on the measurement data, peak value of measurement data waveform or time to reach the peak value, etc. May be used as the feature amount.
なお、健全部の温度波形のフーリエ解析データと、欠陥部の温度波形のフーリエ解析データを算出し、何れかの周波数にて位相差があることにより、欠陥の有無を判断するようにしてもよい。さらに、何れの周波数において位相差が大きくなっているかを判断し、欠陥深さを推定するようにしてもよい。 In addition, Fourier analysis data of the temperature waveform of the healthy part and Fourier analysis data of the temperature waveform of the defective part may be calculated, and the presence / absence of a defect may be determined by a phase difference at any frequency. . Furthermore, the defect depth may be estimated by determining at which frequency the phase difference is large.
また、正弦波・余弦波曲線を参照波形としたが、対数曲線やその他の多項式曲線を用いてもよい。 In addition, although a sine wave / cosine wave curve is used as a reference waveform, a logarithmic curve or other polynomial curves may be used.
さらに、これらの特徴量の比較を行う際に、各計測データと所定の参照波形との相関処理によって計測データ同士を間接的に比較しているが、各計測データを直接的に比較してもよい。例えば、各計測データのピーク値を比較すること等がこれに該当する。 Furthermore, when comparing these feature quantities, the measurement data is indirectly compared by correlation processing between each measurement data and a predetermined reference waveform, but even if each measurement data is directly compared, Good. For example, this corresponds to comparing peak values of measurement data.
上記実施形態においては、参照波形の周期と欠陥深さの関係テーブルを使用して欠陥部位にかかる定量的な情報を取得しているが、さらに欠陥厚さを加えた関係テーブルを使用してもよい。この場合、より精度の高い欠陥検出が可能となる。 In the above embodiment, quantitative information related to the defect site is acquired using the relationship table between the period of the reference waveform and the defect depth, but the relationship table further including the defect thickness may be used. Good. In this case, it is possible to detect a defect with higher accuracy.
上記実施形態においては、欠陥検査制御装置10をコンピュータ装置29および信号発生装置27から構成したが、当該欠陥検査制御装置10を、加熱制御手段11およびデータ記録手段13を実現するデータ収集装置と欠陥判断手段15を実現する欠陥判断装置とを、それぞれ別の装置から構成してもよい。例えば、通信回線を利用してこれらの装置を接続することで、欠陥検査における遠隔操作が可能となる。
In the above-described embodiment, the defect
上記実施形態においては、ヒーター21を用いて被検査体20に熱負荷を与えるようにしたが、被検査体20の表面を強力に加熱することができれば他の手法を用いてもよい。例えば、被検査体20の表面を湿らせておき、遠隔からマイクロ波を照射して熱負荷を与えてもよい。
In the above embodiment, the heat load is applied to the device under
上記実施形態では、加熱距離を0.5m、加熱時間を2分としたが、異なる加熱条件によって加熱するようにしてもよい。たとえば、加熱距離を2m、加熱時間を20分としてもよい。 In the above embodiment, the heating distance is 0.5 m and the heating time is 2 minutes. However, heating may be performed under different heating conditions. For example, the heating distance may be 2 m and the heating time may be 20 minutes.
上記各実施形態では、欠陥の検出を行うようにしているが、表面からは見えない裏面の形状を検出するようにしてもよい。この場合、標準的な厚さの標準片について位相差を求めておき、検出対象の各部位における位相差との比較をして、検出対象の各部位の厚さを推定し、裏面形状を得ることができる。 In each of the above embodiments, the defect is detected, but the shape of the back surface that cannot be seen from the front surface may be detected. In this case, a phase difference is obtained for a standard piece having a standard thickness and is compared with the phase difference in each part to be detected to estimate the thickness of each part to be detected to obtain a back surface shape. be able to.
なお、上記実施形態では、予め記録されている全ての周期の参照波形について位相差を算出している。しかし、検査対象の一部を事前調査するなどして、予め、最大欠陥深さがわかっている場合には、当該最大欠陥深さを検出可能な最も短い周期までを用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the phase difference is calculated for the reference waveforms of all periods recorded in advance. However, if the maximum defect depth is known in advance by, for example, investigating a part of the inspection target in advance, the shortest cycle in which the maximum defect depth can be detected may be used.
なお、参照波形の周期と、検出可能な欠陥深さとの関係をテーブルとして記憶しておき、使用した参照波形に応じて、検出可能な欠陥深さを出力するようにしてもよい。 The relationship between the period of the reference waveform and the detectable defect depth may be stored as a table, and the detectable defect depth may be output according to the used reference waveform.
また、上記実施形態では、コンピュータを用いて上記処理を実現しているが、作業者がこれらの処理を行ってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the said process is implement | achieved using the computer, an operator may perform these processes.
10・・・欠陥検査制御装置
11・・・加熱制御手段
13・・・データ記録手段
16・・・波形比較手段
17・・・加熱装置
18・・・比較結果出力手段
19・・・温度計測器
DESCRIPTION OF
Claims (15)
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴とする欠陥検査方法。 Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
The difference in the predetermined periodic component between the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part is calculated for different periodic components, and the difference is obtained based on the difference obtained for each periodic component. A defect inspection method for detecting defects in each unit region of an inspection object ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
Defect inspection method characterized by
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて欠陥を判定し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴とする欠陥検査方法。 Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
Determining the defect based on the difference in the predetermined periodic component of the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part,
The defect is calculated for different periodic components, and based on the difference obtained for each periodic component, a defect inspection method for estimating the defect depth in each unit region of the inspection object ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
Defect inspection method characterized by
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、複数の周期の所定周期成分について算出し、
各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴とする欠陥検査方法。 Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
The difference in the predetermined periodic component of the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part is calculated for the predetermined periodic component of a plurality of periods,
Based on the difference obtained for each periodic component, a defect inspection method for estimating the defect depth in each unit region of the inspection object ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
Defect inspection method characterized by
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違は、
所定周期を有する参照波形に対する相対的相違に基づいて決定されるものであることを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method of Claim 2 or 3,
The difference in the predetermined period component of the time change of the surface temperature in each unit region and the time change of the surface temperature in the healthy part is as follows:
A defect inspection method characterized by being determined based on a relative difference with respect to a reference waveform having a predetermined period.
全単位領域における表面温度の時間的変化の所定周期成分における平均的な相違との差が所定値よりも小さい単位領域を、前記健全部とすることを特徴とする欠陥検査方法。 The defect inspection method according to claim 4,
A defect inspection method , characterized in that a unit region in which a difference from an average difference in a predetermined periodic component of a temporal change in surface temperature in all unit regions is smaller than a predetermined value is defined as the healthy portion.
前記所定周期成分における相違は、位相差であることを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method according to claim 1,
The defect inspection method , wherein the difference in the predetermined period component is a phase difference.
複数の周期成分のうち、位相差が最大となった周期成分がいずれであるかに基づいて、欠陥深さを推定することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method in any one of Claims 2-6,
A defect inspection method , wherein a defect depth is estimated based on which one of a plurality of periodic components has a maximum phase difference.
所定周期成分の周期の変化に伴う位相差の変化パターンに基づいて、欠陥深さを推定することを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method in any one of Claims 2-6,
A defect inspection method , wherein a defect depth is estimated based on a change pattern of a phase difference accompanying a change in period of a predetermined period component.
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を、複数の所定周期の参照波形について算出する波形比較手段と、
波形比較手段によって算出された位相差を出力する比較結果出力手段とを備えた欠陥検査装置であって、
前記位相差は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる参照波形を用いて算出されたものであること
を特徴とする欠陥検査装置。 A heating control means for performing a heating start command and a heating stop command for a heating device that heats the entire surface of the measurement target surface of the object to be inspected;
Data recording means for inputting and recording data from a temperature measuring instrument that measures the surface temperature in each unit region of the object to be inspected at least after stopping heating;
Waveform comparison means for reading temperature data recorded in the data recording means and calculating a phase difference between a time-varying waveform of the surface temperature in each unit region and a reference waveform having a predetermined period for a plurality of reference waveforms having a predetermined period; ,
A defect inspection apparatus comprising a comparison result output means for outputting a phase difference calculated by a waveform comparison means ,
The phase difference is calculated using a plurality of different reference waveforms with respect to measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
Defect inspection device characterized by.
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を算出する波形比較手段と、
全領域における平均位相差との差が所定値以上の領域を欠陥部として検出し、当該欠陥位置を出力する欠陥位置出力手段と、
前記位相差を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた欠陥部の位相差と健全部の位相差との相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段とを備えた欠陥検査装置であって、
前記位相差は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる参照波形を用いて算出されたものであること
を特徴とする欠陥検査装置。 A heating control means for performing a heating start command and a heating stop command for a heating device that heats the entire surface of the measurement target surface of the object to be inspected;
Data recording means for inputting and recording data from a temperature measuring instrument that measures the surface temperature in each unit region of the object to be inspected at least after stopping heating;
Waveform comparison means for reading the temperature data recorded in the data recording means and calculating the phase difference between the time change waveform of the surface temperature in each unit region and the reference waveform having a predetermined period;
A defect position output means for detecting a region where the difference from the average phase difference in all regions is a predetermined value or more as a defect portion, and outputting the defect position;
The phase difference is calculated for different periodic components, and the defect depth in each unit region of the object to be inspected is estimated based on the difference between the phase difference of the defective portion and the phase difference of the healthy portion obtained for each periodic component. A defect inspection apparatus comprising a defect depth estimating means for
The phase difference is calculated using a plurality of different reference waveforms with respect to measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
Defect inspection device characterized by.
各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を、複数の所定周期の参照波形について算出する波形比較手段と、
波形比較手段によって算出された位相差を出力する比較結果出力手段とを備えた欠陥判断装置であって、
前記表面温度データは、被検査体の表面に対する加熱および計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データであり、
前記波形比較手段は、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる参照波形を用いて前記位相差をそれぞれ算出すること
を特徴とする欠陥判断装置。 A defect determination device that estimates the defect depth of an object to be inspected based on surface temperature data in each unit region of the surface of the object to be inspected, which is recorded after stopping the heating of the surface of the object to be inspected.
A waveform comparison means for calculating a phase difference between a time-varying waveform of the surface temperature in each unit region and a reference waveform having a predetermined period for a plurality of reference waveforms having a predetermined period;
A defect determination device comprising a comparison result output means for outputting a phase difference calculated by a waveform comparison means ,
The surface temperature data is measurement data in one time series obtained by performing heating and measurement on the surface of the object to be inspected once.
The waveform comparison means calculates the phase difference using a plurality of different reference waveforms for the measurement data in one time series.
A defect judgment device characterized by the above.
各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を算出する波形比較手段と、
全領域における平均位相差との差が所定値以上の領域を欠陥部として検出し、当該欠陥位置を出力する欠陥位置出力手段と、
前記位相差を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた欠陥部の位相差と健全部の位相差との相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段とを備えた欠陥判断装置であって、
前記表面温度データは、被検査体の表面に対する加熱および計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データであり、
前記波形比較手段は、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる参照波形を用いて前記位相差をそれぞれ算出すること
を特徴とする欠陥判断装置。 A defect determination device that estimates the defect depth of an object to be inspected based on surface temperature data in each unit region of the surface of the object to be inspected, which is recorded after stopping the heating of the surface of the object to be inspected.
Waveform comparison means for calculating the phase difference between the time variation waveform of the surface temperature in each unit region and the reference waveform having a predetermined period;
A defect position output means for detecting a region where the difference from the average phase difference in all regions is a predetermined value or more as a defect portion, and outputting the defect position;
The phase difference is calculated for different periodic components, and the defect depth in each unit region of the object to be inspected is estimated based on the difference between the phase difference of the defective portion and the phase difference of the healthy portion obtained for each periodic component. A defect determination device comprising defect depth estimation means for
The surface temperature data is measurement data in one time series obtained by performing heating and measurement on the surface of the object to be inspected once.
The waveform comparison means calculates the phase difference using a plurality of different reference waveforms for the measurement data in one time series.
A defect judgment device characterized by the above.
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定し、
前記欠陥判定に用いた所定周期成分の周期に基づいて、判定可能な欠陥深さを算出する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであること
を特徴とする欠陥検査方法。 Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
Based on the difference in the predetermined periodic components of the temporal change of the surface temperature in each unit region and the temporal change of the surface temperature in the healthy part, the defect in each unit region of the object to be inspected is determined,
A defect inspection method for calculating a determinable defect depth based on a cycle of a predetermined cycle component used for the defect determination ,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for the measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
Defect inspection method characterized by
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであり、
検査対象とする欠陥の深さを決定し、前記所定周期成分の周期を、欠陥深さの検出に適切な周期に選択すること
を特徴とする欠陥検査方法。 Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
Temporal change in the surface temperature of each unit region, the temporal change of the surface temperature at the healthy part, based on the difference in a predetermined period component, a defect inspection method for determining defects in each unit area of the device under test,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
A defect inspection method comprising: determining a depth of a defect to be inspected, and selecting a period of the predetermined periodic component as an appropriate period for detecting the defect depth .
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
前記相違は、前記加熱および前記計測を1回行って得られた、1つの時系列における計測データについて、複数の異なる周期成分を用いて算出されたものであり、
前記所定周期は、前記加熱周期よりも長い周期を用いること
を特徴とする欠陥検査方法。 Heat the entire surface of the object to be inspected,
At least in the heating stop period after stopping the heating, measure the time change of the surface temperature in each unit region of the measurement target surface of the object to be inspected,
A defect inspection method for detecting a defect in each unit region of an object to be inspected based on a difference in a predetermined periodic component of a temporal change in surface temperature in each unit region and a temporal change in surface temperature in a healthy part,
The difference is calculated using a plurality of different periodic components for measurement data in one time series obtained by performing the heating and the measurement once.
The defect inspection method, wherein the predetermined period is longer than the heating period.
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