JP5155566B2 - 位相分析による多周波渦電流を使用した非平面状部品の検査 - Google Patents

Description

本発明は渦電流技術による部品の検査に関し、より具体的には、多周波渦電流信号の位相分析による非平面状部品の多周波渦電流検査に関するものである。

多数の非破壊検査技術が広く使用されている。これらの非破壊検査技術では、部品を切断又はエッチングすることなく、或いは部品の構造を変えることなく、部品を異常部位について検査することができる。切断やエッチング、或いは構造の変更は、その処置自体が部品に更なる異常部位を生じさせる。非破壊検査技術の例としては、超音波試験、表面弾性波技術及び渦電流検査技術が挙げられる。これらの技術は、新製品の部品及びこれまで実用されていた部品を検査するために使用することができる。

渦電流技術では、部品の表面に印加された高周波交番磁界により、部品内に高周波渦電流のそれぞれのパターンが生じる。渦電流はそれら自身の誘起磁界を生成し、この磁界は外部で検出することができる。渦電流とそれらの関連した誘起磁界は通常、パターンが規則的であるが、その規則性は部品中の異常部位の存在によって乱される。異常部位の例としては、亀裂、初期亀裂、表面にある又は表面近くにある介在物、表面にある又は表面近くにある粒子などが挙げられる。誘起磁界のパターン及びそれらの不規則性を外部で検出することによって、異常部位の存在、寸法及び他の特徴が推測される。

渦電流検査技術の重要な利点は、部品の表面近くの領域を破壊せずに検査できることである。部品の早期故障を生じさせる何らかの機構が部品の表面で発生するので、表面近くの領域の検査は重要である。特に、亀裂のような異常部位は、構造的に不規則であり及び／又は応力が集中するような部品の表面縁部又は他の非平面状領域から発生することが多い。表面縁部での亀裂発生後、部品の残りの部分の中へ伝播して広がり、その結果として早期故障を招く虞がある。このような非平面状表面縁部の亀裂発生箇所の例としては、部品の前面と側面との間の機械加工された又は鋳造された縁部、ファスナー用孔又は大きな中孔のような意図的に製作した孔、タービン円板の周縁部にある鳩尾形スロットのような意図的に製作した切欠き、及び冷却孔のような開口部が挙げられる。

渦電流技術は、製造時（新製品）の部品の中の異常部位の存在を検出するため、また実用されていた後のそれらの部品の中の異常部位の存在を定期的な検査によって検出するために使用される。限界寸法の異常部位に関係する表示が何ら検出されなかった場合、部品は実用に供するか、或いは実用を継続する。限界寸法以上の異常部位が検出された場合、部品は使用中止されて、補修されるか又は廃棄される。

渦電流技術の使用についての制約の一つは、背景ノイズの中で異常部位を見分ける能力、しばしば信号対ノイズ比として表される特性である。渦電流技術によって異常部位を信頼性よく検出するためには、異常部位の信号対ノイズ比は、異常部位が背景ノイズと混同されないほどに充分に高くなければならない。特定の種類の異常部位の信号対ノイズ比が低すぎることは、異常部位が信頼性よく検出できないことを意味する。

部品の非平面状表面は、渦電流出力信号の分析において有意なノイズ発生源である。このような非平面状表面は亀裂又は他の異常部位が見つけられることの多い場所であるので、部品の非平面状表面に関連したノイズは初期の異常部位を覆い隠すことがある。これにより、渦電流技術の価値が減じられる。
米国特許第６４２０８６７号

部品の非平面状領域内での非平面状障害の渦電流検出を、現在の方式と比べて増大させた信号対ノイズ比で行って、異常部位の検出を一層信頼性よく達成できるようにする技術が非常に要望されている。本発明はこの要望を満たし、更に関連した利点を提供する。

本発明は、渦電流試験に基づくものであって、検査している非平面状部品の表面の非平面状領域やその近くに位置する異常部位の信号対ノイズ比を改善する技術を提供する。従来の渦電流試験の利点を保持しながら、部品の表面の非平面状領域やその近くに位置する亀裂のような異常部位の検出能が改善される。本発明の方式は全てのこのような非平面状部品に用いることができる。

本発明によれば、渦電流技術を使用して非平面状部品を検査するための方法が提供され、本方法は、非平面状部品を用意する段階と、渦電流プローブを２つ以上の周波数で駆動する段階と、各周波数における非平面状部品の渦電流応答信号を測定する段階と、渦電流応答信号について多周波位相分析を遂行する段階とを有する。

非平面状部品はその非平面状表面上に非平面状特徴部（例えば、縁部）を持つ。非平面状部品は典型的にはその中に異常部位（例えば、亀裂）を持つことがある。典型的な状況では、異常部位は非平面状表面の非平面状特徴部にあるか又はその近くにある。すなわち、異常部位の渦電流応答信号はその信号対ノイズ比が非平面状表面の渦電流応答信号（すなわち、ノイズ）によって低減される。

関心のある用途の一例では、本発明の方式は非平面状表面の縁部にあるか又はそれに近接した亀裂を検出するために利用される。縁部の存在により生じる渦電流応答信号中のノイズは、背景ノイズの中に亀裂の存在を覆い隠す又は部分的に覆い隠すことによって、亀裂の検出を妨げる虞がある。本発明の方式は、亀裂によって生成された渦電流応答信号の信号対ノイズ比を増大させることによって、亀裂の位置を識別し且つマッピングする能力を改善する。渦電流プローブを非平面状部品にわたって走査することにより、非平面状部品及びその中の亀裂（存在する場合）の渦電流マップを生成する。本発明の方式は、縁部にあるか又はその近くにある亀裂の信号対ノイズ比を、より正確に評価できるように増大させる。

渦電流プローブは、渦電流技術で動作可能であるような２つ以上の周波数より成る任意の周波数グループで駆動することができる。当業者なら任意の選択された渦電流用途で動作可能である周波数を熟知しており、それらは、見付けようとする異常部位の寸法及び種類、非平面状部品の幾何学的形状、非平面状部品の形成材料、及び他の考慮事項に従って選択される。

前記遂行する段階は、２つ以上の周波数の渦電流応答信号を混合して混合信号を形成する段階と、混合信号の実数成分をレベル移動させて、混合信号の位相を−１８０°と＋１８０°との間の範囲に局限する段階と、非平面状部品の位相及び大きさの画像を求める段階とを含んでいる。

別の実施形態によれば、起こり得る異常部位について非平面状部品を検査するように動作可能である検査システムが提供され、該検査システムは、非平面状部品に渦電流を誘起するように構成されている渦電流プローブと、渦電流プローブに結合された渦電流計測器とを含む。渦電流計測器は、複数の多周波励起信号を前記渦電流プローブに印加して、非平面状部品から複数の多周波応答信号を発生させるように構成されている。処理装置が、多周波位相分析を遂行することによって渦電流計測器からの多周波応答信号を分析して、亀裂の存在について前記非平面状部品を検査するように構成される。

本発明の方式は、非平面状部品の非平面状部分にあるか又はその近くにある異常部位についての渦電流試験の際に信号対ノイズ比を増大させた信号を生成する。信号対ノイズ比の増大により、異常部位を一層容易に検出して視覚化することが可能になる。異常部位に関連した早期故障の場合の通常の発生箇所は非平面状部品の非平面状領域か又はその近くにあり、従って、本発明の方式は従来技術に対して重要な実用上の進歩を提供する。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した以下の好ましい実施形態についてのより詳しい説明から明らかになろう。図面には、本発明の原理を具体的な例で示している。勿論、本発明の範囲はこの好ましい実施形態に制限されるものではない。

図１は、非平面状部品の検査を遂行するための模範的な検査システム２０を示す。本書における用語「部品」は、本発明の方式によって検査しようとする任意の物体であってよく、限定ではなく例示すると、物品、構成部品、構造体、試験体などが挙げられる。また「非平面状部品」とは、検査しようとする部品の領域の表面が平面状でないような物体である。すなわち、それは、縁部、輪郭、又はその他の非平面状表面外観を持つ。

検査システム２０は、渦電流プローブ２２、渦電流計測器２４、処理装置２６及び表示装置２８を含み、これらは全て適切なケーブルによって相互接続されている。このような検査システム２０の物理的な形状構成は、本書で述べる改良点を除いて、当該分野において公知である。渦電流プローブ２２は、非平面状部品３２を検査するために、非平面状部品３２に渦電流を誘起し、そしてその結果生じる渦電流応答信号を測定する。このような渦電流プローブは当該分野において公知である。

渦電流プローブ２２は静止状態にすることができ、或いは、好ましくは、非平面状部品３２に対して移動させることができる。非平面状部品３２に対する渦電流プローブ２２の相対的な移動は、手動で又は自動的に行うことができる。渦電流プローブ２２は、随意選択により、また好ましくは、スキャナ３０上に取り付ける。スキャナ３０は渦電流プローブを不動の非平面状部品３２に対して位置決めし且つ動かす。（等価的に、非平面状部品３２を動かして、渦電流プローブ２２を静止状態に保持してもよい）。随選択によるスキャナ３０は任意の種類のスキャナであってよいが、典型的には、処理装置２６によって制御される多軸数値制御装置である。スキャナ３０は特定の種類の非平面状部品３２について要求された通りに渦電流プローブ２２を平行移動及び回転させる。スキャナ３０は非平面状部品３２に対して渦電流プローブ２２を正確に位置決めし且つ渦電流プローブ２２を段階的なラスタ形式で動かす。

図２に示されているように、非平面状部品３２は非平面状表面３５の一例として非平面状の縁部３４を持ち、検査はこの縁部３４において又はその近くで行われる。本書で用いる「において又はその近くで」とは、非平面状部品３２の中の何らかの異常部位の渦電流応答信号（すなわち、関心のある信号）が、非平面状部品３２の非平面状表面３５（この場合では、非平面状縁部３４）の渦電流応答信号（すなわち、ノイズ）によって低減された信号対ノイズ比を持つことを意味する。また、「異常部位」は、渦電流技術によって背景ノイズを越えて検出可能であり且つその信号対ノイズ比を本発明の方式により改善できる関心のある特徴部である。異常部位の例としては、亀裂、初期亀裂、表面にある又は表面近くにある介在物、表面にある又は表面近くにある粒子などが挙げられる。非平面状縁部３４の存在により渦電流応答信号の中にノイズが生じるが、本発明の方式は渦電流応答信号の信号対ノイズ比を改善する。多数の様々な種類の非平面状部品３２があり、それらは輪郭又は縁部３４を持つことがある。図１及び図２の例では、非平面状部品３２はタービン円板３６であり、検査する非平面状表面３５は、タービン円板３６の外周部の、縁部３４を持つ円板スロット３８の一部分である。他の種類の非平面状表面には、例えば、部品の前面と側面との間の機械加工された又は鋳造された縁部、（タービン動翼又は静翼のような）翼形の前縁部、翼形の後縁部、翼形の根元、ファスナー用孔又は大きな中孔のような意図的に製作した孔、及び冷却孔のような開口部が挙げられる。本発明の方式では、渦電流プローブ２２は、検査しようとしている非平面状部品３２の種類について動作可能である任意の形状構成を持つことができる。渦電流プローブ２２の物理的な形状構成及び電気的特性は、典型的には、非平面状部品３２の種類の各々について最適化することができる。

縁部３４は、実用中に荷重がかかったときに関連した応力集中を受ける。その結果、図２に例示されている亀裂４０のような異常部位が縁部３４において又はその近くに選択的に発生し、次いで非平面状部品３２の中へ伝播して早期故障を引き起こすことがある。亀裂４０は表面縁部の亀裂として例示されているが、表面の縁部近くの亀裂、或いは表面下の縁部又は縁部近くの亀裂もあり得る。渦電流検査システム２０は、このような亀裂４０が早期故障を生じさせる程に伝播する前に、該亀裂を初期段階で検出するために使用される。亀裂４０が充分に大きい寸法に達した後に検出された場合、亀裂４０は公知の技術を使用して補修してもよく、或いは亀裂４０が補修できないほどである場合には、非平面状部品３２を実用から取り除く。縁部３４に関連して渦電流応答信号中に存在するノイズは、亀裂４０の存在を覆い隠す傾向がある。

図３は、本発明の方式の一実施形態における処理段階を示す。段階６０で、縁部３４を持つ非平面状部品３２を用意する。段階６２で、渦電流プローブ２２と、渦電流計測器２４と、処理装置２６と、好ましくは表示装置２８とを含む渦電流装置を用意する。渦電流プローブ２２を、図１及び図２に示されるように、非平面状部品３２の直ぐ近傍に位置決めする。一般的に云えば、渦電流プローブ２２が交流電圧で駆動されるとき、渦電流プローブ２２のコイルに交番磁界が発生され。これに応答して、非平面状部品３２に渦電流が生じる。このような渦電流は、亀裂４０（異常部位の一例）の存在によって乱されない限り、形態が規則的である。渦電流は二次磁界を発生し、該二次磁界は、渦電流プローブのコイルによって又は渦電流プローブ内の他の種類のセンサによって、渦電流応答信号として測定される。測定された渦電流応答信号は電気出力に変換され、該電気出力は渦電流計測器２４に供給され、従って分析のために処理装置２６に供給される。

本発明の方式では、段階６４で、渦電流プローブ２２を２つ以上の周波数で駆動する。例示のために、２つの周波数ｆ_１ 及びｆ_２ を用いるが、追加の周波数ｆ_３ 〜ｆ_ｎ も利用することができる。渦電流プローブ２２は、好ましくは、これらの周波数の全てで同時に駆動する。しかし、これらの周波数で逐次的に駆動してもよい。選択される周波数は、渦電流検査システムにおいて動作可能である任意の２つ以上の周波数であってよい。どのような具体的な周波数を特定することはできない。というのは、周波数の選択が、見付けようとする異常部位の寸法及び種類、非平面状部品の幾何学的形状、非平面状部品の形成材料、及び他の考慮事項のような、様々な考慮事項に対応してなされるからである。

処理装置２６は、以下に説明するように、渦電流計測器２４の出力、従って渦電流プローブ２２の出力を分析するように構成されている。

段階６６で、渦電流出力は先ず零位調節される。すなわち、渦電流出力は、更なる分析のためのベースラインとしてゼロの基準値に設定される。

段階６８で、渦電流プローブ２２は非平面状部品３２の非平面状表面３５にわたって一連のステップで走査される。図２に示した例では、渦電流プローブ２２は垂直方向４２に一連の離散的なステップで増分的に走査され、その後、水平方向４４に割り出される。次いで、垂直方向４２の離散的なステップが次の割り出し位置で繰り返される。このプロセスは、非平面状部品３２の非平面状表面３５についての充分大きいサンプリングが達成されるまで繰り返される。この走査プロセスは、処理装置２６のプログラムされた制御の下に、スキャナ３０によって達成される。

段階７０で、各々のステップ状に進んだ位置において、渦電流計測器２４によって生成された渦電流応答信号が各々の周波数、この例では周波数ｆ_１ 及びｆ_２ で測定される。それらの結果は、非平面状部品の別々の画像、すなわち、周波数ｆ_１ における画像Ｉ_１ 及び周波数ｆ_２ における画像Ｉ_２ として表示することができる。存在する亀裂４０はこれらの画像内に見ることが出来たり出来なかったりする。亀裂４０が見え難いか又は全く見えない場合、その可能性のある原因は、縁部３４によって画像Ｉ_１ 及びＩ_２ 内に生じるノイズが、亀裂４０の存在によって生じる画像を不鮮明にすることである。典型的には、１つの周波数における画像が他の周波数における画像よりも良好であるが、それらの画像は、縁部により誘起されたノイズに少なくとも部分的に起因して、それらの実数部及び虚数部にかなりのノイズ成分を有する。

本発明の方式は、位相分析方式によって処理装置２６で渦電流応答信号を処理することによって、更に分析を行う。位相分析方式は、異なる駆動周波数ｆ_１ 及びｆ_２ （並びに、使用されているときは、他の周波数）についての異なる大きさ及び位相の渦電流応答に基づくものである。位相情報と共に、多周波渦電流応答信号によって与えられる付加的な情報は、縁部のような非平面状表面で生じる不所望なノイズを低減し、所望の信号対ノイズ比を増大させ、且つ亀裂４０のような異常部位についての虚偽表示を低減するための追加の情報を提供するために、使用される。

多周波応答信号の発生のために必要とされる周波数の数は、除去又は低減すべき不所望なノイズ特徴部の数に基づいて選択される。本発明の特定の非平面状部品の実施形態では、選択された周波数の数は、試験中の非平面状部品内の異常部位及び抑制すべき関連のない表示が異なる周波数で渦電流信号に同じ位相及び大きさの変化を引き起こさないと仮定して、或いは、異なる周波数におけるＸ−Ｙプロットでの渦電流プローブの応答が位相角の回転後に共線的でないと仮定して、除去すべき不所望なノイズ特徴部の数よりも多い。発生される多周波渦電流応答信号は、多周波応答データ・セット内に含まれる。本書で用いられる「多周波応答データ・セット」とは、渦電流プローブに多周波励起信号を印加することによって考慮中の被検査非平面状部品に誘起される渦電流の結果として発生される完全な一組の応答信号を含んでいるデータ・セットを表す。

本発明の方式によれば、基準データ・セットは、異常部位から比較的自由であるが、不所望なノイズ特徴部によって支配されるデータ・セットを表す。基準データ・セットは、異なる周波数における少なくとも２つの周波数応答信号を有する。２つの周波数応答信号は次のように表すことができる。

ｆ_１ ： ｘ_１(t)＝Ｘ_ｄ(t)∠θ_ｄ(t)＋Ｘ_ｎ(t)∠θ_ｎ(t) ［１］
ｆ_２ ： ｘ_２(t)＝ｋ_ｄ(t)Ｘ_ｄ(t)∠（θ_ｄ(t)＋Δθ_ｄ(t)）
＋ｋ_ｎ(t)Ｘ_ｎ(t)∠（θ_ｎ(t)＋Δθ_ｎ(t)） ［２］。

ここで、量ｆ_１ 及びｆ_２ は２周波渦電流検査の場合の２つの模範的な渦電流周波数を表し、ｘ_１(t)及びｘ_２(t)は位置（又は時点）ｔにおける周波数ｆ_１ 及びｆ_２ に対応する渦電流応答信号を表し、Ｘ_ｄ(t)は応答信号中の不所望なノイズ特徴部の大きさを表し、ｋ_ｄ(t)は応答信号の大きさの変化を反映する係数を表し、ｋ_ｎ(t)は応答信号中のノイズの変化を反映する係数を表し、∠θ_ｄ(t)は応答信号中の亀裂の位相角を表し、∠θ_ｎ(t)は応答信号中の不所望なノイズ特徴部の位相角を表し、Δθ_ｄ(t)は応答信号中の亀裂の位相変化を表し、Δθ_ｎ(t)は応答信号中の不所望なノイズ特徴部の位相変化を表す。好ましくは、２つの周波数ｆ_１ 及びｆ_２ は、（Δθ_ｄ(t)−Δθ_ｎ(t)）が約１３５°〜約２２５°の範囲内になるように選択される。最も好ましくは、２つの周波数ｆ_１ 及びｆ_２ は、（Δθ_ｄ(t)−Δθ_ｎ(t)）が約１８０°になるように選択される。

段階７２で、渦電流応答信号を混合して、一組の処理パラメータを決定する。処理パラメータは係数ｋ_ｄ(t)及びｋ_ｎ(t)に対応することができる。周波数応答信号ｘ_１(t)及びｘ_２(t)の各々は実数成分及び虚数成分を持つ。一形態では、混合段階７２を達成するために、最初に１つの周波数応答信号の位相を回転させ、次いで１つの周波数応答信号の実数成分及び虚数成分を拡縮する。式［３］に示されているように、応答ベクトルｘ_２(t)をΔθ_ｎ(t)だけ回転させて、ｘ_２ ’(t)を求める。

ｆ_２ ： ｘ_２ ’(t)＝ｋ_ｄ(t)Ｘ_ｄ(t)∠（θ_ｄ(t)＋Δθ_ｄ(t)−Δθ_ｎ(t)）
＋ｋ_ｎ(t)Ｘ_ｎ(t)∠（θ_ｎ(t)） ［３］。

θ_ｄ(t)＝θ_ｎ(t)＝θ(t)で且つｋ_ｄ(t)＝ｋ_ｎ(t)＝ｋ(t)であるとき、ｘ_２(t)は位相回転によりｋ(t) ｘ_１(t)となる。この状態は「共線性(collinearity)」状態を表し、詳しく述べると、異なる周波数におけるＸ−Ｙプロットでの渦電流応答が位相角回転後に共線的であることを表す。ある実施形態では、少なくとも１つの周波数応答信号について時間シフト操作も遂行することができる。

次いで、式［４］に示されているように、回転及び拡縮後の第２の周波数応答信号から第１の周波数応答信号を減算することによって混合周波数応答信号を求める。回転後の第２の周波数応答信号ｘ_２ ’(t) を両辺で係数１／ｋ_ｎ(t)だけ縮小させてから、周波数応答信号ｘ_１(t)を減じることによって、混合信号ｘ_１２(t) が得られる。

ｆ_１ 及びｆ_２ を混合：
ｘ_１２(t) ＝ｘ_２ ’(t)／ｋ_ｎ(t)−ｘ_１(t)
＝（ｋ_ｄ(t)／ｋ_ｎ(t)）Ｘ_ｄ(t)∠（θ_ｄ(t)＋Δθ_ｄ(t)−Δθ_ｎ(t)）
−Ｘ_ｄ(t)∠θ_ｄ(t) ［４］。

回転及び拡縮操作により、式［４］におけるノイズ因子は多周波混合操作後に除去される。ノイズ・フィルタ処理後の応答信号は処理パラメータに基づいて発生される。このプロセスは、混合操作後、２つの周波数応答信号中の不所望なノイズ特徴部を表す残差を最小にする。

段階７２から得られる処理パラメータは、ノイズ・フィルタ処理後のデータ・セットを作成するために、式［４］によって作成された多周波応答信号データ・セット全体に適用される。その結果得られるノイズ・フィルタ処理後のデータ・セットは、信号対ノイズ比を改善した実数及び虚数の両方の成分を含む。

段階７４で、位相がそのダイナミックレンジ内に入るように、混合信号ｘ_１２(t) の実数成分はゼロよりも高い又は低いレベルに必要に応じて移動させる。

段階７６で、前に述べた大きさ画像に対応する位相画像を得るために、先の分析は各空間点においてステップ状の応答パターンで遂行される。更に、この段階では、位相分析がノイズ・フィルタ処理後のデータ・セットについて遂行され、この場合、ノイズ感度を抑制するために水平成分にオフセットが適用される。位相分析からのデータは異常部位と相関した情報を含み、且つ偽陽性の表示を低減するために付加的な弁別を行う。位相の変化が異なっているとき（Δθ_ｄ(t)≠Δθ_ｎ(t)）及び大きさの変化が異なっているとき（ｋ_ｄ(t)≠ｋ_ｎ(t)）、混合信号ｘ_１２(t) は不所望な縁部ノイズが除去された亀裂信号を表す。一実施形態では、位相θ(t) 及び周波数につれてのその回転Δθ(t) は、亀裂について走査している際のプローブ位置の関数である。結果として、式［１］及び式［２］におけるノイズ項の間の残差は実質的に低減されるが、多周波混合の後で異なる位置又は時間（ｔ）において必ずしもゼロではなく、従って混合信号は所望の亀裂信号を保持し且つ改善した信号対ノイズ比を提供する。

本発明の方式は優れた結果を達成する。図４は第１の具体例の構成を示し、この例では、部品９０がボルト孔９２を有し、従って、非平面状表面３５を形成する。２つの亀裂９４及び９６を、ボルト孔９２の周辺において非平面状部品９０の頂面及び底面に意図的に生じさせた。頂面及び底面とボルト孔９２との交差部は縁部９８を規定する。ボルト孔９２と亀裂９４及び９６とを含む非平面状部品９０を、多周波渦電流プローブ２２により垂直（走査）方向４２に厚さ方向走査した。図５は、縁部の場合と縁部及び亀裂の場合についての未処理の（すなわち、生の）渦電流応答信号の振幅を位置の関数として示すグラフであり、また図６は、図５の信号に多周波位相分析を適用した結果を示すグラフである。縁部９８によって生成される縁部ノイズ信号が、図６の多周波位相分析の結果では事実上除去されている。この例では、亀裂９６は大きく且つ顕著に作られており、このためその渦電流応答信号はノイズによって完全には覆い隠されていない。しかし他の状況では、縁部ノイズは亀裂の渦電流応答信号を部分的に又は完全に覆い隠すことがある。

第２の具体例では、被検査物の中の長い真っ直ぐな縁部に沿った位置に２つの亀裂を意図的に生じさせた。２つの亀裂は前に述べた方式を使用して渦電流走査した。未処理のデータデータでは第１の亀裂についての最大の信号対ノイズ比がｆ_１ では１．９であり且つｆ_２ では１．６であった。第１の亀裂についての多周波位相分析により、１５．９の最大信号対ノイズ比が生じた。また未処理のデータデータで第２の亀裂についての最大の信号対ノイズ比がｆ_１ では２．７であり且つｆ_２ では２．４であった。第２の亀裂についての多周波位相分析により、１７．８の最大信号対ノイズ比が生じた。第１の亀裂及び第２の亀裂についての信号対ノイズ比の改善は、それぞれ８．３倍及び６．６倍であった。

このように本発明の方式では、非平面状部品の中の亀裂のような異常部位の渦電流検査を、未処理の渦電流応答と比べて信号対ノイズ（すなわち、コントラスト）比を大幅に改善して遂行する方法を提供する。

本発明の非平面状の特定の実施形態を例示の目的で詳しく説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び改善を行うことができる。従って、本発明は特許請求の範囲による以外は制限されない。

縁部を持つ非平面状部品についての渦電流検査システムの概略図である。 鳩尾形係合部を検査する様子を示している、図１の領域２の概略拡大図である。 本発明を実施するための一実施形態の方法の流れ図である。 本発明による方式の第１の具体例の物理的構成を示す概略図である。 図４の構成から測定された未処理の渦電流応答について相対振幅を位置の関数として示すグラフである。 図４の構成から測定されて、本発明による多周波渦電流位相分析方式に従って処理された渦電流応答データについて、相対振幅を位置の関数として示すグラフである。

符号の説明

２０ 検査システム
２２ 渦電流プローブ
３０ スキャナ
３２ 非平面状部品
３４ 縁部
３５ 非平面状表面
３６ タービン円板
３８ 円板スロット
４０ 亀裂
４２ 垂直方向
４４ 水平方向
９０ 部品
９２ ボルト孔
９４、９６ 亀裂
９８ 縁部

Claims (6)

1. 渦電流技術を使用して非平面状部品（３２）を検査するための方法であって、
   非平面状部品（３２）を用意する段階と、
   渦電流プローブ（２２）を２つ以上の周波数で駆動する段階と、
   各周波数における前記非平面状部品（３２）の渦電流応答信号を測定する段階と、
   前記渦電流応答信号について多周波位相分析を遂行する段階と、
   を含み、
   前記遂行する段階は、
   ２つ以上の周波数の渦電流応答信号を混合して混合信号を形成する段階と、
   前記混合信号の実数成分をレベル移動させて、前記混合信号の位相を−１８０°と＋１８０°との間に局限する段階と、
   前記非平面状部品（３２）の位相及び大きさの画像を求める段階と
   を含む、
   方法。
2. 前記用意する段階は、中に異常部位を持つ非平面状部品（３２）を用意する段階を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記用意する段階は、中に亀裂（４０）を持つ非平面状部品（３２）を用意する段階を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記用意する段階は、
   中に異常部位を持つ非平面状部品（３２）を用意する段階と、
   非平面状表面（３５）を持つ非平面状部品（３２）を用意する段階と
   を含み、
   前記異常部位は前記非平面状表面（３５）にあるか又は前記非平面状表面（３５）の近くにある、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記用意する段階は、縁部（３４）と交差する亀裂（４０）を中に持つ非平面状部品（３２）を用意する段階を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記非平面状部品（３２）にわたって渦電流プローブ（２２）を走査する段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
   

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