JP6296851B2 - 欠陥深さ推定方法、及び欠陥深さ推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象物の近傍に磁場を発生させ、前記検査対象物からの漏洩磁束を測定し、当該測定値から前記検査対象物に形成された欠陥の欠陥深さを推定する欠陥深さ推定方法、及びその方法を使用する欠陥深さ推定装置に関する。

従来、配管等の外表面に腐食等により形成される欠陥を検出する検出方法として、所謂、漏洩磁束検査法が知られている。この漏洩磁束検査法では、所定の磁化手段（例えば、検査対象物の表面の異なった部位を、別の極として磁化する磁化器や、検査対象物の異なった部位に配置される一対の磁化コイルを備えた磁化器）により、検査対象物の検査対象部位を磁化する。このようにして磁化された検査対象部位に、腐食等により発生した欠陥が存在すると、その欠陥の存在により検査対象物内に形成される磁束の分布が乱れ、その一部が検査対象物外に漏洩してくる。このようにして漏洩してくる漏洩磁束を、ホール素子等の磁気センサにより検出することで、欠陥の検出が可能となる（非特許文献１を参照）。通常、このような漏洩磁束検査法で採用されるホール素子の数は単一である。

また、上述した磁束漏洩法に基づいて、検査対象物に存在する欠陥の欠陥深さを推定する技術が知られている（特許文献１を参照）。
説明を加えると、当該特許文献１に開示の技術では、検査対象物としての配管に試験欠陥を作成し、検査対象物の検査対象部位を磁化する磁化器及び磁気センサ等から成る磁束検出ユニットを、上記試験欠陥に沿って移動させることにより得られる検出信号からパラメータとして、漏洩磁束ピーク値等の複数のパラメータ（漏洩磁束ピーク値、軸方向分布幅、周方向分布幅、データ取得速度、欠陥の周方向角度）を取得し、これら原パラメータに加えて、それらの関数演算値（特許文献１では、漏洩磁束ピーク値／周方向分布幅として規定されている）を求め、当該原パラメータ及び関数演算値と試験欠陥の欠陥深さとの関係を重回帰分析して、欠陥深さ推定式を得て欠陥深さを導出する。特許文献１では、その〔０００６〕段落に、欠陥の口径として２０ｍｍのものが例示されている。

１９９２年１０月１５日発行「新 非破壊検査便覧」２．１１ 漏洩磁束探傷試験

特許第４２３４９１４号公報

発明者等は、検査対象物としての配管外表面に形成される欠陥の欠陥深さを、配管内に磁化手段及び磁気センサ等からなる磁束検出ユニットを移動させ、検出信号を得ることで当該検出信号から欠陥深さを推定する推定式を導出することを検討してきた。
即ち、所定の概略馬蹄形のコアを備えた磁化手段を使用して、検査対象部位を当該コアの両端間において磁化し、両端間に配置した単一の磁気センサの検出信号に基づいて、欠陥深さを推定する推定方法の確立を試みた。しかしながら、従来の漏洩磁束検査法では、、管外表面に形成される大きな欠陥（検査対象物の表面での欠陥の開口径が大きく、さらに欠陥深さが深いもの）については、その存在が検出が可能であるものの、発明者らが検出の目的とした、開口径が例えば１０ｍｍ程度で、その深さが管厚の５０％程度に留まっている欠陥の存在を確実に検出することができなかった。従って、欠陥自体を良好に検出することができないという状況から、その欠陥の深さを精度よく推定することはできなかった。一方、特許文献１に開示の技術では、漏洩磁束ピーク値、軸方向分布幅、周方向分布幅、データ取得速度、欠陥の周方向角度を取得し、これら原パラメータに加えて、関数演算値を求める必要があり、原パラメータの種類が過多である等の理由から、信頼性に足る重回帰分析を行うことができず、発明者らが目的とする小形の欠陥に対しては、実際上、実用化には至っていない。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば、検査対象物の内表面側から、検査対象物の外表面に形成される比較的小形の欠陥の欠陥深さを、検出が可能な比較的限られたデータに基づいて精度良く推定可能な推定技術を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明の欠陥深さ推定方法は、
検査対象物の近傍に磁場を発生させ、前記検査対象物からの漏洩磁束を測定し、当該測定値から前記検査対象物に形成された欠陥の欠陥深さを推定する欠陥深さ推定方法であって、その特徴構成は、
中空円筒形状の前記検査対象物の筒軸心に沿う検査方向に沿って設けられる一対の磁気センサを、前記検査方向で前方側の前記磁気センサが前記欠陥から離間しているときの磁束の変化を検出している状態で、前記検査方向で後方側の前記磁気センサが前記欠陥へ接近しているときの磁束の変化を検出可能な間隔で配設し、
前記検査対象物の近傍に磁場を発生させている状態で、前記検査対象物に形成された試験欠陥に対し、前記一対の磁気センサを前記検査方向で移動させ、前記一対の磁気センサの検出信号から求まる検査対象物表面の法線方向における磁束成分の差分信号から、少なくとも、その差分信号の最大値と最小値との幅である振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅とを抽出し、抽出した前記振幅、前記管軸方向幅及び前記管周方向幅を使用して、一対の磁気センサの検出信号から求まる差分信号の最大値と最小値との幅である振幅、当該差分信号の管軸方向幅、及び当該差分信号の管周方向幅のみを独立変数、欠陥深さを従属変数とする推定式に基づいて前記欠陥の深さを推定する点にある。

検査対象物表面の法線方向における磁束成分を検出する場合、通常、磁気センサが欠陥へ接近しているときに検出する磁束の変化による検出信号と、当該欠陥から離間しているときに検出する磁束の変化による検出信号とは、夫々の磁気センサに対する磁束の方向（検査対象物の法線方向での磁束の方向）が逆向きになるため、それらを、横軸を検査方向としてグラフ化したときに、一方が上に凸で、他方が下に凸のグラフとなる。このため、これらの差分信号は、欠陥の近傍において大きいピークとなる。即ち、同一の欠陥を移動方向に配設された一対の磁気センサで同時にセンシング可能とすることで、このような検出信号の増幅が可能となる。
つまり、本発明はこの点に着目し、まず、一対の磁気センサを、検査方向において、検査方向で前方側の磁気センサが欠陥から離間しているときの磁束の変化を検出している状態で、検査方向で後方側の磁気センサが欠陥へ接近しているときの磁束の変化を検出可能な間隔で配設することで、一対の磁気センサの検出信号の差分信号が、欠陥を検出している状態で強い検出信号を得る。
即ち、一対の磁気センサの間隔を適切に選択することにより、特定の欠陥の検出信号を大きく取り出すことができるため、発明者らが目的とする比較的小形の欠陥に関しても、その大きさに対応する適切な検出信号（差分信号）を得ることができる。
更に、本発明にあっては、欠陥に対し、上述の如く、適切な間隔に設定された一対の磁気センサにて検出された複数の差分信号の夫々につき、その最大値と最小値の幅である振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅とを抽出し、これら全て、且つ、これら限られた数の情報を独立変数とする推定式を使用して、欠陥深さを得るため、合理的な基準で、発明者らが対象とする比較的小形の欠陥の欠陥深さまでをも、適切に推定することができる。

上記目的を達成するための本発明の欠陥深さの推定装置は、
検査対象物を磁化する磁化手段と、当該磁化手段により磁化された前記検査対象物から漏洩する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出手段とを、前記検査対象物の表面の検査方向に沿って移動させて、前記検査対象物に形成される欠陥の欠陥深さを前記漏洩磁束検出手段の出力から推定する欠陥深さの推定装置であって、その特徴構成は、
前記漏洩磁束検出手段が、中空円筒形状の前記検査対象物の筒軸心に沿う前記検査方向に沿って配置される少なくとも一対の磁気センサからなり、当該一対の磁気センサの前記検査方向での間隔を、前記検査方向で前方側の前記磁気センサが前記欠陥から離間しているときの磁束の変化を検出している状態で、前記検査方向で後方側の前記磁気センサが前記欠陥へ接近しているときの磁束の変化を検出可能な間隔として配設し、
複数の試験欠陥が形成された前記検査対象物に対し、前記一対の磁気センサを検査方向に沿って移動させて、当該一対の磁気センサの検出信号から求まる、検査対象物表面の法線方向における磁束成分の差分信号から、少なくとも、その最大値と最小値との差である振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅とを抽出するパラメータ抽出手段と、
一対の磁気センサの検出信号から求まる差分信号の最大値と最小値との幅である振幅、当該差分信号の管軸方向幅、及び当該差分信号の管周方向幅のみを独立変数、欠陥深さを従属変数とする推定式を記憶する記憶部と、
前記差分信号のうち、前記検査対象物に形成された欠陥を前記一対の磁気センサが通過するときに得られる差分信号の振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅のみを、前記推定式導出手段にて導出された欠陥深さ推定式に入力して欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段とを備える点にある。

上記特徴構成を有する欠陥深さ推定装置は、これまで説明した欠陥深さの推定方法を実施して欠陥深さを推定可能な装置であり、当該欠陥深さ推定装置によれば、上述した理由と同様の理由により、発明者らが検出の目的とする比較的小形の欠陥の欠陥深さまでをも、良好に推定することができる。

本発明の欠陥深さ推定装置の更なる特徴構成は、
前記一対の磁気センサが、前記検査方向での検出対象の前記欠陥の幅未満の間隔で配設されている点にある。

更に、発明者らは、一対の磁気センサが、検査方向での検出対象の欠陥の幅未満の間隔に配設することで、一対の磁気センサのうち、一方にて欠陥から離間しているときに磁束の変化を検出している状態で、他方にて欠陥へ接近しているときに磁束の変化を検出することができることを見出した。
即ち、本発明の如く、一対の磁気センサを、検査方向での検出対象の欠陥の幅未満の間隔に配設することで、検出対象の幅以上の欠陥の検出信号を大きいピークとして出力し、欠陥をより適切に検出することができる。

本発明の欠陥深さ推定装置の更なる特徴構成は、
前記一対の磁気センサは、前記検査対象物としての円筒状の配管の内周方向に沿って複数設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、一対の磁気センサが、検査対象物としての円筒状の配管の内周方向に亘って複数設けられているから、例えば、当該一対の磁気センサを内周方向に亘る全域に配置すれば、検査装置を、検査方向（配管の管軸方向）へ一度走査させるだけで、検出対象の配管の内周面の全周の検査を済ませることができる。また、周方向に於ける欠陥の検出漏れを低減できる。

本発明の欠陥深さ推定装置の更なる特徴構成は、
前記磁化手段が前記検査対象物の表面との間に間隙を形成する状態で懸架されると共に前記磁気センサが振動吸収部を介して懸架される支持体と、前記検査対象物の表面に接地した状態で当該表面に沿って走行するローラとを備える点にある。

上記特徴構成によれば、まず、支持体は、磁化手段を検査対象物の表面との間に間隙を形成する状態で懸架されるから、磁化手段がその磁力により検査対象物に磁着することを防止でき、検査装置の検査方向への移動を円滑に行わせることができる。当該構成により、磁化手段により検査対象物を適切に磁化して、検査対象物の表面に沿って磁束を発生させることができる。
また、支持体には、一対の磁気センサを振動吸収部を介して懸架するから、一対の磁気センサへ、検査方向への移動に伴う振動を抑制できる。

本発明の欠陥深さ推定装置の使用状態を示す概略図 本発明の欠陥深さ推定装置を構成する検査ユニットの断面図、及びその制御装置の機能ブロック図 検査ユニットに設けられるセンサの配置を示す平面図 欠陥による磁束の変化を測定した検出信号、差分信号、及び移動平均した移動平均信号を示すグラフ図 φ＝１０ｍｍの欠陥に対応するグラフ図 一対の磁気センサの差分信号における振幅Ｖｐｐ、管軸方向幅Ｖｗ、管周方向幅Ｖｒを示す図 一対の磁気センサの差分信号の振幅に加え、管軸方向幅Ｖｗ、管周方向幅Ｖｒを含めて重回帰分析し欠陥深さ推定式を導出し、当該推定式により欠陥深さを推定した場合の推定誤差を示すグラフ図 磁気センサの振幅のみの回帰分析により欠陥深さ推定式を導出し、当該推定式により欠陥深さを推定した場合の推定誤差を示すグラフ図

本発明の欠陥深さ推定装置１００は、図１に示すように、配管１０（検査対象物の一例）の外表面に形成される比較的小形の欠陥１５の欠陥深さをも、適切に検出することが可能な推定装置１００に関するものである。
当該欠陥深さ推定装置１００は、図１に示すように、配管１０の内部を、配管１０の管軸方向（検査方向の一例：図１で矢印Ｘに沿う方向）に沿って、配管１０の内部を走査可能な検査装置５０と、当該検査装置５０により検出された検出信号に基づいて、配管１０の外表面に形成される欠陥１５の欠陥深さを推定する検出データ解析用コンピュータから成る制御装置Ｒ等から構成されている。
本発明の欠陥深さ推定装置１００にあっては、検査装置５０による欠陥１５の検出方式に特徴があるので、まず、当該検査装置５０について説明する。

検査装置５０は、図１に示すように、地中に埋設される配管１０（検査対象物の一例）の外表面に形成されることのある腐食及び減肉等の欠陥１５の有無を検査可能に構成されており、牽引装置１１ａ，１１ｂに連結され牽引される状態で配管１０の内部を走査可能に構成されており、当該検査装置５０により検査された検査データは、イーサネット（登録商標）等の通信回線１３を介して、地上に配設される検出データ解析用コンピュータ（制御装置Ｒ）に収集される。

当該検査装置５０は、図２に示す検査ユニット５０ａの複数が周方向に配置されて構成されている。
単一の検査ユニット５０ａは、図２に示すように、配管１０を磁化するための永久磁石２１（磁化手段の一例）と、当該永久磁石２１により磁化された配管１０から漏洩する漏洩磁束を検出する磁気センサ２２（漏洩磁束検出手段の一例）とを備えている。
当該検査ユニット５０ａでは、配管１０の表面の検査方向（図１、２で矢印Ｘの矢示方向である管軸方向）に沿って移動すべく、永久磁石２１とその磁界を配管１０に伝搬させる鉄心２７が配管１０の表面との間に間隙を形成する状態で懸架されると共に磁気センサ２２が検査方向に直交する方向（図２で矢印Ｙに沿う方向である配管表面に対して近接、離間する方向）に伸縮自在なバネ２３（振動吸収部の一例）を介して懸架される支持体２４と、配管１０の表面に設置した状態で当該表面に沿って走行させる一対のローラ２５とを備えている。これにより、検査ユニット５０ａは、検査方向に沿ってスムーズに移動して、配管１０に形成される欠陥１５を、磁気センサ２２の出力により検出することができる。

本発明に言う磁化手段は、検査方向において、磁気センサ２２を挟む状態で、略馬蹄形状に配設された鉄心２７と、当該鉄心２７により磁気的に連結される一対の永久磁石２１ａ、２１ｂから構成されている。これにより、一対の永久磁石２１ａ、２１ｂに対向する配管１０の表面を磁化し、磁化された配管１０から漏洩する漏洩磁束を磁気センサ２２にて測定することが可能となる。
尚、一対の鉄心２７の配管１０側端（異なった磁極が形成されている）と、配管１０の表面との間に形成される間隙の幅Ｌ１（図２に図示）は、鉄心２７が、その磁力により、配管１０の表面に磁着しない程度の幅に設定されており、検査ユニット５０ａの検査方向での移動を妨げない程度で、配管１０を適切に磁化できる程度の幅とされている。具体的には、磁気約４０００ガウスで、１．５ｍｍ程度にすることが好ましい。

次に、磁気センサ２２について説明する。本発明の発明者らは、一般に、磁気センサ２２は、欠陥１５から離間しているときに検出する磁束の変化に伴う検出信号と、欠陥１５に近接しているときに検出する磁束の変化に伴う検出信号とは、その振幅の上下方向が逆となって出力されることに着目し、比較的小形の欠陥を検出するべく、以下の構成を採用するに至った。このような磁気センサ２２としては、所謂、ホール素子を採用する。

即ち、本発明にあっては、磁気センサ２２を、検査方向（図２で矢印Ｘの矢示方向）に沿って一対配設し、当該一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂは、検査方向において、検査方向で前方側（図２で矢印Ｘの矢示側）に設けられる磁気センサ２２ａが欠陥１５から離間することによる磁束の変化を検出している状態で、検査方向で後方側（図２で矢印Ｘの矢示反対側）に設けられる磁気センサ２２ｂが欠陥１５へ接近することによる磁束の変化を検出可能な間隔で配設している。
換言すると、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂは、検査方向での検出対象の欠陥１５の幅未満の間隔Ｌ２で配設している。尚、本発明にあっては、比較的小形の欠陥１５（検査方向での開口径が１０ｍｍ程度のもの）を検査対象としているため、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂの配設間隔Ｌ２は、数ｍｍとしている。

これにより、当該磁気センサ２２ａ、２２ｂは、欠陥１５の近傍を通過する場合、検査方向で前方側の磁気センサ２２ａが欠陥１５から離間するときに、検査方向で後方側の磁気センサ２２ｂが欠陥１５に接近する状態となる。このとき、検査方向で前方側の磁気センサ２２ａが検出する配管１０表面の法線方向の磁束成分と、検査方向で後方側の磁気センサ２２ｂが検出する配管１０表面の法線方向の磁束成分とが、逆向きとなる。
即ち、検査方向で前方側の磁気センサ２２ａの磁束の検出信号と、検査方向で後方側の磁気センサ２２ｂの磁束の検出信号とが、横軸を検査方向としてグラフ化したときに、一方が上に凸で、他方が下に凸のグラフとして出力されるから、それらの差分信号をとることで、高いピークが出力されることとなる。
結果、検査方向において、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂの検査方向での間隔Ｌ２より大きい開口径を有する欠陥１５を、適切に検出できる。

尚、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂにて検出される検出信号は、一般に用いられる電気回路により処理される。具体的には、差分回路により差分がとられ、ローパスフィルタ回路により低周波成分が除去され、ロックインアンプにより増幅され、制御回路で移動平均がとられた後、検出データ解析用コンピュータ（制御装置Ｒ）に送信される。ここで、差分回路、ローパスフィルタ回路、ロックインアンプ、及び制御回路については、公知の構成であるため、ここでは、その詳細な説明及び図示を省略する。

検査ユニット５０ａには、図２、３に示すように、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂが、配管１０の内周方向、即ち、検査方向に直交する方向で、配管１０の表面に沿う方向（図２で紙面表裏方向、図３で矢印Ｚに沿う方向）に、間隔Ｌ３（本実施形態では、１１８ｍｍ）で、３組設けられている。
そして、本発明の検査装置５０は、図示は省略するが、当該検査ユニット５０ａを、配管１０の内周に沿って８つ備えており、これにより、配管１０の内周方向で全域を、一度に検査可能となっている。

図４に、これまで説明してきた検査装置５０を用いた場合の欠陥１５の検出結果を示す。
当該図４のグラフ図は、便宜的に、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂによる磁束の測定結果に基づいたグラフ図である。検査対象は、検査方向でその直径が１０ｍｍの欠陥１５を、配管１０の検査方向（管軸方向）に沿って複数（図４では４つ）設けた配管１０とした。尚、複数の欠陥１５は、検査方向で前方側（図４で矢印Ｘの矢示側）ほど、深く形成している。
一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂの間隔Ｌ２は、数ｍｍに設定しており、欠陥１５の検査方向の幅（１０ｍｍ）未満に設定している。

図４（ａ）〜（ｄ）に示すグラフ図は、縦軸が配管１０表面の法線方向での磁束の強さを示す電圧信号であり、横軸が検査方向における位置を示している。
図４（ａ）は、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂのうち、検査方向で前方側の磁気センサ２２ａによる磁束の変化の検出信号であり、図４（ｂ）は、検査方向で後方側の磁気センサ２２ｂによる磁束の変化の検出信号であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）と図４（ｂ）との差分信号であり、図４（ｄ）は、図４（ｃ）の差分信号を移動平均した移動平均信号である。
図４で、矢印αで示す位置には、配管１０の厚み方向で深い欠陥１５が存在する位置であり、グラフの変化が顕著であるので、以下、当該矢印αの位置の検査信号に基づいて、説明する。
この位置では、検査方向で前方側の磁気センサ２２ａによる磁束の変化の検出信号（図４（ａ）に示す信号）が、下向きに凸の状態で現れており、検査方向で後方側の磁気センサ２２ｂによる磁束の変化の検出信号（図４（ｂ）に示す信号）は、上向きに凸の状態で現れている。そして、これらの検出信号の差分信号をとると、図４（ｃ）に示すように、欠陥１５が存在する位置で、比較的大きいピークの差分信号が現れる。当該差分信号の移動平均をとった移動平均信号は、図４（ｄ）に示すように、細かいノイズを除去した信号となる。

次に、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂが、検査方向に直交する方向で、欠陥１５の中心を通過するときの移動平均信号（図５（ａ）に図示）と、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂが、検査方向に直交する方向で、欠陥１５の中心から６ｍｍずれた位置を通過するときの移動平均信号（図５（ｂ）に図示）とを示す。
欠陥１５としては、検査方向での開口径が１０ｍｍで、その深さが配管１０の厚みの５０％、７０％、９０％としたものを、検査方向に記載順に並べている。

図５（ａ）に示すように、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂが、検査方向に直交する方向で、欠陥１５の中心を通過するときの移動平均信号では、深さが配管１０の厚みの５０％、７０％、９０％の何れの欠陥１５においても、良好なピークが形成されており、適切に検出可能であることがわかる。
一方、図５（ｂ）に示すように、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂが、検査方向に直交する方向で、欠陥１５の中心から６ｍｍずれた位置を通過するときの移動平均信号においても、深さが配管１０の厚みの５０％、７０％、９０％の何れの欠陥１５でも、良好なピークが形成されており、適切に検出可能であることがわかる。
ここで、欠陥１５として、その開口径が１０ｍｍ程度のものの結果を示したが、磁気センサ２２ａ、２２ｂを近接させ、さらにその差分を取る構成を採用したことによるデメリットとして、開口径が大きいものの検出が難しくなるのではと考えたが、発明者らの検討によると、開口径３０ｍｍ、開口径５０ｍｍ程度の欠陥も、これまで通り良好に検出できた。

以上、検査装置５０について説明してきたが、本発明は、上述の検査装置５０によって検出される差分信号に基づいて、比較的小形の欠陥に関しても、その欠陥深さを推定する欠陥深さ推定式の導出方法、欠陥深さ推定方法、及び欠陥深さ推定装置１００に関する。
以下、図２、６、７に基づいて、説明を追加する。
本発明の欠陥深さ推定装置１００は、図２に示すように、検査装置５０が送信する差分信号を、通信回線１３を介して、受信する制御装置Ｒを備えている。
制御装置Ｒは、複数の試験欠陥の差分信号からパラメータを抽出するパラメータ抽出手段Ｒ１と、欠陥深さの導出に使用する欠陥深さ推定式を記憶する記憶部Ｒ２と、記憶されている欠陥深さ推定式に、検出対象の欠陥の差分信号から抽出した振幅Ｖｐｐ等のパラメータを代入して欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段Ｒ３と、推定された欠陥深さを出力するモニタ等からなる出力部Ｒ４とを備えている。ここで、パラメータ抽出手段Ｒ１、記憶部Ｒ２、及び欠陥深さ推定手段Ｒ３は、制御装置Ｒにプログラムとして実装されるソフトウェアにて実現できる。

〔欠陥深推定式の導出〕
本発明に係る欠陥深さの導出に使用する欠陥深さ推定式の導出方法に関して、先ず、以下に説明する。
推定式の導出に際しては、まず、配管１０（検査対象物の一例）に形成された複数の試験欠陥を形成し、それら複数の試験欠陥を個々に同定しておくとともに、その欠陥深さを別途測定しておく。そして、別途、それら複数の試験欠陥が形成された配管１０（検査対象物の一例）を検査装置５０にて検査し、複数の差分信号を取得する。このようにして、検査装置５０が取得した複数の差分信号を、通信回線１３を介して受信し、欠陥深さ推定式のパラメータとして、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すような差分信号から、当該差分信号の振幅Ｖｐｐ、管軸方向幅Ｖｗ、管周方向幅Ｖｒを、ここの同定されている欠陥について抽出する。ここで、図６（ａ）は、一対の磁気センサ２１ａ、２１ｂの差分信号が、漏洩磁束量が多いほど輝度が高くなる画像として表示されたものである。図面横方向が検査方向（管軸方向）に対応すると共に図面縦方向が管周方向に対応している。一方、図６（ｂ）は、図６（ａ）で、一つの管周方向位置において管軸方向に沿う漏洩磁束量をグラフ化したものである。図面横方向が検査方向（管軸方向）に対応すると共に図面縦方向が漏洩磁束量に対応している。尚、図６（ａ）と図６（ｂ）とは、紙面左右方向で、管軸方向の位置が対応して表示されている。

振幅Ｖｐｐは、図６（ｂ）に示すように、差分信号の最小値と最大値との差を意味するものであり、基準値Ｖｏを基準として、下方に延びるピーク値から上方に延びるピーク値までの間の値とする。尚、基準値Ｖｏを基準として下方に延びるピーク値は、上方に延びるピーク値を挟む状態で一対存在するが、当該振幅Ｖｐｐにおいては、大きい方のピーク値を採用している。
管軸方向幅Ｖｗは、図６（ｂ）に示すように、基準値Ｖｏを基準として、下方に延びる２つのピーク値の間隔とする。
管周方向幅Ｖｒは、図６（ａ）に示すように、所定の設定値以上となる管周方向の幅とする。

ここで、欠陥深さの推定に際しては、本実施形態にあっては、独立変数である、差分信号の振幅Ｖｐｐ、管軸方向幅Ｖｗ、及び管周方向幅Ｖｒに関して、夫々対数を採用する。このようにパラメータに対数をとる理由は、非線形の関係を線形の関係にするためである。
推定式における従属変数は、欠陥深さとなるが、上記の３つの独立変数と従属変数との間の経緯数を求めるべく、判明している、それぞれの欠陥深さと、差分信号の振幅Ｖｐｐ、管軸方向幅Ｖｗ、及び管周方向幅Ｖｒとの間で重回帰分析を行う。
この重回帰分析においては、欠陥深さが、管厚に対して概ね２０％〜１００％の試験欠陥を分析対象として、係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを定めた。

欠陥深さ（％）＝１００×（ａ×ＬＮ（Ｖｐｐ）＋ｂ×ＬＮ（Ｖｗ）＋ｃＬＮ（Ｖｒ）
＋ｄ）・・・（式１）
ここで、欠陥深さ（％）は、管厚に対する割合を意味するものとする。
上記重回帰分析により、得られた変数の値は、以下の通りである。
ａ： ０．２４２
ｂ： ０．０７１
ｃ：−０．２０３
ｄ： １．０４４

〔制御装置内での欠陥深推定〕
先に説明した制御装置Ｒとしての欠陥深さ推定手段Ｒ３は、あらかじめ記憶手段Ｒ２に記憶された欠陥深さ推定式に基づいて、検出対象の欠陥の欠陥深さを推定する。
説明を追加すると、欠陥深さ推定手段Ｒ３は、検査装置５０から検出対象の欠陥の差分信号を受信すると、当該差分信号からパラメータとして、振幅Ｖｐｐ、管軸方向幅Ｖｗ、管周方向幅Ｖｒを抽出し、抽出したパラメータを、予め導出され記憶部Ｒ２に記憶されている欠陥深さ推定式（上述の（式１））に入力し、欠陥深さを推定する。
制御装置Ｒは、推定された欠陥深さを、出力部Ｒ４がモニタ（図示せず）等へ出力する。

次に、本発明において使用する欠陥深さ推定式により推定された欠陥深さの推定値の信頼性について説明する。
図６は、検出対象の欠陥として、異なる形状の欠陥α、欠陥β、欠陥γ、欠陥δにつき、縦軸に実欠陥深さ（％）を、横軸に推定欠陥深さ（％）をとり、プロットしたものである。即ち、当該図６にあっては、グラフ図で対角線上に示される直線に近いほど欠陥深さの推定値の誤差が少なく、直線から外れるほど、欠陥深さの推定値の誤差が大きいことを意味する。図６で、一点鎖線と二点鎖線の間の領域が、推定欠陥深さ（％）の実欠陥深さ（％）からのずれ量（推定誤差）が、２０％以内にある領域である。この推定では、先に説明した、差分信号の振幅Ｖｐｐ、管軸方向幅Ｖｗ、及び管周方向幅Ｖｒの全てを独立変数としている。
尚、各検出対象の欠陥の形状・大きさは、以下の通りでる。
欠陥α：管軸方向幅が３０ｍｍ、管周方向幅が１０ｍｍの欠陥
欠陥β：管軸方向幅が１０ｍｍ、管周方向幅が３０ｍｍの欠陥
欠陥γ：管軸方向幅が７０ｍｍ、管周方向幅が１０ｍｍの欠陥
欠陥δ：管軸方向幅が１０ｍｍ、管周方向幅が３０ｍｍで形状がすり鉢状の欠陥
図６のグラフから、一部の欠陥深さの推定値を除き、すべての欠陥深さの推定値が、２０％の誤差範囲内に収まっており、充分実用に足る精度で精度良く欠陥深さを推定できていることがわかる。

次に、本発明に係る差分信号の振幅Ｖｐｐのみを独立変数とする場合の欠陥深さ推定式を使用した場合の実欠陥深さとの誤差を図７に示す。
図７のグラフ図に示されるように、かなりの割合の欠陥深さの推定値が、２０％の誤差範囲から外れており、本発明の如く、高い推定精度で、欠陥深さを推定できず、実用に耐えないことがわかる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、一対の磁気センサ２２ａ、２２ｂの間隔Ｌ２は、数ｍｍとしたが、当該間隔Ｌ２は、検査方向における検査対象の欠陥の幅に応じて、適宜変更可能である。

本発明の欠陥深さの推定方法、及び欠陥深さの推定装置は、検査対象物の内表面側から、検査対象物の外表面に形成される比較的小形の欠陥の欠陥深さを、比較的信頼性良く、簡易に得ることができる情報を使用して、充分実用に耐える精度で有効に推定できる。

１０ ：配管
１５ ：欠陥
２２ ：磁気センサ
２３ ：バネ
２４ ：支持体
２５ ：ローラ
Ｒ１ ：パラメータ抽出手段
Ｒ２ ：記憶部
Ｒ３ ：欠陥深さ推定手段
Ｒ４ ：出力部
Ｖｐｐ ：振幅
Ｖｒ ：管周方向幅
Ｖｗ ：管軸方向幅

Claims (5)

1. 検査対象物の近傍に磁場を発生させ、前記検査対象物からの漏洩磁束を測定し、当該測定値から前記検査対象物に形成された欠陥の欠陥深さを推定する欠陥深さ推定方法であって、
   中空円筒形状の前記検査対象物の筒軸心に沿う検査方向に沿って設けられる一対の磁気センサを、前記検査方向で前方側の前記磁気センサが前記欠陥から離間しているときの磁束の変化を検出している状態で、前記検査方向で後方側の前記磁気センサが前記欠陥へ接近しているときの磁束の変化を検出可能な間隔で配設し、
   前記検査対象物の近傍に磁場を発生させている状態で、前記検査対象物に形成された欠陥に対し、前記一対の磁気センサを前記検査方向で移動させ、前記一対の磁気センサの検出信号から求まる検査対象物表面の法線方向における磁束成分の差分信号から、少なくとも、その差分信号の最大値と最小値との幅である振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅とを抽出し、抽出した前記振幅、前記管軸方向幅及び前記管周方向幅を使用して、一対の磁気センサの検出信号から求まる差分信号の最大値と最小値との幅である振幅、当該差分信号の管軸方向幅、及び当該差分信号の管周方向幅のみを独立変数、欠陥深さを従属変数とする推定式に基づいて前記欠陥の深さを推定する欠陥深さ推定方法。
2. 検査対象物を磁化する磁化手段と、当該磁化手段により磁化された前記検査対象物から漏洩する漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出手段とを、前記検査対象物の表面の検査方向に沿って移動させて、前記検査対象物に形成される欠陥の欠陥深さを前記漏洩磁束検出手段の出力から推定する欠陥深さの推定装置であって、
   前記漏洩磁束検出手段が、中空円筒形状の前記検査対象物の筒軸心に沿う前記検査方向に沿って配置される少なくとも一対の磁気センサからなり、当該一対の磁気センサの前記検査方向での間隔を、前記検査方向で前方側の前記磁気センサが前記欠陥から離間しているときの磁束の変化を検出している状態で、前記検査方向で後方側の前記磁気センサが前記欠陥へ接近しているときの磁束の変化を検出可能な間隔として配設し、
   欠陥が形成された前記検査対象物に対し、前記一対の磁気センサを検査方向に沿って移動させて、当該一対の磁気センサの検出信号から求まる、検査対象物表面の法線方向における磁束成分の差分信号から、少なくとも、その最大値と最小値との差である振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅とを抽出するパラメータ抽出手段と、
   一対の磁気センサの検出信号から求まる差分信号の最大値と最小値との幅である振幅、当該差分信号の管軸方向幅、及び当該差分信号の管周方向幅のみを独立変数、欠陥深さを従属変数とする推定式を記憶する記憶部と、
   前記差分信号のうち、前記検査対象物に形成された欠陥を前記一対の磁気センサが通過するときに得られる差分信号の振幅と、管軸方向幅と、管周方向幅のみを推定式に入力して欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段とを備える欠陥深さ推定装置。
3. 前記一対の磁気センサが、前記検査方向での検出対象の前記欠陥の幅未満の間隔で配設されている請求項２に記載の欠陥深さ推定装置。
4. 前記一対の磁気センサは、前記検査対象物としての円筒状の配管の内周方向に沿って複数設けられている請求項２又は３に記載の欠陥深さ推定装置。
5. 前記磁化手段が前記検査対象物の表面との間に間隙を形成する状態で懸架されると共に前記磁気センサが振動吸収部を介して懸架される支持体と、前記検査対象物の表面に接地した状態で当該表面に沿って走行するローラとを備える請求項２〜４の何れか一項に記載の欠陥深さ推定装置。

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