JP6865927B2 - 検査装置、検査方法、検査プログラム、記憶媒体、および検査システム - Google Patents
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Description
In(fL)=0.5In(αh/ρc)−1.5In(d)−1.2 (1)
上記式(1)において、dは検査対象物の測定表面からの深さを表し、ρは検査対象物の密度を表し、cは検査対象物の比熱を表し、hは検査対象物の表面における熱伝達率を示す。
(システム構成)
本実施形態の検査システムは、検査対象物の表面を加熱して表面温度の時間変化を示すデータを測定し、この表面温度の時間変化を示すデータに基づいて、検査対象物の内部の空隙などの欠陥を判定する。図1は、本実施形態における検査システム1を示す構成図である。検査システム1は、例えば、加熱装置10と、温度測定装置12と、検査装置14とを備える。
図5は、高周波位相ピーク周波数fHの解析に用いた3種類のサンプル物体の物性値を示す図である。図6は、図5に示す3種類のサンプル物体の各々における高周波位相ピーク周波数fHと欠陥深さとの関係を一次元熱解析により求めた結果を示す図である。図6に示すとおり、いずれのサンプル物体においても、高周波位相ピーク周波数fHは、欠陥深さdの増大とともに両対数グラフ上で線形的に減少していることが分かる。また、いずれのサンプル物体においても、その傾きは−2であることが分かる。これらの結果に基づいて、高周波位相ピーク周波数fH、欠陥深さd、および各サンプル物体の物性値の関係を定式化すると、以下の式(1)が得られる。
上記の式(1)の妥当性を確認するために、実験的な検証を行った。図8は、本検証実験において使用したサンプル物体の外観を示す図である。このサンプル物体は、200×200×5mmのCFRPである。このサンプル物体は、人工的に生成された欠陥として、欠陥深さの異なる3つの平底穴(欠陥深さ0.5mmの欠陥D1、欠陥深さ1mmの欠陥D2、欠陥深さ2mmの欠陥D3)を有している。これらの3つの平底穴は、いずれも20×20mmの大きさを有する。
図11は、本実施形態における検査装置14の機能ブロック図である。検査装置14は、例えば、取得部20と、変換部22と、判定部24と、表示部26と、記憶部D1とを備える。
次に、本実施形態の検査装置14の動作について説明する。図12は、本実施形態における検査装置14の検査処理を示すフローチャートである。
以下、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と比較して、第2の実施形態は、検査における検査対象物Tのデータの取得時間を、検査対象物の検査対象とする欠陥深さにおける高周波位相ピーク周波数の逆数と同程度となるように条件設定を行う点が異なる。このため、構成などについては第1の実施形態で説明した図および関連する記載を援用し、詳細な説明を省略する。
上記のデータポイント数の変化に伴う高周波位相ピーク周波数における位相差の実験的な検証を行った。本検証実験では、図8に示すサンプル物体に対して、表面をキセノンフラッシュランプによって瞬間的に加熱し、その後の表面温度変化を温度測定装置12によって測定した。温度測定装置12としては、赤外線カメラ(FLIR A315)を使用して,サンプリング周波数10Hzで観察した。これにより、データの取得時間(データポイント数)の変化に伴う高周波位相ピーク周波数fHにおける位相差の変化を確認した。
図16は、本実施形態における検査装置15の機能ブロック図である。検査装置15は、第1の実施形態の検査装置14と比較して、取得時間決定部28をさらに備えている。
次に、本実施形態の検査装置15の動作について説明する。図17は、本実施形態における検査装置15の検査処理を示すフローチャートである。
Claims (9)
- 検査対象物の表面温度の時間変化を示すデータを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記表面温度の時間変化を示すデータに対して位相変換を行い、位相値の周波数変化を示すデータを算出する変換部と、
前記変換部により算出された前記位相値が、所定周波数以上の周波数領域で示すピークに基づいて、前記検査対象物の欠陥を判定する判定部と、
を備え、
前記変換部により算出された前記位相値は、第1の周波数領域で示す第1のピークと、前記第1の周波数領域よりも周波数が高い第2の周波数領域で示す第2のピークとを含み、
前記判定部は、前記第2の周波数領域で示す第2のピークに基づいて、前記検査対象物の欠陥を判定する、
検査装置。 - 前記判定部は、前記変換部により算出された前記位相値と、予め求められている前記検査対象物の基準位相値との位相差の周波数変化を示すデータにおける前記位相差がピークを示す周波数に基づいて、前記検査対象物の欠陥の深さを判定する、
請求項1に記載の検査装置。 - 前記所定周波数は、下記式(1)で算出される周波数fLである、
請求項1又は2に記載の検査装置。
In(fL)=0.5In(αh/ρc)−1.5In(d)−1.2 (1)
(上記式(1)において、dは検査対象物の測定表面からの深さを表し、ρは検査対象物の密度を表し、cは検査対象物の比熱を表し、hは検査対象物の表面における熱伝達率を表し、αは検査対象物の熱拡散率を表す。) - 前記取得部は、前記検査対象物の検査対象とする欠陥に対応する前記位相値のピークの周波数の逆数から所定範囲内の時間の間、前記検査対象物の表面温度の時間変化を示すデータを取得する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記判定部は、前記位相値のピークの周波数における位相画像を生成する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。 - 検査対象物の表面温度の時間変化を示すデータを取得する工程と、
取得された前記表面温度の時間変化を示すデータに対して位相変換を行い、位相値の周波数変化を示すデータを算出する工程と、
算出された前記位相値が、所定周波数以上の周波数領域で示すピークに基づいて、前記検査対象物の欠陥を判定する工程と、
を備え、
算出された前記位相値は、第1の周波数領域で示す第1のピークと、前記第1の周波数領域よりも周波数が高い第2の周波数領域で示す第2のピークとを含み、
前記第2の周波数領域で示す第2のピークに基づいて、前記検査対象物の欠陥を判定する、
検査方法。 - 請求項6に記載の検査方法をコンピュータに実行させるための検査プログラム。
- 請求項7に記載の検査プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 検査対象物を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置によって加熱された前記検査対象物の表面温度の時間変化を示すデータを測定する温度測定装置と、
前記検査対象物の検査を行う検査装置であって、
前記温度測定装置から前記検査対象物の表面温度の時間変化を示すデータを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記表面温度の時間変化を示すデータに対して位相変換を行い、位相値の周波数変化を示すデータを算出する変換部と、
前記変換部により算出された前記位相値が、所定周波数以上の周波数領域で示すピークに基づいて、前記検査対象物の欠陥を判定する判定部と、を備える検査装置と、
を備え、
前記変換部により算出された前記位相値は、第1の周波数領域で示す第1のピークと、前記第1の周波数領域よりも周波数が高い第2の周波数領域で示す第2のピークとを含み、
前記判定部は、前記第2の周波数領域で示す第2のピークに基づいて、前記検査対象物の欠陥を判定する、
検査システム。
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