JP7080006B2 - 複合材検査 - Google Patents
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Description
を使用して、次の方程式に従って決定される。
(1)
R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数(complex autocorrelation function)
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相である。関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす。A-スキャンをNポイントでサンプリングすると、方程式1は次のようになる。
(2)
ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす。
(3)
ここで、pは係数a k の個数であり、SnはサンプルポイントnでのA-スキャン信号である。
(4)
f0=100kHz、f1=11MHz、及びf2/f1=1.2
幾つかの例示的な実施例では、f1は11MHzではなく、5MHzとなる。この場合、正常な構造周期よりも小さいサイズの微小な不整合もまた、帯域通過フィルタ処理信号から取り除かれる。したがって、大規模な不整合が強調される。
を使用して推定される。A-スキャンをNポイントでサンプリングすると
となる。ここで|RN(1)|は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNの大きさで、RN(0)は、サンプルポイント0で評価したNポイント複素自己相関関数RNである。
(5)
この方程式で、pは係数a k の個数であり、SnはサンプルポイントnでのA-スキャン信号である。
を使用して、幾つかの超音波A-スキャンのうちの1つの超音波A-スキャンの窓処理された信号の平均周波数を決定することを含む。
(6)
ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相である。関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす。A-スキャンをNポイントでサンプリングすると、方程式5は次のようになる。
(7)
ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす。
を使用して、次の方程式に従って決定される。
(9)
ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相で、関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす。A-スキャンをNポイントでサンプリングすると、方程式7は次のようになる。
(10)
ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす。
(11)
ここで、pは係数a k の個数であり、SnはサンプルポイントnでのA-スキャン信号である。
を使用して、推定される。
(12)
ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相である。関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす。A-スキャンをNポイントでサンプリングすると、方程式9は次のようになる。
(13)
ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす。
を使用して推定される。A-スキャンをNポイントでサンプリングすると
となる。ここで|RN(1)|は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNの大きさで、RN(0)は、サンプルポイント0で評価したNポイント複素自己相関関数RNである。
(ここでpは係数a k の個数で、SnはサンプルポイントnでのA-スキャン信号を表わす)を使用して前記幾つかの超音波A-スキャンのうちの1つのA-スキャンの窓処理された信号の最大周波数を決定することを含む、条項1から5のいずれか一項に記載の方法。
を使用して、方程式
(ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相で、関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす)、又は前記A-スキャンをNポイントでサンプリングした
(ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす)のうちの少なくとも1つを従って、前記幾つかの超音波A-スキャンのうちの1つの超音波A-スキャンの窓処理された信号の平均周波数を決定することを含む、条項1から6のいずれか一項に記載の方法。
を使用して、方程式
(ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相で、関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす)、又は前記A-スキャンをNポイントでサンプリングした方程式
(ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす)のうちの少なくとも1つを従って決定される、条項13に記載の方法。
(ここでpは係数a k の個数で、SnはサンプルポイントnでのA-スキャン信号を表わす)を使用して推定される、条項16又は17に記載の方法。
を使用して、方程式
(ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさで、O(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相で、関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす)、又は前記A-スキャンをNポイントでサンプリングした方程式
(ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNで、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす)のうちの少なくとも1つを従って推定される、条項16から18のいずれか一項に記載の方法。
Claims (16)
- 複合材料構造物(202)の材料の変化(246)を検出する方法であって、前記方法は、
パルスレーザービーム(220)を幾つかの複合材料(203)からなる前記複合材料構造物(202)の方に向けることであって、前記パルスレーザービーム(220)の放射が前記複合材料構造物(202)によって吸収されるとき、広帯域超音波信号(226)は前記複合材料構造物(202)内に形成される、向けること、
前記広帯域超音波信号(226)を検出して、幾つかの超音波A-スキャン(258、303)を含むデータ(240)を形成すること、
前記幾つかの超音波A-スキャン(258、303)の各々に対して複数の周波数測定値(317)を特定するため、前記データ(240)を処理すること、及び、
前記複数の周波数測定値(317)を使用して、周波数画像(268、322)を表示することであって、前記材料の変化(246)は前記周波数画像(268、322)に表わされる、表示すること
を含み、
前記データ(240)を処理することは、
前記幾つかの超音波A-スキャン(258、303)の各々にガウス分布形状を有する移動窓(312)を適用すること、及び
前記移動窓(312)内で平均周波数(318)又は最大周波数(320)のうちの少なくとも1つを決定すること
を含む方法。 - 複合材料構造物(202)の材料の変化(246)を検出する方法であって、前記方法は、
パルスレーザービーム(220)を幾つかの複合材料(203)からなる前記複合材料構造物(202)の方に向けることであって、前記パルスレーザービーム(220)の放射が前記複合材料構造物(202)によって吸収されるとき、広帯域超音波信号(226)は前記複合材料構造物(202)内に形成される、向けること、
前記広帯域超音波信号(226)を検出して、幾つかの超音波A-スキャン(258、303)を含むデータ(240)を形成すること、
前記幾つかの超音波A-スキャン(258、303)の各々に対して複数の周波数測定値(317)を特定するため、前記データ(240)を処理すること、及び、
前記複数の周波数測定値(317)を使用して、周波数画像(268、322)を表示することであって、前記材料の変化(246)は前記周波数画像(268、322)に表わされる、表示すること
を含み、
前記周波数画像(268、322)の一方の軸はスキャニング距離で、他方の軸は深さであり、前記周波数画像(268、322)の各ピクセルの強度は、前記複数の周波数測定値(317)の周波数を示している、方法。 - 前記データ(240)を処理することは、
前記幾つかの超音波A-スキャン(258、303)の各々に移動窓(312)を適用すること、及び
前記移動窓(312)内で平均周波数(318)又は最大周波数(320)のうちの少なくとも1つを決定すること
を含む請求項2に記載の方法。 - 前記移動窓(312)はガウス分布形状を有する、請求項3に記載の方法。
- 前記周波数画像(268、322)を分析することによって、望ましくない状態が前記複合材料構造物(202)に存在するか否かを判定することを更に含み、前記望ましくない状態は前記材料の変化(246)を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の周波数測定値(317)は、平均周波数(318)又は最大周波数(320)のうちの少なくとも1つから選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の周波数測定値(317)を特定するため、前記データ(240)を処理することは、
前記超音波A-スキャンの窓処理された信号(316)の複素解析表現である自己相関関数
を使用して、方程式
(ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさであり、φ(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相であり、関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす)、又は前記A-スキャンをNポイントでサンプリングした
(ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNであり、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす)のうちの少なくとも1つに従って、前記幾つかの超音波A-スキャン(258、303)のうちの1つの超音波A-スキャンの窓処理された信号(316)の平均周波数(318)を決定することを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記広帯域超音波信号(226)は、点状の光学式検出器(230)を使用して検出される、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- パルスレーザービーム(220)を複数の層(204)からなる複合材料構造物(202)の方に向けることであって、前記パルスレーザービーム(220)の放射が前記複合材料構造物(202)によって吸収されるとき、幾つかの広帯域超音波信号(226)が前記複合材料構造物(202)内に形成される、向けること、
前記複合材料構造物(202)の複数の超音波A-スキャン(258、303)を含むデータ(240)を形成するため、前記広帯域超音波信号(226)を検出すること、
前記複数の超音波A-スキャン(258、303)の各々に移動窓(312)を適用して、窓処理された信号(316)を形成すること、
前記複数の超音波A-スキャン(258、303)の各々に対して、前記窓処理された信号(316)内で周波数測定値(317)を決定すること、
前記周波数測定値(317)を使用して、前記複数の超音波A-スキャン(258、303)の各々の1つのA-スキャンスペクトル(259)から構造信号(305)のスペクトルコンポーネント(326)を取り除くこと、及び、
前記構造信号(305)の前記スペクトルコンポーネント(326)を取り除いた後、前記複数の超音波A-スキャン(258、303)の各々の前記A-スキャンスペクトル(259)に補間を実行して補間されたA-スキャンスペクトルデータを形成すること
を含む方法。 - 前記複数の超音波A-スキャン(258、303)の各々にフーリエ変換をして、前記複数の超音波A-スキャン(258、303)の各々のA-スキャンスペクトル(259)を形成すること、及び、
前記補間されたA-スキャンスペクトルデータに逆フーリエ変換を実行して複数の無構造超音波A-スキャン(306)を形成すること
を更に含む、請求項10に記載の方法。 - 前記複数の無構造超音波A-スキャンから形成された無構造B-スキャン画像(330)をフィルタ処理すること
を更に含む、請求項11に記載の方法。 - 前記無構造B-スキャン画像をフィルタ処理することは、前記無構造B-スキャン画像上でローパスフィルタ(308)を使用することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記周波数測定値(317)は、平均周波数(318)又は最大周波数(320)から選択される、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記平均周波数(318)は、超音波A-スキャンの窓処理された信号(316)の複素解析表現である自己相関関数
を使用して、方程式
(ここで、R(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数
の大きさであり、φ(0)は時刻ゼロにおける複素自己相関関数の位相であり、関数の上に付いているドットは、当該関数の時間微分を表わす)、又は前記A-スキャンをNポイントでサンプリングした方程式
(ここでRN(1)は、サンプルポイント1で評価したNポイント複素自己相関関数RNであり、imは複素自己相関関数の虚数部分を表わし、reは複素自己相関関数の実数部分を表わす)のうちの少なくとも1つに従って決定される、請求項14に記載の方法。
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