JPH0266446A - 表面欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非破壊検査による表面欠陥検査において必要な
探傷信号のみを抽出し、また微小な表面欠陥をも精度よ
く検出する表面欠陥検査方法に関するものである。

〔従来方法〕

鋼板、網管などの被検査材の原形１機能を損なわずに表
面欠陥の有無とその程度とを調べるには、例えば渦流探
傷法などの非破壊検査が行われている。非破壊検査では
被検査材に探触子を走査させ、その探触子から探傷信号
を得て、表面欠陥の検査を行う。この探傷信号には、従
来時系列の信号処理がなされてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、時系列の信号処理による表面欠陥検査では以
下の場合、欠陥の誤検出が生じやすい。

まず、欠陥に複数の方向性がある場合、欠陥の方向性を
弁別して当該検査に必要な欠陥信号のみを抽出する必要
があるが、時系列の信号処理では、欠陥の方向性を弁別
することができないので、欠陥の誤検出が生じる。また
、表面欠陥が微小であり、欠陥の有無、大小の指標であ
る探傷信号の振幅９周波数１位相等に欠陥とノイズとで
有意差がない場合においても、時系列の信号処理では表
面欠陥を充分感度よく検出することができず、欠陥の誤
検出が生じる。そこで、所要の方向性を有する欠陥信号
のみを抽出し、また微小な表面欠陥をも精度よ（検出す
る表面欠陥検査方法の開発が望まれている。

本発明は、上述したような時系列の信号処理による表面
欠陥検査方法の問題点を解消するめたになされたもので
あり、欠陥の誤検出を減少させ、欠陥検査精度を向上さ
せる表面欠陥検査方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、請求項１記載の発明の表面
欠陥検査方法においては、被検査材に探触子を走査させ
、該探触子から得た探傷信号により表面欠陥の検出を行
う表面欠陥検査方法において、前記探傷信号を探触子の
走査位置と関連づけて２次元に配列し、この配列により
得られる２次元探傷信号に所定の処理を施して欠陥の方
向性を検出し、検出された方向性により所要の表面欠陥
を抽出することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明の表面欠陥検査方法において
は、請求項１記載の２次元探傷体号を、適宜の大きさの
配列要素に分割し、分割要素毎に探傷信号レベルの標準
偏差を求め、求めた標準偏差により所要の表面欠陥を抽
出することを特徴とする。

〔作用〕

非破壊検査による表面欠陥検査において得られる探傷信
号は、探触子の走査位置と関連づけて２次元に配列され
る。この配列により得られる２次元探傷信号に所定の処
理を施し、欠陥信号の方向性が弁別され、当該検査に必
要な方向性を有する欠陥信号が抽出される。また、前記
２次元探傷体号を適宜の大きさの配列要素に分割し、分
割要素毎に探傷信号レベルの標準偏差が求められ、標準
偏差を所要の欠陥検出の尺度とすることにより、微小な
表面欠陥をも高精度に検出される。

〔実施例〕

以下、本発明方法をその実施例を示す図面に基づいて説
明する。

第１図は本発明方法を実施する表面欠陥検査装置の構成
図である。矩形の鋼板等の被検査材Ｅの上側に、渦流探
傷用の探触子Ｃを走査させることにより表面欠陥検査が
実施される。

探触子Ｃの走査は、被検査材Ｅの幅方向−側端から開始
され、他側端で終了する幅方向に平行な主走査と、主走
査の位置を順次一定間隔ずつ被検査材Ｅの長手方向の端
部に平行に移動させる副走査との組み合わせで行われる
。なお説明の便宜上、探触子Ｃは、主走査を終了すると
一端被検査材から離れ、探傷検査を行わずに長手方向へ
移動しつつ、被検香材Ｅ上の一例端へもどり、その後再
び主走査を開始して探傷信号を得るものとする。

前記探触子Ｃは図示しない駆動機構によって、上述の如
き移動を行う。この駆動機構の制御を行う走査駆動制御
装置りは、探触子Ｃの主走査を開始及び終了させるため
の制御信号に同期するクロック信号を信号配列装置Ａへ
入力する。

一方、探触子Ｃと接続した探傷器Ｂは、探触子Ｃの主走
査により得られた第２図のような時系列の探傷信号を信
号配列装置Ａへ入力する。第２図では、主走査終了後、
被検査材上の一側端へもどる時間は省略しである。

信号配列装ＷＡは、前記時系列の探傷信号レベルを、前
記クロック信号により、被検金材Ｅ平面での主走査位置
及び副走査位置と関連づけて２次元に配列し、この配列
により得られる２次元探傷体号をモニタＦに第３図の如
く画像表示させる。

ところで第１図、第２図、第３図において■■９■、■
は前記主走査の開始時点または開始位置を示し、それら
に対応する■′、■′、■′■′は、それぞれの主走査
の終了時点または終了位置を示す。第３図の前記２次元
探傷体号は、探傷信号レベル（Ｚ軸）を■−■′または
■−■′などの区間ごとに、被検香材Ｅ平面での主走査
位置（Ｘ軸）に対応する幅だけ広げ、副走査位置（Ｙ軸
）に対応する一定の間隔で配列したものである。

次に、第１発明である欠陥の方向性による表面欠陥検出
について具体的に説明する。前記信号配列装置Ａは、前
記２次元探傷信号のレベルを所定の闇値で２値化処理し
、第４図の如き２値画像に変換する。第４図（イ）は、
第３図のＸ軸、Ｙ軸に対応した２次元子面に、第３図の
Ｚ軸で示される探傷信号レベルのうち前記２値化闇値よ
り大きなものを欠陥信号として黒く表示した画像図であ
る。

第４図（イ）の３１〜３６はＹ軸方向に連続性を有する
欠陥信号であり、４１〜４４はその他の方向に連続性を
有する欠陥信号である。Ｙ軸方向の欠陥のみを抽出して
欠陥検査を実施する場合、他方向の欠陥信号を第４図（
ロ）の如く除去しＹ軸方向の欠陥信号のみを抽出する。

この際、Ｙ軸方向の欠陥信号と他方向の欠陥信号とが重
なる部分は自動的にＹ軸方向の欠陥信号として黒く表示
され、所要の表面欠陥を抽出する。

第５図は被検査材を研削しながら、本発明による表面欠
陥の検出を繰り返した結果である。被検査材には特定方
向に連続性を有する有害欠陥と他の方向に連続性を有す
る無害欠陥とが存在している。○を結ぶ実線は、従来方
法による欠陥検出個数、・を結ぶ破線は本発明方法によ
る欠陥検出個数である。また縦′ｂＡ■−■′は目視検
査の結果。

有害欠陥なしと判定された硝削量を示す。第５図により
明らかなように、欠陥の方向性を利用した本発明方法に
よる欠陥検出では、目視検査の結果と一致しており、従
来法に比べて誤検出が減少し、高精度に欠陥検出が行わ
れている。

次に第２発明について具体的に説明するに先立ち、探傷
信号レベルの標準偏差を欠陥検出の尺度として用いるこ
との有効性を例を挙げて示す。第６図、第７図は、探傷
信号レベルＸを縦軸に、時間ｔを横軸にとった時系列探
傷信号の波形図である。図中破線で示す値マは、探傷信
号レベルＸのである。該波形図は、それぞれ以下の如き
特徴を存する。

第６図 ・大部分のデータは有効探傷信号レベル　ｘ−ｘが極め
て小さい。

・　ｘ−ｘ　　が大きいデータがいくつか存在する。

第７図 ・全体的に有効探傷信号レベル　ｘ−ｘ　　が微小であ
り、　ｘ−ｘ　　が大きいデータは存在しない。

・　ｘ−ｘ　　のバラツキ度合は大きい。

上述の如き探傷信号波形図はＸとＹが近似しているため
、欠陥の有無、大小の指標である探傷信号の振幅に欠陥
とノイズとで有意差がない部分が多く、時系列信号処理
による欠陥検出では、欠陥の誤検出が生じていた。

ところで、第６図、第７図における一次元区間（ｔ＋ｔ
ｚ、但しｔ＋＜ｔｚ）において、探傷信号レベルＸにつ
いての標準偏差σは、 また探傷信号レベルが時間に関して離散的な値Ｘ、とな
る場合の標準偏差σは、 σ＝Σ（Ｘ、　ｘ）２／　（ｈ　　ｔ＋）　　Ｘ＝Σｘ
ｉ／（ｔｘ　　ｔで算出される上記の式から明らかなよ
うに、探傷信号レベルＸの標準偏差σは　Ｘ−７のバラ
ツキ度合に依存しており、第６図、第７図においてが同
等値であれば標準偏差σも同等値となる。つまり、標準
偏差を欠陥の有無の評価尺度として用いることにより、
前記第６図、第７図に示すような探傷信号を同等に評価
できる。このため探傷信号の標準偏差を欠陥の有無の評
価尺度とし、所定の標準偏差より大きな標準偏差を有す
る区間に欠陥が存在すると判定して欠陥検出を実施する
と、当該区間内の探傷信号は微小探傷信号をも含めて全
て欠陥信号として抽出できる。本発明方法では、このよ
な標準偏差の性質を利用し、誤検出の少な＋１） い高精度な欠陥検出を行うべく、以下に述べるような方
法で探傷信号の標準偏差を求め、求めた標準偏差を欠陥
検出の尺度として表面欠陥の検出を行う。

まず前記２次元探傷信号を、第８図の如く、各分割要素
に必ず探傷信号が含まれるように適宜の大きさに分割す
る。この際、Ｙ軸方向に複数個の探傷信号が含まれるよ
うに分割し、分割した要素毎に探傷信号レベルの標準偏
差を求めると、求めた標準偏差には、Ｘ軸方向（主走査
位置または時間方向）に関する探傷信号レベルのバラツ
キ度合の情報に加えて、従来方法では求め得ないＹ軸方
向（副走査位置）に関する探傷信号レベルのバラツキ度
合の情報が含まれる。このように前記２次元探傷信号を
所要の方向に関する探傷信号のバラツキ度合情報が含ま
れるような適宜の大きさに分割し、分割した要素毎に探
傷信号の標準偏差を求め、求めた標準偏差を欠陥の有無
の評価尺度として欠陥検出を実施すると、所要の方向性
を有する欠陥を従来方法では検出困難であった微小欠陥
をも含めて高精度に検出できる。

第９図は、上述の如く分割した２次元探傷信号において
、各分割要素毎に標準偏差を求め、求めた標準偏差の頻
度の分布を示したヒストグラムである。第９図破線は表
面欠陥がない場合、実線は表面欠陥がある場合の同−被
検査材についての標準偏差の頻度分布を示す。第９図に
より明らかなように表面欠陥の有無により標準偏差の頻
度分布に有意差が存在する。このため標準偏差を欠陥の
有無の評価尺度とし、第９図■−０′で示されるように
、表面欠陥がない場合にはその低値側に殆どの標準偏差
が位置するような標準偏差を閾値とし、この闇値より大
きな値の標準偏差を示す分割要素内には欠陥が存在する
と判定し、当該分割要素内の探傷信号を所要の欠陥信号
として抽出すると、微小な欠陥も高精度に検出できる。

なお、本実施例においては、探傷信号の振幅レベルを欠
陥の有無、大小の指標として説明を行ったが、周波数１
位相等を指標としても同様に欠陥検出が実施されるのは
言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く、本発明方法によれば、表面欠陥検査
方法において、探傷信号と不要ノイズとが混在し、欠陥
の有無、大小の指標である探傷信号の振幅２周波数３位
相等に欠陥とノイズとで有意差が生じない場合でも、所
要の方向性を有する欠陥信号のみを抽出し、微小な表面
欠陥をも高精度に検出し、欠陥の誤検出を減少させ、欠
陥検査精度が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いる構成図、第２図及び
第３図はその実施例の説明のための波形図であり、第４
図及び第５図は第１発明方法の実施例の説明図、第６図
〜第９図は第２発明方法の実施例の説明図である。 Ａ・・・信号配列装置　Ｂ・・・探傷器　Ｃ・・・探触
子Ｄ・・・走査駆動制御装置　Ｅ・・・被検査材　Ｆ・
・・モニタ 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫見 聞 晴間 茅 刀 抽出前 抽出後 図 第 旧 夷 記 ■ ０．５ １．０ 研削量（ｎ） 欠陥の方向性を利用した欠陥判定精度向上図 乳 記 １ｇ、準備差 木 習

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査材に探触子を走査させ、該探触子から得た探
   傷信号により表面欠陥の検出を行う表面欠陥検査方法に
   おいて、 前記探傷信号を探触子の走査位置と関連づけて２次元に
   配列し、この配列により得られる２次元探傷信号に所定
   の処理を施して欠陥の方向性を検出し、検出された方向
   性により所要の表面欠陥を抽出することを特徴とする表
   面欠陥検査方法。 ２、被検査材に探触子を走査させ、該探触子から得た探
   傷信号により表面欠陥の検出を行う表面欠陥検査方法に
   おいて、 前記探傷信号を探触子の走査位置に関連づけて２次元に
   配列し、この配列により得られる２次元探傷信号を適宜
   の大きさの配列要素に分割し、分割要素毎に探傷信号レ
   ベルの標準偏差を求め、求めた標準偏差により所要の表
   面欠陥を抽出することを特徴とする表面欠陥検査方法。