JPH09159483A - データ収集方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 品質保証用データとして必要十分な情報を含
んだデータをデジタル化して記憶媒体に記録，保存す
る。 【解決手段】 電気的信号を可及的に正確に再現できる
周期でサンプリングするＡ／Ｄ変換部３と、このＡ／Ｄ
変換部３におけるサンプリング周期よりも長い周期毎
に、周期内の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値をホ
ールドするか、あるいは、ホールド周期内の最大ピーク
値及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾値を越えた場
合に、その値を予め定めた別の値へ置換してホールドす
る信号処理部４と、この信号処理部４におけるホールド
周期ごとに、あるいは、ホールド周期内の最大ピーク値
及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾値を越えた場合
のみ記録するデータ保存部５を備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非破壊検査装置等
の品質検査装置より出力される電気的信号を収集し、こ
れを記録，保存する方法、及びこの方法を実施する際に
使用する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】品質検査装置から出力される電気的信号
を記録する方法として、従来より、アナログ信号を取り
込み、これを記録紙上にアナログ波形で記録するペン式
レコーダが多く用いられている。そして、この記録紙は
品質保証上の理由により一定期間倉庫等に保管してい
る。また、一部の装置では、電気的信号をデジタル化
し、これをハードディスクや光磁気ディスク等の記憶媒
体に記録しているものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録紙
上に記録する方法では、記録データのデジタル化ができ
ないので、データ解析が困難であり、また、記録紙保存
のために大きなスペースが必要である等の問題がある。

【０００４】また、デジタル化して記憶媒体に記録する
方法では、サンプリング周期が長い場合には、図７に示
すように、アナログ信号を正確に再現することができな
いという問題がある。アナログ信号を正確に再現するに
は、サンプリング周期を短くする、すなわち、サンプリ
ング数を多くすればよいのであるが、データのサンプリ
ング数は記憶媒体の記憶容量に依存するので、長時間に
わたり詳細にサンプリングしようとした場合には、その
程度に応じた数量の記憶媒体が必要となり、費用的な問
題や保存スペースの問題が発生する。従って、結果的に
は、デジタル化して記憶媒体に記録する方法では、長時
間にわたって詳細にサンプリングすることができなかっ
た。

【０００５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、品質検査装置における電気信号の
特徴に鑑み、デジタル化して記憶媒体に記録する方法に
おいて、従来の記録方法にあった問題を解決しつつ、品
質保証用データとして必要十分な情報を含んだデータを
記録，保存できるデータ収集方法及び装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のデータ収集方法は、電気的信号をデジ
タル化して記憶し、データ保存装置に記録するデータ収
集方法において、電気的信号を可及的に正確に再現でき
る周期でサンプリングした後、このサンプリング周期よ
りも長い周期毎に、周期内の最大ピーク値及び／又は最
小ピーク値をホールドし、このホールド周期ごとに記録
したり、また、周期内の最大ピーク値及び／又は最小ピ
ーク値をホールドすることに代えて、ホールド周期内の
最大ピーク値及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾値
を越えた場合に、その値を予め定めた別の値へ置換して
ホールドすることとしたり、あるいは、ホールド周期内
の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾
値を越えた場合のみ、信号の記憶を実行するようにして
いるのである。

【０００７】また、本発明のデータ収集装置は、電気的
信号を可及的に正確に再現できる周期でサンプリングす
るアナログ／デジタル変換部と、このアナログ／デジタ
ル変換部におけるサンプリング周期よりも長い周期毎
に、周期内の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値をホ
ールドするか、あるいは、ホールド周期内の最大ピーク
値及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾値を越えた場
合に、その値を予め定めた別の値へ置換してホールドす
る信号処理部と、この信号処理部におけるホールド周期
ごとに、あるいは、ホールド周期内の最大ピーク値及び
／又は最小ピーク値が予め定めた閾値を越えた場合のみ
記録するデータ保存部を備えさせているのである。

【０００８】

【発明の実施の形態】品質検査装置からの品質保証用デ
ータとして重要なことは、一般的には、信号を正確に再
現することではなく、欠陥が存在した時に発生する欠陥
信号のピーク値を正確に把握することである。かかる品
質検査装置の電気的信号の特徴に鑑み、品質保証用デー
タとして必要十分な情報を含んだデータとして記録，保
存できるように、本発明では、以下のような構成を採用
している。

【０００９】すなわち、本発明の第１のデータ収集方法
は、電気的信号を可及的に正確に再現できるように、例
えば図３（ａ）に示すように、短い周期でサンプリング
した後、図３（ｂ）に示すように、このサンプリング周
期よりも長い周期毎に、リアルタイムで周期内の最大ピ
ーク値及び／又は最小ピーク値をホールドし、このホー
ルド周期ごとにホールド値を記録するのである。これに
より、信号のピーク値を見逃すことなく、しかも記憶デ
ータ量を節約し、記録，保存を簡易に実施できる。

【００１０】品質保証用データとして、信号がある閾値
を越えた場合、その越えたこと自体が重要であり、ピー
ク値は意味をもたない場合がある。このような場合に
は、ホールド値は、実際の値を記録する必要はないの
で、予め定められた値に置換した後に記録することにす
れば、データをさらに圧縮することが可能となる。これ
が本発明の第２のデータ収集方法である。なお、閾値を
越えるとは、最大ピーク値が閾値より大きくなること、
あるいは、最小ピーク値が閾値より小さくなることをい
う。

【００１１】また、品質検査装置からの電気的信号に
は、一般にノイズが含まれている。このノイズ自体は品
質保証用データとしては意味を持たないので、ノイズの
正確な値までは記録する必要はない。そこで、図４
（ａ）に示すように、ノイズを除去するためのある閾値
を予め定めておき、その閾値を越えない値については、
図４（ｂ）に示すように、予め定められた値に置換す
る。この記録方法としては、品質検査装置からの電気的
信号は、ほとんどがその閾値を越えない値であるから、
閾値を越えた場合のみ記録し、越えない場合には記録し
ないこととすれば、記憶データ量のさらなる節約が可能
となる。これが本発明の第３のデータ収集方法である。

【００１２】上記した本発明の第１〜第３のデータ収集
方法を実施するにあたっては、電気的信号を可及的に正
確に再現できる周期でサンプリングするアナログ／デジ
タル変換部（以下、「Ａ／Ｄ変換部」と略称する）と、
このＡ／Ｄ変換部におけるサンプリング周期よりも長い
周期毎に、第１のデータ収集方法の場合には、周期内の
最大ピーク値及び／又は最小ピーク値をホールドし、第
２のデータ収集方法の場合には、ホールド周期内の最大
ピーク値及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾値を越
えた場合に、その値を予め定めた別の値へ置換してホー
ルドする信号処理部と、第１，第２のデータ収集方法の
場合には、この信号処理部におけるホールド周期ごと
に、また、第３のデータ収集方法の場合には、ホールド
周期内の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値が予め定
めた閾値を越えた場合のみ記録するデータ保存部を備え
たデータ収集装置を使用する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のデータ収集装置を図１に示す
一実施例に基づいて説明し、このデータ収集装置を用い
て本発明のデータ収集方法を実施する場合に及ぶ。図１
は回転超音波探傷装置に適用する本発明のデータ収集装
置の一実施例を示す概略構成図である。

【００１４】図１において、１は回転超音波探傷装置で
あり、この回転超音波探傷装置１によって検査された鋼
管Ｐのアナログ探傷信号は、例えば１００Hzのローパス
フィルタ２を介してＡ／Ｄ変換部３に入力される。この
Ａ／Ｄ変換部３は、例えば欠陥信号用として４ch、肉厚
信号用として１ch、イベント信号用として３ch、の合計
８chの入力部を有しており、各chとも例えば１kHz の周
波数でサンプリングし、デジタル化する。

【００１５】４は前記Ａ／Ｄ変換部３によってサンプリ
ングされたデジタル信号を信号処理する信号処理部であ
り、例えば演算処理やデータ処理を行うマイクロプロセ
ッサと、このマイクロプロセッサの動作を規定するプロ
グラムや定数データ等が格納されているＲＯＭと、マイ
クロプロセッサの作業エリア等として使用されるＲＡＭ
と、クロック信号を生成して装置の動作タイミングをと
るリアルタイムクロック回路を備えている。

【００１６】そして、この信号処理部４では各ch毎にそ
の処理方法が定められている。例えば欠陥信号を入力す
るchについては、図５（ａ）に示すサンプリング信号に
対し、最大ピーク値をホールドするとともに、最小ピー
ク値については、閾値を越えた場合には全て−５％を指
示し、また、閾値を越えない場合は全て０％となるよう
に定める。

【００１７】すなわち、欠陥信号は、未探傷時にはほぼ
０Ｖ、探傷中は１〜５Ｖの信号が出力されることにな
る。その信号レベルは常時発生しているベースノイズ
や、保証対象以下の微小欠陥等の信号を含んだ様々な値
をとり、このような信号を上側閾値を２Ｖ、下側閾値を
０．５Ｖとし、前記した信号処理を１００ms毎に施す
と、図５（ｂ）に示すように、大きな欠陥信号のみの信
号となる。

【００１８】従って、欠陥信号については、１００ms毎
に記録すること、及び閾値を越えない時は記録しないこ
ととする等により、デジタル信号に変換した値を全て記
録するものと比較して、記録データ量を圧倒的に減少さ
せることができる。なお、その減少量は欠陥信号発生頻
度等に依存するが、１つの実績例として、１chあたり１
５０メガバイト相当のデータ量を１メガバイト以下とす
ることができた。

【００１９】また、肉厚信号の場合には、最大ピーク値
が最大肉厚、最小ピーク値が最小肉厚にあたり、両値と
も重要であるから、図６に示すように、最大ピーク値及
び最小ピーク値ともにホールドするように定めた。ま
た、記録周期は１０msと欠陥信号に比べ短い周期にて実
施した。

【００２０】また、イベント信号については、その値は
特に意味をもたないので、閾値を越えた時は１００％、
閾値を越えない時は０％となるように定めた。信号処理
部４において、サンプリング信号に応じて、以上の信号
処理を行って記録データ量を節約した後、データ保存部
５に記録し、保存する。データ保存部５としては、例え
ば記録媒体フロッピーディスクや光磁気ディスク、ＰＤ
システム等が採用され、また、記録と同時にＣＲＴ６等
への表示や記録紙への印刷を行うようにしてもよい。

【００２１】本発明のデータ収集装置は上記したような
構成であり、このデータ収集装置を用いて、例えば図２
に示すフローに基づいて本発明のデータ収集を行う。回
転超音波探傷装置１によって検査された鋼管Ｐのアナロ
グ探傷信号は、先ずローパスフィルタ２に入力される。
そして、ローパスフィルタ２がONであれば、ここで例え
ば１００Hz以上の周波数成分をカットし、１００Hz未満
の周波数のアナログ探傷信号のみをＡ／Ｄ変換部３に出
力する。また、ローパスフィルタ２がOFF であれば、ア
ナログ探傷信号はそのままＡ／Ｄ変換部３に入力され
る。

【００２２】Ａ／Ｄ変換部３では、前記アナログ探傷信
号を１kHz の周波数でサンプリングし、デジタル化した
後、信号処理部４に出力する。そして、信号処理部４で
は、デジタル化されたサンプリング値の波形高さが、閾
値を越えたか否かを判断し、越えている場合には、タイ
ムカウントを開始し、そのデータピーク値をホールドす
る。一方、デジタル化されたサンプリング値の波形高さ
が、閾値を越えない場合には、タイムカウントを行わ
ず、データを０とする。

【００２３】次に、タイムカウントが記録ピッチ、例え
ば、欠陥信号の場合には１００ms、また、肉厚信号の場
合には１０ms、イベント信号の場合には１００ms以上か
否かを判断し、記録ピッチ以上の場合には、そのデータ
を記録し、データを表示する。一方、記録ピッチ未満の
場合には、上記した操作を当初から再度行う。

【００２４】データの記録、表示を行った後は、タイム
カウントを初期化した後、データ収集が終了したか否か
を判断する。データ収集が終了していない場合には、上
記した操作を当初から再度行い、終了した場合には、デ
ータ収集作業を終了する。

【００２５】なお、本実施例ではＡ／Ｄ変換部３の前に
ローパスフィルタ２を介在させたものを開示している
が、ローパスフィルタ２は必ずしも必要なものではな
い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
品質保証データとして必要十分な情報量を含みつつ、記
録データ量を圧倒的に減少させることが可能になる。そ
の結果、従来、記録紙上に記録することが主流であった
品質保証データを、デジタル化して記録することができ
るようになり、データの検索や解析等の作業性，信頼性
が飛躍的に向上した。また、記録紙を使用した際には、
必要であった保管スペースも、小型，大容量記録が可能
な記憶媒体にデータを節約した上で保存できるので、ほ
とんど不要になり、記憶媒体の購入数量が少なくなり、
費用的な効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転超音波探傷装置に適用する本発明のデータ
収集装置の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】図１のデータ収集装置を用いて本発明方法によ
りデータ収集を行う方法の一例を示すフローチャートで
ある。

【図３】ピークホールドによるデータ削減方法の例を示
す図で、（ａ）はサンプリングデータ、（ｂ）は記録デ
ータを示す。

【図４】閾値を越えた場合の信号処理の一例を示す図
で、（ａ）はサンプリングデータ、（ｂ）は記録データ
を示す。

【図５】欠陥信号の信号処理の一例を示す図で、（ａ）
はサンプリングデータ、（ｂ）は記録データを示す。

【図６】肉厚信号の信号処理の一例を示す図で、（ａ）
はサンプリングデータ、（ｂ）は記録データを示す。

【図７】アナログ波形とサンプリング後のデジタル波形
を比較した図である。

【符号の説明】

３ Ａ／Ｄ変換部 ４ 信号処理部 ５ データ保存部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的信号をデジタル化して記憶し、デ
   ータ保存装置に記録するデータ収集方法において、電気
   的信号を可及的に正確に再現できる周期でサンプリング
   した後、このサンプリング周期よりも長い周期毎に、周
   期内の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値をホールド
   し、このホールド周期ごとに記録することを特徴とする
   データ収集方法。
2. 【請求項２】 ホールド周期内の最大ピーク値及び／又
   は最小ピーク値が予め定めた閾値を越えた場合に、その
   値を予め定めた別の値へ置換してホールドすることを特
   徴とする請求項１記載のデータ収集方法。
3. 【請求項３】 ホールド周期内の最大ピーク値及び／又
   は最小ピーク値が予め定めた閾値を越えた場合のみ、信
   号の記憶を実行することを特徴とする請求項１記載のデ
   ータ収集方法。
4. 【請求項４】 電気的信号を可及的に正確に再現できる
   周期でサンプリングするアナログ／デジタル変換部と、
   このアナログ／デジタル変換部におけるサンプリング周
   期よりも長い周期毎に、周期内の最大ピーク値及び／又
   は最小ピーク値をホールドするか、あるいは、ホールド
   周期内の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値が予め定
   めた閾値を越えた場合に、その値を予め定めた別の値へ
   置換してホールドする信号処理部と、この信号処理部に
   おけるホールド周期ごとに、あるいは、ホールド周期内
   の最大ピーク値及び／又は最小ピーク値が予め定めた閾
   値を越えた場合のみ記録するデータ保存部を備えたこと
   を特徴とするデータ収集装置。