JPH09304365A - 被検査体傷判定方法及び装置 - Google Patents
被検査体傷判定方法及び装置Info
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- JPH09304365A JPH09304365A JP8124304A JP12430496A JPH09304365A JP H09304365 A JPH09304365 A JP H09304365A JP 8124304 A JP8124304 A JP 8124304A JP 12430496 A JP12430496 A JP 12430496A JP H09304365 A JPH09304365 A JP H09304365A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄道レールなどの被検査材における傷の種類
に応じた適切な評価を行い、傷の重大性を高い信頼性で
判定可能にする。 【解決手段】 多チャネル超音波送受信部１２、超音波
探触器１１を通じてレール１０に超音波パルスを放射
し、複数チャネルにおけるチャネルごとの反射エコーを
反射エコー検出部１３で検出する。検出した反射エコー
のＢスコープ画像上での連結領域を連結領域抽出部１４
で抽出する。この連結領域の特徴量として、Ｂスコープ
画像上での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射
エコーの受信信号レベルの代表値及び反射エコーのビー
ム路程の代表値を特徴量抽出部１５で求め、このチャネ
ルの種類と、抽出した反射エコーのビーム路程の代表値
とから傷の種類を傷種類判定部１６で判定する。この傷
の種類と連結領域のＢスコープ画像上での大きさ、端点
位置及び反射エコーの受信信号レベルの代表値とに基づ
いて、傷の重大性を重大性判定部１７で判定する。
に応じた適切な評価を行い、傷の重大性を高い信頼性で
判定可能にする。 【解決手段】 多チャネル超音波送受信部１２、超音波
探触器１１を通じてレール１０に超音波パルスを放射
し、複数チャネルにおけるチャネルごとの反射エコーを
反射エコー検出部１３で検出する。検出した反射エコー
のＢスコープ画像上での連結領域を連結領域抽出部１４
で抽出する。この連結領域の特徴量として、Ｂスコープ
画像上での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射
エコーの受信信号レベルの代表値及び反射エコーのビー
ム路程の代表値を特徴量抽出部１５で求め、このチャネ
ルの種類と、抽出した反射エコーのビーム路程の代表値
とから傷の種類を傷種類判定部１６で判定する。この傷
の種類と連結領域のＢスコープ画像上での大きさ、端点
位置及び反射エコーの受信信号レベルの代表値とに基づ
いて、傷の重大性を重大性判定部１７で判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波レール探傷
車におけるレール傷判定装置などに適用して鉄道レール
の傷の判定を行う被検査体傷判定方法及び装置に関す
る。
車におけるレール傷判定装置などに適用して鉄道レール
の傷の判定を行う被検査体傷判定方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の鉄道などのレール（被検査
材）を超音波で探傷する際の計測状態を示す斜視図であ
り、図４は超音波探傷装置２の構成を示すブロック図で
ある。図３及び図４において、この例では、探傷対象の
レール（被検査材）１上を、超音波探傷装置２と接続さ
れるケーブル３の先端に設けられた超音波探触子４を移
動させてレール１の探傷を行っている。
材）を超音波で探傷する際の計測状態を示す斜視図であ
り、図４は超音波探傷装置２の構成を示すブロック図で
ある。図３及び図４において、この例では、探傷対象の
レール（被検査材）１上を、超音波探傷装置２と接続さ
れるケーブル３の先端に設けられた超音波探触子４を移
動させてレール１の探傷を行っている。
【０００３】図４に示す超音波探傷装置２では、超音波
探触子４がレール１上を接触して移動している。この
際、送信部２ａから一定周期で出力する送信信号が超音
波探触子４に入力され、内部の図しない振動子からの超
音波パルスがレール１に放射される。この超音波パルス
がレール１の傷で反射し、この反射波が超音波探触子４
内の振動子で受信される。
探触子４がレール１上を接触して移動している。この
際、送信部２ａから一定周期で出力する送信信号が超音
波探触子４に入力され、内部の図しない振動子からの超
音波パルスがレール１に放射される。この超音波パルス
がレール１の傷で反射し、この反射波が超音波探触子４
内の振動子で受信される。
【０００４】この受信信号が受信部２ｂに入力され、こ
こで増幅などを行って信号処理部２ｃに入力される。信
号処理部２ｃでは、ここに設けられたゲート回路によっ
て所定のビーム路程範囲のみを検出範囲として選択し、
さらには、アナログ信号をデジタル信号に変換し、受信
信号ベルを判定レベルと比較して反射エコーを検出す
る。この検出した反射エコーデータと図示しない走行距
離センサからの移動量データに基づいて、レール１の傷
の位置や、その重大性の判定を行い、この結果データを
ブラウン管（ＣＲＴ）などの表示部２ｄで画面表示して
いる。また、記録部２ｅのメモリなどに記憶して保存
し、さらに必要に応じて記録紙に印刷して出力してい
る。
こで増幅などを行って信号処理部２ｃに入力される。信
号処理部２ｃでは、ここに設けられたゲート回路によっ
て所定のビーム路程範囲のみを検出範囲として選択し、
さらには、アナログ信号をデジタル信号に変換し、受信
信号ベルを判定レベルと比較して反射エコーを検出す
る。この検出した反射エコーデータと図示しない走行距
離センサからの移動量データに基づいて、レール１の傷
の位置や、その重大性の判定を行い、この結果データを
ブラウン管（ＣＲＴ）などの表示部２ｄで画面表示して
いる。また、記録部２ｅのメモリなどに記憶して保存
し、さらに必要に応じて記録紙に印刷して出力してい
る。
【０００５】このようなレール探傷では、超音波探触子
４が複数のチャネルから傷の発生部位と方向性を考慮し
た超音波パルスをレール１に放射し、その反射エコーか
ら探傷が行われる。複数のチャネルとして、重要なレー
ル傷に合わせ、例えば、レール１の頭部から底部にかけ
ての水平裂に対しては垂直チャネル（０°）、また、腹
部から底部についての横裂には、±４５°チャネル、頭
部横裂に対しては±７０チャネルといった複数の各チャ
ネルから傷の発生部位と方向性を考慮した超音波を放射
し、その反射エコーに注目して探傷が行われる。
４が複数のチャネルから傷の発生部位と方向性を考慮し
た超音波パルスをレール１に放射し、その反射エコーか
ら探傷が行われる。複数のチャネルとして、重要なレー
ル傷に合わせ、例えば、レール１の頭部から底部にかけ
ての水平裂に対しては垂直チャネル（０°）、また、腹
部から底部についての横裂には、±４５°チャネル、頭
部横裂に対しては±７０チャネルといった複数の各チャ
ネルから傷の発生部位と方向性を考慮した超音波を放射
し、その反射エコーに注目して探傷が行われる。
【０００６】この場合の重大性の判定は、超音波探触子
４がレール１上を移動した際に反射エコーが連続的に検
出される範囲（以下、欠陥指示長さと記載する）が傷の
大きさを表すとの考え方から、その欠陥指示長さが大き
いほど重大性が大きいと判定している。
４がレール１上を移動した際に反射エコーが連続的に検
出される範囲（以下、欠陥指示長さと記載する）が傷の
大きさを表すとの考え方から、その欠陥指示長さが大き
いほど重大性が大きいと判定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例の
重大性の判定では、以下の欠点があり、この改善が課題
となっている。 （１）超音波探触子４が移動した際に反射エコーが連続
的に検出される場合でも、その傷は一つと限らない。例
えば、図５に示すように、二つの傷ａ，ｂが存在する場
合、連続的に反射エコーが検出され、結果的に非常に大
きな欠陥指示長さが検出されてしまう。 （２）欠陥指示長さは、傷の角度によって実際の傷の大
きさと一致しない。例えば、図６（ａ）に示すように傷
が超音波探触子４の移動方向に対して比較的平行状態の
場合は、欠陥指示長さと実際の傷の大きさとが一致する
が、図６（ｂ）に示すように傷が超音波探触子４の移動
方向に対して傾斜している場合、欠陥指示長さと実際の
傷の大きさが一致しなくなる。 （３）レール１に入射する実際の超音波パルスは、放射
方向に対してビーム幅が広くなるため、図７に示すよう
に欠陥指示長さが、実際の傷の大きさよりも長くなる。
この場合、入射位置から離れた傷ほど、その程度が大き
くなってしまう。 （４）傷の大きさは反射エコーの受信信号レベルに反映
する。すなわち、超音波パルスには、ビーム幅に広がり
があるため、例えば、図８（ａ）に示すようにビーム幅
以上に傷が大きい場合は、超音波パルスの全エネルギー
が反射されるのに対して、図８（ｂ）に示すように、ビ
ーム幅より傷が小さい際には、超音波パルスの一部のエ
ネルギーを反射する。すなわち、受信信号レベルは図８
（ｂ）に示す例より図８（ａ）に示す例のほうが大きく
なる。ところで、このような検出にかかる情報を従来は
利用しておらず、その正確な傷判定に寄与しないものと
なっている。 （５）傷の重大性は、その大きさばかりなく、傷の種類
に応じて、例えば、レール１の表面から、どの程度の深
さまで傷が達しているかなどの評価要素も有している
が、この考慮を従来は行っておらず、この場合、正確な
傷判定ができ難いものとなっている。
重大性の判定では、以下の欠点があり、この改善が課題
となっている。 （１）超音波探触子４が移動した際に反射エコーが連続
的に検出される場合でも、その傷は一つと限らない。例
えば、図５に示すように、二つの傷ａ，ｂが存在する場
合、連続的に反射エコーが検出され、結果的に非常に大
きな欠陥指示長さが検出されてしまう。 （２）欠陥指示長さは、傷の角度によって実際の傷の大
きさと一致しない。例えば、図６（ａ）に示すように傷
が超音波探触子４の移動方向に対して比較的平行状態の
場合は、欠陥指示長さと実際の傷の大きさとが一致する
が、図６（ｂ）に示すように傷が超音波探触子４の移動
方向に対して傾斜している場合、欠陥指示長さと実際の
傷の大きさが一致しなくなる。 （３）レール１に入射する実際の超音波パルスは、放射
方向に対してビーム幅が広くなるため、図７に示すよう
に欠陥指示長さが、実際の傷の大きさよりも長くなる。
この場合、入射位置から離れた傷ほど、その程度が大き
くなってしまう。 （４）傷の大きさは反射エコーの受信信号レベルに反映
する。すなわち、超音波パルスには、ビーム幅に広がり
があるため、例えば、図８（ａ）に示すようにビーム幅
以上に傷が大きい場合は、超音波パルスの全エネルギー
が反射されるのに対して、図８（ｂ）に示すように、ビ
ーム幅より傷が小さい際には、超音波パルスの一部のエ
ネルギーを反射する。すなわち、受信信号レベルは図８
（ｂ）に示す例より図８（ａ）に示す例のほうが大きく
なる。ところで、このような検出にかかる情報を従来は
利用しておらず、その正確な傷判定に寄与しないものと
なっている。 （５）傷の重大性は、その大きさばかりなく、傷の種類
に応じて、例えば、レール１の表面から、どの程度の深
さまで傷が達しているかなどの評価要素も有している
が、この考慮を従来は行っておらず、この場合、正確な
傷判定ができ難いものとなっている。
【０００８】本発明は、このような従来の技術における
欠点を解決するものであり、鉄道レールなどの被検査材
における傷の種類に応じた適切な評価が出来るようにな
り、傷の重大性が高い信頼性で判定可能になる被検査体
傷判定方法及び装置を提供する。
欠点を解決するものであり、鉄道レールなどの被検査材
における傷の種類に応じた適切な評価が出来るようにな
り、傷の重大性が高い信頼性で判定可能になる被検査体
傷判定方法及び装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の被検査体傷判定方法は、複数チャネルの超
音波パルスを被検査体に放射して得られた反射エコーか
ら被検査体の傷を判定する際に、複数チャネルにおける
チャネルごとの反射エコーのＢスコープ画像上での連結
領域を抽出し、この抽出した連結領域の特徴量として
の、Ｂスコープ画像上での大きさ、端点位置、連結領域
を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値及び連
結領域を構成する反射エコーのビーム路程の代表値を求
め、次に、連結領域を構成する反射エコーが検出された
チャネルの種類と連結領域を構成する反射エコーのビー
ム路程の代表値とから、連結領域を構成する反射エコー
の反射源である傷の種類を判定し、この判定された傷の
種類と、連結領域のＢスコープ画像上での大きさ、端点
位置及び連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値とに基づいて、連結領域を構成する反射エコ
ーの反射源である傷の重大性を判定している。
に、本発明の被検査体傷判定方法は、複数チャネルの超
音波パルスを被検査体に放射して得られた反射エコーか
ら被検査体の傷を判定する際に、複数チャネルにおける
チャネルごとの反射エコーのＢスコープ画像上での連結
領域を抽出し、この抽出した連結領域の特徴量として
の、Ｂスコープ画像上での大きさ、端点位置、連結領域
を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値及び連
結領域を構成する反射エコーのビーム路程の代表値を求
め、次に、連結領域を構成する反射エコーが検出された
チャネルの種類と連結領域を構成する反射エコーのビー
ム路程の代表値とから、連結領域を構成する反射エコー
の反射源である傷の種類を判定し、この判定された傷の
種類と、連結領域のＢスコープ画像上での大きさ、端点
位置及び連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値とに基づいて、連結領域を構成する反射エコ
ーの反射源である傷の重大性を判定している。
【００１０】また、本発明の被検査体傷判定装置は、複
数チャネルの超音波パルスを被検査体に放射して得られ
た反射エコーから被検査体の傷を判定するものであり、
反射エコー検出部で複数チャネルにおけるチャネルごと
に被検査体に放射した超音波パルスの反射の受信信号か
ら反射エコーを検出し、この反射エコー検出部で検出し
た反射エコーのチャネル毎のＢスコープ画像上での連結
領域を連結領域抽出部で抽出している。また、連結領域
抽出部で抽出した連結領域の特徴量として、Ｂスコープ
画像上での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射
エコーの受信信号レベルの代表値及び連結領域を構成す
る反射エコーのビーム路程の代表値を特徴量抽出部で抽
出し、さらに、傷種類判定部によって連結領域抽出部で
抽出した連結領域を構成する反射エコーを検出したチャ
ネルの種類と、特徴量抽出部で抽出した連結領域を構成
する反射エコーのビーム路程の代表値とから、連結領域
を構成する反射エコーの反射源である傷の種類を判定し
ている。また、傷種類判定部で判定された傷の種類と、
特徴量抽出部で抽出した連結領域のＢスコープ画像上で
の大きさ、端点位置及び連結領域を構成する反射エコー
の受信信号レベルの代表値とに基づいて、連結領域を構
成する反射エコーの反射源である傷の重大性を重大性判
定部で判定する。
数チャネルの超音波パルスを被検査体に放射して得られ
た反射エコーから被検査体の傷を判定するものであり、
反射エコー検出部で複数チャネルにおけるチャネルごと
に被検査体に放射した超音波パルスの反射の受信信号か
ら反射エコーを検出し、この反射エコー検出部で検出し
た反射エコーのチャネル毎のＢスコープ画像上での連結
領域を連結領域抽出部で抽出している。また、連結領域
抽出部で抽出した連結領域の特徴量として、Ｂスコープ
画像上での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射
エコーの受信信号レベルの代表値及び連結領域を構成す
る反射エコーのビーム路程の代表値を特徴量抽出部で抽
出し、さらに、傷種類判定部によって連結領域抽出部で
抽出した連結領域を構成する反射エコーを検出したチャ
ネルの種類と、特徴量抽出部で抽出した連結領域を構成
する反射エコーのビーム路程の代表値とから、連結領域
を構成する反射エコーの反射源である傷の種類を判定し
ている。また、傷種類判定部で判定された傷の種類と、
特徴量抽出部で抽出した連結領域のＢスコープ画像上で
の大きさ、端点位置及び連結領域を構成する反射エコー
の受信信号レベルの代表値とに基づいて、連結領域を構
成する反射エコーの反射源である傷の重大性を重大性判
定部で判定する。
【００１１】さらに、本発明の被検査体傷判定方法及び
装置は、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値を、連結領域を構成する反射エコーの受信信
号レベルの最大値としている。また、本発明の被検査体
傷判定方法及び装置は、連結領域を構成する反射エコー
のビーム路程の代表値を、連結領域の重心に位置する反
射エコーのビーム路程としている。
装置は、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値を、連結領域を構成する反射エコーの受信信
号レベルの最大値としている。また、本発明の被検査体
傷判定方法及び装置は、連結領域を構成する反射エコー
のビーム路程の代表値を、連結領域の重心に位置する反
射エコーのビーム路程としている。
【００１２】さらに、本発明の被検査体傷判定方法及び
装置は、連結領域を構成する反射エコーのビーム路程の
代表値を、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レ
ベルの代表値との差が最小の受信信号レベルの反射エコ
ーのビーム路程としている。また、本発明の被検査体傷
判定方法及び装置は、連結領域のＢスコープ画像上での
大きさに対して、超音波パルスのビーム幅を差し引く補
正を施している。
装置は、連結領域を構成する反射エコーのビーム路程の
代表値を、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レ
ベルの代表値との差が最小の受信信号レベルの反射エコ
ーのビーム路程としている。また、本発明の被検査体傷
判定方法及び装置は、連結領域のＢスコープ画像上での
大きさに対して、超音波パルスのビーム幅を差し引く補
正を施している。
【００１３】さらに、本発明の被検査体傷判定方法及び
装置は、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値に対して、連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値が小さいほど、受信信号レベルの代
表値が小さい値となる補正を施している。また、本発明
の被検査体傷判定方法及び装置は、被検査体がレールで
あるとともに、この被検査体傷判定方法及び装置を、超
音波レール探傷車におけるレール傷判定装置に適用する
ものである。
装置は、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値に対して、連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値が小さいほど、受信信号レベルの代
表値が小さい値となる補正を施している。また、本発明
の被検査体傷判定方法及び装置は、被検査体がレールで
あるとともに、この被検査体傷判定方法及び装置を、超
音波レール探傷車におけるレール傷判定装置に適用する
ものである。
【００１４】このような本発明の被検査体傷判定方法及
び装置では、反射エコーのＢスコープ画像上での連結領
域ごとに判定を行うので、個々の傷の重大性が高い信頼
性で判定される。また、従来の欠陥指示長さに代えてＢ
スコープ画像上での大きさを用いて判定しているため、
傷の角度にかかわらず、実際の傷の大きさが評価できる
ようになり、この場合も個々の傷の重大性が高い信頼性
で判定される。
び装置では、反射エコーのＢスコープ画像上での連結領
域ごとに判定を行うので、個々の傷の重大性が高い信頼
性で判定される。また、従来の欠陥指示長さに代えてＢ
スコープ画像上での大きさを用いて判定しているため、
傷の角度にかかわらず、実際の傷の大きさが評価できる
ようになり、この場合も個々の傷の重大性が高い信頼性
で判定される。
【００１５】さらに、Ｂスコープ画像上での傷の大きさ
に加えて、受信信号レベルも利用して傷の大きさを推定
している。また、端点位置に注目することによって傷が
表面からどれだけの深さまで達しているかを考慮し、か
つ、傷の種類に応じた適切な評価基準を用いているの
で、傷の重大性が高い信頼性で判定される。また、Ｂス
コープ画像上での傷の大きさに対してビーム幅の補正が
行われ、かつ、受信信号レベルに対してビーム幅の広が
り及び減衰を考慮したビーム路程に応じた補正が行われ
るので、より正確に傷の大きさが推定される。
に加えて、受信信号レベルも利用して傷の大きさを推定
している。また、端点位置に注目することによって傷が
表面からどれだけの深さまで達しているかを考慮し、か
つ、傷の種類に応じた適切な評価基準を用いているの
で、傷の重大性が高い信頼性で判定される。また、Ｂス
コープ画像上での傷の大きさに対してビーム幅の補正が
行われ、かつ、受信信号レベルに対してビーム幅の広が
り及び減衰を考慮したビーム路程に応じた補正が行われ
るので、より正確に傷の大きさが推定される。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の被検査体傷判定方
法及び装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の被検査体傷判定方法及び装置の実施
形態の構成を示すブロック図である。図１において、こ
の被検査体傷判定装置には、検査対象のレール１０上を
移動しながら超音波パルスをレール１０内部に放射し、
かつ、反射波を受信する多チャネル超音波探触器１１が
設けられている。また、多チャネル超音波探触器１１へ
移動における一定間隔で送信信号を送出するとともに、
多チャネル超音波探触器１１で受信される受信信号を増
幅して出力する多チャネル超音波送受信部１２を有して
いる。
法及び装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の被検査体傷判定方法及び装置の実施
形態の構成を示すブロック図である。図１において、こ
の被検査体傷判定装置には、検査対象のレール１０上を
移動しながら超音波パルスをレール１０内部に放射し、
かつ、反射波を受信する多チャネル超音波探触器１１が
設けられている。また、多チャネル超音波探触器１１へ
移動における一定間隔で送信信号を送出するとともに、
多チャネル超音波探触器１１で受信される受信信号を増
幅して出力する多チャネル超音波送受信部１２を有して
いる。
【００１７】さらに、この被検査体傷判定装置には、多
チャネル超音波送受信部１２が出力する受信信号から所
定のビーム路程の範囲のみを検出範囲とし、かつ、デジ
タル信号に変換して出力する反射エコー検出部１３が設
けられている。この反射エコー検出部１３は受信信号レ
ベルを所定の判定レベルと比較し、この受信信号レベル
における判定レベル以上の部分を反射エコーとして検出
し、この検出した反射エコー、受信信号レベル、ビーム
路程及び多チャネル超音波探触器１１の移動距離を示す
移動距離データを出力する。
チャネル超音波送受信部１２が出力する受信信号から所
定のビーム路程の範囲のみを検出範囲とし、かつ、デジ
タル信号に変換して出力する反射エコー検出部１３が設
けられている。この反射エコー検出部１３は受信信号レ
ベルを所定の判定レベルと比較し、この受信信号レベル
における判定レベル以上の部分を反射エコーとして検出
し、この検出した反射エコー、受信信号レベル、ビーム
路程及び多チャネル超音波探触器１１の移動距離を示す
移動距離データを出力する。
【００１８】また、反射エコー検出部１３で検出した反
射エコーのチャネル毎のＢスコープ画像上での連結領域
を抽出する連結領域抽出部１４を有し、さらに、この連
結領域抽出部１４で抽出された反射エコーのＢスコープ
画像上での連結領域の特徴量として、Ｂスコープ画像上
での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射エコー
の受信信号レベル及び連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値を抽出する特徴量抽出部１５が設け
られている。
射エコーのチャネル毎のＢスコープ画像上での連結領域
を抽出する連結領域抽出部１４を有し、さらに、この連
結領域抽出部１４で抽出された反射エコーのＢスコープ
画像上での連結領域の特徴量として、Ｂスコープ画像上
での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射エコー
の受信信号レベル及び連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値を抽出する特徴量抽出部１５が設け
られている。
【００１９】また、連結領域を構成する反射エコーを検
出したチャネルの種類と連結領域を構成する反射エコー
のビーム路程の代表値とから、連結領域を構成する反射
エコーの反射源である傷の種類を判定する傷種類判定部
１６と、この傷の種類及び特徴量抽出部１５で抽出した
反射エコーのＢスコープ画像上での連結領域の特徴量か
ら傷の重大性を判定する重大性判定部１７とを有してい
る。
出したチャネルの種類と連結領域を構成する反射エコー
のビーム路程の代表値とから、連結領域を構成する反射
エコーの反射源である傷の種類を判定する傷種類判定部
１６と、この傷の種類及び特徴量抽出部１５で抽出した
反射エコーのＢスコープ画像上での連結領域の特徴量か
ら傷の重大性を判定する重大性判定部１７とを有してい
る。
【００２０】さらに、重大性判定部１７で判定した傷の
位置などとともに、傷の重大性の判定結果を画面表示す
るブラウン管（ＣＲＴ）などで構成される表示部１８及
び、判定した傷の位置及び傷の重大性の判定結果をハー
ドディスク（ＨＤＤ）などに記憶し、かつ、印刷したハ
ードコピー（記録紙）を出力する記録部１９と、多チャ
ネル超音波探触器１１がレール１０上を移動した際の移
動距離データを出力する移動距離センサ２０が設けられ
ている。
位置などとともに、傷の重大性の判定結果を画面表示す
るブラウン管（ＣＲＴ）などで構成される表示部１８及
び、判定した傷の位置及び傷の重大性の判定結果をハー
ドディスク（ＨＤＤ）などに記憶し、かつ、印刷したハ
ードコピー（記録紙）を出力する記録部１９と、多チャ
ネル超音波探触器１１がレール１０上を移動した際の移
動距離データを出力する移動距離センサ２０が設けられ
ている。
【００２１】なお、反射エコー検出部１３、連結領域抽
出部１４、特徴量抽出部１５及び重大性判定部１７は、
ゲート回路、Ａ／Ｄ変換器、カウンタ、ＣＰＵ、メモ
リ、Ｉ／Ｏ回路及びデバイスコントローラ等で構成する
ことが出来る。図２は図１中の多チャネル超音波探触器
１１の一例についての詳細な構成を示す側面図である。
図２において、この多チャネル超音波探触器１１は、垂
直チャネル（０°）用の超音波探触子１１ａと、±４５
°チャネル用の超音波探触子１１ｂ，１１ｃと、±７０
°チャネル用の超音波探触子１１ｄ，１１ｅとで構成さ
れている。
出部１４、特徴量抽出部１５及び重大性判定部１７は、
ゲート回路、Ａ／Ｄ変換器、カウンタ、ＣＰＵ、メモ
リ、Ｉ／Ｏ回路及びデバイスコントローラ等で構成する
ことが出来る。図２は図１中の多チャネル超音波探触器
１１の一例についての詳細な構成を示す側面図である。
図２において、この多チャネル超音波探触器１１は、垂
直チャネル（０°）用の超音波探触子１１ａと、±４５
°チャネル用の超音波探触子１１ｂ，１１ｃと、±７０
°チャネル用の超音波探触子１１ｄ，１１ｅとで構成さ
れている。
【００２２】次に、この実施形態の構成における動作に
ついて説明する。図１において、多チャネル超音波探触
器１１が検査対象のレール１０上を接触しながら移動
し、この移動距離が移動距離センサ２０で検出される。
この際、多チャネル超音波送受信部１２は、移動距離セ
ンサ２０からの移動距離データに基づいて、移動におけ
る一定間隔で送信信号を多チャネル超音波探触器１１内
の超音波探触子１１ａ〜１１ｅへ出力する。その結果、
多チャネル超音波探触器１１の超音波探触子１１ａ〜１
１ｅの図示しない振動子から超音波パルスがレール１０
に放射される。この超音波パルスがレール１０の傷など
で反射し、この反射エコーが多チャネル超音波探触器１
１における超音波探触子１１ａ〜１１ｅ内の振動子で受
信される。この受信信号が多チャネル超音波送受信部１
２で増幅されて、反射エコー検出部１３に出力される。
反射エコー検出部１３では、多チャネル超音波送受信部
１２からの０°，±４５°及び±７０°チャネル（以
下、各チャネルと記載する）の各受信信号を、図示しな
いゲート回路によって各チャネルごとに所定のビーム路
程の範囲のみを検出範囲として選択し、アナログ受信信
号をデジタル信号に変換する。さらに、反射エコー検出
部１３は受信信号レベルを所定の判定レベルと比較し、
受信信号レベルにおける判定レベル以上の部分を反射エ
コーとして検出する。この検出した反射エコーのチャネ
ルの種類、受信信号レベル及びビーム路程、さらに、移
動距離センサ２０で得られる多チャネル超音波探触器１
１の移動距離データを連結領域抽出部１４へ出力する。
ついて説明する。図１において、多チャネル超音波探触
器１１が検査対象のレール１０上を接触しながら移動
し、この移動距離が移動距離センサ２０で検出される。
この際、多チャネル超音波送受信部１２は、移動距離セ
ンサ２０からの移動距離データに基づいて、移動におけ
る一定間隔で送信信号を多チャネル超音波探触器１１内
の超音波探触子１１ａ〜１１ｅへ出力する。その結果、
多チャネル超音波探触器１１の超音波探触子１１ａ〜１
１ｅの図示しない振動子から超音波パルスがレール１０
に放射される。この超音波パルスがレール１０の傷など
で反射し、この反射エコーが多チャネル超音波探触器１
１における超音波探触子１１ａ〜１１ｅ内の振動子で受
信される。この受信信号が多チャネル超音波送受信部１
２で増幅されて、反射エコー検出部１３に出力される。
反射エコー検出部１３では、多チャネル超音波送受信部
１２からの０°，±４５°及び±７０°チャネル（以
下、各チャネルと記載する）の各受信信号を、図示しな
いゲート回路によって各チャネルごとに所定のビーム路
程の範囲のみを検出範囲として選択し、アナログ受信信
号をデジタル信号に変換する。さらに、反射エコー検出
部１３は受信信号レベルを所定の判定レベルと比較し、
受信信号レベルにおける判定レベル以上の部分を反射エ
コーとして検出する。この検出した反射エコーのチャネ
ルの種類、受信信号レベル及びビーム路程、さらに、移
動距離センサ２０で得られる多チャネル超音波探触器１
１の移動距離データを連結領域抽出部１４へ出力する。
【００２３】ここでビーム路程は、超音波パルスが多チ
ャネル超音波探触器１１の超音波探触子１１ａ〜１１ｅ
からレール１０へ放射されてから、傷などで反射して受
信されるまでの伝播時間と等価であり、この時間をカウ
ンタなどで計数することによって求める。連結領域抽出
部１４では、反射エコー検出部１３で検出した各チャネ
ルの反射エコーのＢスコープ画像上での連結領域を抽出
する。このＢスコープ画像は、多チャネル超音波探触器
１１の移動距離、すなわち、超音波パルスの入射位置と
ビーム路程（伝播時間）とを縦横軸として反射エコーが
存在する位置の画素の値を一定、例えば、「１」とし、
又は、反射エコーの受信信号レベルに応じた値とし、反
射エコーが存在しない位置の画素値を、例えば、「０」
としたものである。
ャネル超音波探触器１１の超音波探触子１１ａ〜１１ｅ
からレール１０へ放射されてから、傷などで反射して受
信されるまでの伝播時間と等価であり、この時間をカウ
ンタなどで計数することによって求める。連結領域抽出
部１４では、反射エコー検出部１３で検出した各チャネ
ルの反射エコーのＢスコープ画像上での連結領域を抽出
する。このＢスコープ画像は、多チャネル超音波探触器
１１の移動距離、すなわち、超音波パルスの入射位置と
ビーム路程（伝播時間）とを縦横軸として反射エコーが
存在する位置の画素の値を一定、例えば、「１」とし、
又は、反射エコーの受信信号レベルに応じた値とし、反
射エコーが存在しない位置の画素値を、例えば、「０」
としたものである。
【００２４】このＢスコープ画像上での連結領域、すな
わち、Ｂスコープ画像上で相互に連結関係を有する反射
エコーの画素の集合を一つの連結領域として抽出する。
これは、例えば、ラベリングと呼称される画像処理手法
を用いて行うことが出来る。このラベリングについて
は、例えば、「コンピュータ画像処理入門」（田村監修
総研出版 １９８５年）に記載があり、連結領域ごとに
ラベル（番号）を割り付ける処理を行うものである。ま
た、別の方法として、当出願人が特許出願番号第８ー０
７５５０１号をもって提案した「Ｂスコープ画像の連結
領域抽出方法及び装置」記載の方法を用いることも可能
である。
わち、Ｂスコープ画像上で相互に連結関係を有する反射
エコーの画素の集合を一つの連結領域として抽出する。
これは、例えば、ラベリングと呼称される画像処理手法
を用いて行うことが出来る。このラベリングについて
は、例えば、「コンピュータ画像処理入門」（田村監修
総研出版 １９８５年）に記載があり、連結領域ごとに
ラベル（番号）を割り付ける処理を行うものである。ま
た、別の方法として、当出願人が特許出願番号第８ー０
７５５０１号をもって提案した「Ｂスコープ画像の連結
領域抽出方法及び装置」記載の方法を用いることも可能
である。
【００２５】以下、後者の方法に基づく連結領域抽出処
理について簡単に説明する。まず、反射エコー検出部１
３で反射エコーが検出されるごとに、超音波パルスの入
射位置とビーム路程で規定されるＢスコープ画像上での
位置に注目し、この位置と、すでに使用されている割付
番号を最後に割り付けた反射エコーのＢスコープ画像上
での位置とを比較して、両者の距離が所定範囲である際
に、検出した反射エコーに、すでに使用されている割付
番号を割り付ける。また、前記の条件で検出した反射エ
コーに、すでに使用されている割付番号が割り付けられ
なかった場合、前記検出された反射エコーに未使用の割
付番号を割り付ける。
理について簡単に説明する。まず、反射エコー検出部１
３で反射エコーが検出されるごとに、超音波パルスの入
射位置とビーム路程で規定されるＢスコープ画像上での
位置に注目し、この位置と、すでに使用されている割付
番号を最後に割り付けた反射エコーのＢスコープ画像上
での位置とを比較して、両者の距離が所定範囲である際
に、検出した反射エコーに、すでに使用されている割付
番号を割り付ける。また、前記の条件で検出した反射エ
コーに、すでに使用されている割付番号が割り付けられ
なかった場合、前記検出された反射エコーに未使用の割
付番号を割り付ける。
【００２６】この処理手順によって、Ｂスコープ画像上
での連結領域ごとに異なる割付番号が割り付けられ、そ
の連結領域が抽出されることになる。なお、連結条件
は、反射エコーを有する際の画素が隣接するとともに、
例えば、反射エコーを有する際の画素間に存在する反射
エコーが無い際の画素が所定数以下であるとを条件とし
ても良い。この場合、反射エコーが多少欠落しても一つ
の連結領域とみなすことが出来る。
での連結領域ごとに異なる割付番号が割り付けられ、そ
の連結領域が抽出されることになる。なお、連結条件
は、反射エコーを有する際の画素が隣接するとともに、
例えば、反射エコーを有する際の画素間に存在する反射
エコーが無い際の画素が所定数以下であるとを条件とし
ても良い。この場合、反射エコーが多少欠落しても一つ
の連結領域とみなすことが出来る。
【００２７】次に、特徴量抽出部１５は、連結領域抽出
部１４で抽出された各チャネルの反射エコーのＢスコー
プ画像上での連結領域の特徴量として、Ｂスコープ画像
上での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射エコ
ーの受信信号レベルの代表値、及び連結領域を構成する
反射エコーのビーム路程の代表値を求め、チャネルの種
類とともに出力する。
部１４で抽出された各チャネルの反射エコーのＢスコー
プ画像上での連結領域の特徴量として、Ｂスコープ画像
上での大きさ、端点位置、連結領域を構成する反射エコ
ーの受信信号レベルの代表値、及び連結領域を構成する
反射エコーのビーム路程の代表値を求め、チャネルの種
類とともに出力する。
【００２８】まず、連結領域の両端点位置は、連結領域
抽出部１４の連結領域抽出処理において、ある割付番号
を最初に割り付けられた反射エコーと、最後に割り付け
れた反射エコーの、それぞれのＢスコープ画像上での位
置として求められる。さらに、連結領域の大きさは、例
えば、両端点位置の距離として求められる。また、連結
領域を構成する反射エコーの受信レベルの代表値は、例
えば、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベル
の最大値とすれば良い。なお、連結領域を構成する反射
エコーのビーム路程の代表値としては、例えば、連結領
域の重心に位置する反射エコーのビーム路程を用いれば
良い。
抽出部１４の連結領域抽出処理において、ある割付番号
を最初に割り付けられた反射エコーと、最後に割り付け
れた反射エコーの、それぞれのＢスコープ画像上での位
置として求められる。さらに、連結領域の大きさは、例
えば、両端点位置の距離として求められる。また、連結
領域を構成する反射エコーの受信レベルの代表値は、例
えば、連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベル
の最大値とすれば良い。なお、連結領域を構成する反射
エコーのビーム路程の代表値としては、例えば、連結領
域の重心に位置する反射エコーのビーム路程を用いれば
良い。
【００２９】ここで、重心はモーメント特徴として定義
されるが、簡易的に両端点の中心として算出することも
可能である。また、別のビーム路程の代表値として、連
結領域を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値
との差が最小の受信信号レベルの反射エコーのビーム路
程を採用することも出来る。これは、連結領域を構成す
る反射エコーの受信信号レベルの最大値を代表値とした
場合、最大の受信信号レベルの反射エコーのビーム路程
となる。なお、特徴量抽出部１５には、連結領域の大き
さ及び連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベル
の代表値に対して、次のような補正機能を持たせても良
い。
されるが、簡易的に両端点の中心として算出することも
可能である。また、別のビーム路程の代表値として、連
結領域を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値
との差が最小の受信信号レベルの反射エコーのビーム路
程を採用することも出来る。これは、連結領域を構成す
る反射エコーの受信信号レベルの最大値を代表値とした
場合、最大の受信信号レベルの反射エコーのビーム路程
となる。なお、特徴量抽出部１５には、連結領域の大き
さ及び連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベル
の代表値に対して、次のような補正機能を持たせても良
い。
【００３０】この補正では、まず、連結領域の大きさに
対しては超音波パルスのビーム幅の広がりの影響を除く
ためビーム幅を差し引く。簡易的にはビーム幅を一定値
として、所定値を差し引けば良い。より正確には超音波
探触子１１ａ〜１１ｅからの距離が大きくなるほど、ビ
ーム幅が大きくなることを考慮してビーム幅をビーム路
程の関数として予め定めておき、連結領域を構成する反
射エコーのビーム路程の代表値に対するビーム幅を差し
引けば良い。
対しては超音波パルスのビーム幅の広がりの影響を除く
ためビーム幅を差し引く。簡易的にはビーム幅を一定値
として、所定値を差し引けば良い。より正確には超音波
探触子１１ａ〜１１ｅからの距離が大きくなるほど、ビ
ーム幅が大きくなることを考慮してビーム幅をビーム路
程の関数として予め定めておき、連結領域を構成する反
射エコーのビーム路程の代表値に対するビーム幅を差し
引けば良い。
【００３１】次に、連結領域を構成する反射エコーの受
信信号レベルの代表値に対しては、超音波パルスのビー
ム幅の広がりや、エネルギーの減衰を考慮して、例え
ば、ビーム路程についての非減少関数である正の補正係
数を予め定めておき、連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値に対する補正係数を乗じる。傷種類
判定部１６では、特徴量抽出部１５から出力される連結
領域のチャネルの種類と、連結領域を構成する反射エコ
ーのビーム路程の代表値とから、連結領域を構成する反
射エコーの反射源である傷の種類を判定する。
信信号レベルの代表値に対しては、超音波パルスのビー
ム幅の広がりや、エネルギーの減衰を考慮して、例え
ば、ビーム路程についての非減少関数である正の補正係
数を予め定めておき、連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値に対する補正係数を乗じる。傷種類
判定部１６では、特徴量抽出部１５から出力される連結
領域のチャネルの種類と、連結領域を構成する反射エコ
ーのビーム路程の代表値とから、連結領域を構成する反
射エコーの反射源である傷の種類を判定する。
【００３２】各チャネルでは、垂直チャネル（０°）が
レール１０の頭部から底部にかけての水平裂を検出し、
また、±４５°チャネルでは腹部から底部についての横
裂を検出する。さらに、±７０チャネルによって頭部横
裂を検出する。レール１０における検出対象以外の部
位、例えば、±７０チャネルでの腹部や底部に相当する
ビーム路程に対しては、反射エコー検出部１３における
図示しないゲート回路によって反射エコーが検出されな
いため、傷種類の判定は所定の定数ｄ１，ｄ２，ｄ３に
基づいて以下のように判定する。 （１）チャネルの種類が垂直チャネル（０°）であり、
かつ、ビーム路程の代表値が定数ｄ１より小さい場合、
頭部水平裂と判定する。 （２）チャネルの種類が垂直チャネル（０°）、ビーム
路程の代表値が定数ｄ１以上であり、かつ、定数ｄ２よ
り小さい場合、腹部水平裂と判定する。 （３）チャネルの種類が垂直チャネル（０°）であり、
かつ、ビーム路程の代表値が定数ｄ２より小さい場合、
底部水平裂と判定する。 （４）チャネルの種類が±４５°チャネルであり、か
つ、ビーム路程の代表値が定数ｄ３より小さい場合、腹
部横裂と判定する。 （５）チャネルの種類が±４５°チャネルであり、か
つ、ビーム路程の代表値が定数ｄ３以上の場合、底部横
裂と判定する。 （６）チャネルの種類が±７０チャネルの場合、頭部横
裂と判定する。
レール１０の頭部から底部にかけての水平裂を検出し、
また、±４５°チャネルでは腹部から底部についての横
裂を検出する。さらに、±７０チャネルによって頭部横
裂を検出する。レール１０における検出対象以外の部
位、例えば、±７０チャネルでの腹部や底部に相当する
ビーム路程に対しては、反射エコー検出部１３における
図示しないゲート回路によって反射エコーが検出されな
いため、傷種類の判定は所定の定数ｄ１，ｄ２，ｄ３に
基づいて以下のように判定する。 （１）チャネルの種類が垂直チャネル（０°）であり、
かつ、ビーム路程の代表値が定数ｄ１より小さい場合、
頭部水平裂と判定する。 （２）チャネルの種類が垂直チャネル（０°）、ビーム
路程の代表値が定数ｄ１以上であり、かつ、定数ｄ２よ
り小さい場合、腹部水平裂と判定する。 （３）チャネルの種類が垂直チャネル（０°）であり、
かつ、ビーム路程の代表値が定数ｄ２より小さい場合、
底部水平裂と判定する。 （４）チャネルの種類が±４５°チャネルであり、か
つ、ビーム路程の代表値が定数ｄ３より小さい場合、腹
部横裂と判定する。 （５）チャネルの種類が±４５°チャネルであり、か
つ、ビーム路程の代表値が定数ｄ３以上の場合、底部横
裂と判定する。 （６）チャネルの種類が±７０チャネルの場合、頭部横
裂と判定する。
【００３３】重大性判定部１７では、傷種類判定部１６
で判定された傷の種類と、特徴量抽出部１５で抽出した
反射エコーのＢスコープ画像上での連結領域の特徴量で
あるＢスコープ画像上での大きさ、端点位置及び連結領
域を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値に基
づいて、連結領域を構成する反射エコーの反射源である
傷の重大性を判定する。
で判定された傷の種類と、特徴量抽出部１５で抽出した
反射エコーのＢスコープ画像上での連結領域の特徴量で
あるＢスコープ画像上での大きさ、端点位置及び連結領
域を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値に基
づいて、連結領域を構成する反射エコーの反射源である
傷の重大性を判定する。
【００３４】傷の重大性の大きな要素は傷の大きさであ
り、一般的にはＢスコープ画像上での大きさに対応する
が、受信信号レベルにも反映され、傷の種類によって
は、むしろ受信信号レベルの方が傷の大きさを良く表す
場合がある。また、傷の重大性には、傷の大きさばかり
でなくレール１０の表面からどれだけの深さまで達して
いるかの評価要素も関係し、かつ、傷の種類によって異
なってくる。そこで重大性判定部１７では、傷の種類に
応じた前記の特徴量から傷の重大性の評価基準を用い
て、その傷の重大性を判定する。
り、一般的にはＢスコープ画像上での大きさに対応する
が、受信信号レベルにも反映され、傷の種類によって
は、むしろ受信信号レベルの方が傷の大きさを良く表す
場合がある。また、傷の重大性には、傷の大きさばかり
でなくレール１０の表面からどれだけの深さまで達して
いるかの評価要素も関係し、かつ、傷の種類によって異
なってくる。そこで重大性判定部１７では、傷の種類に
応じた前記の特徴量から傷の重大性の評価基準を用い
て、その傷の重大性を判定する。
【００３５】この傷の重大性の具体的な判定方法は、例
えば、連結領域の大きさをＬ、両端点中のレール１０の
表面から離れた方のレール１０の表面からの距離をＤ、
受信信号レベルの代表値をＨ、所定係数をｋ１，ｋ２及
びｋ３として、傷の重大性を表す指数Ｓを次式（１）で
算出する。この指数Ｓの値で重大性が判定される。 Ｓ＝ｋ１・Ｌ＋ｋ２・Ｄ＋ｋ３・Ｈ …（１） このようにして得られた傷の位置などとともに、傷の種
類や重大性の判定結果を表示部１８及び記録部１９で画
面表示し、また、ハードディスクに記憶し、さらにハー
ドコピーとして出力する。
えば、連結領域の大きさをＬ、両端点中のレール１０の
表面から離れた方のレール１０の表面からの距離をＤ、
受信信号レベルの代表値をＨ、所定係数をｋ１，ｋ２及
びｋ３として、傷の重大性を表す指数Ｓを次式（１）で
算出する。この指数Ｓの値で重大性が判定される。 Ｓ＝ｋ１・Ｌ＋ｋ２・Ｄ＋ｋ３・Ｈ …（１） このようにして得られた傷の位置などとともに、傷の種
類や重大性の判定結果を表示部１８及び記録部１９で画
面表示し、また、ハードディスクに記憶し、さらにハー
ドコピーとして出力する。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の被検査体傷判定方法及び装置によれば、反射エコーの
Ｂスコープ画像上での連結領域ごとに判定を行い、ま
た、従来の欠陥指示長さに代えてＢスコープ画像上での
大きさを用いて判定しているため、傷の角度にかかわら
ず、実際の傷の大きさが評価できるようになる。さら
に、Ｂスコープ画像上での傷の大きさに加えて、受信信
号レベルも利用して傷の大きさを推定している。また、
端点位置に注目して傷が表面からどれだけの深さまで達
しているかを考慮し、かつ、傷の種類に応じた適切な評
価基準を用いている。したがって、個々の傷の重大性が
高い信頼性で判定できるようになる。
の被検査体傷判定方法及び装置によれば、反射エコーの
Ｂスコープ画像上での連結領域ごとに判定を行い、ま
た、従来の欠陥指示長さに代えてＢスコープ画像上での
大きさを用いて判定しているため、傷の角度にかかわら
ず、実際の傷の大きさが評価できるようになる。さら
に、Ｂスコープ画像上での傷の大きさに加えて、受信信
号レベルも利用して傷の大きさを推定している。また、
端点位置に注目して傷が表面からどれだけの深さまで達
しているかを考慮し、かつ、傷の種類に応じた適切な評
価基準を用いている。したがって、個々の傷の重大性が
高い信頼性で判定できるようになる。
【００３７】また、Ｂスコープ画像上での傷の大きさに
対してビーム幅の補正が行われ、かつ、受信信号レベル
に対してビーム幅の広がり及び減衰を考慮したビーム路
程に応じた補正が行われるため、より正確に傷の大きさ
が推定できるようになる。
対してビーム幅の補正が行われ、かつ、受信信号レベル
に対してビーム幅の広がり及び減衰を考慮したビーム路
程に応じた補正が行われるため、より正確に傷の大きさ
が推定できるようになる。
【図１】本発明の被検査体傷判定方法及び装置の実施形
態の構成を示すブロック図
態の構成を示すブロック図
【図２】図１中の多チャネル超音波探触器の詳細な構成
を示す側面図
を示す側面図
【図３】従来例にあって鉄道レールを超音波で探傷する
際の計測状態を示す斜視図
際の計測状態を示す斜視図
【図４】従来の超音波探傷装置の構成を示すブロック図
【図５】従来例にあってレールに二つの傷が存在する検
出状態を説明するための図
出状態を説明するための図
【図６】従来例にあって欠陥指示長さと実際の傷の大き
さとの一致又は不一致の検出状態を説明するための図
さとの一致又は不一致の検出状態を説明するための図
【図７】従来例にあって欠陥指示長さが実際の傷の大き
さよりも長くなる検出状態を説明するための図
さよりも長くなる検出状態を説明するための図
【図８】従来例にあってビーム範囲と傷の大きさとの検
出状態を説明するための図
出状態を説明するための図
１０：レール １１：多チャネル超音波探触器 １１ａ〜１１ｅ：超音波探触子 １２：多チャネル超音波送受信部 １３：反射エコー検出部 １４：連結領域抽出部 １５：特徴量抽出部 １６：傷種類判定部 １７：重大性判定部 １８：表示部 １９：記録部 ２０：移動距離センサ
Claims (14)
- 【請求項１】複数チャネルの超音波パルスを被検査体に
放射して得られた反射エコーから前記被検査体の傷を判
定する被検査体傷判定方法において、 複数チャネルにおけるチャネルごとの反射エコーのＢス
コープ画像上での連結領域を抽出し、この抽出した前記
連結領域の特徴量としての、Ｂスコープ画像上での大き
さ、端点位置、前記連結領域を構成する反射エコーの受
信信号レベルの代表値及び前記連結領域を構成する反射
エコーのビーム路程の代表値を求め、次に、前記連結領
域を構成する反射エコーが検出されたチャネルの種類と
前記連結領域を構成する反射エコーのビーム路程の代表
値とから、前記連結領域を構成する反射エコーの反射源
である傷の種類を判定し、この判定された傷の種類と、
前記連結領域のＢスコープ画像上での大きさ、端点位置
及び前記連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベ
ルの代表値とに基づいて、前記連結領域を構成する反射
エコーの反射源である傷の重大性を判定することを特徴
とする被検査体傷判定方法。 - 【請求項２】前記請求項１記載の被検査体傷判定方法に
おいて、 前記連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベルの
代表値が、前記連結領域を構成する反射エコーの受信信
号レベルの最大値であることを特徴とする被検査体傷判
定方法。 - 【請求項３】前記請求項１又は２記載の被検査体傷判定
方法において、 前記連結領域を構成する反射エコーのビーム路程の代表
値を、前記連結領域の重心に位置する反射エコーのビー
ム路程とすることを特徴とする被検査体傷判定方法。 - 【請求項４】前記請求項１又は２記載の被検査体傷判定
方法において、前記連結領域を構成する反射エコーのビ
ーム路程の代表値を、前記連結領域を構成する反射エコ
ーの受信信号レベルの代表値との差が最小の受信信号レ
ベルの反射エコーのビーム路程とすることを特徴とする
被検査体傷判定方法。 - 【請求項５】前記請求項１，２，３又は４記載の被検査
体傷判定方法において、 前記連結領域のＢスコープ画像上での大きさに対して、
超音波パルスのビーム幅を差し引く補正を施すことを特
徴とする被検査体傷判定方法。 - 【請求項６】前記請求項１，２，３，４又は５記載の被
検査体傷判定方法において、 前記連結領域を構成する反射エコーの受信信号レベルの
代表値に対して、この連結領域を構成する反射エコーの
ビーム路程の代表値が小さいほど、受信信号レベルの代
表値が小さい値となる補正を施すことを特徴とする被検
査体傷判定方法。 - 【請求項７】複数チャネルの超音波パルスを被検査体に
放射して得られた反射エコーから前記被検査体の傷を判
定する被検査体傷判定装置において、 前記複数チャネルにおけるチャネルごとに前記被検査体
に放射した超音波パルスの反射の受信信号から反射エコ
ーを検出する反射エコー検出部と、 前記反射エコー検出部で検出した反射エコーのチャネル
毎のＢスコープ画像上での連結領域を抽出する連結領域
抽出部と、 前記連結領域抽出部で抽出した前記連結領域の特徴量と
して、Ｂスコープ画像上での大きさ、端点位置、前記連
結領域を構成する反射エコーの受信信号レベルの代表値
及び前記連結領域を構成する反射エコーのビーム路程の
代表値を抽出する特徴量抽出部と、 前記連結領域抽出部で抽出した前記連結領域を構成する
反射エコーを検出したチャネルの種類と、前記特徴量抽
出部で抽出した前記連結領域を構成する反射エコーのビ
ーム路程の代表値とから、前記連結領域を構成する反射
エコーの反射源である傷の種類を判定する傷種類判定部
と、 前記傷種類判定部で判定された傷の種類と、前記特徴量
抽出部で抽出した前記連結領域のＢスコープ画像上での
大きさ、端点位置及び前記連結領域を構成する反射エコ
ーの受信信号レベルの代表値とに基づいて、前記連結領
域を構成する反射エコーの反射源である傷の重大性を判
定する重大性判定部と、を備えることを特徴とする被検
査体傷判定装置。 - 【請求項８】前記請求項７記載の被検査体傷判定装置に
おいて、 前記特徴量抽出部で抽出する前記連結領域を構成する反
射エコーの受信信号レベルの代表値を、前記連結領域を
構成する反射エコーの受信信号レベルの最大値とするこ
とを特徴とする被検査体傷判定装置。 - 【請求項９】前記請求項７又は８記載の被検査体傷判定
装置において、 前記特徴量抽出部で抽出する前記連結領域を構成する反
射エコーのビーム路程の代表値を、前記連結領域の重心
に位置する反射エコーのビーム路程とすることを特徴と
する被検査体傷判定装置。 - 【請求項１０】前記請求項７又は８記載の被検査体傷判
定装置において、 前記特徴量抽出部で抽出する前記連結領域を構成する反
射エコーのビーム路程の代表値を、前記連結領域を構成
する反射エコーの受信信号レベルの代表値との差が最小
の受信信号レベルの反射エコーのビーム路程とすること
を特徴とする被検査体傷判定装置。 - 【請求項１１】前記請求項７，８，９又は１０記載の被
検査体傷判定装置において、 前記特徴量抽出部が前記連結領域のＢスコープ画像上の
大きさに対して、前記超音波パルスのビーム幅を差し引
く補正を施すことを特徴とする被検査体傷判定装置。 - 【請求項１２】前記請求項７，８，９，１０又は１１記
載の被検査体傷判定装置において、 前記特徴量抽出部が前記連結領域を構成する反射エコー
の受信信号レベルの代表値に対して、前記連結領域を構
成する反射エコーのビーム路程の代表値が小さいほど、
前記受信信号レベルの代表値が小さくなるように補正を
施すことを特徴とする被検査体傷判定装置。 - 【請求項１３】前記請求項１，２，３，４，５，６，
７，８，９，１０，１１又は１２記載の被検査体傷判定
方法及び装置において、 被検査体がレールであることを特徴とする被検査体傷判
定方法及び装置。 - 【請求項１４】前記請求項１，２，３，４，５，６，
７，８，９，１０，１１又は１２記載の被検査体傷判定
方法及び装置を超音波レール探傷車におけるレール傷判
定装置に適用することを特徴とする被検査体傷判定方法
及び装置。
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|---|---|---|---|
| JP12430496A JP3638174B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 被検査体傷判定方法及び装置 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005156305A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Daido Steel Co Ltd | 内部欠陥の評価方法 |
| JP2006518843A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | ソコマト アンターナシオナル | 媒体内の不連続部を検出する方法および装置 |
| JP2007298326A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷データの処理方法、探傷データ処理プログラム及び超音波探傷データ処理装置 |
| CN110687206A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-14 | 石家庄铁道大学 | 一种无砟轨道功能层缺陷成像方法 |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP12430496A patent/JP3638174B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2006518843A (ja) * | 2003-02-24 | 2006-08-17 | ソコマト アンターナシオナル | 媒体内の不連続部を検出する方法および装置 |
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| JP2007298326A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 超音波探傷データの処理方法、探傷データ処理プログラム及び超音波探傷データ処理装置 |
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