JPS5948654A - 磁気探傷機の信号処理方法およびその装置 - 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】 本発明は、交番磁界中におかれた鋼管や鋼棒等の強磁性
体よりなる被検査材に生ずる漏洩磁束の変化を検出する
ことにより、被検査材の表面若（２） しくは表面近くにある傷等の欠陥を検出する磁気探傷装
置の信号処理方法およびその装置に関する。

磁気探傷装置の磁気センサは、交番磁界中を移動する被
検査材に近接して設置されるもので、被検査材の漏洩磁
束を検知し、検出信号として出力する。検出信号は交番
磁界と同じ繰り返し周波数（例えば２ＫＨ２）を有する
高周波成分を比較的低周波の傷信号や種々の雑音成分で
振幅変調した形態をなす。それ故、磁気探傷装置の信号
処理において、多くの雑音成分を含む検出信号から必要
な傷信号を正確に取り出すことが極めて重要な技術的課
題になっている。

以下に従来の磁気探傷装置の信号処理の方法について説
明する。

第１図は従来の磁気探傷装置の信号処理の原理を説明す
るための図であり、同図ピ）に示す信号は磁気センサの
出力である検出信号を増幅・検波し、さらに波形整形し
た信号波であ名。この信号波は例えば、傷信号Ｓ１及び
Ｓ２、比較的大きな雑音成分Ｎ１〜Ｎ３及び小さな雑音
成分を含んでいる。まず、（３） 予め設定された判別レベル以下の小さな雑音成分等が除
去される。そして、残りの信号波の各成分のピーク値Ｙ
ＳＩ、ｙｉ２、’ｔ１’ｎｌ　〜Ｙｎ３と判別レベルに
おける幅ＸＳ　ｌ、　Ｘ８２、Ｘｎ１〜Ｘｎ３とがそれ
ぞれ測定される。そして、検出すべき被検査材の欠陥の
大きさに応シてマーキングレベルを設定して、このレベ
ル以下のピーク値を有する成分（例えば、雑音成分Ｎｌ
）が除去される。さらに、比較的大きな雑音成分の幅Ｘ
が広いことに着目してピーク値Ｙと幅Ｘとの比Ｙ／Ｘを
算出し、この算出値が予め定められた範囲内に入ってい
ない成分（例えば、雑音成分Ｎ２）は雑音成分であると
して除去される。このようにして、最後に残った成分が
傷信号であると判断される。

しかしながら、第１図（イ）に示した雑音成分Ｎ３の場
合、０レベルにおける幅Ｘ　ｎ　３　／は広いが、判別
レベルにおける幅Ｘｎ３は傷信号Ｓ１及びＳ２における
幅ＸＳＩ、ＸＳ２と同程度であり、しかも、そのピーク
値Ｙ　ｎ　３もマーキングレベル以上にある。従って、
上述したような信号処理によっては、雑音成分Ｎ３を（
４） 除去することが困難である。それ故、従来の磁気探傷装
置はこのような雑音成分Ｎ３を傷信号と判断し易いとい
う欠点を有している。

一方、第１図（ロ）に示したように低周波の雑音成分Ｎ
４に傷信号Ｓ３が重畳している信号波の場合、傷信号Ｓ
３のピーク値をＯレベルから測定するので、その値は同
図に示すようにＹｌ１３’になる。しかしながら、傷信
号Ｓ３のピーク値の真値は図示する如くｙｉ３であるか
ら、従来の信号処理方法はこのような形で表われた傷信
号の大きさを正しく測定していない。それ故、従来の磁
気探傷装置はかかる傷信号に対応した欠陥の大きさを正
確に捉えることができないという欠点をも有している。

本発明は上記欠点を排除するためになされたもので、検
出信号から雑音成分と傷信号を精度よく分離できるとと
もに、傷信号の大きさを正確に捉え得る磁気探傷装置の
信号処理方法およびその装置を提供することを目的とし
ている。

そして、そのために本発明は、磁気センサの出力する検
出信号を増幅・検波して得られた信号波（５） の極値の大きさと極値の表われる時刻を検出し、引き続
き表われる３個の極値ｐｉ−１、Ｐｉ、　Ｐｉ＋１の検
出された大きさｙｉ−１、ｙｉ、　ｙｉ＋ｔと、各極値
の表われる時刻＞（ｉ−１、ｘｉ、　Ｘｉ＋１を順次蓄
積し、これらの蓄積値から算出された各極値の大きさの
差Ｙｌ　）−とを判定することにより検出信号から傷信
号を分離することを主たる特徴としている。

以下、本発明の実施例を図面をもとに説明する。

第２図は本発明に係る磁気探傷機の信号処理装置を略示
するブロック図、第３図は第２図に示した信号処理装置
の動作説明図である。

第２図において、１は図示しない被検査材に近接して設
けられ、被検査材からの漏洩磁束を検知して検出信号を
出力する磁気センサ、２はスイッチング回路であり、こ
のスイッチング回路２に前記磁気センサ１の他に信号抑
制回路３及び標準傷信号発生回路４が接続される。信号
抑制回路３は被検査材の両端面で発生する極端に大きい
検出信（６） 号を抑制するためのもの、また標準傷信号発生回路４は
検出したい傷に応じた傷信号を含む検出信号を発生させ
る回路で、信号処理装置の較正等を行うためのものであ
る。スイッチング回路２は前記磁気センサ１、信号抑制
回路３、又は標準傷信号発生回路４を選択的に増幅器５
に接続する。６は増幅された検出信号を検波して傷信号
を含む信号波を出力する検波回路である。

７はクロックパルス発生回路８から与えられるクロック
パルスに同期して、前記信号波をサンプリングし、これ
をデジタル信号に変換するＡ／［換器、９Ａ〜９ＣはＡ
／Ｄ変換器７の出力をクロックパルスに同期して順次記
憶する記憶回路、ＩＯＡ及びＩＯＢは比較器であり、比
較器１０Ａは記憶回路９Ａ及び９Ｂに蓄えられる信号の
大きさを、また、１０Ｂは記憶回路９Ｃ及び９Ｂのそれ
をそれぞれ比較し、記憶回路９Ｂの信号の方が大なると
きに例えば「Ｈ」を乗算器１１に与える。乗算器１１は
２の入力がともにｒＨＪ又はｒＬＪのときにｒＨＪを出
力する。すなわち乗算器１１は、記憶回路９Ｂが極値を
（７） 記憶しているときにｒＨＪを出力する。１２は例えば検
査開始時からのクロックパルスの数を計数する計数回路
、１３Ａ及び１３Ｂは乗算器１１の出力が「Ｈ」のとき
に入力信号を所定時間ラッチしてそれを出力するラッチ
回路である。すなわち、ラッチ回路１３Ａは前記信号波
の極値を、ラッチ回路１３Ｂは前記極値に対応する計数
回路１２の計数値、すなわち極値の表われる時刻をそれ
ぞれ出力する。それ故、前述したＡ／Ｄ変換器７、クロ
ックパルス発生回路８、記憶回路９Ａ〜９Ｃ１比較器１
０Ａ及び１０Ｂ１乗算器１１、計数回路１２、ラッチ回
路１３Ａ及び１３Ｂは極値検出手段としての極値検出部
を構成する。

１４Ａ〜１４Ｃは極値検出部で検出された極値ｐｉ＋ｔ
、ｐｉ、　ｐｉ−１（ｉ　＝ｌ、２、・・・、ｎ）の大
きさｙｉ＋ｘ、Ｙｉ、ｙｉ−１と、前記極値の表われる
時刻）（ｉ＋ｔ、＞（ｉ、）（ｉ−１を記憶し、乗算器
１１の出力ｒＨＪによって蓄積した値を順次シフトして
いく極値蓄積手段としての記憶回路である。

１５Ａ〜１５Ｃは減算回路であり、減算回路１５Ａは極
（８） 値ｐｉ＋ｔとｐｉ−ｔとの時間Ｘ　ｉ　（Ｘｉ＋ｔ　−
Ｘμｌ）を、１５Ｂは極値ｐｉ刊とｐｉの大きさの差（
Ｙｉ＋ｔ　−Ｙｉ　）を、１５Ｃは極値ｐｉ−１とｐｉ
の大きさの差（ｙｉ−１−ｙｉ）をそれぞれ算出する。

１６は減算回路１５Ｂ及び１５ＣからＹｉ＋１−Ｙｉと
ｙｉ−１−ｙｉを与え凍て、いずれか大きい方の値（Ｙ
ｉと略記）を保持するピーク値保持回路、１７は前記Ｙ
ｉとＸｉとの比Ｙｉ／Ｘｉを算出する除算回路である。

それ故、前述した減算回路１５Ａ〜１５Ｃ，ピーク値保
持回路１６、除算回路１７は演算部を構成する。

た下限値α１よりも小さいとき、又は主眼値α２よりも
大きいときにこれを除去するフィルタ、１９はＹｉ／Ｘ
ｉが予め設定された下限値β１よりも小さいか、上限値
β２よりも大きいときにこれを除去するフィルタである
。２０はピーク値保持回路１６の出力Ｙｉと検出すべき
欠陥の大きさに関連してマーキングレベル設定器２１に
予め設定されているマーキングレベルＬとを比較し、Ｙ
ｉがＬよりも大なるときＹｉを出力する比較回路である
。

（９） ２２ハフイルタ１８．１９ヲ通過しりｘｉ、　ｙｔ／ｘ
ｉト、比較回路２０の出力Ｙｉを受けてこれを所定の論
理基準に従って欠陥とみなすか否かを判定し、欠陥とみ
なしたときに図示しない次段に例えば、被検査材の欠陥
箇所にマーキングを施すための欠陥判定信号を与えると
ともにタイマ回路２３を駆動せしめる。

そして汐イ・−理路２３はＤ／Ａ変換器２４に接続され
る図示しないレコーダ等の応答時間に関連して定められ
る時間だけラッチ回路１３Ｃを動作させる。ラッチ回路
１３Ｃは入力ｑｉを前記時間だけ保持してＤ／Ａ変換器
２４に与える。

次に上述した如き構成を有する本発明に係る磁気探傷機
の信号処理装置の一実施例の動作について説明する。

磁気センサ１は被検査材の漏洩磁束を検知し、これを検
出信号としてスイッチング回路２を介して増幅器５で増
幅された検出信号は検波回路６で検波され、第３図に示
す如き信号波が極値検出部のＡ／Ｄ変換器７に与えられ
る。Ａ／Ｄ変換器７は検出信号とほぼ同じ周波数のクロ
ックパルスと００） 同期して前記信号波をサンプリングし、これをデジタル
信号に変換して記憶回路９Ａに与える。そして前記デジ
タル信号はクロックパルスに同期して順次記憶回路９Ｂ
、９Ｃにシフトされ蓄えられるとともに、新たなデジタ
ル信号が記憶回路９Ａに与えられる。そして記憶回路９
Ａ〜９Ｃに蓄えられたデジタル信号が前述した如く比較
器１０Ａ及びＩＯＢで比較され、比較器１０Ａ及びＩＯ
Ｈの出力が乗算器１１で乗算されることに基づき、ラッ
チ回路１３Ａから信号波の極値が出力される。

一方、計数回路１２は例えば、検査開始時からクロック
パルスを計数しているので、乗算器１１の出力に応じて
ラッチ回路１３Ｂに保持される計数回路１２の計数値は
、極値の表われる時刻を与える。

このようにして得られた極値の大きさと、極値の表われ
る時刻は次段の極値蓄積部に与えられ、記憶回路１４Ａ
〜１４Ｃに順次蓄えられる。

そして、記憶回路１４Ａ〜１４Ｃに蓄えられた極値ｐｉ
−＋、Ｐｉ、　Ｐｉ＋ｔ　（第３図参照）の大きさＹｉ
−１、Ｙｉ、Ｙｉ＋１と極値の表わレル時刻ｘｉ−１、
Ｘｉ、Ｘｉ＋１　＋Ｃ基づ（１１） き、減算回路１５Ａは）（ｉ＋ｔ−Ｘｉ　（Ｘｉ）を、
１５ＢはＹｉ＋１−■を、１５Ｃは’％１ｉ−１−Ｙｉ
をそれぞれ算出する。

減算回路１５Ｂ及び１５Ｃは、その算出結果をピーク値
保持回路１６に与える結果、ピーク保保持回路１６はｙ
ｉ＋１−ｙｉ又はｙｉ−１−ｙｉのうちいずれか大きい
方の値（Ｙｉ）を出力する。さらに、減算回路１５Ａの
出力）（ｉとピーク値保持回路１６の出力幻が除算回路
１７に与えられることにより、除算回路１７は造／／ｘ
ｉを出力する。

このようにして得られた演算結果又ｉ、　Ｙｉ、　”１
７ｉ／ｌｉは、次段のフィルタ１８、比較回路２０及び
フィルタ１９を介して判定回路２２に与えられる。この
とき、上記演算結果のいずれかが、フィルタ１８．１９
又は比較回路２０を通過せずに除去された場合、当該極
値Ｐｉは傷信号として判定されることはない。

判定回路２２に与えられた演算結果這、い、’７ｉ／幻
は所定の論理基準に従って欠陥とみなすか否かをさらに
判定され、これが欠陥とみなされたとき判定回路２２は
欠陥判定信号を出力するとともにタイマ回路２３を動作
させる。その結果、タイマ回路２３（１２） はラッチ回路１３Ｃを駆動せしめるから、このときラッ
チ回路１３ｃに入力しているＹｉは、タイマ回路２３に
設定される時間だけＤ／Ａ変換器２４に与えられる。そ
して、前記ＹｉはＤ／Ａ変換器２４でアナログ信号に変
換されて、これに接続される図示しないレコーダ又はモ
ニタ等に与えられる。それ故、Ｄ／Ａ変換器２４は欠陥
の大きさ比例した傷信号を与える。

以上の実施例の説明より明らかなように本発明は、磁気
センサの出力する検出信号を増幅・検波して得られた信
号波の極値の大きさと極値の表われる時刻を検出し、引
き続き表われる３個の極値Ｐｉ−１，ｐｉ、　ｐ；＋ｔ
の検出された大きさｙｉ−ｔ、ｙζＹ相■と、各極値の
表われる時刻ｘｉ−１、Ｘｉ、Ｘｉ＋１を順次蓄積し、
これらの蓄積値から算出された各極値の大きさの差Ｙｉ
−１−ＹｉとＹｉ＋１−ｙｉのうちいずれか大きい方の
値（７りと、時間ｘｉ＋ｔ−Ｘ１−１（Ｘｉ）　ト、前
記”７ｉとｘｉの比Ｙｉ／Ｘｉとを判定することにより
検出信号から傷信号を分離しているので、第１図（イ）
に示した如き雑音成分Ｎ３であっても０レベルにおける
幅（１３） ｘｎ３’を検出するから、雑音成分Ｎ３の如きを誤って
傷信号と判定することはない。

また、第１図（ロ）に示した如き雑音成分Ｎ４に重畳し
た傷信号Ｓ３であっても、信号波の極値の差、すなわち
同図に示したＹＳ３を検出するから、傷信号ｓ３の大き
さを正確に捉えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気探傷装置の信号処理の原理を説明す
るための図、第２図は本発明に係る磁気探傷機の信号処
理装置を略示するブロック図、第３図は信号処理装置の
動作説明図である。 １・・・磁気センサ、５・・・増幅器、６・・・検波回
路、７・・・Ａ／Ｄ変換器、８・・・クロックパルス発
生回路、９Ａ〜９Ｃ・・・記憶回路、ＩＯＡ、Ｂ・・・
比較器、１１・・・乗算器、１２・・・計数回路、１３
Ａ、Ｂ、Ｃ・・・ラッチ回路、１４Ａ〜１４Ｃ・・・記
憶回路、１５Ａ〜１５Ｃ・・・減算回路、１６・・・ピ
ーク値保持回路、１７・・・除算回路、１８．１９・・
・フィルタ、２０・・・比較回路、２１・・・マーキン
グレベル設定器、２２・・・判定回路、・２３・・・タ
イマ回路、２４・・・Ｄ／Ａ変換器。 （１４）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交番磁界中におかれた被検査材に生ずる漏洩磁束
   の変化を検出することにより、被検査材の表面を探傷す
   る磁気探傷機の信号処理方法において、 磁気センサの出力する検出信号を増幅・検波して得られ
   た信号波の極値の大きさと極値の表われる時刻を検出し
   、 引き続き表われる３個の極値Ｐ　１−（、ｐ　Ｉ　、　
   Ｐ　１＋１の検出された大きさｙｉ−１、ｙｉ、　Ｙｉ
   ＋１と、各極値の表われる時刻）（ｉ−１、Ｘｉ、　）
   （ｉ＋１を順次蓄積し、これらの蓄積値から算出された
   各極値の大きさの差Ｙｉ−１−Ｙｉとｙｉ＋＋−ｙｉの
   うちいずれか大きい方の値（Ｙｉ　）と、時間＞（ｉ＋
   １−Ｘｉ−１（Ｘｉ）と、前記ＹｉとＸｉの比Ｙｉ７’
   Ｘｉとを判定することにより検出信号から傷信号を分離
   することを特徴とする磁気探傷機の信号処理方法。 （１）
2. （２）交番磁界中におかれた被検査材に生ずる漏洩磁束
   の変化を検出することにより、被検査材の表面を探傷す
   る磁気探傷機の信号処理装置において、 磁気センサの出力する検出信号を増幅・検波して得られ
   た信号波の極値の大きさと極値の表われる時刻を検出す
   る極値検出手段と、 引き続き表われる３個の極値ｐｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１
   の検出された大きさＹｉ−１、Ｙｉ、Ｙｉ＋１と、各極
   値の表われる時刻ｘｉ−１、Ｘｉ、　Ｘｉ＋１を順次蓄
   積する極値蓄積手段と、 前記３個の極値の大きさの差ｙｉ−１−ｙｉ％ｙｉ＋　
   １−Ｙｉのいずれか大きい方の値（Ｙりと、時間）（ｉ
   ＋１−Ｘｉ（ｘｉ）と、前記Ｙｉとｘｉの比Ｙｉ／ｘｉ
   とを算出する演算手段とを具備したことを特徴とする磁
   気探傷機の信号処理装置。