WO2007063575A1 - 孔検出装置及び孔検出方法 - Google Patents

孔検出装置及び孔検出方法 Download PDF

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WO2007063575A1
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fluid
temperature
sensor
temperature sensing
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Inventor
Koji Sakai
Shigeru Aoki
Anders Gram
Masashi Yoshitome
Original Assignee
Kantum Electronics Co., Ltd.
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B13/00—Measuring arrangements characterised by the use of fluids

Definitions

  • the present invention relates to a hole detection device and a hole detection method for detecting holes formed in an object to be inspected.
  • Holes to be detected in the present invention are intentionally formed holes and not intentionally formed. Which includes both pores formed despite not being
  • a temperature gradient is generated by heating an object to be inspected, the temperature distribution is captured by an infrared detection device, and a temperature distribution unique to the hole is extracted.
  • Many proposals have been made to detect the presence or absence.
  • a detection gas composed of a high-temperature gas or a low-temperature gas is loaded on the back of the wall surface of an object to be inspected, and the front surface of the wall surface is imaged with an infrared camera.
  • JP 2002-214063 A a process pipe for guiding a high-temperature high-pressure fluid is photographed from the outside by a pipe image photographing means such as an infrared camera, and this image data is stored in advance in a personal computer.
  • a pipe image photographing means such as an infrared camera
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-78139
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-214063
  • the present invention has been made in view of the serious problems, and an object of the present invention is to propose an innovative hole detection device and hole detection method capable of processing at high speed with high accuracy and low cost. It is to be.
  • a hole detecting device for detecting holes formed in an object to be inspected is directed to the other surface of the object to be inspected whose one surface is under the action of a fluid pressure.
  • a processing device for processing a signal of the temperature sensing sensor force wherein the processing device has a signal in a state in which the fluid that has penetrated the hole acts on the temperature sensing sensor and the fluid passes through the hole. A hole is detected based on the difference from a signal that cannot be penetrated.
  • a temperature sensing sensor is arranged toward the other surface of the object to be inspected, one surface of which is under the action of fluid pressure. And a step of receiving and processing the temperature sensing sensor force signal, wherein the processing step includes a signal in which the fluid penetrating the hole has acted on the temperature sensing sensor and the fluid penetrating the hole. The hole is detected by the difference from the signal in a state where it cannot be performed.
  • the temperature sensing by the temperature sensing sensor is performed quickly, it is possible to output a signal with good responsiveness, whereby the signal processing is simple and the hole can be detected at high speed.
  • the temperature sensing sensor may be a heat flow sensor, preferably a heat flow sensor having a thin film of crystalline solid having anisotropic thermoelectric power.
  • the response time is 100 ns or less with respect to the action of the fluid, which is more convenient for speeding up.
  • a blowing member that blows out a pressure fluid toward the one surface of the inspection object may be provided on the one surface side of the inspection object. This makes it possible to clarify the difference in the temperature detection sensor between when the pressure fluid from the blowing member passes through the hole and when the pressure fluid does not pass through the hole.
  • the temperature sensor is either one of heating and cooling with respect to room temperature, If the fluid is at room temperature, a change in signal output from the temperature sensor can be generated when the fluid at room temperature acts on the temperature sensor. This eliminates the need for temperature control of the pressure fluid, reduces labor and effort, reduces costs, and enables stable detection.
  • a heating wire can be wound around the temperature detection sensor.
  • the temperature detection sensor can move relative to the object to be inspected in one, two, or three dimensions. Thereby, when there is a possibility that a hole is formed in any of a wide range of the object to be inspected, it is possible to find out whether or not the hole is formed and its position.
  • the temperature detection sensor moves relative to the object to be inspected two-dimensionally.
  • the temperature sensor is relatively moved relative to the object to be inspected three-dimensionally.
  • the object to be inspected is a tube through which a fluid flows, and the fluid can detect holes formed in the tube even when the fluid is a fluid flowing through the tube or its vapor.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a hole detecting device that is useful in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a cross-sectional view and a block diagram of a hole detecting device that is effective in the embodiment of the present invention, and (b) is a signal of a temperature sensing sensor force obtained corresponding to the inspection object of (a) is there.
  • FIG. 3 is an output waveform diagram of an actual signal of the temperature sensing sensor force.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a hole detection device that works according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a hole detection device that is effective in a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a hole detecting device 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • a sheet 12 that is an object to be inspected passes through the hole detection device 10.
  • the sheet 12 is a plastic film, and the sheet 12 is conveyed by a conveying device.
  • the hole-causing device 14 Before passing through the hole detecting device 10, the sheet 12 passes through a hole-causing device 14, where a fine hole 13, for example, a hole having a diameter of 10 / zm or less is laser-caused.
  • a plurality of laser irradiators 16 that also have a laser isotropic force are arranged at intervals in the direction perpendicular to the sheet conveyance direction, and holes are formed at regular intervals in the longitudinal direction of the sheet 12 by laser irradiation at regular intervals. 13 is drilled.
  • the hole detection device 10 disposed downstream of the hole processing device 14 basically includes a temperature detection sensor 20 arranged so as to be aligned with each laser irradiator 16, and a temperature detection sensor 20.
  • a blowing sleeve 28 that is disposed on the opposite side of the first sheet 12 and blows gas toward the sheet 12, and a processing device 38 (FIG. 2) that processes a signal from the temperature sensor 20. It has.
  • the temperature detection sensor 20 can be any sensor that detects temperature, but preferably the heat flow sensor 20 as in this embodiment.
  • the heat flow sensor 20 can be manufactured on the basis of what is described in German Patent No. 4306497C2, US Pat. No. 5,823,682, which publications are hereby incorporated by reference.
  • a heat flow sensor manufactured by FORTECH HTS GmbH can be used as the temperature sensor 20.
  • the heat flow sensor 20 includes a cylindrical housing 22, a sensor unit 24 disposed at one end of the cylindrical housing 22, and an opening at the opposite end of the housing 22. And a connector portion 26 provided in the housing.
  • the sensor unit 24 includes a substrate 24a, an active layer 24b which is grown on the substrate 24a and whose surface serves as a detection surface, and a pair of electrodes 24c provided on both sides of the active layer 24b and connected to the connector unit 26. With 24c.
  • the active layer 24b is a thin film of crystalline solid having an anisotropic thermoelectric force, and a high-temperature superconductor (RBa CuO, R is a rare earth metal such as yttrium) can be used, and the anisotropic principal axis is
  • the heat flow sensor 20 can sense the temperature with a rising speed of 100 ns or less, preferably 10 to 30 ns, where the response speed is fast.
  • the blowing sleeve 28 is connected to a compressor 30 which is a supply source for supplying pressurized gas.
  • a filter 32 is preferably provided between the compressor 30 and the blowing sleeve 28.
  • the blow sleeve 28 is formed with a slit 28a serving as a blow outlet, and the dry pressure gas can be blown out toward the sheet 12 from the slit 28a.
  • the gas can be either at a temperature different from the ambient temperature or at the same temperature as the ambient temperature. When the same gas as the ambient temperature is used, the heat flow sensor 20 can be heated or cooled more than normal temperature.
  • the heat flow sensor 20 is heated, and the cylindrical housing
  • the connector portion 26 of the heat flow sensor 20 is connected to the processing device 38 via the amplifier 37.
  • the dry pressure gas is blown during the inspection of the slit 28a force of the blowing sleeve 28 and is blown to one surface of the sheet 12.
  • the gas blown from the blowing sleeve 28 passes through the hole 13 and is on the other side of the sheet 12 It hits the sensor section 24 of the temperature sensing sensor 20.
  • the sensor unit 24 in a state of being heated by the electric heating coil 34 is cooled by being exposed to a normal temperature gas, and a signal is output corresponding to the cold temperature, that is, corresponding to the hole.
  • the peak intensity is related to the air volume.
  • the peak height is proportional to the pore size. Therefore, the relationship between the reference hole size and the peak intensity is obtained in advance, and the peak intensity is measured by the processing device 38, whereby the hole size can be obtained and the hole size can be evaluated. That is, when the peak intensity is smaller than the predetermined intensity or larger than the second predetermined intensity, it can be determined that the processing is defective. In other words, according to the present invention, it is possible to inspect not only whether the hole is correctly formed by the hole processing device 14 but also whether the hole is formed within the allowable dimension range. Since the gas pressure affects the signal intensity of the temperature sensor 20, it is preferable to set the pressure to an appropriate height.
  • the temperature of the pressure gas to be blown can cause a certain temperature difference between the state in which the pressure gas penetrates the hole and the state in which the pressure gas cannot penetrate due to the object to be inspected. Since the temperature may be set, when the temperature sensor is heated to a temperature equal to or higher than normal temperature as in the above example, the pressure gas can be used at normal temperature. Or, instead of heating, the temperature sensor is cooled to a temperature below room temperature. Both are possible. When these temperature sensors are heated or cooled, the temperature control of the pressure gas is not required, so labor is not required and the cost is low, and stable detection can be performed without thermal influence on the subject. However, it is of course possible to reverse the temperature relationship by heating or cooling the pressure gas and exposing the temperature sensing sensor to room temperature.
  • FIG. 3 shows an actual output waveform from the temperature detection sensor 20 in a state where an inspection object having a hole of about 20 ⁇ m is conveyed at 200 mZmin.
  • the pressure of the pressure gas is 2 kgf Zcm 2 (0.2 MPa)
  • the temperature of the gas is 22-23 ° C
  • the temperature sensor 20 is heated to 52-53 ° C.
  • the holes 13 are formed with a 2 mm pitch!
  • the hole detection device of the present invention it becomes possible to detect the presence or absence of holes of 10 m or more, and the object to be inspected is conveyed at a speed of about 200 mZmin or less. Even in the state of being present, the presence or absence of holes can be reliably detected.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing the second embodiment of the present invention.
  • the presence or absence of a hole is detected by the temperature sensing sensor 20 moving with respect to the object to be inspected.
  • the temperature detection sensor 20 is mounted on the two-dimensional movement stage 40.
  • the two-dimensional moving stage 40 guides the temperature sensor 20 along the orthogonal X and Y axes.
  • the feed screw shaft 42 in the X direction and the feed screw shaft 42 can be rotated.
  • the X-axis motor 44, the nut 46 screwed onto the feed screw shaft 42, the first movable base 48 fixed to the nut 46, and the Y-direction feed screw shaft 50 supported by the first movable base 48 A Y-axis motor 52 that rotates the feed screw shaft 50, a nut 54 that is screwed to the feed screw shaft 50, and a second movable base 56 that is fixed to the nut 54.
  • the sensor 20 is attached to the movable table 56.
  • a blowout box 60 is provided below the object to be inspected, and a number of holes 60a are provided in the surface of the blowout box 60 so that gas is blown out over the entire one surface of the object 12 to be inspected.
  • the temperature detection sensor 20 moves along one surface of the inspection object 12 by the two-dimensional movement stage 40.
  • the air blown from the lower blowing box 60 passes through the hole 13 and reaches the temperature detection sensor 20. Since the temperature detected by the sensor 20 changes suddenly and the signal changes, the hole 13 can be detected.
  • the location where the hole 13 is open can be specified. This example is suitable when the hole 13 is present in the sheet-like object 12 and the two-dimensional position is unknown.
  • FIG. 4 shows a force in which one temperature sensor 20 is relatively moved two-dimensionally in relation to the object to be inspected.
  • the temperature sensor 20 may be one-dimensionally moved relative to the object to be inspected.
  • the temperature detection sensor 20 may move relative to the object to be inspected in three dimensions. In either case, the difference between the temperature sensor and the object to be inspected may move.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a hole detecting device that is helpful in the third embodiment of the present invention.
  • the object to be inspected 12 ' is a pipe, and a fluid flows inside the pipe.
  • the blowout member is omitted.
  • the temperature detection sensor 20 can move relatively spirally around the tube 12 '. There is a hole 13 'in the pipe wall of the pipe 12', and the fluid or its vapor to flow inside leaks out of the hole 13 '. Since the temperature sensing sensor 20 senses the heat flow and outputs a signal, the presence of the hole can be detected.
  • the fluid flowing in the pipe is a heating fluid or a cooling fluid
  • the leaking fluid or gas is also heated or cooled, so that heating or cooling to the temperature sensing sensor 20 is unnecessary.

Abstract

　被検査物１２に形成された孔１３の検出を行う孔検出装置であって、被検査物１２の一方面側にあって被検査物１２の一方面にむけて圧力流体を吹出す吹出スリーブ２８と、該吹出スリーブ２８によって一方面が流体の圧力作用下にある被検査物１２の他方面に向けて配置された温度感知センサ２０と、温度感知センサ２０からの信号を処理する処理装置３８とを備え、処理装置３８は、孔１３を貫通した流体が温度感知センサ２０に作用した状態の信号と孔１３を流体が貫通することができない状態の信号との差異により、孔１３を検出する。

Description

明 細 書
孔検出装置及び孔検出方法
技術分野
[0001] 本発明は、被検査物に形成された孔の検出を行う孔検出装置及び孔検出方法に 関する。この発明で検出対象とする孔 (貫通孔、開口、スリット、スロット、欠陥、ピンホ ール、亀裂、クラック等を全て包含する）は、意図的に形成された孔及び意図的では なく本来形成されてはいけないにもかかわらず形成された孔の両方を含むものである 背景技術
[0002] 従来、力かる孔の検出装置としては、被検査物を加熱し温度勾配を発生させて、そ の温度分布を赤外線検知装置で捉えて、孔固有の温度分布を抽出することにより孔 の有無を検出することが多数提案されて 、る。
[0003] 例えば、特開昭 64— 78139号公報では、被検査体の壁面の背面に高温気体また は低温気体からなる検出気体を圧力をかけて負荷し、壁面の前面を赤外線カメラで 撮像して、壁面に発生して 、る貫通孔力 漏れ出てくる検出気体と壁面の前面との 温度差により貫通孔を赤外線画像として検出することを提案している。
[0004] また、特開 2002— 214063号公報では、高温'高圧流体を案内するプロセス配管 を外側から赤外線カメラ等の配管画像撮影手段で撮影し、この画像データをパソコン 内で、予め格納され、流体流速と流体温度を関連つけた熱流量解析モデルを用い てデータ処理し、プロセス配管からの流体漏洩流量を計測し、かつ画像データの温 度分布状態の分析により流体漏洩箇所を同定することを提案している。
[0005] 特許文献 1 :特開昭 64— 78139号公報
特許文献 2：特開 2002— 214063号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 以上のような温度分布の画像処理による孔の検出は、安定性に欠けるため精度が 悪ぐまた、そのデータ処理のためのコストが高価になり、また、データ処理の時間が 力かり、高速処理に対応できな 、と 、う問題がある。
[0007] 本発明は力かる課題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、高精度且つ低コスト で、さらに高速に処理することができる画期的な孔検出装置及び孔検出方法を提案 することである。
課題を解決するための手段
[0008] 前述した目的を達成するために、本発明による被検査物に形成された孔の検出を 行う孔検出装置は、一方面が流体の圧力作用下にある被検査物の他方面に向けて 配置された温度感知センサと、温度感知センサ力 の信号を処理する処理装置とを 備え、前記処理装置は、前記孔を貫通した流体が温度感知センサに作用した状態 の信号と孔を流体が貫通することができない状態の信号との差異により、孔を検出す る。
[0009] また、本発明による被検査物に形成された孔の検出を行う孔検出方法は、一方面 が流体の圧力作用下にある被検査物の他方面に向けて温度感知センサを配置する 工程と、前記温度感知センサ力 の信号を受信して処理する工程と、を備え、 前記処理工程は、前記孔を貫通した流体が温度感知センサに作用した状態の信 号と孔を流体が貫通することができない状態の信号との差異により、孔を検出する。
[0010] 温度感知センサによる温度感知は迅速に行われるために、応答性良く信号を出力 することができ、これによつて信号処理も簡単で且つ、高速に孔を検出することができ る。
[0011] 温度感知センサは、ヒートフローセンサとすることができ、好ましくは、異方性の熱電 気力を持つ結晶性固体の薄膜を有するヒートフローセンサとすることができる。また、 好ましくは、流体の作用に対して 100ns以下の応答時間を有するものとすると、高速 化にさらに好都合となる。
[0012] 被検査物の一方面側には、前記被検査物の一方面にむけて圧力流体を吹出す吹 出部材を備えることができる。これによつて、吹出部材からの圧力流体が孔を通過し た場合と孔がなくて通過できない場合との温度感知センサにおける差異を明確にさ せることができる。
[0013] 温度感知センサは、常温に対して加熱及び冷却のいずれか一つがなされる一方で 、前記流体は常温であるようにすると、常温の流体が温度感知センサに作用したとき に、温度感知センサから出力される信号の変化を発生させることができる。これによつ て圧力流体の温度コントロールが不要となり、手間が力からず低コストとなり、また、安 定した検出を行うことができる。
[0014] 温度感知センサを所定温度に加熱するために、温度感知センサに電熱線を卷回 することができる。
[0015] 温度感知センサは、被検査物に対して一次元、二次元または三次元のいずれかの 次元で相対的に移動することができる。これにより、被検査物の広い範囲のいずれか に孔が形成されている可能性がある場合に、孔が形成されているかどうか、及びその 位置を見つけることができる。
[0016] 被検査物がシート状部材である場合、温度感知センサが被検査物に対して二次元 的に相対移動すると好都合であり、
被検査物が管状部材である場合には、温度感知センサが被検査物に対して三次 元的に相対移動すると好都合である。例えば、被検査物は内部を流体が流れる管で あり、前記流体は、管内を流れる流体またはその蒸気である場合にも管に形成された 孔を検出することができるようになる。
[0017] 孔を流体が通過してきたときに出される温度感知センサ力 信号のピーク強度は孔 の寸法に依存しているために、ピーク強度を求めることにより孔の寸法を評価すること も可能になる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の実施形態に力かる孔検出装置の概略斜視図である。
[図 2] (a)は本発明の実施形態に力かる孔検出装置の断面図とブロック図、 (b)は (a) の被検査物に対応して得られる温度感知センサ力もの信号である。
[図 3]温度感知センサ力もの実際の信号の出力波形図である。
[図 4]本発明の第 2の実施形態に力かる孔検出装置の概略斜視図である。
[図 5]本発明の第 3の実施形態に力かる孔検出装置の断面図である。
符号の説明
[0019] 10 孔検出装置 12 シート (被検査物）
12' 管 (被検査物）
13、 13' 孔
20 温度感知センサ（ヒートフローセンサ）
24 センサ部
24b 薄膜
28 吹出スリーブ（吹出部材）
34 電熱コイル
38 処理装置
40 二次元移動ステージ
60 吹出ボックス（吹出部材）
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。本発明は、この実施形態に 限定されるものではなぐ種々の改変が可能である。
[0021] (第 1実施形態）
図 1は本発明の第 1実施形態による孔検出装置 10を表す概略斜視図である。図に おいて、孔検出装置 10には、被検査物であるシート 12が通過するようになっている。 この例でシート 12はプラスチックフィルムであり、シート 12は、搬送装置によって搬送 されている。孔検出装置 10を通過する前にシート 12は孔カ卩ェ装置 14を経ており、こ こで、微細な孔 13、例えば、直径 10 /z m以下の孔がレーザカ卩ェされている。この例 では、 COレーザ、 Nd— YAGレーザ、エキシマレーザ、半導体レーザ、ファイバー
2
レーザ等力もなる複数のレーザ照射器 16がシートの搬送方向に直交する方向に互 V、に間隔を空けて配置されており、一定時間間隔のレーザ照射によってシート 12の 長手方向に一定間隔で孔 13が穿設される。
[0022] 孔加工装置 14の下流に配置される孔検出装置 10は、基本的に、各レーザ照射器 16に整列するように配置された温度感知センサ 20と、温度感知センサ 20に対してシ 一ト 12を挟んで反対側に配置されてシート 12に向けて気体を吹出す吹出部材であ る吹出スリーブ 28と、温度感知センサ 20からの信号を処理する処理装置 38 (図 2)と を備えている。
[0023] 温度感知センサ 20としては、温度を感知する任意のセンサとすることができるが、 好ましくは、この実施形態のようにヒートフローセンサ 20とするとよい。ヒートフローセ ンサ 20は、ドイツ特許第 4306497C2,米国特許 5, 823, 682号に記載されたもの に基づき製造することができ、これら公報はこの明細書で引用する。例えば温度感知 センサ 20として FORTECH HTS GmbH社製ヒートフローセンサを使用すること ができる。具体的には、図 2に示すように、ヒートフローセンサ 20は、筒状ハウジング 2 2と、筒状ハウジング 22の一端の開口に配置されたセンサ部 24と、ハウジング 22の 反対側端の開口に設けられたコネクタ部 26とを有している。センサ部 24は、基板 24 aと、基板 24a上に成長されてその表面が検出面となる活性層 24bと、活性層 24bの 両側に設けられてコネクタ部 26に接続される一対の電極 24c、 24cとを備えている。 活性層 24bは、異方性の熱電気力を持つ結晶性固体の薄膜であり、高温超伝導体（ RBa Cu O , Rは希土類金属、例えばイットリウム）を用いることができ、異方主軸が
2 3 7-8
、活性層の表面の垂線に対して傾いている。
[0024] このヒートフローセンサ 20は、応答速度が速ぐ 100ns以下、好ましくは 10〜30ns の立ち上がり速度を持って温度を感知することができる。
[0025] 吹出スリーブ 28は圧力気体を供給する供給源であるコンプレッサ 30に接続される
。好ましくはコンプレッサ 30と吹出スリーブ 28との間にフィルタ 32を設けるとよい。
[0026] 吹出スリーブ 28には吹出口となるスリット 28aが形成されており、該スリット 28aから 乾燥圧力気体をシート 12に向けて吹出すことができるようになつている。気体は、周 囲温度と異なる温度のものとするか、または、周囲温度と同じ温度とするかの、いず れカとすることができる。周囲温度と同じ気体を使用する場合には、ヒートフローセン サ 20の方を常温よりも加熱または冷却することができる。
[0027] 図示した例では、ヒートフローセンサ 20の方を加熱しているもので、筒状ハウジング
22の外周に-クロム線と!/、つた電熱コイル 34を卷回して、該電熱コイル 34には電源
36からの電力が供給される。
[0028] また、ヒートフローセンサ 20のコネクタ部 26は、増幅器 37を介して処理装置 38に接 続される。 [0029] 以上のように構成される孔検出装置 10においては、吹出スリーブ 28のスリット 28a 力も検査中、乾燥圧力気体が吹出されており、シート 12の一方面へと吹き付けてい る。
[0030] 孔カ卩ェ装置 14におけるレーザカ卩ェにより孔が開けられたシート 12が流れてくると、 吹出スリーブ 28から吹出された気体が孔 13を通り抜けて、シート 12の他方面側にあ る温度感知センサ 20のセンサ部 24に当たる。電熱コイル 34によって温まられている 状態にあるセンサ部 24は、常温の気体が当たることにより冷却されて、この冷温に、 即ち孔に対応して信号が出力される。
[0031] この信号は増幅器 37によって増幅されて処理装置 38に入力される。処理装置 38 では、信号を AZD変換した後、ピーク保持を行って閾値と比較することにより、ピー クの有無を求める。信号強度が閾値よりも高い場合にピークが有ると判定し、孔が形 成されているものと判定する。また、そのピーク値を求めることで、ピーク強度を求める ことができる。処理装置 38には、図示しない、被検査物の搬送装置からの搬送信号 が入力されており、処理装置 38は、搬送信号力も求められる位置と、ピーク強度とを 関連付けて記録する。
[0032] ピーク強度は風量に関連している。言い換えれば、ピークの高さは孔の大きさに比 例する。よって、予め参照孔寸法とピーク強度との関係を求めておき、処理装置 38で ピーク強度を測定することにより、孔の寸法を求め、孔の寸法を評価することもできる ようになる。即ち、ピーク強度が所定強度よりも小さい場合または第 2所定強度よりも 大きい場合には、加工不良と判断することができる。つまり、本発明では、孔加工装 置 14によって正しく孔が形成されているかのみならず、許容寸法範囲で孔が穿設さ れて 、るかどうかも検査することができる。気体の圧力は温度感知センサ 20の信号 強度に影響するので、適当な高さとなるような圧力に設定されるとよい。
[0033] 吹出す圧力気体の温度は、温度感知センサ 20において、孔を圧力気体が貫通す る状態と被検査物によって圧力気体が貫通できない状態とである程度の温度差が発 生することができる温度とすればよいので、上記例のように、温度感知センサを加熱 して常温以上の温度にしている場合には、圧力気体は常温のものを使用することが できる。または、加熱の代わりに温度感知センサを冷却して常温以下の温度とするこ とも可能である。これら温度感知センサを加熱または冷却する場合、圧力気体の温度 コントロールが不要となるので手間が力からず低コストとなり、また、被検体に対する 熱影響なく安定した検出を行うことができる。しかしながら、圧力気体を加熱または冷 却し、温度感知センサを常温の状態に曝しておくことで、温度関係を逆にすることも 勿論可能である。
[0034] 図 3は、 20 μ m程度の孔が形成された被検査物が 200mZminで搬送された状態 での温度感知センサ 20からの実際の出力波形である。圧力気体の圧力は 2kgf Zc m2 (0. 2MPa)、気体の温度は 22〜23°Cであり、温度感知センサ 20は 52〜53°Cに 加熱されて 、る。孔 13は 2mmピッチで形成されて!、る。
[0035] 図 3に示されるように、センサ部 24が孔 13からの風を受けると、マイナス電圧の信 号が出力される。各ピークが孔に対応している。このように感度のよい応答性のよい 温度感知センサ 20を用いることにより、各孔に対応して急峻なピークが得られる。
[0036] こうして、本発明による孔検出装置によれば、 10 m以上の孔の有無を検出するこ とができるようになり、また、被検査物が 200mZmin程度またはそれ以下の速度で 搬送されている状態においても、確実に孔の有無を検出することができる。
[0037] (第 2実施形態）
図 4は、本発明の第 2の実施形態を表す概略斜視図であり、この例では、被検査物 に対して温度感知センサ 20が移動することにより、孔の有無を検出するものである。
[0038] 温度感知センサ 20は、二次元移動ステージ 40に搭載されている。二次元移動ステ ージ 40は、直交する X、 Y軸に沿って温度感知センサ 20を案内するものであり、回転 可能となった X方向の送りネジ軸 42と、該送りネジ軸 42を回転させる X軸モータ 44と 、送りネジ軸 42に螺合するナット 46と、ナット 46に固定される第 1可動台 48と、第 1可 動台 48に軸支される Y方向の送りネジ軸 50と、該送りネジ軸 50を回転させる Y軸モ ータ 52と、送りネジ軸 50に螺合するナット 54と、ナット 54に固定される第 2可動台 56 と、を備えており、温度感知センサ 20は可動台 56に取付けられる。
[0039] 被検査物の下方では、吹出ボックス 60が設けられており、吹出ボックス 60の表面に は多数の孔 60aが設けられており、気体が被検査物 12の一方面全体に亘つて吹出 されて圧力を作用するようになって!/、る。 [0040] この実施形態では、二次元移動ステージ 40によって、温度感知センサ 20が被検査 物 12の一面に沿って移動していく。このときに、温度感知センサ 20が孔 13の開いて いる地点に到達すると、孔 13を貫通して、下方の吹出ボックス 60からの吹出風が温 度感知センサ 20に到達するために、温度感知センサ 20で検知される温度が急変し 、信号が変化するために、孔 13を検出することができる。このときの XY座標を記録す ることにより、孔 13の開いている箇所を特定することができる。この例は、シート状の 被検査物 12に対して孔 13が有るかどうか、そして、その二次元的位置が不明である 場合に好適である。
[0041] 尚、図 4の例は、被検査物との関係において、 1つの温度感知センサ 20が二次元 的に相対的に移動するものであった力 これに限るものではなぐ図 1に示した例を 含み温度感知センサ 20が被検査物に対して一次元的に相対移動するものであって もよい。または、次で述べるように被検査物に対して温度感知センサ 20が三次元に 相対的に移動するものであってもよい。いずれの場合にあっても、温度感知センサと 被検査物の 、ずれかが移動することでもよ 、。
[0042] (第 3実施形態）
図 5は、本発明の第 3の実施形態に力かる孔検出装置の断面図である。この例では 、被検査物 12'が管であり、その管内部を流体が流れている。そして、吹出部材は省 略されている。
[0043] 温度感知センサ 20は、管 12'の回りを相対的に螺旋的に移動することができるよう になっている。管 12'の管壁に孔 13'があり、内部を流れるべき流体またはその蒸気 が孔 13'から漏れ出す。温度感知センサ 20がその熱流を感知して信号を出すので、 孔の存在を検出することができる。
[0044] 管内を流れる流体が加熱流体または冷却流体である場合には、漏れ出す流体また は気体も加熱または冷却されて 、るために、温度感知センサ 20への加熱または冷却 は不要である。

Claims

請求の範囲
[I] 被検査物に形成された孔の検出を行う孔検出装置であって、
一方面が流体の圧力作用下にある被検査物の他方面に向けて配置された温度感 知センサと、温度感知センサからの信号を処理する処理装置とを備え、
前記処理装置は、前記孔を貫通した流体が温度感知センサに作用した状態の信 号と孔を流体が貫通することができない状態の信号との差異により孔を検出する、孔 検出装置。
[2] 前記温度感知センサは、ヒートフローセンサである請求項 1記載の孔検出装置。
[3] 前記温度感知センサは、異方性の熱電気力を持つ結晶性固体の薄膜を有するヒ 一トフローセンサである請求項 1記載の孔検出装置。
[4] 前記温度感知センサは、流体の作用に対して 100ns以下の応答時間を有するもの である請求項 1記載の孔検出装置。
[5] 被検査物の一方面側には、前記被検査物の一方面にむけて前記流体を吹出す吹 出部材が備えられる請求項 1ないし 4のいずれか 1項に記載の孔検出装置。
[6] 前記温度感知センサは、常温に対して加熱及び冷却のいずれか一つがなされる一 方で、前記流体は常温である請求項 1ないし 5のいずれか 1項に記載の孔検出装置
[7] 前記温度感知センサには電熱線が卷回されており、温度感知センサが所定温度に 加熱される請求項 6記載の孔検出装置。
[8] 温度感知センサは、被検査物に対して二次元的に相対移動するものである請求項
1な！、し 7の 、ずれ力 1項に記載の孔検出装置。
[9] 温度感知センサは、二次元移動ステージに搭載されたものである請求項 8記載の 孔検出装置。
[10] 温度感知センサは、被検査物に対して三次元的に相対移動するものである請求項 1な！、し 7の 、ずれ力 1項に記載の孔検出装置。
[II] 被検査物は内部を流体が流れる管であり、前記流体は、管内を流れる流体または その蒸気である請求項 1記載の孔検出装置。
[12] 前記処理装置は、孔を貫通した流体が温度感知センサに作用した状態の信号のピ ーク強度によって、孔の大きさを評価する請求項 1ないし 11のいずれか 1項に記載の 孔検出装置。
[13] 被検査物に形成された孔の検出を行う孔検出方法であって、
一方面が流体の圧力作用下にある被検査物の他方面に向けて温度感知センサを 配置する工程と、
前記温度感知センサ力 の信号を受信して処理する工程と、を備え、
前記処理工程は、前記孔を貫通した流体が温度感知センサに作用した状態の信 号と孔を流体が貫通することができない状態の信号との差異により、孔を検出する、 孔検出方法。
[14] 前記温度感知センサを配置する工程は、被検査物に対して温度感知センサを一次 元、二次元及び三次元のいずれかの次元で相対的に移動させる工程を含む請求項
13記載の孔検出方法。
[15] 前記処理工程は、前記孔を貫通した流体が温度感知センサに作用した状態の信 号のピーク強度により孔の寸法を評価することを含む、請求項 13または 14記載の孔 検出方法。
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