WO2011077827A1 - 探傷装置及び探傷方法 - Google Patents

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flaw detection
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defect
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かよ子 川田
政秋 黒川
正剛 東
正弥 高次
義浩 浅田
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a flaw detection apparatus and a flaw detection method for nondestructively inspecting defects such as cracks generated in a subject such as eddy current flaw detection and ultrasonic flaw detection.
  • an eddy current testing method ECT; Eddy Current Testing
  • UT Ultrasonic testing
  • an eddy current is generated in a subject by a change in magnetic flux generated by an exciting coil supplied with an exciting current, and a detection signal representing the magnetic flux generated by the eddy current is acquired as an output signal of the detecting coil.
  • flaw detection is performed by detecting changes in the eddy current intensity and flow shape caused by defects in the subject.
  • it also changes due to variations in the electrical resistivity and permeability of the subject, changes in the coil impedance caused by changes in the coil posture (distance and angle with respect to the subject), and the like. Therefore, such a change in the impedance of the coil becomes noise and appears in the detection signal, and the accuracy of flaw detection due to this noise is a problem.
  • Patent Literature 1 discloses a defect identification method for identifying a flaw signal and a noise signal by using a detection signal obtained by an eddy current flaw detection multi-probe in which a detection coil and an excitation coil are arranged side by side.
  • the X scan signal with the excitation coil and the detection coil arranged in the direction and the Y scan signal with the excitation coil and the detection coil arranged in the other direction are calculated as phase angles, and the calculated phase angle is X scanned along the horizontal axis.
  • a technique is disclosed in which a noise signal included in a detection signal is discriminated from a difference in characteristics of each detection signal distribution on the graph by plotting the phase angle on a graph in which the vertical axis is set to a Y-scan phase angle. .
  • Patent Document 2 a distance sensor for measuring the distance between the sensor and the subject surface is added, and it is included in the detection signal by determining whether or not the distance has changed from the measurement result by the distance sensor. Discriminating noise is disclosed.
  • Patent Document 3 a normal probe 11 and a magnetic saturation probe 13 that includes a magnet and reduces noise due to magnetic permeability change are provided, and the processing unit scans the same location with the normal probe and the magnetic saturation probe.
  • a technique is disclosed in which the signal waveform obtained in the above is compared and analyzed to determine whether the signal waveform is caused by a flaw in the subject to be measured or caused by noise.
  • Patent Document 1 has a problem that the noise signal cannot be determined when the appearance of the noise component appearing in the detection signal is very similar to the detection signal. For example, noise caused by a change in the distance or tilt between the sensor and the subject is very similar to an opening defect having a shallow waveform feature. In such a case, it is determined whether it is an opening defect or noise. Can not do it.
  • Patent Document 2 has a problem that the apparatus becomes complicated because a distance sensor must be added. Further, even if the distance can be accurately measured by the distance sensor, it is difficult to accurately infer the noise waveform of the ECT signal based on the measured distance, so whether or not the measured ECT signal includes a defect is determined. It was difficult to distinguish. In the method disclosed in Patent Document 3, when noise and a defect occur at the same time, noise cannot be specified in the detection signal.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a flaw detection apparatus and a flaw detection method capable of discriminating noise contained in a detection signal with a simple configuration.
  • a flaw detection sensor group in which a plurality of flaw detection sensors are arranged in a line at intervals in the scanning direction, and a defect of a subject is detected based on a detection signal detected by each flaw detection sensor.
  • the detection signal detected by each of the flaw detection sensors, the signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction are not similar to each other, and at the same time
  • a flaw detector is provided that determines that the signal is not a defect signal when the measured signal values are similar to each other.
  • the plurality of flaw detection sensors are arranged in a line at intervals in the scanning direction, and the detection signals detected by these flaw detection sensors are detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction.
  • the signal values are not similar and the signal values measured at the same time are similar, it is determined that the signal is not a defect signal, so it was caused by something other than a defect such as a shape change.
  • a noise component and a signal component resulting from a defect can be discriminated with a simple configuration.
  • the phrase “arranged in almost one row” means that the distance between adjacent flaw detection sensors is slightly deviated in the range where the distribution width of the target defect signal (that is, the length orthogonal to the scanning direction) is shorter. It is a concept including the case where it is arranged.
  • the processing device compares signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction in the detection signals detected by the flaw detection sensors, and the signal values indicate substantially the same value.
  • a filtered signal obtained by amplifying the signal value at a position relative to the signal value at a position where the signal values do not show substantially the same value, and the defect of the subject is detected based on the filtered signal. It may be detected.
  • the processing device compares the signal values detected at the same scanning position, and the signal values indicate substantially the same value.
  • Noise generated due to non-defects such as shape change because a filtered signal is generated by relatively amplifying the signal value relative to the signal value at a position where the signal values do not show substantially the same value. It is possible to remove components and extract only signal components due to defects. Thereby, the detection precision of the defect which has arisen in the subject can be improved with a simple configuration.
  • the flaw detection apparatus has a flaw detection sensor unit in which a plurality of flaw detection sensor groups are arranged along a direction orthogonal to a scanning direction, and the processing apparatus is detected by each flaw detection sensor constituting the sensor unit.
  • the defect signal It may be determined that there is not.
  • the processing device compares signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction in the detection signals detected by the flaw detection sensors constituting the flaw detection sensor unit, A filtered signal is generated by amplifying a signal value at a position where the signal values are substantially the same relative to a signal value at a position where the signal values of both are not the same.
  • the defect of the subject may be detected based on the above.
  • Performing flaw detection using a flaw detection sensor unit in which a plurality of flaw detection sensor groups are arranged along a direction orthogonal to the scanning direction is one of the common arrangements for efficient flaw detection. It is possible to discriminate between defects and noise without adding a sensor.
  • the flaw detection sensor unit when the scanning direction is the x-axis direction and the direction orthogonal to the scanning direction is the y-axis direction, the flaw detection sensor unit has two rows of flaw detection arranged in parallel to the y-axis coordinates.
  • the flaw detection sensor has a sensor row and is arranged so that each flaw detection sensor takes a different y coordinate value.
  • the processing device compares a plurality of the filtering signals by comparing detection signals between flaw detection sensors having adjacent y coordinate values. It is good also as producing a signal and detecting the defect of the said test object from these said filtering signals.
  • a noise component and a component due to a defect can be distinguished with high accuracy.
  • a flaw detection sensor unit in which a flaw detection sensor group in which a plurality of flaw detection sensors are arranged in a line at intervals in the scanning direction is arranged along a direction perpendicular to the scanning direction,
  • a processing device that detects a defect of the subject based on a detection signal detected by each of the flaw detection sensors constituting the flaw detection sensor unit, and the processing device moves the flaw detection sensor in a direction orthogonal to the scanning direction.
  • a flaw detection device for detecting a defect is provided.
  • the processing device In the flaw detection apparatus, the processing device generates a composite signal corresponding to each flaw detection sensor by interpolating and obtaining an average of the interpolated signals in each group by interpolating signals at measurement positions of the flaw detection signals.
  • the defect of the subject may be detected based on the synthesized signal.
  • the noise remaining components of the obtained signals may become discontinuous and unnatural signals between groups. Therefore, after interpolating the detection signals in each group and averaging them between the groups, processing that reduces features common to neighboring signals makes the processed signal smoother, further improving flaw detection accuracy Can be made.
  • a third aspect of the present invention includes a flaw detection sensor that reciprocally scans a subject, and a processing device that detects a defect of the subject based on a detection signal detected by the flaw detection sensor.
  • a flaw detection sensor that determines that the signal is not a defect signal.
  • the processing device compares signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction in the detection signal detected by the flaw detection sensor, and the signals show substantially the same value.
  • a filtered signal obtained by amplifying the signal value at a position relative to the signal value at a position where the signal values do not show substantially the same value, and the defect of the subject is detected based on the filtered signal. It may be detected.
  • a flaw detection method in which a plurality of flaw detection sensors are arranged in a line at intervals in the scanning direction and a defect of the subject is detected based on a detection signal detected by each flaw detection sensor.
  • the detection signals detected by the flaw detection sensors the signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction are not similar, and the signal values measured at the same time are similar.
  • a flaw detection method for determining that the signal is not a defect signal is provided. Further, in the flaw detection method, the detection values detected by the flaw detection sensors are compared with signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction, and the signal values indicate substantially the same value.
  • a filtering signal is generated by amplifying the signal value at a certain position relative to the signal value at a position where the signal values do not show substantially the same value, and a defect of the object is detected based on the filtering signal It is good to do.
  • a flaw detection sensor unit is formed by arranging a flaw detection sensor group in which a plurality of flaw detection sensors are arranged in a line at intervals in the scanning direction along a direction orthogonal to the scanning direction. And detecting a defect of the subject based on a detection signal detected by each of the flaw detection sensors constituting the flaw detection sensor unit, wherein a plurality of the flaw detection sensors are orthogonal to the scanning direction. Group by column arranged along the direction, remove common tendencies appearing in nearby detection signals detected by the flaw detection sensors belonging to the same group, and subject based on the signal after removal Provided is a flaw detection method for detecting defects.
  • a flaw detection method for detecting a defect in a subject based on a detection signal detected by the flaw detection sensor by reciprocatingly scanning the flaw detection sensor on the surface of the subject.
  • the defect signal is detected when the signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction are not similar and the signal values measured at the same time are similar.
  • Provide a flaw detection method that determines that this is not the case.
  • signal values detected at substantially the same position coordinates in the scanning direction are compared, and signal values at positions where the signals show substantially the same values are compared with each other. It is also possible to generate a filtered signal that is amplified relative to the signal value at a position that does not indicate, and detect a defect of the subject based on this filtered signal.
  • the present invention it is possible to determine the noise included in the detection signal with a simple configuration.
  • the flaw detection apparatus and flaw detection method according to the present invention can be widely applied to flaw detection methods for inspecting defects such as cracks generated in a subject in a nondestructive manner, such as eddy current flaw detection and ultrasonic flaw detection.
  • flaw detection methods for inspecting defects such as cracks generated in a subject in a nondestructive manner, such as eddy current flaw detection and ultrasonic flaw detection.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a flaw detection apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • a flaw detection apparatus 1 includes a flaw detection sensor group 11 having two eddy current flaw detection sensors (hereinafter referred to as “flaw detection sensors”) 11a and 11b, a drive device 12, a flaw detector 13, a storage device 14, and a processing device. 15.
  • flaw detection sensors two eddy current flaw detection sensors
  • the flaw detection sensors 11a and 11b are arranged in a line at intervals in the scanning direction, the flaw detection sensor 11a is arranged at the front in the scanning direction, and the flaw detection sensor 11b is arranged at the rear in the scanning direction.
  • the flaw detection sensors 11a and 11b are generally used in maintenance inspection of piping and the like by the eddy current flaw detection method, and for example, a self-comparison type is used.
  • the driving device 12 scans the flaw detection sensors 11a and 11b, and includes a position detector such as an encoder, and outputs a position signal to the flaw detector 13.
  • the flaw detector 13 excites the coils of the flaw detection sensors 11a and 11b, acquires the output signals of the coils as detection signals, acquires position signals from the driving device 12, and performs A / D conversion on these signals.
  • the storage device 14 sequentially records the position signal and the detection signal from the flaw detector 13.
  • the processing device 15 compares the signal values detected at the same scanning position in the detection signals detected by the flaw detection sensors 11a and 11b, and obtains the signal value at the position where the signal values of the both indicate substantially the same value.
  • a filtered signal is generated by relatively amplifying a signal value at a position where both signal values do not show substantially the same value, and a defect of the subject is detected based on the filtered signal.
  • the ECT signal detected by the flaw detection sensors 11a and 11b has a waveform as shown in FIG. .
  • the horizontal axis represents the measurement time
  • the vertical axis represents the signal value
  • the solid line Va (t) represents the detection signal of the flaw detection sensor 11a
  • the broken line Vb (t) represents the detection signal of the flaw detection sensor 11b.
  • each detection signal shown in FIG. 3B is corrected so that the position in the scanning direction (scanning position) matches, and a sensor position correction signal is obtained. That is, the detection signal shown in time series is converted into a signal for each scanning position. Thereby, a waveform as shown in FIG. 3C is obtained.
  • the horizontal axis is the scanning direction position
  • the vertical axis is the signal value
  • the sensor position correction signals corresponding to both flaw detection sensors match.
  • a filtered signal as shown in (d) of FIG. 3 is generated by relatively enhancing (amplifying) the signal value at a position where the value is not shown.
  • This filter rig is similarly applied to each of the real part and the imaginary part in the sensor position correction signal. The same applies to the following description.
  • the processing device 15 performs an operation represented by the following equation (1), and generates a filtering signal by taking the cross-correlation of both signals.
  • Fab (x) is the filtering signal
  • V′a (x) is the signal value of the sensor position correction signal of the flaw detection sensor 11a
  • V′b (x) is the sensor position correction signal of the flaw detection sensor 11b.
  • Sign (X) is the sign of X
  • is the absolute value of X
  • sqrt (X) is the square root of X.
  • FIG. 4A when a change in shape occurs in the subject, a signal change caused by the change in shape is detected as shown in FIG. 4B. It occurs at the same time for the sensors 11a and 11b. This is because the flaw detection sensors 11a and 11b are integrated, and when a posture change with respect to a shape change occurs on one side, the influence is always exerted on the other. Therefore, in the sensor position correction signal of each flaw detection sensor 11a, 11b when the shape change has occurred in the subject, the peak of the signal value appears at different scanning positions as shown in FIG. . Therefore, the filtering signal obtained from such a sensor position correction signal has a waveform as shown in FIG. 4D, and is a signal from which noise caused by the shape change is removed.
  • FIG. 5A when the shape change and the defect occur in the subject at the same position, detection signals as shown in FIG. 5B are obtained.
  • the sensor position correction signal as shown in FIG. 5C is obtained from these detection signals.
  • a filtering signal as shown in FIG. 5D is obtained. In this way, even when the shape change and the defect occur in the same position in the subject, only the noise component due to the shape change can be removed and only the signal value due to the defect can be extracted. .
  • the signal value due to the defect can obtain the same signal value at the same scanning position, whereas the noise caused by the posture change of the flaw detection sensor group due to the shape change or the like is
  • the idea has been made with a focus on the fact that the same signal value cannot be obtained at the same scanning position at the same time.
  • two flaw detection sensors 11a and 11b are arranged in a line at intervals in the scanning direction, and the detection signals detected by these flaw detection sensors 11a and 11b are signals detected at the same scanning position.
  • cross-correlation is used when obtaining a filtering signal, but the method for obtaining a filtering signal is not limited to this.
  • an average value of both signal values may be taken, or as shown in the following equation (3), the absolute value of both signal values may be minimized. It is good also as a signal of the same sign.
  • the flaw detection sensor group 11 is configured by the two flaw detection sensors 11a and 11b has been described, but the number of flaw detection sensors constituting the flaw detection sensor group 11 is not particularly limited.
  • the case where the two flaw detection sensors 11a and 11b are arranged in a line has been described.
  • the two flaw detection sensors 11a and 11b are slightly shifted from the direction orthogonal to the scanning direction. It may be arranged.
  • the deviation width is set to be shorter than the distribution width of the target defect signal (that is, the length orthogonal to the scanning direction).
  • the flaw detection apparatus includes, for example, a plurality of flaw detection sensors as illustrated in FIG.
  • a flaw detection sensor unit 20 in which the groups 11 are arranged in a direction orthogonal to the scanning direction is provided.
  • the difference between the flaw detection apparatus and the flaw detection method according to the present embodiment and the first embodiment will be mainly described.
  • the flaw detection sensors 11a1, 11a2, 11a3, and 11a4 arranged at the same position are arranged to take the same x-coordinate value and different y-coordinate values, and are arranged rearward with respect to the scanning direction.
  • 11b2, 11b3, and 11b4 are also arranged so as to have the same x coordinate value and different y coordinate values.
  • the processing apparatus creates a filtering signal based on the detection signals detected by each of the flaw detection sensors 11a1 to 11b4 constituting the flaw detection sensor unit 20, and detects a defect of the subject.
  • detection signals obtained by the flaw detection sensors 11a1 to 11b4 Has a waveform as shown in FIG.
  • the horizontal axis is the measurement time
  • the vertical axis is the detection signal detected by each flaw detection sensor vertically arranged so as to correspond to the arrangement position of each flaw detection sensor arranged on the subject. It is shown.
  • V1 (t) is a detection signal obtained by the flaw detection sensor 11a
  • V2 (t) is a detection signal obtained by the flaw detection sensor 11b1
  • V3 (t) is obtained by the flaw detection sensor 11a2.
  • the obtained detection signal, V4 (t) is the detection signal obtained by the flaw detection sensor 11b2
  • V5 (t) is the detection signal obtained by the flaw detection sensor 11a3
  • V6 (t) is obtained by the flaw detection sensor 11b3.
  • the detection signal V7 (t) is a detection signal obtained by the flaw detection sensor 11a4, and V8 (t) is a detection signal obtained by the flaw detection sensor 11b4.
  • the processing device obtains a sensor position correction signal by correcting such detection signals V1 (t) to V8 (t).
  • a sensor position correction signal corresponding to (b) of FIG. 7 is shown in (c) of FIG.
  • the processing device creates a filtering signal based on these sensor position correction signals.
  • the processing device may create a filtering signal by comparing sensor position correction signals of adjacent flaw detection sensors.
  • the flaw detection sensors are arranged in the order of flaw detection sensors 11a1, 11b1, 11a2, 11b2, 11a3, 11b3, 11a4, and 11b4 from the end, considering only the position on the y-axis. Therefore, a set of adjacent flaw detection sensors is a set of 11a1, 11b1, 11b1, 11a2, 11a2, 11b2,... 11a4 and 11b4.
  • the processing device creates a filtering signal by comparing the sensor position correction signals of these adjacent flaw detection sensors. As a result, for example, filtering signals Fab1 to Fab7 as shown in FIG. 7D are obtained.
  • the processing apparatus detects defects generated in the subject based on the filtering signals Fab1 to Fab7 shown in FIG.
  • the integrated flaw detection sensors 11a1 to 11b4 can be used in the same manner as in the first embodiment described above.
  • the influence of the shape change appears, and as shown in FIG. 8B, noise is generated in the detection signals V1 (t) to V8 (t) of the flaw detection sensors 11a1 to 11b4 at the same time.
  • the sensor position correction signals V′1 (x) to V′8 (x) corresponding to the detection signals V1 (t) to V8 (t) have waveforms as shown in FIG.
  • the flaw detection sensor unit 20 is configured by arranging a flaw detection sensor group including two flaw detection sensors along a direction orthogonal to the scanning direction. Since the defect is detected based on the detection signal detected by each flaw detection sensor constituting the flaw detection sensor unit 20, the flaw detection inspection can be performed efficiently. Since a flaw detection inspection is performed using detection signals of all flaw detection sensors without providing a dedicated sensor or the like for detecting a shape change or the like, the flaw detection inspection is efficiently and highly accurately performed with a simple configuration. It becomes possible.
  • signals F′1 (x) to F′8 (x) obtained by interpolating the sampling position of the filtering signal Fabi (x) so as to coincide with the sampling position of the flaw detection signal are filtered signals. It may be used as The interpolation may be a general linear interpolation.
  • end processing may be performed using the signals in the adjacent areas.
  • the flaw detection apparatus and the flaw detection method according to the present embodiment detect defects having a very short length in the direction perpendicular to the scanning direction, such as defects generated along the scanning direction.
  • the flaw detection is suitable for the inspection.
  • the difference between the flaw detection apparatus and the flaw detection method according to the present embodiment and the second embodiment will be mainly described.
  • the flaw detection apparatus Since the flaw detection apparatus according to the present embodiment has substantially the same apparatus configuration as that of the second embodiment described above, detailed description of the configuration will be omitted.
  • FIG. 10 (a) assuming a defect occurring along the scanning direction, the detection signals detected by the flaw detection sensors 11a1 to 11b4 are as shown in FIG. 10 (b). It becomes a waveform. That is, a defect is detected only by some of the eight flaw detection sensors.
  • the processing device obtains sensor position correction signals from such detection signals. As a result, sensor position correction signals as shown in FIG. 10C are obtained.
  • the processing apparatus groups these sensor position correction signals according to the arrangement positions of the flaw detection sensors. For example, when the scanning direction is the x-axis direction and the direction orthogonal to the scanning direction is the y-axis direction, flaw detection sensors having the same x-coordinate values are handled as one group.
  • the eight flaw detection sensors 11a1 to 11b4 are divided into a group consisting of the flaw detection sensors 11a1, 11a2, 11a3, and 11a4 and another group consisting of the flaw detection sensors 11b1, 11b2, 11b3, and 11b4.
  • Each sensor position correction signal after group division is shown in FIG.
  • the processing device performs a drift removal process in the Y-axis direction that removes signals having similar characteristics occurring at the same position in the X-axis direction in the sensor position correction signals of each group.
  • the signals V ′′ 1 (x) to V ′ after the drift removal processing '8 (x) is the same as the signal shown in (d) of FIG. 10, as shown in (e) of FIG.
  • the processing apparatus collects the signals after the drift removal processing divided into groups into one signal, thereby obtaining combined signals F1 to F8 shown in (f) of FIG. 10, and these combined signals F1 to F8 are obtained. Based on the detection of defects. As a result, since signals appear only in the signals F3 to F5, it can be determined that a defect has occurred at the position of the flaw detection sensor corresponding to the signals F3 to F5.
  • the posture change of the flaw detection sensor unit 20 due to the influence of the shape change is caused by all flaw detections constituting the flaw detection sensor unit 20.
  • the sensor position correction signal divided into each group has a waveform as shown in FIG.
  • the signal after the drift removal processing in the Y-axis direction has a waveform as shown in (e) of FIG. 11, and noise components are removed.
  • synthesized signals F1 to F8 as shown in (f) of FIG. 11 are obtained, and erroneous detection of defects due to noise caused by shape change is prevented. be able to.
  • the flaw detection apparatus and the flaw detection method according to the present embodiment it is possible to effectively detect a short-width defect generated along the scanning direction of the flaw detection sensor unit with a simple configuration.
  • the sensor position correction signals obtained by the flaw detection sensors are processed in groups, as shown in (f) of FIG.
  • the sensor position correction signal in each group is linearly interpolated at the position of the opposite group in the Y-axis direction to obtain a thinned signal.
  • Simulating signals indicated by dotted lines in FIG. 12 (b) and FIG. 13 (b)
  • the respective synthesized signals G1 to G8 may be created. Good (see (c) of FIG. 12, (c) of FIG. 13).
  • drift removal processing in the Y-axis direction is performed on the synthesized signals G1 to G8 (see (d) of FIG. 12, (d) of FIG. 13), and the synthesized signals G′1 to G′8 after processing are performed. It is good also as detecting a defect based on.
  • one flaw detection sensor 11a is provided.
  • the subject may be two-dimensionally scanned by scanning in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the signal values detected at substantially the same scanning position are compared with each other, and the signal values at the positions where both signal values indicate substantially the same value are obtained. It is only necessary to generate a filtered signal that is relatively amplified with respect to the signal value at a position where the signal values do not show substantially the same value, and detect a defect of the subject based on the filtered signal.
  • the method for creating the filtering signal is the same as that in the first embodiment described above.
  • FIG. 5 As shown in Fig. 5, it can be used as a flaw detection apparatus that scans the inside of a tube in a non-contact manner.
  • Flaw detector 11 Flaw sensor group 11a, 11a1 to 11a4, 11b, 11b1 to 11b4 Eddy current flaw sensor 12 Drive device 13 Flaw detector 14 Storage device 15 Processing device 20 Flaw detection sensor unit

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Abstract

　簡易な構成により、検出信号に含まれるノイズを判別すること。２つの探傷センサ（１１ａ，１１ｂ）が走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置された探傷センサ群（１１）と、各探傷センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置（１５）とを備え、処理装置（１５）は、各探傷センサ（１１ａ，１１ｂ）によって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷装置（１）を提供する。

Description

探傷装置及び探傷方法
　本発明は、渦電流探傷や超音波探傷等、被検体に生じたき裂等の欠陥を非破壊で検査する探傷装置及び探傷方法に関するものである。
　被検体に生じたき裂等の欠陥を非破壊で検査する方法として、渦電流探傷法（ＥＣＴ；Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ）や超音波探傷（ＵＴ；Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ
Ｔｅｓｔｉｎｇ）が知られている。
　渦電流探傷法は、励磁電流を供給した励磁コイルが発生する磁束変化により、被検体に渦電流を発生させ、さらにこの渦電流により発生する磁束を表す検出信号を検出コイルの出力信号として取得し、この検出信号に基づいて被検体の欠陥（傷）の位置、形状、深さ等を求める技術である。
　渦電流探傷法は、被検体中の欠陥によって生ずる渦電流の強度および流れの形の変化を検出して探傷を行うものであるが、このような渦電流の強度及び流れの形は、被検体の欠陥だけではなく、被検体の電気抵抗率および透磁率の変動や、コイル姿勢（被検体に対する距離や角度）の変化などによって生ずるコイルのインピーダンスの変化等によっても変化する。従って、このようなコイルのインピーダンスの変化がノイズとなって検出信号に現れてしまい、このノイズによる探傷の精度低下が問題とされている。
　従来、検出信号に含まれるノイズを判別する方法として、例えば、以下のような方法が提案されている。
　例えば、特許文献１には、検出コイルと励磁コイルを並べて配置した渦電流探傷検出用のマルチプローブにより得られる検出信号を用いて傷信号と雑音信号を識別する欠陥識別方法において、マルチプローブの一方向に励磁コイルと検出コイルを配置したＸスキャン信号と、その他方向に励磁コイルと検出コイルを配置したＹスキャン信号とを、位相角度に演算し、その演算した位相角度を、横軸をＸスキャン位相角度に、縦軸をＹスキャン位相角度に設定したグラフ上にプロットして、グラフ上における各検出信号分布の特性の違いから、検出信号に含まれるノイズ信号を判別する技術が開示されている。
　特許文献２には、センサと被検体表面との距離を計測するための距離センサを追加し、この距離センサによる計測結果から距離に変化があったか否かを判断することにより、検出信号に含まれるノイズを判別することが開示されている。
　特許文献３には、通常型プローブ１１と、磁石を備えて透磁率変化によるノイズを低減する磁気飽和型プローブ１３とを設け、処理装置により、通常型プローブおよび磁気飽和型プローブによる同一箇所の走査で得られる信号波形を比較分析して、該信号波形が測定対象の被検体の傷に起因するものか、或いは、ノイズに起因するものかを判別する技術が開示されている。
特開２００９－１９９０９号公報 特開２００６－１３８７８４号公報 特開２００８－３０９５７３号公報
　しかしながら、上記特許文献１に開示された方法では、検出信号に現れるノイズ成分の出現態様が検出信号に酷似する場合に、ノイズ信号を判別することができないという問題がある。例えば、センサと被検体との距離または傾きの変化に起因するノイズは、波形特徴が浅い開口欠陥と酷似するため、このような場合には、開口欠陥であるのか、あるいは、ノイズであるのか判別することができない。
　上記特許文献２に開示された方法では、距離センサを追加せねばならないことから、装置が複雑化してしまうという問題がある。さらに、距離センサによって距離が正確に計測できたとしても、計測距離に基づいてＥＣＴ信号のノイズ波形を正確に推察するのは困難であるため、計測されたＥＣＴ信号に欠陥が含まれるかどうかを判別するのは困難であった。
　上記特許文献３に開示された方法では、ノイズと欠陥とが同時に発生していた場合に、検出信号中においてノイズを特定することができない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成により、検出信号に含まれるノイズを判別することのできる探傷装置及び探傷方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
　本発明の第１の態様は、複数の探傷センサが走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置された探傷センサ群と、各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置とを備え、前記処理装置は、各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷装置を提供する。
　このような構成によれば、複数の探傷センサを走査方向に対して間隔をあけてほぼ一列に配置させ、これら探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断するので、形状変化等の欠陥以外に起因して生じたノイズ成分と、欠陥に起因する信号成分とを簡易な構成により判別することができる。
　上記「ほぼ一列に配置された」とは、隣接する探傷センサ間の距離が、ターゲットとしている欠陥信号の分布幅（つまり、走査方向に直交する長さ）よりも短くなる範囲で、多少ずれて配置される場合も含む概念である。
　上記探傷装置において、前記処理装置は、各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　このような構成によれば、処理装置が、各探傷センサによって検出された検出信号において、同じ走査位置において検出された信号値同士を比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成するので、形状変化等の欠陥以外に起因して生じたノイズ成分を除去し、欠陥に起因する信号成分のみを抽出することができる。これにより、簡易な構成により、被検体に生じている欠陥の検出精度を向上させることができる。
　上記探傷装置は、複数の前記探傷センサ群が走査方向に直交する方向に沿って配置されてなる探傷センサユニットを有し、前記処理装置は、前記センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出されたそれぞれの検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断することとしてもよい。
　更に上記探傷装置において、前記処理装置は、前記探傷センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、両者の信号値がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、両者の信号値がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　複数の探傷センサ群を走査方向に直交する方向に沿って配置してなる探傷センサユニットを用いて探傷を行うことは、効率的に探傷を行うための一般的な配置のひとつであり、特別なセンサを追加することなく欠陥とノイズを判別することが可能となる。
　上記探傷装置において、前記走査方向をｘ軸方向、前記走査方向に直交する方向をｙ軸方向とした場合に、前記探傷センサユニットは、ｙ軸座標に対して平行に並べられた２列の探傷センサ列を有するとともに、各々の前記探傷センサが異なるｙ座標値を取るように配置されており、前記処理装置は、ｙ座標値が隣接する探傷センサ同士の検出信号を比較して複数の前記フィルタリング信号を作成し、これら前記フィルタリング信号から前記被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　このような構成によれば、ノイズ成分と欠陥による成分とを高い精度で判別することができる。
　本発明の第２の態様は、複数の探傷センサが走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置された探傷センサ群が前記走査方向に直交する方向に沿って配置されてなる探傷センサユニットと、前記探傷センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置とを備え、前記処理装置は、前記探傷センサを、前記走査方向に直交する方向に沿って配列されている列毎にグループ分けし、同じグループに属する前記探傷センサによって検出された近隣の検出信号に現れている共通の傾向を除去し、除去後の信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷装置を提供する。
　例えば、被検体に形状変化が生じていた場合には、探傷センサユニットを構成する近隣の探傷センサに対して同時に形状変化に起因するノイズが発生することとなる。そうすると、各探傷センサによって検出された検出信号を、探傷センサの走査方向の配置位置に基づいてグループ分けした場合には、グループによらず、検出信号に対して同じ時刻に同じ特徴（例えば、ピーク）が現れていることとなる。したがって、このような同じグループに属する近隣の信号に対して現れている共通の特徴を除去する処理を行うことで、形状変化等による探傷センサユニットの姿勢変化に起因するノイズ成分を除去することが可能となる。一方、探傷センサユニットの走査方向に直交する方向の分布幅の狭い欠陥を検知した場合には、探傷センサユニットを構成する一部の探傷センサによってのみこの欠陥に対する信号変化が現れることとなる。このため同じグループに属する近隣の信号全てには同じ特徴が現れることはない。
　したがって、このような探傷装置によれば、簡易な構成により、探傷センサユニットの走査方向に直交する方向の分布幅の短い欠陥を有効に検出することができる。
　上記探傷装置において、前記処理装置は、各前記グループにおいて、探傷信号の計測位置での信号を補間して求め、補間した信号同士の平均を取ることにより、各探傷センサに対応する合成信号を生成し、前記合成信号に基づいて前記被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　各探傷センサによって検出された検出信号をグループ分けして処理すると、得られた信号のノイズの消え残り成分などがグループ間で不連続で不自然な信号となる場合がある。そこで、各グループにおける検出信号を補間し、これらをグループ間で平均した後、近隣の信号に共通の特徴を低減する処理をすることで、処理後の信号がなめらかになり、探傷精度を更に向上させることができる。
　本発明の第３の態様は、被検体上を往復走査する探傷センサと、前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置とを備え、前記処理装置は、前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷装置を提供する。
　更に、上記探傷装置において、前記処理装置は、前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　このような構成によれば、一つの探傷センサを有していればよいので、非常に簡素な構成により、精度の高い探傷を行うことが可能となる。
　本発明の第４の態様は、複数の探傷センサを走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置し、各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法であって、各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷方法を提供する。
　更に、上記探傷方法においては、各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士をそれぞれ比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　本発明の第５の態様は、複数の探傷センサを走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置させてなる探傷センサ群を、前記走査方向に直交する方向に沿って配置することにより探傷センサユニットを形成し、前記探傷センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法であって、複数の前記探傷センサを、前記走査方向に直交する方向に沿って配列されている列毎にグループ分けし、同じグループに属する前記探傷センサによって検出された近隣の検出信号に現れている共通の傾向を除去し、除去後の信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法を提供する。
　本発明の第６の態様は、探傷センサを被検体の表面において往復走査させ、前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法であって、前記探傷センサによって検出された検出信号のうち、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷方法を提供する。
　更に、上記探傷方法において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出することとしてもよい。
　本発明によれば、簡易な構成により、検出信号に含まれるノイズを判別することができるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る探傷装置の概略構成を示した図である。 探傷センサ群における探傷センサの配置を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る探傷装置の探傷センサユニットについて説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る処理装置により実行される他の処理について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る処理装置により実行される処理について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る処理装置により実行される他の処理について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る処理装置により実行される他の処理について説明するための図である。 本発明に係る探傷装置の一構成例を示した図である。 本発明に係る探傷装置の一構成例を示した図である。
　以下に、本発明の各実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について、図面を参照して説明する。本発明に係る探傷装置及び探傷方法は、渦電流探傷法、超音波探傷等、被検体に発生したき裂等の欠陥を非破壊で検査する探傷方法に対して広く適用可能であるが、以下の説明では便宜上、渦電流探傷法に適用した場合を例に挙げて説明する。
〔第１の実施形態〕
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る探傷装置１の概略構成を示した図である。図１において、探傷装置１は、２つの渦電流探傷センサ（以下、「探傷センサ」という。）１１ａ，１１ｂを有する探傷センサ群１１と、駆動装置１２、探傷器１３、記憶装置１４および処理装置１５を備えて構成されている。
　探傷センサ１１ａ，１１ｂは、図２に示すように、走査方向に対して間隔をあけて一列に配置されており、探傷センサ１１ａが走査方向前方に配置され、探傷センサ１１ｂが走査方向後方に配置されている。探傷センサ１１ａ，１１ｂは、渦電流探傷法による配管等の保守検査で一般的に使用されているもので、例えば自己比較方式のものを用いる。
　駆動装置１２は、探傷センサ１１ａ，１１ｂを走査させるものであり、エンコーダ等の位置検出器を備えて、位置信号を探傷器１３に出力する。探傷器１３は、探傷センサ１１ａ，１１ｂのコイルを励磁して、該コイルの出力信号を検出信号として取得するとともに、駆動装置１２からの位置信号を取得し、これら信号をＡ／Ｄ変換した後、記憶装置１９に出力する。
　記憶装置１４は、探傷器１３からの位置信号および検出信号を逐次記録していく。処理装置１５は、各探傷センサ１１ａ，１１ｂによって検出された検出信号において、同じ走査位置において検出された信号値同士を比較し、両者の信号値がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、両者の信号値がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出する。
　以下、処理装置１５による欠陥検出について図を参照して具体的に説明する。
　例えば、図３の（ａ）に示すように、被検体に欠陥Ｃが発生していた場合、探傷センサ１１ａ，１１ｂによって検出されるＥＣＴ信号は、図３の（ｂ）のような波形となる。図３の（ｂ）において、横軸は計測時刻、縦軸は信号値であり、実線Ｖａ（ｔ）は探傷センサ１１ａの検出信号、破線Ｖｂ（ｔ）は探傷センサ１１ｂの検出信号を示している。探傷センサ１１ａ，１１ｂは図２に示すように、走査方向に対して間隔をあけて並べられているので、欠陥Ｃの検出に時間差が生じている。ＥＣＴ信号は複素数値だが、図は、その実部または虚部の一方を概念的に示している。以降の説明においても同様である。
　続いて、図３の（ｂ）に示した各検出信号を走査方向における位置（走査位置）がそれぞれ一致するように補正し、センサ位置補正信号を得る。つまり、時系列に示されていた検出信号を各走査位置に対する信号に変換する。これにより、図３の（ｃ）に示すような波形が得られる。図３の（ｃ）において、横軸は走査方向位置、縦軸は信号値であり、双方の探傷センサに対応するセンサ位置補正信号は一致している。このように、欠陥Ｃが発生している場合には、欠陥Ｃが発生している走査位置（Ｘ座標値）において、同じような信号値（波形）が得られる。続いて、処理装置１５は、各走査位置におけるセンサ位置補正信号の各信号値を比較したとき、両者の信号値がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、両者の信号値がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に強調（増幅）させて、図３の（ｄ）に示すようなフィルタリング信号を生成する。このフィルタリグは、センサ位置補正信号における実部と虚部それぞれに同様に適用される。以降の説明においても同様である。
　例えば、処理装置１５は、以下の（１）式で示されるような演算を行い、両信号の相互相関を取ることにより、フィルタリング信号を生成する。
　Fab(x)＝sign(V’a(x))*sqrt(|V’a(x)*V’b(x)|)　　　（１）
　上記（１）式において、Ｆａｂ（ｘ）はフィルタリング信号、Ｖ´ａ（ｘ）は探傷センサ１１ａのセンサ位置補正信号の信号値、Ｖ´ｂ（ｘ）は探傷センサ１１ｂのセンサ位置補正信号の信号値である。また、ｓｉｇｎ（Ｘ）はＸの符号、｜Ｘ｜はＸの絶対値、ｓｑｒｔ（Ｘ）はＸの平方根である。
　欠陥Ｃを想定した場合には、欠陥Ｃが発生している箇所において探傷センサ１１ａ，１１ｂの信号値はほぼ同じ値となるため、図３の（ｄ）に示すように、欠陥Ｃの走査位置において両者の信号値とほぼ同等のフィルタリング信号が得られる。
　これに対し、例えば、図４の（ａ）に示すように、被検体に形状変化が生じていた場合には、図４の（ｂ）に示すように、形状変化に起因する信号変化が探傷センサ１１ａ，１１ｂに対して同時刻に発生する。これは、探傷センサ１１ａ，１１ｂが一体化されており、一方に形状変化に対する姿勢変化が生じた場合には、必ず他方にもその影響が出るからである。
　したがって、被検体に形状変化が生じていた場合の各探傷センサ１１ａ，１１ｂのセンサ位置補正信号は、図４の（ｃ）に示すように、異なる走査位置において信号値のピークが現れることとなる。したがって、このようなセンサ位置補正信号から得られるフィルタリング信号は、図４の（ｄ）に示すような波形となり、形状変化に起因するノイズが除去された信号となる。
　また、例えば、図５の（ａ）に示すように、被検体に形状変化と欠陥とが同じ位置に生じていた場合には、図５の（ｂ）に示すような検出信号がそれぞれ得られ、これら検出信号から図５の（ｃ）に示すようなセンサ位置補正信号が得られる。この結果、図５の（ｄ）に示すようなフィルタリング信号が得られる。このように、被検体に形状変化と欠陥とが同じ位置に生じていた場合であっても、形状変化に起因するノイズ成分のみを除去し、欠陥に起因する信号値のみを抽出することができる。
　以上、本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法は、欠陥による信号値は、同じ走査位置において同じ信号値が得られるのに対し、形状変化等による探傷センサ群の姿勢変化に起因するノイズは、同じ時刻に発生し、同じ走査位置において同じ信号値が得られないという点に着目して発案されたものである。具体的には、２つの探傷センサ１１ａ，１１ｂを走査方向に対して間隔をあけてほぼ一列に配置させ、これら探傷センサ１１ａ，１１ｂによって検出された検出信号において、同じ走査位置において検出された信号値同士（換言すると、同じｘ座標値における信号値）を比較し、両者の信号値がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、両者の信号値がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成して、このフィルタリング信号に基づいて欠陥を評価する。これにより、形状変化等の欠陥以外に起因して生じたノイズ成分をフィルタリング信号から除去することができ、欠陥に起因する信号成分のみを抽出ことができる。この結果、被検体に生じている欠陥の検出精度を向上させることができる。
　本実施形態では、フィルタリング信号を得るときに相互相関を使用していたが、フィルタリング信号を得る方法はこれに限られない。例えば、以下の（２）式に示すように、両信号値の平均値を取ることとしてもよいし、以下の（３）式に示すように、両信号値の絶対値の最小値をとるいずれかと同符号の信号としてもよい。
Fab(x)=(V’a(x)＋V’b(x))/2　　　（２）
Fab(x)=sign(V’a(x))*min(|V’a(x)|,|V’b(x)|)　　　（３）
　本実施形態では、２つの探傷センサ１１ａ，１１ｂによって探傷センサ群１１が構成されている場合について述べたが、探傷センサ群１１を構成する探傷センサの数については特に限定されない。
　本実施形態では、２つの探傷センサ１１ａ，１１ｂが一列に並べられて配置されている場合について述べたが、これら２つの探傷センサ１１ａ,１１ｂは、走査方向に直交する方向に対して多少ずれて配置されていてもよい。この場合、ずれ幅は、ターゲットとしている欠陥信号の分布幅（つまり、走査方向に直交する長さ）よりも短くなるように設定される。
〔第２の実施形態〕
　次に、本発明の第２の実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について説明する。
　第１の実施形態では、複数の探傷センサから構成される一つの探傷センサ群を備える場合について述べたが、本実施形態に係る探傷装置は、例えば、図６に示すように、複数の探傷センサ群１１を走査方向に直交する方向に並べて配置した探傷センサユニット２０を備えている。以下、本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について、上述した第１の実施形態と異なる点について主に説明する。
　例えば、図６に示すように、走査方向をＸ軸方向、走査方向に直交する方向をＹ軸方向とした場合、探傷センサユニット２０を構成する各探傷センサ群間において、走査方向に対して前方に配置されている各探傷センサ１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４は、同じｘ座標値およびそれぞれ異なるｙ座標値を取るように配置され、また、走査方向に対して後方に配置されている探傷センサ１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３，１１ｂ４も、互いに同じｘ座標値およびそれぞれ異なるｙ座標値を取るように配置されている。
　処理装置は、探傷センサユニット２０を構成する各探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４によって検出された検出信号に基づいてフィルタリング信号を作成し、被検体の欠陥を検出する。具体的には、図７の（ａ）に示すように、走査方向に直交する方向（ｙ軸方向）に分布が長い欠陥が発生していた場合、各探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４によって得られる検出信号は、図７の（ｂ）に示すような波形となる。図７の（ｂ）において、横軸は計測時間、縦軸には各探傷センサによって検出された検出信号が、被検体上に配置された各探傷センサの配置位置に対応するように縦に並べて示されている。
　図７の（ｂ）において、Ｖ１（ｔ）は、探傷センサ１１ａ１によって得られた検出信号、Ｖ２（ｔ）は、探傷センサ１１ｂ１によって得られた検出信号、Ｖ３（ｔ）は、探傷センサ１１ａ２によって得られた検出信号、Ｖ４（ｔ）は、探傷センサ１１ｂ２によって得られた検出信号、Ｖ５（ｔ）は、探傷センサ１１ａ３によって得られた検出信号、Ｖ６（ｔ）は、探傷センサ１１ｂ３によって得られた検出信号、Ｖ７（ｔ）は、探傷センサ１１ａ４によって得られた検出信号、Ｖ８（ｔ）は、探傷センサ１１ｂ４によって得られた検出信号である。
　続いて、処理装置は、このような検出信号Ｖ１（ｔ）からＶ８（ｔ）を補正することによりセンサ位置補正信号を得る。図７の（ｂ）に対応するセンサ位置補正信号を図７の（ｃ）に示す。そして、処理装置は、これらのセンサ位置補正信号に基づいてフィルタリング信号を作成する。
　例えば、処理装置は、各探傷センサの配置位置においてｙ座標値のみを考慮した場合に、それぞれ隣り合う探傷センサのセンサ位置補正信号同士を比較することにより、フィルタリング信号をそれぞれ作成することとしてもよい。例えば、図６に示すように、探傷センサは、ｙ軸上の位置のみを考慮すると、端から探傷センサ１１ａ１，１１ｂ１，１１ａ２，１１ｂ２，１１ａ３，１１ｂ３，１１ａ４，１１ｂ４の順に並んでいる。よって、隣接する探傷センサの組は、１１ａ１と１１ｂ１，１１ｂ１と１１ａ２，１１ａ２と１１ｂ２，・・・１１ａ４と１１ｂ４の組となる。処理装置は、これら隣接する探傷センサのセンサ位置補正信号同士を比較することにより、それぞれフィルタリング信号を作成する。この結果、例えば、図７の（ｄ）に示すようなフィルタリング信号Ｆａｂ１～Ｆａｂ７が得られる。処理装置は、図７の（ｄ）に示したフィルタリング信号Ｆａｂ１～Ｆａｂ７に基づいて、被検体に発生した欠陥を検出する。
　例えば、欠陥ではなく、図８の（ａ）に示すように形状変化が生じていた場合には、上述した第１の実施形態と同様に、一体化されている探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４に対して同時に形状変化による影響が表れ、図８の（ｂ）に示すように、各探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４の検出信号Ｖ１（ｔ）～Ｖ８（ｔ）には同時期にノイズが発生することとなる。そして、これら検出信号Ｖ１（ｔ）～Ｖ８（ｔ）に対応するセンサ位置補正信号Ｖ´１（ｘ）～Ｖ´８（ｘ）は、図８の（ｃ）に示すような波形となる。そして、隣接する信号同士を比較することにより、このセンサ位置補正信号Ｖ´１（ｘ）～Ｖ´８（ｘ）からフィルタリング信号Ｆａｂ１（ｘ）～Ｆａｂ７（ｘ）を生成すると図８の（ｄ）に示すような波形となる。このように、形状変化が生じている場合には、図８の（ｃ）に示すように、隣接するセンサ位置補正信号には、互いに異なる位置にノイズが発生するため、フィルタリング信号ではこのようなノイズは減衰される。
　以上説明したように、本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法によれば、２つの探傷センサからなる探傷センサ群を更に走査方向に直交する方向に沿って並べることにより探傷センサユニット２０を構成し、この探傷センサユニット２０を構成する各探傷センサによって検出された検出信号に基づいて欠陥を検出するので、効率的に探傷検査を行うことが可能となる。形状変化等を検知する専用のセンサ等を設けることなく、全ての探傷センサの検出信号を用いて探傷検査を行うので、簡易な構成により、効率的に、かつ、精度の高い探傷検査を実施することが可能となる。
　本実施形態では、隣り合うセンサ位置補正信号からフィルタリング信号を作成していたことから、探傷センサが８つあるにも関わらず、７つのフィルタリング信号Ｆａｂ１（ｘ）～Ｆａｂ７（ｘ）しか得られないという不都合がある。つまり、探傷信号Ｖｉ(ｔ) (ｉ=１，２，・・・)が計測されたＹ方向位置をＹｉとすると、フィルタリング信号Ｆａｂ１（ｘ）は、Ｙ方向位置が（Ｙ１＋Ｙ２）／２、すなわちＹ１とＹ２の中点の位置のフィルタリング信号を示しており、また、Ｆａｂ２（ｘ）は、Ｙ方向位置が（Ｙ２＋Ｙ３）／２の位置のフィルタリング信号を示しているため、フィルタリング信号Ｆａｂ１（ｘ）～Ｆａｂ７（ｘ）と各探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４の通過位置とが対応していないという不都合がある。
　このような不都合を解消するために、フィルタリング信号Ｆａｂｉ（ｘ）のサンプリング位置を、探傷信号のサンプリング位置と一致するように補間した信号Ｆ´１（ｘ）～Ｆ´８（ｘ）をフィルタリング信号として用いてもよい。補間は一般的な線形補間でもよい。Ｙ方向の端処理は、隣接領域の探傷信号がない場合は、図９の（ｄ）に示すように端信号連続という条件で、両端のＦａｂ０＝Ｆａｂ１およびＦａｂ８＝Ｆａｂ７として、これを用いて補間してもよい。複数走査やラスタスキャン等により隣接する領域の探傷信号が得られている場合は、隣接領域の信号を用いて端処理を行ってもよい。
〔第３の実施形態〕
　次に、本発明の第３の実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について説明する。
　本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法は、図１０に示すように、走査方向に沿って発生した欠陥のように、走査方向に直交する方向に対しての長さが非常に短い欠陥を検出するのに適した探傷を実施するものである。
　以下、本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法について、上述した第２の実施形態と異なる点について主に説明する。
　本実施形態に係る探傷装置は、上述した第２の実施形態とほぼ同様の装置構成を有しているため、構成についての詳しい説明は省略する。
　例えば、図１０の（ａ）に示すように、走査方向に沿って発生した欠陥を想定した場合、各探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４によって検出される検出信号は、図１０の（ｂ）に示すような波形となる。つまり、８つある探傷センサのうち、一部の探傷センサでしか欠陥が検出されないこととなる。処理装置は、このような検出信号からセンサ位置補正信号をそれぞれ求める。この結果、図１０の（ｃ）に示すようなセンサ位置補正信号がそれぞれ求められる。
　続いて、処理装置は、これらセンサ位置補正信号を、探傷センサの配置位置に応じてグループ分けする。例えば、走査方向をｘ軸方向、走査方向に直交する方向をｙ軸方向とした場合に、その配置位置が同じｘ座標値を有する探傷センサを一つのグループとして取り扱う。これにより、８つの探傷センサ１１ａ１～１１ｂ４は、探傷センサ１１ａ１、１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４からなるグループと、探傷センサ１１ｂ１、１１ｂ２，１１ｂ３，１１ｂ４からなる他のグループとに区分される。グループ区分後の各センサ位置補正信号を図１０の（ｄ）に示す。
　続いて、処理装置は、各グループのセンサ位置補正信号において、Ｘ軸方向の同じ位置に発生している類似の特徴を有する信号を除去するＹ軸方向のドリフト除去処理を行う。図１０の（ｄ）に示した各グループの信号群においては、グループ内の近接した信号に同じような傾向が表れていないため、ドリフト除去処理後の信号Ｖ´´１（ｘ）～Ｖ´´８（ｘ）は、図１０の（ｅ）に示すように、図１０の（ｄ）に示した信号と同じとなる。続いて、処理装置は、各グループに区分したドリフト除去処理後の信号を１つの信号にまとめることにより、図１０の（ｆ）に示す合成信号Ｆ１～Ｆ８を得、この合成信号Ｆ１～Ｆ８に基づいて欠陥を検出する。この結果、信号Ｆ３からＦ５にのみ信号が表れているので、この信号Ｆ３からＦ５に対応する探傷センサの位置に欠陥が生じていると判断することができる。
　上記欠陥ではなく、図１１の（ａ）に示すように形状変化が発生していた場合には、形状変化の影響による探傷センサユニット２０の姿勢変化は、探傷センサユニット２０を構成する全ての探傷センサに対して同時に発生するため、例えば、各グループに分けたセンサ位置補正信号は、図１１の（ｄ）に示すような波形となる。このように、形状変化の場合には、各グループの近接した信号に対して同じ傾向（特徴）が表れることとなる。したがって、Ｙ軸方向のドリフト除去処理後の信号は、図１１の（ｅ）に示すような波形となり、ノイズ成分が除去される。そして、このドリフト除去処理後の信号を１つの信号にまとめることにより図１１の（ｆ）に示すような合成信号Ｆ１～Ｆ８が得られ、形状変化に起因するノイズによる欠陥の誤検出を防止することができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る探傷装置及び探傷方法によれば、簡易な構成により、探傷センサユニットの走査方向に沿って発生した幅の短い欠陥を有効に検出することができる。
　上記実施形態では、各探傷センサによって得られたセンサ位置補正信号をグループ分けして処理するため、図１１の（ｆ）の例のように、ノイズ信号の消え残り成分が、グループ間でＹ軸方向に不連続な信号になる、という不具合がある。そこで、図１２の（ｂ）や図１３の（ｂ）に示すように、各グループにおけるセンサ位置補正信号を、相対するグループのＹ軸方向の位置で線形補間することにより、間引きされた信号を模擬し（図１２の（ｂ）、図１３の（ｂ）において点線で示された信号）、これら各グループの信号の平均をとることにより、それぞれの合成信号Ｇ１～Ｇ８を作成することとしてもよい（図１２の（ｃ）、図１３の（ｃ）参照）。そして、この合成信号Ｇ１～Ｇ８に対してＹ軸方向のドリフト除去処理を実施し（図１２の（ｄ）、図１３の（ｄ）参照）、処理後の合成信号Ｇ´１～Ｇ´８に基づいて欠陥の検出を行うこととしてもよい。
　このようにすることで、例えば、図１０の（ａ）に示すような走査方向に沿った欠陥が生じている場合には、図１２の（ｄ）に示すように欠陥による変化が現れ、図１１の（ａ）に示すような形状変化があった場合には、図１３の（ｄ）に示すように、形状変化に起因するノイズが除去された消え残りの信号をＹ軸方向になめらかな信号とすることができる。
　上記各実施形態では、二つ以上の探傷センサを用いて探傷を行う場合について説明したが、例えば、図１４の（ａ），図１４の（ｂ）に示すように、一つの探傷センサ１１ａをＸ軸方向、Ｙ軸方向に走査することで、被検体を二次元的に探傷することとしてもよい。この場合には、探傷センサによって検出された検出信号のうち、ほぼ同じ走査位置において検出された信号値同士を比較し、両者の信号値がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、両者の信号値がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出すればよい。フィルタリング信号の作成方法とは、上述した第１の実施形態と同様である。
　上述した各実施形態では、被検体の表面において探傷センサを走査させて、被検体内部または表面に発生した欠陥を検出する場合について述べたが、本発明に係る探傷装置及び探傷方法は、図１５に示すように、管内を非接触で走査する探傷装置としても用いることが可能である。
１　探傷装置
１１　探傷センサ群
１１ａ、１１ａ１～１１ａ４，１１ｂ、１１ｂ１～１１ｂ４　渦電流探傷センサ
１２　駆動装置
１３　探傷器
１４　記憶装置
１５　処理装置
２０　探傷センサユニット

Claims (14)

  1. 　複数の探傷センサが走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置された探傷センサ群と、
    　各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置と
    を備え、
    　前記処理装置は、
    　各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷装置。
  2. 　前記処理装置は、
    　各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出する請求項１に記載の探傷装置。
  3. 　複数の前記探傷センサ群が走査方向に直交する方向に沿って配置されてなる探傷センサユニットを有し、
    　前記処理装置は、前記センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出されたそれぞれの検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する請求項１に記載の探傷装置。
  4. 　前記処理装置は、前記探傷センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出する請求項３に記載の探傷装置。
  5. 　前記走査方向をｘ軸方向、前記走査方向に直交する方向をｙ軸方向とした場合に、
    　前記探傷センサユニットは、ｙ軸座標に対して平行に並べられた２列の探傷センサ列を有するとともに、各々の前記探傷センサが異なるｙ座標値を取るように配置されており、
    　前記処理装置は、ｙ座標値が隣接する探傷センサ同士の検出信号を比較して複数の前記フィルタリング信号を作成し、これら前記フィルタリング信号から前記被検体の欠陥を検出する請求項４に記載の探傷装置。
  6. 　複数の探傷センサが走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置された探傷センサ群が前記走査方向に直交する方向に沿って配置されてなる探傷センサユニットと、
    　前記探傷センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置と
    を備え、
    　前記処理装置は、
    　前記探傷センサを、前記走査方向に直交する方向に沿って配列されている列毎にグループ分けし、同じグループに属する前記探傷センサによって検出された近隣の検出信号に現れている共通の傾向を除去し、除去後の信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷装置。
  7. 　前記処理装置は、各前記グループにおいて、探傷信号の計測位置での信号を補間して求め、前記グループ間で補間した信号同士の平均を取ることにより、各探傷センサに対応する合成信号を生成し、前記合成信号に基づいて前記被検体の欠陥を検出する請求項６に記載の探傷装置。
  8. 　被検体上を往復走査する探傷センサと、
    　前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する処理装置と
    を備え、
    　前記処理装置は、前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷装置。
  9. 　前記処理装置は、前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出する請求項８に記載の探傷装置。
  10. 　複数の探傷センサを走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置し、各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法であって、
    　各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷方法。
  11. 　各前記探傷センサによって検出された検出信号において、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士をそれぞれ比較し、該信号値同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出する請求項１０に記載の探傷方法。
  12. 　複数の探傷センサを走査方向に間隔をあけてほぼ一列に配置させてなる探傷センサ群を、前記走査方向に直交する方向に沿って配置することにより探傷センサユニットを形成し、前記探傷センサユニットを構成する各前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法であって、
    　複数の前記探傷センサを、前記走査方向に直交する方向に沿って配列されている列毎にグループ分けし、同じグループに属する前記探傷センサによって検出された近隣の検出信号に現れている共通の傾向を除去し、除去後の信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法。
  13. 　探傷センサを被検体の表面において往復走査させ、前記探傷センサによって検出された検出信号に基づいて被検体の欠陥を検出する探傷方法であって、
    　前記探傷センサによって検出された検出信号のうち、走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士が類似しておらず、かつ、同じ時刻に計測された信号値同士が類似している場合に、欠陥信号ではないと判断する探傷方法。
  14. 　走査方向においてほぼ同じ位置座標で検出された信号値同士を比較し、該信号同士がほぼ同じ値を示している位置の信号値を、該信号値同士がほぼ同じ値を示していない位置の信号値に対して相対的に増幅させたフィルタリング信号を生成し、このフィルタリング信号に基づいて被検体の欠陥を検出する請求項１３に記載の探傷方法。
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