WO2022176096A1 - ロープ検査装置及びロープ検査方法 - Google Patents

ロープ検査装置及びロープ検査方法 Download PDF

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WO2022176096A1
WO2022176096A1 PCT/JP2021/006088 JP2021006088W WO2022176096A1 WO 2022176096 A1 WO2022176096 A1 WO 2022176096A1 JP 2021006088 W JP2021006088 W JP 2021006088W WO 2022176096 A1 WO2022176096 A1 WO 2022176096A1
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WO
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image
signal
detection
detector
rope
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PCT/JP2021/006088
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明良 堀田
佳正 渡邊
真照 林
甚 井上
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三菱電機株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents

Definitions

  • the present disclosure relates to a rope inspection device and a rope inspection method.
  • the present disclosure relates to non-destructive testing for detecting defects in ropes comprising CFRP (carbon fiber reinforced plastic).
  • Patent Document 1 The inspection device of Patent Document 1 has the problem that it cannot detect vertical cracks in carbon fibers.
  • the present disclosure aims to obtain a rope inspection device and a rope inspection method capable of detecting various defects including vertical cracks in carbon fibers.
  • the rope inspection device of the present disclosure includes: A rope inspection device for inspecting a belt-shaped rope including a belt-shaped CFRP and a coating covering the CFRP, a detector that applies an alternating magnetic field to the CFRP and detects eddy currents generated by the alternating magnetic field; Based on the detection results in each of a plurality of unit areas each having one end at a plurality of mutually different positions in the length direction of the CFRP, a detection signal representing the intensity of the eddy current and the intensity of the eddy current a signal processing device that generates a fiber image representing the distribution and determines whether or not there is a defect in the unit area based on the result of comparing the detection signal with a threshold value and the result of image recognition of the fiber image; have.
  • a fiber image representing the distribution of eddy current intensity is generated, and the presence or absence of defects is determined based on the fiber image, so various defects including vertical cracks in carbon fibers can be detected. can be done.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a rope inspection device according to Embodiment 1;
  • FIG. (a) to (c) are schematic diagrams showing different configuration examples of the detector.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of a detector element of a detector;
  • (a) to (e) are diagrams showing an inspection method according to the first embodiment. 4 is a flow chart showing a procedure of processing in the rope inspection device of Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a block diagram showing another example of a detector element of a detector; (a) to (d) are diagrams showing processing for improving image quality of a fiber image, and (e) is a diagram showing an example of an image obtained as a result of image quality improvement. It is a figure which shows the inspection method at the time of using the detector of FIG.3(c).
  • FIG. 4 is a block diagram showing a rope inspection device according to Embodiment 2; 8A is a diagram showing an example of part of a reference image generated in Embodiment 2, and FIG. 8B is a diagram showing an example of a fiber image;
  • FIG. 10 is a flow chart showing a procedure of reference image acquisition processing in the rope inspection device of Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a flow chart showing a procedure of reference image acquisition processing in the rope inspection device of Embodiment 2.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the procedure of inspection execution processing in the rope inspection device of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a rope inspection device according to Embodiment 3; (a) is a diagram for explaining the skin effect, (b) is a diagram showing the relationship between the excitation frequency and the skin depth, and (c) is a diagram showing the relationship between the excitation frequency and the generated fiber image.
  • is. 11 is a flow chart showing the procedure of processing in the rope inspection device of Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a rope inspection device according to Embodiment 4;
  • FIG. 14 is a flow chart showing a procedure of reference image acquisition processing in the rope inspection device of Embodiment 4.
  • FIG. 14 is a flow chart showing the procedure of inspection execution processing in the rope inspection device of Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a rope inspection device according to Embodiment 5;
  • FIG. 10 is a diagram showing a detection element used in Embodiment 5;
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between excitation frequency, gap, and generated fiber image;
  • FIG. 14 is a flow chart showing a procedure of reference image acquisition processing in the rope inspection device of Embodiment 5.
  • FIG. 14 is a flow chart showing the procedure of inspection execution processing in the rope inspection device of Embodiment 5.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a rope inspection device according to Embodiment 5;
  • FIG. 10 is a diagram showing a detection element used in Embodiment 5;
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between excitation frequency, gap, and generated fiber image;
  • FIG. 14 is a flow chart showing a procedure of reference image acquisition processing in the rope inspection device of Embodi
  • FIG. 1(a) shows an example of a belt-shaped rope 100 to be inspected by the rope inspection device and rope inspection method of Embodiment 1.
  • L corresponds to the length direction of the rope 100
  • W corresponds to the width direction of the rope 100
  • T corresponds to the thickness direction of the rope 100 .
  • the rope 100 has a rectangular cross section, and one side (W direction) of the rectangle is longer than the other (T direction) side.
  • the surfaces 101 extending in the L and W directions of the rope 100 are referred to as main surfaces.
  • the rope 100 includes CFRP (carbon fiber reinforced plastic) 110 and a non-metallic coating 120 covering it.
  • CFRP 110 is composed of carbon fiber 114 and resin material 115 .
  • the cross section of the CFRP 110 is rectangular like the cross section of the rope 100, and one side (W direction) of the rectangle is longer than the other side (T direction). Therefore, the CFRP 110 is also belt-shaped.
  • the length direction (L direction), width direction (W direction), and thickness direction (T direction) of the CFRP 110 match the L direction, W direction, and T direction of the rope 100 .
  • the carbon fibers 114 extend in the L direction and are distributed in the resin material 115 as shown in FIG. 1(b). The distribution is not always uniform, and may be non-uniform as shown.
  • the ropes 100 to be inspected by the rope inspection device and rope inspection method of Embodiment 1 are, for example, ropes for elevators, ropes for bridges, and ropes for building members. Elevator ropes are for example for hanging baskets.
  • Inspections are performed, for example, during the manufacturing process of ropes, during the installation phase of elevators using ropes, during the construction phase of bridges, during the construction phase of buildings using building elements, during the operation or maintenance phase of elevators. If the inspection is performed during elevator operation, it may be performed while the rope is moving, for example with the movement of the car. In the following description, it is mainly assumed that the operation is performed while the elevator is in operation.
  • FIG. 2 shows a rope inspection device 1 according to Embodiment 1.
  • the illustrated rope inspection device 1 has a detector 200 , a signal source 280 and a signal processing device 300 , and the signal processing device 300 is connected to an output device 400 .
  • detector 200 is placed opposite rope 100 and thus CFRP 110 to apply an alternating magnetic field to CFRP 110 and sense the intensity of eddy currents generated by the alternating magnetic field. A result of the detection is output as an eddy current signal A.
  • the eddy current detection is sequentially performed at different positions in the L direction of the rope 100 and thus in different positions in the L direction of the CFRP 110 .
  • the detector 200 shall be installed so that the main surface 101 of the rope 100 may be opposed.
  • the detector 200 includes a plurality of detection elements 210, for example, as shown in FIG. 3(a).
  • a plurality of detector elements 210 are arranged to form a one-dimensional array 202, and during inspection, as shown in FIG. are installed so as to match the W direction.
  • the plurality of detection elements 210 are arranged to face a plurality of different positions in the W direction of the CFRP 110, detect eddy currents at the respective facing positions, and output eddy current signals A.
  • the one-dimensional array 202 Since the one-dimensional array 202 is installed so that the length direction of the one-dimensional array 202 coincides with the W direction as described above, the eddy currents of the linear portions of the CFRP 110 extending in the W direction are simultaneously detected by the one-dimensional array 202. .
  • the above linear portion is called a measurement line or simply a line, and the portion where eddy current is detected by each detection element 210 is called a detection point.
  • the portion of the CFRP 110 facing the detector 200 is varied to provide a plurality of measurement lines. eddy currents are detected sequentially.
  • the multiple measurement lines are located at multiple different positions in the L direction of the CFRP 110 .
  • a constant spacing between the measurement lines is desirable.
  • An eddy current signal A representing the detected eddy currents is input to the signal processor 300 .
  • the detector 200 may be moved or the rope 100 may be moved.
  • the movement of the rope 100 may be used for the inspection because the rope 100 moves with the movement of the car. That is, the detector 200 may be fixed and the portion of the rope 100 facing the detector 200 may change as the rope 100 moves.
  • "moving the detector 200 with respect to the rope 100" means relative movement.
  • Each of the detection elements 210 has, for example, an excitation coil 220 and a detector 230, as shown in FIG.
  • the excitation coil 220 causes an excitation current to flow according to a high-frequency excitation signal H supplied from the signal source 280 to generate an alternating magnetic field and apply it to the CFRP 110 .
  • An eddy current flows due to the alternating magnetic field in a portion (detection point) facing the exciting coil 220 in the CFRP 110, and the eddy current forms a secondary magnetic field.
  • the detector 230 detects eddy currents by detecting this secondary magnetic field.
  • the frequency of excitation signal H is determined by the relative speed between rope 100 and detector 200 and the size of the defect to be detected. As an example, it is assumed that the rope inspection device 1 performs inspections during elevator operation and is required to detect breaks of 0.1 mm. In that case, for a medium-speed elevator moving at 50 m/min, the frequency of the excitation signal H should be 10 kHz or higher, and for a very high-speed elevator moving at 1000 m/min, the frequency of the excitation signal H should be 200 kHz. Must be at least
  • an element that converts the magnitude of an alternating magnetic field into an electrical signal such as a detection coil, a Hall sensor, a magnetoresistive element, a fluxgate magnetic sensor, a superconducting quantum interferometer (SQUID: Superconducting Quantum Interference Device) is used. be done.
  • the detection element 210 is mounted, for example, on a printed circuit board. If it is mounted on a printed circuit board, it is possible to arrange a large number of detection elements with high density.
  • the signal processing device 300 detects a defect in the CFRP 110 based on the eddy current detected by the detector 200, and outputs defect information D indicating the defect determination result when determining that there is a defect.
  • the output device 400 notifies the user or an external device of the defect information D output from the signal processing device 300 .
  • the output device 400 may be a device that displays the test results to the user, such as a display device, a flashing display device, a communication terminal equipped with a display unit, or a device that transmits the test results to an external device. good.
  • the user referred to here is a person who performs the inspection or a person who uses the inspection results.
  • the external device is another device not shown.
  • the signal processing device 300 has, for example, an eddy current signal evaluation unit 302, an image processing unit 304, and a defect determination unit 306, as shown in FIG.
  • the eddy current signal A output from the detector 200 is input to the eddy current signal evaluation section 302 .
  • Eddy current signal A is input each time eddy current detection is performed on a different measurement line of CFRP 110 .
  • measurement lines are indicated by L(j) and L(j+1) in FIG. 5(a). These measurement lines are located at different positions in the L direction and extend from one edge to the other edge in the W direction of the CFRP 110 . Eddy currents are simultaneously detected by a plurality of detection elements 210 forming a one-dimensional array 202 at a plurality of mutually different positions (detection points) in the W direction on each measurement line.
  • the eddy current signal evaluation unit 302 acquires the eddy current signal A, processes the eddy current signal A, and generates and outputs a detection signal B. For example, the eddy current signal evaluation unit 302 may perform amplification adjustment, level shifting, filtering, etc. on the eddy current signal A to generate the detection signal B.
  • the intensity may be corrected using the above correction value. As a result, it is possible to prevent erroneous detection of defects due to variations in the intensity of the eddy current signal A in the W direction due to the edge effect of the eddy current.
  • FIGS. 5(b) and 5(c) An example of the detection signal B output from the eddy current signal evaluation section 302 is shown in FIGS. 5(b) and 5(c).
  • FIGS. 5(b) and (c) show the detection signal B generated from the eddy current signal A obtained by detection at the measurement lines L(j) and L(j+1), respectively.
  • the detection signal B is generated by applying processing such as correction to the eddy current signal A, and like the eddy current signal A, it can be said that the detection signal B represents the intensity of the eddy current.
  • the image processing unit 304 acquires the detection signal B output from the eddy current signal evaluation unit 302, accumulates it internally, and generates an image C.
  • FIG. This image C represents the state of the carbon fibers of the CFRP 110, and is therefore referred to as a fiber image in this document.
  • the image processing unit 304 accumulates the detection signals B over a predetermined number of different lines in the L direction, ie, Nf lines, and the accumulated detection signals B of the Nf lines are used to generate the fiber image C of one frame. to generate Since the fiber image C of one frame is generated by the detection signal B of the Nf lines, the detection signal B of the Nf lines is called the detection signal B of one frame.
  • Lh indicates the dimension in the L direction of the area composed of the Nf lines adjacent to each other.
  • a region composed of Nf lines adjacent to each other is called a unit region.
  • the unit area is an area in which eddy currents are detected for generating the detection signal B for one frame and the fiber image C for one frame.
  • One end of the unit area is a position where detection of eddy currents for generating the detection signal B for one frame and the fiber image C for one frame is started.
  • each measurement line includes detection points at a plurality of positions different from each other in the W direction
  • the unit area composed of the Nf lines has a plurality of detection points aligned in the W and L directions, that is, arranged in a matrix. contains multiple detection points.
  • the L-direction dimension Lh of the unit area is constant.
  • the image processing unit 304 maps the intensity of the detection signal B obtained from the eddy current signal A obtained by detection in each unit area onto a virtual two-dimensional plane, thereby obtaining the distribution of the intensity of the detection signal B. generates a fiber image C representing Since the detection signal B represents the intensity of the eddy current as described above, it can be said that each fiber image C represents the distribution of the intensity of the eddy current obtained by detection in each unit area. . However, more precisely, each fiber image C represents the strength of the eddy current corrected by the eddy current signal evaluation unit 302 .
  • a pixel is defined at each location in the two-dimensional plane that corresponds to the sensing point.
  • the detection point here is a portion of the CFRP 110 where the eddy current is detected by each detection element 210 .
  • a pixel defined at a position corresponding to the detection point in the fiber image C generated by mapping represents the intensity of the eddy current detected at the detection point (eddy current signal obtained by detection at the detection point intensity of the detection signal B generated from ).
  • the intensity of the detection signal B is represented by the color of each pixel.
  • the color components here include lightness, hue, and saturation. In the following description, it is assumed that the intensity of eddy current is represented by the brightness of each pixel.
  • the W-direction resolution of the fiber image is determined by the arrangement density of the detector elements 210 in the one-dimensional array 202 , and the number of pixels in the W-direction of the fiber image is equal to the number of detector elements 210 in the one-dimensional array 202 .
  • a plurality of pixels arranged in the W direction of the fiber image constitute one column. Each column corresponds to a detection signal B generated based on the results of sensing at each measurement line of CFRP 110 .
  • the L-direction resolution of the fiber image is determined by the spacing between the measurement lines described above, which is determined by the speed of L-direction movement of the detector 200 relative to the rope 100 and the detection of eddy currents (generation of eddy current signal A). is determined by the period of
  • the defect determination unit 306 determines whether or not there is a defect in each unit area based on the detection signal B and the fiber image C generated from the result of eddy current detection in each unit area.
  • the defects referred to here include breakage, peeling, and longitudinal cracks.
  • the defect determination unit 306 performs threshold determination on the detection signal B, performs image recognition on the fiber image C, and determines presence/absence of defects based on the result of the threshold determination and the result of the image recognition.
  • threshold determination the detection signal B is compared with the threshold, and if the detection signal B is greater than the threshold, it is determined that there is a defect.
  • image recognition for example, if a pattern similar to a predetermined pattern appears, it is determined that there is a defect.
  • FIG. 5(d) shows an example of the relationship between the position in the L direction and the detection signal B in a linear portion W(i) extending in the L direction at a certain position in the W direction of the CFRP 110 .
  • the detection signal B is greater than the threshold at a certain position in the L direction. This is presumed to be due to defects. This is because eddy currents tend to concentrate at the edges of fractures and separations.
  • FIG. 5(d) shows changes in the detection signal B along the linear portion extending in the L direction, it should be noted that the signal shown in FIG. 5(d) is not necessarily generated. don't mean If the threshold determination of the detection signal B of each measurement line illustrated in FIGS. 5(b) and (c) is performed for all measurement lines, the portion exceeding the threshold shown in FIG. 5(d) can be detected.
  • FIG. 5(e) shows an example of the fiber image C.
  • FIG. If the density of the carbon fibers is uniform and there are no defects, the detection signal B is constant.
  • the detection signal B may differ depending on the position in the W direction. For example, when the carbon fibers are dense, a large amount of eddy current flows, so the detection signal B becomes large and the corresponding portion of the fiber image C becomes bright.
  • the density of the carbon fibers is low and longitudinal cracks occur, the eddy current becomes less likely to flow, so the detection signal B becomes smaller and the corresponding portion of the fiber image C becomes darker.
  • the fiber image C reflects the carbon fiber density and vertical cracks in each portion. For example, if there is a dark striped portion extending in the L direction in the fiber image C, it can be estimated that a longitudinal crack exists.
  • the threshold determination for the detection signal B for one frame and the image recognition for the fiber image C may be terminated at that point. That is, if a defect is found in the middle of the processing of one frame, it is not necessary to process the subsequent portion.
  • the defect determination unit 306 notifies the output device 400 of the determination result as defect information D. Upon receiving this notification, the output device 400 notifies the defect information D to the user or an external device.
  • the above processing is sequentially performed over the entire length of the rope 100, and as a result, the entire rope 100 is inspected.
  • FIG. 1 In the inspection of each unit area, whether or not there is a defect in the area is determined based on the detection signal B generated from the eddy current detected in the unit area and the fiber image C.
  • FIG. 6 shows the procedure of processing in the rope inspection device 1 of the first embodiment. Below, the detector 200 is fixed, the rope 100 is moving, and along with the movement of the rope 100, eddy currents are detected at a plurality of mutually different positions in the L direction of the CFRP 110 (in the measurement line at the position). shall be performed.
  • the process of FIG. 6 is started with the detector 200 facing one end of the rope 100 .
  • the process of FIG. 6 is started with the detector 200 facing the starting end of the part to be inspected.
  • step ST101 the excitation signal H is supplied in a state in which the detector 200 is facing a certain position in the L direction of the rope 100, that is, a certain position (measurement line) in the L direction of the CFRP 110.
  • An eddy current signal A is output, and the eddy current signal evaluation unit 302 generates a detection signal B for one line based on the eddy current signal A for one line.
  • the image processing unit 304 acquires the generated detection signal B and stores it inside.
  • step ST102 it is determined whether or not the detection signal B for one frame has been obtained. If NO in step ST102, the process proceeds to step ST104, and if YES in step ST102, the process proceeds to step ST111.
  • step ST111 the image processing section 304 generates a fiber image C of one frame from the accumulated detection signals B of one frame.
  • the defect determination section 306 determines whether or not there is a defect based on the threshold value determination of the detection signal B and the image recognition of the fiber image C.
  • step ST113 if there is no defect, the process proceeds to step ST103, and if there is a defect, the process proceeds to step ST114.
  • step ST ⁇ b>114 defect determination section 306 notifies defect information D to output device 400 . After step ST114, the process proceeds to step ST103.
  • step ST103 it is determined whether or not the processing should be continued. If it should be continued, the process proceeds to step ST104. In step ST104, it waits for the detector 200 to move 1 line with respect to the rope 100, and returns to step ST101.
  • step ST103 if the process should not be continued, the process ends. For example, when the entire length of the rope 100 is to be inspected and the process starts at one end of the rope 100, the process ends when the other end of the rope 100 is reached. Also, in the case of inspecting only a portion of the entire length of the rope 100, the process is terminated when the end of the portion to be inspected is reached.
  • steps ST111 to ST114 can also be performed by another routine. That is, if step ST102 is YES, the image processing unit 304 and the defect determination unit 306 perform the processing of steps ST111 to ST114. It is also good to proceed to
  • the detector 200 outputs the eddy current signal A, and the signal processing device 300 performs threshold determination for the detection signal B and image recognition for the fiber image C, thereby detecting defects such as breakage, peeling, and longitudinal cracks. can be detected.
  • the detection signal B representing the strength of the eddy current and the eddy current
  • the presence or absence of defects in the unit area is determined based on the result of threshold determination for the generated detection signal B and the result of image recognition for the fiber image C. Do and do.
  • a common signal source 280 is provided for a plurality of detection elements 210 .
  • each detector element 210 may have a signal source.
  • each of the sensing elements 210 may be configured as shown in FIG.
  • the sensing element 210 shown in FIG. 7 has a signal source 240 in addition to an excitation coil 220 and a detector 230 .
  • Exciting coil 220 carries a high frequency current supplied from signal source 240 to generate an alternating magnetic field.
  • the alternating magnetic field induces eddy currents, which form secondary magnetic fields.
  • Detector 230 detects eddy currents by detecting the secondary magnetic field. If each of the sensing elements 210 are configured as shown in FIG. 7, then the common signal source 280 shown in FIG. 2 is not required.
  • the presence or absence of defects is determined by performing image recognition on the fiber image C obtained by mapping the intensity of the detection signal B.
  • the fiber image C may be subjected to FFT (Fast Fourier Transform), filtered to remove high frequency components, and subjected to IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) to perform image recognition. good.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • FIGS. 8A to 8D show the case where the CRFP 110 (the part to be inspected) has no defects.
  • FIG. 8(a) shows an example of a fiber image C obtained by mapping the intensity of the detection signal B (represented by symbol C-1).
  • the bright portions of the image are portions in which many eddy currents flowed.
  • FIG. 8A streaks extending in the L direction can be seen, and it can be seen that an image corresponding to carbon fibers is obtained.
  • the image has low contrast overall and the condition of the carbon fibers is unclear.
  • FIG. 8(b) is an image obtained by performing FFT on the image of FIG. 8(a).
  • horizontal frequency represents spatial frequency in the L direction
  • vertical frequency represents spatial frequency in the W direction.
  • the center in the vertical and horizontal directions is the position of zero spatial frequency.
  • bright stripes extend in the vertical direction. Portions of this streak away from the center of the image correspond to high frequency noise components.
  • FIG. 8(c) is an image obtained by performing BPF (band pass filtering) on the image in FIG. 8(b). Unnecessary noise components (high frequency components) are removed by performing BPF.
  • FIG. 8(d) is an image C-1b obtained by performing IFFT on the image in FIG. 8(c).
  • the image C-1b in FIG. 8(d) has a higher contrast than the image in FIG. 8(a), and the streaks corresponding to the carbon fibers can be more clearly confirmed.
  • FIG. 8(e) generation of a detection signal B, generation of a fiber image C, and signal processing (FFT, BPF, and IFFT processing) are performed on the CFRP 110 in which longitudinal cracks are confirmed after the fatigue test. shows the fiber image C-2 obtained in .
  • a black band extending in the horizontal direction is confirmed near the center. This corresponds to a portion where no eddy current is flowing, that is, a vertical crack.
  • Two black dots can be seen in the upper center of FIG. 8(e). These are considered to be internal defects that occurred during the fatigue test. These defects were not visually confirmed. In this way, by using the result of image quality improvement, defects that cannot be visually confirmed can be detected.
  • images obtained by performing FFT, BPF and IFFT as described above can also be said to be fiber images representing the distribution of eddy current intensity in each unit area.
  • FIG. 3(a) The detector 200 shown in FIG. 3(a) is used in the rope inspection device 1 of FIG. It is also possible to use a detector 200b shown in FIG. 3(b) instead of the detector 200 shown in FIG. 3(a).
  • FIG. 3(b) shows the detector 200b together with the rope 100 to be inspected.
  • the detector 200b shown in FIG. 3(b) has a single sensing element 210 and an actuator 215.
  • the detection element 210 is provided so as to face the CFRP 110 when the detector 200b is installed facing the rope 100, and thus the CFRP 110, and detects the eddy current at a position facing the CFRP 110 (a detection point at that position). is detected and an eddy current signal A is output.
  • Actuator 215 moves detection element 210 in the W direction when eddy current is detected, so that detection element 210 can sequentially face CFRP 110 at a plurality of different positions in the W direction of CFRP 110 .
  • the detector 200b moves the detection element 210 in the W direction, and causes the detection element 210 to face the CFRP 110 at a plurality of positions different from each other in the W direction. to output an eddy current signal A.
  • the eddy current signal evaluation unit 302 receives the eddy current signals A sequentially output from the detector 200b and outputs a detection signal B.
  • the image processing unit 304 accumulates the detection signals B of the respective measurement lines sequentially output from the eddy current signal evaluation unit 302, and generates a fiber image C based on the detection signals B of the Nf lines.
  • the process of detecting eddy currents at a plurality of detection points along each measurement line is sequentially performed on a plurality of measurement lines at different positions in the L direction (that is, the detector 200 b
  • FIG. 3(c) shows the detector 200c together with the rope 100 to be inspected.
  • the detector 200 c shown in FIG. 3( c ) comprises a two-dimensional array 204 of multiple detector elements 210 .
  • the detection elements 210 forming the two-dimensional array 204 are arranged in mutually orthogonal directions, that is, at a plurality of different positions in the U direction and the V direction, and aligned in the U direction and the V direction.
  • the detector 200c is installed so that the U direction matches the L direction and the V direction matches the W direction. That is, in the detector 200c, a plurality of detection elements 210 constituting the two-dimensional array 204 are installed at a plurality of different positions in the L direction and the W direction of the CFRP 110 so as to face the CFRP 110.
  • Elements 210 sense eddy currents at opposing locations on CFRP 110 and output eddy current signal A.
  • FIG. a set of detection points at which eddy currents are detected by the plurality of detection elements 210 forming the two-dimensional array 204 constitutes one unit area.
  • the detector 200c in FIG. 3(c) it is possible to detect eddy currents in the entire unit area all at once and generate an eddy current signal A for one frame. Based on the eddy current signal A for one frame output from the detector 200c, the detection signal B for one frame is generated. A fiber image C is generated based on the signal B.
  • Each pixel of the fiber image C corresponds to the detection element 210 respectively.
  • the color of each pixel corresponds to the intensity of the eddy current detected by the corresponding detector element 210 (ie, the intensity of the detected signal B generated from the eddy current signal A output from the corresponding detector element 210).
  • the resolution of the fiber image C in the W direction and the L direction is determined by the arrangement intervals of the detection elements 210 in the V direction and the U direction, respectively.
  • the position of the detector 200c facing the rope 100 is moved by one frame, and the eddy current is detected and an image is generated in the same manner as described above. I do.
  • moving by one frame means moving by the length Lh of the range corresponding to one frame. That is, after generating the eddy current signal A for generating the fiber image C(n) of one frame in a certain unit area as shown in FIG. , to generate the eddy current signal A for the generation of the fiber image C(n+1) of the next frame. The same processing is repeated thereafter.
  • Each of the plurality of detection elements 210 constituting the detector 200 has one excitation coil 220, and one detector 230 is provided for two or more excitation coils 220 arranged adjacent to each other or continuously. It may be a configuration provided in common.
  • the plurality of detection elements 210 constituting the detector 200 are divided into a plurality of groups each composed of two or more detection elements arranged adjacently or continuously, and the two or more detection elements 210 belonging to each group are , each having an exciting coil 220 and a single detector 230 in common.
  • the size of the detector 230 especially the size in the L direction and the W direction when facing the rope 100
  • two or more detection elements 210 belonging to each group operate in a time division manner. That is, exciting currents are sequentially applied to the exciting coils 220 of two or more detection elements 210 belonging to each group, and eddy currents caused by the exciting currents flowing in the respective exciting coils 220 are sequentially detected by the common detector 230. .
  • the eddy current signal A and the detection signal B obtained as a result of detection by the common detector 230 when the excitation current is flowing in each excitation coil 220 can be used as signals representing the strength of the eddy current at each detection point. can.
  • two or more exciting coils 220 and one detector 230 common to them constitute the same number of detecting elements 210 as the exciting coils.
  • eddy currents are detected at slightly different timings between two or more detection elements belonging to each group. Nonetheless, it is possible to obtain eddy current detection results for the entire one-dimensional array 202 or two-dimensional array 204 by performing one eddy current detection for each detector element 210 comprising the one-dimensional array 202 or two-dimensional array 204. can be done. That is, in the case of the one-dimensional array 202, by detecting eddy currents once with each detection element 210 constituting the one-dimensional array 202, eddy current detection can be performed for the entire measurement line facing the one-dimensional array 202.
  • the results can be obtained, and in the case of the two-dimensional array 204, for the entire unit area facing the two-dimensional array 204 by performing eddy current detection once for each detector element 210 constituting the two-dimensional array 204. Eddy current detection results can be obtained.
  • FIG. 10 shows a rope inspection device 1b according to the second embodiment.
  • the overall configuration of the rope inspection device 1b of Embodiment 2 is the same as that of the rope inspection device 1 shown in FIG.
  • a rope inspection device 1b of Embodiment 2 includes a signal processing device 300b instead of the signal processing device 300 in FIG.
  • the signal processing device 300b is generally the same as the signal processing device 300 shown in FIG. A recording unit 312 and a location specifying unit 314 are added.
  • the image processing unit 304b and the defect determination unit 306b are similar to the image processing unit 304 and the defect determination unit 306 in FIG. 2, but there are differences that will become apparent from the following description.
  • the rope inspection device 1b of Embodiment 2 operates in a first mode, ie reference image acquisition mode, or a second mode, ie inspection execution mode.
  • the detector 200 detects eddy currents at a plurality of positions different from each other in the L direction of the CFRP 110, and the signal processing device 300b detects the eddy currents detected at a plurality of positions different from each other in the L direction of the CFRP 110.
  • a reference image E For example, the output of eddy current signal A by detector 200 in each unit area having one end at each of a plurality of mutually different positions in the L direction of CFRP 110, the generation of detection signal B by eddy current signal evaluation unit 302, and One frame of the fiber image C is generated by the image processing unit 304b, and the reference image recording unit 312 connects the plurality of frames of the fiber image C generated based on the detection results in the plurality of unit areas.
  • a reference image E is generated.
  • the generated reference image E is recorded in the reference image recording unit 312 .
  • the flow of signals and image data when the above processing is performed is indicated by dotted lines with arrows in FIG.
  • the above process is performed over the entire length of the rope 100 to generate a continuous reference image E over the entire length of the rope 100 .
  • the position where the eddy current was detected to generate the fiber image C used to generate each portion of the reference image E (the position used to generate the fiber image C)
  • Information Fa indicating the position where the eddy current signal A was acquired is recorded together with the reference image E as information indicating the position of each portion.
  • the "position” here means the position of the rope 100 in the L direction, and thus the position of the CFRP 110 in the L direction.
  • the eddy current signal A is sequentially acquired from one end of the rope 100 or one end of a specific range of the rope (one end of a portion of a fixed length). , the movement distance can be measured to obtain the information Fa indicating the position.
  • the second mode that is, the inspection execution mode
  • a plurality of unit areas each having one end at a plurality of mutually different positions in the L direction of the CFRP 110 are sequentially inspected. That is, as in the first embodiment, the detector 200 detects eddy currents in each unit area and outputs an eddy current signal A, and the signal processing device 300c detects defects based on the eddy current signal A. .
  • the flow of signal and image data when processing in the second mode is shown in FIG. 10 by solid lines with arrows.
  • the output of the eddy current signal A based on the detection result in the area by the detector 200, the output of the eddy current signal A by the eddy current signal evaluation unit 302, Acquisition and generation of the detection signal B, acquisition of the detection signal B and generation of the fiber image C by the image processing unit 304b, and determination of the presence or absence of defects by the defect determination unit 306b are performed.
  • the defect determination unit 306b determines whether or not there is a defect in the unit area based on the detection signal B and the fiber image C generated from the detection results in each unit area.
  • the defect determination unit 306b notifies the position specifying unit 314 of the defect information D when determining that there is a defect.
  • the position specifying unit 314 acquires and outputs defect position information Fb indicating the position of the defect.
  • "Position” here also means the position of the rope 100 in the L direction, and thus the position of the CFRP 110 in the L direction.
  • Acquisition of the defect position information Fb is performed as follows. That is, the position specifying unit 314 compares the fiber image C at the defect position with the reference image E recorded in the reference image recording unit 312, and determines the portion of the reference image E that matches the fiber image C at the defect position. identify. For example, if the degree of similarity is equal to or greater than a threshold, it is determined that the two match.
  • the fiber image C at the defect position means the fiber image C used for determining that there is a defect or the fiber image C corresponding to the detection signal B used for determining that there is a defect.
  • the fiber image C corresponding to the detection signal B used for the determination that there is a defect is the fiber image C generated from the detection signal B, therefore, from the result of detection in the same unit area as the detection signal B means the generated fiber image C;
  • FIG. 11(a) shows an example E-1 of a part of the reference image E recorded in the reference image recording unit 312, and FIG. 11(b) shows an example C-3 of one frame of the fiber image C. show.
  • the number of pixels in the W direction of the reference image is equal to the number of detector elements 210 in the one-dimensional array 202 .
  • the number of pixels in the L direction of the reference image is equal to the number of measurement lines over the length of rope 100 and thus the length of CFRP 110 .
  • a plurality of pixels arranged in the W direction of the reference image constitute one column. Each column corresponds to the intensity of the eddy current detected on each measurement line of CFRP 110 (detection signal B generated by detection on each measurement line).
  • the position specifying unit 314 extracts from the reference image E a portion of the same size as the fiber image C (an example of which is indicated by a dotted frame Ee in FIG. 11(a)) and compares them. A portion that matches the fiber image C is searched for while shifting the position of the extracted portion. For example, while shifting one row at a time, a matching portion is searched for. Whether or not they match is determined based on the degree of similarity between pixels at corresponding positions, the degree of similarity in the shape of streaks corresponding to carbon fibers, the degree of similarity in contrast, and the like.
  • the position specifying unit 314 acquires the information Fa indicating the position of the portion specified as matching as the defect position information Fb, and conveys the defect position information Fb to the defect determination unit 306b.
  • the defect determination unit 306b notifies the output device 400 of the defect information D and the defect position information Fb. Upon receiving this notification, the output device 400 informs the user or the external device of the defect information D and the defect position information Fb.
  • FIG. 12 shows processing in the first mode.
  • continuous reference images E are generated over the entire length of the rope 100 .
  • the process of FIG. 12 is started with the detector 200 facing one end of the rope 100 .
  • steps ST101, ST102, ST111, ST103, and ST104 is the same as steps ST101, ST102, ST111, ST103, and ST104 of FIG.
  • step ST ⁇ b>211 the image processing section 304 b supplies the fiber image C of one frame to the reference image recording section 312 .
  • the supplied fiber image C is recorded as part of the reference image E.
  • the reference image E is formed only from the supplied fiber image C.
  • the newly supplied fiber image C is connected to the end of the already formed reference image E, and the reference image E is extended to become longer.
  • step ST103 it is determined whether or not the processing should be continued. If it should be continued, the process proceeds to step ST104, and if not, the process ends. Since it is assumed here that the reference image E covering the entire length of the rope 100 is generated, whether or not to continue the processing is determined by whether or not the detector 200 faces the other end of the rope 100. be.
  • FIG. 13 shows processing in the second mode. 13 steps ST101, ST102, ST111, ST112, ST113, ST103, and ST104 are the same as steps ST101, ST102, ST111, ST112, ST113, ST103, and ST104 in FIG.
  • step ST121 the position specifying unit 314 specifies a portion of the reference image E that matches the fiber image C of the defect position.
  • step ST122 the position specifying section 314 acquires the position information Fa for the matched portion as the defect position information Fb, and notifies the defect determination section 306b of the defect position information Fb.
  • step ST122 the process proceeds to step ST114b.
  • step ST114b the defect determination section 306b notifies the output device 400 of the defect information D and the defect position information Fb.
  • the reference image recording unit 312 and the position specifying unit 314 are provided, the reference image E is generated and stored in the first mode, and the reference image E is stored in the second mode. , to identify the portion that matches the generated fiber image C. Therefore, defect position information Fb can be obtained. Further, it is possible to obtain the defect position information Fb that expresses the defect position with high accuracy. Since the position of the defect can be specified, there is no need to pre-mark the rope 100 or use a separate position detector.
  • the image processing unit 304b generates one frame of the fiber image C, and every time one frame of the fiber image C is generated, it is supplied to the reference image recording unit 312 and linked to the reference image E. .
  • the detection signal B for one line is supplied to the reference image recording unit 312, and the detection signals for the respective lines that are sequentially supplied are supplied to the reference image recording unit 312.
  • the reference image E may be generated.
  • the image processing unit 304b does not generate the fiber image C of one frame, and the detection signal B of each line generated by the eddy current signal evaluation unit 302 is supplied to the reference image recording unit 312,
  • the reference image E may be generated from the detection signals B of a plurality of lines that are sequentially supplied. In this case, when the detection signal B of the first line is supplied, the reference image E is formed only by the supplied detection signal B, and the detection signal B is newly generated in the state where the reference image E has already been formed. Once supplied, the newly supplied 1-line detection signal B may be concatenated to the end of the reference image E that has already been formed.
  • the threshold used in the defect determination unit 306b may be adjusted based on the magnitude of the detection signal B used to generate the reference image E. For example, the larger the detection signal B used to generate the reference image E, the larger the threshold may be. By doing so, the accuracy of defect detection can be maintained even when the distance (gap) between the rope 100 and the detector 200, and therefore the distance (gap) between the CFRP 110 and the detector 200, varies.
  • FIG. 14 shows a rope inspection device 1c according to the third embodiment.
  • the overall configuration of the rope inspection device 1c shown in FIG. 14 is the same as the rope inspection device 1 shown in FIG.
  • a detector 200c, a signal source 280c, and a signal processing device 300c are provided instead of the detector 200, signal source 280, and signal processing device 300 in FIG.
  • the signal processing device 300c has the same configuration as the signal processing device 300 in FIG. However, instead of the eddy current signal evaluation unit 302, the image processing unit 304, and the defect determination unit 306, an eddy current signal evaluation unit 302c, an image processing unit 304c, and a defect determination unit 306c are provided.
  • the eddy current signal evaluation unit 302c, the image processing unit 304c, and the defect determination unit 306c are similar to the eddy current signal evaluation unit 302, the image processing unit 304, and the defect determination unit 306 in FIG. There is a difference.
  • the detector 200c As the detector 200c, the one described with reference to FIG. 3(c), ie, the one with the two-dimensional array 204 of detector elements, is used. Therefore, the detector 200c can simultaneously detect eddy currents in the entire unit area, and an eddy current signal A for one frame representing the strength of the detected eddy current is obtained from the detector 200c. be able to. Even when the detector 200c has the configuration described in Modification 5 of Embodiment 1, by detecting the eddy current once with each of the plurality of detection elements 210 constituting the two-dimensional array 204, An eddy current can be detected in the entire unit area, and an eddy current signal A for one frame representing the strength of the detected eddy current can be obtained from the detector 200c.
  • Signal source 280c outputs a high frequency excitation signal, similar to signal source 280 of FIG. However, the signal source 280c is different in that the frequency of the output excitation signal can be changed.
  • a frequency-variable current source or voltage source, or a function generator can be used as the signal source 280c.
  • the signal source 280c sequentially selects and outputs the excitation signals H1 to HM of a plurality of mutually different frequencies, for example, the first to Mth (M is an integer equal to or greater than 2) frequencies f1 to fM. In the following, it is assumed that M is 4.
  • the detector 200c When the excitation signal Hm of frequency fm (m is 1, 2, 3 or 4) is supplied from the signal source 280c, the detector 200c applies an alternating magnetic field of the frequency fm to the CFRP 110, and the alternating magnetic field is applied. Detects eddy currents when Since the signal source 280c can provide an excitation signal Hm at a selected one of the plurality of frequencies, the detector 200c can apply an alternating magnetic field at a selected one of the plurality of frequencies. I can say that I can.
  • the signal source 280c supplies the reference signal Im (1, 2, 3 or 4) of the frequency selected at each time to the eddy current signal evaluation unit 302c.
  • the signal source 280c sequentially selects frequencies f1 to f4 and outputs the excitation signal Hm of the selected frequency fm. While the excitation signal Hm of each frequency fm is being output, eddy current is detected within the unit area facing the detector 200c, and an eddy current signal Am for one frame is output.
  • the signal processing device 300c generates one frame of the detection signal Bm and one frame of the fiber image Cm based on the one frame of the eddy current signal Am output from the detector 200c.
  • the excitation signal Hm of the selected frequency fm is supplied to the detector 200c, and the reference signal Im of the frequency fm is sent to the eddy current signal evaluation section 302c.
  • the eddy current signal Am for one frame output from the detector 200c is sent to the eddy current signal evaluation section 302c.
  • the eddy current signal evaluation unit 302c receives the eddy current signal Am, extracts a frequency component that matches the reference signal Im, and generates a detection signal Bm based on the extracted frequency component.
  • the detection signal Bm generated by the eddy current signal evaluation unit 302c is sent to the image processing unit 304c and the defect determination unit 306c.
  • the image processing unit 304c generates a fiber image Cm from the detection signal Bm for one frame, and sends the fiber image Cm to the defect determination unit 306c.
  • the above processing is performed for each of the first to fourth frequencies f1 to f4.
  • the image processing unit 304c generates images C1 to C4 respectively corresponding to the first to fourth frequencies f1 to f4.
  • the defect determination unit 306c performs threshold determination on the detection signals B1 to B4 and image recognition on the fiber images C1 to C4, and determines the presence or absence of defects based on the results of the threshold determination and image recognition. For example, it may be determined that there is a defect if any of the detection signals B1 to B4 is greater than a threshold. Further, if a pattern similar to a predetermined pattern is found by image recognition of any one of the fiber images C1 to C4, it may be determined that there is a defect.
  • threshold determination and image recognition are performed in order for a plurality of frequencies, and when it is determined that there is a defect as a result of threshold determination or image recognition for any frequency, the process for the unit area is terminated at that time, Other frequencies may not be processed.
  • the defect determination unit 306c notifies the output device 400 of the result of defect presence/absence determination as defect information D. Upon receiving this notification, the output device 400 notifies the defect information D to the user or an external device.
  • FIG. 15(a) shows the skin depth Ds in CFRP110.
  • the skin depth Ds is represented by Equation (1).
  • Ds 1/ ⁇ ( ⁇ f ⁇ r ⁇ 0 ⁇ ) (1)
  • f is the current frequency
  • ⁇ r is the relative permeability of the CFRP 110
  • ⁇ 0 is the vacuum permeability
  • is the electrical conductivity of the CFRP 110 .
  • the thinner the object to be inspected the higher the frequency that needs to be used.
  • the frequency of the excitation signal is set to It should be 10 GHz. To obtain more precise inspection results only for the surface portion, an excitation signal with a frequency higher than 10 GHz may be used.
  • FIG. 15(c) is a diagram showing the relationship between the frequency of the excitation signal (excitation frequency) and the fiber image C.
  • FIG. When the excitation frequency f is low, eddy currents flow throughout the T direction, so a fiber image C reflecting the state of the CFRP 110 up to a deeper portion is obtained.
  • the higher the excitation frequency f the more shallow the CFRP 110 can be obtained. This image has a higher contrast in shallow portions than when the excitation frequency f is lower.
  • the excitation frequency f is low, an image reflecting the state of deeper parts can be obtained, but the contrast is relatively low, and even if there is a defect in the shallow part, the deeper part is affected. Therefore, the defect may not be detected.
  • FIG. 16 shows the procedure of processing in the rope inspection device 1c of the third embodiment. For example, when inspecting the entire length of the rope 100, the process of FIG. 16 is started with the detector 200c facing one end of the rope 100. When inspecting only a part of the entire length of the rope 100, the process of FIG. 16 is started with the detector 200c facing the starting end of the part to be inspected.
  • step ST301 a plurality of frequencies, that is, first to Mth frequencies f1, f2, . . . fM are set.
  • M M is four.
  • the signal source 280c selects one frequency fm from multiple frequencies. For example, it is assumed that multiple frequencies are selected in ascending order.
  • the first frequency f1 is then initially selected.
  • the signal source 280c supplies the excitation signal Hm of the selected frequency fm to the detector 200c and outputs the reference signal Im of the selected frequency fm.
  • step ST303 in one unit area, the excitation signal Hm of the selected frequency fm is used to acquire the detection signal Bm for one frame and generate the fiber image Cm. That is, the detector 200c outputs the eddy current signal Am for one frame, the eddy current signal evaluation unit 302c acquires the eddy current signal Am for one frame, generates the detection signal Bm for one frame, and performs image processing. The unit 304c acquires the detection signal Bm for one frame and generates the fiber image Cm.
  • step ST304 the defect determination section 306c performs threshold determination on the detection signal Bm and image recognition on the fiber image Cm, and determines presence/absence of defects based on these results.
  • step ST305 if the determination result in step ST304 is NO, the process proceeds to step ST306, and if YES, the process proceeds to step ST308.
  • step ST306 it is determined whether or not all frequencies have been selected. If NO, the process returns to step ST302. If YES, the process proceeds to step ST309. If step ST306 is NO and the process returns to step ST302, the next frequency is selected. The next frequency is the frequency next to the frequency selected when the process of step ST302 was performed immediately before.
  • step ST308 the defect determination section 306c notifies the output device 400 of the defect information D.
  • step ST309 it is determined whether or not to continue the process. If it should not continue, terminate the process. For example, when the entire length of the rope 100 is to be inspected and the process starts at one end of the rope 100, the process ends when the other end of the rope 100 is reached. Also, in the case of inspecting only a portion of the entire length of the rope 100, the process is terminated when the end of the portion to be inspected is reached.
  • step ST309 if the process should be continued, the process proceeds to step ST310.
  • step ST310 it waits for the detector 200c to move 1 frame with respect to the rope 100, and returns to step ST302.
  • the first frequency f1 is selected.
  • the third embodiment has the following additional effects. That is, by setting different frequencies in the signal source 280c and switching the frequencies, it is possible to obtain more detailed information about defects at different depths, thereby improving the accuracy of defect detection.
  • a detector 200c comprising a two-dimensional array 204 of detection elements, shown in FIG. 3(c), is used.
  • a detector 200 with a one-dimensional array 202 of detector elements as shown in FIG. 3(a) may be used and a detector with a single detector element and actuator as shown in FIG. A device 200b may also be used.
  • the sequential selection of frequencies may be performed while the one-dimensional array 202 faces one measurement line.
  • the operation in that case is, for example, as follows.
  • the eddy current signal A1 for one line corresponding to each of the plurality of frequencies f1 to fM is obtained. .about.AM and detection signals B1-BM.
  • the above processing that is, the generation of the eddy current signals A1 to AM and the detection signals B1 to BM are repeated Nf times for each measurement line.
  • eddy current signals A1 to AM and detection signals B1 to BM for one frame are sequentially generated.
  • One frame of fiber images C1 to CM is generated from the generated one frame of detection signals B1 to BM.
  • one frequency fm (m is any one of 1 to M) is selected, by changing the facing position of the detector 200 with respect to the rope 100 in the L direction, one frame for that frequency eddy current signal Am and detection signal Bm, and the process of generating one frame of fiber image Cm from the generated one frame of detection signal Bm may be performed for each of the first to Mth frequencies. .
  • the operation in that case is, for example, as follows. That is, in a state where one frequency fm is selected, generation of the eddy current signal Am and the detection signal Bm for one line is repeated Nf times while changing the facing position of the detector 200 with respect to the rope 100 in the L direction. . Thereby, the eddy current signal Am and the detection signal Bm for one frame are generated. A one-frame fiber image Cm is generated from the generated one-frame detection signal Bm. After that, the facing position of the detector 200 with respect to the rope 100 in the L direction is returned to the original position. The above processing is repeated M times (thereby obtaining M fiber images C1 to CM).
  • the sequential selection of frequencies may be performed while the detector element 210 is facing one sensing point.
  • the operation in that case is, for example, as follows.
  • the eddy current signal A1 for one detection point corresponding to each of the plurality of frequencies f1 to fM is obtained. .about.AM and detection signals B1-BM.
  • the above processing that is, the generation of the eddy current signals A1 to AM and the detection signals B1 to BM, is performed for all the detection points constituting one frame. conduct.
  • one frame of eddy current signals A1 to AM and one frame of detection signals B1 to BM are generated.
  • one frame of fiber images C1 to CM are generated from the generated one frame of detection signals B1 to BM, respectively.
  • the process of generating the signal Bm and generating one frame of the fiber image Cm from the generated one frame of the detection signal Bm may be performed for each of the first to Mth frequencies.
  • the operation in that case is, for example, as follows. That is, in a state in which one frequency fm is selected, the eddy current signal Am and the detection signal Bm at each detection point are changed while changing the facing position (detection point) of the detection element 210 with respect to the rope 100 in the W direction and the L direction. is generated and obtained for all detection points that constitute one frame. Thereby, the eddy current signal Am for one frame and the detection signal Bm for one frame are generated. A one-frame fiber image Cm is generated from the generated one-frame detection signal Bm. After that, the facing position of the detecting element 210 with respect to the rope 100 in the W direction and the L direction is returned to the original position. The above processing is repeated M times (thereby obtaining M fiber images C1 to CM).
  • any of the detectors 200, 200b, and 200c shown in FIGS. 3(a) to 3(c) may be used as the detector.
  • the signal source 280c sequentially selects a plurality of mutually different frequencies f1 to fM, performs inspection using the selected frequency fm (m is any one from 1 to M), and performs inspection using each frequency fm.
  • the excitation signal Hm of the frequency fm is supplied to the detector 200c (or 200a or 200b), and the detector 200c (or 200a or 200b) applies an alternating magnetic field of the frequency fm to the CFRP 110 to generate eddy current A signal Am is output, and the signal processing device 300c generates a detection signal Bm and a fiber image Cm from the eddy current signal Am output by the detector 200c (or 200a or 200b), and converts the generated detection signal Bm and fiber image Cm to Any configuration may be used as long as the presence or absence of a defect is determined using the device.
  • FIG. 17 shows a rope inspection device 1d according to the fourth embodiment.
  • the overall configuration of the rope inspection device 1d of Embodiment 4 is the same as that of the rope inspection device 1c shown in FIG.
  • a rope inspection device 1d of Embodiment 4 includes a signal processing device 300d instead of the signal processing device 300c of FIG.
  • the signal processing device 300d is generally the same as the signal processing device 300c shown in FIG. A recording portion 312d and a position specifying portion 314d are added.
  • the image processing unit 304d and defect determination unit 306d are similar to the image processing unit 304c and defect determination unit 306c of FIG.
  • the reference image recording unit 312d and the position specifying unit 314d are similar to the reference image recording unit 312 and the position specifying unit 314 of FIG. 10, but there are differences that will become apparent from the following description.
  • the signal source 280c can change the frequency of the excitation signal H as described in the third embodiment. In the following description, it is assumed that excitation signals H1 to H4 with frequencies f1 to f4 are sequentially output.
  • the rope inspection device 1d of the fourth embodiment operates in the first mode, that is, the reference image acquisition mode, or the second mode, that is, the inspection execution mode, similarly to the rope inspection device 1b of the second embodiment.
  • reference images E1-E4 are generated for multiple frequencies f1-f4. For example, a plurality of frequencies f1 to f4 are sequentially selected, and the reference image Em for each frequency fm is generated.
  • the reference image Em for each frequency fm is generated from the intensities of the eddy currents detected at a plurality of mutually different positions in the L direction of the CFRP 110 when the frequency fm is selected.
  • the signal source 280c sequentially selects the frequencies f1 to f4 and outputs the excitation signal Hm of the selected frequency fm.
  • the eddy current is detected in the unit area facing the detector 200c, and the eddy current signal Am for one frame is output to evaluate the eddy current signal.
  • the unit 302c acquires the eddy current signal Am for one frame and generates the detection signal Bm
  • the image processing unit 304d acquires the detection signal Bm for one frame and generates the fiber image Cm.
  • a plurality of frames of fiber images Cm for each of a plurality of frequencies f1 to f4 are generated, and the generated plurality of frames of fiber images Cm are stored in the reference image recording unit 312d.
  • the above processing is performed for a plurality of frequencies f1 to f4 to generate reference images E1 to E4 for a plurality of frequencies f1 to f4.
  • the generated reference images E1 to E4 are recorded in the reference image recording unit 312d.
  • the above process is performed over the entire length of the rope 100 to generate continuous reference images Em over the entire length of the rope 100 .
  • the position where the eddy current was detected to generate the fiber image C used to generate each portion of each reference image Em (the position used to generate the fiber image Cm)
  • Information Fa indicating the position at which the eddy current signal Am obtained from the reference image Em is recorded together with the reference image Em as information indicating the position of each portion.
  • the flow of signals and data when processing in the second mode is shown in FIG. 17 by solid lines with arrows.
  • a second mode testing using each of a plurality of frequencies is performed.
  • the signal source 280c supplies the excitation signal Hm of the frequency to the detector 200c, and the detector 200c applies an alternating magnetic field of the frequency to output the eddy current signal Am.
  • the signal processing device 300d generates a detection signal Bm and a fiber image Cm from the eddy current signal Am output from the detector 200c.
  • the operations of the eddy current signal evaluation unit 302c, the image processing unit 304d, and the defect determination unit 306d in the second mode are the same as the operations of the eddy current signal evaluation unit 302c, the image processing unit 304c, and the defect determination unit 306c in FIG. .
  • the defect determination unit 306d sends the defect information D to the position specifying unit 314d.
  • the defect determination unit 306d also receives the defect position information Fb from the position specifying unit 314d and outputs the defect information D and the defect position information Fb.
  • the position specifying unit 314d acquires and outputs defect position information Fb indicating the position of the defect.
  • the defect position information Fb is obtained as follows. That is, the position specifying unit 314d selects the fiber image Cm used for determining that there is a defect among the reference images E1 to E4 recorded in the reference image recording unit 312d or the fiber image Cm used for determining that there is a defect.
  • a reference image Em generated using the same frequency fm as the detected signal Bm is selected, and a portion of the selected reference image Em that matches the fiber image Cm at the defect position is specified. For example, if the degree of similarity is equal to or greater than a threshold, it is determined that the two match.
  • the fiber image Cm at the defect position means the fiber image Cm used for determining that there is a defect or the fiber image Cm corresponding to the detection signal Bm used for determining that there is a defect.
  • the fiber image Cm corresponding to the detection signal Bm used for the determination that there is a defect is the fiber image Cm generated from the detection signal Bm, and therefore the detection result in the same unit area as the detection signal Bm. It means the generated fiber image Cm.
  • the reference image Em generated using the same frequency fm as the fiber image Cm used for determining that there is a defect or the detection signal Bm used for determining that there is a defect is the fiber image Cm or the detected It means the reference image Em generated from the eddy current signal Am acquired when the same frequency as the frequency selected when acquiring the eddy current signal Am used to generate the signal Bm is selected.
  • the process of identifying the matching portion is performed in the same manner as described in the second embodiment with reference to FIGS.
  • the position specifying unit 314d acquires the information Fa indicating the position of the portion specified as matching as the defect position information Fb, and conveys the defect position information Fb to the defect determination unit 306d.
  • the defect determination unit 306d notifies the output device 400 of the defect information D and the defect position information Fb. Upon receiving this notification, the output device 400 informs the user or the external device of the defect information D and the defect position information Fb.
  • FIG. 18 shows processing in the first mode.
  • the process of FIG. 18 is started with the detector 200c facing one end of the rope 100.
  • FIG. 18 is started with the detector 200c facing one end of the rope 100.
  • steps ST301, ST302, ST303, ST306, ST309, and ST310 are the same as steps ST301, ST302, ST303, ST306, ST309, and ST310 in FIG.
  • step ST211d the image processing section 304d supplies one frame of the fiber image Cm to the reference image recording section 312d.
  • the supplied fiber image Cm is recorded as part of the reference image Em.
  • the reference image Em is formed only from the supplied fiber image Cm.
  • the newly supplied fiber image Cm is linked to the end of the reference image Em already formed, and the reference image Em is extended to become longer.
  • FIG. 19 shows processing in the second mode. 19, steps ST301, ST302, ST303, ST304, ST305, ST306, ST309, and ST310 are the same as steps ST301, ST302, ST303, ST304, ST305, ST306, ST309, and ST310 in FIG.
  • step ST121d the position specifying unit 314d specifies a portion of the reference image Em that matches the fiber image Cm at the defect position.
  • step ST122d the position specifying section 314d acquires the position information Fa on the matched portion as the defect position information Fb, and notifies the defect determination section 306d of the defect position information Fb.
  • step ST122d the process proceeds to step ST308d.
  • step ST308d the defect determination section 306d notifies the output device 400 of the defect information D and the defect position information Fb.
  • the fourth embodiment has the following effects. That is, when a plurality of reference images E1 to E4 are generated and stored using a plurality of mutually different frequencies f1 to f4 in the first mode, and it is determined that there is a defect in the second mode, Defect position information Fb is acquired by specifying a portion matching the fiber image Cm in the reference image Em generated using the same frequency fm as the fiber image Cm or the detection signal Bm used for the determination. Therefore, the accuracy of the defect position information Fb can be improved.
  • Embodiment 4 also uses a detector comprising a two-dimensional array 204 of detection elements, shown in FIG. 3(c).
  • the detector 200 shown in FIG. 3(a) may be used, and the detector 200b shown in FIG. 3(b) may be used.
  • the detector 200 shown in FIG. 3(a) is used and when the detector 200b shown in FIG. It may be performed in the same manner as described in the modified example of form 3.
  • the threshold used in the defect determination unit 306d is adjusted based on the magnitude of the detection signal Bm used to generate the reference image Em. It is good as By doing so, the accuracy of defect detection can be maintained even when the distance (gap) between the rope 100 and the detector 200c, and thus the distance (gap) between the CFRP 110 and the detector 200c, varies.
  • FIG. 20 shows a rope inspection device 1e according to the fifth embodiment.
  • the overall configuration of the rope inspection device 1e of Embodiment 5 is the same as that of the rope inspection device 1d shown in FIG. However, they are different in the following points.
  • a detector 200e, a signal source 280e and a signal processing device 300e are provided instead of the detector 200c, the signal source 280c and the signal processing device 300c.
  • Detector 200e like detector 200c, comprises a two-dimensional array of detector elements 210e.
  • each of the sensing elements 210e has a plurality of, eg, first through third, sub-elements 212a, 212b, 212c, eg, as shown in FIG.
  • Each sub-element is arranged to face CFRP 110 when detector 200e is placed facing rope 100 and thus CFRP 110, and senses eddy currents at facing locations on CFRP 110.
  • Each sub-element has an excitation coil and a detector. That is, sub-element 212a has an excitation coil 220a and a detector 230a, sub-element 212b has an excitation coil 220b and a detector 230b, and sub-element 212c has an excitation coil 220c and a detector 230c.
  • the plurality of sub-elements 212a to 212c are arranged such that their distances from the rope 100 are different from each other when the detector 200e is installed facing the rope 100.
  • FIG. 21 shows that the distances (gaps) ga, gb, gc between the first to third sub-elements 212a-212c and the rope 100 are different from each other. Since the gaps ga, gb, gc with the rope 100 are different from each other, the gaps with the CFRP 110 are also different from each other.
  • the sub-elements 212a-212c are formed on different layers 250a, 250b, 250c of the printed circuit board.
  • the sub-elements 212a, 212b, 212c within each detector element are aligned in the T direction. In this case, the sub-elements 212a-212c are said to be stacked on top of each other.
  • sub-elements 212a, 212b, and 212c are arranged in order from the side closer to the rope 100. For example, sub-element 212a is located closest to rope 100, sub-element 212b is located next closest, and sub-element 212c is located furthest.
  • the excitation coils 220a, 220b, 220c are connected to the signal source 280e via separate wiring, and the detectors 230a, 230b, 230c are connected to the signal processing device 300e via separate wiring.
  • the signal source 280e sequentially outputs excitation signals H1 to HM of a plurality of frequencies, for example, the first to Mth frequencies f1 to fM, while switching them. In the following, it is assumed that M is 4.
  • Signal source 280e may also select a plurality of sub-elements 212a-212c and provide an excitation signal Hm to the selected sub-elements.
  • the signal processing device 300e has an eddy current signal evaluation unit 302e, an image processing unit 304e, a defect determination unit 306e, a reference image recording unit 312e, and a position specifying unit 314e. These are similar to the eddy current signal evaluation unit 302c, image processing unit 304d, defect determination unit 306d, reference image recording unit 312d, and position specifying unit 314d of FIG. There is a difference.
  • the rope inspection device 1e of Embodiment 5 also operates in the first mode, that is, the reference image acquisition mode, or in the second mode, that is, the inspection execution mode.
  • the signal and data flow when processing in the first mode is shown in FIG. 20 by dashed lines with arrows.
  • a reference image E(m,q) is generated for each of the combinations of frequencies f1-f4 and sub-elements 212a-212c.
  • the first through third sub-elements 212a, 212b, 212c are all used and selected in turn.
  • the sub-elements 212a, 212b, and 212c are selected in order of proximity to the rope 100.
  • the signal source 280e sequentially selects frequencies f1-f4, and while each frequency is selected, the plurality of sub-elements 212a, 212b , 212c are selected in turn, and a signal source 280e supplies an excitation signal Hm at a selected frequency fm to the selected sub-element 212q (where q is a, b or c).
  • the signal source 280e also supplies the selected frequency reference signal Im (m is 1, 2, 3, or 4) to the eddy current signal evaluation unit 302e.
  • A(m,q) be the eddy current signal A obtained when an excitation signal Hm of frequency fm (where m is 1, 2, 3 or 4) is supplied to sub-element 212q (where q is a, b or c). Represented by The same applies to the detection signal B, the fiber image C, and the reference image E.
  • a plurality of sub-elements are sequentially selected while each frequency fm is selected, resulting in eddy current signals A(m,a), A(m,b ) and A(m, c) are sequentially output.
  • c) A(2,c), A(3,c), and A(4,c) are sequentially output.
  • the eddy current signal evaluation unit 302e selects each frequency fm, and based on the eddy current signal A(m, q) for one frame output from each sub-element 212q when each sub-element 212q is selected, , outputs a detection signal B(m, q) for one frame.
  • the frequency fm is selected, the reference signal Im of the frequency fm is supplied. , and extracts the component of frequency fm to generate the detection signal B(m, q).
  • the above processing is performed for each combination of frequencies f1-f4 and sub-elements 212a-212c.
  • the image processing unit 304e generates a fiber image C(m, q) based on one frame of the detection signal B(m, q) for each combination of the plurality of frequencies f1 to f4 and the plurality of sub-elements 212a to 212c. to generate That is, the fiber image C(m, q). Since there are 12 combinations of selected frequencies and selected sub-elements, 12 fiber images C(1,a) to C(4,c) are generated.
  • the detector 200e After completing the above series of processing for all 12 combinations of frequencies and sub-elements, the detector 200e is moved relative to the rope 100 by one frame. By sequentially performing the above processing on a plurality of unit areas, multiple frames of fiber images C(1,a) to C(4,c) are generated for each of the 12 combinations of frequencies and sub-elements. .
  • the reference image recording unit 312e records reference images E(1, a) to E(4, c).
  • the reference image recording unit 312e generates 12 reference images E ( 1, a) to E(4, c) are stored.
  • the fiber images C(1,a) to C(4,c) generated by the image processing unit 304e are stored in the reference image recording unit 312e as one of the reference images E(1,a) to E(4,c). As a part, it is concatenated to the ends of the reference images E(1, a) to E(4, c).
  • the fiber image is recorded as the reference image E(m,q).
  • reference images E(m, q) are generated for each of a plurality of combinations of a plurality of sub-elements 212a-212c and a plurality of frequencies f1-f4.
  • the reference image E(m, q) for each combination is the eddy current signal A is generated from (m, q).
  • the above processing is performed over the entire length of the rope 100 to generate 12 consecutive reference images E(1, a) to E(4, c) over the entire length of the rope 100, respectively.
  • any one of the first to third sub-elements 212a, 212b, 212c, eg only the first sub-element 212a is used.
  • the signal source 280e also supplies the selected frequency reference signal Im (m is 1, 2, 3, or 4) to the eddy current signal evaluation unit 302e.
  • the sub-element 212a detects an eddy current caused by the excitation signal Hm and outputs an eddy current signal A(m, a).
  • eddy current signals A(1, a), A(2, a), A(3, a), A(4 , a) are sequentially output.
  • the eddy current signal evaluation unit 302e A detection signal B(m, a) for one frame is output.
  • the reference signal Im of the frequency fm is supplied.
  • a component of frequency fm is extracted to generate a detection signal B(m, a). The above processing is performed for each of the plurality of frequencies f1 to f4.
  • the image processing unit 304e generates a fiber image C(m, a) based on one frame of the detection signal B(m, a) for each fm of a plurality of frequencies f1 to f4. That is, the fiber image C(m, a) is generated. Since four frequencies fm are selected, four fiber images C(1,a) to C(4,a) are generated.
  • the position specifying unit 314e determines the fiber image C(m, a ) of the reference images E (m, a), E (m, b), and E (m, c) generated using the same frequency fm as the fiber image C (m, a), the portion J Identify (m, p).
  • the portion J (m, a) with the highest similarity to the fiber image C (m, a) is extracted, and from the reference image E (m, b) , the portion J(m, b) having the highest similarity to the fiber image C(m, a) is extracted, and the portion J(m, b) having the highest similarity to the fiber image C(m, a) is extracted from the reference image E(m, c). Extract the highest part J(m, c), and match the highest similarity among the extracted parts J(m, a), J(m, b), J(m, c) You may extract as part J (m, p). In these processes, it may be an additional condition that the degree of similarity is equal to or greater than a threshold.
  • the position specifying unit 314e acquires the matching portion J(m, p) as a comparison image.
  • the position specifying unit 314e further acquires position information Fa about the portion J(m, p) determined to match as position information about the comparison image.
  • the obtained comparison image J(m, p) and the position information Fa are sent to the defect determination unit 306e.
  • the defect determination unit 306e determines the result of threshold determination for the detection signal B(m, a), the result of image recognition for the fiber image C(m, a), the fiber image C(m, a), and the comparison image J( The presence or absence of a defect is determined based on the result of comparison with m and p), and the determination result is output as defect information D.
  • the defect determination unit 306e performs threshold determination for the detection signal B(m, a), image recognition for the fiber image C(m, a), fiber image C(m, a) and comparison image J(m, p). If it is determined that there is a defect in either of the comparison results, the overall determination that there is a defect may be made. In comparing the fiber image C(m, a) and the comparison image J(m, p), the corresponding pixel values may be compared, or the respective image recognition results may be compared.
  • the defect determination unit 306e determines that there is a defect
  • the defect determination unit 306e acquires the position information Fa for the comparison image J(m, p) used for defect determination as the defect position information Fb, and obtains the defect position information Output Fb.
  • the comparison image J(m, p) used for the defect determination referred to here is the fiber image C(m, a) used for the determination that there is a defect or the detection used for the determination that there is a defect.
  • Fig. 10 is a comparison image acquired as a match with the fiber image C(m,a) corresponding to the signal B(m,a);
  • threshold value determination and image recognition are performed sequentially for a plurality of frequencies and a plurality of sub-elements, and if it is determined that there is a defect as a result of threshold determination or image recognition for any frequency or any sub-element, at that point , the processing for the unit area may be terminated.
  • the signal source 280e sequentially selects the plurality of frequencies f1 to f4 and outputs the excitation signal Hm of the selected frequency fm to one of the plurality of sub-elements 212a to 212c. It feeds sub-element 212a.
  • the signal processing device 300e When each frequency fm is selected, the signal processing device 300e generates the detection signal B(m, a) and the fiber image C(m, a).
  • the signal processing device 300e selects the generated reference images E(m, a) to E(m, c) generated using the same frequency as the generated fiber image C(m, a).
  • a portion that matches the fiber image C(m, a) is acquired as a comparison image J(m, p), and the result of threshold determination for the detection signal B(m, a) and the fiber image C(m, a)
  • the presence or absence of a defect is determined based on the result of image recognition for the fiber image C(m, a) and the result of comparison between the fiber image C(m, a) and the comparison image J(m, p).
  • the defect determination unit 306e notifies the output device 400 of the defect information D and the defect position information Fb indicating the result of the defect presence/absence determination. Upon receiving this notification, the output device 400 informs the user or the external device of the defect information D and the defect position information Fb.
  • the detector 200e When the detector 200e is fixed and the rope 100 is moved for inspection, the rope 100 may vibrate and the distance between the rope 100 and the detector 200e, that is, the gap g may vary.
  • the gap g changes, the eddy current signal A changes, and the fiber image C derived from the eddy current signal A changes.
  • the fiber image C changes when the frequency of the excitation signal changes.
  • FIG. 22 conceptually shows changes in the fiber image C due to changes in the gap g and changes in the frequency of the excitation signal (excitation frequency).
  • the vertical axis represents the gap g
  • the horizontal axis represents the excitation frequency.
  • the higher the excitation frequency the more the fiber image C reflects the state of the CFRP 110 closer to the surface 111 .
  • the gap g becomes larger the eddy current signal A becomes smaller, the shape of the belt-like portion corresponding to the carbon fibers in the fiber image C changes, and the contrast decreases.
  • all the reference images E(m, a), E(m, b), and E(m, c) with different gaps are used for comparison with the fiber image C(m, a).
  • the image portion with the highest similarity is specified as the image portion that matches the fiber image C (m, a)
  • the result of comparison with the image portion with the highest degree of similarity is also used to determine the presence or absence of defects. By doing so, it is possible to realize robust defect detection against variations in the gap during inspection.
  • FIG. 23 shows processing in the first mode.
  • the process of FIG. 23 is started with the detector 200 e facing one end of the rope 100 .
  • steps ST301, ST302, ST306, ST309, and ST310 are the same as or similar to ST301, ST302, ST306, ST309, and ST310 in FIG.
  • step ST501 one of the plurality of sub-elements 212q (q is a, b or c) is selected.
  • the process of step ST501 follows the process of step ST302, the first sub-element, that is, the sub-element 212a closest to the rope 100 is selected.
  • step ST303e in one unit area, using the selected excitation signal Hm of frequency fm and the selected sub-element 212q, acquisition of the detection signal B (m, q) for one frame and the fiber image C ( m, q) are generated. That is, the detector 200e outputs the eddy current signal A (m, q) for one frame, and the eddy current signal evaluation unit 302e acquires the eddy current signal A (m, q) for one frame and The image processing unit 304e acquires the detection signal B(m, q) for one frame and generates the fiber image C(m, q).
  • step ST211e the image processing unit 304e supplies the one-frame fiber image C(m, q) to the reference image recording unit 312e.
  • the supplied fiber image C(m,q) is recorded as part of the reference image E(m,q).
  • a reference image E(m, q) is formed only from the fiber image C(m, q).
  • step ST502 When a new fiber image C(m, q) is supplied in a state where the reference image E(m, q) has already been formed, at the end of the already formed reference image E(m, q), The newly supplied fiber image C(m,q) is concatenated and the reference image E(m,q) is expanded to become longer. After step ST211e, the process proceeds to step ST502.
  • step ST502 it is determined whether or not all sub-elements have been selected. If NO, the process returns to step ST501. If step ST502 is NO and the process returns to step ST501, the next sub-element is selected. If YES in step ST502, the process proceeds to step ST306.
  • Step ST306 determines whether or not all frequencies have been selected. If NO, the process returns to step ST302, and if YES, the process proceeds to step ST309. If step ST306 is NO and the process returns to step ST302, the next frequency is selected.
  • FIG. 24 shows processing in the second mode. 24, steps ST301, ST302, ST305, ST306, ST309, and ST310 are the same as steps ST301, ST302, ST305, ST306, ST309, and ST310 in FIG. Also, step ST303f in FIG. 24 is similar to step ST303e in FIG.
  • step ST303f in one unit area, using the selected excitation signal Hm of frequency fm and the selected sub-element 212a, the detection signal B (m, a) for one frame is acquired and the fiber image C ( m, q) are generated. That is, the detector 200e outputs the eddy current signal A (m, a) for one frame, and the eddy current signal evaluation unit 302e acquires the eddy current signal A (m, a) for one frame and obtains the eddy current signal A (m, a) for one frame. A detection signal B(m, a) is generated, and the image processing unit 304e acquires the detection signal B(m, a) for one frame and generates a fiber image C(m, a).
  • step ST511 the position specifying unit 314e generates reference images E(m, a), E( Among m, b) and E(m, c), a portion J(m, p) that matches the fiber image C(m, a) is specified.
  • step ST512 the position specifying unit 314e outputs the portion J(m, p) determined to match in step ST511 as a comparison image.
  • the position specifying unit 314e further acquires and outputs position information Fa for the portion J(m, p) determined to match as position information for the comparison image J(m, p).
  • step ST304f the defect determination unit 306e compares the result of threshold determination for the detection signal B(m, a), the result of image recognition for the fiber image C(m, a), and the fiber image C(m, a). The presence or absence of a defect is determined from the result of comparison with the image J(m, p) for use.
  • step ST305 if the determination result in step ST304f is NO, proceed to step ST306, and if YES, proceed to step ST308e.
  • step ST308e the defect determination section 306e notifies the output device 400 of the defect information D and the defect position information Fb.
  • the detection element 210 has a plurality of sub-elements 212a to 212c arranged at different distances from the rope 100, and records a plurality of reference images corresponding to a plurality of different gaps ga, gb, and gc. This makes it possible to achieve robust defect detection against variations in the gap during inspection.
  • the threshold used for threshold determination for the detection signal B is adjusted based on the estimated value of the gap when the eddy current signal A used to generate the detection signal B is obtained. Also good. For example, a threshold is determined based on the magnitude of the detection signal B(m, q) used to generate each reference image E(m, q), and the determined threshold is used as the detection signal B(m, q ) is associated with the reference image E(m, q) generated from the reference image E(m, q) and recorded.
  • a reference image E(m,p) containing the image portion J(m,p) determined to match the fiber image C(m,a) is identified, and the identified reference image E(m,p) p) may be used as a threshold for comparison with the detection signal B(m, a) used to generate the fiber image C(m, a).
  • the detection signal B Fiber image C (m, a) generated based on the result of detection in the same unit area as (m, a), that is, based on the result of detection in the same unit area as the detection signal B (m, a)
  • a threshold value recorded in association with a reference image E(m, p) containing a portion that matches the fiber image C(m, a) generated by the method.
  • Each reference image corresponds to one of the sub-elements, and each sub-element has a specific gap.
  • a suitable threshold for the gap will be used.
  • a plurality of sub-elements are sequentially selected while each of a plurality of frequencies is selected.
  • multiple frequencies may be sequentially selected while each of the multiple sub-elements is selected.
  • a detector (similar to the detector 200 shown in FIG. 3(a)) comprising a one-dimensional array of detector elements, each detector element including a plurality of sub-elements (similar to the detector element 210e shown in FIG. 21).
  • 200ea may be used, and includes a single detection element and an actuator similar to the detector 200b shown in FIG.
  • a detector (designated 200eb) that includes a plurality of sub-elements similar to element 210e may be used.
  • a detector 200ea with a unified array of detector elements similar to the detector 200 shown in FIG. It may be done as follows. In the following description, it is assumed that the number of frequencies is four and the number of sub-elements is three. That is, the sequential selection of frequencies and the sequential selection of sub-elements may be performed while the one-dimensional array 202 faces one measurement line. The operation in that case is, for example, as follows.
  • the one-dimensional array 202 faces one measurement line, by sequentially selecting a plurality of frequencies f1 to f4 and sequentially selecting the sub-elements 212a to 212c, a plurality of frequencies f1 to f4 and One line of eddy current signals A(1, a) to A(4, c) and detection signals B(1, a) to B(4, c) corresponding to combinations with a plurality of sub-elements 212a to 212c, respectively to generate While changing the facing position of the detector 200ea with respect to the rope 100 in the L direction, the above processing for each measurement line, that is, the eddy current signals A (1, a) to A (4, c) and the detection signal B ( The generation of 1, a) to B(4, c) is repeated Nf times.
  • eddy current signals A(1, a) to A(4, c) for one frame and detection signals B(1, a) to B(4, c) for one frame are sequentially generated.
  • One frame of fiber images C(1, a) to C(4, c) are generated from the generated one frame of detection signals B(1, a) to B(4, c).
  • one frequency fm is selected and one sub-element 212q (where q is a, b or c) is selected
  • the operation in that case is, for example, as follows. That is, in a state where one frequency fm is selected and one sub-element 212q (q is a, b or c) is selected, while changing the facing position of the detector 200ea to the rope 100 in the L direction,
  • the process of generating the eddy current signal A(m, q) and detection signal B(m, q) for one line is repeated Nf times.
  • the eddy current signal A(m, q) and the detection signal B(m, q) for one frame are sequentially generated.
  • a one-frame fiber image C(m, q) is generated from the generated one-frame detection signal B(m, q).
  • the facing position of the detector 200ea with respect to the rope 100 in the L direction is returned to the original position.
  • the above processing is repeated 12 times (thus obtaining 12 fiber images C(1, a) to C(4, c)).
  • Generation of eddy current signals, detection signals and fiber images in the first mode when a detector 200eb with a single detection element and actuator similar to the detector 200b shown in FIG. 3(b) is used. may be performed as follows. That is, the sequential selection of frequencies and the sequential selection of sub-elements may be performed while the sensing element 210 faces one sensing point. Instead, with one frequency fm selected and one sub-element 212q (where q is a, b, or c) selected, the opposing positions of the detection element 210eb with respect to the rope 100 in the W and L directions are By changing, the process of generating the eddy current signal A(m, q) and the detection signal B(m, q) for one frame may be repeated.
  • detector 200ea provided with a one-dimensional array of detection elements similar to the detector 200 shown in FIG.
  • the operation of generating eddy current signals, detection signals, and fiber images in the second mode when detector 200eb with a single detection element and actuator similar to detector 200b is used. It can be performed in the same manner as described in the modification of form 3.
  • a detection element having a plurality of sub-elements is used, and the frequency of the excitation signal is switched.
  • a detection element having a plurality of sub-elements may be used without switching the frequency of the excitation signal.
  • reference images E(a)-E(c) are generated for each of the plurality of sub-elements 212a-212c.
  • Reference images E(q) for each sub-element 212q are eddy current It is generated from the signal A(q).
  • one sub-element of the plurality of sub-elements 212a-212c is selected and the signal processor 300e generates a detection signal B(a) and a fiber image C(a). Then, among the plurality of reference images E (a) to E (c), the portion that matches the generated fiber image C (a) is acquired as a comparison image J, and the detection signal B (a) Based on the result of threshold determination, the result of image recognition for the fiber image C(a), and the result of comparison between the fiber image C(a) and the comparison image J, the presence or absence of defects is determined.
  • the eddy current signal evaluation unit 302 may perform amplification adjustment, level shifting, filtering, etc. on the eddy current signal A to generate the detection signal B. It has been described that the detection signal B may be generated by correcting the eddy current signal A obtained as a result of detection at the part. Similar modifications are possible for the second to fifth embodiments.
  • Embodiments 2, 4 and 5 the generation of the reference image E in the first mode and the execution of the inspection in the second mode are described as being performed separately.
  • the generation of the image E and the execution of the inspection in the second mode may be performed in parallel. If the generation of the reference image E and the execution of the inspection are performed in parallel, it is effective in grasping initial defects and preventing erroneous detection of defects due to updating of the reference image E.
  • the comparative image extracted from the reference image is also used for determining the presence or absence of defects. You can use it. That is, the presence or absence of a defect may be determined based on the result of comparison between a portion of one or more reference images that matches the fiber image and the fiber image.
  • a reference image covering the entire length of the rope is generated.
  • the reference image may be generated only for a portion of the rope, ie for a specific range.
  • a reference image may be generated for each fixed-length portion centered on a specified position set for each fixed interval of the rope.
  • the signal processing devices of Embodiments 1 to 5 are implemented by processing circuits.
  • the processing circuit may be dedicated hardware, or may be a control circuit comprising a memory and a CPU (Central Processing Unit) that executes programs stored in the memory.
  • the memory may be, for example, non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, magnetic disk, optical disk, or the like.
  • a rope inspection method can be implemented by using the rope inspection device described above.

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Abstract

ベルト状のCFRPと、CFRPを覆う被覆とを含むベルト状のロープ(100)を検査するロープ検査装置において、CFRPに交流磁場を印加し、交流磁場によって発生する渦電流を検知し(200)、CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域の各々内における検知の結果に基づいて、渦電流の強度を表す検出信号(B)及び渦電流の強度の分布を表す繊維画像を生成し、検出信号(B)と閾値との比較の結果と、繊維画像(C)に対する画像認識の結果とに基づいて、当該単位領域内における欠陥の有無を判定する。炭素繊維中の縦割れを含む種々の欠陥を検出することができる。

Description

ロープ検査装置及びロープ検査方法
 本開示は、ロープ検査装置及びロープ検査方法に関する。本開示は特に、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)を含むロープの欠陥を検出する非破壊検査に関する。
 CFRP製のロープの検査装置としては、磁場を印加したときにCFRPで発生する渦電流に基づいてCFRP中の欠陥を検出するものが知られている(例えば特許文献1)。
米国特許出願公開第2019/0202666号明細書(段落0094~0095、第9図)
 特許文献1の検査装置には、炭素繊維内の縦割れを検出できないという問題があった。
 本開示は、炭素繊維内の縦割れを含む種々の欠陥を検出可能なロープ検査装置及びロープ検査方法を得ることを目的としている。
 本開示のロープ検査装置は、
 ベルト状のCFRPと、前記CFRPを覆う被覆とを含むベルト状のロープを検査するロープ検査装置であって、
 前記CFRPに交流磁場を印加し、前記交流磁場によって発生する渦電流を検知する検出器と、
 前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域の各々内における前記検知の結果に基づいて、渦電流の強度を表す検出信号及び渦電流の強度の分布を表す繊維画像を生成し、前記検出信号と閾値との比較の結果と、前記繊維画像に対する画像認識の結果とに基づいて、当該単位領域内における欠陥の有無を判定する信号処理装置とを有する。
 本開示によれば、渦電流の強度の分布を表す繊維画像を生成し、該繊維画像に基づいて、欠陥の有無を判定するので、炭素繊維中の縦割れを含む種々の欠陥を検出することができる。
(a)はCFRPを含むロープの一例を示す斜視図、(b)は、(a)のCFRPの一部を拡大して示す図である。 実施の形態1のロープ検査装置を示すブロック図である。 (a)~(c)は、検出器の異なる構成例を示す概略図である。 検出器の検出素子の一例を示すブロック図である。 (a)~(e)は、実施の形態1における検査方法を示す図である。 実施の形態1のロープ検査装置における処理の手順を示すフローチャートである。 検出器の検出素子の他の例を示すブロック図である。 (a)~(d)は、繊維画像の画質改善のための処理を示す図、(e)は、画質改善の結果得られる画像の例を示す図である。 図3(c)の検出器を用いた場合の検査方法を示す図である。 実施の形態2のロープ検査装置を示すブロック図である。 (a)は、実施の形態2において生成される参照画像の一部の一例を示す図、(b)は、繊維画像の一例を示す図である。 実施の形態2のロープ検査装置における、参照画像取得の処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態2のロープ検査装置における、検査実行の処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態3のロープ検査装置を示すブロック図である。 (a)は、表皮効果を説明するための図、(b)は、励磁周波数と表皮深さとの関係を示す図、(c)は、励磁周波数と生成される繊維画像との関係を示す図である。 実施の形態3のロープ検査装置における処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態4のロープ検査装置を示すブロック図である。 実施の形態4のロープ検査装置における、参照画像取得の処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態4のロープ検査装置における、検査実行の処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態5のロープ検査装置を示すブロック図である。 実施の形態5で用いられる検出素子を示す図である。 励磁周波数と、ギャップと、生成される繊維画像との関係を示す図である。 実施の形態5のロープ検査装置における、参照画像取得の処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態5のロープ検査装置における、検査実行の処理の手順を示すフローチャートである。
実施の形態1.
 以下、実施の形態1のロープ検査装置及びロープ検査方法について説明する。
 図1(a)は実施の形態1のロープ検査装置及びロープ検査方法の検査対象となるベルト状のロープ100の一例を示す。図1(a)において、Lはロープ100の長さ方向、Wはロープ100の幅方向、Tはロープ100の厚さ方向に対応している。図示のように、ロープ100は、横断面が矩形状であり、該矩形の一方(W方向)の辺が、他方(T方向)の辺よりも長い。以下では、ロープ100のL方向及びW方向に延在する面101を主表面と言う。
 ロープ100はCFRP(炭素繊維強化プラスチック)110とそれを覆う非金属の被膜120とを含む。CFRP110は炭素繊維114と樹脂材115とで構成される。CFRP110の横断面は、ロープ100の横断面と同じく、矩形状であり、該矩形の一方(W方向)の辺が、他方(T方向)の辺よりも長い。従って、CFRP110もベルト状である。CFRP110の長さ方向(L方向)、幅方向(W方向)、及び厚さ方向(T方向)は、ロープ100のL方向、W方向及びT方向と一致する。
 炭素繊維114はL方向に延在しており、図1(b)に示すように、樹脂材115中に分布している。分布は均一とは限らず、図示の如く不均一となる場合もある。
 実施の形態1のロープ検査装置及びロープ検査方法で検査対象となるロープ100は、例えば、エレベータ用のロープ、橋梁用のロープ、建築部材用のロープである。エレベータ用のロープは、例えばカゴを吊るすためのものである。
 検査は、例えば、ロープの製造過程、ロープを用いるエレベータの設置段階、橋梁の建設段階、建築部材を用いた建築物の建築段階、エレベータの運用中若しくは保守段階に行われる。
 検査がエレベータの運用中に行われる場合には、例えばカゴの動きに伴い、ロープが動いている時に行われても良い。
 以下では主にエレベータの運用中に行われる場合を想定して説明する。
 図2は実施の形態1に係るロープ検査装置1を示す。
 図示のロープ検査装置1は、検出器200と、信号源280と、信号処理装置300とを有し、信号処理装置300は出力装置400に接続されている。
 検査の際、検出器200は、ロープ100に対向するように、従ってCFRP110に対向するよう設置され、CFRP110に交流磁場を印加し、交流磁場によって発生する渦電流の強度を検知する。検知の結果は渦電流信号Aとして出力される。渦電流の検知は、ロープ100のL方向の互いに異なる複数の位置、従ってCFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で順次行われる。
 以下では、検出器200がロープ100の主表面101に対向するように設置されるものとする。
 検出器200は、例えば図3(a)に示すように、複数の検出素子210を含む。複数の検出素子210は、一次元アレイ202を形成するように配置され、検査の際は、図3(a)に示すように、一次元アレイ202の長さ方向、即ち検出素子210の整列方向がW方向に一致するように設置される。
 その結果、複数の検出素子210は、CFRP110のW方向の互いに異なる複数の位置に対向するように配置され、各々対向する位置における渦電流を検知して渦電流信号Aを出力する。
 上記のように一次元アレイ202の長さ方向がW方向に一致するように設置されるので、一次元アレイ202によってCFRP110のW方向に延びる線状の部分についての渦電流が一斉に検知される。上記の線状の部分を測定ライン或いは単にラインと言い、各検出素子210により渦電流が検知される部分を検知点と言う。
 検出素子の一次元アレイ202から成る検出器200を、ロープ100に対して相対的にL方向に移動させることで、CFRP110のうち、検出器200に対向する部分を変化させ、複数の測定ラインについての渦電流を順次検知する。複数の測定ラインは、それぞれCFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置にある。測定ライン相互間の間隔は一定であるのが望ましい。
 検知された渦電流を表す渦電流信号Aは信号処理装置300に入力される。
 検出器200をロープ100に対して相対的に移動させるには、検出器200を移動させても良く、ロープ100を移動させても良い。エレベータの運用中に検査を行う場合には、カゴの移動に伴ってロープ100が移動するので、その移動を検査に利用しても良い。即ち、検出器200を固定し、ロープ100の移動に伴って、ロープ100のうちの検出器200に対向する部分が変化するようにしても良い。以下の説明で「ロープ100に対して検出器200を移動させる」とは相対的移動を意味する。
 検出素子210の各々は、例えば、図4に示すように、励磁コイル220と、検知器230とを有する。励磁コイル220は、信号源280から供給される高周波数の励磁信号Hに応じて励磁電流を流して、交流磁場を生成し、CFRP110に印加する。CFRP110内の励磁コイル220に対向している部分(検知点)には、交流磁場によって渦電流が流れ、この渦電流によって二次磁場が形成される。検知器230は、この二次磁場を検知することで、渦電流を検知する。
 励磁信号Hの周波数は、ロープ100と検出器200との相対速度、及び検出すべき欠陥の大きさによって定まる。
 一例として、ロープ検査装置1がエレベータの運用中に検査を行うものであって、0.1mmの破断を検出することが求められる場合を想定する。その場合、50m/minで移動する中速のエレベータでは、励磁信号Hの周波数は、10kHz以上である必要があり、1000m/minで移動する超高速のエレベータでは、励磁信号Hの周波数は、200kHz以上である必要がある。
 検知器230としては、検知コイル、ホールセンサ、磁気抵抗素子、フラックスゲート磁気センサ、超伝導量子干渉計(SQUID:Superconducting QUantum Interference Device)など、交流磁場の大きさを電気信号に変換する素子が使用される。
 検出素子210は、例えばプリント基板上に実装されている。プリント基板上に実装すれば、多数の検出素子を高い密度で並べることが可能である。
 信号処理装置300は、検出器200で検知された渦電流に基づいてCFRP110の欠陥の検出を行い、欠陥があると判定したときは、欠陥判定結果を示す欠陥情報Dを出力する。
 出力装置400は、信号処理装置300から出力された欠陥情報Dを利用者又は外部の機器に知らせる。
 出力装置400は、表示器、点滅表示装置、表示部を備えた通信端末など、利用者に検査結果を表示する機器であっても良く、外部の機器に検査結果を伝達する機器であっても良い。ここで言う利用者は、検査を行う者又は検査結果を利用する者である。外部の機器は、図示しない他の機器である。
 信号処理装置300は、例えば、図2に示されるように、渦電流信号評価部302と、画像処理部304と、欠陥判定部306とを有する。
 検出器200から出力された渦電流信号Aは渦電流信号評価部302に入力される。
 渦電流信号Aは、CFRP110の異なる測定ラインでの渦電流検知が行われる度に入力される。
 測定ラインの例が図5(a)に符号L(j)、L(j+1)で示されている。
 これらの測定ラインは、L方向の互いに異なる位置にあり、CFRP110のW方向の一方の縁から他方の縁まで延びている。
 各測定ライン上の、W方向の互いに異なる複数の位置(検知点)において、一次元アレイ202を構成する複数の検出素子210によって同時に渦電流が検知される。
 渦電流信号評価部302は、渦電流信号Aを取得し、渦電流信号Aに対して処理を行い、検出信号Bを生成して出力する。例えば、渦電流信号評価部302は渦電流信号Aに対する増幅調整、レベルシフト、フィルタリング等を行って、検出信号Bを生成しても良い。また、渦電流信号評価部302は、CFRP110のW方向の端部での検知の結果得られる渦電流信号A(検出器200の出力)に対する補正値を予め保有し、渦電流信号Aに基づいて検出信号Bを生成する際に、上記の補正値を用いて強度の補正を行っても良い。これにより、渦電流のエッジ効果による、W方向の渦電流信号Aの強度のばらつきによる欠陥の誤検出を防ぐことができる。
 渦電流信号評価部302から出力される検出信号Bの例が図5(b)及び(c)に示されている。図5(b)及び(c)はそれぞれ測定ラインL(j)、L(j+1)での検知で得られた渦電流信号Aから生成された検出信号Bを示す。
 以上のように検出信号Bは、渦電流信号Aに対して補正などの処理を加えることで生成されるものであるが、渦電流信号Aと同じく渦電流の強度を表すものであると言える。
 画像処理部304は、渦電流信号評価部302から出力された検出信号Bを取得し、内部に蓄積し、画像Cを生成する。
 この画像Cは、CFRP110の炭素繊維の状態を表すものであるので、本書では繊維画像と呼ばれる。
 例えば、画像処理部304は、検出信号Bを、L方向の互いに異なる、予め定められた数のライン、即ちNfラインに亘り蓄積し、蓄積したNfラインの検出信号Bで1フレームの繊維画像Cを生成する。
 Nfラインの検出信号Bで1フレームの繊維画像Cが生成されるので、Nfラインの検出信号Bを1フレーム分の検出信号Bと言う。
 図5(a)で、符号Lhは、互いに隣合うNfラインで構成される領域のL方向の寸法を示す。本書では、互いに隣合うNfラインで構成される領域を単位領域と言う。単位領域は、1フレーム分の検出信号B及び1フレームの繊維画像Cの生成のための渦電流の検知が行われる領域である。単位領域の一方の端部は、1フレーム分の検出信号B及び1フレームの繊維画像Cの生成のための渦電流の検知が開始される位置にある。
 各測定ラインは、W方向の互いに異なる複数の位置にある検知点を含むので、Nfラインで構成される単位領域は、W方向及びL方向に整列した複数の検知点、即ちマトリックス状に配列された複数の検知点を含む。
 Nfラインの検出信号Bからの繊維画像Cの生成は繰り返し行われる。
 図5(a)に示される例では、隣り合う単位領域(そのL方向寸法がLhで示される領域)が、互いに重ならず、かつ相互間に隙間がない。
 その場合、1フレームの繊維画像Cの生成のための渦電流の検知が開始されてから、次のフレームの繊維画像Cの生成のための渦電流の検知が開始されるまでに、検出器200がロープ100に対して移動する距離は、上記の単位領域のL方向寸法Lhに等しい。
 ロープ100に対する検出器200の移動の速さが一定であり、渦電流の検知(渦電流信号Aの生成)の周期が一定であれば、上記の単位領域のL方向寸法Lhは一定となる。
 画像処理部304は、各単位領域での検知で得られた渦電流信号Aから得られた検出信号Bの強度を仮想的な二次元平面にマッピングすることで、当該検出信号Bの強度の分布を表す繊維画像Cを生成する。
 上記のように検出信号Bは渦電流の強度を表すものであるので、各繊維画像Cは、各単位領域内での検知で得られた、渦電流の強度の分布を表すものであると言える。但し、より正確には、各繊維画像Cは、渦電流信号評価部302による補正等が加えられた渦電流の強度を表すものである。
 マッピングにおいて、二次元平面内の、上記の検知点に対応する位置の各々に画素が定義される。ここでいう検知点は、CFRP110のうちの、各検出素子210により渦電流が検知された部分である。マッピングで生成される繊維画像Cの、上記の検知点に対応する位置に定義される画素は、当該検知点で検知された渦電流の強度(当該検知点での検知で得られた渦電流信号から生成された検出信号Bの強度)を表すものとなる。検出信号Bの強度は各画素の色で表現される。ここでいう色の成分には、明度、色相、及び彩度が含まれる。
 以下では、各画素の明度即ち濃淡で渦電流の強度が表されるものとする。
 繊維画像のW方向の分解能は、一次元アレイ202の検出素子210の配置の密度で決まり、繊維画像のW方向の画素の数は、一次元アレイ202の検出素子210の数に等しい。
 繊維画像のW方向に並んだ複数の画素により一つの列が構成される。各列は、CFRP110の各測定ラインでの検知の結果に基づいて生成された検出信号Bに対応する。
 繊維画像のL方向の分解能は、上記の測定ライン間の間隔で決まり、該間隔は、ロープ100に対する検出器200のL方向の移動の速度と、渦電流の検知(渦電流信号Aの生成)の周期とで決まる。
 欠陥判定部306は、各単位領域内での渦電流の検知の結果から生成された検出信号B及び繊維画像Cに基づいて、当該単位領域内に欠陥があるか否かの判定を行なう。
 ここでいう欠陥には、破断、剥離、縦割れが含まれる。
 例えば、欠陥判定部306は、検出信号Bに対して閾値判定を行うとともに、繊維画像Cに対する画像認識を行い、閾値判定の結果及び画像認識の結果に基づいて欠陥の有無を判定する。
 閾値判定においては、検出信号Bと閾値との比較を行い、検出信号Bが閾値よりも大きければ、欠陥があるとの判定をする。
 画像認識においては、例えば予め定められたパターンに類似のパターンが現れれば、欠陥があるとの判定をする。
 図5(d)は、CFRP110のW方向のある位置において、L方向に延びた線状の部分W(i)内の、L方向の位置と検出信号Bとの関係の一例を示す。
 図5(d)に示される例では、L方向のある位置で検出信号Bが閾値よりも大きくなっている。これは欠陥によるものと推定される。渦電流は破断、剥離の端部に集中する傾向があるためである。
 検出信号Bに対する閾値判定を行うことで上記した検出信号Bの上昇を検出することができ、それにより欠陥を検出することができる。
 なお、図5(d)は、L方向に延在する線状の部分に沿っての検出信号Bの変化を示しているが、必ずしも図5(d)に示される信号が生成されることを意味しない。図5(b)及び(c)に例示される各測定ラインの検出信号Bの閾値判定をすべての測定ラインについて行えば、図5(d)に示される閾値を超える部分の検出は行える。
 図5(e)は、繊維画像Cの一例を示す。
 炭素繊維の密度が均一で、欠陥等がなければ、検出信号Bは一定である。実際のCFRP110はロープの製造中の、諸過程、例えば、CFRPシートの作製過程、成型過程、長尺化過程のいずれかおいて炭素繊維のよれが発生し、炭素繊維の密度が不均一となり、このため、検出信号BがW方向の位置によって異なるものとなることがある。
 例えば、炭素繊維が密な場合は渦電流が多く流れるため、検出信号Bは大きくなり、繊維画像Cの対応する部分は明るくなる。一方、炭素繊維の密度が低い場合及び縦割れが生じている場合に、渦電流が流れにくくなり、このため、検出信号Bは小さくなり、繊維画像Cの対応する部分は暗くなる。
 以上のように、繊維画像Cは、各部分における炭素繊維の密度、及び縦割れを反映する。
 例えば、繊維画像C中に、L方向に延びた、暗い筋状の部分があれば、縦割れが存在すると推定することができる。
 以上、欠陥があると判定される場合の一例を示したが、上記の例以外でも予め定められたパターンに類似のパターンが現れれば、欠陥があると判定しても良い。
 1フレーム分の検出信号Bに対する閾値判定及び繊維画像Cに対する画像認識は、処理の途中で欠陥が見つかった場合には、そこで処理を終了しても良い。即ち、1フレームの処理の途中で欠陥が見つかった場合には、それ以降の部分については処理を行わなくても良い。
 欠陥判定部306は、判定の結果を欠陥情報Dとして出力装置400に通知する。この通知を受けて、出力装置400は、欠陥情報Dを利用者又は外部の機器に知らせる。
 以上の処理がロープ100の全長に亘って順次行われ、その結果、ロープ100の全体についての検査が行われる。
 即ち、ロープ100に対する検出器200の移動に伴い、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域の各々について検査が行われる。
 各単位領域についての検査においては、当該単位領域内で検知された渦電流から生成された検出信号Bと繊維画像Cとに基づいて当該領域内に欠陥があるか否かの判定が行われる。
 図6は実施の形態1のロープ検査装置1における処理の手順を示す。
 以下では、検出器200が固定され、ロープ100が移動しており、ロープ100の移動に伴い、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で(当該位置にある測定ラインで)渦電流の検知が行われるものとする。
 例えばロープ100の全長に亘り検査を行う場合、ロープ100の一端に検出器200が対向している状態で、図6の処理が開始される。ロープ100の全長のうちの一部のみを検査する場合、該検査すべき部分の始端に検出器200が対向している状態で、図6の処理が開始される。
 まず、ステップST101において、検出器200がロープ100のL方向のある位置、従って、CFRP110のL方向のある位置(測定ライン)に対向している状態で励磁信号Hを供給し、1ライン分の渦電流信号Aを出力させ、渦電流信号評価部302が、1ライン分の渦電流信号Aに基づいて1ライン分の検出信号Bを生成する。
 画像処理部304は、生成された検出信号Bを取得し、内部に蓄積する。
 ステップST102において、1フレーム分の検出信号Bが得られたか否かが判定される。ステップST102でNOであれば、ステップST104に進み、ステップST102でYESであれば、ステップST111に進む。
 ステップST111において、画像処理部304が、蓄積された1フレーム分の検出信号Bから1フレームの繊維画像Cを生成する。
 ステップST112において、欠陥判定部306が、検出信号Bの閾値判定と繊維画像Cの画像認識とから欠陥の有無を判定する。
 ステップST113において、欠陥の有無の判定結果に基づいて、欠陥がない場合はステップST103に進み、欠陥がある場合には、ステップST114に進む。
 ステップST114において、欠陥判定部306は、欠陥情報Dを出力装置400に通知する。
 ステップST114の次にステップST103に進む。
 ステップST103において、処理を続けるべきか否かの判定を行う。続けるべきであれば、ステップST104に進む。
 ステップST104では、ロープ100に対して検出器200が1ライン分移動するのを待って、ステップST101に戻る。
 ステップST103で、続けるべきでなければ、処理を終了する。例えばロープ100の全長について検査を行う場合であって、ロープ100の一端で処理が開始された場合、ロープ100の他端に達したら、処理が終了される。
 また、ロープ100の全長のうちの一部のみを検査する場合、該検査すべき部分の終端に達したら、処理が終了される。
 なお、ステップST111~ST114の処理は別のルーチンで行うことも可能である。即ち、ステップST102でYESである場合、画像処理部304及び欠陥判定部306がステップST111~ST114の処理を行い、これと並行して検出器200及び渦電流信号評価部302が、ステップST104の処理に進むこととしても良い。
 以上のように検出器200が渦電流信号Aを出力し、信号処理装置300が検出信号Bに対する閾値判定と繊維画像Cに対する画像認識とを行うことで、破断、剥離、縦割れ等の欠陥を検出することができる。
 上記の例では、隣り合う単位領域(長さLhの範囲)が互いに重ならずかつ相互間に隙間がない場合を想定している。代わりに、上記の単位領域が互いに部分的に重なるようにしても良い。
 そのようにする場合には、1フレームの繊維画像Cの生成のための渦電流の検知の開始から、次のフレームの繊維画像Cの生成のための渦電流の検知の開始までに、ロープ100に対して検出器200が移動する距離を、上記の長さLhよりも短くすれば良い。
 要するに、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域の各々内における渦電流の検知の結果に基づいて、渦電流の強度を表す検出信号B及び渦電流の強度の分布を表す繊維画像Cを生成し、生成された検出信号Bに対する閾値判定の結果と、当該繊維画像Cに対する画像認識の結果とに基づいて、当該単位領域内における欠陥の有無を判定することとすれば良い。
変形例1.
 図2に示されるロープ検査装置では、複数の検出素子210に対して共通の信号源280が設けられている。代わりに、検出素子210の各々が信号源を有する構成であっても良い。例えば、検出素子210の各々が図7に示すように構成されていても良い。
 図7に示される検出素子210は、励磁コイル220及び検知器230に加えて、信号源240を有する。励磁コイル220は、信号源240から供給される高周波数の電流を流して、交流磁場を生成する。交流磁場によって、渦電流が誘起され、渦電流によって二次磁場が形成される。検知器230は、二次磁場を検知することで渦電流を検知する。
 検出素子210の各々が図7に示されるように構成されている場合には、図2に示される、共通の信号源280は不要である。
変形例2.
 上記の例では、検出信号Bの強度をマッピングすることで得られた繊維画像Cに対する画像認識を行うことで、欠陥の有無を判定している。
 代わりに、繊維画像Cに対し、FFT(高速フーリエ変換)を行い、高周波数成分を除去するフィルタリングを行い、IFFT(逆高速フーリエ変換)を行うことで得られる画像に対する画像認識を行うこととしても良い。
 このような処理を行えば、繊維画像C中のノイズを除去することができ、検出しようとしている欠陥による信号の変化を観察し易くなる。また、データ量の削減の効果もある。
 以下、具体的な画像の例につき、上記の点をより詳しく説明する。図8(a)~(d)は、CRFP110(の検査対象部分)に欠陥がない場合を示す。
 図8(a)は、検出信号Bの強度をマッピングすることで得られる繊維画像Cの一例(符号C-1で表す)を示す。図8(a)及び後述の図8(d)及び図8(e)において、画像の明るい部分は、渦電流が多く流れた部分である。図8(a)において、L方向に延びた筋が見られ、炭素繊維に対応した画像が得られていることが分かる。しかし、画像は全体的にコントラストが低く、炭素繊維の状態が不明瞭である。
 図8(b)は図8(a)の画像に対し、FFTを行うことで得られた画像である。図8(b)で「水平周波数」はL方向の空間周波数を表し、「垂直周波数」はW方向の空間周波数を表す。図8(b)では、縦方向及び横方向の中心が空間周波数ゼロの位置である。
 図8(b)の画像において、縦方向に明るい色の筋が延びている。この筋のうちの、画像の中心から離れた部分は、高周波数のノイズ成分に対応する。
 図8(c)は、図8(b)の画像に対してBPF(バンドパスフィルターリング)を行うことで得られる画像である。BPFを行うことで、不要なノイズ成分(高周波数成分)が除去されている。
 図8(d)は図8(c)の画像に対し、IFFTを行うことで得られた画像C-1bである。図8(d)の画像C-1bは図8(a)の画像に比べてコントラストが高く、炭素繊維に対応する筋がより明瞭に確認できる。
 このように、画像処理部304でFFT、BPF及びIFFTを行うことでノイズの除去、それに伴う繊維画像Cの鮮明化及びデータ量の削減が可能となる。
 図8(e)に一例として、疲労試験後に縦割れが確認されたCFRP110に対して検出信号Bの生成、繊維画像Cの生成、及び信号処理(FFT、BPF、及びIFFT処理)を実施することで得られた繊維画像C-2を示す。
 図8(e)では、中央付近に横方向に延びた黒い帯が確認される。これは渦電流が流れていない部分、つまり縦割れに対応している。
 図8(e)の中央上部には2つの黒い点がみられる。これらは疲労試験時に生じた内部の欠陥と考えられる。なお、これらの欠陥は、目視では確認されなかったものである。このように、画質改善の結果を利用することで、目視では確認できない欠陥の検出を行うことができる。
 なお、上記のようにFFT、BPF及びIFFTを行うことで得られた画像も、各単位領域内での渦電流の強度の分布を表す繊維画像であると言える。
変形例3.
 図2のロープ検査装置1では、図3(a)に示される検出器200が用いられている。図3(a)に示される検出器200の代わりに、図3(b)に示される検出器200bを用いることも可能である。図3(b)は、検出器200bを、検査対象であるロープ100とともに示す。
 図3(b)に示される検出器200bは、単一の検出素子210とアクチュエータ215とを有する。
 検出素子210は、検出器200bがロープ100に、従ってCFRP110に対向するように設置されたとき、CFRP110に対向するように設けられ、CFRP110の対向する位置(当該位置にある検知点)における渦電流を検知して渦電流信号Aを出力する。
 アクチュエータ215は、渦電流検知の際、検出素子210をW方向に移動させることで、検出素子210をCFRP110のW方向の互いに異なる複数の位置で、CFRP110に順次対向させることができる。
 検出器200bは各測定ラインで、検出素子210をW方向に移動させながら、W方向の互いに異なる複数の位置で検出素子210をCFRP110に対向させ、CFRP110の対向する位置で渦電流の検知を行って、渦電流信号Aを出力する。
 渦電流信号評価部302は、検出器200bから順次出力される渦電流信号Aを受けて、検出信号Bを出力する。
 画像処理部304は、渦電流信号評価部302から順次出力されるそれぞれの測定ラインの検出信号Bを蓄積し、Nfラインの検出信号Bに基づいて繊維画像Cを生成する。
 以上のように、各測定ラインに沿う、複数の検知点で渦電流を検知する処理を、L方向の互いに異なる位置にある複数の測定ラインで順次行う(即ち、ロープ100に対して検出器200bを移動させながら行う)ことで1フレームの繊維画像Cを構成するための、W方向及びL方向の互いに異なる複数の位置での(即ち各単位領域の全体での)渦電流の検知の結果を得ることできる。
 上記以外の処理は、実施の形態1で説明したのと同様である。
変形例4.
 上記の検出器200及び200bの代わりに図3(c)に示される検出器200cを用いることも可能である。図3(c)は、検出器200cを、検査対象であるロープ100とともに示す。
 図3(c)に示される検出器200cは、複数の検出素子210から成る二次元アレイ204を備える。
 二次元アレイ204を構成する検出素子210は、互いに直交する方向、即ちU方向及びV方向の互いに異なる複数の位置に、かつU方向及びV方向に整列するように配置されている。
 渦電流検知の際には検出器200cは、U方向がL方向に一致し、V方向がW方向に一致するように設置される。即ち、検出器200cは、二次元アレイ204を構成する複数の検出素子210が、CFRP110のL方向及びW方向の互いに異なる複数の位置において、CFRP110に対向するように設置され、その状態で、検出素子210は、各々CFRP110の対向する位置における渦電流を検知して渦電流信号Aを出力する。この場合、二次元アレイ204を構成する複数の検出素子210によって渦電流の検知が行われるそれぞれの検知点の集合によって1つの単位領域が構成される。
 図3(c)の検出器200cを用いれば各単位領域の全体で一斉に渦電流の検知を行い、1フレーム分の渦電流信号Aを生成することができ、渦電流信号評価部302は、検出器200cから出力される1フレーム分の渦電流信号Aに基づいて1フレーム分の検出信号Bを生成し、画像処理部304は、渦電流信号評価部302から出力される1フレーム分の検出信号Bに基づいて繊維画像Cを生成する。
 繊維画像Cの各画素は、それぞれ検出素子210に対応する。各画素の色は、対応する検出素子210で検知された渦電流の強度(即ち、対応する検出素子210から出力された渦電流信号Aから生成された検出信号Bの強度)に対応する。
 繊維画像CのW方向及びL方向の分解能は、それぞれ検出素子210のV方向及びU方向の配置の間隔で決まる。
 1フレームの繊維画像Cの生成のための渦電流信号Aの生成が終わったら、ロープ100に対する検出器200cの対向位置を1フレーム分移動させて、上記と同様に渦電流の検知及び画像の生成を行う。
 ここで1フレーム分の移動とは、1フレームに対応する範囲の長さLhだけ移動することを意味する。
 即ち、図9に示すようにある単位領域で、1フレームの繊維画像C(n)の生成のための渦電流信号Aを生成したら、ロープ100に対して検出器200cを長さLhだけ移動させ、次のフレームの繊維画像C(n+1)の生成のための渦電流信号Aを生成する。以下同様の処理を繰り返す。
 ここでは、図5(a)を参照して説明したように、隣り合う単位領域が互いに重ならずかつ相互間に隙間がない場合を想定している。代わりに、上記の単位領域が互いに部分的に重なるようにしても良い。そのようにする場合には、1フレームの繊維画像Cの生成のために渦電流の検知を行う位置から、次のフレームの繊維画像Cの生成のために渦電流の検知を行なう位置までの距離を、上記の長さLhよりも短くすれば良い。
 検出素子の二次元アレイを用いることで、検査をより高速に行うことができる。
 また、欠陥の検出の精度の向上が可能となる。
変形例5.
 図3(a)に示される検出器200及び図3(c)に示される検出器200cは、複数の検出素子210を有し、各検出素子210が1個の励磁コイル220と1個の検知器230とを有する。
 検出器200を構成する複数の検出素子210の各々が1個の励磁コイル220を有するとともに、互いに隣接し或いは連続して配置された2以上の励磁コイル220に対して1個の検知器230が共通に設けられている構成であっても良い。例えば、検出器200を構成する複数の検出素子210を、それぞれ隣接し或いは連続して配置されている2以上の検出素子から成る複数の群に分け、各群に属する2以上の検出素子210は、それぞれ励磁コイル220を有するとともに、共通の1個の検知器230を有する構成であってもよい。例えば、検知器230のサイズ(特にロープ100に対向したときのL方向及びW方向のサイズ)を励磁コイル220と同程度に小さくすることができない場合に、このように構成を採用するのが良い場合がある。
 このような構成の場合には、各群に属する2以上の検出素子210は時分割的に動作する。即ち、各群に属する2以上の検出素子210の励磁コイル220には順に励磁電流が流され、それぞれの励磁コイル220に流れる励磁電流に起因する渦電流が共通の検知器230によって順に検出される。各励磁コイル220に励磁電流が流れているときの共通の検知器230での検知の結果得られる渦電流信号A及び検出信号Bは、各検知点における渦電流の強度を表す信号として用いることができる。このような構成の場合、2以上の励磁コイル220とそれらに共通の1個の検知器230とで、励磁コイルと同数の検出素子210が構成されていると見ることができる。
 なお、上記の構成では、各群に属する2以上の検出素子相互間では、若干異なるタイミングで渦電流を検知していることになる。それでも、一次元アレイ202或いは二次元アレイ204を構成する各検出素子210で一度ずつ渦電流の検知を行うことによって一次元アレイ202或いは二次元アレイ204の全体で渦電流の検知の結果を得ることができる。即ち、一次元アレイ202の場合には、一次元アレイ202を構成する各検出素子210で一度ずつ渦電流の検知を行うことによって一次元アレイ202が対向する測定ラインの全体について渦電流の検知の結果を得ることができ、二次元アレイ204の場合には、二次元アレイ204を構成する各検出素子210で一度ずつ渦電流の検知を行うことによって二次元アレイ204が対向する単位領域の全体について渦電流の検知の結果を得ることができる。
実施の形態2.
 図10は、実施の形態2のロープ検査装置1bを示す。実施の形態2のロープ検査装置1bの全体的構成は、図2に示されるロープ検査装置1と同じである。実施の形態2のロープ検査装置1bは、図2の信号処理装置300の代わりに信号処理装置300bを備えている。
 信号処理装置300bは、図2に示される信号処理装置300と概して同じであるが、画像処理部304及び欠陥判定部306の代わりに、画像処理部304b及び欠陥判定部306bが設けられ、参照画像記録部312及び位置特定部314が付加されている。
 画像処理部304b及び欠陥判定部306bは、図2の画像処理部304及び欠陥判定部306と同様のものであるが、以下の説明から明らかとなる違いがある。
 実施の形態2のロープ検査装置1bは、第1のモード、即ち参照画像取得モード又は第2のモード、即ち検査実行モードで動作する。
 第1のモードでは、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で、検出器200が渦電流を検知し、信号処理装置300bが、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で検知された渦電流から参照画像Eを生成する。
 例えば、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある単位領域の各々における検出器200による渦電流信号Aの出力、渦電流信号評価部302による検出信号Bの生成、及び画像処理部304bによる1フレームの繊維画像Cの生成が行われ、複数の単位領域での検知の結果に基づいて生成された複数フレームの繊維画像Cを参照画像記録部312で互いに連結することで参照画像Eを生成する。生成された参照画像Eは参照画像記録部312に記録される。
 以上の処理が行われるときの信号及び画像データの流れが図10に矢印付きの点線で示されている。
 例えば、上記の処理は、ロープ100の全長に亘って行われ、ロープ100の全長に亘り連続した参照画像Eが生成される。
 参照画像記録部312には、参照画像Eの各部分の生成に用いられた繊維画像Cの生成のために渦電流の検知が行われた位置(当該繊維画像Cの生成のために用いられた渦電流信号Aが取得された位置)を示す情報Faが、上記の各部分の位置を示す情報として、参照画像Eとともに、記録される。ここでいう「位置」は、ロープ100のL方向の位置、従ってCFRP110のL方向の位置を意味する。例えば、ロープ100に対して検出器200を移動させながら、ロープ100の一端、或いはロープの特定の範囲の一端(一定の長さの部分の一端)から順に渦電流信号Aの取得を行うこととして、移動距離を測ることで、上記の位置を示す情報Faを得ることができる。
 第2のモード、即ち検査実行モードでは、CFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域について順次検査を行う。即ち、実施の形態1と同様に、検出器200が各単位領域内で渦電流の検知を行って渦電流信号Aを出力し、信号処理装置300cが、渦電流信号Aに基づく欠陥検出を行う。
 第2のモードでの処理が行われるときの信号及び画像データの流れが、図10に矢印付きの実線で示されている。
 各単位領域についての検査においては、実施の形態1と同様に、検出器200による当該領域内での検知の結果に基づく渦電流信号Aの出力、渦電流信号評価部302による渦電流信号Aの取得及び検出信号Bの生成、及び画像処理部304bによる検出信号Bの取得及び繊維画像Cの生成、欠陥判定部306bによる欠陥有無の判定が行われる。
 欠陥判定部306bは、各単位領域での検知の結果から生成された検出信号B及び繊維画像Cに基づいて当該単位領域内に欠陥があるか否かの判定を行う。
 欠陥判定部306bは、欠陥があるとの判定をしたときは、欠陥情報Dを位置特定部314に通知する。
 位置特定部314は、欠陥の位置を示す欠陥位置情報Fbを取得して出力する。ここでも「位置」は、ロープ100のL方向における位置、従って、CFRP110のL方向における位置を意味する。欠陥位置情報Fbの取得は、以下のように行われる。
 即ち、位置特定部314は、欠陥位置の繊維画像Cを、参照画像記録部312に記録されている参照画像Eと比較し、参照画像Eのうちの、欠陥位置の繊維画像Cに合致する部分を特定する。例えば、類似度が閾値以上であれば、合致するとの判定をする。
 ここで欠陥位置の繊維画像Cとは、欠陥があるとの判定に用いられた繊維画像C又は欠陥があるとの判定に用いられた検出信号Bに対応する繊維画像Cを意味する。
 欠陥があるとの判定に用いられた検出信号Bに対応する繊維画像Cとは、当該検出信号Bから生成された繊維画像C、従って、当該検出信号Bと同じ単位領域での検知の結果から生成された繊維画像Cを意味する。
 図11(a)は、参照画像記録部312に記録されている参照画像Eの一部の一例E-1を示し、図11(b)は、1フレームの繊維画像Cの一例C-3を示す。
 参照画像のW方向の画素の数は、一次元アレイ202の検出素子210の数に等しい。参照画像のL方向の画素の数は、ロープ100の全長、従ってCFRP110の全長に亘る測定ラインの数に等しい。参照画像のW方向に並んだ複数の画素により一つの列が構成される。各列は、CFRP110の各測定ラインで検知された渦電流の強度(各測定ラインでの検知で生成された検出信号B)に対応する。
 位置特定部314は、参照画像Eから、繊維画像Cと同じサイズの部分(その一例を図11(a)に点線の枠Eeで示す)を抽出して、比較を行う。抽出される部分の位置をずらしながら、繊維画像Cと合致する部分を探す。例えば1列ずつずらしながら、合致する部分を探す。合致するか否かは、対応する位置にある画素同士の類似度、炭素繊維に対応する筋の形状の類似度、コントラストの類似度等に基づいて判定される。
 位置特定部314は、合致すると特定した部分の位置を示す情報Faを、欠陥位置情報Fbとして取得し、欠陥位置情報Fbを欠陥判定部306bに伝える。
 欠陥判定部306bは、欠陥情報D及び欠陥位置情報Fbを出力装置400に通知する。この通知を受けて、出力装置400は、欠陥情報D及び欠陥位置情報Fbを利用者又は外部の機器に知らせる。
 図12及び図13は、実施の形態2のロープ検査装置1bにおける処理の手順を示す。以下では、第1のモードでの処理、即ち参照画像の取得が先に行われ、その後で、第2のモードでの処理、即ち検査が行われるものとする。
 図12は、第1のモードでの処理を示す。
 ここではロープ100の全長に亘り連続した参照画像Eを生成する場合を想定している。この場合、ロープ100の一端に検出器200が対向している状態で、図12の処理が開始される。
 図12において、ステップST101、ST102、ST111、ST103、及びST104の処理は、図6のステップST101、ST102、ST111、ST103、及びST104と同じである。
 ステップST211において、画像処理部304bは、1フレームの繊維画像Cを参照画像記録部312に供給する。供給された繊維画像Cは参照画像Eの一部として記録される。
 参照画像記録部312に最初の1フレームの繊維画像Cが供給されたときは、供給された繊維画像Cのみで参照画像Eが形成される。すでに参照画像Eが形成されている状態で、新たに繊維画像Cが供給されると、すでに形成されている参照画像Eの末尾に、新たに供給された繊維画像Cが連結され、参照画像Eが拡張されてより長いものとなる。
 ステップST211の次にステップST103に進む。
 ステップST103において、処理を続けるべきか否かを判定する。続けるべきであれば、ステップST104に進み、続けるべきでなければ処理を終了する。
 ここではロープ100の全長に亘る参照画像Eを生成する場合を想定しているので、処理を続けるか否は、検出器200がロープ100の他端に対向する状態になったか否かで判断される。
 図13は、第2のモードでの処理を示す。
 図13で、ステップST101、ST102、ST111、ST112、ST113、ST103、及びST104は、図6のステップST101、ST102、ST111、ST112、ST113、ST103、及びST104と同じである。
 ステップST121において、位置特定部314は、参照画像Eのうちの、欠陥位置の繊維画像Cに合致する部分を特定する。
 ステップST122において、位置特定部314は、合致した部分についての位置情報Faを欠陥位置情報Fbとして取得し、欠陥位置情報Fbを欠陥判定部306bに通知する。
 ステップST122の次にステップST114bに進む。
 ステップST114bにおいて、欠陥判定部306bは、欠陥情報Dと欠陥位置情報Fbとを出力装置400に通知する。
 以上のように、実施の形態2では、参照画像記録部312と位置特定部314とを備え、第1のモードで参照画像Eを生成して保存し、第2のモードで参照画像Eのうち、生成された繊維画像Cに合致する部分を特定する。従って、欠陥位置情報Fbを得ることができる。また、欠陥位置を高い精度で表す欠陥位置情報Fbを得ることができる。
 欠陥の位置を特定することができるので、ロープ100に予めマーカを付けておくことも、別途位置検出器を用いることも不要である。
 上記の例では画像処理部304bで1フレームの繊維画像Cを生成し、1フレームの繊維画像Cが生成される毎に、参照画像記録部312に供給して、参照画像Eに連結している。
 代わりに、渦電流信号評価部302で1ラインの検出信号Bが生成される毎に、該1ラインの検出信号Bを参照画像記録部312に供給し、順次供給されるそれぞれのラインの検出信号Bを蓄積することで、参照画像Eを生成することしても良い。即ち、第1のモードでは、画像処理部304bで1フレームの繊維画像Cを生成せず、渦電流信号評価部302で生成される各ラインの検出信号Bを参照画像記録部312に供給し、順次供給されれる複数ラインの検出信号Bで参照画像Eを生成することとしても良い。この場合、最初の1ラインの検出信号Bが供給されたときは、供給された検出信号Bのみで参照画像Eを形成し、すでに参照画像Eが形成されている状態で新たに検出信号Bが供給されたら、すでに形成されている参照画像Eの末尾に、新たに供給された1ラインの検出信号Bを連結することとしても良い。
 欠陥判定部306bで用いられる閾値は、参照画像Eの生成のために用いられた検出信号Bの大きさに基づいて調整することとしても良い。例えば、参照画像Eの生成のために用いられた検出信号Bが大きいほど、上記の閾値を大きくしても良い。そうすれば、ロープ100と検出器200との距離(ギャップ)、従って、CFRP110と検出器200との距離(ギャップ)が変動した場合も欠陥の検出の精度を維持することができる。
実施の形態3.
 図14は、実施の形態3に係るロープ検査装置1cを示す。図14に示されるロープ検査装置1cの全体的構成は、図2に示されるロープ検査装置1と同じである。但し、図2の検出器200、信号源280、信号処理装置300の代わりに検出器200c、信号源280c、及び信号処理装置300cが設けられている。
 信号処理装置300cは、図2の信号処理装置300と同様の構成を有する。但し、渦電流信号評価部302、画像処理部304及び欠陥判定部306の代わりに、渦電流信号評価部302c、画像処理部304c及び欠陥判定部306cを備えている。
 渦電流信号評価部302c、画像処理部304c及び欠陥判定部306cは、図2の渦電流信号評価部302、画像処理部304及び欠陥判定部306と同様のものであるが、以下の説明から明らかとなる違いがある。
 検出器200cとしては、図3(c)を参照して説明したもの、即ち検出素子の二次元アレイ204を備えたものが用いられる。従って、検出器200cは、各単位領域の全体で一斉に渦電流の検知を行うことができ、検出器200cからは、検知された渦電流の強度を表す1フレーム分の渦電流信号Aを得ることができる。
 検出器200cが、実施の形態1の変形例5で記載した構成のものである場合にも、、二次元アレイ204を構成する複数の検出素子210で一度ずつ渦電流の検知を行うことで、各単位領域の全体で渦電流の検知を行うことができ、検出器200cからは、検知された渦電流の強度を表す1フレーム分の渦電流信号Aを得ることができる。
 信号源280cは、図2の信号源280と同様に高周波数の励磁信号を出力する。但し、信号源280cは、出力する励磁信号の周波数を変えることができる点で異なる。
 信号源280cとしては、周波数可変の電流源又は電圧源、或いはファンクションジェネレーターを用いることができる。
 例えば、信号源280cは、互いに異なる複数の周波数、例えば、第1乃至第M(Mは2以上の整数)の周波数f1~fMの励磁信号H1~HMを順に選択して出力する。以下では、Mが4であるものとする。
 信号源280cから周波数fm(mは1、2、3又は4)の励磁信号Hmが供給されると、検出器200cは、当該周波数fmの交流磁場をCFRP110に印加し、当該交流磁場が印加されたときの渦電流を検知する。
 信号源280cが、複数の周波数のうちの選択された周波数の励磁信号Hmを供給することができるので、検出器200cは、複数の周波数のうちの選択された周波数の交流磁場を印加することができると言える。
 信号源280cは、各時点で選択している周波数の参照信号Im(1、2、3又は4)を渦電流信号評価部302cに供給する。
 例えば、検出器200cが一つの単位領域においてCFRP110に対向している状態で、信号源280cが、周波数f1~f4を順次選択し、選択している周波数fmの励磁信号Hmを出力する。
 各周波数fmの励磁信号Hmが出力されている間に、検出器200cが対向している単位領域内で渦電流の検知を行い、1フレーム分の渦電流信号Amを出力する。
 信号処理装置300cは、検出器200cから出力された1フレーム分の渦電流信号Amに基づいて、1フレーム分の検出信号Bm及び1フレームの繊維画像Cmを生成する。
 1つの周波数が選択されている間に上記の一連の処理が終わったら、次の周波数が選択されて、上記と同様の一連の処理が行われる。
 全ての周波数について、上記の一連の処理が終わったら、ロープ100に対して検出器200cを1フレーム分移動させる。
 一つの周波数fmが選択されているときの信号処理装置300cの動作を以下に、より詳しく説明する。
 信号源280cからは、選択した周波数fmの励磁信号Hmが検出器200cに供給されるとともに、該周波数fmの参照信号Imが渦電流信号評価部302cに送られる。検出器200cから出力された1フレーム分の渦電流信号Amは渦電流信号評価部302cに送られる。
 渦電流信号評価部302cは、渦電流信号Amを受け、参照信号Imと一致する周波数成分を抽出し、抽出した周波数成分に基づいて検出信号Bmを生成する。渦電流信号評価部302cで生成された検出信号Bmは、画像処理部304c及び欠陥判定部306cに送られる。
 画像処理部304cは、1フレーム分の検出信号Bmから繊維画像Cmを生成し、繊維画像Cmを欠陥判定部306cに送る。
 以上の処理は、第1乃至第4の周波数f1~f4の各々について行われる。その結果、画像処理部304cは第1乃至第4の周波数f1~f4にそれぞれ対応する画像C1~C4を生成する。
 欠陥判定部306cは、検出信号B1~B4に対する閾値判定、及び繊維画像C1~C4に対する画像認識を行い、上記の閾値判定の結果及び画像認識の結果に基づき、欠陥の有無を判定する。例えば、検出信号B1~B4のいずれかが閾値よりも大きくなれば、欠陥があると判定することとしても良い。また、繊維画像C1~C4のいずれかについての画像認識で予め定められたパターンに類似のパターンが見つかったら欠陥があると判定しても良い。
 各単位領域についての上記の閾値判定及び画像認識は、その途中で欠陥が見つかったら、その時点で処理を終了しても良い。
 例えば、複数の周波数について順に閾値判定及び画像認識を行い、いずれかの周波数についての閾値判定又は画像認識の結果欠陥があると判定されたら、その時点で、当該単位領域についての処理を終了し、他の周波数については処理を行わないこととしても良い。
 欠陥判定部306cは、欠陥有無の判定の結果を欠陥情報Dとして出力装置400に通知する。この通知を受けて、出力装置400は、欠陥情報Dを利用者又は外部の機器に知らせる。
 以下、上記のように、励磁信号の周波数を変えることの意義を説明する。
 導体に交流電流を流す場合、交流電流の周波数の増加とともに、電流が流れる範囲は表面により近い範囲に限定されるようなる。これは表皮効果による。電流の大部分が流れる範囲の深さDsは、表皮深さと呼ばれる。
 図15(a)はCFRP110における表皮深さDsを示す。表皮深さDsは式(1)で表される。
 Ds=1/√(π・f・μ・μ・σ)   (1)
 式(1)で、fは電流の周波数、μはCFRP110の比透磁率、μは真空の透磁率、σはCFRP110の導電率である。
 図15(b)はμ=1、μは=1.257×10-6H/m、CFRP110のT方向とW方向の導電率σを同じ100S/mとして算出した表皮深さDsと周波数fの関係である。
 表皮深さDsが小さいほど、渦電流により検査できる深さ方向範囲が狭くなるが、これとともに、検査できる範囲ではより精密な検査結果を得ることができる。また、検査対象が薄いものであるほど、より高い周波数を用いる必要がある。
 例えば、CFRP110の厚さが1mmである場合、一方の面から0.5mmまで、他方の面から0.5mmまでが渦電流の流れる範囲(表皮深さ)とするには、励磁信号の周波数を10GHzとすれば良い。表面部分に限ってより精密な検査結果を得るには、10GHzよりも高い周波数の励磁信号を用いれば良い。
 図15(c)は励磁信号の周波数(励磁周波数)と繊維画像Cとの関係を示す図である。
 励磁周波数fが低いと、T方向の全体にわたって渦電流が流れるため、CFRP110の、より深い部分までの状態を反映した繊維画像Cが得られる。
 一方、励磁周波数fが高いほど、CFRP110の、より浅い部分のみの状態を反映した画像が得られる。この画像は、浅い部分については、励磁周波数fがより低い場合に比べてよりコントラストが高いものとなる。逆に言えば、励磁周波数fが低い場合は、より深い部分までの状態を反映した画像が得られるが、コントラストが比較的低く、浅い部分に欠陥があっても、より深い部分の影響を受けて、該欠陥の検出ができない場合がある。
 励磁周波数fが高いほど、評価の対象となる領域はより浅い部分、即ち、表面により近い部分に限定され、励磁周波数fが低いほど、評価の対象となる領域はより深い部分までに拡がる。図15(c)で「表面部」は表面に近い部分を意味し、「全体」はより広い範囲が含まれることを意味する。
 以上のように、CFRP110の表面111から特定の深さに欠陥がある場合、励磁周波数fを調整することで、他の深さの信号の重畳を防ぐことができ、欠陥の検出の精度が向上する。即ち、検出器200cで異なる周波数の励磁信号を用いて渦電流を検知することで、異なる深さに対応したCFRP110の繊維画像Cmを生成でき、欠陥が存在する深さの如何を問わず、精密な欠陥有無の判定が可能となる。
 図16は実施の形態3のロープ検査装置1cにおける処理の手順を示す。
 例えばロープ100の全長に亘り検査を行う場合、ロープ100の一端に検出器200cが対向している状態で、図16の処理が開始される。ロープ100の全長のうちの一部のみを検査する場合、該検査すべき部分の始端に検出器200cが対向している状態で、図16の処理が開始される。
 ステップST301において、複数の周波数、即ち第1乃至第Mの周波数f1、f2、…fMを設定する。ここでは、f1<f2<…fMの関係があるとする。また、Mが4である場合を想定している。
 ステップST302において、信号源280cは、複数の周波数のうちの、1つの周波数fmを選択する。例えば、複数の周波数が低い順に選択されるものとする。その場合最初は第1の周波数f1が選択される。
 信号源280cは、選択した周波数fmの励磁信号Hmを検出器200cに供給するとともに、選択した周波数fmの参照信号Imを出力する。
 ステップST303において、一つの単位領域で、選択されている周波数fmの励磁信号Hmを用い、1フレーム分の検出信号Bmの取得及び繊維画像Cmの生成を行う。
 即ち、検出器200cが1フレーム分の渦電流信号Amを出力し、渦電流信号評価部302cが1フレーム分の渦電流信号Amの取得及び1フレーム分の検出信号Bmの生成を行い、画像処理部304cが1フレーム分の検出信号Bmの取得及び繊維画像Cmの生成を行う。
 ステップST304において、欠陥判定部306cは、検出信号Bmに対する閾値判定と繊維画像Cmに対する画像認識とを行い、これらの結果から、欠陥の有無を判定する。
 ステップST305において、ステップST304での判定結果がNOであればステップST306に進み、YESであればステップST308に進む。
 ステップST306において、全ての周波数が選択されたか否かの判定が行われる。NOであれば、ステップST302に戻る。YESであればステップST309に進む。
 ステップST306でNOであるためにステップST302に戻った場合には、次の周波数が選択される。次の周波数とは、直前にステップST302の処理が行われたときに選択された周波数の次の周波数である。
 ステップST308において、欠陥判定部306cは、欠陥情報Dを出力装置400に通知する。
 ステップST309において、処理を続けるか否かの判定が行われる。続けるべきでなければ、処理を終了する。
 例えばロープ100の全長について検査を行う場合であって、ロープ100の一端で処理が開始された場合、ロープ100の他端に達したら、処理が終了される。また、ロープ100の全長のうちの一部のみを検査する場合、該検査すべき部分の終端に達したら、処理が終了される。
 ステップST309で、続けるべきであれば、ステップST310に進む。
 ステップST310で、ロープ100に対して検出器200cが1フレーム分移動するのを待って、ステップST302に戻る。ステップST310を経てステップST302に戻った場合には、最初の周波数f1が選択される。
 実施の形態3でも実施の形態1と同様の効果が得られる。加えて実施の形態3では以下のような付加的な効果がある。
 即ち、信号源280cで異なる周波数を設定し、周波数を切替えることで異なる深さの部分についての欠陥に関するより精細な情報を得ることができ、欠陥の検出の精度が向上する。
 実施の形態3では、図3(c)に示される、検出素子の二次元アレイ204を備えた検出器200cが用いられている。代わりに、図3(a)に示される検出素子の一次元アレイ202を備えた検出器200を用いても良く、図3(b)に示される単一の検出素子とアクチュエータとを備えた検出器200bを用いても良い。
 図3(a)に示される検出器200が用いられる場合、周波数の順次選択は、一次元アレイ202が一つの測定ラインに対向している間に行われても良い。
 その場合の動作は例えば以下のようになる。
 即ち、一次元アレイ202が一つの測定ラインに対向している間に、複数の周波数f1~fMを順次選択することで、複数の周波数f1~fMにそれぞれ対応する1ライン分の渦電流信号A1~AM及び検出信号B1~BMを生成する。
 ロープ100に対する検出器200のL方向での対向位置を変化させながら、それぞれの測定ラインについて上記の処理、即ち渦電流信号A1~AM及び検出信号B1~BMの生成をNf回繰り返す。これにより、それぞれ1フレーム分の渦電流信号A1~AM及び検出信号B1~BMが順次生成される。生成された1フレーム分の検出信号B1~BMからそれぞれ1フレームの繊維画像C1~CMを生成する。
 代わりに、1つの周波数fm(mは1からMのいずれか)が選択されている状態で、ロープ100に対する検出器200のL方向での対向位置を変えることで、当該周波数についての1フレーム分の渦電流信号Am及び検出信号Bmを生成し、生成された1フレーム分の検出信号Bmから1フレームの繊維画像Cmを生成する処理を、第1乃至第Mの周波数についてそれぞれ行うこととしても良い。
 その場合の動作は例えば、以下のようになる。
 即ち、1つの周波数fmが選択されている状態で、ロープ100に対する検出器200のL方向での対向位置を変化させながら、1ライン分の渦電流信号Am及び検出信号Bmの生成をNf回繰り返す。これにより、1フレーム分の渦電流信号Am及び検出信号Bmが生成される。生成された1フレーム分の検出信号Bmから1フレームの繊維画像Cmを生成する。その後、ロープ100に対する検出器200のL方向での対向位置を元の位置に戻す。以上の処理をM回繰り返す(それによりM個の繊維画像C1~CMを得る)。
 図3(b)に示される検出器200bが用いられる場合、周波数の順次選択を、検出素子210が一つの検知点に対向している間に行っても良い。
 その場合の動作は例えば以下のようになる。
 即ち、検出素子210が一つの検知点に対向している間に、複数の周波数f1~fMを順次選択することで、複数の周波数f1~fMにそれぞれ対応する1検知点についての渦電流信号A1~AM及び検出信号B1~BMを生成する。
 ロープ100に対する検出素子210のW方向及びL方向での対向位置を変えながら、1フレームを構成する全ての検知点について上記の処理、即ち渦電流信号A1~AM及び検出信号B1~BMの生成を行う。これにより、それぞれ1フレーム分の渦電流信号A1~AM及び1フレーム分の検出信号B1~BMが生成される。そして生成された1フレーム分の検出信号B1~BMからそれぞれ1フレームの繊維画像C1~CMを生成する。
 代わりに、1つの周波数fmが選択されている状態で、ロープ100に対する検出素子210のW方向及びL方向での対向位置を変えることで、当該周波数についての1フレーム分の渦電流信号Am及び検出信号Bmの生成を行い、生成された1フレーム分の検出信号Bmから1フレームの繊維画像Cmを生成する処理を、第1乃至第Mの周波数についてそれぞれ行うこととしても良い。
 その場合の動作は例えば以下のようになる。
 即ち、1つの周波数fmが選択されている状態で、ロープ100に対する検出素子210のW方向及びL方向での対向位置(検知点)を変えながら、各検知点の渦電流信号Am及び検出信号Bmの生成及び取得を、1フレームを構成する全ての検知点について行う。これにより、1フレーム分の渦電流信号Am及び1フレーム分の検出信号Bmが生成される。生成された1フレーム分の検出信号Bmから1フレームの繊維画像Cmを生成する。その後、ロープ100に対する検出素子210のW方向及びL方向での対向位置を元の位置に戻す。以上の処理をM回繰り返す(それによりM個の繊維画像C1~CMを得る)。
 以上のように、検出器としては、図3(a)~(c)に示される検出器200、200b、200cのいずれを用いても良い。要するに、信号源280cが、複数の互いに異なる周波数f1~fMを順次選択し、選択した周波数fm(mは1からMのいずれか)を用いて検査を行うこととし、各周波数fmを用いた検査では、当該周波数fmの励磁信号Hmを検出器200c(又は200a又は200b)に供給し、検出器200c(又は200a又は200b)は、当該周波数fmの交流磁場をCFRP110に印加することで、渦電流信号Amを出力し、信号処理装置300cが、検出器200c(又は200a又は200b)が出力した渦電流信号Amから検出信号Bm及び繊維画像Cmを生成し、生成した検出信号Bm及び繊維画像Cmを用いて欠陥の有無の判定を行う構成であれば良い。
実施の形態4.
 図17は、実施の形態4のロープ検査装置1dを示す。実施の形態4のロープ検査装置1dの全体的構成は、図14に示されるロープ検査装置1cと同じである。実施の形態4のロープ検査装置1dは、図14の信号処理装置300cの代わりに信号処理装置300dを備えている。
 信号処理装置300dは、図14に示される信号処理装置300cと概して同じであるが、画像処理部304c及び欠陥判定部306cの代わりに、画像処理部304d及び欠陥判定部306dが設けられ、参照画像記録部312d及び位置特定部314dが付加されている。
 画像処理部304d及び欠陥判定部306dは、図14の画像処理部304c及び欠陥判定部306cと同様のものであるが、以下の説明から明らかとなる違いがある。
 参照画像記録部312d及び位置特定部314dは図10の参照画像記録部312及び位置特定部314と同様のものであるが、以下の説明から明らかとなる違いがある。
 信号源280cは、実施の形態3で説明したように、励磁信号Hの周波数を変更することが可能なものである。以下では、周波数f1~f4の励磁信号H1~H4を順次出力するものとする。
 実施の形態4のロープ検査装置1dは、実施の形態2のロープ検査装置1bと同様に、第1のモード、即ち参照画像取得モード又は第2のモード、即ち検査実行モードで動作する。
 第1のモードでの処理が行われるときの信号及びデータの流れが図17に矢印付きの点線で示されている。
 第1のモードでは、複数の周波数f1~f4についての参照画像E1~E4を生成する。例えば、複数の周波数f1~f4を順に選択し、各周波数fmについての参照画像Emの生成を行なう。各周波数fmについての参照画像Emは、当該周波数fmが選択されているときにCFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で検知された渦電流の強度から生成される。
 例えば、検出器200cが一つの単位領域においてCFRP110に対向している状態で、信号源280cが、周波数f1~f4を順次選択し、選択している周波数fmの励磁信号Hmを出力する。
 各周波数fmの励磁信号Hmが出力されている間に、検出器200cが対向している単位領域内で渦電流の検知を行って1フレーム分の渦電流信号Amを出力し、渦電流信号評価部302cが1フレーム分の渦電流信号Amの取得及び検出信号Bmの生成を行い、画像処理部304dが1フレーム分の検出信号Bmの取得及び繊維画像Cmの生成を行う。
 1つの周波数が選択されている間に上記の一連の処理が終わったら、次の周波数が選択されて、上記と同様の一連の処理が行われる。
 全ての周波数について、上記の一連の処理が終わったら、ロープ100に対して検出器200cを1フレーム分移動させる。
 上記の処理を複数の単位領域で順次行うことで、複数の周波数f1~f4の各々fmについての複数フレームの繊維画像Cmを生成し、生成された複数フレームの繊維画像Cmを参照画像記録部312dにおいて互いに連結することで参照画像Emを生成する。上記の処理は複数の周波数f1~f4について行われ、複数の周波数f1~f4についての参照画像E1~E4が生成される。生成された参照画像E1~E4は参照画像記録部312dに記録される。
 例えば、上記の処理は、ロープ100の全長に亘って行われ、ロープ100の全長に亘り連続した参照画像Emが生成される。
 参照画像記録部312dには、各参照画像Emの各部分の生成に用いられた繊維画像Cの生成のために渦電流の検知が行われた位置(当該繊維画像Cmの生成のために用いられた渦電流信号Amが取得された位置)を示す情報Faが、上記の各部分の位置を示す情報として、当該参照画像Emとともに記録される。
 第2のモードでの処理が行われるときの信号及びデータの流れが図17に矢印付きの実線で示されている。
 第2のモードでは、複数の周波数の各々を用いた検査が行われる。
 各周波数を用いた検査において、信号源280cは、当該周波数の励磁信号Hmを検出器200cに供給し、検出器200cは、当該周波数の交流磁場を印加することで、渦電流信号Amを出力し、信号処理装置300dは、検出器200cが出力した渦電流信号Amから検出信号Bm及び繊維画像Cmを生成する。
 第2のモードにおける渦電流信号評価部302c、画像処理部304d及び欠陥判定部306dの動作は、図14の渦電流信号評価部302c、画像処理部304c及び欠陥判定部306cの動作と同様である。
 但し、欠陥判定部306dは欠陥情報Dを位置特定部314dに送る。欠陥判定部306dはまた、位置特定部314dから欠陥位置情報Fbを受けて、欠陥情報Dとともに欠陥位置情報Fbを出力する。
 位置特定部314dは、欠陥の位置を示す欠陥位置情報Fbを取得して、出力する。欠陥位置情報Fbは以下のように取得される。
 即ち、位置特定部314dは、参照画像記録部312dに記録されている参照画像E1~E4のうちの、欠陥があるとの判定に用いられた繊維画像Cm又は欠陥があるとの判定に用いられた検出信号Bmと同じ周波数fmを用いて生成された参照画像Emを選択し、選択された参照画像Emのうち、欠陥位置の繊維画像Cmに合致する部分を特定する。例えば、類似度が閾値以上であれば、合致するとの判定をする。
 ここで欠陥位置の繊維画像Cmとは、欠陥があるとの判定に用いられた繊維画像Cm又は欠陥があるとの判定に用いられた検出信号Bmに対応する繊維画像Cmを意味する。
 欠陥があるとの判定に用いられた検出信号Bmに対応する繊維画像Cmとは、当該検出信号Bmから生成された繊維画像Cm、従って、当該検出信号Bmと同じ単位領域での検知の結果から生成された繊維画像Cmを意味する。
 欠陥があるとの判定に用いられた繊維画像Cm又は欠陥があるとの判定に用いられた検出信号Bmと同じ周波数fmを用いて生成された参照画像Emとは、当該繊維画像Cm又は当該検出信号Bmの生成に用いられた渦電流信号Amを取得する際に選択されていた周波数と同じ周波数が選択されているときに取得された渦電流信号Amから生成された参照画像Emを意味する。
 合致する部分を特定する処理は、実施の形態2で図11(a)及び(b)を参照して説明したのと同様に行われる。
 位置特定部314dは、合致すると特定した部分の位置を示す情報Faを、欠陥位置情報Fbとして取得し、欠陥位置情報Fbを欠陥判定部306dに伝える。
 欠陥判定部306dは、欠陥情報D及び欠陥位置情報Fbを出力装置400に通知する。この通知を受けて、出力装置400は、欠陥情報D及び欠陥位置情報Fbを利用者又は外部の機器に知らせる。
 図18及び図19は、実施の形態4のロープ検査装置1dにおける処理の手順を示す。以下では、第1のモードでの処理、即ち参照画像の取得が先に行われ、その後で、第2のモードでの処理、即ち検査の実行が行われるものとする。
 図18は、第1のモードでの処理を示す。
 ここではロープ100の全長に亘り連続した参照画像を生成する場合を想定している。この場合、ロープ100の一端に検出器200cが対向している状態で、図18の処理が開始される。
 図18で、ステップST301、ST302、ST303、ST306、ST309、及びST310は、図16のステップST301、ST302、ST303、ST306、ST309、及びST310と同じである。
 ステップST211dにおいて、画像処理部304dは、1フレームの繊維画像Cmを参照画像記録部312dに供給する。供給された繊維画像Cmは参照画像Emの一部として記録される。
 参照画像記録部312dに、各周波数fmに関し、最初の1フレームの繊維画像Cmが供給されたときは、供給された繊維画像Cmのみで参照画像Emが形成される。すでに参照画像Emが形成されている状態で、新たに繊維画像Cmが供給されると、すでに形成されている参照画像Emの末尾に、新たに供給された繊維画像Cmが連結され、参照画像Emが拡張されてより長いものとなる。
 ステップST211dの次にステップST306に進む。
 図19は、第2のモードでの処理を示す。
 図19で、ステップST301、ST302、ST303、ST304、ST305、ST306、ST309、及びST310は、図16のステップST301、ST302、ST303、ST304、ST305、ST306、ST309、及びST310と同じである。
 ステップST121dにおいて、位置特定部314dは、参照画像Emのうちの、欠陥位置の繊維画像Cmに合致する部分を特定する。
 ステップST122dにおいて、位置特定部314dは、合致した部分についての位置情報Faを欠陥位置情報Fbとして取得し、欠陥位置情報Fbを欠陥判定部306dに通知する。
 ステップST122dの次にステップST308dに進む。
 ステップST308dにおいて、欠陥判定部306dは、欠陥情報Dと欠陥位置情報Fbとを出力装置400に通知する。
 実施の形態4には、実施の形態2と同様の効果に加えて、さらに以下の効果がある。
 即ち、第1のモードで互いに異なる複数の周波数f1~f4を用いて複数の参照画像E1~E4を生成して保存し、第2のモードで、欠陥があるとの判定がされた場合に、当該判定に用いられた繊維画像Cm又は検出信号Bmと同じ周波数fmを用いて生成された参照画像Emのうちの、当該繊維画像Cmに合致する部分を特定して、欠陥位置情報Fbを取得するので、欠陥位置情報Fbの精度を向上できる。
 実施の形態3と同様、実施の形態4でも、図3(c)に示される、検出素子の二次元アレイ204を備えた検出器が用いられている。代わりに、図3(a)に示される検出器200を用いても良く、図3(b)に示される検出器200bを用いても良い。図3(a)に示される検出器200が用いられる場合及び図3(b)に示される検出器200bが用いられる場合の、渦電流信号、検出信号及び繊維画像の生成の動作は、実施の形態3の変形例で説明したのと同様に行われても良い。
 実施の形態2で述べたのと同様、実施の形態4でも、欠陥判定部306dで用いられる閾値は、参照画像Emの生成のために用いられた検出信号Bmの大きさに基づいて調整することとしても良い。そうすれば、ロープ100と検出器200cとの距離(ギャップ)、従ってCFRP110と検出器200cとの距離(ギャップ)が変動した場合も欠陥の検出の精度を維持することができる。
実施の形態5.
 図20は、実施の形態5に係るロープ検査装置1eを示す。実施の形態5のロープ検査装置1eの全体的構成は、図17に示されるロープ検査装置1dと同じである。しかし、以下の点で異なる。
 まず、検出器200c、信号源280c及び信号処理装置300cの代わりに、検出器200e、信号源280e及び信号処理装置300eが設けられている。
 検出器200eは、検出器200cと同様に、検出素子210eの二次元アレイを備える。但し、検出素子210eの各々は、例えば、図21に示されるように、複数の、例えば第1乃至第3のサブ素子212a、212b、212cを有する。
 各サブ素子は、検出器200eがロープ100に、従ってCFRP110に対向するように設置されたときに、CFRP110に対向するように設けられており、CFRP110の対向する位置における渦電流を検知する。
 各サブ素子は、各々励磁コイルと検知器とを有する。即ち、サブ素子212aは励磁コイル220aと検知器230aとを有し、サブ素子212bは励磁コイル220bと検知器230bとを有し、サブ素子212cは励磁コイル220cと検知器230cとを有する。
 複数のサブ素子212a~212cは、検出器200eがロープ100に対向するように設置されたときに、ロープ100からの距離が互いに異なるように配置されている。図21には、第1乃至第3のサブ素子212a~212cとロープ100との距離(ギャップ)ga、gb、gcが互いに異なることが示されている。ロープ100とのギャップga、gb、gcが、互いに異なるので、CFRP110とのギャップも互いに異なる。
 サブ素子212a~212cは、プリント基板の互いに異なる層250a、250b、250cに形成されている。各検出素子内のサブ素子212a、212b、212cは、T方向に整列している。この場合、サブ素子212a~212cは互いに積層されていると言える。
 サブ素子212a、212b、212cは、ロープ100に近い側から順に配置されている。例えば、サブ素子212aがロープ100に最も近い位置に配置され、サブ素子212bがその次に近い位置に配置され、サブ素子212cが最も遠い位置に配置されている。
 励磁コイル220a、220b、220cは、互いに別個の配線を介して信号源280eに接続され、検知器230a、230b、230cは、互いに別個の配線を介してに信号処理装置300eに接続されている。
 信号源280eは、実施の形態3の信号源280cと同様に、複数の周波数、例えば、第1乃至第Mの周波数f1~fMの励磁信号H1~HMを切替えながら、順に出力する。以下では、Mが4であるものとする。信号源280eはまた、複数のサブ素子212a~212cを選択し、選択したサブ素子に励磁信号Hmを供給することができる。
 信号処理装置300eは、渦電流信号評価部302e、画像処理部304e、欠陥判定部306e、参照画像記録部312e、及び位置特定部314eを有する。これらはそれぞれ、図17の渦電流信号評価部302c、画像処理部304d、欠陥判定部306d、参照画像記録部312d、及び位置特定部314dと同様のものであるが、以下の説明から明らかとなる違いがある。
 実施の形態5のロープ検査装置1eも第1のモード、即ち参照画像取得モード、又は第2のモード、即ち検査実行モードで動作する。
 第1のモードでの処理が行われるときの信号及びデータの流れが図20に矢印付きの点線で示されている。
 第1のモードでは、複数の周波数f1~f4と複数のサブ素子212a~212cの組合せの各々についての参照画像E(m,q)を生成する。
 第1のモードでは、第1乃至第3のサブ素子212a、212b、212cが全て用いられ、順に選択される。以下では、ロープ100に近い順に、即ち、サブ素子212a、212b、212cの順に選択されるものとする。
 信号源280eは、第1乃至第4の周波数f1~f4を順次選択し、選択した周波数fmの励磁信号Hm(m=1、2、3又は4)を、選択されているサブ素子212qに供給する。
 例えば、検出器200eが一つの単位領域においてCFRP110に対向している状態で、信号源280eが、周波数f1~f4を順次選択し、各周波数が選択されている間に複数のサブ素子212a、212b、212cが順次選択され、信号源280eは、選択されているサブ素子212q(qはa、b又はc)に選択されている周波数fmの励磁信号Hmを供給する。
 信号源280eはまた、選択している周波数の参照信号Im(mは1、2、3、又は4)を渦電流信号評価部302eに供給する。
 各周波数fmの励磁信号Hmが供給されているとき、検出器200eが対向している単位領域内で、選択されているサブ素子212qにより渦電流の検知を行い、1フレーム分の渦電流信号Aを出力する。
 周波数fm(mは1、2、3又は4)の励磁信号Hmがサブ素子212q(qはa、b又はc)に供給されているときに得られる渦電流信号AをA(m,q)で表す。
 検出信号B、繊維画像C、参照画像Eについても同様である。
 各周波数fmが選択されている間に複数のサブ素子が順次選択される結果、検出素子210eからは、サブ素子212a、212b、212cによる渦電流信号A(m,a)、A(m,b)、A(m,c)が順次出力される。
 複数の周波数f1~f4が順次選択される結果、検出素子210eからは、サブ素子212aによる渦電流信号A(1,a)、A(2,a)、A(3,a)、A(4,a)、サブ素子212bによる渦電流信号A(1,b)、A(2,b)、A(3,b)、A(4,b)、サブ素子212cによる渦電流信号A(1,c)、A(2,c)、A(3,c)、A(4,c)が順次出力される。
 渦電流信号評価部302eは、各周波数fmが選択され、各サブ素子212qが選択されているときに当該サブ素子212qから出力された1フレーム分の渦電流信号A(m,q)に基づいて、1フレーム分の検出信号B(m,q)を出力する。
 周波数fmが選択されているときは、周波数fmの参照信号Imが供給されているので、渦電流信号評価部302eは、参照信号Imに基づいて、渦電流信号A(m,q)のうちの、周波数fmの成分を抽出して、検出信号B(m,q)を生成する。
 上記の処理が複数の周波数f1~f4と複数のサブ素子212a~212cの組合せの各々について行われる。
 画像処理部304eは、複数の周波数f1~f4と複数のサブ素子212a~212cとの組合せの各々について、1フレーム分の検出信号B(m,q)に基づいて繊維画像C(m,q)を生成する。
 即ち、第mの周波数fmが選択されているときにサブ素子212qから出力された渦電流信号A(m,q)に対応する検出信号B(m,q)に基づいて繊維画像C(m,q)を生成する。
 選択される周波数と選択されるサブ素子の組合せは12個であるので、12個の繊維画像C(1,a)~C(4,c)が生成される。
 周波数とサブ素子との12個の組合せの全てについて、上記の一連の処理が終わったら、ロープ100に対して検出器200eを1フレーム分移動させる。
 上記の処理を複数の単位領域で順次行うことで、周波数とサブ素子との12個の組合せの各々についての複数フレームの繊維画像C(1,a)~C(4,c)が生成される。
 参照画像記録部312eは、参照画像E(1,a)~E(4,c)を記録する。
 画像処理部304eで各単位領域について12個の繊維画像C(1,a)~C(4,c)が生成されることに対応して、参照画像記録部312eでは12個の参照画像E(1,a)~E(4,c)が記憶される。
 画像処理部304eで生成された繊維画像C(1,a)~C(4,c)は、それぞれ参照画像記録部312eに、参照画像E(1,a)~E(4,c)の一部として、参照画像E(1,a)~E(4,c)の末尾に連結される。
 繊維画像C(1,a)~E(4,c)の各々C(m,q)が、最初に生成されたときは、該繊維画像が参照画像E(m,q)として記録される。
 以上のように、第1のモードにおいては、複数のサブ素子212a~212cと複数の周波数f1~f4との複数の組合せの各々についての参照画像E(m,q)が生成される。各組合せについての参照画像E(m,q)は、当該組合せを構成する周波数fm及びサブ素子212qが選択されているときにCFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で取得された渦電流信号A(m,q)から生成される。
 例えば、上記の処理は、ロープ100の全長に亘って行われ、各々ロープ100の全長に亘って連続した12個の参照画像E(1,a)~E(4,c)が生成される。
 第2のモードでの処理が行われるときの信号及びデータの流れが図20に矢印付きの実線で示されている。
 第2のモードでは、第1乃至第3のサブ素子212a、212b、212cのうちのいずれか一つ、例えば第1のサブ素子212aのみが用いられる。
 信号源280eは、第1乃至第4の周波数f1~f4を順次選択し、選択した周波数fmの励磁信号Hm(m=1、2、3又は4)を、上記の一つのサブ素子212aに供給する。
 信号源280eはまた、選択している周波数の参照信号Im(mは1、2、3、又は4)を渦電流信号評価部302eに供給する。
 各周波数fmの励磁信号Hmが供給されているとき、サブ素子212aは、励磁信号Hmに起因する渦電流を検知し、渦電流信号A(m,a)を出力する。
 複数の周波数f1~f4が順次選択される結果、検出素子210eからは、サブ素子212aによる渦電流信号A(1,a)、A(2,a)、A(3,a)、A(4,a)が順次出力される。
 渦電流信号評価部302eは、各周波数fmが選択されているときに、各単位領域での渦電流の検知の結果から得られた1フレーム分の渦電流信号A(m,a)に基づいて1フレーム分の検出信号B(m,a)を出力する。
 周波数fmが選択されているときは、周波数fmの参照信号Imが供給されているので、渦電流信号評価部302eは、参照信号Imに基づいて、渦電流信号A(m,a)のうちの、周波数fmの成分を抽出して、検出信号B(m,a)を生成する。
 上記の処理が複数の周波数f1~f4の各々について行われる。
 画像処理部304eは、複数の周波数f1~f4の各々fmについて1フレーム分の検出信号B(m,a)に基づいて繊維画像C(m,a)を生成する。
 即ち、第mの周波数fmが選択されているときにサブ素子212aから出力された渦電流信号A(m,a)に対応する検出信号B(m,a)に基づいて繊維画像C(m,a)を生成する。
 選択される周波数fmは4個であるので、4個の繊維画像C(1,a)~C(4,a)が生成される。
 位置特定部314eは、繊維画像C(1,a)~C(4,a)の各々C(m,a)(mは1、2、3又は4)について、当該繊維画像C(m,a)と同じ周波数fmを用いて生成された参照画像E(m,a)、E(m,b)、E(m,c)のうちの、当該繊維画像C(m,a)合致する部分J(m,p)を特定する。
 例えば、参照画像E(m,a)のうちで、繊維画像C(m,a)に対する類似度が最も高い部分J(m,a)を抽出し、参照画像E(m,b)のうちで、繊維画像C(m,a)に対する類似度が最も高い部分J(m,b)を抽出し、参照画像E(m,c)のうちで、繊維画像C(m,a)に対する類似度が最も高い部分J(m,c)を抽出し、抽出された部分J(m,a)、J(m,b)、J(m,c)のうちで最も類似度が高いものを、合致する部分J(m,p)として抽出しても良い。
 これらの処理において、類似度が閾値以上であることを付加条件としても良い。
 位置特定部314eは、合致する部分J(m,p)を比較用画像として取得する。
 位置特定部314eはさらに、合致すると判定された部分J(m,p)についての位置情報Faを、比較用画像についての位置情報として取得する。
 取得された比較用画像J(m,p)と位置情報Faとは欠陥判定部306eに送られる。
 欠陥判定部306eは、検出信号B(m,a)に対する閾値判定の結果と、繊維画像C(m,a)に対する画像認識の結果と、繊維画像C(m,a)と比較用画像J(m,p)との比較の結果とに基づいて欠陥の有無を判定し、判定結果を欠陥情報Dとして出力する。
 欠陥判定部306eは、検出信号B(m,a)に対する閾値判定と、繊維画像C(m,a)に対する画像認識と、繊維画像C(m,a)と比較用画像J(m,p)との比較の結果とのいずれかにおいて、欠陥があると判定されたら、欠陥があるとの総合判定をしても良い。
 繊維画像C(m,a)と比較用画像J(m,p)との比較においては、対応する画素値の比較を行っても良く、それぞれの画像認識の結果の比較を行っても良い。
 欠陥判定部306eは、欠陥があるとの判定をしたときは、欠陥判定に用いられた比較用画像J(m,p)についての位置情報Faを、欠陥位置情報Fbとして取得し、欠陥位置情報Fbを出力する。
 ここで言う欠陥判定に用いられた比較用画像J(m,p)は、欠陥があるとの判定に用いられた繊維画像C(m,a)又は欠陥があるとの判定に用いられた検出信号B(m,a)に対応する繊維画像C(m,a)に合致するとして取得された比較用画像である。
 各単位領域についての上記の閾値判定及び画像認識は、その途中で欠陥が見つかったら、その時点で処理を終了しても良い。
 例えば、複数の周波数及び複数のサブ素子について順に閾値判定及び画像認識を行い、いずれかの周波数又はいずれかのサブ素子についての閾値判定又は画像認識の結果欠陥があると判定されたら、その時点で、当該単位領域についての処理を終了しても良い。
 以上のように、第2のモードにおいては、信号源280eは、複数の周波数f1~f4を順次選択して選択した周波数fmの励磁信号Hmを、複数のサブ素子212a~212cのうちの一つのサブ素子212aに供給する。
 各周波数fmが選択されているときに、信号処理装置300eは、検出信号B(m,a)及び繊維画像C(m,a)の生成を行う。信号処理装置300eは、生成された繊維画像C(m,a)と同じ周波数を用いて生成された複数の参照画像E(m,a)~E(m,c)のうちの、生成された繊維画像C(m,a)に合致する部分を、比較用画像J(m,p)として取得し、検出信号B(m,a)に対する閾値判定の結果と、繊維画像C(m,a)に対する画像認識の結果と、繊維画像C(m,a)と比較用画像J(m,p)との比較の結果とに基づいて、欠陥の有無を判定する。
 欠陥判定部306eは、欠陥有無の判定の結果を示す欠陥情報Dと欠陥位置情報Fbとを出力装置400に通知する。この通知を受けて、出力装置400は、欠陥情報D及び欠陥位置情報Fbを利用者又は外部の機器に知らせる。
 以下、上記のように、ロープ100からの距離が互いに異なるように配置された複数のサブ素子を備えた検出素子を用いることの意義を説明する。
 検出器200eを固定し、ロープ100を移動させて検査を行う場合、ロープ100が振動してロープ100と検出器200eとの距離、即ちギャップgが変動することがある。ギャップgが変化すると、渦電流信号Aが変化し、渦電流信号Aに由来する繊維画像Cが変化する。また、励磁信号の周波数が変化すると、繊維画像Cが変化する。
 図22は、ギャップgの変化及び励磁信号の周波数(励磁周波数)の変化による繊維画像Cの変化を概念的に示す。
 図22で縦軸はギャップgを表し、横軸は励磁周波数を表す。
 図15(c)を参照して説明したように、励磁周波数が高いほど、繊維画像CはCFRP110の、表面111により近い部分の状態を反映したものとなる。
 また、ギャップgがより大きくなると、渦電流信号Aがより小さくなり、繊維画像Cにおける炭素繊維に対応する帯状部分の形状が変化し、コントラストが低下する。
 各繊維画像Cとの比較に用いられる場合、複数の参照画像Eのうちの当該繊維画像Cに対応する部分(CFRP110の同じ部分から得られた画像部分)のうちの、当該繊維画像Cの生成に用いられて渦電流の検知の際のギャップgにより近いギャップ(ga、gb、又はgc)のサブ素子での検知の結果得られた渦電流信号Aに由来する参照画像ほど、類似度が高い。
 そこで、本実施の形態では、互いに異なるギャップの参照画像E(m,a)、E(m,b)、E(m,c)を全て、繊維画像C(m,a)との比較に用い、その中で、最も類似度が高い画像部分を、繊維画像C(m,a)に合致する画像部分と特定することとし、
 また、最も類似度が高い画像部分との比較の結果を欠陥の有無の判定にも用いている。このようにすることで、検査時のギャップの変動に対してロバストな欠陥検出を実現できる。
 図23及び図24は、実施の形態5のロープ検査装置1eにおける処理の手順を示す。以下では、第1のモードでの処理、即ち参照画像の取得が先に行われ、その後で、第2のモードでの処理、即ち検査の実行が行われるものとする。
 図23は、第1のモードでの処理を示す。
 ここではロープ100の全長に亘り連続した参照画像を生成する場合を想定している。この場合、ロープ100の一端に検出器200eが対向している状態で、図23の処理が開始される。
 図23で、ステップST301、ST302、ST306、ST309、及びST310は、図18のST301、ST302、ST306、ST309、及びST310と同一又は類似である。
 ステップST501において、複数のサブ素子のうちのいずれか212q(qはa、b又はc)を選択する。ステップST302の処理の次にステップST501の処理が行われる場合には、最初のサブ素子、即ちロープ100に最も近いサブ素子212aを選択する。
 ステップST303eにおいて、一つの単位領域で、選択されている周波数fmの励磁信号Hm及び選択されているサブ素子212qを用い、1フレーム分の検出信号B(m,q)の取得及び繊維画像C(m,q)の生成を行う。
 即ち、検出器200eが、1フレーム分の渦電流信号A(m,q)を出力し、渦電流信号評価部302eは1フレーム分の渦電流信号A(m,q)の取得及び1フレーム分の検出信号B(m,q)の生成を行い、画像処理部304eは1フレーム分の検出信号B(m,q)の取得及び繊維画像C(m,q)の生成を行う。
 ステップST211eにおいて、画像処理部304eは、1フレームの繊維画像C(m,q)を参照画像記録部312eに供給する。供給された繊維画像C(m,q)は参照画像E(m,q)の一部として記録される。
 参照画像記録部312eに、複数の周波数f1~f4と複数のサブ素子212a~212cとの組合せの各々について、最初の1フレームの繊維画像C(m,q)が供給されたときは、供給された繊維画像C(m,q)のみで参照画像E(m,q)が形成される。すでに参照画像E(m,q)が形成されている状態で、新たに繊維画像C(m,q)が供給されると、すでに形成されている参照画像E(m,q)の末尾に、新たに供給された繊維画像C(m,q)が連結され、参照画像E(m,q)が拡張されてより長いものとなる。
 ステップST211eの次にステップST502に進む。
 ステップST502において、全てのサブ素子が選択されたか否かを判定する。
 NOであれば、ステップST501に戻る。
 ステップST502でNOであるためにステップST501に戻った場合には、次のサブ素子が選択される。
 ステップST502でYESであれば、ステップST306に進む。
 ステップST306は、全ての周波数が選択されたか否かの判定を行う。NOであればステップST302に戻り、YESであればステップST309に進む。
 ステップST306でNOであるためにステップST302に戻った場合には、次の周波数が選択される。
 図24は第2のモードでの処理を示す。
 図24で、ステップST301、ST302、ST305、ST306、ST309、及びST310は、図19のステップST301、ST302、ST305、ST306、ST309、及びST310と同じである。
 また、図24のステップST303fは、図23のステップST303eに類似である。
 ステップST303fにおいて、一つの単位領域で、選択されている周波数fmの励磁信号Hm及び選択されているサブ素子212aを用い、1フレーム分の検出信号B(m,a)の取得及び繊維画像C(m,q)の生成を行う。
 即ち、検出器200eが1フレーム分の渦電流信号A(m,a)を出力し、渦電流信号評価部302eが1フレーム分の渦電流信号A(m,a)の取得及び1フレーム分の検出信号B(m,a)の生成を行い、画像処理部304eが1フレーム分の検出信号B(m,a)の取得及び繊維画像C(m,a)の生成を行う。
 ステップST511において、位置特定部314eは、繊維画像C(m,a)について、当該繊維画像C(m,a)と同じ周波数fmを用いて生成された参照画像E(m,a)、E(m,b)、E(m,c)のうちの、当該繊維画像C(m,a)に合致する部分J(m,p)を特定する。
 ステップST512において、位置特定部314eは、ステップST511で合致すると判定された部分J(m,p)を比較用画像として出力する。位置特定部314eはさらに、合致すると判定された部分J(m,p)についての位置情報Faを、比較用画像J(m,p)についての位置情報として取得して出力する。
 ステップST304fにおいて、欠陥判定部306eは、検出信号B(m,a)に対する閾値判定の結果と、繊維画像C(m,a)に対する画像認識の結果と、繊維画像C(m,a)と比較用画像J(m,p)との比較の結果とから、欠陥の有無を判定する。
 ステップST305において、ステップST304fでの判定結果がNOであればステップST306に進み、YESであればステップST308eに進む。
 ステップST308eにおいて、欠陥判定部306eは、欠陥情報Dと欠陥位置情報Fbとを出力装置400に通知する。
 実施の形態5には、実施の形態4と同様の効果に加えて、さらに以下の効果がある。
 即ち、検出素子210がロープ100からの距離が互いに異なるように配置された複数のサブ素子212a~212cを有し、複数の異なるギャップga、gb、gcに対応する複数の参照画像を記録することで、検査時のギャップの変動に対してロバストな欠陥検出を実現できる。
 上記の実施の形態5では、検出信号Bに対する閾値判定に用いられる閾値を、当該検出信号Bの生成に用いられた渦電流信号Aが取得されたときのギャップの推定値に基づいて調整しても良い。
 例えば、各参照画像E(m,q)の生成に用いられた検出信号B(m,q)の大きさに基づいて、閾値を決定し、決定した閾値を、当該検出信号B(m,q)から生成された当該参照画像E(m,q)に関連付けて、記録しておく。
 検査の実行時には、繊維画像C(m,a)に合致すると判定された画像部分J(m,p)を含む参照画像E(m,p)を特定し、特定された参照画像E(m,p)に関連付けて記録されている閾値を、当該繊維画像C(m,a)の生成に用いられた検出信号B(m,a)との比較のための閾値として用いることとしても良い。
 言い換えると、検出信号B(m,a)と閾値との比較に当たり、複数の参照画像E(m,a)、E(m,b)、E(m,c)のうちの、上記検出信号B(m,a)と同じ単位領域での検知の結果に基づいて生成された繊維画像C(m,a)、即ち上記検出信号B(m,a)と同じ単位領域での検知の結果に基づいて生成された繊維画像C(m,a)に合致する部分を含む参照画像E(m,p)に関連付けて記録されている閾値を用いることとしても良い。
 各参照画像はいずれかのサブ素子に対応し、各サブ素子は、特定のギャップを有するので、ある参照画像に関連付けて記録されている閾値を用いれば、当該参照画像に対応するサブ素子についてのギャップに適した閾値を用いることになる。
 以上の処理を行うことにより、検査実行中のギャップの変動による検出信号Bの変動にともなう欠陥の誤検出を防ぐことができる。
 以上、ロープ100と検出器200e或いはサブ素子との距離(ギャップ)と、繊維画像或いは検出信号に対する閾値との関係について説明したが、同様の説明が、CFRP110と、検出器200e或いはサブ素子との距離(ギャップ)と、繊維画像或いは検出信号に対する閾値との関係についても当てはまる。
 上記の実施の形態5では、複数の周波数の各々が選択されている間に複数のサブ素子が順次選択される。代わりに、複数のサブ素子の各々が選択されている間に複数の周波数が順次選択される構成としても良い。
 上記の実施の形態5では、図3(c)に示される、検出素子の二次元アレイ204を備えた検出器200eが用いられている。代わりに、図3(a)に示される検出器200と同様、検出素子の一次元アレイを備え、各検出素子が図21に示される検出素子210eと同様に複数のサブ素子を含む検出器(符号200eaで表す)を用いても良く、図3(b)に示される検出器200bと同様に単一の検出素子とアクチュエータとを備え、該単一の検出素子が、図21に示される検出素子210eと同様に複数のサブ素子を含む検出器(符号200ebで表す)を用いても良い。
 図3(a)に示される検出器200と同様に検出素子の一元アレイを備えた検出器200eaが用いられる場合、第1のモードでの渦電流信号、検出信号及び繊維画像の生成は以下のように行われても良い。以下では、周波数の数が4、サブ素子の数が3である場合を想定して説明する。
 即ち、周波数の順次選択及びサブ素子の順次選択は、一次元アレイ202が一つの測定ラインに対向している間に行われても良い。
 その場合の動作は例えば以下のようになる。
 即ち、一次元アレイ202が一つの測定ラインに対向している間に、複数の周波数f1~f4を順次選択し、かつサブ素子212a~212cを順次選択することで、複数の周波数f1~f4と複数のサブ素子212a~212cとの組合せにそれぞれ対応する1ライン分の渦電流信号A(1,a)~A(4,c)及び検出信号B(1,a)~B(4,c)を生成する。ロープ100に対する検出器200eaのL方向での対向位置を変化させながら、それぞれの測定ラインについて上記の処理、即ち、渦電流信号A(1,a)~A(4,c)及び検出信号B(1,a)~B(4,c)の生成をNf回繰り返す。これにより、それぞれ1フレーム分の渦電流信号A(1,a)~A(4,c)及びそれぞれ1フレーム分の検出信号B(1,a)~B(4,c)が順次生成される。そして生成された1フレーム分の検出信号B(1,a)~B(4,c)からそれぞれ1フレームの繊維画像C(1,a)~C(4,c)を生成する。
 代わりに、1つの周波数fmが選択され、1つのサブ素子212q(qはa、b又はc)が選択されている状態で、ロープ100に対する検出器200eaのL方向での対向位置を変えることで、1フレーム分の渦電流信号A(m,q)及び検出信号B(m,q)を生成し、生成した1フレーム分の検出信号B(m,q)から1フレームの繊維画像C(m,q)を生成する処理を、上記した複数の組合せについてそれぞれ行うこととしても良い。
 その場合の動作は例えば以下のようになる。
 即ち、1つの周波数fmが選択され、1つのサブ素子212q(qはa、b又はc)が選択されている状態で、ロープ100に対する検出器200eaのL方向での対向位置を変化させながら、1ライン分の渦電流信号A(m,q)及び検出信号B(m,q)を生成する処理をNf回繰り返す。これにより、1フレーム分の渦電流信号A(m,q)及び検出信号B(m,q)が順次生成される。生成された1フレーム分の検出信号B(m,q)から1フレームの繊維画像C(m,q)を生成する。その後、ロープ100に対する検出器200eaのL方向での対向位置を元の位置に戻す。以上の処理を12回繰り返す(それにより、12個の繊維画像C(1,a)~C(4,c)を得る)。
 図3(b)に示される検出器200bと同様に単一の検出素子とアクチュエータとを備えた検出器200ebが用いられる場合、第1のモードでの渦電流信号、検出信号及び繊維画像の生成の動作は以下のように行われても良い。
 即ち、周波数の順次選択及びサブ素子の順次選択は、検出素子210が一つの検知点に対向している間に行っても良い。
 代わりに、1つの周波数fmが選択され、1つのサブ素子212q(qはa、b又はc)が選択されている状態で、ロープ100に対する検出素子210ebのW方向及びL方向での対向位置を変えることで、1フレーム分の渦電流信号A(m,q)及び検出信号B(m,q)を生成する処理を繰り返すこととしても良い。
 実施の形態5のロープ検査装置1eで、図3(a)に示される検出器200と同様に検出素子の一次元アレイを備えた検出器200eaが用いられる場合及び図3(b)に示される検出器200bと同様に単一の検出素子とアクチュエータとを備えた検出器200ebが用いられる場合の、第2のモードでの、渦電流信号、検出信号及び繊維画像の生成の動作は、実施の形態3の変形例で説明したのと同様に行い得る。
 実施の形態5では、複数のサブ素子を備えた検出素子を用いるとともに、励磁信号の周波数を切替えることとしている。複数のサブ素子を備えた検出素子を用い、励磁信号の周波数の切替を行わない構成としても良い。
 その場合の動作の概略は以下の通りである。以下では、上記と同じく各検出素子に含まれるサブ素子の数が3であるものとする。
 即ち、第1のモードにおいて、複数のサブ素子212a~212cの各々についての参照画像E(a)~E(c)を生成する。各サブ素子212q(qはa、b又はc)についての参照画像E(q)は、当該サブ素子212qが選択されているときにCFRP110のL方向の互いに異なる複数の位置で取得された渦電流信号A(q)から生成される。
 第2のモードにおいて、複数のサブ素子212a~212cのうちの一つのサブ素子、例えばサブ素子212aが選択され、信号処理装置300eは、検出信号B(a)及び繊維画像C(a)の生成を行い、複数の参照画像E(a)~E(c)のうちの、生成された繊維画像C(a)に合致する部分を、比較用画像Jとして取得し、検出信号B(a)に対する閾値判定の結果と、繊維画像C(a)に対する画像認識の結果と、繊維画像C(a)と比較用画像Jとの比較の結果とに基づいて、欠陥の有無を判定する。
 上記した、複数のサブ素子を備えた検出素子を用い、励磁信号の周波数の切替を行わない構成でも、検査時のギャップの変動に対してロバストな欠陥検出を実現できると言う効果が得られる。
 上記の実施の形態1~5に対しては、上記した以外に種々の変形が可能である。
 例えば、実施の形態1に対して説明した変形は、実施の形態2~5にも適用可能である。例えば、実施の形態1で、繊維画像Cに対し、FFT、BPF、及びIFFTを行うことで得られる画像に対する画像認識を行うこととしても良い旨述べた。実施の形態2~5についても同様の変形が可能である。
 また、実施の形態1に関し、渦電流信号評価部302が、渦電流信号Aに対する増幅調整、レベルシフト、フィルタリング等を行って、検出信号Bを生成しても良く、またCFRP110のW方向の端部での検知の結果得られる渦電流信号Aに対する補正を行って検出信号Bを生成しても良い旨述べた。実施の形態2~5についても同様の変形が可能である。
 実施の形態2、4及び5では、第1のモードでの参照画像Eの生成と、第2のモードでの検査の実行とが別個に行われるとして説明したが、第1のモードでの参照画像Eの生成と、第2のモードでの検査の実行とを並行して行っても良い。参照画像Eの生成と検査の実行とを並行に行えば、初期欠陥の把握、参照画像Eの更新による欠陥の誤検出防止等に有効である。
 実施の形態5では、参照画像から抽出された比較用画像をも欠陥の有無の判定に用いているが、実施の形態2及び実施の形態4でも同様に、参照画像を欠陥の有無の判定に用いても良い。即ち、1又は2以上の参照画像のうちの、繊維画像と合致する部分と、当該繊維画像との比較の結果に基づいて、欠陥の有無を判定することとしても良い。
 実施の形態2、4及び5の第1のモードで、ロープの全長に亘る参照画像を生成する場合を想定した。代わりに、ロープの一部、即ち特定の範囲についてのみ参照画像を生成することとしても良い。例えば、ロープの一定の間隔毎に設定される指定位置を中心とする一定の長さの部分について、それぞれ参照画像を生成することしても良い。
 その場合、図12、図18、及び図23の処理は、上記一定の長さの部分の一端に検出器が対向しているときに開始され、上記一定の長さの部分の他端に検出器が対向する状態となったら、処理が終了される。
 実施の形態1~5の信号処理装置は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ及びメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央演算装置)を備える制御回路であっても良い。メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどの、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどであっても良い。
 以上ロープ検査装置について説明した。上記のロープ検査装置を用いることでロープ検査方法を実施することができる。
 1,1b,1c、1d,1e ロープ検査装置、 100 ロープ、 110 CFRP、 114 炭素繊維、 115 樹脂材、 120 被膜、 200,200c,200e 検出器、 202 一次元アレイ、 204 二次元アレイ、 210 検出素子、 212a、212b、212c サブ素子、 215 アクチュエータ、 220,220a,220b,220c 励磁コイル、 230,230a,230b,230c 検知器、 240 信号源、 250a,250b,250c 層、 280,280c,280e 信号源、 300,300b,300c,300d,300e 信号処理装置、 302,302c,302e 渦電流信号評価部、 304,304b,304c,304d,304e 画像処理部、 306,306b,306c,306d,306e 欠陥判定部、 312,312d,312e 参照画像記録部、 314,314d,314e 位置特定部、 400 出力装置。

Claims (17)

  1.  ベルト状のCFRPと、前記CFRPを覆う被覆とを含むベルト状のロープを検査するロープ検査装置であって、
     前記CFRPに交流磁場を印加し、前記交流磁場によって発生する渦電流を検知する検出器と、
     前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域の各々内における前記検知の結果に基づいて、渦電流の強度を表す検出信号及び渦電流の強度の分布を表す繊維画像を生成し、前記検出信号と閾値との比較の結果と、前記繊維画像に対する画像認識の結果とに基づいて、当該単位領域内における欠陥の有無を判定する信号処理装置とを有する
     ロープ検査装置。
  2.  前記複数の単位領域の各々内での検知の結果に基づいて生成される繊維画像は、当該単位領域内においてマトリックス状に配列された検知点で検知された渦電流の強度を表す画素で構成されている
     請求項1に記載のロープ検査装置。
  3.  前記渦電流の検知が、それぞれ前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置において、前記CFRPの幅方向に延在する測定ラインの各々に沿う複数の検知点で行われ、前記単位領域の各々が予め定められた数の測定ラインによって構成される
     請求項1又は2に記載のロープ検査装置。
  4.  前記信号処理装置は、
     第1のモードにおいて、前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置で検知された渦電流の強度から参照画像を生成し、
     第2のモードにおいて、
     前記複数の単位領域の各々内での検知の結果に基づいて生成された前記検出信号及び前記繊維画像に基づく欠陥の有無の判定を行い、
     欠陥があるとの判定をしたときは、前記参照画像のうちの、欠陥があるとの判定に用いられた繊維画像又は欠陥があるとの判定に用いられた検出信号と同じ単位領域での検知の結果から生成された繊維画像に合致する部分を特定し、前記合致する部分の位置を示す情報を、欠陥の位置を示す情報として出力する
     請求項1から3のいずれか1項に記載のロープ検査装置。
  5.  前記検出器は、前記交流磁場として複数の周波数のうちの選択された周波数の交流磁場を印加することができ、
     前記複数の周波数の各々を用いた検査を行い、
     各周波数を用いた検査において、
     前記検出器は、当該周波数の交流磁場が印加されたときの渦電流を検知し、
     前記信号処理装置は、前記検出器で検知された渦電流から前記検出信号及び前記繊維画像を生成し、
     前記検出信号及び前記繊維画像を用いて前記欠陥の有無の判定を行う
     請求項1から3のいずれか1項に記載のロープ検査装置。
  6.  第1のモードにおいて、前記複数の周波数の各々についての参照画像を生成し、
     前記信号処理装置は、各周波数についての参照画像を、当該周波数が選択されているときに前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置で検知された渦電流の強度から生成し、
     第2のモードにおいて、前記複数の周波数の各々を用いた検査を行い、
     各周波数を用いた検査において、前記信号処理装置は、
     前記検出信号及び前記繊維画像に基づく欠陥の有無の判定を行い、
     欠陥があると判定した場合には、当該判定に用いられた繊維画像又は当該判定に用いられた検出信号と同じ周波数を用いて生成された前記参照画像のうちの、当該繊維画像又は当該検出信号と同じ単位領域での検知の結果から生成された繊維画像に合致する部分を特定し、
     前記合致する部分の位置を示す情報を、欠陥の位置を示す情報として出力する
     請求項5に記載のロープ検査装置。
  7.  前記検出器は、少なくとも一つの検出素子を有し、
     前記少なくとも一つの検出素子は複数のサブ素子を有し、
     前記複数のサブ素子は、前記検出器が前記ロープに対向するように設置されたときに、前記CFRPに対向し、前記CFRPからの距離が互いに異なるように配置され、各々選択されたときに、前記CFRPの対向する位置で渦電流を検知し、
     第1のモードにおいて、
     前記複数のサブ素子の各々についての参照画像を生成し、
     前記信号処理装置は、各サブ素子についての参照画像を、当該サブ素子が選択されているときに前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置で検知された渦電流の強度から生成し、
     第2のモードにおいて、
     前記複数のサブ素子のうちの一つのサブ素子が選択され、
     前記信号処理装置は、選択されたサブ素子での渦電流の検知の結果に基づいて前記検出信号及び前記繊維画像の生成を行い、
     前記複数の参照画像のうちの、生成された繊維画像に合致する部分を、比較用画像として取得し、
     前記検出信号と閾値との比較の結果と、前記繊維画像に対する画像認識の結果と、前記繊維画像と前記比較用画像との比較の結果とに基づいて、欠陥の有無を判定する
     請求項1から3のいずれか1項に記載のロープ検査装置。
  8.  前記検出器は、前記交流磁場として複数の周波数のうちの選択された周波数の交流磁場を印加することができ、
     前記検出器は、少なくとも一つの検出素子を有し、
     前記少なくとも一つの検出素子は、複数のサブ素子を有し、
     前記複数のサブ素子は、前記検出器が前記ロープに対向するように設置されたときに、前記CFRPに対向し、前記CFRPからの距離が互いに異なるように配置され、各々選択されたときに、前記CFRPの対向する位置で渦電流を検知し、
     第1のモードにおいて、前記複数のサブ素子と複数の周波数との複数の組合せの各々についての参照画像を生成し、
     前記信号処理装置は、各組合せについての参照画像を、当該組合せを構成する周波数及びサブ素子が選択されているときに前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置で検知された渦電流の強度から生成し、
     第2のモードにおいて、
     前記複数のサブ素子のうちの一つのサブ素子が選択され、前記複数の周波数が順次選択され、
     前記信号処理装置は、各周波数が選択されているときに、選択されたサブ素子での渦電流の検知の結果に基づいて前記検出信号及び前記繊維画像の生成を行い、
     生成された繊維画像と同じ周波数を用いて生成された前記複数の参照画像のうちの、生成された繊維画像に合致する部分を、比較用画像として取得し、
     前記検出信号と閾値との比較の結果と、前記繊維画像に対する画像認識の結果と、前記繊維画像と前記比較用画像との比較の結果とに基づいて、欠陥の有無を判定する
     請求項1から3のいずれか1項に記載のロープ検査装置。
  9.  前記第1のモードにおいて、前記信号処理装置は、前記複数の単位領域の各々において検知された渦電流の強度を表す繊維画像を生成する処理を繰り返すことで、複数フレームの繊維画像を順次生成し、生成した前記複数フレームの繊維画像を互いに連結することで、前記参照画像を生成する
     請求項4、6、7、又は8に記載のロープ検査装置。
  10.  前記第2のモードにおいて、前記信号処理装置は、
     前記検出信号と閾値との比較の結果と、前記繊維画像に対する画像認識の結果と、前記繊維画像と前記比較用画像との比較の結果とに基づいて、欠陥の有無を判定した結果、欠陥があると判定した場合には、前記比較用画像についての位置を示す情報を、欠陥の位置を示す情報として出力する
     請求項7又は8に記載のロープ検査装置。
  11.  前記信号処理装置は、前記第2のモードで前記検出信号との比較に用いられる閾値を、前記サブ素子と前記CFRPとの距離の推定値に基づいて調整する
     請求項7、8又は10に記載のロープ検査装置。
  12.  前記信号処理装置は、
     前記第1のモードにおいて、前記複数の参照画像の各々の生成のために用いられた前記渦電流の強度に基づいて閾値を決定し、決定した閾値を、当該渦電流の強度に基づいて生成された参照画像に関連付けて記録し、
     前記第2のモードにおいて、前記検出信号と閾値との比較において、前記複数の参照画像のうちの、前記検出信号を用いて生成された繊維画像に合致する部分を含む参照画像に関連付けて記録されている閾値を用いる
     請求項7、8、又は10に記載のロープ検査装置。
  13.  前記検出器に前記選択された周波数の交流磁場を発生させるための励磁信号を供給する信号源をさらに備え、
     前記信号源は、前記検出器に供給している励磁信号と同じ周波数の参照信号を前記信号処理装置に供給し、
     前記信号処理装置は、前記参照信号に用いて、前記検出器の出力のうち、前記参照信号と同じ周波数の成分を抽出して、前記検出信号を生成する
     請求項5、6、又は8に記載のロープ検査装置。
  14.  前記信号処理装置は、前記第1のモードにおいて、
     前記ロープの長さ方向の全体又は特定の範囲内において前記CFRPで検知された渦電流の強度から前記参照画像を生成する
     請求項4、6、7、8、又は9に記載のロープ検査装置。
  15.  前記検出器は、前記ロープの長さ方向及び幅方向に延在する面に対向するように設置され、
     前記信号処理装置は、前記CFRPの幅方向の端部での検知の結果を示す前記検出器の出力に対して補正を行って前記検出信号を生成する
     請求項1から14のいずれか1項に記載のロープ検査装置。
  16.  前記検出器は、少なくとも1つの検出素子を有し、
     前記少なくとも1つの検出素子の各々は、
     前記CFRPに対して前記交流磁場を印加する励磁コイルと、
     前記CFRPで生じた渦電流による二次磁場を検知することで、前記二次磁場を生じさせた渦電流を検知する検知器とを有する
     請求項1から6のいずれか1項に記載のロープ検査装置。
  17.  ベルト状のCFRPと、前記CFRPを覆う被覆とを含むベルト状のロープを検査するロープ検査方法であって、
     前記CFRPに交流磁場を印加し、前記交流磁場によって発生する渦電流を検知し、
     前記CFRPの長さ方向の互いに異なる複数の位置にそれぞれ一方の端部がある複数の単位領域の各々内における前記検知の結果に基づいて、渦電流の強度を表す検出信号及び渦電流の強度の分布を表す繊維画像を生成し、前記検出信号と閾値との比較の結果と、前記繊維画像に対する画像認識の結果とに基づいて、当該単位領域内における欠陥の有無を判定する
     ロープ検査方法。
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