(57)【要約】【課題】より厚みのある樹脂に覆われた電力機器の異常を検査できる検査方法、検査装置、検査システム及びコンピュータプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の検査方法は、深さ検出ステップと、調節ステップと、画像生成ステップと、異常検出ステップとを持つ。深さ検出ステップにおいて、樹脂で覆われた電力機器に対する負荷に応じて検知される振動の周波数に基づいて、異常の位置の深さを表す深さ情報を生成する。調節ステップにおいて、テラヘルツ以上の周波数を持つパルス波を電力機器に対して所定の角度を設けて入射する発振器の焦点を、深さ情報によって表される深さに合わせる。画像生成ステップにおいて、パルス波の反射波から得られる反射情報に基づいて、樹脂の深さにおける画像を生成する。異常検出ステップにおいて、画像の部分領域が異常に関する所定の条件を満たす場合に、部分領域を異常を含む領域として検出する。【選択図】図１
2020153750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査装置が、樹脂で覆われた電力機器に対する負荷に応じて検知される振動の周波数に基づいて、前記樹脂に含まれる異常の位置の深さを表す深さ情報を生成する深さ検出ステップと、
検査装置が、テラヘルツ以上の周波数を持つパルス波を前記電力機器に対して所定の角度を設けて入射する発振器の焦点を、前記深さ情報によって表される深さに合わせる調節ステップと、
検査装置が、前記電力機器によって反射された前記パルス波の反射波から得られる反射情報に基づいて、前記樹脂の前記深さにおける画像を生成する画像生成ステップと、
検査装置が、前記画像の部分領域が異常に関する所定の条件を満たす場合に、前記部分領域を異常を含む領域として検出する異常検出ステップと、
を有する検査方法。
【請求項２】
前記調節ステップにおいて、前記深さ情報によって表される深さと同じ厚みを持ち、かつ底部に金属板を設けられた樹脂に対して前記パルス波を入射することで前記発振器の焦点を前記深さ情報によって表される深さに合わせる、
請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
検査装置が、生成された画像に対して、反射波形に変化が生じた領域を強調して表示させる所定の強調処理を行う解析ステップをさらに有する、
請求項１又は２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記深さ検出ステップにおいて、ＡＥセンサを用いた放電測定に基づいて前記深さ情報を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項５】
前記反射情報は、反射波のピークに関する情報を含み、前記異常が剥離である場合に、
前記画像生成ステップにおいて、前記ピークに関する情報に基づいて前記剥離の厚みを推定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項６】
樹脂で覆われた電力機器に対する負荷に応じて検知される振動の周波数に基づいて、前記樹脂に含まれる異常の位置の深さを表す深さ情報を生成する深さ検出部と、
テラヘルツ以上の周波数を持つパルス波を前記電力機器に対して所定の角度を設けて入射する発振器の焦点を、前記深さ情報によって表される深さに合わせる調節部と、
前記電力機器によって反射された前記パルス波の反射波から得られる反射情報に基づいて、前記樹脂の前記深さにおける画像を生成する画像生成ステップと、
前記画像の部分領域が異常に関する所定の条件を満たす場合に、前記部分領域を異常を含む領域として検出する異常検出部と、
を備える検査装置。
【請求項７】
樹脂で覆われた電力機器に対する負荷に応じて検知される振動の周波数に基づいて、前記樹脂に含まれる異常の位置の深さを表す深さ情報を生成する深さ検出部と、
テラヘルツ以上の周波数を持つパルス波を前記電力機器に対して所定の角度を設けて入射する発振器の焦点を、前記深さ情報によって表される深さに合わせる調節部と、
前記電力機器によって反射された前記パルス波の反射波から得られる反射情報に基づいて、前記樹脂の前記深さにおける画像を生成する画像生成ステップと、
前記画像の部分領域が異常に関する所定の条件を満たす場合に、前記部分領域を異常を含む領域として検出する異常検出部と、
を備える検査システム。
【請求項８】
請求項１から５のいずれか一項に記載の検査方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検査方法、検査装置、検査システム及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力機器には、樹脂で覆われている製品が多い。電力機器は樹脂によって絶縁性が維持される。電力機器は、樹脂で覆われる工程において、異物、気泡又は剥離を含む場合がある。異物、気泡又は剥離は、電力機器に部分放電又は絶縁破壊を引き起こす。部分放電又は絶縁破壊は、電力機器の故障原因である。電力機器の検査者は、故障原因を調べたり、電力機器を検査したりするために、電力機器を破壊しなければならない場合があった。電力機器の破壊には、破壊費用が発生したり、多大な労力がかかる。このため、電力機器を非破壊で検査するための技術が求められている。しかし、厚みのある樹脂に覆われた電力機器に対する検査が難しい技術も多い。このため、検査対象の電力機器が厚みのある樹脂で覆われている場合、検査することが難しい場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１４１７９３号
【特許文献２】特開２０１７−１４６２５２号公報
【特許文献３】特開２００３−０１４６２１号公報
【特許文献４】特開２０１４−１２２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、より厚みのある樹脂に覆われた電力機器の異常を検査できる検査方法、検査装置、検査システム及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の検査方法は、深さ検出ステップと、調節ステップと、画像生成ステップと、異常検出ステップとを持つ。深さ検出ステップにおいて、検査装置が、樹脂で覆われた電力機器に対する負荷に応じて検知される振動の周波数に基づいて、前記樹脂に含まれる異常の位置の深さを表す深さ情報を生成する。調節ステップにおいて、検査装置が、テラヘルツ以上の周波数を持つパルス波を前記電力機器に対して所定の角度を設けて入射する発振器の焦点を、前記深さ情報によって表される深さに合わせる。画像生成ステップにおいて、検査装置が、前記電力機器によって反射された前記パルス波の反射波から得られる反射情報に基づいて、前記樹脂の前記深さにおける画像を生成する。異常検出ステップにおいて、検査装置が、前記画像の部分領域が異常に関する所定の条件を満たす場合に、前記部分領域を異常を含む領域として検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の検査装置１００を示す機能ブロック図。
【図２】第１の実施形態の検査対象の異物を含むサンプル樹脂１０の形状を示す図。
【図３】第１の実施形態の検査対象の樹脂と空気との界面に対して垂直から入射を行う場合の一具体例を示す模式図。
【図４】第１の実施形態の検査対象の樹脂と空気との界面に対して垂直ではない角度から入射を行う場合の一具体例を示す模式図。
【図５】第１の実施形態のサンプル樹脂１０の測定前の準備の一具体例を示す模式図。
【図６】第１の実施形態の異常画像を抽出する処理の流れの一具体例を示すフローチャート。
【図７】第１の実施形態のサンプル樹脂１０の測定の結果の一具体例を示す図。
【図８】第１の実施形態のサンプル樹脂１０を広帯域又は高出力のテラヘルツ波発振器にて測定した結果の一具体例を示す図。
【図９】第２の実施形態の検査装置１００ａを示す機能ブロック図。
【図１０】第２の実施形態の検査対象の剥離を含むサンプル樹脂１０ａの形状を示す図。
【図１１】第２の実施形態の異常画像を抽出する処理の流れの一具体例を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施形態のサンプル樹脂の測定の結果の一具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の検査方法、検査装置、検査システム及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の検査装置１００を示す機能ブロック図である。検査装置１００は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又はサーバ等の情報処理装置である。検査装置１００は、電力機器に異常があるか否かの検査を行う。異常とは、例えば、樹脂に異物が含まれていることであってもよいし、樹脂と電力機器との間に剥離があることであってもよい。検査は、例えば、異常を表す画像を生成することであってもよいし、剥離を表す画像を生成することであってもよい。検査は、例えば、異常の位置を検出することであってもよいし、剥離を検出することであってもよい。電力機器は、遮断機、断路器、変流器又は変圧器等の機器（いずれも不図示）によって構成される。電力機器は、外部から電源ケーブルを介して、高電圧及び大電流を通電する。電力機器は、異常時には通電を遮断する機能を有する。電力機器は、電力用変圧器、ガス絶縁開閉器、発電機、電動機又はリアクトル等のように、部分放電を発生する可能性がある機器であればどのような機器であってもよい。検査装置１００は、検査プログラムを実行することによって通信部１０１、入力部１０２、表示部１０３、検査情報記憶部１０４、信号検知部１０５、発振器１０６、受信器１０７及び制御部１０８を備える装置として機能する。
【０００９】
通信部１０１は、ネットワークインタフェースである。通信部１０１はネットワークを介して、外部の通信装置と通信する。通信部１０１は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、有線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の通信方式で通信してもよい。
【００１０】
入力部１０２は、タッチパネル、マウス及びキーボード等の入力装置を用いて構成される。入力部１０２は、入力装置を検査装置１００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部１０２は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、検査装置１００に対する指示を示す指示情報）を生成し、検査装置１００に入力する。
【００１１】
表示部１０３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の出力装置である。表示部１０３は、出力装置を検査装置１００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部１０３は、映像データから映像信号を生成し自身に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。
【００１２】
検査情報記憶部１０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。検査情報記憶部１０４は、電力機器を覆う樹脂を検査するために用いられる種々の検査情報を記憶する。検査情報は、検査対象の樹脂に所定のパルス波を入射することによって得られる情報である。検査情報は、例えば、入射されたパルス波を受信することで得られる信号強度であってもよいし、信号強度のピーク値であってもよいし、ピークの到達時間であってもよい。検査情報は、例えば、入射されたパルス波を受信することで得られる樹脂の三次元データであってもよい。検査情報は、３次元データの一面を切り出した平面画像であってもよい。所定のパルス波は、例えば、テラヘルツ波のようにテラヘルツ以上の周波数を持つパルス波であってもよい。検査対象の樹脂は、例えば、後述のサンプル樹脂であってもよい。
【００１３】
信号検知部１０５は、樹脂を伝搬する振動を検知する。信号検知部１０５は、例えば、放電測定のように、検査対象の樹脂に電圧をかけることで発生する振動を検知する。信号検知部１０５は、例えば、ＡＥ（Acoustic Emission）センサ等の数ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数成分を持つ信号を検知するセンサである。信号検知部１０５は、検知した振動に基づいて、周波数を生成し、検査装置１００に入力する。
【００１４】
発振器１０６は、樹脂に対して所定のパルス波を入射する装置である。発振器１０６は、例えばテラヘルツ波を照射する装置であってもよい。テラヘルツ波は樹脂透過性の良い電磁波である。テラヘルツ波は、約０．１〜１０ＴＨｚの周波数範囲の電磁波である。なお、発振器１０６は、樹脂に対して所定のパルス波を入射する装置に限定されなくてもよい。例えば、発振器１０６は、Ｘ線、赤外線又は超音波のいずれかを出力する装置であってもよいが、以下の理由によって、テラヘルツ波を照射する装置であることが望ましい。
【００１５】
Ｘ線は樹脂に対して高い透過性を有する。しかし、Ｘ線は厚い金属に対して透過性が高くない。このため、ユーザーは、Ｘ線を金属の埋め込まれた樹脂に照射しても、樹脂内部の情報が得られない場合が多い。Ｘ線ＣＴ検査では、ユーザーは金属を埋め込まれた樹脂内部を観察することができる。しかし、電力機器等の大型の装置は一般的なＸ線ＣＴ検査用の装置に入らない。したがって、大型の装置は、破壊することなく検査できないことが多い。大型品に対応するＸ線ＣＴ検査用の装置は、特殊仕様であり、コストも高く、使用することは難しい。また、検査に当たっては、放射線管理も必要となる。
【００１６】
赤外線を用いたサーモグラフィは、Ｘ線等の他の手段よりも簡単に樹脂内部の情報を得ることができる。しかし、樹脂厚が約３ｍｍ以上の厚みになると内部情報を得ることは難しくなる。超音波は、Ｘ線等の他の手段よりも比較的簡易、かつ高い分解能で樹脂内部の情報を得ることができる。しかし、超音波は樹脂中での減衰が大きい。このため、超音波は、一般的な手法では厚い樹脂厚が約１０ｍｍ以上の厚みになると内部情報を得ることは難しくなる。超音波は、空気中での減衰が大きい。このため、超音波で樹脂の内部情報を得るためには、樹脂を水に浸したり、ゲルを介したり、等の対応が必要になる。
【００１７】
受信器１０７は、発振器１０６によって入射されたパルス波の反射波を受信する装置である。受信器１０７は、樹脂又は樹脂に含まれる異物等の異常によって反射された反射波を受信する。受信器１０７は、受信した反射波に基づいて、受信した反射波の信号強度、信号強度のピーク値及びピークの到達時間等のデータを生成し、検査装置１００に入力する。入力された反射波の信号強度、信号強度のピーク値及びピークの到達時間等のデータは、検査情報記憶部１０４に記録される。
【００１８】
制御部１０８は、検査装置１００の各部の動作を制御する。制御部１０８は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１０８は、検査プログラムを実行することによって、深さ情報生成部１８１、波形生成部１８２、平面画像生成部１８３及び異常画像決定部１８４として機能する。
【００１９】
深さ情報生成部１８１は、サンプル樹脂に含まれる異常の深さを表す深さ情報を生成する。具体的には、深さ情報生成部１８１は、信号検知部１０５から周波数と振動の伝搬時間とを取得する。深さ情報生成部１８１は、取得された周波数と振動の伝搬時間とに基づいて深さ情報を生成する。深さ情報生成部１８１は、サンプル樹脂に含まれる異物によって生じる周波数と伝搬時間との変化に基づいて、サンプル樹脂のどの程度の深さに異物が含まれているかを特定する。深さ情報生成部１８１は、特定された深さに基づいて深さ情報を生成する。
【００２０】
波形生成部１８２は、反射波の信号に基づいて反射波形を生成する。具体的には、波形生成部１８２は、受信器１０７によって入力された反射波の信号強度、信号強度のピーク値及びピークの到達時間等に基づいて反射波の波形を生成する。波形生成部１８２は、検査情報記憶部１０４に記憶された反射波の信号強度、信号強度のピーク値及びピークの到達時間等のデータに基づいて反射波の波形を生成してもよい。波形生成部１８２は、生成された反射波形を平面画像生成部１８３に出力する。また、波形生成部１８２は、生成された反射波形を表示部１０３に出力する。ユーザーは、表示部１０３に出力された反射波形を見ながら、発振器１０６及び受信器１０７の位置を調整することで、発振器１０６の焦点を合わせることが可能になる。
【００２１】
平面画像生成部１８３は、生成された反射波形に基づいて平面画像を生成する。具体的には、平面画像生成部１８３は、取得された反射波形に基づいて三次元データを生成する。三次元データは、例えば三次元空間の直交座標系の各座標値毎に信号強度等の受信器１０７によって生成された情報を含む情報であってもよい。平面画像生成部１８３は、三次元データに基づいて平面画像を生成する。例えば、平面画像生成部１８３は、三次元空間の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）のうち、いずれか１つの座標軸の値を固定した平面画像を生成する。例えば、Ｚ軸の座標値を固定した場合、平面画像生成部１８３は、固定されたＺ軸の座標値におけるＸＹ平面に関する平面画像を生成する。本実施形態では、平面画像生成部１８３は、サンプル樹脂の深さ方向の座標軸の値を所定の間隔で固定した複数の平面画像を生成する。所定の間隔は、１ｍｍ毎であってもよいし、２ｍｍ毎であってもよい。所定の間隔は、予め定められた間隔であればどのような間隔であってもよい。平面画像生成部１８３は、生成された複数の平面画像を異常画像決定部１８４に出力する。また、平面画像生成部１８３は、生成された平面画像を表示部１０３に出力する。ユーザーは、サンプル樹脂のどのあたりに異常が含まれるかを確認することが可能になる。
【００２２】
異常画像決定部１８４は、出力された複数の平面画像に基づいて、複数の平面画像のうち、サンプル樹脂に含まれる異常が最も鮮明に可視化されている平面画像を決定する。具体的には、異常画像決定部１８４は、入力部１０２からの入力に応じて、複数の平面画像のうち、異物が最も鮮明に可視化されている平面画像の選択を受け付ける。異常画像決定部１８４は、選択された平面画像を最も鮮明に異物が可視化されている平面画像として決定する。
【００２３】
図２は、第１の実施形態の検査対象の異物を含むサンプル樹脂１０の形状を示す図である。サンプル樹脂１０は、電力機器を模擬した樹脂である。図２（ａ）は、サンプル樹脂１０の正面図を表す。サンプル樹脂１０は、樹脂部１１と、金属部１２とを持つ。樹脂部１１は、１つ以上の異物１５を含む。樹脂部１１は、フィラーを含むエポキシ樹脂である。樹脂部１１は、エポキシ樹脂として例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が用いられてもよい。金属部１２は、金属として例えばアルミニウムが用いられてもよい。異物１５は、例えば、アルミニウム等の金属、樹脂バリ等の有機物又はボイドである。樹脂は、例えば硬化剤として酸無水物系が用いられてもよい。フィラーは、例えばシリカが用いられてもよい。なお、サンプル樹脂に用いられるエポキシ樹脂、硬化剤及びフィラーはこれらに限定されない。例えば、エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の代わりにジシクロペンタジエン等が用いられてもよい。図２（ｂ）は、サンプル樹脂１０をテラヘルツ波の入射方向から切断した場合の断面の模式図である。図２（ｂ）によると、サンプル樹脂１０の幅は１７０ｍｍ、高さは６５ｍｍである。また、金属部１２の高さは５ｍｍ、幅は１５０ｍｍである。樹脂部１１は、サンプル樹脂１０の上端部から金属部１２までの深さは６０ｍｍである。
【００２４】
図３は、第１の実施形態の検査対象の樹脂と空気との界面に対して垂直から入射を行う場合の一具体例を示す模式図である。発振器１０６は、垂直に樹脂２０に光を照射する。照射された光は、ビームスプリッタ１２０によって反射又は透過する。ビームスプリッタ１２０を透過した光の一部は、レンズ１２１によって収束される。収束された光は、樹脂２０に到達する。樹脂２０によって反射された光は、ビームスプリッタ１２０によって屈折する。屈折した光の一部は、受信器１０７によって受信される。このような入射方法は、ビームスプリッタ１２０を使用するため７５％の光の損失がある。
【００２５】
図４は、第１の実施形態の検査対象の樹脂と空気との界面に対して垂直ではない角度から入射を行う場合の一具体例を示す模式図である。発振器１０６は、所定の角度を設けて樹脂２０にパルス波を入射する。所定の角度とは、例えば、サンプル樹脂と空気との界面に対して垂直ではない角度である。入射されたパルス波は、樹脂２０に到達する。樹脂２０によって反射されたパルス波は、受信器１０７によって受信される。このように、発振器１０６は、サンプル樹脂と空気との界面に対して垂直ではない角度からパルス波を入射することで、ビームスプリッタ１２０を使用することなく、入射されたパルス波を受信器１０７に受信させることができる。このような入射方法は、ビームスプリッタによる損失を低減し、反射波の検出能力を向上させることができる。
【００２６】
図５は、第１の実施形態のサンプル樹脂１０の測定前の準備の一具体例を示す模式図である。サンプル樹脂１０に含まれる微細な異物１５、又は深い箇所にある異物１５を検査する場合、異物１５による信号の変化が微細である。このため、受信器１０７が、信号の変化を確実に検知するには異物１５の箇所に焦点を合わせて測定する必要がある。図５では、信号検知部１０５としてＡＥセンサ、発振器１０６としてテラヘルツ波発振器を用いるものとして説明する。まず、ユーザーは、検査対象となるサンプル樹脂１０に対して電圧をかける。信号検知部１０５は、電圧をかけることで発生する振動を検知する。信号検知部１０５は、検知した振動に基づいて、周波数を生成し、検査装置１００に入力する。信号検知部１０５は、検知した振動に基づいて、振動の伝搬時間を生成し、検査装置１００に入力する。深さ情報生成部１８１は、生成された周波数に基づいて異物１５の深さ３０を表す位置情報を生成する。
【００２７】
次に、ユーザーは、サンプル樹脂１０と同じ樹脂で構成された樹脂ブロック４０を用意する。樹脂ブロック４０は、深さ３０と同じ厚みを持つ。樹脂ブロック４０は、金属板４１の上に設けられる。発振器１０６は、樹脂ブロック４０の樹脂側からテラヘルツ波を照射する。受信器１０７は、樹脂ブロック４０及び金属板４１によって反射されたテラヘルツ波の反射波を受信する。反射波の波形を表す反射波形５０は、波形生成部１８２によって表示部１０３に表示される。ユーザーは、反射波形５０を見ながら、反射波の信号強度が最も大きくなるように発振器１０６、受信器１０７又は樹脂ブロック４０の高さを調整する。また、ユーザーは、反射波形５０を見ながら、反射波の信号強度が最も大きくなるように発振器１０６及び受信器１０７の角度を調整してもよい。ここで、反射波の信号強度が最も大きくなる発振器１０６、受信器１０７又は樹脂ブロック４０の高さが、テラヘルツ波の焦点である。また、反射波の信号強度が最も大きくなる発振器１０６及び受信器１０７の角度が、テラヘルツ波の焦点である。ユーザーは、このように高さを調整することで異物１５の深さ位置に焦点を合わせることができる。
【００２８】
次に、ユーザーは、反射波形５０を見ながら、金属板４１によって反射された反射波が中心に来るように計測領域を調整する。具体的には、信号強度のピーク値が反射波形５０の中央部に来るように発振器１０６、受信器１０７又は樹脂ブロック４０の左右の位置を調整する。ユーザーは、位置を調整することで、サンプル樹脂１０を測定した際に、異物１５の位置を中心として測定することが可能になる。なお、図５では、サンプル樹脂１０に含まれる異物１５について説明したが、測定対象は異物１５に限られない。例えば、異物１５の代わりに樹脂バリ、ボイド又は剥離等の異常であればどのようなものであってもよい。
【００２９】
図６は、第１の実施形態の異常画像を決定する処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、サンプル樹脂１０の異常の有無を検出する際に実行される処理である。図６のフローチャートにおいて、所定の角度とは、例えば、サンプル樹脂と空気との界面に対して垂直ではない角度である。検査装置１００の深さ情報生成部１８１は、信号検知部１０５から周波数と振動の伝搬時間とを取得する。深さ情報生成部１８１は、取得された周波数と振動の伝搬時間とに基づいて深さ情報を生成する（ステップＳ１０１）。なお、信号検知部１０５は、電圧をかけられた検査対象のサンプル樹脂１０の振動を検知することで、周波数と振動の伝搬時間とを検査装置に入力する。
【００３０】
ユーザーは、発振器１０６を用いて深さ情報によって表される深さと同じ深さを持つ樹脂ブロックにテラヘルツ波を所定の角度から入射する（ステップＳ１０２）。なお、樹脂ブロックの底部には金属板が設けられる。受信器１０７は、樹脂ブロック４０及び金属板４１によって反射されたテラヘルツ波の反射波を受信する。ユーザーは、受信器１０７によって受信された反射波の波形に基づいて、テラヘルツ波の焦点を合わせるように調整する（ステップＳ１０３）。ユーザーは、反射波の波形に基づいて、反射波の信号強度のピーク値が所定の位置に来るように計測領域を調整する（ステップＳ１０４）。所定の位置は、例えば反射波形の中央部であってもよい。
【００３１】
ユーザーは、調整された発振器１０６及び受信器１０７を用いて、サンプル樹脂１０にテラヘルツ波を所定の角度から入射する（ステップＳ１０５）。波形生成部１８２は、サンプル樹脂１０から反射された反射波に基づいて反射波形を生成する（ステップＳ１０６）。平面画像生成部１８３は、生成された反射波形に基づいて複数の平面画像を生成する（ステップＳ１０７）。具体的には、平面画像生成部１８３は、反射波形に基づいて三次元データを生成する。平面画像生成部１８３は、三次元データに対して、サンプル樹脂１０の深さ方向の座標軸の値を所定の間隔で固定した複数の平面画像を生成する。異常画像決定部１８４は、出力された複数の平面画像に基づいて、複数の平面画像のうち、サンプル樹脂１０に含まれる異常が最も鮮明に可視化されている平面画像を決定する（ステップＳ１０８）。具体的には、異常画像決定部１８４は、入力部１０２からの入力に応じて、複数の平面画像のうち、異物が最も鮮明に可視化されている平面画像の選択を受け付ける。異常画像決定部１８４は、選択された平面画像を最も鮮明に異物が可視化されている平面画像として決定する。
【００３２】
図７は、第１の実施形態のサンプル樹脂１０の測定の結果の一具体例を示す図である。サンプル樹脂１０は、テラヘルツ波を所定の角度から入射することで測定される。所定の角度とは、例えば、サンプル樹脂と空気との界面に対して垂直ではない角度であってもよい。図７によると、測定された異常の種類は、アルミニウム等の金属、樹脂バリ及びボイドである。アルミニウムの場合について説明する。異常の大きさは１ｍｍ角である。異常の深さは６０ｍｍである。異常の位置は、領域６１にて囲まれた部分領域にて検出される。樹脂バリの場合について説明する。異常の大きさは５ｍｍ角である。異常の深さは４０ｍｍである。異常の位置は、領域６２にて囲まれた部分領域にて検出される。ボイドの場合について説明する。異常の大きさは直径１ｍｍである。異常の深さは６０ｍｍである。異常の位置は、領域６３にて囲まれた部分領域にて検出される。このように、発振器１０６は、テラヘルツ波を所定の角度から入射することで、６０ｍｍまでの厚みを持つ樹脂であっても異常を検出することが可能になる。
【００３３】
図８は、第１の実施形態のサンプル樹脂１０を広帯域又は高出力のテラヘルツ波発振器にて測定した結果の一具体例を示す図である。図８によると、測定された異常の種類は、アルミニウムである。異常の大きさは１ｍｍ角である。異常の深さは６０ｍｍである。異常の位置は、領域６４及び領域６５にて囲まれた部分領域にて検出される。領域６４は、広帯域型のテラヘルツ波発振器にて測定した結果を表す。領域６５は、高出力型のテラヘルツ波発振器にて測定した結果を表す。領域６４及び領域６５を比較すると、厚い樹脂の検査の場合は、広帯域型よりも高出力型を用いた方が、異常の検出能力が高いことがわかる。
【００３４】
このように構成された検査装置１００は、樹脂で覆われた電力機器から検知される周波数に基づいて、樹脂に含まれる異常の位置の深さを表す深さ情報を生成し、テラヘルツ以上の周波数を持つパルス波を電力機器に対して所定の角度から入射する発振器の焦点を、深さ情報によって表される深さに合わせ、電力機器によって反射されたパルス波の反射波から得られる反射情報に基づいて、電力機器の前記深さにおける画像を生成する。所定の角度とは、例えば、樹脂に対して垂直ではない角度であってもよい。このように、所定の角度から樹脂にパルス波を入射することで、４０ｍｍ以上の厚みのある樹脂に対しても、検査装置１００は、反射情報を取得することが可能になる。ユーザーは、取得された反射情報に基づいて生成された平面画像を確認することで、より深い位置にある異常を簡単に把握することが可能になる。
【００３５】
異常画像決定部１８４は、複数の平面画像のうち、信号強度のピーク値が最も高い平面画像を、最も鮮明に異物が可視化されている平面画像として決定してもよい。異常画像決定部１８４は、複数の平面画像のうち、輝度値が最も高い画素を持つ平面画像を、最も鮮明に異物が可視化されている平面画像として決定してもよい。異常画像決定部１８４は、複数の平面画像のうち、輝度値の平均値が最も高い画素を持つ平面画像を、最も鮮明に異物が可視化されている平面画像として決定してもよい。異常画像決定部１８４は、異常を含むサンプル樹脂１０の平面画像をＣＮＮ（Convolutional Neural Network）等の機械学習によって学習したモデルに複数の平面画像を入力することで、最も鮮明に異物が可視化されている平面画像を決定してもよい。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態における検査装置１００ａについて説明する。図９は、第２の実施形態の検査装置１００ａを示す機能ブロック図である。第２の実施形態における検査装置１００ａは、制御部１０８の代わりに制御部１０８ａを備える点で第１の実施形態とは異なるが、それ以外の構成は同じである。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。
【００３７】
制御部１０８ａは、検査装置１００ａの各部の動作を制御する。制御部１０８ａは、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部１０８ａは、検査プログラムを実行することによって、深さ情報生成部１８１、波形生成部１８２、平面画像生成部１８３、異常画像決定部１８４及び波形解析部１８５として機能する。
【００３８】
波形解析部１８５は、反射波形を解析することで反射波形のピーク値とピーク到達時間とを取得する。具体的には、波形解析部１８５は、反射波形に基づいて得られる三次元データから、反射波形のピーク値と、反射波形のピーク到達時間と、反射波形に対する信号処理後のピーク値とを取得する。波形解析部１８５は、反射波形に対する信号処理において、得られた波形について周波数成分を解析する。波形解析部１８５は、周波数成分において、剥離等の異常による変化が強く表れる周波数成分を決定する。決定される周波数は、ユーザによって決定される。波形解析部１８５は、入力部１０２を介してユーザから周波数を受け付けてもよい。また、波形解析部１８５は、信号処理において、時間周波数解析又は周波数解析に基づいて、樹脂の種類又は厚みに応じて異なる特定の周波数成分を決定するように構成されてもよい。
【００３９】
波形解析部１８５は、周波数成分を決定すると、生成された平面画像に対して強調処理を行うように構成されてもよい。強調処理は、異常等が原因で反射波の波形に変化が生じた領域を強調して表示させる処理である。強調処理は、平面画像に対して以下の処理のうちいずれかのうち１つ以上が行われてもよい。波形解析部１８５は、強調処理が行われた平面画像を異常画像決定部１８４に出力する。なお、波形解析部１８５は、強調処理が行われた平面画像に対して、再度強調処理を行ってもよい。
（１）波形解析部１８５は、平面画像に対して、強度値として適切な値を使用する。具体的には、波形解析部１８５は、剥離の有無によって、最も波形に変化が生じる部分の強度値を抽出する。強度値とは、反射波形から得られる信号強度である。
（２）波形解析部１８５は、平面画像のコントラスト値を最適化する。最適化には、公知の手法が用いられてもよい。コントラスト値は、例えば、画素の明度を表す値であってもよいし、輝度値を表す値であってもよい。
（３）波形解析部１８５は、所定の信号処理を行うことで、波形を鋭利化し、剥離による変化が強調される処理を行う。所定の信号処理は、例えばデコンボリューション処理である。
（４）波形解析部１８５は、平面画像に対してノイズ除去処理を行う。平面画像生成部１８３は、ノイズ除去を行うことで、微小な信号変化を抽出可能になる。なお、ノイズ除去には、例えば、加算平均又はバックグラウンド除去等の公知の手法が用いられてもよい。
【００４０】
図１０は、第２の実施形態の検査対象の剥離を含むサンプル樹脂１０ａの形状を示す図である。サンプル樹脂１０ａは、電力機器を模擬した樹脂である。図１０（ａ）は、サンプル樹脂１０の斜視図を表す。図１０（ａ）は、サンプル樹脂１０ａの斜視図を表す。サンプル樹脂１０ａは、樹脂部１１ａと、金属部１２ａと、を持つ。樹脂部１１ａは、樹脂部１１と同等の素材で構成される。金属部１２ａは、金属部１２と同等の素材で構成される。樹脂部１１ａの形状は、幅８０ｍｍ、高さ６５ｍｍ、奥行き５０ｍｍのブロック状である。金属部１２ａの形状は、幅８０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、奥行き５０ｍｍのブロック状である。
【００４１】
図１０（ｂ）と図１０（ｃ）とは、樹脂部１１ａと金属部１２ａとの剥離厚が異なる２種類のサンプル樹脂１０ａである。図１０（ｂ）は、３種類の剥離厚を持つサンプル樹脂１０ａの正面図を表す。３種類の剥離厚は、それぞれ２００μｍ、１００μｍ及び５０μｍである。いずれの剥離厚も幅２０ｍｍ、奥行き５０ｍｍである。図１０（ｃ）は、２種類の剥離厚を持つサンプル樹脂１０ａの正面図を表す。２種類の剥離厚は、それぞれ２００μｍ及び１００μｍである。いずれの剥離厚も幅２０ｍｍ、奥行き５０ｍｍである。
【００４２】
図１１は、第２の実施形態の異常画像を抽出する処理の流れの一具体例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは、サンプル樹脂の剥離の有無を検出する際に実行される処理である。ユーザーは、発振器１０６及び受信器１０７を用いて、サンプル樹脂にテラヘルツ波を所定の角度から入射する（ステップＳ２０１）。所定の角度とは、例えば、サンプル樹脂と空気との界面に対して垂直となる角度であってもよい。波形生成部１８２は、サンプル樹脂から反射された反射波に基づいて反射波形を生成する（ステップＳ２０２）。平面画像生成部１８３は、生成された反射波形に基づいて複数の平面画像を生成する（ステップＳ２０３）。具体的には、平面画像生成部１８３は、反射波形に基づいて三次元データを生成する。平面画像生成部１８３は、三次元データに対して、サンプル樹脂の深さ方向の座標軸の値を所定の間隔で固定した複数の平面画像を生成する。
【００４３】
波形解析部１８５は、反射波形に基づいて得られる三次元データから、反射波形のピーク到達時間と反射波形に対する信号処理後のピーク信号強度とを取得する（ステップＳ２０４）。異常画像決定部１８４は、出力された複数の平面画像とピーク到達時間とピーク値とに基づいて、複数の平面画像のうち、最も鮮明に剥離が可視化されている平面画像を決定する（ステップＳ２０５）。具体的には、ピーク到達時間とピーク信号強度とは、剥離の有無と剥離厚の違いとに基づいて、ずれが生じる。異常画像決定部１８４は、入力部１０２からの入力に応じて、複数の平面画像のうち、最も鮮明に剥離が可視化されている平面画像の選択を受け付ける。異常画像決定部１８４は、選択された平面画像を最も鮮明に剥離が可視化されている平面画像として決定する。
【００４４】
図１２は、第２の実施形態のサンプル樹脂の測定の結果の一具体例を示す図である。サンプル樹脂は、テラヘルツ波を所定の角度を設けて入射することで測定される。所定の角度は、例えば、サンプル樹脂と空気との界面に対して垂直となる角度であってもよい。図１２の反射波形のピーク到達時間画像は、反射波形のピークが到達した時間における平面画像を表す。図１２の信号処理後のピーク信号強度画像は、信号処理後の反射波形にピーク信号強度が現れた際の平面画像を表す。なお、図１２では、ユーザによって指定された周波数帯を抽出することで、信号処理を行った。図１２に示される第１サンプルは、図１０（ｂ）にて示されるサンプル樹脂１０ａである。第１サンプルの反射波形のピーク到達時間画像と信号処理後のピーク信号強度画像とによると、剥離の有無と剥離厚の違いとが、平面画像に表れていることがわかる。図１２に示される第２サンプルは、図１０（ｃ）にて示されるサンプル樹脂１０ａである。第２サンプルの反射波形のピーク到達時間画像と信号処理後のピーク信号強度画像とによると、剥離の有無と剥離厚の違いとが、平面画像に表れていることがわかる。
【００４５】
このように、検査装置１００ａの波形解析部１８５によって反射波形に対して信号処理を行う。平面画像生成部１８３は、ピーク到達時間とピーク反射強度とに基づいた平面画像を生成することで、４０ｍｍ以上の厚みのある樹脂に対しても、より深い位置にある剥離を簡単に把握することが可能になる。
【００４６】
＜変形例＞
異常画像決定部１８４は、平面画像の輝度値が予め定められた範囲に含まれる場合、その輝度値を持つ座標によって表される位置には、剥離がないとものとして決定するように構成されてもよい。異常画像決定部１８４は、反射波形又は信号処理後のピーク信号強度を特定する。異常画像決定部１８４は、特定されたピーク信号強度と、他の信号強度と、を比較することで、異常の有無を検出するように構成されてもよい。異常画像決定部１８４は、反射波形の信号強度のピーク値の相違に基づいて、剥離の厚みの違いを推定するように構成されてもよい。
【００４７】
検査装置は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、検査装置が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。例えば、深さ情報生成部と波形生成部とはそれぞれ異なる情報処理装置に実装されてもよい。
【００４８】
上記各実施形態では、深さ情報生成部１８１、波形生成部１８２、平面画像生成部１８３、異常画像決定部１８４及び波形解析部１８５はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００４９】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、深さ情報生成部１８１、波形生成部１８２、平面画像生成部１８３及び異常画像決定部１８４を持つことにより、より厚みのある樹脂に覆われた電力機器の異常を検査することが可能になる。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１００…検査装置、１０１…通信部、１０２…入力部、１０３…表示部、１０４…検査情報記憶部、１０５…信号検知部、１０６…発振器、１０７…受信器、１０８…制御部、１８１…深さ情報生成部、１８２…波形生成部、１８３…平面画像生成部、１８４…異常画像決定部、１００ａ…検査装置、１０８ａ…制御部、１８５…波形解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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