(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、複数のセンサにより構成されるマルチセンサにより取得された検出信号の異常を検知することのできるマルチセンサ信号異常検知装置および方法を提供することである。【解決手段】（１）標準要因の信号を予め定めた値になるよう調整する規格化処理を行う。（２）また、規格化処理された全てのセンサにより取得された規定要因信号のセンサ間一様成分信号を求める。そして、規格化処理されたそれぞれの検出信号から、求められた一様成分信号を引去する。（３）一様成分信号を引去する処理を行った、全てのセンサにより取得された規定要因信号に特異値がないかをチェックすることにより異常を検知する。  上記処理により、従来では標準信号に対して相対的に小さな変化としてしか捕らえられずに見逃していたマルチセンサ信号の異常を、確実に検知することができる。【選択図】  図８
2006317194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサを有するマルチセンサプローブにより得られた検出信号を読み込むための入力部と、
前記検出信号を処理するための信号処理部と、
前記信号処理部による処理結果を出力するための出力部と
を具備し、
前記信号処理部は、前記入力部を介して前記マルチセンサプローブにより得られた前記検出信号を読み込み、前記検出信号に対して前記複数のセンサの全てにおける模擬欠陥による標準信号の位相角および振幅を同一に揃える規格化処理により規格化信号を生成し、前記規格化信号から前記複数のセンサ間で一様な成分を引去する一様成分引去処理により一様成分引去信号を生成し、前記一様成分引去信号の規定要因の特異値チェックを行うことにより前記検出信号の異常を検知する
マルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、
前記信号処理部は、前記規格化処理と前記一様成分引去処理との間に、有意信号発生要因がない部位を通過した時の前記複数のセンサのそれぞれから得られた前記検出信号の値が一定値となるように、前記規格化処理後の前記複数のセンサのそれぞれから得られた前記検出信号に対してオフセット処理を行う
マルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、
さらに、ドリフトノイズを除去するためのドリフト除去フィルターを備え、
前記信号処理部は、前記規格化処理と前記一様成分引去処理との間に、前記ドリフト除去フィルターにより、前記規格化処理後の前記複数のセンサのそれぞれにより得られた前記検出信号から、前記ドリフトノイズを除去するドリフト除去処理を行う
マルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項４】
請求項１から３までに記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、
前記特異値チェックとして、前記複数のセンサそれぞれにより得られた前記検出信号の前記一様成分引去後の振幅が、規定閾値以上であるかを調べるマルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項５】
請求項１から３までに記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、
前記信号処理部は、前記特異値チェックとして、前記一様成分引去後の前記複数のセンサのそれぞれによる前記検出信号の全センサのノイズレベルの大きさを求め、前記ノイズレベルの大きさに対する前記複数のセンサのそれぞれによる前記検出信号の前記一様成分を引去後の大きさと相対的に比較するマルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項６】
請求項１から５までに記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、前記信号処理部は、
前記複数のセンサが、前記検出信号を取得する進行方向に対して多段配列された構成を有する場合に、前記多段配列の各段ごとに前記一様成分引去処理を行う
マルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項７】
請求項１から６までに記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、
前記信号処理部は、前記規格化処理の前に、前記複数のセンサのそれぞれにより得られた前記検出信号の標準信号発生要因部を通過した時発生する信号の規定特徴の特異値チェックを行うことにより異常を検知する
マルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項８】
請求項１から７までの少なくとも１項に記載のマルチセンサ信号異常検知装置において、
前記複数のセンサのそれぞれは、ＥＣＴ（Ｅｄｄｙ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｅｓｔ）用のセンサである
マルチセンサ信号異常検知装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載のマルチセンサ信号異常検知装置を備えたマルチセンサ信号異常検知システム。
【請求項１０】
複数のセンサを有するマルチセンサプローブにより得られた検出信号を読み込むための入力部と、前記検出信号を処理するための信号処理部と、前記信号処理部による処理結果を出力するための出力部とを具備するマルチセンサ信号異常検知装置によるマルチセンサ信号異常検知方法であって、
前記入力部を介して前記マルチセンサプローブにより得られた前記検出信号を読み込む検出信号読み込みステップと、
前記検出信号読み込みステップにより読み込まれた前記検出信号に対して前記複数のセンサの全てにおける模擬欠陥などによる標準信号の位相角および振幅を同一に揃える規格化処理により規格化信号を生成する規格化信号生成ステップと、
前記規格化信号生成ステップにより生成された前記規格化信号から前記複数のセンサ間で一様な成分を引去する一様成分引去処理により一様成分引去信号を生成する一様成分引去信号生成ステップと、
前記一様成分引去信号生成ステップにより生成された前記一様成分引去信号の規定要因の特異値チェックを行うことにより前記検出信号の異常を検知する異常検知ステップと
を具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のマルチセンサ信号異常検知方法において、
前記規格化信号生成ステップと前記一様成分引去信号生成ステップとの間に、有意信号発生要因がない部位を通過した時の前記複数のセンサのそれぞれから得られた前記検出信号の値が一定値となるように、前記規格化処理後の前記複数のセンサのそれぞれから得られた前記検出信号に対してオフセット処理を行うオフセットステップ
を具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のマルチセンサ信号異常検知方法において、
前記マルチセンサ信号異常検知装置は、さらに、ドリフトノイズを除去するためのドリフト除去フィルターを備え、
前記規格化信号生成ステップと前記一様成分引去信号生成ステップとの間に、前記規格化処理後の前記複数のセンサのそれぞれにより得られた前記検出信号から、前記ドリフトノイズを除去するドリフト除去ステップを
具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１３】
請求項１０から１２までに記載のマルチセンサ信号異常検知方法において、
前記特異値チェックとして、前記複数のセンサそれぞれにより得られた前記検出信号の前記一様成分引去後の振幅が、規定閾値以上であるかを調べる閾値判定ステップを
具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１４】
請求項１０から１２までに記載のマルチセンサ信号異常検知方法において、
前記特異値チェックとして、前記一様成分引去後の前記複数のセンサのそれぞれによる前記検出信号の全センサのノイズレベルの大きさを求めるノイズレベル算出ステップと、
前記ノイズレベル算出ステップで求められた前記ノイズレベルの大きさと前記複数のセンサのそれぞれによる前記検出信号の前記一様成分を引去後の大きさとを相対的に比較する相対比較ステップと
を具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１５】
請求項１０から１４までに記載のマルチセンサ信号異常検知方法において、
前記複数のセンサが前記検出信号を取得する進行方向に対して多段配列された構成を有する場合に、前記多段配列の各段ごとに一様成分引去信号生成ステップを行う多段センサ処理ステップ
を具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１６】
請求項１０から１５までに記載のマルチセンサ信号異常検知方法において、
前記規格化信号生成ステップの前に、前記複数のセンサのそれぞれにより得られた前記検出信号の標準信号発生要因部を通過した時発生する信号の規定特徴の特異値チェックを行う特異点判別ステップ
を具備するマルチセンサ信号異常検知方法。
【請求項１７】
請求項１０から１６までに記載のマルチセンサ信号異常検知方法を実現するための、マルチセンサ信号異常検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチセンサ信号異常検知装置および方法に関し、特に、複数のセンサにより構成されるマルチセンサにより取得されたそれぞれの検出信号の異常を検知することのできるマルチセンサ信号異常検知装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝熱管等の探傷検査には、従来から非破壊検査の１つである渦流探傷検査（Ｅｄｄｙ  Ｃｕｒｒｅｎｙ  Ｔｅｓｔ；ＥＣＴ）が広く知られている。マルチセンサ方式のプローブは、検査の高速化のため１つのプローブに多数のセンサを配置したもので、多数のセンサのうち１つでも異常があった場合には検査のやり直しが必要となるため、信頼性の高い異常検知が重要となる。
【０００３】
センサ信号の異常を検知する方法としては、標準信号を発生させて、この標準信号の特徴を表わす特定項目が、規定の許容範囲内であるかどうかを調べることが行われる。例えば、ＥＣＴ信号では、標準欠陥により発生する信号を規格化した規格化信号の振幅および位相角について、それぞれが規定の許容範囲であるかどうかが調べられることにより、センサ信号の異常が検知される。
【０００４】
しかしながら従来の信号異常検知方法においては、例えば、探傷時に発生する電気ノイズや、標準欠陥に対する金属接触、あるいはＥＣＴプローブを構成するコイルの特性異常などに起因するような、標準信号に対して相対的に変化の小さな信号としてしか現れない異常を検出することは困難であった。
【０００５】
上記した技術に関連して、以下に示す技術が提案されている。
【０００６】
特開２００４−１６３２８８号公報に開示されている「非破壊検査データ抽出装置及びこの装置を用いた収集システム」では、標準欠陥により発生する波形を規格化した信号の位相角及び振幅が規定範囲内にあるかを調べることにより異常を検知する方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１６３２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、複数のセンサにより構成されるマルチセンサにより取得されたそれぞれの検出信号の異常を検知することのできるマルチセンサ信号異常検知装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（１）は、複数のセンサを有するマルチセンサプローブ（５）により得られた検出信号を読み込むための入力部（３）と、検出信号を処理するための信号処理部（２）と、信号処理部による処理結果を出力するための出力部（４）とを備え、信号処理部は、入力部を介してマルチセンサプローブにより得られた検出信号を読み込み、複数のセンサの全てにおける模擬欠陥などによる標準信号の位相角および振幅を同一に揃える規格化処理により規格化信号を生成し、規格化信号から複数のセンサ間で一様な成分を引去する一様成分引去処理により一様成分引去信号を生成し、一様成分引去信号の規定要因の特異値チェックを行うことにより複数のセンサのそれぞれにより得られた検出信号の異常を検知する。
【００１１】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（１）における信号処理部（２）は、規格化処理と一様成分引去処理との間に、有意信号発生要因がない部位を通過した時の複数のセンサ（５ａ）のそれぞれから得られた検出信号の値が一定値となるように、規格化処理後の複数のセンサのそれぞれから得られた検出信号に対してオフセット処理を行う。
【００１２】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（１）は、さらに、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサ（５ａ）と模擬欠陥との距離の変化により生じるドリフトノイズを除去するためのドリフト除去フィルターを備え、信号処理部（２）は、規格化処理と一様成分引去処理との間に、ドリフト除去フィルターにより、規格化処理後の複数のセンサのそれぞれにより得られた検出信号から、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサと被検体との距離の変化により生じるドリフトノイズを除去するドリフト除去処理を行う。
【００１３】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（１）は、特異値チェックとして、複数のセンサ（５ａ）それぞれにより得られた検出信号の一様成分引去後の振幅が、規定閾値以上であるかを調べる。
【００１４】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（１）における信号処理部（２）は、特異値チェックとして、一様成分引去後の複数のセンサ（５ａ）のそれぞれによる検出信号の全センサのノイズレベルの大きさを求め、ノイズレベルの大きさに対する複数のセンサのそれぞれによる検出信号の一様成分を引去後の大きさと相対的に比較する。
【００１５】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（２）における信号処理部（２）は、複数のセンサ（５ａ）が、検出信号を取得する進行方向に対して多段配列された構成を有する場合に、多段配列の各段ごとに一様成分引去処理を行う。
【００１６】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知装置（１）における信号処理部（２）は、規格化処理の前に、複数のセンサ（５ａ）のそれぞれにより得られた検出信号の標準信号発生要因部を通過した時発生する信号の規定特徴の特異値チェックを行うことにより異常を検知する。
【００１７】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知システム（１００）は、請求項１から８までのいずれか１項に記載のマルチセンサ信号異常検知装置（１）を備える。
【００１８】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知方法は、複数のセンサ（５ａ）を有するマルチセンサプローブ（５）により得られた検出信号を読み込むための入力部（３）と、検出信号を処理するための信号処理部（２）と、信号処理部による処理結果を出力するための出力部（４）とを有するマルチセンサ信号異常検知装置（１）によるマルチセンサ信号異常検知方法であって、入力部を介してマルチセンサプローブにより得られた検出信号を読み込む検出信号読み込みステップと、検出信号読み込みステップにより読み込まれた検出信号に対して複数のセンサの全てにおける模擬欠陥などによる標準信号の位相角および振幅を同一に揃える規格化処理により規格化信号を生成する規格化信号生成ステップと、規格化信号生成ステップにより生成された規格化信号から複数のセンサ間で一様な成分を引去する一様成分引去処理により一様成分引去信号を生成する一様成分引去信号生成ステップと、一様成分引去信号生成ステップにより生成された一様成分引去信号の規定要因の特異値チェックを行うことにより、複数のセンサのそれぞれにより得られた検出信号の異常を検知する異常検知ステップとを備える。
【００１９】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知方法は、規格化信号生成ステップと一様成分引去信号生成ステップとの間に、有意信号発生要因がない部位を通過した時の複数のセンサ（５ａ）のそれぞれから得られた検出信号の値が一定値となるように、規格化処理後の複数のセンサのそれぞれから得られた検出信号に対してオフセット処理を行うオフセットステップを備える。
【００２０】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知方法において、マルチセンサ信号異常検知装置（１）は、さらに、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサ（５ａ）と模擬欠陥との距離の変化により生じるドリフトノイズを除去するためのドリフト除去フィルターを備え、規格化信号生成ステップと一様成分引去信号生成ステップとの間に、規格化処理後の複数のセンサのそれぞれにより得られた検出信号から、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサと模擬欠陥との距離の変化により生じるドリフトノイズを除去するドリフト除去ステップを備える。
【００２１】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知方法は、特異値チェックとして、複数のセンサ（５ａ）それぞれにより得られた検出信号の一様成分引去後の振幅が、規定閾値以上であるかを調べる閾値判定ステップを備える。
【００２２】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知方法は、特異値チェックとして、一様成分引去後の複数のセンサ（５ａ）のそれぞれによる検出信号の全センサのノイズレベルの大きさを求めるノイズレベル算出ステップと、ノイズレベル算出ステップで求められたノイズレベルの大きさと複数のセンサのそれぞれによる検出信号の一様成分を引去後の大きさとを相対的に比較する相対比較ステップとを備える。
【００２３】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知方法は、複数のセンサ（５ａ）が検出信号を取得する進行方向に対して多段配列された構成（５ａ１、５ａ２）を有する場合に、多段配列の各段ごとに一様成分引去信号生成ステップを行う多段センサ処理ステップを備える。
【００２４】
また、本発明におけるマルチセンサ信号異常検知方法は、規格化信号生成ステップの前に、複数のセンサ（５ａ）のそれぞれにより得られた検出信号の標準信号発生要因部を通過した時発生する信号の規定特徴の特異値チェックを行う特異点判別ステップを備える。
【００２５】
また、本発明のマルチセンサ信号異常検知プログラムは、請求項９から１５までに記載のマルチセンサ信号異常検知方法を実現する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のマルチセンサ異常検知装置および方法により、複数のセンサより構成されるマルチセンサにより取得されたそれぞれの検出信号について、標準信号に基づいて規格化した後に、ゼロ点補正及び一様成分引去処理を行った信号に対して異常チェックを行うことにより、標準信号に複合して生じた微細な異常を検知することが出来る。また、ドリフト除去処理を加える事により、ドリフト成分よりも小さい振幅の異常を検知する事が出来る。また、特異値チェックとしてノイズレベルとの相対比較を行うことにより過剰検知することなく微細な異常を検知できる。また、センサ配置に応じた段毎の一様成分引去処理及び特異値チェック処理により複数段構成のマルチセンサプローブに対しても有効な異常検知が出来る。また、規格化前の標準信号のセンサ間での特異値チェックにより、センサ特性の異常を検知できる。
【００２７】
上記効果により、本発明は、複数のセンサより構成されるマルチセンサにより取得された信号の異常を高い精度で検知する事の出来るマルチセンサ異常検知装置及び方法を提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置および方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。本発明の実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置では、伝熱管などの探傷検査において、テストピース部に予め付加されている模擬欠陥などに対するＥＣＴ信号を取得し、この取得信号を規定要因信号とし、規定要因信号のうち規格化の基準にする信号を標準信号とする。そして、センサプローブに備えられる複数のセンサにより取得された上記標準信号、又は規定要因信号のそれぞれについて以下の信号処理を実施する。
【００２９】
（１）予め定めている、標準信号の標準位相角および標準振幅に基づいて、全てのセンサにおける信号に対して位相角調整および振幅調整を行い、全てのセンサにおける標準信号の位相角および振幅を同一に揃える規格化処理を行う。そして、規格化された全てのセンサの信号に対し、有意信号発生要因がない部位の信号値を一定値とするオフセット処理を行う。
【００３０】
（２）規格化処理された、全てのセンサにより取得された信号のセンサ間一様成分（例えば、各センサの信号値のメディアン）を求め、規格化処理されたそれぞれの検出信号から、求めた一様成分を引去する。
【００３１】
（３）一様成分を引去する処理を行った、全てのセンサにより取得された規定要因信号のそれぞれの大きさが特異値であるかをチェックすることにより、特異値がない場合を正常とし、１つでも特異値がある場合を異常とする。
【００３２】
本発明の実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置による上記処理により、従来では標準信号、又は規定要因信号に対して相対的に小さな変化としてしか捕らえられずに見逃していたマルチセンサ信号の異常を確実に検知することができる。これにより、マルチセンサにより取得される異常検知性能を飛躍的に向上させることができる。
【００３３】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係わるマルチセンサ信号異常検知装置の概略構成を示す。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１は、複数のセンサを有するマルチセンサプローブにより得られた検出信号を読み込むための入力部３と、信号処理部２と、信号処理部２による処理結果を出力する出力部４とを備えている。
【００３４】
参考として、図２に、センサプローブ５を用いてＥＣＴにおける伝熱管の探傷検査を行う際の形態を示す。センサプローブ５は、ヘッド部にマルチセンサ５ａを備えている。マルチセンサ５ａ面が被検体４０の壁面に平行になるように配置されて、センサプローブ５が軸５ｂ方向に移動することにより信号が検知される。図３に、一例としてマルチセンサ５ａが２段配置の場合の概略構成を示す。図３に示されるように、マルチセンサ５ａは、軸方向に上段センサ５ａ１と、下段センサ５ａ２とを有している。
【００３５】
図４に、センサプローブ５のマルチセンサ５ａによって取得された信号によりリサージュ波形を構成する模式を示す。センサプローブ５のそれぞれのセンサで取得された信号は、複素数の実軸成分であるＸ信号と、複素数の虚軸成分であるＹ信号とから成る。そして、それぞれの時系列波形の特定部分（規定時間帯の波形）をＸＹ平面にプロットすることによりリサージュ波形が構成される。
【００３６】
（実施の形態１における動作原理）
図５に、本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の動作原理を示す。入力部３は、マルチセンサ５ａのそれぞれのセンサにより得られた標準信号を読み込む（ステップＳ０１）。マルチセンサ５ａのそれぞれのセンサにより得られた標準信号の生データ（原信号）は、各センサによって感度や位相にばらつきがあるため、読み込まれた標準信号の生データは、予め定めている標準信号の標準位相角および標準振幅になるように、全てのセンサの信号に対して位相角調整および振幅調整を行い、全てのセンサにおける位相角および振幅を同一に揃える規格化処理が行われる（ステップＳ０２）。次に、本実施の形態の信号処理部２に備えられる一様成分除去部２ｂにより、それぞれのセンサにより取得されて規格化処理された標準信号に対して、ゼロ点補正を行う（ステップＳ０３）。ここで、ゼロ点補正とは、以下に説明する一様成引去のための前処理であり、有意な信号発生要因がない位置でのマルチセンサ５ａそれぞれから得られた信号の値が一定値となるように、規格化処理後の標準信号に対してオフセット処理を行うことである。ゼロ点補正が行われた後、ゼロ点補正された標準信号を用いて一様成分が求められる。ここでは、一様成分として、例えばマルチセンサ５ａの信号値のメディアン（中央値）信号を用いる。そして、ゼロ点補正されたそれぞれの標準信号から、求められた一様成分が引去される（ステップＳ０４）。一様成分を引去する処理を行った後、一様成分が引去されたそれぞれのセンサによる標準信号の大きさと、規定の閾値とが比較される。そして、全てのセンサについて、上記規定の閾値よりも標準信号の値が小さい場合を正常とし、１つでも閾値よりも大きな標準信号がある場合を異常とする（ステップＳ０５）。出力部４は、異常判定があった場合にその出力結果を出力して通知する。
【００３７】
図６に、本実施の形態における一連の信号処理の模式の一例を示す。図６に示されるように、マルチセンサ５ａのそれぞれのセンサにより取得された信号に対して、位相角および振幅調整に基づく規格化処理、ゼロ点補正、一様成分引去処理が実施される。その結果、それぞれのセンサで取得される標準信号の信号処理後の信号レベルは、センサ信号に異常がある場合以外には、規定の閾値以内の小さい値になる。
【００３８】
本実施の形態の信号処理部２、および信号処理部２に備えられる規格化部２ａ、一様成分除去部２ｂ、特異値検知部２ｃ等の各構成部は、コンピュータにより構成される。規格化部２ａ、一様成分除去部２ｂ、特異値検知部２ｃ等の各構成部は、それぞれの演算部により、各々の記憶部に格納される実行プログラムが読み込まれて実行され、各構成部における所定の信号処理が実行される。また、信号処理部２は、同様に規格化部２ａ、一様成分除去部２ｂ、特異値検知部２ｃ等の各構成部への検出信号および処理信号の入出力制御を実行する。
【００３９】
本実施の形態により、従来では標準信号に対して相対的に小さな変化としてしか捕らえられずに見逃していたマルチセンサ信号の異常を確実に検知することができる。これにより、複数のセンサにより取得される標準信号の異常検知性能を飛躍的に向上させることができる。
【００４０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の基本的な概略構成および動作原理は、実施の形態１におけるそれらと同様である。但し、本実施の形態の信号処理部２の一様成分除去部２ｂは、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサ５ａと被検体４０との距離の変化などにより生じるドリフトノイズを除去するためのドリフト除去フィルタ、およびそれを制御するための図示せぬドリフト除去部を備えている。
【００４１】
（実施の形態２における動作原理）
図７に、本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の動作原理を示す。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１のステップＳ０２までは、実施の形態１におけるそれと同様であり、ここではその説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態の信号処理部２は、ステップＳ０２により、それぞれのセンサにより取得されて規格化処理された信号に対してドリフト除去処理を行う（ステップＳ１０）。ここで、ドリフト除去とは、ステップＳ０４で行われる一様成引去のための前処理であり、一様成分引去部２ｂにおいて処理が行われる。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１に備わる信号処理部２は、上記したように、図示せぬドリフト除去フィルタを有している。ドリフト除去フィルタは、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサ５ａと被検体４０との距離の変化により生じるドリフトノイズを除去する機能を有している。信号処理部２のドリフト除去部は、ドリフト除去フィルタにより、規格化処理後の複数のセンサのそれぞれから送られて来る検出信号から、温度変化などの外部環境因子の変化や、検出信号取得中の複数のセンサと被検体４０との距離の変化により生じるドリフトノイズを除去するドリフト除去処理を行う。ドリフト除去フィルタとしては、ドリフトノイズを除去するためのメディアンフィルタ引去等が用いられる。本実施の形態におけるステップＳ１０以降の信号処理は、実施の形態１におけるステップＳ０４およびステップＳ０５と同様である。
【００４３】
本実施の形態のマルチセンサ信号異常検知装置１は、特に被検体４０とマルチセンサ５ａとの相対距離の変化から生じるノイズや、温度などの外部環境要因の変化によって生じるノイズの影響を受け易い方式のセンサを備えたセンサプローブ５を用いて検査を実施するときに有効である。
【００４４】
本実施の形態により、従来ではドリフトノイズに対して相対的に小さな変化としてしか捕らえられずに見逃していたマルチセンサ信号の異常を、確実に検知することができる。これにより、複数のセンサにより取得される標準信号の異常検知性能を飛躍的に向上させることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の基本的な概略構成および、動作原理は実施の形態１におけるそれらと同様である。但し、本実施の形態の信号処理部２は、センサ間のばらつき成分であるノイズレベルを計算するノイズレベル演算部（図示せず）と、求められたノイズレベルの大きさとセンサそれぞれで取得された一様成分引去後の信号の大きさとの比である相対値を求める相対値演算部（図示せず）とを有している。そして、実施の形態１におけるステップＳ０４とステップＳ０５との間に、さらに、センサ間のばらつき成分であるノイズレベルを計算する処理と、算出されたノイズレベルの大きさとセンサそれぞれで取得された一様成分引去後の標準信号の大きさとの比である相対値を求める処理とが行われる。
【００４６】
（実施の形態３における動作原理）
図８に、本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の動作原理を示す。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１のステップ０４までは、実施の形態１におけるそれと同様なので、ここではその説明を省略する。
【００４７】
一様成分引去処理後のそれぞれのセンサにより取得された信号においては、異常の無い場合にセンサ間のばらつき成分のみが残るが、センサプローブ５によってノイズレベルが異なっていたり、同じセンサプローブ５においても探傷ごとにセンサの姿勢が変化するなどの理由から、センサ間のばらつき成分の大きさ（ノイズレベル）は変動する。このため、ステップＳ０４の処理後のそれぞれのセンサにおける標準信号を絶対値で閾値判定する場合には、その都度最適な閾値を決定することが必要となる。
【００４８】
本実施の形態においてはこれを避けるために、図９に当該部の詳細な処理フローを示すように、一様成分引去処理後のそれぞれのセンサにより取得された信号毎に、センサ間のノイズレベルの大きさ（分散、メディアン値など）を算出し（ステップＳ２０）、算出されたノイズレベルの大きさに対する一様成分引去処理後のそれぞれのセンサにより取得された標準信号の大きさの相対値を算出する（ステップＳ３０）。
【００４９】
そして、ステップＳ３０終了後にそれぞれの相対値と規定の閾値とを比較することにより、それぞれの信号が異常かどうかを判定する（ステップＳ０５Ａ）。本実施の形態においては、信号の絶対値に基づく閾値判定ではノイズレベルが小さな測定時には見逃していた信号の異常を、相対値と閾値との比較をすることにより検出が可能となる。
【００５０】
本実施の形態により、従来では標準信号に対して相対的に小さな変化としてしか捕らえられずに見逃していたマルチセンサ信号の異常を、ノイズレベルの大小によらず確実に検知することができる。これにより、複数のセンサにより取得される標準信号の異常検知性能を飛躍的に向上させることができる。
【００５１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の基本的な概略構成および、動作原理は実施の形態３におけるそれらと同様である。但し、本実施の形態の信号処理部２は、センサプローブ５の進行方向に対して多段配列されたマルチセンサ５ａの任意の段のセンサを選択するセンサ段選択部（図示せず）を備えている。そして、センサ段選択部によってセンサ段が順次選択され、選択されたセンサ段毎に、実施の形態３におけるステップＳ０４、ステップＳ２０およびステップＳ３０が繰り返し行われる。全てのセンサ段において、ステップＳ０４、ステップＳ２０およびステップＳ３０が終了すると、実施の形態３と同様にステップＳ０５Ａが行われて、本実施の形態における動作フローは終了する。
【００５２】
（実施の形態４における動作原理）
図１０に、本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の動作原理を示す。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１のステップＳ０１〜ステップＳ０３、およびステップＳ０５Ａは、実施の形態３におけるそれと同様であり、ここではその説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態に示すように、信号取得用のセンサが多段配列されている場合、標準要因通過時のプローブ姿勢（偏心や傾き）が段毎に同一とは限らないため、異なる段のセンサ間では標準信号波形に差異が生じる可能性がある。また、センサの送り速度が一定でないなどの理由により、各段のセンサによって同じ位置を通過する時間に若干の変動が生じ、センサ位置分の時間補正をしても、取得される標準信号に時間のずれが生じる可能性がある。本実施の形態においては、図１１にその模式を示すように、一様成分引去処理（ステップＳ０４）、ノイズレベル計算処理（ステップＳ２０）及び、相対値計算処理（ステップＳ３０）は、選択された段のセンサのみを対象として行われる。これにより、センサ配置の違いによる標準波形の差異をノイズレベルに加えることなく異常を検知することができる。そして、この一連の処理が順次全ての段のセンサに対して行われる（ステップＳ４０ａとステップＳ４０ａとの間におけるループ処理）。
【００５４】
これにより、本実施の形態においては、多段配列されたマルチセンサ信号においても、高精度な信号異常検知を実施することができる。
【００５５】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の基本的な概略構成は、実施の形態１から４までのそれと同じである。また、動作原理については、実施の形態１から４までのそれぞれに適用することができる。つまり、本実施の形態の信号処理部２は、センサプローブ５のそれぞれのセンサで取得された標準信号（原信号）の波形の特徴に異常がないか検知するセンサ信号異常検知部（図示せず）を備えており、それぞれの実施の形態におけるステップＳ０２の前に、センサプローブ５のそれぞれのセンサで取得された標準信号（原信号）の波形の特徴に異常がないか検知する。
【００５６】
（実施の形態５における動作原理）
図１２に、本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１の動作原理を実施の形態１に適用した場合について示す。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知装置１のステップＳ０１と、ステップＳ０２以降は、実施の形態１におけるそれと同様であり、ここではその説明を省略する。
【００５７】
ステップＳ０１により得られた原信号により、それぞれの規定要因信号の規定特徴（位相角及び振幅）を計測する。計測した規定特徴の値からコイル間の標準値（例えばメディアン）を引去した値のばらつきを調べ（図４参照）、ばらつきに対する相対値が規定値を越えるセンサが１つでもある場合に異常ありと判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０の判定結果に基づいて、異常とされた場合には、そこでマルチセンサ信号異常検知が終了する。また、正常であるとされた場合には、ステップＳ０２の信号処理へと移行する。
【００５８】
本実施の形態に係わる動作原理においては、実施の形態１に適用した場合についてのみ説明したが、本実施の形態は、実施の形態１に限定されずに実施の形態２から４までについても適用可能である。本実施の形態においては、センサ特性異常など、規格化した標準信号の波形で異常を判別できないセンサ信号についても、原信号の波形の特徴で異常を調べることにより、これを判別することができる。
【００５９】
（実施の形態６）
図１３に、本発明の実施の形態６に係わるマルチセンサ信号異常検知システムの概略構成を示す。本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知システム１００は、検出信号を読み込むための入力部３００と、信号処理装置２００と、信号処理装置２００による処理結果を出力する出力部４００とを備えている。
【００６０】
（実施の形態６の動作原理）
本実施の形態の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１から５までに説明したマルチセンサ信号異常検知装置１と同様であり、信号処理装置２００に備えられる規格化装置２００ａ、一様成分除去装置２００ｂ、特異値検知装置２００ｃは、それぞれ実施の形態１から５までの信号処理部２の、規格化装部２ａ、一様成分除去部２ｂ、特異値検知部２ｃに対応する。但し、本実施の形態の入力部３００には、ネットワークあるいは、記憶媒体を介して、マルチセンサにより取得された大量の取得データが入力される。そして、信号の処理結果は、必要に応じて出力部４００に出力される。
【００６１】
本実施の形態の信号処理装置２００、および信号処理装置２００に備えられる規格化装置２００ａ、一様成分除去装置２００ｂ、特異値検知装置２００ｃはそれぞれコンピュータにより構成される。規格化装置２００ａ、一様成分除去装置２００ｂ、特異値検知装置２００ｃは、それぞれの装置の演算部により、各々の記憶部に格納される実行プログラムを実行する。これにより、各々の装置における所定の信号処理が実行される。また、信号処理装置２００は、同様に規格化装置２００ａ、一様成分除去装置２００ｂ、特異値検知装置２００ｃのへの信号の入出力制御を実行する。
【００６２】
上記構成および動作原理により、本実施の形態に係わるマルチセンサ信号異常検知システム１００は、入力部３００から読み込まれる大量のマルチセンサ信号に対して、従来では標準信号に対して相対的に小さな変化としてしか捕らえられずに見逃していたマルチセンサ信号の異常を確実に検知することができ、複数のセンサにより取得される標準信号の異常検知性能を飛躍的に向上させることができる。これにより、探傷精度の高いマルチセンサ信号異常検知システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本願のマルチセンサ信号異常検知装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態４におけるセンサプローブの使用形態を示す図である。
【図３】図２におけるセンサプローブのマルチセンサの構成を示す図である。
【図４】本願におけるリサージュ波形を形成する信号処理の模式を示した図である。
【図５】実施の形態１の動作フローを示す図である。
【図６】実施の形態１における信号処理の模式を示した図である。
【図７】実施の形態２の動作フローを示す図である。
【図８】実施の形態３の動作フローを示す図である。
【図９】実施の形態３の動作フローにおけるノイズレベル計算および相対値計算の詳細を示した図である。
【図１０】実施の形態４の動作フローを示す図である。
【図１１】実施の形態４におけるセンサ選択機能により得られた検出信号の模式を示す図である。
【図１２】実施の形態５の動作フローを示す図である。
【図１３】実施の形態６の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…マルチセンサ信号異常検知装置
２…信号処理部
２ａ…規格部
２ｂ…一様成分除去部
２ｃ…特異値検知部
３…入力部
４…出力部
５…センサプローブ
５ａ…マルチセンサ
５ｂ…軸
４０…被検体
１００…マルチセンサ信号異常検知システム
２００…信号処理装置
２００ａ…規格部
２００ｂ…一様成分除去部
２００ｃ…特異値検知部
３００…入力部
４００…出力部
【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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【図１３】
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