(57)【要約】【課題】被検体の欠陥深さを正確に特定することができる被検体の欠陥評価方法を提供すること。【解決手段】被検体に交流磁界を印加することにより渦電流を発生させ、前記渦電流の変化をセンサで検出することによって、前記被検体の欠陥を評価する欠陥評価方法であって、被検体の欠陥の両端部に生ずる第１振幅信号よりも外側に生ずる第２振幅信号を検出する第２振幅信号検出工程と、欠陥深さを横軸とし第２振幅信号を縦軸とした二次元座標上に、欠陥深さが既知である被検体の第２振幅信号の数値データを記入することで得られる評価線を準備する評価線準備工程と、前記評価線と、前記第２振幅信号検出工程により検出される前記第２振幅信号とに基づいて被検体の欠陥深さを決定する欠陥深さ決定工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に交流磁界を印加することにより渦電流を発生させ、前記渦電流の変化をセンサで検出することによって、前記被検体の欠陥を評価する欠陥評価方法であって、
被検体の欠陥の両端部に生ずる第１振幅信号よりも外側に生ずる第２振幅信号を検出する第２振幅信号検出工程と、
欠陥深さを横軸とし第２振幅信号を縦軸とした二次元座標上に、欠陥深さが既知である被検体の第２振幅信号の数値データを記入することで得られる評価線を準備する評価線準備工程と、
前記評価線準備工程により準備される評価線と、前記第２振幅信号検出工程により検出される前記第２振幅信号とに基づいて被検体の欠陥深さを決定する欠陥深さ決定工程からなることを特徴とする欠陥評価方法。
【請求項２】
前記第１振幅信号に基づいて欠陥長さを決定する欠陥長さ決定工程を更に有し、
前記評価線準備工程において、欠陥長さごとに欠陥深さが既知である被検体の第２振幅信号の数値データを記入することで得られる評価線を準備し、
前記欠陥深さ決定工程では、前記欠陥長さ欠陥工程により決定される欠陥長さに応じた評価線と、前記第２振幅信号検出工程により検出される第２振幅信号とに基づいて被検体の欠陥深さを決定することを特徴とする請求項１に記載の欠陥評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の欠陥を評価する欠陥評価方法に関し、特に、被検体の欠陥深さを正確に特定可能な欠陥評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被検体に交流磁界を印加して被検体に渦電流を誘起させ、それによって発生する渦電流に起因する欠陥信号を検知することにより被検体に存在する傷等の欠陥を検知する渦流探傷方法が知られている。
【０００３】
このような渦流探傷方法として特許文献１には、傷の深さが既知の実測データである見本探傷信号に基づき、傷の深さと相関の高い位相信号及び振幅信号とともに、深さ以外に見本探傷信号の波形に影響を与える２次要因と相関の高い特徴を特徴量生成手段で数値化し、見本探傷信号の正解データとの誤差が十分小さい値を出力するためのパラメータである評価パラメータを上記特徴量を利用して学習手段で学習により生成し、この評価パラメータを用いて実測探傷信号が表す傷の深さを推定する方法が開示されている。また、特許文献２には、統計的手法（重回帰分析）やニュートラルネットワーク等を用い欠陥信号における波形特徴を入力して教師あり学習により推定した欠陥の評価深さと、異なる波形特徴を入力して推定した評価深さとを比較することにより被検体の欠陥深さを評価する方法が開示されている。これらの方法によれば、被検体の欠陥部分に生ずる探傷信号（振幅信号、位相信号）と欠陥深さとの関係を予め取得しておき、測定された探傷信号と比較することで被検体の欠陥深さを特定することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、渦流探傷は被検体の表面近傍の感度は非常によいが渦電流の表皮効果により被検体深部の情報を取得しにくいといった問題がある。具体的には、被検体の欠陥深さが渦電流の浸透深さよりも浅い場合には欠陥深さと位相信号との間には線形性が保たれるものの、被検体の欠陥が渦電流の浸透深さよりも深い位置に存在する場合には位相変化がなくなり線形性を保つことができない。また、同様に被検体の欠陥部分に生ずる振幅信号と欠陥深さとの関係においては位相信号と比較すると線形性は保てるものの、被検体の欠陥が渦電流の浸透深さよりも深い位置に存在する場合にはやはり線形性を保つことができず、欠陥深さの特定には限界が生じている。
【０００５】
また、リサージュ波形の位相角により欠陥の深さを特定する方法も用いられているものの、位相角と傷の深さは必ずしも正確に対応しておらず、その精度が実用上十分でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２７０８公報
【特許文献２】特開２００７−２２５５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被検体の欠陥深さを正確に特定することができる被検体の欠陥評価方法を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、被検体に交流磁界を印加することにより渦電流を発生させ、前記渦電流の変化をセンサで検出することによって、前記被検体の欠陥を評価する欠陥評価方法であって、被検体の欠陥の両端部に生ずる第１振幅信号よりも外側に生ずる第２振幅信号を検出する第２振幅信号検出工程と、欠陥深さを横軸とし第２振幅信号を縦軸とした二次元座標上に、欠陥深さが既知である被検体の第２振幅信号の数値データを記入することで得られる評価線を準備する評価線準備工程と、前記評価線準備工程により準備される評価線と、前記第２振幅信号検出工程により検出される前記第２振幅信号とに基づいて被検体の欠陥深さを決定する欠陥深さ決定工程とからなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１振幅信号に基づいて欠陥長さを決定する欠陥長さ決定工程とを更に有し、前記評価線準備工程において、欠陥長さごとに欠陥深さが既知である被検体の第２振幅信号の数値データを記入することで得られる評価線を準備し、前記欠陥深さ決定工程では、前記欠陥長さ欠陥工程により決定される欠陥長さに応じた評価線と、前記第２振幅信号検出工程により検出される第２振幅信号とに基づいて被検体の欠陥深さを決定することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被検体の欠陥の深さにかかわらず被検体の欠陥深さを正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の欠陥評価方法のフローチャートを示す図である。
【図２】探傷範囲の信号分布の例を示す図である。
【図３】データライン上の信号振幅の例を示す図である。
【図４】第２振幅信号と欠陥深さとの関係の例を示す図である。
【図５】第１振幅信号と欠陥深さとの関係の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、はじめに、本発明の被検体の欠陥評価方法について、図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明の欠陥評価方法のフローチャートを示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の被検体の欠陥評価方法は、被検体に交流磁界を印加することにより渦電流を発生させ、前記渦電流の変化をセンサで検出することによって、被検体の欠陥を評価する欠陥評価方法であって、被検体の欠陥の両端部に生ずる第１振幅信号よりも外側に生ずる第２振幅信号を検出する第２振幅信号検出工程（Ｓ１）と、欠陥深さを横軸とし外側振幅信号を縦軸とした二次元座標上に、欠陥深さが既知である被検体の第２振幅信号の数値データを記入することで得られる評価線を準備する評価線準備工程（Ｓ２）と、評価線準備工程により準備される評価線と、第２振幅信号検出工程により検出される第２振幅信号とに基づいて被検体の欠陥深さを決定する欠陥深さ決定工程（Ｓ３）とから構成される。本発明の欠陥評価方法は上記要件を具備するものであればいかなる限定もされない。以下に各工程について詳細に説明する。
【００１４】
（第２振幅信号検出工程）
第２振幅信号検出工程は、被検体の欠陥の両端部に生ずる第１振幅信号よりも外側に生ずる第２振幅信号を検出する工程である。ここで第２振幅信号を検出する検出方法について図２、図３を用いて具体的に説明する。図２は探傷範囲の信号分布の例を示す図であり、図３は、図２のデータライン上の振幅信号を示す図である。
【００１５】
図２に示すように、第２振幅信号検出工程では、まず初めにセンサを備えた渦流探傷装置で所定の交流磁界の周波数を印加しながら被検体１０上（データライン上）を繰り返し走査し走査領域を二次元化し被検体１０に存在する欠陥に起因する信号を取得する。図２に示すように、このとき取得される信号は被検体１０の欠陥の両端部（エッジ部分）に発生する第１信号２３と該両端部よりも外側の領域に発生する発生する第２信号２４とに大別される。
【００１６】
取得された第２信号２４は、Ｘ方向（Ｖｘ）が実数部でＹ方向（Ｖｙ）が虚数部の複素数となり、絶対値（下式１）を振幅値として表すことで図３に示すように第２信号２４を第２振幅信号３２に変換し、該第２信号２４に対応する第２振幅信号３２を取得する。上記第２振幅信号３２を取得したことに基づいて第２振幅信号検出工程を終了させる。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
渦流探傷装置は、被検体１０に交流磁界を印加することにより渦電流を発生させ、該渦電流の変化をセンサで検出することができる機能を有するものであれば特に限定はない。センサについても従来公知のセンサを好適に用いることができ、例えば、電流方式のセンサであっても、励磁コイル直下に検出コイルを並べたマルチコイル方式のセンサであっても好適に被検体の欠陥に起因する信号を検出することができる。
【００１９】
（第１振幅信号検出工程）
なお、本発明の欠陥評価方法では、被検体１０の欠陥長さを特定するための第１信号２３に基づいて第１振幅信号３１を取得する第１振幅信号検出工程（Ｓ１−１）を有することが好ましい。第１信号２３を第１振幅信号３１に変換する方法については、上述の第２信号２４を第２振幅信号３２に変換する方法と同様であり説明は省略する。被検体１０の欠陥両端部から発生する第１信号２３に基づいて取得される第１振幅信号３１によれば被検体１０の欠陥長さを正確に特定することができる。具体的には、第１振幅信号３１は欠陥の両端部に発生する第１信号２３に基づく信号であることから、第１振幅信号３１の間隔（図３に示すＬ１）を算出することにより欠陥長さを容易に特定することができる。
【００２０】
なお、詳細は後述するが、センサによる渦流探傷は、被検体１０の表面近傍の感度は非常に高いものの渦電流の表皮効果により被検体１０の深さの情報を取得しにくい問題がある。具体的には、図５に示すように予め欠陥深さが既知の被検体の第１振幅信号と欠陥深さとの関係を示す評価線を作成した場合、欠陥深さが浅い場合には第１振幅信号３１と欠陥深さとの間に線形性が保たれており評価線と第１振幅信号検出工程により検出される第１振幅信号３１とを比較することで欠陥深さを特定することができる。しかしながら、欠陥深さが一定以上である場合（欠陥深さが渦電流の浸透深さよりも深い場合）には第１振幅信号３１と欠陥深さとの間に線形性が保たれず、第１振幅信号検出工程により検出される第１振幅信号３１と評価線とを比較しても正確に欠陥深さを特定することはできない。例えば、図５の符号（Ｘ）に示すように、第１振幅信号３１の信号強度が（Ｘ）以上である場合には線形性を維持することができない。
【００２１】
（評価線準備工程）
評価線準備工程（Ｓ２）は、欠陥深さが既知である複数の被検体１０の第２振幅信号３２を測定し、欠陥深さを横軸とし外側振幅信号を縦軸とした二次元座標上に該測定データを記入することで作成される評価線を準備する工程である。
【００２２】
上述した第１振幅信号３１と欠陥深さとの関係図（図５参照）に示すように第１振幅信号３１に基づいて評価線を作成した場合には、欠陥深さが深くなるにしたがって第１振幅信号３１と欠陥深さとの間に線形性を保つことができず、欠陥深さを正確に特定することができない。
【００２３】
そこで、本発明の欠陥評価方法は、欠陥両端部から生ずる信号（第１振幅信号３１）ではなく該欠陥両端部よりも外側に生ずる信号（第２振幅信号３２）に基づいて評価線を準備することに特徴を有する。図４に示すように、欠陥深さが既知であり、欠陥深さが異なる複数の被検体１０の第２振幅信号３２を予め測定し、欠陥深さを横軸とし外側振幅信号を縦軸とした二次元座標上に該測定データを記入することで作成される評価線は、上記第１振幅信号３１に基づいて作成される評価線（図５参照）と比較して、欠陥深さが深くなっていった場合でも（欠陥深さが渦電流の浸透深さよりも深い場合であっても）欠陥深さと第２振幅信号３２との間に線形性を保つことができる。具体的には、第２振幅信号３２が上述の第１振幅信号３１と同一の信号強度である（Ｘ）以上であっても線形性は維持されている。なお、ＳＵＳ被検体を用いて周波数１００Ｈｚの条件で渦電流を印加した場合の第２振幅信号３２に基づいて作成される評価線によれば、渦電流の表皮深さ（約１．７３ｍｍ）＋３ｍｍ程度まで線形性を保つことが可能となる。
【００２４】
また、予め二次元座標上に記入する第２振幅信号測定データは、可能な限り多くの欠陥深さが異なる被検体１０を測定した第２振幅信号測定データであることが好ましい。
【００２５】
また、欠陥長さごとに欠陥深さが既知である被検体１０の第２振幅信号３２の数値データを記入した複数の評価線を準備することがより好ましい。欠陥長さに応じて、評価線の勾配に変化が生ずることから、欠陥長さに応じた複数の評価線を準備しておくことで後述する欠陥深さ決定工程（Ｓ３）においてより正確に欠陥深さを特定することが可能となる。
【００２６】
なお、第２振幅信号３２に基づく評価線を準備したことに基づいて評価線準備工程を終了させる。
【００２７】
（欠陥深さ決定工程）
欠陥深さ決定工程（Ｓ３）は、評価線準備工程（Ｓ２）により準備される評価線（図４参照）と、第２振幅信号検出工程（Ｓ１）により検出される第２振幅信号３２とにより欠陥深さを決定する工程である。
【００２８】
上記のように評価線準備工程（Ｓ２）で準備される第２振幅信号３２に基づく評価線は、欠陥深さが深くなった場合であっても、欠陥深さと第２振幅信号３２との間に線形性が保たれることから、第２振幅信号検出工程（Ｓ１）で検出される第２振幅信号３２と評価線とを比較することで、正確に欠陥深さを特定することが可能となる。
【００２９】
なお、欠陥長さに応じた複数の評価線を準備した場合には、該複数の評価線の中から第１振幅信号検出工程（Ｓ１−１）で検出される第１振幅信号３１より算出される欠陥長さに応じた評価線を選択し、選択された評価線と、第２振幅信号検出工程（Ｓ１）で検出される第２振幅信号３２とを比較することで、より正確に欠陥深さを特定することが可能となる。
【符号の説明】
【００３０】
１０・・・被検体
２３・・・第１信号
２４・・・第２信号
３１・・・第１振幅信号
３２・・・第２振幅信号
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011012979.tif 000007
【図２】
2011012979.tif 000008