(57)【要約】  【課題】被検査体の内部欠陥を検出する際に、その欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出する。  【解決手段】加熱制御手段１１からの指令を受けて加熱装置１７は、被検査体を加熱する。温度計測器１９は、加熱前後における被検査体の表面温度を時系列で計測し、計測データを欠陥検査制御装置１０のデータ記録手段１３に出力する。出力を受けてデータ記録手段１３は、計測データを記録する。欠陥判断手段１５は、計測データに基づいて温度上昇比Ｒおよびこれの最大値Ｒmaxを算出し、所定の関係式から被検査体の残存厚を算出する。なお、関係式は、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存厚比Ａの関係によって与えられる。  【選択図】図５
2005274202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体における欠陥の有無を判断するための欠陥検査方法であって、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における欠陥の有無を判断すること
を特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
被検査体における欠陥深さを推定するための欠陥検査方法であって、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における欠陥深さを推定すること
を特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項２の欠陥検査方法において、
前記表面温度の上昇値は、加熱停止後の表面温度を計測し、加熱停止前の表面温度との差を算出することによって得ることを特徴とするもの。
【請求項４】
請求項２または３の欠陥検査方法において、
欠陥深さおよび被検査体厚さによって算出可能な残存厚比と、前記温度上昇比の最大値との比例関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項５】
請求項４の欠陥検査方法において、
予め欠陥大きさ毎に、前記残存厚比と、前記温度上昇比の最大値による複数の比例関係を取得しておき、
前記被検査体の欠陥大きさに基づいて前記比例関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項６】
請求項２または３の欠陥検査方法において、
欠陥深さと、前記温度上昇比の最大値との反比例関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項７】
請求項６の欠陥検査方法において、
予め欠陥大きさ毎に、欠陥深さと、前記温度上昇比の最大値による複数の反比例関係を取得しておき、
前記被検査体の欠陥大きさに基づいて前記反比例関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項８】
請求項２または３の欠陥検査方法において、
欠陥深さおよび被検査体厚さによって算出可能な残存厚比と、前記温度上昇比の最大値とによって決定される、被検査体材料に依存しない所定関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項９】
請求項８の欠陥検査方法において、
予め欠陥大きさ毎に、前記残存厚比と、前記温度上昇比の最大値による複数の所定関係を取得しておき、
前記被検査体の欠陥大きさに基づいて前記所定関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項１０】
請求項２または３の欠陥検査方法において、
欠陥深さと、前記温度上昇比の最大値とによって決定される、被検査体材料に依存しない所定関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項１１】
請求項１０の欠陥検査方法において、
予め欠陥大きさ毎に、欠陥深さと、前記温度上昇比の最大値による複数の所定関係を取得しておき、
前記被検査体の欠陥大きさに基づいて前記所定関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかの欠陥検査方法において、
前記加熱は、被検査体内部の欠陥深さにおいて、加熱中に温度上昇が生じる程度の強度をもって行われることを特徴とするもの。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかの欠陥検査方法において、
前記加熱は、被検査体内部の検出対象点の深さにおいて、加熱停止後に温度上昇が生じる程度の強度をもって行われることを特徴とするもの。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれかの欠陥検査方法において、
前記加熱は、被検査体の計測領域におけるいずれかの単位領域において、加熱停止後に、温度上昇比の最大値が少なくとも１つ現れる程度の強度をもって行われることを特徴とするもの。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかの欠陥検査方法において、
前記被検査体は、高熱伝導性材料から構成されたものであり、
前記加熱は、パルス加熱によって行われることを特徴とするもの。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかの欠陥検査方法において、
前記被検査体の計測領域の各単位領域における温度上昇比の最大値を、視覚的に認識可能な画像として提示することを特徴とするもの。
【請求項１７】
請求項２〜５、８、９または１２〜１５のいずれかの欠陥検査方法において、
前記被検査体における、前記残存厚比と、前記温度上昇比の最大値との比例関係または所定関係に基づいて推定した欠陥深さを、視覚的に認識可能な画像として提示することを特徴とするもの。
【請求項１８】
請求項２、３、１０〜１５のいずれかの欠陥検査方法において、
前記被検査体における、前記欠陥深さと、前記温度上昇比の最大値との反比例関係または所定関係に基づいて推定した欠陥深さを、視覚的に認識可能な画像として提示することを特徴とするもの。
【請求項１９】
鉄筋の減肉量を推定するための欠陥検査方法であって、
鉄筋の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて鉄筋の減肉量を推定すること
を特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２０】
被検査体の形状を特定するための形状特定方法であって、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた基準部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における被検査体の厚さを推定し、当該被検査体の形状を特定すること
を特徴とする形状特定方法。
【請求項２１】
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令を行う加熱制御手段と、
前記加熱前から継続して温度計測器からのデータを入力して各単位領域の温度データとして記録するデータ記録手段と、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における欠陥を判断する欠陥判断手段、
を備えたことを特徴とする欠陥検査制御装置。
【請求項２２】
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令を行う加熱制御手段と、
前記加熱前から継続して温度計測器からのデータを入力して各単位領域の温度データとして記録するデータ記録手段、
を備えたことを特徴とする欠陥検査のためのデータ収集装置。
【請求項２３】
加熱された被検査体における計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて前記被検査体の各単位領域における欠陥を判断する欠陥判断手段、
を備えたことを特徴とする欠陥検査のための欠陥判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体における欠陥深さを検出する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非破壊検査によって物体の内部欠陥を調べる方法として、サーモグラフィ法が知られている。サーモグラフィ法では、物体に熱負荷を与えたときに発生する物体表面の局所的な温度変化を赤外線サーモグラフィで計測し、その計測データを画像として出力して内部欠陥についての検査を行う。
【０００３】
すなわち、出力された画像は計測した赤外線強度の分布を表現しており、欠陥部位と健全部位の赤外線強度のコントラスト差によって内部欠陥の検出を行うことができる。
【０００４】
従来のサーモグラフィ法の応用分野において、内部欠陥を有する被検査体を加熱した後、表面温度の時間変化を計測した場合に、健全部と欠陥部の表面温度による温度差がピークとなる時刻、または当該温度差の傾きがピークになる時刻は、欠陥深さと関係があることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】ファヴロ・ローレンス・ディー、ハン・シャオヤン、クオ・パオ・クワン、トーマス・ロバート・エル、「イメージング・ジ・アーリー・タイム・ビヘイビア・オブ・リフレクテッド・サーマル−ウェイブ・パルス(Imaging the early time behavior of reflected thermal-wave pulses)」、プロシーディングス・オブ・エス・ピー・アイ・イー(Proceedings of SPIE)、（米国）、１９９５年、第２４７３巻、ｐ．１６２−１６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記文献においては、健全部と欠陥部の表面温度の温度差に基づくピーク（コントラストまたはその傾き）の出現時刻が、欠陥深さによってそれぞれ異なることを示しているに過ぎず、その欠陥形状や欠陥深さなどを定量的に同定するまでには至っていない。
【０００７】
本発明はこのような背景の下になされたもので、被検査体の内部欠陥を検出する際に、その欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することのできる欠陥検査方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、欠陥検査にかかる時間を短くして効率的に検査を行うことのできる欠陥検査方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
一方、コンクリートの中に埋設された鉄筋の腐食による減肉量の調査においては、従来から目視による判断やノギスによる減肉測定が行われている。
【００１０】
しかしながら、目視による測定では、調査者間において計測結果が異なり、客観的または定量的な減肉測定が行えなかった。また、ノギスによる測定では、測定のために鉄筋の裏側のコンクリートを除去する必要がある上、測定箇所が増すにつれて作業に時間がかかり煩雑であった。
【００１１】
そこで、本発明は、コンクリートの中に埋設された鉄筋について、その減肉量を客観的に推定することのできる欠陥検査方法およびその装置を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体における欠陥の有無を判断するための欠陥検査方法であって、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における欠陥の有無を判断すること
を特徴としている。
【００１３】
したがって、健全部と欠陥部を容易に判断することができる。これにより、検査処理にかかる時間を短縮することができ、全体としての検査効率が向上する。
【００１４】
（２）この発明にかかる欠陥検査方法は、
被検査体における欠陥深さを推定するための欠陥検査方法であって、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における欠陥深さを推定すること
を特徴としている。
【００１５】
したがって、健全部と欠陥部を容易に判断することができるとともに、欠陥部の形状を定量化して推定することができる。
【００１６】
（３）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
表面温度の上昇値は、加熱停止後の表面温度を計測し、加熱停止前の表面温度との差を算出することによって得ることを特徴としている。
【００１７】
したがって、表面温度の計測処理と前記上昇値の算出処理を別々に行うことができ、処理効率がよい。
【００１８】
（４）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
欠陥深さおよび被検査体厚さによって算出可能な残存厚比と、前記温度上昇比の最大値との比例関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００１９】
したがって、欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。例えば、欠陥大きさが所定よりも大きい場合おいては、残存厚比と、温度上昇比の最大値は一定の比例関係にあることに基づいて、被検査体の欠陥深さを高精度に同定することができる。特に、鋼板などのように、板の厚さが既知である場合に有効である。
【００２０】
（５）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
予め欠陥大きさ毎に、残存厚比と、温度上昇比の最大値による複数の比例関係を取得しておき、
被検査体の欠陥大きさに基づいて前記比例関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００２１】
したがって、欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。例えば、欠陥大きさが所定よりも大きい場合おいては、残存厚比と、温度上昇比の最大値は欠陥大きさ毎に一定の比例関係にあることに基づいて、被検査体の欠陥深さを高精度に推定することができる。
【００２２】
（６）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
欠陥深さと、温度上昇比の最大値との反比例関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００２３】
したがって、欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。例えば、欠陥大きさが所定よりも小さい場合おいては、欠陥深さと、温度上昇比の最大値は一定の反比例関係にあることに基づいて、被検査体の欠陥深さを高精度に同定することができる。特に、コンクリートの浮きや剥離などの欠陥検査の場合のように、コンクリートの厚さが未知である場合に有効である。
【００２４】
（７）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
予め欠陥大きさ毎に、欠陥深さと、温度上昇比の最大値による複数の反比例関係を取得しておき、
被検査体の欠陥大きさに基づいて前記反比例関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００２５】
したがって、欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。例えば、欠陥大きさが所定よりも小さい場合おいては、欠陥深さと、温度上昇比の最大値は欠陥大きさ毎に一定の反比例関係にあることに基づいて、被検査体の欠陥深さを高精度に推定することができる。
【００２６】
（８）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
欠陥深さおよび被検査体厚さによって算出可能な残存厚比と、温度上昇比の最大値とによって決定される、被検査体材料に依存しない所定関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００２７】
したがって、欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。
【００２８】
（９）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
予め欠陥大きさ毎に、残存厚比と、温度上昇比の最大値による複数の所定関係を取得しておき、
前記被検査体の欠陥大きさに基づいて前記所定関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００２９】
したがって、欠陥深さが既知である標準片を用いて求めた所定関係に基づいて、被検査体における欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。
【００３０】
（１０）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
欠陥深さと、温度上昇比の最大値とによって決定される、被検査体材料に依存しない所定関係に基づいて、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００３１】
したがって、欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。
【００３２】
（１１）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
予め欠陥大きさ毎に、欠陥深さと、温度上昇比の最大値による複数の所定関係を取得しておき、
被検査体の欠陥大きさに基づいて前記所定関係を選択することにより、被検査体における欠陥深さを推定することを特徴としている。
【００３３】
したがって、欠陥深さが既知である標準片を用いて求めた所定関係に基づいて、被検査体における欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。
【００３４】
（１２）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
加熱は、被検査体内部の欠陥深さにおいて、加熱中に温度上昇が生じる程度の強度をもって行われることを特徴としている。
【００３５】
したがって、欠陥部に到達した熱の拡散によって生じる表面温度の上昇を確実に捉えることができる。これにより、検査精度が向上する。特に、浅い欠陥ほど顕著に温度上昇が生じるため、欠陥を確実に検出することができる。
【００３６】
（１３）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
加熱は、被検査体内部の検出対象点の深さにおいて、加熱停止後に温度上昇が生じる程度の強度をもって行われることを特徴としている。
【００３７】
したがって、欠陥部に到達した熱の拡散によって生じる表面温度の上昇を確実に捉えることができる。また、欠陥部の温度上昇と、検出対象点にまで到達した健全部の表面温度の上昇とに基づく温度上昇比を正確に算出して欠陥検出を行うことができる。
【００３８】
（１４）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
加熱は、被検査体の計測領域におけるいずれかの単位領域において、加熱停止後に、温度上昇比の最大値が少なくとも１つ現れる程度の強度をもって行われることを特徴としている。
【００３９】
したがって、欠陥部に到達した熱の拡散によって生じる表面温度の上昇を確実に捉えることができる。また、温度上昇比の最大値が現れた計測領域の欠陥深さと同一深さの欠陥について、その存在の有無を判断することができる。
【００４０】
（１５）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体は、高熱伝導性材料から構成されたものであり、
加熱は、パルス加熱によって行われることを特徴としている。
【００４１】
したがって、鋼板や鉄筋などの金属材料における欠陥検査に適用することができる。また、パルス加熱により短時間で熱負荷を与えることができ、検査効率を向上させることができる。
【００４２】
（１６）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測領域の各単位領域における温度上昇比の最大値を、視覚的に認識可能な画像として提示することを特徴としている。
【００４３】
したがって、被検査体における欠陥の有無および位置などを容易に認識することができる。
【００４４】
（１７）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体における、残存厚比と、温度上昇比の最大値との比例関係に基づいて同定した欠陥深さを、視覚的に認識可能な画像として提示することを特徴としている。
【００４５】
したがって、被検査体における欠陥の形状を容易に認識することができる。
【００４６】
（１８）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体における、欠陥深さと、温度上昇比の最大値との反比例関係に基づいて推定した欠陥深さを、視覚的に認識可能な画像として提示することを特徴としている。
【００４７】
したがって、被検査体における欠陥の形状を容易に認識することができる。
【００４８】
（１９）この発明にかかる欠陥検査方法は、
鉄筋の減肉量を推定するための欠陥検査方法であって、
鉄筋の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて鉄筋の減肉量を推定すること
を特徴としている。
【００４９】
したがって、鉄筋における健全部と欠陥部を容易に判断することができるとともに、減肉量についての情報を定量化することができる。これにより、ノギスや目視による鉄筋の減肉検査を所定箇所について行うことなく、所定領域に存在する鉄筋に対して一斉に減肉検査を行うことができる。
【００５０】
（２０）この発明にかかる形状特定方法は、
被検査体の形状を特定するための形状特定方法であって、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行い、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた基準部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における被検査体の厚さを推定し、当該被検査体の形状を特定すること
を特徴としている。
【００５１】
したがって、被検査体の裏側の形状を容易に特定することができる。
【００５２】
（２１）この発明にかかる欠陥検査装置においては、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令を行う加熱制御手段と、
前記加熱前から継続して温度計測器からのデータを入力して各単位領域の温度データとして記録するデータ記録手段と、
計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて各単位領域における欠陥を判断する欠陥判断手段、
を備えたことを特徴としている。
【００５３】
したがって、健全部と欠陥部を容易に判断することができるとともに、欠陥部の形状を定量化して推定することができる。
【００５４】
（２２）この発明にかかるデータ収集装置においては、
被検査体の計測領域全面にわたり加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令を行う加熱制御手段と、
前記加熱前から継続して温度計測器からのデータを入力して各単位領域の温度データとして記録するデータ記録手段、
を備えたことを特徴としている。
【００５５】
したがって、被検査体における欠陥部の形状を定量化するためのデータのみを収集することができる。また、欠陥検査工程をデータ収集工程とデータ解析工程に分離した場合において、この発明にかかるデータ収集装置をデータ収集工程に用いることができ、検査効率を向上させることができる。
【００５６】
（２３）この発明にかかる欠陥判断装置においては、
加熱された被検査体における計測領域の各単位領域について、加熱前の表面温度に対する加熱停止後の表面温度の上昇値を、時間経過の各時点において計測し、
予め取得しておいた健全部における温度上昇値と、各単位領域における温度上昇値との比を各時点ごとに算出し、
各単位領域ごとに、時間経過における当該温度上昇比の最大値を算出し、当該最大値に基づいて前記被検査体の各単位領域における欠陥を判断する欠陥判断手段、
を備えたことを特徴としている。
【００５７】
したがって、計測した被検査体の表面温度データに基づいて、欠陥を正確に検出することができる。また、欠陥検査工程をデータ収集工程とデータ解析工程に分離した場合において、この発明にかかる欠陥判断装置をデータ解析工程に用いることができ、検査効率を向上させることができる。
【００５８】
この発明において、「健全部」とは、被検査体の一部であって欠陥を有しない部分、理想的な標準片の一部であって欠陥を有しない部分、または被検査体の材質に基づく理論値（例えば、有限要素解析法のデータに基づく理論値など。）が得られる部分をいう。
【００５９】
「基準部」とは、被検査体の一部であって、最もその厚みが大きい部分をいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明における実施形態について、図面を参照して説明する。
【００６１】
１．第１の実施形態
一般に金属材料は、腐食や金属疲労により局所的な減肉または欠損等が発生することがある。本実施形態では、鋼板等の金属材料における断面減少を計測する場合の例について説明する。
【００６２】
鋼板の表面に対してパルス状の一様な熱負荷を与えたとき、その熱は表面から内部へと法線方向に拡散する。ところが、鋼板に局所的な減肉欠陥が存在する場合には、熱はさらに法線方向から面内方向（法線方向に対して垂直な方向を含む方向）へと拡散する。
【００６３】
このため欠陥部付近では、健全部付近に比べて熱の拡散が遅くなり、相対的に高温となる。これにより、表面温度分布にも欠陥の影響が表れるため、このときの表面温度を赤外線カメラで計測したデータを解析することにより、鋼板の減肉欠陥の形状や位置などを同定することができる。
【００６４】
１−１．パラメータ定義
本実施形態においては、被検査体としての鋼板の欠陥部および健全部におけるそれぞれの表面温度に基づく温度上昇比Ｒを次式のように定義する。
【００６５】
【数１】
2005274202.tif 000003
【００６６】
ここで、Ｔは表面上の任意の点における温度、Ｔ0は表面の加熱前における初期温度、Ｔsは加熱後の任意の時刻における健全部の表面温度をそれぞれ示しており、ΔＴは任意の点における温度上昇値、ΔＴSは健全部における温度上昇値を示している。
【００６７】
この式を用いて、被検査体の表面温度を加熱の前後にわたって計測し、各単位領域における表面温度の時間変化に基づいて、各単位領域毎の温度上昇比Ｒを求める。
【００６８】
図１に、欠陥を有する被検査体の表面を加熱した場合において、欠陥部における温度上昇値ΔＴ、健全部における温度上昇値ΔＴS、およびこれらに基づく温度上昇比Ｒおける時間変化をそれぞれ示す。すなわち、図１のＡは欠陥部における温度上昇値ΔＴの時間変化であり、図１のＢは健全部における温度上昇値ΔＴSの時間変化であり、図１のＣは温度上昇比Ｒの時間変化である。
【００６９】
一方、被検査体である鋼板の健全部の板厚ｚsと、当該鋼板の任意の位置における板厚ｚに基づく残存板厚比Ａを次式のように定義する。
【００７０】
【数２】
2005274202.tif 000004
【００７１】
１−２．解析
有限要素解析を用いて、減肉穴を有する複数のモデルに対してパルス加熱を行い、表面温度分布のデータを解析する。なお、本実施形態においては、板の厚みに比べて欠陥半径が小さい場合の鋼板を厚板、板の厚みに比べて欠陥半径が大きい場合の鋼板を薄板とする。
【００７２】
１−２−１．厚板の場合
図２に、解析の対象となる有限要素モデルの形状を示す。この図において、ｒdは減肉穴としての平底穴の半径であり、ｚdは欠陥部の残存板厚である。また、健全部の板厚ｚsを１０ｍｍとして、鋼材をＳＵＳ３０４鋼およびＳＳ３３０鋼の熱特性の異なる２種類を想定して、半径ｒdおよび残存板厚ｚdの異なる複数の有限要素モデルを用いて解析を行った。
【００７３】
解析においては、欠陥部を欠陥中心として、欠陥中心の真上表面における計測データを用い、上記温度上昇比Ｒの最大値Ｒmaxを算出し、この最大値Ｒmaxと残存板厚比Ａとの関係を検討した。
【００７４】
図３に、複数の有限要素モデルについての、温度上昇比Ｒの最大値Ｒmaxと残存板厚比Ａの逆数１／Ａとの関係を示す。なお、有限要素モデルとしては、半径ｒdが１０ｍｍ、７．５ｍｍ、５ｍｍのＳＵＳ３０４鋼およびＳＳ３３０鋼をそれぞれ用い、残存板厚ｚdを１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍおよび４ｍｍとした。
【００７５】
図３において、欠陥の半径ｒdが同一のモデルでは、Ｒmaxの値が残存板厚比Ａの逆数１／Ａに対して直線的に増大しており、Ｒmaxの値は鋼板の材料によらず同じ値となっている。すなわち、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存板厚比Ａの逆数１／Ａの関係は、材料に依存しない。
【００７６】
例えば、「半径ｒdが１０ｍｍのＳＵＳ３０４鋼」の値と「半径ｒdが１０ｍｍのＳＳ３３０鋼」の値とは、同一の直線Ｌ1上にプロットされている。これにより、ＳＵＳ３０４鋼とＳＳ３３０鋼におけるＲmaxと１／Ａの関係は、ほぼ等しい比例関係にあるといえる。
【００７７】
１−２−２．薄板の場合
次に、板の厚さに比べて減肉欠陥の半径ｒdが相対的に大きい場合の有限要素モデルを作成し、上記と同様の解析を行った。
【００７８】
図４に、当該有限要素モデルについての、温度上昇比Ｒの最大値Ｒmaxと残存板厚比Ａの逆数１／Ａとの関係を示す。なお、有限要素モデルとしては、半径ｒdが１０ｍｍまたは５ｍｍ、健全部の板厚ｚsが０．７ｍｍの鋼板を用いた。
【００７９】
図４において、欠陥の半径ｒdが異なるモデルであっても、温度上昇比の最大値Ｒmaxの値が残存板厚比Ａの逆数１／Ａに対して直線的に増大しており、温度上昇比の最大値Ｒmaxの値は欠陥の半径ｒdによらず同じ値となっている。
【００８０】
例えば、「半径ｒdが１０ｍｍ」の値と「半径ｒdが５ｍｍ」の値とは、同一の直線Ｌ2上にプロットされている。これにより、板の厚さに比べて減肉欠陥の半径ｒdが相対的に大きい薄板の場合には、欠陥の半径ｒdによらず、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存板厚比Ａの逆数１／Ａは、単一の比例関係にあるといえる。
【００８１】
１−２−３．加熱
温度上昇比の最大値Ｒmaxは、被検査体の欠陥中心部付近における面内方向への熱拡散が支配的になる前に現れていると考えられる。
【００８２】
上記の薄板の例は、厚板の例に比べて面内方向への熱拡散が生じにくい形状の欠陥であったとも考えられる。このため、比例関係を鋼板の厚さ以外の要因で定義することも可能である。例えば、鋼板の厚さに対する欠陥大きさの比などがこれに該当する。
【００８３】
したがって、面内方向への熱拡散が支配的になる前にＲmaxが現れる程度の加熱強度をもって被検査体を加熱することが望ましい。
【００８４】
また、加熱中に、被検査体の欠陥深さにおいて温度上昇が生じる程度の加熱強度であれば、面内方向への熱拡散が支配的になる現象を回避して、確実にＲmaxを算出することができる。
【００８５】
さらに、加熱停止後に、被検査体の検出対象点の深さ（すなわち、被検査体の厚さ）において温度上昇が生じる程度の加熱であっても、同様に、Ｒmaxを算出することができる。
【００８６】
１−２−４．考察
以上の点について考察すると、厚板の場合には、板厚ｚsおよび欠陥の半径ｒdが既知であれば、温度上昇比の最大値Ｒmaxに基づいて、その欠陥部における残存板厚ｚが算出可能である。
【００８７】
また、薄板の場合には、半径ｒdに関わらず温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存板厚比の逆数１／Ａとは単一の比例関係となるので、板厚ｚsが既知であれば、温度上昇比の最大値Ｒmaxのみに基づいて、その欠陥部における残存板厚ｚが算出可能である。
【００８８】
この知見に基づいて、被検査体としての鋼板を加熱したときの表面温度を計測したデータに基づいて、減肉欠陥の形状や深さを同定するための欠陥検査方法について以下説明する。
【００８９】
１−３．欠陥検査システムの概要
図５に、本実施形態における欠陥検査システムの機能ブロック図の例を示す。この図において、欠陥検査制御装置１０は、加熱装置１７に対して加熱・加熱停止を制御する加熱制御手段１１と、温度計測器１９が計測した被検査体の表面温度の計測データを入力して記録するデータ記録手段１３と、データ記録手段１３に記録された計測データに基づいて欠陥を判断する欠陥判断手段１５を備えている。
【００９０】
１−４．欠陥検査システムの装置の構成
図６に、前記欠陥検査システムを実現する装置の構成図を示す。被検査体６０は、減肉欠陥６０１を有する鋼板を示している。被検査体６０に対向して、この被検査体６０に熱負荷を与えるフラッシュランプ６１を設置する。
【００９１】
フラッシュランプ６１は、被検査体６０に対して均質な熱負荷を与えるため、熱負荷の出力を調整することのできる制御装置６９に接続されている。
【００９２】
制御装置６９を設けることにより、フラッシュランプ６１の中心部における照射量を調整し、被検査体６０の中心部が周辺部に比べて高温にならないようにしている。
【００９３】
また、制御装置６９は、フラッシュランプ６１の閃光と赤外線カメラ６３による測定開始タイミングを同期させるようにしている。これにより、加熱直後の表面温度変化を確実に計測することができる。
【００９４】
信号発生装置６７は、制御装置６９およびコンピュータ装置６５に接続されており、コンピュータ装置６５から受けた加熱開始指令に基づいて、制御装置６９を制御するための信号を発生する。
【００９５】
赤外線カメラ６３は、被検査体６０に対向して設置されるとともに、コンピュータ装置６５に接続されており、被検査体６０表面温度を時系列で計測し、この計測データをコンピュータ装置６５に出力する。
【００９６】
例えば、表面温度は、図９に示す１フレームの単位領域ｉごと、単位時間Δｔごとに計測される。
【００９７】
計測データの出力を受けて、コンピュータ装置６５は、データ記録手段１３によって計測データを記録し、欠陥判断手段１５によって被検査体６０の内部欠陥を判断して画像出力を行う。
【００９８】
なお、図５における、欠陥検査制御装置１０は、コンピュータ装置６５および信号発生装置６７によって実現される。加熱装置１７は、フラッシュランプ６１および制御手段６９によって実現される。温度計測器１９は、赤外線カメラ６３によって実現される。
【００９９】
１−５．コンピュータ装置のハードウェア構成図
図７に、コンピュータ装置６５のハードウェア構成図を示す。この装置は、ＣＰＵ３０、メモリ３１、ディスプレイ３３、ハードディスク３５（記憶装置）、キーボード／マウス３７、通信回路３９、を備えている。
【０１００】
通信回路３９は、他の装置との接続を行うための回路である。ハードディスク３５には、欠陥判断のためのプログラムなどが記録されている。
【０１０１】
１−６．欠陥検査制御装置におけるフローチャート
図８に、薄板の鋼板を用いて欠陥検査を行う場合の欠陥検査制御装置１０におけるフローチャートを示す。
【０１０２】
欠陥検査制御装置１０において、コンピュータ装置２９のＣＰＵ３０は、計測指令を受けて、赤外線カメラ６３からの計測データを取得し、これを所定時間毎に継続して記録する（ステップＳ８０１）。
【０１０３】
これにより、加熱前を含む各単位領域における表面温度を記録する。なお、加熱前に記録した任意の時刻における各単位領域毎の表面温度を初期温度Ｔ0としてハードディスク３５に記録する。
【０１０４】
ＣＰＵ３０は、信号発生装置６７に対して、予め設定された加熱条件を出力する（ステップＳ８０３）。ここで加熱条件とは、被検査体６０に熱負荷を与える時間およびその繰り返し回数を与えるものである。なお、振幅は一定値、加熱回数は１回としている。
【０１０５】
例えば、加熱はフラッシュランプによるパルス加熱で行い、その持続時間は１／１００秒〜１／２５０秒、その出力は０〜１２８００Ｊ（ジュール）の可変値とすればよい。
【０１０６】
なお、前記加熱条件は、信号発生装置６７に与えられた後、波形信号に変換されて制御装置６９に出力される。制御装置６９は、入力した波形信号に基づいてフラッシュランプ６１を作動させる。これにより、所定の加熱条件で被検査体６０に熱負荷を与えることができる。
【０１０７】
また、本実施形態においては、高熱伝導性材料である鋼板にかかる欠陥検査を行うため、比較的短時間に加熱することのできるパルス加熱によって欠陥検査を行う。
【０１０８】
ＣＰＵ３０は、所定の加熱条件でパルス加熱を行った後の所定時間、赤外線カメラ６３が計測した被検査体６０の表面温度を継続して記録する。例えば、加熱停止後からの１０秒間計測データを記録する。なお、計測データは、コンピュータ装置６５のハードディスク３５等に記録される。
【０１０９】
この計測処理を所定時間毎に繰り返すことにより、加熱停止期間における、計測時刻毎の表面温度変動の計測データを取得する。なお、計測データは、被検査体６０における測定領域の各単位領域毎の表面温度データである。
【０１１０】
図８ａに、計測データとして記録される被検査体６０の表面温度データの例を示す。この図に示すように、単位領域ごと（ｉ11、ｉ12、ｉ13、…）、単位時間ごと（0s,0.25s,0.5s,0.75s,…）の表面温度データが記録される。
【０１１１】
ＣＰＵ３０は、所定の繰り返し回数において上記の処理を行った後、計測を終了する（ステップＳ８０５）。なお、本実施形態においては、加熱および計測はそれぞれ１回のみ行う。
【０１１２】
計測終了を受けてＣＰＵ３０は、Ｒmax（温度上昇比の最大値）の算出処理を行う（ステップＳ８０７）。
【０１１３】
１−６−１．Ｒmaxの算出処理
図９に、Ｒmaxの算出処理におけるフローチャートを示す。ここで、被検査体６０における測定領域の各単位領域毎の表面温度データをＴで表し、時刻ｔ、単位領域ｉにおける温度をＴtiとする。図９ａに、単位領域ｉの温度Ｔtiと温度上昇比の最大値Ｒmaxとの関係をイメージ図として示す。
【０１１４】
コンピュータ装置６５のＣＰＵ３０は、メモリ３１上において、温度上昇比の最大値Ｒmaxをゼロクリアする（ステップＳ９０１）。
【０１１５】
ＣＰＵ３０は、表面温度Ｔtiをハードディスク３５から呼び出し、メモリ３１に記憶する（ステップＳ９０３）。
【０１１６】
ＣＰＵ３０は、時刻ｔにおける健全部の表面温度Ｔsをハードディスク３５から呼び出し、メモリ３１に記憶する（ステップＳ９０５）。なお、前記健全部の表面温度Ｔsは、被検査体６０と同一の鋼板を同一条件で加熱して得られた健全部の表面温度である。例えば、表面温度Ｔsは、健全部を確実に有する鋼板の表面温度を計測して予め取得しておけばよい。
【０１１７】
ＣＰＵ３０は、上記ステップ４０１において取得した領域ｉにおける初期温度Ｔ0iをハードディスク３５から呼び出し、メモリ３１に記憶する（ステップＳ９０７）。
【０１１８】
ＣＰＵ３０は、時刻ｔ、領域ｉにおける表面温度Ｔti、初期温度Ｔ0iおよび表面温度Ｔとの温度上昇値ΔＴを算出し、さらに、初期温度Ｔ0iおよび表面温度Ｔsとの温度上昇値ΔＴsを算出して、温度上昇比Ｒ（ΔＴ／ΔＴs）を算出する（ステップＳ９０９）。すなわち、上述したように、次式によって温度上昇比Ｒを算出する。
【０１１９】
【数１】
2005274202.tif 000005
【０１２０】
ＣＰＵ３０は、算出した温度上昇比Ｒとメモリ３１に記憶したＲmaxを比較し、ＲがＲmaxより大きい場合には（ステップＳ９１１，ＹＥＳ）、Ｒを新たなＲmaxとして記憶する（ステップＳ９１３）。なお、ＲがＲmax以下の場合にはステップＳ９１３をスキップする（ステップＳ９１１，ＮＯ）。
【０１２１】
ＣＰＵ３０は、時刻ｔにΔｔを加算して時刻をｔ＋Δｔとし（ステップＳ９１５）、所定の解析時間（例えば、１０秒。）を越えるまで（ステップＳ９１７，ＹＥＳ）、上記ステップＳ９０１〜Ｓ９１５の処理を繰り返す（ステップＳ９１７，ＮＯ）。
【０１２２】
ＣＰＵ３０は、時刻ｔが所定の解析時間を超えると、領域ｉについてのＲmaxをハードディスク３５に記録する（ステップＳ９１９）。このとき記録されるＲmaxが、領域ｉにおける温度上昇比の最大値である。
【０１２３】
ＣＰＵ３０は、次の単位領域における温度上昇比を算出するため、ｉに１を加算してｉ＋１とする（ステップＳ９２１）。さらに、ｉが全領域数Ｉを越えるまで（ステップＳ９２３，ＹＥＳ）、上記ステップＳ９０１〜Ｓ９２１の処理を繰り返し、各単位領域ｉについての温度上昇比の最大値Ｒmaxを算出して記録する（ステップＳ９２３，ＮＯ）。
【０１２４】
このように、温度上昇比Ｒmaxを求める処理が、赤外線カメラ６３で測定した各単位領域ｉ毎に全領域数Ｉ回分行われる。つまり、図９に示すように、各フレームの各単位領域ｉについて、温度上昇比Ｒを算出してその最大値Ｒmaxｉを記録する。
【０１２５】
１−６−２．残存厚の算出処理
Ｒmaxの算出処理を終えると、ＣＰＵ３０は、残存厚の算出処理を行う（図８，ステップＳ８０９）。図１０に、残存厚の算出処理におけるフローチャートを示す。
【０１２６】
コンピュータ装置６５のＣＰＵ３０は、領域ｉにおける温度上昇比の最大値Ｒmaxを呼び出す（ステップＳ１００１）。
【０１２７】
ＣＰＵ３０は、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存板厚比１／Ａの関係式に、Ｒmaxを代入することにより、領域ｉにおける残存厚ｚを算出する（ステップＳ１００３）。
【０１２８】
この関係式は、上記「１−２−２．薄板の場合」の図４において示したものと同様である。例えば、鋼板の厚さｚsが「０．７ｍｍ」である場合には、残存厚ｚは、「Ｒmax＝ａ（１／Ａ）＋ｂ」および「Ａ＝ｚ／ｚs」に基づいて算出することができる。ここで、ａ，ｂは、比例関係直線を表す係数であり、これらは、数値解析（有限要素解析）または人工欠陥（標準片）を用いた実験等により求めることができる。
【０１２９】
ＣＰＵ３０は、算出した領域ｉに付いての残存厚ｚを、ハードディスク３５に記憶する（ステップＳ１００５）。
【０１３０】
ＣＰＵ３０は、次の単位領域における残存厚を算出するため、ｉに１を加算してｉ＋１とする（ステップＳ１００７）。さらに、ｉが全領域数Ｉを越えるまで（ステップＳ１００９，ＹＥＳ）、上記ステップＳ１００１〜Ｓ１００７の処理を繰り返し、各単位領域ｉについての残存厚ｚを算出して記録する（ステップＳ１００９，ＮＯ）。
【０１３１】
このように、残存厚ｚを求める処理が、赤外線カメラ６３で測定した各単位領域ｉ毎に全領域数Ｉ回分行われる。
【０１３２】
１−６−３．推定画像の表示
残存厚の算出処理を終えたＣＰＵ３０は、各領域についての残存厚ｚに基づいて、鋼板の減肉状況を推定した推定画像をコンピュータ装置６５のディスプレイ３３に表示する（図８，ステップＳ８１１）。
【０１３３】
図１１のＢおよびＣに、被検査体６０の鋼板の減肉状況を推定した推定画像の例を示す。なお、図１１のＡに、被検査体６０として用いた鋼板の、実際の欠陥形状を示す。
【０１３４】
図１１のＢは、図１１のＡに示した鋼板のＡ−Ａにおける断面図である。この図において、破線ｂ1が、本実施形態において算出した残存厚ｚに基づく欠陥形状を示している。なお、実線ｂ２は、鋼板を実測して得られた欠陥形状を示しているが、本発明の推定画像としては表示されない。
【０１３５】
図１１のＣは、図１１のＡに示した鋼板のＢ−Ｂにおける断面図である。この図において、破線ｃ1が、本実施形態において算出した残存厚ｚに基づく欠陥形状を示している。なお、実線ｃ２は、鋼板を実測して得られた欠陥形状を示しているが、本発明の推定画像としては表示されない。
【０１３６】
このように、残存厚ｚに基づいて、計測領域における欠陥を推定画像として表示させることができる。また、上記の推定画像（ｂ1またはｃ1）と実測に基づく画像（ｂ2またはｃ2）から解るように、本発明に基づいて推定した欠陥形状と実際の欠陥形状とは概ね良好に一致している。
【０１３７】
なお、上記においては、推定画像を２次元形状の断面図として表示したが、３次元形状で表示するようにしてもよい。
【０１３８】
１−７．まとめ
以上に示したように、本実施形態によれば、被検査体の内部欠陥を検出する際に、その欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。
【０１３９】
図１５に、実際の腐食欠陥を有する鋼板に対して本発明を適用し、欠陥検査を行った場合の画像を示す。図１５のＡは、錆が発生した鋼板の画像である。図１５のＢは、錆を削り落とした同一鋼板の画像である。
【０１４０】
図１５のＣは、本実施形態と同様の処理により鋼板の減肉欠陥を推定した推定画像である。図１５のＤは、鋼板の欠陥を３次元計測した場合の画像である。
【０１４１】
図に示すように、本発明による推定画像（Ｃ）は、実際の欠陥画像（Ｄ）とほぼ一致している。
【０１４２】
２．第２の実施形態
第１の実施形態においては、薄板の鋼板における欠陥を検査する例について説明したが、本実施形態においては、厚板の鋼板における欠陥を検査する例について説明する。
【０１４３】
なお、本実施形態における欠陥検査システムの機能ブロック図、装置構成、欠陥検査制御装置のハードウェア構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１４４】
２−１．欠陥検査制御装置におけるフローチャート
図１２に、厚板の鋼板を用いて欠陥検査を行う場合の欠陥検査制御装置１０におけるフローチャートを示す。
【０１４５】
上述したように、厚板の場合は、欠陥大きさによって温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存厚比の逆数１／Ａの関係式が異なる。したがって、本実施形態の欠陥検査処理においては、欠陥大きさを求めた後に、この欠陥大きさに基づく関係式を決定して残存厚の算出処理を行う。
【０１４６】
図１２に示すフローチャートは、図８に示したフローチャートのステップＳ８０７とステップＳ８０９の間に関係式の決定処理（ステップＳ８０９）を追加したものであり、他のステップは図８のフローチャートで示した処理と同様である。よって、図１２の関係式の決定処理（ステップＳ８０９）についてのみ以下説明する。
【０１４７】
２−１−１．関係式の決定処理
Ｒmaxの算出処理を終えると、ＣＰＵ３０は、関係式の決定処理を行う（図１２，ステップＳ８０８）。図１３に、関係式の決定処理におけるフローチャートを示す。
【０１４８】
コンピュータ装置６５のＣＰＵ３０は、領域ｉにおける温度上昇比の最大値Ｒmaxを呼び出す（ステップＳ１３０１）。
【０１４９】
ＣＰＵ３０は、温度上昇比の最大値Ｒmaxを二値化してメモリ３１に記憶する（ステップＳ１３０３）。例えば、Ｒmaxの値が０より大きければ１を出力し、０以下であれば０を出力することにより二値化する。
【０１５０】
ＣＰＵ３０は、次の単位領域におけるＲmaxを二値化するため、ｉに１を加算してｉ＋１とする（ステップＳ１３０５）。さらに、ｉが全領域数Ｉを越えるまで（ステップＳ１３０７，ＹＥＳ）、上記ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０５の処理を繰り返し、各単位領域ｉについてのＲmaxを二値化して記憶する（ステップＳ１３０９，ＮＯ）。
【０１５１】
全領域数ＩについてＲmaxの二値化を終えたＣＰＵ３０は、二値化データの連続領域に基づいて被検査体６０の欠陥大きさ（欠陥幅）を算出する（ステップＳ１３０９）。例えば、図１４に示すように、二値化データが「１」である連続領域に基づいて欠陥の有無を判断するとともに、欠陥がある場合にはその大きさを算出することができる。
【０１５２】
例えば、欠陥大きさ（欠陥幅）は、その形状を円形に近似させたときの円の半径や、その形状を長方形に近似させたときの短辺長の半分などに基づいて算出すればよい。
【０１５３】
ＣＰＵ３０は、算出した関係式に基づいて、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存板厚比１／Ａの関係式を決定する（ステップＳ１３１１）。
【０１５４】
この関係式は、上記「１−２−１．厚板の場合」の図３において示したものと同様である。例えば、欠陥幅が「２０ｍｍ」の場合の関係式は、半径ｒdが「１０ｍｍ」の関係式Ｌ１として決定することができる。
【０１５５】
なお、欠陥幅が所定値よりも大きい場合には、被検査体６０は薄板であると判断して、上記「１−２−２．厚板の場合」の図４において示した関係式Ｌ２を選択すればよい。
【０１５６】
２−２．まとめ
以上に示したように、本実施形態によれば、関係式が一定しない厚板の場合であっても、被検査体の内部欠陥を検出する際に、その欠陥部位の深さや形状などの情報を、定量的かつ高精度に検出することができる。
【０１５７】
なお、上記においては、Ｒmaxに基づいて欠陥大きさを判断するようにしたが、加熱後における計測データに基づいて欠陥大きさを判断してもよい。例えば、加熱後のある時点において、高温となる領域部分は欠陥であると判断してもよい。
【０１５８】
また、上記においては、ＣＰＵ３０によって欠陥大きさを算出するように構成したが、ユーザが赤外線画像によって判断し、その判断結果を欠陥大きさとしてコンピュータ装置６５に入力するようにしてもよい。
【０１５９】
３．第３の実施形態
第１の実施形態においては、薄板の鋼板における欠陥を検査する例について説明し、また、第２の実施形態においては、厚板の鋼板における欠陥を検査する例について説明したが、本実施形態においては、鉄筋における欠陥を検査する例について説明する。
【０１６０】
図１６のＡに、被検査体６０として用いるコンクリート１６３中に埋設された鉄筋１６０の例を示す。図１６のＢに、欠陥幅Ｄの減肉欠陥ｂを有する当該鉄筋１６０のａ−ａ線による断面図の例を示す。本実施形態においては、このような鉄筋における残存厚を推定する。
【０１６１】
鉄筋の場合、その断面形状が鋼板と異なるため、パルス加熱を与えた後の内部での熱拡散が鋼板よりも複雑になる。
【０１６２】
しかしながら、検査対象の鉄筋の径や種類毎に、欠陥深さや欠陥大きさが既知の標準試験片等を用いて、鉄筋種毎の温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存厚比の逆数１／Ａの関係式を予め取得して本発明を適用することにより、当該鉄筋の残存厚を推定することができる。
【０１６３】
この場合、健全部における表面温度データは、内部欠陥を有さない新品の鉄筋を用いて取得すればよい。
【０１６４】
図１７に、図１３に示した関係式の決定処理のフローチャートのステップＳ１３１１において、欠陥幅Ｄに基づいて関係式を決定する詳細処理の例を示す。
【０１６５】
コンピュータ装置６５のＣＰＵ３０は、検査対象の鉄筋１６０の直径Ｓを取得する（ステップＳ１７０１）。例えば、鉄筋の直径はユーザが予めコンピュータ装置６５に入力設定しておけばよい。
【０１６６】
ＣＰＵ３０は、欠陥幅Ｄを取得する（ステップＳ１７０３）。欠陥幅Ｄは、上述したように、Ｒmaxまたは赤外線画像の高温部位の二値化データに基づく領域判定処理によって求めればよい。なお、ユーザが欠陥幅Ｄを入力設定してもよい。
【０１６７】
ＣＰＵ３０は、取得した欠陥幅Ｄが、鉄筋１６０の直径Ｓよりも極めて大きい場合には（ステップＳ１７０５、ＹＥＳ）、薄板の関係式を取得する（ステップＳ１７１１）。なお、この関係式は、上記「１−２−２．薄板の場合」の図４において示したものと同様である。これは、欠陥大きさが被検査体厚さよりも極めて大きい場合には、Ｒmaxと１／Ａが単比例の関係にあるためである。
【０１６８】
例えば、取得した欠陥幅Ｄが、鉄筋１６０の直径Ｓよりも極めて大きいか否かのの判断には、「欠陥幅Ｄ×５＞直径Ｓ」の式等を用いればよい。
【０１６９】
ＣＰＵ３０は、取得した欠陥幅Ｄが、鉄筋１６０の直径Ｓよりも極めて大きくない場合には（ステップＳ１７０５、ＮＯ）、標準試験片から予め求めた関係式を取得する（ステップＳ１７１３）。上述したように、標準試験片は、検査対象の鉄筋の径や種類に応じて作製しておけばよい。
【０１７０】
このように、鋼板以外の被検査体の場合であっても、欠陥深さや欠陥大きさが既知の標準試験片等を用いて、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存厚比の逆数１／Ａの関係式を予め取得することにより、本発明を適用することができる。
【０１７１】
これにより、コンクリート中に埋設された鉄筋であっても、減肉欠陥による残存厚を算出して、その減肉量を求めることができる。
【０１７２】
４．第４の実施形態
上記実施形態においては、鋼板または鉄筋の減肉欠陥を検査する例について説明たが、本実施形態においては、被検査体の形状を特定する例について説明する。
【０１７３】
図１８に、形状を特定するための被検査体６１の例を示す。この図において、被検査体６１は、その裏側の形状が不明であるとする。
【０１７４】
この場合、Ｘ方向から被検査体６１を加熱し、その表面温度を計測して、上記に示した検査方法を適用することで、裏側（Ｙ方向）の形状を特定することが可能である。
【０１７５】
すなわち、被検査体６１における基準部の厚みｚsが既知であれば、凹部分の厚みｚdを算出することができる。これにより、被検査体６１の裏側の形状を特定することができる。なお、前記基準部は、被検査体６１において最も厚みが大きい部分とすればよい。
【０１７６】
５．その他の実施形態
上記実施形態においては、有限要素解析において取得したＲmaxと１／Ａの関係式を用いて残存厚の推定を行うように構成したが、欠陥深さが異なる複数の標準試験片を用いて、予め加熱と計測を行うとともにＲmaxと１／Ａの関係式を取得し、この関係式を用いて被検査体の残存厚を推定するようにしてもよい。
【０１７７】
これにより、現実の加熱条件と同一の条件の下で関係式を取得することができ、検査精度を向上させることができる。
【０１７８】
上記実施形態においては、被検査体６０として鋼板を用いたが、例えばＣＦＲＰ等から構成された複合材料における欠陥検査にも本発明は適用可能である。
【０１７９】
上記実施形態においては、被検査体６０として鋼板を用い、鋼板の減肉による残存厚を算出する欠陥検査の例を示したが、コンクリートの浮きや剥離等の内部欠陥についての欠陥検査にも本発明は適用可能である。
【０１８０】
なお、コンクリートに適用する場合には、フラッシュランプによるパルス加熱では内部への熱拡散が十分に行えないため、より加熱強度の高い熱源として灯油式ヒータ等を用いればよい。
【０１８１】
上記実施形態においては、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存厚比（Ａ＝ｚ／ｚ0）の逆数１／Ａの比例関係に基づいて残存厚を算出するように構成したが、温度上昇比の最大値Ｒmaxと残存厚ｚの逆比例関係に基づいて残存厚を算出するようにしてもよい。例えば、コンクリート構造物等のように被検査体の厚さの特定が困難な場合においては、この逆比例関係を用いて残存厚を算出する方法が有効である。
【０１８２】
また、コンクリート構造物に生じる浮きや剥離のように、内部に主に空気層からなる周囲より熱の伝わりにくい欠陥が存在する場合、被検査体に与えた熱負荷は、その欠陥より深部には殆ど伝わらない。したがって、そのような欠陥部において算出される残存厚は、欠陥深さに相当するものである。
【０１８３】
上記実施形態においては、加熱・加熱停止を行う回数を１回としているが、被検査体の性質によっては複数回繰り返してもよい。繰り返すことにより、欠陥の検査精度の向上が期待できる。
【０１８４】
上記実施形態においては、欠陥検査制御装置１０をコンピュータ装置６５および信号発生装置６７から構成したが、当該欠陥検査制御装置１０を、加熱制御手段１１およびデータ記録手段１３を実現するデータ収集装置と、欠陥判断手段１５を実現する欠陥判断装置とに分けて構成してもよい。例えば、通信回線を利用してこれらの装置を接続することで、欠陥検査における遠隔操作が可能となる。
【０１８５】
上記実施形態においては、フラッシュランプを用いて被検査体に熱負荷を与えるようにしたが、被検査体の表面を加熱することができれば他の手法を用いてもよい。例えば、灯油式ヒータ、ガス式ヒータ、電気式ヒータまたはマイクロ波等を照射して熱負荷を与えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】この発明の欠陥部、健全部、温度上昇比の時間変化の例を示す図である。
【図２】この発明の有限要素モデルの例を示す図である。
【図３】この発明の厚板の場合における温度上昇比の最大値（Ｒmax）と残存板厚比の逆数（１／Ａ）との関係の例を示す図である。
【図４】この発明の薄板の場合における温度上昇比の最大値（Ｒmax）と残存板厚比の逆数（１／Ａ）との関係の例を示す図である。
【図５】この発明の欠陥検査システムにおける機能ブロック図の例を示す図である。
【図６】この発明の欠陥検査システムにおける装置構成の例を示す図である。
【図７】この発明の欠陥検査制御装置におけるハードウェア構成の例を示す図である。
【図８】この発明の欠陥検査処理におけるフローチャートの例を示す図である。
【図８ａ】この発明の表面温度データの例を示す図である。
【図９】この発明のＲmaxの算出処理におけるフローチャートの例を示す図で
【図９ａ】この発明の単位領域ｉとＲmaxとのイメージの例を示す図である。ある。
【図１０】この発明の残存厚の算出処理におけるフローチャートの例を示す図である。
【図１１】この発明の鋼板の例および推定画像の例を示す図である。
【図１２】この発明の欠陥検査処理におけるフローチャートの例を示す図である。
【図１３】この発明の関係式の決定処理におけるフローチャートの例を示す図である。
【図１４】この発明のＲmaxを二値化したときの例を示す図である。
【図１５】この発明の実際の薄板における検査画像の例を示す図である。
【図１６】この発明の被検査体として用いる鉄筋の例を示す図である。
【図１７】この発明の欠陥幅に基づいて関係式の決定する処理におけるフローチャートの例を示す図である。
【図１８】この発明の形状を特定する被検査体の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８７】
１０・・・欠陥検査制御装置
１１・・・加熱制御手段
１３・・・データ記録手段
１５・・・欠陥判断手段
１７・・・加熱装置
１９・・・温度計測器
【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８ａ】
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【図９】
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【図９ａ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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