(57)【要約】  【課題】コンクリート構造物などの被検査体における内部欠陥を検出するとともに、欠陥部位に関わる情報を定量的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。  【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、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。波形比較手段１６は、データ記録手段１３に記録された計測データに基づいて参照波形の周期を変更しながら相関処理を行い最適な周期を取得する。取得した周期に基づいて、欠陥深さと参照波形の周期との関係を予め記録したパターンテーブルに当てはめることにより内部欠陥の深さを推定する。比較結果出力手段１８は推定した内部欠陥の情報を出力する。  【選択図】図１ａ
2005283548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出すること
を特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて欠陥を判定し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の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】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、複数の周期の所定周期成分について算出し、
各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の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４】
請求項２または３の欠陥検査方法において、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違は、
所定周期を有する参照波形に対する相対的相違に基づいて決定されるものであ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、
全単位領域における表面温度の時間的変化の所定周期成分における平均的な相違との差が所定値よりも小さい単位領域を、前記健全部とすることを特徴とするもの。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの欠陥検査方法において、
前記所定周期成分における相違は、位相差であることを特徴とするもの。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかの欠陥検査方法において、
複数の周期成分のうち、位相差が最大となった周期成分がいずれであるかに基づいて、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２〜６のいずれかの欠陥検査方法において、
所定周期成分の周期の変化に伴う位相差の変化パターンに基づいて、欠陥深さを推定することを特徴とするもの。
【請求項９】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令および加熱停止指令を行う加熱制御手段と、
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を、複数の所定周期の参照波形について算出する波形比較手段と、
波形比較手段によって算出された位相差を出力する比較結果出力手段と、
を備えた欠陥検査装置。
【請求項１０】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令および加熱停止指令を行う加熱制御手段と、
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を算出する波形比較手段と、
全領域における平均位相差との差が所定値以上の領域を欠陥部として検出し、当該欠陥位置を出力する欠陥位置出力手段と、
前記位相差を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた欠陥部の位相差と健全部の位相差との相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段と、
を備えた欠陥検査装置。
【請求項１１】
被検査体の表面の加熱停止後において記録された、被検査体表面の各単位領域における表面温度データに基づいて、被検査体の欠陥深さを推定する欠陥判断装置であって、
各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を、複数の所定周期の参照波形について算出する波形比較手段と、
波形比較手段によって算出された位相差を出力する比較結果出力手段と、
を備えた欠陥判断装置。
【請求項１２】
被検査体の表面の加熱停止後において記録された、被検査体表面の各単位領域における表面温度データに基づいて、被検査体の欠陥深さを推定する欠陥判断装置であって、
各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を算出する波形比較手段と、
全領域における平均位相差との差が所定値以上の領域を欠陥部として検出し、当該欠陥位置を出力する欠陥位置出力手段と、
前記位相差を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた欠陥部の位相差と健全部の位相差との相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段と、
を備えた欠陥判断装置。
【請求項１３】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定し、
前記欠陥判定に用いた所定周期成分の周期に基づいて、判定可能な欠陥深さを算出すること
を特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１４】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定すること欠陥検査方法であって、
検査対象とする欠陥の深さを決定し、前記所定周期成分の周期を、欠陥深さの検出に適切な周期に選択することを特徴とするもの。
【請求項１５】
被検査体の計測対象表面を複数の単位領域に区分し、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、基準部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を算出し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における深さ方向の厚さを推定して、被検査体の形状を推定すること
を特徴とする形状推定方法。
【請求項１６】
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出する方法であって、
前記所定周期は、前記加熱周期よりも長い周期を用いることを特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートのような低熱伝導性材料から構成された被検査体における内部欠陥を検出する方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリート構造物の浮きや剥離など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。この従来のサーモグラフィ法では、コンクリート構造物などに熱負荷を与えたときに発生するコンクリート表面の局所的な温度変化領域を赤外線サーモグラフィで計測し、計測データを画像として出力して内部欠陥の検査を行う。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。
【０００３】
出願人は、従来のサーモグラフィ法の応用として、コンクリート構造物などの低熱伝導性材料から構成された被検査体について、その欠陥部位の特定だけでなく欠陥深さについても検出することのできる欠陥検査方法およびその装置についての発明を開示している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この従来技術では、被検査体に対して加熱と冷却（加熱停止）を交互に行い、冷却時において、被検査体の各部位における表面温度の時間的変化を検出している。健全部と内部に欠陥がある部分とでは、表面温度の時間的変化が異なるため、健全部における計測波形との位相差を検出して、欠陥を発見することができる。
【０００５】
さらに、異なった加熱・冷却の周期（例えば、１０分、２０分、３０分、４０分の各周期）によって上記計測を行い、何れの周期において加熱・冷却を行った場合に、最大の位相差（健全部波形との位相差）が生じるかを見れば、欠陥の深さを検出することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８３９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記文献において出願人が開示した方法においては、被検査体の内部欠陥の深さを検出することができるものの、加熱・冷却の周期を変えて、何度も計測を行わねばならず、検査に長時間を要するという問題があった。特に、低熱伝導性材料を検査対象とするため、なおさらであった。
【０００８】
また、欠陥の有無を検出する場合において、異なる深さの欠陥も正確に検出するためには、加熱・冷却の周期を変えて、複数回の測定を行わねばならず、検査に長時間を要していた。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、コンクリート構造物などの低熱伝導性材料から構成された被検査体の内部欠陥を検出する際に、その欠陥部位の位置や深さや形状などの情報を精度よく検出することができるとともに、検査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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出することを特徴としている。
【００１１】
したがって、１回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査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。
【００１２】
（２）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて欠陥を判定し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の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。
【００１３】
したがって、１回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出するとともに、当該欠陥深さを推定することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査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】
（３）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を、複数の周期の所定周期成分について算出し、
各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定すること
を特徴としてる。
【００１５】
したがって、１回の加熱および計測によって、欠陥深さを推定することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査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。
【００１６】
（４）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違は、
所定周期を有する参照波形に対する相対的相違に基づいて決定されるものであることを特徴としている。
【００１７】
したがって、欠陥部と健全部を相対的な比較によって判定することができる。
【００１８】
（５）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
全単位領域における表面温度の時間的変化の所定周期成分における平均的な相違との差が所定値よりも小さい単位領域を、前記健全部とすることを特徴としている。
【００１９】
したがって、予め健全部におけるデータを用意することなく、精度の高い欠陥検出を行うことができる。
【００２０】
（６）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
所定周期成分における相違は、位相差であることを特徴としている。
【００２１】
したがって、欠陥深さを精度よく推定することができる。
【００２２】
（７）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
複数の周期成分のうち、位相差が最大となった周期成分がいずれであるかに基づいて、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、欠陥深さを精度よく推定することができる。
【００２４】
（８）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
所定周期成分の周期の変化に伴う位相差の変化パターンに基づいて、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、欠陥深さを簡単な方法で推定することができる。
【００２６】
（９）（１１）この発明にかかる欠陥検査装置においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令および加熱停止指令を行う加熱制御手段と、
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を、複数の所定周期の参照波形について算出する波形比較手段と、
波形比較手段によって算出された位相差を出力する比較結果出力手段と、
を備えたこと
を特徴としている。
【００２７】
したがって、１回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出するための情報を作業者に提示することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査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。
【００２８】
（１０）（１２）この発明にかかる欠陥検査装置においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行う加熱装置に対して加熱開始指令および加熱停止指令を行う加熱制御手段と、
少なくとも加熱停止後における、被検査体の各単位領域における表面温度を計測する温度計測器からのデータを入力して記録するデータ記録手段と、
データ記録手段に記録された温度データを読み出し、各単位領域における表面温度の時間変化波形と、所定周期を有する参照波形との位相差を算出する波形比較手段と、
全領域における平均位相差との差が所定値以上の領域を欠陥部として検出し、当該欠陥位置を出力する欠陥位置出力手段と、
前記位相差を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた欠陥部の位相差と健全部の位相差との相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥深さを推定する欠陥深さ推定手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００２９】
したがって、１回の加熱および計測によって、欠陥の有無を検出するとともに、当該欠陥深さを推定することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査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。
【００３０】
（１３）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定し、
前記欠陥判定に用いた所定周期成分の周期に基づいて、判定可能な欠陥深さを算出すること
を特徴としている。
【００３１】
したがって、１回の加熱および計測によって、判定可能な欠陥深さの情報を作業者に提示することができる。これにより、加熱・計測にかかる検査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。
【００３２】
（１４）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を判定すること欠陥検査方法であって、
検査対象とする欠陥の深さを決定し、前記所定周期成分の周期を、欠陥深さの検出に適切な周期に選択すること
を特徴としている。
【００３３】
したがって、１回の加熱および計測によって、欠陥深さの検出に適切な周期を選択することができ、効率よく欠陥検査を行うことができる。
【００３４】
（１５）この発明にかかる形状推定方法においては、
被検査体の計測対象表面を複数の単位領域に区分し、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、基準部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違を算出し、
前記相違を異なる周期成分について算出し、各周期成分ごとに得られた相違に基づいて、被検査体の各単位領域における深さ方向の厚さを推定して、被検査体の形状を推定すること
を特徴としている。
【００３５】
したがって、１回の加熱および計測によって、形状が未知の被検査体の裏側の形状を容易に推定することができる。
【００３６】
（１６）この発明にかかる欠陥検査方法においては、
被検査体の計測対象表面の全面に対して加熱を行い、
少なくとも前記加熱を停止した後の加熱停止期間において、被検査体の計測対象表面の各単位領域における表面温度の時間変化を計測し、
各単位領域における表面温度の時間変化と、健全部における表面温度の時間的変化の、所定周期成分における相違に基づいて、被検査体の各単位領域における欠陥を検出する方法であって、
前記所定周期は、前記加熱周期よりも長い周期を用いること
を特徴としている。
【００３７】
したがって、短い加熱時間でありながら、深い欠陥を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３９】
１．第１の実施形態
１−１．加熱条件について
１−１−１．加熱距離および加熱時間
図２は、加熱距離および加熱時間を変更して、コンクリート構造物としての被検査体の表面に対してヒーターを用いて加熱と冷却（加熱停止）を行い、その表面および所定深部（５０ｍｍ）における温度の経時変化を測定した場合のグラフである。なお、ヒーターの加熱強度は一定であり、温度は被検査体に設置した熱電対を用いて測定した。
【００４０】
図２Ａは、被検査体の表面とヒーターとの加熱距離を２ｍとし、２０分間の加熱を行った場合のグラフである。図２Ｂは、被検査体の表面とヒーターとの加熱距離を０．５ｍとし、１分間の加熱を行った場合のグラフである。
【００４１】
図２Ａのグラフに示すように、加熱距離を２ｍ、加熱時間を２０分とした場合に、加熱を停止した後（２０分経過後）において深さ５０ｍｍの位置における内部温度が上昇している。また、図２Ｂのグラフに示すように、加熱距離を０．５ｍ、加熱時間を１分とした場合にも上記同様に、加熱を停止した後（１分経過後）において深さ５０ｍｍの位置における内部温度が上昇している。
【００４２】
特に、加熱距離を０．５ｍとした場合において、１分間の加熱期間中に深さ５０ｍｍの地点での内部温度の上昇がほとんど見られないにもかかわらず、加熱を停止した後にその内部温度が徐々に上昇している。すなわち、加熱時間を短くして加熱距離を小さくした場合にも、深さ５０ｍｍ地点において温度上昇が生じている。
【００４３】
１−１−２．サーモグラフィ
人工欠陥を有する被検査体（人工欠陥供試体）を、上記の加熱条件で加熱した後において、赤外線サーモグラフィ法を用いて表面温度分布を計測し欠陥検出を行った場合の例を示す。
【００４４】
図３Ａに示す人工欠陥供試体１には、表面からの深さｄが１００ｍｍおよび５０ｍｍの位置に、厚さ１０ｍｍのポリエチレンシートの模擬剥離２、５、厚さ５ｍｍのポリエチレンシートの模擬剥離３、６、厚さ２ｍｍのポリエチレンシートの模擬剥離４、７がそれぞれ埋設されている。
【００４５】
人工欠陥供試体１に対して、（１）加熱距離を２ｍ、加熱時間を２０分とした場合、および（２）加熱距離を０．５ｍ、加熱時間を１分とした場合に、加熱を停止した後（２５分経過後）に赤外線サーモグラフィ（検出波長８〜１３μｍ、ＮＥＴＤ値０．１℃）により表面温度分布を計測した。
【００４６】
図３Ｂは、（１）加熱距離を２ｍ、加熱時間を２０分とした場合の表面温度分布画像である。また、図３Ｃは、（２）加熱距離を０．５ｍ、加熱時間を１分とした場合の表面温度分布画像である。
【００４７】
図３Ｂの温度分布画像においては、ｂ１、ｂ２およびｂ３付近が高温で表示されている。これは、模擬欠陥５〜７についての欠陥検出が可能であることを示している。また、図３Ｃの温度分布画像においては、ｃ１、ｃ２およびｃ３付近が高温で表示されている。これは、深さ５０ｍｍの模擬欠陥５〜７についての欠陥検出が可能であることを示している。
【００４８】
なお、深さ１００ｍｍの模擬欠陥２〜４については、上記（１）および（２）に示したいずれの加熱条件下においても検出できなかった。また、図３ＢおよびＣの温度分布画像において、模擬欠陥５〜７における表面温度にばらつきがあるのは、加熱時における加熱斑等の影響のためと考えられる。
【００４９】
１−１−３．考察
以上の点について考察すると、熱伝導性の低い被検査体の表面に対して、一定量を超えるような大きな熱量が与えられた場合、被検査体の内部にいわゆる加熱層が発生し、表面温度が下降する冷却期間中にも内部への熱伝導が持続されることが予測される。
【００５０】
すなわち、コンクリート構造物のように低熱伝導性材料から構成された物体の表面に熱負荷を与えた場合、与えられた熱負荷による熱量が大きい程、加熱を停止した後の加熱停止期間においても内部への熱伝導が持続される。
【００５１】
したがって、持続された内部への熱伝導が検出対象となる欠陥の深さ地点にまで到達し、熱の到達によって生じた温度上昇に基づく表面温度の変化を測定することができれば、少なくとも当該地点までの深さに存在する欠陥の検出が加熱停止後においても可能となる。
【００５２】
この知見に基づいて、コンクリート構造物としての被検査体を加熱し、検査効率を向上させた欠陥検査方法について以下説明する。
【００５３】
１−２．欠陥検査
上述のように、被検査体の表面に熱負荷を与えた後、加熱を停止しても、冷却期間中に内部への熱伝導が持続される。もし、被検査体に欠陥が存在すれば、欠陥部分によって熱伝導が妨げられ、結果として欠陥部分の表面温度が、健全部分の表面温度よりも高温になる。したがって、検査部位における加熱停止後の表面温度の時間的変化波形を、健全部分の表面温度の時間的変化波形と比較することによって、欠陥を検出することができる。
【００５４】
図４に、加熱後の表面温度の時間的変化波形を示す。波形γが健全部の波形、波形αおよび波形βが内部欠陥がある場合の波形である。波形αの場合よりも、波形βの場合の方が、深い位置に内部欠陥がある。欠陥がある部位の波形は、健全部の波形と明らかに異なることから、欠陥を見いだすことができる。
【００５５】
上記波形の比較は、所定周期成分における位相差を算出することによって行うことができる。また、位相差算出にあたっては、検査部位における表面温度の時間的変化波形と所定周期の参照波形（正弦波など）との位相差を算出し、健全部分の表面温度の時間的変化波形と前記所定周期の参照波形との位相差を算出し、さらに両位相差の差を算出して得ることができる。
【００５６】
この位相差を、視覚的に認識しやすい画像データに変換し、内部欠陥の存在する部位を画像データ上にコントラスト差として表示させることで欠陥検査を行うことができる。
【００５７】
なお、欠陥の深さ（被検査体の表面から、欠陥の最も浅い部分までの距離）によって、検査部位における表面温度の時間的変化波形も変化する。欠陥が深いほど、欠陥がもたらす表面温度への影響の発現が遅いからである。図４では、波形αの場合の欠陥よりも、波形βの場合の欠陥の方が、深い位置にある。
【００５８】
したがって、時間的変化波形における欠陥深さに対応した変化を検出すれば、欠陥の深さを推定することができる。以下の実施形態では、複数の周期の参照波形を用いて上記の位相差を算出し、各周期における位相差に基づいて、欠陥深さを推定するようにしている。
【００５９】
１−３．欠陥検査システムの概要
図１ａに、本発明を実現する欠陥検査システムの概略構成を機能ブロック図で示す。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を読み出して、参照波形との波形比較を行う波形比較手段１６と、波形比較の結果を出力する比較結果出力手段１８とを備えている。
【００６０】
加熱装置１７と被検査体との距離を調整することにより、単位時間当たりに被検査体に与える熱量を調整することができる。以下の実施形態では、この距離を、０．５ｍとしている。
【００６１】
１−３−１．欠陥検査システムの装置の構成
図５に、前記欠陥検査システムの具体的構成例を示す。被検査体２０は、内部欠陥の検査を行うコンクリート壁を示している。被検査体２０に対向して、この被検査体２０に熱負荷を与えるヒーター２１を設置する。なお、ヒーター２１は、被検査体２０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リレー装置２５に接続されている。リレー装置２５を設けることにより、ヒーター２１の中心部における照射量を調整し、被検査体２０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。
【００６２】
信号発生装置２７は、リレー装置２５およびコンピュータ装置２９に接続されており、コンピュータ装置２９から受けた加熱開始指令に基づいて、リレー装置２５を制御するための信号を発生する。
【００６３】
赤外線カメラ２３は、被検査体１に対向して設置されるとともに、コンピュータ装置２９に接続されており、被検査体１の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２９に出力する。
【００６４】
計測データの出力を受けて、コンピュータ装置２９は、計測データを記録し、当該データに基づいて、被検査体２０の内部欠陥を判断して画像出力を行い、欠陥深さを推定する。
【００６５】
なお、図１ａにおける、欠陥検査制御装置１０は、コンピュータ装置２９および信号発生装置２７によって実現される。加熱装置１７は、ヒーター１７およびリレー装置２５によって実現される。温度計測器１９は、赤外線カメラ２３によって実現される。なお、信号発生装置２７を設けずに、コンピュータ装置２９から加熱装置１７を直接制御するようにしてもよい。
【００６６】
１−３−２．コンピュータ装置のハードウェア構成図
図６に、コンピュータ装置２９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。
【００６７】
通信回路３９は、信号発生装置２７、赤外線カメラ２３など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、オペレーティングシステムや欠陥検査のためのプログラムが記録されている。欠陥検査のためのプログラムは、オペレーティングシステムと協働してその機能を達成している。
【００６８】
１−３−３．欠陥検査処理
図７に、欠陥検査プログラムのフローチャートを示す。まず、ＣＰＵ３０は、信号発生装置２７に対し、通信回路３９を介して加熱条件を出力する（ステップＳ４０１）。この実施形態では、加熱時間が２分、加熱強度が３８．８ｋＷ（ヒーター出力）で一定となるような加熱条件を出力している。
【００６９】
前記加熱条件は、信号発生装置２７に与えられ、波形信号に変換されてリレー装置２５に出力される。リレー装置２５は、入力した波形信号に基づいてヒーター２１を作動させる。これにより、所定の加熱条件で被検査体２０に熱負荷を与える。ここでは、図８に示すように、加熱時間が２分、加熱強度が３８．８ｋＷで一定となるような熱負荷が与えられることになる。
【００７０】
次に、ＣＰＵ３０は、通信回路３９を介して、赤外線カメラ２３の出力（表面温度データ）を、ハードディスク３５に記録する（ステップＳ４０２）。なお、この表面温度データは、少なくとも加熱停止の時点以後を記録する。もちろん、加熱停止以前のデータも記録してよいが、後述のように、この実施形態では、加熱停止の時点以後の表面温度データのみによって、欠陥の判定を行っている。
【００７１】
赤外線カメラ２３は、図９に示すように、計測対象の各単位領域Ｐ1,1〜Ｐk,jについての表面温度を出力する。つまり、計測対象表面を、縦ｋ、横ｊのマトリクスとし、それぞれの単位領域の表面温度を計測するものである。
【００７２】
図１０に、ハードディスク３５に記録される温度データを示す。各単位領域Ｐ1,1〜Ｐk,jごとに、表面温度の時間的変化が記録される。時刻ｔ１は加熱停止時であり、時刻ｔNが計測終了時である。この実施形態では、計測の時間間隔は、赤外線カメラ２３の画像フレーム周期である。また、この実施形態では、加熱停止時刻ｔ１から、６０分間測定を行った。
【００７３】
上記計測処理を終了すると、ＣＰＵ３０は、予め設定されている参照波形の周期のうち、最も小さい周期を、対象周期として設定する（ステップＳ４０３）。ここでは、周期として２０分、３０分、４０分が設定されているものとし、一番小さい周期である２０分を対象周期とする。
【００７４】
ＣＰＵ３０は、上記対象周期を持つ参照波形を使用して、計測データの解析処理を行う（ステップＳ４０４）。図１１に、計測データの解析処理におけるフローチャートを示す。ここで、被検査体２０における測定領域の各単位領域毎の表面温度データをＫで表し、時刻ｔ、単位領域x,yにおける温度をＫt,x,yとする。ＣＰＵ３０は、このＫt,x,yを各領域毎にハードディスク３５から呼び出し、メモリ３１に記憶する。
【００７５】
まず、ＣＰＵ３０は、ステップＳ５０１において、単位領域のインデックスｘ、ｙをそれぞれ「１」に設定する。次に、単位領域Ｐ1,1の表面温度データ波形と、周期２０分の参照波形（sin波）との位相差を算出する（ステップＳ５０２）。この実施形態では、下記に基づいて、位相差を算出するようにしている。
【００７６】
まず、下式により、参照波形に同期する表面温度波形の変動振幅ΔＫsinと参照波形と９０度位相がずれたＣＯＳ波に同期する表面温度波形の変動振幅ΔＫcosを算出する。
【００７７】
【数１】
2005283548.tif 000003
【００７８】
ここで、Ｎは、表面温度データの取り込みフレーム数である（図９のｔ1〜ｔNのＮ個）。Ｋ(t)は、時刻tにおけるP1,1の表面温度データ値を示している。Ｓｉｎ(t)は、時刻ｔにおける参照波形(sin波）の振幅値を示している。Ｃｏｓ(t)は、時刻ｔにおける参照波形と９０度位相がずれた波形（cos波）の振幅値を示している。なお、参照波形の振幅値の最大値は、例えば「１」とすればよい。
【００７９】
次に、次式により温度変動振幅の絶対値ΔＫおよび位相差θを算出する。
【００８０】
【数２】
2005283548.tif 000004
【００８１】
ＣＰＵ３０は、このようにして算出した単位領域Ｐ1,1における位相差θ1,1を、上記参照波形の周期に対応付けてハードディスク３５に記録する。
【００８２】
次に、ｘを１増やして、ステップＳ５０２以下を繰り返す。つまり、単位領域P1,2について、上記と同じようにして位相差θ1.2を算出して記録する。ｘが１ラインの画素数Ｊを超えると、つまり、１ラインの画素全てについて位相差を算出すると（ステップＳ５０４）、ｙを１増やし、ｘを「１」として、ステップＳ５０２以下を繰り返す。つまり、単位領域Ｐ2,1について、上記と同じようにして位相差θ2,1を算出して記録する。以後、この処理を繰り返して、単位領域ＰJ,Kまでの全ての単位領域について、位相差θ1,1〜θJ,Kを算出する。
【００８３】
このようにして、周期２０分の参照波形についての位相差の算出を終えると、図７のステップＳ４０５を実行する。ステップＳ４０５では、未処理の周期があるか否かを判断する。
【００８４】
ここでは、未処理の周期があるので、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では、次の周期３０分を対象周期として、上記と同じようにステップＳ４０４の解析処理を行う。これにより、周期３０分の参照波形に対する位相差θ1,1〜θJ,Kを得ることができる。続いて、上記と同様にして、周期４０分の参照波形に対する位相差θ1,1〜θJ,Kを算出する。
【００８５】
このようにして、全ての位相について位相差を算出すると、次に、ＣＰＵ３０は、それぞれの周期の参照波形について、各単位領域Ｐ1,1〜ＰJ,Kにおける位相差θ1,1〜θJ,Kを濃度差として表した画像を生成する。さらに、これを、ディスプレイ３３に表示する。あるいは、プリンタ（図示せず）からプリントアウトする。
【００８６】
図１２Ａ〜Ｃに、図１２Ｄのような模擬欠陥を有する被検査体について上記の検査を行い、周期１０分、２０分、４０分の参照波形との位相差θ1,1〜θJ,Kを算出して得た画像を示す。
【００８７】
模擬欠陥は、図１２Ｄに示すように、６つ設けられている。欠陥１、２、３は３０mmの深さ、欠陥４、５、６は２０mmの深さである。欠陥１、４の厚さは１０mm、欠陥２、５の厚さは５mm、欠陥３、６の厚さは２mmである。周期１０分の場合には、図１２Ａに示すように、健全部と欠陥部との明瞭なコントラストが得られない。周期２０分の場合には、図１２Ｂに示すように、深さ２０mmの欠陥については明瞭であるものの、深さ３０mmの欠陥についてはコントラストが明瞭でない。周期３０分の場合には、図１２Ｃに示すように、深さ３０mmの欠陥についてもコントラストが明瞭となっている。なお、図１２Ａでは、位相差−０．１〜０．７ラジアンの範囲を画像化し、図１２Ｂでは位相差−２．４〜−２．１ラジアン、図１２Ｃでは位相差−２．４〜−２．２ラジアンの範囲を画像化している。
【００８８】
このように、欠陥が深くなると、周期の長い参照波形による位相差が、健全部と欠陥部とで大きくなる原因は、以下のとおりであると考えられる。図１３Ａに浅い欠陥の場合の、健全部と欠陥部の表面温度波形を示す。図１３Ｂに、深い欠陥の場合の、健全部と欠陥部の表面温度波形を示す。
【００８９】
図１３Ａに示すように、欠陥が浅い場合には欠陥の影響が早く現れ、加熱停止直後の波形が、健全部と欠陥部とで大きく異なる（波形７３ａと波形７１ａ）。加熱停止直後は、表面温度が大きく変化するので、比較的高い周波数成分における位相差として、両者の差が見いだされることになる。また、欠陥部よりも健全部の方が早く波形が下降するため、欠陥部の方が健全部よりも位相が遅れることになる。図では、模式的に、参照波形Ｒ'７１ａとＲ'７３ａとの位相差Δθ1（＞０）として表されている。
【００９０】
また、図１３Ｂに示すように、欠陥が深い場合には欠陥の影響が遅く現れる（波形７３ａと波形７２ａ）。したがって、比較的低い周波数成分における位相差として、両者の差が見いだされることになる。また、欠陥部波形の方がなだらかに変化するため、健全部の波形に比べて早く低い周波数成分が現れ、欠陥部の方が健全部よりも位相が進むことになる。図では、模式的に、参照波形Ｒ''７２ａとＲ''７３ａとの位相差Δθ２（＜０）として表されている。一方、加熱停止直後の波形は、健全部と欠陥部とで大きく異なることはない（波形７３ａと波形７２ａ）。したがって、高い周波数成分における位相差は、余り生じないことになる。図では、模式的に、参照波形Ｒ'７２ａとＲ'７３ａとの位相差Δθ1（＝０）として表されている。
【００９１】
上記のような理由から、周期の長い参照波形を用いた場合に、健全部と欠陥部との位相差が顕著になったものと思われる。
【００９２】
作業者は、図１２の画像を目視して、上記コントラスト差に基づき、欠陥の有無を判断する。この実施形態では、複数の周期の参照波形を用いて健全部に対する位相差を算出しているので、欠陥を見落とす可能性を小さくすることができる。
【００９３】
図１４に、「欠陥部における欠陥深さ」毎における「欠陥部における健全部に対する位相差」と「参照信号周期」との関係を示す。なお、この図において、「欠陥部における健全部に対する位相差」は、「健全部の参照信号に対する位相差」から「欠陥部の参照信号に対する位相差」を減算した値として定義している。
【００９４】
例えば、点１４９は、「欠陥部の波形」が「健全部の波形」よりも、位相が約「５°」進んでいることを示している。
【００９５】
このように、欠陥深さが異なると、参照波形の周期を変えた場合の位相の変化パターンも異なってくる。したがって、欠陥のある単位領域ごとに、位相差を数値にて（あるいは図１４Ａのようなグラフや濃度図にて）出力（表示または印刷）すれば、作業者は、上記パターンに基づいて、欠陥深さを推定することができる。
【００９６】
例えば、単位領域の位相差についての各参照波形の周期による変動曲線を、図１４Ａに示すグラフに当てはめ、その相関関係により当該単位領域の欠陥深さを推定することができる。
【００９７】
例えば、単位領域の位相差についての各参照波形の周期による変動値を、図１４Ｂに示すような変動のパターンテーブルに当てはめ、その相関関係により当該単位領域の欠陥深さを推定することができる。
【００９８】
図１５に、欠陥のある被検査体（コンクリート）について検査を行った測定例を示す。図１５Ａが断面図である。表面から１０mmの深さに欠陥Ｄが存在する。図において、欠陥Ｄは斜線によって示されている。欠陥Ｄの空洞内部には、コンクリートＣが残存している。図１６に欠陥Ｄの中に残存したコンクリートＣを示す。図１５Ｂは、表面側から見た欠陥Ｄの形状を示している。
【００９９】
図１７に、周期２０分、３０分、４０分の参照波形にて算出した位相差を示す画像を示す。図中、濃度の濃い部分ほど、位相差が大きい（位相差が正）ことを示している。図１４からも明らかなように、欠陥が深くなるほど、周期の長い参照波形を用いたときの方が濃度が濃くなる（正の位相差となる）ことが明らかである。図１７においても、図１７Ｃの方が、図１７Ａに比べて、濃度の濃い部分が大きく広がって示されており、図１５の欠陥形状とよく合致している。
【０１００】
上記実施形態では、加熱周期（２分の加熱時間であるから、パルス周期と見立てると４分の周期となる）よりも、参照波形の周期を長くとっている。これにより、短い加熱時間でありながら、深い欠陥も検出可能としている。なお、計測時間が問題でなければ加熱周期と参照波形の周期を等しく、または、加熱周期の方を長くするようにしてもよい。
【０１０１】
上記実施形態では、複数の参照波形を用いて位相差を算出しているが、１つの参照波形だけを用いて位相差を算出し、欠陥を見いだすようにしてもよい。
【０１０２】
なお、上記ステップＳ４０１が加熱制御手段に、上記ステップＳ４０２がデータ記録手段に、上記ステップＳ４０４が波形比較手段に、上記ステップＳ４０６が比較結果出力手段にそれぞれ該当する。
【０１０３】
２．第２の実施形態
上記実施形態では、コンピュータによって表示（印刷）された画像に基づいて、作業者が欠陥を判断するようにしている。しかし、欠陥の有無判断または欠陥深さの判断またはその双方を、コンピュータ装置２９に判断させるようにしてもよい。
【０１０４】
システムの全体的構成を、図１ｂに示す。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を読み出して、上述の位相差を算出し、内部欠陥の位置を出力する欠陥位置出力手段１５と、内部欠陥の深さを推定する欠陥深さ推定手段９とを備えている。
【０１０５】
加熱装置１７と被検査体との距離を調整することにより、単位時間当たりに被検査体に与える熱量を調整することができる。以下の実施形態では、この距離を、０．５ｍとしている。
【０１０６】
ハードウエア構成などは、第１の実施形態と同様である。ただし、欠陥検査のプログラムが異なっている。図１８に、欠陥検査プログラムのフローチャートを示す。ステップＳ４０１〜Ｓ４０４までは、図７と同じである。ステップＳ１５０１において、ＣＰＵ３０は、第１の周期（たとえば２０分）の参照波形についての、全ての単位領域の位相差の平均値を算出する。なお、この位相差に代えて、予めわかっている健全部の位相差を用いてもよい。
【０１０７】
次に、各単位領域の位相差から、前記の平均位相差を減算する（ステップＳ１５０２）。この減算値の絶対値が所定の値（しきい値）を超えているか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。超えていなければ、当該単位領域は欠陥でないと判断し、次の単位領域について上記と同様の処理を行う。超えていれば、当該単位領域を欠陥であると判定し、その単位領域の座標（x,y）をハードディスク３５に記録する。その後、次の単位領域について上記と同様の処理を行う。
【０１０８】
全ての単位領域について上記の処理を終えると、その周期の参照波形によって検出された欠陥位置が、ハードディスク３５に記録されることとなる。ＣＰＵ３０は、その後、次の周期（たとえば３０分）を対象周期として、ステップＳ４０３以下を繰り返して実行する。これにより、各周期の参照波形によって検出された欠陥位置が、ハードディスク３５に記録される。ＣＰＵ３０は、少なくとも何れか一つの周期の参照波形において欠陥と判定された単位領域を、欠陥であると判断する。
【０１０９】
次に、ＣＰＵ３０は、上記によって欠陥であると判断された各単位領域に関し、その欠陥深さを推定する。この推定を行うため、ハードディスク３５には、図１４Ｂに示すような、パターンテーブル（周期パターン）が記録されている。このパターンテーブルは、欠陥深さごとに、参照波形の周期と位相差の正負との関係を表したものである。
【０１１０】
ＣＰＵ３０は、欠陥であると判断された単位領域の、各周期における位相差を読み出し、その符号を得る。たとえば、その単位領域における位相差が、１０分の参照波形に対して「２度」、２０分の参照波形に対して「−３度」、３０分の参照波形に対して「−１０度」、４０分の参照波形に対して「−１２度」であれば、符号列として「＋−−−」を得る。続いて、ＣＰＵ３０は、後の符号列のパターンに合致するものを図１４Ｂのテーブルから見いだす。ここでは、欠陥深さ２０mmが合致するので、欠陥深さが２０ｍｍであると推定する。ＣＰＵ３０は、このようにして推定した欠陥深さを、当該単位流域の座標（x,y）とともに記録する（ステップＳ１５０７）。
【０１１１】
ＣＰＵ３０は、欠陥単位領域についてステップＳ１５０７に戻り、上記の処理を繰り返す。このようにして、全ての欠陥単位領域について、欠陥深さを記録する。合致するパターンが見いだされない場合には、その周囲の欠陥単位領域の欠陥深さに基づいて、決定してもよい。
【０１１２】
次に、ＣＰＵ３０は、位相差画像を生成する（ステップＳ１５０９）。これは、図７のステップＳ４０６と同様である。続いて、ＣＰＵ３０は、位相差画像、欠陥位置座標、欠陥深さを、ディスプレイ３３またはプリンタに出力する。
【０１１３】
なお、上記ステップＳ４０４が波形比較手段に、上記ステップＳ１５０２〜Ｓ１５０６が欠陥位置出力手段に、上記ステップＳ１５０７、Ｓ１５０８が欠陥深さ推定手段にそれぞれ該当する。
【０１１４】
３．第３の実施形態
上記においては、被検査体２０に対して強力な熱負荷を与えるため、ヒーター２１と被検査体２０における加熱距離を０．５ｍに設定して欠陥検査を行う例について説明した。
【０１１５】
しかしながら、被検査体２０にヒーター２１を近づけすぎることによって、加熱斑が発生する場合があり、検査精度が低下するといった問題も生じる可能性がある。
【０１１６】
そこで、加熱斑の問題を解決することのできる欠陥検査システムについて以下説明する。
【０１１７】
本実施形態における欠陥検出システムの機能ブロック図は第１・第２の実施形態において示した図１、図２と同様である。また、欠陥検査制御装置にかかるコンピュータ装置２９のハードウェア構成は、図３と同様である。
【０１１８】
図２０に、本実施形態における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２０は、内部欠陥の検査を行うコンクリート壁を示している。
【０１１９】
被検査体２０に対向して、この被検査体２０に熱負荷を与えるヒーター２１およびヒーター移動装置２２を設置する。ヒーター２１は、第１の実施形態と同様に、リレー装置２５に接続されている。ヒーター移動装置２２は、被検査体２０の表面に沿ってヒーターを移動させるための装置であって、当該移動についての制御を行うコンピュータ装置２９と接続されている。
【０１２０】
信号発生装置２７は、第１の実施形態と同様に、リレー装置２５およびコンピュータ装置２９に接続されている。
【０１２１】
赤外線カメラ２３およびカメラ移動装置２４は、被検査体１に対向して設置されるとともに、それぞれがコンピュータ装置２９に接続されている。
【０１２２】
カメラ移動装置２４は、被検査体２０の表面に沿って赤外線カメラを移動させるための装置であって、当該移動についての制御を行うコンピュータ装置２９と接続されている。
【０１２３】
コンピュータ装置２９のＣＰＵ３０は、信号発生装置２７に対して、予め設定された加熱条件を出力するとともに、ヒーター移動装置２２に対して移動条件を出力する。
【０１２４】
ここで、移動条件とは、ヒーター移動装置２２に移動速度および移動距離を与えるものである。
【０１２５】
例えば、ヒーター移動装置２２は、移動速度に基づいて車輪を回転させるためのモータを駆動し、所定の移動速度でヒーターを移動させる。また、所定の移動距離を移動した後に、モーターを停止させ移動を完了する。
【０１２６】
これにより、ヒーター２１は、被検査体２０の表面に沿って移動しながら加熱を行うことができる。例えば、ヒーター２１の照射幅が１ｍであるとき、毎分０．５ｍの速度でヒーター移動装置２２を移動させると、実質的に１ｍの計測領域を約２分間加熱することができる。
【０１２７】
ヒーター２１の移動によって、所定範囲の領域９１（赤外線カメラによる撮像範囲）が加熱されると、ＣＰＵ３０は、赤外線カメラ２３による表面温度の取得を行う。
【０１２８】
さらに、ヒーター２１が移動し、隣接する所定範囲の領域９３が加熱されると、ＣＰＵ３０は、赤外線カメラ移動装置２４に移動指令を与え、赤外線カメラ２３を領域９３が撮像可能な位置に移動させる。移動が完了すると、ＣＰＵ３０は、赤外線カメラ２３からの表面温度データを取得する。
【０１２９】
以上の操作を繰り返して、領域９５、９７についても表面温度データを取得する。なお、ＣＰＵ３０は、ヒーター２１が、領域９７から完全に外れた場所において、ヒーター移動装置２２を停止させる。
【０１３０】
以後、ＣＰＵ３０は、赤外線カメラ２３を再び領域９１の温度データを取得できる位置に移動し、再び、領域９３、９５、９７の順に温度データを取得する。さらに、この動作を繰り返して、各領域における、温度データの取得を行う。
【０１３１】
温度データ取得後の処理は、第１・第２の実施形態と同様である。
【０１３２】
４．その他の実施形態
上記実施形態においては、被検査体１としてコンクリート材料を使用しているが、例えば、ＣＦＲＰなどの低熱伝導性材料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。
【０１３３】
上記実施形態においては、加熱および計測を１回だけ行っているが、同じ条件で、計測終了後に再加熱を行って、さらに計測を行うようにしてもよい。このように、複数回加熱計測を行い、算出した各回の位相差を平均して用いれば、より精度の高い検出を行うことができる。なお、この場合、被測定物表面における熱源の反射が影響しなければ、加熱・加熱停止期間の両期間における温度変動を連続して計測してもよい。
【０１３４】
上記実施形態においては、欠陥部位を求める際の特徴量として、計測データから得られる波形と所定の参照波形との位相差を用いたが、他の指標を特徴量として用いてもよい。例えば、計測データの時間変化における温度勾配データ、当該温度勾配データの時間変化データ、計測データについてフーリエ解析を行った場合の周波数成分データ、計測データ波形のピーク値または当該ピーク値への到達時間などを特徴量としてもよい。
【０１３５】
なお、健全部の温度波形のフーリエ解析データと、欠陥部の温度波形のフーリエ解析データを算出し、何れかの周波数にて位相差があることにより、欠陥の有無を判断するようにしてもよい。さらに、何れの周波数において位相差が大きくなっているかを判断し、欠陥深さを推定するようにしてもよい。
【０１３６】
また、正弦波・余弦波曲線を参照波形としたが、対数曲線やその他の多項式曲線を用いてもよい。
【０１３７】
さらに、これらの特徴量の比較を行う際に、各計測データと所定の参照波形との相関処理によって計測データ同士を間接的に比較しているが、各計測データを直接的に比較してもよい。例えば、各計測データのピーク値を比較すること等がこれに該当する。
【０１３８】
上記実施形態においては、参照波形の周期と欠陥深さの関係テーブルを使用して欠陥部位にかかる定量的な情報を取得しているが、さらに欠陥厚さを加えた関係テーブルを使用してもよい。この場合、より精度の高い欠陥検出が可能となる。
【０１３９】
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２９および信号発生装置２７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を、それぞれ別の装置から構成してもよい。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。
【０１４０】
上記実施形態においては、ヒーター２１を用いて被検査体２０に熱負荷を与えるようにしたが、被検査体２０の表面を強力に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、被検査体２０の表面を湿らせておき、遠隔からマイクロ波を照射して熱負荷を与えてもよい。
【０１４１】
上記実施形態では、加熱距離を０．５ｍ、加熱時間を２分としたが、異なる加熱条件によって加熱するようにしてもよい。たとえば、加熱距離を２ｍ、加熱時間を２０分としてもよい。
【０１４２】
上記各実施形態では、欠陥の検出を行うようにしているが、表面からは見えない裏面の形状を検出するようにしてもよい。この場合、標準的な厚さの標準片について位相差を求めておき、検出対象の各部位における位相差との比較をして、検出対象の各部位の厚さを推定し、裏面形状を得ることができる。
【０１４３】
なお、上記実施形態では、予め記録されている全ての周期の参照波形について位相差を算出している。しかし、検査対象の一部を事前調査するなどして、予め、最大欠陥深さがわかっている場合には、当該最大欠陥深さを検出可能な最も短い周期までを用いるようにしてもよい。
【０１４４】
なお、参照波形の周期と、検出可能な欠陥深さとの関係をテーブルとして記憶しておき、使用した参照波形に応じて、検出可能な欠陥深さを出力するようにしてもよい。
【０１４５】
また、上記実施形態では、コンピュータを用いて上記処理を実現しているが、作業者がこれらの処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１ａ】この発明の一実施形態における欠陥検出システムの機能ブロック図を示す図である。
【図１ｂ】この発明の一実施形態における欠陥検出システムの機能ブロック図を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態における温度の経時変化を示すグラフの例である。
【図３】この発明の一実施形態における人工欠陥供試体および温度分布画像である。
【図４】この発明の一実施形態における加熱後の表面温度の時間的変化波形である。
【図５】この発明の一実施形態における欠陥検出システムを実現する装置の構成図を示す例である。
【図６】この発明の一実施形態におけるコンピュータ装置のハードウェア構成図を示す例である。
【図７】この発明の一実施形態における欠陥検査処理におけるフローチャートを示す図である。
【図８】この発明の一実施形態における熱負荷を与える信号と参照波形との関係を示す図である。
【図９】この発明の一実施形態における計測対象の各単位領域を示す図である。
【図１０】この発明の一実施形態における記録される温度データの例を示す図である。
【図１１】この発明の一実施形態における計測データの解析処理におけるフローチャートを示す図である。
【図１２】この発明の一実施形態における人工欠陥（Ｄ）とこの人工欠陥を計測したときの画像データの表示画面の例（Ａ〜Ｃ）である。
【図１３】この発明の一実施形態における計測領域の単位領域における計測データと参照波形との位相差をグラフで示した例である。
【図１４】この発明の一実施形態における欠陥の深さ毎に参照波形の周期と位相差との関係を示したグラフおよび参照テーブルの例である。
【図１５】この発明の一実施形態における欠陥部位にかかる定量的な情報に基づいて欠陥の形状を推定した画面の例である。
【図１６】この発明の一実施形態における計測したコンクリート構造物の内部欠陥部分を採取したときの例である。
【図１７】この発明の一実施形態における内部欠陥をもつコンクリート構造物を計測したときの画像データの表示画面である。
【図１８】この発明の一実施形態における参照波形を変更して欠陥検査を行う場合におけるフローチャートを示す図である。
【図１９】この発明の一実施形態における参照波形を変更して欠陥検査を行う場合におけるフローチャートを示す図である。
【図２０】この発明の一実施形態における欠陥検出システムを実現する装置の構成図を示す例である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０・・・欠陥検査制御装置
１１・・・加熱制御手段
１３・・・データ記録手段
１６・・・波形比較手段
１７・・・加熱装置
１８・・・比較結果出力手段
１９・・・温度計測器
【図１ａ】
2005283548.tif 000005
【図１ｂ】
2005283548.tif 000006
【図２】
2005283548.tif 000007
【図３】
2005283548.tif 000008
【図４】
2005283548.tif 000009
【図５】
2005283548.tif 000010
【図６】
2005283548.tif 000011
【図７】
2005283548.tif 000012
【図８】
2005283548.tif 000013
【図９】
2005283548.tif 000014
【図１０】
2005283548.tif 000015
【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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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年3月31日(2004.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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