(57)【要約】渦電流センサ４が、その厚さが測定されるべきものであるが、測定値を乱す壁２の背後に位置する仕切り３が延びる方向と同じ方向に揃えられた２つの極を備えている。これらの仕切り３の影響は、検出器４のコア６が仕切り３の延びる方向に揃えられた２つの極を備え、かつ基準表面上の事前結果に基づいて論理システムが使用されて得られた結果が修正される場合に、減少する。
2004502152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切り（３）を覆うことがある中空の羽根壁（２）の厚さを測定する方法であって、
互いに直列に接続されたコイル（７）を備える、渦電流検出器（４）の磁気コア（６）の２つの極（８）を、壁に仕切りと平行に揃えて当てることと、検出器を壁上で仕切りに対して垂直に移動することと、検出器によって生成された信号を記録することと、事前較正に従って壁の厚さを推定することとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
事前較正は、それぞれが様々な間隔で隔たれている仕切り（３２）を覆う、様々な厚さの基準壁（３１）における一連の測定を含むことを特徴とする、請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
事前較正を使用するニューロンのネットワーク（Ｎ）の訓練を含むことと、壁の厚さが、検出器によって生成された信号を前記ニューロンのネットワークの入力に供給することによって得られることとを特徴とする、請求項１または２に記載の測定方法。
【請求項４】
渦電流検出器（４’）の磁気コアの２つの極を壁に仕切りと垂直に揃えて当てることと、検出器を壁上で仕切りに対して垂直に移動することと、検出器によって生成される第２の信号を記録することをさらに含み、かつ壁の厚さが、事前較正と、第１の信号および第２の信号の両方とから推定されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項５】
壁における検出器の角度の推定と、角度に応じた厚さ推定の修正処理を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、中空の羽根壁の厚さを測定することに関する。
【０００２】
これらの部品の特性の１つは、通常、それらが、羽を補剛するため、または内部ボリュームを区画に分割するために、その壁によって覆われた内部の仕切りを備えていることである。これらの仕切りは、測定信号に対するこれらの仕切りの寄与が、壁の測定信号に対する寄与に重畳され、したがって、それがさらなる厚さと混同されがちであるため、測定の妨げになる。厚さ測定を行うことができるいくつかの非破壊的方法が、既に存在するが、検出器ネットワークが、検査される物体のまわりから連続的に検査するＸ線断層撮影法などのいくつかの方法は、使用するにはあまりにも複雑であり、他方、赤外線測定法などの他の方法は、その正確さが不十分である。最後に、超音波測定法は、すべての材料には適さず、特に異方性の材料に関してはそうである。
【０００３】
壁の背後で不正確にしか知られていない位置に、厚さの測定の妨げになる仕切りが存在するにも関わらず、その壁の厚さに関する正確で信頼のおける示度を与える、これらの欠点のない特に非破壊的な厚さの測定方法が開発された。
【０００４】
本方法は、検出される信号に対する仕切りの寄与を最小限に抑えるように、構成されかつ使用される、特定の渦電流検出器の使用に基づき、また測定に対する仕切りの影響を実質的に除去する処理手段を提案する。いくぶん改良され、したがって、正確な結果を与えるいくつかの特定の実施形態が可能である。
【０００５】
その最も一般的な形態では、本発明は、仕切りを覆っていることがある中空の羽根壁の厚さを測定する方法であって、互いに直列に接続されたコイル７を備える、渦電流検出器の磁気コアの２つの極８を、壁に仕切りと平行に揃えて当てることと、検出器を壁上で仕切りに対して垂直に移動することと、検出器によって生成される信号を記録することと、事前較正に応じて壁の厚さを推定することとを含むことを特徴とする方法に関する。
【０００６】
文献ＵＳ４００５３５９Ａが、導電基板上の塗料またはエナメルコーティングの厚さを推定するのに適用される、渦電流プローブを開示しており、このプローブは、変圧器として構成された、すなわち、電磁誘導によって結合されているが、電気的に接続されていない２つの巻線から構成されている。
【０００７】
文献ＵＳ５１７２０５９Ａは、コイルの下にある基板内に渦電流を誘導するコイルが、その基板の厚さの変動の影響を受けやすいことを示している。
【０００８】
本発明を、以下の図面を参照して詳細に説明する。これらの図面は、本発明の特徴、態様、および利点を、より明確に、例示的な実施形態で示す。
【０００９】
図１は、そのプロファイルが、不正確にしか知られていない様々な幅、厚さ、および間隔の仕切り３によって補剛された、外壁２によって形成された中空の羽根１を部分的に示している。センサ４が、羽根１の母線５に沿って移動される。このセンサは、その上に電磁巻線が形成されたアーチ型磁気コア６を備え、この巻線は、互いに直列に接続され、アーチ６のアーム８上に配置された２つのコイル７から構成されている。検出器４は、アーム８の端部が壁２に接触するように、ばね１０によって押し戻される支持アーム９の端部にある。アーム９および検出器４を、母線５に沿って移動させるのに、電動装置１１を使用する。交流発電機１２が電気回路１３に配置され、この回路にコイル７が直列に接続され、電圧計１４を使用して、コイル７の端子で生成される電圧を記録し、それを本発明の重要な部分である処理手段１５に伝送する。電圧計１４によって測定される信号は、詳細には、羽根１に隣接する部分でコイル７の電磁誘導によって生成される渦電流に依存し、この渦電流は、壁１１の厚さに加え、検出器４の前またはその近辺に仕切り３が存在しているか否かに依存する。ただし、アーム８の端部に位置するコア６の極が、図示するとおり、仕切り３の方向に揃えられている場合、存在するプローブに対する仕切り３の顕著な影響はずっと弱まる、すなわち、検出器４が仕切り３の前を通過するとき、信号が変化する度合いは低くなることが見出されている。図４は、対比で示す羽根プロファイル１に関して得られた、曲線の推移（１００ｋＨｚの励起周波数に関してＲ１、３００ｋＨｚに関してＲ２）を示している。
【００１０】
電圧計１４によって測定される電圧がＶＢであり、またコイル７を通る電流の強度がＩである場合、オフロード状態（羽根１がないとき）では、
【数１】
2004502152.tif 000003
であると述べることが可能であり、ここで、Ｚ０はインピーダンスであり、Ｒ０は抵抗であり、またＸ０は回路のリアクタンスである。また、検出器４を羽根１に当てたとき、
【数２】
2004502152.tif 000004
であると述べることが可能である。ｊは、虚部の定数（ｊ２＝−１）である。処理手段は、詳細には、本明細書で提案する標準化したリアクタンス
【数３】
2004502152.tif 000005
の推移、または、場合によっては、標準化した抵抗
【数４】
2004502152.tif 000006
の推移を記録することによって、測定値を処理することができる。比較的低い誘導周波数に関しては、仕切り３の影響はほとんど感知できないものになるので、それらの存在を完全に無視して、様々な厚さの一連の平滑な壁の上で行った事前較正の後、検出された信号に直接に従って壁２の厚さを推定するのを想定することさえ可能であることがわかる。
【００１１】
ただし、より複雑な処理作業を使用して、得られた信号から壁２の厚さを推定することが好ましく、これらの作業が行われる処理手段１５は、より詳細に説明するに値する。処理手段１５は、図５に示す構成をとることが可能な人工ニューロンのネットワークを含む。実際には、人工ニューロンＮは、重みＷがそれに関連付けられたある数の入力ｅを受け取り、重み付き入力およびバイアスｂに依存する出力ｓを数式ｓ＝Ｆ（Ｗｅ＋ｂ）に従って供給する、基本プロセッサであり、この数式で、Ｆは、ニューロンＮのプログラミングによって決る活性化関数である。入力データは、通過する各ニューロンで変更されながら、ネットワーク内を循環する。ニューロンは、連続する層に分散され、前の層と次の層のすべてのニューロンとリンクされていることが可能である。この場合、所望の出力（厚さ）を供給する単一のニューロンを有する１つの出力ネットワークＣ２と、信号（例えば、Ｒ１およびＲ２）から得られた値が送り込まれるいくつかのニューロン（実際には、２つ、３つ、または４つ）から構成される底層または隠れた層とを備えた、２層ネットワークで十分であることが認められている。さらに、ニューロンによって実行される関数は、層Ｃ１における恒等関数（Ｆ（Ｗｅ＋ｂ）＝Ｗｅ＋ｂ）、および層Ｃ２における双曲線正接関数（Ｆ（Ｗｅ＋ｂ）＝ｔａｎｈ（Ｗｅ＋ｂ））である。ニューロンネットワークは事前訓練を受け、この訓練により、このネットワークは、受け取る信号に応じて、訓練状況に似通った新しい状況の記述パラメータを表現することができるようになる。本明細書では、厚さが増大していく並列のバンド３１から形成され、肋材３２を備えた平面ブロック３０（図６）を使用して較正を行うことを提案している。肋材３２は、仕切りと同様に、このプレートの背後に様々な間隔に配置され、場合によっては様々な厚さおよび幅のものであり、また、すべてのバンド３１と交差している。検出器４を羽根１に対するのと同じ仕方で、これらのバンド３１に沿って移動して、この検出器が、十分な数の基準信号を供給するようにする。これらの信号を処理して、ニューロンの重みおよびバイアスを調整することにより、ニューロンネットワークを設定する。ニューロンネットワークのそのような訓練は、ネットワークが、各バンド３１の知られている厚さを、そのバンドに沿って検出された信号に応じて出力するように、ソフトウェアによって自動的に行うことが可能である。
【００１２】
既に説明した検出器４の構成が好ましいものであるものの、同様ではあるが、仕切り３に対して垂直に揃えられた極で構成された検出器４’（図３）によって測定を完全にすることが可能である。これにより、仕切りに直交する磁化線がもたらされ、この仕切り内で有意な渦電流がもたらされる。したがって、測定に対する仕切りの影響は、検出器４を使用した場合よりもずっと大きいことが明らかである。このことは、図４の応答曲線Ｒ３およびＲ４で確認することができる。検出器４’からニューロンネットワークに供給される信号、および検出器４からの信号により、仕切りの影響を補正して、壁２の厚さの評価に関し、さらに高い精度を得ることが可能になる。というのは、仕切り３の影響が、検出器４’によってよりよく検出されるからである。測定を行う等価の方法は、又状支持アーム９’上に取り付けられた検出器４および４’によって同時に２系列の測定を行うのではなく、検出器４が回転のために使用される連結器４０（図２）を備えた支持アーム９上に取り付けられるという条件で、検出器４だけを使用することにある。この方法は、２種類の信号が連続的に得られることになる他は、全く同じである。
【００１３】
さらなる干渉の原因が、羽根３上で、その湾曲のために、支持アーム９のアラインメントに残る検出器４または４’の角度によって生じる。ただし、容易に補正を行うことができる。というのは、その角度が、電圧計１４によって供給される信号の実部と虚部の比率にしか影響を与えないのを確認することができるからである。より具体的には、Ｘｃｎ＝ａＲｃｎ＋ｂであると述べることができ、ここで、ａは羽根１上の検出器４の角度に依存する係数である。したがって、単に、受け取られた信号を追加のニューロンネットワークに適用して、そのネットワークが修正された信号を出力するようにするだけでよい。この修正された信号が、壁２上で平角の検出器４または４’によって得られたはずの信号である。検出器４を様々な角度でバンド３１上を移動させて、係数ａの値を決めることによって、追加のニューロンネットワークの訓練が得られる。
【００１４】
あらゆる放射方向で電磁線を伝達する軸対称中心コイル検出器などの他の渦電流検出器は、この用途では極めて不正確な結果しかもたらさず、他方、本発明では、数ミリメートルの厚さの仕切りに関して、１０μｍの標準偏差の不正確さが予期されることを指摘する必要があろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本方法を示す概略図である。
【図２】
検出器を示す拡大図である。
【図３】
複合検出器を示す図である。
【図４】
得られる信号の例である。
【図５】
人工ニューロンのネットワークを示す図である。
【図６】
較正ブロックを示す図である。
【図１】
2004502152.tif 000007
【図２】
2004502152.tif 000008
【図３】
2004502152.tif 000009
【図４】
2004502152.tif 000010
【図５】
2004502152.tif 000011
【図６】
2004502152.tif 000012
【国際公開パンフレット】
2004502152.tif 000013
2004502152.tif 000014
2004502152.tif 000015
2004502152.tif 000016
2004502152.tif 000017
2004502152.tif 000018
2004502152.tif 000019
2004502152.tif 000020
2004502152.tif 000021
2004502152.tif 000022
2004502152.tif 000023
2004502152.tif 000024
2004502152.tif 000025
2004502152.tif 000026
2004502152.tif 000027
2004502152.tif 000028
2004502152.tif 000029
【国際調査報告】
2004502152.tif 000030
2004502152.tif 000031
2004502152.tif 000032
2004502152.tif 000033
2004502152.tif 000034
2004502152.tif 000035